CN110383597A - 连接结构体 - Google Patents

Abstract

提供一种能够提高粘结剂层(2)与连接器(3)之间的粘结力且长期使用时的防水可靠性高的连接结构体(1)。连接结构体(1)具有粘结剂层(2)和连接器(3)，该连接器(3)具有与粘结剂层(2)的层面相接的粘结面(30)。粘结面(30)具有表面凹凸部(31)，该表面凹凸部(31)具备凹部(311)和凸部(312)。粘结剂层(2)的一部分进入凹部(311)内。连接结构体(1)可以设为具有在凹部(311)内横穿的纤维状物质(5)的结构。连接器(3)可以由工程塑料构成。

Description

连接结构体

技术领域

本发明涉及连接结构体。

背景技术

以往，在各种领域中，使用具有粘结剂层和连接器的连接结构体。

例如，在汽车等车辆的领域中，为了向控制箱中的电子控制电路供给电力或信号而经由连接器在控制箱上连接电线(参照专利文献1)。连接器多是与控制箱分体的情况。因此，当将控制箱与连接器连接时，产生间隙。当间隙存在时，水从该处进入控制箱内，成为故障的原因。为了将其防止，进行利用粘结剂将控制箱与连接器之间的间隙填埋并使其凝固的情况。此时，形成具有粘结剂层和连接器的连接结构体。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-186039号公报

发明内容

发明要解决的课题

使用粘结剂层的方法与使用为了确保防水性而需要始终持续施加压力的橡胶填料的方法相比，不限结构，相应地适用范围广。然而，连接器从对于耐热性等的应对出发，由工程塑料等的粘结剂难以粘结的材料制造的情况增多。因此，在使用粘结剂层的方法中，无法确保高粘结性，其结果是，成为难以确保充分的防水性的状况。

另外，为了提高粘结剂层的粘结性，也可考虑官能团的导入或提高反应性的添加剂的添加等。然而，根据这样的处理方法，存在粘结剂层的耐热性、耐湿性、耐药品性等下降且长期使用时的防水可靠性下降的可能性。

本发明鉴于上述背景而作出，要提供一种能够提高粘结剂层与连接器之间的粘结力且长期使用时的防水可靠性高的连接结构体。

用于解决课题的方案

本发明的一方案涉及连接结构体，具有粘结剂层和连接器，该连接器具有与上述粘结剂层的层面相接的粘结面，其中，

上述粘结面具有表面凹凸部，该表面凹凸部具备凹部和凸部，

上述粘结剂层的一部分进入上述凹部内。

发明效果

上述连接结构体使粘结剂层的一部分进入具有表面凹凸部的连接器的粘结面的凹部内。因此，连接器与粘结剂层的粘结面积相比没有表面凹凸部时增大。而且，不仅是连接器与粘结剂层之间的化学粘结，在连接器与粘结剂层之间也产生机械性的锚固效果。因而，根据上述连接结构体，能够提高连接器与粘结剂层之间的粘结力。而且，根据上述连接结构体，能够抑制向粘结剂层中的官能团的导入或提高反应性的添加剂的添加。因此，根据上述连接结构体，粘结剂层的耐热性、耐湿性、耐药品性等难以下降，能够提高长期使用时的防水可靠性。例如，在粘结剂层由硅酮系粘结剂形成的情况下，通常的话，为了提高粘结性而官能团的导入或硅烷偶联剂的添加的情况多。根据上述连接结构体，即使在由抑制了官能团的导入或硅烷偶联剂的添加等的硅酮系粘结剂形成了粘结剂层的情况下，也能够提高长期使用时的防水可靠性。

附图说明

图1是示意性地表示实施例1的连接结构体的一部分的说明图。

图2是将实施例1的连接结构体的表面凹凸部的截面放大表示的说明图。

图3是将实施例2的连接结构体的表面凹凸部的截面放大表示的说明图。

图4是将实施例3的连接结构体的表面凹凸部的截面放大表示的说明图。

图5是将实施例4的连接结构体的表面凹凸部的截面放大表示的说明图。

图6是示意性地表示实施例5的连接结构体的一部分的说明图。

图7(a)是实验例的槽部的深度为50μm、槽部间的间距为100μm的塑料板材的表面凹凸部的光学图像，(b)是实验例的槽部的深度为50μm、槽部间的间距为200μm的塑料板材的表面凹凸部的光学图像。

图8是表示实验例的槽部间的间距与粘结强度的关系的坐标图。

图9是表示实验例的槽部的深度与粘结强度的关系的坐标图。

具体实施方式

在上述连接结构体中，粘结剂层的一方的层面与连接器的粘结面相接。需要说明的是，在上述连接结构体的使用时，粘结剂层的另一方的层面与经由粘结剂层而应与连接器粘结的对方构件相接。因此，粘结剂层的另一方的层面的表面形状利用对方构件的表面形状来决定。

在上述连接结构体中，具体而言，粘结剂层可以设为将连接器与金属构件之间粘结的层。更具体而言，金属构件可以例示将搭载于汽车等车辆等上的电子控制电路收容于内部的金属制的控制箱等。根据现有技术，金属制的控制箱与粘结剂层之间的粘结力容易大于连接器与粘结剂层之间的粘结力。因此，如果将粘结剂层破坏而将连接器去除，则粘结剂层残留于控制箱侧，控制箱的再利用变得困难。相对于此，根据上述结构，能够使连接器与粘结剂层之间的粘结力大于金属制的控制箱与粘结剂层之间的粘结力。因此，在将粘结剂层破坏而将连接器去除时，粘结剂层容易向连接器侧残留，粘结剂层可能难以向控制箱侧残留。因而，根据上述结构，能得到容易再利用金属制的控制箱等金属构件的连接结构体。

在上述连接结构体中，连接器的粘结面具有表面凹凸部，该表面凹凸部具备多个凹部及多个凸部。粘结面可以在粘结面的一部分或全部具有表面凹凸部。具体而言，例如，凹部可以由多个槽部、多个孔部、它们的组合等构成。凹部优选可以由多个槽部构成。根据该结构，与凹部由多个孔部构成的情况相比，容易增大与粘结剂层粘结时的粘结面积，因此容易使上述的效果可靠。更具体而言，凹部可以由多个线状的槽部构成。在该情况下，凹部可以设为例如朝向一方向的多个线状的槽部沿着与上述一方向交叉的方向(垂直的方向等)相互分离配置的结构等。而且，凹部例如也可以将多个线状的槽部配置成格子状(棋盘格状)而构成。需要说明的是，在凹部由孔部构成的情况下，更具体而言，凹部可以由多个非贯通的孔部构成。在该情况下，凹部例如可以将多个非贯通的孔部沿着行方向及列方向以相互分离的状态排列。

凹部的深度方向上的开口距离可以在凹部的深度方向上大致恒定。而且，凹部的深度方向上的开口距离可以朝向凹部的深度方向减小。除此以外，凹部也可以设为凹部的深度方向上的开口距离朝向深度方向增大的结构。根据该结构，即使在向粘结剂层从连接器剥离的方向施加了载荷的情况下，进入于凹部内的粘结剂层的一部分也会卡挂于凹部而难以从凹部脱出。因此，根据该结构，能够更进一步提高连接器与粘结剂层之间的粘结力，容易使防水性的确保更可靠。需要说明的是，上述“开口距离”是指与凹部的深度方向垂直的方向的凹部的壁面间距离。因此，在凹部为槽部的情况下，凹部的深度方向上的开口距离成为与槽部的深度方向垂直的方向的槽部的壁面间距离(与槽部的深度方向垂直的方向的槽部的宽度)。而且，在凹部为孔部的情况下，凹部的深度方向上的开口距离成为与孔部的深度方向垂直的方向的孔部的壁面间距离(孔部的与深度方向垂直的方向的开口径)。凹部可以通过例如激光蚀刻、等离子体蚀刻、化学蚀刻、磨削加工、它们的组合等来形成。

另外，凹部的深度从凹部形成性、粘结力的确保等的观点出发而能够优选设为30μm以上，更优选为50μm以上，进一步优选为80μm以上。另一方面，凹部的深度从粘结面积的确保、向连接器材料的损害抑制等的观点出发而能够优选为300μm以下，更优选为150μm以下，进一步优选为120μm以下。

在上述连接结构体中，具体而言，连接器可以由工程塑料构成。工程塑料是粘结剂难以粘结的材料。因此，通过采用上述结构，即使是工程塑料制的连接器，也能够确保连接器与粘结剂层之间的粘结力，能得到容易确保防水性的连接结构体。而且，通常的话，即使是对于工程塑料的粘结性差的粘结剂，也能够适用于粘结剂层而确保防水性。作为工程塑料，可以例示例如聚对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚碳酸酯、聚缩醛、氟树脂、聚芳酯、液晶聚合物、聚砜、聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺等。工程塑料可以包含后述的纤维状物质等。

在上述连接结构体中，连接器可以设为具有在凹部内横穿的纤维状物质的结构。根据该结构，在凹部内横穿的纤维状物质将进入凹部内的粘结剂层的一部分贯通。因此，根据该结构，通过在凹部内的空间架设(搭桥)的纤维状物质，进入凹部内的粘结剂层的一部分难以脱出，连接器与粘结剂层之间的粘结力提高，能够使防水性的确保更可靠。

作为纤维状物质，可以例示例如玻璃纤维、陶瓷纤维等无机纤维等作为优选的纤维状物质。它们可以使用1种或并用2种以上。在上述纤维状物质为无机纤维的情况下，使连接器材料中含有纤维状物质，利用激光蚀刻、等离子体蚀刻、化学蚀刻、它们的组合等而对于连接器材料中的树脂成分等的有机成分选择性地蚀刻来形成凹部，由此能够比较容易地形成纤维状物质在凹部内横穿的结构。

在上述连接结构体中，作为粘结剂层的材质，只要是对于连接器材料具有粘结性的材质，就基本上能够使用。这是因为，如果对于连接器材料具有一定程度的粘结性，则通过具有上述的结构，能够确保连接器与粘结剂层的粘结力而发挥防水性。

作为构成粘结剂层的粘结剂，具体而言，可以例示例如硅酮系粘结剂、环氧系粘结剂、丙烯酸系粘结剂、聚氨酯系粘结剂等。在它们之中，作为粘结剂，从耐热性等的观点出发，可以优选使用硅酮系粘结剂等。需要说明的是，粘结剂层可以通过向连接器的粘结面涂布粘结剂而使其一部分进入粘结面的凹部内来向凹部内填充。

粘结剂层可以含有填料。需要说明的是，填料具有如下优点：提高粘结剂的强度，通过提高粘结剂的粘度而改善作业性，通过填充单价低的填料而降低单位体积的成本等优点。作为填料，可以例示例如二氧化硅、铝、氧化铝、碳酸钙、炭黑等。它们可以使用1种或并用2种以上。

在粘结剂层含有填料的情况下，凹部的入口开口的大小可以构成为比填料的外径大。根据该结构，在向粘结面的表面凹凸部涂布用于形成粘结剂层的粘结剂时，填料难以阻碍粘结剂向凹部内的进入，容易形成粘结剂层的一部分进入凹部内的微结构。更具体而言，在凹部由槽部构成的情况下，凹部的入口开口的大小成为槽部的入口部分的槽宽。而且，在凹部由孔部构成的情况下，凹部的入口开口的大小成为孔部的入口部分的直径。需要说明的是，凹部的入口开口的大小与填料外径的大小关系通过对凹部进行剖视观察等而能够掌握。

凹部的入口开口的大小优选设为5μm以上，更优选设为7μm以上，进一步优选设为10μm以上。在该情况下，连接结构体的制造时的粘结剂向凹部的流入性提高，容易使粘结剂层的一部分进入凹部内的结构可靠。另一方面，从充分地确保凹部与粘结剂层的粘结面积等的观点出发，凹部的入口开口的大小优选为200μm以下，更优选为150μm以下，进一步优选为100μm以下。

需要说明的是，上述的各结构为了得到上述的各作用效果等，根据需要可以任意组合。

实施例

以下，关于实施例的连接结构体，使用附图进行说明。需要说明的是，关于同一构件，使用同一标号进行说明。

(实施例1)

关于实施例1的连接结构体，使用图1、图2进行说明。如图1、图2所示，本例的连接结构体1具有粘结剂层2和连接器3，该连接器3具有与粘结剂层2的层面相接的粘结面30。在本例中，粘结剂层2的另一方的层面与金属构件6接触。具体而言，在本例中，粘结剂层2的另一方的层面与在内部收容电子控制电路的作为金属构件6的金属制的控制箱接触。即，本例的连接结构体是在为了向金属制的控制箱中的电子控制电路供给电力或信号而经由连接器将电线连接时使用的结构。需要说明的是，在图1中，金属构件6省略。而且，在图2中，示意性地图示金属构件6的一部分。需要说明的是，连接器3也具有与粘结剂层2不相接的非粘结面(未图示)。

在此，粘结面30具有表面凹凸部31，该表面凹凸部31具备凹部311和凸部312。在本例中，凹部311由多个槽部构成。更具体而言，凹部311具有朝向一方向的多个线状的槽部沿着与上述一方向垂直的方向相互分离配置而成的结构。槽部的入口部分的槽宽可以设为例如20～150μm。而且，相邻的槽部间的间距可以设为例如50～300μm。而且，槽部的深度可以设为50～150μm。需要说明的是，在本例中，与槽部的深度方向垂直的方向的槽部的宽度朝向槽部的深度方向减小。这样的形态的凹部311可以利用激光蚀刻加工形成。

粘结剂层2的一部分进入表面凹凸部31的凹部311内，凹部311内由构成粘结剂层2的粘结剂充满。在本例中，具体而言，连接器3由聚对苯二甲酸丁二醇酯等工程塑料构成。具体而言，构成粘结剂层的粘结剂由硅酮系粘结剂构成。

接下来，说明本例的连接结构体的作用效果。

本例的连接结构体1中，粘结剂层2的一部分进入具有表面凹凸部31的连接器3的粘结面30的凹部311内。因此，连接器3与粘结剂层2的粘结面积比没有表面凹凸部31时增大。而且，不仅是连接器3与粘结剂层2之间的化学粘结，在连接器3与粘结剂层2之间也会产生机械性的锚固效果。因而，根据本例的连接结构体1，能够提高连接器3与粘结剂层2之间的粘结力。而且，根据本例的连接结构体1，能够抑制向粘结剂层2中的官能团的导入或提高反应性的添加剂的添加。因此，根据本例的连接结构体1，粘结剂层2的耐热性、耐湿性、耐药品性等难以下降，能够提高长期使用时的防水可靠性。在粘结剂层2由硅酮系粘结剂形成的情况下，通常的话，多是为了提高粘结性而进行官能团的导入或硅烷偶联剂的添加的情况。根据本例的连接结构体1，即使在由抑制了官能团的导入或硅烷偶联剂的添加等的硅酮系粘结剂形成了粘结剂层2的情况下，也能够提高长期使用时的防水可靠性。

另外，根据本例的连接结构体1，能够使连接器3与粘结剂层2之间的粘结力大于作为金属构件6的控制箱与粘结剂层2之间的粘结力。因此，在去除连接器3时，能够使粘结剂层2容易向连接器3侧残留，且粘结剂层2难以向控制箱侧残留。因而，根据上述连接结构体1，能得到容易再利用金属制的控制箱的连接结构体1。

(实施例2)

关于实施例2的连接结构体，使用图3进行说明。

在本例的连接结构体1中，凹部311设为凹部311的深度方向上的开口距离朝向深度方向增大的结构。这样的形态的凹部311可以在激光蚀刻加工后，通过实施化学蚀刻加工来形成。其他的结构与实施例1同样。

根据本例的连接结构体1，即使在向粘结剂层2从连接器3剥离的方向施加了载荷的情况下，进入到凹部311内的粘结剂层2的一部分也会卡挂于凹部311而难以从凹部311脱出。因此，根据上述结构，能够进一步提高连接器3与粘结剂层2之间的粘结力，容易更可靠地确保防水性。其他的作用效果与实施例1相同。

(实施例3)

关于实施例3的连接结构体，使用图4进行说明。

在本例的连接结构体1中，粘结剂层2含有填料4。在本例中，填料4具有球状的形状。具体而言，填料4可以设为二氧化硅。凹部311的入口开口的大小形成得比填料4的外径大。即，在本例中，槽部的入口部分的槽宽形成得比填料4的外径大。

根据本例的连接结构体1，在向粘结面30的表面凹凸部31涂布了用于形成粘结剂层2的粘结剂时，填料4难以阻碍粘结剂向凹部311内的进入，容易形成粘结剂层2的一部分进入凹部311内的微结构。其他的作用效果与实施例2相同。

(实施例4)

关于实施例4的连接结构体，使用图5进行说明。

在本例的连接结构体1中，连接器3具有在凹部311内横穿的纤维状物质5。在本例中，纤维状物质5可以设为无机纤维。而且，纤维状物质5也存在于连接器3的内部。即，本例是连接器材料中含有的纤维状物质5在凹部311露出且在凹部311内横穿而存在的例子。其他的结构与实施例2相同。

根据本例的连接结构体1，在凹部311内横穿的纤维状物质将进入凹部311内的粘结剂层2的一部分贯通。因此，根据本例的连接结构体1，由于在凹部311内的空间架设(搭桥)的纤维状物质5，进入到凹部311内的粘结剂层2难以脱出，连接器3与粘结剂层2之间的粘结力提高，能够更可靠地确保防水性。其他的作用效果与实施例2相同。

(实施例5)

关于实施例5的连接结构体，使用图6进行说明。需要说明的是，图6是与图1对应的图，但是为了简便起见而省略粘结剂层2。

在本例的连接结构体1中，凹部311由多个孔部构成。更具体而言，凹部311具有多个非贯通的孔部沿着行方向及列方向以相互分离的状态排列而成的结构。孔部的入口部分的直径可以设为例如20～200μm。而且，相邻的孔部间的间隔可以设为例如50～300μm。而且，孔部的深度可以设为50～150μm。需要说明的是，在本例中，孔部的与深度方向垂直的方向的开口径在孔部的深度方向上大致恒定。其他的结构与实施例1相同。

根据本例的连接结构体1，与实施例1同样，能够提高粘结剂层2与连接器3之间的粘结力，能得到长期使用时的防水可靠性高的连接结构体1。

<实验例>

以下，使用实验例，更具体地说明上述连接结构体。

准备多个模拟了树脂制的连接器壳体的塑料板材。塑料板材由加入有玻璃纤维的聚对苯二甲酸丁二醇酯形成。对于准备的多个塑料板材的一面，改变加工条件而分别实施激光蚀刻加工，由此形成了槽部的深度、槽部间的间距不同的格子状的槽部。需要说明的是，与槽部的深度方向垂直的方向的槽部的宽度朝向槽部的深度方向减小。而且，槽部的深度、槽部间的间距通过改变激光强度、激光的点径、脉冲宽度、照射时间而进行了调整。作为代表例，图7(a)示出槽部的深度为50μm、槽部间的间距为100μm的塑料板材的表面凹凸部的光学图像，图7(b)示出槽部的深度为50μm、槽部间的间距为200μm的塑料板材的表面凹凸部的光学图像。如上所述改变激光蚀刻加工的条件而仅选择性地蚀刻聚对苯二甲酸丁二醇酯，由此，如图7所示，确认到能够使玻璃纤维横穿地存在于所形成的槽部的空间(凹部内)的情况。

接下来，在上述形成有表面凹凸部的塑料板材的各板面上，将粘结剂1(缩合型硅酮系粘结剂，三键(ThreeBond)公司制，“TB1207F”，包含外径比形成的凹部的入口开口小的填料)分别以厚度100μm涂布而使粘结剂流入凹部内，并在形成的各粘结剂层上分别贴合金属板(模拟控制箱)，制成了多个试验体。而且，除了取代上述粘结剂1而使用了粘结剂2(硅酮系粘结剂，三键公司制，“TB1282B”，包含外径比形成的凹部的入口开口小的填料)的点以外，同样地制成了多个试验体。而且，除了使用未形成表面凹凸部的板材的点以外，同样地制成了比较用的试验体。

接下来，关于各试验体，进行将塑料板材和金属板剥下的剪切拉伸试验，求出了粘结强度。图8示出槽部间的间距与粘结强度的关系。而且，图9示出槽部的深度与粘结强度的关系。

如图8、图9所示，在塑料板材的板面形成有表面凹凸部的情况下，与在塑料板材的板面未形成表面凹凸部的情况相比，确认到无论使用何种粘结剂而粘结强度都上升的情况。而且，在塑料板材的板面上形成有表面凹凸部的情况下，破坏方式都是粘结剂破坏。另一方面，在塑料板材的板面未形成表面凹凸部的情况下，无论使用何种粘结剂，都在塑料板材与粘结剂层的界面发生了破坏。根据上述的结果，在连接器的粘结面形成表面凹凸部，使粘结剂层的一部分陷入凹部，由此连接器与粘结剂层之间的粘结力提高，可以说是能够长期确保防水性。

以上，详细说明了本发明的实施例，但是本发明没有限定为上述实施例、实验例，在不损害本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

Claims (7)

1.一种连接结构体，具有粘结剂层和连接器，该连接器具有与上述粘结剂层的层面相接的粘结面，其中，

上述粘结面具有表面凹凸部，该表面凹凸部具备凹部和凸部，

上述粘结剂层的一部分进入上述凹部内。

2.根据权利要求1所述的连接结构体，其中，

所述连接结构体具有在上述凹部内横穿的纤维状物质。

3.根据权利要求2所述的连接结构体，其中，

上述纤维状物质为无机纤维。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的连接结构体，其中，

上述粘结剂层含有填料，

上述凹部的入口开口的大小比上述填料的外径大。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的连接结构体，其中，

上述凹部中，上述凹部的深度方向上的开口距离朝向深度方向增大。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的连接结构体，其中，

上述凹部由多个槽部或多个孔部构成。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的连接结构体，其中，

上述连接器由工程塑料构成。