用于增强的粘合剂结合的系统和方法技术方案

结合系统（100）包括第一基板（110）；第二基板（120）；粘合剂（200），该粘合剂与第一接触表面（115）和第二接触表面（125）接触；以及多个焊料球（300），该焊料球被定位在粘合剂（200）中，并且与第一接触表面（115）接触。而且，本发明专利技术还涉及结合方法，该方法形成连接第一基板（110）和第二基板（120）的焊料增强的粘合剂结合结构，该方法包括：在第一基板（110）的第一接触表面（115）上涂覆粘合剂（200）；将多个焊料球（300）的每一个至少部分地定位至粘合剂（200）中，使得多个焊料球（300）的每一个接触第一接触表面（115）；将第二基板（120）的第二接触表面（125）连接至与第一接触表面（115）相对的粘合剂（200）的一部分；以及施加热量至第一接触表面（115），使得多个焊料球（300）的每一个达到焊料球结合温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于基板材料的粘合剂结合。更具体地，本专利技术通过使用焊料球而以多种方式提供增强的粘合剂结合。
技术介绍
结构粘合剂在许多应用中代替了焊接和机械紧固件，因为结构粘合剂使通常在焊接和紧固件周围所发现的疲劳和失效减小。在需要抵抗弯曲和振动的情况下，结构粘合剂也能够优于焊接和机械紧固件。粘合剂结合使用结构粘合剂从而将一种材料的基板表面连接至相同材料或不同材料的另一个基板表面。粘合剂结合被广泛地用于要求具有低结合温度的材料的应用中或者用于要求没有电压和电流的应用中。此外，粘合剂结合可以通过消除基板材料与紧固件和其它腐蚀性元件的接触而有助于提高耐腐蚀性。当把结构粘合剂涂覆于基板表面时，在与基板表面的相遇处形成结合层。结合层内部的均匀性对于最优粘合剂性能而言是一个重要因素，因此表明结合层厚度在结合连接的设计中是关键性的。当存在显著的力时，用在粘合剂结合中的结构粘合剂可以以下述方式被加载：（1）垂直于结合层，这产生剥离效应从而导致基板材料处于不同的平面上（即，剥离断裂）；或者（2）垂直于断裂的前缘，无论是在平面内还是在平面外，这产生剪切效应，其中基板材料保持在相同平面上（即，剪切断裂）。虽然通常避免发生断裂，但是如果将要断裂，那么剪切断裂优于剥离断裂，因为剪切断裂导致失效所需要的外部载荷比剥离断裂导致失效所需要的外部载荷大。玻璃珠被添加至一些结构粘合剂中以保证结合层均匀性以用于充分的结合层控制。然而，玻璃珠的使用可能导致在结构粘合剂内的强度问题，因为玻璃珠不能很好地结合至基板材料。
技术实现思路
对于这样的结构粘合剂存在需求：其产生结合层均匀性并且促进沿要求最大量的断裂能量的断裂路径的断裂。本公开内容涉及用于创建结构粘合剂的系统和方法，该结构粘合剂产生结合层均匀性并且通过促进具有最大量的断裂能量的断裂路径而提高粘合剂连接强度。在一个方面中，本专利技术包括结合系统，该结合系统包括：（i）第一基板；（ii）第二基板；（iii）与第一接触表面和第二接触表面接触的粘合剂；以及（iv）定位在粘合剂中的多个焊料球，该焊料球与第一接触表面接触。在一些实施例中，多个焊料球被定位在下述分布中，该分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促使沿一路径的裂纹扩展，在该系统的至少一个区段中，该路径要求最大量的断裂能量。在一些实施例中，多个焊料球的至少一个包括以下述方式构造的涂层：（i）阻止在粘合剂中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与至少一些焊料球相邻的粘合剂。在一些实施例中，该多个焊料球的一个或多个被进一步定位成与第二接触表面接触。在另外的方面中，本专利技术包括方法，该方法形成连接第一基板和第二基板的焊料增强的粘合剂结合结构。该方法包括：（i）在第一基板的第一接触表面上涂敷粘合剂；（ii）将多个焊料球的每一个至少部分地定位至粘合剂中，使得多个焊料球的每一个接触第一接触表面；（iii）将第二基板的第二接触表面连接至与第一接触表面相对的粘合剂的一部分；以及（iv）施加热量至第一接触表面，使得多个焊料球的每一个达到焊料球结合温度。在一些实施例中，多个焊料球被定位在下述分布中，该分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促进沿一路径的裂纹扩展，在结合部的至少一个区段中，该路径要求最大量的断裂能量。在一些实施例中，多个焊料球的至少一个包括以下述方式构造的涂层：（i）阻止在粘合剂中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与至少一些焊料球相邻的粘合剂。在一些实施例中，定位多个焊料球进一步包括定位该焊料球使得该焊料球的至少一个接触第二接触表面。一些实施例进一步包括施加热量至第二接触表面，使得至少一个焊料球达到焊料球结合温度。在另外的方面中，本专利技术包括方法，该方法形成连接第一基板和第二基板的焊料增强的粘合剂结合结构。该方法包括：（i）在第一接触表面上涂敷复合材料，该复合材料包括粘合剂和多个焊料球，使得该多个焊料球的至少一个与第一接触表面接触；（ii）将第二基板的第二接触表面连接至与第一接触表面相对的复合材料的一部分；以及（iii）施加热量至第一接触表面，使得多个焊料球的每一个达到焊料球结合温度。在一些实施例中，多个焊料球被定位在下述分布中，该分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促使沿一路径的裂纹扩展，在结合部的至少一个区段中，该路径要求最大量的断裂能量。在一些实施例中，多个焊料球的至少一个包括以下述方式构造的涂层：（i）阻止在粘合剂中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与至少一些焊料球相邻的粘合剂。在一些实施例中，多个焊料球中的一个或多个进一步被定位成与第二接触表面接触。一些实施例进一步包括施加热量至第二接触表面，使得至少一个焊料球达到焊料球结合温度。本专利技术的其它方面将部分地明了并且在下文中部分地指出。附图说明图1示出结合系统的示例性实施例的侧视图。图2示出图1的结合系统的替代实施例的侧视图。图3示出图1的结合系统的替代实施例的侧视图。图4是图解说明具有下述内容的粘合剂的载荷和位移的图：（i）无焊料球；（ii）与图2的一个基板表面接触的焊料球；以及（iii）与图1的两个基板表面都接触的焊料球。图5示出包含具有聚集的分布和减小的粘合剂体积的焊料球的结合系统的示例性实施例的分解透视图。图6是图解说明包含下述内容的粘合剂的能量吸收的图：（i）无焊料球；（ii）图1和图2的焊料球构造；以及（iii）具有图4的减小的粘合剂结合层厚度的焊料球构造。图7示出包含具有随机分布和焊料球涂层的焊料球的结合系统的示例性实施例的分解透视图。图8是图解说明下述内容的载荷和位移的图：（i）包含没有涂层的焊料球的图1的实施例；以及（ii）包含具有涂层的焊料球的图6的实施例。图9示出包含具有线性分布的焊料球的结合系统的实施例的俯视图。图10示出包含具有曲折分布的焊料球的结合系统的替代实施例。图11示出具有下述内容的粘合剂的载荷和位移（i）无焊料球；（ii）包含图6的随机分布的焊料球；（iii）包含图8的线性分布的焊料球；以及（iv）包含图9的曲折分布的焊料球。具体实施方式根据需要，在本文中公开了本公开内容的具体实施例。所公开的实施例仅是示例，这些示例可以以不同形式和替代形式及其组合实施。当在本文中使用时，例如，“示例性的”、“说明性的”及类似术语宽泛地表示用作说明、样本、模型或图样的实施例。在本专利技术的精神内，要宽泛地考虑各种描述。例如，在本文中提及任意两个部件之间的连接旨在包括这两个部件直接或间接地连接至彼此。作为另一个示例，在本文中描述的诸如与一个或多个功能相关的单个部件要被解释为涵盖其中使用多于一个的部件代替执行该（多个）功能的实施例。反之亦然，即，在本文中描述的与一个或多个功能相关的多个部件的描述要被解释为涵盖其中单个部件执行该（多个）功能的实施例。在一些情况下，并没有详细描述众所周知的部件、系统、材料、或方法以便避免使本公开内容难以理解。因此，在本文中所公开的具体结构和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为权利要求的基础，并且作为用于教导本领域技术人员应用本公开内容的相应基础。虽然本专利技术被主要地描述成与形式为汽车的交通工具的制造部件相关，但是要想到的是，本专利技术能够与其它交通工具（诸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种结合系统（100），包括：第一基板（110）；第二基板（120）；粘合剂（200），所述粘合剂与所述第一基板（110）的第一接触表面（115）以及所述第二基板（120）的第二接触表面（125）接触；以及多个焊料球（300），所述焊料球被定位在所述粘合剂（200）中，并且与所述第一接触表面（115）接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结合系统（100），包括：第一基板（110）；第二基板（120）；粘合剂（200），所述粘合剂与所述第一基板（110）的第一接触表面（115）以及所述第二基板（120）的第二接触表面（125）接触；以及多个焊料球（300），所述焊料球被定位在所述粘合剂（200）中，并且与所述第一接触表面（115）接触。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个焊料球（300）被定位在下述分布中，所述分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促进沿路径（232、234）的裂纹扩展，在所述系统（100）的至少一个区段中，所述路径要求最大量的断裂能量。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个焊料球（300）的至少一个包括涂层（320），所述涂层被构造成：（i）阻止在所述粘合剂（200）中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与所述焊料球（300）的至少一些相邻的所述粘合剂（200）。4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个焊料球（300）的一个或多个被进一步定位成与所述第二接触表面（125）接触。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述多个焊料球（300）被定位在下述分布中，所述分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促进沿路径（222、224、226）的裂纹扩展，在所述系统（100）的至少一个区段中，所述路径要求最大量的断裂能量。6.如权利要求4所述的系统，其中，所述多个焊料球（300）的至少一个包括涂层（320），所述涂层被构造成：（i）阻止在所述粘合剂（200）中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与所述焊料球（300）的至少一些相邻的所述粘合剂（200）。7.一种方法，所述方法形成连接第一基板（110）和第二基板（120）的焊料增强的粘合剂结合结构，包括：在所述第一基板（110）的第一接触表面（115）上涂敷粘合剂（200）；将多个焊料球（300）的每一个至少部分地定位至所述粘合剂（200）中，使得所述多个焊料球（300）的每一个接触所述第一接触表面（115）；将所述第二基板（120）的第二接触表面（125）连接至与所述第一接触表面（115）相对的所述粘合剂（200）的一部分；以及施加热量至所述第一接触表面（115），使得所述多个焊料球（300）的每一个达到焊料球结合温度。8.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个焊料球（300）被定位在下述分布中，所述分布：（i）阻止裂纹扩展；或者（ii）促进沿路径（232、234）的裂纹扩展，在所述结合结构的至少一个区段中，所述路径要求最大量的断裂能量。9.如权利要求7所述的方法，其中，所述多个焊料球（300）的至少一个包括涂层（320），所述涂层被构造成：（i）阻止在所述粘合剂（200）中的裂纹扩展；或者（ii）使裂纹扩展偏转以促进在剪切模式中的失效通过与所述焊料球（300）的至少一些相邻的所述粘合剂（200）。10.如权利要求7所述的方法，其中，定位所述多个焊料球（...

【专利技术属性】
技术研发人员：X杨，J王，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US