[发明专利]铜焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法

说明书

本申请是名称为“铜焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法”、申请日为2010年10月11日、进入中国的申请号为200980113410.4、国际申请日为2009年2月20日、国际申请号为PCT/US2009/034697的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2008年2月22日的、题为“Locating Joint and Method of Locating”的美国临时专利申请序列号第61/066,804号的权益，以及提交于2008年9月30日的、题为“Braze Flow Control”的美国临时专利申请序列号第60/101,457号的权益。在此以参见方式整体引入这些申请的内容。

联邦资助研究或研发的声明

无

技术领域

本发明涉及对于两个或更多个构件的铜焊。具体地说，本发明涉及用于控制铜焊材料在构件之间流动的构件结构以及与形成并使用所述结构以在构件之间提供更强的铜焊接相关的方法。

背景技术

铜焊是这样一种工艺：两个或更多个金属构件可通过铜焊彼此连结。铜焊工艺通常这样开始：将固体铜焊材料放置在与待连结的构件的表面之间的容积流体连通的容器中。铜焊材料具有低熔融温度，从而当加热铜焊材料时，铜焊材料形成液相，液相铜焊材料充填两个构件之间的容积。通常使用重力作用和毛细作用将液相铜焊材料从容器输送到两个构件之间的容积。

液相铜焊材料接触并润湿各个构件的表面。液相铜焊材料以及待连结的金属表面之间的接触使各个金属表面的薄层溶解。液相铜焊材料以及溶解的构件金属形成液态合金。在固化作用下，液态合金在构件之间形成粘结，因此使构件连结。

如果铜焊表面未由铜焊材料充分润湿，则铜焊连结的强度可受损。如果在待铜焊的表面之间的距离不规则或如果没有足够的铜焊材料用以充填构件之间的间隙，则会发生不充分的润湿。如果铜焊材料未完全充填构件之间的间隙，则该缺点会削弱铜焊连结并使其对于机械损坏更敏感。

在装配时而未铜焊时，在铜焊前通常用手操作构件，因而构件的一定程度的不对准是常有的。这样的不对准会改变构件的间隔的均一性和一致性，反过来会影响在铜焊过程中表面的润湿并产生由于溢流而丧失部分铜焊材料的可能。

此外，如果误操作使构件严重不对准，则会无法满足最终铜焊部件的整个尺寸要求，这意味着部件需要被废弃或经受昂贵的铜焊后二次操作。

因此，存在这样一种需要：改进铜焊处理过程从而提供在机械上强的铜焊连结。具体地说，存在这样一种需要：在铜焊连结的形成过程中更好地控制铜焊材料。

发明内容

披露了一种铜焊部件，该铜焊部件包括第一构件和第二构件。这些构件通过铜焊材料沿构件间间隙铜焊在一起，该构件间间隙在构件的相应的铜焊表面之间。铜焊部件包括多个定位连结件，这些定位连结件限定铜焊表面之间的构件间间隙。每个定位连结件包括突部和对应的凹槽，突部具有弧形凸面，该弧形凸面位于其中一个构件上，凹槽具有互成角度的相对壁，这些壁位于另一个构件上。在每个定位连结件中，突部定位在对应的凹槽中，并且由弧形凸面和至少一个互成角度的壁之间的接触所支承。在铜焊过程中，将铜焊材料加热到形成液态，该液态铜焊材料流动通过构件间间隙以润湿铜焊表面，并且在固化作用下连结这些铜焊表面。

在一个形式中，铜焊部件还包括流控制件，该流控制件形成在第一构件和第二构件中的至少一个构件上。流控制件在构件间间隙的周缘的附近形成。流控制件可以是唇部，该唇部增加第一构件和第二构件之间的构件间间隙的距离。在铜焊处理过程中，唇部抑制铜焊材料越过构件间间隙的周缘的毛细作用。流控制件还可以是堰，堰从第一构件和第二构件中的至少一个构件的铜焊表面垂直升起。堰抑制铜焊材料越过堰的流动，从而使铜焊材料基本保持在构件间间隙内。

在另一形式中，铜焊部件还包括形成在构件间间隙的第一部分和第二部分之间的流控制件，第一部分和第二部分不在同一平面中。流控制件可以是唇部，在铜焊处理过程中，唇部减小铜焊材料在唇部附近的毛细作用力，从而抑制铜焊材料从构件间间隙的第一部分到第二部分的流动。这样，当铜焊部件经受绕轴线的、在第一构件和第二构件之间产生剪切应力的旋转应力时，第一部分和第二部分中的至少一个部分沿基本轴向方向延伸，以增加在其上施加有剪切应力的面积。