液体冷焊方法和设备技术

本申请公开了一种液态冷焊(LCW)的方法，包括：(a)在多个穿孔的非导电框架之间接合两个或多个多孔导电基板层，使得所述两个或多个多孔导电基板层彼此接触；(b)将所述两个或多个多孔导电基板层浸入一电解质溶液中；以及(c)向所述电解质溶液施加电流和/或电压和/或电力。本申请还公开了适用于执行该方法的一些实施例的设备。实施例的设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】液体冷焊方法和设备
[0001]本申请要求主张与本申请具有相同名称和专利技术人的IL 277589的优先权，所述申请于2020年9月24日根据35U.S.C.第119(a)条取得申请日；其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本专利技术属于金属制造领域。

技术介绍

[0003]多孔3D金属物体可以由堆叠的2D网格和/或多孔薄膜制成。这些基板在压力下堆叠起来，并在真空或惰性气体环境下放置在高温炉中。高温会增加扩散到基板上的金属原子的热能。这导致形成各种孔隙率和各种孔隙形状和尺寸的3D金属物体。孔隙率可以是开放的或封闭的。US8715871B2和US20050017055A1中的现有技术公开了这种制造具有多孔金属结构的电化学反应器的方法的几个实施例。这种方法的主要缺点之一是需要高温才能进行实际的层结合。
[0004]还可以使用光刻胶图案化和电沉积的组合来形成高分辨率多孔3D金属结构。为了获得所需的厚度和孔隙率，需要多个重复步骤，包括图案化、电镀、图案溶解和部分金属溶解。在US20090239353A1、US20100147695A1、US20130029481A1和US009244101B2中描述了这种制造程序的一些实施例。尽管微细加工行业经常采用这些步骤，但对于比典型硅晶圆更大的基板，要使它们具有成本效益和可扩展性是相当困难的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一些实施例的一方面涉及使用液体冷焊(liquid cold welding,LCW)或焊接来生产多孔3D金属结构。出于本说明书和所附权利要求的目的，术语“液体冷焊(liquid cold welding)”或“液体冷焊(LCW)”表示通过在局部电化学反应过程中从电解质溶液中沉积的金属或金属复合物将浸入液体电解质溶液中的两个或多个金属或金属复合物基板连接起来。根据本专利技术的各种示例性实施例，液体冷焊是具有成本效益的和/或可扩展的。
[0006]应当理解，上述各个方面涉及与多孔3D金属结构生产的可扩展性相关的技术问题的解决方案
[0007]备选地或附加地，应当理解，上述各个方面涉及与生产期间的性能控制有关的技术问题的解决方案。
[0008]在本专利技术的一些示例性实施例中，提供了一种液态冷焊(LCW)方法，包括：(a)在多个穿孔的非导电框架之间接合两个或多个多孔导电基板层，使得所述两个或多个多孔导电基板层彼此接触；(b)将基板层浸入一电解质溶液中；(c)向所述电解质溶液施加电流和/或电压和/或电力。在一些实施例中，所述施加包括施加从工作电极(working electrode,WE)流过所述多个穿孔的非导电框架之间的所述两个或多个多孔金属基板层到相对电极
(counter electrode,CE)的电流。备选地或附加地，在一些实施例中，所述施加包括施加恒定电压。备选地或附加地，所述施加包括使用一参考电极(reference electrode,RE)施加一恒定电压。备选地或附加地，在一些实施例中，所述施加包括施加一恒定功率。备选地或附加地，在一些实施例中，所述方法包括折叠单个多孔导电基板层以形成两个或多个多孔导电基板层。在一些实施例中，所述方法包括：在所述多个穿孔的非导电框架之间同时供给两个或多个多孔导电基板层；在所述液态冷焊之后将所述两个或多个多孔导电基板层撤回作为粘合基板。备选地或附加地，在一些实施例中，所述方法包括增加所述多个穿孔的非导电框架之间的距离以便于插入和/或移除所述两个或多个多孔导电基板层。备选地或附加地，在一些实施例中，所述方法包括减小所述多个穿孔的非导电框架之间的距离，使得所述两个或多个多孔导电基板层彼此接触。备选地或附加地，在一些实施例中，所述方法包括在所述施加期间泵送所述电解质溶液通过所述多个穿孔的非导电框架和所述两个或多个多孔导电基板层。
[0009]在本专利技术的一些示例性实施例中，提供了一种液体冷焊(LCW)设备，包括：一容器，所述容器内有两个相对放置的相对电极；以及至少两个穿孔的非导电框架，适合接合和保持一多层基板，使得各层保持相互接触；所述至少两个穿孔的非导电框架位于所述相对电极之间。在一些实施例中，所述接触是机械接触。
[0010]在本专利技术的一些示例性实施例中，提供了一种液态冷焊(LCW)设备，包括：一个容器，有源电极和参考电极在容器内彼此相对放置；以及至少两个穿孔的非导电框架，适合接合和保持多层基板，使得各层保持相互接触；所述至少两个穿孔的非导电框架位于所述有源电极和参考电极之间。
[0011]关于上述设备之一或两者：
[0012]在一些实施例中，所述设备包括两个或更多供给辊，适于在所述多个穿孔的非导电框架之间同时供给两个或多个多孔导电基板层；以及一卷取辊，适于在液体冷焊之后卷起所述两个或多个多孔导电基板层作为一粘合基板。备选地或附加地，在一些实施例中，所述设备包括一距离调节机构，适于调节所述多个穿孔的非导电框架之间的一距离。在一些实施例中，距离调节机构增加距离以促进两个或多个多孔导电基板层的插入和/或移除。备选地或附加地，在一些实施例中，距离调节机构减小穿孔的非导电框架之间的距离，使得基板层在焊接期间彼此接触。备选地或附加地，在一些实施例中，所述设备包括一折叠机构，所述折叠机构被配置为折叠单个多孔导电基板层以产生一多孔导电基板层的堆叠。备选地或附加地，在一些实施例中，所述设备包括一泵，所述泵被定位用以在操作期间泵送所述电解质溶液通过所述多个穿孔的非导电框架和所述两个或多个多孔导电基板层。
[0013]除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语与本专利技术所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。尽管下文描述了合适的方法和材料，但与本文所述那些相似或等同的方法和材料可用于实施本专利技术。在发生冲突的情况下，以专利说明书(包括定义)为准。所有材料、方法和实施例仅是说明性的，而不是限制性的。
[0014]如本文所用，术语“包含”和“包括”或其语法变体应被视为指定包含所述特征、整体、动作或组件，而不排除添加一个或多个附加特征、整体、动作、组件或其团体。所述术语比美国专利商标局专利审查程序手册所定义的术语“由...组成”和“基本上由...组成”更广泛，并且包括这些术语。因此，实施例“包括”或“包含”特征的任何叙述是子实施例“基本
上由”和/或“由”所叙述的特征“组成”的具体陈述。
[0015]当在本文中使用时，短语“基本上由...组成”或其语法变体应被视为指定所陈述的特征、整体、步骤或组件，但不排除添加一个或多个额外的特征、整体、步骤、组件或其组但前提是附加特征、整体、步骤、组件或组不会实质性改变要求保护的组合物、设备或方法的基本和新颖特征。
[0016]本说明书和所附权利要求中使用的短语“适用于”对先前引用的组件施加了额外的结构限制。
[0017]术语“方法”是指用于完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于那些已知的方式、手段、技术和程序，或者容易从已知的方式、手段、技术和程序发展而来由建筑和/或计算机科学的从业者。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种液态冷焊(LCW)方法，包括：(a)在多个穿孔的非导电框架之间接合两个或多个多孔导电基板层，使得所述两个或多个多孔导电基板层彼此接触；(b)将所述两个或多个多孔导电基板层浸入一电解质溶液中；以及(c)向所述电解质溶液施加电流和/或电压和/或电力。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加包括施加一电流，所述电流从多个相对电极流过所述多个穿孔的非导电框架之间的所述两个或多个多孔导电基板层到达多个工作电极。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加包括使用一参考电极施加一恒定电压。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述施加包括施加一恒定功率。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：折叠单个多孔导电基板层以形成两个或多个多孔导电基板层。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述多个穿孔的非导电框架之间同时供给两个或多个多孔导电基板层；以及在所述液态冷焊之后将所述两个或多个多孔导电基板层撤回作为粘合基板。7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，还包括：增加所述多个穿孔的非导电框架之间的距离以便于插入和/或移除所述两个或多个多孔导电基板层。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，还包括：减小所述多个穿孔的非导电框架之间的距离，使得所述两个或多个多孔导电基板层彼此接触。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，还包括：在所述施加期间泵送所述电解质溶液通过所述多个穿孔的非导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉基米尔，
申请(专利权)人：阿迪奥尼克斯以色列有限公司，
类型：发明
国别省市：