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焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法

阅读:401发布:2023-02-19

专利汇可以提供焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且披露了一种 铜 焊部件以及在铜焊部件中形成铜焊连结的方法。铜焊部件包括铜焊在一起的两个或更多个构件。使用在此披露的 定位 这些部件的方法,可形成构件之间的构件间间隙。然后可使用沿构件间间隙形成的流控制件,以在铜焊过程中参与将铜焊材料保持在构件之间。,下面是焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法专利的具体信息内容。

1.一种焊部件,所述铜焊部件包括通过铜焊材料沿构件间间隙铜焊在一起的第一构件和第二构件,所述构件间间隙在所述第一构件的铜焊表面和所述第二构件的铜焊表面之间,所述铜焊部件包括:
多个定位连结件,所述定位连结件限定所述铜焊表面之间的所述构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用,多个定位连结件中的每个定位连结件包括:
突部,所述突部具有弧形凸面,所述弧形凸面位于所述第一构件和所述第二构件中的一个构件上;以及
对应的凹槽,所述凹槽具有互成度的相对壁,这些壁位于所述第一构件和所述第二构件中的另一个构件上;
其中,在多个定位连结件中的每个定位连结件中,所述突部定位在所述对应的凹槽中,并且由所述弧形凸面与所述互成角度的相对壁中的至少一个壁之间的接触所支承,其中,在铜焊过程中,将所述铜焊材料加热到液态,所述液态铜焊材料流动通过所述构件间间隙以润湿所述铜焊表面,并且在固化作用下连结这些铜焊表面;
所述铜焊部件还包括流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件在所述构件间间隙的周缘附近形成;
所述流控制件是唇部,所述唇部增加所述第一构件和所述第二构件之间的所述构件间间隙的距离,并且其中,在铜焊处理过程中,所述唇部抑制所述铜焊材料经过所述构件间间隙的所述周缘的毛细作用。
2.一种铜焊部件,所述铜焊部件包括通过铜焊材料沿构件间间隙铜焊在一起的第一构件和第二构件,所述构件间间隙在所述第一构件的铜焊表面和所述第二构件的铜焊表面之间,所述铜焊部件包括:
多个定位连结件,所述定位连结件限定所述铜焊表面之间的所述构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用,多个定位连结件中的每个定位连结件包括:
突部,所述突部具有弧形凸面,所述弧形凸面位于所述第一构件和所述第二构件中的一个构件上;以及
对应的凹槽,所述凹槽具有互成角度的相对壁,这些壁位于所述第一构件和所述第二构件中的另一个构件上;
其中,在多个定位连结件中的每个定位连结件中,所述突部定位在所述对应的凹槽中,并且由所述弧形凸面与所述互成角度的相对壁中的至少一个壁之间的接触所支承,其中,在铜焊过程中,将所述铜焊材料加热到液态,所述液态铜焊材料流动通过所述构件间间隙以润湿所述铜焊表面,并且在固化作用下连结这些铜焊表面;
所述铜焊部件还包括流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件在所述构件间间隙的周缘附近形成;
所述流控制件是堰,所述堰从所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件的所述铜焊表面垂直升起,且其中,所述堰抑制所述铜焊材料流过所述堰的流动,从而使所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙内。
3.一种铜焊部件,所述铜焊部件包括通过铜焊材料沿构件间间隙铜焊在一起的第一构件和第二构件,所述构件间间隙在所述第一构件的铜焊表面和所述第二构件的铜焊表面之间,所述铜焊部件包括:
多个定位连结件,所述定位连结件限定所述铜焊表面之间的所述构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用,多个定位连结件中的每个定位连结件包括:
突部,所述突部具有弧形凸面,所述弧形凸面位于所述第一构件和所述第二构件中的一个构件上;以及
对应的凹槽,所述凹槽具有互成角度的相对壁,这些壁位于所述第一构件和所述第二构件中的另一个构件上;
其中,在多个定位连结件中的每个定位连结件中,所述突部定位在所述对应的凹槽中,并且由所述弧形凸面与所述互成角度的相对壁中的至少一个壁之间的接触所支承,其中,在铜焊过程中,将所述铜焊材料加热到液态,所述液态铜焊材料流动通过所述构件间间隙以润湿所述铜焊表面,并且在固化作用下连结这些铜焊表面;
所述铜焊部件还包括形成在所述构件间间隙的第一部分和第二部分之间的流控制件,所述第一部分和所述第二部分不在同一平面中,所述流控制件是唇部,在铜焊处理过程中,所述唇部减小所述铜焊材料在所述唇部附近的毛细作用,从而抑制所述铜焊材料从所述构件间间隙的所述第一部分到所述第二部分的流动。
4.如权利要求3所述的铜焊部件,其特征在于,当所述铜焊部件经受绕轴线的、在所述第一构件和所述第二构件之间产生剪切应力的旋转应力时,所述第一部分和所述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所述剪切应力的面积。
5.如权利要求1至3中的任何一项所述的铜焊部件,其特征在于,所述铜焊部件是行星齿轮架,从而所述第一构件是壳体,所述壳体具有至少三个腿部,且所述第二构件是板,其中,定位连结件定位在所述至少三个腿部中的每个腿部和所述板之间,以限定所述壳体和所述板之间的至少三个构件间间隙。
6.如权利要求1至3中的任何一项所述的铜焊部件,其特征在于,所述弧形凸面是半球形的,且所述互成角度的相对壁中的与所述弧形凸面接触的每个壁基本平坦。
7.一种使两个或更多个构件相对彼此定位的方法,所述方法包括:
提供第一构件和第二构件,每个构件具有多个定位连结件部分,所述定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁;以及
通过使所述第一构件的所述多个定位连结件部分与所述第二构件的所述多个定位连结件部分配合以形成多个定位连结件,从而使所述第一构件相对于所述第二构件定位,所述多个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述第一构件和所述第二构件的每个构件具有铜焊表面,从而当所述第一构件相对于所述第二构件定位时所述第一构件的所述铜焊表面和所述第二构件的所述铜焊表面具有在所述铜焊表面之间的构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,使所述第一构件相对于所述第二构件定位的步骤包括:形成至少三个定位连结件,所述定位连结件限定所述第一构件和所述第二构件之间的构件间间隙。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述方法还包括以下步骤:
将铜焊材料施加到所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件;以及使用所述铜焊材料沿所述构件间间隙将所述第一构件和所述第二构件铜焊在一起。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,施加所述铜焊材料的步骤包括:将所述铜焊材料放置在盲孔中,将所述第一构件和所述第二构件铜焊到一起的步骤包括:熔化所述铜焊材料,从而所述铜焊材料通过毛细作用运动到并润湿所述第一构件和所述第二构件之间的所述构件间间隙中的至少一部分。
11.如权利要求9所述的方法,其特征在于,施加所述铜焊材料的步骤包括:将所述铜焊材料放置在所述定位连结件的所述凹槽中,将所述第一构件和所述第二构件铜焊到一起的步骤包括:熔化所述铜焊材料,从而所述铜焊材料通过毛细作用运动到并润湿所述第一构件和所述第二构件之间的所述构件间间隙中的至少一部分。
12.如权利要求9所述的方法,其特征在于,将所述铜焊材料施加到所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件中的步骤发生在使所述第一构件相对于所述第二构件定位之前,从而在所述铜焊步骤过程中,当所述铜焊材料熔化时,所述第一构件和所述第二构件之间的距离减小,并且通过使所述第一构件的所述定位连结件部分在所述第二构件的所述定位连结件部分中自就位以形成所述定位连结件,从而使所述第一构件相对于所述第二构件定位。
13.一种控制铜焊材料在铜焊处理过程中的流动的方法,所述方法包括:
提供第一构件和第二构件,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有铜焊表面,所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件具有形成在其上的流控制件;
使所述第一构件相对于所述第二构件定位,从而所述第一构件的所述铜焊表面和所述第二构件的所述铜焊表面具有在所述铜焊表面之间的构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用;
提供铜焊材料;以及
将所述铜焊材料加热到至少所述铜焊材料的熔点,以形成液态铜焊材料,所述液态铜焊材料通过润湿所述第一构件和所述第二构件的所述铜焊表面流动通过所述构件间间隙,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙内,以形成在所述第一构件和所述第二构件之间的铜焊连结;其中,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁;以及其中,使所述第一构件相对于所述第二构件定位的步骤包括:使所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,以形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件是唇部,所述唇部在所述构件间间隙的周缘附近形成,所述唇部是这样的部分:所述部分增加在所述构件间间隙的所述周缘附近的所述构件间间隙的距离,从而在铜焊过程中,抑制所述铜焊材料经过所述构件间间隙的所述周缘的毛细作用。
14.一种控制铜焊材料在铜焊处理过程中的流动的方法,所述方法包括:
提供第一构件和第二构件,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有铜焊表面,所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件具有形成在其上的流控制件;
使所述第一构件相对于所述第二构件定位,从而所述第一构件的所述铜焊表面和所述第二构件的所述铜焊表面具有在所述铜焊表面之间的构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用;
提供铜焊材料;以及
将所述铜焊材料加热到至少所述铜焊材料的熔点,以形成液态铜焊材料,所述液态铜焊材料通过润湿所述第一构件和所述第二构件的所述铜焊表面流动通过所述构件间间隙,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙内,以形成在所述第一构件和所述第二构件之间的铜焊连结;其中,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁;以及其中,使所述第一构件相对于所述第二构件定位的步骤包括:使所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,以形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件是堰,所述堰在所述构件间间隙的周缘附近形成,所述堰是垂直升起的部分,从而在加热所述铜焊材料的过程中,抑制所述铜焊材料流过堰的流动。
15.一种控制铜焊材料在铜焊处理过程中的流动的方法,所述方法包括:
提供第一构件和第二构件,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有铜焊表面,所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件具有形成在其上的流控制件;
使所述第一构件相对于所述第二构件定位,从而所述第一构件的所述铜焊表面和所述第二构件的所述铜焊表面具有在所述铜焊表面之间的构件间间隙,所述构件间间隙构造成具有毛细作用;
提供铜焊材料;以及
将所述铜焊材料加热到至少所述铜焊材料的熔点,以形成液态铜焊材料,所述液态铜焊材料通过润湿所述第一构件和所述第二构件的所述铜焊表面流动通过所述构件间间隙,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙内,以形成在所述第一构件和所述第二构件之间的铜焊连结;其中,所述第一构件和所述第二构件中的每个构件具有至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁;以及其中,使所述第一构件相对于所述第二构件定位的步骤包括:使所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,以形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件形成在所述构件间间隙的两个部分之间,所述两个部分彼此不在同一平面中,且所述流控制件减小在所述流控制件附近的所述铜焊材料的毛细作用,以减小材料从所述两个部分中的一个部分到另一部分的流动;所述两个部分包括沿平面基本平的第一部分和与所述基本水平部分成角度的第二部分,其中,所述流控制件是唇部,所述唇部沿所述第一部分和所述第二部分之间的相交部分增加所述构件间间隙。
16.一种具有第一构件和第二构件的铜焊部件,所述构件具有定位在构件间间隙中的铜焊材料,所述构件间间隙在所述第一构件和所述第二构件之间并构造成具有毛细作用,所述铜焊材料在铜焊连结处将所述第一构件的铜焊表面与所述第二构件的铜焊表面连结在一起,所述铜焊连结在铜焊处理过程中形成,其中,所述铜焊材料熔化以流动经过所述构件间间隙,然后固化以形成所述铜焊连结,具有改进的所述铜焊部件包括:
流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙中;
其中,所述铜焊部件还包括:
至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分形成在所述第一构件和所述第二构件中的每个构件中,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁,所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,从而形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;所述流控制件是唇部,所述唇部局部增加所述第一构件和所述第二构件之间的所述构件间间隙,并且其中,在所述铜焊处理过程中,所述唇部抑制所述铜焊材料的毛细作用。
17.一种具有第一构件和第二构件的铜焊部件,所述构件具有定位在构件间间隙中的铜焊材料,所述构件间间隙在所述第一构件和所述第二构件之间并构造成具有毛细作用,所述铜焊材料在铜焊连结处将所述第一构件的铜焊表面与所述第二构件的铜焊表面连结在一起,所述铜焊连结在铜焊处理过程中形成,其中,所述铜焊材料熔化以流动经过所述构件间间隙,然后固化以形成所述铜焊连结,具有改进的所述铜焊部件包括:
流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙中;
其中,所述铜焊部件还包括:
至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分形成在所述第一构件和所述第二构件中的每个构件中,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁,所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,从而形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件是堰,所述堰从所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件的所述铜焊表面垂直升起,且其中,所述堰抑制所述铜焊材料从所述构件间间隙流过所述堰的流动。
18.如权利要求16或17所述的铜焊部件,其特征在于,所述构件间间隙包括外周缘和内周缘,每个周缘具有形成在其上的流控制件。
19.一种具有第一构件和第二构件的铜焊部件,所述构件具有定位在构件间间隙中的铜焊材料,所述构件间间隙在所述第一构件和所述第二构件之间并构造成具有毛细作用,所述铜焊材料在铜焊连结处将所述第一构件的铜焊表面与所述第二构件的铜焊表面连结在一起,所述铜焊连结在铜焊处理过程中形成,其中,所述铜焊材料熔化以流动经过所述构件间间隙,然后固化以形成所述铜焊连结,具有改进的所述铜焊部件包括:
流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙中;
其中,所述铜焊部件还包括:
至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分形成在所述第一构件和所述第二构件中的每个构件中,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁,所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,从而形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件是唇部,所述唇部形成在所述构件间间隙的两个部分之间,所述两个部分彼此不在同一平面中,且所述唇部减小在所述流控制件附近的所述铜焊材料的毛细作用,以减小材料从所述两个部分中的一个部分到另一部分的流动。
20.一种具有第一构件和第二构件的铜焊部件,所述构件具有定位在构件间间隙中的铜焊材料,所述构件间间隙在所述第一构件和所述第二构件之间并构造成具有毛细作用,所述铜焊材料在铜焊连结处将所述第一构件的铜焊表面与所述第二构件的铜焊表面连结在一起,所述铜焊连结在铜焊处理过程中形成,其中,所述铜焊材料熔化以流动经过所述构件间间隙,然后固化以形成所述铜焊连结,具有改进的所述铜焊部件包括:
流控制件,所述流控制件形成在所述第一构件和所述第二构件中的至少一个构件上,所述流控制件将所述铜焊材料基本保持在所述构件间间隙中;
其中,所述铜焊部件还包括:
至少三个定位连结件部分,所述至少三个定位连结件部分形成在所述第一构件和所述第二构件中的每个构件中,所述至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,所述突部具有弧形凸面,所述凹槽具有互成角度的相对壁,所述第一构件的所述至少三个定位连结件部分与所述第二构件的所述至少三个定位连结件部分配合,从而形成限定所述构件间间隙的至少三个定位连结件,所述至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而所述突部的所述弧形凸面与所述凹槽的所述互成角度的相对壁中的至少一个壁接触;
所述流控制件构造成通过局部增加所述构件间间隙,从而在所述铜焊处理过程中,阻挡呈液态形式的所述铜焊材料的弯液面连续经过所述流控制件。

说明书全文

焊构件以及在铜焊构件中形成铜焊连结的方法

[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 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。
[0003] 联邦资助研究或研发的声明
[0004] 无

技术领域

[0005] 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

[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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

[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 在又一形式中,铜焊部件可以是行星齿轮架。在此形式中,第一构件是壳体,该壳体具有至少三个腿部,每个腿部具有突部和凹槽中的一种,突部具有弧形凸面,凹槽具有互成角度的相对壁。第二构件是板,该板具有三个定位连结半件,每个定位连结半件是具有弧形凸面的突部和具有互成角度的相对壁的凹槽中的一种,并且与至少三个腿部中的一个腿部上的定位连结半件配合,以限定壳体和板之间的三个定位连结件以及构件间间隙。
[0016] 在又一形式中,弧形凸面是半球形的,且互成角度的壁中的与弧形凸面接触的每个壁基本平坦。
[0017] 还披露了一种使两个或更多个构件相对彼此定位的方法。该方法包括提供第一构件和第二构件。每个构件具有多个定位连结件部分,每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,突部具有弧形凸面,凹槽具有互成角度的相对壁。该方法还包括:通过使第一构件的多个定位连结件部分与第二构件的多个定位连结件部分配合以形成多个定位连结件,从而使第一构件相对于第二构件定位。多个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而突部的弧形凸面与凹槽的互成角度的相对壁中的至少一个壁接触。
[0018] 在一个形式中,使第一构件相对于第二构件定位的步骤包括:形成至少三个定位连结件,这些定位连结件限定第一构件和第二构件之间的构件间间隙。
[0019] 在此形式中,该方法还包括以下步骤:将铜焊材料施加到第一构件和第二构件中的至少一个构件,以及使用铜焊材料沿构件间间隙将第一构件和第二构件铜焊在一起。
[0020] 施加铜焊材料的步骤包括:将铜焊材料放置在盲孔中。替代地或组合地,施加铜焊材料的步骤可包括:将铜焊材料放置在定位连结件的凹槽中。在又一形式中,将第一构件和第二构件铜焊在一起的步骤包括:熔化铜焊材料,从而铜焊材料通过毛细作用运动到并润湿第一构件和第二构件之间的构件间间隙中的至少一部分。
[0021] 将铜焊材料施加到第一构件和第二构件中的至少一个构件中的步骤发生在使第一构件相对于第二构件定位之前。在此形式中,在铜焊过程中,当铜焊材料熔化时,在第一构件和第二构件之间的距离减小,并且通过使第一构件的定位连结件部分在第二构件的定位连结件部分中自就位以形成定位连结件,从而使第一构件相对于第二构件定位。
[0022] 还披露了一种控制铜焊材料在铜焊处理过程中的流动的方法。该方法包括:提供第一构件和第二构件。第一构件和第二构件中的每个构件具有铜焊表面。第一构件和第二构件中的至少一个构件具有形成在其上的流控制件。该方法还包括:使第一构件相对于第二构件定位,从而第一构件的铜焊表面和第二构件的铜焊表面具有在铜焊表面之间的构件间间隙。该方法还包括:提供铜焊材料,且将铜焊材料加热到至少铜焊材料的熔点,以形成液态铜焊材料,该液态铜焊材料通过润湿第一构件和第二构件的铜焊表面流动通过构件间间隙。流控制件将铜焊材料基本保持在构件间间隙内,以形成第一构件和第二构件之间的铜焊连结。
[0023] 在本方法的一种形式中,第一构件和第二构件中的每个构件具有至少三个定位连结件部分。至少三个定位连结件部分中的每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,突部具有弧形凸面,凹槽具有互成角度的相对壁。在此形式中,使第一构件相对于第二构件定位的步骤包括:使第一构件的至少三个定位连结件部分与第二构件的至少三个定位连结件部分配合,以形成限定构件间间隙的至少三个定位连结件。至少三个定位连结件中的每个定位连结件包括突部和凹槽,从而突部的弧形凸面与凹槽的互成角度的相对壁中的至少一个壁接触。
[0024] 在本方法的又一形式中,流控制件可以是堰,该堰在构件间间隙的周缘的附近形成。堰是垂直升起的部分,从而在加热铜焊材料的过程中,抑制铜焊材料越过堰的流动。
[0025] 在本发明的又一形式中,流控制件可以是唇部,该唇部在构件间间隙的周缘的附近形成。唇部是这样的部分:该部分在构件间间隙的周缘附近增加构件间间隙的距离,从而在铜焊过程中抑制铜焊材料越过构件间间隙的周缘的毛细作用。
[0026] 在又一形式中,流控制件可以形成在构件间间隙的两个部分之间,两个部分彼此不在同一平面中,且流控制件减小在流控制件附近的铜焊材料的毛细作用,以减小材料从两个部分中的一个部分到另一部分的流动。两个部分可包括沿平面基本平的第一部分和与基本水平部分成角度的第二部分。在此形式中,流控制件是唇部,该唇部沿着第一部分和第二部分之间的相交部分增加构件间间隙。
[0027] 还披露了另一种具有第一构件和第二构件的铜焊部件,这些构件具有定位在构件间间隙中的铜焊材料,该构件间间隙在第一构件和第二构件之间。铜焊材料在铜焊连结处将第一构件的铜焊表面与第二构件的铜焊表面连结在一起。铜焊连结在铜焊处理过程中形成,其中,铜焊材料熔化以流动经过构件间间隙,然后固化以形成铜焊连结。铜焊部件包括流控制件,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。流控制件将铜焊材料基本保持在构件间间隙内。
[0028] 在该铜焊部件的一种形式中,至少三个定位连结件部分形成在第一构件和第二构件中的每个构件中。每个定位连结件部分是突部和凹槽中的一种,突部具有弧形凸面,凹槽具有互成角度的相对壁。第一构件的至少三个定位连结件部分与第二构件的至少三个定位连结件部分配合,从而形成限定构件间间隙的至少三个定位连结件。每个定位连结件包括突部和凹槽,从而突部的弧形凸面与凹槽的互成角度的相对壁中的至少一个壁接触。
[0029] 在另一形式中,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。在铜焊处理过程中,唇部可抑制铜焊材料的毛细作用。
[0030] 在又一形式中,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。堰抑制铜焊材料从构件间间隙中越过堰的流动
[0031] 在又一形式中,构件间间隙包括外周缘和内周缘,每个周缘具有形成在其上的流控制件。
[0032] 在又一形式中,流控制件可以是唇部,该唇部形成在构件间间隙的两个部分之间,两个部分彼此不在同一平面中。唇部减小在流控制件附近的铜焊材料的毛细作用,以减小材料从两个部分中的一个部分到另一部分的流动。
[0033] 在又一形式中,流控制件可以构造成通过局部增加构件间间隙,从而在铜焊处理过程中,阻挡呈液态形式的铜焊材料的弯液面连续越过流控制件。
[0034] 因此,提供了铜焊部件以及与形成铜焊部件相关的方法,该铜焊部件和这些方法解决很多与铜焊相关联的前述问题。使用在此所述的结构和方法,可将两个或更多个构件相对彼此定位成:提供表面之间的均匀并恒定的间隙。由于连结件是自定位的,因而对于部件的一些误操作将不会影响这些部件相对彼此的定位。这减小这样的可能性:间隙增加到铜焊材料的毛细作用不足以完全充满间隙的程度,潜在地引起处于液态形式的铜焊材料的局部溢流。此外,控制铜焊材料流动的流控制件和方法有助于将铜焊材料保持在间隙中,并且使铜焊连结能具有复杂的几何形状,不然的话,在不这样使用这些流控制件的情况下很难获得这些复杂的几何形状。
[0035] 本发明的这些和其它优点将会从以下详细描述和附图中显现出来。下文仅仅是对于本发明的一些较佳实施例的描述。由于这些较佳实施例不趋于作为落在本权利要求的范围内的仅有的实施例,因而为确定本发明的整个范围,应参见所附权利要求。

附图说明

[0036] 图1是定位连结件的侧剖图;
[0037] 图2是包括突部的定位连结半件的立体图;
[0038] 图3是包括具有互成角度的相对壁的凹槽的定位连结半件的立体图;
[0039] 图4是行星齿轮架的侧视图;
[0040] 图5是行星齿轮架的剖视图;
[0041] 图6A是在铜焊之前彼此相邻设置的两个构件的侧剖图,其中,各个构件具有流控制件;
[0042] 图6B是图6A的详细侧剖图;
[0043] 图7A是在铜焊之前相邻设置的两个构件的侧剖图,其中两个构件具有唇部和台阶,唇部围绕构件间间隙的周缘形成,台阶形成在构件间间隙中;
[0044] 图7B是图7A的详细侧剖图;
[0045] 图7C是在铜焊材料已熔化并将两个构件铜焊在一起之后、图7A的详细侧剖图;
[0046] 图8是除了其中一个构件在构件间间隙的外周缘上具有堰而不是唇部以外,类似于图7A-7C的两个构件的详细侧剖图;
[0047] 图9是除了具有形成在构件间间隙中的成角度的台阶以外,类似于图8的两个构件的详细侧剖图;
[0048] 图10A是在铜焊之前彼此相邻设置的两个构件的侧剖图,两个构件具有形成在构件间间隙中的较长的台阶,且唇部围绕该台阶形成;以及
[0049] 图10B是图10A的详细侧剖图。

具体实施方式

[0050] 现在参照图1,示出定位连结件110。定位连结件110包括在第一构件114上的突部112和在第二构件118上的凹槽116,突部112具有弧形凸面113。
[0051] 现在参照图1到2,突部112从第一构件114的表面120开始延伸并且可包括在表面120和弧形凸面113之间的过渡半径122。应理解的是,弧形凸面113可具有其它的表面几何形状,包括但不局限于具有恒定半径的半球形表面。突部112可称为阳部配合构件或类似的术语。
[0052] 现在参照图1到3,凹槽116延伸到第二构件118的表面124中并包括互成角度的相对壁126,这两个壁向下延伸到凹槽116的底部128。与突部112类似,凹槽116可具有在表面124、互成角度的壁126以及底部128之间的过渡半径130和132。如图所示,相对的、互成角度的壁126是扁平的、平坦表面。此外,凹槽116沿平行于互成角度的相对壁126的方向延伸,而不是沿垂直于互成角度的相对壁126的方向延伸。一般可将凹槽116描述成磨圆的矩形凹槽,由于凹槽116向下延伸到底部128,该凹槽一般向内成锥形。突部116可称为阴部配合构件或类似的术语。通常,突部112和凹槽116可各自称为定位连结半件。
[0053] 在定位连结件110的形成过程中,弧形凸面113在接触点134和136中的一个或两个点处接触互成角度的相对壁126。给定弧形凸面113和互成角度的相对壁126的几何形状,则突部112仅在两个接触点134和136中的一个或两个点处切向接触凹槽116。
[0054] 虽然在图1中示出两个接触点134和136,然而弧形凸面113可能会仅切向接触互成角度的相对壁126中的一个壁。在下文中将进一步详细说明,如果第一构件114和第二构件118中的一个构件限制在超出图1所示的剖面位置,则仅存在一个接触点。
[0055] 给定突部112和凹槽116的表面几何形状,则当突部112和凹槽116配合时,在第一构件114的表面120和第二构件118的表面124之间产生构件间间隙138。通过改变突部112的弧形凸面113的几何形状、凹槽116的宽度、或凹槽116的互成角度的相对壁126的倾斜度,可修正接触点134和136,从而可控制间隙138。应注意到的是,虽然如图所示间隙138是恒定并均匀的,然而间隙138的性质至少部分取决于超出图1的剖面图范围的特征,这将在下文进一步详细描述。
[0056] 已使用图1-3示出其中一种形式的单个定位连结件的结构。可以设想,多个定位连结件可包含在包括两个或更多个构件的单个组件中,以限定构件之间的接触点,并因此限定构件之间的构件间间隙。
[0057] 例如,图2-5示出行星齿轮架,该行星齿轮架包括在板和壳体之间的三个定位连结件,该壳体具有三个腿部。因此,图2所示的在板的表面120上的突部112是在板上含有的三个突部的单个代表。类似地,图3所示的在腿部的表面124上的凹槽116是壳体的三个腿部中的各个腿部上含有的凹槽的代表。
[0058] 为便于参照,用在图2和3中的、用于描述其中一个连结件的特征的附图标记将一般地用于指代在行星齿轮架中的类似特征(例如,图3中指代构件上单个凹槽的附图标记116将用于指代各个腿部上含有的凹槽)。
[0059] 现在参照图4到5,第一构件114相对于第二构件118定位在三个定位连结件144、146和148(均类似于定位连结件110)处,以形成行星齿轮架150。如图所示,第一构件114是板,而第二构件118是“壳体”或“星轮”,第二构件具有连接在基部158处的三个腿部152、154和156。第一构件114或板具有三个突部112,各个突部类似于图2所示的突部112。类似地,各个腿部152、154和156具有类似于图3所示的凹槽116的凹槽116。在板上的三个突部112设置在腿部152、154和156的三个凹槽116中,以形成三个定位连结件144、146和148。
[0060] 虽然俯视图未示出行星齿轮架150,该行星齿轮架在俯视图中是粗略圆形,且腿部152、154和156(以及包含在其上的凹槽)的中心绕轴线A均以120度隔开,轴线A垂直通过行星齿轮架150的中心行进。在此形式中,如果用于接触弧形凸面113的互成角度的相对壁126大体沿着朝向轴线A的方向延伸,则是较佳的。然而,并非所有的接触壁需要沿朝向中心点或中心轴线的方向延伸。类似地,在板上的突部112的中心也绕轴线A以120度隔开。
[0061] 因此,当突部112容纳到凹槽116中时,定位连结件144、146和148使突部112的中心对准到凹槽116的中心中,同时使第一构件114与第二构件118绕轴线A径向对准。理想的是,突部112的各个弧形凸面113与各个互成角度的相对壁126形成接触点(因此每个定位连结件提供两个接触点)。然而,可以设想,即使突部112或凹槽116中的任何一个偏离它们在构件114和118上的目标位置过远,“最佳配合”情况也很有可能发生。因此,在多数情况中,仅仅一个接触点将存在于给定的定位连结件中。
[0062] 第一构件114通过定位连结件144、146和148而相对于第二构件118的此种对准提供很多益处。
[0063] 定位连结件144、146和148减小在操作过程中误装配的可能性。具体地说,互成角度的壁126的陡峭的导向角以及突部112配合到凹槽116中的深度防止使第一构件114相对于第二构件118无意识地移动。
[0064] 此外,这三个定位连结件144、146和148提供这样的接触点,这些接触点限定壳体的腿部152、154和156的各个表面124以及板的表面120之间的间隙138。假定各个定位连结件144、146和148具有以相对类似的方式与凹槽116配合的突部112,则间隙138在各个腿部的表面124和板的表面120之间是均匀并恒定的。
[0065] 虽然这样的间隙不一定要形成(取决于定位连结半件的几何形状),然而如果准备将两个构件铜焊在一起,则间隙138的形成是有利的。根据本发明的一个方面,在将第一构件114和第二构件118相对于彼此定位之后,可将第一构件114和第二构件118铜焊在一起。间隙138可提供在表面120和124之间具有相对均匀间隔的受控“通道”,用于促进液相铜焊材料在表面120和124之间的毛细作用。
[0066] 从图2到3可见,第一构件114具有通道网络140,该通道网络沿第一构件114的表面120行进。通道网络140的外缘与第二构件118的腿部的外轮廓粗略匹配。第二构件118还具有盲孔142,这些盲孔用于捕获铜焊材料的颗粒(未示出)。
[0067] 当第一构件114和第二构件118使用定位连结件144、146和148定位,并被加热到铜焊材料的熔点之上时,铜焊材料熔化到盲孔142之外。较佳的是,在铜焊过程中,盲孔142面朝下定向,从而铜焊材料可从盲孔142中溢出。通过重力作用和毛细作用,铜焊材料充填在第一构件114和第二构件118之间的间隙138。通道网络140捕获铜焊材料并防止铜焊材料流过通道网络140的外缘而流到构件的其它表面上。这样,铜焊材料可流到受控间隙中,该受控间隙在腿部中的各个腿部和板的表面120和124之间。在下文中将更详细地描述,可存在附加流控制件,该附加流控制件限制铜焊材料的流动型式。
[0068] 选定铜焊材料,从而当铜焊材料接触表面120和124时,在表面处的化学性质使液态合金能在铜焊材料和各个构件之间形成。在冷却作用下,此种包含铜焊材料和构件材料的液态合金形成固体层160,该固体层使两个构件粘结在一起。
[0069] 由于壳体和板中的一个或两个可以是粉末金属构件,因而图2-5所示的行星齿轮架150通常可使用烧结铜焊处理过程进行铜焊。然而,不需要其中一个构件由粉末金属制成。因此,还可以设想,两个构件都可以是全致密材料。
[0070] 虽然已示出铜焊材料从盲孔142中流出的铜焊方法,然而也可使用其它的铜焊技术。例如,铜焊复合物可以是放置在其中一个构件的表面上方的扁平的冲压板。类似地,在铜焊处理过程发生之前,可将包括铜焊复合物的糊状物施加到一个或多个构件。
[0071] 虽然,图1-5示出定位连结件,其中,突部112在铜焊处理过程之前接触凹槽116,然而可以设想,可将铜焊复合物添加在表面120和124之间以使突部112不首先接触凹槽116。在此情形中,在熔化作用下,至少部分铜焊材料将从构件之间的间隙中挤出或由构件所吸收(如同在多孔粉末金属构件的情形中),由于定位连结件自就位,因而使构件运动到一起。
因此,当铜焊处理过程发生时,定位连结件可执行定位功能。
[0072] 类似地,可将铜焊材料添加到凹槽116的底部128以使突部112和凹槽116不首先彼此接触。然而,在铜焊处理过程中,由于铜焊材料流自凹槽116,因而突部112和凹槽116可自就位。如果将铜焊材料放置在凹槽116中,则较佳的是使凹槽116定位在突部112上方,从而重力作用有助于铜焊材料流出定位连结件并流到间隙138中。
[0073] 此外,凹槽116和盲孔142可以是通孔,从而在引入铜焊材料之前,突部112和凹槽116已形成接触点。
[0074] 此外,虽然图2-5所示的实施例使用包括将两个构件铜焊在一起的方法,然而定位连结件110可用在若干其它的连结方法中的任何一个方法中。例如,该定位特征可应用于其它连结方法,例如,铆接、焊接、桩接、为诸如螺栓固件提供中心以及径向定位等。此外,定位连结件110可用在两个或更多个构件定位(而不一定连结)所需的应用中。
[0075] 还应理解的是,虽然仅示出两个构件将使用此定位方法和定位连结件110进行定位,然而两个以上构件也可使用在此所述的方法以及定位连结件进行连结。例如,可将两个以上构件堆叠成多个构件的组件。
[0076] 此外,虽然在图2-5所示的实施例中示出三个定位连结件,然而少于或多于三个定位连结件也可适用于使构件相对彼此定位。例如,两个定位连结件110可用于使两个物品关于一直线定位。在此情形中,其中一个定位连结件中的凹槽的互成角度的壁不平行于另一个定位连结件中的凹槽的互成角度的壁。在又一示例中,超过三个定位连结件可以是适用的。在此情形中,超过三个定位连结件中的仅仅三个连结件形成接触点,而其它的连结件(超出平面的定位器以及冗余的连结半件)将不会彼此接触。
[0077] 此外,当使用多个定位连结件时,可以设想,单个构件可具有超过一种类型的定位连结半件(即,突部或凹槽)。例如,第一构件可具有两个突部以及单个凹槽。在此情形中,根据需要,第二构件需要具有适当放置的两个凹槽以及单个突部,用以与第一构件配合。
[0078] 上文披露的定位连结件有助于提供在多个构件之间的恒定并均匀的间隙,从而便于改进铜焊材料在构件之间的毛细作用,以提供在机械上强的铜焊连结。下文进一步披露这样一些结构和方法:用以将铜焊材料保持在构件之间的间隙之间,从而在铜焊过程中,很少或没有铜焊材料从构件间间隙中溢出。这些实施例可带有或不带有定位连结件而使用,然而由于上述原因,上文所述的定位连结件与下文所述的流控制件的组合通常将提供最有利的结果。
[0079] 现在参照图6A和6B,如图所示在铜焊操作之前第一构件210放置在第二构件212的顶部。在一个形式中且如图所示,第一构件210可以是圆柱形毂,且第二构件212可以是涡卷凸缘。第一构件210和第二构件212共用中心轴线B-B。这些构件可以是粉末金属构件或使用其它通用的金属成形技术而形成。
[0080] 第一构件210具有铜焊表面214,第二构件212具有铜焊表面216。第一构件210和第二构件212相对于彼此定位,从而在第一构件210的铜焊表面214和第二构件212的铜焊表面216之间形成构件间间隙218。如图所示,当构件间间隙218远离中心轴线B-B延伸时,其微向上倾斜,从而给予构件间间隙218截头锥形的形状。
[0081] 虽然未示出,然而构件间间隙218可通过在第一构件210和第二构件212之间放置隔离物以分隔两个构件而形成或通过使用上文所述的定位连结件而形成。使用定位连结件优于使用标准隔离物。定位连结半件使第一构件210和第二构件212能相对彼此自定位。此外,使用定位连结件减少由于误操作而破坏构件的布置的可能性。
[0082] 不考虑使用的间隔,铜焊表面214和216之间的距离横贯构件间间隙218将铜焊在一起的部分较佳地相对恒定。如同将在下文中进一步详细描述,应当为铜焊材料适当地选择铜焊表面214和216之间的距离,以使两个表面都能被铜焊材料润湿,并且使液态铜焊材料能在铜焊表面214和216之间发生毛细作用。
[0083] 流控制件围绕铜焊表面214和216的周缘而形成。例如,在第一构件210上,唇部220靠近构件间间隙218的外周缘形成,构件间间隙在此处加宽。在第二构件212上,沟222在构件间间隙218的内周缘附近形成。在铜焊处理过程中,这些流控制件将引导并限制铜焊材料横贯构件间间隙218的流动。
[0084] 虽然在图6A到6B所示的形式中,流控制件包括在一个构件上的唇部和在另一个构件上的沟,然而各个铜焊表面可具有一个以上流控制件,且构件间间隙的各个周缘可具有一个以上流控制件。流控制件可包括但不局限于唇部、堰、圆角、倒角、沟等。
[0085] 在铜焊操作过程中,铜焊表面214和216将铜焊在一起,以在第一构件210和第二构件212之间形成铜焊连结。铜焊材料224的充料放置在构件间间隙218附近。将铜焊材料224加热到至少是铜焊材料的熔点,但低于第一构件210和第二构件212的熔点的温度。熔化的铜焊材料224将流到在第一构件210的铜焊表面214和第二构件212的铜焊表面216之间的构件间间隙218中。铜焊材料224将通过毛细作用润湿铜焊表面214、216并充填构件间间隙218。
[0086] 图6A和6B所示的流控制件参与引导并限制呈液态形式的铜焊材料224的流动。在图6A和6B所示的构造中,铜焊材料224的充料熔化并围绕构件间间隙218的内周缘流到沟222中。沟222引导铜焊材料224围绕内周缘的周界。当沟222被铜焊材料224充满时,铜焊材料224开始流到构件间间隙218中,通过毛细作用润湿两个表面并且向上和远离中心轴线B-B运动。一旦铜焊材料224到达构件间间隙218的外周缘,则唇部220局部地增加第一构件210和第二构件212之间的空间。
[0087] 由于毛细作用至少部分地取决于铜焊表面214和216之间的空间以及液相和固体壁之间的接触角,因而当铜焊表面214和216之间的空间增加时,铜焊材料224不会芯吸越过唇部220。具体地说,铜焊材料224的弯液面的表面张力足够大,从而防止铜焊材料224流动越过唇部220(给定构件间间隙以及在流控制件处接触角的变化)。这防止铜焊材料224由于溢出第二构件212的边侧而造成的损失,并且有助于不损失任何铜焊材料224。如果铜焊材料224在边缘上损失,则铜焊材料224可能不足以用于充满构件间间隙218并且在构件间间隙218的整个所希望的区域上形成铜焊连结。
[0088] 如上所述,处于液相的铜焊材料224将使各个铜焊表面214、216的薄层熔解。在冷却作用下,铜焊材料224将固化,从而在铜焊连结处使第一构件210和第二构件212连结。
[0089] 图6A和6B示出本发明的一个实施例。在随后描述的实施例中,类似元件将通过使与图6A和6B中的标号相同的标号附上附加前导标号来表示,以表示在附加实施例中相同的通用件。除非另有陈述,否则对于以上元件的描述适用于下文描述的元件。
[0090] 现在参照图7A和7B,示出本发明的又一形式。在本实施例中,构件间间隙318包括由台阶330隔开的第一边缘326和第二边缘328。如果在第一构件310和第二构件312之间施加非轴向剪切应力,则台阶330可提供与作用力垂直的表面,以减小施加于与作用力平行的表面上的剪切应力。应理解的是,台阶还可形成在第一构件310和第二构件312之间,从而当绕轴线C-C施加扭力时(引起铜焊连结中的切向剪切应力),则至少部分的铜焊连结形成在具有最高剪切应力的表面之外。
[0091] 在构件间间隙318的内周缘和外周缘处的流控制件也与前文所示的不同。沿内周缘(靠近轴线C-C的周缘),第一构件310具有唇部332。唇部332使铜焊材料324能引导到构件间间隙318中。沿外周缘,第一构件310具有唇部334,第二构件312具有唇部336。唇部334和336的分隔再次局部增加第一构件310和第二构件312之间的空间,这抑制铜焊材料324流过构件间间隙318的外周缘。因此,铜焊材料324基本保持在构件310和312之间以形成铜焊连结。图7C示出,在铜焊材料324流到铜焊表面314和316之间并固化以将构件310、312铜焊在一起之后,所铜焊的部分。
[0092] 现在参照图8,示出铜焊表面414、416之间的构件构造,该构造除了具有形成在构件间间隙418的外周缘上的略微改变的流控制件以外,类似于图7A和7B所示的构件构造。具体地说,第二构件412具有形成在外周缘上的堰438,该堰抑制铜焊材料424从构件间间隙418中流过堰438。堰438是第二构件412的一部分,该堰垂直升起以防止铜焊材料424流动远离铜焊连结的位置。在所示的形式中,堰438的顶部与构件间间隙418的任何其它部分一样高,从而铜焊材料424将不会越过堰438的顶部而损失,除非构件间间隙418完全充满铜焊材料224。
[0093] 堰438可以与或可以不与其它流控制件联结。例如,在图8所示的实施例中,堰438与第一构件410上的唇部434结合使用。唇部434抑制铜焊材料424围绕构件间间隙418的外周缘的流动,同时堰438提供对于铜焊材料424的损失的附加防护。然而,可以设想,堰还可不与附近的唇部一起使用。
[0094] 现在参照图9,示出本发明的又一形式,其中,台阶530具有略微倾斜的角度,而不是如同图8所示的构造中垂直于第一边缘526和第二边缘528。当构件间间隙如此以一定角度处横贯时,不管该角度是直角或是一些其它的角度,当扭力通过该连结传送时,在整个间隙上产生剪切应力,铜焊连结材料在该间隙中连结这些构件。因此,希望将这些间隙以此方式构造成分配这些力。
[0095] 现在参照图10A和10B,示出一实施例,其中台阶630较长。此外,唇部640沿着构件间间隙618位于第一边缘626和台阶630之间的相交处,该唇部对于这些表面的相交处进行加宽。由于长度增加会增加当第一构件610相对于第二构件612轴向扭转时在其上施加有剪切应力的分配面积,因而台阶630的加长是所希望的。
[0096] 此外,第一边缘626和台阶630之间的唇部640具有防止所有位于第一边缘626上的材料流过堰638的功能。由于第一边缘626上升到大大高于堰638,因而存在这样的趋势:任何铜焊材料均由于重力作用倾向于从第一边缘626中流出、沿台阶630向下、横穿第二边缘628并向上且越过堰638。虽然在堰638附近的唇部634趋于形成弯液面,该弯液面提供足够的表面张力以防止铜焊材料流过唇部634,但如果存在足够的上升铜焊材料,则弯液面将不足以强到能将铜焊材料保持在构件间间隙618的所有部分中。因此,可使用第一边缘626和台阶630之间的唇部640以助于使第一边缘626上的铜焊材料与台阶630和第二边缘628中的铜焊材料隔离,从而使所有的铜焊材料都保持在构件间间隙618中。
[0097] 因此,在此所述的流控制件有助于在铜焊处理过程中,将铜焊材料保持在构件间间隙内。这减小这样的可能性:由于溢流发生,从而产生没有足够的铜焊材料用来充满间隙的状况。这还能生产具有一定程度上更复杂几何形状的铜焊连结,而不会损失铜焊材料。通过改变铜焊连结的几何形状,可增加在其上施加有某种类型应力的总面积。这致使总体加强铜焊连结。
[0098] 对于这些较佳实施例的很多修改和变型将对那些在本技术领域的技术人员是显而易见的,这些修改和变型将落在本发明的精神和范围内。因此,本发明不应被局限于所述的实施例。应参照以下权利要求,以确定本发明的整个范围。
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