KR102238064B1 - 접지 핀 상에 납땜된 베이스 본체, 이의 제조 방법 및 이의 용도 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속 베이스 본체(1), 고정 재료(10), 특히 전기 절연 고정 재료(10) 내에 기능성 엘리먼트를 수용하기 위한 적어도 하나의 관통 개구부(4), 및 납땜된 접속부에 의해 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속되어 있는 적어도 하나의 컨덕터(6)를 포함하는 피드 스루 엘리먼트(feed-through element)를 위한 베이스 본체에 관한 것이다. 그 납땜된 접속부는 금속 땜납 물질(7)을 포함하며, 여기서 금속 땜납 물질은 베이스 본체의 표면 영역을 피복하고 이로써 베이스 본체의 표면상에 납땜 영역(7)을 형성한다. 베이스 본체(1)는 적어도 납땜 영역(7)에서 베이스 본체의 표면에 함몰부를 적어도 포함하는 미세구조를 갖는다. 마찬가지로, 본 발명은 그러한 베이스 본체(1)의 제조 방법 및 이의 적용에 관한 것이다.
Description
본 발명은 일반적으로 피드 스루 엘리먼트(feed-through element), 예를 들어 센서를 위한 피드 스루 및/또는 대형 피드 스루 및/또는 트랜지스터-아웃라인 패키지에서의 피드 스루 및/또는 배터리 또는 커패시터 피드 스루를 위한 베이스 본체에 관한 것이고, 또한 이러한 피드 스루 자체에도 관한 것이다. 특히, 예를 들어 에어백 점화기(airbag igniter) 및/또는 안전벨트 텐셔너(seatbelt tensioner) 및/또는 가스 발생기에서 불꽃 개인 보호 장치(pyrotechnic personal protection device)를 기폭하는데 사용되는 바와 같이 기폭 장치(triggering device)를 위한 피드 스루가 제공된다. 본 발명은 특히 이러한 피드 스루 엘리먼트의 헤더의 설계, 이의 제조 방법 및 이의 용도에 관한 것이다.
센서의 피드 스루는 특히 센서 엘리먼트에 전력을 공급하고/하거나 그의 신호를 평가 유닛으로 전달할 수 있다. 대형 피드 스루는 일반적으로 안전 인클로저(safety enclosure), 예를 들어 액체 가스 탱크 및 /또는 반응기에서 사용된다.
배터리 또는 커패시터 피드 스루는 일반적으로 충전식 배터리를 포함한 배터리 또는 커패시터의 하우징을 관통하는 피드 스루를 의미하는 것으로 이해된다. 이 용어는 마찬가지로 수퍼캡이라고도 공지된 수퍼커패시터 분야를 포함한다. 피드 스루는 일반적으로 배터리 또는 커패시터 하우징 내부에서 전극에 접촉하는 역할을 한다.
TO 패키지라고도 공지된 트랜지스터-아웃라인 패키지는 전자 제품의 전류 운반용 하우징이다. TO 패키지는 원칙적으로 헤더와 캡의 2가지 컴포넌트로 구성된다. 헤더는 주로 캡슐화된 컴포넌트에 전력 공급을 확보하는 한편, 캡은 광학 신호의 신뢰할 수 있는 전송을 위해 광전자 분야에서 사용된다. 이것은 광학신호의 전송기(예를 들어 레이저 다이오드) 및 수신기(예를 들어 포토다이오드)를 둘 다 포함한다. TO 헤더는 예를 들어 반도체, 레이저 다이오드 또는 그 외 단순 전기 회로와 같은 전자 및 광학 컴포넌트를 장착하기 위한 기계적 베이스를 나타낸다. 동시에, 이것은 보호된 컴포넌트에 단자 핀의 도움으로 전력을 공급한다.
특히, 에어백 및/또는 안전벨트 텐셔너는 자동차에서의 불꽃 개인 보호 장치로 사용된다. 이러한 안전 시스템은 부상의 위험을 유의적으로 감소시킬 수 있다. 그러나, 전제 조건은 안전 시스템이 충돌 발생시 실패하지 않아야 한다는 점이다. 이 경우에도 특히 그러한 안전장치의 기능에 필수적인 그러한 불꽃 장치의 점화기에 특별한 주의를 기울여야 한다. 특히, 점화기는 심지어는 제조 후 여러 해가 지나도 여전히 제대로 기능하여야 한다. 15년이 종종 이러한 점화기의 평균 수명으로 명시되어 있다. 적절한 장기간의 기능을 확보하기 위해, 점화기에 제공된 추진 장약(propelling charge)이 경시적으로 변하지 않도록 확보할 필요가 있다. 이러한 변화는 예를 들어 점화기에 유입되는 수분에 의해 야기될 수 있다. 그러므로, 점화기의 추진 장약을 기밀하게 캡슐화하는 것이 중요하다. 점화기는 또한 안전 시스템의 가스 발생기의 추진 장약을 점화하기 위해 점화된 추진 장약의 가스를 정확한 방향으로 방출하여야 한다.
이를 확보하기 위해, 선행 기술에 공지된 점화기는 캡 또는 커버 및 비교적 거대한 헤더를 가지며, 이들 사이에서 추진 장약이 이들 부품에 의해 형성된 공동에 둘러싸여 있다. 추진 장약을 점화하기 위한 전류는 전기 단자에 의해 헤더를 통해 전달된다. 그러므로, 헤더는 일반적으로 관통 개구부(through-opening)를 가지며, 이 관통 개구부에 있어서 한쪽에는 플러그 접속에 의해 전력이 공급될 수 있고, 다른 쪽에는 예를 들어 점화 브리지에 의해 접속되는 금속 핀이 있으며, 그 점화 브리지는 추진제가 그 점화 브리지와 접촉할 때 동시에 전류가 그 추진제를 통과하여 흐르게 할 때 추진제가 점화되도록 한다. 그러므로, 헤더는 일반적으로 피드 스루 엘리먼트라고도 언급된다. 피드 스루 엘리먼트를 설계할 때, 추진 장약이 점화되는 경우, 캡 또는 커버 또는 이의 일부가 항상 분리되고 전기 피드 스루가 헤더에서 빠져 나오지 않도록 확보되어야 한다.
이러한 피드 스루 엘리먼트의 경우, 헤더의 베이스 본체는 금속으로 구성되고 점화 브리지는 용접된 브리지 와이어로 구현된다. 이 실시양태의 경우, 금속 핀은 베이스 본체의 관통 개구부에서 전기 절연성 고정 물질 내에 핀으로서 고정된다. 일반적으로 고정 물질로서 유리 물질, 특히 경질 유리 또는 유리 땜납이 사용된다. 대체로, 이 금속 핀은 외부 컨덕터에 대하여 유리에 의해 절연된다. 유사하게 세라믹, 유리-세라믹 및/또는 중합체도 절연 물질로서 가능하다.
제2 금속 핀은 베이스 플레이트로도 또한 알려진 베이스 본체로 표시되는 외부 컨덕터에 핀으로서 용접되거나 납땜된다. 피드 스루 엘리먼트의 상부면, 즉 최종 장착된 점화 장치의 점화 캡을 마주보고 있는 면 상에는 점화 브리지로서 이러한 브리지 와이어(일반적으로 텅스텐 합금)가 유리 물질의 표면과 접촉하게 된다. 예를 들어 자동차에서, 사용하는 동안 브리지 와이어가 손상되지 않고 점화 엘리먼트가 긴 유효 수명을 갖기 위해서는 일반적으로 유리 물질의 표면을 그라인딩하여야 하는데, 그 이유는 표면의 거칠기가 브리지 와이어를 손상시킬 수 있기 때문이다.
와이어의 길이는 저항, 및 결과적으로 점화 장치의 기폭 특성에 영향을 준다. 점화의 경우, 생성된 폭발 압력이 유리의 작은 표면 영역 상에 가해지므로, 이 실시양태는 매우 견고한 것으로 간주된다. 이 실시양태에 따른 추가의 이점은 핀이 외부 컨덕터에 직접 접속된다는 점, 및 점화기의 단순 접지가 이 핀에 의해 발생한다는 점이다. 이 핀은 일반적으로 접지 컨덕터 또는 접지 핀으로 언급된다.
특히 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기의 장기간 작동 신뢰성을 위해, 헤더 및/또는 베이스 본체에 접지 컨덕터의 신뢰성 있는 접속은 매우 중요하다. 접지 컨덕터가 작동하는 동안 온도 및/또는 진동의 큰 변화가 일어날 수 있는 헤더로부터 전달 및/또는 인열될 때, 그 접지 컨덕터는 결함 접속을 미리 갖는 것을 피해야 한다. 유사하게, 접지 컨덕터와 헤더 및/또는 베이스 본체 간의 접속은, 예를 들어 그 컨덕터가 커넥터 내로 밀려서 결과적으로 기계적 하중을 받게 된다면, 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너의 장착에 의해 손상되거나 또는 약화될 수 있다.
상기 언급된 유형의 점화 장치는 예를 들어 DE 101 33 223 A1에 공지되어 있으며, 여기에서 접지 핀은 베이스 본체에 플러시 용접되어 있다. 이러한 경우 플러시 용접은 접지 핀의 말단 면이 베이스 본체의 표면 영역에 용접된다는 것을 의미한다.
TO 패키지는 예를 들어 US 8,908,728 B1에 제시되어 있다. 여기에서는, 베이스 본체를 전기적으로 접지시키기 위해서 접지 핀을 베이스 본체에 접속시키는 것이 고려될 수 있다.
대형 피드 스루는 예를 들어 DE 10 2007 061 175 B3에 기재되어 있다. 베이스 본체는 일반적으로 기계가공 방법에 의해, 예를 들어 선반 위에서 프리폼을 회전시킴으로써 제조된다. 여기에서도 또한 베이스 본체에 접지 핀을 접속시키는 것이 가능하다.
일반적으로, 접지 핀은 용접 방법 대신에 납땜 방법, 특히 플러시 납땜에 의해 베이스 본체에 접속될 수 있다. 열 작용 하에 용융되는 금속 땜납 물질이 이를 위해 일반적으로 사용된다. 이 경우, 땜납 메니스커스(meniscus) 및/또는 땜납 갭이 그의 납땜된 말단 및 베이스 본체의 영역에서 접지 핀의 영역을 피복하는 금속 땜납 물질로부터 형성되며, 이로써 전기적 전도 및 기계적 고정된 방식으로 베이스 본체에 접지 핀을 접속하게 된다. 땜납 메니스커스 및/또는 땜납 갭의 두께를 포함하는 땜납 갭의 치수에 의해 베이스 본체 상에 피복된 영역의 크기는 제어하기가 어렵다. 이는 금속 땜납 물질이 베이스 본체의 에지를 통해 베이스 본체의 측면 상에 도달할 수 있고 거기에서 추가 가공을 더 어렵게 만들 수 있다는 점에서 베이스 본체의 추가 가공에 대한 문제점을 초래한다. 예를 들어, 베이스 본체가 에어백 점화기에서 사용될 때, 캡은 베이스 본체의 측면 위로 밀리고 거기에서 레이저 용접에 의해 용접된다. 이것은 측면 상에 존재하는 땜납 물질에 의해 방해되고/되거나 적어도 더 어려워지게 된다. 금속 땜납 물질이 관통 개구부로 들어가는 지의 여부가 마찬가지로 중요하다. 땜납 물질이 관통 개구부 내의 절연 물질과 베이스 본체 사이, 즉 일반적으로 글레이징-인(glazing-in) 유리와 외부 컨덕터 사이에 침투된다면, 베이스 본체로의 관통 개구부 내의 절연 물질의 접속의 기계적 강도가 임계 범위로 감소되는 큰 위험이 있다. 이 기계적 강도는 유리 압출 시험에 의해 시험될 수 있다. 이것은 이러한 컴포넌트의 산업적 대량 생산에서의 통상적인 수단이다.
유사하게, 불량하게 형성된 땜납 메니스커스 및/또는 땜납 갭 또는 불량하게 형성된 납땜 위치는 납땜된 접지 핀의 기계적 불안정성을 초래할 수 있다. 후자의 기계적 안정성, 즉 접지 핀과 베이스 본체 사이의 납땜 접속(soldered connection)의 기계적 안정성은 굽힘 시험에 의해 시험된다. 납땜 접속의 품질이 불충분한 경우, 접지 핀이 굽힘 시험에서 베이스 본체로부터 떨어질 수 있다. 땜납 메니스커스 및/또는 땜납 갭의 비제어 형성은 결과적으로 굽힘 시험에서 무작위적인 실패를 초래한다.
이러한 배경에 대하여, 본 발명의 목적은 선행 기술의 단점이 감소된 피드 스루 엘리먼트를 위한 베이스 본체를 제공하는 것이며 그리고 효율적이고 낮은 거부율로 산업적 대량 생산으로 제조될 수 있는 전기 컨덕터와 베이스 본체 사이의 신뢰성 있는 납땜 접속을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립 청구항에 따른 베이스 본체 및 이의 제조 방법에 의해 달성된다. 바람직한 실시양태 및 응용은 이에 대한 종속 청구항에 의해 제공된다. 이는 베이스 본체로부터 얻어지는 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트에 그리고 이의 응용에 동일하게 적용된다.
도 1은 납땜 영역에서 미세구조가 없는, 선행 기술에 따른 피드 스루 엘리먼트를 포함하는 공지의 점화 장치를 나타낸다.
도 2a는 축의 중심축에 평행한 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트를 관통하는 단면을 나타낸다.
도 2b는 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트의 표면의 평면도를 나타낸다.
도 3은 미세구조화된 납땜 영역을 지닌, 축의 중심축에 평행한 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트를 관통하는 단면의 세부를 나타낸다.
도 4는 선행 기술에 상응하는 습식 화학 처리 동안의 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 가공 중에 본 발명에 따른 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 6a는 미세구조의 세부 사진이다.
도 6b는 도안으로 변형된 도 6a에 상응하는 세부를 나타낸다.
도 7은 땜납 정지부로서의 미세구조의 기능을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 납땜 접속의 메니스커스를 갖는 본 발명에 따른 베이스 본체를 관통하는 단면으로부터의 세부를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 전체 표면 영역 상에 미세구조가 있는 본 발명에 따른 베이스 본체를 나타낸다.
도 2a는 축의 중심축에 평행한 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트를 관통하는 단면을 나타낸다.
도 2b는 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트의 표면의 평면도를 나타낸다.
도 3은 미세구조화된 납땜 영역을 지닌, 축의 중심축에 평행한 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트를 관통하는 단면의 세부를 나타낸다.
도 4는 선행 기술에 상응하는 습식 화학 처리 동안의 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 가공 중에 본 발명에 따른 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 6a는 미세구조의 세부 사진이다.
도 6b는 도안으로 변형된 도 6a에 상응하는 세부를 나타낸다.
도 7은 땜납 정지부로서의 미세구조의 기능을 개략적으로 나타낸다.
도 8은 납땜 접속의 메니스커스를 갖는 본 발명에 따른 베이스 본체를 관통하는 단면으로부터의 세부를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 전체 표면 영역 상에 미세구조가 있는 본 발명에 따른 베이스 본체를 나타낸다.
본 발명에 따른 베이스 본체는 금속 베이스 본체, 그리고 또한 고정 물질, 특히 전기 절연성 고정 물질 내에 기능성 엘리먼트를 수용하기 위한 적어도 하나의 관통 개구부를 포함한다. 이 기능성 엘리먼트는 전기 컨덕터일 수 있거나 또는 전기 컨덕터를 포함할 수 있지만, 또한 광학 엘리먼트 및/또는 열전쌍 및/또는 도파관 등도 포함한다. 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트는 또한 납땜 접속에 의해 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속되어 있는 적어도 하나의 컨덕터를 포함한다. 이러한 납땜 접속은 베이스 본체의 표면 영역을 피복하여 베이스 본체의 표면 상에 납땜 영역을 형성하는 금속 땜납 물질을 포함한다.
납땜 영역은 결과적으로 금속 땜납에 의해 피복되어 있는 베이스 본체의 표면 상의 영역으로 정의된다. 본 발명에 따라, 베이스 본체는 적어도 납땜 영역에서 베이스 본체의 표면 내에 적어도 함몰부를 포함하는 미세구조를 갖는다. 이는 특히 베이스 본체의 표면 아래의 가장 깊은 지점이 납땜 영역 외부에 놓여 있는 함몰부를 의미한다. 일반적으로, 함몰부는 웨브에 의해 서로 분리될 수 있다. 베이스 본체의 표면 아래에서 측정될 때, 웨브는 납땜 영역 외부에서 다시 연장될 수 있으며, 즉, 베이스 본체의 표면의 평면 아래의 납땜 영역 외부에 놓여 있을 수 있다. 기재된 바와 같이, 이것은 금속 땜납 물질이 납땜 영역에서 미세구조를 피복한다는 것을 의미한다. 금속 땜납 물질 및 미세구조가 함께 작용하여, 본 발명에 따른 이점을 유도하게 된다.
본 발명에 의해 제공되는 바와 같이 미세구조는 이것이 의도적으로 도입되어 있는 구조라는 사실에 의해 구별된다. 이 구조는 특히 조직 기준에 따라 베이스 본체에 도입되는 개별 구조들의 조합으로 구성되며, 따라서 전체적으로 미세구조를 형성한다. 본 발명에 따른 이러한 미세구조는 베이스 본체 내에 위치한 스크래치 및/또는 임프레션과는 현저하게 상이하며, 이들은 물론 무작위 배열을 따른다.
베이스 본체는 유리하게는 납땜 영역이 위치한 적어도 하나의 편평한 표면을 갖는다. 특히 유리하게는, 베이스 본체는 2개의 평행한 평면 표면을 갖는다. 관통 개구부는 이들 표면을 접속한다. 특히, 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너를 위한 베이스 본체는 디스크 형상이다. 배터리 및/또는 커패시터 하우징을 위한 베이스 본체는 유리하게는 직사각형 형태를 갖는다.
본 발명자들은 납땜 영역의 미세구조가 금속 땜납 물질에 대한 땜납 정지부(solder stop)로서 작용한다는 것을 인식하게 되었다. 기술된 바와 같이, 금속 땜납 물질은 납땜 공정 동안 용융되고 납땜 영역에서 베이스 본체뿐만 아니라 베이스 본체에 접속되는 컨덕터의 영역을 습윤시킨다. 습윤화 동안, 땜납 물질이 유동한다. 미세구조가 없다면, 땜납 물질의 유동은 제어가 어렵다. 본 발명자들은 미세구조가 용융된 땜납 물질의 유동을 제한한다는 것을 인식하게 되었다. 이러한 방식으로, 금속 땜납 물질의 유동은 말하자면 미세구조의 도입에 의해 제어될 수 있다. 이에 상응하여, 미세구조는 금속 땜납 물질에 대한 땜납 정지부이다. 이것은 본 발명에 따른 다수의 베이스 본체의 제조에서, 납땜 영역의 직경의 변동이 미세구조가 없는 경우보다 더 적다는 결과를 갖는다. 납땜 영역에서의 본 발명에 따른 미세구조의 존재로 인해, 납땜 영역의 직경은 신뢰성 있게 제어될 수 있다. 동시에, 땜납 물질의 유동의 제한이 미세구조의 주위에 있을 필요는 없지만, 그 제한이 대신 이미 미세구조의 개별 엘리먼트에 있으며, 즉 미세구조 내의 영역에 있다고 언급할 수 있다.
바람직하게는, 미세구조의 함몰부는 실질적으로 규칙적인 패턴을 형성한다. 특히 바람직하게는, 미세구조의 함몰부는 서로 인접하여 배열되고/되거나, 이들은 적어도 특정 영역에서 중첩된다. 특히 바람직하게는, 미세구조는 평면에서 보아 점 형태의 그리드로서 및/또는 메쉬 형태의 구조로서 및/또는 스케일(scale) 형태의 구조로서 형성되어 있다.
가장 특히 바람직하게는, 미세구조의 함몰부는 베이스 본체의 표면 내의 레이저 구조화된 영역이다. 유리하게는, 이들 레이저 구조화된 영역은 레이저 융삭된 영역 및/또는 레이저 방사선에 의해 열적으로 국부 재형성된 영역 및/또는 레이저 유도 압력 효과에 의해 국부 재형성된 영역일 수 있다. 임의의 조합이 가능하다는 것은 말할 필요도 없다. 이에 대한 추가적인 상세한 설명은 이후에 이어지는 단락에서 설명된다.
대안적으로, 본 발명에 의해 가능하고 유사하게 포함되는 것으로는 미세구조를 생성하기 위한 다른 가능성, 예를 들어 미세구조화된 스탬프에 의한 펀칭 및/또는 그라인딩(grinding) 및/또는 스코어링(scoring) 등과 같은 물질 제거 방법이 있다.
유리하게는, 미세구조는 홈의 형태를 취하고/하거나 미세구조는 원형 및/또는 타원형 직경을 갖는 함몰부를 포함하거나 또는 이로 구성된다. 유사하게는 직사각형 직경, 특히 둥근 모서리를 갖는 것이 가능하다. 특히 유리하게는, 함몰부는 크레이터(crater)의 형태 및/또는 컵의 형태이다. 이들 형태는 레이저 융삭 및/또는 레이저 탈착 또는 다른 레이저 보조 방법에 의해 매우 유리하게 생성될 수 있다.
바람직하게는, 미세구조의 함몰부는 최대 70 μm, 유리하게는 0.7 μm 내지 70 μm, 더 유리하게는 0.7 μm 내지 50 μm, 더 유리하게는 0.7 μm 내지 20 μm, 특히 유리하게는 1 μm 내지 10 μm, 가장 특히 바람직하게는 2 μm 내지 10 μm의 깊이를 갖는다. 이 깊이는 미세구조 외부의 베이스 본체 표면의 평면으로부터 미세구조의 가장 깊은 지점까지 측정되며, 즉 예를 들어 크레이터 형태에서 함몰부의 경우 미세구조 외부의 베이스 본체 표면의 평면으로부터 크레이터 저부의 가장 낮은 지점까지 측정된다. 마찬가지로 미세구조가 베이스 본체의 전체 표면에 걸쳐 있는 것이 본 발명에 의해 제공되고 포함된다는 것은 말할 필요도 없다. 이때, 미세구조의 함몰부의 깊이는 함몰부 사이에 위치하고/하거나 그 함몰부를 구분하는 웨브의 가장 높은 지점의 평균값의 평면으로부터 측정된다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 베이스 본체는 미세구조의 영역에서 평균 조도 Ra ≥ 0.35 μm 및/또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm를 갖는다. 가장 특히 바람직하게는, Ra는 0.35 μm 내지 15 μm의 범위에 있고/있거나, Rz은 1 μm 내지 50 μm의 범위에 있고, 특히 Rz은 1 μm 내지 15 μm의 범위에 있다.
평균 조도 Ra 및 평균 표면 조도 Rz은 당업자에게 공지된 방식으로 정의된다. 평균 조도 Ra는 수직 단면, 즉 미세구조의 프로파일 내의 측정 지점의 중심선으로부터의 평균 거리를 명시한 것이다. (중심선에 대하여) 프로파일 편차의 합이 최소가 되는 방식으로 기준 거리 내에서 중심선은 실제 프로파일과 교차한다. 그러므로, 평균 조도 Ra는 중심선으로부터 절대 항에서의 편차의 산술 평균에 해당한다. Rz은 평균 표면 조도로서 공지된 것이다. 이것은 5개의 측정 거리 내에서의 개별 조도의 산술 평균을 나타낸다. Rz은 미세구조 내의 베이스 본체의 표면 상에서 정의된 측정 거리를 7개의 개별 측정 거리로 나누어 결정되며, 중간 5개의 측정 거리는 동일한 크기이다. 평가는 오로지 이들 5개의 측정 거리를 기준으로 하여 수행된다. 미세구조의 프로파일의 이들 개별 측정 거리 각각으로부터, 최대 값과 최소 값의 차이가 결정된다. 이와 같이하여 수득된 5개의 개별 표면 조도로부터, 평균값 Rz이 생성된다.
유리하게는, 미세구조의 함몰부는 개별 함몰부 사이에 개별 함몰부를 서로 구별 가능하게 분리 및/또는 구분하는 웨브가 존재하도록 형성된다. 웨브 폭은 가변적이며, 1 μm 미만, 예를 들어 대략 100 μm 또는 50 μm 또는 20 μm 또는 10 μm일 수 있다.
특히 바람직하게는, 미세구조의 함몰부의 직경은, 함몰부의 가장 좁은 지점에서 측정된, 10 μm 내지 150 μm, 특히 10 μm 내지 120 μm, 특히 50 μm 내지 150 μm, 특히 50 μm 내지 120 μm이다. 마찬가지로, 언급된 이들 범위 모두에 대한 적절한 하한은 80 μm이다.
가장 특히 바람직하게는, 이것은 베이스 본체가 적어도 납땜 영역에서 동시에 컨디셔닝되는 베이스 본체의 미세구조를 도입함으로써 달성된다. 특히, 예를 들어 제조 동안, 베이스 본체 상에서 얻을 수 있는 바람직하지 않은 산화물 층 및/또는 증착물과 같은 방해 물질, 특히 윤활제는 적어도 미세구조의 함몰부에서 납땜 공정 전에 실질적으로 제거된다. 이에 상응하여, 미세구조의 표면은 가장 특히 바람직하게는 적어도 함몰부에서 유기 물질 및/또는 탄소를 갖지 않는다. 특히 바람직하게, 적어도 함몰부에는 순수한 금속 표면 또는 대체로(largely) 균일하고 바람직하게는 얇은 산화물 층이 존재하며, 이의 두께는 바람직하게는 10 nm 미만, 특히 바람직하게는 1 nm 내지 6 nm이다.
금속 베이스 본체는 일반적으로 미세구조의 도입 전에 자연 산화물 층을 갖는다. 이것은 종종 그의 조성 및/또는 특히 또한 그의 두께에 있어서 균일하지 않은 것이 일반적이다. 더욱이, 금속 베이스 본체는 보통 금속 가공 방법에 의해, 예를 들어 선반 상에서 회전에 의해 및/또는 펀칭 및/또는 냉간 성형 및/또는 절삭에 의해 원하는 형태가 된다. 관통 개구부는 유사하게, 예를 들어 드릴링 및/또는 펀칭 아웃에 의해 도입된다.
유사하게, 윤활제의 잔류물, 예를 들어 제조 기계의 윤활제가 베이스 본체 상에 존재할 수 있다. 이러한 윤활제 및 이의 잔류물은 특히 유기 물질 및/또는 일반적으로 탄소 화합물을 함유하는 오일일 수 있다. 미세구조를 도입함으로써, 이들 방해 산화물 층 및/또는 잔류물은 적어도 납땜 영역에서 적어도 부분적으로 제거된다. 자연 산화물 층이 제거될 때, 베어(bare) 금속 표면이 남겨지며, 특히 바람직하게는 적어도 미세구조의 함몰부에 남겨지며, 이것은 그러나 재산화될 수 있다. 이러한 재산화된 표면은 자연 산화물 층과 비교하여 더 작은 층 두께 및 더 큰 균일성을 갖는다. 이것은 납땜 공정 및 납땜 접속의 형성을 저해하지 않거나, 또는 적어도 상당히 낮은 정도로만 저해한다.
특히 바람직한 실시양태에서, 미세구조의 함몰부 사이의 웨브는 함몰부 내의 표면과 다른 산화물 층에 의해 피복된다. 결과적으로, 웨브 상의 산화물 층은 함몰부의 표면 상에 위치한 산화물 층과 다르다. 유사하게, 기술된 방식으로 웨브는 산화물 층에 의해 피복되고, 함몰부의 표면은 실질적인 베어(bare) 금속 표면인 것이 가능하다.
베이스 본체를 위한 물질로서 일반적으로 St 35 및/또는 St 37 및/또는 St 38 또는 고등급 강 및/또는 스테인레스 강과 같은 보통 강(normal steel)이 사용된다. DIN EN 10020에 따른 고등급 강은 황 및 인 함량(소위 수반되는 원소)이 0.035%를 초과하지 않는 합금 강 또는 비합금 강에 대한 용어이다. 그 후에도 종종 추가의 열처리(예를 들어: 경화 및 템퍼링)가 제공된다. 고등급 강은 예를 들어 알루미늄 및 규소와 같은 구성 성분이 특수 제조 방법에 의해 용융물로부터 분리되는 고순도 강, 및 후속 열처리를 위한 고 합금 공구 강(high-alloyed tool steel)을 또한 포함한다. 이들은 특히 크롬을 함유한다. 예를 들어 다음의 것들이 사용될 수 있다: X12CrMoS17, X5CrNi1810, XCrNiS189, X2CrNi1911, X12CrNi177, X5CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2, X6CrNiTi1810 및 X15CrNiSi25-20, X10CrNi1808, X2CrNiMo17-12-2, X6CrNiMoTi17-12-2.
그러나, 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트의 최대 비용 효율을 확보하기 위해, 금속 베이스 본체는 또한 유리하게는 고등급 강으로 구성되지 않을 수 있다. 유리하게는, 베이스 본체는 그 대신에 군 1.01xx 내지 1.07xx(비합금 품질 강)의 강으로부터 형성된다. 이러한 경우 강 군은 DIN EN 10 027-2, 주 물질 군을 나타내는 첫 번째 번호 및 강 군의 번호를 나타내는 첫 번째 점 후의 일련의 번호에 따라 특정된다.
최상의 가능한 내부식성을 확보하기 위해, 베이스 본체는 금속으로 코팅될 수 있다. 바람직하게는, 니켈 코팅이 사용된다. 이것은 특히 비합금된 품질의 강으로부터 형성된 베이스 본체에 적용된다.
바람직하게는, 적어도 미세구조가 존재하는 영역에서, 본 발명에 따른 베이스 본체는 크롬 함유 금속, 특히 크롬 함유 고등급 강을 포함한다. 유사하게 바람직하게는, 베이스 본체는 크롬 함유 금속, 특히 크롬 함유 고등급 강으로 구성된다. 이어서, 미세구조의 함몰부에서, 표면은 특히 CrOX를 포함하는 균일 층에 의해 피복된다. 특히 바람직하게는, 이 층은 CrOX(OH)2 -X·nH2O를 포함하거나 또는 이로 구성된다. 이렇게 언급된 층은 특히 기재된 물질을 사용할 때 일어나는 자연 산화에 의해 생성될 수 있다.
바람직하게는, 경질 땜납은 금속 땜납 물질로서 사용된다. 보통 경질 땜납으로서 지칭되는 것으로는 높은 은 함량을 기초로 하고/하거나, 니켈-은을 기초로 하고/하거나 황동을 기초로 한 합금이 있으며, 이것은 보통 로드, 바, 와이어, 필름 및 때때로 페이스트의 형태로 존재한다. 경질 땜납 페이스트가 이미 플럭스를 함유하고 있으므로, 땜납의 다른 형태의 경우에서와 같이, 마찬가지로 페이스트로서 더 이상 별도로 플럭스를 첨가할 필요가 없다. 일반적으로 팔라듐(Pd)을 함유하는 경질 땜납은 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너를 위해 사용된다. Pd를 함유하는 경질 땜납은 특히 금속 베이스 본체 상의 땜납 물질의 특히 우수한 결합을 갖는다.
본 발명의 목적을 위해 특히 바람직한 것은 팔라듐(Pd)이 실질적으로 없는 금속 땜납 물질이다. 실질적으로 없다는 것은 불순물 및/또는 자연 동위원소 비율이 제외적으로 존재한다는 것을 의미한다. 이러한 불순물은 최대 2000 ppm, 특히 최대 1000 ppm 정도의 크기일 수 있다. 본 발명은 특히 납땜 영역에서의 미세구조의 존재에 의해 그리고 미세구조 영역에서의 금속의 상술한 컨디셔닝에 의해, 예를 들어 얇고 균일한 산화물 층의 존재에 의해, Pd가 실질적으로 없는 금속 땜납 물질이 사용될 수 있다는 점을 가능하게 한다. 팔라듐은 자극성이 있고 매우 가연성이 있는 것으로 간주되는 매우 비싼 원료이기 때문에, 이러한 특히 바람직한 실시양태는 생산 비용의 매우 유리한 감소에 기여한다.
베이스 본체로의 금속 핀의 기술된 전기 전도 접속을 이용하면, 금속 땜납 물질의 용융 동안 베이스 본체의 표면으로의 전이에서 땜납 메니스커스가 유리하게 형성된다. 특히 유리하게는, 이러한 메니스커스는 최대 0.40 mm의 반경을 갖는다. 이러한 비교적 작은 메니스커스의 반경은 특히 납땜 영역에서 미세구조의 존재에 의해 금속 땜납 물질의 유동을 본 발명에 따라 제어함으로써 가능하게 된다.
베이스 본체에 납땜된 금속 핀의 말단과 베이스 본체의 표면 사이에는 땜납 갭으로 알려진, 금속 땜납 물질로 충전된 갭이 납땜 영역 내에 있다. 땜납 갭의 폭, 즉 금속 핀의 말단과 베이스 본체의 표면 사이의 땜납 물질의 두께는 유사하게는 형성된 납땜 접속의 신뢰성의 척도이다. 그러므로, 특히 바람직한 실시양태에서, 베이스 본체에 대면하는 컨덕터의 표면과 베이스 본체의 미세구조화된 표면 사이에는 미세구조의 함몰부의 가장 낮은 지점으로부터 측정된 최대 100 μm, 바람직하게는 3 nm 내지 100 μm, 특히 바람직하게는 최대 80 μm 또는 특히 70 μm, 특히 바람직하게는 3 nm 내지 70 μm인 땜납 갭 폭을 갖는 금속 땜납 물질로 충전된 땜납 갭이 있다.
접지 핀과 베이스 본체 사이의 양호한 납땜 접속의 품질은 납땜 영역에서 금속 땜납 물질에 의한 베이스 본체에 접속된 접지 핀을 잘라내는데 필요한 전단력을 근거로 평가될 수 있다. 본 발명은 납땜 영역에서 기술된 미세구조가 있는 본 발명에 따른 베이스 본체의 경우의 전단력이 미세구조가 없는 종래의 베이스 본체의 경우의 전단력과 비교하여 평균 10% 이상 증가한다는 특히 유리한 효과를 유도한다. 전단력은 클램핑 장치에서 구속되는 컴포넌트와 베이스 본체를 따라 통과되는 금속 스크레이퍼에 의해 측정된다. 그것이 납땜된 컨덕터와 만날 때, 그것을 전단하는데 필요한 힘(N)이 기록된다.
납땜 영역에서 미세구조에 의한 땜납 유동의 제어는 마찬가지로 납땜 영역의 직경이 동일한 양의 금속 땜납 물질을 사용하는 미세구조가 없는 베이스 본체에 비해 더 작다는 효과를 유도한다. 미세구조가 특히 땜납 정지부로서 작용하는 본 발명에 따른 베이스 본체의 경우, 땜납 물질은 미세구조가 없는 경우보다 더 많이 금속 핀 상에 그 자체 연신할 수 있는 것으로 관찰되었다.
특히 유리한 실시양태에서, 납땜 영역은 베이스 본체의 표면에 평행하게 측정된 최대 직경을 가지며, 즉, 베이스 본체와 전기 전도성인 금속 핀, 다시 말해 접지 핀의 직경의 최대 2배인 직경을 갖는다. 예를 들어, 접지 핀은 2 mm의 직경을 가질 수 있다. 이어서, 납땜 영역은 특히 유리하게는 베이스 본체의 표면에 평행하게 측정된 최대 4 mm의 직경을 갖는다. 접지 핀이 1 mm의 직경을 갖는다면, 최대 2 mm의 직경을 갖는 납땜 영역이 수득된다.
본 발명은 접지 핀이 관통 개구부의 주변 및/또는 베이스 본체의 주변에 더 근접하게 위치하는 것을 가능하게 하는데, 그 이유는 땜납의 유동이 미세구조에 의해 제어되기 때문이며 그리고 산업적 대량 생산에서 관통 개구부 내로 또는 베이스 본체의 에지 위로 유동하는 금속 땜납의 위험이 감소되며, 그리고 그 곳, 즉 관통 개구부의 내부 벽 상에서 또는 그 안에 위치한 절연 물질의 표면 상에서 및/또는 베이스 본체의 주변 표면 상에서의 추가 가공이 실시되는 것 및/또는 심지어는 결함 부품이 생성되는 것이 저해되기 때문이다. 기능성 엘리먼트가 배열된 관통 개구부 내에 존재하는 절연 물질 상으로 전기 전도성 금속 땜납 물질이 유동한다면, 기능성 엘리먼트와 베이스 본체 사이의 단락 또는 적어도 플래시오버 전압의 감소가 발생할 수 있다.
특히 바람직하게는, 본 발명에 따른 베이스 본체는 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기의 제조를 위한 베이스 본체이며, 여기서는 적어도 하나의 관통 개구부에서, 컨덕터가 전기 절연성 고정 물질 내에 기능성 엘리먼트로서 배열되고, 전기 전도성으로 베이스 본체에 접속된 컨덕터가 납땜 영역에서 베이스 본체에 플러시 납땜된 접지 핀으로서 형성된다. 이러한 베이스 본체는 또한 일반적으로 헤더로서 언급된다.
가장 특히 바람직하게는, 본 출원에서의 접지 핀은 1 mm ± 0.02 mm의 직경을 가지며, 베이스 본체의 표면으로의 전이시에 금속 땜납 물질의 메니스커스는 0.40 mm 미만, 바람직하게는 0.36 mm 미만, 특히 바람직하게는 0.30 mm 미만, 가장 특히 바람직하게는 0.22 mm 미만의 반경을 갖는다.
본 발명은 사용되는 금속 땜납 물질의 양을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이러한 헤더의 가장 특히 바람직한 실시양태에서, 금속 땜납 물질의 체적은 0.16 mm3 미만, 바람직하게는 0.13 mm3 미만, 특히 바람직하게는 0.10 mm3 미만, 가장 특히 바람직하게는 0.07 mm3 미만이다.
에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기의 적용에서, 납땜 영역은 유리하게는 베이스 본체의 표면에서 평행하게 측정된 1 mm 내지 2 mm의 직경을 갖는다. 이는 납땜 영역의 직경이 또한 접지 핀의 직경에 상응할 수 있다는 것을 의미한다. 이어서, 접지 핀의 버트 말단과 베이스 본체 사이의 땜납 갭에만 금속 땜납 물질이 제공된다.
산업적 대량 생산에서 불량률 및/또는 거부된 부품에 대한 허용 가능한 부품의 비는 특히 중요하다. 본 발명은 불량률을 감소시키고/시키거나 거부된 부품에 대한 허용 가능한 부품의 비를 증가시키는 것을 허용한다. 이들은 통계적 고려사항이다. 이들 컴포넌트의 평가를 위한 측정은 접지 핀 상에서의 굽힘 시험의 결과에 의해 제공된다. 이는 접지 핀의 납땜된 말단 부근의 피봇 지점에서 접지 핀을 기계적으로 굽히기함으로써 베이스 본체를 조사하는 것을 포함한다. 접지 핀의 납땜 접속이 끊어지고 접지 핀이 결과적으로 베이스 본체로부터 떨어지면, 관련 베이스 본체가 시험에 통과되지 않은 것으로 간주하며, 그렇지 않으면 통과한 것으로 간주한다. 불량률은 굽힘 시험을 통과하지 못한 베이스 본체의 수에 대한 굽힘 시험을 통과한 조사된 베이스 본체의 수의 비이다. 본 발명에 따른 베이스 본체의 경우, 5000개의 베이스 본체의 시험 분량에 대하여 굽힘 시험에서의 불량률은 유리하게는 1/1000(1000 개당 1개에 상응함) 미만, 특히 유리하게는 1/2000(1000 개당 0.5개dp에 상응함) 미만, 특히 유리하게는 최대 1/5000, 가장 특히 유리하게는 0/5000이다.
컴포넌트의 평가를 위한 또 다른 측정수단은 제조된 컴포넌트의 분량에서 납땜 영역의 직경 변동에 의해 제공된다. 납땜 영역의 직경은 가능한 한 제조된 모든 컴포넌트의 경우에 동일하도록 추구되어야 하며, 즉 목적상 가능한 최소한의 변동을 갖도록 추구되어야 한다. 그러므로, 가장 특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기의 제조를 위한 베이스 본체의 분량으로서, 시험 분량에서 베이스 본체의 표면에 평행하게 측정된 납땜 영역의 직경의 평균 값의 통계적 표준 편차가 시험 분량에서 납땜 영역의 평균 직경의 0% 내지 6% 범위에 있는 본 발명에 따른 베이스 본체 1000개의 시험 분량을 포함하는 베이스 본체의 분량에 관한 것이다.
유사하게, 본 발명은 피드 스루 엘리먼트를 위한 베이스 본체의 제조 방법에 관한 것이다. 그 방법은 본문에 기술된 순서로 꼭 수행될 필요가 없는 하기 방법 단계들을 포함한다. 이 설명은 당업자가 추가의 방법 단계를 더하고/더하거나 그의 목적에 맞게 이들의 순서를 변경하는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 방법은 2개의 실질적인 대향 표면을 갖는, 소정의 두께 및 소정의 외측 윤곽을 갖는 금속 베이스 본체의 제공을 예상한다. 적어도 하나의 관통 개구부가 베이스 본체에서 생성된다. 이것은 2개의 실질적인 대향 표면을 접속한다. 이 방법에서, 베이스 본체의 표면의 적어도 하나의 영역에서 미세구조화가 수행되며, 함몰부가 베이스 본체의 표면에 도입된다. 적어도 하나의 기능성 엘리먼트 및 전기 절연성 고정 물질도 또한 제공된다. 적어도 하나의 컨덕터도 또한 제공된다. 전기 절연성 고정 물질은 적어도 하나의 관통 개구부 내에 배열되고, 적어도 하나의 기능성 엘리먼트는 고정되거나, 또는 바꾸어 말하면 전기 절연성 고정 물질 내에 배열된다. 그것은 말하자면 고정 물질에 의해 관통 개구부에서 유지된다. 컨덕터는 미세구조가 존재하는 영역에서 금속 땜납 물질에 의해 베이스 본체에 납땜된다. 금속 땜납 물질이 납땜 공정 동안 용융되고, 용융된 땜납 물질의 유동이 적어도 미세구조의 엘리먼트에 의해 정지 및/또는 제한된다. 땜납 물질에 의해 피복된 베이스 본체의 표면 상의 영역이 납땜 영역을 형성하므로, 적어도 하나의 컨덕터가 납땜 영역에서 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속된다. 이 컨덕터는 접지 컨덕터를 나타낸다.
베이스 본체는 특히 금속 부분을 포함하는 회전부(turned part)일 수 있고/있거나, 금속 시이트로부터 펀칭 아웃될 수 있고/있거나, 냉간 성형에 의해 로드 또는 와이어로부터 제조될 수 있다. 관통 개구부는 예를 들어 드릴링될 수 있고/있거나, 펀칭될 수 있고/있거나, 냉간 성형 동안 형성될 수 있다. 제조 방법에 따라, 베이스 본체 상에 이형제 및/또는 윤활제 및/또는 유동제, 예를 들어 오일, 특히 미네랄 오일이 있을 수 있다. 베이스 본체의 표면은 또한 산화물 층에 의해 피복될 수 있다.
전기 절연성 고정 물질은 보통 유리 물질 또는 유리-세라믹 물질 또는 세라믹 물질 또는 플라스틱, 예를 들어 고성능 중합체이다. 이들 물질의 조합, 특히 층의 조합도 또한 가능하다. 고정 물질에는 또한 결합제 및/또는 충전제가 제공될 수 있다. 기능성 엘리먼트는 특히 전기 컨덕터, 특히 금속 핀일 수 있지만, 또한 중공 컨덕터, 열전쌍, 도파관, 광 가이드 등일 수도 있다. 보통, 고정 물질은 기능성 엘리먼트 및 관통 개구부의 내벽에 융착된다. 에어백 점화기 또는 시트벨트 텐셔너의 경우, 보통 고정 물질로서 사용되는 것은 분말로 분쇄되고 결합제와 함께 가공되어 콤팩트를 형성하는 유리이며, 이것은 기능성 엘리먼트와 함께 관통 개구부에 삽입된다. 그것이 가열될 때, 결합제는 일반적으로 타 버리고, 유리는 용융되어 관통 개구부의 내벽 및 기능성 엘리먼트에 결합하게 된다. 그것이 냉각될 때, 고정 물질은 응고되어 관통 개구부를 밀봉한다. 이는 유사하게 유리-세라믹뿐만 아니라 가능하게는 세라믹 물질에도 적용된다. 튜브의 부분으로부터의 프리폼의 제조가 유사하게 가능하다.
접지 핀으로도 또한 알려진 접지 컨덕터를 납땜할 때, 마찬가지로 결합제 및/또는 플럭스를 포함할 수 있는 금속 땜납 물질의 프리폼이 마찬가지로 보통 사용된다. 이것은 접지 핀과 동일한 방식으로 이후의 납땜 영역의 영역에 위치할 수 있고, 가열에 의해 베이스 본체에 납땜될 수 있다. 베이스 본체 및/또는 기능성 엘리먼트로의 접지 핀의 납땜 및 전기 절연성 고정 물질의 융착도 또한 동시에 일어날 수 있다.
미세구조는, 베이스 본체의 표면으로부터 물질을 제거하는 방법에 의해, 유리하게는 베이스 본체의 그라인딩에 의해, 특히 유리하게는 베이스 본체로 프레싱에 의해 생성될 수 있다. 프레싱은 예를 들어 구조화된 스탬프에 의해 수행될 수 있다.
가장 특히 유리하게, 미세구조는 레이저 유도된 구조화 방법 및/또는 레이저 구조화 방법에 의해 생성된다.
언급된 종류의 공지된 레이저 유도 구조화 방법은 레이저 융삭 및 레이저 탈착이며, 여기서 베이스 본체의 표면 물질은 제거된다. 그러나, 레이저 조사 동안, 베이스 본체의 표면 물질은 레이저 조사에 의해, 특히 베이스 본체의 물질의 국부 용융에 따른 특히 국부 가열에 의해 및/또는 레이저 유도 압력 효과에 의해 재형성되는 것도 또한 유사하게 가능하며, 여기에서 레이저 방사선은 가스 대기를 적어도 베이스 본체의 부근에서 국부 가열하고, 특히 플라즈마는 국부 점화되어, 베이스 본체의 표면을 변형시키는 압력 파(pressure wave)를 형성하게 된다. 이 경우, 레이저의 초점은 특히 베이스 본체의 표면 앞 평면에 위치한다. 수렴성 레이저 빔이 베이스 본체의 표면에 의해 반사되는 것과 반사된 빔의 초점을 베이스 본체 상의 평면에 위치시키는 것이 유사하게 가능하다. 빔을 전도시키는 2가지 방법의 조합이 물론 마찬가지로 이용될 수 있다.
명시된 레이저 기반 방법들을 조합하는 것도 유사하게 가능하다. 예를 들어, 초기에 물질, 특히 산화물 층 및/또는 윤활제의 잔류물은 레이저 융삭 또는 레이저 탈착에 의해 베이스 본체로부터 제거될 수 있으며, 여기에서 베이스 본체가 국부 가열될 수 있으며 따라서 이미 열적으로 재형성되거나 또는 적어도 연화되고/되거나, 가능하게는 레이저 빔의 초점의 이동으로 베어 금속 표면을 노출시킨 후, 특히 플라즈마가 표면 부근에서 점화될 수 있으므로, 압력 파가 베이스 본체의 방향으로 이동하고 국부적으로 베이스 본체를 재형성하며 말하자면 베이스 본체로 프레싱된다. 이러한 재형성은 전술한 물질의 열 연화에 의해 도움을 받을 수 있다.
상술한 모든 방법은 특히 유리하게는 미세구조가 평면에서 보아 점 형태의 그리드 및/또는 직사각형 그리드 및/또는 메쉬 형태의 구조 및/또는 스케일 형태의 구조를 제공하는 방식으로 수행된다.
특히 유리하게는, 미세구조를 생성할 때, 동시에 베이스 본체의 표면 상에 있는 불순물 및/또는 유기 물질 및/또는 탄소 함유 물질 및/또는 산화물이 제거된다. 레이저 융삭 또는 레이저 탈착이 이용될 때, 이들 물질은 증발 및/또는 승화된다.
존재하는 산화물층의 제거 후, 재산화가 유리할 수 있다. 유리한 방법은 이러한 관점에서, 미세구조의 생성 후에 및 컨덕터의 납땜 전에, 베이스 본체가 실질적으로 균일하고 얇은 산화물 층에 의해, 적어도 미세구조의 영역에서 피복되는 것을 제공한다. 특히 유리하게는, 이 경우 산화물 층을 형성하기 위한 산소는 주변 대기로부터 유래한다.
특히 바람직한 방법에 상응하여, 미세구조의 도입 후에 베이스 본체는 적어도 함몰부에서 유기 물질 및/또는 탄소를 갖지 않는다. 적어도 함몰부에서는, 바람직하게는 순수한 금속 표면 또는 대체로 균일하고 바람직하게는 얇은 산화물 층이 있으며, 이의 두께는 바람직하게는 10 nm 미만, 특히 바람직하게는 1 nm 내지 6 nm이다.
베이스 본체는 상술한 금속으로 구성되거나 또는 그 금속을 포함할 수 있다. 고등급 강은 베이스 본체를 위한 물질로서 특히 사용될 수 있다. 방법의 양태로부터 보면 유사하게 가능하고 더 유리한 것은 (DIN EN 10 027-2에 따른) 군 1.01xx 내지 1.07xx로부터의 강이다. 특히, 이들 물질의 베이스 본체, 특히 관통 개구부와 함께 이들 물질의 베이스 본체는 니켈로 코팅될 수 있으며, 유리하게는 1 μm 내지 15 μm, 특히 4 μm 내지 10 μm의 니켈 층의 두께가 가능하다.
특히 유리하게는, 베이스 본체는 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 금속, 특히 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 강으로 구성되거나 또는 이를 포함한다. 그러므로, 방법의 바람직한 구성은, 적어도 미세구조가 존재하는 영역에서, 베이스 본체가 크롬 함유 금속, 특히 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 강을 포함하거나 또는 이로 구성되며, 적어도 미세구조의 함몰부에서, 표면은 CrOX 및/또는 NiOX를 포함하는 균일 층으로 산화에 의해 피복된다. 바람직하게는, 이 층은 CrOX(OH)2-X·nH2O를 포함하거나 또는 이로 구성되며/되거나 이 층은 NiOX(OH)2 -X·nH2O로 구성되거나 또는 이를 포함한다.
본 발명은 통상의 경질 땜납 이외에, 팔라듐이 실질적으로 없는, 일반적으로 불순물을 제외하고 팔라듐이 없는 금속 땜납 물질이 또한 본 발명에 따른 방법에서 사용되는 것을 가능하게 한다
납땜 전에, 베이스 본체로의 컨덕터의 납땜 접속을 생성하기 위해, 금속 땜납 물질은 고리 형태로 컨덕터 주위에 유리하게는 위치한다. 납땜 동안, 금속 땜납 물질은 미세구조 내로 유동되며, 따라서 금속 땜납 물질로 충전된 미세구조(8)의 영역에서 컨덕터(6)와 베이스 본체의 표면 사이에 땜납 갭이 있는 납땜 영역을 형성한다. 미세구조의 도움으로, 금속 땜납 물질은 말하자면 특히 핀 형태인 컨덕터의 말단면 아래로 유동하고, 거기에 땜납 갭을 형성하고/하거나 또는 그 갭을 충전한다. 땜납 물질은 납땜 영역에서 미세구조를 피복하고 이것과 상호작용한다. 이것은 베이스 본체의 생산성에 이점이 있다; 특히, 납땜 전에 조립시 관련된 수고가 감소된다.
바람직한 실시양태에서 방법은, 베이스 본체의 표면으로부터 측정될 때, 미세구조가 실질적으로 최대 70 μm, 특히 최대 50 μm, 특히 0.7 μm 내지 70 μm, 특히 0.7 μm 내지 50 μm, 바람직하게는 0.7 μm 내지 20 μm, 특히 유리하게는 1 μm 내지 10 μm, 가장 특히 유리하게는 2 μm 내지 10 μm의 깊이를 갖는 방식으로 수행된다.
특히 바람직하게는, 미세구조는 평균 조도 Ra ≥ 0.35 μm 및/또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm가 수득되는 방식으로 베이스 본체 내로 도입된다. 바람직하게는 Ra는 0.35 μm 내지 15 μm 범위에 있고/있거나, Rz은 1 μm 내지 50 μm의 범위에 있으며; 특히, Rz은 1 μm 내지 15 μm의 범위에 있다. 평균 조도 Ra 및 평균 표면 조도 Rz은 상기 정의된 바와 같다.
본 발명에 따른 방법에서, 금속 땜납 물질의 용융 동안, 땜납 물질의 유동이 미세구조에 의해 제한 및/또는 정지된다는 본 발명자에 의한 실현이 이용된다.
특히 바람직한 방법은 미세구조를 생성하기 위해 레이저 구조화 및/또는 레이저 유도 구조화 방법을 이용하는 것을 예상한다. 이들 방법 및 이들의 양태는 상기에 기술되어 있다. 레이저 융삭 및/또는 레이저 탈착은 입사 레이저 방사선을 반사하는 베이스 본체의 베어 금속 표면을 노출시키는 레이저 방사선의 효과 하에 베이스 본체의 표면 물질, 특히 산화물 층 및/또는 유기 불순물을 제거하는데 유리하게 이용된다. 기술된 바와 같이, 레이저 유도 열적 및/또는 기계적 재형성 및 이들의 임의의 조합이 가능하고 본 발명에 포함된다.
특히 바람직하게는, 특히 레이저 융삭 또는 레이저 탈착에 의해 노출된 베어 금속 표면은 미세구조의 깊이를 제한한다. 본 발명자들은 레이저 융삭이 이용될 때, 미세구조의 깊이, 및 결과적으로 Ra 또는 Rz가 말하자면 자동적으로 설정된다는 것을 인식하게 되었다. 윤활제 및/또는 산화물 층의 잔류물과 같이 베이스 본체 상에 위치한 언급된 불순물은 레이저 빔을 흡수하고 이에 의해 증발 및/또는 승화되며, 결과적으로 제거된다. 특히, 베이스 본체 상에 위치한 불순물은 레이저 빔을 단지 부분적으로만 흡수하고, 1차 산화물 층은 완전 흡수 때까지 레이저 빔을 더 크게 흡수하는 것이 가능하다. 이 물질의 제거는 레이저 빔이 그후 노출된 베어 금속 표면 상에 충돌할 때까지 발생한다. 그 표면은 레이저 빔을 반사하며 보통 더 이상 제거되지 않는다. 이 효과는 레이저 전력과는 무관하게 가장 큰 범위이며, 이로써 레이저 융삭 및/또는 레이저 탈착에 의해 생성된 미세구조의 양호한 재현성이 달성될 수 있다.
레이저 빔이 국부적으로 제한되고 전술한 바와 같이 바람직하게는 그리드 또는 스케일의 형태인 미세구조화가 일어나는 방식으로 수행되기 때문에, 그 미세구조는 초기에 베어 금속 표면을 지닌 함몰부와, 예를 들어, 원래의 산화물 층 및/또는 불순물의 층 두께가 가능하게 감소된 웨브로 구성된다. 베어 금속 표면을 지닌 함몰부는 표준 대기 상태 하에 재산화될 수 있다. 그러나, 이러한 재산화는 명백하게 균일하게 일어나므로, 전술한 산화물 층 두께가 형성된다. 말하자면 제어된 산화물 층이 형성된다.
적외선 스펙트럼 범위의 레이저 방사선이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 예를 들어, Nd:YAG 레이저가 사용될 수 있다. 이들은 1064 nm의 방출 파장을 갖는다. 946 nm, 1320 nm 및 1444 nm에서 추가의 전이가 존재한다. 임의의 원하는 조합을 포함하여 모든 전이가 사용되는 것도 본 발명에 의해 가능하고 본 발명에 포함된다. CO2 레이저의 사용도 유사하게 가능하다. 이들은 전형적으로 9400 nm 및 10 600 nm의 밴드에서 방출된다. 유사하게 UV 레이저 방사선으로 베이스 본체의 표면을 전처리하는 것도 가능하다. 이는 특히 유기 및/또는 탄소 함유 불순물을 분해 및/또는 제거하는데 유리할 수 있다. 이러한 목적에는 예를 들어 308 nm의 방출 파장을 갖는 XeCl 엑시머 레이저 및/또는 337nm의 방출 파장을 갖는 NO2 엑시머 레이저 및/또는 248 nm의 방출 파장을 갖는 KrF 엑시머 레이저가 사용될 수 있다. 다른 적합한 UV 레이저가 유사하게 사용될 수 있음은 말할 필요도 없다. 특히, 짧은 펄스의 UV 레이저에 의해 베이스 본체의 급속 표면으로부터 다양한 금속 및/또는 금속 산화물을 탈착시키는 것이 가능하다. 베이스 본체의 표면으로부터 예를 들어 니켈, 구리, 몰리브덴 및/또는 텅스텐을 방출하기 위해 약 20 ns 내지 약 0.2 ps의 펄스 폭이 KrF 엑시머 레이저의 경우에 적합한 것으로 입증되었다. 결과적으로, 적합한 레이저 조사에 의해, 특히 베이스 본체의 금속 조성물의 구성을 그의 표면 영역에서 국부 변형시킴으로써 베이스 본체의 표면을 컨디셔닝하는 것이 가능하다.
당업자에게 자명한 바와 같이, UV 레이저를 사용하여 미세구조를 생성하는 전체 공정을 수행하는 것이 유사하게 가능하다. 서로 다른 레이저, 특히 IR 레이저 및/또는 UV 레이저 및/또는 가시 스펙트럼 범위의 레이저 방출 파장을 갖는 레이저를 조합하는 것도 유사하게 가능하다. 이는 마찬가지로 동일한 유형의 레이저 상호 작용을 포함한다는 것은 말할 필요도 없다.
본 발명에 따른 베이스 본체는 바람직하게는 전기 및/또는 광학 피드 스루 엘리먼트에 사용될 수 있다. 특히 유리하게, 적어도 하나의 관통 개구부에서, 적어도 하나의 전기 컨덕터가 고정 물질 내에 베이스 본체로부터 전기적으로 절연되어 배열된다. 특히 바람직하게는, 고정 물질은 유리, 유리-세라믹 물질 및/또는 세라믹 물질이다.
본 발명에 따른 베이스 본체의 가장 특히 바람직한 적용은 불꽃 기폭 장치 및/또는 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기 및/또는 센서 및/또는 액추에이터 및/또는 대형 피드 스루 및/또는 트랜지스터-아웃라인 패키지에서 존재한다.
본 발명은 이하의 예시적인 실시양태 및 도면에 기초하여 더 설명된다.
예시적인 실시양태는 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기에서의 본 발명에 따른 베이스 본체의 적용에 관한 것이다. 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기에 의하면, 점화의 경우 일반적으로 1000 bar 초과의 고 폭발 압력이 생성될 수 있기 때문에, 베이스 본체는 일반적으로 이에 상응하는 큰 두께, 즉 물질 강도로 설계된다. 베이스 본체의 두께는 특히 1.2 mm 내지 4 mm의 범위에 있다. 유리하게는 1.5 및 1.7 내지 3 mm의 범위, 특히 유리하게는 1.8 내지 2.5 mm의 범위에 있다. 제2 관통 개구부의 홀의 직경은 일반적으로 0.8 mm 내지 1.5 mm이다.
대형 피드 스루, 예를 들어 안전 인클로저의 피드 스루의 경우, 베이스 본체의 두께 및 제2 관통 개구부의 직경은 수 센티미터일 수 있다.
에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기의 경우, 기능성 엘리먼트는 베이스 본체에 납땜된 접지 핀과 같이 관통 개구부에 고정된 금속 핀이다. 이 금속 핀은 그의 축을 따라 적어도 서브영역에서 일반적으로 금에 의해 코팅된다. 금 코팅은 부식에 대한 장기간 비감응성 및 장기간 접촉의 효과를 제공한다. 금속 핀은 종종 이의 말단 영역에서 금에 의해 코팅된다. 이러한 방식으로, 바람직하게는 점화 장치의 사용을 위해 조립하는 동안 플러그-인 접속 내에 있는 금속 핀의 영역은 금에 의해 코팅된다. 이러한 방식으로, 플러그-인 접촉에서 전달 저항이 감소될 수 있다.
유리한 실시양태에서, 적어도 2개의 금속 핀은 추진제와 마주하는 베이스 본체의 측면 상의 점화 브리지에 의해 전기 전도 방식으로 서로 접속된다. 점화 브리지는 이미 기술된 점화 와이어에 의해 형성될 수 있으며, 이어서 그 측면상의 금속 핀은 일반적으로 그 측면 상에 위치한 베이스 본체의 표면 너머에 어떠한 돌출부도 갖지 않는다.
기술된 바와 같이, 납땜 영역에서의 미세구조는 평균 조도 Ra 및 평균 표면 조도 Rz으로 특징지어질 수 있다. 마찬가지로 예시적인 실시양태를 나타내는 시험에서, 미세구조가 도입되지 않은 기존의 표준 베이스 본체는 적어도 납땜 영역에서 미세구조가 도입된 일련의 베이스 본체와 비교하였다. 결과는 표 1에 따른다.
[표 1]
5개의 상이한 베이스 본체를 대량 생산에서 각 경우에 취하여 Ra 및 Rz 값에 대하여 측정하였다. 당업자에게 공지된, 홈멜(Hommel) 시험기에 의한 촉각 측정을 측정 방법으로 이용하였다. 각각의 경우에 측정된 값들로부터, 산술 평균값 및 결과의 표준 편차 σ는 표 1에 유사하게 제시되어 있다.
"미세구조 없음"이라는 제목의 열에는 미세구조가 도입되지 않은 베이스 본체의 결과가 제시되어 있다. 심지어 이러한 베이스 본체는 완전히 평활하지 않기 때문에, 이러한 이유로 Ra 및 Rz 값이 0과 상이하다는 것은 말할 필요도 없다. 육안으로 볼 때, 이러한 비평활성의 예는 예를 들어 표면 상의 스크래치 또는 크레이터와 같이 시각적인 것이다. 이들은 특히 베이스 본체의 표면 상에 무작위로 분포되어 있으며, 예를 들어 베이스 본체가 운송될 때, 특히 운송 컨테이너의 벽과 접촉할 때 및/또는 베이스 본체가 서로 충돌할 때 생성될 수 있다. 미세구조가 도입되지 않은 베이스 본체의 경우 Ra의 평균값은 0.16 μm이며, 표준 편차 σ는 0.06 μm이다.
"미세구조 있음"의 열에서, Ra와 Rz에 대한 측정값은 펄스형 IR 다이오드 레이저를 사용하여 적어도 납땜 영역에서 미세구조가 도입되어 있는 베이스 본체에 따른다. 생성 조건은 레이저 펄스의 시간에 따른 변동의 적분, 결과적으로 펄스 폭 및 최대 전력 펄스와 상관관계가 있는, 레이저에 의해 도입된 레이저 전력에 의해 파라미터 1 내지 5에 상응하는 방식에 있어서 상이하다. 파라미터 1이 있는 열에서, 가장 낮은 레이저 방사선이 방사되었고, 파라미터 2가 있는 열에서, 더 큰 레이저 전력을 지닌 방사선이 방사되었으며, 이러한 방사가 파라미터 5가 있는 열까지 계속 이어졌다. 캔에서 방사된 레이저 전력은 특히 개별 레이저 펄스의 중첩 및/또는 이의 펄스 주파수에 의해 또한 설정될 수 있다.
Ra 및 Rz의 모든 값, 즉 각각의 개별 측정으로부터의 모든 값은 미세구조가 없는 베이스 본체에 대한 값들보다 유의하게 더 큰 값들을 갖는다는 것을 관찰할 수 있다. 이는 특히 Ra와 Rz의 각각의 평균값에도 또한 적용된다. 결과적으로, 미세구조가 도입된 본 발명에 의해 제공되는 바와 같은 베이스 본체는 미세구조가 도입되지 않은 기존의 베이스 본체와는 명백히 상이한 것으로 명백히 입증된다. 펄스형 레이저를 사용하면 약 0.3 μm 내지 10 μm의 Ra 값이 가능한 것으로 나타난다. 연속 파(CW: continuous wave) 레이저를 사용한 시험도 마찬가지로 수행된다. 이러한 방식으로, 심지어 0.3 μm 내지 약 100 μm의 Ra의 값도 얻을 수 있다.
이들 큰 조도 값은 높은 증착된 레이저 전력에 의해 유기 및/또는 탄소 함유 불순물 및/또는 금속 산화물 층이 베이스 본체의 표면으로부터 이미 제거되었을 뿐만 아니라 열적 및/또는 다른 레이저 유도 재형성의 이미 기술된 효과도 마찬가지로 역할을 한다는 점을 제시하여 보여준다.
기술된 바와 같이, 납땜 영역에서의 미세구조의 존재는, 제2 금속 핀, 접지 컨덕터, 및 베이스 본체 사이의 개선되는 납땜 접속이 본 발명에 의해 제공되는 바와 같이, 특히 땜납 물질과 미세구조 사이의 상호 작용에 의한 효과를 갖는다. 이 납땜 접속의 품질은 굽힘 시험으로 평가할 수 있다. 이 경우, 납땜된 금속 핀은 파지되고 각 경우에 금속 핀의 축으로부터 약 45° 떨어진 각도인 양방향으로 기계적으로 구부러진다. 이 경우 굽힘의 피봇 점은 베이스 본체의 표면에 가능한 한 가깝게 있다. 이 굽힘 시험은 컴포넌트의 시험 분량, 예를 들어 납땜된 접지 핀을 지닌 5000개의 베이스 본체에 대하여 수행된다.
각 경우 임계 조건하에서의 일련의 시험을 정확하게 수행한, 미세구조가 없는 베이스 본체 및 미세구조가 있는 베이스 본체에 대한 이러한 굽힘 시험의 결과는 표 2에 따른다.
[표 2]
시험 조건의 열에 나타낸 바와 같이, 일련의 시험은 일반적인 금속 불순물, 여기에서는 알루미늄으로 오염된 베이스 본체를 사용하여 수행하였다. 이것은 베이스 본체에 놓여있는 유기 구성성분과 혼합된 분말 층의 형태를 취하였다. 이 시험은 제조 공정에서 종종 발생하는 바와 같은 금속 입자 오염물의 발생을 시뮬레이션한다. 이것은 일반적으로 표면 가공 단계를 포함한다. 사용될 수 있는 진동 그라인딩은 DIN 8589에 정의되어 있으며 진동 피니싱으로 언급되는데 그 이유는 그라인딩 공정이 항상 수행되는 것이 아니라, 방법에 따라, 래핑 또는 폴리싱도 수행되기 때문이다. 드럼에서의 진동 그라인딩은 또한 바렐링(barrelling)으로도 알려져 있다. 이 경우, 소위 바렐링 스톤(barreling stone)이 사용되고, 마모된 금속이 제조되는 베이스 본체에 증착되는 것을 야기할 수 있다.
추가적인 일련의 시험에서, 베이스 본체의 시험 분량을 21일 동안 오일 배스 내에 유지하였다. 이것은 미네랄 머신 오일이었다. 이 시험은 제조 공정에서 윤활제에 의한 오염을 시뮬레이션한다.
두 시험 조건은 산업적 대량 생산에서 발생할 수 있는 바람직하지 않은 제조 조건의 제한적인 사례를 나타낸 것이다. 이들 시험은 공정의 신뢰성에 대한 품질 평가에 적합하다. 이 방식으로 각각 제조된 베이스 본체의 시험 분량은 미세구조 없이 제조하였고 이어서 접지 핀에 납땜하였다. 동일한 제조 조건하에서 나머지 다른 시험 분량은 펄스형 다이오드 레이저의 도움으로 납땜 영역에서 미세구조를 제공하였고 후속하여 그곳에서 접지 핀에 납땜하였다. 상응하는 시험 분량들로 굽힘 시험을 수행하였다.
표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 미세구조가 없는 컴포넌트는 5000개의 컴포넌트 중 123개의 불량률 또는 5000개의 컴포넌트 중 3개의 불량률을 나타내었다. 표 2에서, NOK는 "허용할 수 없음(not okay)"을 의미하며 결과적으로 전술한 굽힘 시험을 통과하지 못한 컴포넌트의 수를 제공한다. 흥미롭게도, 금속에 의한 오염은 납땜 접속에서 오일의 농축보다 더 중요한 것으로 보인다.
이와 대조적으로, 미세구조가 제공된 컴포넌트의 시험 분량은 어떠한 결함 부분도 갖지 않았다. 다시 말해, 조사된 모든 컴포넌트는 오염과는 상관 없이 굽힘 시험을 통과하였다. 이는 본 발명에 의해 제공되는 바와 같은 미세구조의 존재가 납땜 접속의 제조의 신뢰성에 있어 유의한 향상을 유도하고, 결과적으로 이러한 피드 스루의 생산성에 있어 유의한 향상도 유도한다는 것을 입증해 보여준다. 표 2에서와 같은 일련의 시험은 회전부의 베이스 본체, 펀칭된 베이스 본체 및 냉간 성형된 베이스 본체에 대하여 수행하였다. 납땜 영역에서 미세구조를 갖는 베이스 본체가 신뢰성 있는 납땜 접속을 갖는다는 결과는 베이스 본체의 제조 방법과는 무관하게 확인된다.
본 발명은 이하에서 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명된다. 도면은 척도에 맞지 않게 도시되어 있으며, 제시된 실시양태는 개략적으로 도시되어 있다. 도면은 또한 예로서 주어진 예시적인 실시양태를 나타낸다.
도 1에서, 불꽃 보호 장치로 선행 기술에 공지된 점화 장치가 에어백 점화기의 예로서 여기에 나타낸다. 따라서, 도 1은 특히 피드 스루 엘리먼트의 단면도를 나타낸다. 피드 스루 엘리먼트는 디스크 형상의 기본 형태를 갖는 베이스 본체(1)를 갖는 금속 캐리어 부분을 포함한다. 피드 스루 엘리먼트는 간략히 헤더 엘리먼트 또는 헤더라고도 종종 지칭한다. 베이스 본체(1)의 관통 개구부(4)에는, 금속 핀(5)이 또한 기능성 엘리먼트로서 배열되어 있다. 이 경우 관통 개구부(4)는 베이스 본체(1)로부터 펀칭 아웃된 것이다. 금속 핀(5)은 전류를 공급하기 위해 점화 브리지(9)와 접촉하는 역할을 하며, 이에 의해 완성된 점화기에 봉입된 추진 장약(25)이 점화된다. 관통 개구부(4) 내의 전류 피드 스루는 금속 베이스 본체(1)에서 금속 핀(5)과 관통 개구부(4)의 벽 사이의 고정 물질(10)로서 작용하는 유리와 특히 유리-금속 피드 스루로서 구성된다. 유사하게 관통 개구부 내에 고성능 중합체 또는 다른 적합한 물질을 사용하는 것도 가능하다.
도 1에 나타낸 예의 경우, 관통 개구부(4)는 베이스 본체(1)의 축의 중심축에 대하여 편심적으로 배열된다. 이는 베이스 본체(1)의 작은 반경에서도 제2 금속 핀(6)을 고정시키기 위한 충분한 공간이 확보되는 효과를 달성한다. 제2 금속 핀(6)은 납땜 접속에 의해 베이스 본체(1)에 플러시 용접되고, 결과적으로 접지 핀(6)으로도 지칭되는 접지 핀으로서의 역할을 한다. 기술된 땜납, 특히 금속 땜납 물질, 특히 경질 땜납은 땜납 물질(7)로서 사용된다. 땜납 물질(7)은 베이스 본체의 표면과 접지 핀(6) 사이에서 메니스커스를 형성한다. 땜납 물질(7)은 베이스 본체의 표면 영역(2)을 피복하고, 따라서 납땜 영역을 형성한다. 땜납 물질(7)은 납땜 영역에서 미세구조를 피복한다. 이는 모든 도면 및 예시적인 실시양태에 적용된다. 납땜 영역의 직경은 땜납 물질(7)의 직경에 상응한다. 생산성의 이유로, 땜납 물질(7)은 관통 개구부(4) 내로 및/또는 후자에 위치하는 절연 물질(10) 위로 흐르지 않아야 한다. 그러므로, 접지 핀(7)은 관통 개구부(4)로부터 최소 거리를 유지하여야 한다. 유사하게, 땜납 물질(7)이 베이스 본체(1)의 외벽을 습윤시키는 것도 회피되어야 한다. 이러한 이유로, 베이스 본체(1)의 주변으로부터 접지 핀(6)의 최소 거리가 유지되어야 한다. 그리고 심지어 최소 거리가 유지된다고 해도, 제조 공정에서 통계적 편차 및/또는 약간의 오차는 땜납 물질(7)의 바람직하지 않은 팽창을 야기할 수 있고, 이것은 결함이 있고 결과적으로 거부되는 컴포넌트를 초래한다.
이와 대조적으로, 도 2a는 축의 중심축에 평행하고 그것을 관통하는 본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트를 관통하는 단면을 나타낸다. 베이스 본체(1)는 제1 표면(11), 여기서는 상부면, 및 많은 실시양태에서 여기에 평행하게 달리는 제2 표면(12), 여기서는 하부면을 갖는다. 상부면(11)은 일반적으로 추진제(25)를 향하고; 하부면(12) 상에는 전기적 접촉이 일반적으로 설정된다. 도 2b는 하부면(12)의 평면도를 나타낸다.
디스크 형상의 금속 베이스 본체(1)는 관통 개구부(4)를 가지며, 이것을 관통하여 금속 핀(5)이 핀으로서 연결된다. 관통 개구부(4)는 베이스 본체(1)로부터 펀칭 아웃될 수 있다. 베이스 본체(1)의 외측 윤곽은 이 예에서 마찬가지로 시이트 금속 스트립으로부터 펀칭 아웃되어, 여기에서는 전체 베이스 본체(1)가 펀칭된 부분을 나타내게 된다. 그러나, 유사하게 베이스 본체가 냉간 성형에 의해 와이어 물질로부터 제조된다는 것도 본 발명에 의해 가능하고 또한 본 발명에 포함된다. 관통 개구부(4)에서, 금속핀(5)은, 접촉 핀으로도 알려진 제1 핀으로서, 유리 물질(10)에 의해 베이스 본체(1)로부터 전기적으로 절연되게 고정된다. 제1 금속 핀(5)은 금속 베이스 본체(1)의 제1 관통 개구부(4)에서 기밀하게 유리 밀봉된다. 이 유리-금속 피드 스루의 유리 물질(10)은 외부 컨덕터를 나타내는 베이스 본체(1)의 물질로 완전히 둘러싸여 있다. 유리 물질(10)은 특히 베이스 본체(1)의 금속보다 낮은 열 팽창 계수를 가지므로, 금속 핀(5)을 유리 물질(10) 내로 납땜한 후 냉각하는 동안, 베이스 본체(1)는 말하자면 금속 핀 상에 및 결과적으로 유리-금속 피드 스루 상에 수축되고, 이러한 방식으로 금속 핀 상에 및 유리 물질(10) 상에 기계적 압력을 영구적으로 가하게 된다. 이 방식으로, 금속 핀(5), 유리 물질(10) 및 베이스 본체(1) 사이에 특히 기밀하고 기계적으로 안정한 접속이 생성된다. 이러한 배열은 압축 글레이징-인(compressive glazing-in)으로 알려져 있으며, 예를 들어 에어백 점화기에서 선호되어야 한다. 유사하게 유리-세라믹 물질 및/또는 고성능 중합체의 사용도 본 발명에 의해 가능하고 본 발명에 포함된다.
제2 금속 핀(6)은 납땜 접속에 의해 납땜 영역(7)에서 베이스 본체(1)에 접지 핀으로서 접속된다. 적어도 납땜 영역(7)에서, 베이스 본체(1)는 본 실시양태에 상응하는 방식으로 베이스 본체의 표면의 함몰부에 의해 구별되는 미세구조(8)를 갖는다. 함몰부 사이에는 함몰부의 저부와 비교하여 더 낮은 깊이의 웨브가 있으며, 이는 미세구조(8)의 개별 함몰부의 에지를 나타낸다. 특히, 이들 에지는 땜납 물질에 대하여 땜납 정지부를 나타낸다. 이것은 특히 용융 동안 땜납 물질의 유동이 미세구조(8)에 의해 제어된다는 것을 의미한다. 상술한 바와 같이 땜납 물질(7)은 납땜 영역에서 미세구조를 피복하고 이것과 상호작용한다. 미세구조의 도움으로, 땜납 물질(7)이 있는 납땜 영역은 또한 직경(d)으로 제한된다.
본 발명에 따른 피드 스루 엘리먼트(1) 및 이의 제조 방법은 특히 일차적으로 미세구조(8)의 존재가 납땜 영역(7)의 직경(d)을 제어 가능하게 하기 때문에 선행 기술에서 알려진 것보다 덜 복잡한 점화 장치의 실시양태를 가능하게 한다. 그 결과, 산업적인 대량 생산에서 불량 컴포넌트의 수 및 결과적으로 거부된 양이 감소된다.
도 3은 납땜 접속의 영역에서 도 2a로부터의 세부를 나타낸다. 땜납 물질(7)이 있는 납땜 영역은 다시 볼 수 있다. 땜납 물질은 벽 상에서 접지 핀(6)에 대하여 반경(r)을 갖는 메니스커스를 형성한다. 납땜 영역(7)은 직경(d)을 갖는다. 납땜 영역에서, 가능하게는 그 영역을 넘어서, 미세구조(8)가 존재한다. 본 발명에 따라, 금속 핀(6)과 베이스 본체(1) 사이의 납땜 접속은 미세구조가 존재하는 곳에 위치하게 된다. 본 발명의 목적을 위해, 유사하게 미세구조가 베이스 본체(1)의 전체 하부면(12) 상에 있는 것도 가능하다. 접지 핀(6)의 상부면과 베이스 본체(1)의 표면 사이에는 일반적으로 땜납 갭 폭(s)이 있는 땜납 물질로 충전된 갭, 소위 땜납 갭(70)이 있다. 유리한 땝납 갭 폭은 또한 10 μm 내지 70 μm이다.
도 4는 선행 기술에 상응하는 습식 화학 처리 동안 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다. 각 경우에서는 베이스 본체로부터의 세부를 나타낸다. 이 예에서, 베이스 본체는 크롬 함유 오스테나이트 강으로 구성된다. 베이스 본체의 금속 미세구조는 오스테나이트(101) 및 마르텐사이트(102)의 상을 포함하며, 그의 생성은 특히 그의 생성 동안 베이스 본체의 변형 과정에 의해 촉진될 수 있다. 상부 도면에서는, 이러한 베이스 본체(1)의 기본 상태를 나타낸다. 베이스 본체(1)의 표면은 산화철의 영역(41)일 수 있는 산화 크롬층(40)에 의해 피복된다. 특히, 산화철의 영역은 베이스 본체의 표면에 녹의 반점처럼 배열될 수 있다.
선행 기술로부터의 이전의 제조 공정에 상응하는 방식으로, 베이스 본체는 혼합된 산의 배스에서 에칭 공정을 수행하게 된다. 이러한 에칭 공정의 결과는 중간 도면에 나타낸다. 도시된 바와 같이, 산화 크롬층의 대부분이 제거되었지만, 영역 (40)은 여전히 남아 있다. 유사하게, 산화철(41)의 영역도 또한 에칭 후에 여전히 존재한다. 에칭은 종종 유사하게 금속 미세구조의 다양한 상의 선택적 부식을 야기한다. 따라서, 이 도면에서 마르텐사이트는 특히 영역(103)에서 선택적 부식에 의해 공격을 받게 된다. 일반적으로 마르텐사이트는 페라이트보다 산에 의해 더 많이 공격을 받게 되고 한편 페라이트는 오스테나이트보다 더 많이 공격을 받게 되는 경향이 있다. 추가적인 손상의 형태는 영역(104)에서 입계 부식이다. 산 공격은 금속 미세구조의 동일한 상의 입계에서 균열의 형성을 초래하는 것으로 보인다. 유사하게, 영역(105)은 공식(pitting corrosion)에 의해 영향을 받게 되고, 이것은 베이스 본체의 표면에 홀 형태의 함몰부를 초래할 수 있다.
도면의 최하 부분에서는, 통상적인 공정에서의 대기 조건하에 에이징된 후의 베이스 본체의 상태를 나타낸다. 주요 효과는 표면 상의 산화철 층(410)에 의해 명백히 입증되는 금속 표면의 재산화이다. 유사하게, 입계 부식의 영역(104)에서, 금속 미세구조 내의 크롬 분획이 고갈될 수 있으며, 이는 금속 미세구조를 약화시킬 수 있고/있거나, 이의 화학적 성질과 관련하여 금속 미세구조를 변화시킬 수 있다. 에칭 후 남아 있는 산화크롬(40) 및 산화철(41)의 층이 있는 영역은 물론 여전히 존재한다. 전체적으로 보면, 베이스 본체 상에서 부식은 거친 표면을 초래하고, 이의 Ra 및 Rz 값은 0에서 벗어난다. 그러나, 그 구조는 무작위로 배열되어 있으며 미세구조를 형성하지 않는다. 유사하게, 그 표면 상의 함몰부는 본 발명에 따른 미세구조보다 작고 덜 깊다. 종래의 제조 공정에 따른 베이스 본체의 Ra 및 Rz 값은 표 1에 재현되어 있는 값에 상응한다.
종래 공정과 비교하여, 도 5에서 본 발명에 상응하는 물리적 처리 동안의 베이스 본체의 금속 구조를 개략적으로 나타낸다. 본 예에서, 베이스 본체의 처리는 레이저 기반 표면 가공, 여기서는 적외선 다이오드 레이저에 의해 수행한다. 도 5의 상부 도면에서는, 베이스 본체(1)의 기본 상태를 다시 한번 나타낸다. 이것은 도 4의 기본 상태에 해당한다.
도 5의 중간 도면에서는, 여기서는 레이저 구조화에 의해 생성된 미세구조(8)의 도입 후의 베이스 본체의 상태를 나타낸다. 선택적 부식, 입계 부식 및 공식이 관찰되지 않는 것으로 밝혀졌다. 유사하게, 크롬 산화물 층(40) 및 산화철 층(41)이 제거되었으로, 그 결과 이 도면에는 그것들이 존재하지 않는다. 대신에 나타낸 구조화는 웨브(80)로 나누어져 있는 매우 평평하고 균일한 표면을 유도한다. 웨브는 도면에서 약 0.5 μm 내지 대략 8 μm일 수 있는 웨브 폭(b)을 갖는다. 웨브는 웨브(80) 사이의 함몰부의 홀 깊이(t)에 상응하는 웨브 높이를 갖는다. 이 예에서, 홀 깊이는 약 4 μm 내지 8 μm에 해당한다. 웨브 서로 간의 간격은 홀 폭(l)에 상응한다. 이 예에서, 이것은 약 50 μm이다. 그러나, 본 발명은 그것이 특히 전술한 유리한 범위 내에서 설정될 수 있다는 점을 제공한다. 웨브(80)와 웨브 사이에 위치하고/하거나 웨브에 의해 한정된 함몰부와의 조합은 본 발명에 의해 제공되는 바와 같은 미세구조를 나타낸다. 웨브 높이는 특히 도 4에 상응하는 방식으로 부식에 의해 생성되는 베이스 본체의 함몰부보다 크다. 이러한 도 5에 상응하는 예시적인 실시양태에서, Ra 및 Rz에 대한 값은 또한 특히 표 1에 재현되어 있는 값을 추정할 수 있게도 한다.
도 5의 하부 도면에서, 다시 한번 대기 조건하에 에이징 후의 베이스 본체의 상태를 나타낸다. 주요 공정은 다시 한번 산화이다. 적어도 거의 이상적인 패시베이션 필름 또는 층(400)이 특히 웨브 사이의 함몰부에서 놀랍게 형성되는 것으로 밝혀졌다. 관찰된 바와 같이, 이 층은 일반적으로 매우 얇다. 표현상의 이유로 웨브(80) 등의 치수와 관련하여는 표시되어 있지 않다. 이 예에서, 그것은 약 3 nm 두께이다. 이는 패시베이션 층이 웨브의 높이 및/또는 함몰부 높이(t)보다 더 얇을 수 있다는 것을 의미한다. 패시베이션 층의 조성은 베이스 본체의 금속에 의존한다. 본 발명의 크롬 함유 강의 베이스 본체의 예에서, 층(400)은 CrOX를 포함하며; 특히 바람직하게는 이 층은 CrOX(OH)2 -X ·nH2O를 포함하거나 또는 이것으로 구성된다.
도 6a는 레이저 가공에 의해 미세구조가 도입되어 있는, 기술된 방법으로 제조된 베이스 본체(1)의 세부 사진을 나타낸다. 메쉬 형태의 미세구조의 구조를 명확하게 볼 수 있다. 메쉬의 선은 말하자면 웨브(80)에 의해 형성되며, 메쉬의 개구부는 함몰부에 의해 형성된다.
도 6b에서는, 예시를 위해 도 6a의 사진이 도안의 형식으로 변형되어 있다. 미세구조(8)의 함몰부는 홀 폭(l)을 가지며, 그 폭은 여기서는 예를 들어 70 ㎛일 수 있다.
도 7은 납땜 영역에서 미세구조(8)의 영역을 관통하는 단면을 특정하기 위해, 납땜 영역의 말단 영역에서의 본 발명에 따른 베이스 본체의 세부를 개략적으로 나타낸다. 베이스 본체(1)의 표면의 습윤화는 여기에서 미세구조의 영역에서 끝난다. 전술한 바와 같이, 금속 땜납 물질(7)이 납땜 영역의 말단에서 접지 핀(6)에 대해 메니스커스를 형성한다고 해도, 베이스 본체의 표면 영역에 대해 접촉각 또는 습윤각 φ가 존재한다. 미세구조(8)의 개별 엘리먼트는 땜납 물질(7)의 유동을 제한한다. 전술한 바와 같이 수행되는 베이스 본체 표면의 물질의 컨디셔닝은, 가능하게는 접착력 및/또는 다른 결합력에 의해, 용융된 금속 땜납 물질과 함께 작용하는 것으로 추정된다. 이러한 방식으로, 금속 땜납 물질(7)의 스프레딩이 제한되는 것으로 추정된다. 유사하게 미세구조(8) 내의 구조의 변화가 용융된 금속 땜납 물질의 표면 장력과 함께 작용하므로, 그 결과 접촉각 또는 습윤각 φ이 증가하고, 이러한 방식으로 용융된 땜납 물질의 유동이 예를 들어 미세구조의 웨브에서 정지되는 것이 유사하게 가능하게 보인다. 이들 효과의 조합도 마찬가지로 고려된다.
도 8에서, 납땜된 접지 핀(6)의 영역 및 납땜 영역(7)의 부분에서 본 발명에 따른 베이스 본체의 세부를 개략적으로 나타낸다. 금속 땜납 물질(7)은 접지 핀(6)에 대해 땜납 메니스커스를 형성하며, 이것은 접지 핀(6) 상에서 그 자체가 연신된다. 간략화의 이유로, 미세구조는 여기에 나타내지 않는다. 베이스 본체(1)의 표면과 접지 핀(6)의 헤드 영역 사이에는 땜납 갭 폭(s)을 지닌 땜납 갭(70)이 존재한다. 땜납 메니스커스는 반경(r)이 있는 파선으로 묘사된 원으로 도시되는 반경(r)을 갖는다. 기술된 바와 같이, 본 발명은 반경 R이 제어된 방식으로 및/또는 선행 기술과 비교하여 감소된다는 것을 가능하게 한다. 이는 납땜 영역(7)의 더 작고 제어된 직경(d)을 가능하게 한다. 특히, 기술된 바와 같이, 납땜 영역의 반경(r) 및 직경(s)의 변동은 미세구조(8)에 의해 감소된다. 보다 적은 땜납 물질의 사용이 가능하게 되고, 제조의 신뢰성이 증가되며, 이것은 결국 본 발명에 따른 베이스 본체의 제조에 대하여 유의하게 감소된 비용을 유도한다.
도 9는 여기에서 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기를 위한 피드 스루 형태의, 본 발명에 따른 베이스 본체(1)를 개략적으로 나타낸다. 이의 엘리먼트는 이미 상기 기술되어 있다. 명백한 바와 같이, 베이스 본체는 한 표면 상에 전체 표면 영역에 걸쳐 미세구조(8)를 갖는다. 기술된 바와 같이, 이전에 이용된 습식 화학 방법으로부터 초래된 것과 같은 금속 표면의 부식은 레이저 기반 가공 방법에 의해 방지될 수 있다. 나타낸 베이스 본체(1)는 특히 균일한 패시베이션 층(400)을 갖는다. 이러한 베이스 본체(1)는 특히 공지된 베이스 본체보다 기계적으로 더 강하고 더 내부식성이 있을 수 있다.
본 발명은 또한 하기 진술에 의해 요약될 수 있다. 진술의 내용 및 이 진술이 어떻게 상호 의존하는가는 마찬가지로 본 설명의 전체 개시 내용의 일부를 형성한다. 당업자라면, 설명 및/또는 서술을 더 발전시킬 수 있을 것이다.
진술:
1. 피드 스루 엘리먼트(feed-through element)를 위한 베이스 본체(base body)로서,
금속 베이스 본체,
고정 물질, 특히 전기 절연성 고정 물질 내에 기능성 엘리먼트를 수용하기 위한 적어도 하나의 관통 개구부, 및
납땜 접속에 의해 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속되는 적어도 하나의 컨덕터
를 포함하고, 여기서
납땜 접속은 금속 땜납 물질을 포함하며,
금속 땜납 물질은 베이스 본체의 표면 영역을 피복하여 베이스 본체의 표면 상에 납땜 영역을 형성하며,
베이스 본체는 적어도 납땜 영역에서, 베이스 본체의 표면에 적어도 함몰부를 포함하는 미세구조(microstructuring)를 가지며,
금속 땜납 물질은 납땜 영역에서 미세구조를 피복하는 것인 베이스 본체.
2. 진술 1에 있어서,
미세구조는 금속 땜납 물질에 대한 땜납 정지부(solder stop)인 베이스 본체.
3. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 함몰부는 실질적으로 규칙적인 패턴을 형성하는 것인 베이스 본체.
4. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 함몰부는 서로 인접하여 배열되고/되거나, 적어도 특정 영역에서 중첩되며; 바람직하게는, 미세구조는 평면에서 보아 점 형태의 그리드 및/또는 메쉬 형태의 구조 및/또는 스케일(scale) 형태의 구조를 형성하는 것인 베이스 본체.
5. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 함몰부는 베이스 본체의 표면에서 레이저 구조화된 영역, 특히 레이저 융삭된 영역 및/또는 레이저 유도 방식에 의해 열적으로 국부 재형성된 영역 및/또는 레이저 유도 압력 효과에 의해 국부 재형성된 영역인 베이스 본체.
6. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조는 홈의 형태를 취하고/취하거나, 미세구조는 원형 및/또는 타원형 및/또는 실질적인 직사각형 직경을 지닌 함몰부를 포함하며; 바람직하게는, 함몰부는 크레이터(crater)의 형태 및/또는 컵의 형태인 베이스 본체.
7. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체의 표면으로부터 측정될 때, 미세구조의 함몰부는 실질적으로 최대 70 μm, 특히 최대 50 μm, 특히 0.7 μm 내지 70 μm, 특히 0.7 μm 내지 50 μm, 바람직하게는 0.7 μm 내지 20 μm, 특히 유리하게는 1 μm 내지 10 μm, 가장 특히 유리하게는 2 μm 내지 10 μm의 깊이를 갖는 것인 베이스 본체.
8. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체는 미세구조의 영역에서 평균 조도 Ra ≥0.35 μm 및/또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm을 가지며; 바람직하게는, Ra는 0.35 μm 내지 15 μm의 범위에 있고/있거나, Rz은 1 μm 내지 50 μm의 범위에 있고, 특히 Rz은 1 μm 내지 15 μm의 범위에 있는 것인 베이스 본체.
9. 전술한 진술 중 적어더 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 함몰부는 개별 함몰부 사이에 웨브가 존재하도록 형성되는 것인 베이스 본체(1).
10. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
함몰부의 직경은, 함몰부의 가장 좁은 지점에서 측정될 때, 10 μm 내지 200 μm이고, 유리하게는 20 μm 내지 150 μm, 특히 유리하게는 80 μm 내지 150 μm, 가장 특히 유리하게는 80 μm 내지 150 μm인 베이스 본체(1).
11. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 표면은 적어도 함몰부에서 유기 물질 및/또는 탄소를 갖지 않으며; 바람직하게는, 적어도 함몰부에는 순수한 금속 표면 또는 대체로 균일한 산화물 층, 유리하게는 얇은 산화물 층이 존재하며, 이의 두께는 바람직하게는 10 nm 미만, 특히 유리하게는 1 nm 내지 6 nm인 베이스 본체(1).
12. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
적어도 미세구조가 존재하는 영역에서, 베이스 본체는 크롬 함유 금속, 특히 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 및/또는 니켈 함유 강을 포함하거나 또는 이로 구성되며, 적어도 미세구조의 함몰부에서, 표면은 CrOX 및/또는 NiOX를 포함하는 균일 층에 의해 피복되고; 이 층은 바람직하게는 CrOX(OH)2 -X·nH2O 및/또는 NiOX(OH)2 -X·nH2O를 포함하거나 또는 이로 구성되는 것인 베이스 본체(1).
13. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
금속 땜납 물질은 경질 땜납이며; 바람직하게는, 금속 땜납 물질은 팔라듐이 실질적으로 없는 것인 베이스 본체.
14. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체에 컨덕터를 전기 전도성으로 접속시키는 금속 땜납 물질은 베이스 본체의 표면으로의 전이에서 최대 0.40 mm의 반경을 갖는 땜납 메니스커스(meniscus)를 형성하는 것인 베이스 본체.
15. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체에 대면하는 컨덕터의 표면과 베이스 본체의 미세구조화된 표면 사이에는 미세구조의 함몰부의 가장 낮은 지점으로부터 측정된, 최대 100 μm, 유리하게는 3 nm 내지 100 μm, 특히 유리하게는 최대 80 μm 또는 최대 70 μm, 특히 유리하게는 3 nm 내지 70 μm의 땜납 갭 폭을 갖는 금속 땜납 물질로 충전된 땜납 갭이 존재하는 것인 베이스 본체.
16. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조는 미세구조가 없는 피드 스루 엘리먼트(1)와 비교하여 접지 핀을 잘라내고(shearing off)/내거나 뽑아내는데(pulling off) 필요한 힘을 증가시키며; 바람직하게는, 잘라내고/내거나 뽑아내기 위한 힘은 적어도 10% 증가되는 것인 베이스 본체.
17. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
납땜 영역은 접지 핀의 직경의 최대 2배인, 베이스 본체의 표면에 평형하게 측정된 최대 직경을 갖는 것인 베이스 본체(1).
18. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체로의 접속 지점에서 측정된, 관통 개구부의 외주(outer periphery)와 컨덕터의 외주 사이의 최단 거리는 최대 2.5 mm인 베이스 본체(1).
19. 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체로의 접속 지점에서 측정된, 베이스 본체의 외주와 컨덕터의 외주 사이의 최단 거리는 최대 2.5 mm이며; 바람직하게는 상기 거리는 2.0 mm 내지 2.4 mm인 베이스 본체(1).
20. 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너의 제조를 위한 전술한 진술 중 적어도 하나에 따른 베이스 본체로서, 여기서 적어도 하나의 관통 개구부에는 컨덕터가 전기 절연성 고정 물질 내에 기능성 엘리먼트로서 배열되고, 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속된 컨덕터는 납땜 영역에서 베이스 본체에 플러시 납땜되는 접지 핀으로서 형성되는 것인 베이스 본체.
21. 진술 20에 있어서,
접지 핀은 1 mm ± 0.02 mm의 직경을 가지며, 베이스 본체의 표면으로의 전이에서 금속 땜납 물질의 메니스커스는 0.40 mm 미만, 바람직하게는 0.36 mm 미만, 특히 바람직하게는 0.30 mm 미만, 가장 특히 바람직하게는 0.22 mm 미만의 반경을 갖는 것인 베이스 본체.
22. 진술 20 및 진술 21 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
금속 땜납 물질의 체적은 0.16 mm3 미만, 바람직하게는 0.13 mm3 미만, 특히 바람직하게는 0.10 mm3 미만, 가장 특히 바람직하게는 0.07 mm3 미만인 베이스 본체.
23. 진술 20 내지 진술 22 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
납땜 영역은 1 mm 내지 2.5 mm, 특히 1 mm 내지 2.0 mm의 직경을 갖는 것인 베이스 본체.
24. 진술 1 내지 진술 23 중 적어도 하나의 진술에 따른 베이스 본체를 지닌 피드 스루 엘리먼트로서, 여기서 적어도 하나의 관통 개구부에는 적어도 하나의 기능성 엘리먼트가 전기 절연성 고정 물질 내에 배열되어 있는 것인 피드 스루 엘리먼트.
25. 진술 24에 있어서,
기능성 엘리먼트는 전기 컨덕터, 특히 핀 형태의 전기 컨덕터 및/또는 도파관 및/또는 중공 컨덕터 및/또는 광학 컨덕터 및/또는 열전쌍인 피드 스루 엘리먼트.
26. 진술 24 및/또는 진술 25에 있어서,
베이스 본체는, 전기 컨덕터가 유리 또는 유리-세라믹 물질 또는 세라믹 또는 플라스틱 내에 배열되어 있는 정확히 하나의 관통 개구부를 갖는 것인 피드 스루 엘리먼트.
27. 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기의 제조를 위한 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 따른 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 분량으로서, 접지 핀 상의 굽힘 시험에서의 불량률(defect rate)이 1000개당 0.5개 미만인 5000개의 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 시험 분량을 포함하는 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 분량.
28. 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기의 제조를 위한 전술한 진술 중 적어도 하나의 진술에 따른 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 분량으로서, 시험 분량에서 납땜 영역의 직경의 평균값의 표준 편차가 시험 분량에서 납땜 영역의 평균 직경의 0% 내지 6% 범위에 있는 1000개의 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 시험 분량을 포함하는 베이스 본체 또는 피드 스루 엘리먼트의 분량.
29. 피드 스루 엘리먼트를 위한 베이스 본체의 제조 방법으로서,
- 2개의 실질적인 대향 표면(31, 32)을 갖는, 소정의 두께 및 소정의 외측 윤곽을 지닌 금속 베이스 본체를 제공하는 단계,
- 베이스 본체(1)에서 적어도 하나의 관통 개구부(4, 20)를 생성하는 단계,
- 베이스 본체의 표면에 함몰부가 도입되도록, 베이스 본체의 표면의 적어도 하나의 영역을 미세구조화하는 단계,
- 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)를 제공하는 단계,
- 납땜 공정 동안 용융되는 금속 땜납 물질로 미세구조가 존재하는 영역에서 베이스 본체에 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)를 납땜하는 단계로서, 용융된 땜납 물질의 유동이 적어도 미세구조의 엘리먼트에 의해 그리고 납땜 영역을 형성하는 땜납 물질에 의해 피복되는 베이스 본체의 표면 상의 영역에 의해 정지 및/또는 제한되고, 이로써 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)가 납땜 영역에서 베이스 본체에 전기 전도성으로 접속되는 것인 단계
를 포함하는 제조 방법.
30. 진술 29에 있어서,
미세구조가, 베이스 본체의 표면으로부터, 바람직하게는 베이스 본체를 그라인딩함으로써, 특히 바람직하게는 베이스 본체로 프레싱함으로써, 물질을 제거하는 방법에 의해, 생성되는 것인 제조 방법.
31. 진술 29 및 진술 30 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
레이저 구조화가 미세구조를 생성하기 위해 이용되는 것인 제조 방법.
32. 진술 31에 있어서,
미세구조화가 레이저 융삭 및/또는 레이저 탈착에 의해 적어도 부분적으로 수행되며, 여기서 베이스 본체의 표면 물질, 특히 산화물 층 및/또는 유기 불순물이, 입사 레이저 방사선을 반사하는 베이스 본체의 실질적인 베어(bare) 금속 표면을 노출시키는 레이저 방사선의 효과 하에, 제거되고; 특히, 그 노출된 베어 금속 표면이 미세구조의 깊이를 제한하는 것인 제조 방법.
33. 진술 31 및 진술 32 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
레이저 구조화 동안, 베이스 본체의 표면 물질이 레이저 조사에 의해, 특히 베이스 본체 물질의 국부 용융에 따른 특히 국부 가열에 의해 및/또는 레이저 유도 압력 효과에 의해 재형성되며, 여기서 레이저 방사선이 적어도 베이스 본체의 부근에서 가스 대기를 국부 가열하고, 특히 플라즈마가 국부 점화되며, 이로써 베이스 본체의 표면을 변형시키는 압력 파(pressure wave)가 형성되는 것인 제조 방법.
34. 진술 29 내지 진술 33 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조가 평면에서 보아 점 형태의 그리드 및/또는 직사각형 그리드 및/또는 메쉬 형태의 구조 및/또는 스케일 형태의 구조를 제공하는 것인 제조 방법.
35. 진술 29 내지 진술 34 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조가 생성될 때, 베이스 본체의 표면 상에 존재하는 불순물 및/또는 유기 물질 및/또는 탄소 함유 물질 및/또는 산화물이 제거되는 것인 제조 방법.
36. 진술 29 내지 진술 35 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 생성 후에 및 컨덕터의 납땜 전에, 베이스 본체가 적어도 미세구조의 영역에서 실질적으로 균일하고 얇은 산화물 층에 의해 피복되며; 바람직하게는, 산화물 층을 형성하기 위한 산소가 주변 대기로부터 유래되는 것인 제조 방법.
37. 진술 29 내지 진술 36 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
미세구조의 도입 후에, 베이스 본체가 적어도 함몰부에서 유기 물질 및/또는 탄소를 실질적으로 갖지 않으며; 바람직하게는, 적어도 함몰부에는 순수한 금속 표면 또는 대체로 균일하고 바람직하게는 얇은 산화물 층이 존재하며, 이의 두께가 바람직하게는 10 nm 미만, 특히 1 nm 내지 6 nm인 제조 방법.
38. 진술 29 내지 진술 37 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
적어도 미세구조가 존재하는 영역에서, 베이스 본체가 크롬 함유 금속, 특히 크롬 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 강을 포함하거나 또는 이로 구성되며, 적어도 미세구조의 함몰부에서, 표면이 CrOX 및/또는 NiOX를 포함하는 균일 층으로 산화에 의해 피복되며; 이 층이 바람직하게는 CrOX(OH)2 -X·nH2O를 포함하거나 또는 이로 구성되고/되거나, 이 층이 NiOX(OH)2 -X·nH2O로 구성되거나 또는 이를 포함하는 것인 제조 방법.
39. 진술 29 내지 진술 38 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
경질 땜납이 금속 땜납 물질로서 사용되며; 유리하게는, 금속 땜납 물질이, 팔라듐이 실질적으로 없으며; 납땜하기 전에, 금속 땜납 물질이 유리하게는 컨덕터 주위에 고리 형태로 놓이고, 이로써 납땜 동안, 금속 땜납 물질이 미세구조 내로 유동하며 그리고 금속 땜납 물질로 충전되는 미세구조(8)의 영역에서 컨덕터(6)와 베이스 본체의 표면 사이의 땜납 갭과 납땜 영역을 형성하는 것인 제조 방법.
40. 진술 29 내지 진술 39 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
베이스 본체의 표면으로부터 측정될 때, 미세구조가 최대 70 μm, 실질적으로 0.7 μm 내지 70 μm, 유리하게는 0.7 μm 내지 20 μm, 특히 유리하게는 1 μm 내지 10 μm, 가장 특히 유리하게는 2 μm 내지 10 μm의 깊이로 베이스 본체 내에 도입되는 것인 제조 방법.
41. 진술 29 내지 진술 40 중 적어도 하나의 진술에 있어서,
평균 조도 Ra ≥ 0.35 μm 및/또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm가 수득되는 방식으로 미세구조가 베이스 본체 내에 도입되며; 유리하게는, Ra가 0.35 μm 내지 15 μm 범위에 있고/있거나, Rz가 1 μm 내지 50 μm의 범위에 있으며; 특히, Rz가 1 μm 내지 15 μm의 범위에 있는 것인 제조 방법.
42. 전기 피드 스루 엘리먼트에서의, 진술 1 내지 진술 23 중 적어도 하나의 진술에 따른 베이스 본체 및/또는 피드 스루 엘리먼트의 용도.
43. 불꽃 기폭 장치 및/또는 에어백 점화기 및/또는 안전벨트 텐셔너 및/또는 가스 발생기에서의 및/또는 센서에서의 및/또는 액추에이터에서의 및/또는 대형 피드 스루에서의 및/또는 트랜지스터-아웃라인 패키지에서의 및/또는 배터리 하우징에서의 및/또는 커패시터 하우징에서의, 또는 이들의 부분 및/또는 영역으로서의, 진술 1 내지 진술 23 중 적어도 하나의 진술에 따른 베이스 본체 및/또는 피드 스루 엘리먼트의 용도.
기술된 바와 같이, 본 발명에 따른 베이스 본체(1)는 이전에 공지된 베이스 본체에 비해 상당한 이점들을 갖는다. 한편으로는, 납땜 영역의 제어는 본 발명에 따른 베이스 본체가 납땜 영역의 직경(d), 땜납 메니스커스의 반경(r) 및 땜납 갭 폭(s)의 변동이 더 작다는 효과를 갖는다. 이는 베이스 본체(6)와 접지 핀(6) 사이의 납땜 접속이 보다 신뢰성 있게 형성된다는 것을 의미한다. 결과적으로, 본 발명에 따른 베이스 본체(1)는 특히 산업 공정에서 더욱 효율적으로 제조될 수 있고; 특히, 거부된 부품의 수가 감소된다. 유사하게, 사용되는 땜납 물질의 양을 줄이는 것도 가능하다. 유사하게, 납땜 영역(7)의 직경(d)의 제어는 더 작은 직경(d)을 가능하게 하여, 접지 핀(6)이 베이스 본체의 주변 및/또는 관통 개구부(4)에 더 근접하게 배열될 수 있게 한다. 결과적으로, 베이스 본체(1)의 직경은 더 작게 선택될 수 있다; 따라서 소형화된 베이스 본체의 제조가 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 베이스 본체는 그의 금속 미세구조의 부식 손상이 전혀 없거나 또는 적어도 상당히 적다. 베이스 본체는 또한 효과적이고 특히 균일한 패시베이션 층으로 더 피복될 수 있다. 이것은 그의 기계적 하중 지지 용량 및/또는 그의 내부식성을 증가시킨다. 이로부터 제조된 컴포넌트는 향상된 수명 및/또는 신뢰성 측면에서 이익이 있다.
1: 베이스 본체
2: 캡
4: 관통 개구부
5: 기능성 엘리먼트, 제1 금속 핀
6: 컨덕터, 제2 금속 핀, 접지 핀
7: 금속 땜납 물질, 납땜 영역
8: 미세구조
9: 브리지 와이어
10: 전기 절연성 고정 물질
11: 베이스 본체의 표면, 상부면
12: 베이스 본체의 표면, 하부면
25: 추진 장약(Propelling charge)
40: 산화크롬
41: 산화철
70: 땜납 갭
80: 웨브
101: 오스테나이트 상(Austenite phase)
102: 마르텐사이트 상(Martensite phase)
103: 선택적 부식(Selective corrosion)
104: 입계 부식(Grain boundary corrosion)
105: 공식(Pitting corrosion)
400: 패시베이션(passivation) 필름
410: 재형성된 산화철(Re-formed iron oxide)
d: 납땜 영역의 직경
r: 메니스커스(meniscus)의 반경
s: 땜납 갭 폭
b: 웨브 폭
t: 함몰부 높이
l: 홀 폭
2: 캡
4: 관통 개구부
5: 기능성 엘리먼트, 제1 금속 핀
6: 컨덕터, 제2 금속 핀, 접지 핀
7: 금속 땜납 물질, 납땜 영역
8: 미세구조
9: 브리지 와이어
10: 전기 절연성 고정 물질
11: 베이스 본체의 표면, 상부면
12: 베이스 본체의 표면, 하부면
25: 추진 장약(Propelling charge)
40: 산화크롬
41: 산화철
70: 땜납 갭
80: 웨브
101: 오스테나이트 상(Austenite phase)
102: 마르텐사이트 상(Martensite phase)
103: 선택적 부식(Selective corrosion)
104: 입계 부식(Grain boundary corrosion)
105: 공식(Pitting corrosion)
400: 패시베이션(passivation) 필름
410: 재형성된 산화철(Re-formed iron oxide)
d: 납땜 영역의 직경
r: 메니스커스(meniscus)의 반경
s: 땜납 갭 폭
b: 웨브 폭
t: 함몰부 높이
l: 홀 폭
Claims (36)
- 피드 스루 엘리먼트(feed-through element)를 위한 베이스 본체(base body)(1)로서,
금속 베이스 본체(1),
전기 절연성 고정 물질(10) 내에 기능성 엘리먼트(5)를 수용하기 위한 적어도 하나의 관통 개구부(4), 및
핀 형태인 적어도 하나의 컨덕터(6)로서, 상기 적어도 하나의 컨덕터(6)의 말단면은 납땜 접속에 의해 베이스 본체(1)에 전기 전도성으로 접속되는 적어도 하나의 컨덕터(6)
를 포함하고, 여기서
납땜 접속은 금속 땜납 물질(7)을 포함하며,
금속 땜납 물질(7)은 베이스 본체(1)의 표면 영역을 피복하여 베이스 본체(1)의 표면 상에 납땜 영역을 형성하고,
베이스 본체(1)는 납땜 영역에서, 베이스 본체(1)의 표면에 함몰부를 포함하는 미세구조(microstructuring)(8)를 갖고,
베이스 본체(1)는 미세구조(8)의 영역에서 평균 조도 Ra ≥0.35 μm 또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm 또는 이의 조합을 갖는 것인 베이스 본체(1). - 제1항에 있어서,
미세구조(8)는 금속 땜납 물질(7)에 대한 땜납 정지부(solder stop)인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조(8)의 함몰부는 규칙적인 패턴을 형성하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조(8)의 함몰부는 서로 인접하여 배열되거나, 특정 영역에서 중첩되거나, 서로 인접하여 배열되고 특정 영역에서 중첩되는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조의 함몰부는 베이스 본체(1)의 표면에서 레이저 구조화된 영역을 포함하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조의 함몰부는 레이저 융삭된 영역 또는 레이저 유도 방식에 의해 열적으로 국부 재형성된 영역 또는 레이저 유도 압력 효과에 의해 국부 재형성된 영역 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조(8)는 홈의 형태를 취하거나, 미세구조는 원형 또는 타원형 또는 둥근 모서리를 지닌 함몰부를 포함하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
베이스 본체(1)의 표면으로부터 측정될 때, 미세구조의 함몰부(8)는 최대 70 μm의 깊이를 갖는 것인 베이스 본체(1). - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
베이스 본체(1)는 미세구조(8)의 영역에서 평균 조도 Ra는 0.35 μm 내지 15 μm의 범위에 있거나, 평균 표면 조도 Rz는 1 μm 내지 50 μm의 범위에 있거나, 이의 조합인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
함몰부의 직경은, 함몰부의 가장 좁은 지점에서 측정될 때, 10 μm 내지 200 μm인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조(8)의 함몰부는 개별 함몰부 사이에 웨브가 존재하도록 형성되고, 웨브는 함몰부의 표면 상에 위치한 산화물 층과 다른 산화물 층에 의해 피복되거나 또는 웨브는 산화물 층에 의해 피복되고, 함몰부는 베어(bare) 금속 표면을 갖는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
미세구조(8)가 존재하는 영역에서, 베이스 본체(1)는 크롬 함유 금속, 또는 크롬 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 강을 포함하거나 이로 구성되고, 미세구조의 함몰부에서 표면은 CrOX 또는 NiOX 또는 이의 조합을 포함하는 균일 층에 의해 피복되는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
금속 땜납 물질은 경질 땜납인 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
금속 땜납 물질 내에 팔라듐이 최대 2000 ppm의 양으로 존재하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
베이스 본체(1)에 컨덕터를 전기 전도성으로 접속시키는 금속 땜납 물질은 베이스 본체(1)의 표면으로의 전이에서 최대 0.40 mm의 반경을 갖는 메니스커스(meniscus)를 형성하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
베이스 본체(1)에 대면하는 컨덕터(6)의 표면과 베이스 본체(1)의 미세구조화된 표면(8) 사이에는 미세구조의 함몰부의 가장 낮은 지점으로부터 측정된, 최대 100 μm의 땜납 갭 폭(s)을 갖는 금속 땜납 물질로 충전된 땜납 갭(70)이 존재하는 것인 베이스 본체(1). - 제1항 또는 제2항에 있어서,
베이스 본체(1)는 피드 스루 엘리먼트 또는 이러한 피드 스루 엘리먼트의 엘리먼트이며, 적어도 하나의 관통 개구부(4)에는 컨덕터(5)가 전기 절연성 고정 물질(10) 내에 기능성 엘리먼트로서 배열되고, 베이스 본체(1)에 전기 전도성으로 접속된 컨덕터는 납땜 영역(7)에서 베이스 본체(1)에 플러시 납땜되는 접지 핀(6)으로서 형성되는 것인 베이스 본체(1). - 제18항에 있어서,
접지 핀(6)은 1 mm ± 0.02 mm의 직경을 가지며, 베이스 본체(1)의 표면으로의 전이에서 금속 땜납 물질의 메니스커스는 최대 0.40 mm의 반경을 갖는 것인 베이스 본체(1). - 제18항에 있어서,
금속 땜납 물질의 체적은 0.16 mm3 미만인 베이스 본체(1). - 제19항에 있어서, 납땜 영역은 1 mm 내지 2.0 mm의 직경을 갖는 것인 베이스 본체(1).
- 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기의 제조를 위한 분량의 베이스 본체(1)로서, 접지 핀 상의 굽힘 시험에서의 불량률(defect rate)이 2000개당 1개 미만인 제18항에 따른 베이스 본체(1) 5000개의 시험 분량을 포함하는 분량의 베이스 본체(1).
- 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기의 제조를 위한 분량의 베이스 본체(1)로서, 시험 분량에서 납땜 영역의 직경의 평균값의 표준 편차가 시험 분량에서 납땜 영역의 평균 직경의 0% 내지 6% 범위에 있는 제18항에 따른 베이스 본체 1000개의 시험 분량을 포함하는 분량의 베이스 본체(1).
- 피드 스루 엘리먼트를 위한 베이스 본체(1)의 제조 방법으로서,
- 2개의 대향 표면(31, 32)을 갖는, 소정의 두께 및 소정의 외측 윤곽을 지닌 금속 베이스 본체(1)를 제공하는 단계,
- 베이스 본체(1)에서 적어도 하나의 관통 개구부(4, 20)를 생성하는 단계,
- 베이스 본체(1)의 표면에 함몰부가 도입되어 미세구조(8)가 생성되도록, 베이스 본체(1)의 표면의 적어도 하나의 영역을 미세구조화하는 단계로서, 평균 조도 Ra ≥ 0.35 μm 또는 평균 표면 조도 Rz ≥ 1 μm 또는 이들 둘다가 수득되는 방식으로 미세구조가 베이스 본체(1) 내로 도입되는 것인 단계,
- 적어도 하나의 기능성 엘리먼트(5, 6)를 제공하는 단계,
- 전기 절연성 고정 물질(10)을 제공하는 단계,
- 핀 형태인 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)를 제공하는 단계,
- 적어도 하나의 관통 개구부(4)에 전기 절연성 고정 물질(10)을 배열하고, 전기 절연성 고정 물질(10) 내에 적어도 하나의 기능성 엘리먼트를 고정하는 단계,
- 납땜 공정 동안 용융되는 금속 땜납 물질(7)로 미세구조(8)가 존재하는 영역에서 베이스 본체(1)에 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)의 말단면을 납땜하는 단계로서, 용융된 땜납 물질(7)의 유동이 미세구조(8)의 엘리먼트에 의해 그리고 납땜 영역(7)을 형성하는 땜납 물질에 의해 피복되는 베이스 본체(1)의 표면 상의 영역에 의해 정지되거나 제한되거나 정지 및 제한되고, 이로써 적어도 하나의 컨덕터(5, 6)의 말단면이 납땜 영역에서 베이스 본체(1)에 전기 전도성으로 접속되는 것인 단계
를 포함하는 제조 방법. - 제24항에 있어서,
미세구조(8)가, 레이저 융삭, 레이저 탈착, 미세구조화된 스탬프에 의한 펀칭, 그라인딩(grinding) 및 스코어링(scoring)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 방법에 의해 생성되는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
레이저 구조화가 미세구조(8)를 생성하기 위해 이용되며, 여기서 베이스 본체(1)의 표면 물질, 또는 산화물 층 또는 유기 불순물 또는 이들 둘다가, 입사 레이저 방사선을 반사하는 베이스 본체(1)의 베어 금속 표면을 노출시키는 레이저 방사선의 효과 하에 제거되는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
레이저 융삭 또는 레이저 탈착 또는 레이저 융삭 및 레이저 탈착이 미세구조(8)를 생성하기 위해 이용되며, 여기서 베이스 본체(1)의 표면 물질, 또는 산화물 층 또는 유기 불순물 또는 이들 둘다가, 입사 레이저 방사선을 반사하는 베이스 본체(1)의 베어 금속 표면을 노출시키는 레이저 방사선의 효과 하에 제거되는 것인 제조 방법. - 제26항에 있어서,
레이저 방사선의 효과 하에서, 베이스 본체(1)의 표면 물질이 재형성되는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
미세구조(8)가 평면에서 보아 점 형태의 그리드 또는 직사각형 그리드 또는 메쉬 형태의 구조 또는 스케일 형태의 구조 또는 이들의 조합을 제공하는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
미세구조의 도입 후에, 베이스 본체(1)가 함몰부에서 유기 물질 또는 탄소 또는 이들 모두를 갖지 않는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
미세구조의 도입 후에, 베이스 본체(1)가 균일하고 얇은 산화물 층(400)을 갖고, 이의 두께가 10 nm 미만인 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
미세구조가 존재하는 영역에서, 베이스 본체(1)가 크롬 함유 금속, 또는 크롬 함유 고등급 강을 포함하는 크롬 함유 강을 포함하거나 또는 이로 구성되며, 미세구조의 함몰부에서, 표면이 CrOX 또는 NiOX 또는 이의 조합을 포함하는 균일 층(400)으로 산화에 의해 피복되는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
경질 땝납이 금속 땜납 물질(7)로서 사용되거나; 금속 땜납 물질(7) 내에서 팔라듐이 최대 2000 ppm으로 존재하고; 납땜하기 전에, 금속 땜납 물질이 컨덕터(6) 주위에 고리 형태로 놓이고, 이로써 납땜 동안, 금속 땜납 물질이 미세구조(8) 내로 유동하며 그리고 금속 땜납 물질로 충전되는 미세구조(8)의 영역에서 컨덕터(6)와 베이스 본체(1)의 표면 사이의 땜납 갭(70)과 납땜 영역(7)을 형성하는 것인 제조 방법. - 제24항 또는 제25항에 있어서,
베이스 본체(1)의 표면으로부터 측정될 때, 미세구조가 최대 70 μm의 깊이를 갖는 것인 제조 방법. - 삭제
- 제1항 또는 제2항에 있어서,
불꽃 기폭 장치 또는 에어백 점화기 또는 안전벨트 텐셔너 또는 가스 발생기에서의 또는 센서에서의 또는 액추에이터에서의 또는 대형 피드 스루에서의 또는 트랜지스터-아웃라인 패키지에서의 또는 전기 저장 장치에서의 또는 배터리 또는 충전식 배터리 또는 커패시터 또는 이의 조합에서의 사용을 위한 베이스 본체(1).
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