EP2142331A2 - Method for producing a composite including at least one non-flat component - Google Patents

Method for producing a composite including at least one non-flat component

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Publication number
EP2142331A2
EP2142331A2 EP08736303A EP08736303A EP2142331A2 EP 2142331 A2 EP2142331 A2 EP 2142331A2 EP 08736303 A EP08736303 A EP 08736303A EP 08736303 A EP08736303 A EP 08736303A EP 2142331 A2 EP2142331 A2 EP 2142331A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
joining
components
composite
openings
component
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08736303A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Claus Peter Kluge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Publication of EP2142331A2 publication Critical patent/EP2142331A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/0008—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for particular articles or work
    • B23K1/0012—Brazing heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a composite which is produced by this method.
  • coolers including microcooler known, consisting of interconnected to a stack thin metal plates (metal foil) and of which the inside of the stack plates of the structured, d. H. are provided with openings or openings that form inside the plate stack or cooler cooling channels or flow paths for a cooling medium.
  • microcooler consisting of interconnected to a stack thin metal plates (metal foil) and of which the inside of the stack plates of the structured, d. H. are provided with openings or openings that form inside the plate stack or cooler cooling channels or flow paths for a cooling medium.
  • the plates are then stacked to the plate stack and then heated to a corresponding process temperature at which a molten metal region (bonding or enamel layer) is produced using the joining agent at the joining surfaces, so that after cooling Plates are connected to the plate stack with each other.
  • the invention has the object of developing a method according to the preamble of claim 1 so that even composites with complicated geometric metric forms can be easily produced, whereby their cooling performance is enhanced. According to the invention this object is achieved in that at least a first component is not formed plate-shaped and this first component is connected to at least one further plate-shaped or non-plate-shaped second component to form a composite. With non-plate-shaped components, composites of any geometry can be easily produced, so that their cooling capacity or cooling surface is correspondingly increased compared to exclusively plate-shaped components.
  • joining agents are applied to joining surfaces formed by the surface sides of the components.
  • the type of connection can be set specifically for the respective application by suitable selection of joining agents.
  • At least two components to be joined are geometrically and / or materially constructed the same or different.
  • the geometrically and / or materialally identical design has the advantage that, for example, during rapidly changing temperatures which can act on the component, distortions in the structure are avoided insofar as the coefficients of expansion of the two components are identical.
  • the geometrically and / or materially different design has the advantage that, for example, for certain applications, due to the structure, partial areas with very high and partial areas with low heat conductivity and / or strength and / or corrosion resistance are necessary.
  • At least one surface of a component With at least one surface of a component, at least one further component is preferably connected over the whole area or part of the area. As a result, any networks or structures can be realized.
  • At least three components are connected to form a composite.
  • at least one or more equal or dissimilar joining agents are applied to the inner surfaces of the apertures or openings prior to the joining process. Same joining agents have the advantage that the joining process is easy to accomplish. With dissimilar joining agents, the connection quality can be adjusted individually. By adapting the joining means to the components to be joined, composites with different materials can be produced.
  • At least two components are connected to one another simultaneously in one method step or in a plurality of method steps.
  • the bonding in a process step has the advantage that, for example, complex structures can be produced inexpensively.
  • the joining in several process steps has the advantage that even different joining agents can be used with different application conditions consecutively.
  • the components are joined together at the same or different process temperatures.
  • the process temperatures are preferably based on the material of the components at the points to be connected.
  • For parts made of copper or a copper alloy is preferably used as Fügemit- tel CuO and / or Cu 2 O and the joining is performed at a process temperature in the range between 1,065 and 1,082 C 0 0 C.
  • Is advantageously used as the joining material is an alloy of Ni-P (nickel and phosphorus), for example, used with a phosphorus content in the range between 1 to 20 weight percent and the joining is performed at a process temperature in the range between 850 0 C and 1,082 0 C.
  • joining means tin or a tin alloy and the joining is performed at a process temperature between 170 0 C and 280 0 C.
  • glass or a mixture of glass and metals is used as joining means glass or a mixture of glass and metals, and joining is performed at a process temperature between 120 0 C and 1,100 0 C.
  • glasses have the function of the adhesion promoter intermediary between the component and the applied metallization.
  • the glass content should be selected so that the desired current carrying capacity is not undershot.
  • dead spaces do not form in the region of the openings and at the transition between two components, inter alia due to a regression of the bond or melt layer during cooling and / or due to insufficient wetting with the molten metal during joining in the bonding layer, are preferably before joining all components, at least at their joint surfaces as well as at all existing openings or openings, provided with the joining means.
  • only a portion of the components are provided with the joining means at least at their joining surfaces and at their openings or openings before joining.
  • the surface of the intrinsic material thus remains intact on the non-joining component.
  • only one of adjacent components is provided with the joining means, and indeed also in the region of any openings or openings present in this component.
  • the joining of at least two components preferably results in isolated or connected or open or partially closed or closed channel structures. This facilitates the cooling of the components or composites.
  • the channel structures are made so that heating or cooling media are feasible through them and these are e.g. Air, nitrogen, water or oils are.
  • the joining of at least two components creates a mounting surface with the aid of which the composite can be connected to an LJ scanner system.
  • Connections can be, for example, clamping, riveting, screwing or soldering.
  • Over-systems can be housing, for example.
  • individual components and / or the composite with electrically and / or thermally conductive webs are connected over the entire surface or part of the area.
  • individual components and / or the composite are connected to active or passive electrical or electronic components.
  • the metal components are preferably connected to a carrier body before the joining process, the carrier body being electrically non-conductive or nearly non-conductive and integrally provided with heat dissipating or feeding cooling elements and the carrier body and / or the cooling element made of at least one ceramic component or a Composite consist of different ceramics.
  • One-piece carrier bodies with cooling elements are described, for example, in DE 10 2007 014433 A1.
  • a composite produced by the process according to the invention is preferably a ceramic heatsink.
  • a heatsink is understood to mean a carrier body for electrical or electronic components or circuits, wherein the carrier body is not electrically or nearly nonconductive and the carrier body is provided integrally with heat dissipating or feeding cooling elements.
  • the carrier body is a circuit board and the cooling elements bores, channels, ribs and / or recesses, which can be acted upon by a heating or cooling medium.
  • the carrier body and / or the cooling element consist for. B. from at least one ceramic component or a composite of different ceramics.

Abstract

The invention relates to a method for producing a composite from at least two metal components that have perforations or openings, especially for producing a cooler or cooling elements or heat sinks that consist of at least one composite and wherein the components are joined to each other to give the composite by heating them to a process temperature while using a joining agent on joining surfaces defined by surface faces of said components. In order to be able to produce composites having complicated geometrical shapes, thereby increasing their cooling capacity, at least one first component is not flat and said first component is joined to at least one additional flat or non-flat second component to give the composite.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Verbundes mit zumindest einem nicht plattenförmigen Bauteil Method for producing a composite with at least one non-plate-shaped component
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Verbund, welcher nach diesem Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a composite which is produced by this method.
Speziell zum Kühlen von elektrischen Bauteilen oder Modulen, insbesondere auch solchen mit hoher Leistung, sind bereits Kühler, auch Mikrokühler bekannt, die aus miteinander zu einem Stapel verbundenen dünnen Platten aus Metall (Metallfolie) bestehen und von denen die im Stapel innen liegenden Platten der- art strukturiert, d. h. mit Öffnungen oder Durchbrüchen versehen sind, dass sich im Inneren des Plattenstapels bzw. Kühlers Kühlkanäle oder Strömungswege für ein Kühlmedium bilden. Zum flächigen Verbinden der Platten sind diese an ihren Fügeflächen, d.h. an ihren Oberflächenseiten mit einem Fügemittel versehen. Für das Fügen bzw. Verbinden werden die Platten dann zu dem Plattenstapel übereinander gestapelt und anschließend auf eine entsprechende Prozesstemperatur erhitzt, bei der unter Verwendung des Fügemittels an den Fügeflächen ein schmelzflüssiger Metallbereich (Verbindungs- oder Schmelzschicht) erzeugt wird, so dass nach dem Abkühlen die Platten zu dem Plattenstapel miteinander verbunden sind.Specifically for cooling electrical components or modules, especially those with high performance, are already coolers, including microcooler known, consisting of interconnected to a stack thin metal plates (metal foil) and of which the inside of the stack plates of the structured, d. H. are provided with openings or openings that form inside the plate stack or cooler cooling channels or flow paths for a cooling medium. For flat connection of the plates they are at their joining surfaces, i. provided on their surface sides with a joining agent. For joining, the plates are then stacked to the plate stack and then heated to a corresponding process temperature at which a molten metal region (bonding or enamel layer) is produced using the joining agent at the joining surfaces, so that after cooling Plates are connected to the plate stack with each other.
Aus der DE 10 2004 002 841 B3 ist ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen dieser Kühler bekannt, bei dem vor dem Fügen das Fügemittel auch auf Innenflächen der Durchbrüche oder Öffnungen aufgebracht wird.From DE 10 2004 002 841 B3 a generic method for producing these coolers is known, in which prior to joining the joining agent is also applied to inner surfaces of the openings or openings.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass auch Verbünde mit komplizierten geo- metrischen Formen einfach hergestellt werden können, wodurch deren Kühlleistung verstärkt ist. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein erstes Bauteil nicht plattenförmig ausgebildet wird und dieses erste Bauteil mit mindestens einem weiteren plattenförmigen oder nicht plattenförmigen zweiten Bauteil zu einem Verbund miteinander verbunden wird. Mit nicht plattenförmigen Bautei- len lassen sich Verbünde beliebiger Geometrie einfach herstellen, so dass deren Kühlleistung oder Kühlfläche im Vergleich zu ausschließlich plattenförmigen Bauteilen dementsprechend verstärkt ist.The invention has the object of developing a method according to the preamble of claim 1 so that even composites with complicated geometric metric forms can be easily produced, whereby their cooling performance is enhanced. According to the invention this object is achieved in that at least a first component is not formed plate-shaped and this first component is connected to at least one further plate-shaped or non-plate-shaped second component to form a composite. With non-plate-shaped components, composites of any geometry can be easily produced, so that their cooling capacity or cooling surface is correspondingly increased compared to exclusively plate-shaped components.
Vorteilhaft werden mehrere gleiche oder unterschiedliche Fügemittel auf von Oberflächenseiten der Bauteile gebildeten Fügeflächen aufgetragen. Hierdurch lässt sich durch geeignete Auswahl von Fügemitteln die Art der Verbindung gezielt für den jeweiligen Anwendungszweck einstellen.Advantageously, several identical or different joining agents are applied to joining surfaces formed by the surface sides of the components. As a result, the type of connection can be set specifically for the respective application by suitable selection of joining agents.
Bevorzugt werden mindestens zwei zu fügende Bauteile geometrisch und/oder stofflich gleich oder unterschiedlich aufgebaut. Die geometrisch und/oder stofflich gleiche Ausbildung hat den Vorteil, dass beispielsweise während rasch wechselnder Temperaturen, welche auf das Bauteil einwirken können, Verspannungen im Aufbau insofern vermieden werden, als die Ausdehnungskoeffizienten der beiden Bauteile identisch sind. Die geometrisch und/oder stofflich unterschiedliche Ausbildung hat den Vorteil, dass beispielsweise für bestimmte Applikationen, durch den Aufbau bedingt, Teilbereiche mit sehr hoher und Teilberei- che mit niedriger Wärmeleitfähigkeit und/oder Festigkeit und/oder Korrosionsbeständigkeit notwendig sind.Preferably, at least two components to be joined are geometrically and / or materially constructed the same or different. The geometrically and / or materialally identical design has the advantage that, for example, during rapidly changing temperatures which can act on the component, distortions in the structure are avoided insofar as the coefficients of expansion of the two components are identical. The geometrically and / or materially different design has the advantage that, for example, for certain applications, due to the structure, partial areas with very high and partial areas with low heat conductivity and / or strength and / or corrosion resistance are necessary.
Mit mindestens einer Fläche eines Bauteils wird bevorzugt mindestens ein weiteres Bauteil vollflächig oder teilflächig verbunden. Hierdurch lassen sich beliebige Verbünde bzw. Strukturen verwirklichen.With at least one surface of a component, at least one further component is preferably connected over the whole area or part of the area. As a result, any networks or structures can be realized.
Vorteilhaft werden mindestens drei Bauteile zu einem Verbund verbunden. In einer Ausführungsform werden vor dem Fügeprozess mindestens ein oder mehrere gleiche oder ungleiche Fügemittel auf die Innenflächen der Durchbrüche oder Öffnungen aufgebracht. Gleiche Fügemittel haben den Vorteil, dass der Fügeprozess einfach zu bewerkstelligen ist. Mit ungleichen Fügemitteln kann die Verbindungsqualität individuell eingestellt werden. Durch Anpassen des Fügemittels an die zu verbindenen Bauteile können Verbünde mit unterschiedlichen Materialien hergestellt werde.Advantageously, at least three components are connected to form a composite. In one embodiment, at least one or more equal or dissimilar joining agents are applied to the inner surfaces of the apertures or openings prior to the joining process. Same joining agents have the advantage that the joining process is easy to accomplish. With dissimilar joining agents, the connection quality can be adjusted individually. By adapting the joining means to the components to be joined, composites with different materials can be produced.
Bevorzugt werden mindestens zwei Bauteile gleichzeitig in einem Verfahrensschritt oder in mehreren Verfahrensschritten miteinander verbunden. Das Ver- binden in einem Verfahrensschritt hat den Vorteil, dass beispielsweise komplexe Aufbauten kostengünstig hergestellt werden können. Das Verbinden in mehreren Verfahrensschritten hat den Vorteil, dass auch unterschiedliche Fügemittel mit unterschiedlichsten Anwendungsbedingungen nacheinander verwendet werden können.Preferably, at least two components are connected to one another simultaneously in one method step or in a plurality of method steps. The bonding in a process step has the advantage that, for example, complex structures can be produced inexpensively. The joining in several process steps has the advantage that even different joining agents can be used with different application conditions consecutively.
In bevorzugter Ausgestaltung werden die Bauteile bei gleichen oder unterschiedlichen Verfahrenstemperaturen miteinander verbunden. Die Verfahrenstemperaturen richten sich bevorzugt nach dem Material der Bauteile an den zu verbindenden Stellen.In a preferred embodiment, the components are joined together at the same or different process temperatures. The process temperatures are preferably based on the material of the components at the points to be connected.
Bei Bauteilen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung wird bevorzugt als Fügemit- tel CuO und/oder Cu2O verwendet und das Fügen erfolgt bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 1.065 0C und 1.082 0C.For parts made of copper or a copper alloy is preferably used as Fügemit- tel CuO and / or Cu 2 O and the joining is performed at a process temperature in the range between 1,065 and 1,082 C 0 0 C.
Vorteilhaft wird als Fügemittel eine Legierung aus Ni-P (Nickel und Phosphor), beispielsweise mit einem Phosphorgehalt im Bereich zwischen 1 bis 20 Gewichtsprozent verwendet und das Fügen erfolgt bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 850 0C und 1.082 0C. In einer anderen Ausgestaltung wird als Fügemittel Silber oder eine Silberlegierung verwendet und das Fügen erfolgt bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 780 0C und 1.080 0C.Is advantageously used as the joining material is an alloy of Ni-P (nickel and phosphorus), for example, used with a phosphorus content in the range between 1 to 20 weight percent and the joining is performed at a process temperature in the range between 850 0 C and 1,082 0 C. In another embodiment, is used as joining means silver or a silver alloy and the joining is performed at a process temperature in the range between 780 0 C and 1,080 0 C.
In einer anderen Ausgestaltung wird als Fügemittel Zinn oder eine Zinnlegierung verwendet und das Fügen erfolgt bei einer Prozesstemperatur zwischen 170 0C und 280 0C erfolgt.In another embodiment, is used as joining means tin or a tin alloy and the joining is performed at a process temperature between 170 0 C and 280 0 C.
In einer anderen Ausgestaltung wird als Fügemittel Glas oder eine Mischung aus Glas und Metallen verwendet und das Fügen erfolgt bei einer Prozesstemperatur zwischen 1200C und 1.100 0C. Gläser haben die Funktion des Haftver- mittlers zwischen dem Bauteil und der aufzubringenden Metallisierung. Der Glasanteil ist so zu wählen, dass die gewünschte Stromtragfähigkeit nicht unterschritten wird.In another embodiment, is used as joining means glass or a mixture of glass and metals, and joining is performed at a process temperature between 120 0 C and 1,100 0 C. glasses have the function of the adhesion promoter intermediary between the component and the applied metallization. The glass content should be selected so that the desired current carrying capacity is not undershot.
Damit sich nach dem Verbinden nicht im Bereich der Öffnungen und am Übergang zwischen zwei Bauteilen unter anderem durch eine Rückbildung der Ver- bindungs- oder Schmelzschicht beim Abkühlen und/oder durch nicht ausreichende Benetzung mit dem schmelzflüssigen Metall während des Fügens in der Verbindungsschicht Toträume bilden, werden bevorzugt vor dem Fügen sämtliche Bauteile, zumindest an ihren Fügeflächen sowie auch an sämtlichen vorhandenen Durchbrüchen oder Öffnungen, mit dem Fügemittel versehen.Thus, after joining, dead spaces do not form in the region of the openings and at the transition between two components, inter alia due to a regression of the bond or melt layer during cooling and / or due to insufficient wetting with the molten metal during joining in the bonding layer, are preferably before joining all components, at least at their joint surfaces as well as at all existing openings or openings, provided with the joining means.
In einer Ausgestaltung werden vor dem Fügen nur ein Teil der Bauteile zumindest an ihren Fügeflächen sowie an ihren Durchbrüchen oder Öffnungen mit dem Fügemittel versehen. Auf dem nicht mit Fügemittel beaufschlagten Bauteil bleibt somit die Oberfläche des Eigenmaterials in jedem Fall erhalten.In one embodiment, only a portion of the components are provided with the joining means at least at their joining surfaces and at their openings or openings before joining. The surface of the intrinsic material thus remains intact on the non-joining component.
In einer Ausgestaltung werden von benachbarten Bauteilen jeweils nur eines mit dem Fügemittel versehen und zwar auch im Bereich von etwaigen in diesem Bauteil vorhandenen Öffnungen oder Durchbrüchen. Bevorzugt entstehen durch das Fügen von mindestens zwei Bauteilen isolierte oder verbundene oder offene oder teilweise geschlossene oder geschlossene Kanalstrukturen. Dies erleichtert die Kühlung der Bauteile oder Verbünde.In one embodiment, only one of adjacent components is provided with the joining means, and indeed also in the region of any openings or openings present in this component. The joining of at least two components preferably results in isolated or connected or open or partially closed or closed channel structures. This facilitates the cooling of the components or composites.
Bevorzugt werden die Kanalstrukturen so gefertigt, dass durch sie Heiz- oder Kühlmedien führbar sind und diese z.B. Luft, Stickstoff, Wasser oder Öle sind.Preferably, the channel structures are made so that heating or cooling media are feasible through them and these are e.g. Air, nitrogen, water or oils are.
In einer Ausführungsform wird durch das Fügen von mindestens zwei Bauteilen eine Montageoberfläche geschaffen, mit deren Hilfe der Verbund mit einem LJ- bersystem verbunden werden kann. Verbindungen können beispielsweise Klemmen, Nieten, Verschrauben oder Löten sein. Übersysteme können bei- spielsweise Gehäuse sein.In one embodiment, the joining of at least two components creates a mounting surface with the aid of which the composite can be connected to an LJ scanner system. Connections can be, for example, clamping, riveting, screwing or soldering. Over-systems can be housing, for example.
Vorteilhaft werden einzelne Bauteile und/oder der Verbund mit elektrisch und/oder thermisch leitenden Bahnen vollflächig oder teilflächig verbunden.Advantageously, individual components and / or the composite with electrically and / or thermally conductive webs are connected over the entire surface or part of the area.
Vorteilhaft werden einzelne Bauteile und/oder der Verbund mit aktiven oder passiven elektrischen oder elektronischen Bauteilen verbunden.Advantageously, individual components and / or the composite are connected to active or passive electrical or electronic components.
Bevorzugt werden die Bauteile aus Metall vor dem Fügeprozess mit einem Trägerkörper verbunden, wobei der Trägerkörper elektrisch nicht oder nahezu nicht leitend ist und einstückig mit Wärme ab- oder zuführenden Kühlelementen versehen ist und der Trägerkörper und/oder das Kühlelement aus mindestens einer keramischen Komponente oder einem Verbund von unterschiedlichen Kerami- ken bestehen.The metal components are preferably connected to a carrier body before the joining process, the carrier body being electrically non-conductive or nearly non-conductive and integrally provided with heat dissipating or feeding cooling elements and the carrier body and / or the cooling element made of at least one ceramic component or a Composite consist of different ceramics.
Einstückige Trägerkörper mit Kühlelementen sind zum Beispiel in der DE 10 2007 014433 A1 beschrieben.One-piece carrier bodies with cooling elements are described, for example, in DE 10 2007 014433 A1.
Ein Verbund hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist bevorzugt ein keramischer Heatsink. Unter einem Heatsink wird ein Trägerkörper für elektrische oder elektronische Bauelemente oder Schaltungen verstanden, wobei der Trägerkörper elektrisch nicht oder nahezu nicht leitend ist und der Trägerkörper einstückig mit Wärme ab- oder zuführenden Kühlelementen versehen ist. Bevorzugt ist der Trägerkörper eine Platine und sind die Kühlelemente Bohrungen, Kanäle, Rippen und/oder Ausnehmungen, die von einem Heiz- oder Kühlmedium beaufschlagbar sind. Der Trägerkörper und/oder das Kühlelement bestehen z. B. aus mindestens einer keramischen Komponente oder einem Verbund von unterschiedlichen Keramiken. A composite produced by the process according to the invention is preferably a ceramic heatsink. A heatsink is understood to mean a carrier body for electrical or electronic components or circuits, wherein the carrier body is not electrically or nearly nonconductive and the carrier body is provided integrally with heat dissipating or feeding cooling elements. Preferably, the carrier body is a circuit board and the cooling elements bores, channels, ribs and / or recesses, which can be acted upon by a heating or cooling medium. The carrier body and / or the cooling element consist for. B. from at least one ceramic component or a composite of different ceramics.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Verbundes aus wenigstens zwei mit Durchbrüchen oder Öffnungen versehenen Bauteilen aus Metall, insbesondere zum Herstellen von aus mindestens einem Verbund bestehenden Kühlers oder Kühlerelementen oder Wärmesenken, wobei die Bauteile unter Verwendung eines Fügemittels auf von Oberflächenseiten dieser Bauteile gebildeten Fügeflächen durch Erhitzen auf eine Prozesstemperatur zu dem Verbund miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein erstes Bauteil nicht plattenförmig ausgebildet wird und dieses erste Bauteil mit mindestens einem weiteren plattenförmigen oder nicht plattenförmigen zweiten Bauteil zu einem Verbund miteinander verbunden wird.1. A method for producing a composite of at least two provided with openings or openings components made of metal, in particular for the production of existing at least one composite radiator or radiator elements or heat sinks, wherein the components using a joining agent on joining surfaces formed by surfaces of these components by heating be connected to a process temperature to the composite with each other, characterized in that at least a first component is not formed plate-shaped and this first component is connected to at least one further plate-shaped or non-plate-shaped second component to form a composite.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mehrere gleiche oder unterschiedliche Fügemittel auf von Oberflächenseiten der Bauteile ge- bildeten Fügeflächen aufgetragen werden.2. The method according to claim 1, characterized in that a plurality of identical or different joining agents are applied to joining surfaces formed by the surface sides of the components.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei zu fügende Bauteile geometrisch und/oder stofflich gleich oder unterschiedlich aufgebaut werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that at least two components to be joined are geometrically and / or materially constructed the same or different.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit mindestens einer Fläche eines Bauteils mindestens ein weiteres Bauteil vollflächig oder teilflächig verbunden wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that with at least one surface of a component at least one further component is connected over the entire surface or part of the area.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei Bauteile zu einem Verbund verbunden werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that at least three components are connected to form a composite.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fügeprozess mindestens ein oder mehrere gleiche oder ungleiche Fügemittel auf die Innenflächen der Durchbrüche oder Öffnungen aufge- bracht werden.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that prior to the joining process, at least one or more identical or unequal joining means on the inner surfaces of the openings or openings auf- be brought.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Bauteile gleichzeitig in einem Verfahrensschritt oder in meh- reren Verfahrensschritten miteinander verbunden werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least two components are connected to each other simultaneously in one step or in several steps.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile bei gleichen oder unterschiedlichen Verfahrenstemperaturen miteinander verbunden werden.8. The method according to claim 7, characterized in that the components are joined together at the same or different process temperatures.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Bauteilen aus Kupfer oder einer Kupferlegierung als Fügemittel CuO und/oder Cu2O verwendet wird und das Fügen bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 1.0650C und 1.082 0C erfolgt.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that in components made of copper or a copper alloy as a joining agent CuO and / or Cu 2 O is used and the joining takes place at a process temperature in the range between 1065 0 C and 1082 0 C. ,
10.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügemittel eine Legierung aus Ni-P, beispielsweise mit einem Phosphorgehalt im Bereich zwischen 1 bis 20 Gewichtsprozent verwendet wird und das Fügen bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 850 0C und 1.082 0C erfolgt.10.Verfahren according to any one of claims 1 or 8, characterized in that the joining agent is an alloy of Ni-P, for example having a phosphorus content in the range between 1 to 20 weight percent is used and joining at a process temperature in the range between 850 0 C and 1,082 0 C takes place.
11.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügemittel Silber oder eine Silberlegierung verwendet wird und das Fügen bei einer Prozesstemperatur im Bereich zwischen 780 0C und 1.080 0C erfolgt.11.Verfahren according to any one of claims 1 to 8, characterized in that silver is used as a joining agent or a silver alloy and the joining takes place at a process temperature in the range between 780 0 C and 1080 0 C.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügemittel Zinn oder eine Zinnlegierung verwendet wird und das Fügen bei einer Prozesstemperatur zwischen 170 0C und 280 0C erfolgt. 12. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that tin or a tin alloy is used as the joining agent and the joining takes place at a process temperature between 170 0 C and 280 0 C.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fügemittel Glas oder eine Mischung aus Glas und Metallen verwendet wird und das Fügen bei einer Prozesstemperatur zwischen 1200C und 1.100 0C erfolgt.13. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that glass or a mixture of glass and metals is used as the joining agent and the joining takes place at a process temperature between 120 0 C and 1100 0C.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fügen sämtliche Bauteile, zumindest an ihren Fügeflächen sowie auch an sämtlichen vorhandenen Durchbrüchen oder Öffnungen, mit dem Fügemittel versehen werden.14. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that prior to joining all components, at least at their joint surfaces as well as at all existing openings or openings, are provided with the joining means.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Fügen nur ein Teil der Bauteile zumindest an ihren Fügeflächen sowie an ihren Durchbrüchen oder Öffnungen mit dem Fügemittel versehen werden.15. The method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that before joining only a part of the components are provided at least at their joining surfaces and at their openings or openings with the joining means.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass von benachbarten Bauteilen jeweils nur eines mit dem Fügemittel versehen wird und zwar auch im Bereich von etwaigen in diesem Element vorhandenen Öffnungen oder Durchbrüchen.16. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that of adjacent components only one is provided with the joining means and indeed in the range of any existing in this element openings or openings.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fügen von mindestens zwei Bauteilen isolierte oder verbundene oder offene oder teilweise geschlossene oder geschlossene Kanalstrukturen enstehen.17. The method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that formed by the joining of at least two components isolated or connected or open or partially closed or closed channel structures.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Kanalstrukturen Heiz- oder Kühlmedien führbar sind und diese Luft, Stickstoff, Wasser oder Öle sind.18. The method according to claim 17, characterized in that through the channel structures heating or cooling media are feasible and these are air, nitrogen, water or oils.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Fügen von mindestens zwei Bauteilen eine Montageoberfläche geschaffen wird, mit deren Hilfe der Verbund mit einem Übersystem verbunden werden kann.19. The method according to any one of claims 1 to 18, characterized that by joining at least two components, a mounting surface is created, with the aid of which the composite can be connected to an oversystem.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bauteile und/oder der Verbund mit elektrisch und/oder thermisch leitenden Bahnen vollflächig oder teilflächig verbunden werden.20. The method according to any one of claims 1 to 19, characterized in that individual components and / or the composite with electrically and / or thermally conductive webs are connected over the entire surface or part of the area.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bauteile und/oder der Verbund mit aktiven oder passiven elektrischen oder elektronischen Bauteilen verbunden wird.21. The method according to any one of claims 1 to 20, characterized in that individual components and / or the composite is connected to active or passive electrical or electronic components.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile aus Metall vor dem Fügeprozess mit einem Trägerkörper verbunden werden, wobei der Trägerkörper elektrisch nicht oder nahezu nicht leitend ist und einstückig mit Wärme ab- oder zuführenden Kühlelementen versehen ist und der Trägerkörper und/oder das Kühlelement aus mindestens einer keramischen Komponente oder einem Verbund von unterschiedlichen Keramiken bestehen.22. The method according to any one of claims 1 to 21, characterized in that the metal components are connected before the joining process with a carrier body, wherein the carrier body is electrically non-conductive or almost non-conductive and is integrally provided with heat or supplying cooling elements and the carrier body and / or the cooling element consist of at least one ceramic component or a composite of different ceramics.
23. Verbund hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbund ein keramischer Heatsink ist. 23. Composite produced by a process according to claim 22, characterized in that the composite is a ceramic heatsink.
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