用于互連匯流條的材料和涂層的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于互連匯流條的材料和涂層。在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)系統(tǒng)包括互連匯流條，所述互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，涂層包括電鍍?cè)劓嚨膶印?br> 【專利說(shuō)明】用于互連匯流條的材料和涂層
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例涉及用于互連匯流條的材料和涂層。
【背景技術(shù)】
[0002]在電動(dòng)車輛(EV)中，高電壓(HV)電池包由互連的電池模塊組成。每個(gè)電池模塊包含多個(gè)電池單元，這些電池單元經(jīng)由電池單元端子和互連匯流條之間的接點(diǎn)而相互電連接。如在圖1A和圖1B中所描繪的，當(dāng)使用層疊的袋式單元時(shí)，互連匯流條典型地接合到印制電路板(PCB)上以形成互連板(ICB)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個(gè)實(shí)施例中，一種互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，其中，基底包括軟化退火的高純度銅，涂層包括位于基底上的鎳的電鍍層。
[0004]在特定的具體情況下，基底包括根據(jù)按照ASTM B152/B152M標(biāo)準(zhǔn)的C11000-H060的銅薄板，其中，銅薄板的厚度為800±20微米或更薄、粗糙度Ra為0.15微米且沿卷的橫向方向的上限為0.3微米。
[0005]在特定的具體情況下，鎳電鍍層包括ASTM B689的I型，其具有無(wú)光飾面但不具有硬化劑和增亮劑，并且具有對(duì)應(yīng)于ASTM B689X級(jí)的1.0±0.5微米的厚度。
[0006]在特定的其它情況下，涂層包括預(yù)鍍層和后鍍層二者，其中，在互連匯流條基底材料的薄板或卷/盤成形為互連匯流條之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到預(yù)鍍層，在將所形成的互連匯流條接合到ICB上之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到后鍍層。
[0007]在另一實(shí)施例中，將鎳電鍍的、成形的匯流條接合到ICB上，其中，匯流條應(yīng)具有低于IS014644-1的8級(jí)的當(dāng)量顆粒污染物。在特定的其它情況下，匯流條應(yīng)具有每平方米少于15毫克的當(dāng)量有機(jī)污染物。
[0008]在又一實(shí)施例中，ICB應(yīng)遵照1?(>60128第3.9章節(jié)，其中，對(duì)于未涂覆印制板和精整印制板二者而言，ICB上的污染物水平應(yīng)少于每平方厘米1.56微克的氯化鈉當(dāng)量。
[0009]在又一實(shí)施例中，每個(gè)互連匯流條包括一個(gè)或多個(gè)U形通道，其中，每個(gè)U形通道具有壁開(kāi)口角度沿所有的方向小于I度的、從基體向上彎曲的兩個(gè)壁。在特定的其它情況下，互連匯流條和它們的U形通道在三個(gè)維度上的角度全部小于I度。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)系統(tǒng)包括互連匯流條，互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，涂層包括純金屬鎳。在特定的情況下，涂層可以具有不大于5微米的厚度或者在
0.5微米至1.5微米之間的厚度。
[0011]期望的是，涂層不包括任何形式的磷。當(dāng)非故意地和/或意外包括時(shí)，涂層中包括的憐少于5wt%、4wt%、3wt%、2wt%、lwt%、0.5wt%或0.lwt%,涂層中包括的鎮(zhèn)憐NiP少于5wt%>4wt%>3wt%>2wt%> lwt%>0.5wt% 或 0.lwt%,涂層中包括的鎮(zhèn)憐 Ni3P 少于 5wt%、4wt%、3wt%、2wt%、lwt%、0.5wt% 或 0.lwt%0[0012]在特定的其它情況下，基底包括導(dǎo)電金屬薄板，例如，具體地為軟化退火的銅材。在特定的具體情況下，基底包括符合按照ASTM B152/B152M的C11000-H060標(biāo)準(zhǔn)的金屬銅薄板。
[0013]在特定的其它情況下，匯流條包括壁部分和基體部分，壁部分以65度至115度之間的角度從基體部分延伸，涂層與匯流條的壁部分接觸。
[0014]在另一方面，一種形成電化學(xué)系統(tǒng)的方法包括使互連匯流條成形，互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，涂層包括純金屬鎳。在特定的情況下，對(duì)互連匯流條的涂層進(jìn)行電鍍?？梢詫⒒自O(shè)置成包括按照ASTM B152/B152M的金屬銅薄板C11000-H060。在特定的其它情況下，該方法還包括:將涂層施加到作為基底的金屬銅薄板上，用于形成涂覆的金屬銅薄板；形成涂覆的金屬銅薄板，以形成互連匯流條。在特定的其它情況下，該方法還包括在形成互連匯流條之前對(duì)涂覆的金屬銅薄板進(jìn)行沖切。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，一種電池模塊包括互連匯流條，互連匯流條包括基底和與基底接觸的電鍍鎳涂層，該涂層的厚度不大于5微米。在特定的情況下，該涂層的厚度在0.5微米至1.5微米之間。在特定的具體情況下，涂層包括少于5wt%的磷。在特定的其它情況下，涂層包括總量少于5wt%的鎳磷NiP和Ni3P。在特定的情況下，基底包括按照ASTM B152/B152M標(biāo)準(zhǔn)C11000-H060的軟化退火的金屬銅薄板。
[0016]在另一實(shí)施例中，一種形成電池模塊的方法包括使互連匯流條成形，互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，該涂層包括元素鎳的層。在特定的情況下，對(duì)互連匯流條的涂層進(jìn)行電鍍?？梢詫⒒自O(shè)置成包括按照ASTMB152/B152M的金屬銅薄板C11000-H060。在特定的其它情況下，該方法還包括:將涂層施加到作為基底的金屬銅薄板上，用于形成涂覆的金屬銅薄板；形成涂覆的金屬銅薄板，以形成互連匯流條。在特定的其它情況下，該方法還包括在形成互連匯流條之前對(duì)涂覆的金屬銅薄板進(jìn)行沖切。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1A描繪了在電池模塊中包括多個(gè)具有電池單元端子的電池單元、ICB和互連匯流條的電池單元堆疊件；
[0018]圖1B描繪了包括印制電路板和互連匯流條的ICB組件；
[0019]圖2描繪了用來(lái)在電池模塊中產(chǎn)生電氣互連的示例性工藝。
【具體實(shí)施方式】
[0020]按所要求的，在此公開(kāi)了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例。然而，要明白，所公開(kāi)的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的可以以各種可替換的形式實(shí)施的示例性的實(shí)施例。因此，在此公開(kāi)的具體的結(jié)構(gòu)和功能方面的細(xì)節(jié)不將被解釋為是限制性的，而僅僅作為用于權(quán)利要求書的代表性基礎(chǔ)和/或用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以各種方式應(yīng)用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。
[0021]此外，除非另外明確地指出，否則在描述本發(fā)明的較寬的范圍時(shí)，說(shuō)明書和權(quán)利要求書中的所有數(shù)值的量將被理解為由詞語(yǔ)“大約”所修飾。另外，除非進(jìn)行相反的明確的陳述，否則對(duì)一組或一類材料的描述適用于或優(yōu)選地用于與本發(fā)明有關(guān)的給定目的，這意味著該組或該類中的任意兩個(gè)或更多個(gè)成員的混合物可以同等地適用或優(yōu)選。
[0022]在電動(dòng)車輛(EV)中，高電壓(HV)電池包由相互電連接且熱連接的電池模塊組成。每個(gè)電池模塊包含堆疊在結(jié)構(gòu)框架(圖1A)中且通過(guò)將電池單元端子接合到互連匯流條而相互電連接的多個(gè)電池單元以及通過(guò)冷卻劑分配歧管而相互熱連接的冷卻板或冷卻肋片。當(dāng)使用層疊的袋式單元時(shí)，互連匯流條典型地機(jī)械地且冶金地接合到印制電路板(PCB)上(圖1B)。這種PCB被稱為互連板(ICB)，匯流條被稱作ICB匯流條。
[0023]如在圖2中所示意性地示出的，在電池模塊中產(chǎn)生電氣互連需要多道工藝，這些工藝包括:(I)制造互連匯流條且將互連匯流條接合到ICB ; (2)制造具有端子的電池單元；(3)將電池單元端子接合到ICB匯流條。
[0024]在用于互連匯流條和ICB組件的示例性制造工藝中，涂覆金屬薄板(sheetmetal) (#202)、沖切(#204)并成形(#206)為具有一個(gè)或多個(gè)U形通道的匯流條，其中，每個(gè)U形通道具有從基體向上彎曲的兩個(gè)壁。在順序沖模工藝(prog-die process)中，可以省略沖切，并且在連續(xù)卷給料期間形成匯流條并進(jìn)行修邊。然后，利用諸如鉚接(#208)和焊接(#210)的機(jī)械緊固和冶金接合將匯流條接合到ICB。
[0025]在用于電池單元的示例性制造工藝中，形成電池單元端子(#212)，并將電池單元端子接合到電池單元接線片(#214)。在填充電解質(zhì)并脫氣之后，密封電池單元袋(#216)，其中，將電池單元端子部分地密封在袋中而使電池單元端子的大約60%暴露在袋的外部，以準(zhǔn)備用來(lái)接合到ICB匯流條。
[0026]在用于在電池模塊中進(jìn)行電氣互連的示例性制造工藝中，將兩個(gè)或更多個(gè)電池單元端子分組在一起并接合到ICB匯流條(#218)。重復(fù)接合工藝，直到接合了所有分組的電池單元端子和剩余的ICB匯流條。這樣就完成了具有期望的電氣互連的一個(gè)電池模塊的裝配。
[0027]為了一起利用機(jī)械緊固和焊接用于機(jī)械強(qiáng)度和電氣互連而將ICB匯流條接合到ICB, ICB匯流條材料需要足夠軟以用于機(jī)械緊固并且需要保持適當(dāng)?shù)能浐感砸钥煽康睾附又罥JICB。然而，在EV的早期生產(chǎn)中使用的ICB匯流條材料是硬的且可成形性低。這對(duì)匯流條的成形工藝、緊固工藝和接合工藝帶來(lái)了難度。較硬的金屬薄板通常比較軟的金屬薄板產(chǎn)生較大的回彈，導(dǎo)致在成形步驟中有較大的維度不穩(wěn)定性并且導(dǎo)致在緊固和接合步驟中彈出。較硬的金屬薄板還要求較大的力或能量來(lái)成形、夾住和接合。對(duì)于給定的能量輸入，較硬的金屬薄板產(chǎn)生較低的接合強(qiáng)度和較高的界面阻力。
[0028]在EV的早期生產(chǎn)中使用的匯流條基底材料上的化學(xué)鎳(EN)鍍層(NiP、Ni3P)硬而且可成形性低、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率低且軟焊性差。總的來(lái)講，化學(xué)工藝采用的是利用特定的化學(xué)反應(yīng)且不涉及電流的使用。因此，成形和緊固工具和模具磨損得快，經(jīng)常需要大的力或能量來(lái)成形和緊固ICB匯流條。將ICB匯流條焊接到ICB上以進(jìn)行電氣互連由于EN鍍層的軟焊性差而具有難度，從而需要有侵蝕性的助焊劑來(lái)活化將要被焊接的表面。EN鍍層的低電導(dǎo)率導(dǎo)致在使用期間ICB兩端的功率損耗和界面阻力較大并且導(dǎo)致熱積聚在ICB匯流條上。EN鍍層的低熱導(dǎo)率在使用期間引起更多的熱積聚在接點(diǎn)附近和ICB匯流條上。
[0029]對(duì)于ICB匯流條而言，非常期望新的材料和涂層以適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率、足夠的耐腐蝕性和廣闊的可應(yīng)用性以及較低的成本來(lái)提供所要求的可成形性、軟焊性和可焊性。
[0030]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于HV電池包中的電池模塊和ICB匯流條的最佳制造的新型材料和涂覆溶液。
[0031]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種包括基底和與基底接觸的涂層的ICB匯流條，其中，基底包括軟化退火的高純度銅，涂層包括基底上的鎳的電鍍層。
[0032]在特定的具體情況下，基底包括按照ASTM B152/B152M標(biāo)準(zhǔn)的C11000-H060的銅薄板，其中，銅薄板的厚度為800±50微米或更薄、粗糙度Ra為0.15微米且沿卷的橫向方向的上限為0.3微米。
[0033]在特定的具體情況下，鎳電鍍層包括ASTM B689的I型，其具有無(wú)光飾面(mattefinish)但不具有硬化劑和增亮劑(例如，硬化劑和增亮劑的量各不超過(guò)0.01wt%),并且具有對(duì)應(yīng)于ASTM B689X級(jí)的1.0±0.5微米的厚度。
[0034]在特定的其它情況下，涂層包括預(yù)鍍層和后鍍層二者，其中，在互連匯流條基底材料的薄板或卷/盤成形為互連匯流條之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到預(yù)鍍層，在將所形成的互連匯流條接合到ICB上之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到后鍍層。
[0035]在另一實(shí)施例中，將鎳電鍍的、成形的匯流條接合到ICB上，其中，匯流條應(yīng)具有低于IS014644-1的8級(jí)的當(dāng)量顆粒污染物。在特定的其它情況下，匯流條應(yīng)具有每平方米少于15毫克的當(dāng)量有機(jī)污染物。[0036]在又一實(shí)施例中，ICB應(yīng)遵照1?(>60128第3.9章節(jié)，其中，對(duì)于未涂覆印制板和精整印制板二者而言，ICB上的污染物水平應(yīng)少于每平方厘米1.56微克的氯化鈉當(dāng)量。
[0037]在又一實(shí)施例中，每個(gè)互連匯流條包括一個(gè)或多個(gè)U形通道，其中，每個(gè)U形通道具有壁開(kāi)口角度沿所有的方向小于I度、從基體向上彎曲的兩個(gè)壁。在特定的其它情況下，互連匯流條和它們的U形通道在所有三個(gè)維度上的角度全部小于I度。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于ICB匯流條的新材料和涂覆溶液克服了現(xiàn)有技術(shù)中遇到的難題。在本文別處描述的表1中總結(jié)了本發(fā)明的一些關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)，并與EV的早期生產(chǎn)中使用的舊材料一起進(jìn)行了比較。
[0039]如表1所示，與EV的早期生產(chǎn)中使用的舊材料相比，本發(fā)明使涂層的導(dǎo)電率提高了大約10倍，使銅基底柔軟了 2倍，使涂層柔軟了 6倍，使銅基底的可成形性提高了 4倍，并且使涂層的可成形性提高了 10倍。另外，本發(fā)明中的材料和涂層由于在涂層中不包含磷而使得軟焊性更好，由于柔軟性而使回彈較少和可焊性優(yōu)異。與化學(xué)鍍相比，電鍍采用的是使用電流。另外，因?yàn)榕c化學(xué)鍍相比，電鍍通常成本較低且更加可用，所以相對(duì)于舊涂層而言，可以以更大的成本效率來(lái)生產(chǎn)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中的涂層。
[0040]在又一實(shí)施例中，本發(fā)明提供了包括互連板匯流條的電化學(xué)系統(tǒng)，其中，互連板匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，涂層包括電鍍鎳。在特定情況下，涂層的厚度不大于5微米。在特定的具體情況下，涂層的厚度在0.5微米至1.5微米之間。
[0041]在另一實(shí)施例中，電化學(xué)系統(tǒng)還包括多個(gè)均具有一組正負(fù)極端子的電池單元。正極端子可以由銅形成，負(fù)極端子可以由鋁形成。
[0042]可以在匯流條基底的沖切或成形之前施加電鍍鎳涂層。在這種連接方式中，匯流條基底可以是已經(jīng)用電鍍鎳涂層預(yù)涂覆的、卷制薄板的匯流條基底形式?？蛇x擇地，可以按為隨后的成形步驟準(zhǔn)備的構(gòu)造已經(jīng)對(duì)匯流條基底進(jìn)行了剪切或沖切，然后用電鍍鎳涂層進(jìn)行涂覆，從而可以減少因切去部分上的涂層材料而造成的不必要的浪費(fèi)。另外，也可以在已經(jīng)對(duì)匯流條基底進(jìn)行了剪切并將其形成為諸如“U”形形狀的成品形狀之后涂敷電鍍鎳涂層。[0043]返回參照?qǐng)D2，在步驟212，可以將銅端子超聲波焊接到電池單元袋來(lái)形成電池單元的正極端子，可以將鋁端子超聲波焊接到電池單元袋來(lái)形成負(fù)極端子。對(duì)電池單元端子進(jìn)行鍍覆或表面處理。例如，可以對(duì)銅端子進(jìn)行鍍鎳，可以對(duì)鋁端子進(jìn)行表面處理。在步驟214，根據(jù)眾多因素，通過(guò)例如鉚接、激光焊或超聲波焊接(USW)將鍍覆的或表面處理的電池單元端子接合到電池單元接線片。在步驟216，在填充電解質(zhì)和脫氣之后密封電池單元袋，其中，將電池單元端子部分地密封在袋中而使其大約60%被定位在袋的外部，以準(zhǔn)備接合到ICB匯流條。在步驟218，經(jīng)由超聲波焊接將密封好的單元袋的端子與ICB焊接在一起，從而形成電化學(xué)模塊。具有鍍覆的或表面處理的電池單元端子的電池單元堆疊在結(jié)構(gòu)框架中。根據(jù)冷卻策略，即，底部、側(cè)面或正面冷卻，可以將冷卻板裝配到底部或側(cè)面，或者在電池單元中-之間堆疊冷卻肋片。
[0044]如在圖2中所示意性地示出的，產(chǎn)生電池模塊中的電氣互連需要多道工藝，這些工藝包括:(I)制造互連匯流條且將互連匯流條接合到ICB ; (2)制造具有端子的電池單元；
(3)將電池單元端子接合到ICB匯流條。
[0045]在用于互連匯流條和ICB的示例性制造工藝中，涂覆金屬薄板(#202)、沖切(#204)并成形(#206)為具有一個(gè)或多個(gè)U形通道的匯流條，其中，每個(gè)U形通道具有從基體向上彎曲的兩個(gè)壁。在順序沖模工藝中，可以省略沖切，并且在連續(xù)卷給料期間形成匯流條并進(jìn)行修邊。然后，利用諸如鉚接(#208)和軟焊(#210)的機(jī)械緊固和冶金接合將匯流條接合到ICB。
[0046]在用于電池單元的示例性制造工藝中，形成電池單元端子(#212)，并將電池單元端子接合到電池單元接線片(#214)。在填充電解質(zhì)并脫氣之后，密封電池單元袋(#216)，其中，將電池單元端子部分地密封在袋中而使電池單元端子的大約60%暴露在袋的外部，以準(zhǔn)備用來(lái)接合到ICB匯流條。
[0047]在用于電池模塊中的電氣互連的示例性制造工藝中，將兩個(gè)或更多個(gè)電池單元端子分組在一起并接合到ICB匯流條(#218)。重復(fù)接合工藝，直到接合了所有分組的電池單元端子和剩余的ICB匯流條。這樣就完成了具有期望的電氣互連的一個(gè)電池模塊的裝配。
[0048]為了利用機(jī)械緊固以及軟焊用于機(jī)械強(qiáng)度和電氣互連來(lái)將ICB匯流條接合到ICB, ICB匯流條材料需要足夠軟以用于機(jī)械緊固并且需要保持適當(dāng)?shù)能浐感砸钥煽康剀浐钢罥JICB。然而，在EV的早期生產(chǎn)中使用的ICB匯流條材料是硬的且可成形性低。這對(duì)匯流條的成形工藝、緊固工藝和接合工藝帶來(lái)了難度。較硬的金屬薄板通常比較軟的金屬薄板產(chǎn)生更大的回彈，導(dǎo)致在成形步驟中有較大的維度不穩(wěn)定性并且導(dǎo)致在緊固和接合步驟中彈出。較硬的金屬薄板還要求較大的力或能量來(lái)成形、夾住和接合。對(duì)于給定的能量輸入，較硬的金屬薄板產(chǎn)生較低的接合強(qiáng)度和較高的界面阻力。
[0049]在EV的早期生產(chǎn)中使用的匯流條基底材料上的化學(xué)鎳(EN)鍍層(NiP、Ni3P)硬而且可成形性低、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率低且軟焊性差。因此，成形和緊固工具和模具磨損得快，經(jīng)常需要大的力或能量來(lái)形成和緊固ICB匯流條。將ICB匯流條焊接到ICB上以進(jìn)行電氣互連由于EN鍍層的軟焊性差而具有難度，從而需要有侵蝕性的助焊劑來(lái)活化將要被焊接的表面。EN鍍層的低電導(dǎo)率導(dǎo)致在使用期間ICB兩端的功率損耗和界面阻力較大并且導(dǎo)致熱積聚在ICB匯流條上。EN鍍層的低熱導(dǎo)率在使用期間弓I起更多的熱積聚在接點(diǎn)附近和ICB匯流條上。[0050]因此，對(duì)于ICB匯流條而言，非常期望新的材料和涂層以適當(dāng)?shù)碾妼?dǎo)率、足夠的耐腐蝕性和廣闊的可應(yīng)用性以及較低的成本來(lái)提供需要的可成形性、軟焊性和可焊性。
[0051]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于HV電池包中的ICB匯流條和電池模塊的最佳制造的新型材料和涂覆溶液。
[0052]可以將兩個(gè)或更多個(gè)電池單元端子分組在一起以被容納在互連匯流條內(nèi)。在特定的設(shè)計(jì)中，根據(jù)電池單元厚度、每組中的電池單元端子的數(shù)量以及是否在電池單元中-之間堆疊冷卻肋片，可能會(huì)需要電池單元端子有不同程度的彎曲以在堆疊前與ICB匯流條較好地對(duì)齊。使ICB與電池單元端子接觸并對(duì)齊。根據(jù)ICB和電池模塊設(shè)計(jì)，可以通過(guò)機(jī)械方法或焊接將ICB接合到框架。
[0053]將每組的電池單元端子與ICB匯流條之一接合。重復(fù)接合工藝，直到接合了所有分組的電池單元端子和剩余的ICB匯流條。這樣就完成了具有期望的電氣互連的一個(gè)電池模塊的裝配。根據(jù)ICB和電池模塊設(shè)計(jì)以及電池模塊中的組件的材料，可以應(yīng)用具有不同的優(yōu)缺點(diǎn)的各種接合方法中的一種或幾種。
[0054]如在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中所采用的電鍍鎳不同于在特定的傳統(tǒng)構(gòu)造中使用的化學(xué)鍍層。例如，鎳電鍍層應(yīng)用的是鎳在純金屬中的涂層而不具有任何顯著量的任何其它元素。相反，化學(xué)鍍層應(yīng)用的是具有顯著量的除鎳之外的諸如磷的元素的鎳磷的涂層。
[0055]由于鎳電鍍層與鎳磷化學(xué)鍍層之間的化學(xué)差異，所得的涂層厚度也會(huì)不同。例如，來(lái)自化學(xué)鍍層的鎳磷涂層的厚度值通常大于5微米。相比之下，鎳電鍍涂層的厚度值可以小于5微米，有時(shí)明顯地小于5微米。在特定的情況下，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的匯流條的電鍍鎳涂層的厚度在0.5微米至5微米、0.5微米至4.5微米、0.5微米至3.5微米、0.5微米至2.5微米或者0.5微米至1.5微米的范圍內(nèi)。
[0056]如在此所討論的，電鍍鎳涂層并不包括顯著量的除鎳之外的任何元素。在偶然的且非故意的情況下包括任何形式的磷的程度上，電鍍鎳涂層包括以重量計(jì)少于5%、4%、3%、2%、1%或0.1%的磷。在偶然的且非故意的情況下包括任何形式的磷的程度上，電鍍鎳涂層包括以重量計(jì)少于5%、4%、3%、2%、1%或0.1%的化學(xué)形式為NiP的鎳磷。在偶然的且非故意的情況下包括任何形式的磷的程度上，電鍍鎳涂層包括以重量計(jì)少于5%、4%、3%、2%、1%或
0.1%的化學(xué)形式為Ni3P的鎳磷。
[0057]在特定的情況下，互連板匯流條包括壁部分和基體部分，壁部分以65度至115度之間的角度從基體部分延伸，涂層與匯流條的壁部分接觸。該角度可以在70度至110度之間、75度至105度之間、80度至100度之間或者85度至95度之間。壁部分可以包括一起限定矩形的“U”形形狀的四個(gè)壁部分件。壁部分可以包括一起限定雙“U”形形狀的七個(gè)壁部分件。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了包括基底和與基底接觸的涂層的ICB匯流條，其中，基底包括軟化退火的高純度銅，涂層包括基底上的鎳電鍍層。
[0059]在特定的情況下，基底包括按照ASTM B152/B152M標(biāo)準(zhǔn)的銅薄板C11000-H060，其中，銅薄板的厚度為800±20微米或更薄、粗糙度Ra為0.15微米且沿卷的橫向方向的上限為0.3微米。
[0060]在特定的情況下，電鍍鎳包括ASTM B689的I型，其具有無(wú)光飾面但不具有硬化劑和增亮劑，并且具有對(duì)應(yīng)于ASTM B689X級(jí)的1.0±0.5微米的厚度。
[0061]在特定的情況下，涂層包括預(yù)鍍層和后鍍層二者，其中，在互連匯流條基底材料的薄板或卷/盤成形為互連匯流條之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到預(yù)鍍層，在將所形成的互連匯流條接合到ICB上之前對(duì)其進(jìn)行間歇式或連續(xù)式鍍覆工藝而得到后鍍層。
[0062]在另一實(shí)施例中，將鎳電鍍的、成形的匯流條接合到ICB上，其中，匯流條具有低于IS014644-1的8級(jí)的當(dāng)量顆粒污染物以及少于每平方米15毫克的當(dāng)量有機(jī)污染物。
[0063]在又一實(shí)施例中，ICB遵照IPC-6012B第3.9章節(jié)，其中，對(duì)于未涂覆印制板和精整印制板兩者而言，ICB上的污染物水平少于每平方厘米1.56微克的氯化鈉當(dāng)量。
[0064]在又一實(shí)施例中，每個(gè)互連匯流條包括一個(gè)或多個(gè)U形通道，其中，每個(gè)U形通道具有壁開(kāi)口角度沿所有的方向小于I度、從基體向上彎曲的兩個(gè)壁。在特定的其它情況下，互連匯流條和它們的U形通道相對(duì)于所有三個(gè)軸(X，y, Z)中每個(gè)的角度小于I度。
[0065]在特定的情況下，匯流條基底包括導(dǎo)電的金屬薄板。導(dǎo)電的金屬薄板的非限制性示例包括金屬銅薄板和/或不銹鋼金屬薄板。導(dǎo)電的金屬薄板可以是軟化退火后的銅材，在特定的具體情況下，金屬銅薄板符合按照ASTM B152/B152M的C11000-H060的標(biāo)準(zhǔn)。
[0066]在又一實(shí)施例中，互連匯流條被構(gòu)造為符合IPC-6012B第3.9章節(jié)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。在特定的情況下，對(duì)于未涂覆匯流條和鎳電鍍匯流條兩者而言，互連匯流條的污染物水平為每平方厘米不多于1.56微克的氯化鈉當(dāng)量。在特定的其它情況下，鎳電鍍匯流條具有低于IS014644-1的8級(jí)的當(dāng)量顆粒污染物。在另外特定的情況下，鎳電鍍匯流條具有少于每平方米15毫克的當(dāng)量有機(jī)污染物。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用于ICB匯流條的新材料和涂覆溶液克服了現(xiàn)有技術(shù)中遇到的難題，表I中總結(jié)了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的一些關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。
[0068]表I
[0069]
【權(quán)利要求】
1.一種互連匯流條，所述互連匯流條包括基底和與基底接觸的涂層，涂層包括電鍍?cè)劓嚨膶印?br> 2.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，基底包括按照ASTMB152/B152M標(biāo)準(zhǔn)C11000-H060的軟化退火銅。
3.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，基底具有750微米至850微米的厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層包括重量百分比小于0.01的硬化劑。
5.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層包括重量百分比小于0.01的增亮劑。
6.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層具有0.5微米至1.5微米的厚度。
7.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層包括重量百分比小于5的磷。
8.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層包括重量百分比小于5的NiP。
9.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，其中，涂層包括重量百分比小于5的Ni3P。
10.如權(quán)利要求1所述的互連匯流條，所述互連匯流條具有低于IS014644-1的8級(jí)的當(dāng)量顆粒污染物以及每平方米少于15毫克的當(dāng)量有機(jī)污染物。
【文檔編號(hào)】H01B5/02GK103928080SQ201310016514
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月16日
【發(fā)明者】赫咪·韋德哈姆 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司