通过加成制造形成在部件承载件上的金属本体的制作方法

本发明涉及一种部件承载件并且涉及一种制造部件承载件的方法，该部件承载件通过使用加成(additive，添加式)制造形成。

背景技术：

在电子部件诸如功率器件和功率led中，由于有源部件的每单位面积功率密度的增加，部件承载件的电路中的热耗散是非常重要的，在部件承载件例如印刷电路板(pcb)处和关于封装层面都是如此。作为实例，广泛使用的解决方案涉及将散热器安装在需要被冷却的pcb或封装件的表面部分上。散热器是无源热交换器，该无源热交换器通过将热驱散到周围介质中来使器件冷却。

例如，胶水即环氧树脂或胶带可以用于使散热器与pcb良好粘合。然而，环氧树脂材料或粘合带的热传导性相对于通常构成散热器本身的金属材料诸如铝或铜是有限的。

技术实现要素：

本发明的目的可以是提供一种部件承载件，该部件承载件提供适当的热管理并且可以被有效地制造。

为了实现上面限定的目的，提供了根据本发明实施方式的部件承载件和制造部件承载件的方法。

根据本发明的第一方面，提出了一种部件承载件。该部件承载件包括由多个导电层结构和/或电绝缘层结构形成的承载件本体、耦接到层结构的金属表面结构、以及直接在金属表面结构上通过加成制造形成的金属本体。

根据本发明的另一方面，提出了一种制造部件承载件的方法。连接具有多个导电层结构和/或电绝缘层结构的堆叠体以用于形成承载件本体。金属表面结构形成在层结构上和/或耦接到层结构。金属本体通过加成制造直接形成在金属表面结构上。

在本申请的上下文中，术语“部件承载件”可以特别地表示能够在其上和/或在其中容纳一个或多个部件以用于提供机械支撑和/或电气连接性的任何支撑结构。换句话说，部件承载件可以被配置为用于部件的机械和/或电子承载件。特别地，部件承载件可以是印刷电路板(pcb)、有机内插物和ic(集成电路)基板中的一种。部件承载件还可以是将上面所提及类型的部件承载件中的不同部件承载件组合的混合板。

部件承载件包括具有至少一个电绝缘层结构和至少一个导电层结构的堆叠体的承载件本体。例如，部件承载件可以是所提及的电绝缘层结构和导电层结构的层压体，特别是通过施加机械压力形成所述层压体，如果需要的话所述形成过程受热能支持。所提及的堆叠体可以提供板状的部件承载件，该板状的部件承载件能够为其他部件提供大的安装表面并且尽管如此仍非常薄且紧凑。术语“层结构”可以特别地表示连续层、图案化层或公共平面内的多个非连续岛。

金属表面结构形成到金属本体的热连接和/或电连接。金属表面结构包括例如金属箔，并且特别是铜箔。此外，金属表面结构可以具有平面(未弯曲的)，二维延伸。然而，金属表面结构也可包括复杂的三维结构，诸如形成热连接和/或电连接的突出部。金属表面结构可以是弯曲的铝硅，以用于分别由弯曲且柔性的承载件本体(诸如柔性pcb)支撑。在示例性实施方式中，金属表面结构可以通过加成制造形成在承载件本体中或承载件本体上。

在本申请的上下文中，术语“加成制造”可以特别地表示金属本体的制造工序，根据该制造工序，金属本体通过顺序添加材料部分来被制造，所添加的材料部分当合在一起时构成金属本体。通过这种附加制造，金属本体的稳定且特定的热传导形成是可能的，而不需要将金属本体胶合到金属表面结构，因此不需要其他中间粘合层等。在下面接着的示例性实施方式中描述了用于加成制造的示例性制造过程。例如，3d印刷技术、选择性激光烧结(sls)、选择性激光熔融(slm)和/或可应用于进行加成制造的额外工序。

在激活或控制3d印刷机头以将金属本体直接形成在金属表面结构上之前，可以完成部件承载件的制造(例如通过执行pcb制造工序)。这种三维印刷可以基于印刷材料(诸如基于粉末的技术材料)来实现，通过例如空间有限的热处理例如通过激光使该印刷材料与金属表面烧结或熔融。此外，还可以通过经由喷嘴等的熔融的印刷材料的喷射液滴来形成金属本体，诸如挤出机装置或等离子喷涂装置，以用于形成金属本体的在被施加到金属表面结构之后凝固的层或金属本体的已凝固的层。取决于加成制造技术的采用，对于基于粉末的方法，金属本体的每个层可具有约10μm(微米)至50μm的厚度。然而，可以利用其他技术诸如喷射熔融的金属液滴来减小层厚度(<1μm)。金属本体可包括被选为由铜、铝和钢组成的组中的至少一种的材料。

在本文件的上下文中，金属本体可以特别地表示通过加成制造工序形成的结构。特别地，作为加成制造工序的三维印刷包括例如利用粉末的3d印刷、利用熔融材料的3d印刷或利用流体材料的3d印刷。利用粉末的3d印刷可以特别地表示使用粉末作为用于3d印刷的印刷材料。使用例如粉末形式的印刷材料的另一种过程是选择性激光烧结/熔融(sls/slm)，这取决于递送的局部能量是使层烧结还是熔融在一起。使用粉末形式的印刷材料的另一种过程是电子束熔融(ebm，或者也称为电子束加成制造ebam)。通过熔融材料的3d印刷可以特别地表示熔融丝制造(fff)或熔融沉积建模(fdm)。将被用于该过程的熔融材料特别地可以是塑料，如abs或pla。通过流体材料的3d印刷可以特别地表示基于光敏流体诸如流体uv敏感塑料(光聚合物)来工作的制造过程。特别地，利用流体材料的3d印刷可以表示所谓的立体光刻(sla)。在该过程期间，金属本体也是逐层形成的。

通过应用加成制造，金属本体直接形成在金属表面结构上。因此，通过使用加成制造，金属本体直接布置在表面结构上，而在金属本体和金属表面结构之间不需要任何中间层。根据示例性实施方式，金属本体直接布置在金属表面结构上，其间没有材料/层。此外，任何金属组合都是可能的，诸如cu/cu(铜/铜)或al/cu(铝/铜)或cu/ni/au(铜/镍/金)等。

因此，通过本发明的方法，可以分别在金属本体和金属表面结构和承载件本体之间提供适当的热传导性和/或导电性，因为金属本体和金属表面结构可以是由高热传导材料和/或导电材料制成。具体地，金属表面结构和金属本体可以由相似或相同的金属部件制成，使得在金属本体和金属表面结构之间的界面处不会产生例如由于在金属本体和金属表面结构之间使用不同的材料而导致的热传导性和/或导电性的损失。例如，金属表面结构和金属本体可以由相同的材料构成，使得金属表面结构和金属本体之间的界面彼此是不可分割的。

例如，如果金属本体应该用作散热器，则加热通过加成制造形成在部件上并且相应地形成在部件承载件本身上，使得避免了影响热从部件耗散的任何热阻层。换句话说，在pcb(部件承载件)上的散热器和金属表面之间提供了金属-金属结合，从而避免了任何胶水、胶带或热界面材料(tim)，使得可以将目前可用的散热器安装技术的热传导性增强约100最高达300倍。金属本体可包括被选为由下述组成的组中的至少一种的材料：铜、铝、银、镍、青铜、金、钛、钽、钨、钼和钢。需要强调的另一点是下述事实：散热器(金属本体)和金属表面结构之间的界面可以被提供为连续且同质的，使得沿着该界面不形成间隙或腔。为此，可以避免腐蚀并且预期有效的热传输。

此外，用于形成金属本体的加成制造是高度自动化的，并且由于将其直接制造在电子部件(pcb或封装件)上，因此不需要对热散布结构进行组装，这意味着较低的制造成本。加成制造允许控制在微结构水平上的具有增强的热传导性的热散布结构。

根据另一示例性实施方式，金属本体包括冷却鳍片，其中冷却鳍片包括例如分形的几何结构。冷却鳍片也可以特别具有parafuse形式。冷却鳍片形成从金属本体的表面突出的突出部，以便增加金属本体的整体表面面积。因此，整体表面面积提供了更大的表面，使得可以提供部件承载件的与环境的热传导性。具体地，通过加成制造可以制造小型且复杂的三维鳍片形状。

根据另一示例性实施方式，金属本体是热移除本体，特别是散热器、热管或用于强制水流动的管体中的一种。

由于加成制造，形成散热器的金属本体可以形成各种设计。例如，金属本体可以形成多个薄片和以上所描述的冷却鳍片，以便增加金属本体的热辐射表面。专门地，可以在pcb上直接形成由于几何效应(分形的几何结构)而具有增强的热耗散的散热器，这些散热器不容易通过常规散热器制造方法实现。

根据另一示例性实施方式，用作热管的金属本体包括至少部分地沿金属表面结构延伸的管体。形成热管的金属本体包括形成例如管状形状的内腔，内部冷却流体可在内流动。冷却流体可以是气体流体或液体流体。热管是一种热传递装置，该热传递装置结合了热传导和相变的原理，以有效地管理两个固体界面例如一侧的金属表面结构和另一侧的金属本体的环境之间的热传递。在金属表面结构处的热管的热界面处，与热传导固体表面(即在金属表面结构处)接触的冷却流体通过从该表面吸收热而变成蒸汽。然后该蒸汽沿着热管行进到冷界面并冷凝回液体，从而释放潜热。然后液体通过毛细管作用、离心力或重力中任一者返回到热界面，并且循环重复。由于针对沸腾和凝结的热传递系数非常高，因此热管是高度有效的热导体。

根据另一示例性实施方式，管体至少部分地围绕热生成部件。热生成部件可以是例如以下所描述的电气部件。此外，部件可以是例如导电线或另外的电引导元件。因此，形成热管的管体可以被形成为使得管体部分或完全地围绕热生成部件。例如，管体可以具有环形状，其中热生成部件布置在环的中心。此外，管体可以包括热辐射部分，该热辐射部分定位成与部件间隔开一定距离。管体包括内腔，冷却流体流动通过该内腔。因此，管体形成热管，其中冷却流体从热生成部件接收热能并进一步流动到管体的热辐射部分，其中热能从冷却流体传递到环境以便使冷却流体冷却。因此，冷却的冷却流体流回到部分地围绕热生成部件的区域，以用于再次从热生成部件接收热能。具体地，通过加成制造，管体的设计可以是柔性的，使得可以分别单独调整管体沿着部件承载件的延展和延伸。例如，管体可以沿着金属表面结构以曲折状方式延伸。例如，管体可以部分地围绕一个或多个热生成部件，使得冷却流体可以通过多于一个热生成部件以用于冷却目的。相同的管体可以用于主动式冷却，而管体的两端是敞开的并且连接到附接到泵的闭合回路，该泵用于强有力地让冷却流体流动并冷却电子器件。

根据另一示例性实施方式，金属本体包括至少一个局部粗糙化的表面，该局部粗糙化的表面具有比金属本体的其他表面高的粗糙度，以用于提供与冷却介质的热交换。例如，通过选择具有较大粒径的用于加成制造的托台指向性(restdirective)印刷材料，可以形成金属本体的粗糙表面。例如，具体地，通过使用选择性激光烧结/选择性激光熔融(sls/slm)，可以形成金属本体的粗糙表面。局部粗糙化的表面的结果是增加了局部粗糙化的表面的热辐射能力，使得通过局部粗糙化的表面比通过金属本体的与局部粗糙化的表面相邻的较光滑且较不粗糙的表面向环境提供更高的热传递。因此，通过形成局部粗糙化的表面，可以调整较高热传递的区域，使得可以准确地调整部件承载件的热管理。

根据另一示例性实施方式，金属表面结构和/或金属本体形成电接触元件，特别是接触焊垫、接触线或经镀覆的区域。例如，金属本体和/或金属表面结构可以形成用作电接触的突出部。

根据另一示例性实施方式，金属本体形成在承载件本体的接触孔内，使得金属本体和金属表面结构形成电接触结构。例如，可以通过在承载件本体中进行机械钻孔或热(激光)钻孔来形成接触孔。形成例如接触焊垫的金属表面结构形成在承载件本体的接触孔和/或表面内部的期望位置。接下来，通过加成制造将适合于与加成制造技术一起使用的材料填充到接触孔中以及金属表面结构上。因此，通过加成制造，形成电连接的金属本体可以直接形成在金属表面结构上，以用于提供适当的导电性。通过加成制造，可以在金属本体上或金属本体内形成金属本体的复杂结构。因此，通过加成制造，可以在承载件本体内或承载件本体上形成具有复杂三维设计的过孔和/或接触层。

因此，存在于承载件本体(例如pcb)中的过孔可以使用加成制造来制作，诸如slm/sls，通过利用例如用来形成金属本体的传导粉末(铜cu、s1、银ag、钢、钛ti、金au等)来填充预形成孔，该传导粉末随后将被熔融，或者通过使用例如在slm/sls机器中使用的激光来产生通过承载件本体的孔并同时使pcb的顶部上的将填充孔的材料床/粉末床熔融。根据本发明的实施方式，slm/sls机器中的激光装置可以首先用于产生孔，然后用粉末填充孔并随后用于凝固，例如熔融。以上所描述的过孔形成/填充过程可用于任何种类的pcb，作为传统制造技术即机械钻孔/激光钻孔、无电籽晶层、电镀过孔填充的替代。优点是可以在同一pcb中混合不同的金属组合，诸如al/cu、ti/cu或钢/cu。该过程的另一个优点是可以省去生产适当pcb贯穿过孔所需的清洁过程(涂抹)。可能需要涂抹过程以在电镀之前适当地制备孔。新一代的材料诸如为5g通信标准设计的材料呈现低极化，并且这影响涂抹过程的效率。利用加成过程诸如slm直接填充pcb过孔将取消对涂抹过程的需求。

根据另一示例性实施方式，承载件本体在承载件本体的第一本体表面和第二本体表面之间包括通孔，其中金属表面结构形成在通孔内，使得金属表面结构的第一表面特别是对于电子部件是可接近的，并且金属表面结构的与第一表面相反的第二表面与金属本体接触。因此，通过所描述的部件承载件的设计，提供了两个相反的承载件本体表面之间的适当的热传导。因此，当在一个承载件本体表面上安装有源或无源热生成部件时，可以通过加成制造在相反的承载件本体表面处形成用作散热器或热管的金属本体。金属表面结构用作通过承载件本体的热引导件。从而，在热生成部件和金属本体之间，不需要施加降低热传导性的其他层(例如粘合层)。

根据另一示例性实施方式，部件承载件包括安装在承载件本体上和/或嵌入承载件本体中的部件，特别是电子部件，其中部件特别是经由金属表面结构热耦合到金属本体。连接被嵌入的部件和散热器的金属表面结构可以是各种过孔类型(经镀覆的通孔、盲过孔、μ过孔等)或者可以经由加成制造诸如slm或sls直接制作。

根据另一示例性实施方式，电气部件附接到承载件本体的承载件本体表面。金属表面结构形成在承载件本体表面和电气部件之间，以用于提供热连接。

根据另一示例性实施方式，承载件本体表面包括电气部件被布置在内的接收凹部。可以通过蚀刻或通过机械钻孔/铣削形成接收凹部。

根据另一示例性实施方式，金属表面结构由部件的金属表面形成。因此，部件可包括例如热传导外壳(casing，外壳层、隔层)或(热和/或电)接触区域，诸如金属接触部或金属外壳。部件的表面的一部分可从环境接近，使得金属本体可通过加成制造直接形成在部件的表面的一部分上。

根据另一示例性实施方式，部件嵌入在承载件本体中并且经由金属表面结构热耦合到金属本体。

根据另一示例性实施方式，承载件本体包括内部接收腔，部件嵌入到该内部接收腔中。多个导电层结构和/或电绝缘层结构中的至少一个导电层结构和/或电绝缘层结构布置在金属本体的表面和接收腔之间。至少一个热通道形成在多个导电层结构和/或电绝缘层结构中的位于下述两者之间的至少一个导电层结构和/或电绝缘层结构中，所述两者为接收腔与金属本体的布置在承载件本体的表面上的表面。至少一个热通道填充有金属表面结构的至少一部分。可以通过蚀刻或通过机械钻孔/激光钻孔来形成热通道。

根据另一示例性实施方式，至少一个部件可选自由下述组成的组：不导电嵌体、导电嵌体(诸如金属嵌体，优选地包括铜或铝)、热传递单元(例如，热管)、导光元件(例如光波导或光导体连接)、电子部件或其组合。例如，部件可以是有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置(例如dram或其他数据存储器)、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电接口元件、电压转换器(例如dc/dc转换器或ac/dc转换器)、加密部件、发射器和/或接收器、机电换能器、传感器、致动器、微机电系统(mems)、微处理器、电容器、电阻器、电感、蓄电池、开关、摄像机、天线、逻辑芯片、以及能量收集单元。然而，其他部件可以嵌入在部件承载件中。例如，磁性元件可以用作部件。这种磁性元件可以是永磁元件(例如铁磁元件、反铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体磁芯)或者可以是顺磁元件。然而，部件也可以是例如在板中板配置中的另一部件承载件。部件可以表面安装在部件承载件上和/或可以嵌入其内部中。此外，其他部件特别是那些产生和发射电磁辐射和/或对于从环境传播的电磁辐射敏感的部件也可以用作部件。

在实施方式中，所述至少一个电绝缘层结构包括由下述组成的组中的至少一种：树脂(诸如增强或非增强树脂，例如环氧树脂或双马来酰亚胺-三嗪树脂，更具体地fr-4或fr-5)、氰酸酯、聚亚苯基衍生物、玻璃(特别是玻璃纤维、多层玻璃、玻璃状材料)、预浸材料、聚酰亚胺、聚酰胺、液晶聚合物(lcp)、环氧基积层膜、聚四氟乙烯(铁氟龙)、陶瓷和金属氧化物。也可以使用例如由玻璃(多层玻璃)制成的增强材料，诸如网状物、纤维或球体。尽管通常优选预浸料或fr4，但也可以使用其他材料。对于高频应用，高频材料诸如聚四氟乙烯、液晶聚合物和/或氰酸酯树脂可以在部件承载件中实施为电绝缘层结构。

在实施方式中，至少一个导电层结构包括由下述组成的组中的至少一种：铜、铝、镍、银、金、钯和钨。尽管通常优选铜，但是其他材料或其涂覆版本也是可能的，特别是涂覆有超导材料诸如石墨烯。

根据示例性实施方式，部件承载件成形为板。这有助于紧凑的设计，其中部件承载件仍然为在其上安装部件提供了大的基部。此外，特别是作为嵌入式电子部件的实例的裸晶片，由于其较小的厚度，可以方便地嵌入到薄板诸如印刷电路板中。

根据示例性实施方式，部件承载件被配置为由印刷电路板和基板(特别是ic基板)组成的组中的一者。在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(pcb)可以特别地表示部件承载件(其可以是板状(即平面的)、三维弯曲的(例如当使用3d印刷制造时)或可以具有任何其他形状)，该部件承载件通过将若干导电层结构与若干电绝缘层结构层压在一起来形成，上述形成过程例如通过施加压力进行，如果需要的话所述形成过程伴随着热能的供应。作为用于pcb技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可包括树脂和/或玻璃纤维、所谓的预浸料或fr4材料。例如通过激光钻孔或机械钻孔来形成穿过层压体的通孔并通过用导电材料(特别是铜)填充这些通孔从而形成作为通孔连接的过孔，各种导电层结构可以以期望的方式彼此连接。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或多个部件之外，印刷电路板通常被配置用于在板状印刷电路板的一个或两个相反表面上容纳一个或多个部件。它们可以通过焊接连接到相应的主表面。pcb的电介质部分可以由具有增强纤维(诸如玻璃纤维)的树脂构成。

在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别地表示具有与待安装在其上的部件(特别是电子部件)基本相同的大小的小型部件承载件。更具体地，基板可以被理解为用于电气连接或电网络的承载件以及与印刷电路板(pcb)相当的部件承载件，然而具有相当更高密度的横向和/或竖向布置的连接件。横向连接件是例如传导路径，而竖向连接件可以是例如钻孔。这些横向和/或竖向连接件布置在基板内，并且可用于提供特别是ic芯片的所容置的部件或未容置的部件(诸如裸晶片)与印刷电路板或中间印刷电路板的电气连接和/或机械连接。因此，术语“基板”还包括“ic基板”。基板的电介质部分可以由具有增强球(诸如玻璃球)的树脂构成。

在一实施方式中，部件承载件是层压型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是通过施加压紧力——如果需要的话伴随着热——来堆叠并连接在一起的多层结构的复合体。

下面将描述根据本发明的方法的示例性实施方式：

根据该方法的示例性实施方式，加成制造包括将印刷材料施加到施加装置，使施加装置中的印刷材料熔融，并将熔融的印刷材料施加在金属表面结构上以形成金属本体的至少一个层。施加装置可以是例如用作例如挤出机装置的印刷机头，包括用于熔融印刷材料的加热器和喷射元件诸如喷嘴，以用于将熔融的印刷材料以液滴或薄的熔融材料束的形式喷射到金属表面结构处的期望位置。

例如，施加装置可以逐层形成金属本体。层的厚度可以为约50μm。在制造过程期间，可以使用多于一个施加装置，并且可以施加不同的材料以用于同时制造多于一个金属本体。所使用的可熔融材料可以由导电材料例如铜制成，或它可以富含导电材料化合物。印刷材料可以是例如粉末材料或颗粒。

根据该方法的另一示例性实施方式，加成制造包括在金属表面结构上施加印刷(粉末或颗粒)材料并通过例如即通过使用热处理装置特别是通过激光装置进行烧结或熔融来使所施加的印刷材料固结(即凝固/硬化)，以用于形成金属本体的至少一个层。术语“固结”可以特别地表示使印刷材料进入固态的任何步骤或活动，其中固态是由印刷材料制成的至少一个层结构的状态。例如，固结可以是下述中的至少一种：印刷材料的粘合、胶合、固化、淬火、凝固、熔融及硬化、或硬化。

根据该方法的另一示例性实施方式，金属本体可以通过下述组成的组中的至少一种形成：选择性激光熔融(slm)、选择性激光烧结(sls)、以及电子束熔融(ebm，电子束加成制造ebam)。

根据该方法的另一示例性实施方式，在使印刷材料固结之前，通过热处理装置特别是激光装置使印刷材料熔融。金属本体的单层借助于热处理装置诸如激光被熔融或烧结，这被称为选择性激光烧结(sls)或选择性激光熔融(slm)。因此，金属、陶瓷和沙子可用于sls或slm。如果sls或slm方法被用于制造，则借助于激光执行粉末材料的层的形成，其中激光使粉末材料熔融或烧结以用于形成金属本体的至少一个层。当使用slm或slm制造方法时，用于形成金属本体的粘合剂或粘合层可能被淘汰。

此外，可以通过使用可控电子束使粉末熔融，这将被称为电子束熔融(ebm)。该制造过程可以允许使用包含较高熔点的材料，例如，以用于也熔融钛材料。

根据该方法的另一示例性实施方式，通过材料(例如粉末)递送喷嘴施加印刷材料。因此，印刷机头可包括材料递送喷嘴。印刷机头还可包括容纳印刷材料的材料储存器。印刷机头可以控制由喷嘴递送到期望位置的印刷材料的量。

根据另一示例性实施方式，该方法包括使材料递送喷嘴移动以用于形成金属本体的该层或另外的层。具体地，包括递送喷嘴的印刷机头可以沿两个或沿三个空间方向移动，使得可以调整印刷材料到金属表面结构上的施加位置，并且此外，可以调整材料递送喷嘴和金属表面结构之间的距离。

根据另一示例性实施方式，在将印刷材料施加到金属表面结构上之前，将承载件本体提供到材料(即粉末)床中。可以在材料床中调整承载件本体，使得形成在承载件本体上或承载件本体中的金属表面结构布置成具有到材料床的表面的限定距离。因此，在环境和金属表面结构之间，布置了期望厚度的印刷材料。接下来，通过处理装置使在材料床表面和金属表面结构之间所施加的印刷材料凝固，所述处理装置可以是如以下所描述的用于将热能施加到金属表面结构或用于将用来光聚作用的预定波长的光辐射(例如通过紫外线激光器)到金属表面结构的热处理装置。根据示例性实施方式，流体材料是光敏材料。该过程也可以与混合材料诸如陶瓷、金属和光聚合物混合物一起使用。在此过程中，也可以使用多于一个激光器。特别地，流体材料可以在激光器的紫外光下是光敏的。使用流体材料的另一过程可以是多喷射建模、聚喷射方法。在该过程期间，通过印刷头将流体光敏塑料施加到台上，并通过集成在印刷头(例如激光装置)中的光源(例如激光)立即固化。

根据另一示例性实施方式，该方法包括使承载件本体移动以形成金属本体的另外的层。特别地，在使金属本体的第一层凝固之后，可以移动特别是可以降低承载件本体，使得另外的印刷材料层布置在金属本体的凝固的第一层和材料床的表面之间。接下来，可以通过处理装置使另外的粉末层凝固。

根据该方法的另一示例性实施方式，承载件本体布置在容器中。根据该示例性实施方式，加成制造包括在容器中提供可凝固的流体材料，通过处理装置特别是激光装置使流体材料凝固在金属表面上，以用于形成金属本体的至少一个层。本示例性实施方式起到与以上所描述的使用粉末材料的实施方式类似的作用。可以在容器中调整承载件本体，使得形成在承载件本体上或承载件本体中的金属表面结构布置成具有到可凝固的(例如液体)流体材料的表面的限定距离。因此，在环境和金属表面结构之间，放置了期望厚度的流体材料。接下来，通过用于将热能施加到金属表面结构或用于将用来光聚作用的预定波长的光辐射到金属表面结构的处理装置，使粉末床的表面和金属表面结构之间的流体凝固。

特别地，在使金属本体的第一层凝固之后，可以在容器中移动特别是可以降低承载件本体，使得另外的可凝固的流体层布置在金属本体的凝固的第一层和可凝固的流体的表面之间。接下来，可以通过处理装置使另外的流体层凝固。

因此，根据以上所描述的方法的示例性实施方式，通过选择性激光烧结/熔融(sls/slm)，将金属本体(例如散热器)加成制造在已经预先集成到承载件本体(即pcb)中的金属表面结构上(诸如承载件本体的铝嵌体或铜嵌体上)。或者，具有金属表面结构的封装件也可以用作从那里开始加成制造例如用作散热器的金属本体的基部。sls/slm是基于粉末床或可凝固流体材料的局部烧结/熔融的过程，所述粉末床或可凝固的流体材料被逐层供应，或者通过例如由如以上所描述的印刷机头在需要的地方局部递送材料进行供应(例如，如果承载件本体布置在粉末床或包含承载件本体的容器内的话，如以上所描述的)。由sls和slm实现的特征的分辨率与粉末粒子大小和激光光斑直径有关，即晶粒和激光光斑越小，最小特征大小将越精细。然而，越精细的粒子尺寸意味着在大气条件下粉末的反应性越高(在金属的情况下主要是氧化)。

印刷(粉末)材料和/或可凝固的流体材料可以由金属材料(例如铝al、银ag、钛ti、青铜、钢、镍ni、铜cu、铜铬co-cr、金au、钽ta、钨w、钼mo及其各自的合金)、热塑性塑料(例如尼龙、聚酰胺、聚苯乙烯)、弹性体、复合材料和/或fr材料的组成成分组成。

必须注意，已经参考不同的主题描述了本发明的实施方式。特别地，已经参考设备类型权利要求描述了一些实施方式，而已经参考方法类型权利要求描述了其他实施方式。然而，本领域技术人员将从以上和以下描述中获悉，除非另有说明，否则除了属于一种类型主题的特征的任何组合之外，与不同主题相关的特征之间特别是在装置类型权利要求的特征与方法类型权利要求的特征之间的任何组合都被认为与本文件一起公开。

附图说明

本发明的以上限定的方面和其他方面根据待在下文中描述的实施方式的示例变得显然并且参考实施方式的实例对其进行解释。在下文中将参考实施方式的实例更详细地描述本发明，但本发明不限于实施方式的实例。

图1至图4示出了根据本发明的示例性实施方式的包括形成散热器的金属本体的部件承载件的示意图。

图5至图7示出了根据本发明的示例性实施方式的形成包括电接触结构的部件承载件的方法的示意图。

图8至图10示出了根据本发明的示例性实施方式的形成包括电接触结构的部件承载件的方法的示意图。

图11示出了根据本发明示例性实施方式的形成作为热管的金属本体的示意图。

图12示出了根据本发明的示例性实施方式的用于形成部件承载件的制造工具的示意图。

图13示出了根据本发明的示例性实施方式的用于形成部件承载件的制造工具的示意图。

具体实施方式

附图中的例示是示意性的。注意，在不同的图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的包括形成特别是散热器的金属本体103的部件承载件100。部件承载件100包括由多个导电层结构和/或电绝缘层结构形成的承载件本体101、层结构上的金属表面结构102和通过加成制造直接形成在金属表面结构102上的金属本体103。

多个导电层结构和/或电绝缘层结构的堆叠体被连接以用于形成承载件本体101。金属表面结构102形成在层结构上或层结构中。金属本体103通过加成制造直接形成在金属表面结构102上。例如，承载件本体101可以是所提及的电绝缘层结构和导电层结构的层压体，特别是通过施加机械压力形成所述层压体，如果需要的话上述形成过程受热能支持。

此外，在承载件本体101内或在承载件本体101的表面上形成有接触线/接触焊垫107。接触线/接触焊垫107与部件106或其他装置形成电连接。

金属表面结构102形成到金属本体103的热耦合。承载件本体101在承载件本体101的第一本体表面和第二本体表面之间包括通孔105。金属表面结构102形成在通孔105内，使得该金属表面结构的第一表面特别是对于电子部件106是可接近的。金属表面结构102的与第一表面相反的第二表面与金属本体103接触。因此，通过所描述的图1中的部件承载件的设计，在两个相反的承载件本体表面之间提供了适当的热传导。因此，当在一个承载件本体表面上安装有源或无源热生成部件105时，可以通过加成制造在相反的承载件本体表面处形成用作散热器或热管的金属本体103。金属表面结构102用作通过承载件本体101的热引导件。因此，在热生成部件106和金属本体103之间不需要施加降低热传导性的其他层(例如粘合层)。可以通过机械钻孔/激光钻孔或通过蚀刻形成通孔105。

金属本体103通过加成制造形成在金属表面结构102上，而在金属本体103本身和金属表面结构102之间不需要其他中间粘合层。

金属本体103包括冷却鳍片104。冷却鳍片104形成从金属本体103的表面突出的突出部，以便增加金属本体103的整体表面面积。因此，该整体表面面积提供更大的辐射表面，使得可以提高部件承载件100的与环境的热传导性。

图2示出了包括用作散热器的金属本体103的部件承载件100的另一示例性实施方式。部件106嵌入在承载件本体101中并且经由金属表面结构102热耦合到金属本体103。

承载件本体101包括内部接收腔201，部件106嵌入在该内部接收腔中。形成中间层结构的多个导电层结构和/或电绝缘层结构中的至少一个布置在金属本体103的表面和接收腔201之间。热通道202形成在中间层结构中，该中间层结构位于接收腔201与金属本体103的布置在承载件本体101的表面上的表面之间。至少一个热通道填充有金属表面结构102。可以通过对中间层结构的蚀刻或通过对中间层结构的机械钻孔/激光钻孔来形成热通道202。

图3示出了包括用作散热器的金属本体103的部件承载件100的另一示例性实施方式。部件106布置在承载件本体表面上。金属表面结构102由部件106的金属表面形成。因此，部件106可包括例如热传导外壳或(热和/或电)接触区域，诸如金属接触部或金属外壳。部件106的表面的一部分可从环境接近，使得金属本体106通过加成制造直接形成在部件106的表面的一部分上。

图4示出了包括用作散热器的金属本体103的部件承载件100的另一示例性实施方式。承载件本体101及其表面分别包括接收凹部401，电气部件106布置在该接收凹部内。可以通过蚀刻或通过机械钻孔/铣削形成接收凹部401。

图5至图7示出了根据本发明的示例性实施方式的形成包括电接触结构701的部件承载件100的方法的示意图。相应地，金属表面结构102形成电接触元件或结构701，特别是接触焊垫、接触线或经镀覆的区域。金属本体103形成在承载件本体103的接触孔501内，使得金属本体103和金属表面结构102形成电接触结构701。

通过机械钻孔或通过蚀刻在承载件本体101中形成接触孔501。此外，金属表面结构102布置在承载件本体表面上或嵌入承载件本体101内。从图5中可以看出，金属表面结构102形成孔501的盖罩。接下来，通过加成制造将适合与加成制造技术一起使用的印刷材料(即粉末材料)502填充到接触孔501中和金属表面结构上。

接下来，如可从图6中获得，应用加成制造步骤。相应地，处理装置产生激光束503，以用于熔融或烧结印刷材料502。在图7中，示出了在施加激光束503并因此使印刷材料502凝固之后的电接触结构701。

因此，存在于承载件本体101(例如pcb)中的过孔可以使用加成制造来制作，诸如slm/sls，通过利用用来形成金属本体103的传导粉末502(cu、s1、ag、钢、ti、au等)填充预成形孔501，该传导粉末然后将被激光束503熔融。

图8至图10示出了根据本发明的示例性实施方式的形成包括电接触结构701的部件承载件100的方法的示意图。相应地，金属表面结构102形成电接触元件或结构701，特别是接触焊垫、接触线或经镀覆的区域。金属本体103形成在承载件本体103的接触孔501内，使得金属本体103和金属表面结构102形成电接触结构701。

金属表面结构102布置在承载件本体表面上或嵌入承载件本体101内。从图8中可以看出，金属表面结构102形成孔501的盖罩。接下来，通过加成制造将适合与加成制造技术一起使用的材料(即粉末材料)502填充到接触孔501中和金属表面结构上。

图8中的示例性实施方式中的接触孔501通过使用在例如slm/sls机器中使用的激光束503来产生通过承载件本体101的孔501并同时熔融pcb101的顶部上的将填充该孔的粉末床502来形成。在例如slm/sls机器中生成激光束503的激光装置可首先用于产生孔501，然后在用印刷材料502填充孔501之后随后熔融或烧结印刷材料502。因此，如可从图9获得的，激光束503使印刷材料502熔融或烧结。在图10中示出了在施加激光束503之后并因此在使印刷材料凝固之后形成电接触结构701。

图11示出了根据本发明的示例性实施方式的被形成作为热管1100的金属本体103的示意图。金属热管1100包括内腔，内部冷却流体可沿着该内腔流动。如可从图11获得的，冷却鳍片可以形成在内腔内部。热管1100用作热传递装置，以用于分别将热传递离开部件106和金属表面结构102。

图12示出了根据本发明的示例性实施方式的用于形成部件承载件100的制造工具的示意图。

部件承载件100可以布置在移动台1203上。移动台1203沿着相对于印刷机头的两个或三个空间方向移除部件承载件100。印刷机头包括例如材料递送喷嘴1201。印刷材料诸如粉末材料可以通过材料递送喷嘴1201注射到金属表面结构102和/或金属本体103的层上的期望点。同时或随后，印刷机头的激光装置1202将激光束聚焦到期望点，以便使印刷材料熔融或烧结。

图13示出了根据本发明的示例性实施方式的用于形成部件承载件的制造工具的示意图。将流体材料并且具体是适合于进行加成制造的粉末材料填充在用于提供流体床特别是材料/粉末床1301的容器中。移动台1203布置在容器内并且可至少沿一个空间方向移动，具体是在到材料床1301的表面的方向上。

在材料床1301内部承载件本体101布置在移动台1203上。金属表面结构102形成在承载件本体101中或该承载件本体上(例如通过加成制造)。金属表面结构102被布置成具有到材料床1301的表面的限定距离。因此，在环境和金属表面结构102之间形成粉末材料1302的期望厚度的可凝固的金属本体层1302。接下来，通过处理装置1303使在材料床1301的表面和金属表面结构102之间施加的印刷材料凝固，所述处理装置可以是用于将热能施加到金属表面结构102或用于将用来光聚作用的预定波长的光辐射到金属表面结构102的热处理装置。

应当注意，术语“包括”不排除其他元件或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。此外，可以组合结合不同实施方式描述的元件。还应注意，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

附图标记的列表：

100部件承载件

101承载件本体

102金属表面结构

103金属本体

104冷却鳍片

105通孔

106部件

107传导焊垫/线

201内部接收腔

202通道

401接收凹部

501孔

502印刷/粉末材料

503激光束

701电接触结构

1100热管

1201材料/粉末递送喷嘴

1202激光装置

1203移动台

1301材料/粉末床

1302可凝固金属本体层

1303处理装置。