專利名稱：用于實現(xiàn)兩個部件之間的機(jī)械及電氣連接的硬釬焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過連接劑熔化隨后所述連接劑固化而實現(xiàn)第一部件的至少一個第一面與第二部件的至少一個第二面之間的機(jī)械和電氣連接的硬釬焊方法。
本發(fā)明還涉及電技術(shù)器件(electro-technical device)，其包括至少一個第一部件和至少一個第二部件，所述至少一個第一部件和至少一個第二部件之間的機(jī)械及電氣連接根據(jù)上述硬釬焊方法實現(xiàn)。
本發(fā)明還涉及一種諸如能量存儲器件等的電技術(shù)器件，其包括電極和其它部件，所述電極和部件根據(jù)上述硬釬焊方法連接在一起。
本發(fā)明特別應(yīng)用在用于存儲電能的電技術(shù)器件領(lǐng)域，所述電技術(shù)器件諸如電容器、一次電池(簡單供電電池)以及二次電池(蓄電池)等。本發(fā)明還涉及包括其間根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)機(jī)械及電氣連接的部件的電技術(shù)器件。
背景技術(shù)：
在上述領(lǐng)域中，常見包括以下部件的器件第一部件(由兩個電極和兩個絕緣元件構(gòu)成，如圖1所示)，其包括一組由至少一個絕緣元件分隔開的兩個電極，其中各電極由厚度非常小(四到五微米)的導(dǎo)電薄片(例如鋁制的或任何其它金屬導(dǎo)體制成的)開始制造；兩個另外的部件，其構(gòu)成電氣端子，此后稱為第二部件，這兩個另外的部件中每個均要機(jī)械及電氣連接至所述第一部件，且更確切地說是要連接至第一部件所包括的電極。
短語“由厚度非常小的導(dǎo)電薄片開始制造”包含從連續(xù)的金屬片材開始而制造的情況。
例如，第一部件通過由多個重疊帶(具體來說四個帶)獲得疊層或螺旋卷繞的圓柱卷而構(gòu)成，其中，所述四個帶包括第一帶，取材于第一金屬材料薄片，尤其包括鋁；第二帶，同樣取材于第一金屬材料薄片，尤其包括鋁；第三帶和第四帶，由多孔或非多孔的絕緣界面連接材料構(gòu)成，該第三帶和第四帶設(shè)置成在卷繞過程中以及在卷繞后將第一帶與第二帶分隔開。
當(dāng)指出第一帶和第二帶取材于第一金屬材料薄片——尤其包括鋁時，這并不排除這些帶中的一個載有一層或多層其它性質(zhì)的材料。
第一部件可包括兩個帶，在這兩個帶之間設(shè)置了由絕緣材料分隔開的電極材料。該電極材料可包括一種或多種由碳、粘合劑以及粘合材料構(gòu)成的已知合成物。例如，電極材料可包括活性和/或傳導(dǎo)性碳顆粒和/或粘合劑的混合物。粘合劑與傳導(dǎo)性碳顆粒的混合物可設(shè)置到帶上以提供粘合層。在粘合層上，可進(jìn)一步提供一粘合劑與活性和/或傳導(dǎo)性碳顆粒的混合物層。可使用噴射、層壓、涂敷、擠壓或其它加工工藝提供一個或多個層。因此，本發(fā)明還應(yīng)用于利用碳粉電極工藝的電技術(shù)器件。雙層電容器和鋰電池是可以利用碳粉工藝的電技術(shù)器件的一個變例。
因此，各個帶均包括兩個沿所述帶的長度延伸的主要相對面，所述主要相對而由兩個橫向面(稱作邊緣)限定橫向邊界。
在卷繞之前，將四個帶重疊且同時以如下方式橫向偏移，即，在卷繞后使得第一帶和第二帶均具有螺旋延伸且構(gòu)成螺旋卷的兩個相對面之間的面的自由邊緣；以及由位于卷內(nèi)的帶邊緣構(gòu)成的不可夠到的邊緣。
進(jìn)一步考慮的是，所考慮的卷繞以如下的方式實現(xiàn)，即，至少第一帶具有螺旋延伸從而構(gòu)成端部面(稱作第一面)的自由邊緣。
第二部件構(gòu)成為使得其具有能夠基本上重疊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屬材料的厚度。
第一部件的各端面連接于第二部件或端子的面。
當(dāng)?shù)谝徊考ㄒ凿X制薄片開始制成的帶時，第二部件或端子本身由鋁或鋁合金制成。
第一部件非常小的厚度使其熱傳導(dǎo)能力下降。
設(shè)有絕緣材料使得第一部件具有熱敏性。第一部件由電極和絕緣材料的組件構(gòu)成。盡管具有小的傳輸能力，但電極可用作散熱器，將能量引入熱敏性絕緣材料附近。
此外，在電容器領(lǐng)域，已知借助于由錫或錫合金構(gòu)成的連接劑通過軟釬焊來實現(xiàn)由一組電極構(gòu)成的第一部件和由端子構(gòu)成的第二部件之間的連接。采用錫的軟釬焊以低溫(大約230攝氏度)進(jìn)行并在可獲得的機(jī)械和電氣連接兩方面部產(chǎn)生了令人滿意的結(jié)果。
但是，這種采用錫的連接在存在離子導(dǎo)體(例如電解質(zhì))的情況下引起電解耦合(electrolytic couple)，該電解耦合對電容器的壽命有相當(dāng)大的影響。事實上，這些電解耦合使得電容器產(chǎn)生不可修復(fù)的腐蝕以及漸進(jìn)的局部損壞。
使用者在電容器對電解耦合的敏感性方面提出的性能要求已經(jīng)使制造商放棄了采用錫的軟釬焊方法作為機(jī)械組裝方法。
因為電容器需要經(jīng)受極高的電流，這意味著電氣及機(jī)械連接的部分相當(dāng)大。該需求導(dǎo)致需要新的硬釬焊連接方法，傳統(tǒng)的軟釬焊連接方法不能滿足所必需的需求。
因此，迄今一直在使用機(jī)械組件，特別是借助于螺釘。盡管未詳細(xì)描述該解決方案，但容易理解，其需要大量加工和組裝操作，進(jìn)而其實際上在經(jīng)濟(jì)性上沒有吸引力。
此外，該通過機(jī)械組件的連接方案占用了相對電容器的總體積來說是相當(dāng)大的體積。令使用者遺憾的是，通過機(jī)械組件進(jìn)行連接所占用的體積不能用于其它目的，例如不能用于容置較大體積的第一部件以增加電容器的性能。
已知其它連接方式，如電阻焊和超聲波焊，但特別地，第一部件的第一面的幾何形狀的復(fù)雜性導(dǎo)致的技術(shù)方案在經(jīng)濟(jì)上不是令人滿意的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于通過熔化連接劑并隨后固化該連接劑而實現(xiàn)第一部件的至少一個第一面與第二部件的至少一個第二面間的機(jī)械和電氣連接的硬釬焊方法，所述第一部件和第二部件是電技術(shù)器件的構(gòu)成部分。
熔焊、硬釬焊和軟釬焊是十分不同的連接方法。熔焊不需要連接劑，而硬釬焊和軟釬焊需要。硬釬焊在450攝氏度以上的條件下進(jìn)行、通常更高的多，例如在800攝氏度的條件下進(jìn)行。軟釬焊包含低于450攝氏度的溫度范圍。
具體來說，本發(fā)明涉及一種用于通過熔化連接劑并隨后固化該連接劑而實現(xiàn)第一部件的至少一個第一面與第二部件的至少一個第二面間的機(jī)械和電氣連接的硬釬焊方法，所述第一部件和第二部件是電技術(shù)器件的構(gòu)成部分，所述第一部件從以下材料開始制造至少一種第一金屬材料，其為具有給定厚度的薄片形式，該第一材料包括稱為第一主要成分的主要成分，該第一金屬材料具有稱為第一完全固化溫度的限定完全固化溫度(固相線)；以及至少一種絕緣界面材料，一方面，所述第二部件在與所述第二面大致正交的方向上的尺寸可感知地大于構(gòu)成該第一部件的薄片式第一金屬材料的厚度，且另一方面，所述第二部件由稱為第二金屬材料的金屬材料構(gòu)成，且其包括稱為第二主要成分的主要成分，該第二主要成分至少大致類似于所述第一金屬材料的第一主要成分，所述第二金屬材料也具有稱作第二完全固化溫度的限定完全固化溫度(固相線)。
根據(jù)本發(fā)明，使用預(yù)先由稱作第三金屬材料的金屬材料制成的連接劑，該第三金屬材料包括稱作第三主要成分的主要成分，所述第三主要成分至少大致類似于所述第一主要成分，但是，該第三金屬材料的完全熔化溫度(液相線)一方面低于所述第一完全固化溫度而另一方面低于所述第二完全固化溫度。
本發(fā)明還涉及用于存儲電能的器件，諸如電容器、一次電池以及二次電池等，所述器件包括根據(jù)上述硬釬焊方法實現(xiàn)其間連接的部件。


通過參照附圖閱讀下述通過非限制性示例給出的文字說明可更好的理解本發(fā)明，附圖示意性示出圖1包括要根據(jù)本發(fā)明硬釬焊方法連接的部件的電技術(shù)器件的分解立體圖，圖2包括設(shè)置成根據(jù)本發(fā)明硬釬焊方法連接的部件的電技術(shù)器件的縱向剖視圖，圖3通過實施根據(jù)本發(fā)明的硬釬焊方法借助于感應(yīng)加熱設(shè)備實現(xiàn)部件連接之后的圖2中電技術(shù)器件的局部剖視圖，圖4具體地表征用于構(gòu)成和連接圖1到圖3的電技術(shù)器件部件的不同材料的完全固化和完全熔化溫度值的溫度圖表，圖5表征在實施硬釬焊方法過程中圖1到圖3的電技術(shù)器件的部件的溫度“T”作為時間“t”的函數(shù)而發(fā)展的溫度圖表。
具體實施例方式
參照附圖，可以看到諸如電容器等的電技術(shù)器件4，該電技術(shù)器件4包括至少兩個構(gòu)成部件200、300，即，第一部件200和第二部件300。
一般來說，考慮第一部件200從以下材料開始制造至少一種第一金屬材料202，該第一金屬材料202本身呈厚度為E的薄片201形式，該第一金屬材料202包括主要成分203——稱為第一主要成分203，該第一金屬材料202具有限定的完全固化溫度(固相線)T2——稱作第一完全固化溫度T2；以及至少一個絕緣界面材料206、207。
如上所述，絕緣界面材料對溫度特別敏感。
短語“對溫度特別敏感”表示當(dāng)溫度升高超過預(yù)定值時該絕緣界面材料的性質(zhì)改變甚或受到破壞，例如如果已經(jīng)到達(dá)甚或超過第一材料的熔化初始溫度則無疑將達(dá)到所述預(yù)定值。
同樣一般來說，考慮使得第二部件300對其部分來說在大致正交于第二面3的方向上的尺寸D可感知地大于構(gòu)成第一部件200的薄片201形式的第一金屬材料的厚度E，且另一方面，該第二部件300由金屬材料302(稱為第二金屬材料302)構(gòu)成，該第二金屬材料302包括主要成分303(稱為第二主要成分303)，該第二主要成分303至少大致類似于第一金屬材料202的第一主要成分203，所述第二金屬材料302類似地具有限定的完全固化溫度(固相線)T3(稱作第二完全固化溫度T3)。
在本文中，術(shù)語“至少大致類似”表示所述主要成分是非限定性地優(yōu)選彼此相同。
為了獲得第一部件200的至少第一面2與第二部件300的至少第二面3之間的機(jī)械及電氣連接，通過使連接劑熔化并隨后固化該連接劑而常規(guī)地進(jìn)行。
但是，值得注意的是，所使用的是事先由金屬材料102(稱作第三金屬材料102)構(gòu)成的連接劑，該第三金屬材料102包括主要成分103(稱作第三主要成分的103)，主要成分103至少大致類似于所述第一主要成分203，但是，該第三金屬材料102的完全熔化溫度(液相線)T1一方面低于所述第一完全固化溫度T2而另一方面低于所述第二完全固化溫度T3。
用于構(gòu)成和連接電技術(shù)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溫度值已經(jīng)象征性表示在圖表(圖4)中。
該圖表包含三個平行坐標(biāo)軸，其表示溫度T以及第一材料202、第二材料302和第三材料102中每一個的符號。
當(dāng)研究該圖表時，可注意到有圓形標(biāo)記與各條線相關(guān)聯(lián)。
每個標(biāo)記表示一個材料宏觀視圖且載有該材料及其主要成分的標(biāo)號。
第一系列的技術(shù)特征使得可確保第一部件200和第二部件300之間所獲得的機(jī)械及電氣連接不會產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。
同樣值得注意的是選擇具有限定的第三完全固化溫度T4的連接劑，采用該連接劑構(gòu)成至少一個可熔元件100，該可熔元件100構(gòu)造成可放置成與第一部件200的第一面2和第二部件300的第二面3中的至少一個面相接觸，且在已經(jīng)放置該可熔元件100使其同時與第一部件200的第一面2和第二部件300的第二面3相接觸之后，以預(yù)定量的能量局部加熱所述第二部件300，且這持續(xù)同樣是預(yù)定的第一時間段D1，從而使得首先僅僅發(fā)生連接劑的熔化，并隨后接下來將所述連接劑冷卻到低于限定的第三完全固化溫度T4的限定溫度。
該第二系列的技術(shù)特征使得可確保獲得要實現(xiàn)的第一部件200和第二部件300之間的機(jī)械及電氣連接并同時保護(hù)第一部件不會熱劣化(thermal degradation)。
可熔元件100可具有不同形式，例如，其可包括絲狀元件(未圖示)，例如根據(jù)利于連接劑在熔化過程中的分布的形狀而折疊；薄片式的薄元件(未圖示)，例如切割成具有利于熔化過程中連接劑分布的輪廓；層式糊狀元件(未圖示)，例如以模制件形式設(shè)置且設(shè)置有例如利于熔化過程中連接劑分布的形狀；預(yù)先(例如在以雙金屬片制造第二部件300時)緊密地連接于第二部件300的元件，例如構(gòu)成第二部件300之一部分的可熔元件100，。
一方面，就用于加熱第二部件300的能量值而言，另一方面，就加熱操作的第一時間段D1而言，由于這些值取決于諸如部件質(zhì)量等在此沒有考慮的參數(shù)，所以不可能精確地指示出它們。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員了解這些參數(shù)——特別是質(zhì)量參數(shù)，通過測試可選擇用于加熱第二部件300的能量的值以及確定加熱操作的第一時間段D1。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員同樣可決定該加熱是在受控的環(huán)境(例如惰性氣體的環(huán)境)中進(jìn)行還是在真空下進(jìn)行。
還值得注意的是，加熱第二部件300的步驟從限定的環(huán)境溫度T5起而即刻開始，而不必將第二部件300事先加熱到接近連接劑的完全熔化溫度(液相線)的溫度。
加熱的即刻性以及迅速冷卻是本發(fā)明的硬釬焊方法的兩個其它的特征，這可保護(hù)第一部件200免于熱劣化。
對于加熱來說，通過每秒25攝氏度到每秒100攝氏度(25℃/S-100℃/S)之間的溫度增加獲得了良好的效果。
值得注意的是，在該第二部件300加熱預(yù)定時間段的步驟結(jié)束時，進(jìn)行第二部件300的受控冷卻，從而去除與加熱有關(guān)的能量，且這在第二預(yù)定時間段D2中進(jìn)行從而防止第一和第二部件200、300熱劣化。
例如，通過氣體噴射進(jìn)行受控冷卻。
因此，根據(jù)本發(fā)明的硬釬焊方法提倡使用熱循環(huán)，其效果限制在獲得機(jī)械及電氣連接的區(qū)域，以便在沒有由此將絕緣材料直接或間接暴露于變化或改變該絕緣材料的溫度中的情況下實現(xiàn)熔化連接劑。
根據(jù)已知現(xiàn)象，當(dāng)達(dá)到連接劑的完全熔化溫度時，連接劑液化，并且通過毛細(xì)作用，一方面到達(dá)其接觸的潮濕的不同表面，另一方面到達(dá)其它彼此面對具有微小空間的表面之間。
連接劑的完全熔化實現(xiàn)其分布。
當(dāng)冷卻時，連接劑固化，進(jìn)而確保了機(jī)械和電氣連接，特別是第一部件200的第一面2與第二部件300的第二面3之間的機(jī)械和電氣連接連接。
尤其值得注意的是所使用的第一金屬材料202具有主要成分203——稱為第一主要成分203，該第一主要成分203為鋁；所使用的第二金屬材料302具有主要成分303——稱為第二主要成分303，該第二主要成分303為鋁；以及所使用的第三金屬材料102由具有主要成分103——稱為第三主要成分103的合金構(gòu)成，該第三主要成分103為鋁。
優(yōu)選地，所使用的是完全固化溫度——稱為第一固化溫度T2和第二固化溫度T3大致彼此類似的第一金屬材料202和第二金屬材料302。
第一固化溫度T2和第二固化溫度T3大致彼此類似使得可為稱作第一部件200和第二部件300的部件200、300選擇至少大致相似的金屬材料。
在另一優(yōu)選實施方式中，所使用的是稱為第一固化溫度T2和第二固化溫度T3的完全固化溫度彼此不同的第一金屬材料202和第二金屬材料302。
第一固化溫度T2和第二固化溫度T3彼此不同使得可為稱作第一部件200和第二部件300的部件200、300選擇彼此不同的金屬材料。
同樣值得注意的是，所使用的是由完全固化溫度(固相線)——稱為第一完全固化溫度T2至少等于六百三十五攝氏度(635℃)的鋁構(gòu)成的第一金屬材料202和第二金屬材料302，由硅的質(zhì)量百分比范圍在百分之七和百分之十三(7％和13％)之間的鋁和硅的合金構(gòu)成的連接劑，其完全熔化溫度(液相線)至多等于六百一十三攝氏度(613℃)。
為了構(gòu)成該連接劑，優(yōu)選使用標(biāo)識(根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)EN 573.3)為AA 4000系列(含硅的鋁合金)且硅含量范圍在百分之七和百分之十三(7％和13％)之間的鋁合金。
如所知的，鋁以及其合金覆蓋有一層厚度或大或小的氧化鋁(Al2O3)層，氧化鋁的熔點為大約兩千零四十?dāng)z氏度(2040℃)。
為了使連接劑得以散布，首先需要移除該氧化鋁層，且為此使用了助熔劑，在本例中使用氟代鋁酸鉀(potassium fluoro-aluminate)。
該助熔劑僅僅在液態(tài)時是活性的，即在五百六十五攝氏度(565℃)以上的溫度時是活性的。
低于該溫度，該反應(yīng)助劑保持惰性。
在加熱步驟中，首先所有助熔劑熔化而從表面去除氧化鋁層。
在加熱步驟中，然后連接劑熔化并散布，接觸沒有氧化物的表面，使得可通過毛細(xì)作用實現(xiàn)連接。
在冷卻循環(huán)中，連接劑固化并由此建立一個或多個機(jī)械及電氣連接。
優(yōu)選地，所使用的是包括含有硅、鎂、錳、銅、鐵元素中的至少一種的鋁的第一金屬材料202和第二金屬材料302，其中所述元素的質(zhì)量百分比使得第一金屬材料202的完全固化溫度(固相線)——稱為第一完全固化溫度T2——至少等于六百三十五攝氏度(635℃)。
優(yōu)選地，所使用的是包括具體來說含有硅的鋁的第一金屬材料202和第二金屬材料302，其中硅的質(zhì)量百分比范圍在零點二五和零點五(0.25和0.50)之間，且稱為第一完全固化溫度T2的完全固化溫度(固相線)至少等于六百三十五攝氏度(635℃)。
對于第一金屬材料202和第二金屬材料302來說，優(yōu)選使用其標(biāo)識(根據(jù)DIN標(biāo)準(zhǔn)EN573.3)包括在下述系列中的金屬材料AA 1000(不同純度的純鋁)，AA 2000(包含銅的鋁合金)，AA 3000(包含錳的鋁合金)，AA 4000(包含硅的鋁合金)，AA 5000(包含鎂的鋁合金)，AA 8000(包含鐵的鋁合金)。
優(yōu)選地，第一金屬材料202和第二金屬材料302為AA 1000系列，更特別地為AA 1090或AA 1098、甚至AA 1099。
第一金屬材料202由所稱的“純”鋁構(gòu)成，即，除雜質(zhì)外不含有任何元素的鋁。
如所述的，盡管本領(lǐng)域普通技術(shù)人員存有偏見，但本發(fā)明的硬釬焊方法仍具體涉及電容器領(lǐng)域；其適用于通過連接劑熔化而在以下部件之間獲得機(jī)械及電氣連接至少一個由一組通過至少一個絕緣界面材料分隔開的雙電極構(gòu)成的第一部件200，這些電極中至少一個從厚度非常小的第一金屬材料202的薄片201開始制造，且所述電極組如下獲得，即使得這些電極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的自由邊緣20至少另一個部件300，其形成電氣端子，此后稱為第二部件300，其要機(jī)械及電氣連接于所述第一部件，且更確切地說是要連接于該第一部件所包括的電極之一，該第二部件300構(gòu)成為使得其具有能夠大致重疊于第一部件200的第一面2上的第二面3。
就將第一部件200的兩個構(gòu)成電極分隔開的絕緣界面材料而言，其可以為薄片材料的構(gòu)件，但也可以是每個電極材料的構(gòu)成片的至少一個面上的涂層。
如所述的，第一部件200至少從由鋁薄片構(gòu)成的第一金屬材料202開始制造，也就是說，當(dāng)?shù)谝徊考姌O時，這些電極的至少其中一個從鋁開始制造。
這些電極由薄片材料構(gòu)成的情況并不排除對這些薄片的面進(jìn)行加工處理，即，承載沉積層或其它基底。例如，金屬材料202和203可包括一層或多層。
如所述的，不夠成限制地，根據(jù)本發(fā)明的硬釬焊方法優(yōu)選應(yīng)用于一方面，采用至少四個重疊的帶204、205、206、207通過制造螺旋方式的圓柱形卷而構(gòu)成的第一部件200，其中第一帶204，取材于第一金屬材料202制成的薄片201，第二帶205，同樣取材于第一金屬材料202制成的薄片201，第三帶206和第四帶207，由絕緣界面連接材料構(gòu)成，該卷以使第一帶的自由邊緣20呈螺旋狀延伸并由此形成第一部件200的第一面2而獲得；以及另一方面，以使得第二部件300具有能夠大致重疊于第一部件200的第一面2上的第二面3的方式構(gòu)成的第二部件。
在附圖中，第二部件300表示為扁平的圓形部件，但這并非限制性的，其它形狀也是適合的。
這樣的部件可通過切割、加工或其它工藝獲得，這對本發(fā)明來說沒有限制。
同樣地，第二部件300可以為一殼體，其設(shè)有中空件，該中空件具有大致為管狀壁和底部，第一部件200可連接于所述底部上。
在此情況下，第二部件300可通過沖壓、擠壓、模壓加工工藝獲得，這對本發(fā)明來說沒有限制。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以了解如何選擇適于獲得第二部件300的材料。
值得注意的是，為了以預(yù)定量的能量局部加熱第二部件300且持續(xù)一同樣為預(yù)定的第一時間段D1，以使得首先僅僅可熔元件100的連接劑熔化并隨后冷卻該連接劑，而使用了感應(yīng)加熱設(shè)備5，感應(yīng)加熱設(shè)備5具有感應(yīng)線圈51以及用于為感應(yīng)線圈供應(yīng)能量、具有確定頻率的裝置52。
從附圖可以理解，第二部件具有自由面6，該自由面6與所述第二面3大致相對。
優(yōu)選地，感應(yīng)線圈51具有基本上平坦的接收面。
第二部件300放置在該感應(yīng)線圈51的接收面上方預(yù)定距離處，這是對于其自由面6來說的。
第一部件200在部分上抵接第二部件300，即第一部件200的稱為第二面2的面與第二部件300的稱為第二面3的面相配合。
值得注意的是，當(dāng)加熱第二部件300時，使該部件在感應(yīng)線圈51之上旋轉(zhuǎn)，以分布熱量供應(yīng)。
值得注意的是，當(dāng)加熱第二部件300時，第一部件200被壓在第二部件300。
該過程使得各個面可進(jìn)行組裝，即第一面2和第二面3可理想地放置在一起并同時補償這些面可能存在的不規(guī)則性。
根據(jù)另一實施方式，為了以預(yù)定量的能量局部加熱第二部件300且持續(xù)一同樣為預(yù)定的第一時間段D1，以使得首先僅僅可熔元件100的連接劑熔化并隨后冷卻該連接劑，而使用采用電磁場的加熱設(shè)備。
根據(jù)另一實施方式，該加熱設(shè)備也可以是激光束(激光加熱)。
在此情況下，使用光束掃過第二部件300的面6，該面6與第二面3相對、位于要實現(xiàn)與第一部件200的連接的水平面處。
熱量通過深度上的傳導(dǎo)而傳遞到第二部件300中，使得連接劑熔化并由此使得可實現(xiàn)第一部件200和第二部件300之間的連接。
也可使用任何其它熱源，只要其允許對第二部件300進(jìn)行快速局部加熱即可；例如，可施加電子束或除激光以外的光束，甚或火焰或熔化金屬的熔池。
本發(fā)明還涉及如下電技術(shù)器件，其包括至少一個第一部件和至少一個第二部件300，在該第一部件和第二部件之間根據(jù)上述硬釬焊方法實現(xiàn)機(jī)械及電氣連接。
值得注意的是，第二部件300限定了一個殼體。
值得注意的是，第一部件200為電容器電極。
值得注意的是，第一部件200為電池電極。
值得注意的是，第一部件200包括碳顆粒。
值得注意的是，所述電容器電極為雙層式電容器電極。
權(quán)利要求
1.一種硬釬焊方法，其用于通過熔化連接劑并隨后固化該連接劑而實現(xiàn)第一部件(200)的至少一個第一面(2)與第二部件(300)的至少一個第二面(3)之間的機(jī)械和電氣連接，所述第一部件(200)和第二部件(300)是電技術(shù)器件(4)的構(gòu)成部分，所述第一部件(200)從以下材料開始制造至少一種第一金屬材料(202)，其為具有給定厚度的薄片(201)的形式，該第一材料(202)包括稱為第一主要成分(203)的主要成分(203)，該第一金屬材料具有稱作第一完全固化溫度(T2)的限定完全固化溫度(固相線)(T2)；以及至少一種絕緣界面材料，一方面，所述第二部件(300)在與所述第二面(3)大致正交的方向上的尺寸(D)可感知地大于構(gòu)成所述第一部件(200)的薄片(201)形式的第一金屬材料(202)的厚度(E)，另一方面，所述第二部件(300)由稱為第二金屬材料(302)的金屬材料(302)構(gòu)成，且其包括稱為第二主要成分(303)的主要成分(303)，該第二主要成分(303)至少大致類似于所述第一金屬材料(202)的第一主要成分(203)，所述第二金屬材料(202)也具有稱作第二完全固化溫度(T3)的限定完全固化溫度(固相線)(T3)，所述硬釬焊方法的特征在于，所使用的是預(yù)先由稱作第三金屬材料(102)的金屬材料(102)制成的連接劑，該第三金屬材料(102)包括稱作第三主要成分(103)的主要成分(103)，其至少大致類似于所述第一主要成分(203)，但是，該第三金屬材料(102)的完全熔化溫度(液相線)(T1)一方面低于所述第一完全固化溫度(T2)，且另一方面低于所述第二完全固化溫度(T3)。
2.如權(quán)利要求1所述的硬釬焊方法，其特征在于所選擇的是具有限定的第三完全固化溫度(T4)的連接劑；采用所述連接劑構(gòu)造至少一個可熔元件(100)，該可熔元件(100)能夠放置成與所述第一部件(200)的第一面(2)和所述第二部件(300)的第二面(3)中的至少一個面相接觸；且在已經(jīng)放置所述可熔元件(100)使其同時與所述第一部件(200)的第一面(2)和所述第二部件(300)的第二面(3)相接觸之后，以預(yù)定量的能量對所述第二部件(200)進(jìn)行局部加熱，且這持續(xù)一個同樣為預(yù)定的第一時間段(D1)，從而使得首先僅僅連接劑的熔化，并且隨后接下來將所述連接劑冷卻到低于所述限定的第三完全固化溫度(T4)的限定溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的硬釬焊方法，其特征在于，所述加熱第二部件(300)的步驟從限定的環(huán)境溫度(T5)起而即刻開始，而不必事先加熱所述第二部件(300)至接近所述連接劑完全熔化溫度(液相線)(T1)的溫度。
4.如權(quán)利要求1所述的硬釬焊方法，其特征在于，在對所述第二部件(300)加熱預(yù)定時間段的步驟結(jié)束時，對所述第二部件(300)進(jìn)行受控的冷卻，從而去除與所述加熱有關(guān)的能量，且這在第二預(yù)定時間段(D2)中進(jìn)行而防止所述第一和第二部件(200，300)的熱劣化。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，其使用第一金屬材料(202)，其具有稱為第一主要成分(203)的主要成分(203)，該主要成分(203)為鋁；第二金屬材料(302)，其具有稱為第二主要成分(303)的主要成分(303)，該主要成分(303)為鋁；以及第三金屬材料(102)，其由具有稱為第三主要成分(103)的主要成分(103)的合金構(gòu)成，該主要成分(103)為鋁。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，所使用的是其稱為第一固化溫度(T2)和第二固化溫度(T3)的完全固化溫度大致彼此近似的第一金屬材料(202)和第二金屬材料(302)。
7.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，所使用的是其稱為第一固化溫度(T2)和第二固化溫度(T3)的完全固化溫度彼此不同的第一金屬材料(202)和第二金屬材料(302)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，其使用由稱為第一完全固化溫度(T2)的完全固化溫度(固相線)至少等于六百三十五攝氏度(635℃)的鋁構(gòu)成的第一金屬材料(202)和第二金屬材料(302)；由硅的質(zhì)量百分比范圍在百分之七和百分之十三(7％和13％)之間的鋁和硅的合金構(gòu)成的連接劑，且其完全熔化溫度(液相線)至多等于六百一十三攝氏度(613℃)。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，其使用包括含有硅、鎂、錳、銅、鐵元素中的至少種的鋁的第一金屬材料(202)和第二金屬材料(302)，其中所述元素的質(zhì)量百分比為使得第一金屬材料(202)的稱為第一完全固化溫度(T2)的完全固化溫度(固相線)至少等于六百三十五攝氏度(635℃)。
10.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，其使用包括特別地含有硅的鋁的第一金屬材料(202)和第二金屬材料(302)，其中硅的質(zhì)量百分比范圍在零點二五和零點五(0.25和0.50)之間，且稱為第一完全固化溫度T2的完全固化溫度(固相線)至少等于六百三十五攝氏度(635℃)。
11.如權(quán)利要求1至10中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，其使用至少一個由至少一組通過至少一個絕緣界面材料分隔開的雙電極構(gòu)成的第一部件(200)，這些電極中的至少一個由厚度非常小的第一金屬材料(202)的薄片(201)開始制造，且所述電極組如下獲得，即使得這些電極中的至少一個具有延伸并由此形成第一部件(200)的第一面(2)的自由邊緣(20)；至少一個另外的部件(300)，其形成電氣端子，此后稱為第二部件(300)，其要機(jī)械及電氣連接于所述第一部件(200)，即連接于該第一部件所包括的電極之一，該第二部件(300)構(gòu)成為使得其具有能夠大致重疊于第一部件(200)的第一面(2)上的第二面(3)。
12.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，為了以預(yù)定量的能量局部加熱第二部件(300)且將其持續(xù)一段同樣為預(yù)定的第一時間段(D1)，以使得首先僅僅所述可熔元件(100)的連接劑熔化并隨后冷卻該連接劑，而使用感應(yīng)加熱設(shè)備(5)，該感應(yīng)加熱設(shè)備(5)具有感應(yīng)線圈(51)以及用于為感應(yīng)線圈(51)供應(yīng)能量、具有確定頻率的裝置(52)。
13.如權(quán)利要求1至11中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，為了以預(yù)定量的能量局部加熱第二部件(300)且將其持續(xù)一同樣為預(yù)定的第一時間段(D1)，以使得首先僅僅所述可熔元件(100)的連接劑熔化并隨后冷卻所述連接劑，而使用了采用電磁場的加熱設(shè)備。
14.如權(quán)利要求12所述的硬釬焊方法，其特征在于，當(dāng)加熱第二部件(300)時，該部件設(shè)置成在感應(yīng)線圈(51)之上旋轉(zhuǎn)，使得加熱均勻。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的硬釬焊方法，其特征在于，當(dāng)加熱所述第二部件(300)時，所述第一部件(200)被壓在第二部件(300)上。
16.電技術(shù)器件，其包括至少一個第一部件(200)和至少一個第二部件(300)，在該第一部件和第二部件之間根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的硬釬焊方法實現(xiàn)機(jī)械及電氣連接。
17.如權(quán)利要求16所述的電技術(shù)器件，其特征在于，所述第二部件(300)限定了一個殼體。
18.如權(quán)利要求17所述的電技術(shù)器件，其特征在于，所述第一部件(200)為電容器電極。
19.如權(quán)利要求17所述的電技術(shù)器件，其特征在于，所述第一部件(200)為電池電極。
20.如權(quán)利要求18或19所述的電技術(shù)器件，其特征在于，所述第一部件(200)包括碳顆粒。
21.如權(quán)利要求18所述的電技術(shù)器件，其特征在于，所述電容器電極為雙層式電容器電極。
全文摘要
一種硬釬焊方法，其用于在第一部件(200)與第二部件(300)之間實現(xiàn)的機(jī)械和電氣連接，所述第一部件(200)和第二部件(300)是電技術(shù)器件(4)的構(gòu)成部分，所述第一部件(200)從至少一種第一金屬材料(202)以及至少一種絕緣界面材料開始制造，所述第一金屬材料(202)為具有給定厚度的薄片(201)的形式，該第一材料(202)包括稱為第一主要成分(203)的主要成分(203)，一方面，所述第二部件(300)在與所述第二面(3)大致正交的方向上的尺寸(D)可感知地大于構(gòu)成所述第一部件(200)的薄片(201)形式第一金屬材料(202)的厚度(E)，另一方面，所述第二部件(300)由稱為第二金屬材料(302)的金屬材料(302)構(gòu)成，且其包括稱為第二主要成分(303)的主要成分(303)，該第二主要成分(303)至少大致類似于所述第一金屬材料(202)的第一主要成分(203)，所述硬釬焊方法的特征在于，所使用的是預(yù)先由稱作第三金屬材料(102)的金屬材料(102)制成的連接劑，該第三金屬材料(102)包括至少大致類似于所述第一主要成分(203)的主要成分(103)。
文檔編號B23K1/00GK1898054SQ200380110901
公開日2007年1月17日 申請日期2003年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者海因里?！だ仁?申請人:麥斯韋爾技術(shù)股份公司