ES2942751T3 - Procedimiento para conectar dos componentes - Google Patents

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Sarah Wicker
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Abstract

La invención se refiere a un método para conectar un primer componente (2) a un segundo componente (3) que comprende al menos los siguientes pasos del método: a) proporcionar una pluralidad de nanohilos (1) en una primera superficie de contacto (4) del primer componente (2), b) juntar el primer componente (2) y el segundo componente (3) de manera que la pluralidad de nanohilos (1) se pongan en contacto con una segunda superficie de contacto (5) del segundo componente (3) yc) calentar al menos la segunda superficie de contacto (5) a una temperatura de al menos 150°C. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento para conectar dos componentes
La presente invención se refiere a procedimientos y a un elemento de conexión para conectar un primer componente a un segundo componente, particularmente en relación con componentes en electrónica.
En una amplia variedad de aplicaciones existe la necesidad de conectar cuerpos entre sí. Por ejemplo, puede ser necesario conectar entre sí dos cuerpos metálicos o dos cuerpos de materiales diferentes. Este es particularmente el caso en la electrónica. En el estado de la técnica se conoce una gran variedad de procedimientos para formar dichas conexiones. En particular, se conocen procedimientos que, por ejemplo, conectan conductores eléctricos o cuerpos de cobre mediante soldadura, soldadura dura o blanda, pegado, atornillado, remachado o estampado. En estos procedimientos, las superficies preparadas se alinean con precisión y se unen entre sí. Por lo tanto, los cuerpos a conectar deben estar claramente determinados geométricamente y preparados en cuanto a su longitud y su lugar de conexión. Además, los preparativos para realizar la conexión deben realizarse con antelación, como la perforación de orificios o la provisión de los elementos de conexión correspondientes. Las técnicas de conexión de pegado, atornillado y remachado son procedimientos a temperatura ambiente. La soldadura, la soldadura blanda y la soldadura dura, por otro lado, son procedimientos en caliente en los que se genera metal líquido, que se inserta en la conexión de forma que rellene el volumen e interactúe con el metal.
Debido a su considerable aporte de temperatura, regularmente de hasta 1400°C, la soldadura presenta el inconveniente de que, por un lado, calienta considerablemente los cuerpos afectados, por lo que existe el riesgo de que se inicie un incendio de materiales inflamables. Por otra parte, también pueden producirse cambios ópticos en la superficie de los cuerpos que se van a conectar, lo que puede ser problemático, particularmente con superficies pretratadas con lacas, láminas o revestimientos. Además, muchos materiales no son soldables.
La soldadura fuerte del cobre, por ejemplo, también puede provocar un calentamiento considerable de los componentes implicados en la conexión (particularmente por encima de 400°C) debido a su considerable aporte de energía térmica. Esto puede provocar la ignición de materiales inflamables.
La soldadura blanda de, por ejemplo, cobre puede tener la desventaja de que, por un lado, la resistencia al cizallamiento de la conexión es inferior a la requerida y, por otro lado, que, en el caso de la soldadura blanda, las cargas de temperatura alternantes conducen a la segregación del metal y, por tanto, a la fragilización de la conexión. Esto puede provocar el fallo de la conexión. Además, las soldaduras blandas tienen la desventaja de que presentan una resistencia de contacto de la conexión significativamente mayor que, por ejemplo, el cobre puro. Otra desventaja de las conexiones de soldadura blanda es su baja resistencia a la fatiga mecánica, que normalmente sólo existe hasta unos 120°C. La resistencia a la corrosión de este tipo de conexiones contra los medios ácidos también suele ser insuficiente.
Al pegar componentes particularmente conductores como, por ejemplo, los componentes de cobre, suele existir el inconveniente de que la resistencia eléctrica de contacto se ve influida negativamente en gran medida por la pegadura. La pegadura conductiva no siempre puede cumplir los requisitos mecánicos de resistencia mecánica de la conexión. Además, por lo general, la resistencia mecánica suficiente sólo existe hasta un rango de temperatura de 120°C. Esto puede hacer imposible su uso en entornos cálidos o calientes y/o el uso de medios calientes.
Al atornillar y remachar, las piezas deben conectarse entre sí con particular precisión. El orificio necesario y el montaje por medio de un tornillo o una conexión remachada conducen además regularmente a un deterioro visual de la apariencia óptica y mecánica de la construcción total. Además, en el diseño debe garantizarse que se sabe de antemano en qué punto exacto debe realizarse la conexión. Esto puede dificultar o imposibilitar el uso de componentes no definidos en longitud. Además, en una conexión de este tipo suele quedar una rendija residual entre los componentes. La acción capilar puede provocar la entrada de humedad en la rendija residual y, posteriormente, la corrosión. La corrosión puede dañar la conexión. Además, puede aumentar la resistencia eléctrica y/o térmica de contacto de la conexión. Además, un orificio para un tornillo o remache puede provocar fugas en la zona de la conexión. Esto puede complicar el uso de dicha conexión, por ejemplo, para recipientes o sistemas de presión, en particular al requerir sellantes adicionales.
Los procedimientos para conectar dos componentes a través de nanoestructuras se conocen por las publicaciones DE 102006031322 A1 y EP 1583 146 A2.
Sobre esta base, un objetivo de la presente invención es resolver o al menos reducir los problemas técnicos descritos en relación con el estado de la técnica. En particular, deben presentarse procedimientos y un elemento de conexión para conectar un primer componente a un segundo componente en los que, entre los componentes, se forme una conexión mecánica particularmente estable, una conexión que conduzca electricidad particularmente bien y/o una conexión que conduzca calor particularmente bien, la cual pueda obtenerse en particular de una manera particularmente segura y sencilla.
Estos objetivos se logran con un procedimiento para conectar un primer componente a un elemento de conexión según las características de las reivindicaciones independientes. Otras configuraciones ventajosas se indican en las respectivas reivindicaciones dependientes formuladas. Las características expuestas individualmente en las reivindicaciones pueden combinarse entre sí de cualquier manera tecnológicamente útil y pueden complementarse con hechos explicativos de la descripción, en cuyo caso se muestran otras variantes de realización de la invención.
De acuerdo con la invención se presenta un procedimiento para conectar un primer componente a un segundo componente, que comprende al menos las siguientes etapas procedimentales:
a) proporcionar una pluralidad de nanocables en una primera superficie de contacto del primer componente, pero no en una segunda superficie de contacto del segundo componente,
b) juntar el primer componente y el segundo componente de modo que la pluralidad de nanocables se ponga en contacto con una segunda superficie de contacto del segundo componente; y
c) calentar al menos la segunda superficie de contacto a una temperatura de al menos 150°C.
El primer componente y el segundo componente son preferiblemente componentes electrónicos como, por ejemplo, componentes semiconductores, chips de ordenador, microprocesadores o placas de circuitos. El primer componente y/o el segundo componente son preferiblemente al menos parcialmente conductores eléctricos y/o térmicos. Sin embargo, el procedimiento descrito no se limita a aplicaciones en el campo de la electrónica. Por ejemplo, también es posible montar un componente como un sensor (como un primer componente) en una pared o soporte (como segundo componente) según el procedimiento descrito. Mediante el procedimiento descrito se puede formar una conexión mecánicamente estable, eléctricamente conductora y/o térmicamente conductora entre el primer componente y el segundo componente en particular. Así, el procedimiento descrito puede aplicarse en todos los campos en los que se requiera una conexión entre dos componentes con una o más de estas propiedades. Además, el procedimiento descrito no está limitado a un tamaño concreto de los componentes. Por ejemplo, el procedimiento descrito es adecuado para una aplicación en el campo de la (micro)electrónica o para conectar componentes significativamente mayores a nivel macroscópico.
Los componentes se conectan entre sí a través de superficies de contacto respectivas. Una superficie de contacto es en particular un área espacialmente distinguida de una superficie del componente respectivo. En particular, se prefiere que las superficies de contacto se distingan por la formación de la conexión. Esto significa que la superficie de contacto no se distingue inicialmente del resto de la superficie del componente y sólo surge formándose la conexión de tal manera que la superficie de contacto es la superficie sobre la que se forma la conexión. En este caso, la superficie de contacto se delimita mentalmente (es decir, sin distinción espacial) del resto de la superficie del componente. Por ejemplo, un área de contacto de un conductor eléctrico plano (como primer componente) puede distinguirse formando una conexión plana con un segundo conductor eléctrico (como segundo componente) sobre un área limitada del conductor plano (es decir, sobre el área de contacto).
Las áreas de contacto son preferiblemente cada una simplemente áreas continuas de la superficie del componente respectivo. Alternativamente, es posible que la primera superficie de contacto y/o la segunda superficie de contacto se subdividan en una pluralidad de subregiones separadas entre sí de la superficie del componente respectivo. Así, una zona de contacto puede comprender dos o más secciones de la superficie del componente respectivo separadas entre sí.
Preferiblemente, los componentes son rígidos o tienen al menos una superficie rígida sobre la que se proporcionan las superficies de contacto. Esto significa en particular que los componentes (o al menos las superficies de contacto) no son flexibles. Una conexión puede formarse particularmente bien entre componentes rígidos o superficies de contacto según el procedimiento descrito. Si, por ejemplo, uno de los componentes estuviera diseñado para ser flexible, sería posible que la conexión se rompiera debido a una carga sobre los nanocables. Sin embargo, dependiendo de las circunstancias exactas, el procedimiento descrito también puede utilizarse ventajosamente con componentes o superficies de contacto flexibles.
En el procedimiento descrito, la conexión entre el primer componente y el segundo componente o entre la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto se forma mediante una pluralidad de nanocables.
Tal como se utiliza en el presente documento, se entiende por nanocable (inglés: nanowire) cualquier cuerpo material con forma de alambre y un tamaño comprendido entre unos pocos nanómetros y unos pocos micrómetros. Por ejemplo, un nanocable puede tener una base circular, oval o poligonal. En particular, un nanocable puede tener una base hexagonal. Preferiblemente, todos los nanocables implicados en la conexión están formados por el mismo material. Se prefiere particularmente que los nanocables estén formados en su totalidad por un material conductor de la electricidad.
Preferiblemente, los nanocables tienen una longitud comprendida entre 100 nm [nanómetros] y 100 |jm [micrómetros], en particular entre 500 nm y 30 jm . Además, los nanocables tienen preferentemente un diámetro comprendido entre 10 nm y 10 |jm, en particular entre 30 nm y 2 |jm. En este contexto, el término diámetro se refiere a una superficie de base circular, en cuyo caso se debe utilizar una definición comparable de diámetro en el caso de una superficie de base que se desvíe de la misma. Se prefiere particularmente que todos los nanocables utilizados tengan la misma longitud y el mismo diámetro.
La conexión se forma preferiblemente proporcionando la pluralidad de nanocables entre las respectivas superficies de contacto a conectar. Debido al tamaño de los nanocables en el rango nanométrico, el área de superficie de la conexión (es decir, el área sobre la que actúan fuerzas como la fuerza de Van der Waals a nivel atómico) es particularmente grande. Esto significa que la conexión puede conducir particularmente bien la electricidad, el calor y/o ser mecánicamente estable. Para una conexión particularmente bien conductora de electricidad y/o calor, es preferible que los nanocables estén formados por un material conductor de electricidad y/o calor. En este caso se prefiere particularmente el uso de cobre. También es preferible que las superficies de contacto estén formadas de un material conductor eléctrico y/o térmico, en particular de cobre. Como se ha descrito anteriormente, el uso de cobre no es posible, en particular para conexiones soldadas. Debido a la gran superficie de la conexión obtenida por el procedimiento descrito, puede ser particularmente grande no sólo la conductividad eléctrica sino también la conductividad térmica de la conexión. Esto puede mejorar, por ejemplo, la refrigeración de los componentes implicados en la conexión. En particular para este propósito se prefiere el uso de cobre para los nanocables y/o para las superficies de contacto.
Además, la conexión descrita puede formarse de manera particularmente sencilla y sin herramientas. Sólo es necesario juntar y calentar de forma limitada las superficies de contacto que se van a conectar. Opcionalmente se puede aplicar presión, pero no es obligatorio.
En la etapa a) del procedimiento descrito se proporciona una pluralidad de nanocables en la primera superficie de contacto y, por lo tanto, en al menos una parte de la superficie del primer componente. Esto puede hacerse en particular mediante crecimiento galvánico de los nanocables. Por un lado, proporcionar significa que los nanocables se aplican a la primera superficie de contacto como parte del procedimiento. Por otro lado, la provisión también incluye el uso de un primer componente en el que los nanocables ya están provistos en la primera superficie de contacto. Por ejemplo, un primer componente convenientemente preparado puede obtenerse de un proveedor y utilizarse para la aplicación del procedimiento descrito. Tal obtención de un componente preparado también es una provisión de los nanocables en el sentido utilizado aquí. En particular, el procedimiento descrito tiene la ventaja de que los nanocables sólo tienen que proporcionarse en una de las superficies de contacto implicadas y no en ambas. Por lo tanto, se prefiere que los nanocables sólo se proporcionen en la primera superficie de contacto, pero no en la segunda.
Los nanocables se proporcionan preferentemente sobre la primera superficie de contacto de manera que sean sustancialmente perpendiculares (preferentemente perpendiculares) a la primera superficie de contacto. El conjunto de nanocables proporcionado según la etapa a) puede denominarse en particular césped de nanocables. No obstante, los nanocables también pueden disponerse en cualquier orientación sobre la primera superficie de contacto. También es posible dividir la superficie de contacto en una pluralidad de subregiones (interconectadas o separadas), en cuyo caso los nanocables están orientados de forma diferente en las distintas subregiones. De este modo se puede conseguir una conexión particularmente estable que, en particular, puede resistir particularmente bien las fuerzas de cizallamiento. Además, es posible que los nanocables estén diseñados de forma diferente en distintos puntos de la primera zona de contacto, en particular en lo que respecta a su longitud, diámetro, material y densidad (la densidad de los nanocables indica cuántos nanocables se proporcionan por zona).
En la etapa b) del procedimiento descrito, los componentes o las superficies de contacto se juntan, es decir, se acercan entre sí. Los nanocables de la primera superficie de contacto entran así en contacto con la segunda superficie de contacto. La conexión entre el primer componente y el segundo se puede formar ya parcialmente en la etapa b).
Sin embargo, la formación definitiva de la conexión sólo tiene lugar en la etapa c) del procedimiento descrito. En ella, al menos la segunda superficie de contacto se calienta a una temperatura de al menos 150°C (como temperatura mínima), preferiblemente a una temperatura de al menos 170°C (como temperatura mínima). Preferiblemente, la temperatura es de 200°C.
Este calentamiento hace que los nanocables se conecten a la segunda superficie de contacto. Por consiguiente, basta con que sólo se caliente la segunda superficie de contacto. Prácticamente, durante dicho calentamiento, no suele ser necesario distinguir si la primera superficie de contacto, la segunda superficie de contacto, los nanocables y el primer componente se calientan parcialmente o en su totalidad y/o el segundo componente se calienta parcialmente o en su totalidad. Este es particularmente el caso cuando se utilizan materiales térmicamente conductores. Para la formación de la conexión, el (co)calentamiento de componentes distintos a la segunda superficie de contacto no es necesario, pero tampoco es un obstáculo. Así, el calentamiento según la etapa c) puede llevarse a cabo en particular calentando el primer componente y el segundo componente como un todo, por ejemplo, en un horno. Alternativamente, sin embargo, también es posible aplicar calor localmente a la región de la conexión, en particular a la región de la segunda superficie de contacto.
Para formar la conexión puede ser suficiente que la temperatura mínima descrita se alcance una vez al menos durante un breve periodo de tiempo. No es necesario mantener la temperatura mínima. Sin embargo, se prefiere que la temperatura a la que se lleva a cabo el calentamiento según la etapa c) se mantenga durante al menos diez segundos, preferiblemente durante al menos 30 segundos. Esto puede garantizar que la conexión se forme como se desea. Mantener la temperatura durante más tiempo no suele ser perjudicial.
La conexión se forma conectando los nanocables, en particular sus extremos enfrentados hacia la segunda superficie de contacto, con la segunda superficie de contacto. Esta conexión se forma a nivel atómico. El procedimiento que transcurre a nivel atómico es similar al procedimiento que transcurre durante la sinterización. En particular, la conexión obtenida puede ser tan impermeable a los gases y/o líquidos que puede evitarse o al menos limitarse la corrosión de la conexión y/o de los componentes interconectados en la zona de la conexión. En particular, la conexión formada puede considerarse totalmente metálica. El procedimiento descrito también puede denominarse "soldadura de velcro". Esto expresa que la conexión se obtiene mediante una pluralidad de nanocables y, por lo tanto, mediante una pluralidad de estructuras alargadas similares a pelos y mediante calentamiento. Debido a la multitud de nanocables, se pueden compensar las irregularidades y rugosidades de las superficies de contacto.
Las etapas a) a c) del procedimiento se realizan preferentemente en el orden indicado, en particular una tras otra. En particular, la etapa a) se realiza preferentemente antes del inicio de las etapas b) y c). Sin embargo, las etapas b) y c) también pueden realizarse solapándose al menos parcialmente en el tiempo. Por ejemplo, el precalentamiento puede tener lugar antes o durante la etapa b), que puede entenderse como parte de la etapa c). También es posible calentar la segunda superficie de contacto antes de la etapa b) de tal manera que la temperatura necesaria para formar la conexión ya se haya alcanzado al unirse según la etapa b). En particular, la etapa c) también puede comenzar antes de la etapa b). En ese caso, la etapa c) se lleva a cabo en la medida en que la temperatura requerida según la etapa c) está presente, al menos temporalmente, incluso después de que se haya completado la etapa b).
Como otro aspecto, se presenta un procedimiento para conectar un primer componente a un segundo componente, que comprende al menos las siguientes etapas procedimentales:
A) proporcionar un elemento de conexión que tiene una pluralidad de nanocables en una primera superficie de conexión y en una segunda superficie de conexión,
B) unir una primera superficie de contacto del primer componente con la primera superficie de conexión del elemento de conexión
C) unir una segunda superficie de contacto del segundo componente con la segunda superficie de conexión del elemento de conexión
D) calentar al menos la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto a una temperatura de al menos 150°C.
Las ventajas particulares y las características de diseño descritas para el procedimiento descrito anteriormente (que comprende las etapas a) a c)) son aplicables y transferibles al procedimiento descrito actualmente (que comprende las etapas A) a D)), y viceversa.
Con el procedimiento descrito anteriormente, se pueden conectar directamente entre sí dos componentes. En este procedimiento, los nanocables se proporcionan sobre uno de los componentes según la etapa a). En el procedimiento aquí descrito, en cambio, los componentes se conectan entre sí indirectamente a través del elemento de conexión. Esto tiene la ventaja de que no es necesario proporcionar los nanocables sobre ninguno de los componentes. Basta con que los nanocables estén presentes en el elemento de conexión. En particular se prefiere que no haya nanocables en la primera superficie de contacto ni en la segunda superficie de contacto, sino únicamente en el elemento de conexión. Esto puede facilitar la puesta en práctica del procedimiento y, en particular, también ampliar el ámbito de aplicación del procedimiento a tales componentes que no son accesibles o son poco accesibles para un crecimiento de los nanocables. Además, el crecimiento de los nanocables puede llevarse a cabo localmente separado de los componentes.
En la etapa A), se proporciona un elemento de conexión que tiene dos superficies de conexión. Ambas superficies de interconexión tienen respectivamente una pluralidad de nanocables.
El elemento de conexión puede entenderse en particular como un intermediario de la conexión entre el primer componente y el segundo componente. En particular, cualquier objeto físico que sea adecuado para ser dispuesto entre la primera superficie de contacto del primer componente y la segunda superficie de contacto del segundo componente puede ser considerado como un elemento de conexión.
Una superficie de conexión es en particular una región espacialmente distinguida de una superficie del elemento de conexión. En particular, se prefiere que las superficies de conexión se distingan por la formación de la conexión. Esto significa que la superficie de conexión inicialmente no se distingue del resto de la superficie del elemento de conexión y sólo se destaca por la formación de la conexión de tal manera que la superficie de conexión es la superficie en la que se forma la conexión. En este caso, la superficie de conexión se delimita mentalmente (es decir, sin distinción espacial) del resto de la superficie del elemento de conexión. Por ejemplo, una superficie de conexión de un elemento de conexión plano puede distinguirse por formar una conexión plana con el componente respectivo sobre un área limitada del elemento de conexión (es decir, sobre la superficie de conexión).
La superficie de conexión es preferiblemente tan grande como la superficie de contacto correspondiente y, en particular, tiene preferiblemente la misma forma. Sin embargo, también es posible que la superficie de contacto sea mayor o menor que la superficie de conexión correspondiente y/o que la superficie de contacto y la superficie de conexión correspondiente tengan formas diferentes.
Las superficies de conexión son preferiblemente, cada una, regiones simplemente continuas de la superficie del elemento de conexión. Alternativamente, es posible que la primera superficie de conexión y/o las segundas superficies de conexión se dividan en una pluralidad de subregiones mutuamente separadas de la superficie del elemento de conexión. Así, una superficie de conexión puede comprender dos o más secciones, mutuamente separadas, de la superficie del elemento de conexión. En ese caso, se asigna una sección a la primera superficie de conexión y/o a la segunda superficie de conexión en función de si la superficie de conexión se ha determinado o se ha utilizado para formar la conexión con la primera superficie de contacto y/o la segunda superficie de contacto.
En las etapas B) y C), la primera superficie de contacto se une con la primera superficie de conexión y la segunda superficie de contacto se une con la segunda superficie de conexión.
Las etapas procedimentales A) a D) se llevan a cabo preferiblemente en el orden indicado, en particular uno después del otro. En particular, la etapa A) se realiza preferentemente antes del inicio de las etapas B) a D).
Las etapas B) y C) pueden realizarse simultáneamente, solapándose en el tiempo o una después de la otra.
Si las etapas B) y C) se llevan a cabo consecutivamente, la unión se realiza aquí de acuerdo con la unión según la etapa b) del procedimiento descrito anteriormente. Así, la primera superficie de contacto puede unirse primero con la primera superficie de conexión; es decir, el primer componente con el elemento de conexión (etapa B)). Posteriormente, el elemento de conexión unido al primer componente según la etapa B) puede unirse con el segundo componente de tal manera que se junten la segunda superficie de contacto y la segunda superficie de conexión (etapa C)).
Las etapas B) y C) pueden llevarse a cabo simultáneamente o solapándose en el tiempo, por ejemplo, sujetando el elemento de conexión entre los dos componentes y moviéndolos simultáneamente hacia el elemento de conexión desde ambos lados.
En la etapa D) se calientan al menos la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto. Esto se efectúa de acuerdo con el calentamiento según la etapa c) del procedimiento descrito anteriormente, en cuyo caso aquí también se calienta la primera superficie de contacto. El elemento de conexión puede calentarse también durante el calentamiento. Aunque esto no es necesario, puede ser prácticamente más fácil o puede ser inevitable.
Las etapas B) y C), así como la etapa D), pueden realizarse solapándose al menos parcialmente en el tiempo. Por ejemplo, puede realizarse un precalentamiento antes o durante las etapas B) y C), que puede entenderse como parte de la etapa D). También es posible calentar la primera superficie de contacto y/o la segunda superficie de contacto antes de la etapa D) de tal manera que la temperatura necesaria para formar la conexión ya se haya alcanzado durante la unión según la etapa B) o C). En particular, la etapa D) también puede comenzar antes de la etapa B) o C). En este caso, la etapa D) se lleva a cabo en la medida en que está presente la temperatura requerida según la etapa D), al menos temporalmente, incluso tras la finalización de la etapa B) o C).
El procedimiento descrito en el presente documento (que comprende las etapas A) a D)) puede entenderse como una realización doble del procedimiento descrito anteriormente (que comprende las etapas a) a c)). Así, en una primera etapa a), puede proporcionarse una pluralidad de nanocables sobre una primera superficie de conexión (entendida aquí como una primera superficie de contacto) del elemento de conexión (entendido aquí como un primer componente). En una segunda etapa a), una pluralidad de nanocables puede proporcionarse en una segunda superficie de conexión (también entendida aquí como una primera superficie de contacto) del elemento de conexión (entendido aquí como un primer componente). Ambas etapas a) juntas forman la etapa A). El elemento de conexión puede unirse con un primer componente según una primera etapa b) y con un segundo componente según una segunda etapa b). Estas son las etapas B) y C). Además, el calentamiento se realiza según las etapas c) y D), respectivamente. La doble ejecución descrita de las etapas a) y b) puede llevarse a cabo en diferentes secuencias. Por ejemplo, en primer lugar, pueden llevarse a cabo la primera y segunda etapas a), después la primera y la segunda etapa b) y después la etapa c). Sin embargo, también es posible, por ejemplo, llevar a cabo primero la primera etapa a), luego la primera etapa b) y finalmente el calentamiento de acuerdo con una primera etapa c). Los nanocables sobre la segunda superficie de conexión pueden protegerse, por ejemplo, con una laca protectora. Posteriormente, la laca protectora puede retirarse y la segunda etapa a), seguido de la segunda etapa b) y, a continuación, el calentamiento puede llevarse a cabo de nuevo de acuerdo con una segunda etapa c).
Las formas de realización preferidas descritas a continuación se refieren tanto al procedimiento descrito en primer lugar (que comprende las etapas a) a c)), como también al procedimiento descrito a continuación (que comprende las etapas A) a D)).
En una forma de realización preferida del procedimiento, el calentamiento se lleva a cabo a una temperatura de 270°C como máximo, en particular 240°C como máximo.
Con los procedimientos descritos se puede obtener una conexión entre dos componentes sin tener una temperatura a un nivel tal como en el caso de la soldadura o de la soldadura fuerte. En la presente forma de realización esta ventaja puede aprovecharse prescindiendo del calentamiento en una innecesaria extensión. Así, por ejemplo, pueden evitarse daños en los componentes. También puede excluirse la capacidad de inflamación de materiales combustibles gracias a las temperaturas bajas descritas. Por consiguiente, se prefiere particularmente que la temperatura del primer componente y/o del segundo componente no supere los 270°C, en particular los 240°C, en ningún momento durante los procedimientos descritos.
En otra forma de realización preferida del procedimiento, el primer componente y el segundo componente se presionan entre sí con una presión de al menos 10 MPa, en particular de al menos 15 MPa, y/o de al menos 100 MPa, en particular de 70 MPa, al menos durante una parte del calentamiento.
Preferentemente, la presión utilizada está comprendida entre 10 MPA y 100 MPa, en particular entre 15 MPa y 70 MPa. Se prefiere particularmente una presión de 20 MPa.
Preferiblemente, por encima del límite inferior especificado la presión está presente al menos en un periodo de tiempo en el que la temperatura supera el límite inferior especificado para la misma. A este respecto, los nanocables y la superficie de contacto se someten de este modo tanto a una presión como a una temperatura correspondientes al menos en este periodo de tiempo. De este modo, la conexión puede formarse por la acción de la presión y la temperatura.
En otra forma de realización preferida del procedimiento, la primera superficie de conexión y la segunda superficie de conexión se forman una frente a la otra.
Preferiblemente, la primera superficie de conexión y la segunda superficie de conexión están dispuestas paralelas entre sí.
En la presente forma de realización, el elemento de conexión puede disponerse entre dos componentes a conectar. En este caso, el elemento de conexión (aparte de la formación de la conexión) simplemente tiene el efecto de que la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto no están dispuestas directamente adyacentes entre sí, sino que están dispuestas separadas entre sí, en particular por el grosor del material del elemento de conexión. Una orientación de la primera superficie de contacto y de la segunda superficie de contacto entre sí no se ve afectada por el elemento de conexión.
Alternativamente, la primera superficie de contacto y la segunda superficie de contacto pueden estar situadas, por ejemplo, en diferentes lugares de una superficie, en particular una superficie plana, del elemento de conexión. En ese caso, el primer componente puede estar conectado al elemento de conexión en un primero de estos lugares y el segundo componente puede estar conectado al elemento de conexión en un segundo de estos lugares.
Como otro aspecto, se presenta un elemento de conexión para conectar un primer componente a un segundo componente, en particular según el procedimiento descrito que comprende las etapas A) a D), en cuyo caso el elemento de conexión comprende una pluralidad de nanocables en una primera superficie de conexión y en una segunda superficie de conexión, respectivamente.
Las ventajas particulares y las características de configuración del procedimiento que comprende las etapas A) a D), descritas anteriormente, son aplicables y transferibles al elemento de conexión descrito, y viceversa.
En una forma de realización preferida, el elemento de conexión tiene forma de banda y tiene dos superficies de banda opuestas; la primera superficie de conexión está formada sobre una primera de las superficies de banda y la segunda superficie de conexión está formada sobre una segunda de las superficies de banda.
Las superficies opuestas de la banda son las dos superficies de la banda que tienen un área de superficie significativamente mayor en comparación con todas las demás superficies (que resultan debido al grosor del material de la banda). Preferiblemente, un grosor de material de la banda está en el rango de 0,05 mm y 5 mm [milímetros], en particular en el rango de 0,1 mm y 1 mm.
El material de la banda puede suministrarse, por ejemplo, en forma de rollo. Los nanocables pueden estar ya dispuestos en el material de la banda y estar protegidos, por ejemplo, por una laca protectora. Antes de utilizar el elemento de conexión, la laca protectora puede retirarse para exponer los nanocables. Una parte respectivamente necesaria del material de la banda se puede separar del rollo para su uso.
En la presente forma de realización, el elemento de conexión también puede denominarse "cinta de conexión" y, en particular, "cinta de soldadura-velcro".
En otra forma de realización preferida, el elemento de conexión es al menos parcialmente conductor eléctrico y/o térmico.
En particular, en esta forma de realización, la conexión formada puede ser particularmente conductora eléctrica y/o térmica.
La conductividad eléctrica y/o térmica en el sentido utilizado en el presente documento está presente en particular en el caso de metales como, por ejemplo, el cobre, que generalmente se denominan "conductores eléctricos" o "conductores térmicos". En particular, los materiales que generalmente se consideran aislantes eléctricos y/o térmicos no se consideran aquí conductores de electricidad y/o de calor.
La invención y el entorno técnico se explican con más detalle a continuación por medio de las figuras. Las figuras muestran ejemplos particularmente preferidos de realizaciones a las que, sin embargo, la invención no está limitada. En particular, debe advertirse que las figuras y, en particular, las relaciones de tamaño representadas son sólo esquemáticas. En estas se muestra esquemáticamente
Fig. 1: una representación esquemática de un primer procedimiento de conexión de dos componentes,
Fig. 2: una representación esquemática de una disposición de dos componentes conectados según el procedimiento de la Fig. 1, y
Fig. 3: una representación esquemática de un segundo procedimiento de conexión de dos componentes, Fig. 4: una representación esquemática de una disposición de dos componentes unidos entre sí según el procedimiento de la Fig. 3.
La Fig. 1 y muestra un primer procedimiento para conectar un primer componente 2 a un segundo componente 3. En la Fig. 2 se muestra una primera disposición 9 obtenida de este modo. El procedimiento según la Fig. 1 se describe utilizando los signos de referencia de la Fig. 2.
El procedimiento según la Fig. 1 comprende las siguientes etapas procedimentales:
a) proporcionar una pluralidad de nanocables 1 sobre una primera superficie de contacto 4 del primer componente 2, b) unir el primer componente 2 y el segundo componente 3 de manera que la pluralidad de nanocables 1 entren en contacto con una segunda superficie de contacto 5 del segundo componente 3, y
c) calentar al menos la segunda superficie de contacto 5 a una temperatura de al menos 150°C.
La Fig. 3 y muestra un segundo procedimiento para conectar un primer componente 2 a un segundo componente 3. En la Fig. 4 se muestra una segunda disposición 10 obtenida de este modo. El procedimiento según la Fig. 3 se describe utilizando los signos de referencia de la Fig. 4.
El procedimiento según la Fig. 3 comprende las siguientes etapas procedimentales:
A) proporcionar un elemento de conexión 6 con una pluralidad de nanocables 1 sobre una primera superficie de conexión 7 y sobre una segunda superficie de conexión 8,
B) unir una primera superficie de contacto 4 del primer componente 2 con la primera superficie de conexión 7 del elemento de conexión 6,
C) unir una segunda superficie de contacto 5 del segundo componente 3 a la segunda superficie de conexión 8 del elemento de conexión 6,
D) calentar al menos la primera superficie de contacto 4 y la segunda superficie de contacto 5 a una temperatura de al menos 150°C.
Lista de signos de referencia
nanocable
primer componente
segundo componente
primera superficie de contacto
segunda superficie de contacto
elemento de conexión
primera superficie de conexión
segunda superficie de conexión
primera disposición
segunda disposición

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para conectar un primer componente (2) a un segundo componente (3) que comprende al menos las siguientes etapas procedimentales:
a) proporcionar una pluralidad de nanocables (1) sobre una primera superficie de contacto (4) del primer componente (2), pero no sobre una segunda superficie de contacto (5) del segundo componente (3),
b) unir el primer componente (2) y el segundo componente (3) de modo que la pluralidad de nanocables (1) entre en contacto con la segunda superficie de contacto (5) del segundo componente (3), y
c) calentar al menos la segunda superficie de contacto (5) a una temperatura de al menos 150°C.
2. Procedimiento de conexión de un primer componente (2) a un segundo componente (3) que comprende al menos las siguientes etapas procedimentales:
A) proporcionar un elemento de conexión (6) con una pluralidad de nanocables (1) sobre una primera superficie de conexión (7) y sobre una segunda superficie de conexión (8),
B) unir una primera superficie de contacto (4) del primer componente (2) con la primera superficie de conexión (7) del elemento de conexión (6)
C) unir una segunda superficie de contacto (5) del segundo componente (3) con la segunda superficie de conexión (8) del elemento de conexión (6)
D) calentar al menos la primera superficie de contacto (4) y la segunda superficie de contacto (5) a una temperatura de al menos 150°C.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el calentamiento se efectúa a una temperatura de 270°C, como máximo.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que el primer componente (2) y el segundo componente (3) se presionan mutuamente con una presión de al menos 10 MPa y/o de al menos 100 MPa durante al menos una parte del calentamiento.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera superficie de conexión (7) y la segunda superficie de conexión (8) están formadas una frente a la otra.
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