CN115250614A - 接合体及接合体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供接合强度高的接合体及其制造方法。本发明的接合体10具备：第一部件30，其具有设置有锚固部34的第一接合面32；以及第二部件20，其具有第二接合面22，接合体10是将第二接合面22与第一接合面32接合得到的，其中，锚固部34具备多个突起35，该多个突起35从第一接合面32突出且沿着第一方向X并排设置，多个突起35在与第一方向X垂直的方向、即第二方向Y上的两侧具有底切部35c，包含顶部35d的沿着第一方向X的截面形状呈现如下形状，即，越接近第一接合面32，第一方向X上越宽，使得在第一接合面32侧，沿着第一方向X的长度最长。

Description

接合体及接合体的制造方法

技术领域

本发明涉及接合体及接合体的制造方法。

背景技术

在将由相同或者不同材料形成的部件彼此接合得到的接合体中，为了提高接合强度，有时在一个部件的表面形成凹凸形状的锚固部。

例如，下述专利文献1中提出如下方法，即，使金属粉末附着于一个部件的接合面后，对附着有金属粉末的面施加激光熔覆，由此将大致球体的金属粉末与接合面接合而形成锚固部。

为了在接合面形成锚固部而得到高锚固效果，附着于接合面的锚固部(金属粉末)保持容易发挥出锚固效果的形状且提高锚固部相对于接合面的接合强度是非常重要的。

但是，专利文献1的方法中，当想要使锚固部相对于接合面的粘接强度提高时，金属粉末熔融而变形为不易发挥出锚固效果的形状。另外，当想要保持容易发挥出锚固效果的形状时，金属粉末不易熔融，锚固部相对于接合面的粘接强度降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016－130003号公报

发明内容

本发明是鉴于以上方面而完成的，其目的在于，形成具有容易发挥出锚固效果的形状且针对接合面的接合强度高的锚固部，提高接合体的接合强度。

根据本实施方式，提供下述[1]～[12]的方案。

[1]一种接合体，具备：具有设置有锚固部的第一接合面的第一部件、以及具有第二接合面的第二部件，所述接合体是将所述第二接合面与所述第一接合面接合而得到的，所述接合体的特征在于，所述锚固部具备多个突起，该多个突起从所述第一接合面突出，且沿着第一方向并排设置，所述多个突起在与所述第一方向垂直的方向、即第二方向的两侧具有底切部，且包含顶部的沿着所述第一方向的截面形状呈现如下形状，即，越接近所述第一接合面，所述第一方向上越宽，使得在所述第一接合面侧，沿着所述第一方向的长度最长。

[2]根据上述[1]中记载的接合体，其特征在于，所述多个突起具备：凸条部，该凸条部从所述第一接合面突出且沿着所述第一方向延伸；以及膨胀部，该膨胀部设置于所述凸条部的上部，且比所述凸条部更向所述第二方向扩展。

[3]根据上述[2]中记载的接合体，其特征在于，所述多个突起中的至少一部分的、在所述第一方向上相邻的所述凸条部相连结。

[4]根据上述[1]～[3]中的任一项中记载的接合体，其特征在于，所述多个突起的包含顶部的沿着所述第一方向的截面呈现如下形状，即，越从顶部靠近所述第一接合面，所述第一方向上的长度越长。

[5]根据上述[1]～[4]中的任一项中记载的接合体，其特征在于，所述第二部件在所述第二接合面具备沿着所述第一方向延伸的沟，在所述沟内嵌入有所述多个突起。

[6]根据上述[5]中记载的接合体，其特征在于，所述接合体具备：填充在所述沟内的第三部件。

[7]根据上述[1]～[4]中的任一项中记载的接合体，其特征在于，所述第一部件的硬度比所述第二部件的硬度高。

[8]根据上述[1]～[7]中的任一项中记载的接合体，其特征在于，在所述锚固部的表面设置有金属氧化物。

[9]一种接合体的制造方法，该接合体是将第二部件的第二接合面与设置有锚固部的第一部件的第一接合面接合得到的，所述接合体的制造方法的特征在于，包括以下工序：锚固形成工序，该工序中，形成从所述第一接合面突出且具有多个突起的锚固部；以及接合工序，该工序在所述锚固形成工序之后，在使所述第二部件与所述多个突起接触的状态下加压，使得所述多个突起进入所述第二部件，从而使所述第一接合面与所述第二接合面接触，所述锚固形成工序中，使脉冲激光一边向第一方向扫描，一边照射于所述第一接合面，由此沿着所述第一方向而并排设置多个突起，该多个突起在与所述第一方向垂直的方向、即第二方向上的两侧具有底切部，且包含顶部的沿着所述第一方向的截面形状呈现如下形状，即，越接近所述第一接合面，所述第一方向上越宽，使得在所述第一接合面侧，沿着所述第一方向的长度最长。

[10]根据上述[9]中记载的接合体的制造方法，其特征在于，所述接合工序具备：使所述第二部件的所述第二接合面侧软化的软化工序。

[11]根据上述[9]中记载的接合体的制造方法，其特征在于，具备沟形成工序，该工序中，在所述第二接合面形成沿着所述第一方向延伸的沟，所述接合工序中，在所述沟内嵌入所述多个突起。

[12]根据上述[11]中记载的接合体的制造方法，其特征在于，所述沟形成工序具备在所述沟内填充第三部件的工序，所述接合工序具备使所述第三部件软化的软化工序。

发明效果

本发明中，能够形成具有容易发挥出锚固效果的形状且针对接合面的接合强度高的锚固部，得到接合强度高的接合体。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的接合体的概要构成的截面图。

图2是表示构成图1的接合体的第一部件的第一接合面的概要构成的俯视图。

图3是图2的A－A截面图。

图4是图2的B－B截面图。

图5是表示本发明的第一实施方式所涉及的接合体的制造方法的软化工序的图。

图6是表示本发明的第一实施方式所涉及的接合体的制造方法的加压工序的图。

图7是表示本发明的第二实施方式所涉及的接合体的制造方法的软化工序的图。

图8是表示本发明的第二实施方式所涉及的接合体的制造方法的加压工序的图。

图9是本发明的实施例中的金属部件的金属接合面的SEM照片。

图10是将本发明的实施例中的金属部件沿着第一方向切断的截面的SEM照片。

图11是将本发明的实施例中的金属部件沿着第二方向切断的截面的SEM照片。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下，参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。应予说明，附图中，有时为了说明而将部件的大小等夸张地画出。

(1)接合体10

首先，对本实施方式的接合体10进行说明。如图1所示，该接合体10具备：包含金属的第一部件(以下有时也称为“金属部件”)30和包含热塑性树脂的第二部件(以下有时也称为“合成树脂部件”)20。在金属部件30的表面具有形成有锚固部34的第一接合面(以下有时称为“金属接合面”)32。在合成树脂部件20的表面具有第二接合面(以下有时称为“树脂接合面”)22。接合体10是将树脂接合面22与金属接合面32接合而将金属部件30及合成树脂部件20一体化得到的。

(2)合成树脂部件20

合成树脂部件20是：将热塑性树脂成型为块状、板状或线状等规定形状得到的部件。另外，合成树脂部件20可以为热塑性树脂的涂膜、或者包含热塑性树脂制的粘接剂的粘接层。作为构成合成树脂部件20的热塑性树脂的具体例，可以举出：聚丙烯树脂(PP树脂)、聚缩醛树脂(POM树脂)、聚苯硫醚树脂(PPS树脂)、聚醚醚酮树脂(PEEK)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯树脂(ABS树脂)、聚乙烯树脂(PE树脂)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT树脂)、尼龙66(PA66)等聚酰胺树脂(PA树脂)、环氧树脂、液晶聚合物(LCP树脂)、改性聚苯醚树脂(改性PPE)、反应型软质聚丙烯系树脂(茂金属系反应型TPO树脂)、全氟烷氧基氟树脂(PFA)、乙烯·四氟化乙烯共聚物(ETFE)等。另外，合成树脂部件20可以为在如上所述的热塑性树脂中配合碳纤维得到的碳纤维强化热塑性树脂(CFRTP)、或者在如上所述的热塑性树脂中配合玻璃纤维、滑石粉等补强材料、阻燃材料、防劣化剂、弹性体成分等得到的物质。

(3)金属部件30

金属部件30是：将金属成型为块状、板状或线状等规定形状得到的部件。作为构成金属部件30的金属，没有特别限定，可以使用各种金属。例如，作为构成金属部件30的金属，可以使用：铜(Cu)、铁(Fe)、铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)等。另外，金属部件30可以由铜合金、铁合金(铁钢材)、铝合金、不锈钢、钛合金、镍合金、铬合金等包含2种以上金属的合金构成。

应予说明，金属部件30优选在常温(25℃)下硬度比合成树脂部件20的硬度高。另外，在将金属部件30和合成树脂部件20接合时，优选金属部件30的硬度比合成树脂部件20的硬度高。此外，也可以为：在将金属部件30和合成树脂部件20接合时，金属部件30的硬度比合成树脂部件20的硬度高，在接合后，常温下，合成树脂部件20的硬度比金属部件30的硬度高_。此处，常温下的硬度为依据JIS Z 2244测定的维氏硬度，在将金属部件30和合成树脂部件20接合时，金属部件30和合成树脂部件20处于高温下的情况下，硬度为依据JIS Z2252测定的高温维氏硬度。

金属部件30的形状可以根据用途等而设为所期望的形状。金属部件30的成型方法可以应用任意方法，可以使用：将熔融的金属等流入所期望的形状的模具的铸造、利用工作机械等的切削加工、利用压制机械等的冲压加工等。

另外，金属部件30可以在金属接合面32或后述的锚固部34形成有氧化膜(金属氧化物)。氧化膜可以为在金属的表面自然形成的自然氧化膜。另外，氧化膜可以为通过利用氧化剂的表面处理、利用阳极氧化的电解处理、等离子氧化处理、含氧气体中的加热氧化处理等在金属部件30的表面所形成的膜。

作为优选的方案，氧化膜可以为在空气等含氧气体的气氛下将金属部件30的表面迅速加热而在金属部件30的表面所形成的膜。迅速加热时的每1分钟的金属部件30的表面的上升温度优选为构成金属部件30的金属的熔点温度以上。通过像这样将金属部件30的表面迅速加热，能够在金属部件30的表面形成致密的氧化膜。并且，通过将金属部件30的表面迅速加热，使得氧化膜的表面产生微裂纹，与合成树脂部件20之间的接合面积增大。

应予说明，可以通过激光加热、感应加热或电阻加热等各种方法而将金属部件30的表面迅速加热，不过，从加热时的升温速度较快、温度控制容易的方面考虑，优选通过照射激光而将金属部件30的表面加热来形成氧化膜。

另外，对金属部件30的金属接合面32实施粗糙化处理而设置有锚固部34。

(4)锚固部34

如图2～图3所示，在金属接合面32形成的锚固部34具备从金属接合面32突出的多个突起35。多个突起35沿着规定方向(以下将该方向称为第一方向)X并排设置。

应予说明，本实施方式中，如图2所示，在金属接合面32沿着与第一方向X垂直的方向(以下将该方向称为第二方向)Y空开间隔地设置有5个锚固部34，不过，可以在金属接合面32设置1个锚固部34，也可以在金属接合面32沿着第二方向2空开间隔地设置有多个锚固部34。另外，在金属接合面32设置多个锚固部34的情况下，如图2所示，可以设置成一个锚固部34与另一个锚固部34平行，也可以设置成一个锚固部34相对于另一个锚固部34倾斜。

构成锚固部34的各突起35具备：凸条部35a，其从第一接合面32突出；以及膨胀部35b，其设置于凸条部35a的上部。

凸条部35a呈在第一方向X上延伸的窄幅的凸条状。作为优选的方案，凸条部35a可以与第一方向X上相邻的突起35的凸条部35a相连结。对于凸条部35a，可以如图2及图3所示，按将构成锚固部34的全部突起35连结的方式连结成一排，另外，也可以为：一部分凸条部35a没有与第一方向X上相邻的突起35的凸条部35a连结，凸条部35a在第一方向X上的途中断开。

在凸条部35a的上部所设置的膨胀部35b呈比凸条部35a更向第二方向Y的两方扩展的形状。由此，各突起35在设置于膨胀部35b下方的凸条部35a沿着第二方向Y收缩变细，在突起35的第二方向Y上的两侧设置有底切部35c。应予说明，膨胀部35b可以设为大致球体、大致椭圆体、将多个大致球体连结得到的立体等各种形状。

上述构成锚固部34的各突起35构成为：图3所示的突起35的包含顶部35d的沿着第一方向X的截面(以下也有时称为“第一方向截面”)的形状呈现如下形状，即，越接近金属接合面32，第一方向X上越宽，使得金属接合面32侧(亦即、与金属接合面32接触的接触部分)的沿着第一方向X的长度最长。

亦即，构成锚固部34的各突起35构成为：当从第一方向X观察时，根部(金属接合面32侧的部分)收窄变细(参照图4)；当从第二方向Y观察时，根部在第一方向X上变宽(参照图3)。

若举出构成锚固部34的多个突起35的各种尺寸的一例，可以使从金属接合面32至突起35的顶部35d为止的长度(突起35的突出高度)为50μm～200μm，使凸条部35a的第二方向Y上的长度为10μm～100μm，使膨胀部35b的第二方向Y上的长度为50μm～200μm，使凸条部35a的第一方向X上的长度为50μm以上，使第一方向X上相邻的突起35的间隔为1μm～500μm。应予说明，凸条部35a的第一方向X上的长度可以与锚固部34的第一方向X上的长度相等。

作为优选的方案，构成锚固部34的各突起35构成为：图3所示的第一方向截面中的与金属接合面32接触的接触部分的长度Lx比图4所示的包含顶部35d的沿着第二方向Y的截面(以下也有时称为“第二方向截面”)中的与金属接合面32接触的接触部分的长度Ly长。

应予说明，构成锚固部34的各突起35的第一方向截面可以为：像突起35－1那样随着从顶部35d接近金属接合面32、第一方向X上的长度逐渐变长的形状，另外，也可以为：像突起35－2那样具有第一方向X上收窄变细的部分、且向第一方向X扩展、使得该收窄的部分的金属接合面32侧在第一方向X上最长的形状(参照图3)。

(5)接合体10的制造方法

接下来，对接合体10的制造方法进行说明。

首先，准备成型为规定形状的合成树脂部件20和金属部件30。然后，执行在金属部件30的金属接合面32形成锚固部34的锚固形成工序。之后，进行在形成有锚固部34的金属接合面32接合合成树脂部件20的树脂接合面22的接合工序。由此，得到在金属部件30的金属接合面32接合有合成树脂部件20的接合体10。以下，对锚固形成工序及接合工序进行详细说明。

(5－1)锚固形成工序

锚固形成工序中，优选为：针对金属部件30中的待接合合成树脂部件20的金属接合面32，一边使满足下式(1)所示的系数R为0.1以上1.0以下的脉冲状的激光向第一方向X移动(扫描)，一边照射激光。

[数学式1]

式(1)中，h表示激光的频率，k表示构成金属部件30的金属材料的热扩散系数(m²/sec)，t表示激光的脉冲宽度(sec)，v表示使激光扫描的扫描速度(m/sec)。

如果将上述的系数R为0.1以上1.0以下的脉冲状的激光照射于金属接合面32，则沿着第一方向X并排设置突起35，该突起35构成为：从第一方向X观察时，根部收窄变细，从第二方向Y观察时，根部在第一方向X变宽。

应予说明，如果在含氧气体中如上所述照射激光来形成锚固部34，则在锚固部34的表面形成金属氧化物。

另外，在第二方向Y上空开间隔地形成多个锚固部34的情况下，在沿着第二方向Y空开规定间隔的位置处，使脉冲状的激光一边向第一方向X扫描，一边向金属接合面32照射。

应予说明，对金属部件30的金属接合面32照射脉冲状的激光而形成锚固部34之前，可以进行预处理，即，对金属接合面32中待形成锚固部34的部位照射激光，将附着于金属接合面32的杂质除去。

(5－2)接合工序

接合工序中，执行软化工序，即，通过对金属部件30及合成树脂部件20进行加热，使合成树脂部件20的树脂接合面22侧软化。之后，执行加压工序，即，在使树脂接合面22与多个突起35接触的状态，将合成树脂部件20向金属部件30加压，由此使多个突起35进入合成树脂部件20，一边加压，一边使金属接合面32与树脂接合面22接触。由此，得到在金属接合面32接合有树脂接合面22的接合体10。本实施方式中，采用图5及图6所示的接合装置50进行软化工序及加压工序，制造接合体10。

接合装置50具备：工作台51，其供金属部件30载放；加热装置52，其对载放于工作台51的金属部件30进行感应加热；以及压制装置53，其将合成树脂部件20加压接合于金属部件30。

在工作台51，以设置有锚固部34的金属接合面32与合成树脂部件20对置的方式载放金属部件30。

加热装置52具备与电源装置(未图示)连接的感应加热线圈，当从电源装置输入驱动电源时，由感应加热线圈产生磁场，从而对载放于工作台51的金属部件30的金属接合面32进行感应加热。

压制装置53具备：棒54，其由陶瓷等绝缘体形成；以及加压部55，其使棒54移动而将合成树脂部件20按压于金属部件30的金属接合面32。如图5所示，棒54可以插入于加热装置52所具有的感应加热线圈的中空部分，并配置成与合成树脂部件20对置。加压部55具备：利用电动气动调节器进行控制的气压缸、或弹簧式加压器等，优选能够对使合成树脂部件20与棒54一同移动的速度和将合成树脂部件20按压于金属部件30时的压力进行控制。

对于采用接合装置50制造接合体10，首先，在存在气体的气氛下，按设置有锚固部34的金属接合面32与此后设置的合成树脂部件20对置的方式将金属部件30载放在工作台51之上。

接下来，按树脂接合面22与载放于工作台51的金属部件30的金属接合面32空开间隔地对置的方式配置合成树脂部件20。金属部件30的金属接合面32与合成树脂部件20的树脂接合面22之间的间隔设定为例如0.001mm～10mm。

接下来，按夹着合成树脂部件20而与金属部件30的金属接合面32对置的方式配置加热装置52。图5所示的情况下，将加热装置52配置于合成树脂部件20的上方，在加热装置52与金属部件30之间配置合成树脂部件20。

接下来，执行将合成树脂部件20的树脂接合面22暴露于加热到第一温度T1的气体中的软化工序。

具体而言，向加热装置52供给驱动电源，由设置于加热装置52的感应加热线圈产生磁场，对金属部件30的金属接合面32进行加热。此时，对向加热装置52供给的驱动电源或设置于加热装置52的感应加热线圈的位置等进行调整，以使金属部件30的金属接合面32达到第一温度T1。

随着如上所述的金属部件30的加热，处于金属部件30与合成树脂部件20之间的气体被加热到第一温度T1。由此，与金属部件30的金属接合面32对置的合成树脂部件20的树脂接合面22暴露于被加热到第一温度T1的气体中，树脂接合面22达到第一温度T1。然后，加热装置52将金属部件30的金属接合面32加热规定时间S1(例如、1～10秒钟)来执行合成树脂部件20的树脂接合面22侧软化的软化工序，然后，结束软化工序，进入加压工序。

当软化工序结束后，继续执行加压工序，因此，加热装置52将金属部件30的加热停止或减少加热量，进行降温(冷却)，直至树脂接合面22、金属接合面32及其周围(金属部件30与合成树脂部件20之间的气体)的温度达到第二温度T2。然后，于第二温度T2将合成树脂部件20和金属部件30接合。

亦即，加压工序中，于比第一温度T1低的温度(第二温度T2)，压制装置53使合成树脂部件20以规定的速度V移动而使其冲撞金属部件30。此时，合成树脂部件20的与棒54的前端对应的位置被猛地按压于金属部件30，以规定的压力P按压于金属部件30。由此，在金属接合面32所设置的多个突起35进入合成树脂部件20的树脂接合面22侧，树脂接合面22以加压状态与金属接合面32接触，由此得到接合体10。然后，结束第二工序。

此处，第一温度T1可以设为：构成合成树脂部件20的热塑性树脂的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度Tf以上的温度。应予说明，合成树脂部件20由在热塑性树脂中配合有碳纤维、玻璃纤维、滑石粉等补强材料的树脂形成的情况下，构成合成树脂部件20的热塑性树脂的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度Tf是：不含补强材料的热塑性树脂的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度Tf。

第一温度T1的上限值可以设为构成合成树脂部件20的热塑性树脂的分解温度以下、亦即比热塑性树脂开始气化的温度低的温度。举出一例，可以使第一温度T1的上限值为1000℃。优选为，可以将第一温度T1的上限值设定为比构成合成树脂部件20的热塑性树脂的熔点Tm高20℃的温度。

另外，第二温度T2为比第一温度T1低的温度即可，优选为构成合成树脂部件20的热塑性树脂的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度Tf以上。第二温度T2优选为比构成合成树脂部件20的热塑性树脂的熔点Tm低的温度。第一温度T1与第二温度T2的温度差优选为1℃以上20℃以下。

应予说明，本说明书中，热塑性树脂的熔点Tm是：依据JIS K7121并采用差示扫描热量测定器以每分钟10℃的升温速度进行测定的值。举出代表性的热塑性树脂的熔点，聚丙烯树脂为168℃，尼龙66为265℃，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为232～267℃，聚苯硫醚树脂为280℃。

另外，热塑性树脂的载荷下挠曲温度Tf是：利用依据JIS K7191的方法所测定的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度。举出代表性的热塑性树脂的施加1.8MPa载荷时的载荷下挠曲温度Tf，聚丙烯树脂为57～65℃，尼龙66为66～68℃，聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂为58℃，聚苯硫醚树脂为105℃。

应予说明，软化工序优选在空气等含氧气体中执行。亦即，优选在含氧气体的气氛下将金属接合面32及树脂接合面22加热到第一温度T1，并将金属接合面32及树脂接合面22暴露于被加热到第一温度T1的含氧气体中。

如果在含氧气体的气氛下执行软化工序，则合成树脂部件20的树脂接合面22与含氧气体中包含的氧发生反应，由此在合成树脂部件20的树脂接合面22生成能够与碱性或两性的氧化物进行中和反应而发生化学键合的官能团。

通常，金属部件30的表面被氧化并由包含金属氧化物的氧化膜被覆，因此，在树脂接合面22生成的官能团通过范德华力或氢键而与金属部件30的金属接合面32所存在的金属氧化物键合。此外，将合成树脂部件20和金属部件30以加热及加压状态进行接合，由此树脂接合面22的官能团与金属部件30的金属氧化物发生中和反应(脱水缩合)而形成共价键。

举出在树脂接合面22生成的官能团的一例，具有通过构成合成树脂部件20的热塑性树脂的氧化分解而生成的羧基(－COOH)、羰基(－CO－)、羟基(－OH)中的至少任一种。构成合成树脂部件20的热塑性树脂为聚苯硫醚树脂(PPS)这样的包含硫原子(杂原子)的树脂的情况下，作为树脂接合面22所具有的官能团，除了包括羧基、羰基、羟基以外，还可以包括：磺基(－SO₃H)、磺酰基(－SO₂－)、硫烷基(－SH)、二硫基(－SS－)等这样的包含杂原子的官能团。

举出通过金属部件30与合成树脂部件20的接合而发生的中和反应的一例，树脂接合面22具有作为官能团的羧基(R－COOH)且金属部件30由2价金属构成的情况下，发生下式(2)那样的中和反应。

2(R－COOH)+MeO＝2(R－COO)－Me+H₂O↑···(2)

应予说明，式(2)中，R为构成合成树脂部件20的热塑性树脂的主链，Me为构成金属部件30的金属。

另外，在含氧气体的气氛下执行软化工序的情况下，第二温度T2优选为：合成树脂部件20的树脂接合面22所具有的官能团和在金属部件30的金属接合面32所形成的金属氧化物能够通过中和反应而形成共价键的温度。另外，第二温度T2优选为：将通过中和反应而产生的水从反应体系中除去的温度。第二温度T2根据官能团及金属氧化物的种类而发生变化，因此，很难无差别地确定，不过，从通过中和反应而产生的水容易被除去的方面考虑，更优选为100℃以上。

另外，软化工序中，可以按金属部件30及合成树脂部件20的整体达到第一温度T1的方式对金属部件30及合成树脂部件20进行加热，也可以将树脂接合面22暴露于被加热到第一温度T1的气体中，按至少金属接合面32及树脂接合面22达到第一温度T1的方式对金属部件30及合成树脂部件20进行加热。由此，合成树脂部件20的树脂接合面22侧软化，在加压工序中，突起35容易进入合成树脂部件20，并且，能够抑制合成树脂部件20变形。优选按合成树脂部件20的树脂接合面22侧的硬度低于金属部件30的硬度的方式进行软化工序。

另外，加压工序中，将合成树脂部件20按压于金属部件30时的压力P优选为构成合成树脂部件20的热塑性树脂的压缩屈服应力以上的压力。该压力P根据构成合成树脂部件20的热塑性树脂而发生变化，因此，很难无差别地确定，优选为10～100MPa。

另外，本实施方式中，对压制装置53将合成树脂部件20朝向金属部件30移动的情形进行了说明，不过，也可以使金属部件30朝向合成树脂部件20移动。

另外，像本实施方式这样将金属部件30和合成树脂部件20局部接合的情况下，接合部位的平面形状可以为点状、线状、面状等任意的形状。

另外，加压工序中，可以按设置于金属接合面32的锚固部34整体被加压的方式将合成树脂部件20按压于金属部件30，另外，也可以按锚固部34的一部分被加压的方式将合成树脂部件20局部地(点状地)按压于金属部件30。

另外，本实施方式中，在将合成树脂部件20按压于金属部件30的期间，可以将合成树脂部件20、金属部件30及其周围的温度保持为第二温度T2。或者，可以使合成树脂部件20以加压状态与金属部件30持续接触，直至合成树脂部件20、金属部件30及其周围的温度冷却至规定温度以下。这种情况下，优选使合成树脂部件20以加压状态与金属部件30接触，直至合成树脂部件20、金属部件30及其周围的温度冷却至构成合成树脂部件20的热塑性树脂的玻璃化转变温度Tg以下。

另外，本实施方式中，作为接合工序，说明了一边对预先成型为规定形状的合成树脂部件20进行加热、一边压接于金属部件30的情形，不过，可以将形成有锚固部34的金属部件30插入于注射成型模具内，并将熔融的合成树脂材料在注射成型模具内向金属接合面32注射，由此将合成树脂部件20与金属部件30接合。

(6)效果

本实施方式的接合体10中，在构成锚固部34的多个突起35的第二方向Y上的两侧设置有底切部35c，因此，能够提高合成树脂部件20与金属部件30的接合强度。

另外，多个突起35的第一方向截面的形状呈现如下形状，即，越接近金属接合面32，第一方向X上越宽，使得在金属接合面32侧，沿着第一方向X的长度最长。因此，保持容易发挥出锚固效果的形状，并且，提高多个突起35相对于金属接合面32的接合强度，或者在合成树脂部件20接合时、接合后，突起35自身不易破损，结果，能够提高接合体10的接合强度。

并且，构成锚固部34的多个突起35沿着第一方向X并排设置，因此，能够在金属接合面32上空开适度的间隔设置多个突起35，从而能够提高接合体10的接合强度。

本实施方式中，在第一方向X上相邻的突起35的凸条部35a相连结的情况下，能够进一步提高突起35相对于金属接合面32的接合强度。

本实施方式中，突起35的第一方向截面为像突起35那样随着从顶部35d接近金属接合面32、第一方向X上的长度逐渐变长的形状的情况下，能够进一步提高突起35相对于金属接合面32的接合强度。

本实施方式中，金属部件30的硬度比合成树脂部件20的硬度高的情况下，容易使设置于金属部件30的多个突起35进入合成树脂部件20，并且，多个突起35不易破损，得到较高的锚固效果。

本实施方式中，在锚固部34的表面形成有金属氧化物的情况下，合成树脂部件20的树脂接合面22所具有的官能团和锚固部34的金属氧化物通过偶极相互作用而键合。此外，树脂接合面22的官能团与金属氧化物通过中和反应(脱水缩合)而形成共价键。因此，能够提高接合体10的接合强度。

(第二实施方式)

接下来，参照图7及图8，对本发明的第二实施方式进行说明。应予说明，对与第一实施方式相同的构成的部件标记相同的符号，并省略其构成的说明。

本实施方式中，在树脂接合面22形成有沿着第一方向X延伸的沟23。该沟23设置于与在金属部件30所设置的构成锚固部34的多个突起35相对应的位置。接合工序中，在金属接合面32所设置的多个突起35嵌入于沟23，得到接合体100。

应予说明，优选进行在设置于树脂接合面22的沟23内填充第三部件(以下也有时称为“填充部件”)24的填充工序。作为构成填充部件24的材料，可以采用任意材料，不过，优选为在将金属部件30和合成树脂部件20接合时硬度比金属部件30的硬度低的材料，更优选采用在将金属部件30和合成树脂部件20接合后加热固化的材料。作为填充部件24，优选采用环氧树脂、酚醛树脂等热固性树脂。

对于像这样的第二实施方式的接合体100，执行软化工序，即，通过对金属部件30及填充部件24进行加热，使填充部件24软化。之后，执行加压工序，即，在使填充部件24与多个突起35接触的状态，将合成树脂部件20向金属部件30加压，由此使多个突起35进入填充部件24，一边加压，一边使金属接合面32与树脂接合面22接触。由此，得到在金属接合面32接合有树脂接合面22的接合体100。

本实施方式中，设置于金属接合面32的多个突起35嵌合于在树脂接合面22所设置的沟23，因此，容易进入合成树脂部件20，能够容易地进行接合工序。

另外，在设置于树脂接合面22的沟23内填充有填充部件24的情况下，多个突起35不易从沟23脱落，能够提高接合体100的接合强度。

(变更例)

本发明不限定于上述的实施方式。上述的各实施方式是作为例子而提出的，未意图限定发明的范围。新的实施方式能够利用其他各种形态进行实施，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。

例如，上述的第一实施方式及第二实施方式中，对将形成有锚固部34的金属部件30和包含热塑性树脂的合成树脂部件20接合的情形进行了说明，不过，在将包含金属的金属部件彼此接合的情形及将包含树脂的树脂部件彼此接合的情形也可以应用本发明。

另外，上述的第一实施方式及第二实施方式中，在制造接合体10时，执行通过加热使合成树脂部件20的树脂接合面22侧软化的软化工序，不过，可以除了加热以外，还通过加湿等方法来进行软化工序，或者，可以采用加湿等方法代替加热来进行软化工序。

(实施例)

以下，对本发明的实施例及比较例1、2进行说明。应予说明，本发明并不限定于实施例。

本实施例及比较例1、2中，一边在第二方向Y上每间隔0.5mm向第一方向X进行扫描，一边将激光照射于金属部件的金属接合面，由此在金属接合面中的与树脂接合面接触的部位整体形成锚固部。然后，在形成有锚固部的金属接合面接合合成树脂部件。实施例及比较例1、2中照射于金属接合面的激光的条件如下表1所示。

实施例及比较例1、2中使用的金属部件及合成树脂部件的详细情况、金属部件的尺寸、合成树脂部件的尺寸、合成树脂部件与金属部件的接合面积(重叠面积)如下。

·金属部件：通过激光照射以1秒钟加热到SUS304的熔点1450℃以上而对表面实施了氧化及粗糙化处理的SUS304

·合成树脂部件：Susteel(注册商标)SGX120

·金属部件的尺寸：18mm×45mm×1.6mm

·合成树脂部件的尺寸：10mm×40mm×3.0mm

·金属部件与合成树脂部件的接合面积：10mm×5mm

评价方法如下。

(a)锚固部的SEM观察

针对在金属接合面形成有锚固部的实施例及比较例1、2的金属部件，在未接合合成树脂部件的状态下，进行锚固部的SEM观察。图9～图11表示实施例的金属部件的俯视图及截面图，图9中，符号X表示第一方向，即扫描激光的方向，符号Y表示第二方向。

如图9所示，在实施例的金属部件的金属接合面，多个突起沿着第一方向X并排设置。设置于金属接合面的多个突起如图10所示，多个突起的第一方向截面呈现如下形状，即，随着从突起的顶部接近金属接合面，第一方向X上的长度变长。另外，如图11所示，多个突起具备凸条部和在该凸条部的上部比凸条部更向第二方向Y的两方扩展的膨胀部，且在突起的第二方向Y上的两侧设置有底切部。

另外，多个突起构成为：包含顶部的沿着所述第一方向的截面形状呈现如下形状，即，越接近金属接合面，第一方向X上越宽，使得在金属接合面侧，第一方向X上最长，第一方向截面中的与金属接合面接触的接触部分的长度比第二方向截面中的与金属接合面32接触的接触部分的长度长。

在比较例1的金属部件的金属接合面，沿着第一方向X延伸的多个凸条部在第二方向Y上空开间隔地设置，不过，未在凸条部的上部形成有膨胀部。

在比较例2的金属部件的金属接合面，沿着第一方向X延伸的多个凹沟在第二方向Y上空开间隔地设置，不过，未形成有凸条部及膨胀部。

(b)接合强度

将JIS K 6850所规定的试验方法中的、金属部件的尺寸、合成树脂部件的尺寸、合成树脂部件与金属部件的接合面积如上所述进行变更，其他条件参照JIS K 6850标准，采用拉伸试验机(岛津制作所、Autograph AGX-V)，以拉伸速度10mm/min、测定温度25℃进行测定。应予说明，将实施例及比较例1、2的试验片分别各制作4个，并将4个测定值的平均值设为各自的接合强度。

表1

结果如下：比较例1、2为23.7MPa及17.7MPa，而实施例为29.5MPa，在实施例的接合体中能够确认使接合强度大幅提高。

符号说明

10…接合体、20…合成树脂部件、22…树脂接合面、30…金属部件、32…金属接合面、34…锚固部、35…突起、35a…凸条部、35b…膨胀部、35c…底切部、35d…顶部

Claims (12)

1.一种接合体，具备：具有设置有锚固部的第一接合面的第一部件、以及具有第二接合面的第二部件，所述接合体是将所述第二接合面与所述第一接合面接合而得到的，

所述接合体的特征在于，

所述锚固部具备多个突起，该多个突起从所述第一接合面突出，且沿着第一方向并排设置，

所述多个突起在与所述第一方向垂直的方向、即第二方向的两侧具有底切部，

且包含顶部的沿着所述第一方向的截面形状呈现如下形状，即，越接近所述第一接合面，所述第一方向上越宽，使得在所述第一接合面侧，沿着所述第一方向的长度最长。

2.根据权利要求1所述的接合体，其特征在于，

所述多个突起具备：凸条部，该凸条部从所述第一接合面突出且沿着所述第一方向延伸；以及膨胀部，该膨胀部设置于所述凸条部的上部，且比所述凸条部更向所述第二方向扩展。

3.根据权利要求2所述的接合体，其特征在于，

在所述第一方向上相邻的所述多个突起的所述凸条部相连结。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的接合体，其特征在于，

所述多个突起的包含顶部的沿着所述第一方向的截面呈现如下形状，即，越从顶部靠近所述第一接合面，所述第一方向上的长度越长。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的接合体，其特征在于，

所述第二部件在所述第二接合面具备沿着所述第一方向延伸的沟，在所述沟内嵌入有所述多个突起。

6.根据权利要求5所述的接合体，其特征在于，

所述接合体具备：填充在所述沟内的第三部件。

7.根据权利要求1～4中的任一项所述的接合体，其特征在于，

所述第一部件的硬度比所述第二部件的硬度高。

8.根据权利要求1～7中的任一项所述的接合体，其特征在于，

在所述锚固部的表面设置有金属氧化物。

9.一种接合体的制造方法，该接合体是将第二部件的第二接合面与设置有锚固部的第一部件的第一接合面接合得到的，

所述接合体的制造方法的特征在于，包括以下工序：

锚固形成工序，该工序中，形成从所述第一接合面突出且具有多个突起的所述锚固部；以及

接合工序，该工序在所述锚固形成工序之后，在使所述第二部件与所述多个突起接触的状态下加压，使得所述多个突起进入所述第二部件，从而使所述第一接合面与所述第二接合面接触，

所述锚固形成工序中，使脉冲激光一边向第一方向扫描，一边照射于所述第一接合面，由此沿着所述第一方向而并排设置多个突起，该多个突起在与所述第一方向垂直的方向、即第二方向上的两侧具有底切部，且包含顶部的沿着所述第一方向的截面形状呈现如下形状，即，越接近所述第一接合面，所述第一方向上越宽，使得在所述第一接合面侧，沿着所述第一方向的长度最长。

10.根据权利要求9所述的接合体的制造方法，其特征在于，

所述接合工序具备：使所述第二部件的所述第二接合面侧软化的软化工序。

11.根据权利要求9所述的接合体的制造方法，其特征在于，

具备沟形成工序，该工序中，在所述第二接合面形成沿着所述第一方向延伸的沟，

所述接合工序中，在所述沟内嵌入所述多个突起。

12.根据权利要求11所述的接合体的制造方法，其特征在于，

所述沟形成工序具备在所述沟内填充第三部件的工序，所述接合工序具备使所述第三部件软化的软化工序。

Images