AT410449B - Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen Download PDF

Info

Publication number
AT410449B
AT410449B AT16712001A AT16712001A AT410449B AT 410449 B AT410449 B AT 410449B AT 16712001 A AT16712001 A AT 16712001A AT 16712001 A AT16712001 A AT 16712001A AT 410449 B AT410449 B AT 410449B
Authority
AT
Austria
Prior art keywords
solderable
aluminum
slug
solderable metal
production
Prior art date
Application number
AT16712001A
Other languages
English (en)
Other versions
ATA16712001A (de
Original Assignee
Neuman Aluminium Fliesspresswe
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Neuman Aluminium Fliesspresswe filed Critical Neuman Aluminium Fliesspresswe
Priority to AT16712001A priority Critical patent/AT410449B/de
Publication of ATA16712001A publication Critical patent/ATA16712001A/de
Application granted granted Critical
Publication of AT410449B publication Critical patent/AT410449B/de

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/18After-treatment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von   lòtfähigen   Aluminium Fliesspressteilen. 



  Solche Teile werden insbesonders für Elektronik-Bauteile, zum Beispiel für Becher von Kondensatoren oder für   Kühlkörper   von Halbleiterbauteilen, vor allem für solche der Leistungselektronik und 
 EMI1.1 
 ! ötfähigen Fiiesspressteiienvielen anderen Bereichen, um dieses besonders rationelle Fügeverfahren auch für solche Teile einsetzen zu können. 



   In der US-Patentschrift 3, 648, 351 ist ein Verfahren zur Herstellung von Bi-Metall Fliessteilen, insbes. von Dosen beschrieben Ausgegangen wird hierbei von Blitzen, die im wesentlichen aus gleichen Masseanteilen der beiden Metalle bestehen. Das Ergens sind Dosen mit in etwa gleichen Wanddicken der beiden Metalle. 



   In der US-Patentschrift 4, 738, 011 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbzeug für die Erzeugung von Gleitlagern angegeben. Dieses Material weist einen Stützkörper, beispielsweise aus Stahl auf, der eine Gleitschicht aus einem Lagermetall trägt. Hergestellt wird dieses Halbzeug durch Strangpressen aus einem Bolzen, der aus einem   Stahlgrundkörper   mit einem Mantel aus Lagermetall besteht. Das extrudierte Band wird anschliessend durch Walzen weiter umgeformt. 



  Weder die US-Patenschrift 3, 648, 351 noch die US-Patentschrift   4, 738, 011   konnten eine Anregung zur Lösung der eingangs skizzierten Aufgabe geben. 



   Zur Herstellung von lötfähigen Aluminium-Fliesspressteilen hat man schon vorgeschlagen, solche   Fliesspressteile   aus Butzen herzustellen, die auf einem   Aluminiumgrundkörper   eine Kupferschicht aufgewiesen haben. Diese Butzen wurden aus Aluminiumblechen hergestellt, auf welche durch   Walzplattieren   ein Kupferblech aufgebracht worden ist. Aus diesem   Bi-Metall-Halbzeug   wurden anschliessend Butzen ausgestanzt, die schliesslich in das Werkzeug einer Presse eingelegt und durch Fliesspressen umgeformt worden sind. Man konnte mit dieser Technologie wohl Fliesspressteile herstellen, die   we ! chiötfähig   waren, das Verfahren hat aber eine Reihe von gravierenden Nachteilen, die einem Einsatz in grösseren Umfang entgegenstehen. 



   Ein erstes Problem besteht darin, dass das Kupfer entsprechend dem Fliessvorgang beim Pressen über viele Bereiche verteilt wird, auf welchen nicht gelötet wird In solchen Bereichen können aber die Nahtstellen der beiden Metalle bei hohen Beanspruchen zu Defekten führen. Ein Problem stellt ferner die Gefahr von Kontaktkorrosionen in diesen Bereichen dar, vor allem dann, wenn die Teile einer aggressiven Atmosphäre ausgesetzt sind, wie dies im allgemeinen im automotiven Bereich der Fall ist Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei dem bekannten Verfahren dadurch, dass man hinsichtlich der Stärken der Kupferschichten an die Mindeststärken gebunden ist, die durch Walzplattieren auf das Halbzeug aufgebracht werden können. Eine Einschränkung besteht ferner darin, dass ein walzplattiertes Halbzeug nur bis zu Gesamtstärken von ca 12 mm hergestellt werden kann.

   Für Fliesspressteile, für welche dickere Butzen eingesetzt werden müssen, kann dieses Verfahren somit nicht eingesetzt werden
Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch behoben, dass zunächst in an sich bekannter Weise aus einem Aluminium-Halbzeug Butzen-Rohlinge hergestellt werden und dass diese Butzen-Rohlinge anschliessend, vorzugsweise nach einer Oberflächenvorbehandlung, insbesonders an einer Stirnfläche, in einem thermischen Beschichtungsverfahren, beispielsweise durch Flamm- oder Plasmaspritzen mit einem gut lötfähigem Metall, vozugsweise mit Kupfer, beschichtet werden, wobei diese Schicht in dem anschliessenden Fliesspressvorgang zusätzlich verdichtet wird. 



   Die Butzen-Rohlinge können durch Stanzen aus einem Aluminiumblech hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, die Butzen-Rohlinge von einem   stranggepresstem Profil   abzutrennen. 



   Besondere Vorteile ergeben sich dann, wenn gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung die Schicht aus   lötfähigem   Metall durch Maskieren oder beim Flamm- oder Plasmaspritzen durch einen stark gebündelten Strahl nur partiell auf die entsprechende Fläche des Butzen-Rohlinges, vorzugsweise auf die Stirnfläche desselben, aufgebracht wird. 



   Vorzugsweise wird das lötfähige Metall in einer Schichtstärke von 0, 1 bis 0, 8 mm auf den Butzen-Rohling aufgebracht. 



   Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die   iötfähge   Metallschicht in einem Bereich auf den Butzen-Rohling aufgebracht, der beim Fliesspressvorgang relativ wenig verformt wird. 



   Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger   Ausführungsbeispiele   und unter Bezugnahme auf die Zeichnung Die Figur 1 zeigt die Beschich- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 tung eines Butzens Die Fig. 2 zeigt den aus dem Butzen nach Fig. 1 gefertigten fliessgepressten Kühlkörper, die Fig. 3 veranschaulicht den kompletten Halbleiter. In Fig. 4 ist ein beschichteter Butzen dargestellt. Die Figuren 5 und 6 zeigen den aus dem Butzen nach Fig. 4 fliessgepressten Becher in verschiedenen Ansichten. 



   Bei der Herstellung des Butzens in Fig. 1 wird von einem stranggepressten Halbzeugprofil ausgegangen. Durch Sägen wird ein Butzenrohling 1 mit einer Stärke von ca. 25 mm abgetrennt. 



  Dieser kann in einem weiteren Schritt durch Scheuern entgratet werden Gegebenenfalls wird eine der Stirnflächen des Butzenrohlinges durch Strahlen oder auf chemischem Weg aktiviert, um bei dem anschliessenden Flammspritzen die Haftung der Kupferpartikel am Aluminiumkörper des Butzens 1 zu verbessern. In der Zeichnung ist das Flammspritzrohr mit 2 bezeichnet, 3 stellt eine Maske dar, die unmittelbar über dem Butzen 1 angeordnet ist und einen im wesentlichen rechteckigen Durchbruch 4 aufweist. Durch diese Maske 3 wird erreicht, dass die aufzubringende Kupferbeschichtung 5 ebenfalls eine im wesentlichen rechteckige Form hat. Die Kupferpartikel werden in dem Flammenstrahl 6 mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur auf das AluminiumSubstrat geschleudert.

   Die Kupferteilchen gehen dabei eine innige Verbindung mit dem Aluminium ein, teilweise findet eine Diffusion in das Aluminium-Substrat statt. Es kommt damit zu einer metallurgischen Verbindung zwischen den beiden Metallen. Durch diese Bindung ist gewährleistet, dass die Schichten auch unter den extremen Belastungen der   Temperaturwechselzyklen   eine hohe Dauerhaltbarkeit aufweisen. Durch Flammspritzen können Schichten vom   fol-Bereich   bis in den mm-Bereich aufgebracht werden. Für die vorliegende Anwendung haben sich Schichten mit einer Stärke von 0, 1 bis 0, 8 mm bewährt. 



   Flammgespritzte Schichten weisen eine gewisse Porosität auf, die sich sowohl beim   Weichlöt-   prozess als auch in der Verwendung störend bemerkbar machen kann, insbesonders dann, wenn es sich bei den Teilen um Kühlkörper handelt. Die in den Poren eingeschlossene Luft kann dann die   Wärmeleitung   deutlich reduzieren. 



   Die Butzen werden vor dem Fliesspressen noch mit einem Gleitmittel versehen und dann gerichtet in das Werkzeug der Fliesspressmaschine eingelegt. Durch die beim Fliesspressen auftretenden hohen Drücke wird gleichzeitig die Kupferschicht kompaktiert, wobei   Kupferpartikel   teilweise in das Basismaterial gepresst werden. Die an sich geringe Porosität der Flammspritzschicht wird dabei praktisch vollständig eliminiert und gleichzeitig der Kontakt zwischen den beiden Metallen weiter verbessert. 



   In Fig. 2 ist der Fliesspressteil 7 gezeigt, der aus dem Butzen 1 gepresst worden ist. Es handelt sich dabei um einen   Halbleiter-Kühlkörper,   der eine rechteckige Platte 8 aufweist, die eine Vielzahl von zylindrischen Zapfen 9 trägt. An die Platte 8 schliesst nach oben ein rechteckiger Rand 11 an. Mit 12 ist die im wesentlichen rechteckige Kupferschicht bezeichnet. Die Schichte 12 wurde praktisch nicht verformt, wohl aber durch die hohen Drücke beim Fliesspressen kompaktiert. In Fig. 3 ist der fertig montierte Halbleiter gezeigt. Strichliert angedeutet ist in dieser Figur der Halbleiterkristall 13, der weich auf die Kupferschicht 5 des Kühlkörpers aufgelötet ist.

   Mit 10 sind die Anschlusskontakte bezeichnet, die mit Kupferbändern 10a mit den Anschlüssen des Halbleiterkristalls 13 verbunden sind Der Oberteil des Kühlkörpers 7 ist mit Kunststoff 14 ausgegossen, der den Halbleiterkristall 13 und die Lötstellen hermetisch gegenüber der Atmosphäre abschliesst. 



   Die Fig. 4 zeigt den Butzen 15 für einen becherförmigen Fliesspressteil. An den beiden Stirnseiten des Butzens 15 sind Kupferschichten durch thermische Beschichtung aufgebracht, an der Oberseite in Form einer Kreisfläche 16, an der Unterseite in Form eines Kreisringes 17. Beim Aufbringen der Schichten werden, wie oben beschrieben, die Bereiche, die nicht beschichtet werden sollen durch Masken abgedeckt oder es wird ein es wird ein   Flamm- oder Plasma-Spritzgerät   eingesetzt, das einen scharf gebündelten Partikel strahl, abgibt. Durch eine entsprechende Relativbewegung zwischen dem thermischen Spritzgerät und dem Butzen 15 wird dann das gewünschte Muster auf die Butzenfläche aufgetragen. 



   In den Figuren 5 und 6 ist der Fliesspressteil 18 in zwei verschiedenen Ansichten gezeigt. Im Inneren des Bechers befindet sich im Zentrum des Bodens 19 eine kreisförmige Kupferschicht, an der Aussenseite des Bodens 19 eine kreisringförmige. 



   Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt. So kann im Rahmen der Erfindung an Stelle von Kupfer ein anderes Metall eingesetzt werden, das einerseits gut weichlötbar ist und andererseits eine hohe   Wärmeleitfähigkeit   aufweist. Beispielsweise seien hier Silber 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 oder Kupfer- bzw. Silberlegierungen genannt. Wenn es auch zweckmässig ist, die weichlötbaren Schichten in Bereichen aufzubringen, die beim Fliesspressen nicht oder relativ wenig verformt werden, so können diese doch auch in Bereichen mit hoher Verformung eingesetzt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verfahren zur Herstellung von lötfähigen Aluminium-Fliesspressteilen, wobei zunächst ein sogen. Butzen hergestellt wird, auf dessen Oberfläche e ne Schicht aus einem gut lötfähi- gem Metall aufgebracht ist, welcher Butzen anschliessend in das Werkzeug einer Presse, vorzugsweise gerichtet, eingelegt und in diesem durch Fliesspressen umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst in an sich bekannter Weise aus einem Aluminium-Halbzeug Butzen-Rohlinge (1) hergestellt werden und dass diese Butzen-Rohlinge (1) anschliessend, vorzugsweise nach einer Oberflächenvorbehandlung, insbesonders an einer Stirnfläche, in einem thermischen
Beschichtungsverfahren, beispielsweise durch Flamm- oder Plasmaspritzen mit einem gut lötfähigem Metall, vorzugsweise mit Kupfer, beschichtet werden, wobei diese Schicht (5)

   in dem anschliessenden Fliesspressvorgang zusätzlich verdichtet wird.

Claims (1)

  1. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (5) aus lötfähigem Metall durch Maskieren Dder beim Flamm- oder Plasma- spritzen durch einen stark gebündelten Strahl nur partiell auf die entsprechende Fläche des Butzen-Rohlinges (1), vorzugsweise auf die Stirnfläche desselben, aufgebracht wird.
    3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das lötfähige Metall in einer Schichtstärke von 0, 1 bis 0, 8 mm auf den Butzen-Rohling auf- gebracht wird.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die lötfähige Metallschicht (5) in einem Bereich auf den Butzen-Rohling (1) aufgebracht wird, der beim Fliesspressvorgang relativ wenig verformt wird
AT16712001A 2001-10-19 2001-10-19 Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen AT410449B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT16712001A AT410449B (de) 2001-10-19 2001-10-19 Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT16712001A AT410449B (de) 2001-10-19 2001-10-19 Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ATA16712001A ATA16712001A (de) 2002-09-15
AT410449B true AT410449B (de) 2003-04-25

Family

ID=3688608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
AT16712001A AT410449B (de) 2001-10-19 2001-10-19 Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen

Country Status (1)

Country Link
AT (1) AT410449B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020203786A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Kühlkörpers für ein elektronisches Bauteil

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648351A (en) * 1968-12-16 1972-03-14 Ball Corp Method of forming a hollow composite article by extrusion
US4738011A (en) * 1984-08-31 1988-04-19 Daido Metal Company Ltd. Method of manufacturing composite sliding material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648351A (en) * 1968-12-16 1972-03-14 Ball Corp Method of forming a hollow composite article by extrusion
US4738011A (en) * 1984-08-31 1988-04-19 Daido Metal Company Ltd. Method of manufacturing composite sliding material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020203786A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines Kühlkörpers für ein elektronisches Bauteil

Also Published As

Publication number Publication date
ATA16712001A (de) 2002-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4316164C2 (de) Stoßfängeranordnung für ein Kraftfahrzeug
DE3922264C2 (de) Aus Metall hergestellter Trägerkörper für einen Abgasreinigungskatalysator und Verfahren zu seiner Herstellung
EP0781623A1 (de) Verfahren zur Herstellung von hartgelöteten Aluminiumwärmetauschern
DE2517347C2 (de) Kontaktkörper und Herstellungsverfahren hierzu
WO2021069247A1 (de) Stahlblech mit einer deterministischen oberflächenstruktur
DE2733925A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gegenstandes mit einem im inneren eines zylindrischen elementes pressgeformten teil
DE2333136A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines sintermetallerzeugnisses
AT410449B (de) Verfahren zur herstellung von lötfähigen aluminium-fliesspressteilen
WO2003008835A1 (de) Luftfedertopf sowie verfahren zur herstellung desselben
DE10322752B4 (de) Verfahren zum Herstellen von Werkstücken aus Blech
DE2162699A1 (de) Verfahren zur erhoehung der haftfestigkeit von durch thermisches spritzen aufgebrachten schichten
DE3542156A1 (de) Verfahren zur herstellung eines ventildeckels fuer einen verdichter
DE1527537A1 (de) Metallbearbeitungsverfahren
DE1758080C3 (de) Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung stranggepresster Verbund korper
EP0932471A1 (de) Verfahren zur herstellung eines gelöteten metallischen wabenkörpers
EP1883491B1 (de) Bauteil mit einem einen vorsprung aufweisenden schweissbuckel
DE1514260C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gehäusesockels für eine Hableiteranordnung
DE1564572C2 (de) Verfahren zum Verbinden von Kontaktkörpern mit Kontaktträgern
DE3209604A1 (de) Verfahren zum herstellen von verbundwerkstoffen insbesondere fuer vebundlager
DE2134444B2 (de) Verfahren zum ueberziehen eines duennen metalldrahtes mit einem anderweitigen metall
EP1640108A1 (de) Kontaktherstellungsverfahren
DE10252157B4 (de) Flächiges Verbundmaterial sowie Verfahren zur Herstellung
DE102018221752A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur generativen Fertigung eines dreidimensionalen Werkstücks aus einer aluminiumhaltigen Metallschmelze
DE1813310A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Schweissteiles fuer Kondensatorentladungsschweissen
EP3720639B1 (de) Verfahren zum herstellen einer baueinheit sowie verfahren zum verbinden eines bauteils mit einer solchen baueinheit

Legal Events

Date Code Title Description
MM01 Lapse because of not paying annual fees

Effective date: 20120915