具有至少两个部件的组合装置及用于产生该组合装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括具有第一结合表面(11)的第一部件(10)和具有第二结合表面(21)的第二部件(20)的组合装置(1)。使用集成反应材料系统(30)使第一结合表面(11)连接到第二结合表面(21)。集成反应材料系统包括至少一个结合表面(11)的至少一个涂层，并且集成材料系统包括在一个表面上的活化区域(33)。活化区域(33)布置在第一结合表面或第二结合表面的结合在一起的区域的外部，并且邻接结合在一起的区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有结合在一起的至少两个部件的组合装置，以及一种用于通过结合两个部件而产生这种组合装置的方法。
技术介绍
在这方面，对于结合连接的需求是许多的和各种各样的。例如，温度敏感聚合物，具有不同热膨胀系数的有机物质和/或材料、和具有温度敏感材料的部件必须互相连接。在许多应用中，尤其是，在工业过程测量技术中，需要结合连接气密地密封。这是重要的，因为粘结连接被大部分排除。焊接连接和钎焊连接是真正气密地密封，但是是有问题的，因为它们的产生热加压结合配合部(partner)，尤其是如果通过加热结合配合部，使在结合配合部之间的待结合的表面达到钎焊材料的熔化温度。由于这个原因，特别地，反应材料系统对于连接温度敏感结合配合部基本上是有吸引力的。反应材料系统允许均匀传播的放热反应，这在结合部件的其它应用领域中已经被使用。在这方面，基本有两个变量。一方面，粉末混合物中的热反应用以熔合物质；另一方面，均匀传播的反应用于箔片形式的纳米级多层系统中，以便熔合焊料层，并且因此产生结合连接。具有纳米级多层系统的反应材料系统以箔片的形式例如在牌号下由Indium公司提供。然而，对于微系统技术应用，以受控的方式激活结合工艺并且以具有限定的能量密度的足够精确的定位方式使其发生是困难的。另外，这种箔片难以生产，并且因此，只在限制情况下才是适合的，尤其是应用于微系统技术中。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是寻找补救。本专利技术的目的通过根据独立权利要求1的组合装置、根据独立权利要求7的压力变换器、以及根据独立权利要求11的方法而根据本专利技术来实现。根据本专利技术的组合装置包括：第一部件，该第一部件具有第一结合表面；和第二部件，该第二部件具有第二结合表面，其中第一结合表面使用集成反应材料系统连接到第二结合表面，其中集成反应材料系统包括至少一个结合表面的至少一个涂层，其中集成反应材料系统包括在一个表面上的活化区域，其中活化区域布置在结合在一起的第一结合表面区域或第二结合表面区域的外部，并且邻接结合在一起的区域。集成反应材料系统包含至少两个部件，其混合能够导致活化后自传播的放热反应。两个部件设置成多个交替的层，每层具有几纳米的厚度。在局部活化后，来自交替层的相邻的原子被激励，从而形成金属间相，其中在层之间发生部件的扩散。反应的热沿着单独的层输送。为了使自维持反应发生，反应的热必须至少以使得活化温度能够被维持的速率被释放，即使热通过热传递被传导开。为了这个目的，反应物形成的标准焓，例如不应该小于约-30KJ/mol原子，特别地不小于-40KJ/mol原子，并且优选地不小于50KJ/mol原子。特别地，通过物理气相沉积(PVD)，以涂层的形式提供集成反应材料系统能够发生。与以从现有技术公知的无支撑(free-standing)的箔片的形式提供集成反应材料系统相比，这提供了显著的优势。合适的集成反应材料系统包括例如镍和铝或者钛和铝的交替层。在本专利技术的进一步演变中，集成反应材料系统包括以下材料组合中的一个的交替层。·Al，与以下材料中的一个组合：CuOX、Fe2O3、Ni、Pd、Pt和Zr；或者·Ti，与B或Si组合；或者·Zr、Ni或Pd，与Si组合；或者·Pd或Pt，与Sn或Zn组合。在本专利技术的进一步演变中，集成材料系统包括三个或更多个材料配合部一例如，通过以上材料的组合。根据本专利技术的进一步演变，单独的交替层的厚度不小于10nm，并且不大于1000nm，特别地，不大于100nm。根据本专利技术的进一步演变，集成反应材料系统的总厚度例如不小于1μm并且不大于40μm，特别地，不大于20μm。在启动集成反应材料系统的部件之间的反应之后，为了结合部件，释放的反应的热导致相互扩散、熔合的周围软的或硬的焊料层，并且因此产生结合连接。在此之前为结合配合部的适当的涂层具有适当的连接层。在特殊的情形中，焊料层或者硬焊料层不必被熔合，但是“纯”金属(例如Al或Ti)原则上能够被熔合。由于反应特性，例如非常快的加热和冷却速率以及高的反应速率，热输入仅发生在直接接近于放热反应之处。这种方法的另一主要优点在于热的释放量能够借助于反应层材料的量(即层的数目和厚度)被限制和控制，并且在于连接的热致形成所需的温度提高只在非常短的时间段内发生。这样，反应能够被控制，使得防止温度敏感的的结合配合部的热损伤。在本专利技术的进一步演变中，第一结合表面包括具有集成反应材料系统的涂层，其中连接到第一结合表面的第二结合表面包括浸润层，特别地，该浸润层可包含金。在本专利技术的进一步演变中，包括活化区域的表面相对于由结合表面的连接区域所限定的平面倾斜角度α，该角度α不小于45°，特别地不小于60°，优选地不小于80°，并且特别优选为直角。在本专利技术的进一步演变中，包括活化区域的表面被布置在，由结合表面的连接区域所限定的平面上。在本专利技术的进一步演变中，至少一个部件包含玻璃、陶瓷、半导体特别是硅或者砷化镓、金属或者塑料作为材料。以这种方式，根据本专利技术，不同的材料或者部件、例如硅(芯片与芯片[Si-Si]、芯片与硅片[Si-Si]、芯片与板[Si-FR4])能够相互连接。对于玻璃，硼硅酸盐和光敏玻璃(Foturan)尤其适合于实施本专利技术。特别地，陶瓷能够以薄膜和厚膜技术的形式设置。金属例如以传感器壳体和其部件、以及连接或者支撑体和管的形式出现。金属部件尤其适于热管理(冷却或加热部件)，其中与金属热源或者热沉的良好的热接触能够经由连接到集成反应材料系统实现。根据本专利技术的进一步演变，特别地，金属材料是钢、铜、铝和各种合金。根据本专利技术的进一步演变，特别地，合适的塑料是PMMA、PTFE、PFA、PESU和PEEK。在本专利技术的进一步演变中，根据本专利技术的组合装置涉及工业过程测量技术的传感器，特别地，压力传感器、流量传感器、密度传感器、粘度计、液位传感器、温度传感器、电位传感器、电量传感器、电流传感器、电导率传感器、湿度传感器或者光学传感器，其中第一部件为传感器的第一部件，并且第二部件为传感器的第二部件。在本专利技术的进一步演变中，部件中的一个包括发光二极管、微机电系统(MEMS)、加速度传感器、倾斜传感器、湿度传感器、微光机电系统(MOEMS)(例如微镜、微测辐射热计或者光学开关)。根据本专利技术的压力变换器包括根据本专利技术的根据前述权利要求中的任一项的组合装置，其中压力变换器包括能够加载压力的测量膜片和至少一个计量器本体，其中该计量器本体沿着圆周边缘支撑测量膜片，其中该计量器本体连接到支撑体上，其中压力变换器包括根据本专利技术的组合装置，其中支撑体为组合装置的部件，其借助于集成反应材料系统连接到另一个部件。在本专利技术的进一步演变中，计量器本体为组合装置的另一个部件，其借助于集成反应材料系统连接到支撑体。在本专利技术的进一步演变中，压力变换器进一步包括金属壳体或者连接体，其中壳体或者连接体为组合装置的另一个部件，其借助于集成反应材料系统连接到支撑体。在本专利技术的进一步演变中，支撑体包括通道，通过该通道测量膜片能够被加载压力，其中变换器进一步包括压力供给线路，其以压力密闭的方式连接到支撑体，其中压力供给线路为组合装置的第二部件，其借助于集成反应材料系统连接到支撑体，其中压力供给线路与压力通道连通。根据本专利技术的用于产生至少一个组合装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合装置(1)，包括第一部件(10)，所述第一部件(10)具有第一结合表面(11)；和第二部件(20)，所述第二部件(20)具有第二结合表面(21)，其中使用集成反应材料系统(30)将所述第一结合表面(11)连接到所述第二结合表面(21)，其中所述集成反应材料系统包括至少一个所述结合表面(11)的至少一个涂层，其中所述集成反应材料系统(30)包括在一个表面上的活化区域(33)，其中所述活化区域(33)布置在结合在一起的所述第一结合表面区域或第二结合表面区域的外部，并且邻接结合在一起的区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 DE 102014102717.51.一种组合装置(1)，包括第一部件(10)，所述第一部件(10)具有第一结合表面(11)；和第二部件(20)，所述第二部件(20)具有第二结合表面(21)，其中使用集成反应材料系统(30)将所述第一结合表面(11)连接到所述第二结合表面(21)，其中所述集成反应材料系统包括至少一个所述结合表面(11)的至少一个涂层，其中所述集成反应材料系统(30)包括在一个表面上的活化区域(33)，其中所述活化区域(33)布置在结合在一起的所述第一结合表面区域或第二结合表面区域的外部，并且邻接结合在一起的区域。2.根据权利要求1所述的组合装置，其中所述集成材料系统包括从以下材料组合选择的至少一个交替层序列：·Al，与以下的材料中的一个材料组合：CuOx、Fe2O3、Ni、Pd、Pt和Zr；和/或·Ti，与B或Si组合；和/或·Zr、Ni或Pd，与Si组合；和/或·Pd或Pt，与Sn或Zn组合。3.根据权利要求1或2所述的组合装置，其中用来结合所述部件的所述第一结合表面涂覆有所述集成反应材料系统，并且其中所述第二结合表面包括浸润层，特别地，所述浸润层包含金。4.根据前述权利要求中的任一项所述的组合装置，其中包括所述活化区域的表面相对于由所述结合表面的连接区域所限定的平面倾斜角度α，所述角度α不小于45°，特别地不小于60°，并且优选地不小于80°。5.根据权利要求1至3中的任一项所述的组合装置，其中包括所述活化区域的表面布置在由所述结合表面的连接区域所限定的平面上。6.根据前述权利要求中的任一项所述的组合装置，其中至少一个所述部件包含玻璃、或半导体特别地硅作为材料。7.包括前述权利要求中的任一项所述的组合装置的压力变换器，其中所述压力变换器包括能够加载压力的测量膜片和至少一个计量器本体，其中所述计量器本体沿着圆周边缘支撑所述测量膜片，其中所述计量器本体连接到支撑体，其中所述压力变换器包括根据权利要求1至6中的任一项所述的根据本发明的组合装置，其中所述支撑体为这个组合装置的部件。8.根据权利要求7所述的压力变换器，其中所述计量器本体为另一个部件，所述计量器本体借助于所述集成反应材料系统连接到所述支撑体。9.根据权利要求7所述的压力变换器，进一步包括金属壳体或者连接体，其中所述壳体或者连接体为所述组合装置的另一个部件，所述壳体或者连接体借助于所述集成反应材料系统连接到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：英·图安·塔姆，本杰明·莱姆克，约尔格·布罗伊尔，扬·贝塞尔，迈克·维默尔，托马斯·格斯纳，
申请(专利权)人：恩德莱斯和豪瑟尔两合公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE