專利名稱：用于建立有導電能力的連接的釬焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于建立有導電能力的連接的釬焊方法，該釬焊方法尤其能夠用在熱敏的電氣的構(gòu)件上。
背景技術(shù)：
導電的連接一般通過擰緊、釬焊、壓緊或者熔焊來建立。與擰緊和壓緊不同，在釬焊和熔焊時產(chǎn)生熱量，所述熱量傳遞到與所述有導電能力的連接相接觸的部件上。不僅釬焊而且熔焊都是材料連接的連接。它們彼此相類似并且可以一起加以研究。對于這兩種方法來說，材料通過熱量來熔化，所述材料而后將兩個以前單獨的部件彼此連接起來。所述連接的強度一方面通過所述部件的基材來確定，但是另一方面也通過所述連接用的材料來確定。所述連接用材料要么可以源自所述部件之一或者源自所述兩個部件，但是它也可以作為附加材料加入到所述部件之間。常見的是，借助于接觸片將電容器和蓄電池彼此連接起來或者將其釬焊到電子儀器中的電路板上。在此所述接觸片與所述電容器或者蓄電池的極熔焊或者釬焊在一起。但是，在極的熔焊或者釬焊方面成問題的是，蓄電池以及特定的電容器包含電解質(zhì)，所述電解質(zhì)擁有在大多數(shù)情況下比在將所述連接熔焊或釬焊到極上所需要的溫度低的沸騰溫度或者分解溫度。所述接觸片因而要么必須在填入電解質(zhì)之前釬焊或者熔焊到所述極上要么所述釬焊或者熔焊的過程熱量必須如此之小，從而沒有將所述電解質(zhì)加熱得太高。為了在完工之后才將電容器與接觸片連接起來，借助于激光焊接開發(fā)了一些方法。對于這些方法來說，通過材料的快速的加熱在總體上僅僅產(chǎn)生很少的過程熱量。所述接觸片以狹窄的配合插到所述極上并且而后用激光來焊接縫隙。在這過程中熔化的材料(所謂的焊池)在此僅為構(gòu)件厚度的一小部分，以致于不會通過加熱來損壞在其下面鄰接的電解質(zhì)。但是，在此問題是，將激光器精確地聚焦到所述縫隙上。DE 10 2006 005 532借助于連接極來解決激光器的聚焦的問題，所述連接極完全被所述接觸片遮蓋并且而后穿過所述接觸片與其熔化在一起。但是這種解決方案隨之帶來這樣的問題，即必須使比僅僅在縫隙中需要的材料多的材料熔化。由此在總體上因而還會產(chǎn)生比在前面所描述的方法中多的過程熱量。在激光焊接方面的另一個問題在于，電容器的殼體通常由具有660°C的熔點的鋁制成。在激光焊接時，由于過程原因所述接觸片也必須由純鋁制成。但是，這樣的接觸片要求所述接觸片也必須在溫度為660°C時熔化。必需的過程熱量危及到所述電解質(zhì)。此外，這樣的由純鋁制成的接觸片在市場上不常見并且因此比市場上常見的多數(shù)由銅制成的接觸片昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種得到改進的用于建立有導電能力的連接的釬焊方法，對于該方法來說尤其不僅不需要聚焦到縫隙上而且避免了很大的熱量輸入，因而其尤其能夠用在熱敏的電氣的構(gòu)件上。該任務(wù)通過一種按權(quán)利要求1所述的用于建立有導電能力的連接的釬焊方法得到解決。所述釬焊方法的其它有利的設(shè)計方案在從屬權(quán)利要求中得到說明。利用所提到的釬焊方法，在總體上不僅需要比在傳統(tǒng)的方法中少的過程熱量，而且熱流也從過程的結(jié)束直至對于電氣的電容器或者電池來說在鋁下面對所述電氣的構(gòu)件的保護特別是其電解質(zhì)的保護得到優(yōu)化，這尤其對于熱敏的電氣的構(gòu)件來說是有利的。除此以外，取消了在現(xiàn)有技術(shù)中必要的麻煩的將激光束聚焦到很小的縫隙上這個過程。由此所描述的釬焊方法不僅更加節(jié)省時間而且更加成本低廉?？梢允褂酶雍唵蔚牟⑶矣纱烁佑欣难b置來建立有導電能力的連接。此外，對于前面提到的釬焊方法來說，可以使用商業(yè)上常見的由鍍錫的銅制成的接觸片。所述接觸片僅僅必須平坦地或者說平整地放到電氣的構(gòu)件比如電池、蓄電池或者電容器等的極上并且不必額外地根據(jù)所述電氣的構(gòu)件的連接極來成形并且可以在尺寸方面容忍。這降低了用于有待使用的接觸片的成本。此外，這簡化了所述有導電能力的連接的建立并且由此又降低了用于建立所述有導電能力的連接的成本。本發(fā)明的其它可能的實施方式也包括未明確提到的由前面或者下面關(guān)于實施例所描述的特征或者實施方式構(gòu)成的組合。在此本領(lǐng)域的技術(shù)人員也會將單個方面作為改進方案或者補充方案添加到本發(fā)明的相應(yīng)的基本形式中。


下面參照附圖并且借助于實施例對本發(fā)明進行詳細描述。附圖示出如下:
圖1是一個電氣的構(gòu)件的側(cè)視圖，該電氣的構(gòu)件通過有導電能力的連接與接觸片相連接，所述有導電能力的連接用按一種實施例的用于建立有導電能力的連接的釬焊方法來建立；
圖2是在圖1中示出的電氣的構(gòu)件的俯視圖，該電氣的構(gòu)件通過所述有導電能力的連接與所述接觸片相連接；
圖3是在圖1中示出的電氣的構(gòu)件和所述接觸片的部分剖視圖，所述電氣的構(gòu)件和接觸片通過所述有導電能力的連接相連接；
圖4是按所述實施例的用于建立有導電能力的連接的釬焊方法的流程圖；并且圖5是按所述實施例的一種改動方案的用于建立有導電能力的連接的釬焊方法的流程圖。在附圖中，相同的或者功能相同的元件只要未說其它說明均用相同的附圖標記來表不。
具體實施例方式圖1示出了電氣的構(gòu)件1，該電氣的構(gòu)件可以是電容器、電池尤其蓄電池等。在圖1中，該電氣的構(gòu)件I是電容器。該電氣的構(gòu)件擁有兩個極11、12，所述極用所述電氣的構(gòu)件I內(nèi)部的未示出的電極相連接。這兩個極11、12從所述電氣的構(gòu)件I的內(nèi)部通到其外部并且用作所述電氣的構(gòu)件I的接頭。所述極11與抵靠在所述極11上的接觸片2進行了有導電能力的連接。此外，所述極12與抵靠在所述極12上的接觸片3進行了有導電能力的連接。由激光器4輻射的激光束5用于在所述極11、12與相應(yīng)的接觸片2、3之間建立有導電能力的連接。圖2從上面示出了圖1的電氣的構(gòu)件I連同其極11和所述接觸片2。所述接觸片2在圖2中平坦地或者換句話說平整地安放在所述極11上，該極像所述電氣的構(gòu)件I 一樣具有圓形的圓周。在圖2中，所述接觸片2是平坦的板，而所述極11則構(gòu)造為圓形的盤片，該盤片同樣是平坦的。圖3示意性地示出了所述極11與所述接觸片2之間的有導電能力的連接6。所述接觸片2由鍍錫的銅制成。也就是說，所述接觸片2擁有由銅制成的核心21，該核心在外面用錫層22來覆蓋。錫的熔點大約為232°C。銅的熔點則大約為1084°C。相對于此，所述極
11、12由鋁制成，鋁的熔點大約為660°C。所述接觸片2由此至少在表面上具有一種材料，該材料具有比所述極11的材料低的熔點。為了建立有導電能力的連接6，如在圖1中示出的一樣在所述接觸片2的背向極11的一面上用激光器4對該接觸片進行短暫的加熱。熱量很快地通過所述由銅制成的核心21流往所述由鋁制成的極11前面的錫層22。只有在所述錫層22熔化并且向所述由鋁制成的極11建立釬焊連接也就是所述有導電能力的連接時，熱量才會大量地流入到所述由鋁制成的極11中。但是而后所述熱量也已經(jīng)又排出到伸展到較遠的接觸片2中更準確地說排出到其由銅制成的核心21中。由此所述有導電能力的連接6的建立不會在所述電氣的構(gòu)件I的內(nèi)部導致?lián)p壞特別是其電解質(zhì)的損壞。短暫的加熱在這種情況下意味著，所述接觸片2的表面僅僅在如此長的時間里加熱超過其材料的熔化溫度，用于在所述極11上產(chǎn)生釬焊點。因而僅僅短暫地將所述接觸片
2、3加熱超過處于所述接觸片2、3的表面上的錫的熔化溫度并且也還僅僅逐點對所述錫進行加熱用于在相應(yīng)的由鋁制成的極11、12上產(chǎn)生釬焊點就已足夠。為此，如在圖1中示出的一樣用激光器4在所述接觸片2的背離極11的一面上逐點地對所述接觸片進行加熱。也像可以從圖3中從有導電能力的連接6的相對于接觸片2和極11的大小中看出的一樣，所述點優(yōu)選小于整個表面，所述接觸片2和極11在所述整個表面上相互抵靠。對于這樣的加熱來說，所述激光器4的激光束5很合適。為了提高釬焊連接的面積，所述激光束的運用在激光點冷卻之后還更為經(jīng)常地并且在局部的近處重復(fù)。過程熱量通過所述接觸片的核心物質(zhì)較快地運走。在所描述的方法也就是釬焊方法中，僅僅使附加材料熔化，但是在基材與附加材料之間的分界層中形成合金，所述合金同樣在部件之間建立材料連接。釬焊時附加材料這里是錫擁有比基材這里是鋁和銅低得多的熔點，因而應(yīng)該花費的熱能很少。這相對于前面所描述的熔焊是個巨大的優(yōu)點，對于前面所描述的熔焊來說所述部件(接觸片、極)的基材一同熔化。因此在熔焊時要比在釬焊時花費更多的熱能，所述熱能而后也加入到所述部件中。所述接觸片3和所述接觸2 —樣的構(gòu)成，因而對于其構(gòu)造以及與所述極12的有導電能力的連接6的產(chǎn)生參照前面的描述。圖4以一覽圖示出了前面所描述的用于建立所述有導電能力的連接6的釬焊方法。在步驟SI中開始所述釬焊方法之后，在步驟S2中使所述接觸片2和所述電氣的構(gòu)件I的極11彼此抵靠。在此，所述接觸片2至少在表面上具有一種材料，該材料如前面所描述的一樣擁有比所述極的材料小的熔點。在步驟S3中，如前面所描述的一樣借助于所述激光器4的激光束5逐點地對所述接觸片2進行加熱。圖5示出了在圖4中示出的釬焊方法的一種改動方案。作為按所述實施例的釬焊方法的步驟SI到S4的補充，按所述實施例的改動方案的釬焊方法具有步驟S5，在該步驟S5中為獲得更好的可釬焊性而用助熔劑來對所述接觸片2的在彼此挨著的步驟之后朝向所述極11的表面進行潤濕。也可以取代所述接觸片2的所提到的表面或者作為其補充，用助熔劑對所述極11的在所述彼此挨著的步驟之后朝向所述接觸片2的表面進行潤濕以獲得更好的可釬焊性。所述助熔劑也可以將額外的釬焊料一同包含在內(nèi)。如在圖5中示出的一樣，步驟S5在所述逐點的加熱的步驟S4之前進行。此外有利的是，步驟S5也在接觸片2與極11或者說接觸片3與極12彼此抵靠的步驟S2之前進行，因為在這種情況下不要考慮到由彼此抵靠的接觸片和極構(gòu)成的結(jié)構(gòu)的幾何形狀并且所述電氣的構(gòu)件I不會被助熔劑污染。用前面所描述的釬焊方法及其改動方案，不僅可以避開聚焦到縫隙上這個問題而且可以避開較大的熱量輸入。在此將接觸片平坦地放到所述極上并且而后用激光束逐點地對其進行加熱。所述釬焊方法的所有前面所描述的設(shè)計方案可以單個地或者以所有可能的組合來使用。也可以額外地設(shè)想尤其以下改動方案。在附圖中示出的部件示意性地示出并且在精確的設(shè)計方案中可能有別于在附圖中示出的形狀，只要保證其前面所描述的功能。比如接觸片2、3和極11、12的形狀不必專門彼此相匹配。但是所述接觸片2和極11或者說所述接觸片3和極12必須能夠接觸，以便能夠用所描述的釬焊方法建立有傳導能力的連接6。所述極11、12和接觸片2、3的數(shù)目能夠按需要來選擇。其尤其可以比在附圖中示出的極11、12和/或接觸片2、3多或者少地使用。優(yōu)選所述接觸片2、3設(shè)有商業(yè)上常用的較厚的錫層22。商業(yè)上常用的是按EN13148的大約10 μ m的厚度，但是也可以產(chǎn)生更厚的層。由此可以更加可靠地產(chǎn)生釬焊連接。也可以這樣安排，即步驟S5雖然在所述逐點的加熱的步驟S3之前進行，但是在接觸片2和極11或者說接觸片3和極12的彼此抵靠的步驟S2之后來執(zhí)行。所述激光器要么可以發(fā)出連續(xù)的激光束要么可以發(fā)出脈沖激發(fā)的激光束并且尤其可以是ND-Yag (釹釔鋁石榴石)激光器。
權(quán)利要求
1.焊方法，用于建立有導電能力的連接(6)，方式是借助于使接觸片(2;3)抵靠(S2)到電氣的構(gòu)件(I)的極(11 ;12)上這種方式來將所述接觸片(2 ;3)釬焊到所述電氣的構(gòu)件(I)上，其中所述接觸片(2 ;3)至少在表面上包括如下材料，該材料具有比所述極(11 ；12)的材料低的熔點，并且其中借助于激光束(5)來逐點地給所述接觸片(2 ;3)加熱(S3)。
2.按權(quán)利要求1所述的釬焊方法，其中所述接觸片(2;3)和所述極在抵靠(S2)的過程中平坦地放在彼此上面。
3.按權(quán)利要求1或2所述的釬焊方法，其中所述接觸片(2;3)在逐點的加熱(S3)的過程中僅僅短時間地加熱超過被所述表面所包括的材料的熔點。
4.按權(quán)利要求3所述的釬焊方法，其中所述接觸片(2:3)由鍍錫的銅制成，并且其中所述接觸片(2 ；3)在逐點的加熱(S3)的過程中僅僅短時間地加熱超過錫的熔點。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的釬焊方法，其中所述接觸片(2;3)在逐點的加熱(S3)的過程中在背離所述極(11 ；12)的一面上得到加熱。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的釬焊方法，其中在逐點的加熱的過程中使用脈沖的激光束(5)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的釬焊方法，額外地包括為了獲得更好的可釬焊性而用助熔劑對所述接觸片(2 ；3)的在所述接觸片(2 ;3)抵靠(S2)之后朝向所述極(11 ；12)的表面和/或所述極(11 ;12)的在所述接觸片(2 ;3)抵靠(S2)之后朝向所述接觸片(2 ；3)的表面進行潤濕(S5)的步驟，其中這在所述逐點的加熱的步驟(S2)之前進行。
8.按權(quán)利要求7所述的釬焊方法，其中所述助熔劑包括另外的釬焊料。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于與熱敏的構(gòu)件之間建立有導電能力的連接(6)的釬焊方法，方式是借助于激光束將接觸片(2；3)釬焊到所述電氣的構(gòu)件(1)的極上。所述釬焊方法包括以下步驟使所述接觸片(2；3)和所述電氣的構(gòu)件(1)的極(11；12)彼此抵靠(S2)，其中所述接觸片(2；3)至少在表面上包括一種材料，該材料具有比所述極(11；12)的材料低的熔點并且可以用作焊料，并且包括借助于激光束(5)來逐點地給所述接觸片(2；3)加熱(S3)的步驟。通過激光器實施的加熱、焊料的熔化以及隨后通過所述接觸片的核心材料實施的散熱進行得比通過所述極繼續(xù)將熱量輸入到構(gòu)件內(nèi)部這個過程快。
文檔編號B23K1/005GK103084687SQ20121043246
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月5日
發(fā)明者E.哈瑙爾 申請人:羅伯特·博世有限公司