用于实现两个部件之间的机械及电气连接的硬钎焊方法

文档序号:3060537阅读:133来源:国知局
专利名称:用于实现两个部件之间的机械及电气连接的硬钎焊方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过连接剂熔化随后所述连接剂固化而实现第一部件的至少一个第一面与第二部件的至少一个第二面之间的机械和电气连接的硬钎焊方法。
本发明还涉及电技术器件(electro-technical device),其包括至少一个第一部件和至少一个第二部件,所述至少一个第一部件和至少一个第二部件之间的机械及电气连接根据上述硬钎焊方法实现。
本发明还涉及一种诸如能量存储器件等的电技术器件,其包括电极和其它部件,所述电极和部件根据上述硬钎焊方法连接在一起。
本发明特别应用在用于存储电能的电技术器件领域,所述电技术器件诸如电容器、一次电池(简单供电电池)以及二次电池(蓄电池)等。本发明还涉及包括其间根据本发明实现机械及电气连接的部件的电技术器件。
背景技术
在上述领域中,常见包括以下部件的器件第一部件(由两个电极和两个绝缘元件构成,如图1所示),其包括一组由至少一个绝缘元件分隔开的两个电极,其中各电极由厚度非常小(四到五微米)的导电薄片(例如铝制的或任何其它金属导体制成的)开始制造;两个另外的部件,其构成电气端子,此后称为第二部件,这两个另外的部件中每个均要机械及电气连接至所述第一部件,且更确切地说是要连接至第一部件所包括的电极。
短语“由厚度非常小的导电薄片开始制造”包含从连续的金属片材开始而制造的情况。
例如,第一部件通过由多个重叠带(具体来说四个带)获得叠层或螺旋卷绕的圆柱卷而构成,其中,所述四个带包括第一带,取材于第一金属材料薄片,尤其包括铝;第二带,同样取材于第一金属材料薄片,尤其包括铝;第三带和第四带,由多孔或非多孔的绝缘界面连接材料构成,该第三带和第四带设置成在卷绕过程中以及在卷绕后将第一带与第二带分隔开。
当指出第一带和第二带取材于第一金属材料薄片——尤其包括铝时,这并不排除这些带中的一个载有一层或多层其它性质的材料。
第一部件可包括两个带,在这两个带之间设置了由绝缘材料分隔开的电极材料。该电极材料可包括一种或多种由碳、粘合剂以及粘合材料构成的已知合成物。例如,电极材料可包括活性和/或传导性碳颗粒和/或粘合剂的混合物。粘合剂与传导性碳颗粒的混合物可设置到带上以提供粘合层。在粘合层上,可进一步提供一粘合剂与活性和/或传导性碳颗粒的混合物层。可使用喷射、层压、涂敷、挤压或其它加工工艺提供一个或多个层。因此,本发明还应用于利用碳粉电极工艺的电技术器件。双层电容器和锂电池是可以利用碳粉工艺的电技术器件的一个变例。
因此,各个带均包括两个沿所述带的长度延伸的主要相对面,所述主要相对而由两个横向面(称作边缘)限定横向边界。
在卷绕之前,将四个带重叠且同时以如下方式横向偏移,即,在卷绕后使得第一带和第二带均具有螺旋延伸且构成螺旋卷的两个相对面之间的面的自由边缘;以及由位于卷内的带边缘构成的不可够到的边缘。
进一步考虑的是,所考虑的卷绕以如下的方式实现,即,至少第一带具有螺旋延伸从而构成端部面(称作第一面)的自由边缘。
第二部件构成为使得其具有能够基本上重叠在第一部件的第一面上的第二面,且使得第二部件在基本上正交于所述第二面的方向上的尺寸可感知地(appreciably)大于用于制造第一部件的薄片形式的金属材料的厚度。
第一部件的各端面连接于第二部件或端子的面。
当第一部件包括以铝制薄片开始制成的带时,第二部件或端子本身由铝或铝合金制成。
第一部件非常小的厚度使其热传导能力下降。
设有绝缘材料使得第一部件具有热敏性。第一部件由电极和绝缘材料的组件构成。尽管具有小的传输能力,但电极可用作散热器,将能量引入热敏性绝缘材料附近。
此外,在电容器领域,已知借助于由锡或锡合金构成的连接剂通过软钎焊来实现由一组电极构成的第一部件和由端子构成的第二部件之间的连接。采用锡的软钎焊以低温(大约230摄氏度)进行并在可获得的机械和电气连接两方面部产生了令人满意的结果。
但是,这种采用锡的连接在存在离子导体(例如电解质)的情况下引起电解耦合(electrolytic couple),该电解耦合对电容器的寿命有相当大的影响。事实上,这些电解耦合使得电容器产生不可修复的腐蚀以及渐进的局部损坏。
使用者在电容器对电解耦合的敏感性方面提出的性能要求已经使制造商放弃了采用锡的软钎焊方法作为机械组装方法。
因为电容器需要经受极高的电流,这意味着电气及机械连接的部分相当大。该需求导致需要新的硬钎焊连接方法,传统的软钎焊连接方法不能满足所必需的需求。
因此,迄今一直在使用机械组件,特别是借助于螺钉。尽管未详细描述该解决方案,但容易理解,其需要大量加工和组装操作,进而其实际上在经济性上没有吸引力。
此外,该通过机械组件的连接方案占用了相对电容器的总体积来说是相当大的体积。令使用者遗憾的是,通过机械组件进行连接所占用的体积不能用于其它目的,例如不能用于容置较大体积的第一部件以增加电容器的性能。
已知其它连接方式,如电阻焊和超声波焊,但特别地,第一部件的第一面的几何形状的复杂性导致的技术方案在经济上不是令人满意的。

发明内容
本发明的目的在于提供一种用于通过熔化连接剂并随后固化该连接剂而实现第一部件的至少一个第一面与第二部件的至少一个第二面间的机械和电气连接的硬钎焊方法,所述第一部件和第二部件是电技术器件的构成部分。
熔焊、硬钎焊和软钎焊是十分不同的连接方法。熔焊不需要连接剂,而硬钎焊和软钎焊需要。硬钎焊在450摄氏度以上的条件下进行、通常更高的多,例如在800摄氏度的条件下进行。软钎焊包含低于450摄氏度的温度范围。
具体来说,本发明涉及一种用于通过熔化连接剂并随后固化该连接剂而实现第一部件的至少一个第一面与第二部件的至少一个第二面间的机械和电气连接的硬钎焊方法,所述第一部件和第二部件是电技术器件的构成部分,所述第一部件从以下材料开始制造至少一种第一金属材料,其为具有给定厚度的薄片形式,该第一材料包括称为第一主要成分的主要成分,该第一金属材料具有称为第一完全固化温度的限定完全固化温度(固相线);以及至少一种绝缘界面材料,一方面,所述第二部件在与所述第二面大致正交的方向上的尺寸可感知地大于构成该第一部件的薄片式第一金属材料的厚度,且另一方面,所述第二部件由称为第二金属材料的金属材料构成,且其包括称为第二主要成分的主要成分,该第二主要成分至少大致类似于所述第一金属材料的第一主要成分,所述第二金属材料也具有称作第二完全固化温度的限定完全固化温度(固相线)。
根据本发明,使用预先由称作第三金属材料的金属材料制成的连接剂,该第三金属材料包括称作第三主要成分的主要成分,所述第三主要成分至少大致类似于所述第一主要成分,但是,该第三金属材料的完全熔化温度(液相线)一方面低于所述第一完全固化温度而另一方面低于所述第二完全固化温度。
本发明还涉及用于存储电能的器件,诸如电容器、一次电池以及二次电池等,所述器件包括根据上述硬钎焊方法实现其间连接的部件。


通过参照附图阅读下述通过非限制性示例给出的文字说明可更好的理解本发明,附图示意性示出图1包括要根据本发明硬钎焊方法连接的部件的电技术器件的分解立体图,图2包括设置成根据本发明硬钎焊方法连接的部件的电技术器件的纵向剖视图,图3通过实施根据本发明的硬钎焊方法借助于感应加热设备实现部件连接之后的图2中电技术器件的局部剖视图,图4具体地表征用于构成和连接图1到图3的电技术器件部件的不同材料的完全固化和完全熔化温度值的温度图表,图5表征在实施硬钎焊方法过程中图1到图3的电技术器件的部件的温度“T”作为时间“t”的函数而发展的温度图表。
具体实施例方式
参照附图,可以看到诸如电容器等的电技术器件4,该电技术器件4包括至少两个构成部件200、300,即,第一部件200和第二部件300。
一般来说,考虑第一部件200从以下材料开始制造至少一种第一金属材料202,该第一金属材料202本身呈厚度为E的薄片201形式,该第一金属材料202包括主要成分203——称为第一主要成分203,该第一金属材料202具有限定的完全固化温度(固相线)T2——称作第一完全固化温度T2;以及至少一个绝缘界面材料206、207。
如上所述,绝缘界面材料对温度特别敏感。
短语“对温度特别敏感”表示当温度升高超过预定值时该绝缘界面材料的性质改变甚或受到破坏,例如如果已经到达甚或超过第一材料的熔化初始温度则无疑将达到所述预定值。
同样一般来说,考虑使得第二部件300对其部分来说在大致正交于第二面3的方向上的尺寸D可感知地大于构成第一部件200的薄片201形式的第一金属材料的厚度E,且另一方面,该第二部件300由金属材料302(称为第二金属材料302)构成,该第二金属材料302包括主要成分303(称为第二主要成分303),该第二主要成分303至少大致类似于第一金属材料202的第一主要成分203,所述第二金属材料302类似地具有限定的完全固化温度(固相线)T3(称作第二完全固化温度T3)。
在本文中,术语“至少大致类似”表示所述主要成分是非限定性地优选彼此相同。
为了获得第一部件200的至少第一面2与第二部件300的至少第二面3之间的机械及电气连接,通过使连接剂熔化并随后固化该连接剂而常规地进行。
但是,值得注意的是,所使用的是事先由金属材料102(称作第三金属材料102)构成的连接剂,该第三金属材料102包括主要成分103(称作第三主要成分的103),主要成分103至少大致类似于所述第一主要成分203,但是,该第三金属材料102的完全熔化温度(液相线)T1一方面低于所述第一完全固化温度T2而另一方面低于所述第二完全固化温度T3。
用于构成和连接电技术器件4的各部件的不同材料102、202、302的完全固化和完全熔化的不同温度值已经象征性表示在图表(图4)中。
该图表包含三个平行坐标轴,其表示温度T以及第一材料202、第二材料302和第三材料102中每一个的符号。
当研究该图表时,可注意到有圆形标记与各条线相关联。
每个标记表示一个材料宏观视图且载有该材料及其主要成分的标号。
第一系列的技术特征使得可确保第一部件200和第二部件300之间所获得的机械及电气连接不会产生腐蚀现象。
同样值得注意的是选择具有限定的第三完全固化温度T4的连接剂,采用该连接剂构成至少一个可熔元件100,该可熔元件100构造成可放置成与第一部件200的第一面2和第二部件300的第二面3中的至少一个面相接触,且在已经放置该可熔元件100使其同时与第一部件200的第一面2和第二部件300的第二面3相接触之后,以预定量的能量局部加热所述第二部件300,且这持续同样是预定的第一时间段D1,从而使得首先仅仅发生连接剂的熔化,并随后接下来将所述连接剂冷却到低于限定的第三完全固化温度T4的限定温度。
该第二系列的技术特征使得可确保获得要实现的第一部件200和第二部件300之间的机械及电气连接并同时保护第一部件不会热劣化(thermal degradation)。
可熔元件100可具有不同形式,例如,其可包括丝状元件(未图示),例如根据利于连接剂在熔化过程中的分布的形状而折叠;薄片式的薄元件(未图示),例如切割成具有利于熔化过程中连接剂分布的轮廓;层式糊状元件(未图示),例如以模制件形式设置且设置有例如利于熔化过程中连接剂分布的形状;预先(例如在以双金属片制造第二部件300时)紧密地连接于第二部件300的元件,例如构成第二部件300之一部分的可熔元件100,。
一方面,就用于加热第二部件300的能量值而言,另一方面,就加热操作的第一时间段D1而言,由于这些值取决于诸如部件质量等在此没有考虑的参数,所以不可能精确地指示出它们。
本领域普通技术人员了解这些参数——特别是质量参数,通过测试可选择用于加热第二部件300的能量的值以及确定加热操作的第一时间段D1。
本领域普通技术人员同样可决定该加热是在受控的环境(例如惰性气体的环境)中进行还是在真空下进行。
还值得注意的是,加热第二部件300的步骤从限定的环境温度T5起而即刻开始,而不必将第二部件300事先加热到接近连接剂的完全熔化温度(液相线)的温度。
加热的即刻性以及迅速冷却是本发明的硬钎焊方法的两个其它的特征,这可保护第一部件200免于热劣化。
对于加热来说,通过每秒25摄氏度到每秒100摄氏度(25℃/S-100℃/S)之间的温度增加获得了良好的效果。
值得注意的是,在该第二部件300加热预定时间段的步骤结束时,进行第二部件300的受控冷却,从而去除与加热有关的能量,且这在第二预定时间段D2中进行从而防止第一和第二部件200、300热劣化。
例如,通过气体喷射进行受控冷却。
因此,根据本发明的硬钎焊方法提倡使用热循环,其效果限制在获得机械及电气连接的区域,以便在没有由此将绝缘材料直接或间接暴露于变化或改变该绝缘材料的温度中的情况下实现熔化连接剂。
根据已知现象,当达到连接剂的完全熔化温度时,连接剂液化,并且通过毛细作用,一方面到达其接触的潮湿的不同表面,另一方面到达其它彼此面对具有微小空间的表面之间。
连接剂的完全熔化实现其分布。
当冷却时,连接剂固化,进而确保了机械和电气连接,特别是第一部件200的第一面2与第二部件300的第二面3之间的机械和电气连接连接。
尤其值得注意的是所使用的第一金属材料202具有主要成分203——称为第一主要成分203,该第一主要成分203为铝;所使用的第二金属材料302具有主要成分303——称为第二主要成分303,该第二主要成分303为铝;以及所使用的第三金属材料102由具有主要成分103——称为第三主要成分103的合金构成,该第三主要成分103为铝。
优选地,所使用的是完全固化温度——称为第一固化温度T2和第二固化温度T3大致彼此类似的第一金属材料202和第二金属材料302。
第一固化温度T2和第二固化温度T3大致彼此类似使得可为称作第一部件200和第二部件300的部件200、300选择至少大致相似的金属材料。
在另一优选实施方式中,所使用的是称为第一固化温度T2和第二固化温度T3的完全固化温度彼此不同的第一金属材料202和第二金属材料302。
第一固化温度T2和第二固化温度T3彼此不同使得可为称作第一部件200和第二部件300的部件200、300选择彼此不同的金属材料。
同样值得注意的是,所使用的是由完全固化温度(固相线)——称为第一完全固化温度T2至少等于六百三十五摄氏度(635℃)的铝构成的第一金属材料202和第二金属材料302,由硅的质量百分比范围在百分之七和百分之十三(7%和13%)之间的铝和硅的合金构成的连接剂,其完全熔化温度(液相线)至多等于六百一十三摄氏度(613℃)。
为了构成该连接剂,优选使用标识(根据DIN标准EN 573.3)为AA 4000系列(含硅的铝合金)且硅含量范围在百分之七和百分之十三(7%和13%)之间的铝合金。
如所知的,铝以及其合金覆盖有一层厚度或大或小的氧化铝(Al2O3)层,氧化铝的熔点为大约两千零四十摄氏度(2040℃)。
为了使连接剂得以散布,首先需要移除该氧化铝层,且为此使用了助熔剂,在本例中使用氟代铝酸钾(potassium fluoro-aluminate)。
该助熔剂仅仅在液态时是活性的,即在五百六十五摄氏度(565℃)以上的温度时是活性的。
低于该温度,该反应助剂保持惰性。
在加热步骤中,首先所有助熔剂熔化而从表面去除氧化铝层。
在加热步骤中,然后连接剂熔化并散布,接触没有氧化物的表面,使得可通过毛细作用实现连接。
在冷却循环中,连接剂固化并由此建立一个或多个机械及电气连接。
优选地,所使用的是包括含有硅、镁、锰、铜、铁元素中的至少一种的铝的第一金属材料202和第二金属材料302,其中所述元素的质量百分比使得第一金属材料202的完全固化温度(固相线)——称为第一完全固化温度T2——至少等于六百三十五摄氏度(635℃)。
优选地,所使用的是包括具体来说含有硅的铝的第一金属材料202和第二金属材料302,其中硅的质量百分比范围在零点二五和零点五(0.25和0.50)之间,且称为第一完全固化温度T2的完全固化温度(固相线)至少等于六百三十五摄氏度(635℃)。
对于第一金属材料202和第二金属材料302来说,优选使用其标识(根据DIN标准EN573.3)包括在下述系列中的金属材料AA 1000(不同纯度的纯铝),AA 2000(包含铜的铝合金),AA 3000(包含锰的铝合金),AA 4000(包含硅的铝合金),AA 5000(包含镁的铝合金),AA 8000(包含铁的铝合金)。
优选地,第一金属材料202和第二金属材料302为AA 1000系列,更特别地为AA 1090或AA 1098、甚至AA 1099。
第一金属材料202由所称的“纯”铝构成,即,除杂质外不含有任何元素的铝。
如所述的,尽管本领域普通技术人员存有偏见,但本发明的硬钎焊方法仍具体涉及电容器领域;其适用于通过连接剂熔化而在以下部件之间获得机械及电气连接至少一个由一组通过至少一个绝缘界面材料分隔开的双电极构成的第一部件200,这些电极中至少一个从厚度非常小的第一金属材料202的薄片201开始制造,且所述电极组如下获得,即使得这些电极至少其中之一具有延伸并由此形成第一部件200的第一面2的自由边缘20至少另一个部件300,其形成电气端子,此后称为第二部件300,其要机械及电气连接于所述第一部件,且更确切地说是要连接于该第一部件所包括的电极之一,该第二部件300构成为使得其具有能够大致重叠于第一部件200的第一面2上的第二面3。
就将第一部件200的两个构成电极分隔开的绝缘界面材料而言,其可以为薄片材料的构件,但也可以是每个电极材料的构成片的至少一个面上的涂层。
如所述的,第一部件200至少从由铝薄片构成的第一金属材料202开始制造,也就是说,当第一部件包括电极时,这些电极的至少其中一个从铝开始制造。
这些电极由薄片材料构成的情况并不排除对这些薄片的面进行加工处理,即,承载沉积层或其它基底。例如,金属材料202和203可包括一层或多层。
如所述的,不够成限制地,根据本发明的硬钎焊方法优选应用于一方面,采用至少四个重叠的带204、205、206、207通过制造螺旋方式的圆柱形卷而构成的第一部件200,其中第一带204,取材于第一金属材料202制成的薄片201,第二带205,同样取材于第一金属材料202制成的薄片201,第三带206和第四带207,由绝缘界面连接材料构成,该卷以使第一带的自由边缘20呈螺旋状延伸并由此形成第一部件200的第一面2而获得;以及另一方面,以使得第二部件300具有能够大致重叠于第一部件200的第一面2上的第二面3的方式构成的第二部件。
在附图中,第二部件300表示为扁平的圆形部件,但这并非限制性的,其它形状也是适合的。
这样的部件可通过切割、加工或其它工艺获得,这对本发明来说没有限制。
同样地,第二部件300可以为一壳体,其设有中空件,该中空件具有大致为管状壁和底部,第一部件200可连接于所述底部上。
在此情况下,第二部件300可通过冲压、挤压、模压加工工艺获得,这对本发明来说没有限制。
本领域普通技术人员可以了解如何选择适于获得第二部件300的材料。
值得注意的是,为了以预定量的能量局部加热第二部件300且持续一同样为预定的第一时间段D1,以使得首先仅仅可熔元件100的连接剂熔化并随后冷却该连接剂,而使用了感应加热设备5,感应加热设备5具有感应线圈51以及用于为感应线圈供应能量、具有确定频率的装置52。
从附图可以理解,第二部件具有自由面6,该自由面6与所述第二面3大致相对。
优选地,感应线圈51具有基本上平坦的接收面。
第二部件300放置在该感应线圈51的接收面上方预定距离处,这是对于其自由面6来说的。
第一部件200在部分上抵接第二部件300,即第一部件200的称为第二面2的面与第二部件300的称为第二面3的面相配合。
值得注意的是,当加热第二部件300时,使该部件在感应线圈51之上旋转,以分布热量供应。
值得注意的是,当加热第二部件300时,第一部件200被压在第二部件300。
该过程使得各个面可进行组装,即第一面2和第二面3可理想地放置在一起并同时补偿这些面可能存在的不规则性。
根据另一实施方式,为了以预定量的能量局部加热第二部件300且持续一同样为预定的第一时间段D1,以使得首先仅仅可熔元件100的连接剂熔化并随后冷却该连接剂,而使用采用电磁场的加热设备。
根据另一实施方式,该加热设备也可以是激光束(激光加热)。
在此情况下,使用光束扫过第二部件300的面6,该面6与第二面3相对、位于要实现与第一部件200的连接的水平面处。
热量通过深度上的传导而传递到第二部件300中,使得连接剂熔化并由此使得可实现第一部件200和第二部件300之间的连接。
也可使用任何其它热源,只要其允许对第二部件300进行快速局部加热即可;例如,可施加电子束或除激光以外的光束,甚或火焰或熔化金属的熔池。
本发明还涉及如下电技术器件,其包括至少一个第一部件和至少一个第二部件300,在该第一部件和第二部件之间根据上述硬钎焊方法实现机械及电气连接。
值得注意的是,第二部件300限定了一个壳体。
值得注意的是,第一部件200为电容器电极。
值得注意的是,第一部件200为电池电极。
值得注意的是,第一部件200包括碳颗粒。
值得注意的是,所述电容器电极为双层式电容器电极。
权利要求
1.一种硬钎焊方法,其用于通过熔化连接剂并随后固化该连接剂而实现第一部件(200)的至少一个第一面(2)与第二部件(300)的至少一个第二面(3)之间的机械和电气连接,所述第一部件(200)和第二部件(300)是电技术器件(4)的构成部分,所述第一部件(200)从以下材料开始制造至少一种第一金属材料(202),其为具有给定厚度的薄片(201)的形式,该第一材料(202)包括称为第一主要成分(203)的主要成分(203),该第一金属材料具有称作第一完全固化温度(T2)的限定完全固化温度(固相线)(T2);以及至少一种绝缘界面材料,一方面,所述第二部件(300)在与所述第二面(3)大致正交的方向上的尺寸(D)可感知地大于构成所述第一部件(200)的薄片(201)形式的第一金属材料(202)的厚度(E),另一方面,所述第二部件(300)由称为第二金属材料(302)的金属材料(302)构成,且其包括称为第二主要成分(303)的主要成分(303),该第二主要成分(303)至少大致类似于所述第一金属材料(202)的第一主要成分(203),所述第二金属材料(202)也具有称作第二完全固化温度(T3)的限定完全固化温度(固相线)(T3),所述硬钎焊方法的特征在于,所使用的是预先由称作第三金属材料(102)的金属材料(102)制成的连接剂,该第三金属材料(102)包括称作第三主要成分(103)的主要成分(103),其至少大致类似于所述第一主要成分(203),但是,该第三金属材料(102)的完全熔化温度(液相线)(T1)一方面低于所述第一完全固化温度(T2),且另一方面低于所述第二完全固化温度(T3)。
2.如权利要求1所述的硬钎焊方法,其特征在于所选择的是具有限定的第三完全固化温度(T4)的连接剂;采用所述连接剂构造至少一个可熔元件(100),该可熔元件(100)能够放置成与所述第一部件(200)的第一面(2)和所述第二部件(300)的第二面(3)中的至少一个面相接触;且在已经放置所述可熔元件(100)使其同时与所述第一部件(200)的第一面(2)和所述第二部件(300)的第二面(3)相接触之后,以预定量的能量对所述第二部件(200)进行局部加热,且这持续一个同样为预定的第一时间段(D1),从而使得首先仅仅连接剂的熔化,并且随后接下来将所述连接剂冷却到低于所述限定的第三完全固化温度(T4)的限定温度。
3.如权利要求1所述的硬钎焊方法,其特征在于,所述加热第二部件(300)的步骤从限定的环境温度(T5)起而即刻开始,而不必事先加热所述第二部件(300)至接近所述连接剂完全熔化温度(液相线)(T1)的温度。
4.如权利要求1所述的硬钎焊方法,其特征在于,在对所述第二部件(300)加热预定时间段的步骤结束时,对所述第二部件(300)进行受控的冷却,从而去除与所述加热有关的能量,且这在第二预定时间段(D2)中进行而防止所述第一和第二部件(200,300)的热劣化。
5.如权利要求1至4中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,其使用第一金属材料(202),其具有称为第一主要成分(203)的主要成分(203),该主要成分(203)为铝;第二金属材料(302),其具有称为第二主要成分(303)的主要成分(303),该主要成分(303)为铝;以及第三金属材料(102),其由具有称为第三主要成分(103)的主要成分(103)的合金构成,该主要成分(103)为铝。
6.如权利要求1至5中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,所使用的是其称为第一固化温度(T2)和第二固化温度(T3)的完全固化温度大致彼此近似的第一金属材料(202)和第二金属材料(302)。
7.如权利要求1至5中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,所使用的是其称为第一固化温度(T2)和第二固化温度(T3)的完全固化温度彼此不同的第一金属材料(202)和第二金属材料(302)。
8.如权利要求1至7中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,其使用由称为第一完全固化温度(T2)的完全固化温度(固相线)至少等于六百三十五摄氏度(635℃)的铝构成的第一金属材料(202)和第二金属材料(302);由硅的质量百分比范围在百分之七和百分之十三(7%和13%)之间的铝和硅的合金构成的连接剂,且其完全熔化温度(液相线)至多等于六百一十三摄氏度(613℃)。
9.如权利要求1至8中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,其使用包括含有硅、镁、锰、铜、铁元素中的至少种的铝的第一金属材料(202)和第二金属材料(302),其中所述元素的质量百分比为使得第一金属材料(202)的称为第一完全固化温度(T2)的完全固化温度(固相线)至少等于六百三十五摄氏度(635℃)。
10.如权利要求1至8中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,其使用包括特别地含有硅的铝的第一金属材料(202)和第二金属材料(302),其中硅的质量百分比范围在零点二五和零点五(0.25和0.50)之间,且称为第一完全固化温度T2的完全固化温度(固相线)至少等于六百三十五摄氏度(635℃)。
11.如权利要求1至10中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,其使用至少一个由至少一组通过至少一个绝缘界面材料分隔开的双电极构成的第一部件(200),这些电极中的至少一个由厚度非常小的第一金属材料(202)的薄片(201)开始制造,且所述电极组如下获得,即使得这些电极中的至少一个具有延伸并由此形成第一部件(200)的第一面(2)的自由边缘(20);至少一个另外的部件(300),其形成电气端子,此后称为第二部件(300),其要机械及电气连接于所述第一部件(200),即连接于该第一部件所包括的电极之一,该第二部件(300)构成为使得其具有能够大致重叠于第一部件(200)的第一面(2)上的第二面(3)。
12.如权利要求1至11中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,为了以预定量的能量局部加热第二部件(300)且将其持续一段同样为预定的第一时间段(D1),以使得首先仅仅所述可熔元件(100)的连接剂熔化并随后冷却该连接剂,而使用感应加热设备(5),该感应加热设备(5)具有感应线圈(51)以及用于为感应线圈(51)供应能量、具有确定频率的装置(52)。
13.如权利要求1至11中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,为了以预定量的能量局部加热第二部件(300)且将其持续一同样为预定的第一时间段(D1),以使得首先仅仅所述可熔元件(100)的连接剂熔化并随后冷却所述连接剂,而使用了采用电磁场的加热设备。
14.如权利要求12所述的硬钎焊方法,其特征在于,当加热第二部件(300)时,该部件设置成在感应线圈(51)之上旋转,使得加热均匀。
15.如权利要求1至14中任一项所述的硬钎焊方法,其特征在于,当加热所述第二部件(300)时,所述第一部件(200)被压在第二部件(300)上。
16.电技术器件,其包括至少一个第一部件(200)和至少一个第二部件(300),在该第一部件和第二部件之间根据权利要求1至15中任一项所述的硬钎焊方法实现机械及电气连接。
17.如权利要求16所述的电技术器件,其特征在于,所述第二部件(300)限定了一个壳体。
18.如权利要求17所述的电技术器件,其特征在于,所述第一部件(200)为电容器电极。
19.如权利要求17所述的电技术器件,其特征在于,所述第一部件(200)为电池电极。
20.如权利要求18或19所述的电技术器件,其特征在于,所述第一部件(200)包括碳颗粒。
21.如权利要求18所述的电技术器件,其特征在于,所述电容器电极为双层式电容器电极。
全文摘要
一种硬钎焊方法,其用于在第一部件(200)与第二部件(300)之间实现的机械和电气连接,所述第一部件(200)和第二部件(300)是电技术器件(4)的构成部分,所述第一部件(200)从至少一种第一金属材料(202)以及至少一种绝缘界面材料开始制造,所述第一金属材料(202)为具有给定厚度的薄片(201)的形式,该第一材料(202)包括称为第一主要成分(203)的主要成分(203),一方面,所述第二部件(300)在与所述第二面(3)大致正交的方向上的尺寸(D)可感知地大于构成所述第一部件(200)的薄片(201)形式第一金属材料(202)的厚度(E),另一方面,所述第二部件(300)由称为第二金属材料(302)的金属材料(302)构成,且其包括称为第二主要成分(303)的主要成分(303),该第二主要成分(303)至少大致类似于所述第一金属材料(202)的第一主要成分(203),所述硬钎焊方法的特征在于,所使用的是预先由称作第三金属材料(102)的金属材料(102)制成的连接剂,该第三金属材料(102)包括至少大致类似于所述第一主要成分(203)的主要成分(103)。
文档编号B23K1/00GK1898054SQ200380110901
公开日2007年1月17日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者海因里希·利比施 申请人:麦斯韦尔技术股份公司
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