本技術(shù)涉及用于基底材料的粘合劑結(jié)合。更具體地,本技術(shù)通過使用焊料球以多種方式提供增強的粘合劑結(jié)合。
背景技術(shù):
結(jié)構(gòu)粘合劑在許多應(yīng)用中替代焊接接頭和機械緊固件,原因是結(jié)構(gòu)粘合劑減少了通常在焊縫接頭和緊固件周圍發(fā)現(xiàn)的疲勞和失效。在需要抵抗彎曲和振動的情況下,結(jié)構(gòu)粘合劑也可以優(yōu)于焊接接頭和機械緊固件。
粘合劑結(jié)合使用結(jié)構(gòu)粘合劑以將一種材料的基底表面連接到相同材料或不同材料的另一基底表面。粘合劑結(jié)合廣泛地用于需要具有低結(jié)合溫度的材料的應(yīng)用中或者需要不存在電壓和電流的應(yīng)用中。另外,通過消除基底材料與緊固件和其他腐蝕性元件的接觸,粘合劑結(jié)合可有助于提高抗腐蝕性。
當將結(jié)構(gòu)粘合劑施加到基底表面時,在基底表面的匯合處形成結(jié)合線。結(jié)合線內(nèi)的均勻性對于最佳粘合劑性能是一個重要因素,因此規(guī)定在設(shè)計結(jié)合接頭中結(jié)合線厚度是關(guān)鍵的。
當存在相當大的力時,用于粘合劑結(jié)合中的結(jié)構(gòu)粘合劑可以(1)沿結(jié)合線的法線被加載,這產(chǎn)生導(dǎo)致基底材料在不同平面上的剝離效應(yīng)(即剝離斷裂),或(2)垂直于斷裂的前緣被加載,無論是在平面內(nèi)還是在平面外,這在基底材料保持在相同平面上的情況下產(chǎn)生剪切效應(yīng)(即剪切斷裂)。雖然通常避免了斷裂,但是如果存在斷裂,那么剪切斷裂優(yōu)于剝離斷裂,原因是剪切斷裂需要的外部加載大于剝離斷裂需要的外部加載以產(chǎn)生失效。
粘合劑就其本質(zhì)而言顯示出在結(jié)合過程期間用于粘結(jié)基底的類似流體特性和用于在成品組件中維持載荷的固體特性(通常稱為固化的粘合劑)。粘合劑的固化可以是在粘合劑內(nèi)或粘合劑和環(huán)境之間發(fā)生物理或化學(xué)能量交換時在確定時間段期間發(fā)生的物理轉(zhuǎn)化和/或化學(xué)轉(zhuǎn)化的過程。在能量交換時段期間,需要外部力以在粘合劑固化并獲得強度之前將基底和粘合劑保持在一起。
與在基底之間形成金屬合金結(jié)合時的焊接接頭中不同,固化的粘合劑通過在粘合劑-基底界面處的靜電或范德華力和粘合劑內(nèi)的聚合物結(jié)合將基底保持在一起。由于粘合劑接頭內(nèi)的結(jié)合在遭受激活能量水平時可能變得不穩(wěn)定,所以粘合劑接頭通常通過焊接和機械緊固件來補充以實現(xiàn)長期穩(wěn)定性。
電阻點焊(rsw),在固化之前的過程,其中在用粘合劑組裝基底之后,通過來自電流的熱量將金屬基底接合。可以使用rsw以在處理粘合劑結(jié)合的組件、固化粘合劑以獲得結(jié)合強度期間以及在成品產(chǎn)品的使用期間促進基底之間的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。傳送到點的熱量(能量)的量由電極之間的電阻和電流的量級和持續(xù)時間確定。熔融結(jié)合金屬(例如,鋼和鋁)所需的熱量可導(dǎo)致引起粘合劑蒸發(fā)或粘合劑化學(xué)降解的高溫。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
存在對產(chǎn)生結(jié)合線均勻性并在隨后的處理和使用期間提供足夠的強度和穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)粘合劑的需求。本公開涉及用于建立結(jié)構(gòu)粘合劑的系統(tǒng)和方法,所述結(jié)構(gòu)粘合劑產(chǎn)生結(jié)合線均勻性并提供強度和尺寸穩(wěn)定性,直到結(jié)構(gòu)粘合劑在隨后的處理期間固化。另外,本公開涉及提供結(jié)構(gòu)粘合劑結(jié)合線的在線過程監(jiān)控的方法。
在一個方面中,本技術(shù)包括在第一基底上分配焊料增強的粘合劑的方法,包括(i)使用第一分配噴嘴在第一基底的第一接觸表面上施加粘合劑,(ii)使用第二分配噴嘴施加多個焊料球,使得多個焊料球中的至少一個在粘合劑內(nèi),以及(iii)通過導(dǎo)電涂布器分配多個焊料球,使得多個焊料球中的至少一個接觸第一接觸表面。
在另一個方面中,本技術(shù)包括在第一基底上分配焊料增強的粘合劑的方法,包括(i)定位第一基底以接收粘合劑復(fù)合物,粘合劑復(fù)合物包括在第一基底的第一接觸表面上的粘合劑和多個焊料球,(ii)通過分配噴嘴在第一接觸表面上施加粘合劑復(fù)合物,并且通過導(dǎo)電涂布器分配粘合劑復(fù)合物,使得多個焊料球中的至少一個與第一接觸表面接觸,以及(iii)通過導(dǎo)電涂布器分配粘合劑復(fù)合物,使得多個焊料球中的至少一個與第一接觸表面接觸。
在一些實施例中,導(dǎo)電涂布器以垂直于第一接觸表面的方向橫越結(jié)合線以在整個粘合劑中分配多個焊料球。
在一些實施例中,噴嘴控制器通過粘合劑復(fù)合物測量導(dǎo)電涂布器和第一基底之間的電阻差。
在一些實施例中,方法還包括通過與導(dǎo)電涂布器相關(guān)聯(lián)的噴嘴控制器識別結(jié)合線。
在另外的實施例中,方法進一步包括使用與導(dǎo)電涂布器相關(guān)聯(lián)的噴嘴控制器檢驗結(jié)合線內(nèi)的故障狀況,并且通過噴嘴控制器將故障狀況傳送到分配噴嘴外部的系統(tǒng)。
在又一方面中,本技術(shù)包括確定第一基底和第二基底之間的焊料增強的粘合劑的電阻的方法,包括(i)通過分配噴嘴在第一基底的第一接觸表面上施加包括粘合劑和多個焊料球的粘合劑復(fù)合物,粘合劑復(fù)合物通過導(dǎo)電涂布器分配,使得多個焊料球中的至少一個與第一接觸表面接觸,(ii)將第二基底的第二接觸表面定位到粘合劑復(fù)合物的與第一接觸表面相反的一部分,以及(iii)將由能量存儲元件通電的至少一個電阻檢測器附接到第一基底和第二基底,以及(iv)向第一基底和第二基底施加電流,使得多個焊料球中的每一個產(chǎn)生電阻。
在一些實施例中,方法包括將電阻與由電阻控制器存儲的預(yù)定電阻值比較。
在一些實施例中,方法還包括向第一基底施加熱量,使得至少一個焊料球達到焊料球結(jié)合溫度。
在一些實施例中,方法還包括向第一基底和第二基底施加電流,使得多個焊料球中的每一個產(chǎn)生電阻。
在一些實施例中,方法還包括將電阻與由電阻控制器存儲的預(yù)定電阻值比較。
在一些實施例中,方法還包括向第一基底和第二基底施加電流,使得多個焊料球中的每一個產(chǎn)生電阻。
本技術(shù)的其它方面將在下文中部分地顯而易見并部分地指出。
附圖說明
圖1示出具有集中在局部加熱元件下面的焊料球的結(jié)合系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖2示出了具有分配在整個結(jié)合線中的焊料球的結(jié)合系統(tǒng)的側(cè)視圖。
圖3示出了圖2的示例性實施例的分解透視圖,含有隨機分配的焊料球和局部加熱元件。
圖4是示出與分配工序和電阻工序相關(guān)聯(lián)的方法的流程圖的流程圖。
圖5示出了圖4中的分配工序的示例性實施例。
圖6示出了圖4中的電阻工序的示例性實施例。
具體實施方式
根據(jù)需要,本文公開了本公開的詳細實施例。所公開的實施例僅僅是可以以多種和替代形式及其組合來體現(xiàn)的示例。如本文所使用的,例如、示例性、說明性和類似術(shù)語,擴展地涉及用作圖示、樣本、模式或典范的實施例。
在本說明書的精神內(nèi),將寬泛地考慮描述。例如,本文中任意兩個部分之間的連接的引用旨在包括兩個部分直接或間接地彼此連接。作為另一示例,本文中諸如與一個或多個功能有關(guān)地描述的單個部件,將被解釋為涵蓋其中替代地使用多于一個部件來執(zhí)行該(多個)功能的實施例。并且反之亦然-即,本文中與一個或多個功能有關(guān)地描述的多個部件的描述將被解釋為涵蓋其中單個部件執(zhí)行該(多個)功能的實施例。
在一些實例中,未詳細描述公知的部件、系統(tǒng)、材料或方法,以避免使本公開變得模糊。因此,本文中公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的,而是僅作為權(quán)利要求的基礎(chǔ),以及作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以使用本公開的代表性基礎(chǔ)。
盡管本技術(shù)主要與制造汽車形式的車輛的部件有關(guān)地來描述,但是可以想到的是,本技術(shù)可以與制造其他車輛(諸如船舶和航空器以及非車輛裝置)的部件有關(guān)地來實施。
i.結(jié)合系統(tǒng)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖,并且具體轉(zhuǎn)向第一個圖,圖1示出了由附圖標記100標識的結(jié)合系統(tǒng)。結(jié)合系統(tǒng)100包括用于將第一基底110接合到第二基底120的結(jié)構(gòu)粘合劑200和焊料球300。
基底110,120是需要結(jié)合到彼此的材料?;?10,120可以由相同或不同的材料成分組成。典型的基底材料可以包括諸如鋁、鋼、鎂、復(fù)合物、陶瓷等材料。
粘合劑200是用于將第一基底110的接觸表面115結(jié)合到第二基底120的接觸表面125的結(jié)構(gòu)材料。粘合劑200在接觸表面115,125之間形成結(jié)合線210。在圖1和圖2中,結(jié)合線210在基底110,120之間橫向地延伸并且具有厚度212。
在本公開中,厚度212大約在約0.05至約0.3毫米(mm)之間。作為示例,如果接觸表面115,125是比較平坦的,則結(jié)合線210可以具有大約0.2mm的厚度212,以允許最佳剪切和抗拉強度。
在圖1中,分配在限定區(qū)域中的焊料球300在制造過程(例如固化過程)之前和期間具有在限定區(qū)域中結(jié)合到基底110,120中的一者或兩者的能力。在接觸表面115,125之間具有粘合劑200的基底110,120閉合之后,例如在固化過程中形成粘合劑結(jié)合之前,焊料球300用于將系統(tǒng)100保持在一起。
在圖2中,在粘合劑200的大部分內(nèi)并入焊料球300還提高了接合基底110,120的結(jié)合的抗斷裂性。作為示例,在沒有焊料球的粘合劑中的斷裂閾值可以發(fā)生在大約接近1.8n/mm,然而在含有焊料球的粘合劑中的相同斷裂可以發(fā)生在大約接近11.5n/mm。
本文中提供的實施例和示例示出并描述了焊料球300為球形形狀,這促進了在限定區(qū)域內(nèi)或整個粘合劑200中焊料球300與相鄰焊料球300的均勻分配。然而,焊料球300可以包括其他形狀,諸如但不限于圓柱體、矩形等。
在系統(tǒng)100內(nèi)焊料球300在型號、形狀和尺寸上可以變化。焊料球300應(yīng)當允許在基底110,120中的任一者或兩者上施加的壓力下在至少一個焊料球和兩個基底110,120之間的接觸。例如,如果結(jié)合線210具有0.2mm的厚度212,則焊料球300可以具有大約接近0.2mm或更大的尺寸,以確保在結(jié)合期間焊料球300的壓縮,這將確保適當?shù)慕雍系浇佑|表面115,125。
焊料球300可由任何可商業(yè)獲得的材料或定制成分組成。當基底110,120的至少一者至少部分地由金屬和/或金屬復(fù)合物組成時,焊料球300的組成材料可以包括諸如錫(sn)、鉛(pb)、銀(au)、銅(cu)、鋅(zn)、鉍(bi)和/或類似物的材料。如果基底110,120中的至少一者至少部分地由聚合物和/或聚合物復(fù)合物組成,則焊料球300成分還可以包括聚合物材料,諸如聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、二乙烯基苯(dvb)和/或類似物。
在一些實施例中,在粘合劑200固化之前,可以使用點加熱元件400(在圖3中所見)來執(zhí)行焊料球300到基底110,120的結(jié)合。焊料球300到基底110,120的結(jié)合允許結(jié)合線212的結(jié)構(gòu)和維數(shù)保持其完整性,直到粘合劑200在隨后的操作(例如,涂料)期間固化。
熱元件400可以是用于將焊料球300結(jié)合到一個或兩個接觸表面115,125的局部加熱元件。熱元件可以與一個或兩個基底110,120大致接觸。熱元件400可以用于在有利于結(jié)合的溫度下執(zhí)行點焊待續(xù)特定時間段。例如,當熱元件大于200℃持續(xù)短持續(xù)時間(例如2至5秒)時,可以發(fā)生點焊。
熱元件400可以包括平坦的或有紋理的并且包括大約1到500mm2的一個或多個圓形或正方形面。熱元件400的尖端可以由導(dǎo)熱的并且可以承受高達300℃或更高溫度的任何材料構(gòu)成。
在一些實施例中,熱元件400可以是具有朝向基底110或基底120(無論哪一個與熱元件400接觸)傳送熱量的表面的一件式工具。一件式熱元件400還可以用作壓縮工具以將第二基底120壓靠在粘合劑200和焊料球300上,粘合劑200和焊料球300壓靠在第一基底120上,或反之亦然。當用作壓縮工具時,熱元件400使得焊料球300確保與接觸表面115,125的接觸和結(jié)合。
在一些實施例中,加熱元件400可以是處于相反電位、與兩個基底110,120從相反方向接觸的兩個電極的形式。各自具有電傳導(dǎo)性的基底110,120和焊料球300產(chǎn)生足夠的熱量以在基底110和基底120之間形成點焊料,其為基底110,120提供足夠的結(jié)合力以維持基底110,120的維數(shù)直到粘合劑200在隨后的處理期間固化。兩個電極也可以用作一起作用以壓縮系統(tǒng)100以使得焊料球300可以結(jié)合到接觸表面115,125的壓縮工具。
焊料球300的期望特性包括但不限于(1)有利于結(jié)合的密度,(2)有利于結(jié)合的溫度,和(3)超過現(xiàn)有技術(shù)的增加的抗拉強度。
密度應(yīng)當使得焊料球在結(jié)合之前并入到粘合劑200中時保持其結(jié)構(gòu)。焊料球300的密度可以是大約在約0.5和約15.00g/cm3之間。例如,包含錫-鉛(sn-pb)或錫-銀-銅(sb-ag-cu或sac)的焊料球可以具有大約接近7.5g/cm3的密度,其可以在基底110,120中的至少一個至少部分地由金屬和/或金屬復(fù)合物組成時為結(jié)合提供適當?shù)拿芏?。作為另一個示例,包含乙烯基苯或二乙烯基苯(dvb)的焊料球可以具有大約接近0.9g/cm3的密度。
溫度應(yīng)當使得焊料球300在不影響(例如,變形)基底110,120的組成材料的情況下結(jié)合。在一些實施例中,期望包括具有低于200°c的熔點以防止焊料球300從接觸表面115,125剝離(例如,斷裂)并提高粘合劑200的抗斷裂性的焊料球。
在一些實施例中,焊料球300可以由高強度和在高溫(例如高于200℃)下結(jié)合的材料組成。高溫焊料球300在粘合劑固化之前在點焊中熔化,以在粘合劑固化周期期間確保基底110,120的尺寸。這些高溫焊料球用于圖1所示的示例中,其中焊料球位于被點焊的特定區(qū)域中。
在一些實施例中,焊料球300可以在低溫(例如低于200℃)下結(jié)合。低溫點焊保持系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)和維數(shù),同時粘合劑200在固化期間增強。隨著在固化期間溫度升高,焊料球300(包括那些先前被點焊的)熔化并與基底110,120中的一者或兩者結(jié)合。當溫度降低(例如,返回到環(huán)境溫度)時,焊料結(jié)合形成在整個結(jié)合線212中,其中焊料球300接觸基底110和120中的至少一者。
在一些實施例中,焊料球300可由包括低于和高于200℃的不同結(jié)合溫度的材料組成。使用高溫和低溫焊料球300的組合,允許在點焊期間在熱元件400下面的低溫和高溫焊料球300結(jié)合,同時允許低溫焊料球在粘合劑固化過程期間在結(jié)合線212內(nèi)其它位置處結(jié)合。
當與沒有填充材料的粘合劑或包含非結(jié)合填充材料的粘合劑相比時,如在張力下測量的,系統(tǒng)100的抗拉強度應(yīng)當更大。例如,當焊料球300與粘合劑200結(jié)合使用時,整個系統(tǒng)100可以具有大約在約50mpa和150mpa之間的抗拉強度,而汽車用粘合劑本身可以具有大約在約15mpa和35mpa之間的抗拉強度,以及具有玻璃珠的汽車用粘合劑可以具有大約在約15mpa和35mpa之間的抗拉強度。
在一些實施例中,結(jié)合線厚度212使得焊料球300可接合到接觸表面115,125中的兩者(在圖1中所見)。將焊料球300接合到兩個接觸表面115,125具有的優(yōu)點包括:促進根據(jù)需要最大量的斷裂能量(即,傳播裂紋所需能量的量)的斷裂路徑在粘合劑200中大約接近焊料球300傳播的裂紋。裂紋可以(i)沿著預(yù)先識別的斷裂路徑222(在圖1中被描繪為一系列短實線箭頭)傳播,(ii)沿著預(yù)先識別的斷裂路徑224(在圖1中被描繪為一系列虛線箭頭)傳播,(iii)沿著預(yù)先識別的斷裂路徑226(在圖1中被描繪為一系列長實線箭頭)傳播,或(iv)在粘合劑200和焊料球300的界面處停止。
斷裂路徑222,224,226通常與對于任何斷裂的最大阻力的路徑相關(guān)聯(lián)。因為粘合劑200通常比基底110,120和焊料球300更弱,所以斷裂路徑可能延伸穿過粘合劑200,如由斷裂路徑222,224所示的,或沿著接觸表面之一延伸,如斷裂路徑226所示的。
當裂紋圍繞每個焊料球300傳播時,斷裂路徑222沿著接觸表面115,125中的一者形成,如圖1所示。雖然圖1描繪了圍繞每個焊料球300朝向第一接觸表面115延伸的斷裂路徑222,但是可選地,斷裂路徑222可以圍繞球300中的任何一個或多個朝向第二接觸表面125延伸。雖然圖1將斷裂路徑描繪為圍繞每個隨后的焊料球300連續(xù)的,但實際上當斷裂路徑222接近每個隨后的焊料球300時,斷裂路徑222可以(i)圍繞焊料球300行進,(ii)行進穿過焊料球300,(iii)沿著接觸表面115,125中的一者行進,或(iv)在粘合劑200和焊料球300的界面處停止。
當裂紋穿過焊料球300傳播并且然后在到達隨后的焊料球300之前傳播到粘合劑200中時,形成斷裂路徑224。類似于斷裂路徑222,當斷裂路徑224到達每個隨后的焊料球300時,斷裂路徑224可以(i)圍繞焊料球300行進,(ii)行進穿過焊料球300,或(iii)沿著接觸表面115,125中的一者行進,或(iv)在粘合劑200和焊料球300的界面處停止。
當裂紋圍繞焊料球300并且沿著接觸表面115,125中的一者傳播時,形成斷裂路徑226。與斷裂路徑222,224不同,當形成斷裂路徑226時,裂紋繼續(xù)沿著裂紋開始的接觸表面115,125傳播。
或者,裂縫可以沿著路徑222,224,226停止在粘合劑200同焊料球300的任何界面處。在系統(tǒng)100內(nèi)可能非常期望停止裂紋,原因是減少或消除裂紋傳播可以防止由于斷裂導(dǎo)致的系統(tǒng)100的失效。
在一些實施例中,接合線厚度212使得焊料球300僅接合到接觸表面115,125中的一者。限制焊料球300接觸到一個接觸表面115或125的益處是能夠?qū)⒉煌幕撞牧希ɡ?,金屬材料與復(fù)合物材料(例如聚合物復(fù)合物)接合)接合而不損害任一基底110,120的完整性。
在第一基底110具有與第二基底120不同的成分的情況下,根據(jù)本技術(shù)結(jié)合基底110,120可具有與現(xiàn)有技術(shù)相比在結(jié)合線210處增強的強度的附加益處。具體地,例如,結(jié)合線210在并入焊料球300的情況下更強,原因是引發(fā)圍繞焊料球300的斷裂路徑傳播所需的能量高于單獨在粘合劑中或沿粘合劑/金屬界面的斷裂路徑傳播所需的能量。
ii.執(zhí)行均勻分配的方法-圖4和圖6(p027926)。
在一些實施例中,焊料球300被包含在粘合劑200中并且從分配噴嘴205分配出。焊料球300的分配可以根據(jù)工序400來監(jiān)控,其可以使用電傳導(dǎo)進行監(jiān)控,如在圖4中所見。用于粘合劑和焊料球的涂布和分配監(jiān)控方法包括分配工序401和電阻工序402。由具有導(dǎo)電性的材料組成的焊料球300可以導(dǎo)電以確保與具有另外的導(dǎo)電性的基底110和/或基底120適當?shù)慕佑|。
在一些實施例中,在將粘合劑200從噴嘴205分配出到第一基底110的接觸表面115上之后,焊料球300定位在粘合劑200內(nèi)??梢愿鶕?jù)工序400監(jiān)控焊料球300的定位,可以使用電傳導(dǎo)進行監(jiān)控,如在圖4所見。方法包括分配工序401和電阻工序402。由具有導(dǎo)電性的材料組成的焊料球300可以導(dǎo)電以確保與導(dǎo)電性不同于粘合劑200的基底110和/或基底120的適當接觸。
例如,工序可以由機器人分配系統(tǒng)完成。分配系統(tǒng)可以包括下面討論的控制器207以監(jiān)控入口閥和出口閥,用于材料流的精確沉積和控制。分配系統(tǒng)可以被設(shè)計成準確和快速地分配粘合劑200和焊料球300,以用于諸如但不限于結(jié)合的應(yīng)用。分配系統(tǒng)可以使用存儲器等一起來存儲所創(chuàng)建的分配程序并且快速地編程以開始生產(chǎn)周期。在每個分配程序中,粘合劑200可以以不同的流速施加,以確保例如粘合劑200的適當流動。
分配工序401在步驟405開始,其中定位第一基底110以單獨接收粘合劑200或者接收包括粘合劑200和焊料球300的粘合劑復(fù)合物250。
接下來,在步驟410,將能量存儲元件510附接到第一基底110以及導(dǎo)電涂布器520,如在圖5中所見的。
存儲元件510可以是本領(lǐng)域中已知的任何常規(guī)存儲設(shè)備,諸如但不限于電容器、電池等。存儲元件510應(yīng)能夠存儲足夠的能量以操作與測量系統(tǒng)100中的電阻相關(guān)聯(lián)的部件(例如,導(dǎo)電涂布器520)。
接下來,在步驟415,激活能量存儲元件510。當元件510被激活時,電流流動通過元件510到達第一基底110和導(dǎo)電抹刀520。
在一些實施例中,存儲元件510可以通過包含處理器(未示出)的控制器502來激活。
控制器502可以是微控制器、微處理器、可編程邏輯控制器(plc)、復(fù)雜可編程邏輯器件(cpld)、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等??梢酝ㄟ^使用代碼庫、靜態(tài)分析工具、軟件、硬件、固件等來發(fā)展控制器。硬件或固件的任何使用包括可從fpga獲得的一定程度的靈活性和高性能,從而結(jié)合單一用途和通用系統(tǒng)的優(yōu)點。在閱讀本說明書之后,對于相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,如何使用其它計算機系統(tǒng)和/或計算機體系結(jié)構(gòu)來實施本技術(shù)將變得顯而易見。
控制器502可以包括諸如但不限于處理器、數(shù)據(jù)端口、具有在能量存儲器510中使用的軟件和數(shù)據(jù)類別的存儲器等的結(jié)構(gòu)。
接下來,在步驟420,在圖5中所見的分配噴嘴205被通電。當噴嘴205通電時,允許粘合劑復(fù)合物250流到第一基底110的第一接觸表面115上。
噴嘴205可以包括適于分配粘合劑復(fù)合物250的任何常規(guī)噴嘴。例如,噴嘴205可以是機器人粘合劑涂敷裝置的一部分。該機器人涂敷裝置可以包括配備有處理器(未示出)的控制器,以監(jiān)控入口閥和出口閥,用于精確沉積和控制材料流。
在一些實施例中,分配噴嘴205包括控制器207??刂破?07可以具有與控制器502相似的結(jié)構(gòu)和功能。
接下來,在步驟430,涂敷器確定是否存在故障狀況。故障狀況可以包括例如粘合劑復(fù)合物250從噴嘴205不適當?shù)亓鲃踊蚋静涣鲃?。如果粘合劑?fù)合物250不流動(例如,路徑422),則工序可以在步驟440顯示指示器。指示器可以是任何警告,諸如但不限于提醒、顯示、警報等,其被傳送到機器人涂敷裝置或操作者。
作為另一示例,故障狀況可以包括在粘合劑200內(nèi)存在不足量的焊料球300的情形。如果存在不足量的焊料球300(例如,路徑422),則工序可以在步驟440顯示指示器。
當在下面的步驟465確定電阻時,可以確定足夠量的焊料球300。指示器還可以包括一旦故障狀況已被校正則到重新激活檢測器550的復(fù)位開關(guān)。此外,一旦故障狀況(例如,粘合劑分配)已被校正,復(fù)位開關(guān)就重新激活檢測器。
如果沒有檢測到故障(例如,路徑424),則在步驟450使用導(dǎo)電涂布器520使粘合劑復(fù)合物250平滑。
導(dǎo)電涂布器520包含來自能量存儲元件510的電荷,其產(chǎn)生并施加壓力以及電傳導(dǎo)到復(fù)合物混合物,復(fù)合物混合物通過焊料球300發(fā)送電傳導(dǎo)。導(dǎo)電抹刀520僅需要將足夠的電力和壓力施加到粘合劑復(fù)合物250,以確保粘合劑復(fù)合物250和第一基底110之間的充分接觸,用于保持和適當?shù)貙⒄澈蟿?fù)合物250涂布在第一基底110上。
電阻工序在步驟455處開始,其中將第二基底120定位在粘合劑200和焊料球300的復(fù)合物的頂部上。
接下來,在步驟460,一個或多個電阻檢測器550附接到兩個基底110和120,如在圖6中所見。
檢測器550可以定位在基底110,120的外邊緣上,以導(dǎo)致在線電阻570通過第一基底110,通過焊料球300(繞過非導(dǎo)電粘合劑200)并最終與第二基底120對齊。
接下來,在步驟465,測量在檢測器550之間產(chǎn)生的電阻270。當檢測器550被適當定位并且電阻570通過系統(tǒng)100時,檢測電阻值作為結(jié)合到兩個基底110,120的焊料結(jié)合程度的指示器。另外,檢測器550可以用作點焊或電阻點焊電極。
接下來,在步驟470,工序402確定對于特定應(yīng)用電阻是否是足夠的。圖5示出了由檢測器550掃描以確定被掃描的區(qū)域內(nèi)的電阻570的三個區(qū)域。區(qū)域(1)示出了接合到兩個基底110,120的焊料球300;區(qū)域(2)示出了結(jié)合到僅一個基底(具體地,圖4中的基底120)的焊料球300;以及區(qū)域(3)示出了沒有焊料球或不足量的粘合劑。
在區(qū)域(1)中,焊料球300具有與兩個基底110,120的結(jié)合,這將提供一電阻水平。在區(qū)域(2)中,被掃描的區(qū)域,焊料球300僅具有與第一基底110的結(jié)合,這將提供比情形(1)更大的電阻水平。在區(qū)域(3)中,焊料球300不包括由于不存在電流而不提供電阻的焊料球300。
在一些實施例中,期望使被掃描的區(qū)域內(nèi)被提供最低限度電阻。然而,在特定情況下(例如,當基底110和120由不同的材料組成時),較高的電阻水平可能是可以接受的。
如果被掃描的區(qū)域中的一個或多個不滿足期望的電阻(例如,路徑472),則工序400可以在掃描區(qū)域(2)和/或區(qū)域(3)之后顯示指示器,指示器可以在步驟440顯示。缺少焊料結(jié)合或粘合劑結(jié)合可能導(dǎo)致較差的結(jié)合強度,因此作為修復(fù)的手段,可以使用相同的電阻檢測電極通過增加由電極施加在基底110,120上的壓力和在基底110,120之間通過大量的電流來建立電阻點焊。
如果被掃描的區(qū)域滿足期望的電阻(例如,路徑474),則在步驟480,工序400將被掃描的區(qū)域傳送到制造過程中的將來階段(例如,固化)。
iii.結(jié)論。
在本文中公開了本公開的多種實施例。所公開的實施例僅僅是可以以多種和替代形式及其組合來體現(xiàn)的示例。
上述實施例僅僅是為了清楚地理解本公開的原理而提出的實施方式的示例性說明。
在不脫離權(quán)利要求的范圍的情況下,可以對上述實施例進行改變、修改和組合。在本文中所有這些改變、修改和組合由本公開和隨后的權(quán)利要求的范圍包括。