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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonotrode, ein Verfahren zum Ultraschallschweißen und eine Anordnung von Metallplatten.
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Das Fügen von Metallteilen innerhalb von elektronischen Komponenten, wie etwa Halbleiter-Leistungsmodulen, kann durch eine Reihe von Techniken erreicht werden, wie etwa Löten, Hartlöten und Schweißen. Das Schweißen solcher Komponenten unter Verwendung von Ultraschallschwei-ßen wurde weithin genutzt, da dessen Aufheizauswirkungen auf benachbarte Komponenten minimal ist und es schneller als andere Techniken ist.
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Für torsionales Ultraschallschweißen werden Ultraschallwellen durch einen Ultraschallwellengenerator erzeugt, verstärkt und durch eine sogenannte „Sonotrode“ in ein erstes Fügestück eingeleitet. Die Sonotrode umfasst eine Spitze, die in Kontakt mit dem ersten Fügestück gebracht wird. Somit bewegt die Sonotrode das erste Fügestück relativ zu einem zweiten Fügestück, das in seiner Position fixiert ist.
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Durch Verwendung von Ultraschallschweißen kann eine Verbindung zwischen Fügestücken ohne eine hohe Einbringung thermischer Energie geliefert werden, so dass Strukturen, die ein Kontaktgebiet umgeben, an dem eine Sonotrode ein Fügestück kontaktiert, durch einen Ultraschallschweißprozess thermisch kaum beeinflusst werden.
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Die relative Bewegung zwischen dem ersten Fügestück und dem zweiten Fügestück bewirkt anfänglich ein Säubern von Oxidschichten von den Oberflächen der Fügestücke und dann ein Aufbrechen der Materialschichten des ersten Fügestücks und des zweiten Fügestücks, die aneinander angrenzend liegen. Dies führt zu einer Mischung der aufgebrochenen Schichten des ersten Fügestücks und des zweiten Fügestücks und schweißt somit die Fügestücke zusammen.
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Allerdings tritt möglicherweise eine relative Bewegung zwischen der Spitze der Sonotrode und dem ersten Fügestück auf, und diese relative Bewegung verursacht möglicherweise die Bewegung von Material. Solches Material kann sich unter der Sonotrodenspitze ansammeln und in der Folge ausgestoßen werden, was zu der Bildung von Whiskern führen kann, die längliche Strukturen sind, die das Material des ersten Fügestücks aufweisen. Solche Whisker können ein Problem darstellen, da sie in einem Volumen wachsen, das die Oberseite des ersten Fügestücks umgibt, und, weil sie elektrisch leitend sind, können sie ein Risiko darstellen, an angrenzenden Leitern Kurzschlüsse zu verursachen. Aus diesem Grunde muss, bei Verwendung bekannter Sonotroden, etwas Extraraum um eine Übergangsfläche zwischen einer Sonotrode und einem durch die Sonotrode bewegten Fügestück freigelassen werden. Innerhalb dieses Extraraums können keine elektrischen Elemente platziert werden, um das Risiko von Kurzschlüssen zu minimieren. Diese Anforderung für Extraraum führt in unter Verwendung solcher Schweißprozesse produzierten Vorrichtungen dazu, dass diese größer sind als dies andernfalls sein müsste. Auf Gebieten, bei denen eine Vorrichtungsgröße kritisch ist, wie etwa auf dem Gebiet von Halbleiter-Leistungsmodulen, ist dies ein klarer Nachteil.
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WO 2008/068281 A1 beschreibt die Verwendung einer Einrichtung für Ultraschallschweißen von Komponenten, bei der mindestens eine dieser Komponenten zumindest teilweise aus Kunststoff besteht.
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Vor diesem Hintergrund besteht ein durch die vorliegende Erfindung zu lösendes Problem darin, eine Anordnung von Metallplatten bereitzustellen, die an einer Übergangsfläche zwischen einer Sonotrode und einem Fügestück ein Minimum an Whiskern zeigt.
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Dieses Problem wird durch den Erfindungsgegenstand der begleitenden Ansprüche gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Sonotrode für Ultraschallschweißen, wobei die Sonotrode einen Schaft mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende, dem ersten Ende entgegengesetzt, und eine Spitze an dem zweiten Ende umfasst, wobei das erste Ende dafür ausgelegt ist, mit einer Ultraschallschweißeinrichtung verbunden zu werden, wobei die Spitze ausgelegt ist zum Kontaktieren eines Fügestücks, wobei die Spitze eine Reihe von Erhöhungen aufweist, die sich radial von einer Mitte der Spitze zu einem äußeren Randbereich der Spitze hin erstrecken, wobei eine Längsachse von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende verläuft, und wobei der Randbereich weiter von dem ersten Ende weg ist als die Mitte, parallel zu der Achse gemessen.
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Die hier offenbarte Sonotrode basiert auf dem Prinzip, dass die Mitte der Spitze relativ zu dem Randbereich der Spitze der Sonotrode eingesenkt ist. Somit weist die Spitze eine dreidimensionale Gestalt auf, bei der die Mitte der Spitze in ihrer Form tiefer liegt, d. h. höhenmäßig kleiner als der Randbereich der Spitze ist. Wenn die Sonotrode zu einer flachen Oberfläche eines Fügestücks bewegt wird, kontaktiert der Randbereich der Sonotrodenspitze dementsprechend das Fügestück bevor die Mitte der Sonotrodenspitze die Oberfläche des Fügestücks kontaktiert.
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Die Gestalt der Spitze der hier offenbarten Sonotrode hat die Auswirkung, dass Material, das während eines Ultraschallschweißprozesses unter der Sonotrode bewegt wird, sich von dem Randbereich der Spitze nach innen zur Mitte der Spitze bewegt, die im Falle eines torsionalen Ultraschallschweißprozesses der Rotationsmittelpunkt ist. Überraschenderweise fand sich, dass eine solche Bewegung von Material während eines Prozesses von Ultraschallschweißen zu einer substantiellen Reduktion der Bildung von Whiskern führt, da das Material, das normalerweise für die Bildung solcher Whisker verantwortlich ist, vom Außenraum der Spitze wegbewegt wird.
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Ferner weist die hier offenbarte Sonotrode eine Reihe von Erhöhungen auf, die sich radial von einer Mitte der Spitze zum Randbereich der Spitze hin erstrecken. Überraschenderweise fand sich, dass solch eine Struktur von Erhöhungen, die beispielsweise „sternförmig“ sein kann, im Vergleich zu herkömmlich gestalteten Sonotroden zu einer höheren auf das erste Fügestück übertragenen Scherkraft führt.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Spitze der hier offenbarten Sonotrode einen runden Randbereich oder einen mehrseitigen Randbereich, insbesondere einen vierseitigen Randbereich, auf.
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Eine Sonotrode, die einen runden Randbereich aufweist, ist insbesondere für torsionales Ultraschallschweißen nützlich, bei dem die Sonotrode radial bewegt wird, da es eine Masse der Sonotrode, die bewegt werden muss, minimiert.
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Eine Sonotrode, die einen mehrseitigen Randbereich aufweist, insbesondere einen quadratischen Randbereich, ist hinsichtlich einer mechanischen Belastung sehr stabil und ermöglicht das Bilden einer Spitze mit steil geneigten Erhöhungen, was zu großen Reservoirs zum Aufnehmen von Material, das sich während einer Ultraschallschweißprozedur zur Mitte der Spitze hin bewegt, führt. Somit ermöglicht eine Sonotrode, die einen mehrseitigen Randbereich aufweist, eine höhere Andruckkraft zum Drücken der Sonotrode auf ein Fügestück.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Randbereich an einem Übergang von dem Schaft zu einer Oberfläche der Spitze verrundet.
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Ein verrundeter Randbereich, d. h. ein Randbereich, der keine scharfe Kante aufweist, weist die Auswirkung auf, dass Eindrücken von Material in einen durch eine scharfe Kante an dem Randbereich gebildeten Absatz vermieden werden kann. Somit kann, durch Verwendung eines verrundeten Randbereichs, Material, das durch einen Ultraschallschweißprozess bewegt wird, von dem Randbereich zur Mitte der Spitze der Sonotrode bewegt werden. Solch eine Bewegung von Material verhindert Brüche in den Fügestücken, die durch Material verursacht werden, das sich unter einer scharfen Kante ansammelt und mit hohem Druck auf das Fügestück gedrückt wird. Mit anderen Worten, ermöglicht der verrundete Randbereich, dass sich Material, das sich während eines Ultraschallschweißprozesses bewegt, von dem Randbereich zur Mitte der Spitze der Sonotrode hin bewegt, wo ein Reservoir vorgesehen ist, in dem sich Material ansammeln kann, ohne an der Oberfläche des Fügestücks irgendwelche Beschädigung zu verursachen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform weist die Spitze eine konkave Gestalt auf und zumindest die Erhöhungen sind zum ersten Ende des Schafts hin gekrümmt.
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Eine konkave Gestalt der Spitze der hier offenbarten Sonotrode weist die Auswirkung auf, dass sich ein Materialfluss von einem Randbereich der Spitze zu einer Mitte der Spitze hin in einem Reservoir ansammeln kann, das durch die konkave Gestalt der Spitze ausgebildet ist.
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Gekrümmte Erhöhungen weisen die Auswirkung auf, dass ein auf sich unter den Erhöhungen ansammelndes Material ausgeübter Druck minimiert wird, indem so viel Raum zum Ansammeln des Materials wie möglich vorgesehen wird.
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Ferner wird das Bilden von scharfen Kanten auf der Oberfläche eines Fügestücks, die durch eine kantige Gestalt einer Sonotrode gebildet werden können, durch Verwendung einer Sonotrode, die gekrümmte Erhöhungen aufweist, unterdrückt.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Erhöhungen von dem Randbereich zur Mitte hin geneigt.
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Geneigte Erhöhungen weisen die Auswirkung auf, dass Material, das sich während eines Ultraschallschweißprozesses bewegt, zur Mitte der Spitze gedrängt wird. Somit kann Blockieren von Materialbewegung von der Kante zur Mitte vermieden werden.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Spitze eine Reihe von Einsenkungen.
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Überraschenderweise fand sich, dass in der hier offenbarten Spitze ausgebildete Einsenkungen die Deformation einer Oberfläche eines Fügestücks in einem Kontaktgebiet vermeiden, in dem die Sonotrode das Fügestück kontaktiert, indem zusätzlicher Raum vorgesehen wird, in den sich das Material während eines Ultraschallschweißprozesses bewegen kann.
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Eine Einsenkung kann in einem Gebiet der Spitze, das sich zwischen dem Randbereich und der Mitte erstreckt, ausgebildet sein. Insbesondere kann eine Einsenkung von einem in der Mitte der Spitze durch die Erhöhungen der Spitze ausgebildeten Reservoir separiert sein. Somit können die Einsenkungen zusätzlichen Raum bereitstellen, in den sich Material bewegen kann.
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Insbesondere kann eine Einsenkung effektiv an deren Enden blockiert sein, so dass eine Kammer ausgebildet ist, die Material dahingehend blockiert, sich während eines Ultraschallschweißprozesses weiter zur Mitte der Spitze der hier offenbarten Sonotrode hin zu bewegen.
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Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Spitze eine Reihe von Kanälen, die sich von dem Randbereich der Spitze zu einer Mitte der Spitze hin erstrecken.
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Kanäle, die sich von dem Randbereich der Spitze zu einer Mitte der Spitze hin erstrecken, führen Material, das sich während eines Ultraschallschweißprozesses bewegt, von dem Randbereich zur Mitte und verhindern dadurch die Ansammlung von Material an dem Randbereich und verhindern Beschädigung eines Fügestücks an dem Randbereich.
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Gemäß einer Ausführungsform ist jede Erhöhung zwischen einer Einsenkung und einem Kanal ausgebildet.
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Durch Ausbilden der Erhöhungen der hier offenbarten Sonotrode zwischen einer Einsenkung und einem Kanal der Spitze kann sich Material, das durch eine Bewegung der Erhöhungen über eine Oberfläche eines Fügestücks bewegt wird, in einem Kanal und/oder einer Einsenkung bewegen. Somit wird Ansammlung von Material an den Erhöhungen und Beschädigung eines Fügestücks an den Erhöhungen verhindert.
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Ferner ergibt eine Einsenkung, angrenzend an eine Erhöhung, die an einen Kanal angrenzt, die Auswirkung, dass ein Engpass, der während eines Ultraschallschweißprozesses in dem Kanal aufgrund eines erhöhten Materialflusses durch den Kanal auftritt, minimiert wird, da sich Material, das sich nicht durch den Kanal bewegen kann, in die Einsenkung bewegen wird. Somit führt Ausbilden der Erhöhungen der hier offenbarten Sonotrode zwischen einer Einsenkung und einem Kanal der Spitze zu einer günstigen Verteilung von Material, was zu einer sehr flachen Oberfläche eines durch die Sonotrode bewegten Fügestücks führt.
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Gemäß einer Ausführungsform sind die Kanäle höhenmäßig kleiner als die in der Spitze ausgebildeten Einsenkungen.
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Kanäle, die höhenmäßig kleiner als in der Spitze der hier offenbarten Sonotrode ausgebildeten Einsenkungen sind, weisen die Auswirkung auf, dass Material, das sich während eines Ultraschallschweißprozesses durch die Kanäle bewegt, zur Mitte der Spitze gedrängt wird, wohingegen Material, das sich in eine Einsenkung bewegt, in der Einsenkung behalten wird, um eine Ansammlung von zu viel Material in der Mitte der Spitze zu vermeiden.
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Gemäß einer Ausführungsform erstrecken sich die Erhöhungen unter rechten Winkeln zu einer Vibrationsrichtung der Spitze.
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Überraschenderweise fand sich, dass Erhöhungen, die sich unter rechten Winkeln zu einer Vibrationsrichtung der Spitze erstrecken, während eines Ultraschallschweißprozesses zu einer heterogenen Verteilung von Material führen, da kein Material durch Kanäle, die sich parallel zu einer Bewegungsrichtung erstrecken, angesammelt wird. Im Gegensatz dazu drängen Kanäle, die sich unter rechten Winkeln zu einer Bewegungsrichtung der Sonotrode erstrecken, das Material durch die Bewegung der Sonotrode durch die Kanäle zu einer Mitte der Spitze.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren für Ultraschallschweißen.
Das Verfahren umfasst Verwenden einer Ausführungsform der hier offenbarten Sonotrode zum Zusammenschweißen eines ersten Fügestücks und eines zweiten Fügestücks, wobei das erste Fügestück relativ zu dem zweiten Fügestück durch die Sonotrode bewegt wird.
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Die hier offenbarte Sonotrode dient insbesondere zum Ausführen des hier offenbarten Verfahrens, so dass die in dem Kontext der Sonotrode offenbarten Merkmale auch für das Verfahren gelten und umgekehrt.
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Das hier offenbarte Verfahren basiert auf Verwenden der hier beschriebenen Sonotrode, die eine sehr flache Oberfläche eines durch die Sonotrode bewegten Fügestücks liefert, insbesondere in einem Prozess zum Schweißen von Metallen.
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Gemäß einer Ausführungsform wird der Schweißprozess durch torsionales Ultraschallschwei-ßen ausgeführt, und das erste Fügestück ist eine Metallplatte und das zweite Fügestück ist ein metallkaschiertes Substrat.
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Da das hier offenbarte Verfahren eine flache Oberfläche eines Fügestücks, das während eines Ultraschallschweißprozesses bewegt wird, liefert, insbesondere eine Oberfläche mit einem Minimum an Whiskern, kann das Verfahren zur Produktion von Halbleiter-Leistungsmodulen verwendet werden, wobei torsionales Ultraschallschweißen beispielsweise zum Verbinden von Kupferkontakten mit einem Substrat verwendet wird. Das Substrat kann ein direkt kupfergebondetes Substrat mit einem isolierenden Keramikkern, mit Kupferkaschierung auf beiden Seiten, umfassen.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung von Metallplatten. Die Anordnung umfasst eine erste Metallplatte und eine zweite Metallplatte, wobei die erste Metallplatte durch Verwendung einer Ausführungsform des hier offenbarten Verfahrens an die zweite Metallplatte geschweißt wird.
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Insbesondere betrifft die hier offenbarte Anordnung ein Halbleiter-Leistungsmodul, das ein direkt kupfergebondetes Substrat mit einem isolierenden Keramikkern, mit Kupferkaschierung auf beiden Seiten, umfasst.
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Figurenliste
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen gilt:
- 1 zeigt eine Ausführungsform der Sonotrode gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 2 zeigt eine Spitze der in 1 gezeigten Sonotrode,
- 3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 4 zeigt eine Ausführungsform der Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der Sonotrode gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Sonotrode gemäß der vorliegenden Erfindung,
- 7 zeigt eine vierte Ausführungsform der Sonotrode gemäß der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Zunächst versteht der Durchschnittsfachmann, dass diese Ausführungsformen nur zum Erläutern der technischen Prinzipien der vorliegenden Offenbarung verwendet werden und nicht dafür gedacht sind, den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken. Obgleich die folgenden Ausführungsformen im Zusammenhang mit einer Einrichtung beschrieben werden, ist dies beispielsweise nicht einschränkend. Die technischen Lösungen der vorliegenden Offenbarung sind auch auf andere Vorrichtungen anwendbar. Eine derartige Änderung des Anwendungsobjekts weicht nicht vom Prinzip und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung ab.
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Weiterhin sei angemerkt, dass in der Beschreibung der vorliegenden Offenbarung, soweit nicht anderweitig klar spezifiziert und definiert, die Begriffe „anordnen“, „installieren“, „verbinden“ und „Verbindung“ in einem breiten Sinne zu verstehen sind; beispielsweise kann die Verbindung eine feste Verbindung sein oder auch eine lösbare Verbindung oder eine integrierte Verbindung sein; sie kann eine mechanische Verbindung oder eine elektrische Verbindung sein; sie kann eine direkte Verbindung oder eine indirekte Verbindung sein, die durch ein Zwischenmedium implementiert wird, oder sie kann eine interne Kommunikation zwischen zwei Elementen sein. Der Durchschnittsfachmann kann die spezifische Bedeutung der obigen Begriffe in der vorliegenden Offenbarung gemäß spezifischen Situationen verstehen.
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In 1 ist eine Sonotrode 100 gezeigt. Die Sonotrode 100 umfasst einen Schaft 101 mit einem ersten Ende 103, einem zweiten Ende 105, das dem ersten Ende 103 entgegengesetzt ist. Eine Längsachse 107 verläuft von dem ersten Ende 103 zu dem zweiten Ende 105. Ferner umfasst der Schaft eine Spitze 109 an dem zweiten Ende 105.
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Der Schaft 101 ist dafür ausgelegt, mit einer Ultraschallschweißeinrichtung verbunden zu werden, insbesondere einem Verstärker einer Ultraschallschweißeinrichtung. Somit kann der Schaft 101 eine optionale Verbindungsschnittstelle 121 umfassen, wie beispielsweise etwa ein Gewinde oder eine Bohrung.
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Insbesondere kann der Schaft 101 dafür ausgelegt sein, mit einem Verstärker entlang einer Rotationsachse des Verstärkers verbunden zu werden, so dass eine sogenannte „torsionale Ultraschallschweißung“ ausgeführt werden kann, bei der die Sonotrode 100 in einer torsionalen oder kreisförmigen Bewegung bewegt wird.
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Die Spitze 109 ist ausgelegt zum Kontaktieren eines ersten Fügestücks und zum Bewegen des ersten Fügestücks relativ zu einem zweiten Fügestück. Durch Bewegen des ersten Fügestücks relativ zu dem zweiten Fügestück, das in eine feste Position geklemmt ist, werden Materialschichten des ersten Fügestücks und des zweiten Fügestücks aufgebrochen aber nicht aufgeschmolzen, so dass Materialien des ersten Fügestücks und des zweiten Fügestücks gemischt werden und das erste Fügestück an das zweite Fügestück angeschweißt wird.
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Die Spitze 109 umfasst Erhöhungen 111, die sich radial von einer Mitte 113 der Spitze 109 zu einem äußeren Randbereich 115 der Spitze 109 erstrecken.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist der Randbereich 115 weiter von dem ersten Ende 103 weg als die Mitte 113, gemessen parallel zu der Achse 107.
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Die Spitze 109 weist eine konkave Gestalt auf, wobei die Erhöhungen 111 zu dem ersten Ende 103 der Spitze 109 hin gekrümmt sind.
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In 2 ist die Spitze 109 im Detail gezeigt. Die Spitze 109 weist einen runden und verrundeten Randbereich 115 auf. Dementsprechend weist die Spitze 109 eine kreisförmige Gestalt auf.
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Die Erhöhungen 111 erstrecken sich von dem Randbereich 115 zu der Mitte 113. Die Erhöhungen 111 werden durch Einsenkungen 117 und Kanäle 119 flankiert.
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Die Kanäle 119 können hinsichtlich ihrer Form tiefer als die Einsenkungen 117 sein. Gemäß einem Beispiel können die Kanäle 119 beispielsweise zwischen 100 und 200 µm tief sein, wohingegen die Einsenkungen 117 beispielsweise zwischen 200 und 300 µm tief sein können.
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Die Einsenkungen 117 liegen zwischen dem Randbereich 115 und der Mitte 113, insbesondere auf eine solche Weise, dass sie sich nicht in Kontakt mit dem Randbereich 115 und/oder der Mitte 113 befinden. Dementsprechend bleibt Material, das in die Einsenkungen 117 fließt, in den Einsenkungen 117, wohingegen Material, das in die Kanäle 119 fließt, durch Bewegung der Spitze 109 zur Mitte 113 gedrängt wird.
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Die Mitte 113 kann eine Einsenkung sein, so dass Material, dass sich in der Mitte 113 ansammelt, von einem Kontaktgebiet unter dem Randbereich 115 der Spitze 109 weggeleitet wird.
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Der Randbereich 115 weist an einem Übergang von dem Schaft 101 zu einer Oberfläche der Spitze 109 eine verrundete Gestalt auf, die eine Ansammlung von Material unter scharfen Kanten verhindert. Solche Ansammlungen können zu Brüchen in dem ersten Fügestück führen und müssen vermieden werden.
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Die sternförmige Verteilung der Erhöhungen 111, wie in 2 gezeigt, sorgt während eines Ultraschallschweißprozesses für hohe Scherkräfte, wohingegen die Verteilung der Kanäle 119 und der Einsenkungen 117 ungünstige Deformation der Fügestücke verhindert, insbesondere das Bilden von Whiskern.
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In 3 ist ein Verfahren 300 gezeigt. Das Verfahren 300 umfasst einen ersten Schritt 301 des Bereitstellens einer Sonotrode, wie etwa beispielsweise der Sonotrode 100 gemäß 1.
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Ferner umfasst das Verfahren 300 einen zweiten Schritt 303 des Verschweißens eines ersten Fügestücks und eines zweiten Fügestücks, wobei das erste Fügestück relativ zu dem zweiten Fügestück durch die Sonotrode 100 bewegt wird.
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In 4 ist eine Anordnung 400 gezeigt. Die Anordnung 400 umfasst eine erste Metallplatte 401 und eine zweite Metallplatte 403. Die erste Metallplatte 401 wird beispielsweise unter Verwendung des Verfahrens 300 an einem Schweißpunkt 405 an die zweite Metallplatte 403 angeschweißt.
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Insbesondere kann die Anordnung 400 Teil eines Halbleiter-Leistungsmoduls sein, das gegenüber Kurzschlüssen sehr robust ist, aufgrund eines Minimums von Whiskern in einem eine Übergangsfläche, d. h. ein Kontaktgebiet 407 zwischen der Sonotrode 100 und der ersten Metallplatte 401, umgebenden Volumen.
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Da das das Kontaktgebiet 407 umgebende Volumen ein Minimum von Whiskern, insbesondere überhaupt keine Whisker, zeigt, können Leiter, ohne Extraraum zum Reduzieren des Risikos von Kurzschlüssen, nahe dem Kontaktgebiet 405 platziert werden. Somit ist die Anordnung 400 im Vergleich zu einer Anordnung, in der Leiter mit Extraraum um ein Kontaktgebiet herum angeordnet sind, sehr klein.
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In 5 ist eine Sonotrode 500 gezeigt. Die Sonotrode 500 weist eine Spitze 501 mit auf ihrer Oberfläche ausgebildeten sternförmigen Erhöhungen 111 auf. In der Mitte 113 der Spitze 501 ist eine zusätzliche Erhöhung 503 ausgebildet, die durch eine Einsenkung 505 umgeben ist, die ein Reservoir zum Ansammeln von Material, das sich während einer Ultraschallschweißprozedur aufgrund der konkaven Gestalt der Spitze 501 zur Mitte 113 hinbewegt, ausbildet.
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In 6 ist eine Sonotrode 600 gezeigt. Die Sonotrode 600 ist von vierseitiger, insbesondere quadratischer, Gestalt und weist eine Spitze 601 mit einer Vielzahl von auf deren Oberfläche ausgebildeten Erhöhungen 111 auf. Somit weist die Spitze 601 einen vierseitigen Randbereich 603 auf.
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Die Erhöhungen 111 sind zu einer Mitte 113 der Spitze 601 hin geneigt. So dass Material, das sich während einer Ultraschallschweißprozedur bewegt, durch die Erhöhungen 111 zur Mitte 113 gedrängt wird.
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Die Erhöhungen 111 sind zur Mitte 113 der Spitze 601 hin geneigt, so dass das Material, das sich während einer Ultraschallschweißprozedur bewegt, durch die Erhöhungen 111 zur Mitte 113 der Spitze 601 bewegt wird.
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In 7 ist eine Sonotrode 700 gezeigt. Die Sonotrode 700 ist auch von vierseitiger, insbesondere quadratischer, Gestalt und weist eine Spitze 701 mit einer Vielzahl von auf deren Oberfläche ausgebildeten Erhöhungen 111 auf.
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Die Erhöhungen 111 sind zu einer Mitte 113 der Spitze 701 hin geneigt, so dass das Material, das sich während einer Ultraschallschweißprozedur bewegt, durch die Erhöhungen 111 zu einer Mitte 113 der Spitze 701 bewegt wird.
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Die Erhöhungen 111 sind sehr steil, so dass ein in der Mitte 113 der Spitze 701 ausgebildetes Reservoir zum Aufnehmen einer großen Materialmenge in der Lage ist.
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Bis hierhin wurden die technischen Lösungen der vorliegenden Offenbarung im Zusammenhang mit den in den begleitenden Zeichnungen gezeigten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, wobei der Durchschnittsfachmann allerdings leicht versteht, dass der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung offensichtlich nicht auf diese spezifischen Ausführungsformen beschränkt ist. Ohne von dem Prinzip der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, können Durchschnittsfachleute äquivalente Änderungen oder Ersetzungen an relevanten technischen Merkmalen vornehmen, und die technischen Lösungen werden nach diesen Änderungen oder Ersetzungen in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung fallen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Sonotrode
- 101
- Schaft
- 103
- erstes Ende
- 105
- zweites Ende
- 107
- Achse
- 109
- Spitze
- 111
- Erhöhung
- 113
- Mitte
- 115
- Randbereich
- 117
- Einsenkung
- 119
- Kanal
- 121
- Verbindungsschnittstelle
- 300
- Verfahren
- 301
- erster Schritt
- 303
- zweiter Schritt
- 400
- Anordnung
- 401
- erstes Fügestück
- 403
- zweites Fügestück
- 405
- Schweißpunkt
- 407
- Kontaktgebiet
- 500
- Sonotrode
- 501
- Spitze
- 503
- zusätzliche Erhöhung
- 505
- Einsenkung
- 600
- Sonotrode
- 601
- Spitze
- 603
- vierseitiger Randbereich
- 700
- Sonotrode
- 701
- Spitze
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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