[发明专利]通过基板的结构化使基板与部件接合的方法

说明书

本发明涉及一种用于将基板(11)与部件(14)接合的方法，包括用脉冲激光器(31)结构化基板的步骤，基板(11)优选地由金属制成，并且部件优选地是以聚合物为基础的。该结构化步骤允许以通过光束(32)与基板(11)的相对移动(41)确定的图案(17)的形式将凹槽蚀刻到基板(11)中。图案(17)被设计成允许在基板(12)与部件(14)已经通过激光焊接(130)接合之后在结构化基板(12)与部件(14)之间实现良好的粘附。优选地，接合方法包括预处理结构化表面的步骤(50)，以便允许在通过焊接接合期间更好地吸收激光。

技术领域

根据第一方面，本发明涉及一种组装基板与部件的方法，该方法包括基板的结构化。根据第二方面，本发明涉及可通过所述组装方法获得的、结构化的基板与部件的组件。根据第三方面，本发明涉及一种用于组装基板与部件的装置。

背景技术

本领域技术人员已知通过使第二材料在与第一材料接触时固化来连接第一材料和第二材料来进行组装。第一材料的表面状况，特别是表面的微结构，对于组件的接合部的机械性能来说是至关重要。

增加第二材料至第一材料的粘附的方法是修改与第二材料接触的第一材料表面。Amend P.等人的文件Physics Procedia 41，pp98-105(2013)提出了一种组装方法，其包括结构化铝基板表面以允许与聚合物材料的更好的粘附。该方法还提供辐照加热装置，其产生包含单色成分和多色成分的光，从而允许在金属基板的结构化表面上组装聚合物材料。

该方法的缺点之一是使用源自单色光源和多色光源两者的光。另一个缺点是，尽管该方法得到了具有良好机械性能、特别是高拉伸强度值的组件，但是组件失效发生在金属基板与塑料材料之间的界面处而不是发生在塑料材料中。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种允许基板与部件之间的更好粘附的组装方法。本发明的目的之一是提供一种在焊接步骤期间通过使基板和部件暴露于单个光源来组装基板和部件的方法。本发明的目的之一是提供一种组装基板和在拉伸失效测试期间具有内聚失效(cohesive failure)而不是界面失效(interfacial failure)的部件的方法。

为此，根据第一方面，本发明提出了一种组装基板与部件的方法，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骤：

a.通过执行以下步骤对所述基板的所述上表面进行结构化：

i.提供所述基板，

ii.提供能够产生脉冲结构化激光器光束的脉冲结构化激光器，该脉冲结构化激光器光束能够以非贯通的方式雕刻基板的上表面，脉冲结构化激光器光束具有在200nm与11,000nm之间的波长、具有足以形成基板的结构化的功率并具有持续时间小于1μs的脉冲，

iii.产生能够以非贯通方式雕刻基板的上表面的脉冲结构化激光器光束，所述脉冲结构化激光器光束具有在200nm与11,000nm之间的波长、具有足以形成基板的结构化的功率以及具有持续时间小于1μs的脉冲，

iv.提供能够在脉冲结构化激光器光束与所述基板的所述上表面之间产生相对移动的移位装置；

v.通过在脉冲结构化激光器光束与所述基板的上表面之间引发相对移动，用脉冲结构化激光器光束辐照基板的上表面，以产生基板的结构化上表面的包括图案的第一部分；

b.提供所述部件，所述部件的表面具有包括熔点低于基板的结构化上表面的所述第一部分的熔点的可熔材料的第二表面部分；

c.将基板的结构化上表面的第一部分放置成与所述部件的所述第二表面部分接触；

d.施加压力以便维持所述基板的结构化上表面的所述第一部分与部件的所述第二表面部分之间的接触；