[發明專利]用于將TSP材料銅焊至基體的系統與方法

在審

• 申請號: 201380060614.2
• 申請日: 2013-10-03
• 公開（公告）號: CN104812519A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: J·D·貝爾納普;M·K·凱沙維安
• 申請（專利權）人: 史密斯國際有限公司
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02;B23K20/16;B23K20/22;B23K20/00;B23K1/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 周家新;蔡洪貴

1.一種將熱穩定多晶金剛石(TSP)材料層附連到基體上的方法，包括：

將銅焊材料放置在所述TSP材料層與所述基體之間；

將所述TSP材料層和所述基體中的至少一個擠壓在所述TSP材料層和所述基體中的另一個上；

將所述銅焊材料加熱到至少800℃的溫度；以及

冷卻所述銅焊材料，以形成將TSP材料層附連到所述基體上的結合。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，放置包括將銅焊材料放置在所述TSP材料層與所述基體之間而形成組件，且加熱包括在爐腔內加熱所述組件。

3.根據權利要求2所述的方法，還包括：將所述組件暴露于選自基本上由氫基氣體、氮基氣體、氬基氣體、惰性氣體以及它們的組合組成的氣體組的氣體。

4.根據權利要求3所述的方法，還包括：在暴露之后、加熱之前對所述爐腔抽真空。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，加熱包括將所述銅焊材料加熱到大于920℃的溫度。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，加熱包括將所述銅焊材料加熱到大于1050℃的溫度。

7.根據權利要求1所述的方法，其中，加熱包括感應加熱。

8.根據權利要求1所述的方法，還包括用感應線圈包圍所述組件的至少一部分，以感應加熱所述銅焊材料。

9.根據權利要求8所述的方法，還包括在加熱之前將散熱器放置在所述TSP材料層上。

10.根據權利要求8所述的方法，還包括在擠壓之前將散熱器放置在所述TSP材料層上。

11.根據權利要求1所述的方法，其中，擠壓包括以至少1000psi的壓力擠壓所述組件。

12.根據權利要求1所述的方法，其中，擠壓包括以1000psi至15000psi范圍內的壓力擠壓所述組件。

13.根據權利要求1所述的方法，其中，擠壓包括以5psi至15,000psi范圍內的壓力擠壓所述組件。

14.根據權利要求1所述的方法，其中，擠壓包括以5psi至1,000psi范圍內的壓力擠壓所述組件。

15.根據權利要求1所述的方法，其中，在冷卻之后，所述銅焊材料具有按體積計不大于0.1％的孔隙率。

16.根據權利要求1所述的方法，其中，在冷卻之后，所述銅焊材料具有按體積計不大于0.5％的孔隙率。

17.一種用于將熱穩定多晶金剛石(TSP)材料層銅焊至基體的銅焊系統，包括：

第一部件，其用于支撐由TSP材料層、銅焊材料和所述基體構成的組件，所述銅焊材料位于所述TSP材料層與所述基體之間；

第二部件，其中，所述第一部件和所述第二部件中的至少一個能夠移向所述第一部件和所述第二部件中的另一個，以對所述組件施加壓力；

爐腔，其中，所述第一部件和所述第二部件至少部分位于所述爐腔內；

真空源，其用于在所述爐腔中抽真空；

第一密封裝置，其在所述第一部件與所述爐腔之間；以及

第二密封裝置，其在所述第二部件與所述爐腔之間。

18.根據權利要求17所述的銅焊系統，還包括惰性氣體源，其用于向被抽真空的爐腔提供惰性氣體。

19.一種用于將熱穩定多晶金剛石(TSP)材料層銅焊至基體的銅焊系統，包括：

第一部件，其用于支撐由TSP材料層、銅焊材料和所述基體構成的組件，所述銅焊材料位于所述TSP材料層與所述基體之間；

第二部件，其中，所述第一部件和所述第二部件中的至少一個能夠移向所述第一部件和所述第二部件中的另一個，以對所述組件施加壓力；

感應線圈，其用于包圍所述組件；以及

散熱器，其鄰近所述第二部件。

20.根據權利要求19所述的銅焊系統，還包括惰性氣體源，其用于向所述組件提供惰性氣體。