TW201041256A - Method for producing flexible metal contacts - Google Patents

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Description

201041256 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種用於製造用以連接電、電子或熱組件 之可撓性電及/或熱金屬接點之方法，本發明亦係關於該 等接點及其用於補償電、電子或熱組件中之機械及/或熱 應力之用途。 【先前技術】 〇 〇 …于及熱組件之一必要元件係接點。接點呈現處於 組件「核心」處之材料（其負責組件之所需效應）與「外 界」間之實體連接。圖i中概要呈現該接點之特定結構。 組件内之材料1提供該組件之實際效應。例如，此可係 電阻器、二極體材料、電容器、壓電晶體或熱電接腳。提 及玆材料並不欲意謂在此點上僅限制於單_材料，因盆同 樣可為許多材料、複合物或其他關注的「結構單元/。、與 3_是（包含針對本發明之目的），材料Μ須經電流及/ 或“、、〜過，以於總體結構中表現其目的。 ::言之，此電流及/或熱流之輕合可被 =叙限制因素。圖4顯示習知結構。材料m至少兩 側上力別藉由接點4與5連接於引線 例中係象徵介於材料〗及接 之;二2與3在此實 声f陸辟铋』, 〃、5之間之可能必要的中間 :中二：料、黏合促進劑或其類似物)。然而，此 層。各自成對的之特疋結構而定亦可被省略或包括多個 =成對的部份2/3、4/5、6/7可相同，但 樣係最終取決於特定結構與應用以及電流或熱流過結 146371.doc 201041256 構之方向。 因此，接點4與5係執行重要功能。其等提供材料與弓丨線 間之緊役連接。若該等接點不良，則此處會發生高損耗， 而可能極大地限制組件之性能。為此，該等接點經常亦被 壓製於該材料上。因此使該等接點暴露於強機械負荷下。 一旦溫度增加（或降低）及/或開始發生熱變化時，此機械負 荷亦立刻增加。併入於組件中之材料之熱膨脹不可避免地 會導致機械應力，在極端情況下其會導致組件因接點破裂 而故障。 為防止發生此情況，所用之接點必須具有一特定可撓性 及回彈性，以允許補償此等熱應力。 金屬片或小金屬板通常不夠柔軟或可撓而無法滿足要 求。 就有時於相當大溫度梯度（幾百凱氏度（kelvin))中操作之 熱電結構元件而言，自文獻已知該等「緩衝」接點之使 用例如，N. Eisner, Soc· Proc. 1991 23么167描述可撓性金屬板於熱電產生器中用於連接之用 途。 所描述之接點對於所有應用在強烈溫度變化下仍不具足 夠可撓性及可適應性。 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種用於製造用以連接電、電子 或熱組件之可撓性電及/或熱金屬接點之方法，其產生具 有有利性質範圍’特定言之用於熱電應用之可撓性或回彈 146371.doc 201041256 性接點。 4 =據本H ’藉由—種用於製造用以連接電、電子或熱
並由·^ 0繞淡電及/或熱金屬接點的方法來達成此目的， 具中藉由包括>6v L τ工之輥壓、壓製或擠壓壓實具有平均纖 維直徑處於1 $ srm _ μη1範圍内之金屬纖維、金屬纖維不織 物或金屬纖維纺織物以形成纖維片。 Ο Ο 敏2發現_、屡製或擠塵細金屬絲網狀物、金屬絲紡 轨5不織物可製造極密實的纖維片，其在組件中具有高 .、、'及電傳料且另外機械性極敎，但 即適應於塵± 次口彈性）及可撓以補償熱及機械應力。 同時，根據所希望$庙田m 人显A W望之應料使用不同金屬。經典的接點 諸銅銀、金、銘、鐵或鋼當然係特佳的，但原 1!上該方法可用於任何金屬導電性材料。根據本發明之一 貫施例，該金屬係Cu 人 g Au Fe、Nl、Pt、A1或其合 金0 、 在至屬纖維、金屬不紡織物或金屬纖維纺織物中 纖維直徑係1至湖_，較㈣至⑽―尤其40至2 :::金屬紡織物亦應理解為包含金屬針織物。金屬不織 物孝父佳具有在兩個空門t A t_ 口工間方向上之延伸程度較在第三個空間 方向上大，以使其等係為片狀不織物。金屬紡 有100至^，尤佳⑽至胸^特定言之^ 至2_ W之重量/單位面積。待製造之金屬接點較佳具 有於100 μηι至1〇 _範圍内之平均直徑或厚度。 ’、 可使用經結構化或未經結構化（就纖維方向而言）之纺織 146371.doc 201041256 物或不織物作為起始材料。當然紡織物之密度會影響結 果’但原則上此處關於網狀物寬度、表面密度等並 制。 纖維自身之長度亦可在寬廣限度内變化，只要紡織物固 結於一起即可。 就個别纖維之表面性質而言，亦不存在限制。雖然纖維 之祕表面可快速導致產品中之密集連結’但亦可加工及 壓實由光滑纖維構成之不織物或紡織物而不會有任 題。 夕金屬纖維紡織物或金屬纖維不織物可在壓實前折叠一或 多次，從而形纟較厚的不織物或纺織物㈣。亦可組合不 同金屬之金屬纖維紡織物或金屬纖維不織物以形成層塵複 合物。亦可將具有不同排列之纺織物或不織物一似置於 另一個之上。W物及纺織物通f具有一或兩個優先方 向。一個放置於另一個上或一個接著一個放置之層體在此 h況中可具有相同的優先方向，或個別層體中之優先方向 可彼此形成-角度。例如，單向金屬纖維 及橫向，一個不織物在另—者上地交替放置。^縱向 製造方法本身較佳係基於金屬纖維不織物。例如，此可 直接用於壓實。然而，亦可在壓實之前將不織物折叠若干 次（如同報紙），然後再將其屋實。以此方式，獲得較厚及 緊密連結的接點板。原則上，亦可僅於第一塵實步驟後進 行折叠，然I再次進行壓實（若冑需要則重複操作若干 -人）’但由於一旦經壓實材料之較光滑表面，此—般會導 14637】.doc 201041256 致此等個別層體之較差連結。 由於塵貫係方向性操作，故至少就& κ ^ 至尤較佳的輥壓或擠壓 (強l通仙頭）而言，此處工件之取向最終亦會㈣響， 尤其係因不織物本身當然有時亦具有纖維之優先取向。因 此’在彼此垂直之兩個空間方向中連續「交叉」塵實看來 係最有利於緊密及密實連結。
、輥壓可在單一報塵裝置内進行，或藉由使用若干個並聯 或串聯使用之輥輪騎。該#輪在此實財可 表面及具有結構化表面兩者。若在產品中需要一特定表面 粗糙度’則後者可能有利。 在擠細如)不織物之情況中，擠壓模頭 最重要的。若需要特定幾何 …糸 j小悲之產品，或若不需要單軸 壓實或單軸壓實係不足夠的，則擠壓尤其有用。 若適宜’則可根據纖維厚度，使冷加工與加熱或冷卻結 合，以使各別金屬之加工性質適應於各別的輥壓、壓製或 擠壓方法。 此外，該方法亦可用於連續及不連續生產。 /發明亦係關於可撓性電及/或熱金屬接點，其包括可 藉由以上所述方法獲得之纖維片。 此等金屬接點較佳係用於補償電、電子或熱組件中之機 械及/或減力m兄中之補償特定言之係在操作條 件下產生之機械及/或熱應力。 纖維片或金屬接點可用於其中良好熱及/或電傳導性係 十分重要的大量應用中。較佳應用領域係熱電、磁熱、電 146371.doc 201041256 子組件，諸如電容器 '燃料電池、變壓 一、 沿、電池、發電 機、光伏打s件或其系統組合。尤佳組件係熱電產生 帕耳帖（Peltier)元件。 ° 5 【實施方式】 藉由以下實例更詳細闡述本發明。 實例1 藉由輥壓將具有金屬絲厚度為6〇 μιη之銅不織物轉變為 纖維片。在此實例中，將該材料自4 5 mm之起始厚度壓實 至 0.9 mm 〇 實例2 藉由輥壓將具有60 μπι纖維直徑及17〇〇 g/m2重量/單位面 積之銅紡織物轉變成纖維片。在此實例中，將該材料自 6.0 mm之起始厚度壓實至丨4 mm。 【圖式簡單說明】 圖1概要呈現本發明接點之特定結構。 【主要元件符號說明】 1 材料 2 層體 3 層體 4 接點 5 接點 6 引線 7 引線 146371 .doc

Claims (1)

  1. 201041256 七、申請專利範圍： 1. -種用於製造用以連接電、電子或熱组件之可撓性電及/ 或熱金屬接點之方法’其中藉由包含冷加工之輥壓、壓 製或擠壓壓實具有平均纖維直徑介於1至500 _範圍内 之金屬纖維、金屬纖維不織物或金屬纖维紡織物，以形 成纖維片。 〇 2.如枋求項1之方法，其 μπι。 3. 如_1之方法’其中該金屬紡織物具有 g/m2之重量/單位面積。 4. 如請求項1至3中任一 項之方法，其令該金屬係選自Cu、 Ag、Au、Fe、Ni、pt、A1及其合金。 :-求項1至3中任一項之方法，其中該金屬接點具有 於_卿至10mm範圍内之平均直徑或厚度。 6. 如請求項丨至3中任一項之方 〇 ..s Λ 具中該金屬纖維紡織物 或金屬纖維不織物在壓實之前折聶_ a '物 — 且 Α夕次’以形成妨 厚的不織物或紡織物覆層。 枚 7. 如請求項！至3中任一項之方法， 屬之金屬纖維紡織物或金屬输雜將至〉兩種不同金 上’並壓實此複合物。 、另個 8.如請求項1至3中任一項之方法 直之兩個空間方向上連續進行。/、中该壓實係在彼此垂 9. 一種可撓性電及/或熱金屬接赴 1至”任-項之方法獲得之纖維片其包括可藉由如請求項 146371.doc 201041256 ίο. 11. 如咕求項9之金屬接點，其係用於補償電、電子或熱組 件中之機械及/或熱應力。 如請求項10之金屬接點，其中該組件係熱電產生器或帕 耳帖（Peltier)元件。 146371.doc
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