RO117240B1 - Procedeu de producere de particule si articole cu proprietati fizice proiectate si de acoperire a unui obiect, particule si articole rezultate - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la un procedeu de producere de particule si de articole cu proprietati fizice proiectate si de acoperire a unui obiect, si la particule si articole obtinute cu acest procedeu. Conform inventiei, este furnizata, intr-o prima faza, o multitudine de particule (12) ce contine un prim material. O acoperire (14) continand un al doilea material, este formata pe suprafetele particulelor, pana la atingerea unui anumit raport intre volumul de acoperire (14) si volumul particulelor (12). O multitudine de particule (28) incluzand particule acoperite (10), sunt consolidate astfel incat particulele sunt unite intre ele pentru a forma un articol (30). Raportul intre volumul acoperirii (14) si volumul particulelor (12) este ales astfel incat articolul (30) este proiectat sa aiba o anumita fractie de volum, prezentand volumul celui de-al doilea material din articol relativ la volumul primului material din articol. Primul material, al doilea material si fractia de volum sunt alese astfel incat articolul sa prezinte o anumita proprietate intrinseca.

Description

Invenția se referă la un procedeu de producere de particule și articole cu proprietăți fizice proiectate și de acoperire a unui obiect, precum și la particule și articole rezultate.

Mai concret, invenția se referă la un procedeu de proiectare de proprietăți intrinseci, ale unor particule și de producere de articole cu proprietăți fizice proiectate, fabricate prin consolidări de particule și la acoperiri formate din particule, în particular la producerea de articole și acoperiri proiectate pentru a avea conductivități termice preselectate și coeficienți de dilatare termică care corespund celor ale materialelor cărora aceste articole și acoperire sunt atașate.

Conform “Regulii amestecurilor” a lui Lacce, proprietățile fizice intrinseci, (de exemplu, conductivitatea termică, coeficientul de dilatare termică), ale unui articol eterogen, compus din cel puțin două materiale bine amestecate, tind să varieze aproximativ liniar cu raportul volumului unui material, față de volumul celuilalt material. De exemplu, un articol eterogen, compus dintr-un amestec: 5D / 50, în procente volumice, dintr-un material care are un coeficient scăzut de dilatare termică și un alt material care are un coeficient ridicat de dilatare termică este de așteptat să aibă un coeficient de dilatare termică care este media coeficienților de dilatare ale celor două materiale.

într-un procedeu cunoscut, de fabricare a articolelor eterogene, un amestec de două pudre metalice, care au conductivități termice diferite și coeficienți de dilatare termică diferiți, este compactat și sinterizat pentru a produce articolul. Articolul are un coeficient proiectat de dilatare termică, care corespunde aproximativ coeficientului de dilatare termică al unui obiect căruia articol este proiectat să-i fie atașat și o conductivitate proiectată.

Este cunoscut de asemenea un procedeu care realizează o matrice metalică cu particule ale altui metal, dispersate, cu coeficient de dilatare scăzut (feroase) pentru obținerea unui compozit cu un coeficient de dilatare mult mai scăzut ca al matricei, particulele din primul material putând fi din Ni-Fe, în proporție determinată, aceste particule putând fi acoperite, parțial, cu cupru și lipite prin difuzie, într-o matrice continuă, de exemplu - prin presare și încălzire, acoperirea cu cupru putânduse face prin procedeul electroless”, particulele putând fi de dimensiuni micronice, materialul compozit astfel obținut putând fi inclus într-un substrat cu coeficient de dilatare prestabilit cu matrice din cupru, atașat unui dispozitiv semiconductor, (US 4894293)

Este cunoscut, de asemenea, un procedeu care realizează particule abrazive din diamant, acoperite cu un compus metalic sau carbură metalică legată chimic de particulele de diamant, (US 4063907), un procedeu care realizează particule conductive termic, de tipul nitrurii de aluminiu cu acoperire de cupru, inserate în rășină polimerică pentru crearea unui adeziv conductor termic de disipare a căldurii pentru circuite integrate, (US 5288769], un procedeu care realizează o masă de particule electroconductive din Co, Ni, Fe sau aliaje ale acestora acoperite cu carbură, borură sau siliciură și întoarse într-o matrice din rășină, (US 4218507), un procedeu care realizează particule micronice de metal sau ceramică acoperite cu Ag, Au, Cu, Ni, Fe, Co, Al, etc. sau combinații ale acestor elemente, de exemplu: carbură de W acoperită cu Cu, Ni, Al, sau V și o matrice: ceramică - metal de astfel de particule consolidate prin presiune sau/și căldură în atmosferă inertă sau reducătoare, ( US 5184662),

RO 117240 Bl un procedeu care realizează un corp dur, parțial sinterizat, cu particule ceramice acoperite cu aliaj de Fe sau Al, (brevet US 5118342), un procedeu care realizează particule abrazive din carbură de siliciu acoperite cu un strat din nitrură sau carbură metalică, depusă din stare de vapori, (US 4505720), precum și un procedeu care 50 realizează particule de diamant acoperite cu o suprafață de carbură de siliciu prin depunere în plasmă sau catalitică, particulele astfel acoperite putând fi depuse pe un substrat pe care este depus un aliaj metalic de care se leagă metalurgic, fiind apoi acoperite de aliajul substratului, de exemplu - prin creșterea electrolitică a acoperirii aliajului în jurul particulelor, (US 5277940). 55

Problema care apare constă în găsirea unui procedeu de realizare de particule cu proprietăți fizice proiectate prin acoperirea unor particule dintr-un material cu unul sau două materiale care să permită o varietate cât mai mare de combinații de astfel de materiale componente și realizarea de articole și de acoperiri cu proprietăți fizice proiectate, într-o varietate cât mai mare. 60

Procedeul conform invenției rezolvă această problemă, printr-o succesiune de faze de acoperire a unei particule făcute dintr-un prim material cu un al doilea material, astfel încât raportul între volumul acoperirii și volumul particulei este în esență egal cu o anumită fracțiune de volum. Primul și al doilea material și fracția de volum sunt alese astfel încât particula acoperită să prezinte cel puțin o anumită proprietate 65 intrinsecă care este în funcție de proprietățile intrinsece ale primului și celui de-al doilea material. Primul material este, de exemplu, tungsten, molibden, grafit, carbură de siliciu sau diamant. Cel de-al doilea material este, de exemplu, cupru. Prin acest procedeu, este fabricată o particulă acoperită care are una sau mai multe proprietăți intrinsece proiectate (ca conductivitatea termică sau coeficientul de dilatare termică) 70 care sunt diferite de proprietățile intrinsece ale primului sau celui de-al doilea dintre materiale.

Sub un alt aspect, invenția prezintă un procedeu de fabricare a unui articol din particulele acoperite. 0 multitudine de particule acoperite (posibil amestecate cu alte particule) sunt consolidate, astfel încât toate particulele să fie unite între ele pentru 75 a forma un articol. Articolul ca tot unitar are o anumită fracție de volum, funcție de volumele celui de-al doilea material în componența particulelor acoperite relativ la volumele primului material în componența particulelor acoperite. Exemplele de realizare preferate includ următoarele caracteristici: primul material, cel de-al doilea material și fracția de volum sunt alese pentru a proiecta articolul, astfel încât el să 80 prezinte o anumită proprietate intrinsecă, care este în funcție de proprietățile intrinsece ale primului și celui de-al doilea material. în special, proprietățile intrinseci proiectate ale particolelor acoperite au un grad mare de uniformitate și izotropie în articol, deoarece fiecare particulă este uniform acoperită și deoarece distribuția diferitelor materiale nu este aleatoare și nu există separare între diferite materiale în 85 articol. într-un exemplu de realizare, articolul este proiectat să aibă un coeficient de dilatare termică, ce corespunde, în esență, celui al unui obiect căruia articolul urmează să-i fie atașat. Articolul este, de asemenea, proiectat să aibă o conductivitate termică dorită. Particulele acoperite sunt consolidate, prin compactare și sinterizare în fază solidă sau în fază lichidă. Sinterizarea face ca cel de-al doilea material să 90 formeze legături între particulele adiacente.

RO 117240 Bl într-un alt aspect al invenției, este reprezentat un procedeu de fabricare a unui articol dintr-o multitudine de particule, care includ un prim material și dintr-un material matrice, care include un al doilea material care reacționează cu primul material. 0 preacoperire este formată pe suprafețele particulelor. Particulele și materialul matrice sunt consolidate, pentru a face ca particulele și materialul matrice să fie unite între ele într-un articol. Pre-acoperirea suprafețelor particulelor împiedică primul și al doilea material să reacționeze între ele.

Sub un alt aspect, invenția prezintă placarea unui 'obiect cu un strat de particule acoperite.

Particulele acoperite sunt plasate într-un lichid și obiectul este placat cu o acoperire care include multitudinea de particule care au fost plasate în lichid. Acoperirea are o anumită fracție de volum, conform volumului celui de-al doilea material în fiecare particulă acoperită raportat la volumul primului material.

Sub un alt aspect, invenția prezintă un procedeu de placare a unui obiect cu particule care includ un prim material, cu un al doilea material. Particulele sunt plasate în lichid și obiectul este placat cu o acoperire care include particulele și al doilea material. Acoperirea are o anumită fracție de volum, reprezentând volumul celui de-al doilea material, în acoperirea menționată, relativ la volumul primului material în acoperire. Primul material, al doilea material și fracția de volum sunt alese astfel, încât acoperirea să prezinte cel puțin o anumită proprietate fizică, de exemplu - conductivitate termică sau coeficient de dilatare termică [opus proprietăților mecanice ca, de exemplu, rezistența de rupere la tracțiune). Proprietatea fizică aleasă, a acoperirii, este în funcție de proprietățile fizice atât ale primului, cât și ale celui de-al doilea material.

Sub un alt aspect, invenția prezintă un procedeu de fabricare a unui articol, prin compactarea particulelor acoperite la o anumită densitate și o anumită formă.

Particulele compactate sunt unite între ele, pentru a forma un articol, fără a crește densitatea particulelor compactate și fără a schimba substanțial forma aleasă a articolului. Adică particulele sunt compactate la aproximativ “densitatea totală” (o densitate la care particulele compactate au o porozitate care nu furnizează treceri interconectate care trec dintr-o parte a articolului în cealaltă). Apoi articolul compactat este sinterizat. Deoarece articolul are densitatea totală, sinterizarea nu crește densitatea articolului sau nu îi schimbă forma. Densitatea articolului și astfel și dimensiunile finale ale articolului, pot fi controlate riguros în timpul compactării.

Sub un alt aspect, invenția prezintă fabricarea unui articol din particule, într-un mod controlat, pentru a face ca articolul să aibă o anumită densitate. Particulele, dintre care cel puțin unele includ un prim material și au suprafețe pe care este formată o acoperire, care include un al doilea material, sunt consolidate ceea ce duce la unirea lor pentru a forma articolul cu densitate aleasă. Primul și cel de-al doilea material sunt alese astfel, încât articolul prezintă o anumită proprietate intrinsecă, și densitatea este astfel aleasă, încât proprietatea intrinsecă să prezinte comportarea proiectată ca o funcție de temperatură. De exemplu, gradul de liniaritate al coeficientului de dilatare termică al unui articol format din particule consolidate depinde de densitatea articolului. Prin selectarea și controlarea densității articolului, comportarea coeficientului de dilatare termică, ca funcție de temperatură, este controlată și, în general, alegerea coeficientului de dilatare termică este rafinată.

RO 117240 Bl

140

Sub un alt aspect, invenția prezintă fabricarea unui articol din particule, articolul având două sau mai multe porțiuni care au proprietăți intrinsece diferite. O primă multitudine de particule include cel puțin un material și o a doua multitudine de particule include cel puțin un alt material. Prima multitudine de particule și cea de-a doua multitudine de particule sunt consolidate pentru a uni prima multitudine de particule între ele, împreună, pentru a forma o primă porțiune (de exemplu un strat) a unui articol și a doua multitudine de particole este unită pentru a forma a doua porțiune a articolului; particulele dispuse lângă interfață între ‘prima și a doua porțiune de articol sunt unite. Prima și a doua porțiune ale articolului prezintă anumite proprietăți intrinseci, diferite - în funcție de compozițiile (și fracțiile de volum) ale particulelor. De exemplu, prima și a doua porțiune pot avea coeficienți diferiți de dilatare termică și articolul poate fi legat direct între două obiecte având coeficienți diferiți de dilatare termică care corespund coeficienților de dilatare termică ale celor două porțiuni. Există o singură graniță (plasată la interfața dintre cele două porțiuni ale articolului) la care este o nepotrivire a dilatării termice și nu o serie de astfel de grație dispuse între straturile consecutive ale articolelor diferite. Legăturile dintre particule tind să absoarbă solicitarea dilatării termice și în consecință este evitată crăparea sau delaminarea la îmbinarea între două porțiuni.

Invenția prezintă avatajul că permite realizarea unei varietăți lărgite de articole și de acoperiri cu proprietăți fizice, proiectate, obținute conform procedeului conform invenției.

Invenția este prezentată, în continuare, în legătură și cu fig. 1...12, care reprezintă:

- fig. 1, secțiune transversală a unei particule acoperite conform invenției;

- fig. 2, consolidarea particulelor acoperite din fig. 1, prin compactare;

- fig. 3, strat de particule acoperite din fig. 1, placate pe o suprafață a unui articol;

- fig. 4, carcasă electronică ce include o suprafață plană combinată structural și termic, fabricată din particule acoperite din fig. 1, și rame de ghidare fabricate din particule acoperite din fig. 1;

-fig. 5, grafic prezentând dilatarea unui articol ca o funcție de temperatură la densități de 90%, 95% și 100%;

- fig. 6, consolidarea a două straturi distincte de particule învelite din fig. 1 prin tasare;

- fig. 7, carcasă electronică hidridă, utilizată pentru includerea circuitelor integrate, care este fabricată din particule acoperite din fig. 1;

-fig. 8, carcasă electronică având un strat ceramic de temperatură joasă care este încălzit fiind dispus pe o suprafață plană combinată structural și termic, presinterizată, fabricată din particule acoperite din fig. 1;

- fig. 9, modul de comprimare a unui semiconductor de putere înaltă care include un dispozitiv semiconductor care este comprimat la interfață cu un distribuitor de căldură format din particule acoperite din fig. 1;

- fig. 10, secțiune transversală a unei particule acoperite conform invenției, particula având o pre-acoperire de interfață subțire;

- fig. 11, particule acoperite conform fig. 10 care sunt co-depuse electrolitic pe un articol împreună cu materialul matrice;

145

150

155

160

165

170

175

180

RO 117240 Bl

- fig. 12, particule pre-acoperite care sunt co-depuse electrolitic pe un articol împreună cu materialul matrice.

Conform invenției și figurilor, în special fig.i 1, particula 12, care poate avea un diametru de câțiva microni, și care include un element metalic un aliaj metalic, sau un nemetal este acoperită cu un înveliș 14 dintr-un element metalic, un aliaj metalic sau un nemetal este acoperită cu un înveliș 14 dintr-un element metalic, un aliaj metalic sau un nemetal, pentru a forma particula acoperită 10. Particula acoperită 10 prezintă proprietăți fizice intrinseci proiectate (de exemplu conductivitatea termică sau coeficientul de dilatare termică] și/sau proprietăți mecanice intrinseci proiectate (de exemplu rezistența de rupere la tracțiune). Proprietățile fizice intrinseci exceptând proprietăți mecanice intrinseci) ale particulei acoperite 10 tind să se comporte în acord cu Regula amestecurilor a lui Lacce, conform căreia proprietățile fizice intrinseci variază aproximativ liniar în ceea ce privește raportul volumului de acoperire 14 față de volumul particulei 12. Proprietățile mecanice pot varia neliniar cu raportul volumului de acoperire 14 față de volumul particulei 12.

Acoperirea 14 este aplicată aderent la particule 12, de exemplu prin depunere neelectrică “electroless”, (o tehnică prezentată mai jos). Proprietățile intrinseci ale particulei acoperite 10 sunt proiectate prin controlarea fracției de volum a acoperirii 14 relativ la particule 12, care poate fi realizată în două moduri: prin controlarea mărimii particulei 12, sau prin controlarea grosimii acoperirii 14. Particula 12 include de exemplu, tungstenul elementar, acoperirea 14 include cuprul elementar și fracția de volum a cuprului față de tungsten este 27% până la 73%. Cuprul are o conductivitate termică ridicată de aproximativ 391 W/m x K. (Watts per metru-grad Kelvin] și un coeficient relativ ridicat de dilatare termică, de aproximativ 17,5 ppm/°C (părți per milion per grad centigrad) într-o gamă temperatură de la 25°C până la 400°C, în timp ce tungstenul are o conductivitate termică relativ scăzută, de aproximativ 164W/m x K și un coeficient de dilatare termică scăzut, de aproximativ 4, 5 ppm /°C într-o gamă de temperatură de la 25°C până la 400°C.

Particula 10 din tungsten acoperită cu cupru are o conductivitate termică de aproximativ 226W/m.gr.K la 25°C (intermediar între conductivitatea termică ridicată a cuprului și conductivitatea termică scăzută a tungstenului] și un coeficient proiectat de dilatare termică de aproximativ 8,2 ppm/°C (intermediar între coeficientul de dilatare termică mic al tungstenului și coeficientul de dilatare termică ridicat al cuprului] într-o gamă de temperatură de la 25°C până la 400°C.

Referitor la fig. 2, este prezentată o matriță 16, care include poansonul 18 și forma 20, care este utilizată pentru a consolida particule acoperite 10 într-un articol 22 prin presare, (particulele acoperite 10 având proprietăți proiectate ca cele descrise în legătură cu fig. 1). Articolul 22 compactat este sinterizatîn faza solidă (la o temperatură sub punctul de topire al particulelor și punctul de topire al învelișurilor particulelor) sau în mod alternativ este sinterizat în faza lichidă la o temperatură deasupra punctului de topire al învelișurilor dar sub punctul de topire al particulelor). Sinterizarea duce la formarea de legătură între particule pentru a furniza un articol eterogen. Acoperirea particulelor servește astfel ca “material matrice” (un material care menține împreună particulele, formând articolul). Articolul 22 are proprietăți fizice intrinseci proiectate (de exemplu conductivitatea termică și/sau coeficientul de

RO 117240 Bl

230 dilatare termică) și/sau proprietăți mecanice intrinseci proiectate (de exemplu rezistența la rupere prin tracțiune) care corespund cu cele ale particulelor acoperite 10 din care este fabricat articolul. Proprietățile intrinsece proiectate ale particulelor acoperite 10 sunt prezente cu un înalt grad de uniformitate și izotropie în articolul 22, deoarece fiecare particulă 10 este uniform acoperită și deoarece nu există distribuție aleatoare a diferitelor materiale sau separare între diferitele materiale în cadrul articolului 22.

Astfel, proprietățile intrinsece ale articolului 22 sunt proiectate la nivelul particulei mai degrabă decât la nivelul articolului. Articolul este, de exemplu, o suprafață termică și structurală pentru carcase electronice, suprafața termică și structurală fiind proiectată să aibă un coeficient de dilatare termică care să corespundă aceluia al obiectului căruia i se atașează și proiectată să aibă o conductivitate termică mare. Conform invenției, în legătură și cu fig. 4, particulele din tungsten acoperite cu cupru, de exemplu, având o fracție de volum de cupru la tungsten de 27% până la 73%, sunt compactate la o presă 16 până la 200 t/inch pătrat de suprafață pentru a realiza densitatea totală (peste aproximativ 90% densitate), apoi particulele acoperite compactate sunt sinterizate în stare solidă într-o atmosferă de hidrogen la 1950 grade Farenheit, timp de aproximativ o oră și jumătate. Nu numai că particulele acoperite 10 pot fi consolidate într-un articol conform descrierii de mai sus, dar particulele acoperite pot fi, de asemenea, placate pe obiect ca o acoperire. Referitor la fig. 3, este prezentată o acoperire 28 a particulelor acoperite 10 având proprietăți proiectate. Acoperirea 28 este placată pe o suprafață a unui articol metalic, dintr-un aliaj metalic sau nemetalic 30 prin masca de placare 29. Articolul 30 poate în mod alternativ să fie un articol care este el însuși format din particule acoperite prin oricare din variantele tehnice prezentate. în timpul acoperirii, particulele acoperite, de exemplu - particulele de tungsten acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la tungsten de 27%... 73%, sunt plasate într-un lichid și acoperirea este formată pe un articol, de exemplu - de beriliu, prin una din tehnicile de placare discutate în detaliu în continuare. Astfel este posibilă creșterea unei acoperiri direct pe un articol fără a fi necesară crearea unei legături între acoperire și articol. Acoperirea 28 are proprietăți fizice intrinseci proiectate (de exemplu, conductivitatea termică, coeficientul de dilatare termică) și/sau proprietăți mecanice intrinseci proiectate (de exemplu rezistența la rupere prin tracțiune) care corespund celor ale particulelor acoperite din care este fabricată acoperirea. Proprietăților intrinsece proiectate ale particulelor acoperite prezintă un grad mare de uniformitate și izotropie în acoperirea 28, deoarece fiecare particulă este acoperită uniform și deoarece nu există o distribuție aleatoare a diferitelor materiale sau segregare între materialele diferite din acoperirea 28. Astfel, proprietățile intrinseci ale acoperirii 28 sunt mai mult proiectate la nivel de particulă decât la nivel de acoperire. Tehnica de placare descrisă mai sus poate fi de asemenea implantată acolo unde acoperirea 28 nu include particule acoperite ci constă într-un amestec de diferite particule alese din două materiale diferite într-o fracție de volum adecvată. în fig. 4, este reprezentată o carcasă electronică 32 care include dispozitive semiconductoare 34 montate pe un substrat 35, substratul 35 la rândul lui fiind susținut de o suprafață structurală termică plană 36 formată din particule acoperite. Dispozitivele semiconductoare 34

235

240

245

250

255

260

265

270

RO 117240 Bl sunt de exemplu întrerupătoare de înaltă putere în stare solidă (ca de exemplu cele incluse în circuitul unui vehicol cu motor electric) și produce cantități substanțiale de căldură în timpul operării. Substratului 35, căruia îi sunt atașate dispozitivele semiconductoare 34 printr-o legătură adezivă, o legătură de difuzie, sudură tare sau moale, sau lipire cu material greu fuzibil, este format dintr-un material ales să aibă un coeficient de dilatare termică corespunzător aproximativ celui al dispozitivelor semiconductoare 34 după cum se cunoaște în domeniu, pentru a facilita legarea dispozitivelor semiconductoare 34 la substratul 35. Suprafața structurală 36 este fabricată, conform prezentei invenții, din particule acoperite. Materialul particulelor, materialul acoperirii și fracția de volum a materialului acoperirii relativ la materialul particulei sunt alese astfel încât suprafața structurală 36 are o conductivitate termică ridicată (pentru a-i permite să funcționeze ca un distribuitor de căldură și un plan termic) și totuși are un coeficient de dilatare termică care în esență corespunde coeficientului de dilatare termică a substratului 35. Atât conductivitatea termică cât și coeficientul de dilatare termică sunt foarte uniforme și izotrope în suprafața structurală 36. Substratul 35 este format de exemplu din nitrură de aluminiu având un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,4 ppm/°C în intervalul 25°C până la 4QO°C. Suprafața structurală 36 este alcătuită din particule de grafit acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la grafit de 24% - 76%. Această fracție de volum furnizează o conductivitate termică de aproximativ 325 W/m x K, și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,3 ppm/°C până la 400°C), care corespunde apropiat celei a substratului de nitrură de aluminiu 35. Materialul-matrice cupru furnizează o bună rezistență la rupere prin tracțiune (o proprietate mecanică intrinsecă) a suprafeței structurale 36. în mod alternativ suprafața structurală 36 este alcătuită din particule de diamant acoperite cu cupru având o fracțiune de volum de cupru la diamant de 20% până la 80%. Această fracție de volum furnizează o conductivitate termică de aproximativ 781 W/m x K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,8 ppm /°C (de la 25°C până la 400°C). în mod alternativ, substratul 35 este format din oxid de beriliu (BeO) având un coeficient de dilatare termică de aproximativ 7,6 ppm/°C, (25°C până la 400°C). Suprafața structurală 36 este alcătuită din particule de grafit acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la grafit de la 42% până la 58%. Acest volum furnizează o conductivitate termică de aproximativ 380 W/m x K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 7,6 ppm/°C, de la 25°C până la 400°C) care corespunde apropiat celui al oxidului de beriliu din substratul 35. în mod alternativ, suprafața structurală 36 este formată din particule de diamant acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la diamant de 37% până la 63%. Acest volum furnizează o conductivitate termică de aproximativ 698 W/m x K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 7,6 ppm °C (de la 25°C până la 400°C). în mod alternativ, suprafața de bază structurală 36 este alcătuită din particule de tungsten acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la tungsten de aproximativ 27% până la 73%. Această fracție de volum duce la o conductivitate termică de apriximativ 226 W/mxK și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 8,2 ppm/°C, (de la 25°C până la 400°C). Suprafața structurală 36 este atașată substratului 35 în următorul mod. Un strat subțire de particule acoperite este întâi co-depus pe suprafața inferioară a

RO 117240 Bl

320 substratului 35 după cum este prezentat în fig. 3, conform tehnicilor descrise în continuare, apoi suprafața structurală 36, care este compactată în modul descris anterior în legătură și cu fig. 2) dar nu încă sinterizată, este plasată în contact cu suprafața placată a substratului 35. Structura este apoi sinterizată pentru a face substratul 35 și suprafața structurală 36 să se unească într-o singură structură. în mod alternativ, suprafața structurală 36 este legată de substratul placat 35 prin lipire cu alamă, sudură tare sau moale, difuzie, sau legare adezivă. Ramele de ghidare 38 de care sunt atașate dispozitivele semiconductoare 34 prin intermediul firelor de legătură 40 care poartă semnale electrice la masă, alimentare și output la și de la dispozitivele semiconductoare 34 sunt de asemenea fabricate din particule acoperite conform invenției, având un coeficient de dilatare termică corespunzător în esență coeficientului de dilatare termică a substratului 35. Substratul 35 este format de exemplu din oxid de beriliu (BeO) având un coeficient de dilatare termică de aproximativ 7,6 ppm/°C (de la 25°C până la 400°C) și ramele de ghidare 38 sunt fabricate din particule de nichel 42 acoperite cu cupru (nichelul 42 fiind un aliaj nichelfier) având o fracție de volum de cupru la nichel 42 de 20% până la 80%, o conductivitate termică de aproximativ 86,78 W/m · K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 8,1 ppm°C (de la 25°C până la 40°C). De menționat faptul că nichelul 42 acoperit cu cupru nu trebuie să aibă o conductivitate termică la fel de mare ca cea a grafitului acoperit cu cupru utilizat în suprafața structurală 36 deoarece ramele de ghidare 38 nu sunt proiectate să realizeze o funcție de distribuție a căldurii. în mod alternativ, totuși ramele de ghidare 38 pot fi fabricate din aceleași tipuri de particule acoperite din care este fabricată suprafața structurală 36. Ramele de ghidare 38 sunt placate, printr-o masă de placare, direct pe suprafața superioară a substratului 35, conform tehnicilor descrise anterior în legătură și cu fig. 3. într-un exemplu de realizare, ramele de ghidare 38 sunt sinterizate pentru a atinge o densitate dorită. Chiar cu nivelele energetice, densitățile termice și frecvențele de operare ridicate caracteristice noilor tehnologii electronice și modificărilor de temperatură mari și rapide care au loc în general în timpul operării dispozitivelor semiconductoare 34, nu este probabil să apară rupturi și exfolieri la îmbinările între substratul 35 și ramele de ghidare 38 și între substratul 35 și suprafața structurală 36 datorită uniformității și izotropie conductivităților termice și coeficienților de dilatare termică din suprafața structurală 36 și din ramele de ghidare 38.

Structura de amplasare globală 32 are în consecință o durată de viață mare. Nu numai că proprietățile intrinsece proiectate ale articolelor fabricate conform tehnicilor descrise mai sus sunt în funcție de materialele alese pentru particulele și acoperirile particulelor și în funcție de fracția de volum a materialului de acoperire relativ la materialului din care sunt formate particule, dar în plus comportarea proprietăților intrinseci ale unor astfel de articole în funcție de temperatură (de exemplu gradul de liniaritate a coeficientului de dilatare termică ca funcție de temperatură) este afectată de densitățile articolelor. Astfel, prin controlul densității unui astfel de articol, comportarea coeficientului de dilatare termică al articolului în funcție de temperatură poate fi făcută să aproximeze coeficientul de dilatare termică al unui material ceramic (care se comportă neliniar în raport cu temperatura) în domeniile temperaturilor critice de proces. Figura 5 ilustrează dilatarea termică proiectată, în

325

330

335

340

345

350

355

360

RO 117240 Bl părți per milion ca o funcție de temperatură, pentru articolele formate din particule de tungsten acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la tungsten de 27% până la 73% (15% cupru până la 85% în greutate ) la densități de aproximativ 100% (densitate teoretică), 95% și 90% și pentru două materiale ceramice (BeO și AI₂O₃) cu care comportarea de dilatare a articolului poate fi făcută să corespundă în limitele de temperatură de proces critic prin alegerea densității adecvate. De menționat că gradul în care articolul se dilată (de exemplu - valoarea coeficientului de dilatare termică) descrește cu descreșterea densității. Comportarea coeficientului de dilatare termică (sau comportarea altor proprietăți ca conductivitatea termică) poate astfel fi aleasă ca o funcție de temperatură, și în general proprietățile fizice pot fi astfel în continuare rafinate, prin alegerea densității la care articolul este fabricat. De menționat că proprietățile articolelor fabricate din particule neacoperite pot, de asemenea, să fie controlate prin alegerea densităților la care articolele sunt fabricate.

Se prezintă, în continuare, variante de procedeu de acoperire a particulelor și de placare a articolelor cu învelișuri de particule acoperite.

Referitor la fig. 1, acoperirea 14 este placată pe particule 12 prin utilizarea oricărui procedeu de placare neelectric tip “electroless” (autocatalitic) adecvat. Particulele care urmează a fi acoperite sunt plasate într-o baie electroless” care conține o soluție apoasă a ionilor metalici, unul sau mai mulți agenți chimici reducători, un catalizator, unul sau mai mulți agenți de complexare și unul sau mai mulți stabilizatori de baie. Ionii metalici sunt reduși autocatodic sau chimic la metal de agentul sau agenții de reducere, agentul sau agenții de reducere acționând ca donori de electroni și ionii metalici acționând ca acceptori de electroni. Catalizatorul accelerează reacția “electroless”. Agentul sau agenții de complexare sunt utilizați pentru a controla pH-ul soluției și pentru a controla cantitatea de ioni metalici liberi disponibili în soluție. Stabilizatorii furnizează ca inhibitori catalitici pentru a întârzia descompunerea potențială spontană a băii. într-un exemplu de realizare, particulele care urmează a fi placate sunt de exemplu particule de grafit, diamant sau carburi de siliciu, ionii de cupru sunt furnizați prin sulfat de cupru apos, agentul reducător este formaldehidă, catalizatorul este paladiul, agentul de complexare este unul sau mai mulți dintre: tartratul dublu de sodiu și potasiu, EDTA, (etilendiaminotetraacetic), hidroxidul de amoniu, acidul piridium - 3- sulfonic și/sau tartratul de potasiu și stabilizatorul este unul sau mai mulți dintre: acidul tiodiglicolic, MBT, (metilenbistiocianat), tiouree, cianura de sodiu și /sau oxid de vanadiu. Placarea “electroless” creează fie o legătură mecanică, fie o legătură chimică între acoperirea 14 și particula 12. Legătura va fi, în general (dar nu totdeauna), mecanică, dacă fie acoperirea 14 sau particula 12 sunt nemetalice și va fi, în general, chimică dacă atât acoperirea 14, cât și particula 12 sunt metalice.

Procedeele alternative de acoperire a particulelor includ placarera electrolitică, bombardament ionic și pulverizare. Referitor la fig. 10, în unele exemple de realizare, în care acoperirea 14 ar forma numai o legătură mecanică cu particula 12 dacă acoperirea 14 ar fi placată “electroless” direct pe particula 12, particula 12 este preacoperită cu un strat extrem de subțire 68 (grosimea, în figuri, este exagerată) de material de pre-acoperire și apoi placată cu acoperirea 14. Pre-acoperirea (o acoperire de interfață) 68 se leagă puternic de particula 12 și acoperirea 14, creînd o particulă acoperită 10 puternică, greu de spart, legată chimic.

RO 117240 Bl

410

De exemplu, dacă particula 12 este grafit sau diamant și acoperirea 14 este cupru, acoperirea 14 va forma o legătură mecanică cu grafitul sau diamantul dacă acoperirea 14 ar fi placată direct pe grafit sau diamant. în schimb o pre-acoperire 68 cu un metal ca cromul sau un aliaj cobalt - tungsten, având o grosime în intervalul situat între 200 până la câteva mii de Angstromi, este mai întâi placată pe particula 12, pre-acoperirea 68 formând un compus aderent cu particula 12 la interfața între pre-acoperirea 68 și particula 12.

Apoi acoperirea 14 este placată pe pre-acoperirea de crom sau cobalttungsten 68, pre-acoperirea 68 formând o legătură metalurgică cu acoperirea 14. Pre-acoperirea nu afectează în mod substanțial conductivitatea termică sau coeficientul de dilatare termică al particulei acoperite 10 datorită faptului că pre-acoperirea este extrem de subțire. într-un exemplu de realizare, o cantitate mică, controlată, dintr-un catalizator de paladiu sau bor este co-depus cu un material de preacoperire cobalt - tungsten, catalizatorul servind pentru a accelera reacția “electroless” prin care o acoperire de cupru 14 este placată pe o pre-acoperire 68 de cobalt-tungsten. O pre-acoperire este de asemenea utilizată acolo unde acoperirea 14 reacționează, corodează sau este distructivă față de particula 12 sau vice-versa, de exemplu, dacă particula 12 este grafit sau diamant sau acoperirea 14 este aluminiu, aluminiul foarte reactiv va dizolva grafitul sau diamantul dacă acoperirea 14 ar fi placată direct pe particula 12. în schimb un strat subțire 68 dintr-un metal ca cromul sau cobalt-tungsten este mai întâi placat pe particula 12 și apoi acoperirea 14 este depusă pe pre-acoperirea 68 pentru a forma particula acoperită 10. Pre-acoperirea 68 formează o legătură aderentă cu particula 12 din grafit sau diamant, protejând astfel particula 12 de materialul-matrice aluminiul. Astfel, preacoperirea 68 face posibilă fabricarea de articole din particule acoperite când particulele și acoperirile lor ar tinde să reacționeze între ele. Pre-acoperirea 68 face de asemenea posibilă amestecarea de particule acoperite cu un strat subțire de pre-acoperire (dar fără acoperirea 14) într-un aliaj topit, atunci când particulele și aliajul ar tinde, altfel, să reacționeze între ele. De exemplu, particulele din grafit acoperite cu un strat subțire de pre-acoperire de cobalt - tungsten sunt adăugate unui aliaj de aluminiu în vid și aliajul conținând particule este turnat sub presiune sau extrudat într-un articol reticular (sau aproape reticular) care într-un exemplu de realizare este utilizat ca un produs de exploatare termică pentru dispozitive electronice (de exemplu un distribuitor de căldură și o suprafață termică). Pre-acoperirea de cobalt-tungsten formează o legătură aderentă cu particule de grafit și formează o legătură metalurgică cu aliajul de aluminiu. Fracția de volum a particulelor față de aliaj (particulele constând până la aproximativ 50% în volume) este aleasă pentru a face ca articolul rezultat să aibă proprietăți fizice proiectate ca: conductivitate termică și coeficient de dilatare termică, în mod alternativ, particulele pre-acoperite sunt adăugate aliajului pentru a întări mecanic articolul rezultat sau pentru a-i afecta greutatea.

Se prezintă, în continuare, variante de procedeu de placare a articolelor cu acoperiri de particule acoperite.

Conform cu fig 3, un articol 30 este placat cu o acoperire 28 de particule acoperite 10 (articolul 30 fiind, de exemplu, o ramă de ghidaj). Dacă articolul 30 este un metal sau un aliaj metalic, acoperirea 28 este placată electronic direct pe articolul

415

420

425

430

435

440

445

450

RO 117240 Bl printr-o tehnică descrisă în continuare. Dacă articolul 30 este non- conductiv (de

455 exemplu-ceramică), totuși articolul 30 este mai întâi placat cu o acoperire subțire de material conductiv, ca material - matrice cu care particulele acoperite 10 sunt acoperite, prin utilizarea placării “electroless” (autocatalitice-tehnica descrisă anterior în legătură cu acoperirea particulelor). Baia “electroless” include o soluție apoasă care conține ioni metalici, unul sau mai mulți agenți de reducere chimici și unul sau mai 460 mulți stabilizatori de baie, după cum s-a menționat. Ionii metalici sunt reduși autocatalitic sau chimic de către agentul sau agenții reducătorÎ, care fac ca metalul să fie depus pe articolul 30. în mod alternativ, particulele (fie neacoperite, pre-acoperite sau acoperite) sunt plasate în soluția apoasă și particulele acoperite cu metal sunt simultan placate pe articolul 30. Deoarece placarea “electroless” este mai lentă decât

465 placarea electrolitică, particulele acoperite 10 sunt placate electrolitic pe stratul conductiv subțire ( cu ajutorul tehnicii descrise mai jos) imediat ce stratul conductiv subțire este format, formând astfel acoperirea 28. Referitor la fig. 11, acoperirea 28 este placată pe articolul conductiv 30 (sau pe un articol non-conductiv metalizat cu un strat conductiv subțire conform descrierii de mai sus) prin utilizarea co-depunerii

470 electrolitice a particulelor acoperite 10 și materialului matrice din care sunt formate acoperirile 14 ale particulelor acoperite 10, pe articolul 30. întrucât particulele acoperite 10 (de exemplu-particulele de grafit 12 acoperite cu o pre-acoperire 68 subțire de interfață de crom sau cobalt- tungsten peste care este depusă acoperirea de cupru 14) sunt placate pe articolul 30, materialul matrice este simultan placat pe

475 particulele acoperite pentru a umple golurile dintre particulele acoperite, formând astfel acoperirea 28.

Referitor la fig. 12, într-un procedeu de placare electolitică alternativă, materialul-matrice și particulele 12 (care sunt acoperite cu o pre-acoperire 68 conform descrierii de mai sus dar care nu sunt încă acoperite cu materialul-matrice ) sunt co480 depuse pe articolul 30. întrucât particulele 12 sunt placate pe articolul 30 particulele sunt simultan placate cu materialul-matrice pentru a forma acoperirea 28. De exemplu, particulele 12 sunt din grafit, materialul matrice este cuprul și materialul de pre-acoperire este un metal ca crom sau cobalt-tungsten. în mod alternativ, acoperirea 28 este formată pe articolul 30 prin bombardarea cu ioni sau pulverizarea 485 particulelor acoperite 10 pe articol. Acoperirea 28 este apoi sinterizată, după care acoperirea 28 prezintă proprietatea sau proprietățile sale intrinseci alese.

Alte exemple de realizare de particule și articole conform invenției rezultă din faptul că există numeroase materiale din care pot fi formate particulele 12 și acoperirea 14 din fig. 1. Particulele 12 pot fi alcătuite de exemplu din tungsten, 490 molibden, grafit, carbură de siliciu, diamant, nichel 42, KOVAR (aliaj Co - Ni - Fe cu 20...40% Co) sau un material ceramic și acoperirea 14 poate fi alcătuită de exemplu din cupru sau aluminiu. Acoperirea poate fi chiar nemetalică, (de exemplu - o sticlă, oxid, ceramică, rășină, polimer sau altă substanță organică ca siliconul), dacă materialul de acoperire este capabil să se topească pentru a forma legătura între particule 495 și dacă nici materialul de acoperire, nici materialul din care sunt formate particulele nu se topesc la o temperatură mai mică decât aceea la care articolele acoperite sunt încălzite pentru a face ca acoperirile nemetalice să se topească împreună. Particulele pot fi acoperite cu o astfel de acoperire nemetalică prin plasarea particulelor într-un

RO 117240 Bl

500 șlam al materialului nemetalic și apoi îndepărtând particulele din șlam, particulele fiind dimensionate astfel încât când particulele acoperite sunt îndepărtate din șlam ele au o fracție de volum aleasă de acoperire, raportat la materialul particulei. Particulele acoperite sunt apoi consolidate și/sau încălzite, ducând la vitrificarea sau topirea acoperirilor. Grafitul și diamantul sunt materiale bune pentru formarea particulelor 12 atunci când articolul sau acoperirea fabricată trebuie să aibă un coeficient scăzut de dilatare termică și o conductivitate termică ridicată, deoarece aceste materiale nu numai că au un coeficient scăzut de dilatare termică (ca'tungstenul și molibdenul), dar de asemenea și conductivitate termică relativ ridicată (spre deosebire de tungsten și molibden). în consecință aceste materiale au avantajul că nu au efectul secundar nedorit de a reduce conductivitatea termică a particulelor și articolelor acoperite și a acoperirilor formate din particule acoperite. Acolo unde articolul sau acoperirea fabricate trebuie să aibă un coeficient de dilatare termică care să corespundă celui al unui semiconductor de siliciu sau al unui dispozitiv de circuit integrat de care articolul sau acoperirea este direct legată (siliciul având un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,2 ppm/°C, articolul sau acoperirea incluzând, de exemplu, particule de diamant acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la diamant de aproximativ 20% până la 80% sau particule de grafit acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la grafit de aproximativ 24% până la 76%.

Este posibilă proiectarea multor proprietăți intrinseci, altele decât conductivitatea termică sau coeficientul de dilatare termică. De exemplu, conductivitatea electrică a unui articol poate fi proiectată în combinație cu proiectarea altor proprietăți intrinseci. Astfel, într-un exemplu de realizare, alegerea între utilizarea de particule de grafit care sunt conductive electric) și de particule de diamant (care sunt izolatori electrici) este bazată pe conductivitatea electrică dorită a articolului. Referitor la fig. 2, particulele 10 nu trebuie să constea în întregime din particule acoperite. în mod alternativ, un amestec de particule acoperite combinate cu alte particule (de exemplu, particule de tungsten acoperite cu cupru combinate cu particule din cupru) pot fi bine amestecate apoi compactate pentru a forma un articol 22 având proprietăți intrinseci care sunt o funcție de fracțiile de volum ale tuturor materialelor din amestec, articolul 22 prezentând proprietățile intrinseci izotrope. în mod alternativ, particulele acoperite sunt combinate cu materiale care prezintă una sau mai multe proprietăți intrinseci anizotropic, făcând ca la rândul său articolul să prezinte una sau mai multe proprietăți anizotropic. De exemplu, particule acoperite sunt amestecate cu materiale cristaline care au proprietăți care diferă în diferite direcții, materialele cristaline fiind amestecate cu particule acoperite într-un mod astfel încât materialele cristaline tind să fie orientate într-o direcție comună. într-un alt exemplu, particulele acoperite sunt amestecate cu fibre carbon, fibrele carbon ținând să fie orientate într-o direcție comună. Fibrele carbon furnizează o rezistență la rupere prin tracțiune care variază în funcție de direcție. Tehnici alternative pentru fabricarea de articole din particule acoperite includ turnarea prin injecție de metal, presarea fierbinte izostatică (hipping), presarea rece izostatică (cipping), forjarea izostatică fierbinte sau rece, laminarea fierbinte sau rece (care densifiază particulele acoperite legate) și turnate sub presiune. Dacă particulele acoperite 22 sunt compactate, au o porozitate de nivel 2 sau nivel 3 sau necunoscută, (o porozitate care nu furnizează treceri interconectate trecând dintr-o parte a articolului în cealaltă) și procedeul de sinterizare nu crește densitatea sau nu

505

510

515

520

525

530

535

540

RO 117240 Bl

545 modifică forma articolului. Densitatea articolului și astfel dimensiunile finale ale articolului, pot fi cu atenție controlate în timpul presării. Este în special practic să se compacteze la densitatea totală când particulele includ anumite nemetale ca grafit deoarece, de exemplu, particulele de grafit acoperite cu cupru pot fi compactate la densitatea totală la o presiune relativ joasă, de 60 până la 80 t/inch pătrat. Când 550 particulele sunt formate dintr-un metal sau un aliaj metalic (dacă particulele sunt acoperite cu un metal sau nu sunt acoperite), sunt în general necesare presiuni de aproximativ 80 până la 200 tone per inch pătrat pentru compactarea particulelor de densitate totală. Referitor la fig. 6, este prezentat un dispozitiv presă de turnare 16, alcătuit dintr-un poanson 18 și o matriță 20, care este utilizat pentru a lega două

555 straturi distincte 24 și 26 ale particulelor prin presare pentru a furniza un articol 25 având proprietăți intrinseci care variază de la strat la strat. Straturile 24 și 26 constau din particule compuse din materiale diferite sau având diferite fracții de volum ale materialelor din care sunt formate particulele. Particulele nu sunt neapărat particule acoperite. Particulele sunt introduse în matrița 20 în straturile 24 și 26,

560 compactate la o anumită densitate aleasă pentru a da proprietăți intrinseci dependente de temperatură (de exemplu, conductivitate termică și coeficient de dilatare termică) după cum este discutat în legătură cu fig. 5 și sinterizate într-o atmosferă de hidrogen timp de aproximativ o jumătate de oră. Sinterizarea face ca particulele straturilor 24 și 26 să se lege la interfața dintre cele două straturi, pentru a rezulta

565 un articol unic, stratificat. De exemplu, stratul 24 include particule de tungsten îmbrăcate în cupru având o fracție de volum de cupru la tungsten de 27% până la 73% și stratul 26 include particule de cupru elementar. Stratul 24, după presare, are o conductivitate termică de aproximativ 225,78 W/m gr.K și un coeficient de dilatare ' termică de aproximativ 8,28 ppm/°C. Stratul 26, după compactare are o

570 conductivitate termică de aproximativ 390 W/m K și un coeficient de dilatare termică aproximativ 18,04ppm/°C. Articolul stratificat 25 este conectat direct între două obiecte având coeficienții de dilatare termică diferiți care corespund coeficienților de dilatare termică ale straturilor 24 și 26. De exemplu stratul 24 este legat de o ceramică de beriliu și stratul 26 este legat prin difuzie de un mediu absorbant de

575 căldură, din cupru.

în mod alternativ, stratul 24 include diamant acoperit cu cupru având o fracție de volum de cupru la diamant de 20% până la 80% și stratul 26 constă din grafit acoperit cu cupru având o fracție de volum de cupru la grafit de 24% până la 76%. După presare, o matriță de siliciu este legată de o parte a articolului 25 care cores580 punde stratului 24. Stratul 24 are o conductivitate termică de aproximativ 78 W/m • K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,8 ppm/°C între 25°C și 400°C, care în esență corespunde coeficientului de dilatare termică a matriței de siliciu. Stratul 24 este în mod alternativ desemnat să fie legat de un substrat de oxid de beriliu, stratul 24 având o fracție de volum de cupru la diamant de 37% până la 585 63%, o conductivitate termică de aproximativ 698 W/m x K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 7,6 ppm/°C, (25°C - 400°C), care în esență corespunde coeficientului de dilatare termică a substratului de oxid de beriliu.

Astfel, articolul stratificat 25 este conectat direct între două obiecte având coeficienți de dilatare termică diferiți. Granița între diferiți coeficienți de dilatare

RO 117240 Bl

590 termică este situată în articolul stratificat 25, mai multe decât la una sau mai multe interfețe dintre suprafețe ale articolului și alte dispozitive. Mai mult, exista o singură graniță (situată între cele două straturi din articolul stratificat, individual, 25) la care se manifestă neportivirea coeficienților de dilatare termică, în loc de o serie de astfel de granițe situate între straturile consecutive ale articolelor nesimilare. Fiindcă legăturile de cupru între particule sunt elastice și maleabile, legăturile de cupru tind să absoarbă tensiunea dilatării termice și în consecință nu există ruperi sau exfolieri la îmbinarea între cele două straturi. Mai mult, deoarece legăturile sunt elastice și deoarece toate legăturile sunt formate din același material (toate sunt legăturile cupru - cupru), legăturile tind să absoarbă asemenea tensiuni și articolul în consecință nu tinde să se îndoaie sau să se onduleze cu mari schimbări de temperatură. într-un alt exemplu de realizare sunt mai mult de două straturi dintr-un articol 25 și în consecință există mai multe de o graniță internă la care este o nepotrivire a coeficienților de dilatare termică. Neportivirea la fiecare graniță este mai mică decât neportivirea care are loc când o singură graniță în articolul stratificat 25. Referitor la fig. 7, este prezentată o carcasă electronică hibridă 72 având laturile 48, baza 46 și capacul 50, care este utilizat drept carcasă pentru circuite integrate semiconductoare și alte dispozitive electronice.

Carcasele electronice hidride sunt în general fabricate dintr-un aliaj nichel-fier cunoscut cu denumirea de KOVAR, care are un coeficient de dilatare termică care este aproximativ egal cu acela al izolatorilor de sticlă utilizați pentru a izola alimentatorii 44 ai dispozitivului din carcasa KOVAR conductivă. Aplicarea invenției la fabricarea carcasei hibride 72 depinde dacă izolația de sticlă convențională este utilizată pentru a izola alimentările 44 sau dacă este utilizată o izolație alternativă. Dacă este utilizată o izolație de sticlă convențională atunci obiectul este fabricarea unei carcasei hibride având un coeficient de dilatare termică care corespunde în esență celui pentru KOVAR dar având o conductivitate termică mai mare decât aceea pentru KOVAR. De exemplu, carcasa hibridă poate fi fabricată din particule de grafit acoperite cu fier având o fracție de volum de fier la grafit de 26% până la 74%, un coeficient de dilatare termică de aproximativ 3,2 ppm/°C, la 25°C - 400°C, corespunzând în esență celui al KOVAR-ului și o conductivitate termică de aproximativ 295 W/m x K, care este mai mare decât conductivitatea termică a KOVAR-ului (aproximativ 11 W/m x K).

Dacă o sticlă ceramică de temperatură joasă este substituită cu sticlă ca izolație pentru alimentări, 44, atunci carcasa hidraulică 72 este fabricată de exemplu din particule de grafit acoperite cu cupru având o fracție de volum de cupru la grafit de 3% până la 61%. Această fracție de volum furnizează o conductivitate termică de aproximativ 279 W/m x K și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 6,9 ppm/°C, (între 25°C - 400°C), care este proiectat pentru a corespunde în esență coeficientului de dilatare termică a materialului ceramic sticlă utilizat pentru izolarea alimentărilor 72. Coeficientul de dilatare termică este foarte uniform în carcasa electronică hibridă 72. Deoarece baza 46 și laturile 48 carcasei electronice hibride 72 pot fi fabricată reticulat împreună, ca o singură piesă, comparativ cu o carcasă KOVAR la care baza 46 și laturilor 48 sunt în general prelucrate separat din bucăți mari de material KOVAR), carcasa 72 poate fi fabricată fără costul prelucrării sau

595

600

605

610

615

620

625

630

RO 117240 Bl sudării bazei 46 și laturilor 48 împreună, deși capacul 50 trebuie să fie legat de laturile 48 prin lipire după ce circuitele integrate au fost plasate în interiorul carcasei. Referitor la fig.8, este prezentată o carcasă electronică 52 având un set de circuite integrate 54 montat pe un substrat de sticlă ceramică de temperatură joasă 56 plasat pe o suprafață de bază structurală termică 58. Suprafața structurală 58 este fabricată din particule de grafit acoperite cu cupru având o fracție de volum cupru la grafit de la 39% la 61%. Această fracție de volum asigură o conductivitate termică ridicată de aproximativ 379W/m x K, cu rezistență la rupere prin tracțiune ridicată și un coeficient de dilatare termică de aproximativ 6,9 ppm/°C, (între 25°C - 400°C), care corespunde în esență coeficientului de dilatare termică al substratului ceramic. Coeficientul de dilatare termică este foarte uniform și izotrop în suprafața structurală 58. Particulele de grafit acoperite cu cupru din care este fabricată suprafața structurală 58, sunt compactate la o densitate aleasă pentru a pune în concordanță comportarea la dilatare a suprafaței structurale 58 cu cea a substratului ceramic 56. Apoi particulele acoperite sunt sinterizate. Un substrat ceramic în formă crudă, 56, (un substrat ceramic care nu a fost încă încălzit), este apoi depus ca strat pe suprafața structurală 58, după care substratul ceramic în formă crudă 56 este încălzit. Substratul ceramic 56 are o temperatură de încălzire sub temperatura la care suprafața structurală 58 este sinterizată în fază solidă. în consecință, când substratul ceramic 56 este încălzit după plasarea pe suprafața structurală 58, acoperirile particulelor din suprafața structurală nu se topesc. Suprafața structurală 58 presinterizată asigură randamente de fabricare mari, furnizând o platformă structurală pe care pot fi manipulate straturile subțiri, fragile, de ceramică și/ sau sticlă în timpul procesului, fără spargere. Referitor la fig. 9, este prezentat un modul de comprimare semiconductor de putere înaltă 60 care include un dispozitiv semiconductor de siliciu aproximativ de mărimea unei jumătăți de dolar sau unui dolar de argint și având un coeficient de dilatare termică de aproximativ 4,3 ppm/°C. Dispozitivul semiconductor 62 este unit prin comprimare la aproximativ 5000 pounds cu un distribuitor de căldură 64 format din particule de grafit acoperite cu cupru conform invenției. Dispozitivul semiconductoare 62 are o suprafață interioară din molibden, având un coeficient scăzut de dilatare termică, care este fixat pe un distribuitor de căldură 66 din aluminiu (care nu este fabricat din particule). Distribuitorul de căldură 64, având o fracție de volum de cupru la grafit de 24% până la 76%, este proiectat să aibă o conductivitate termică ridicată, de 379 W/m x K, și un coeficient de dilatare termică de 4,3 ppm/ °C (între 25°C - 400°C), care corespunde în esență coeficientului de dilatare termică al dispozitivului semiconductor 62, coeficientul de dilatare termică fiind foarte uniform în distribuitorul de căldură 64. Proiectarea coeficientului de dilatare termică a distribuitorului de căldură 64 prelungește viața dispozitivului semiconductor 62 prevenind formarea de caneluri în dispozitivul semiconductor 62 prin comprimarea distribuitorului de căldură 64 cu care se află la interfață, care ar putea crea un scurtcircuit.

Specialiștii în domeniu pot utiliza în multe moduri și pot face multe modificări ale și pornind de la exemplele de realizare specifice descrise, fără a se îndepărta de la sensul invenției. De exemplu, principiile invenției pot fi aplicate altor domenii ca arme

RO 117240 Bl de foc sau armament, pentru a asigura ca cartușele și proiectilele să aibă același coeficient de dilatare termică ca și țeava din care sunt trase, care poate fi căptușită cu material ceramic.

Revendicări

Claims (83)

1. Procedeu de producere de particule cu proprietăți fizice proiectate, prin acoperire cu alt material decât cel al particulei de bază,* caracterizat prin aceea că acesta cuprinde fazele de:

- furnizare a particulelor menționate, într-o stare în care particulele menționate nu sunt legate între ele;

- furnizarea materialului pentru acoperirea menționată, materialul menționat având o a doua valoare a proprietății intrinsece menționate care diferă de prima valoare menționată astfel încât când materialul menționat este aplicat ca acoperire menționată pe particulele menționate, valoarea proprietății intrinsece menționate a particulelor acoperite va fi o funcție de prima valoare menționată și a doua valoare menționată conform unui volum de acoperire menționată relativ la un volum de particule menționate;

- determinarea volumului de acoperire menționată relativ la volumul fiecăreia dintre particulele menționate care vor face valoarea menționată a proprietății intrinsece menționate a fiecăreia din particulele acoperite menționate egală cu valoarea dorită menționată și

- aplicarea acoperirii menționate pe fiecare din particulele menționate aproximativ în volumul determinat, particulele menționate fiind nelegate între ele, acoperirea menționată fiind aplicată cel puțin inițial.

2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea material menționat este alcătuit dintr-un metal sau un aliaj metalic.

3. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea material menționat este alcătuit dintr-un nemetal.

4. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea material menționat este alcătuit din cupru.

5. Procedeu conform revendicării 2, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea material menționat este alcătuit din aluminiu.

6. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din tungsten.

7. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din molibden.

8. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din grafit.

9. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din carbură de siliciu.

1 □. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din diamant.

11. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din nichel 42.

680

685

690

695

700

705

710

715

720

RO 117240 Bl

12. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din aliaj: Co-Ni-Fe, cu 2O...4O%Co, numit KOVAR.

13. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că primul material menționat este alcătuit din ceramică.

14. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că fiecare din particulele menționate constă dintr-un material neacoperit înaintea etapei menționate de aplicare a acoperirii menționate pe particulele menționate și materialul neacoperit menționat are prima valoare menționată a proprietății intrinsece menționate.

15. Procedeu conform revendicării 1 de acoperire a unui obiect cu o acoperire alcătuită dintr-o multitudine de particule caracterizat prin aceea că este constituit din fazele:

- furnizarea multitudinii de particule menționate, într-o stare în care particulele menționate nu sunt legate unele de altele, particulele menționate fiind alcătuite dintrun prim material având o primă valoare a proprietății intrinsece menționate și furnizarea unui al doilea material pentru a fi aplicat unei suprafețe exterioare pe fiecare din particulele menționate, cel de-al doilea material menționat având o a doua valoare a proprietății intrinsece menționate diferită de prima valoare menționată:

- determinarea volumului celui de-al doilea material menționat care să fie aplicat la suprafața exterioară menționată a fiecăreia din particulele menționate relativ la volumul fiecăreia din particulele menționate, care va imprima fiecăreia din particulele menționate o valoare a proprietății intrinsece menționate care este aproximativ aceeași pentru fiecare particulă și care va face ca acoperirea menționată să aibă o valoare a proprietății intrinsece menționate egală cu valoarea dorită menționată, valoarea menționată a proprietății intrinsece menționate a acoperirii menționate fiind o funcție a primei valori menționate și a doua valoare menționată corespunzătoare unui volum al celui de-al doilea material menționat în acoperirea menționată față de un volum de particule menționate în acoperirea menționată;

- aplicarea celui de-al doilea material menționat suprafeței exterioare menționate a fiecăreia dintre particulele menționate în aproximativ volumul determinat, particulele menționate fiind nelegate între ele când cel de-al doilea material este aplicat cel puțin inițial și formarea pe obiectul menționat a acoperirii menționate, furnizând un lichid, furnizând multitudinea de particule menționate, care sunt alcătuite din primul material menționat și au cel de-al doilea material menționat aplicat pe ele, plasând multitudinea de particule menționate în lichidul menționat și apoi consolidând din lichidul menționat multitudinea de particule menționate și a unui material matrice pentru a forma acoperirea menționată pe obiectul menționat.

16. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că cel de-al doilea material menționat este alcătuit dintr-un metal sau un aliaj metalic.

17. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că obiectul menționat este alcătuit dintr-un substrat pentru susținerea cel puțin a unui circuit și proprietatea intrinsecă menționată este un coeficient de dilatare termică ales pentru a aproxima un coeficient de dilatare termică al substratului menționat.

18. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că acoperirea menționată formează o ramă de ghidaj pe substratul menționat, rama de ghidaj menționată fiind configurată pentru conectarea electrică a cel puțin unui circuit menționat.

RO 117240 Bl

770

19. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din oxid de beriliu.

20. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din nitrură de aluminiu.

21. Procedeu conform revendicării 17, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din alumină.

22. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că primul material menționat în fiecare dintre particulele menționate este neacoperit înaintea etapei menționate de aplicare a acoperirii menționate pe particulele menționate și primul material menționat are prima valoare menționată a proprietății intrinsece menționate.

23. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că materialul matrice menționat este alcătuit din al doilea material menționat.

24. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că etapa menționată de consolidare din lichidul menționat a multitudinii menționate de particule și a materialului matrice menționat pentru formarea acoperirii menționate constă în co-depunerea electrolitică a particulelor menționate și a materialului matrice menționat.

25. Procedeu conform revendicării 15, caracterizat prin aceea că multidudinea menționată de particule cuprinde toate particulele plasate în lichidul menționat.

26. Procedeu conform revendicării 1, de acoperire a unui obiect cu o acoperire alcătuită dintr-o multitudine de particule și un material - matrice, caracterizat prin aceea că acesta constă din fazele:

- furnizarea multitudinii menționate de particule într-o stare în care particulele menționate nu sunt legate unele de altele, particulele menționate fiind alcătuite dintrun prim material și având o primă valoare a proprietății fizice intrinsece menționate și furnizarea unui al doilea material pentru a fi aplicat unei suprafețe exterioare a fiecăreia din particulele menționate, cel de-al doilea material menționat având o a doua valoare a proprietății intrinsece menționate care diferă de prima valoare menționată;

- furnizarea materialului matrice menționat, materialul matrice menționat fiind alcătuit din cel de-al doilea material menționat;

- determinarea volumului celui de-al doilea material menționat de aplicat suprafeței exterioare menționate a fiecăreia dintre particulele menționate relativ la volumul fiecăreia dintre particulele menționate care vor induce fiecăreia din particulele menționate o valoare a proprietății intrinsece menționate care este aproximativ aceeași pentru fiecare particulă și care va face ca acoperirea menționată să aibă o valoare și cea de-a doua valoare menționată în concordanță cu un volum al celui de-al doilea material menționat în acoperirea menționată relativ la un volum al particulelor menționate în acoperirea menționată; aplicarea celui de-al doilea material menționat la suprafața exterioară menționată a fiecăreia dintre particulele menționate aproximativ în volumul determinat, particulele menționate fiind nelegate între ele, în timp ce cel de-al doilea material menționat este aplicat cel puțin inițial și-formarea pe obiectul menționat a acoperirii menționate, prin furnizarea unui lichid;

furnizarea multitudinii menționate de particule, plasarea multitudinii menționate de particule.

775

780

785

790

795

800

805

810

815

RO 117240 Bl în lichidul menționat și formarea acoperirii menționate pe obiectul menționat prin consolidarea din lichidul menționat a multitudinii de particule menționate și a materialului matrice menționat pentru a forma acoperirea menționată.

27. Procedeu conform revendicării 26, caracterizat prin aceea că proprietatea fizică intrinsecă menționată este un coeficient de dilatare termică.

28. Procedeu conform revendicării 26, caracterizat prin aceea că proprietatea fizică intrinsecă menționată este conductivitatea termică.

29. Procedeu conform revendicării 26, caracterizat prin aceea că primul material menționat în fiecare din particulele menționate este neacoperit înaintea etapei menționate de aplicare a acoperirii menționate pe particulele menționate și primul material menționat are prima valoare menționată a proprietății intrinsece menționate.

30. Procedeu conform revendicării 26, caracterizat prin aceea că faza menționată de aplicare a celui de-al doilea material menționat unei suprafețe exterioare a fiecăreia dintre particulele menționate este efectuată înaintea fazei menționate de formare a acoperirii menționate pe obiectul menționat prin consolidarea din lichidul menționat a multitudinii menționate de particule și a materialului matrice menționat pentru a forma acoperirea menționată.

31. Procedeu conform revendicării 30, caracterizat prin aceea că faza menționată de aplicare a celui de-al doilea material menționat unei suprafețe exterioare a fiecăreia din particulele menționate este efectuată înaintea etapei menționate de plasare a multitudinii de particule menționate în lichidul menționat.

32. Articol alcătuit dintr-o multitudine de particule, conform revendicării 1, cel puțin unele din particulele menționate fiind alcătuite dintr-un prim material având o primă valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece și având o suprafață pe care este formată o acoperire alcătuită dintr-un al doilea material, acoperirea menționată având o a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece, cea de-a doua valoare menționată diferind de prima valoare menționată, caracterizat prin aceea că volumul acoperirii menționate este raportat la volumul particulelor, particulele menționate sunt consolidate pentru a face ca particulele menționate să se unească, articolul menționat prezentând o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, primul material menționat, al doilea material menționat și volumul menționat al acoperirii respective raportat la volumul menționat al particulei menționate fiind astfel încât articolul menționat prezintă o a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate ca o funcție de prima și a doua valoare menționată a raportului volumului acoperirii menționate relativ la volumul particulelor menționate.

33. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că densitatea menționată este aleasă într-un mod astfel încât să controleze proprietatea intrinsecă menționată.

34. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că densitatea menționată este aleasă astfel, încât proprietatea intrinsecă menționată să prezinte o comportare care este funcție de temperatură.

35. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că particulele menționate sunt compactate la o densitate și la o formă fiind unite între ele pentru a forma articolul menționat fără mărirea densității menționate a particulelor compactate menționate și fără ca să schimbe în mod substanțial forma menționată a articolului menționat.

RO 117240 Bl

865

36. Articol conform revendicării 35, caracterizat prin aceea că densitatea menționata este aleasă astfel încât articolul menționat este proiectat să prezinte o a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți interinsece.

37. Articol conform revendicării 35, caracterizat prin aceea că densitatea menționată la care sunt compactate particulele menționate este la sau peste densitatea totală.

38. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că cea de-a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate prezentate de articolul menționat este un coeficient de dilatare termică a articolului menționat care corespunde în esență unui coeficient de dilatare termică a unui obiect căruia articolul menționat îi este destinat a-i fi atașat.

39. Articol conform revendicării 38, caracterizat prin aceea că articolul menționat este alcătuit dintr-o carcasă proiectată pentru a acoperi circuitele integrate, coeficientul de dilatare termică menționat al articolului corespunde în esență unui coeficient de dilatare termică a materialului utilizat pentru a izola alimentările în carcasa menționată și articolul menționat este foarte conductiv termic.

40. Articol conform revendicării 38, caracterizat prin aceea că articolul menționat este alcătuit dintr-un distribuitor de căldură configurat pentru a fi unit prin comprimare la interfață cu un dispozitiv semiconductor, coeficientul de dilatare termică menționat al articolului menționat corespunde în esență unui coeficient de dilatare termică al dispozitivului semiconductor și articolul menționat este foarte conductiv termic.

41. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că particulele menționate mai sunt alcătuite dintr-o acoperire de interfață formată pe suprafețele particulelor menționate și pe care este formată acoperirea menționată alcătuită din al doilea material menționat.

42. Articol conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că acoperirea de interfață menționată conține un catalizator care accelerează o reacție prin care acoperirea menționată alcătuită din al doilea material menționat este formată pe acoperirea de interfață menționată.

43. Articol conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că acoperirea de interfață menționată formează o legătură chimică cu primul material menționat.

44. Articol conform revendicării 41, caracterizat prin aceea că acoperirea de interfață menționată formează o legătură chimică cu al doilea material menționat.

45. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că este alcătuit dintr-o multitudine de particule dintre care cel puțin unele sunt alcătuite dintr-un prin material și au suprafețe pe care este formată o acoperire alcătuită din al doilea material, particulele menționate fiind compactate la o densitate și la o formă și unite între ele pentru a forma articolul menționat fără a mări densitatea menționată a particulelor compactate menționate și fără schimbarea în esență a formei menționate a articolului menționat.

46. Articol conform revendicării 45, caracterizat prin aceea că densitatea menționată este aleasă pentru a face ca articolul menționat să prezinte o proprietate intrinsecă.

870

875

880

885

890

895

900

905

RO 117240 Bl

47. Articol conform revendicării 32, caracterizat prin aceea că este alcătuit dintr-o multitudine de particule dintre care cel puțin unele sunt alcătuite dintr-un prim material și au suprafețe pe care este formată o acoperire alcătuită din al doilea material, particulele menționate fiind consolidate într-un mod astfel încât particulele menționate sunt unite între ele pentru a forma articolul menționat, articolul menționat având o densitate, primul și al doilea material menționat fiind alese astfel încât articolul menționat să prezinte o proprietate intrinsecă și densitatea menționată să fie aleasă pentru a controla proprietatea intrinsecă menționată ca o funcție de temperatură.

48. Particulă acoperită, caracterizată prin aceea că este alcătuită din: o particulă-nucleu individuală alcătuită dintr-un prim material, particula- nucleu menționată având o primă valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece și o acoperire alcătuită dintr-un al doilea material formată pe o suprafață a particulei - nucleu menționate, acoperirea menționată având o a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, cea de-a doua valoare menționată diferind de prima valoare menționată, volumul acoperirii menționate fiind relativ la volumul particulei-nucleu menționate, particula acoperită menționată prezentând o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, primul și al doilea material menționat și volumul menționat al acoperirii menționate relativ la volumul menționat al particulelor nucleu menționate fiind alese astfel încât particula acoperită menționată prezintă a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, cea de-a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece fiind o funcție a primei și celei de-a doua valori și volumul menționate, cea de-a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate diferind de prima și a doua valoare menționată.

49. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că al doilea material menționat este alcătuit dintr-un nemetal, nemetalul menționat fiind capabil să se topească pentru a forma legături și nici al doilea material, nici primul material nu se topesc la o temperatură mai joasă decât aceea la care particula acoperită este încălzită pentru a face ca al doilea material să se topească.

50. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că primul material menționat este alcătuit dintr-un material conductiv.

51. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că primul material menționat este alcătuit din molibden.

52. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că primul material menționat este alcătuit din grafit.

53. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că primul material menționat este alcătuit din diamant.

54. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că particula-nucleu menționată este alcătuită dintr-o particulă acoperită.

55. Particulă acoperită, conform revendicării 48, caracterizată prin aceea că particula nucleu este din grafit, diamant, tungsten sau nichel - 42 și acoperirea este din cupru la un raport volumetric: cupru/grafit, de 23%/76%; 39%/61%; 42%/58%, valorile conductivității termice specifice a particulei obținute (W/n.Grd. K]] și coeficientul de dilatare termică [ppm/°C] în intervalul de temperatură de la 25°C

RO 117240 Bl

955 la 400°C fiind: 325 și respectiv 4,3; 379 și respectiv 6,9, 380 și respectiv 7,6; sau la un raport volumetric: cupru/diamant de 20%/80%, 37/63%, conductivitatea termică specifică a particulei obținute și coeficientul de dilatare termică fiind: 781 și respectiv 4,8; 698 și respectiv 7,6 sau la un raport volumetric: cupru/tungsten de 27%/73%, valoarea conductivității termice specifice a particulei obținute fiind 226 și coeficientul de dilatare termică este 8,2 sau la un raport volumetric: cupru/nichel42 de 20%/80%, valoarea conductivității termice specifice a particulei obținute fiind 86,78 și coeficientul de dilatare termică fiind 8,1.

56. Particulă acoperită, conform revendicării 55, caracterizată prin aceea că se aplică o acoperire subțire preliminară pe nucleul de grafit sau diamant al particulei fără a fi afectat coeficientul de dilatare termică și conductivitatea termică specifică a respectivei particule acoperite.

57. Particulă acoperită, conform revendicării 56, caracterizată prin aceea că materialul de acoperire preliminară este crom sau cobalt-tungsten.

58. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că acesta constă din fazele: furnizarea unei multitudini de particule alcătuite dintr-un prim material având o primă valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece; formarea unei acoperiri alcătuite dintr-un al doilea material având o a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, a doua valoare menționată diferind de prima valoare menționată, pe suprafețele particulelor menționate, volumul acoperirii menționate fiind relativ la volumul particulelor menționate; consolidarea unei multitudini de particule incluzând particulele menționate pentru a uni particulele menționate pentru a forma articolul menționat în care straturile individuale de acoperiri pe particule sunt în esență menținute astfel încât al doilea material și primul material nu sunt amestecate sau aliate, articolul menționat prezentând o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate; alegerea primului material menționat, a celui de-al doilea material menționat și volumului menționat al acoperirii menționate relativ la volumul menționat al particulei menționate astfel încât articolul menționat să prezinte a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate ca fiind o funcție de prima și a doua valoare menționată și raportul menționat al volumului acoperirii menționate relativ la volumul particulelor menționate.

59. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că mai cuprinde faza de formare a articolului menționat la o densitate pentru a controla a treia valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate.

60. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că faza menționată de consolidare a particulei menționate constă din compactarea particulei menționate la o anumită densitate și la o anumită formă și unirea particulelor menționate între ele fără mărirea densității menționate a particulelor compactate menționate și fără schimbarea în esență a formei alese menționate a articolului menționat.

61. Procedeu conform revendicării 60, caracterizat prin aceea că densitatea la care sunt compactate particulele menționate este apropiată de sau este chiar densitatea totală.

62. Procedeu conform revendicării 60, caracterizat prin aceea că densitatea este aleasă astfel, încât articolul menționat este proiectat să prezinte cel puțin o proprietate intrinsecă menționată.

960

965

970

975

980

985

990

995

RO 117240 Bl

63. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că articolul menționat este, de asemenea, proiectat pentru a avea o conductivitate termică aleasă.

64. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din oxid de beriliu.

65. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din nitrură de aluminiu.

66. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit din alumină.

67. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că mai cuprinde faza de încălzire a substratului menționat după ce substratul menționat a fost atașat articolului menționat.

68. Procedeu conform revendicării 67, caracterizat prin aceea că substratul menționat este alcătuit dintr-o ceramică.

69. Procedeu conform revendicării 62, caracterizat prin aceea că articolul menționat este alcătuit dintr-un distribuitor de căldură configurat pentru a fi contactat prin comprimare cu un dispozitiv semiconductor, coeficientul de dilatare termică menționat este ales pentru a corespunde în esență unui coeficient de dilatare termică al dispozitivului semiconductor menționat, articolul menționat este proiectat pentru a avea o conductivitate termică ridicată și procedeul menționat mai cuprinde și faza de contactare prin comprimare a distribuitorului de căldură menționat și a dispozitivului semiconductor menționat.

70. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că materialul menționat este alcătuit dintr-un metal sau un aliaj metalic.

71. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că particulele menționate sunt consolidate prin presare și sinterizare în stare solidă, sinterizarea în stare solidă menționată făcând ca cel de-al doilea material menționat să formeze legături între particulele adiacente.

72. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că particulele menționate sunt consolidate prin formare prin injecție.

73. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că particulele menționate sunt consolidate prin presare izostatică.

74. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că particulele menționate sunt consolidate prin laminare.

75. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că mai cuprinde și faza de formare a unei acoperiri interfaciale pe suprafețe ale particulelor menționate, iar acoperirea menționată, alcătuită din al doilea material menționat, este formată pe acoperirea de interfață menționată.

76. Procedeu conform revendicării 58, caracterizat prin aceea că acoperirea de interfață menționată conține un catalizator care accelerează o reacție prin care acoperirea menționată alcătuită din al doilea material menționat este formată pe acoperirea de interfață menționată.

77. Procedeu conform revendicării 76, caracterizat prin aceea că mai cuprinde și faza de formare a unei legături chimice între acoperirea de interfață și primul material.

RO 117240 Bl

1045

78. Procedeu conform revendicării 76, caracterizat prin aceea că mai cuprinde și faza de formare a unei legături chimice între acoperirea de interfață și al doilea material.

79. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că este alcătuit din fazele: furnizarea unei multitudini de particule alcătuite dintr-un prim material având o primă valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece; formarea unei acoperiri alcătuite dintr-un al doilea material având o a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate pe suprafețe ale particulelor menționate,consolidarea particulelor acoperite menționate astfel încât particulele menționate sunt făcute să se unească între ele pentru a forma articolul menționat cu o densitate aleasă și în care straturile individuale de acoperiri pe particule sunt în esență menținute astfel încât al doilea material și primul material nu sunt în esență amestecate sau aliate, și alegerea primului și celui de-al doilea material menționat astfel încât articolul menționat să prezinte o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate și alegerea densității menționate pentru a controla proprietatea intrinsecă menționată ca o funcție de temperatură.

80. Procedeu conform revendicării 79, caracterizat prin aceea că cel puțin unele din multitudinea de particule menționate sunt alcătuite dintr-un prim material, cel puțin unele din multitudinea de particule menționate sunt alcătuite dintr-un al doilea material, articolul menționat are o anumită fracție de volum reprezentând volumul celui de-al doilea material menționat în articolul menționat relativ la volumul primului material menționat în articolul menționat, primul și al doilea material menționat și fracția de volum menționată fiind alese astfel încât articolul menționat prezintă o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate.

81. Procedeu conform revendicării 1, de conectare a unui prim obiect având o primă valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece, la un al doilea obiect având o a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, caracterizat prin aceea că acesta constă din fazele de: furnizare a unei prime multitudini de prime particule acoperite alcătuite din cel puțin un prim material având o valoare primară a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate și fiind acoperite cu un prim material de acoperire având o valoare secundară a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate, primul material de acoperire menționat având un volum relativ la volumul primelor particule astfel încât primele particule acoperite menționate au valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate care este egală cu prima valoare menționată a cel puțin unei proprietăți intrinsece și furnizarea unei a doua multitudini de particule alcătuite din cel puțin un al doilea material având o valoare primară a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate și fiind acoperite cu un al doilea material de acoperire având o valoare secundară a cel puțin unei proprietăți intrinsece, menționate cel de-al doilea material de acoperire menționat având un volum relativ la volumul particulelor secundare astfel încât a doua particulă acoperită are o valoare a cel puțin unei a doua proprietăți intrinsece menționate care este egală cu cea de-a doua valoare a cel puțin unei a două proprietăți intrinsece menționate; consolidarea primei multitudini de prime particule acoperite menționate și celei de-a doua multitudini de particule acoperite secundare astfel încât prima multitudine de particule menționate să se unească între ele pentru a forma o primă porțiune a articolului menționat având o valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate egală cu

1050

1055

1060

1065

1070

1075

1080

1085

RO 117240 Bl prima valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate; consolidarea celei dea doua multitudini de particule acoperite secundare menționate pentru a se uni între ele pentru a forma o a doua porțiune a articolului menționat având o valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate care este egală cu a doua valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate și unirea de particule din prima porțiune menționată cu particule din a doua porțiune menționată de-a lungul unei interfețe între prima și a doua porțiune menționată a articolului menționat.

82. Procedeu conform revendicării 81, caracterizat prin aceea că prima multitudine de particule menționată este alcătuită dintr-un material primar având o valoare primară a cel puțin unei proprietăți intrinsece și un material secundar având valoare secundară a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate și procedeul menționat mai cuprinde faza de alegere a fracției de volum reprezentând volumul în prima porțiune menționată a articolului menționat a materialului primar menționat relativ la volumul de material secundar menționat, astfel încât prima porțiune menționată să prezinte o a treia valoare a cel puțin unei proprietăți intrinsece menționate.

83. Procedeu conform revendicării 82, caracterizat prin aceea că cel puțin o parte din prima multitudine de particule menționată sunt alcătuite din materialul primar menționat și sunt acoperite cu o acoperire alcătuită din materialul secundar menționat, și mai cuprinde și fazele de furnizare a primei multitudini de particule menționate alcătuite din materialul primar menționat și formare a materialului secundar menționat pe suprafețele primei multitudini de particule menționate.

84. Procedeu conform revendicării 1, de placare a unui obiect, caracterizat prin aceea că acesta constă din fazele: plasarea unei multitudini de particule - cel puțin o parte din particulele menționate fiind alcătuite dintr-un prim material și cel puțin câteva din particulele menționate fiind alcătuite dintr-un al doilea material, într-un lichid, materialele menționate fiind în lichidul menționat într-un raport de volum ales al celui de-al doilea material menționat relativ la volumul primului material menționat, placarea obiectului menționat cu acoperirea alcătuită din multitudinea de particule menționată din lichidul menționat, acoperirea menționată având o anumită fracție de volum reprezentând volumul celui de-al doilea material menționat în acoperirea menționată relativ la volumul primului material menționat în acoperirea menționată; alegerea raportului menționat între volumul celui de-al doilea material menționat în lichidul menționat și volumul primului material menționat în lichidul menționat pentru a face ca acoperirea menționată să aibă fracția de volum aleasă menționată și să prezinte □ proprietate intrinsecă ce este o funcție de fracția de volum menționată și care e o funcție a proprietăților intrinsece atât ale primului cât și ale celui de-al doilea material, menționate; consolidarea particulelor conținând materialele menționate în fracția de volum aleasă menționată, pentru a forma un articol; plasarea articolului menționat în contact cu acoperirea menționată, și determinarea formării unei legături între particulele din acoperirea menționată și articolul menționat de-a lungul unei interfețe între acoperirea menționată și articolul menționat.