模塊化組件中的嵌入光學(xué)器件的制作方法
【專利摘要】一種用于暴露至設(shè)置粘合劑的固化模態(tài)的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，包括支撐多個(gè)對象的裝置殼，該裝置殼具有限定多個(gè)接合井的壁，每個(gè)接合井容納所述對象中的一個(gè)對象的第一部分，每個(gè)接合井包括在壁中接近第一部分的孔，其中每個(gè)接合井包括用于粘合劑的選擇性固化以抑制粘合劑從孔流出的目標(biāo)區(qū)域；以及將固化模態(tài)集中到每一個(gè)目標(biāo)區(qū)域中的裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。
【專利說明】模塊化組件中的嵌入光學(xué)器件
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請涉及2011年11月15日公布的題為“SELECTIVE CURE OF ADHESIVEIN MODULAR ASSEMBLIES”的美國專利N0.8，057，630和2011年9月25日提交的題為“SELECTIVE CURE OF ADHESIVE IN MODULARASSEMBLIES”的美國申請 N0.13/244，665，在此以引用的方式將其全部內(nèi)容并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明總體上涉及用于具有若干個(gè)到許多個(gè)元件的組件的模塊構(gòu)造，更具體但不排外地涉及用于調(diào)節(jié)能夠選擇固化的粘合劑的固化輪廓的光學(xué)系統(tǒng)和方法，最具體地涉及用于使用紫外線輻射的電池模塊組件構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0004]如并入的參考文獻(xiàn)中所提到的，生產(chǎn)具有被固定到一起成為單片集成結(jié)構(gòu)的元件的模塊組件是很常見的。一種用于將元件固定到一起的方法使用將元件粘合到一個(gè)或多個(gè)裝置上的粘合劑。這些裝置通常包括可以用于提供至元件、組件的內(nèi)部的通路或其它用途的多個(gè)開口。為了抑制制造期間粘合劑脫離這些開口，提供一種使用能夠選擇固化的粘合劑的解決方案。例如參考文獻(xiàn)使用選擇性的暴露于紫外線(UV)反應(yīng)的粘合劑以在模塊組件中的臨界位置上選擇性地使粘合劑形成凝膠。在制造期間這限制了粘合劑從組件脫落或以其它方式流到不期望的位置上。
[0005]當(dāng)解決方案執(zhí)行的特別好時(shí)，工藝的情況可以得到改善。例如，取決于固化模態(tài)(modality)的詳情和模塊組件的細(xì)節(jié)，存在固化模態(tài)變形并且并不總是產(chǎn)生最佳的固化輪廓的例子。對于粘合劑來說，固化模態(tài)中的變形產(chǎn)生差于最佳的固化圖案，這會導(dǎo)致泄漏和浪費(fèi)。進(jìn)一步地，粘合劑在不期望區(qū)域的使用需要額外進(jìn)行補(bǔ)救的努力。
[0006]需要的是一種用于在組裝模塊化部件時(shí)用于降低最佳固化圖案的變形以改善選擇性的固化并且降低與使用粘合劑相關(guān)的成本(例如，費(fèi)用、質(zhì)量、固化時(shí)間和/或補(bǔ)救)的方法和設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]公開了一種在組裝模塊化部件時(shí)用于降低與粘合劑的使用相關(guān)的成本(費(fèi)用、質(zhì)量、固化時(shí)間和/或補(bǔ)救)的方法和系統(tǒng)，尤其用于具有許多元件的組件，諸如例如用于電動(dòng)車輛中的電池模塊。所述方法和系統(tǒng)使得能夠?qū)⒛軌蜻x擇固化的粘合劑(例如UV反應(yīng)粘合劑等)用于組裝此類模塊化部件。
[0008]提供本發(fā)明接下來的
【發(fā)明內(nèi)容】
以便于理解與光學(xué)增強(qiáng)的澆鑄(potting)裝置有關(guān)的一些技術(shù)特征，并且不用于本發(fā)明的全部描述。對本發(fā)明的各方面的全部了解可以通過將整個(gè)說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要作為整體而獲得。本發(fā)明可應(yīng)用于除了 UV輻射領(lǐng)域之外的其它固化模態(tài)和除了多個(gè)電池單元裝置之外的其它系統(tǒng)。[0009]一種用于暴露至設(shè)置粘合劑的固化模態(tài)的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置包括:裝置殼，支撐多個(gè)對象，所述裝置殼具有限定多個(gè)接合井的壁，每個(gè)所述接合井容納所述對象的一個(gè)對象的第一部分，每個(gè)所述接合井包括在所述壁中接近所述第一部分的孔，其中每個(gè)接合井包括用于粘合劑的選擇性固化以禁止所述粘合劑從所述孔流出的目標(biāo)區(qū)域；以及集成到所述壁中的裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將所述固化模態(tài)集中到每一個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域中。
[0010]一種增強(qiáng)型接合方法，所述方法包括以下步驟:(a)將高潤濕性粘合劑分配進(jìn)組裝有多個(gè)元件的模塊裝置，其中所述模塊裝置提供多個(gè)接合井，每個(gè)接合井接收所述元件中的一個(gè)或多個(gè)的第一部分，所述模塊裝置包括與所述接合井中的一個(gè)或多個(gè)接合井連通的一個(gè)或多個(gè)孔，所述粘合劑在應(yīng)用固化模態(tài)時(shí)能被選擇性地固化；(b)將所述固化模態(tài)總體均勻地應(yīng)用到所述模塊裝置；以及(C)使用集成到所述模塊裝置中的裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將所述總體均勻地應(yīng)用的固化模態(tài)集中到與所述多個(gè)接合井對應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)區(qū)域中。
[0011]執(zhí)行本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的諸如電池模塊的組件優(yōu)選具有在費(fèi)用、質(zhì)量和加工時(shí)間方面成本較低的機(jī)械整合的方法，所述組件由數(shù)量級在數(shù)十至數(shù)百至數(shù)千或更多元件的大量元件(如電池)組成。合適的高潤濕性粘合劑的使用實(shí)現(xiàn)與電池模塊裝置的堅(jiān)硬、堅(jiān)固、電絕緣的機(jī)械連接。電池模塊內(nèi)的電池的高組裝密度限制了可用于在整個(gè)電池模塊中均勻地分配粘合劑的空間，然而高潤濕性粘合劑更好地適于均勻分配，特別是當(dāng)模塊裝置配有斜面、毛細(xì)通道和引導(dǎo)表面等以將分配的粘合劑直接導(dǎo)入到所有被填裝的接合井中時(shí)。允許在每個(gè)電池的兩端上電互連的模塊裝置中的特征會在分配期間為粘合劑提供潛在的泄漏路徑。
[0012]諸如UV輻射的固化模態(tài)被應(yīng)用到離開孔的粘合劑，以密封模塊裝置，同時(shí)允許粘合劑繼續(xù)填充接合井并沒有泄漏地潤濕填裝接合井的元件周圍的粘合表面。使用本發(fā)明的實(shí)施例，高潤濕性粘合劑有效地填充將要被粘合的元件周圍的接合井，允許接合井被充分地填充而沒有明顯的過量填充。在本文中，過量填充意思是分配粘合劑到接合井中超過足以潤濕所有的粘合表面而沒有多余量的點(diǎn)(粘合劑的明顯的非結(jié)構(gòu)量)。接合井之間的端口、傾斜引導(dǎo)表面的使用以及裝置的其他特征促進(jìn)高潤濕性粘合劑的均勻分布。在接合表面被適當(dāng)潤濕后，將固化模態(tài)應(yīng)用到接合井中的所有粘合劑。
[0013]集成到裝置自身中的裝置增強(qiáng)特征件將固化模態(tài)集中到期望的目標(biāo)區(qū)域中并遠(yuǎn)離其它區(qū)域。這些特征件補(bǔ)償起因于源的或由固化裝置造成的固化模態(tài)變形。對于包括UV輻射的固化模態(tài)，裝置增強(qiáng)特征件是聚焦/透鏡/引導(dǎo)UV輻射到期望位置并遠(yuǎn)離不期望位置的光學(xué)兀件。
[0014]可以存在本發(fā)明實(shí)施例的不同實(shí)施方式，所述實(shí)施例包括利用單階段或多階段固化或密封配方替換單組份(one part)和雙組份(two part)粘合劑,在分配和/或固化期間劃分階段。例如，一個(gè)實(shí)施例包括在按照更常規(guī)的方式固化的同時(shí)應(yīng)用密封模態(tài)進(jìn)行“凝膠化“或”長皮“(skin)的雙組份高潤濕性粘合劑的使用。凝膠化產(chǎn)生了屏障并密封孔從而防止泄漏并允許粘合劑填滿接合井和濕潤粘合表面。在其它應(yīng)用中，在分配期間可以改變粘合劑性質(zhì)以使得第一階段粘合劑被特別配制以通過與固化/密封模態(tài)的相互作用而提高密封性能，同時(shí)特別調(diào)制被分配的第二階段粘合劑以將裝置粘合到元件上。
[0015]本發(fā)明的其它特征、益處和優(yōu)點(diǎn)在參考了包括說明書、附圖和權(quán)利要求書的本公開之后將變得顯而易見。?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]附圖進(jìn)一步示出了本發(fā)明，并且與本發(fā)明的詳細(xì)描述一起用于解釋本發(fā)明的原理，其中在附圖的各個(gè)獨(dú)立視圖中類似的附圖標(biāo)記表示相同的或功能類似的元件并且附圖被并入并且成為說明書的一部分。
[0017]圖1示出了系統(tǒng)的方框圖；
[0018]圖2示出了模塊裝置中的電池單元的具體視圖；
[0019]圖3示出了模塊裝置中的電池單元陣列的端視圖；
[0020]圖4示出了來自圖2中示出的UV源的理想輻射圖案的端視圖；
[0021]圖5示出了來自圖2中示出的UV源的代表性真實(shí)世界輻射圖案的端視圖；以及
[0022]圖6示出了光學(xué)增強(qiáng)的選擇性UV固化系統(tǒng)的側(cè)視圖的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例提供用于通過允許使用高潤濕性粘合劑來降低在組裝模塊化部件時(shí)與使用粘合劑相關(guān)的成本(費(fèi)用、質(zhì)量和/或固化時(shí)間)的方法和系統(tǒng)。下面的描述被提出以使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠制造并使用本發(fā)明，并且下面的描述是在專利申請及其要求的上下文中提供的。在下文中，術(shù)語“電池組”、“電池”、“電池單元”可以互換使用，并且可以指各種不同的可充電電池化學(xué)及配置中的任一種，包括但不限于鋰離子(例如，磷酸鋰鐵、氧化鈷鋰、其他氧化金屬鋰等)、鋰離子聚合物、鎳金屬氫化物、鎳鎘、鎳氫、鎳鋅、銀鋅或其他電池類型/配置。針對優(yōu)選實(shí)施例的各種修改、一般原理和本文所述特征對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。因而，本發(fā)明不旨在限于所示的實(shí)施例，而旨在使最寬范圍與本文所述的原理和特征相一致。
[0024]粘合劑已被配制成響應(yīng)于一些固化模態(tài)(例如紫外線(UV)輻射)而選擇性固化。選擇性固化允許控制固化的時(shí)機(jī)和位置。還存在允許使用輔助固化模態(tài)(例如時(shí)間或溫度)的配方。這與被配制成具有低粘度和/或低表而張力的高潤濕性粘合劑相接合，與模塊裝置的適當(dāng)設(shè)計(jì)結(jié)合，提供了一種用于允許將這種粘合劑用于組裝模塊化部件(例如電池組模塊)的方法和設(shè)備，其與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比提供了更低的成本、更低的質(zhì)量且要求更短的粘合劑工作時(shí)間。對精確和有效的固化區(qū)域的有效和廉價(jià)的配置的改善使得粘合劑泄露最小化并且由此降低在矯正由泄露的粘合劑導(dǎo)致的不期望的效應(yīng)中的時(shí)間和資源。
[0025]圖1是系統(tǒng)100的方框圖，系統(tǒng)100包括由接合模塊裝置支撐的多個(gè)接合元件105。該接合模塊裝置包括第一模塊裝置元件110、第二模塊裝置元件115以及可選支撐元件120，所述可選支撐元件120在沒有以其它方式提供額外的結(jié)構(gòu)支撐件的情況下對元件110和元件115進(jìn)行互連。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比，系統(tǒng)100的成本更低(例如，更低的費(fèi)用、更低的質(zhì)量和/或生產(chǎn)時(shí)間(包括降低的矯正費(fèi)用/時(shí)間))。盡管本發(fā)明可以適用于接合許多不同類型的元件105，但是本發(fā)明將參考由大量(例如數(shù)百至數(shù)千)的電池單元作為元件105構(gòu)成的電池單元模塊的形成來進(jìn)行描述。根據(jù)元件的類型和實(shí)施方式，將一個(gè)或多個(gè)第一模塊裝置元件110用于定位、接合和固定元件105。對于當(dāng)前示例，描述了兩個(gè)模塊支撐結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)理解的是可以使用更少或更多的模塊支撐結(jié)構(gòu)。同樣在下面的描述中，使用了高潤濕性UV反應(yīng)粘合劑。重力被有效用于移動(dòng)未固化和分配的粘合劑，從而當(dāng)描述本發(fā)明的實(shí)施例時(shí)有理由具有較低和較高的參考。這種參考不一定與中間產(chǎn)品或最終產(chǎn)品的取向相關(guān)，而是僅與粘合劑的分配、潤濕和至少一些固化期間的取向有關(guān)。
[0026]本文所述供使用的粘合劑是能夠選擇性固化的低粘度和/或低表面張力的粘合齊U。出于本發(fā)明的目的，低粘度意味著在大約0-2000厘泊、優(yōu)選在大約50-1000厘泊并且最優(yōu)選在大約100-500厘泊范圍內(nèi)的粘合劑。出于本發(fā)明的目的，低表面張力意味著如下粘合劑:當(dāng)測量空氣中相對于基底材料(例如，接合井中的接合表面)該粘合劑之間的接觸角時(shí)，該接觸角小于大約30度,優(yōu)選小于大約10度，以及最優(yōu)選小于大約5度。
[0027]粘合劑在應(yīng)用固化模態(tài)時(shí)還能夠選擇性地固化。在優(yōu)選實(shí)施例中使用的固化模態(tài)包括紫外線反應(yīng)/固化，但是也可以使用另外的固化模態(tài)，其中對本文描述的系統(tǒng)和方法進(jìn)行一定的調(diào)整。例如，這些替代固化模態(tài)可以包括應(yīng)用/暴露至電子束、過氧化物、陽離子劑、胺、羥基、熱輻射及具組合。在本發(fā)明的上下文中，除非通過上下文以其它方式進(jìn)行否定，選擇性固化還包括選擇性“凝膠化”，使得如通常理解該術(shù)語，粘合劑可以不固化，但其可以在目標(biāo)/密封區(qū)域中充分硬化/凝膠化以密封孔并禁止粘合劑的離開或流動(dòng)。
[0028]圖2是支撐電池單元210的模塊裝置205的一部分200的詳細(xì)視圖(未按比例繪制)。模塊裝置205限定了容納電池210的接合井215，在接合井215的壁和電池210之間的空間填充有UV反應(yīng)的高潤濕性粘合劑，優(yōu)選在沒有明顯的填充過滿的情況下填充至指定的填充深度217。出于本申請的目的，填充過滿指的是粘合劑的分配量超過了結(jié)構(gòu)用途。在制造環(huán)境中分配的粘合劑的總量易受到正常變動(dòng)的影響。本發(fā)明的目標(biāo)是降低與在模塊組件和相關(guān)的結(jié)構(gòu)中的不期望的位置中或上去除或以其它方式改善泄露的粘合劑固化的影響相關(guān)的矯正代價(jià)。本發(fā)明的實(shí)施例提供了用于降低/消除來自接合井的泄露的方案，但是在一些實(shí)施方式中，一些泄露是可接受的或期望的。
[0029]模塊裝置205的壁和電池210之間的相對尺寸在圖2中被夸大，并且空間實(shí)際上非常小。由于在本發(fā)明中結(jié)合本文所述的選擇性固化來使用高潤濕性粘合劑，因此能夠以這種方式限制粘合劑的量。圖2的細(xì)節(jié)橫向重復(fù)用于各個(gè)電池210，以形成緊密組裝在一起的電池單元的整個(gè)矩陣。
[0030]通過來自源，例如UV源220(源220可以在一個(gè)或多個(gè)位置實(shí)施，例如，例如如下部UV燈和上部UV燈所示)，的固化模態(tài)的曝光/應(yīng)用，在圍繞電池210的接合井215中分配的粘合劑被選擇性固化。還可以在各位置將源220實(shí)施為單個(gè)UV燈或包括若干結(jié)構(gòu)，例如小型源的矩陣，其中一個(gè)小型源對應(yīng)于各接合井215位置。模塊裝置205形成有斜坡225和通道230，以有助于使分配的粘合劑流入所有的接合井215，從而潤濕模塊裝置205和電池210的所有接合表面。
[0031]模塊裝置的那些區(qū)域，特別是接合井的孔和底部附近的區(qū)域，限定了目標(biāo)區(qū)/密封區(qū)。能夠選擇固化的粘合劑在進(jìn)入目標(biāo)區(qū)時(shí)曝光以形成防止粘合劑進(jìn)一步離開的阻擋層，這種允許使用UV反應(yīng)高潤濕性粘合劑是本發(fā)明的特征之一。在一些實(shí)施方式中，目標(biāo)區(qū)在空間上被設(shè)計(jì)為形成特定的三維區(qū)域。例如，當(dāng)固化模態(tài)包括應(yīng)用紫外線輻射時(shí)，可以對一束或多束紫外光進(jìn)行聚焦、分散或者以其它方式針對所需效果進(jìn)行設(shè)計(jì)。在使用UVLED以產(chǎn)生固化模態(tài)進(jìn)入目標(biāo)區(qū)的情況下，一些實(shí)施方式有利地在一些情況下產(chǎn)生基本平行束，在其它情況下產(chǎn)生錐形束，或者針對裝置孔附近的目標(biāo)區(qū)的一部分產(chǎn)生一些其它配置。通過這種方式，目標(biāo)區(qū)的成形部分可以為模塊的后續(xù)處理提供其他優(yōu)勢。[0032]作為UV反應(yīng)高潤濕性粘合劑，分配的粘合劑將開始從模塊裝置205的壁中的區(qū)域“泄露”，例如，在電池210下面的接合井215中的連接端口 235 “泄露”，例如可以用于電互連。隨著粘合劑開始出現(xiàn)，粘合劑幾乎立刻固化，從而將孔密封以防止粘合劑的進(jìn)一步損失并且允許分配的粘合劑填充接合井215，同時(shí)還保持與電池210，尤其是陽極和陰極，建立電/機(jī)械接觸的能力。在某些情況下，掩模240可以被用于選擇性地阻擋或傳輸期望位置的固化模態(tài)。
[0033]圖3示出了系統(tǒng)100的端視圖(例如，“朝上”看)，所述系統(tǒng)100包括在圖1中示出的第一模塊裝置元件Iio (還單獨(dú)地或與第二模塊裝置元件115 —起被稱為抓斗(clamshell))中的電池單元210的陣列。本發(fā)明的目的是防止粘合劑從設(shè)置在每個(gè)電池單元210的端部的孔(即，示出在圖3中的每條虛線內(nèi)側(cè))泄露。選擇性固化的粘合劑在其接近這些孔時(shí)防止了這些泄露。并入的專利參考文獻(xiàn)討論了粘合劑的選擇性固化的實(shí)施范圍。
[0034]圖4示出了來自圖2中示出的可以與圖3中示出的電池單元圖案一起使用的UV源220的理想輻射圖案400的端視圖。黑帶定義了最佳固化模態(tài)輪廓(例如，用于UV反應(yīng)粘合劑的UV輻射輪廓)，其以每個(gè)單元210為中心并且定義固化區(qū)域?yàn)榫鶆颦h(huán)形的有序中心矩陣。
[0035]圖5示出了來自圖2中示出的UV源的代表性真實(shí)世界輻射圖案500的端視圖。真實(shí)世界輻射圖案500有時(shí)偏離理想的輻射圖案400。存在可能有助于失真、轉(zhuǎn)移、遮蔽、反射和其它不期望的輻射極大值或極小值的潛在介質(zhì)的主體。與此同時(shí)很好地形成許多固化模態(tài)環(huán)，從而足夠?qū)崿F(xiàn)禁止粘合劑流到孔的外面的期望目標(biāo)，不過僅僅與理想輻射圖案的偏離可能導(dǎo)致暢通無阻的粘合劑流動(dòng)，其反過來可能導(dǎo)致粘合劑流動(dòng)到其它的結(jié)構(gòu)或組件上，這經(jīng)常導(dǎo)致使用矯正中的資源。本發(fā)明的主要目的是降低變形的數(shù)量和程度，使真實(shí)世界輻射圖案500與理想輻射圖案400 —致。
[0036]圖6示出了光學(xué)增強(qiáng)型選擇性UV固化系統(tǒng)600的側(cè)視圖的細(xì)節(jié)。電池單元605的一部分被示出設(shè)置在多對象(例如，電池單元)裝置610的鉆孔中，多對象裝置610針對每個(gè)單元605暴露孔615。UV反應(yīng)粘合劑620被設(shè)置在單元605和裝置610之間的空間625中，其中裝置610定義了目標(biāo)區(qū)630。系統(tǒng)600針對每個(gè)單元605通過在空間625的那個(gè)部分產(chǎn)生來自入射UV輻射635的基本均勻的場的最高水平的UV輻射強(qiáng)度而建立目標(biāo)區(qū)域630。系統(tǒng)600還在空間625的目標(biāo)區(qū)域630的外側(cè)產(chǎn)生最低水平的UV輻射強(qiáng)度。目標(biāo)區(qū)域630是空間625的區(qū)域，在該處粘合劑620將被固化以消除持續(xù)的粘合劑流過這個(gè)區(qū)域而同時(shí)不消弱粘合劑流進(jìn)空間625的其它部分。
[0037]利用光學(xué)特征件和考慮因素來增強(qiáng)裝置610，以有效地產(chǎn)生空間625的目標(biāo)區(qū)域630和其它區(qū)域的不同曝光。直接將這些特征件嵌入裝置610能夠?qū)崿F(xiàn)成本有效的自對準(zhǔn)，自對準(zhǔn)在目標(biāo)區(qū)630中產(chǎn)生自動(dòng)補(bǔ)償輻射圖案中的變形和不規(guī)則的可靠的和可重復(fù)的固化環(huán)。
[0038]在圓柱體電池單元的優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)沿著其縱軸朝電池單元的末端觀看時(shí)，下面討論和公開的圖示結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)完全或部分徑向?qū)ΨQ。完全徑向?qū)ΨQ包括圓形結(jié)構(gòu)，而部分徑向?qū)ΨQ包括不是完整的圓形的弓形結(jié)構(gòu)。
[0039]系統(tǒng)600包括代表性增強(qiáng)特征件(例如用于UV輻射635的光學(xué)結(jié)構(gòu))的集合體，其可被獨(dú)立實(shí)現(xiàn)并且不需要必須與此處描述的所有其它特征件一體形成。正如別處提到的，裝置610可支撐多個(gè)單元，每一個(gè)單元被澆鑄和固定。通過降低與泄露粘合劑相關(guān)的成本實(shí)現(xiàn)了顯著的節(jié)省，所述節(jié)省通過成本有效地實(shí)施這些方案被進(jìn)一步放大。優(yōu)選實(shí)施例包括使用簡單的塑模技術(shù)制造裝置610和避免裝置610的任何模塑后處理。
[0040]裝置材料(例如，塑料)對于用于UV反應(yīng)粘合劑的紫外線輻射的特定波長是透明的。裝置610提供有用來將入射的UV輻射635朝著目標(biāo)區(qū)域630并且遠(yuǎn)離其它位置引導(dǎo)的一個(gè)或多個(gè)光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。這些光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)優(yōu)選通過形成特定的結(jié)構(gòu)或可以與應(yīng)用的簡單模制工藝一致地實(shí)現(xiàn)的類型的表面處理來實(shí)現(xiàn)。
[0041]這些光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括用于折射路徑界定的彎曲表面、用于外部反射和內(nèi)部反射界定中的一個(gè)或兩個(gè)的戰(zhàn)略上設(shè)置的有角表面、以及用于UV輻射635的選擇性傳輸和散射的表面處理的內(nèi)涵和規(guī)范。
[0042]通過放置和成形一個(gè)或多個(gè)彎曲表面650促進(jìn)折射路徑的界定。彎曲表面650優(yōu)先地使入射的UV輻射朝著目標(biāo)區(qū)域630和遠(yuǎn)離空間625的其它部分彎曲。
[0043]通過放置和取向一個(gè)或多個(gè)外部表面655促進(jìn)外部反射的界定。外部表面655朝著目標(biāo)區(qū)域630和遠(yuǎn)離空間625的其它部分反射入射的UV輻射635。由于UV輻射635的入射角度大于全部外部反射的角度導(dǎo)致發(fā)生外部反射。
[0044]通過放置和取向一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部表面660促進(jìn)內(nèi)部反射的界定。內(nèi)部表面660在裝置610內(nèi)部朝著目標(biāo)區(qū)域630并遠(yuǎn)離空間625的其它部分反射入射的UV輻射635。由于UV輻射635的入射角度大于全部內(nèi)部反射的角度導(dǎo)致發(fā)生內(nèi)部反射。
[0045]表面處理包括:用于高透射的拋光外部表面(默認(rèn))、被設(shè)計(jì)為散射/衰減入射的UV輻射635以在目標(biāo)區(qū)域630中促進(jìn)UV輻射635的更大強(qiáng)度同時(shí)在空間625的其他部分中使UV輻射635的強(qiáng)度變小的粗糙外部表面665。在優(yōu)選實(shí)施例中，拋光和粗糙化是通過設(shè)計(jì)模具以產(chǎn)生這些效果來充分地控制的特征。然而，一些實(shí)施例可以執(zhí)行其它的/另外的技術(shù)以精細(xì)地拋光或特別地使相關(guān)的表面變粗糙。裝置610的表面被考慮沒有拋光，清楚地將它們識別為粗糙的外部表面665。拋光的表面最大地和可預(yù)知地透射、反射和折射UV輻射635。
[0046]與優(yōu)選實(shí)施例類似，光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)還可以包括用于增強(qiáng)UV輻射635集中到目標(biāo)區(qū)域630中的特定結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)包括相對高的側(cè)壁670 (其還可以用于幫助保護(hù)與單元605的電接觸)，其具有并入的適當(dāng)傾斜的外部反射表面655，其設(shè)置在架子680的“外側(cè)“(相對于單元605的縱軸675)。架子680是疊加在目標(biāo)區(qū)域630上的相對長的、平坦的和寬的區(qū)域，其有助于促進(jìn)UV輻射635更好的集中到目標(biāo)區(qū)域630中。
[0047]應(yīng)該注意的是，透明裝置的幾乎任意表面可以響應(yīng)于UV輻射的單個(gè)特定引導(dǎo)的線束，類似于光學(xué)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)隔離執(zhí)行，因?yàn)樗梢詫⒃撋渚€折射、反射和/或透射到目標(biāo)區(qū)域中并遠(yuǎn)離粘合劑的其它部分。然而，當(dāng)暴露于基本上均勻的輻射場以共同地將輻射集中在目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離非目標(biāo)區(qū)域時(shí)，優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和部件按照公開的方式執(zhí)行。在本文上下文中，基本上均勻指的是把整個(gè)裝置或其接近于每個(gè)鉆孔處的部分暴露于平行的(或均勻地輕微地會聚或發(fā)散)線束的集合的UV輻射場。
[0048]出于清楚的目的，應(yīng)意識到本文公開計(jì)劃至少兩個(gè)階段的固化。存在第一階段，其中分配的粘合劑在關(guān)鍵位置上選擇性地固化以防止/抑制分配的粘合劑的泄露，直到足夠多的粘合劑分配到合適的位置上。然后存在隨后的固化第二階段，其典型地更普遍，但是也可以是選擇性的，以在粘合劑被分配后充分固化粘合劑的希望部分。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，光學(xué)增強(qiáng)特征和結(jié)構(gòu)主要涉及選擇性固化的第一階段的改善
[0049]已經(jīng)在電動(dòng)車輛(EV)系統(tǒng)中使用的多電池單元模塊的優(yōu)選實(shí)施例中描述了該系統(tǒng)。在本文述中，提供了許多特定的細(xì)節(jié)，例如部件和/或方法的實(shí)例，以提供對本發(fā)明實(shí)施例的完全理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到可以在沒有一個(gè)或多個(gè)具體細(xì)節(jié)的情況下或通過其他設(shè)備、系統(tǒng)、組件、方法、部件、材料、零件等等來實(shí)踐本發(fā)明的實(shí)施例。在其他情況下，未具體示出或詳細(xì)描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以避免混淆本發(fā)明實(shí)施例的一些方面。
[0050]在整篇說明書中提到“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”或“特定實(shí)施例”意味著結(jié)合該實(shí)施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中，并且不必包括在所有實(shí)施例中。因而，在整篇說明書中不同地方分別出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”或“在特定實(shí)施例中”不必指相同的實(shí)施例。此外，本發(fā)明的任何特定實(shí)施例的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式與一個(gè)或多個(gè)其他實(shí)施例結(jié)合。應(yīng)當(dāng)理解的是，考慮到本文的教導(dǎo)，這里描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的其他變型和修改是可能的，并將其理解為本發(fā)明精神和范圍的一部分。
[0051]還應(yīng)當(dāng)理解，還可以以更分離或更整合的方式實(shí)施附圖中描述的一個(gè)或多個(gè)元件，或者因?yàn)楦鶕?jù)特定應(yīng)用所述一個(gè)或多個(gè)元件是有用的，所以在某些情況下所述一個(gè)或多個(gè)元件被去除或被認(rèn)為不能操作。
[0052]另外，除非另外明確指明，附圖中的任何信號箭頭應(yīng)當(dāng)僅被視為示例性的，而并非限制性的。此外，除非另外指明，此處所用的術(shù)語“或”一般意在表示“和/或”。在不清楚是否可預(yù)知術(shù)語提供分離或組合的能力的情況下，還將認(rèn)為提到了部件或步驟的組合。
[0053]如在此處的描述中和所附的整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，除非上下文清楚地指明相反，“一個(gè)”、“一”和“所述”包括復(fù)數(shù)個(gè)參考物。同樣，如在此處的描述中和所附的整個(gè)權(quán)利要求中所使用的，除非上下文清楚地指明相反，“在...中”的意思包括“在...中”和“在...上”。
[0054]本發(fā)明所示實(shí)施例的上述描述，包括在說明書摘要中所描述的，并非意在詳盡列舉或?qū)⒈景l(fā)明限制到此處本文所公開的精確形式。盡管本文僅為說明的目的描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例和本發(fā)明的實(shí)例，但是正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識和理解的，各種等效修改可以在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。如所指出的，可以按照本發(fā)明所述實(shí)施例的上述描述來對本發(fā)明進(jìn)行這些修改，并且這些修改將包括在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
[0055]因而，盡管本發(fā)明在此處已參照其具體實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是修改自由度、各種改變和替換意在上述公開內(nèi)，并且應(yīng)當(dāng)理解，在某些情況下，在未偏離所提出發(fā)明的范圍和精神的前提下，在沒有相應(yīng)使用其他特征的情況下將采用本發(fā)明實(shí)施例的一些特征。因此，可以進(jìn)行許多修改，以使特定環(huán)境或材料適應(yīng)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍和精神。本發(fā)明并非意在限制到在所附權(quán)利要求書中使用的特定術(shù)語和/或作為設(shè)想用以執(zhí)行本發(fā)明的最佳方式公開的具體實(shí)施例，但是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的任何和所有實(shí)施例及等同物。因而，本發(fā)明的范圍將只由所附的權(quán)利要求書進(jìn)行確定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于暴露至設(shè)置粘合劑的固化模態(tài)的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，包括: 裝置殼，支撐多個(gè)對象，所述裝置殼具有限定多個(gè)接合井的壁，每個(gè)所述接合井容納所述對象中的一個(gè)對象的第一部分，每個(gè)所述接合井包括在所述壁中接近所述第一部分的孔，其中每個(gè)接合井包括用于粘合劑的選擇性固化以禁止所述粘合劑從所述孔流出的目標(biāo)區(qū)域；以及集成到所述壁中的裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)將所述固化模態(tài)集中到每一個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述多個(gè)對象包括電池單元，其中所述固化模態(tài)包括紫外線(UV)輻射場，并且其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)將所述UV輻射場光學(xué)集中到每一個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域中。
3.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括彎曲表面，所述彎曲表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來折射所述UV輻射場。
4.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括外部表面，所述外部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場。
5.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括內(nèi)部表面，所述內(nèi)部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場。
6.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括相對于所述目標(biāo)區(qū)域衰減所述UV輻射場的粗糙外部表面。
7.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述固定裝增強(qiáng)結(jié)構(gòu)包括朝著所述目標(biāo)區(qū)域透射所述UV輻射場的經(jīng)拋光外部表面。
8.如權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組中的兩項(xiàng)或多項(xiàng):彎曲表面，所述彎曲表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來折射所述UV輻射場；外部表面，所述外部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場；內(nèi)部表面，所述內(nèi)部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場；相對于所述目標(biāo)區(qū)域衰減所述UV輻射場的粗糙外部表面；朝著所述目標(biāo)區(qū)域透射所述UV輻射場的經(jīng)拋光外部表面；以及其組合。
9.如權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述殼裝置是使用鑄模和模制工藝制造的模塑結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)由所述鑄模限定。
11.如權(quán)利要求8所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述殼裝置是使用鑄模和模制工藝制造的模塑結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求11所述的增強(qiáng)型多對象澆鑄裝置，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)由所述鑄模限定。
13.一種增強(qiáng)型接合方法，所述方法包括以下步驟: (a)將高潤濕性粘合劑分配進(jìn)組裝有多個(gè)元件的模塊裝置，其中所述模塊裝置提供多個(gè)接合井，每個(gè)接合井接收所述元件中的一個(gè)或多個(gè)的第一部分，所述模塊裝置包括與所述接合井中的一個(gè)或多個(gè)接合井連通的一個(gè)或多個(gè)孔，所述粘合劑在應(yīng)用固化模態(tài)時(shí)能被選擇性地固化； (b)將所述固化模態(tài)總體均勻地應(yīng)用到所述模塊裝置；以及 (C)使用集成到所述模塊裝置中的裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，將所述總體均勻地應(yīng)用的固化模態(tài)集中到與所述多個(gè)接合井對應(yīng)的多個(gè)目標(biāo)區(qū)域中。
14.如權(quán)利要求13所述的增強(qiáng)型接合方法，其中所述多個(gè)對象包括電池單元，其中所述固化模態(tài)包括紫外線(UV)幅射場，并且其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)將所述UV輻射場光學(xué)集中到每一個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域中。
15.如權(quán)利要求14所述的增強(qiáng)型接合方法，其中所述裝置增強(qiáng)選自由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組中的兩項(xiàng)或多項(xiàng):彎曲表面，所述彎曲表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來折射所述UV輻射場；外部表面，所述外部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場；內(nèi)部表面，所述內(nèi)部表面朝著每個(gè)所述目標(biāo)區(qū)域并且遠(yuǎn)離所述接合井的不在所述目標(biāo)區(qū)域中的部分來反射所述UV輻射場；相對于所述目標(biāo)區(qū)域衰減所述UV輻射場的粗糙外部表面；朝著所述目標(biāo)區(qū)域透射所述UV輻射場的經(jīng)拋光外部表面；以及其組合。
16.如權(quán)利要求13所述的增強(qiáng)的接合方法，其中所述殼裝置是使用鑄模和模制工藝制造的模塑結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的增強(qiáng)的接合方法，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)由所述鑄模限定。
18.如權(quán)利要求15所述的增強(qiáng)的接合方法，其中所述殼裝置是使用鑄模和模制工藝制造的模塑結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求18所述的增強(qiáng)的接合方法，其中所述裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)由所述鑄模限定。
20.一種用于暴露至設(shè)置圍繞對象的粘合劑的固化模態(tài)的增強(qiáng)型澆鑄裝置，包括: 支撐所述對象的裝置殼，所述裝置殼具有限定容納所述對象的第一部分的接合井的壁，所述接合井包括在所述壁中接近所述第一部分的孔，其中每個(gè)接合井包括用于所述粘合劑的選擇性固化以禁止所述粘合劑從所述孔流出的目標(biāo)區(qū)域；以及 裝置增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，集成到所述壁中并且將所述固化模態(tài)集中到所述目標(biāo)區(qū)域中。
【文檔編號】H01L23/31GK103560116SQ201310336455
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月12日
【發(fā)明者】B·D·哈特曼, M·里格爾, D·E·黑格曼, W·C·畢曉普, W·V·比徹 申請人:特斯拉電機(jī)公司