本發(fā)明涉及在電子設(shè)備、家電設(shè)備、車輛用部件、車輛搭載用品等中使用的、金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體以及適于形成該復(fù)合體的金屬構(gòu)件。

背景技術(shù)：

在電子器件、汽車等各產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及材料的多樣化和高功能化發(fā)展過程中，特別是有效地將樹脂與金屬這樣不同種類的材料組合而成的構(gòu)件，從部件的輕質(zhì)化、提高設(shè)計(jì)自由度和削減成本等觀點(diǎn)考慮，其需求在不斷擴(kuò)大。

通常，針對將不同種類的材料組合而成的構(gòu)件而言，難以提高接合部的密合性，例如，針對用樹脂將基材模塑的半導(dǎo)體封裝結(jié)構(gòu)而言，存在以下問題，即，特別是在高溫時(shí)樹脂與金屬的粘著不充分，或者由于樹脂與引線框(金屬)之間的熱膨脹率之差、封裝件內(nèi)因水分產(chǎn)生的膨脹而導(dǎo)致樹脂開裂、芯片剝離等問題。

為了解決上述這樣的問題，專利文獻(xiàn)1～3中提出了如下技術(shù)：通過將金屬構(gòu)件的表面粗糙化，從而特別是在與不同種類的材料的接合部形成凹凸，提高接合部處的密合性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開平10-294024號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2010-167475號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2013-111881號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

但是，針對以往的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體的成型法而言，特別是高溫下的金屬與樹脂的密合強(qiáng)度不充分，水蒸汽團(tuán)簇等分子透過金屬與樹脂的接合界面，內(nèi)部的功能部件有可能劣化。

因此，本發(fā)明鑒于上述課題而完成，目的在于提供特別是在高溫使用環(huán)境下也實(shí)現(xiàn)金屬與樹脂之間優(yōu)異的密合性、且可發(fā)揮高的氣密性的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體和適于形成該復(fù)合體的金屬構(gòu)件。

用于解決課題的手段

本發(fā)明人深入研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體中，通過使金屬構(gòu)件在該表面的與樹脂模制件的接合部具有粗化部分，并且在包括上述粗化部分與上述樹脂模制件的接合界面的特定界面區(qū)域中，上述粗化部分與樹脂模制件之間的空隙為規(guī)定的平均體積比例和規(guī)定的最大尺寸，從而得到在高溫使用環(huán)境下也實(shí)現(xiàn)金屬與樹脂之間優(yōu)異的密合性、且可發(fā)揮高的氣密性的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，完成了本發(fā)明。

即，本發(fā)明的主要構(gòu)成如以下所述。

[1]金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其為包含金屬構(gòu)件和在上述金屬構(gòu)件的表面以接合狀態(tài)形成的樹脂模制件的復(fù)合體，其特征在于，上述金屬構(gòu)件在該表面的與上述樹脂模制件的接合部具有粗化部分，在包含上述粗化部分與上述樹脂模制件的接合界面的特定界面區(qū)域中，上述粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例為，在每1μm²與上述接合界面大致平行的平面中占0.05μm³以下，并且上述空隙的最大尺寸為1000nm以下。

[2]上述[1]所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述粗化部分的算術(shù)平均粗糙度為0.13μm～100μm。

[3]上述[2]所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述金屬構(gòu)件在該表面的一部分具有不含上述粗化部分的非粗化區(qū)域，上述粗化部分中的氧的存在比率大于上述非粗化區(qū)域的氧的存在比率。

[4]上述[3]所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述粗化部分的氧元素的存在比率為上述非粗化區(qū)域的氧的存在比率的1.3倍以上。

[5]上述[1]～[4]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述粗化部分具有點(diǎn)狀凹凸部的集合體。

[6]上述[5]所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述粗化部分包含從上述點(diǎn)狀凹凸部的外周起100μm以內(nèi)的區(qū)域。

[7]上述[5]或[6]所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述點(diǎn)狀凹凸部的深度為100nm以上且50μm以下。

[8]上述[5]～[7]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述點(diǎn)狀凹凸部的密度為20～2000個(gè)/mm²。

[9]上述[5]～[8]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述點(diǎn)狀凹凸部的直徑為200μm以下。

[10]上述[5]～[9]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述粗化部分具有將上述點(diǎn)狀凹凸部連續(xù)地配置而得到的粗化圖案。

[11]上述[5]～[10]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述金屬構(gòu)件在該表面的一部分具有包含上述粗化部分的粗化區(qū)域，上述粗化區(qū)域的寬度的最小值為200μm以上。

[12]上述[1]～[11]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述復(fù)合體在上述樹脂模制件中還具有功能部件，上述粗化部分以至少將上述功能部件的周圍包圍的方式形成。

[13]上述[1]～[12]中任一項(xiàng)所述的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體，其中，上述復(fù)合體在上述樹脂模制件中具有密閉空間，在上述密閉空間中具有未被樹脂模制件覆蓋的上述金屬構(gòu)件的表面。

[14]用于與樹脂模制件形成復(fù)合體的金屬構(gòu)件，是在表面的一部分具有用于與樹脂模制件接合的粗化部分的金屬構(gòu)件，其特征在于，以包含上述粗化部分的方式在上述金屬構(gòu)件的表面接合上述樹脂模制件的情況下，在包含上述粗化部分與上述樹脂模制件的接合界面的特定界面區(qū)域中，上述粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例為，在每1μm²與上述接合界面大致平行的平面中占0.05μm³以下，并且上述空隙的最大尺寸為1000nm以下。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，成功地提供特別是在高溫使用環(huán)境下也實(shí)現(xiàn)金屬與樹脂之間的優(yōu)異的密合性、且可發(fā)揮高氣密性的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體和適于形成該復(fù)合體的金屬構(gòu)件。

附圖說明

圖1為本發(fā)明涉及的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體的示意性立體圖。

圖2為表示圖1的復(fù)合體的i-i截面(x-y面)的示意圖。

圖3中，(a)為表示圖1的復(fù)合體的ii-ii截面(x-z面)的示意圖，(b)為將圖3(a)的用一點(diǎn)劃線的框區(qū)域包圍的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的接合部附近放大表示的示意圖。

圖4為只將構(gòu)成圖1的復(fù)合體的金屬構(gòu)件抽出、并將與樹脂模制件的接合部附近放大表示的、金屬構(gòu)件的示意性立體圖。

圖5中，(a)為說明特別是通過激光照射形成的粗化部分的示意圖，(b)為說明將多個(gè)圖5(a)的粗化部分集合所形成的粗化區(qū)域與非粗化區(qū)域的關(guān)系的示意圖。

圖6為以條紋狀圖案形成的粗化部分的放大圖。

具體實(shí)施方式

以下對根據(jù)本發(fā)明的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說明。

＜金屬構(gòu)件與樹脂模制件的復(fù)合體＞

根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體是包含金屬構(gòu)件與在上述金屬構(gòu)件的表面形成的樹脂模制件的復(fù)合體，上述金屬構(gòu)件在該表面的與上述樹脂模制件的接合部具有粗化部分。

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的復(fù)合體的一實(shí)施方式，圖1中，附圖標(biāo)記1為復(fù)合體，20為金屬構(gòu)件，30為樹脂模制件。另外，圖2為圖1中所示復(fù)合體的、包含金屬構(gòu)件20的表面的、i-i截面圖(x-y面)。圖2中，附圖標(biāo)記40為金屬構(gòu)件20的表面，并且是與樹脂模制件30的接合部。

本實(shí)施方式涉及的復(fù)合體1，如圖1和2中所示那樣，是將金屬構(gòu)件20的一部分埋入樹脂模制件30的內(nèi)部，另一部分在樹脂模制件30的外部露出的形態(tài)。此時(shí)，金屬構(gòu)件20在其表面具有與樹脂模制件30的接合部40。接合部40為金屬構(gòu)件20的表面的一部分，存在于被埋入樹脂模制件30內(nèi)部的部分20a與在外部露出的部分20b之間。即，在圖2中，是在金屬構(gòu)件20的表面中用虛線劃分的部分40。應(yīng)予說明，復(fù)合體1的形態(tài)并不限定于圖1和圖2中所示的形態(tài)，例如可以為將樹脂模制件30粘貼于金屬構(gòu)件20的單面的形態(tài)。

圖3中，(a)為圖1中所示的復(fù)合體1的ii-ii截面圖(x-z面)，將圖3(a)中用一點(diǎn)劃線的矩形框包圍的(b)放大表示而成為圖3中的(b)。圖3(b)中，附圖標(biāo)記21為粗化部分，41為粗化部分21與上述樹脂模制件30的接合界面，43為包含接合界面41的特定界面區(qū)域。

如圖3(b)中所示那樣，金屬構(gòu)件20在其表面的與樹脂模制件30的接合部40具有粗化部分21。另外，在金屬構(gòu)件20的粗化部分21與樹脂模制件30之間存在接合界面41。其中，將包含接合界面41的一定的區(qū)域設(shè)為特定界面區(qū)域43。特定界面區(qū)域43是包含接合界面41、且從接合界面41位置分別向樹脂模制件30和構(gòu)成粗化部分21的金屬構(gòu)件20的厚度方向(深度方向)形成15μm左右的厚度的區(qū)域(圖3(b)中用二點(diǎn)劃線表示的區(qū)域)。

在這樣的特定界面區(qū)域43中，粗化部分21與樹脂模制件30之間的空隙的平均體積比例為，在每1μm²與接合界面41大致平行的平面中占0.05μm³以下，并且上述空隙的最大尺寸為1000nm以下。通過滿足上述關(guān)系，本發(fā)明涉及的復(fù)合體在高溫使用環(huán)境下也能夠在樹脂模制件與金屬構(gòu)件之間發(fā)揮優(yōu)異的氣密性，并有效地防止內(nèi)部存在的功能部件的劣化。

其中，與接合界面大致平行的平面表示將特定界面區(qū)域內(nèi)的接合界面的凹凸接合界面視為平滑面、且相對于該平滑面平行的面。這樣的面相對于接合界面的延長線上的、沒有形成粗化部分的金屬構(gòu)件的表面實(shí)質(zhì)上是平行的。

另外，空隙的平均體積比例是用空隙的體積的總和除以與金屬構(gòu)件的粗化部分和樹脂模制件的接合界面大致平行的平面的面積，從而變?yōu)槊?μm²該平面中存在的空隙體積的值。另外，空隙的最大尺寸為特定界面區(qū)域中存在的各空隙的最長寬度中最大的值。應(yīng)予說明，針對各具體測定法，將在后述的實(shí)施例中說明。

另外，本發(fā)明的復(fù)合體優(yōu)選在樹脂模制件中具有密閉空間，在上述密閉空間中具有沒有被樹脂模制件覆蓋的金屬表面。通過具有這樣的密閉空間，能夠在其內(nèi)部容納功能部件。這樣的本發(fā)明的復(fù)合體優(yōu)選在樹脂模制件中還具有功能部件。

針對這樣的功能部件，其特征在于，其存在于由樹脂模制件和金屬構(gòu)件構(gòu)成的封閉空間中。就功能部件而言，部件的表面可以與樹脂模制件或金屬構(gòu)件密合，也可以只一部分與樹脂模制件或金屬構(gòu)件密合，也可以與樹脂模制件或金屬構(gòu)件都不密合。

作為功能部件的例子，可列舉出微處理器、微型控制器、存儲器、半導(dǎo)體傳感器等的集成電路。

以下針對上述復(fù)合體的構(gòu)成構(gòu)件詳細(xì)地說明。

(金屬構(gòu)件)

金屬構(gòu)件可以為板狀、線狀、箱狀、球狀、將它們進(jìn)行彎曲加工而成的形狀、將它們多個(gè)接合的形狀等任意的形狀。

作為金屬構(gòu)件的原材料，并無特別限制，能夠根據(jù)用途從公知的金屬中適當(dāng)?shù)剡x擇。例如可以列舉出選自銅、鋁、鐵、鈦、鋅、鎂、鉛和錫中的1種金屬或者包含2種以上的合金，作為鐵合金，例如可列舉出鐵鎳合金(42合金)、各種不銹鋼等。另外，就金屬構(gòu)件而言，可以對其局部(例如表面)進(jìn)行鍍敷。

特別地，金屬構(gòu)件優(yōu)選為銅、鋁。一般在使用激光的加工中，由于從可見光至近紅外光的波長的激光比較容易獲得，所以，廣泛地被使用。因此，從可見光至近紅外的波長的吸收率高的銅、鋁對于上述波長范圍的激光加工，加工性良好，在這方面特別優(yōu)選。

金屬構(gòu)件為大致板狀的情況下，厚度優(yōu)選為1μm～10mm，更優(yōu)選為30μm～2mm。大致板狀的金屬部件的厚度薄的情況下，在局部設(shè)置粗化部分的情況下容易發(fā)生形狀的歪斜。

本實(shí)施方式涉及的金屬構(gòu)件在與樹脂模制件的接合部具有粗化部分。通過這樣的構(gòu)成，與樹脂模制件的接合變得良好，并在與樹脂模制件形成復(fù)合體時(shí)實(shí)現(xiàn)高氣密性。應(yīng)予說明，粗化部分只要在金屬構(gòu)件表面的與樹脂模制件的接合部的至少一部分形成即可，可以為接合部的一部分，也可以為接合部的全部表面，還可以進(jìn)一步超過接合部而形成。另外，從樹脂模制件形成后的處理(毛刺的除去等)的容易性的觀點(diǎn)考慮，粗化部分優(yōu)選不在未被埋入樹脂模制件中的部分(圖1中在金屬構(gòu)件20的外部露出的部分20b)形成，從提高密合性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選在接合部內(nèi)的整面形成。

針對形成上述粗化部分的方法并無特別限定，可使用能夠在金屬構(gòu)件的表面的一部分形成凹凸的公知的粗化方法。作為公知的粗化方法，例如可列舉出激光照射、蝕刻處理、粗化鍍敷、噴砂處理、斷裂處理等。

需要說明的是，粗化部分表示進(jìn)行用于在金屬構(gòu)件的表面的一部分形成凹凸的處理、金屬構(gòu)件的表面形狀發(fā)生變化的部分。例如，粗化方法采用激光照射的情況下，粗化部分為受到了激光照射的影響的部分。特別是脈沖激光的情況下，通過多個(gè)激光照射，點(diǎn)狀凹凸部在金屬表面形成圖案，從而形成粗化部分。這種情況下，從利用1個(gè)激光照射的光斑所加工的部分(光斑照射部：點(diǎn)狀凹凸部)的外周起100μm以內(nèi)的區(qū)域?yàn)榇只糠?。另外，粗化方法采用蝕刻處理的情況下，粗化部分為進(jìn)行了蝕刻處理的部分。另外，例如對厚2mm以下的引線框等金屬構(gòu)件進(jìn)行斷裂處理的情況下，處于表面粗糙的狀態(tài)的斷裂面為粗化部分。應(yīng)予說明，采用任何方法進(jìn)行處理的情況下，粗化部分都不包含雜質(zhì)的附著。

這樣的粗化部分，其特征在于，其結(jié)構(gòu)通過在金屬構(gòu)件的表面形成凹凸，且樹脂進(jìn)入該凹凸，從而提高密合性。

進(jìn)而，金屬構(gòu)件優(yōu)選在其表面的一部分具有包含上述粗化部分的粗化區(qū)域。粗化區(qū)域是包含粗化部分的區(qū)域。需要說明的是，粗化部分為連續(xù)的一定區(qū)域的情況下，粗化區(qū)域與粗化部分為相同的區(qū)域。

另外，粗化部分為帶狀、點(diǎn)狀、大理石花紋狀等不連續(xù)的區(qū)域的情況下，粗化區(qū)域?yàn)榘鼑@些粗化部分的全體的區(qū)域。這種情況下，粗化區(qū)域由粗化部分和其以外的部分(非粗化部分：未被粗化處理的部分)組成。另外，粗化部分之間的最短距離(外周間的長度)相距1000μm以上的情況下，認(rèn)為各個(gè)粗化部分包含在不同的粗化區(qū)域中(參照圖5(b))。

另外，金屬構(gòu)件的表面優(yōu)選由包含上述粗化部分的粗化區(qū)域和不含上述粗化部分的非粗化區(qū)域組成。非粗化區(qū)域?yàn)榇只瘏^(qū)域以外的金屬構(gòu)件的表面。即，非粗化區(qū)域不包含進(jìn)行了粗化處理的粗化部分，只包含非粗化部分。

粗化部分的算術(shù)平均粗糙度(ra)優(yōu)選0.13μm～100μm，更優(yōu)選0.2μm～10μm。應(yīng)予說明，算術(shù)平均粗糙度可利用iso標(biāo)準(zhǔn)(iso25178)中記載的方法，由采用激光顯微鏡測定的表面形狀的數(shù)據(jù)算出。

金屬構(gòu)件的表面粗糙度對透過樹脂模制件與金屬構(gòu)件的接合界面的氣體的透過率影響大。即，在表面粗糙度大的情況下，由于樹脂模制件與金屬構(gòu)件的熱膨脹率的不同、內(nèi)部與外部的壓力差，而對樹脂與金屬的接合界面施加力，由此產(chǎn)生的局部剝離變大，使氣體分子容易透過。另一方面，在金屬構(gòu)件的表面粗糙度小的情況下，上述那樣的局部剝離變小，氣體分子或由氣體分子形成的團(tuán)簇變得難以透過，但如果表面粗糙度過小，有可能無法獲得充分的密合性。因此，從氣體分子或由氣體分子形成的團(tuán)簇的大小以及密合性的觀點(diǎn)考慮，金屬構(gòu)件的表面粗糙度用算術(shù)平均粗糙度(ra)計(jì)，優(yōu)選0.13μm～100μm，更優(yōu)選0.2μm～10μm。應(yīng)予說明，表面粗糙度和表示其物性的算術(shù)平均粗糙度可根據(jù)粗化方法、其條件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。

另外，粗化部分中的氧的存在比率優(yōu)選比非粗化區(qū)域中氧的存在比率要大。即，粗化部分中的氧的存在比率優(yōu)選大于非粗化部分中的氧的存在比率。因此，在粗化區(qū)域幾乎不含非粗化部分、且實(shí)質(zhì)上與粗化部分相同的區(qū)域的情況下，粗化區(qū)域中氧的存在比率與粗化部分中氧的存在比率實(shí)質(zhì)上相同，另外，粗化區(qū)域越是大量包含非粗化部分，則粗化區(qū)域中氧的存在比率越是小于粗化部分中氧的存在比率。但是，粗化區(qū)域由于為包含粗化部分的區(qū)域，因此其氧的存在比率實(shí)質(zhì)上大于非粗化區(qū)域的氧的存在比率。應(yīng)予說明，針對具體的測定法，將在后述的實(shí)施例中說明。

粗化部分中氧的存在比率對樹脂模制件與金屬構(gòu)件的密合性影響大。即，推測在粗化部分中氧的存在比率與非粗化區(qū)域的氧的存在比率相比同等或者相對小的情況下，成型時(shí)熔融的樹脂的潤濕性低，容易在金屬與樹脂的界面產(chǎn)生空隙。另一方面，推測在粗化部分中的氧的存在比率比非粗化區(qū)域的氧的存在比率大的情況下，由于成型時(shí)熔融的樹脂被金屬表面的氧所氧化時(shí)產(chǎn)生的能量，樹脂可能進(jìn)入到粗化結(jié)構(gòu)的微細(xì)部分，金屬與樹脂的界面的空隙變得難以產(chǎn)生。因此，從提高樹脂模制件與金屬構(gòu)件之間的密合性的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選粗化部分中氧的存在比率大于非粗化區(qū)域的氧的存在比率，更優(yōu)選地，粗化部分中氧的存在比率為非粗化區(qū)域的氧的存在比率的1.3倍以上。

需要說明的是，針對粗化部分中的氧的存在比率，能夠根據(jù)粗化部分的形成條件(粗化方法、其條件、粗化部分的形成密度等)適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)。

另外，粗化部分優(yōu)選具有點(diǎn)狀凹凸部的集合體。應(yīng)予說明，這種情況下，從點(diǎn)狀凹凸部的外周在100μm以內(nèi)的區(qū)域?yàn)榇只糠?。對這樣的點(diǎn)狀凹凸部的形成方法并無特別限定，例如能夠通過激光照射等形成。

從獲得充分的密合強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮，點(diǎn)狀凹凸部的深度優(yōu)選為100nm以上，更優(yōu)選為500nm以上。另外，從抑制金屬部件的變形的觀點(diǎn)和抑制氧化引起的金屬劣化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選50μm以下，更優(yōu)選20μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選10μm以下。

從抑制金屬構(gòu)件變形的觀點(diǎn)和抑制氧化引起的劣化的觀點(diǎn)考慮，點(diǎn)狀凹凸部的密度優(yōu)選為20～2000個(gè)/mm²，更優(yōu)選為50～1000個(gè)/mm²。

從形成微細(xì)形狀的凹凸的觀點(diǎn)考慮，點(diǎn)狀凹凸部的直徑優(yōu)選為200μm以下，更優(yōu)選為100μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為50μm以下。

另外，就1個(gè)點(diǎn)狀凹凸部而言，將從其外周在100μm以內(nèi)的區(qū)域設(shè)為粗化部分。因此，在粗化部分具有點(diǎn)狀凹凸部的集合體的情況下，優(yōu)選由一個(gè)點(diǎn)狀凹凸部所形成的粗化部分與由其他的點(diǎn)狀凹凸部所形成的另外的粗化部分相互重合，進(jìn)而，更優(yōu)選這樣的粗化部分多個(gè)相互連續(xù)地重合。通過使粗化部分連續(xù)，能夠更為可靠地確保氣密性。這樣的粗化部分優(yōu)選具有由單個(gè)點(diǎn)狀凹凸部所形成的多個(gè)粗化部分相互連續(xù)地重合的粗化圖案。具體地，粗化部分更優(yōu)選具有將點(diǎn)狀凹凸部連續(xù)地配置而得到的粗化圖案。

另外，對上述這樣的粗化圖案的形狀并無特別限定，例如可列舉出帶狀、條紋狀的圖案。另外，這樣的粗化圖案優(yōu)選按照與樹脂模制件的接合部的形狀形成，可以大致平行于與金屬構(gòu)件上形成的樹脂模制件在平面上的交界線而形成。另外，在樹脂模制件的內(nèi)側(cè)空間中配置功能部件的情況下，這樣的粗化圖案優(yōu)選以至少將該功能部件的周圍包圍的方式形成。

粗化部分由上述這樣的粗化圖案構(gòu)成的情況下，粗化區(qū)域的寬度的最小值優(yōu)選為200μm以上，更優(yōu)選為500μm以上。粗化區(qū)域的寬度的最小值越大，則越能夠抑制透過樹脂與金屬的接合界面的水蒸汽分子等的量。需要說明的是，粗化區(qū)域的寬度的最小值為金屬構(gòu)件表面上的、用最短距離橫切與樹脂模制件的接合部的線l(金屬構(gòu)件表面上連接樹脂模制件內(nèi)的點(diǎn)a與在樹脂模制件外露出的點(diǎn)b的線，參照圖4)上粗化區(qū)域的長度。進(jìn)而，上述線l上的、粗化部分連續(xù)的部分的長度優(yōu)選為200μm以上，優(yōu)選為500μm以上。

將金屬構(gòu)件的一部分進(jìn)行了鍍敷的情況下，粗化部分可存在于進(jìn)行了鍍敷的部分，也可存在于基底露出部分，或者跨越鍍敷部分和基底露出部分而存在。

如上述那樣，對粗化部分的形成方法并無限定，但針對上述那樣的局部粗化而言，優(yōu)選使用激光的粗化方法。以下參照圖4～6將使用激光的粗化方法作為一例進(jìn)行說明。

作為激光，能夠使用cw(連續(xù)波)激光、脈沖激光。例如，在使用脈沖激光的情況下，通過采用多個(gè)激光照射的處理部(激光的光斑照射部)在金屬表面形成圖案，從而能夠容易地形成點(diǎn)狀凹凸部的集合體。進(jìn)而，通過將這樣的集合體組合，從而能夠形成以條紋狀反復(fù)的圖案。

圖4為從圖1的復(fù)合體1中只將金屬構(gòu)件20抽出、并放大表示與樹脂模制件30的接合部40的示意圖。圖4中，附圖標(biāo)記22為非粗化部分，23為粗化區(qū)域，25為非粗化區(qū)域，27為激光的光斑照射部。另外，圖5(a)是特別表示光斑照射部27與粗化部分21的關(guān)系的示意圖，圖5(b)是特別表示粗化部分21、非粗化部分22、粗化區(qū)域23和非粗化區(qū)域25的關(guān)系的示意圖。另外，圖6是用以條紋狀重復(fù)的粗化圖案形成粗化部分的情形的示意圖。

在圖4所示的金屬構(gòu)件中，示出了通過使用脈沖激光的激光照射在與樹脂模制件30的接合部40形成點(diǎn)狀凹凸部的集合體的情形。其中，粗化部分21如圖5(a)所示那樣，是從用1個(gè)激光照射的光斑所加工的部分(光斑照射部：點(diǎn)狀凹凸部)的外周起100μm以內(nèi)的區(qū)域。另外，這樣的粗化部分可以與其他的粗化部分重合而成為連續(xù)的粗化部分，也可以是2個(gè)以上的粗化部分沒有相互重合而留有間隔地形成。

進(jìn)而，如圖5(b)中所示那樣，就粗化區(qū)域23而言，例如在包含2個(gè)以上的粗化部分21的情況下，是用與接合部40內(nèi)所含的粗化部分21中最外側(cè)的粗化部分21的外周內(nèi)接且面積為最小的多邊形隔開的區(qū)域。另外，粗化區(qū)域23內(nèi)的粗化部分21之間優(yōu)選相互地從各自的外周在500μm的范圍內(nèi)鄰接。另外，最接近的粗化部分21之間，在其外周彼此相距1000μm以上的情況下，認(rèn)為其間的區(qū)域不是粗化區(qū)域23(為非粗化區(qū)域25)。

脈沖激光的情況下，從實(shí)現(xiàn)上述那樣的加工形狀的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選能夠使用脈沖寬度為0.1皮秒至1毫秒左右的脈沖激光。針對每1個(gè)脈沖的能量，能夠優(yōu)選使用10μj至1000μj的脈沖能量。

從提高能量密度并且形成微細(xì)形狀的凹凸的觀點(diǎn)考慮，光斑直徑優(yōu)選200μm以下，更優(yōu)選100μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選50μm以下。另外，從激光聚光的觀點(diǎn)考慮，光斑直徑優(yōu)選20μm以上。

光斑的照射密度優(yōu)選20個(gè)/mm²以上，更優(yōu)選50個(gè)/mm²以上，進(jìn)一步優(yōu)選100個(gè)/mm²以上。另外，從抑制金屬構(gòu)件變形的觀點(diǎn)、抑制飛散物的產(chǎn)生的觀點(diǎn)和抑制氧化引起的劣化的觀點(diǎn)考慮，光斑的照射密度優(yōu)選2000個(gè)/mm²以下，更優(yōu)選1000個(gè)/mm²以下，進(jìn)一步優(yōu)選500個(gè)/mm²以下。

光斑的能量密度優(yōu)選1～50j/cm²。其中，能量密度是用脈沖能量除以光斑照射部的面積所得的值。如果能量密度比1j/cm²小，則不能進(jìn)行充分的加工。另外，如果能量密度比50j/cm²大，則發(fā)生由于激光照射而熔融或斷裂的金屬向周邊飛散、附著的現(xiàn)象。由于該附著物例如在引線接合時(shí)使接合力降低，因此產(chǎn)生附著物是不可取的。

就波長而言，能夠優(yōu)選使用300nm～20000nm。例如銅、鋁的情況下，優(yōu)選使用吸收高的波長即300nm～600nm左右的波長的激光。

需要說明的是，針對粗化部分的算術(shù)平均粗糙度、氧濃度，能夠根據(jù)粗化處理的方法適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)節(jié)，例如可通過調(diào)節(jié)激光照射時(shí)的激光的輸出功率、光斑直徑、光斑間隔(圖4的p、q)這樣的光斑分布等而適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)。

(樹脂模制件)

本實(shí)施方式涉及的樹脂模制件為至少在金屬構(gòu)件的表面的一部分所形成的、由樹脂材料構(gòu)成的構(gòu)件。

樹脂材料只要是可在比金屬材料的熔點(diǎn)低的溫度下接合的材料，則并無特別限定，例如可以列舉出熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、彈性體或塑料合金。進(jìn)而，也可以是如光固化型樹脂這樣的用熱以外的能量進(jìn)行固化的材料、通過將多個(gè)成分混合而使其化學(xué)固化等用熱以外進(jìn)行固化的材料。

更詳細(xì)地說，作為熱塑性樹脂(通用樹脂)，例如可以列舉出聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈/苯乙烯樹脂(as)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯樹脂(abs)、甲基丙烯酸系樹脂(pmma)、氯乙烯(pvc)等。

另外，作為熱塑性樹脂(通用工程樹脂)，例如可以列舉出聚酰胺(pa)、聚縮醛(pom)、超高分子量聚乙烯(uhpe)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、gf增強(qiáng)聚對苯二甲酸乙二醇酯(gf-pet)、聚甲基戊烯(tpx)、聚碳酸酯(pc)、改性聚苯醚(ppe)等。

另外，作為熱塑性樹脂(超級工程樹脂)，例如可以列舉出聚苯硫醚(pps)、聚醚醚酮(peek)、液晶聚合物(lcp)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚醚酰亞胺(pei)、聚芳酯(par)、聚砜(psf)、聚醚砜(pes)、聚酰胺酰亞胺(pai)等。

另外，作為熱固化性樹脂，例如可以列舉出酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺樹脂、不飽和聚酯、醇酸樹脂、環(huán)氧樹脂、鄰苯二甲酸二烯丙酯等。

另外，作為彈性體，可以列舉出熱塑性彈性體、橡膠，例如苯乙烯-丁二烯系、聚烯烴系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、1,2-聚丁二烯、聚氯乙烯系、離聚物等。

進(jìn)而，也可以列舉出在熱塑性樹脂中添加了玻璃纖維的產(chǎn)物、聚合物合金等。需要說明的是，在不使氣密性變差的范圍內(nèi)，可以含有以往公知的各種無機(jī)/有機(jī)填充劑、阻燃劑、紫外線吸收劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、著色劑、炭黑、脫模劑、增塑劑等添加劑。

在這些熱塑性樹脂、熱固化性樹脂、熱塑性彈性體中能夠配合公知的纖維狀填充材料。作為公知的纖維狀填充材料，可以列舉出碳纖維、無機(jī)纖維、金屬纖維、有機(jī)纖維等。

更詳細(xì)地說，碳纖維為公知的填充材料，能夠使用pan系、瀝青系、人造絲系、木質(zhì)素系等的碳纖維。

作為無機(jī)纖維，可以列舉出玻璃纖維、玄武巖纖維、二氧化硅纖維、二氧化硅-氧化鋁纖維、氧化鋯纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維等。

作為金屬纖維，可以列舉出由不銹鋼、鋁、銅等制成的纖維。

作為有機(jī)纖維，能夠使用聚酰胺纖維(全芳香族聚酰胺纖維或二胺和二羧酸為芳香族化合物的半芳香族聚酰胺纖維、脂肪族聚酰胺纖維)、聚乙烯醇纖維、丙烯酸纖維、聚烯烴纖維、聚甲醛纖維、聚四氟乙烯纖維、聚酯纖維(包含全芳香族聚酯纖維)、聚苯硫醚纖維、聚酰亞胺纖維、液晶聚酯纖維等合成纖維、天然纖維(纖維素系纖維等)、再生纖維素(人造絲)纖維等。

另外，將樹脂模制件接合于該金屬材料時(shí)，優(yōu)選采用公知的注射成型進(jìn)行接合。需要說明的是，作為注射成型，嵌出成型、嵌入成型都可以。另外，也包含熱熔合、清漆涂布和封裝等方法。

以上對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實(shí)施方式，包含本發(fā)明的構(gòu)思和專利權(quán)利要求中所包含的所有方案，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種改變。

另外，本發(fā)明的復(fù)合體由于樹脂模制件與金屬構(gòu)件的密合性優(yōu)異，因此能夠適合在必須將內(nèi)部保持在氣密狀態(tài)的用途、要求金屬構(gòu)件與樹脂模制件的密合性的用途中使用。例如，本發(fā)明的復(fù)合體適合作為在內(nèi)部具有容易受到濕度、水分的不利影響的電氣/電子部件等的復(fù)合成型體。特別適合用作需要以高水平防水的領(lǐng)域，例如設(shè)想在河流、游泳池、滑雪場、浴室等中使用的、水分、濕氣的侵入導(dǎo)致故障的電氣或電子設(shè)備用的部件。例如可用作在內(nèi)部具有樹脂制的凸起部或保持構(gòu)件等的電氣/電子設(shè)備用殼體。其中，作為電氣/電子設(shè)備用殼體，除了移動(dòng)電話以外，可以列舉出照相、錄像一體型照相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等攜帶用影像電子設(shè)備的殼體、筆記本型個(gè)人電腦、袖珍式計(jì)算機(jī)、臺式電子計(jì)算器、電子記事本、pdc、phs等攜帶用信息或通信終端的殼體、md、盒式立體聲耳機(jī)、收音機(jī)等攜帶用聲音電子設(shè)備的殼體、液晶tv·監(jiān)視器、電話、傳真機(jī)、手動(dòng)掃描儀等家庭用電化設(shè)備的殼體等。另外，由于高溫使用環(huán)境下的密合性優(yōu)異，因此能夠適合應(yīng)用于在高溫環(huán)境下使用的部件等。例如可列舉出汽車部件。

實(shí)施例

接下來，為了使本發(fā)明的效果更為明確，針對實(shí)施例和比較例進(jìn)行詳細(xì)地說明，但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。

(實(shí)施例1～7和比較例1～5)

準(zhǔn)備20mm×70mm×2mm的銅板，使用激光在銅板的表面形成粗化部分。需要說明的是，激光照射的條件如下述所示。

激光器使用了md-v9600a(keyencecorporation制造)。使光斑直徑和光斑間隔p為表1中所示的條件，使光斑間隔q為200μm，使光斑列的列數(shù)為3列(圖4中所示的圖案)，使粗化區(qū)域的寬度為630μm。

需要說明的是，光斑間隔(p、q)按照圖4所示進(jìn)行定義。即，光斑間隔(p、q)為連接相互鄰接的光斑照射部的中心的直線距離。

需要說明的是，粗化部分的形成位置如圖4中所示那樣，使其位于成為與樹脂模制件的接合部的位置的內(nèi)側(cè)。

針對形成粗化部分的上述銅板，使用聚酰胺樹脂(東麗株式會社制造、cm3001g-30)進(jìn)行嵌入成型，使其成為樹脂壁厚1.5mm的30mm×50mm×20mm的箱體，得到了圖1中所示那樣的復(fù)合體。需要說明的是，在形成于銅板表面的粗化部分進(jìn)行上述銅板與樹脂的接合。

＜評價(jià)＞

針對上述實(shí)施例和比較例涉及的復(fù)合體，進(jìn)行下述所示的測定和評價(jià)。各評價(jià)條件如下述所示。將結(jié)果示于表1中。

[空隙的觀察]

(1)首先，利用聚焦離子束(fib)將上述實(shí)施例和比較例涉及的復(fù)合體的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的接合部附近切斷，并切出圖3中所示那樣的、垂直于樹脂模制件與金屬構(gòu)件的接合界面的截面。接下來，用掃描型電子顯微鏡(sem)觀察切出的截面中包含粗化部分與樹脂模制件的接合界面的30μm×30μm的區(qū)域。需要說明的是，此處，將觀察區(qū)域的與接合界面平行的邊的長度設(shè)為30μm，但該邊的長度可以在與觀察的粗化部分的接合界面平行方向的長度的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

(2)接著，采用fib，相對于上述觀察區(qū)域在垂直方向(相對于上述截面，為進(jìn)深方向)切削100nm，切出新的截面，與上述(1)同樣地對包含粗化部分與樹脂模制件的接合界面的30μm×30μm的區(qū)域進(jìn)行sem觀察。

(3)然后，將上述(2)的操作進(jìn)一步反復(fù)進(jìn)行28次。

(4)接下來，使用上述(1)～(3)的通過sem觀察所拍攝的、包含粗化部分與樹脂模制件的接合界面的30μm×30μm的區(qū)域的sem圖像(30張)，構(gòu)建粗化部分與樹脂模制件的接合界面附近的三維立體圖(高30μm×寬30μm×進(jìn)深3μm)。

(5)進(jìn)而，針對金屬構(gòu)件的粗化部分與樹脂模制件的接合界面處的任意10個(gè)部位，進(jìn)行上述(1)～(4)，制作了合計(jì)10點(diǎn)的三維立體圖。

(6)由得到的各立體圖，測量各立體圖內(nèi)所含的各空隙的尺寸(距離最長的部分)，對各立體圖內(nèi)的最大空隙尺寸進(jìn)行評價(jià)。進(jìn)而，用任意10個(gè)部位的立體圖對該最大空隙尺寸進(jìn)一步評價(jià)，將最大值作為最大尺寸。將結(jié)果示于表1中。

(7)另外，用各立體圖內(nèi)所含的空隙的體積之和除以測定區(qū)域的立體的與接合界面大致平行的平面的面積(在此，為30μm×3μm＝90μm²)，計(jì)算出每1μm²與接合界面大致平行的平面中存在的空隙體積。在粗化部分不同的場所進(jìn)行同樣測定，并測定10處，計(jì)算出平均值。將結(jié)果示于表1中。

[算術(shù)平均粗糙度]

針對在金屬構(gòu)件的表面形成的粗化部分，使用激光顯微鏡(keyencecorporation制vk-x250)，測量按照iso標(biāo)準(zhǔn)(iso25178)的算術(shù)平均粗糙度(ra)。就激光顯微鏡測定的條件而言，設(shè)倍率1000倍、截止(cut-off)值80μm，對500μm×350μm的長方形區(qū)域進(jìn)行測定。就算術(shù)平均粗糙度而言，針對任意10處的粗化部分同樣地測定，將其平均值(n＝10)作為本試驗(yàn)中的粗化部分的算術(shù)平均粗糙度。需要說明的是，針對比較例1涉及的金屬構(gòu)件，由于沒有形成粗化部分，因此針對與接合部對應(yīng)的金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行了該測定。另外，確認(rèn)了在形成樹脂模制件之前的金屬構(gòu)件的粗化部分的算術(shù)平均粗糙度與對樹脂模制件形成后的特定界面區(qū)域進(jìn)行截面觀察時(shí)的粗化部分的算術(shù)平均粗糙度之間存在相關(guān)性。

[氧的存在比率]

采用電子束顯微分析儀(epma)，對從金屬表面到10μm的區(qū)域的氧元素存在量進(jìn)行評價(jià)。裝置使用了jxa8800rl(日本電子株式會社制造)。

(1)首先，作為測定對象，在上述實(shí)施例和比較例涉及的復(fù)合體的金屬構(gòu)件與樹脂模制件的接合部附近，選擇相當(dāng)于算術(shù)平均粗糙度在0.10μm～100μm的范圍的區(qū)域的部位，采用fib切斷，切出了圖3中所示的、與樹脂模制件和金屬構(gòu)件的接合界面垂直的截面。

(2)接下來，針對切出的截面中的粗化部分，以包含從金屬表面向金屬構(gòu)件的深度方向直至10μm的部分的方式，在100μm見方的區(qū)域以加速電壓15kv測定o-kα線的強(qiáng)度。從得到的測定數(shù)據(jù)計(jì)算出從金屬表面沿金屬構(gòu)件的深度方向直至10μm的區(qū)域中的、o-kα線的強(qiáng)度的平均值。

(3)進(jìn)而，針對包含粗化部分的任意10處，進(jìn)行上述(2)，在10處分別計(jì)算出o-kα線的強(qiáng)度平均值。進(jìn)而，針對該平均值，用任意10處的值進(jìn)一步平均，計(jì)算出粗化部分中的o-kα線的平均強(qiáng)度(n＝10)。

(4)接著，針對切出的截面中不含粗化部分的部分(非粗化區(qū)域)的任意10處，進(jìn)行與上述(2)和(3)同樣的測定，計(jì)算出不含粗化部分的非粗化區(qū)域中的o-kα線的平均強(qiáng)度(n＝10)。

(5)由上述(1)～(4)中得到的粗化部分和非粗化區(qū)域中的各o-kα線的平均強(qiáng)度，計(jì)算出粗化部分對于非粗化區(qū)域的強(qiáng)度的比率(粗化部分/非粗化區(qū)域)。將結(jié)果示于表1中。

[氣密試驗(yàn)(壓力損失)]

首先，在上述實(shí)施例和比較例涉及的復(fù)合體中開孔，通入管子，使用壓縮空氣以100kpa對復(fù)合體的內(nèi)部加壓，測定了1分鐘后的壓力損失。應(yīng)予說明，測定在常溫和高溫(60℃)的2種環(huán)境下進(jìn)行。

壓力的測定使用了微差壓計(jì)(cosmoinstrumentsco.,ltd.制造、dpgaugemodeldp-330ba)。另外，以各樣品n＝3實(shí)施，將測定值平均，作為各自的壓力損失值(pa)。

本實(shí)施例中，常溫時(shí)，將750pa以下設(shè)為良好，將500pa以下設(shè)為特別良好。另外，高溫(60℃)時(shí)，將1500pa以下設(shè)為良好，將1000pa以下設(shè)為特別良好。

【表1】

※：表中，下劃線黑體字表示為本發(fā)明合適范圍之外，表示評價(jià)結(jié)果未達(dá)到本實(shí)施例的合格水平。

如表1中所示那樣，確認(rèn)了特別是粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例和最大尺寸都在規(guī)定的范圍內(nèi)的實(shí)施例1～7的復(fù)合體的壓力損失值小，氣密性優(yōu)異。

另一方面，確認(rèn)了針對沒有形成粗化部分的比較例1以及粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例和最大尺寸的至少一者不在規(guī)定的范圍內(nèi)的比較例2～5的復(fù)合體，特別是高溫下的壓力損失值大，與本發(fā)明的復(fù)合體相比氣密性差。

(實(shí)施例8～13)

實(shí)施例8～13除了如表2所示那樣改變了金屬構(gòu)件的材料、樹脂的種類、光斑間隔(p、q)、光斑列的列數(shù)、粗化區(qū)域的寬度以外，與實(shí)施例1同樣地制作復(fù)合體，進(jìn)行了評價(jià)。將條件和評價(jià)結(jié)果示于表2和3中。需要說明的是，表2和3中，實(shí)施例1與表1中所示的內(nèi)容相同。

另外，表2中，銅表示上述銅板，鋁表示20mm×70mm×2mm的鋁板，pa表示上述聚酰胺樹脂，pbt表示聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂(東麗株式會社制造，1101g-x54)。

【表2】

【表3】

如表2和3中所示那樣，確認(rèn)了即使改變金屬構(gòu)件的材料、構(gòu)成樹脂模制件的樹脂材料、激光照射時(shí)的光斑間隔p、光斑列數(shù)和粗化區(qū)域的寬度，特別是在粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例和最大尺寸都在規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下，壓力損失值小，氣密性優(yōu)異。

(實(shí)施例14～19)

實(shí)施例14～19中，激光器使用jenlasfiberns20-advanced(jenoptikjapancorp.制造)，使脈沖能量為500μj，并如表4所示那樣改變光斑間隔(p、q)除此以外，與實(shí)施例1同樣地制作復(fù)合體，進(jìn)行評價(jià)。將條件和評價(jià)結(jié)果示于表4和5中。

需要說明的是，在實(shí)施例14～19中，針對形成了各粗化部分的銅板，確認(rèn)光斑深度、光斑密度、有無歪斜和飛散物。光斑深度(凹凸的深度)采用激光顯微鏡(keyencecorporation制vk-x250)測定。另外，光斑密度是計(jì)算每單位面積(mm²)的光斑的個(gè)數(shù)。歪斜的有無是通過對粗化部分的周圍進(jìn)行目視觀察來確認(rèn)，飛散物是采用光學(xué)顯微鏡特別是對激光光斑的周圍進(jìn)行觀察。

【表4】

【表5】

如表4和5中所示那樣，確認(rèn)了即使改變激光照射的裝置、光斑間隔(p、q)、光斑深度和光斑密度，特別是在粗化部分與樹脂模制件之間的空隙的平均體積比例和最大尺寸在規(guī)定的范圍內(nèi)的情況下壓力損失值也小，氣密性也優(yōu)異。

另外，確認(rèn)了通過設(shè)為表4中所示的條件，從而得到歪斜小、飛散物少的金屬構(gòu)件。應(yīng)予說明，針對歪斜，如果選擇厚度大的金屬構(gòu)件則沒有問題。

附圖標(biāo)記的說明

1復(fù)合體；20金屬構(gòu)件；21粗化部分；22非粗化部分；23粗化區(qū)域；25非粗化區(qū)域；27光斑照射部；30樹脂模制件；40接合部；41接合界面；43特定界面區(qū)域。