CN111656461B - 在电组件中固定接触元件的方法和具有接触元件的电组件 - Google Patents

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Abstract

在用于在电组件(1)中固定接触元件(5，6)的方法中，将接触元件(5，6)设置在组件(1)的基本体(2)的接触面(3，4)上并且将激光束(18)定向到接触元件(5，6)的区域(16，17)上，使得基本体(2)不沿激光束(18)的射束方向(24)放置。通过激光束(18)将接触元件(5，6)部分地熔化，使得熔化材料(7，8)润湿接触面(3，4)并且建立接触元件(5，6)在接触面(3，4)上的固定。

Description

在电组件中固定接触元件的方法和具有接触元件的电组件
技术领域
本发明涉及一种用于在电组件中固定接触元件的方法。所述组件例如构成为温度传感器。所述组件可以作为基本体具有陶瓷的热导体(NTC)芯片。
背景技术
为了电接触基本体，通常将连接金属丝通过焊接固定在基本体的煅烧的镀银部上。焊接连接的使用温度然而通过焊料的熔化温度限制。含铅量高的焊料具有大约300℃的熔化温度并且大多数无铅的焊料已经在230℃的温度下熔化。焊接连接在常见的温度交变负荷下不是足够可靠的。此外，多种焊料材料在湿润的或潮湿的环境中倾向于迁移。
此外，连接金属丝也通过金属烧结膏的烧结固定在煅烧的镀金部上。这尤其对于250℃至300℃的较高的使用温度是常见的。然而，这种类型的制造由于金材料和耗费的包括膏施加、膏干燥和煅烧的工艺控制与高的成本关联。
通过焊接连接金属丝的固定也已经提出，例如在出版物WO 2016/012311 A1中。然而已证实的是，在这种焊接法中基本体和/或金属化部被破坏的风险大并且可靠的组件的制造与高的工艺成本关联。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于在电组件中固定接触元件的改进的方法，和提出一种具有接触元件的电组件，其具有提高的可靠性。
根据本发明的第一方面，提出一种用于在电组件中固定接触元件的方法。组件例如构成为温度传感器。所述方法适合于多个组件，例如NTC热敏电阻、PTC热敏电阻或压敏电阻。尤其所述方法也适合于陶瓷的多层组件。
在所述方法中提供基本体和接触元件。尤其接触元件可以是金属的。接触元件例如是金属丝。接触元件也可以替选地构成，例如以网格或板的形式存在。基本体例如具有陶瓷的基本材料并且尤其可以多层地构成。唯一的或两个或更多个接触元件可以通过这种方法固定在基本体上。
基本体可以具有至少一个接触面。接触面例如是金属化部。尤其，接触面可以设置在基本体的侧面上。基本体可以具有两个这种接触面，所述接触面例如在基本体的相对置的侧面上存在。接触面可以是一层的或多层的。例如，接触面具有与接触元件相比熔点相同或更高的金属的层。
在所述方法中可以提供两个或更多个接触元件，所述接触元件分别设置和固定在接触面之一上。也可以将多个接触元件设置和固定在共同的接触面上。替选地，也可以由接触元件在所述方法期间形成两个分离的接触元件，所述接触元件分别固定在接触面之一上。
至少一个接触元件例如具有镍或由镍构成。镍良好地适合作为材料，因为其是相对低成本的并且在抗氧化性足够的情况下具有高的抗迁移性。
在所述方法中，接触元件设置在基本体的接触面上，尤其设置在基本体的金属化部上。例如将接触元件和/或基本体通过一个或多个夹具保持。
随后将激光束定向到接触元件的区域上。激光束在此定向为，使得基本体和尤其接触面也在接触元件的一部分熔化之后，尤其在激光束所射到的区域熔化之后，不由激光束射到。尤其，基本体不沿激光束的射束方向放置。由此可以避免基本体的损坏。
例如，激光束定向为，使得其完全引导绕过基本体。尤其，激光束可以定向为，使得辐射方向平行于基本体的侧面与基本体间隔开地伸展。根据接触元件的构成和设置，激光束例如在接触面的俯视图中伸展，使得辐射方向不与接触面重叠或者射束方向平行于接触面并且与接触面间隔开地伸展。
在方法的另一步骤中，将接触元件部分地通过激光束熔化，尤其将由激光束射到的区域熔化。熔化材料润湿接触面。在熔化材料硬化之后由此接触元件固定在基本体的接触面上。
接触元件的由激光束射到的区域熔化进而完全地或部分地从激光束中缩回，使得通过接触元件没有或仅仍有少量的激光的能量吸收。由此，在此为自停式加热过程。因为基本体不沿激光束的射束方向放置，所以在接触元件的区域熔化之后也不得出基本体的直接加热。尤其基本体的接触面也不直接加热。
这造成工艺控制的简化，因为可以防止组件的损坏，而不需要精确地设定和控制激光能量。能量吸收直接在区域的熔化之后终止，使得材料可以直接在熔化之后再次冷却。
由此，熔化材料形成连接材料，所述连接材料将接触元件固定在基本体上。尤其地，硬化的熔化材料可以作为焊珠存在。在此可以是呈截球体，例如半球的形式的隆起部。
根据一个实施方式，接触元件设置为，使得激光束所射到的区域在接触面的俯视图中不完全与基本体重叠，即突出于基本体。例如，将接触元件定位为，使得突出的区域向上定向。在熔化过程之后可以将突出部完全地或部分地清除。突出的区域尤其可以是接触元件的一个端部。
例如，在本实施方式中在接触面的俯视图中，射束方向与基本体不重叠地伸展。尤其，激光束可以平行于端侧与基本体间隔开地伸展，使得突出的端部被射到。
根据一个实施方式，激光束所射到的区域沿垂直于接触面的方向背离接触面引导。在接触面的俯视图中，区域可以与接触面重叠。例如，所述区域是接触元件的从接触面向外弯开的端部。所述区域也可以是接触元件的中间区域，所述中间区域例如以波形背离接触面引导并且再次朝向接触面引导。
在本实施方式中，射束方向例如平行于接触面与接触面间隔开地伸展，使得激光束射到背离引导的区域。
在一个实施方式中，由激光束射到的区域不背离接触面引导并且也不突出基本体。尤其，所述区域可以贴靠在接触面上。在本实施方式中，射束方向例如平行于接触面与接触面间距小地伸展。
在所述方法中，也可以提供两个或更多个接触元件。接触元件可以借助上文所描述的方法固定。例如，接触元件分别具有突出的端部，其为了建立固定部而熔化。
在方法的第一变型方案中，将激光束定向为，使得两个或更多个接触元件沿激光的射束方向放置。由此，多个接触元件的区域可以通过同一激光束熔化，而不需要激光和布置的重新定位。
在此可能的是，在第一步骤中第一接触元件的仅一个区域由激光束完全射到和熔化，而第二接触元件首先还由第一接触元件遮住，使得第二接触元件仅略微或完全不由激光束射到。如果第一接触元件部分地熔化并且熔化材料完全地或部分地从激光束中缩回，那么第二接触元件也由激光束射到，使得进行区域的熔化。由此，将区域依次，然而通过同一激光束熔化。这能够实现用于固定两个接触元件的非常简单的且低成本的方法。
在第二变型方案中，接触元件中的仅一个接触元件沿激光的射束方向放置，使得在第一接触元件的区域熔化之后，激光束也不射到第二接触元件上。在此情况下，在第一接触元件的区域熔化之后可以将激光束和/或组件重新定向，使得激光束在重新定向之后射到第二接触元件，并且然后熔化第二接触元件的区域。对此替选地，第二接触元件的部分熔化可以借助于另外的激光器同时或在第一接触元件部分熔化之后进行。
在一个实施方式中，基本体具有凹口并且将接触元件在熔化步骤之前设置成，使得随后由激光束射到的区域，在接触面的俯视图中设置在凹口上。在此情况下可行的是，将激光束定向为，使得射束方向引导穿过凹口。所述方法尤其在多个元件并排设置在基本体上时能够简化将接触元件在不影响其他元件的情况下固定在基本体上。例如，基本体构成为栅格板，多个凹口设置在所述网格板中。
也可能的是，为了制造两个接触元件，在基本体上设置接触元件并且将接触元件通过熔化分为两个分离的接触元件。在此情况下，接触元件例如平放在两个分开的接触面上，并且将在接触面之间的区域熔化，所述区域随后分布到接触面上。
为了防止通过所产生的热量使接触面从基本体熔化，接触面可以具有至少一个层，所述至少一个层具有比接触元件更高的熔点。例如，接触元件具有镍并且接触面的至少一个层具有铬。
接触面也可以多层地构造。例如，接触面包含至少一个基本层。基本层例如具有良好的抗迁移性和抗氧化性。例如，基本层包含镍或由镍构成。
在一个实施方式中，在基本层，例如镍层上还设置有另外的层作为抗氧化部。对此替选地或附加地，所述层也可以具有比接触元件更低的熔点并且例如与接触元件的熔化材料形成合金。所述层例如包含金或银或者由金或银构成。
在一个实施方式中，在基本体的基本材料，例如陶瓷和基本层之间还存在另外的层，所述另外的层用于防止接触面从基本体脱离。所述另外的层尤其具有比基本层更高的熔点，使得该层防止在焊接法中加热时接触面完全熔化。例如，另外的层包含铬或由铬构成。
为了简单性，至少主要包含镍或金或银或铬的层也称作为镍层或金层或银层或铬层。
接触面也可以具有由同一材料构成的多个层，在这些层之间设置有由其他材料构成的层。其他材料例如具有比接触元件更高的熔点，尤其明显更高的熔点。由同一材料构成的层例如具有与接触元件相比相同的、仅略高的或较低的熔点。对此附加地，作为最上方的层还可以设置有具有比位于其下方的层更低的熔点的层。
例如，接触面具有两个由基本层的材料构成的层，尤其两个镍层。这可以对于如下情况是有利的：另外的层不够稳定地与基本体的基本材料连接。例如，镍层可以直接设置在基本体的基本材料上，在其上设置有铬层并且在其上又设置有镍层。在最上方的镍层上可以设置有金层或银层。
接触面的层能够在层沉积法，例如溅射法或蒸镀法中施加。
上文所描述的层构造也可以对于用于固定接触元件的其他方法是有利的。例如，层构造除了上文所描述的通过熔化接触元件的激光焊接的方法以外也适用于深层焊接、电弧焊、热压焊和电阻焊。
在所有实施方式中，可以将要熔化的区域选择为，使得通过凝固的熔化材料实现接触元件在基本体上的稳定的固定。此外，可以将所述区域选择为，使得组件在其尺寸方面不通过熔化的且凝固的材料明显增大，例如其横截面不明显增大。
例如，在突出的要熔化的区域中，该区域的长度选择为，使得在熔化之后凝固的材料不突出于基本体的侧面。在此尤其意味着，在侧面的俯视图中，不可见凝固的熔化材料的突出。
例如，在熔化过程之前突出的区域的长度是侧面的最短伸展，例如侧面的宽度的最大三倍大。例如，在熔化过程之前突出的区域的长度大于接触元件的厚度，例如是接触元件的厚度的至少三倍长。这能够实现在组件的尺寸可接受的情况下接触元件的稳定固定。
例如，区域的长度选择为，使得凝固的熔化材料沿垂直于侧面的方向朝向接触元件不突出或不太多地突出于接触元件。例如，突出部不大于接触元件的两倍厚度。在适当地选择区域的长度时，突出部也可以小于接触元件的厚度或者可以几乎不存在突出部。
根据本发明的另一方面，提出一种具有接触元件的电组件。组件可以通过上文所述的方法制造并且具有所有结合方法已被描述的结构性的和功能性的特性。相反地，在此所描述的组件的所有特性也作为方法的特性公开。
接触元件通过凝固的熔化材料固定在基本体上。所述材料由接触元件的熔化的区域形成进而具有与接触元件相同的材料成分。尤其所述材料可以通过接触元件的突出的或伸出的区域的熔化形成。
接触元件例如固定在基本体的接触面上。接触面不具有由热应力引起的损坏。这通过上文所描述的方法实现，其中接触面不沿激光束的射束方向放置从而在该区域熔化之后不由激光束射到。
接触元件例如固定在基本体的侧面上。接触元件例如在侧面的俯视图中从基本体的第一棱边朝基本体的第二棱边的方向延伸。接触元件不突出于第二棱边。接触元件可以突出于第一棱边。例如，接触元件的一个端部位于侧面上。通过突出的端部之一的上文所描述的熔化产生接触元件，所述接触元件至少沿一个方向不具有突出的端部。
在侧面上的完好的接触元件的和熔化的区域的总的材料体积大于从第一棱边至第二棱边延伸的完好的接触元件会占据的体积。由此可知，凝固的熔化材料通过接触元件的伸出的或突出的区域的熔化形成。
凝固的熔化材料例如以截球体的形式存在。尤其在此是焊珠。
熔化的且凝固的连接材料例如在侧面的俯视图中不突出于侧面。这可以通过适当地选择熔化的区域的长度来实现。
例如，凝固的熔化材料伸展直至基本体的第二棱边。这可以由上文所描述的材料通过如下方式实现，即吸热直接在接触元件的突出的区域熔化之后自动地停止，以至于能够实现熔化材料在棱边处的凝固。在直接加热基本体时，连接材料已从棱边继续流走。
如上文结合方法所描述的那样，接触面可以具有多层构造。例如，接触面可以具有两个镍层。在两个镍层之间可以存在铬层。
根据本发明的另一方面，提出一种具有包括基本材料的基本体和在其上设置的多层的接触面的电组件。接触面尤其构成用于固定接触元件。组件也可以具有固定在接触面上的接触元件。接触面具有至少两个具有相同材料、尤其镍的层或者这两个层由镍构成。在两个层之间设置有具有比这两个层更高熔点的层。例如，层具有铬或由铬构成。
在所述层序列上可选地还可以设置有另外的层。另外的层例如具有比具有相同材料的两个层更低的熔点。例如，另外的层具有金或银或者由金或银构成。
这种接触面具有特别高的稳定性，并且不仅通过上文所描述的接触元件的激光熔化法能够实现进一步接触的设置，而且也通过其他方法，例如其他焊接法能够实现接触面的安置。
组件可以通过上文所描述的方法制造并且具有所有结合根据另一方面的方法或组件已描述的结构性的和功能性的特性。相反地，在此所描述的组件的所有特性也作为根据另一方面的方法的或组件的特性公开。组件然而也独立于上文所描述的方法公开。
在此给出的主题的描述不局限于各个特定的实施方式。更确切地说，各个实施方式的特征——只要是技术上有意义地——可以彼此组合。
附图说明
下面，根据示意的实施例详细阐述在此所描述的主题。
附图示出：
图1A示出组件的一个实施方式的侧视图；
图1B示出图1A中的组件的旋转的侧视图；
图1C示出图1A中的组件的横截面视图；
图2A示出用于接触组件的接触元件的剖视图；
图2B示出图2A中的接触元件的侧视图；
图3A示出组件的基本体的剖视图；
图3B示出图3A中的基本体的侧视图；
图4A至4E示出在建立组件的接触时的方法步骤；
图5示出具有多层的接触面的基本体；
图6A至6E示出用于建立接触的方法的另一实施方式；
图7A至7E示出用于建立接触的方法的另一实施方式；
图8A和8B示出用于建立接触的方法的另一实施方式；
图9A和9B示出用于建立接触的方法的另一实施方式；
图10A和10B示出用于建立接触的方法的另一实施方式。
在随后的附图中，相同的附图标记可以表示不同实施方式的功能上或结构上相对应的部分。
具体实施方式
图1A示出组件1的一个实施方式的侧视图。组件1例如构成为温度传感器。原则上，构造然而也适合于其他电组件。
组件1具有基本体2。基本体2尤其具有陶瓷材料作为基本材料19。例如，陶瓷材料基于尖晶石结构或钙钛矿结构。在此可以是热敏电阻，尤其是热导体，也就是说NTC组件。尤其是NTC热敏电阻芯片。基本体也可以是承载件，尤其是电路板。
基本体2具有两个用于电接触的接触面3、4。接触面3、4设置在基本体2的相对置的侧上。尤其，接触面3、4与基本体2的基本材料19直接接触。接触面3、4尤其是金属化部。接触面3、4可以分别多层地构成。接触面3、4作为材料可以具有镍。尤其，镍可以是接触面3、4的基本材料。
根据组件1的特定的实施方式，在此可以涉及在氧化铝陶瓷上的含铂的金属化部、在PTC陶瓷上的含银的金属化部或在NTC陶瓷上的含镍的或含金的金属化部。
组件1具有两个接触元件5、6，尤其金属的接触元件5、6，用于电接触。接触元件5、6可以构成为连接金属丝。然而也考虑接触元件的其他形状，例如板或栅格状的接触元件，尤其冲制栅格。在此也可以是绞合线。
接触元件5、6分别固定在接触面3、4之一上并且电接触所述接触面。接触元件5、6例如稳定地构成，使得所述接触元件可以承载基本体2，尤其可以稳定地保持在绘出的位置中。例如，接触元件5、6作为材料具有镍。尤其，镍可以是接触元件5、6的基本材料。接触元件5、6可以替选地例如具有铁合金或铜。
接触元件5、6分别借助于熔化的和随后凝固的材料7、8固定到接触面3、4上。材料7、8的熔化例如通过激光束进行。尤其，通过焊接法来建立固定。凝固的熔化材料7、8在此通过部分熔化接触元件5、6来形成。凝固的熔化材料7、8具有与接触元件5、6相同的材料成分。在熔化之前，接触元件5、6的区域例如突出于基本体2。
接触元件5、6分别沿着基本体2的侧面23朝基本体2的第二棱边10的方向突出于基本体的第一棱边9。设置在接触面3、4上的部段在此称作为接触部段11、12。接触部段11、12在侧面23的俯视图中设置在侧面23上。接触元件5、6分别突出于第一棱边9，使得所述接触元件在此部段中适合于将组件1装入壳体或传感器设备中。这些部段在此称作为独立的部段13、14。独立的部段13、14也可以是不存在的。
接触元件5、6不突出于第二棱边10。在第二棱边10附近，连接金属丝可能熔化或熔掉。完好的和熔化的接触元件的总材料厚度d3，即也包含凝固的熔化材料7、8的材料在第二棱边10附近比接触元件在独立的部段13、14中的厚度d1更小。在接触部段13、14中的最大总材料厚度d2例如大于或等于在独立的部段中的厚度d1。
连接材料7、8构成为具有圆顶形的表面的焊珠。连接材料7、8可以具有截球体的形状。在图1A中可见，连接材料7、8伸展至第二棱边10。在接触部段11、12中的最大总材料厚度d2例如在焊珠的顶点处存在。焊珠不一定必须居中地设置在基本体2上。
所述几何形状例如通过下文所描述的固定法通过熔化突出的金属丝端部来产生。类似的固定可以通过熔化接触元件的其他区域来形成。所述几何形状的一个优点是，接触元件5、6分别仅伸展至基本体2的第二棱边10，在那然而由于直径减小而具有对于接触元件5、6在第二棱边10附近的机械损坏，尤其断裂的少的作用面积。
此外，通过自停式工艺可实现，连接材料7、8伸展至第二棱边10并且不完全地继续朝第一棱边9的方向流动。此外，接触元件5、6的这种固定可以低成本地建立并且提供高的稳定性。此外，可以避免基本体2的和接触面3、4的热损坏，因为在方法中不发生基本体2的和尤其接触面3、4的直接加热。
由于接触元件5、6在第一棱边10的区域中在接触部段11、12中的部分熔化，连接材料7、8的一部分也由在接触部段11、12中的熔化材料形成。然而，连接材料7、8的量大于接触元件5、6在接触部段11、12中的熔化材料的量，使得可见，连接材料7、8也由接触元件5、6的熔化的突出的端部形成。为了将接触元件5、6与基本体2连接，不需要除了接触元件5、6的熔化材料之外的另外的材料。
图1B示出图1A中的组件1的旋转90°的侧视图。图1C示出组件1的在具有最大材料厚度d2的接触部段11、12的区域中的横截面。剖平面在图1B中通过标记A--A可识别。
接触元件5、6的独立式部段13、14例如分别具有比基本体2的长度L明显更大的长度l1。接触部段例如具有长度l2，所述长度对应于基本体2的长度L或者具有略微更小的长度l2。
基本体2例如具有直至几mm的长度L。尤其，长度L可以位于0.35mm和2.50mm之间。基本体2例如具有方形的侧面，使得长度L对应于基本体2的宽度B。基本体2的厚度D例如处于直至1mm的范围内。尤其厚度D可以位于0.2mm至0.8mm的范围内。
在图2A、2B中示出呈连接金属丝的形式的接触元件5在其固定在基本体2上之前的横截面或侧视图。
接触元件5具有呈具有直径d的圆面形式的横截面。接触元件也可以具有其他横截面形状。例如，在此也可以是矩形金属丝。金属丝的直径d在固定在基本体2上之前在金属丝的总长度方面是一致的。直径d对应于图1A中的独立式部段13的直径d1。
接触元件5具有长度l0。长度l0尤其明显比基本体2的长度L更长。此外，长度l0比接触元件5在固定状态中的总长度l更长。这基于，接触元件5为了固定在基本体2上而在其长度上部分熔化。
在图3A和3B中示出在与接触元件5、6接触之前的基本体2。
厚度D在此是接触面3、4之间的连接的长度。长度L是基本体沿通过之后安置的接触元件的长度l限定的方向的延伸。宽度B是垂直于厚度D和垂直于长度L的延伸。基本体2例如具有方形的侧面，使得适用B＝L。基本体也可以具有其他形状。
接触面3、4分别覆盖整个侧面。也可能的是，接触面3、4分别覆盖侧面的仅一部分。
下面，根据图4A至4E详细阐述用于建立接触元件5、6在电组件1的基本体2上的固定的方法。在这些图中的每个图中示出相应的方法步骤的从上方朝向要制成的组件的俯视图(上方的子图)、侧视图(左边的子图)和旋转90°的侧视图(右边的子图)。示出的组件1可以具有上文所描述的组件1的所有结构性的和功能性的特性。
在方法开始时，提供两个接触元件5、6和基本体2，例如如在图2A、2B、3A、3B中所示出的那样。尤其，接触元件5、6可以是连接金属丝。也可以是其他接触元件，例如冲制栅格。基本体2可以作为基本材料具有陶瓷。基本体2也可以构成为电路板的类型。
接触元件5、6随后设置在基本体2的接触面3、4上，如在图4中所示出的那样。
在本方法步骤中，接触元件5、6还具有一致的直径d。接触元件5、6仅设置在基本体1上，例如借助于夹具，然而不持久地固定。
将装置15例如定位成，使得形成要熔化的区域16、17的突出的端部指向上方。这确保，在随后的方法步骤中，区域16、17的熔化材料由于重力朝基本体2的方向流动。向上的定向不必强制性地给定，尤其当接触面3、4的有利的润湿特性确保用熔化材料的自动润湿时如此。
区域16、17伸展超出基本体2的第二棱边10。例如超出的端部的长度l3是基本体2的长度L的至少一半大。例如，突出的端部的长度l3最大是基本体2的长度L的两倍大。由突出的端部，即区域16、17的材料形成用于将连接金属丝固定在基本体2上的凝固的熔化材料7、8。
例如，突出的端部的长度l3是侧面的最短伸展，例如基本体的侧面23的宽度B的最大三倍大(参见图1B)。例如，突出的区域16、17的长度l3在熔化过程之前大于接触元件5、6的厚度d，例如是接触元件5、6的厚度d的至少三倍长。这能够在组件1的形状尽可能细长的情况下实现接触元件的稳定的固定。
可选地，在本方法步骤中可以进行基本体2的预热，以便避免由于热冲击而引起的损坏。为此，基本体2例如可以通过固持件加热，尤其也通过接触元件5、6的加热。对此替选地或附加地，基本体2可以通过激光作用来加热。这通过在后续的激光焊接法之前的小心的预热来进行。
图4B示出真正的熔化法的开始。在此，将激光束18定向到区域16、17上。激光束18在此定向为，使得不进行基本体2的和尤其接触面3、4的直接加热，以至于基本体2和尤其接触面3、4不由热量损坏。尤其，接触面3、4不沿激光束18的射束方向24放置。激光束18完全地在上方经过基本体2。
在此，激光束18当前定向为，使得两个突出的区域16、17沿其射束方向24放置。这无需激光束18的重新定位就能够实现两个突出的区域16、17的熔化。替选地，可以将激光束18定向为，使得仅一个突出的区域16沿射束方向24放置。在此情况下，可能需要激光束18的重新定位或另外的激光束的射入，所述另外的激光束加工另外的区域17。
通过激光束18的热作用首先区域16熔化，所述区域首先由激光束18射到。第二区域17仍由第一区域16遮住。
在图4C中示出，如突出的端部，即区域16完全熔化，而另外的突出的端部，即区域17仍存在。
熔化材料沿着接触元件5朝基本体2的方向分布并且在那润湿接触元件5的接触面3和接触部段11。通过区域16的熔化，激光束18不再作用到第一接触元件5上，使得不存在或仅存在少量的能量吸收从而不再存在接触元件5的显著的加热。由此，材料凝固并且形成连接材料7，所述连接材料将接触元件5与基本体2的接触面3电地且机械地持久连接。
另外的突出的部段，即区域17现在直接由激光束18射到，加热和熔化。
在图4D中示出，另外的区域17如何也完全熔化。
与突出的第一区域16类似地，熔化材料8沿着连接金属丝朝基本体2的方向伸展并且在那润湿另外的接触面4和另外的接触部段12。通过另外的突出的区域17的熔化，激光束18不再射到连接金属丝上，使得不再存在能量吸收从而不再存在连接金属丝的加热。由此，材料8凝固并且造成接触元件6与基本体2的接触面4的电的和机械的连接。
激光束18现在完全绕过组件1，使得热作用不再发生并且现在可以切断。
图4E示出具有在两侧上固定的接触元件5、6的组件1。接触元件5、6现在通过连接材料7、8持久地电地且机械地固定在基本体2的接触面3、4上。
现在还可以继续加工组件1，例如通过用聚合物、玻璃覆层或施加其他包覆件。与材料组合和来自最终应用的要求相关地，所描述的方法可以实现足够的机械稳定性，所述机械稳定性使对连接部位的呈包覆件的形式的另外的机械保护变得多余。同样，在这种方法中连接部位相对于环境影响、例如湿气的稳定性大至，使得不需要呈包覆件的形式的另外的保护。
组件1尤其可以如在图1A、1B和1C中那样构成。针对组件1的特性参照对这些附图的描述。
参照图5说明用于组件1的基本体2的单层的或多层的接触面3、4的不同实施方式。接触面3、4的所描述的实施方式尤其好地适合于前面所描述的激光焊接法，然而也可以在用于固定接触元件的其他方法中是有利的。这尤其是焊接法，如深层焊接、电弧焊、热压焊或电阻焊或还有钎焊法。
接触面3、4例如分别具有至少一个镍层。此外，连接金属丝也可以分别具有镍。
在第一实施方式中，接触面3、4分别单层地构成。尤其，接触面3、4分别由镍层构成。由此，镍层与基本体2的基本材料19直接接触。此外，镍层与连接金属丝的材料直接接触。在此可以是连接金属丝的未熔化的部段和/或是凝固的熔化材料7、8。
在另外的实施方式中，接触面3、4具有多层构造。接触面的层例如可以通过溅镀来施加到基本体2上。
在此，最下方的层直接施加到基本体2的基本材料19上。上层在最下方的层之上设置并且尤其可以作为最上方的层与连接金属丝和/或连接材料7、8直接接触。
上层例如用作为氧化保护。此外，上层可以通过妨碍晶体生长和通过热能的可能的吸收来促进焊接过程。例如，上层是金层或银层。
接触面3、4可以在此情况下具有两层的构造，尤其由作为最下方的层的镍层和作为上层或最上方的层的金层或银层构成的构造。
在另一实施方式中，接触面3、4具有下层，所述下层用作为用于在其上施加的另外的层的增附剂。此外，下层可以用于防止接触面3、4在焊接过程中完全熔化和电极与陶瓷脱离。
例如，下层是铬层。上层例如是镍层。
接触面3、4在此情况下可以具有两层的构造，尤其由作为最下方的层的铬层和作为上层的镍层构成的构造。附加地，在镍层上可以施加金层或银层，使得镍层形成中间层并且金层或银层形成上层。
图5在此示出分别具有至少三个层20、21、22的接触面3、4的实施方式。例如，接触面分别具有至少两个镍层20、22。在此，层构造可以如同上文所描述的那样，其中在上部的镍层22下方设置有构成为保护层的另外的层21，尤其铬层。最下方的镍层20现在可以设置在保护层21和基本材料19之间。保护层21在此通过明显更高的熔点防止位于其下方的镍层20熔化。
通过下部的镍层20可以减小温度相关的和时间相关的电阻偏移。对此替选地或附加地，可以通过热机械负荷的最小化来改进电极的附着。
例如，接触面3、4可以由镍层、铬层构成和具有镍层，并且在此尤其三层地构成。接触面3、4在另一实施方式中还可以具有最上方的层，例如金层或银层，并且在此尤其四层地构成。最上方的层在此可以用作为抗氧化保护并且促进焊接过程。
代替上文提到的金属也可以使用其他金属或合金，其具有类似的技术效果。
图6A至6E示出用于在组件1中建立接触的方法的另一实施方式的方法步骤。在这些附图中的每个附图中示出相应的方法步骤的从上方朝向要制成的组件的俯视图(上方子图)、侧视图(左边子图)和旋转90°的侧视图(右边视图)。
组件1例如构成为温度传感器。基本体2例如具有陶瓷或其他绝缘材料。基本体2具有呈两个金属接触面的形式的两个接触面3、4。接触面3、4用于接触温度相关的电阻，所述电阻在此以蜿蜒形式存在。然而也可以是其他组件1。
与图4A至4E的方法和组件1不同，接触面3、4设置在基本体1的相同的侧面23上。提供两个接触元件5、6并且分别设置在接触面3、4之一上。接触元件5、6如在图4A至4E中那样构成为金属丝，然而也可以是其他形状，例如是栅格。
接触元件5、6与图4A至4D不同地在侧面23的俯视图中不突出于基本体1。接触元件5、6分别具有区域16、17，所述区域背离侧面23的平面引导。尤其这在平行于侧面的观察方向上如在图6A中的右下视图中可见。区域16、17尤其背离接触面3、4弯开。由此，接触元件5、6分别具有区域16、17，所述区域与接触元件5、6的紧接着其的区域相比距接触面3、4的间距更大。区域16、17在接触面3、4的俯视图中设置在接触面3、4上。
根据图6B，将激光束18定向到接触元件5、6的区域16、17上，使得基本体2和尤其接触面3、4不沿激光束18的射束方向24放置。射束方向24在此与侧面23间隔开地平行于侧面23伸展。激光束18在此首先射到第一接触元件5的区域16上，使得所述区域16熔化并且从激光束18中缩回并且熔化材料7润湿第一接触面3。
如在图6C中所示出，激光束18在第一接触元件5的区域16熔化之后直接射到第二接触元件的区域17上并且熔化所述区域17，使得区域17从激光束18中缩回并且熔化材料8润湿第二接触面4。
如在图6D中所示出的，激光束18在第二区域17熔化之后在基本体2和接触元件5、6旁边经过并且不进行或仅进行少量的能量吸收，使得所述工艺是自停的并且避免基本体2的损坏。熔化材料7、8凝固并且造成接触元件5、6固定在基本体2的接触面3、4上。
图6E示出具有固定的接触元件5、6的组件1。
在图6A至6E中示出的方法也可以变换。例如，接触元件5、6也可以设置在基本体2的不同侧上。在此，两个不同的激光束18可以用于熔化接触元件5、6或者可以将基本体2或激光束18重新定位。
此外，还可设想的是，要熔化的区域16不构成为接触元件5的端部，而是设置在接触元件5的居中的部段中。在此情况下，接触元件5可以通过区域16的熔化也分为两个接触元件，所述两个接触元件分别在唯一的方法步骤中通过熔化材料固定在不同的接触面上。
图7A至7E示出用于在电组件1中建立接触的方法的另一实施方式的方法步骤。
根据图7A将接触元件5、6设置在基本体2的接触面3、4上。与根据图6A至6E的方法和组件1不同，接触元件5、6不从接触面3、4突出。
如在图7B中所示出，将激光束18定向到接触元件5、6的区域16、17上，使得基本体2和尤其接触面3、4不沿激光束18的射束方向24放置。激光束24与图6C类似地平行于侧面23伸展，然而比在图6C中更靠近侧面。激光束射到第一接触元件3的区域16上并且熔化区域16，使得熔化材料7从激光束18中缩回并且润湿第一接触面3。
同样，如在图7C中所示出，接着第二接触元件4的区域17熔化。
在区域16、17熔化之后，如在图7D中所示出的，接触元件5、6已从激光束18中缩回并且工艺自己停止。变硬的材料7、8将接触元件5、6与接触面3、4连接。
图7E示出具有固定的接触元件5、6的组件1。组件1在此不与图6A至6E的组件不同。这基于，在根据图7A的方法中接触元件5、6在熔化过程之前与在根据图6A的方法中相比以更大份额设置在接触面3、4上。
在根据图7A至7E的方法中，变型也是可能的。例如，接触元件5可以在中间分开。
图8A至8B示出用于在电组件1中建立接触的方法的另一实施方式的方法步骤，其中在此分别仅示出侧面的俯视图，在所述侧面上设置有接触元件5。
与前面的实施方式不同，在此通过区域16的熔化将接触元件5分开，使得形成两个分离的接触元件5a、5b。
根据图8A，接触元件5设置在基本体2的侧面23上。接触元件5例如构成为金属丝。基本体2具有两个彼此分开的接触面3、4，在所述接触面上平放接触元件5。
将激光束18定向到接触元件5的区域16上。区域16例如不设置在接触面3、4之一上。激光束18对应于图7B中的实施方式平行于接触面3、4伸展经过基本体2旁边。区域16熔化并且从激光束18中缩回。在此，材料7的一部分润湿第一接触面3并且材料8的一部分润湿第二接触面4。
图8B示出具有分离的接触元件5a、5b的组件1，所述接触元件分别固定在接触面3、4上。接触元件5a、5b可以连接于不同的电极。
图9A和9B示出用于在电组件1中建立接触的方法的另一实施方式的方法步骤，其中在此分别仅示出侧面的俯视图，在所述侧面上设置有接触元件5。
与前面的实施方式不同，激光束18引导穿过基本体2中的凹口25。
根据图9A，接触元件5设置在基本体2的侧面23上。尤其，接触元件5平放在两个单独的接触面3、4上。在接触面3、4之间，基本体2具有凹口25，所述凹口完全穿过基本体2引导。
激光束18定向为，使得射束方向24引导穿过基本体2的凹口25。在此，基本体2不沿射束方向24放置，使得激光束18也在接触元件5的区域16熔化之后不直接射到基本体2上。激光束18尤其垂直于接触面3、4伸展。
区域16熔化并且从激光束18中缩回。在此，材料7的一部分润湿第一接触面3并且材料8的一部分润湿第二接触面4。
图9B示出具有分开的接触元件5a、5b的组件1，所述接触元件通过熔化材料7、8分别固定在接触面3、4上。接触元件5a、5b可以连接于不同的极。
图10A和10B示出用于在电组件1中建立接触的方法的另一实施方式的方法步骤。
与图9A和9B类似地，在此如在图10A中所示出的，激光束18穿过基本体2中的凹口25引导。与图9A和9B不同，在此接触元件5在凹口25上方终止。区域16熔化，使得熔化材料7润湿接触面3并且接触元件5固定在基本体2上。由此，所述方法变型形式在激光18的射束方向24和接触元件5的设置方面与图4A至4D的变型形式类似，然而区别在于，将要熔化的区域16设置在凹口25之上并且激光束18伸展穿过凹口25。
图10B示出具有接触元件5的组件1，所述接触元件固定在基本体1的接触面3上。接触面3例如直接邻接于凹口25。
其他实施方式从在此所描述的实施方式的组合中得到。例如，在图9A至10B的实施方式中，区域16可以从基本体与图6A类似地突出。
附图标记列表
1 组件
2 基本体
3 接触面
4 接触面
5 接触元件
5a 分离的接触元件
5b 分离的接触元件
6 接触元件
7 熔化材料
8 熔化材料
9 第一棱边
10 第二棱边
11 接触部段
12 接触部段
13 独立的部段
14 独立的部段
15 装置
16 区域
17 区域
18 激光束
19 基本材料
20 接触面的最下方的层
21 接触面的中间层
22 接触面的上层
23 侧面
24 射束方向
25 凹口
d1 在独立的部段中的材料厚度
d2 在接触部段中的最大材料厚度
d3 在第二棱边处的材料厚度
d0 在固定在基本体上之前的接触元件的直径
l1 在独立的部段中的长度
l2 在接触部段中的长度
l3 突出的端部的长度
l 在固定在基本体上之后的长度
l0 在固定在基本体上之前的长度
L 基本体的长度
B 基本体的宽度
D 基本体的厚度

Claims (20)

1.一种用于在电组件中固定接触元件的方法，所述方法具有如下步骤：
A)提供基本体(2)，所述基本体具有接触面(3，4)，并且提供接触元件(5，6)；
B)将所述接触元件(5，6)设置在所述接触面(3，4)上；
C)将激光束(18)定向到所述接触元件(5，6)的区域(16，17)上从而部分地熔化所述接触元件(5，6)，使得熔化材料(7，8)润湿所述接触面(3，4)，
其中将所述激光束(18)定向为，使得所述基本体(2)在所述接触元件(5，6)部分地熔化之后不由所述激光束(18)射到。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中所述接触元件(5，6)构成为金属丝。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
所述区域(16，17)在所述接触面(3，4)的俯视图中突出于所述基本体(2)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述区域(16，17)沿垂直于所述接触面(3，4)的方向背离所述接触面(3，4)引导。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在所述区域(16，17)熔化之前，所述区域(16，17)贴靠在所述接触面(3，4)上。
6.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述激光束(18)的射束方向(24)在所述接触面(3，4)的俯视图中不与所述基本体(2)重叠。
7.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述激光束(18)的射束方向(24)平行于所述接触面(3，4)间隔开地伸展。
8.根据权利要求1或2所述的方法，
其中提供第一和第二接触元件并且设置在所述基本体(2)上，其中将所述激光束(18)定向为，使得这两个接触元件沿所述激光束(18)的射束方向(24)放置。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中在所述第一接触元件部分地熔化之前，所述第二接触元件被遮住，并且在所述第一接触元件部分地熔化之后，所述第二接触元件由所述激光束(18)射到并且熔化。
10.根据权利要求1或2所述的方法，
其中提供第一和第二接触元件并且设置在所述基本体(2)上，其中将所述激光束(18)定向为，使得仅所述第一接触元件沿所述激光束(18)的射束方向(24)放置。
11.根据权利要求10所述的方法，
其中在所述第一接触元件部分地熔化之后，将所述激光束(18)和/或所述基本体(2)重新定向为，使得所述另外的接触元件由所述激光束(18)射到，或者其中将另外的激光束用于将所述第二接触元件部分地熔化。
12.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述基本体(2)具有凹口(25)，其中所述接触元件(5，6)在熔化之前设置为，使得所述区域(16，17)在所述接触面(3，4)的俯视图中设置在所述凹口(25)上，并且其中所述激光束(18)的辐射方向(24)引导穿过所述凹口(25)。
13.根据权利要求1或2所述的方法，
其中在熔化时将所述接触元件分为两个分离的接触元件(5a，5b)。
14.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述接触面(3，4)具有至少一个层(20，21，22)，所述层具有比所述接触元件(5，6)更高的熔点。
15.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述接触面(3，4)具有多个层(20，21，22)，其中所述层(20，21，22)中的至少两个层具有镍。
16.根据权利要求1或2所述的方法，
其中所述基本体(2)具有陶瓷材料作为基本材料，并且其中所述接触面(3，4)是金属化部。
17.一种根据上述权利要求中任一项所述的方法制造的电组件，
所述电组件具有基本体(2)，所述基本体具有接触面(3，4)，在所述接触面上通过凝固的熔化材料(7，8)固定有接触元件(5，6)，其中所述材料(7，8)由所述接触元件(5，6)的熔化的区域(16，17)形成，其中所述基本体(2)不包括由激光束射到的区域。
18.根据权利要求17所述的电组件，
其中所述接触元件(5，6)从第一棱边(9)朝所述基本体(2)的第二棱边(10)的方向延伸，并且不突出于所述第二棱边(10)，其中所述熔化的区域(16，17)的和完好的接触元件(5，6)的材料的总体积大于从所述第一棱边(9)直至所述第二棱边(10)延伸的完好的接触元件(5，6)会占据的体积。
19.根据权利要求17或18所述的电组件，
其中所述基本体(2)具有凹口(25)，其中两个分离的接触元件(5a，5b)通过凝固的熔化材料(7，8)固定在两个接触面(3，4)上。
20.根据权利要求17或18所述的电组件，
其中所述接触面(3，4)具有多个层(20，21，22)，其中所述层(20，21，22)中的至少两个层具有镍。
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