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公開番号2024167400
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-03
出願番号2024153259,2020165913
出願日2024-09-05,2020-09-30
発明の名称複合部材の製造方法、及び複合部材
出願人新東工業株式会社,新東エスプレシジョン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B29C 65/70 20060101AFI20241126BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】優れた接合強度及び気密性を有する複合部材の製造方法及び複合部材を提供する。
【解決手段】金属部材と樹脂部材とを接合した複合部材の製造方法は、金属部材の表面をレーザ加工するレーザ加工工程と、レーザ加工された金属部材の表面に樹脂部材を直接接合する接合工程と、を含む。レーザ加工工程は、表面粗さが20nm以上1000nm以下である内面を有し、深さが15μm以上60μm以下である複数の凹部を40%以上100%以下の密度で金属部材の表面に形成する。金属部材の材料は、銅、又は、アルミニウムである。レーザ加工工程は、ドロス、又は、酸化物からなる接合用テクスチャーをレーザ非照射部に形成する。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
金属部材と樹脂部材とを接合した複合部材の製造方法であって、
前記金属部材の表面をレーザ加工するレーザ加工工程と、
前記レーザ加工された前記金属部材の表面に前記樹脂部材を直接接合する接合工程と、
を含み、
前記レーザ加工工程は、表面粗さが２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である内面を有し、深さが１５μｍ以上６０μｍ以下である複数の凹部を４０％以上１００％以下の密度で前記金属部材の表面に形成し、
前記金属部材の材料は、銅、又は、アルミニウムであり、
前記レーザ加工工程は、ドロス、又は、酸化物からなる接合用テクスチャーをレーザ非照射部に形成する、複合部材の製造方法。
続きを表示（約 710 文字）【請求項２】
前記レーザ加工工程は、パルスレーザによりドット状の前記複数の凹部を形成する、請求項１に記載の複合部材の製造方法。
【請求項３】
前記複数の凹部は、平面視で円形状又は矩形状である、請求項２に記載の複合部材の製造方法。
【請求項４】
前記複数の凹部は、２０μｍ以上１５０μｍ以下の幅を有する、請求項２又は３に記載の複合部材の製造方法。
【請求項５】
前記レーザ加工工程は、パルスレーザにより連続した溝状の前記複数の凹部を形成する、請求項１に記載に記載の複合部材の製造方法。
【請求項６】
前記レーザ加工工程は、前記複数の凹部をレーザのスポット径の１倍以上２倍以下のピッチで配列させる、請求項１～５の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。
【請求項７】
前記レーザ加工工程は、前記複数の凹部を前記金属部材の表面より低い壁部を介して配列させる、請求項１～６の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。
【請求項８】
前記レーザ加工工程は、前記複数の凹部を前記金属部材の表面を頂部として有する壁部を介して配列させる、請求項１～６の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。
【請求項９】
前記レーザ加工工程は、内面の傾斜角が４０度以上８０度以下となるように、前記複数の凹部を形成する、請求項１～８の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂部材の材料は、熱可塑性樹脂である、請求項１～９の何れか一項に記載の複合部材の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、複合部材の製造方法、及び複合部材に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、複合部材の製造方法を開示する。この製造方法では、金属部材と樹脂部材とを接合した複合部材が製造される。金属部材の表面は、レーザ加工により粗面化される。樹脂部材は、粗面化された金属部材の表面に接合されるので、アンカー効果が生じると共に、接合部の流路抵抗が増す。このため、これらの製造方法で製造された複合部材は、優れた接合強度及び気密性を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－９４７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
金属は、ガラス、セラミックス又は樹脂と比べて強度が高いため、複合部材の母材として有力である。特許文献１に記載の製造方法は、金属部材を母材とする複合部材の接合強度及び気密性を更に向上させるという観点から、改善の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面によれば、金属部材と樹脂部材とを接合した複合部材の製造方法が提供される。製造方法は、金属部材の表面をレーザ加工するレーザ加工工程と、レーザ加工された金属部材の表面に樹脂部材を直接接合する接合工程と、を含む。レーザ加工工程は、表面粗さが２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である内面を有する複数の凹部を金属部材の表面に形成する。
【０００６】
この製造方法によれば、金属部材の表面がレーザ加工される。レーザ加工後の金属部材の表面には、アンカー効果及び接合部の流路抵抗に寄与する複数の凹部が形成される。複数の凹部は、表面粗さが２０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下である内面を有する。表面粗さが２０ｎｍ以上であることにより、金属部材の表面積が増える。これにより、アンカー効果が向上すると共に、接合部の流路抵抗が増す。表面粗さが１０００ｎｍ以下であることにより、樹脂部材の凹部への充填性が向上する。これにより、アンカー効果が向上すると共に、接合部の流路抵抗が増す。以上のことから、優れた接合強度及び気密性を有する複合部材の製造方法を提供することができる。
【０００７】
一実施形態においては、複数の凹部の深さは、１５μｍ以上６０μｍ以下であってもよい。この場合、凹部の深さが１５μｍ以上なので、金属部材の表面積が更に増えると共に、接合部の流路抵抗が更に増す。凹部の深さが６０μｍ以下なので、レーザ加工工程にかかる時間が短縮され、生産性が向上する。
【０００８】
一実施形態においては、レーザ加工工程は、パルスレーザによりドット状の複数の凹部を形成してもよい。この場合、金属部材の表面積が更に増える。
【０００９】
一実施形態においては、複数の凹部は、平面視で円形状又は矩形状であってもよい。円形状の凹部の場合、接合界面の面積が大きくなり、接合界面の流路の長さを長くすることができるので、流路抵抗を大きくすることができる。矩形状の凹部の場合、円形状の凹部の場合よりも接合界面の面積が更に大きくなる。その上、矩形状の凹部の場合、界面の流通路が直角に曲がっているので、円形状の凹部の場合よりも更に流路抵抗を大きくすることができる。
【００１０】
一実施形態においては、複数の凹部は、２０μｍ以上１５０μｍ以下の幅を有してもよい。剪断力を受ける凹部の数が多いほど、応力集中する箇所の荷重が分散される。しかし、凹部の幅が小さすぎると樹脂部材の良好な充填が阻害される。したがって、凹部の幅を２０μｍ以上１５０μｍ以下とすることにより、接合強度が向上する。
（【００１１】以降は省略されています）

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