WO2011134117A1 - 异质材料键合方法 - Google Patents

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WO2011134117A1
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metal wire
substrate
particles
bonding
heterogeneous material
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陈建州
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林淑清
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/131—Wire arc spraying
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Definitions

  • the present invention relates to a bonding method, and more particularly to a method of bonding a different shield material to each other at a low temperature.
  • the current heat dissipation method for electronic components is mostly achieved by using a heat dissipation module (therma 1 modr le), and the heat energy generated by the electronic component is transmitted to the air by the rapid heat transfer property of the metal material of the heat dissipation module.
  • the heat dissipation module uses a silicon material fin ( ⁇ ) to bond a copper material substrate, conducts the aluminum fin through the high thermal conductivity of the copper substrate, and utilizes the surface area of the aluminum fin to utilize natural convection or With the fan, the heat is dissipated into the air.
  • the methods used to join aluminum fins and copper substrates are rolling, explosive, chemical nickel plating and thermal spray coating.
  • the rolling method is to apply a layer of an adhesive between the aluminum-nickel sheet and the copper substrate, and then press the aluminum fin and the copper substrate with a roller to bond the aluminum fin and the copper substrate.
  • the heat dissipation efficiency is poor, and the water molecules of the heat-dissipating module after the heat-dissipating module are vaporized, causing damage to the board or capacitor.
  • Explosive forming is the use of high temperature voltage generated by the explosion of copper powder to bond copper powder to aluminum fins.
  • such a process is costly, and the powder material is liable to the human body and does not meet environmental requirements.
  • the electroless nickel plating method is to deposit a layer of metallic nickel on an aluminum fin or a copper substrate, and then bond the aluminum fin and the copper substrate together by metal nickel. Since this process is still a wet process, there is still the problem that water vapor causes damage to the board or capacitor.
  • the object of the present invention is to overcome the problems of the prior art heterogeneous material bonding method and to provide a new heterogeneous material bonding method.
  • the technical problem to be solved is that it can solve the existing habits. It is known that heterogeneous materials, such as copper and aluminum, are expensive, or water vapor is easily generated at high temperatures to damage electronic components, and are very suitable for practical use.
  • a heterogeneous material bonding method according to the present invention.
  • a substrate is provided.
  • a first metal wire and a second metal wire are respectively electrically connected to a power source to provide different electrical properties to the first metal wire and the second metal wire, and the first metal wire and the second metal wire are different from each other.
  • the base material is made of a metal material.
  • an electric arc is generated differently according to the first metal wire and the second metal wire.
  • an electric arc is used to heat the first metal wire and the second metal wire to melt the first metal wire and the second metal wire into a molten material.
  • the molten material is sprayed with compressed air to blow the molten material into a plurality of particles to blow the plurality of particles onto the substrate.
  • a spray coating is formed on the substrate.
  • the object of the present invention and solving the technical problems thereof can be further achieved by the following technical measures.
  • the first metal wire and the second metal wire are copper wires.
  • the aforementioned heterogeneous material bonding method wherein the compressed air forms a cyclonic structure.
  • the aforementioned heterogeneous material bonding method, wherein the cyclonic structure assists in cooling the plurality of particles.
  • first metal wire and the second metal wire are arcs that generate different heating temperatures depending on the current intensity of the power source.
  • the bonding strength of the plurality of particles is 99. 8 kilograms per square centimeter.
  • the heterogeneous material bonding method described above wherein the sprayed layer has a porosity of from one to five percent.
  • the present invention has significant advantages and advantageous effects over the prior art. With the above technical solution, the heterogeneous material bonding method of the present invention has at least the following advantages and beneficial effects:
  • This base fusion can avoid the prior art technique of using a wet bonding method such as a rolling method or a chemical nickel bonding to cause a water vapor to escape after being heated to cause a circuit board or a capacitor short circuit.
  • the present invention relates to a heterogeneous material bonding method, comprising the steps of: first sandblasting a substrate, and then electrically connecting a first metal wire and a second metal wire respectively;
  • the power source provides different electrical properties to the first metal wire and the second metal wire, and then generates an arc according to different electrical properties of the first metal wire and the second metal wire.
  • the first metal wire and the second metal wire are heated by the arc to melt the first metal wire and the second metal wire into a molten material, and then the compressed air is used to spray the molten material to be blown into a plurality of particles to blow the particles to the base.
  • a spray coating is formed on the substrate.
  • the molten material is blown into a plurality of particles by a cyclonic flow field formed by compressed air to exhibit a rapid cooling effect, so as to achieve the purpose of bonding copper and aluminum to each other at a low temperature.
  • the invention has significant advances in technology and has obvious positive effects, and is a novel, progressive and practical new design.
  • Figure 1 is a flow chart showing the steps of the heterogeneous material bonding method of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic view showing the structure of a coating apparatus for a heterogeneous material bonding method of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic view of a cyclonic flow field of the heterogeneous material bonding method of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the method for bonding a heterogeneous material of the present invention to a heat medium module for conducting a dielectric medium;
  • the present invention provides a heterogeneous material bonding method for spraying a molten metal substrate onto a substrate by a non-combustion spray, and jetting compressed air through a spray unit having a plurality of injection ports.
  • the present invention utilizes a plurality of compressed air to blow a molten metal substrate, and when the metal substrate is sprayed on the substrate, it rapidly drops to a normal temperature to achieve the purpose of normal temperature spray coating.
  • FIG. 1 is a flow chart of the steps of the heterogeneous material bonding method of the present invention.
  • Step S11 providing a substrate, the substrate is subjected to a sand blasting process to remove impurities and dust on the surface of the substrate;
  • Step S12 electrically connecting a power source to the first metal wire and the second metal wire to provide different electrical properties to the first metal wire and the second metal wire, wherein the first metal wire and the second metal wire are Made of a metal material different from the substrate;
  • Step S13 generating an arc according to different electrical properties of the first metal wire and the second metal wire; Step S14: heating the first metal wire and the second metal wire by using an arc, to melt the first metal wire and the second metal wire into one Molten material
  • Step S15 spraying the molten material with compressed air to blow the molten material into a plurality of particles to blow the particles onto the substrate;
  • Step S16 forming a sprayed layer on the substrate
  • Step S17 Polishing the sprayed layer to smooth and smooth the sprayed layer.
  • the first metal wire and the second metal wire may be implemented by a copper wire
  • the substrate may be implemented by metal aluminum, but not limited thereto, the substrate may also be ceramic, graphite, plastic, glass, paper. Or other metal materials, such as gold, silver, copper, iron, zinc, aluminum and other materials.
  • the arc of the above step process generates a high frequency, and the first and second metal wires are heated to a plasma state by high-frequency vibration, and the Celsius temperature is about ⁇ 4 to 4800 °C. between.
  • the metallic copper is converted into an electrically charged and active copper ion.
  • the collapsed air is ejected by a nozzle having a plurality of injection ports (nozz 1 e) to form a high-speed jet stream (high vel o ty jet f low).
  • Each jet port is not designed due to the connected runner
  • the airflows that are gathered together are vortexed to form a cyclonic structure, so that the copper ions can be cooled by the rapid cooling of the flow field formed by the cyclonic structure, so that the copper ions are ejected from the nozzles.
  • the temperature can be lowered from the ultra-high temperature state to the normal temperature state (about 25 ° C to 45 ° C).
  • the copper ions are sprayed onto the aluminum substrate, they are bonded to the aluminum substrate to form a eutectic structure, and the eutectic structure can quickly transfer the thermal energy of the electronic component contacting the sprayed layer to the aluminum substrate without generating
  • the thermal conductivity of the adhesive is too low, so that thermal energy remains on the copper substrate, and the thermal energy generated by the electronic component cannot be smoothly discharged.
  • the spraying device comprises a nozzle 11, a first output module 12 and a second output module 13.
  • the first conveying module 12 and the second conveying module 13 push the first metal wire 2 and the second metal wire 3, respectively.
  • the nozzle 11 has a plurality of gas injection holes 111 for discharging compressed air at a high speed, and one side of the nozzle 11 is connected to an air compressor.
  • the first metal wire 2 and the second metal wire 3 are electrically connected to a first electrode 4 and a second electrode 5, respectively, and the first electrode 4 and the second electrode 5 are respectively connected to a positive power source (shown at the end of the figure). Potential and negative potential.
  • the first metal wire 2 and the second metal wire 3 are electrically conducted via a power source to which the first electrode 4 and the second electrode 5 are connected. Therefore, the first metal wire 2 and the second metal wire 3 generate an arc on the outside of the nozzle 11. The arc produces a corresponding melting temperature based on the intensity of the current supplied by the power source.
  • the arc melts the first metal wire 2 and the second metal wire 3 outside the nozzle 11, and forms a molten material 6 outside the nozzle 11.
  • the nozzle 11 sprays compressed air to the molten material 6, blows the molten material 6 into a plurality of particles 61, and blows the particles 61 onto the substrate 7 and bonds with the substrate 7 to produce a eutectic structure.
  • Layer 8. In this embodiment.
  • the first metal wire 2 and the second metal wire 3 may be copper wires, and the substrate 7. may be made of metal aluminum, and the bonding strength of the particles 61 may reach 99.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the cyclonic flow field of the heterogeneous material bonding method of the present invention.
  • the heterogeneous material bonding method of the present invention can eutectic bonding heterogeneous materials, such as eutectic bonding of a copper substrate to the aluminum substrate 7, to provide heat dissipation efficiency of the heat dissipation module, as shown in FIG. 4 is a schematic diagram of the heterogeneous material bonding method of the present invention applied to the heat transfer module conductive medium coating.
  • the special shield material bonding method of the present invention has the effect that the copper can be spray-bonded to the aluminum substrate in a cold spray manner, thereby avoiding the hot melt method of the prior art.
  • the high heat causes the aluminum substrate to be thermally deformed.
  • Another function of the hetero-shield material bonding method of the present invention is to combine a heterogeneous material, such as a copper substrate, with an aluminum substrate in a thousand manner to avoid the prior art using a wet method to combine Water vapor evaporation causes short circuits of electronic components such as circuit boards.
  • the further effect of the heterogeneous material bonding method of the present invention enables metal materials such as gold, silver, copper, iron, zinc, aluminum, etc. to be bonded to a metal material, graphite, paper, plastic, etc. to combine the properties of the two materials. And increase the scope of application.

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Description

异盾材料键合方法 技术领域
本发明涉及一种键合方法， 特别是涉及一种将异盾材料于在低温状态 下相互键合的方法。 背景技术
由于电子技术的发达，及集成电路（integrate circui t)工艺的进步，使 得每一个芯片（chip)内所含的晶体管数越来越多， 但芯片的体积却越来越 小，从而使得散热（therma l di s s ipat ion)成为目前电子技术所需克服的问 题。
而目前的用于电子元件的散热方式， 多是利用一散热模块（therma 1 modr le)而达成， 藉由散热模块的金属材料可快速传热的特性将电子元件所 产生的热能传导至空气中， 从而可避免电子元件过热。 其中， 散热模块多 利用一铝材料鰭片（Πη)接合一铜材料基材， 藉由铜基板的高热传导系数传 导至铝制鳍片， 再藉由铝制鳍片的表面积， 利用自然对流或配合风扇，将热 散逸至空气中。
接合铝鰭片与铜基板的方式， 业界常用的方式有滚压法，爆炸成型，化 学镀镍法及热熔射涂布。
滚压方式是在铝镍片与铜基板之间涂布一层接着剂， 再利用滚轮压合 铝鳍片与铜基板， 使铝鳍片与铜基板接合在一起。 然而， 由于接着剂热传 导系数极低导致散热效率不佳， 且散热模块在受热后接着剂的水分子会气 化散出， 导致电路板或电容损坏。
爆炸成型是将铜粉末利用爆炸所产生的高温电压， 使铜粉末结合于铝 鳍片上。 然而此种工艺成本高昂， 且粉模物质容易对人体产生危害而不符 合环保要求。
化学镀镍法是在铝鳍片或铜基板上电镀一层金属镍， 再将铝鳍片及铜 基板藉由金属镍结合在一起。 由于此种工艺仍属于湿式工艺， 仍有水气造 成电路板或电容损坏的问题。
由此可见， 上述现有的异质材料键合方法在方法与使用上， 显然仍存 在有不便与缺陷， 而亟待加以进一步改进。 为了解决上述存在的问题， 相 关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道， 但长久以来一直未见适用的设计被 发展完成， 而一般方法又没有适切的方法能够解决上述问题， 此显然是相 关业者急欲解决的问题。 因此如何能创设一种新的异质材料键合方法，实属 当前重要研发 i果题之一， 亦成为当前业界极需改进的目标。 发明内容
本发明的目的在于， 克服上述现有习知技术的异质材料键合方法存在 的问题， 而提供一种新的异质材料键合方法， 所要解决的技术问题是使其 可以解决现有习知技术中将异质材料， 如将铜与铝接合时成本高昂， 或在 高温运作时容易产生水气而损坏电子元件的问题， 非常适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。 依据 本发明提出的一种异质材料键合方法。首先,提供一基材。接着使用一第一金 属导线与一笫二金属导线分别电性连接一电源， 以提供不同电性至笫一金 属导线与第二金属导线， 且第一金属导线与第二金属导线是以不同于基材 的金属材料所制成。 接着， 依据笫一金属导线及第二金属导线不同电性产 生电弧。 然后， 使用电弧加热笫一金属导线与第二金属导线，以熔融笫一金 属导线及第二金属导线成为一熔融材。 接着， 使用压缩空气喷射熔融材而 将该熔融材吹散为多个粒子， 以吹送该多个粒子至该基材上。 最后， 形成 一喷涂层于基材上。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。 前述的异盾材料键合方法， 其中所述的第一金属导线及第二金属导线 为铜导线。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的电弧是产生一高周波， 高周波 是以振动加热第一金属导线及第二金属导线。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的多个粒子为铜离子。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的铜离子与该基材相互键结以形 成一共晶结构。 .
前述的异质材料键合方法， 其中所述的压缩空气降低该多个粒子的温 度。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的压缩空气是形成一气旋结构。 前述的异质材料键合方法， 其中所述的气旋结构是辅助该多个粒子降 温。
前述的异盾材料键合方法， 其中当形成该喷涂层于该基材后， 更包含 抛光加工该喷涂层的步驟。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的第一金属导线与该第二金属导 线是依据该电源的电流强度产生不同加热温度的电弧。
前述的异盾材料键合方法， 其中所述的多个粒子的结合强度为 99. 8千 克每平方厘米。
前述的异质材料键合方法， 其中所述的喷涂层的孔隙率为百分之一至 百分之五。 前述的异质材料键合方法， 其中所述的基材要进行一喷砂加工处理。 本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。 借由上述技术方 案，本发明异质材料键合方法至少具有下列优点及有益效果：
(1)此基熔 可避免现有习知技术利用滚压方 式或化学镍键合等湿式键合方法在受热后水气冒出而导致电路板或电容短 路。
综上所述,本发明是有关于一种异质材料键合方法，其包含下列步骤:首 先喷砂加工一基材， 接着使用一第一金属导线与一第二金属导线分别电性 连接一电源， 以提供不同电性至第一金属导线与第二金属导线， 接着依据 第一金属导线及第二金属导线的不同电性产生电弧。 然后使用电弧加热第 一金属导线与第二金属导线， 以熔融第一金属导线及第二金属导线成为一 熔融材， 接着使用压缩空气喷射熔融材而吹散为多个粒子， 以吹送粒子至 基材上， 并形成一喷涂层于基材上。 其中， 熔融材藉由压缩空气所形成的 气旋流场吹散为多个粒子后即可呈现快速降温的效果， 以达到在低温下使 铜铝相互键合的目的。 本发明在技术上有显著的进步， 并具有明显的积极 效果,诚为一新颖、 进步、 实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的 技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和 其他目的、 特征和优点能够更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附 图，详细说明如下。 附图的简要说明
图 1是本发明的异质材料键合方法的步骤流程图。
图 2是本发明的异质材料键合方法的喷覆装置的结构示意图。
图 3是本发明的异质材料键合方法的气旋流场示意图。
图 4是本发明的异质材料键合方法适用于散热模块传导介质涂布的示
111: 喷气孔
12 13: 笫二输出模块
2:
Figure imgf000005_0001
3: 笫二金属导线
4: 5: 笫二电极
6 61: 粒子
7 8: 喷涂层
S11-S17:步骤流程 实现发明的最佳方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功 效，以下结合附图及较佳实施例， 对依据本发明提出的异质材料键合方法其 具体实施方式、 方法、 步骤、 特征及其功效， 详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、 特点及功效， 在以下配合参考图 式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。 通过具体实施方式的说明，当
；的了解， 然而所附图式仅是提供参考与说明之用， 并非用来对本发明力、口 以限制。
本发明提供一种异质材料键合方法，其利用无燃烧熔射喷覆熔融金属 基材于一基材上,且通过一具有多个喷射口的喷射单元，以喷射压缩空气。 本 发明利用多个压缩空气吹送熔融金属基材， 使金属基材喷覆于基材时即迅 速降至常温， 以达到常温熔射喷覆的目的。
请参阅图 1所示， 是本发明的异质材料键合方法的步骤流程图。
本发明较佳实施例的异质材料键合方法包含下列步骤：
步骤 S11: 提供一基材， 此基材是进行一喷砂加工处理以去除基材表面 杂质及灰尘；
步骤 S12: 使用一第一金属导线及一第二金属导线分别电性连接一电 源，以提供不同电性至第一金属导线及第二金属导线， 其中， 第一金属导线 与第二金属导线是以不同于基材的金属材料所制成；
步骤 S13: 依据第一金属导线及第二金属导线的不同电性产生电弧； 步骤 S14: 使用电弧加热第一金属导线及第二金属导线,.以熔融第一金 属导线及第二金属导线成为一熔融材；
步骤 S15: 使用压缩空气喷射熔融材而将该熔融材吹散为多个粒子，以 吹送粒子至基材上；
步骤 S16: 形成一喷涂层于基材上； 以及
步骤 S17: 抛光加工喷涂层， 以磨平及使喷涂层呈现光滑状态。
在本实施例中， 第一金属导线及第二金属导线可以铜导线来实施，基材 可以金属铝来实施， 然而不以此为限， 基材也可为陶瓷、 石墨、 塑胶、 玻 璃、 纸或其他金属材料， 如金、 银、 铜、 铁、 锌、 铝等材料。 上述步骤流 程的电弧产生一高周波， 藉由高周波振动加热第一及第二金属导线,使第一 及第二金属导线熔融成等离子体 (plasma)状态， 其摄氏温度约位于 ^ΟΟ 至 4800 °C之间。 使金属铜转变为带有电性而具有活性的铜离子（ion)。 圧 缩空气则由一具有多个喷射口的喷嘴（nozz 1 e)所喷出而形成高速喷射流 (high vel oci ty jet f low)。 每一喷射口由于所连接的流道设计并不 目 同，使汇聚在一起的气流产生涡旋 (ver tex)而形成一气旋结构，使得铜离子 可藉由此气旋结构所构成的流场快速散热而降温， 从而使铜离子由喷嘴喷 射出后约 30至 45厘米的距离间便可由超高温状态降温至常温装态（约 25 °C至 45 °C)。 铜离子喷射至铝基板后便与铝基材相互键结而形成一共晶结 构，此共晶结构可使将与喷涂层相接触的电子元件的热能快速传导至铝基 材上， 而不会产生如现有习知技术将铜基板与铝鰭片相结合时， 因接着剂 的热传导系数过低， 而使得热能残留在铜基板上而无法将电子元件所产生 的热能顺利排散出的问题。
请参阅图 2 所示， 是本发明的异质材料键合方法的喷覆装置的结构示 意图。 喷覆装置包含一喷嘴 11、 一第一输出模块 12与一第二输出模块 13。 第一输送模块 12及第二输送模块 13分别推送第一金属导线 2及第二 金属导线 3。 喷嘴 11具有多个喷气孔 111 , 用以将压缩空气高速射出，且喷 嘴 11的一侧连接一空气压缩机 (Air compressor)。 其中， 第一金属导线 2 及第二金属导线 3分别电性连接一第一电极 4及第二电极 5 , 且第一电极 4 及第二电极 5分别藕接一电源（图末示）的正电位及负电位。
第一金属导线 2及第二金属导线 3经由第一电极 4与第二电极 5所藕 接的电源而导电， 因此， 第一金属导线 2与第二金属导线 3在喷嘴 11的外 侧产生电弧， 电弧会依据电源所提供的电流强度而产生对应的熔融温度。
电弧在喷嘴 11外侧熔融第一金属导线 2与第二金属导线 3, 并在喷嘴 11外侧形成一熔融材 6。 喷嘴 11将压缩空气喷射至熔融材 6， 使熔融材 6 吹散为多个粒子 61 ,并吹送粒子 61使其沉积于基材 7上并与基材 7相互键 结而产生共晶结构的喷涂层 8。在本实施例中。 第一金属导线 2及第二金属 导线 3可为铜导线，基材 7.可为金属铝所制成，粒子 61的接合强度可达 99. 8 千克每平方厘米， 且喷涂层的孔隙率为百分之一至百分之五， 但并不以此 限，可藉由改变输入电流电压及改变喷射气体流速等方式， 依照加工件的材 料特性及应用需求而加以调整。 其中， 喷气孔 111 所喷出的气体可产生交 互作用而形成气旋流场的结构， 以快速降温粒子， 如图 3所示，图 3是本发 明的异质材料键合方法的气旋流场示意图。 因此， 本发明的异质材料键合 方法可将异质材料共晶结合， 如将铜基材共晶结合于铝基材 7 上， 以提供 散热模块的散热效率， 如图 4所示，图 4是本发明的异质材料键合方法适用 于散热模块传导介质涂布的示意图。
综上所述， 本发明异盾材料键合方法的功效在于可将铜以冷喷涂（cold spray)的方式喷覆结合于铝基材上， 可避免现有习知技术的热熔射方式因 高热造成铝基材受热变形。
本发明异盾材料键合方法的另一功效在于以千式方式使异质材料，如 铜基材与铝基材相结合， 以避免现有习知技术利用湿式方式结合而容易因 水气蒸发造成电路板等电子元件短路。
本发明异质材料键合方法的再一功效可使金、 银、 铜、 铁、 锌、 铝等 金属材料键结于金属材料、 石墨、 纸、 塑胶等基材上， 以结合二种材料特 性而增加应用范围。
以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式 上的限制， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发 明，任何熟悉本专业的技术人员， 在不脱离本发明技术方案范围内，当可利 用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但 凡是未脱离本发明技术方案内容， 依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、 等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

权 利 要 求
1、 一种异质材料键合方法， 其特征在于其包括以下步驟：
提供一基材；
使用一第一金属导线与一第二金属导线分别电性连接一电源， 以提供 不同电性至该第一金属导线与该第二金属导线， 且该第一金属导线与该第 二金属导线是以不同于该基材的金属材料所制成；
依据该第一金属导线及该第二金属导线的不同电性产生电弧； 使用该电弧加热该第一金属导线与该第二金属导线， 以熔融该第一金 属导线及该第二金属导线成为一熔融材；
使用压缩空气喷射该熔融材而将该熔融材吹散为多个粒子， 以吹送该 多个粒子至该基材上； 以及
形成一喷涂层于该基材上。
2、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述的 笫一金属导线及该第二金属导线为铜导线。
3、 根据权利要求 1所述的异盾材料键合方法， 其特征在于其中所述的 电弧是产生一高周波， 该高周波是以振动加热该第一金属导线及该第二金 属导线。
4、 根据权利要求 2所述的异盾材料键合方法， 其特征在于其中所述的 多个粒子为铜离子。
5、 根据权利要求 4所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述的 铜离子与该基材相互键结以形成一共晶结构。
,
6、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述的 压缩空气降低该多个粒子的温度。
7、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述的 压缩空气是形成一气旋结构。
8、 根据权利要求 7所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述的 气旋结构是辅助该多个粒子降温。
9、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中当形成 该喷涂层于该基材后， 更包含抛光加工该喷涂层的步骤。
10、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述 的第一金属导线与该第二金属导线是依据该电源的电流强度产生不同加热 温度的电弧。，
11、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述 的多个粒子的结合强度为 99. 8千克每平方厘米。
12、 根据权利要求 1所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述 的喷涂层的孔隙率为百分之一至百分之五。
13、 根据权利要求 1 所述的异质材料键合方法， 其特征在于其中所述 的基材要进行一喷砂加工处理。
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