[發明專利]通過基板的結構化使基板與部件接合的方法

在審

• 申請號: 201780030233.8
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN109414789A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 安妮·亨羅汀;約瑟·安東尼奧·拉莫斯·德·坎普斯;阿克塞爾·庫皮西維茨;加布里埃爾·莫拉萊斯·茨德;拉斐爾·岡茲列茲·希格拉斯;弗朗西斯科·賈維爾·納瓦斯·馬托斯
• 申請（專利權）人: 激光工程應用公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K26/00;B23K26/08;B23K26/324;B23K26/362;B23K26/323;B23K26/359;B23K26/21;B23K26/364;B23K26/082;B23K26/352;B23K26/0622;B23K26
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王瑞朋;胡彬

本發明涉及一種用于將基板(11)與部件(14)接合的方法，包括用脈沖激光器(31)結構化基板的步驟，基板(11)優選地由金屬制成，并且部件優選地是以聚合物為基礎的。該結構化步驟允許以通過光束(32)與基板(11)的相對移動(41)確定的圖案(17)的形式將凹槽蝕刻到基板(11)中。圖案(17)被設計成允許在基板(12)與部件(14)已經通過激光焊接(130)接合之后在結構化基板(12)與部件(14)之間實現良好的粘附。優選地，接合方法包括預處理結構化表面的步驟(50)，以便允許在通過焊接接合期間更好地吸收激光。

技術領域

根據第一方面，本發明涉及一種組裝基板與部件的方法，該方法包括基板的結構化。根據第二方面，本發明涉及可通過所述組裝方法獲得的、結構化的基板與部件的組件。根據第三方面，本發明涉及一種用于組裝基板與部件的裝置。

背景技術

本領域技術人員已知通過使第二材料在與第一材料接觸時固化來連接第一材料和第二材料來進行組裝。第一材料的表面狀況，特別是表面的微結構，對于組件的接合部的機械性能來說是至關重要。

增加第二材料至第一材料的粘附的方法是修改與第二材料接觸的第一材料表面。Amend P.等人的文件Physics Procedia 41，pp98-105(2013)提出了一種組裝方法，其包括結構化鋁基板表面以允許與聚合物材料的更好的粘附。該方法還提供輻照加熱裝置，其產生包含單色成分和多色成分的光，從而允許在金屬基板的結構化表面上組裝聚合物材料。

該方法的缺點之一是使用源自單色光源和多色光源兩者的光。另一個缺點是，盡管該方法得到了具有良好機械性能、特別是高拉伸強度值的組件，但是組件失效發生在金屬基板與塑料材料之間的界面處而不是發生在塑料材料中。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種允許基板與部件之間的更好粘附的組裝方法。本發明的目的之一是提供一種在焊接步驟期間通過使基板和部件暴露于單個光源來組裝基板和部件的方法。本發明的目的之一是提供一種組裝基板和在拉伸失效測試期間具有內聚失效(cohesive failure)而不是界面失效(interfacial failure)的部件的方法。

為此，根據第一方面，本發明提出了一種組裝基板與部件的方法，所述基板具有上表面和下表面，并且部件具有表面，所述方法包括以下步驟：

a.通過執行以下步驟對所述基板的所述上表面進行結構化：

i.提供所述基板，

ii.提供能夠產生脈沖結構化激光器光束的脈沖結構化激光器，該脈沖結構化激光器光束能夠以非貫通的方式雕刻基板的上表面，脈沖結構化激光器光束具有在200nm與11,000nm之間的波長、具有足以形成基板的結構化的功率并具有持續時間小于1μs的脈沖，

iii.產生能夠以非貫通方式雕刻基板的上表面的脈沖結構化激光器光束，所述脈沖結構化激光器光束具有在200nm與11,000nm之間的波長、具有足以形成基板的結構化的功率以及具有持續時間小于1μs的脈沖，

iv.提供能夠在脈沖結構化激光器光束與所述基板的所述上表面之間產生相對移動的移位裝置；

v.通過在脈沖結構化激光器光束與所述基板的上表面之間引發相對移動，用脈沖結構化激光器光束輻照基板的上表面，以產生基板的結構化上表面的包括圖案的第一部分；

b.提供所述部件，所述部件的表面具有包括熔點低于基板的結構化上表面的所述第一部分的熔點的可熔材料的第二表面部分；

c.將基板的結構化上表面的第一部分放置成與所述部件的所述第二表面部分接觸；

d.施加壓力以便維持所述基板的結構化上表面的所述第一部分與部件的所述第二表面部分之間的接觸；