改善電連接導(dǎo)電性的粉末與糊劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及改善兩金屬導(dǎo)體之間電連接的技術(shù)，尤其涉及一種用于改進(jìn)兩金屬導(dǎo)體間電連接電導(dǎo)的粉末和糊劑(paste)。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用金屬電連接的所有領(lǐng)域中，特別是在功率電子技術(shù)領(lǐng)域，兩金屬接觸處的電連接會(huì)隨時(shí)間劣化。由于導(dǎo)體間電阻越來(lái)越高，這產(chǎn)生的電損耗相當(dāng)顯著。這使沿導(dǎo)體表面的電流密度發(fā)生變化。這會(huì)引起熱損耗從而導(dǎo)致溫度升高。接觸表面的劣化加速了電連接以及導(dǎo)體的劣化，甚至?xí)a(chǎn)生它們的熔化物。由于這種劣化是不可逆的，合格率降低，影響包括了這樣的電連接的器件的性能。
[0003]當(dāng)在包括了導(dǎo)電股線的電纜的端部使用端子時(shí)，電連接也會(huì)遭受破壞。這種劣化是由端子與電纜外部股線之間以及股線之間遭受破壞的電連接引起，并將導(dǎo)致高阻抗。如前所述，電連接的顯著升溫，有時(shí)則會(huì)出現(xiàn)電纜股線的熔化。
[0004]為了改善兩金屬導(dǎo)體間的電連接，公開號(hào)為2847391的法國(guó)專利披露了一種接觸器件，其包括在電連接的兩導(dǎo)體的兩個(gè)接觸表面間插入的由銀泡沫(silver foam)構(gòu)成的導(dǎo)電元件。不幸的是，銀泡沫相當(dāng)昂貴。
[0005]另一篇公開號(hào)為2962856的法國(guó)專利也披露了一種接觸器件，其包括一插入的導(dǎo)電元件，該導(dǎo)電元件包括金屬泡沫骨架，該金屬泡沫骨架選自由鐵、鈷、鎳及其合金構(gòu)成的群，該泡沫金屬骨架覆蓋有錫、銦或其合金之一中的至少一個(gè)涂層。
[0006]如該專利圖1所示，兩導(dǎo)體12、14被由金屬泡沫組成的導(dǎo)電插入件10分隔，使得導(dǎo)體表面與該泡沫接觸。導(dǎo)體12、14間的電連接通過(guò)使用一夾具的緊密接觸來(lái)提供，該夾具例如是穿過(guò)兩導(dǎo)體和導(dǎo)電插入件的夾緊螺栓16。
[0007]如同一專利圖2所示，插入件最好包括一個(gè)周邊密封20使得可以通過(guò)在接觸周邊上創(chuàng)建緊密屏障以減少破壞性外部試劑的滲透。
[0008]應(yīng)當(dāng)指出的是，主要由于經(jīng)濟(jì)原因，由導(dǎo)電性非常接近銅但比銅便宜得多的鋁制作的導(dǎo)體，目前正在所有的連接中替代銅導(dǎo)體。但鋁的缺點(diǎn)是會(huì)形成氧化鋁層，它將增加導(dǎo)體之間的電阻使得這些連接之間的連接困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種電連接手段，其可在尤其是使用包括多個(gè)導(dǎo)電股線的電纜作為連接時(shí)，提高電連接的電導(dǎo)并減慢接觸表面的劣化。
[0010]本發(fā)明的第一個(gè)目標(biāo)是提供一種電連接粉末，其包括蜂窩開孔金屬泡沫的顆粒，該蜂窩開孔金屬泡沫選自鐵、鈷、鎳及其合金構(gòu)成的群并且覆蓋有錫、銦或其合金之一中的至少一個(gè)涂層。
[0011]本發(fā)明的第二個(gè)目標(biāo)是提供一種電連接糊劑，其包括上述粉末和粉末分散于其中的粘合劑。
【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明的其他目的、目標(biāo)和特點(diǎn)將參考附圖在接下來(lái)的描述中顯得更清晰，其中:
[0013]-圖1顯不了公開號(hào)為2962856的法國(guó)專利中描述的一個(gè)電連接實(shí)施例的截面；
[0014]-圖2顯不了公開號(hào)為2962856的法國(guó)專利中描述的導(dǎo)電插入件；以及
[0015]-圖3顯示了一電連接電纜的端部，其具有壓接環(huán)的一部分的分解圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]根據(jù)本發(fā)明原理的電連接如圖1所示。像公開號(hào)為2962856的法國(guó)專利，該連接可以包括插入在兩個(gè)導(dǎo)體12和14之間的導(dǎo)電元件10，但這個(gè)插入件由粉末或糊劑制成，該粉末或糊劑為本發(fā)明的目標(biāo)。
[0017]兩導(dǎo)體12和14之間的電連接通過(guò)使用一夾具的緊密接觸來(lái)提供，例如穿過(guò)該兩導(dǎo)體和導(dǎo)電插入件10的夾緊螺栓16。
[0018]應(yīng)當(dāng)注意到，將兩導(dǎo)體緊固在一起時(shí)，插入件被壓縮且因?yàn)榉勰╊w粒或粉末分散于其中的糊劑粘合物噴射在插入件的周邊導(dǎo)致其厚度也部分地降低。因此，無(wú)需在插入件周圍的密封，這不像公開專利2962856的描述的實(shí)施例那樣。
[0019]至少其中一個(gè)導(dǎo)體優(yōu)選為鋁。然而，本發(fā)明并不限于此，也可應(yīng)用于所有導(dǎo)體，例如由銅制成的導(dǎo)體。
[0020]金屬泡沫是一種蜂窩形開孔泡沫，該蜂窩形開孔泡沫包括金屬泡沫骨架，該金屬泡沫骨架選自由鐵、鈷、鎳及其合金構(gòu)成的群，例如直接地覆蓋有至少一個(gè)金屬涂層，諸如錫、銦或其合金之一的涂層等。
[0021]泡沫骨架可通過(guò)使用法國(guó)公開專利2962856中描述的幾種方法獲得。
[0022]該泡沫具有蜂窩結(jié)構(gòu)，其物理性質(zhì)主要是高孔隙率和高變形度，這會(huì)導(dǎo)致連接電阻的降低，以及約400g/m的低密度。
[0023]本發(fā)明的一個(gè)特點(diǎn)是通過(guò)電解或任何其它方法(噴涂，浸入浴...)使金屬泡沫骨架例如直接覆上另一種金屬涂層，使得整個(gè)蜂窩表面覆蓋有這樣的其它金屬。與構(gòu)成骨架的金屬不同，涂層金屬優(yōu)選延性金屬例如錫、銦或其合金之一，以便增大構(gòu)成骨架的金屬各點(diǎn)上的接觸表面，以滲透進(jìn)導(dǎo)體表面的條紋，并改善泡沫骨架與制成導(dǎo)體的金屬之間的電化學(xué)相容性。
[0024]應(yīng)當(dāng)指出的是，第一涂層還可以覆蓋有與第一涂層不同的金屬的另一個(gè)涂層，等等。例如，如果該第一涂層是錫，第二涂層可以為銦。所述金屬泡沫隨后以任何合適的方式粉碎。
[0025]應(yīng)當(dāng)指出的是，這樣獲得的顆粒優(yōu)選具有從大約0.5mm到5mm的直徑范圍，優(yōu)選從一到二毫米，例如1.6mm。
[0026]金屬泡沫隨后被粉碎，使用任何合適的方式使其保留蜂窩結(jié)構(gòu)，其獲得的粉末顆粒的尺寸為I到2_。應(yīng)當(dāng)指出，可以通過(guò)切割泡沫獲得粉末，優(yōu)選使用激光，其不會(huì)影響泡沫的蜂窩結(jié)構(gòu)并可能保全該泡沫全部的電學(xué)和機(jī)械性能。此外，激光切割還可以在小的泡沫碎片上產(chǎn)生尖銳的邊緣，這將更容易地穿透進(jìn)接觸導(dǎo)體。
[0027]獲得的粉末因其蜂窩結(jié)構(gòu)主要包含空隙。所述粉末顆粒的表面從而包括多個(gè)I微米量級(jí)的接觸點(diǎn)，數(shù)量可達(dá)每平方毫米30個(gè)。正是由于這些點(diǎn)，插入件10上具有許多接觸，提供高導(dǎo)電性和由此而來(lái)的低阻抗。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的第二方案，粉末分散到粘合劑中從而形成糊劑，其與粉末一樣可以提高電連接的電導(dǎo)。這樣的粘合劑，其可為油脂或凡士林，完全充滿泡沫顆粒的蜂窩，從而防止可能導(dǎo)致表面氧化或劣化的污染物或化學(xué)劑滲透。
[0029]此外，這種油脂可以包括抗氧化劑和幾微米大小的金屬