[发明专利]制造挠性金属触点的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造用于连接电气、电子或热部件的挠性电气和/或热 金属触点(contact)的方法、涉及此类触点，以及涉及使用此类触点补偿 电气、电子或热部件中的机械和/或热应力。

背景技术

电气、电子和热部件的重要要素是接触。接触代表部件“心脏”(即 负责实现部件的预期效果)处的材料与“外部世界”之间的物理连接。图 1示意性地表示了此类触点的具体结构。

部件内的材料1提供部件的实际效果。其例如可以是电阻器、二极管 材料、电容器、压电晶体或热电臂。对材料的引用并非旨在暗示对此刻的 单一材料的任何限制，因为还可以考虑多种材料、复合物或其他“结构单 元”。对于本发明的目的而言相关的是，电流和/或热必须流过材料1以便 在总体结构中实现其用途。

正是电流和/或热流的这种耦合被证明是部件的性能特性的限制因素。 图1示出了一种常规结构。材料1在至少两侧上借助触点4和5分别连接 到引线6和7。层2和3在此情况中旨在象征材料1与触点4和5之间的 可能必须的中间层(阻隔材料、焊料、助粘剂或类似物)。但是，也可以 省略这些中间层或包括多个层，这取决于部件的具体结构。相应配对的部 分2/3、4/5、6/7可以完全相同，但是并非必须如此。这同样最终取决于具 体结构和应用，以及取决于通过结构的电流和热流的方向。

因此，由触点4和5执行重要功能。它们提供了材料与引线之间的闭 合连接。如果触点较差，则此处将发生较高的损耗，可能极大地限制部件 的性能。为此，触点经常被压在材料上。触点因而受到很大的机械载荷。 此机械载荷还在温度和/或热变化增大(或减小)时增大。部件中结合的材 料的热膨胀不可避免地导致机械应力，其在极端情况下可导致部件由于触 点开裂而失效。

为了防止这种情况，所使用的触点必须具有一定的挠性和弹性特性， 以便允许补偿此类热应力。

金属片或小型金属板通常不足够软或未具有足够挠性以满足此要求。

在有时在相当大的温度梯度(几百开尔文)中工作的热电结构元件的 情况下，此类“缓冲(buffering)”触点的使用在文献中是公知的。例如， N.Elsner(Mat.Res.Soc.Symp.Proc.1991，234，167)描述了使用挠性金属 板用于热电发电机中的接触。

所描述的触点对于所有应用在较大的温度变化下仍然不是足够挠性的 和自适应的。

发明内容

本发明的目标是提供一种制造用于连接电气、电子或热部件的挠性电 气和/或热金属触点的方法，其产生具体地说对于热电应用具有有利特性范 围的挠性或弹性触点。

根据本发明，通过一种制造用于连接电气、电子或热部件的挠性电气 和/或热金属触点的方法实现了所述目标，其中通过包括冷加工的轧制、压 制或挤压而压紧平均纤维直径在1至500微米范围内的金属纤维、金属纤 维非织物或金属纤维织物以便形成纤维状片。

具体实施方式

现在已发现，轧制、压制或挤压细金属丝网、金属织物或非织物可以 产生密度很大的纤维状片，所述纤维状片在部件中具有很高的导热和导电 性并且此外在机械上非常稳定，但是同时足够软(也就是说，屈从于压力 或弹力)和足够挠性以便补偿热和机械应力。

同时，可以根据预定应用使用不同的金属。诸如铜、银、金、铝、铁 或钢之类的典型接触金属当然是特别优选的，但是在原理上本发明可以用 于任何金属导电材料。根据本发明的一个实施例，所述金属是铜、银、金、 铁、镍、铂、铝或其合金。

在所述金属纤维、金属非织物或金属纤维织物中，平均纤维直径为1 至500微米，优选地为10至100微米，具体地说为40至80微米。金属织 物还被理解为包括金属编织(knit)。金属非织物优选地在两个空间方向 上的广度大于第三空间方向，使得它们是片状非织物。金属织物优选的单 位面积重量为100至5000克/平方米，特别优选地为160至2800克/平方 米，具体地说为1400至2000克/平方米。待制造的金属触点优选的平均直 径或厚度在100微米至10毫米的范围内。

结构化或非结构化(在纤维方向的意义上)织物或非织物可以用作起 始材料。编织织物的密度当然对结果具有影响，但是原则上在此没有有关 网格宽度、表面密度等的限制。

纤维自身的长度也可以在宽度限制内改变，只要编织织物保持在一起 即可。