CN114206998A - 用于降低粘合强度和相关拉脱应力的方法和系统 - Google Patents

用于降低粘合强度和相关拉脱应力的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本文公开了用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以在第一基板和第二基板的分离过程中降低拉脱应力的方法和系统，包括将第一粘合剂施加到第一基板的粘结区域的第一粘结区，将第二粘合剂施加到第一基板的粘结区域的第二粘结区，第二粘合剂的粘合强度低于第一粘合剂的粘合强度，将第一基板与第二基板彼此压靠以形成粘合剂粘结层，并且在预定的时间段内固化第一粘合剂和第二粘合剂以在第一基板和第二基板之间形成固化的粘合剂粘结层。

Description

用于降低粘合强度和相关拉脱应力的方法和系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年7月31日提交的美国临时专利申请No.62/880,701的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本文公开的主题涉及用于降低粘合性地粘结的基板的拉脱应力的方法和系统。
背景技术
通常需要使用溶剂、热量和/或大的机械力去除粘合性地粘结的基板。然而，由于设计限制(例如，不可接近的粘结层)和/或安全考虑(例如，对电池组件和/或此类电池组件内的电池单元的物理变形和/或损坏)，例如电动汽车中的电池组件等某些应用不允许使用此类方法。事实上，已知目前利用的用于从电池组件的表面去除粘合剂的技术至少在一些情况下会不可逆地损坏此类电池组件。对于半导体应用的情况，粘合剂或热界面材料阻止了部件(例如硅芯片或微处理器)的检修，因为粘合剂的高粘合强度容易造成损坏。而且，由于粘合剂/TIM和基板之间的热膨胀系数不同，此类粘合剂通常缺乏吸收应力并降低零件翘曲所需的低模量。此外，某些应用的性能要求需要使用有毒粘合剂，例如传统的含异氰酸酯的氨基甲酸酯粘合剂。此类粘合性地粘结的基板(例如通常用于电池组件)的受限的可检修性/可再加工性、性能和/或毒性清楚地表明迫切需要一种降低在粘合性地粘结的表面的分离过程中引起的拉脱应力的安全实用的方法。
发明内容
本公开的主题包括一种方法，相对于常规已知方法，该方法将拉脱应力(例如，在两个粘合性地粘结的基板的分离过程中引起的应力，其与粘合强度直接相关)降低至少20％，同时还通过了环保循环，不会对组件的设计引入任何更改，并且使粘合剂配制物中任何可能的变化都最小化。在一些实施方案中，该方法能够在两个粘合性地粘结的基板的分离过程中将拉脱应力降低(例如)至少25％、至少50％、至少75％或超过80％。此外，该方法可使用现有的工业设施进行开展。
在示例性实施方案中，提供了一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以在第一基板和第二基板的分离过程中降低拉脱应力的方法，该方法包括：将第一粘合剂施加到第一基板的粘结区域的第一粘结区；将第二粘合剂施加到第一基板的粘结区域的第二粘结区，该第二粘合剂的粘合强度低于第一粘合剂的粘合强度；将第一基板压靠在第二基板上；以及在第一基板和第二基板之间形成包含第一粘合剂和第二粘合剂的粘合剂粘结层。
在一些实施方案中，粘合剂粘结层通过将第一粘合剂和/或第二粘合剂至少部分地固化预定时间段而形成。
在该方法的一些实施方案中，粘结区域的第一粘结区为粘结区域的周界；并且粘结区域的第二粘结区位于由第一粘结区形成的周界内并由其界定，使得第二粘合剂至少部分地填充周界内的体积。
在该方法的一些实施方案中，第二粘合剂完全填充介于第一基板与第二基板之间的第二粘结区内的体积。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂形成围绕粘结区域的周界的连续且不间断的层。
在该方法的一些实施方案中，粘结区域的第二粘结区为粘结区域的周界；并且粘结区域的第一粘结区位于由第二粘结区形成的周界内并由其界定，使得第一粘合剂至少部分地填充周界内的体积。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂完全填充介于第一基板和第二基板之间的第一粘结区内的体积。
在该方法的一些实施方案中，第二粘合剂形成围绕粘结区域的周界的连续且不间断的层。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂包含相同的双组分粘合剂配制物；并且第一粘合剂具有不同于第二粘合剂的R:H比(树脂比硬化剂)。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂的交联度大于第二粘合剂的交联度。
在该方法的一些实施方案中，其中第二粘合剂包含未交联的材料。
在该方法的一些实施方案中，较大的交联度是由于第一粘合剂和第二粘合剂的R:H比不同。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂的R:H比包括比第二粘合剂的R:H比相对更大比例的硬化剂，第二粘合剂的R:H比包括比第一粘合剂的R:H比相对更大比例的树脂。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含氨基甲酸酯、有机硅、丙烯酸和环氧树脂基材料中的至少一种。
在该方法的一些实施方案中，第一基板包括热源并且第二基板包括散热部件；或者第二基板包括热源并且第一基板包括散热部件。
在该方法的一些实施方案中，热源包括电池模块和/或散热部件包括冷却板。
在该方法的一些实施方案中，电池模块被配置为向电动车辆供电。
在该方法的一些实施方案中，热源包括微处理器并且散热部件包括盖子和/或散热片。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含导热填充树脂组合物。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含导热间隙填充粘合剂。
在一些实施方案中，包括通过破坏由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使第一基板与第二基板分离，其中，由于第二粘合剂的粘合强度较低，分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力小于由第一粘合剂覆盖整个粘结区域的情况下分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂的粘合强度与将第一基板与第二基板分离所需的拉脱应力相关(例如，直接相关)。
在一些实施方案中，该方法包括用具有紫外(UV)光的光源照射第一粘合剂的至少一部分以解聚暴露于光源的第一粘合剂的至少一部分，使得第一粘合剂的粘合强度相对于第一粘合剂暴露于光源之前的粘合强度降低。
在一些实施方案中，该方法包括在第一粘合剂和/或第二粘合剂已经固化之后，将第一粘合剂和第二粘合剂暴露于高于预定软化温度的温度以降低至少第一粘合剂的粘合强度，其中第一基板和第二基板中的一者包括热源，并且其中软化温度在热源的工作温度范围内。
在一些实施方案中，至少第一粘结区中的粘合剂是通过用紫外光照射而固化的粘合剂。
在该方法的一些实施方案中，第一粘结区中的粘合剂和第二粘结区中的粘合剂具有相当的粘合强度，但是当混合在一起时(例如，在第一粘结区和第二粘结区之间的区域)，将使得粘合剂具有更低或更高的粘合强度。
在该方法的一些实施方案中，相对于在相同区域(例如，在第一粘结区和第二粘结区两者上)仅施加有单独的粘合剂的拉脱应力，整个粘结区域上的拉脱应力降低至少50％。
在该方法的一些实施方案中，第一粘结区中的粘合剂和第二粘结区中的粘合剂是不同的单组分或双组分粘合剂(例如，间隙填充物)。
在该方法的一些实施方案中，第一粘结区和/或第二粘结区中的粘合剂被配置为当向其施加(例如，直接施加)溶剂时溶胀。
在另一示例性实施方案中，提供了一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低在第一基板和第二基板的分离过程中的拉脱应力的系统，该系统包括：第一粘合剂，其施加在第一基板的粘结区域的第一粘结区上；和第二粘合剂，其施加在第一基板的粘结区域的第二粘结区上，第二粘合剂的粘合强度低于第一粘合剂的粘合强度；其中该系统被配置成使得第一基板和第二基板彼此压靠以形成粘合剂粘结层，粘合剂粘结层包括在第一基板和第二基板之间的第一粘合剂和第二粘合剂。
在一些实施方案中，通过在预定的时间段至少部分地固化第一粘合剂和/或第二粘合剂形成粘合剂粘结层。
在该系统的一些实施方案中，粘结区域的第一粘结区为粘结区域的周界；并且粘结区域的第二粘结区位于由第一粘结区形成的周界内并由其界定，使得第二粘合剂至少部分地填充周界内的体积。
在该系统的一些实施方案中，第二粘合剂完全填充介于第一基板和第二基板之间的第二粘结区内的体积。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂形成围绕粘结区域的周界的连续且不间断的层。
在该系统的一些实施方案中，粘结区域的第二粘结区为粘结区域的周界；并且粘结区域的第一粘结区位于由第二粘结区形成的周界内并由其界定，使得第一粘合剂至少部分地填充所述周界内的体积。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂完全填充介于第一基板和第二基板之间的第一粘结区内的体积。
在该系统的一些实施方案中，第二粘合剂形成围绕粘结区域的周界的连续且不间断的层。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂包含相同的双组分粘合剂配制物；并且第一粘合剂具有不同于第二粘合剂的R:H比(树脂比硬化剂)。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂的交联度大于第二粘合剂的交联度。
在该系统的一些实施方案中，第二粘合剂包含未交联的材料。
在该系统的一些实施方案中，较大的交联度是由于第一粘合剂和第二粘合剂的R:H比不同。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂的R:H比包括比第二粘合剂的R:H比相对更大比例的硬化剂，第二粘合剂的R:H比包括比第一粘合剂的R:H比相对更大比例的树脂。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含氨基甲酸酯、有机硅、丙烯酸和环氧树脂基材料中的至少一种。
在该系统的一些实施方案中，第一基板包括热源并且第二基板包括散热部件；或者第二基板包括热源并且第一基板包括散热部件。
在该系统的一些实施方案中，热源包括电池模块和/或散热部件包括冷却板。
在该系统的一些实施方案中，电池模块被配置为向电动车辆供电。
在该系统的一些实施方案中，热源包括微处理器并且散热部件包括盖子和/或散热片。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含导热填充树脂组合物。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂中的至少一者包含导热间隙填充粘合剂。
在该系统的一些实施方案中，该系统被配置为通过破坏由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使第一基板与第二基板分离；并且由于第二粘合剂的粘合强度较低，分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力小于由第一粘合剂覆盖整个粘结区域的情况下分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂的粘合强度与将第一基板与第二基板分离所需的拉脱应力相关。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂的至少一部分被配置为，当用具有紫外(UV)光的光源照射第一粘合剂的至少一部分以解聚暴露于光源的第一粘合剂的至少一部分时，使得第一粘合剂的粘合强度相对于第一粘合剂暴露于光源之前的粘合强度降低。
在该系统的一些实施方案中，该系统被配置为在第一粘合剂和/或第二粘合剂已经固化之后，当暴露于高于预定软化温度的温度时，至少降低第一粘合剂的粘合强度；第一基板和第二基板中的一者包括热源；并且软化温度在热源的工作温度范围内。
在该系统的一些实施方案中，第一粘结区中的粘合剂和第二粘结区中的粘合剂具有相当的粘合强度，但是当混合在一起时(例如，在第一粘结区和第二粘结区之间的区域)，将使得粘合剂具有更低或更高的粘合强度。
在该系统的一些实施方案中，相对于在相同区域(例如，在第一粘结区和第二粘结区两者上)仅施加有单独的粘合剂的拉脱应力，整个粘结区域上的拉脱应力降低至少50％。
在该系统的一些实施方案中，第一粘结区域中的粘合剂和第二粘结区域中的粘合剂是不同的单组分或双组分粘合剂(例如，间隙填充物)。
在该系统的一些实施方案中，第一粘结区和/或第二粘结区中的粘合剂被配置为当向其施加(例如，直接施加)溶剂时溶胀。
在另一示例性实施方案中，提供了一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低在第一基板和第二基板的分离过程中的拉脱应力的方法，该方法包括：将第一粘合剂施加到第一基板的粘结区域；将第二粘合剂施加到第一基板的粘结区域；将第一基板压靠在第二基板上；以及在第一基板和第二基板之间形成包括第一粘合剂和第二粘合剂的粘合剂粘结层，其中粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度。
在该方法的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂具有基本相似的粘合强度。
在该方法的一些实施方案中，当将第一基板压靠在第二基板上时，第一粘合剂和第二粘合剂至少部分地混合在一起。
在一些实施方案中，该方法包括通过破坏由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使第一基板与第二基板分离，其中由于粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度，分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力小于如果仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂覆盖整个粘结区域时分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力。
在另一示例性实施方案中，提供了一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低第一基板和第二基板的分离过程中的拉脱应力的系统，该系统包括：施加在第一基板的粘结区域上的第一粘合剂；和施加在第一基板的粘结区域上的第二粘合剂；其中该系统被配置成使得当第一基板和第二基板彼此压靠时，在第一基板和第二基板之间形成包含第一粘合剂和第二粘合剂的粘合剂粘结层；并且其中粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度。
在该系统的一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂具有基本相似的粘合强度。
在该系统的一些实施方案中，当第一基板压靠第二基板时，第一粘合剂和第二粘合剂至少部分地混合在一起。
在该系统的一些实施方案中，该系统被配置为通过破坏由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使第一基板与第二基板分离；并且由于粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度，分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力小于如果整个粘结区域仅由第一粘合剂或仅由第二粘合剂覆盖时分离第一基板和第二基板所需的拉脱应力。
如本文所用，词语“粘合剂”可用于指代用于机械和/或热接合(例如，连接，如与每个基板直接接触)至少两个基板的交联或未交联的材料。因此，本文提及的任何和所有“粘合剂”可以包括但不一定限于任何粘结剂、化合物和/或材料；粘结剂、化合物和/或材料；热固剂、化合物和/或材料；粘合剂、化合物、材料和/或复合材料；热塑性试剂、化合物和/或材料；热熔粘合剂、化合物和/或材料；配合剂(mating agent)、化合物和/或材料；结构粘合剂、化合物和/或材料；密封剂、化合物和/或材料；粘合膜；界面材料；界面垫；和润滑脂。上述列表还包括每个物质的导热版本。如本文所用，术语“导热的”是指具有至少1.0瓦每米-开尔文(W/mK)的导热率的物质，并且优选至少2.0W/mK、至少3.0W/mK、至少4.0W/mK、至少5.0W/mK或至少6.0W/mK，例如但不限于此。此外，术语“导热的”不包括本领域普通技术人员会断定为热绝缘体的材料(例如，通常用于通过抑制热传递来保持温度梯度)。
如本文所用，术语“树脂”和“硬化剂”用于指双组分系统(例如，双组分材料或化合物，其可为粘合剂)的子成分，其中子成分的混合使双组分系统固化。
如本文所用，术语间隙填充物旨在作为填充待粘结在一起的两个或以上基板之间的间隙并且还在两个或以上基板之间形成粘合性粘结的粘合剂，然而，在某些情况下，术语“间隙填充物”和“粘合剂”在本文中可以互换使用。
与传统的、非图案化的(例如，在粘合剂粘结层的截面具有连续的R:H比)导热粘合剂相比，本文公开的示例性方法和系统极大地降低了检修过程中电池组件的损坏，同时还能够在使用中实现可靠的热性能。尽管在本文中用基于有机硅的间隙填充物进行说明，但本文公开的示例性方法适用于其他的间隙填充化学物，例如氨基甲酸酯(多元醇/异氰酸酯)、环氧树脂等。在本发明的一个实施方案中，本文公开的方法包括通过对施加在粘结区域的第一粘结区中的粘合剂和施加在粘结区域中的第二粘合区中的粘合剂使用不同比例的双组分，从而使用任何双组分粘合剂作为第一粘合剂和第二粘合剂。
附图说明
图1是施加在T形杆结构体表面上的粘合剂的透视图。
图2是以示例性图案施加在图1的T形杆结构体的表面上的粘合剂的仰视图。
图3是其中限定有第一粘结区和第二粘结区的粘结区域的示意图。
图4是试验装置的透视图，其中图1所示的T形杆结构体粘结到第二T形杆结构体的表面以测量在第一T形杆结构体和第二T形杆结构体的分离过程中施加到T形杆结构体的拉脱力。
图5是显示用于测量粘合剂材料的不同配制物和/或布置的拉脱应力的经验试验结果的表格。
图6A至图6D示出了在图4所示的T形杆结构体之间的粘结表面处的粘合剂材料的不同配制物和/或布置的残余物。
图7示出了被配置为循环加热和冷却粘合剂材料的加热装置的示例性实施方案的透视图。
图8示出了在图7所示的加热装置中经过1000次加热/冷却循环后的粘合剂材料的残余物。
具体实施方式
在本文公开的第一示例性实施方案中，提供了一种用于在至少两个基板之间形成粘合性粘结的方法，当基板彼此分离时，该方法降低了分离基板所需的拉脱应力(例如，定义为去除力除以粘结的表面积)。该方法包括在粘结区域上粘合性地粘结多个基板，在该粘结区域中第一粘结区具有与施加在第二粘结区上的第二粘合剂不同的第一粘合剂，第二粘结区中的第二粘合剂的粘合强度低于第一粘结区中的第一粘合剂的粘合强度。如本文所用，粘合强度与分离粘合性地粘结的基板所需的拉脱力相关(例如，直接相关)，这意味着，与分离使用低粘合强度的粘合剂粘结的基板所需的拉脱力相比，具有增加的粘合强度的粘合剂将需要更大的拉脱力来分离粘合性地粘结的基板。在一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂包含相同的组成成分，但这些组成成分以不同的比例混合。在一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂是不同的粘合剂并且具有不同的化学和/或分子组成。
将第一粘合剂(例如，直接地)施加到第一基板的粘结区域的第一粘结区和/或第一粘结区上。将第二粘合剂(例如，直接地)施加到第一基板的粘结区域的第二粘结区和/或第二粘结区上。第一粘结区和第二粘结区加一起可以等于或小于第一基板和/或第二基板的粘结区域的总表面积。在一些实施方案中，在将第二粘合剂施加到第二粘结区之前，将第一粘合剂施加到第一粘结区。在一些实施方案中，在将第一粘合剂施加到第一粘结区之前，将第二粘合剂施加到第二粘结区。
第二粘合剂虽然具有比第一粘合剂低的粘合强度，但其提供了足够的粘合力以保持基板之间的接触并且还基本上填充了(例如，至少75％或以上、至少80％或以上、至少90％或以上、至少95％或以上、或至少99％或以上)基板之间对应于第二粘结区的那部分体积，第二粘合剂施加在第二粘结区上。第一粘合剂和第二粘合剂的组合粘合强度提供了足够的粘合强度，以在粘结的基板受到(例如，在使用期间作为输入所承受的)机械和环境影响时维持两个基板之间的粘合性粘结。
在一些实施方案中，可以将第一粘合剂和第二粘合剂施加到不同的基板，使得(例如)将第一粘合剂施加到第一基板或第二基板的第一粘结区和/或第一粘结区上，并且将第二粘合剂施加到第二基板或第一基板中任一者的没有施加第一粘合剂的第二粘结区和/或第二粘结区上。
在一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂包含相同的双组分粘合剂配制物，但是以不同的树脂(R)与硬化剂(H)比率进行混合。如本文所用，术语“双组分粘合剂配制物”是指第一粘合剂和第二粘合剂各自使用相同的树脂和相同的硬化剂，但是第一粘合剂的R:H比不同于第二粘合剂的R:H比。通过在第一粘合剂和第二粘合剂中使用不同的R:H比，由于第一粘合剂和第二粘合剂中树脂/硬化剂相互作用所提供的固化或交联程度不同，因此，第一粘合剂和第二粘合剂的粘合强度不同。可以通过改变第一粘合剂和/或第二粘合剂的R:H比从而改变它们的粘合强度。
在一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂包含基本上不同的粘合剂配制物，其被定制以基于应用提供预定的粘合强度。因此，第一粘合剂和第二粘合剂可以(例如)使用不同的可固化树脂、硬化剂、填料等，或者可以在每种不同的粘合剂配制物中包含不同相对比例的任何可固化树脂、硬化剂、填料等。
当分别施加至待粘结的两个基板之间的第一粘结区和第二粘结区上时，第一粘合剂和第二粘合剂的图案可以与本文所示的那些不同，这并不偏离本文公开的主题的范围。在本文所示的示例性实施方案中，粘结区限定了围绕粘结区域的周界，该粘结区域是基板将被粘结在一起的表面区域，并且第二粘结区限定在第一粘结区内(例如，同心地在第一粘结区内)，以部分地或基本上完全地填充限定在由第一粘合剂形成的周界内的体积。由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合性粘结的复合粘合强度(例如，基板之间的粘合性粘结的总粘合强度)可以通过施加相对更多或更少的第一粘合剂和第二粘合剂(例如，通过改变粘结区域的第一粘结区和第二粘结区的相对比例)增加或降低。例如，可以通过增加其上施加有第一粘合剂的第一粘结区的比例来增加复合粘合强度。可以通过降低其上施加有第一粘合剂的第一粘结区的比例来降低复合粘合强度。当其上施加有第一粘合剂的第一粘结区的比例增加以增加粘合强度时，其上施加有第二粘合剂的第二粘结区的比例降低，或者在第二粘合剂没有完全填充限定在由第一粘合剂形成的周界内的空间时，其上施加有第二粘合剂的第二粘结区的比例可以保持不变。当其上施加有第一粘合剂的第一粘结区的比例降低以降低粘合强度时，其上施加有第二粘合剂的第二粘结区的比例可以保持不变或可以增加以填充更大比例的限定在由第一粘合剂形成的周界内的第二粘结区。
在另一示例性实施方案中，第二粘结区限定了围绕粘结区域的周界，该粘结区域是基板将被粘结在一起的表面区域，并且第一粘结区限定在第二粘结区内(例如，同心地在第二粘结区内)，以部分地或基本上完全地填充在由第二粘合剂(例如，其具有比第一粘合剂低的粘合强度)形成的周界内限定的体积。可以通过施加相对更多或更少的第一粘合剂和第二粘合剂(例如，通过改变粘结区域的第一粘结区和第二粘结区的相对比例)从而提高或降低由第一粘合剂和第二粘合剂形成的粘合性粘结的复合粘合强度(例如，基板之间的粘合剂的总粘合强度)。例如，可以通过增加其上施加有第一粘合剂的第一粘结区(例如，粘结区域的内部部分，在由第二粘合剂形成的周界内)的比例从而增加复合粘合强度。可以通过降低其上施加有第一粘合剂的第一粘结区(例如，粘结区域的内部部分，在由第二粘合剂形成的周界内)的比例从而降低复合粘合强度。
在该方法的一些实施方案中，第一基板包括热源(例如，电池组件、电池组等)并且第二基板包括散热部件(例如，冷却板或其他合适的散热结构)，在热源和散热部件之间需要使用导热粘合剂(例如，间隙填充物或其他合适的热界面材料)以将热量从热源传递到散热部件。在一个示例性实施方案中，第一基板包括电池模块，该电池模块通过双组分的导热(TC)间隙填充粘合剂材料粘合性地粘结到包括冷却板的第二基板。另一示例性实施方案可以包括半导体应用，其中将微处理器粘附到保护性散热盖或粘附至散热部件的保护性散热盖。
在该方法的一些实施方案中，可以选择施加在第一粘结区和第二粘结区的粘合剂以使施加在第二粘结区上(例如，在由施加在第一粘结区上的粘合剂形成的周界内)的粘合剂以内聚方式失效。在一些实施方案中，可以选择施加在第二粘结区上的粘合剂以粘合方式失效。
在一些实施方案中，与常规方法相比，该方法能够实现在移开或分离时降低应力(例如，对应于拉脱应力的降低)，通过(例如，以逐步的方式)改变整个粘结区域横截面的粘合剂的R:H比以产生第一粘结区，相对于包含具有相对轻度交联R:H比的粘合剂的第二粘结区，第一粘结区包含具有良好交联R:H比的粘合剂。当由于整个粘结区域的横截面的R:H比变化而使第一粘结区和第二粘结区具有不同的粘合强度时，粘合剂保持其在电池模块和冷却板之间传递热量的能力，并且防止常规操作中电池模块和冷却板的分离。
在该方法的一些实施方案中，粘合剂可以为单组分或双组分粘合剂，以不同方式固化粘合剂的不同部分，这是由于在粘结区域的第一粘结区和第二粘结区内施加了两种不同的粘合剂配制物，其中一种粘合剂配制物提供较高的粘合强度和/或应力并被施加在第一粘结区上，而第二粘合剂配制物提供较低的粘合强度和/或应力并被施加在第二粘结区上。
在一些实施方案中，施加在第二粘结区上的粘合剂包含相变材料或导热间隙垫。
在一些实施方案中，该方法包括在将任意粘合剂施加到基板上之前(例如，施加到已经或将要施加防粘剂的粘结区域的部分)，将防粘剂(adhesive-release agent)施加到至少一个基板(例如，电池模块和/或冷却板)的粘结区域的至少一部分(例如，第二粘结区，如本文其他地方所述)。将防粘剂施加到至少一个基板的粘结区域的至少第二粘结区会降低粘合剂和基板之间的粘合保持力，所述基板至少在粘结区域的一部分施加有防粘剂、和/或所述基板施加有覆盖于其上的防粘剂。在一些实施方案中，该方法包括通过将防粘剂图案化到基板的粘结区域的一部分(例如，第二粘结部分)上以施加防粘剂，在该部分使已经降低的粘结力(例如，相对于不施加防粘剂的粘合性粘结)变得更低；因此可以预期降低的拉脱力和/或应力，以在粘结区域内形成低拉脱应力的区域。在一些实施方案中，该方法包括在粘结区域的至少一部分上(例如，在第一粘结区的一部分或全部和/或第二粘结区的一部分或全部上)选择和施加防粘剂，取决于与防粘剂接触的一种或多种粘合剂的化学组成以及施加的防粘剂的化学组成，防粘剂优先引起在其上施加有防粘剂的粘结区域的部分内施加的粘合剂的交联度增强和/或受损。
在一些实施方案中，该方法包括将单组分或双组分粘合剂配制物形式的第一粘合剂施加在待粘结的两个基板中一者的粘结区域的第一粘结区(例如，围绕粘结区域的周界)中，第一粘合剂提供高粘合强度和/或应力，并且在第一粘合剂已经固化之后需要相应的高拉脱力和/或应力来分离基板。该方法包括在粘结区域的第二粘结区(例如，由第一粘结区中的第一粘合剂形成的周界内)施加如未固化的热塑性塑料形式的第二粘合剂，与固化的第一粘合剂提供的粘合强度和/或应力相比，第二粘合剂提供更低的粘合强度和/或应力；因此，与如果在其上施加有第二粘合剂的粘结区域的部分上也施加第一粘合剂的情况相比，需要相应更低的拉脱力和/或应力以分离基板。
在一些实施方案中，第一粘合剂和第二粘合剂是相同或不同的粘合剂，例如可以是未交联的(例如，热塑性材料)。根据此类实施方案，例如，可以使用热或通过施加溶剂来施加这样的未交联粘合剂。在一些此类实施方案中，将一种或以上溶剂型热塑性材料施加(例如，分配)在第一基板(例如，热源，如电池模块)的粘结区域的第一粘结区和/或第二粘结区内。在一些实施方案中，不同的溶剂型热塑性材料被施加至第一粘结区和第二粘结区中。在将一种或多种溶剂型热塑性材料施加至粘结区域上之后，将一种或多种溶剂型热塑性材料干燥并且将第一基板定位(例如，通过按压和/或夹紧)成靠着第二基板(例如，散热部件，如冷却板)，使得一种或多种溶剂型热塑性材料与第二基板接触(例如，直接接触)。一旦一种或多种溶剂型热塑性材料与第二基板接触，则一种或多种溶剂型热塑性材料被加热(例如，通过向第二基板施加热量)，使得与一种或多种溶剂型热塑性材料接触的第二基板的部分上的一种或多种溶剂型热塑性材料被润湿(例如，形成保形涂层)。
在一些实施方案中，该方法包括将单组分或双组分粘合剂配制物形式的第一粘合剂施加至粘结区域的第一粘结区中和/或覆盖于其上(例如，围绕粘结区域的周界)以提供高粘合强度和/或应力，并且在第一粘合剂已经固化之后，需要相应高的拉脱力和/或应力以分离基板，由第一粘合剂提供的高粘合强度和/或应力被配置为当第一粘合剂暴露于高于预定温度阈值的温度时，该粘合强度和/或应力降低。该方法还包括将轻度或未交联粘合剂材料形式的第二粘合剂施加在粘结区域的第二粘结区中和/或覆盖于其上(例如，由粘结区域的第一粘结区形成的内部)。因此，当暴露于高于预定温度阈值的温度时，施加在粘结区域周界周围的第一粘合剂可具有显著降低(例如，50％或以上、75％或以上)的粘合强度，至少相对于在没有将第一粘合剂预热至高于预定温度阈值的情况下分离基板时引起的拉脱应力而言，这种热诱导的粘合强度的降低有利于进一步帮助粘合剂粘结层的解体。在一些此类实施方案中，预定温度阈值是第一粘合剂的粘合强度在粘结区域的第一粘结区(例如，围绕粘结区域的周界)上显著降低(例如，50％或以上、75％或以上)的温度，该预定温度阈值低于粘合性地粘结在一起的组件(例如，在电池模块中)的使用温度上限。在一些实施方案中，可以通过改变粘合剂的pH、施加溶剂、用光或声音辐射等降低一种或两种粘合剂的粘合强度。
在一些实施方案中，该方法包括将单组分或双组分粘合剂配制物形式的第一粘合剂施加在粘结区域的第一粘结区中和/或覆盖于其上(例如，围绕粘结区域的周界)以提供高粘合强度和/或应力，并且在第一粘合剂固化之后，需要相应高的拉脱力和/或应力以分离基板。根据该实施方案，第一粘合剂可以被配置为当第一粘结区的暴露部分(例如，第一粘合剂的围绕粘结区域的周界的外部可见部分)直接经受紫外(UV)光时进行解聚过程。如本文所用，术语“直接经受”可以表示输出UV光的装置被布置成使得来自该装置的UV光被引导并入射到(例如，照射和/或辐射)第一粘结区中的第一粘合剂的暴露部分。因此，根据该示例性方法，第一粘合剂在粘结区域的第一粘结区的至少一部分上的粘合强度通过UV诱导的解聚而显著降低(例如，50％或以上、75％或以上)，从而在基板分离过程中有利于进一步帮助粘合剂粘结层的解体。该示例性实施方案进一步包括将相对较弱交联或未交联的粘合剂材料形式的第二粘合剂施加到至少第二粘结区上(例如，由第一粘结区限定的周界内形成的粘结区域的内部区域中)，使得第二粘合剂提供较低的粘合强度和/或应力，并且需要相应更低的拉脱力和/或应力以在粘合剂粘结层处分离基板。
在本发明的另一个实施方案中，该方法包括在粘结区域的第一粘结区上施加单组分的UV可固化粘合剂，在粘结区域的第二粘结区上施加第二粘合剂，将基板彼此压靠以形成粘合剂粘结层，并将周界暴露在UV光下以使UV可固化粘合剂聚合。
在一些实施方案中，该方法包括施加单组分或双组分粘合剂配制物形式的第一粘合剂，围绕粘结区域的周界施加第一粘合剂以提供高粘合强度和/或应力，并且当第一粘合剂固化时需要相应高的拉脱力和/或应力以分离基板。根据该实施方案，将导热的预固化间隙垫形式的第二粘合剂施加在由第一粘合剂形成的周界内的粘结表面的至少一部分上，使得第二粘合剂提供较低的粘合强度和/或应力，并且需要相应更低的拉脱力和/或应力以在粘合剂粘结层处分离基板。
根据本文公开的方法，与在相同粘结区域上形成的、但是施加在粘结区域的部分(在本文所述的方法中，该部分中施加第一粘合剂和第二粘合剂作为替代)中的粘合剂的R:H比与第一粘合剂的R:H比相同的粘合剂粘结层处分离基板所需的拉脱应力相比，整个粘结区域上的拉脱应力降低至少20％(例如，20％或以上、30％或以上、40％或以上、50％或以上75％或以上，90％或以上)。
在一些实施方案中，通过在第一粘结区和第二粘结区中使用相同的粘合剂但使用不同的R:H比，产生从粘结区域的外部到内部的可变的交联密度以及相应地可变的粘合强度，同时仍保持高导热粘结层。在第一粘结区和第二粘结区中使用具有相同基础化学组成并且彼此相容的粘合剂可能是有利的，因为这可以在第一粘结区和第二粘结区之间的交接处产生有利的相互作用(参见例如图3中的132)。
图1至图8示出试验装置100的各个方面和/或用于验证本文公开的方法的功效的结果。图1至图4中示出试验装置100的示例性方面，该试验装置100用于测量分离铝基板(例如，T形杆结构体110A、110B)所需的拉伸拉脱应力，在本文公开的示例性实施方案中，所述铝基板通过导热粘合剂间隙填充物130粘合性地粘结在一起。在本文公开的示例性实施方案中使用的铝基板对应存在于许多电动车辆(EV)应用中常见的电池模块-冷却板组件中的结构体。在使用图1至图4中所示的试验装置100评估本文公开的方法的功效时，粘合剂间隙填充物中树脂与硬化剂之比(R:H比)在粘合性粘结区域的不同区域中系统地变化(参见例如图3)。如示例性附图中所示的和使用的，术语“周界”(Per)用于指示第一粘结区，而术语“中心”用于指示以由第一粘结区形成的粘结区域的周界为边界的第二粘结区。
在图1至图4的试验装置中，将粘合剂施加在两个T形杆结构体110A、110B之一上的粘结区域134上。为了形成1.0mm的可重复粘合剂粘结层，将具有1.0mm厚度的间隔件140设置在各T形杆结构体110A、110B的表面之间，间隔件140设置在T形杆结构体110A、110B的相对端上(例如，沿着T形杆结构体110A、110B的长度方向)以防止T形杆结构体110A、110B将粘结区域134内的粘合剂压缩成薄于1.0mm。
对于本文提出的第一示例性评估，如本公开的方法所述，将双组分、3.8W/mK导热有机硅间隙填充粘合剂130(
Figure BDA0003493890330000186
SC-1500，可购自LORD公司)施加在第一粘结区130A和/或第二粘结区130B中的通常指示为134的粘结区域内。将第一粘结区130A中的粘合剂混合以具有1:1的R:H比，并将其施加在T形杆结构体110A、110B之一上(例如，使用手持分配器)，这产生了围绕粘结区域134的周界的第一粘结区130A，使得第一粘结区130A具有约5mm至6mm的宽度和约1mm的厚度，如图2所示。在本文针对第一示例性实施方案(例如，在图5和图6中)所示的数据中，由第二粘结区130B限定的基本上所有(例如，至少90％、至少95％或至少99％)体积留空，或者填充有具有不同R:H比(例如，2:1或1:2)的示例性第二粘合剂。
在一个示例性试样中，通过用以1:1的R:H比混合的
Figure BDA0003493890330000181
SC-1500以约1mm的厚度完全填充整个粘结区域134来创建对照粘结区域。该实例的数据显示在图5的柱形图中绘制的第一个柱以及图6的表中的第一行数据中。图5的柱形图中绘制的第二个柱和第三个柱以及图6的第二行和第三行数据分别为以约1mm的厚度在整个粘结区域134上施加
Figure BDA0003493890330000187
SC-1500的仅包含树脂(R)组分或仅包含硬化剂(H)组分的对照试样。在另一示例性试样中，如图5的柱形图中绘制的第四个柱以及图6中第四行的数据中所示，第一粘结区130A填充有以1:1的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000182
SC-1500，而第二粘结区130B中的T形杆结构体110A、110B之间的体积留空，或者填充有环境空气。在另一个实例性试样中，如图5的柱形图中绘制的第五个柱以及图6中的第五行数据所示，第一粘结区130A填充有以1:1的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000183
SC-1500，并且第二粘结区130B填充有以2:1的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000184
SC-1500。在另一个实例性试样中，如图5的柱形图中绘制的第六个柱以及图6中第六行数据所示，第一粘结区130A填充有以1:1的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000185
SC-1500，并且第二粘结区130B填充有以1:2的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000191
SC-1500。
如上文刚刚描述的那样，在将粘合剂或仅树脂或仅硬化剂的对照施加在粘结区域134的部分上之后，将其上未施加粘合剂的T形杆结构体110B放置在其上施加有一种或多种粘合剂和/或树脂或硬化剂的T形杆结构体110A之上，使得T形杆结构体110A、110B在长度和宽度方向上基本上彼此对齐，并且将T形杆结构体110A、110B压合在一起直到位于粘结区域134的每个纵向端的间隔件140与T形杆结构体110A、110B的表面接触(例如，直接接触)，以使由施加在粘结区域134内的一种或多种粘合剂形成所需的粘结层厚度。
当将T形杆结构体110A、110B压合在一起时，体积大于粘结区域134中T形杆结构体110A、110B之间的体积的任何多余材料(例如，第一粘合剂、树脂和/或硬化剂)从粘结区域134限定的体积的侧面(例如，在宽度方向)挤出(例如，被压出)。然后将试验装置100在大约100℃(例如，+/-5℃，考虑到加热设备的差异，例如烤箱，通常通过恒温控制将温度保持在公差范围内)固化1小时。固化后，(例如，使用剃刀刀片)修剪第一粘结区130A的暴露的周界以去除从限定粘合剂粘结层的体积中挤出的任何粘合剂材料，从而产生第一粘结区130A，其与在间隔件140之间的粘结区域134具有基本相似的(例如，10％以内、5％以内、1％以内)外部尺寸，并且由T形杆结构体110A、110B的宽度限定，但允许第一粘结区130A内的粘合剂具有比粘结区域134的尺寸更小的尺寸，例如在其角部处，如图4所示。
如下所述获得图5中所示的拉脱应力数据：将试验装置100定位在试验框架内并施加增加量级的拉力以将T形杆结构体110拉开，从而当T形杆结构体110A、110B彼此分离时，破坏粘结区域134内的粘合剂粘结层。在本文中示出的示例性试验数据中，
Figure BDA0003493890330000192
5969配备有1千牛顿(kN)测力传感器并将位移速度设置为12mm/min。如图1至图4所示，对于制备的每个试样，记录使用试验装置100在T形杆结构体110A、110B的分离过程中的最大拉脱力。用最大拉脱力除以粘结区域134的表面积(例如，25.4mm×25.4mm)从而计算最大拉脱应力。对本文所述的每个试样进行至少5次测量。
图5所示的表中列出了由评估的6个试样确定的拉脱应力，以及粘合剂的失效(即，粘合失效、内聚失效(coh)和薄层内聚失效(tlc))模式。如本文所用，粘合失效是当粘合剂从基板之一干净地脱粘时，在基板的脱粘表面上没有留下残留物。内聚失效模式是粘合剂材料内的一种独特失效模式，其中部分粘合剂材料仍然粘在粘合性粘结的两侧(例如，在两个基板上)。薄层内聚失效模式由以下事实表示：在材料内没有发现明显的破坏，但粘合剂材料的薄层保留在一个基板上，而大部分粘合剂材料(例如，90重量％或以上)残留在另一个基板上。
在第一示例性SC-1500试样中，将R:H比为1:1的
Figure BDA0003493890330000201
SC-1500以约1.0mm的厚度施加以覆盖T形杆结构体110A、110B的整个粘结区域134。在第一示例性SC-1500试样中，确定需要平均0.24兆帕(MPa)的压力(拉脱应力)以使粘合剂机械失效并沿着粘合剂粘结层使T形杆结构体110A、110B分离。
在第二示例性SC-1500试样中，仅将
Figure BDA0003493890330000202
SC-1500的树脂(R)组分以约1.0mm的厚度施加以覆盖T形杆结构体110A、110B的整个粘结区域134。在第二示例性SC-1500试样中，确定需要平均0.005兆帕(MPa)的压力(拉脱应力)以使粘合剂机械失效并沿着粘合剂粘结层使T形杆结构体110A、110B分离。在第三示例性SC-1500试样中，仅将
Figure BDA0003493890330000203
SC-1500的硬化剂(R)组分以约1.0mm的厚度施加以覆盖T形杆结构体110A、110B的整个粘结区域134。在第三示例性SC-1500试样中，确定需要平均0.003兆帕(MPa)的压力(拉脱应力)以使粘合剂机械失效并沿着粘合剂粘结层使T形杆结构体110A、110B分离。应该注意的是，使用100％R或100％H作为热界面材料(TIM)用于电池模块冷却板组件是不切实际的，因为100％R或100％H将易于扩散，或被移出粘结层，从而影响热性能。
在第四示例性SC-1500试样中，将R:H比为1:1的
Figure BDA0003493890330000204
SC-1500以约5mm至6mm的宽度和约1.0mm的厚度仅施加在粘结区域134的第一粘结区130A内(例如，在粘结区域134的周界内)，而第二粘结区130B(例如，粘结区域134的剩余表面区域)是空的(例如，充满环境空气)。在该第四示例性SC-1500试样中，确定拉脱应力平均为约0.14MPa，与第一示例性SC-1500试样相比，降低了大约41.7％。
在第五示例性SC-1500试样中，将R:H比为1:1的
Figure BDA0003493890330000211
SC-1500以约5mm至6mm的宽度和约1.0mm的厚度仅施加在粘结区域134的第一粘结区130A内(例如，在粘结区域134的周界内)，并且将R:H比为2:1的
Figure BDA0003493890330000212
SC-1500也以约1.0mm的厚度仅施加在第二粘结区130B内(例如，粘结区域134的剩余表面区域)。在该第五示例性SC-1500试样中，确定拉脱应力平均为约0.12MPa，与第一示例性SC-1500试样相比，降低了大约50％。
在第六示例性SC-1500试样中，将R:H比为1:1的
Figure BDA0003493890330000213
SC-1500以约5mm至6mm的宽度和约1.0mm的厚度仅施加在粘结区域134的第一粘结区130A内(例如，在粘结区域134的周界内)，并且将R:H比为1:2的
Figure BDA0003493890330000214
SC-1500也以约1.0mm的厚度仅施加在第二粘结区130B内(例如，粘结区域134的剩余表面区域)。在该第六示例性SC-1500试样中，确定拉脱应力平均为约0.46MPa。认为第六示例性SC-1500试样显示出比第一示例性SC-1500试样更高的拉脱应力的结果是由于第六示例性SC-1500试样中的第二粘结区130B内所含的硬化剂的比例增加(R:H比为1:2)，使得第六示例性SC-1500试样中第二粘结区130B中的粘合剂(OO85)比第一粘结区130A中的粘合剂(R:H为1:1，OO80)更硬，这与第一或第五示例性SC-1500试样都不同。
图6A至图6D示出了在T形杆结构体110A、110B已经被强制分离之后(例如，在它们被以等于、或大于导致粘合剂粘结层机械失效所需的拉脱力拉开后)，各T形杆结构体110A、110B上残留的粘合剂的图像。如图6A所示，其中显示了第四试样主要表现出薄层内聚失效模式。相比之下，在图6B中可以看出，第五试样展示了薄层内聚失效和内聚失效模式两者。据认为，薄层内聚失效和内聚失效模式的这种组合起因于第二粘结区130B内的粘合剂未完全固化并且至少部分保留作为粘性流体，至少部分由于其2:1的R:H比。在图6C中可以看到第六试样主要表现出薄层内聚失效模式，其大体上类似于图6A中所示的失效模式。在图6D中可以看到第一示例性SC-1500试样主要表现出薄层内聚失效模式，其大体类似于图6A和图6C所示的分别对于第四和第六示例性SC-1500试样的失效模式。
某些“软”粘合剂间隙填充物，尤其是轻度交联或未交联的粘合剂间隙填充物，在热循环期间具有从T形杆结构体110A、110B之间的粘合剂粘结层边缘处挤出的趋势。这被称为“泵出”并且是热源(例如电动汽车或其他物品上的热源)的共同特征，可能由于环境温度的变化，热源的利用率导致热量产生的变化等原因导致。因此，在热循环装置中评估了在本文公开的方法中“泵出”的可能性，该装置总体上标为400，如图7和图8所示，根据第五试样，在第一粘结区130A和第二粘结区130B内使用具有不同R:H比的粘合剂的布置和应用。因此，第一粘结区130A使用具有1:1的R:H比的
Figure BDA0003493890330000221
SC-1500填充，并且第二粘结区130B基本上完全填充有R:H比为2:1的
Figure BDA0003493890330000222
SC-1500。将粘合剂沉积在试验板420顶部的第一粘结区和第二粘结区内，并且使用紧固件430以能够在试验板420和加热板410之间产生均匀且一致的粘合剂粘结层的方式(例如，使用间隔件)将加热板410附接到试验板420上。加热板具有嵌入其中的流体通道(例如，由导热金属，例如铜制成的管道)，以允许流体通过其中以向试验板420和加热板410之间的粘结区域提供基本上等温的加热。在开始热循环试验之前，将热循环装置100暴露于100℃的固化温度至少1小时以固化热循环装置400的试验板420和加热板410之间的第一粘合剂和第二粘合剂。在所示的热循环装置400中，试验板420和加热板410由图7和图8所示的热循环装置400中具有不同导热率的钢和铝的材料制成。对热循环装置400进行1000次-40℃至80℃的循环，每个温度下的停留时间为15分钟，之后将试验板420与加热板410分离以检查总体上指定为440的粘合剂粘结层，其中未固化和/或部分固化的第二粘合剂保持封闭在第一粘结区内，如图8所示。与已知的传统导热润滑脂不同，在热循环装置400中没有观察到粘合剂的泵出，因为施加在粘结区域134内的粘合剂在热循环之后基本上没有改变，至少与进行热循环试验之前施加在粘结区域134内的粘合剂相比没有变化。将试验板420和加热板410分开，从而观察到未固化或部分固化的试样保留在第二粘结区中，封闭在第一粘结区中的固化粘合剂内。
使用市售双组分、2.0W/mK导热氨基甲酸酯间隙填充物(
Figure BDA0003493890330000231
UR-2002，可购自LORD公司)制备另一组示例性试样，通过根据指定的1:1的R:H比混合树脂(R)组分与硬化剂(H)组分形成该氨基甲酸酯间隙填充物。基本上类似于上文讨论的有机硅间隙填充物示例性试样来制备氨基甲酸酯间隙填充物示例性试样，其在图1-7B中示出并讨论。在氨基甲酸酯间隙填充物的第一示例性氨基甲酸酯试样中，第一粘结区130A和第二粘结区130B两者均基本上完全地填充有以1:1的R:H比混合的厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000232
UR-2002。第一示例性氨基甲酸酯试样产生0.25MPa的拉脱应力，95％置信区间为0.02MPa，并表现出内聚粘结层失效模式。在第二示例性氨基甲酸酯试样中，第一粘结区130A填充有以1:1的R:H比混合的宽度为约4mm且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000233
UR-2002，使得第一粘结区130A占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的大约30％。第二粘结区130B填充有以2:1的R:H比混合并具有约1mm厚度的
Figure BDA0003493890330000234
UR-2002，使得第二粘结区130B占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的大约70％。由于氨基甲酸酯粘合剂以不同的R:H比施加在第一粘结区130A和第二粘结区130B中，因此产生了从粘结层的外部到内部的可变的交联密度和相应地可变的强度，同时仍保持高导热粘结层。第二示例性氨基甲酸酯实例产生了0.06MPa的拉脱应力，95％置信区间为0.02MPa，并表现出内聚粘结层失效模式。因此，与第一示例性氨基甲酸酯试样相比，第二示例性氨基甲酸酯试样中的拉脱应力降低了约75％。
根据另一示例性实施方案，通过在第一粘结区130A内施加市售可得的单组分、湿固化有机硅密封剂(GE5010)以包围施加在第二粘结区130B内的单组分、非反应性(热塑性)、3.9W/mK导热有机硅润滑脂(silicone grease)。施加在第二粘结区130B内的有机硅润滑脂包含：按重量百分比计，13.22％乙烯基封端的PDMS(20cst)，热塑性树脂基体；1.95％羟基封端的PDMS(10,000Da)，降粘表面活性剂；47.75％近球形铝(直径为约10微米)，导热填料；和37.08％球形氧化锌(直径为约0.3微米)，导热填料。使用Hauschild DAC-800混合器在真空下以1,200rpm的速度将上述润滑脂的组成成分混合在一起1分钟。根据ISO22007-2，使用Hot Disk瞬态平面源(2500S型)测量跨粘结层的热导率。在第一示例性密封剂试样中，将单组分、湿固化有机硅密封剂施加在整个粘结区域134上，以大约1mm的厚度基本上覆盖整个第一粘结区130A和第二粘结区130B。第一示例性密封剂试样产生0.49MPa的拉脱应力，95％置信区间为0.02MPa，并表现出薄层内聚粘结层失效模式。在第二示例性密封剂试样中，第一粘结区130A填充有大约4mm的宽度且大约1mm的厚度的单组分、湿固化有机硅密封剂，使得第一粘结区130A占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的约30％。第二粘结区130B填充有有机硅润滑脂，该有机硅润滑脂具有以上文刚刚提供的百分比混合的组成成分，使得第二粘结区130B占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的约70％，并且具有约1mm的厚度。第二示例性密封剂实例产生了0.17MPa的拉脱应力，95％置信区间为0.03MPa，并表现出内聚粘结层失效模式。因此，与第一示例性密封剂试样相比，第二示例性密封剂试样中的拉脱应力降低了约65％，并且大部分粘结区域是导热的并且能够在粘合性地连接的表面之间进行热传递。还需注意的是，由于第一粘结区130A的宽度将随着粘结区域134的尺寸增加而保持不变，因此随着粘结区域134的尺寸增加，由第二粘结区130B构成的粘结区域的占比随之增加，由此使导热的粘结区域的占比增加。此外，第二示例性密封剂试样的失效模式本质上主要是内聚性的，从热传输的角度来看，这是优选的。
根据又一示例性实施方案，通过在第一粘结区130A施加市售可得的单组分、湿固化氨基甲酸酯密封剂(
Figure BDA0003493890330000251
PL Window Door&Siding Polyurethane Sealant)以围绕在第二粘结区130B内施加的单组分、非反应性(热塑性)、3.7W/mK导热的氨基甲酸酯润滑脂，从而形成梯度间隙填充物，由此制备另一组示例性试样。施加在第二粘结区130B内的氨基甲酸酯润滑脂包括：按重量百分比计，6.49％聚丙二醇(MW 425道尔顿)，热塑性树脂基体；0.96％磷酸酯聚酯润湿剂，降粘表面活性剂；56.94％球形氧化铝(平均粒度或直径为70微米)，导热填料；35.24％球形氧化铝(平均粒度或直径为7微米)，导热填料；和0.37％聚二甲基硅氧烷处理的气相二氧化硅，流变触变添加剂。使用Hauschild DAC-800混合器在真空下以1,200rpm将上述氨基甲酸酯润滑脂的组成组分混合在一起45秒。根据ISO22007-2，使用Hot Disk瞬态平面源(2500S型)测量跨粘结层的热导率。在第一示例性氨基甲酸酯密封剂试样中，将单组分、湿固化氨基甲酸酯密封剂以约1mm的厚度施加在整个粘结区域134上，基本上覆盖整个第一粘结区130A和第二粘结区130B。该第一示例性氨基甲酸酯密封剂试样产生的拉脱应力超过约0.6MPa，这是试验装置的试验极限；因此，无法确定95％的置信区间，也无法确定粘结层失效模式。在第二示例性氨基甲酸酯密封剂试样中，第一粘结区130A填充有约4mm的宽度且约1mm的厚度的单组分、湿固化氨基甲酸酯密封剂，使得第一粘结区130A占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的约30％。第二粘结区130B填充有氨基甲酸酯润滑脂，该氨基甲酸酯润滑脂具有以上文刚刚提供的百分比混合的组成成分，使得第二粘结区130B占T形杆结构体110A、110B之间、粘结区域134上的总表面积和/或体积的约70％，厚度为约1mm。第二示例性密封剂实例产生了0.14MPa的拉脱应力，95％置信区间为0.03MPa，并表现出薄层内聚粘结层失效模式。因此，在第二示例性氨基甲酸酯密封剂试样中，拉脱应力降低了至少超过75％，至少为0.14MPa，其小于能够由试验装置测量的最大应力0.6MPa的25％。由于第一示例性氨基甲酸酯密封剂实施方案的拉脱强度可能显著大于0.6MPa，因此与第一示例性密封剂试样相比，第二示例性氨基甲酸酯密封剂实施方案的拉脱强度的降低可能为至少80％、至少90％，或甚至至少95％。此外，与第一示例性氨基甲酸酯密封剂实施方案不同，在第二示例性氨基甲酸酯密封剂实施方案中，大部分粘结区域是导热的并且能够在粘合性地连接的表面之间进行热传递。
在考虑本文针对每个示例性试样呈现的数据时，应进一步注意，由于第一粘结区130A的宽度将随着粘结区域134的尺寸增加而保持不变，因此随着粘结区域134的尺寸增加，由第二粘结区130B构成的粘结区域的占比也随之增加，由此使导热的粘结区域的占比增加。通过使用长度为12英寸且宽度为6英寸并通过将双组分、3.8W/mK导热有机硅间隙填充粘合剂(
Figure BDA0003493890330000261
SC-1500)施加在由粘结区域上的空间限定的体积内以具有所需的厚度(例如，1.0mm)从而粘结在一起的粘结结构，代替使用具有1英寸×1英寸的粘结区域134的T型杆结构体110A、110B，以评估这种配置的实例。
在第一示例性缩放试样中，将SC-1500粘合剂施加在粘结区域的整个表面上，并将粘结结构体之间的粘合剂压缩至约1mm的期望厚度，如本文公开的示例性方法中所述。将根据第一示例性缩放试样的粘结区域中的粘合剂混合以具有1:1的R:H比。因此，在有机硅间隙填充物的第一示例性缩放试样中，第一粘结区和第二粘结区两者都基本上完全用以1:1的R:H比混合且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000262
SC-1500填充。第一示例性缩放试样产生了0.18MPa的拉脱应力，并表现出内聚粘结层失效模式。在第二示例性缩放试样中，第一粘结区填充有以1:1的R:H比混合，宽度为约5mm且厚度为约1mm的
Figure BDA0003493890330000263
SC-1500，使得第一粘结区占粘结区域的总表面积的约20％。第二粘结区填充有以2:1的R:H比混合并具有约1mm的厚度的
Figure BDA0003493890330000264
SC-1500，使得第二粘结区占粘结区域的总表面积的约80％。由于在第一粘结区和第二粘结区中以不同的R:H比施加SC-1500，因此产生了从粘结层的外部到内部的可变的交联密度和相应地可变的强度，同时仍保持高导热性粘结层。第二示例性缩放试样产生了0.03MPa的拉脱应力，并表现出内聚粘结层失效模式。因此，与第一示例性缩放试样相比，第二示例性缩放试样中的拉脱应力降低了约83％。

Claims (54)

1.一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低在所述第一基板和所述第二基板的分离过程中的拉脱应力的方法，该方法包括：
将第一粘合剂施加到所述第一基板的粘结区域的第一粘结区；
将第二粘合剂施加到所述第一基板的所述粘结区域的第二粘结区，所述第二粘合剂的粘合强度低于所述第一粘合剂的粘合强度；
将所述第一基板压靠在所述第二基板上；以及
在所述第一基板和所述第二基板之间形成包含所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的粘合剂粘结层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述粘结区域的所述第一粘结区为所述粘结区域的周界；并且
所述粘结区域的所述第二粘结区位于由所述第一粘结区形成的周界内并由其界定，使得所述第二粘合剂至少部分地填充所述周界内的体积。
3.根据权利要求2所述的方法，其中在所述第二粘结区中，所述第二粘合剂完全填充所述第一基板与所述第二基板之间的体积。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一粘合剂形成围绕所述粘结区域的所述周界的连续且不间断的层。
5.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述粘结区域的所述第二粘结区为所述粘结区域的周界；并且
所述粘结区域的所述第一粘结区位于由所述第二粘结区形成的周界内并由其界定，使得所述第一粘合剂至少部分地填充所述周界内的体积。
6.根据权利要求5所述的方法，其中在所述第一粘结区中，所述第一粘合剂完全填充所述第一基板和所述第二基板之间的体积。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二粘合剂形成围绕所述粘结区域的所述周界的连续且不间断的层。
8.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第一粘合剂和所述第二粘合剂包含相同的双组分粘合剂配制物；并且
所述第一粘合剂的R:H比(树脂比硬化剂)不同于所述第二粘合剂的R:H比。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一粘合剂的交联度大于所述第二粘合剂的交联度。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二粘合剂包含未交联的材料。
11.根据权利要求9所述的方法，其中较大的交联度是由于所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的R:H比不同造成的。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一粘合剂的R:H比包括比所述第二粘合剂的R:H比相对更大比例的硬化剂，所述第二粘合剂的R:H比包括比所述第一粘合剂的R:H比相对更大比例的树脂。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含氨基甲酸酯、有机硅、丙烯酸和环氧树脂基材料中的至少一种。
14.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一基板包括热源并且所述第二基板包括散热部件；或者
其中所述第二基板包括热源并且所述第一基板包括散热部件。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述热源包括电池模块和/或所述散热部件包括冷却板。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电池模块被配置为向电动车辆供电。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述热源包括微处理器并且所述散热部件包括盖子和/或散热片。
18.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含导热填充树脂组合物。
19.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含导热间隙填充粘合剂。
20.根据权利要求1所述的方法，包括通过破坏由所述第一粘合剂和所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使所述第一基板与所述第二基板分离，其中，由于所述第二粘合剂的粘合强度较低，分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力小于由所述第一粘合剂覆盖整个粘结区域的情况下分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的粘合强度与将所述第一基板与所述第二基板分离所需的拉脱应力相关。
22.根据权利要求1所述的方法，包括用包括紫外(UV)光的光源照射所述第一粘合剂的至少一部分以解聚暴露于所述光源的所述第一粘合剂的至少一部分，使得相对于所述第一粘合剂在暴露于所述光源之前的粘合强度，所述第一粘合剂的粘合强度降低。
23.根据权利要求1所述的方法，包括：在所述第一粘合剂和/或所述第二粘合剂已经固化之后，将所述第一粘合剂和所述第二粘合剂暴露于高于预定软化温度的温度以降低至少第一粘合剂的粘合强度，其中所述第一基板和所述第二基板中的一者包括热源，并且其中所述软化温度在所述热源的工作温度范围内。
24.一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低在所述第一基板和所述第二基板的分离过程中的拉脱应力的系统，该系统包括：
第一粘合剂，其施加在所述第一基板的粘结区域的第一粘结区上；和
第二粘合剂，其施加在所述第一基板的粘结区域的第二粘结区上，所述第二粘合剂的粘合强度低于所述第一粘合剂的粘合强度；
其中所述系统被配置成使得所述第一基板和第二基板彼此压靠以形成粘合剂粘结层，所述粘合剂粘结层包括在所述第一基板和所述第二基板之间的所述第一粘合剂和所述第二粘合剂。
25.根据权利要求24所述的系统，其中：
所述粘结区域的所述第一粘结区为所述粘结区域的周界；并且
所述粘结区域的所述第二粘结区位于由第一粘结区形成的周界内并由其界定，使得所述第二粘合剂至少部分地填充所述周界内的体积。
26.根据权利要求25所述的系统，其中在所述第二粘结区中，所述第二粘合剂完全填充所述第一基板和所述第二基板之间的体积。
27.根据权利要求25所述的系统，其中所述第一粘合剂形成围绕所述粘结区域的所述周界的连续且不间断的层。
28.根据权利要求24所述的系统，其中：
所述粘结区域的所述第二粘结区为粘结区域的周界；并且
所述粘结区域的所述第一粘结区位于由第二粘结区形成的周界内并由其界定，使得所述第一粘合剂至少部分地填充所述周界内的体积。
29.根据权利要求28所述的系统，其中在所述第一粘结区中，所述第一粘合剂完全填充所述第一基板和所述第二基板之间的体积。
30.根据权利要求28所述的系统，其中所述第二粘合剂形成围绕所述粘结区域的所述周界的连续且不间断的层。
31.根据权利要求24所述的系统，其中：
所述第一粘合剂和所述第二粘合剂包含相同的双组分粘合剂配制物；并且
所述第一粘合剂的R:H比(树脂比硬化剂)不同于所述第二粘合剂的R:H比。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一粘合剂的交联度大于所述第二粘合剂的交联度。
33.根据权利要求32所述的系统，其中所述第二粘合剂包含未交联的材料。
34.根据权利要求32所述的系统，其中较大的交联度是由于所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的R:H比不同造成的。
35.根据权利要求31所述的系统，其中所述第一粘合剂的R:H比包括比所述第二粘合剂的R:H比相对更大比例的硬化剂，所述第二粘合剂的R:H比包括比所述第一粘合剂的R:H比相对更大比例的树脂。
36.根据权利要求24所述的系统，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含氨基甲酸酯、有机硅、丙烯酸和环氧树脂基材料中的至少一种。
37.根据权利要求24所述的系统，其中所述第一基板包括热源并且所述第二基板包括散热部件；或者
其中所述第二基板包括热源并且所述第一基板包括散热部件。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述热源包括电池模块和/或所述散热部件包括冷却板。
39.根据权利要求38所述的系统，其中所述电池模块被配置为向电动车辆供电。
40.根据权利要求37所述的系统，其中所述热源包括微处理器并且所述散热部件包括盖子和/或散热片。
41.根据权利要求24所述的系统，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含导热填充树脂组合物。
42.根据权利要求24所述的系统，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂中的至少一者包含导热间隙填充粘合剂。
43.根据权利要求24所述的系统，其中：
所述系统被配置为通过破坏由所述第一粘合剂和所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使所述第一基板与所述第二基板分离；并且
由于所述第二粘合剂的粘合强度较低，分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力小于由所述第一粘合剂覆盖整个粘结区域的情况下分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力。
44.根据权利要求37所述的系统，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的粘合强度与将所述第一基板与所述第二基板分离所需的拉脱应力相关。
45.根据权利要求24所述的系统，其中所述第一粘合剂的至少一部分被配置为，当用包括紫外(UV)光的光源照射所述第一粘合剂的至少一部分以解聚暴露于所述光源的所述第一粘合剂的至少一部分时，使得相对于所述第一粘合剂在暴露于所述光源之前的粘合强度，所述第一粘合剂的粘合强度降低。
46.根据权利要求24所述的系统，其中：
所述系统被配置为，在所述第一粘合剂和/或所述第二粘合剂已经固化之后，当暴露于高于预定软化温度的温度时，降低至少所述第一粘合剂的粘合强度；
所述第一基板和所述第二基板中的一者包括热源；并且
所述软化温度在所述热源的工作温度范围内。
47.一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低所述第一基板和所述第二基板的分离过程中的拉脱应力的方法，该方法包括：
将第一粘合剂施加到所述第一基板的粘结区域；
将第二粘合剂施加到所述第一基板的所述粘结区域；
将所述第一基板压靠在所述第二基板上；以及
在所述第一基板和所述第二基板之间形成包含所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的粘合剂粘结层，其中所述粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂具有基本相似的粘合强度。
49.根据权利要求47所述的方法，其中当将所述第一基板压靠在所述第二基板上时，所述第一粘合剂和所述第二粘合剂至少部分地混合在一起。
50.根据权利要求47所述的方法，包括通过破坏由所述第一粘合剂和所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使所述第一基板与所述第二基板分离，其中由于所述粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度，分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力小于如果仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂覆盖整个粘结区域时分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力。
51.一种用于将第一基板粘合性地粘结到第二基板以降低所述第一基板和所述第二基板的分离过程中的拉脱应力的系统，该系统包括：
施加在所述第一基板的粘结区域上的第一粘合剂；和
施加在所述第一基板的所述粘结区域上的第二粘合剂；
其中所述系统被配置成使得当所述第一基板和所述第二基板彼此压靠时，在所述第一基板和所述第二基板之间形成包含所述第一粘合剂和所述第二粘合剂的粘合剂粘结层；并且
其中所述粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度。
52.根据权利要求51所述的系统，其中所述第一粘合剂和所述第二粘合剂具有基本相似的粘合强度。
53.根据权利要求51所述的系统，其中当所述第一基板压靠所述第二基板时，所述第一粘合剂和所述第二粘合剂至少部分地混合在一起。
54.根据权利要求51所述的系统，其中：
所述系统被配置为通过破坏由所述第一粘合剂和所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层，从而使所述第一基板与所述第二基板分离；并且
由于所述粘合剂粘结层的粘合强度低于完全仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂形成的粘合剂粘结层的粘合强度，分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力小于如果仅由所述第一粘合剂或仅由所述第二粘合剂覆盖整个粘结区域时分离所述第一基板和所述第二基板所需的拉脱应力。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023022518A (ja) * 2021-08-03 2023-02-15 トヨタ自動車株式会社 接着部品の製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731058A (en) * 1995-01-31 1998-03-24 Sharp Kabushiki Kaisha Label adhesion system
US20150299521A1 (en) * 2012-11-02 2015-10-22 Nitto Denko Corporation Thermally debondable tape
CN107109140A (zh) * 2014-12-19 2017-08-29 3M创新有限公司 在电子装置中替换油墨阶挡板的粘合剂

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5480383A (en) * 1977-12-08 1979-06-27 Crown Cork Japan Releasable adhesion structure
WO2005087888A1 (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Nitto Denko Corporation 加熱剥離型粘着シートおよび該加熱剥離型粘着シートを用いた被着体の加工方法
JP2012122027A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Nitto Denko Corp 粘着テープ又はシート
GB201104675D0 (en) * 2011-03-18 2011-05-04 Aston Martin Lagonda Ltd Methods of forming bonded structures and bonded structures formed thereby
JP2014072445A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Nitto Denko Corp 半導体装置の製造方法
ES2765202T3 (es) * 2015-02-20 2020-06-08 Amcor Flexibles Burgdorf Gmbh Embalaje que se puede volver a cerrar
WO2018039584A1 (en) * 2016-08-26 2018-03-01 3M Innovative Properties Company Adhesive mounting devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5731058A (en) * 1995-01-31 1998-03-24 Sharp Kabushiki Kaisha Label adhesion system
US20150299521A1 (en) * 2012-11-02 2015-10-22 Nitto Denko Corporation Thermally debondable tape
CN107109140A (zh) * 2014-12-19 2017-08-29 3M创新有限公司 在电子装置中替换油墨阶挡板的粘合剂

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