KR20170029559A - 접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법 - Google Patents

접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법 Download PDF

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KR20170029559A
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KR
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perforation
laser
diameter
reduced
bonding
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KR1020177003223A
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카즈요시 니시카와
아키오 스미야
사토시 히로노
토모유키 하카타
히로시게 우에마츠
Original Assignee
오므론 가부시키가이샤
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Abstract

접합 구조체는 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된 접합 구조체이며, 제 1 부재의 표면에는 개구를 갖는 천공부가 형성됨과 아울러 제 1 부재의 천공부에는 제 2 부재가 충전되어 있다. 그리고, 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부와, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 1 축경부를 갖고, 확경부가 표면측에 형성되고, 제 1 축경부가 저부측에 형성되어 있다.

Description

접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법{JUNCTION STRUCTURE AND METHOD FOR MANUFACTURING JUNCTION STRUCTURE}
본 발명은 접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 다른 재료로 이루어지는 제 1 부재 및 제 2 부재가 접합된 접합 구조체가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1에는 금속 재료에 수지 등의 이종 재료를 접합시키는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 금속 재료의 표면에 크로스형상으로 레이저 스캐닝 가공이 실시됨으로써, 그 표면에 다수의 돌기(요철부)가 형성된다. 그리고, 그 돌기가 형성된 금속 재료에 이종 재료가 접합되었을 경우에는, 이종 재료가 오목형상부에 들어감으로써 앵커 효과가 발휘되므로 금속 재료와 이종 재료의 접합 강도가 향상된다.
일본 특허 제 4020957호 공보
여기에서, 상기한 바와 같이 금속 재료의 표면에 돌기를 형성하면, 오목형상부에 이종 재료가 들어감으로써 전단 방향(접합 계면을 따라 어긋나는 방향)에 대한 접합 강도를 향상시키는 것이 가능하지만, 박리 방향(접합 계면에 대한 수직 방향)에 대해서는 접합 강도의 향상을 도모하는 것이 곤란하다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전단 방향에 추가해서 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모하는 것이 가능한 접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 접합 구조체는 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된 접합 구조체이며, 제 1 부재의 표면에는 개구를 갖는 천공부가 형성됨과 아울러 제 1 부재의 천공부에는 제 2 부재가 충전되어 있다. 그리고, 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부와, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 1 축경부를 갖고, 확경부가 표면측에 형성되며, 제 1 축경부가 저부측에 형성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 확경부가 천공부 내에 있어서 내측으로 돌출되기 때문에, 확경부와 천공부에 충전된 제 2 부재가 박리 방향에 있어서 맞물려짐으로써 박리 방향의 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 전단 방향에 추가하여 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 접합 구조체에 있어서, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 2 축경부를 갖고, 제 2 축경부가 확경부보다 표면측에 형성되어 있어도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 천공부는 제 1 부재의 표면에 복수 형성되어 있고, 인접하는 천공부의 간격(중심간 거리)이 200㎛ 이하라도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 천공부의 표면의 개구 지름은 30㎛~100㎛라도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 천공부의 깊이는 30㎛~300㎛라도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 제 1 부재는 금속, 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지라도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 제 2 부재는 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지라도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 천공부의 개구 주위에는 표면으로부터 상방으로 융기하는 융기부가 형성되어 있어도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 천공부는 축심이 표면에 대하여 경사지도록 형성되어 있어도 좋다.
상기 접합 구조체에 있어서, 확경부 및 제 1 축경부는 이어지도록 형성되고, 깊이 방향으로 복수세트 형성되어 있어도 좋다.
본 발명에 의한 접합 구조체의 제조 방법은 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된 접합 구조체의 제조 방법이며, 제 1 부재의 표면에 개구를 갖는 천공부를 형성하는 공정과, 제 1 부재의 천공부에 제 2 부재를 충전해서 고화시키는 공정을 구비한다. 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부와, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 1 축경부를 갖고, 확경부가 표면측에 형성되며, 제 1 축경부가 저부측에 형성된다.
이와 같이 구성함으로써, 확경부가 천공부 내에 있어서 내측으로 돌출되기 때문에, 확경부와 천공부에 충전된 제 2 부재가 박리 방향에 있어서 맞물려짐으로써 박리 방향의 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 전단 방향에 추가하여 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 접합 구조체의 제조 방법에 있어서 제 1 부재는 금속이고, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 제 1 부재의 표면에 레이저를 조사함으로써 천공부를 형성하도록 해도 좋다.
상기 접합 구조체의 제조 방법에 있어서 제 1 부재는 금속이고, 제 2 부재는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이며, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 제 1 부재의 천공부에 제 2 부재를 충전해서 고화시키도록 해도 좋다. 또한, 감압 분위기에는 대기로부터 감압 분위기를 형성할 경우와, 불활성 가스를 도입한 후에 감압 분위기를 형성할 경우가 포함된다.
(발명의 효과)
본 발명의 접합 구조체 및 접합 구조체의 제조 방법에 의하면, 전단 방향에 추가하여 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 접합 구조체의 단면의 모식도이다.
도 2는 도 1의 접합 구조체의 제 1 부재에 천공부가 형성된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 3은 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 4는 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 5는 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 6은 제 1 실시형태의 제 4 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 7은 실시예의 접합 구조체의 제 1 부재를 나타낸 사시도이다.
도 8은 실시예의 접합 구조체를 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 접합 구조체의 단면의 모식도이다.
도 10은 도 9의 접합 구조체의 제 1 부재에 천공부가 형성된 상태를 나타낸 모식도이다.
도 11은 제 2 실시형태의 제 1 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 12는 제 2 실시형태의 제 2 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 13은 제 2 실시형태의 제 3 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 14는 제 2 실시형태의 제 4 변형예에 의한 제 1 부재를 나타낸 모식도이다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제 1 부재에 천공부를 형성할 때에 분사 노즐로부터 불활성 가스를 분사하는 예를 나타낸 개략도이다.
도 16은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제 1 부재에 천공부를 형성할 때에 쳄버 내에 제 1 부재를 배치해서 그 쳄버를 불활성 가스 분위기로 하는 예를 나타낸 개략도이다.
도 17은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제 1 부재에 천공부를 형성할 때에 쳄버 내에 제 1 부재를 배치해서 그 쳄버를 감압 분위기로 하는 예를 나타낸 개략도이다.
도 18은 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체의 제조 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제 1 부재와 제 2 부재를 접합할 때에 분사 노즐로부터 불활성 가스를 분사하는 예를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
(제 1 실시형태)
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 접합 구조체(100)에 대하여 설명한다.
접합 구조체(100)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 다른 재료로 이루어지는 제 1 부재(10) 및 제 2 부재(20)가 접합된 것이다. 제 1 부재(10)의 표면(13)에는 개구를 갖는 천공부(11)가 형성되고, 그 천공부(11)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(12)가 형성되어 있다. 그리고, 제 1 부재(10)의 천공부(11)에는 제 2 부재(20)가 충전되어서 고화되어 있다. 또한, 도 1은 제 1 부재(10) 및 제 2 부재(20)의 접합 계면을 확대해서 모식적으로 나타낸 도면으로, 실제로는 천공부(11)가 복수 형성되어 있지만, 도 1에서는 1개만 나타냈다.
제 1 부재(10)의 재료는 금속, 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지이며, 제 2 부재(20)의 재료는 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지이다.
상기 금속의 일례로서는 철계 금속, 스테인리스계 금속, 구리계 금속, 알루미늄계 금속, 마그네슘계 금속, 및 그것들의 합금을 들 수 있다. 또한, 금속 성형체라도 좋고, 아연 다이캐스트, 알루미늄 다이캐스트, 분말 야금 등이라도 좋다.
상기 열가소성 수지의 일례로서는 PVC(폴리염화비닐), PS(폴리스티렌), AS(아크릴로니트릴·스티렌), ABS(아크릴로니트릴·부타디엔·스티렌), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), PE(폴리에틸렌), PP(폴리프로필렌), PC(폴리카보네이트), m-PPE(변성 폴리페닐렌에테르), PA6(폴리아미드6), PA66(폴리아미드66), POM(폴리아세탈), PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트), PSF(폴리설폰), PAR(폴리아릴레이트), PEI(폴리에테르이미드), PPS(폴리페닐렌설파이드), PES(폴리에테르설폰), PEEK(폴리에테르에테르케톤), PAI(폴리아미드이미드), LCP(액정 폴리머), PVDC(폴리염화비닐리덴), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PCTFE(폴리클로로트리플루오로에틸렌), 및 PVDF(폴리불화비닐리덴)를 들 수 있다. 또한, TPE(열가소성 엘라스토머)라도 좋고, TPE의 일례로서는 TPO(올레핀계), TPS(스티렌계), TPEE(에스테르계), TPU(우레탄계), TPA(나일론계), 및 TPVC(염화비닐계)를 들 수 있다.
상기 열경화성 수지의 일례로서는 EP(에폭시), PUR(폴리우레탄), UF(요소포름알데히드), MF(멜라민포름알데히드), PF(페놀포름알데히드), UP(불포화 폴리에스테르), 및 SI(실리콘)를 들 수 있다. 또한, FRP(섬유 강화 플라스틱)라도 좋다.
또한, 상기한 열가소성 수지 및 열경화성 수지에는 충전제가 첨가되어 있어도 좋다. 충전제의 일례로서는, 무기계 충전제(유리 섬유, 무기 염류 등), 금속계 충전제, 유기계 충전제, 및 탄소 섬유 등을 들 수 있다.
천공부(11)는 평면적으로 보아 거의 원형의 비관통 구멍이고, 제 1 부재(10)의 표면(13)에 복수 형성되어 있다. 천공부(11)의 표면(13)의 개구 지름(R1)은 30㎛~100㎛인 것이 바람직하다. 이것은 개구 지름(R1)이 30㎛를 밑돌면, 제 2 부재(20)의 충전성이 악화되어 앵커 효과가 저하될 경우가 있기 때문이다. 한편, 개구 지름(R1)이 100㎛를 상회하면, 단위면적당의 천공부(11)의 수가 감소해서 앵커 효과가 저하될 경우가 있고, 또한 돌출부(12)를 형성하기 어려워지기 때문이다.
또한, 천공부(11)의 깊이는 30㎛~300㎛인 것이 바람직하다. 이것은 천공부(11)의 깊이가 30㎛를 밑돌면, 돌출부(12)를 형성하기 어려워지기 때문이다. 한편, 천공부(11)의 깊이가 300㎛를 상회하면, 개구 지름(R1)이 작아지기 쉽기 때문에 제 2 부재(20)의 충전성이 악화되기 때문이다. 또한, 천공부(11)에서는 개구 지름(R1)에 대한 깊이의 비율(깊이/개구 지름(R1))은 0.3~10이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.6~3.7이다.
또한, 천공부(11)의 간격(소정 천공부(11)의 중심과, 소정 천공부(11)와 인접하는 천공부(11)의 중심의 거리)은 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 천공부(11)의 간격이 200㎛를 상회하면, 단위면적당의 천공부(11)의 수가 감소해서 앵커 효과가 저하될 경우가 있기 때문이다. 또한, 천공부(11) 간격의 하한의 일례로서는, 천공부(11)가 중첩되어 찌부러지지 않는 거리이다. 즉, 인접하는 천공부(11)의 간격(중심간 거리)은 천공부(11)의 개구 지름(R1) 이상인 것이 바람직하다. 또한, 천공부(11)의 간격은 같은 것이 바람직하다. 이것은 천공부(11)가 등간격이면, 전단 방향의 접합 강도가 등방적으로 되기 때문이다.
여기에서, 제 1 실시형태의 천공부(11)는 깊이 방향(Z 방향)에 있어서 표면(13)측으로부터 저부(113)를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부(111)와, 깊이 방향에 있어서 표면(13)측으로부터 저부(113)를 향해서 개구 지름이 작아지는 축경부(112)가 이어지도록 형성되어 있다. 확경부(111)는 곡선상으로 지름이 확대되도록 형성되고, 축경부(112)는 곡선상으로 지름이 축소되도록 형성되어 있다. 또한, 축경부(112)는 본 발명의 「제 1 축경부」의 일례이다.
그리고, 확경부(111)가 표면(13)측에 배치됨과 아울러, 축경부(112)가 저부(113)측에 배치되어 있다. 이 때문에, 천공부(11)에 있어서 확경부(111)와 축경부(112)의 경계 부분의 개구 지름(내경)(R2)이 가장 크게 되어 있고, 개구 지름(R1)이 개구 지름(R2)보다 작게 되어 있다. 즉, 천공부(11)의 깊이 방향에 있어서의 확경부(111)의 부분이 돌출부(12)로서 형성되어 있다. 즉, 확경부(111)에 의해 돌출부(12)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 돌출부(12)의 정점이 제 1 부재(10)의 표면(13)측에 배치되어 있다. 이 돌출부(12)는 예를 들면, 둘레 방향에 있어서의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있고, 환상으로 형성되어 있다.
이와 같이, 천공부(11)의 내주면에 내측으로 돌출되는 돌출부(12)(확경부(111))를 형성함으로써, 돌출부(12)와 천공부(11)에 충전된 제 2 부재(20)가 박리 방향(Z 방향)에 있어서 맞물리게 됨으로써 박리 방향의 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 전단 방향에 추가하여 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 열사이클 환경 하에 있어서, 제 1 부재(10) 및 제 2 부재(20)의 선팽창계수차에 기인하는 박리 응력이 발생해도 접합 강도를 유지할 수 있다. 즉, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
이 천공부(11)는 예를 들면, 레이저가 조사됨으로써 형성된다. 레이저의 종류로서는 펄스 발진이 가능한 관점에서 파이버 레이저, YAG 레이저, YVO4 레이저, 반도체 레이저, 탄산 가스 레이저, 엑시머 레이저를 선택할 수 있고, 레이저의 파장을 고려하면, 파이버 레이저, YAG 레이저, YAG 레이저의 제 2 고조파, YVO4 레이저, 반도체 레이저가 바람직하다. 또한, 레이저의 출력은 레이저의 조사 지름, 제 1 부재(10)의 재료의 종류, 제 1 부재(10)의 형상(예를 들면, 두께) 등을 고려해서 설정된다. 예를 들면, 레이저의 출력 상한은 40W가 바람직하다. 이것은 레이저의 출력이 40W를 초과하면, 에너지가 커서 돌출부(12)를 갖는 천공부(11)를 형성하는 것이 곤란하기 때문이다.
천공부(11)를 형성하는 장치의 일례로서는, 오므론제의 파이버 레이저 마커 MX-Z2000 또는 MX-Z2050을 들 수 있다. 이 파이버 레이저 마커에서는 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저를 조사하는 것이 가능하다. 이 때문에, 레이저의 에너지를 깊이 방향으로 집중시키기 쉬우므로, 천공부(11)를 형성하는데도 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 부재(10)에 레이저가 조사되면, 제 1 부재(10)가 국부적으로 용융됨으로써 천공부(11)의 형성이 진행된다. 이때, 레이저가 복수의 서브 펄스로 구성되어 있기 때문에, 용융된 제 1 부재(10)가 비산되기 어려워 천공부(11)의 근방에 퇴적되기 쉽다. 그리고, 천공부(11)의 형성이 진행되면, 용융된 제 1 부재(10)가 천공부(11)의 내부에 퇴적됨으로써 돌출부(12)가 형성된다. 또한, 레이저의 조사 방향은 예를 들면, 표면(13)에 대하여 수직 방향이며, 천공부(11)의 축심이 표면(13)에 대하여 수직으로 된다.
또한, 상기 파이버 레이저 마커에 의한 가공 조건으로서는, 서브 펄스의 1주기가 15㎱ 이하인 것이 바람직하다. 이것은 서브 펄스의 1주기가 15㎱를 초과하면, 열전도에 의해 에너지가 확산되기 쉬워져 돌출부(12)를 갖는 천공부(11)를 형성하기 어려워지기 때문이다. 또한, 서브 펄스의 1주기는 서브 펄스의 1회분의 조사 시간과, 그 서브 펄스의 조사가 종료되고 나서 다음번의 서브 펄스의 조사가 개시될 때까지의 간격의 합계 시간이다.
또한, 상기 파이버 레이저 마커에 의한 가공 조건으로서는, 1펄스의 서브 펄스수는 2 이상 50 이하인 것이 바람직하다. 이것은 서브 펄스수가 50을 초과하면, 서브 펄스의 단위당의 출력이 작아져 돌출부(12)를 갖는 천공부(11)를 형성하기 어려워지기 때문이다.
그리고, 제 2 부재(20)는 천공부(11)가 형성된 제 1 부재(10)의 표면(13)에 접합되어 있다. 이 제 2 부재(20)는 예를 들면, 사출 성형, 열판 용착, 레이저 용착, 주형 경화, 초음파 용착, 또는 진동 용착에 의해 제 1 부재(10)에 접합되어 있다. 이것에 의해, 제 2 부재(20)가 천공부(11)에 충전된 상태에서 고화되어 있다.
이와 같은 접합 구조체(100)는 예를 들면, 광전 센서의 금속 케이스(도시 생략)에 수지 커버(도시 생략)를 접합시킬 경우에 적용 가능하다. 이 경우에는, 금속 케이스가 제 1 부재(10)에 상당하고, 수지 커버가 제 2 부재(20)에 상당한다.
-접합 구조체의 제조 방법-
이어서, 도 1 및 도 2를 참조하여 제 1 실시형태에 의한 접합 구조체(100)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 제 1 부재(10)의 표면(13)에 천공부(11)를 형성함과 아울러, 그 천공부(11)의 내주면에 돌출부(12)를 형성한다. 이 천공부(11) 및 돌출부(12)는 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성된 레이저를 조사함으로써 형성된다. 구체예로서는, 상기한 파이버 레이저 마커 MX-Z2000 또는 MX-Z2050을 사용해서 형성한다.
그 후, 제 1 부재(10)의 천공부(11)에 제 2 부재(20)를 충전하고, 그 제 2 부재(20)를 고화시킨다. 이것에 의해, 제 1 부재(10) 및 제 2 부재(20)가 접합되고, 접합 구조체(100)(도 1 참조)가 형성된다. 또한, 제 2 부재(20)는 예를 들면, 사출 성형, 열판 용착, 레이저 용착, 주형 경화, 초음파 용착, 또는 진동 용착에 의해 접합된다.
- 제 1 부재의 변형예-
이어서, 도 3~도 6을 참조하여 제 1 부재(10)의 변형예에 대해서 설명한다.
도 3은, 제 1 실시형태의 제 1 변형예에 의한 제 1 부재(10a)를 나타낸 모식도이다. 도 3에 나타내는 제 1 부재(10a)와 같이, 천공부(11)의 개구 주위에 표면(13)으로부터 상방으로 융기하는 융기부(14)가 형성되어 있어도 좋다. 융기부(14)는 천공부(11)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있고, 평면적으로 보아서 거의 원형으로 형성되어 있다. 이 융기부(14)는 예를 들면, 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저가 조사될 때에, 용융된 제 1 부재(10a)가 퇴적됨으로써 형성된다. 이와 같이 구성하면, 융기부(14)에 의해서도 앵커 효과가 발생하므로 접합 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 4는 제 1 실시형태의 제 2 변형예에 의한 제 1 부재(10b)를 나타낸 모식도이다. 도 4에 나타내는 제 1 부재(10b)와 같이, 천공부(11b)의 축심이 표면(13)에 대하여 경사지도록 형성되어 있어도 좋다. 천공부(11b)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(12b)가 형성되어 있다. 이 천공부(11b)는 예를 들면, 레이저의 조사 방향을 표면(13)에 대하여 비스듬하게(45° 이상 90° 미만) 함으로써 형성된다. 이것에 의해, 천공부(11b)를 형성하는 영역의 상방에 레이저를 조사할 때의 장해물이 존재할 경우라도 천공부(11b)를 형성할 수 있다.
도 5는 제 1 실시형태의 제 3 변형예에 의한 제 1 부재(10c)를 나타낸 모식도이다. 도 5에 나타내는 제 1 부재(10c)와 같이, 천공부(11c)에 복수의 돌출부(121c 및 122c)가 형성되어 있어도 좋다. 즉, 확경부 및 축경부를 이어지도록 형성함과 아울러, 그 확경부 및 축경부를 깊이 방향으로 복수세트 형성해도 좋다. 이 천공부(11c)는 예를 들면, 레이저의 출력 조건을 변경하여 레이저를 같은 개소에 조사함으로써 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이 구성하면, 천공부(11c)의 표면적이 커짐과 아울러, 복수의 돌출부(121c 및 122c)가 형성됨으로써 접합 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 도 5에서는 돌출부는 121c 및 122c의 2개소이지만, 3개소 이상 형성되어 있어도 좋다.
도 6은 제 1 실시형태의 제 4 변형예에 의한 제 1 부재(10d)를 나타낸 모식도이다. 도 6에 나타내는 제 1 부재(10d)와 같이, 위치를 어긋나게 한 복수회의 레이저 조사에 의해 하나의 천공부(11d)를 형성하도록 해도 좋다. 즉, 레이저 조사에 의해 형성되는 천공부의 일부가 중첩됨으로써, 하나의 천공부(11d)가 형성되도록 해도 좋다. 천공부(11d)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(12d)가 형성되어 있다.
또한, 상기한 제 1~제 4 변형예를 적당하게 조합시키도록 해도 좋다.
-실험예-
이어서, 도 7 및 도 8을 참조하여 상기한 제 1 실시형태의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험예 1 및 2에 대하여 설명한다.
[실험예 1]
이 실험예 1에서는 제 1 실시형태에 대응하는 실시예 1에 의한 접합 구조체(500)(도 8 참조)와 비교예 1에 의한 접합 구조체를 제작하고, 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가로서는 열충격 시험을 행하고 있지 않은 것에 대해서 접합 강도를 측정함과 아울러 열충격 시험 후의 것에 대해서 접합 강도를 측정하고, 그 측정 결과에 의거하여 합부 판정을 행하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
우선, 실시예 1에 의한 접합 구조체(500)의 제작 방법에 대하여 설명한다.
실시예 1의 접합 구조체(500)에서는, 제 1 부재(501)의 재료로서 Al(A5052)을 사용했다. 이 제 1 부재(501)는 도 7에 나타내는 바와 같이 판 형상으로 형성되어 있고, 길이가 100㎜이고, 폭이 29㎜이며, 두께가 3㎜이다.
그리고, 제 1 부재(501)의 표면의 소정 영역(R)에 레이저를 조사한다. 이 소정 영역(R)은 접합 구조체(500)가 접합되는 면적이고, 12.5㎜×20㎜로 했다. 또한, 이 레이저의 조사는 오므론제의 파이버 레이저 마커 MX-Z2000을 사용해서 행하였다. 레이저의 조사 조건은 이하와 같다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.0W
주사 속도: 650㎜/sec
주사 횟수: 20회
조사 간격: 65㎛
서브 펄스수: 20
또한, 주파수는 복수(이 예에서는 20)의 서브 펄스에 의해서 구성되는 펄스의 주파수이다. 즉, 이 조사 조건에서는 1초간에 650㎜ 이동하면서 65㎛의 간격으로 1만회 레이저(펄스)를 조사하고, 그 펄스가 20의 서브 펄스로 구성되어 있다. 또한, 주사 횟수는 레이저가 같은 개소에 반복해서 조사되는 횟수이다.
이와 같이, 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저를 조사함으로써 제 1 부재(501)의 표면의 소정 영역(R)에는 천공부가 형성됨과 아울러, 그 천공부의 표면측에 돌출부가 형성된다. 즉, 표 1에 나타내는 바와 같이 표면의 개구 지름(R1)(도 1 참조)에 비하여 확경부와 축경부의 경계 부분의 개구 지름(R2)(도 1 참조)이 큰 천공부를 얻을 수 있었다.
그리고, 인서트 성형에 의해 제 1 부재(501)의 표면에 제 2 부재(502)를 접합했다. 실시예 1의 접합 구조체(500)에서는, 제 2 부재(502)의 재료로서 PBT(윈테크 폴리머제의 주라넥스(등록상표) 3316)를 사용했다. 또한, 성형기는 니혼 세이꼬쇼제의 J35EL3을 사용했다. 성형 조건은 이하와 같다.
<성형 조건>
예비 건조: 120℃×5시간
금형 온도: 120℃
실린더 온도: 270℃
보압: 100㎫
이렇게 하여, 실시예 1의 접합 구조체(500)를 제작했다. 또한, 제 2 부재(502)는 판 형상으로 형성되어 있고, 길이가 100㎜이고, 폭이 25㎜이며, 두께가 3㎜이다.
이어서, 비교예 1에 의한 접합 구조체의 제작 방법에 대하여 설명한다.
비교예 1의 접합 구조체에서는, 제 1 부재 및 제 2 부재의 재료로서 실시예 1과 같은 것을 사용함과 아울러 성형 조건도 같은 설정으로 했다. 그리고, 비교예 1의 접합 구조체에서는 펄스 컨트롤 기능이 없는 파이버 레이저를 이용하여 천공부를 형성했다. 즉, 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되어 있지 않은 레이저를 조사함으로써 천공부가 형성되었다. 이 때문에, 비교예 1의 제 1 부재에는 유발상(원추상)의 천공부가 형성되었다. 즉, 표 1에 나타내는 바와 같이 비교예 1의 제 1 부재에는 내주면으로부터 내측으로 돌출되는 돌출부가 형성되어 있지 않고, 실시예 1의 개구 지름(R2)에 대응하는 형상이 형성되어 있지 않다.
그리고, 실시예 1의 접합 구조체(500) 및 비교예 1의 접합 구조체에 대한 접합 평가를 행하였다.
또한, 접합 강도는 인스트론제의 전기 기계식 만능 시험기 5900을 사용해서 측정했다. 구체적으로는, 전단 방향에 대해서는 인장 속도 5㎜/min으로 시험을 행하고, 박리 방향(수직 방향)에 대해서는 3점 굽힘 시험 방식의 밀어넣기 속도 2㎜/min으로 시험을 행하여 제 2 부재의 파단 또는 접합 계면의 파단에서 시험을 종료했다. 그리고, 그 시험에서의 최대 강도를 접합 강도로서 채용했다.
또한, 열충격 시험은 에스팩제의 냉열 충격 장치 TSD-100을 사용해서 행하였다. 구체적으로는, -40℃에서 30분간 저온 노출과, 85℃에서 30분간 고온 노출을 100회 반복하여 행하였다.
그리고, 열사이클 환경 하에서의 신뢰성을 판단하기 위해서, 이하의 기준으로 합부 여부 판단을 행하였다.
합격(○): 「열충격 시험 후의 접합 강도」/「열충격 시험 전의 접합 강도」≥90%
불합격(×): 「열충격 시험 후의 접합 강도」/「열충격 시험 전의 접합 강도」<90%
상기한 표 1에 나타내는 바와 같이, 열충격 시험 전에서는 실시예 1의 접합 구조체(500)는 비교예 1의 접합 구조체에 비하여, 전단 방향 및 박리 방향의 접합 강도가 높게 되어 있었다. 이것에 의해, 실시예 1의 접합 구조체(500)와 같이 천공부의 내주면에 돌출부를 형성함으로써 접합 강도가 향상되는 것이 판명되었다. 또한, 열충격 시험 후에 있어서도 실시예 1의 접합 구조체(500)는 비교예 1의 접합 구조체에 비하여, 전단 방향 및 박리 방향의 접합 강도가 높게 되어 있었다.
또한, 실시예 1의 접합 구조체(500)에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있는 것이 판명되었다. 이에 대하여, 비교예 1의 접합 구조체에서는 열충격 시험 후에 접합 강도가 대폭 저하하고 있다. 따라서, 실시예 1의 접합 구조체(500)와 같이, 천공부의 내주면에 돌출부를 형성함으로써 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성의 향상을 도모할 수 있었다.
[실험예 2]
이 실험예 2에서는, 제 1 실시형태에 대응하는 실시예 2에 의한 접합 구조체와 비교예 2에 의한 접합 구조체를 제작하여, 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가는 실험예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure pct00002
이 실험예 2에서는, 제 1 부재의 재료와 레이저 조사 조건을 실험예 1로부터 변경했다. 구체적으로는, 실시예 2의 접합 구조체에서는 제 1 부재의 재료로서 PPS(폴리플라스틱제의 포트론(등록상표) 1140)를 사용했다. 또한, 레이저 조사 조건을 이하와 같이 했다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 1.1W
주사 속도: 650㎜/sec
주사 횟수: 3회
조사 간격: 65㎛
서브 펄스수: 3
상기한 표 2에 나타내는 바와 같이, 열충격 시험 전에서는 실시예 2의 접합 구조체는 비교예 2의 접합 구조체에 비하여 전단 방향 및 박리 방향의 접합 강도가 높게 되어 있었다. 또한, 실시예 2의 접합 구조체에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있는 것이 판명되었다. 즉, 실험예 2에서는 실험예 1과 마찬가지의 결과가 얻어지는 것이 판명되었다. 즉, 제 1 부재의 재료로서 수지인 PPS를 사용했을 경우라도, 돌출부를 갖는 천공부를 형성 함으로써 접합 강도의 향상을 도모함과 아울러 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성의 향상을 도모할 수 있었다.
(제 2 실시형태)
이어서, 도 9를 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 접합 구조체(200)에 대하여 설명한다.
접합 구조체(200)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 다른 재료로 이루어지는 제 1 부재(30) 및 제 2 부재(20)가 접합된 것이다. 제 1 부재(30)의 표면(33)에는 개구를 갖는 천공부(31)가 형성되고, 그 천공부(31)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(32)가 형성되어 있다. 그리고, 제 1 부재(30)의 천공부(31)에는 제 2 부재(20)가 충전되어서 고화되어 있다.
제 2 실시형태의 천공부(31)는 깊이 방향(Z 방향)에 있어서 표면(33)측으로부터 저부(314)를 향해서 개구 지름이 작아지는 축경부(311)와, 깊이 방향에 있어서 표면(33)측으로부터 저부(314)를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부(312)와, 깊이 방향에 있어서 표면(33)측으로부터 저부(314)를 향해서 개구 지름이 작아지는 축경부(313)가 이어지도록 형성되어 있다. 축경부(311)는 직선상으로 지름이 축소되도록 형성되고, 확경부(312)는 곡선상으로 지름이 확대되도록 형성되며, 축경부(313)는 곡선상으로 지름이 축소되도록 형성되어 있다. 또한, 축경부(311)는 본 발명의 「제 2 축경부」의 일례이며, 축경부(313)는 본 발명의 「제 1 축경부」의 일례이다.
그리고, 표면(33)측으로부터 저부(314)측을 향해서 순서대로 축경부(311), 확경부(312) 및 축경부(313)가 배치되어 있다. 즉, 축경부(311)가 확경부(312)보다 표면(33)측에 배치되어 있다. 이 때문에, 천공부(31)에 있어서 축경부(311)와 확경부(312)의 경계 부분의 개구 지름(내경)(R4)이, 표면(33)의 개구 지름(R3), 및 확경부(312)와 축경부(313)의 경계 부분의 개구 지름(R5)보다 작게 되어 있다. 즉, 천공부(31)의 깊이 방향에 있어서의 축경부(311) 및 확경부(312)의 부분이 돌출부(32)로서 형성되어 있다. 즉, 축경부(311) 및 확경부(312)에 의해 돌출부(32)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 돌출부(32)의 정점이 저부(314)측으로 들어간 위치에 배치되어 있다. 이 돌출부(32)는 예를 들면, 둘레 방향에 있어서의 전체 길이에 걸쳐 형성되어 있고, 환상으로 형성되어 있다.
또한, 제 1 부재(30)의 기타 구성은 상기한 제 1 부재(10)와 마찬가지이다.
이와 같이, 천공부(31)의 내주면에 내측으로 돌출되는 돌출부(32)(확경부(312))를 형성함으로써 돌출부(32)와 천공부(31)에 충전된 제 2 부재(20)가 박리 방향(Z 방향)에 있어서 맞물림으로써, 박리 방향의 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 이것에 의해, 전단 방향에 추가하여 박리 방향에 대해서도 접합 강도의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 열사이클 환경 하에 있어서, 제 1 부재(30) 및 제 2 부재(20)의 선팽창계수차에 기인하는 박리 응력이 발생해도 접합 강도를 유지할 수 있다. 즉, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성의 향상을 도모할 수 있다.
-접합 구조체의 제조 방법-
이어서, 도 9 및 도 10을 참조하여 제 2 실시형태에 의한 접합 구조체(200)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
우선, 제 1 부재(30)의 표면(33)에 천공부(31)를 형성함과 아울러, 그 천공부(31)의 내주면에 돌출부(32)를 형성한다. 이 천공부(31) 및 돌출부(32)는 예를 들면, 도 10에 나타내는 바와 같이 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성된 레이저를 조사함으로써 형성된다. 구체예로서는, 상기한 파이버 레이저 마커 MX-Z2000 또는 MX-Z2050을 사용해서 형성된다. 또한, 제 2 실시형태에서는 제 1 실시형태와 달리 돌출부(32)가 저부(314)측으로 들어간 위치에 배치되지만, 이와 같은 차이는, 예를 들면 제 1 부재(30)의 재료나 레이저 조사 조건 등의 차이에 기인한다.
그 후, 제 1 부재(30)의 천공부(31)에 제 2 부재(20)를 충전하고, 그 제 2 부재(20)를 고화시킨다. 이것에 의해, 제 1 부재(30) 및 제 2 부재(20)가 접합되어 접합 구조체(200)(도 9 참조)가 형성된다. 또한, 제 2 부재(20)는 예를 들면, 사출 성형, 열판 용착, 레이저 용착, 주형 경화, 초음파 용착, 또는 진동 용착에 의해 접합된다.
- 제 1 부재의 변형예-
이어서, 도 11~도 14를 참조하여 제 1 부재(30)의 변형예에 대하여 설명한다.
도 11은 제 2 실시형태의 제 1 변형예에 의한 제 1 부재(30a)를 나타낸 모식도이다. 도 11에 나타내는 제 1 부재(30a)와 같이, 천공부(31)의 개구 주위에 표면(33)으로부터 상방으로 융기하는 융기부(34)가 형성되어 있어도 좋다. 융기부(34)는 천공부(31)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있고, 평면적으로 보아서 거의 원형으로 형성되어 있다. 이 융기부(34)는 예를 들면, 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저가 조사될 때에, 용융된 제 1 부재(30a)가 퇴적됨으로써 형성된다. 이와 같이 구성하면, 융기부(34)에 의해서도 앵커 효과가 발생하므로 접합 강도를 보다 향상시킬 수 있다.
도 12는 제 2 실시형태의 제 2 변형예에 의한 제 1 부재(30b)를 나타낸 모식도이다. 도 12에 나타내는 제 1 부재(30b)와 같이, 천공부(31b)의 축심이 표면(33)에 대하여 경사지도록 형성되어 있어도 좋다. 천공부(31b)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(32b)가 형성되어 있다. 이 천공부(31b)는 예를 들면, 레이저의 조사 방향을 표면(33)에 대하여 비스듬하게(45° 이상 90° 미만) 함으로써 형성된다. 이것에 의해, 천공부(31b)를 형성하는 영역의 상방에 레이저를 조사할 때의 장해물이 존재할 경우라도, 천공부(31b)를 형성할 수 있다.
도 13은 제 2 실시형태의 제 3 변형예에 의한 제 1 부재(30c)를 나타낸 모식도이다. 도 13에 나타내는 제 1 부재(30c)와 같이, 천공부(31c)에 복수의 돌출부(321c 및 322c)가 형성되어 있어도 좋다. 즉, 확경부 및 축경부를 이어지도록 형성함과 아울러, 그 확경부 및 축경부를 깊이 방향으로 복수세트 형성해도 좋다. 이 천공부(31c)는 예를 들면, 레이저의 출력 조건을 변경하여 레이저를 같은 개소에 조사함으로써 형성하는 것이 가능하다. 이와 같이 구성하면, 천공부(31c)의 표면적이 커짐과 아울러 복수의 돌출부(321c 및 322c)가 형성됨으로써, 접합 강도를 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 도 13에서는 돌출부는 321c 및 322c의 2개소이지만, 3개소 이상 형성되어 있어도 좋다.
도 14는 제 2 실시형태의 제 4 변형예에 의한 제 1 부재(30d)를 나타낸 모식도이다. 도 14에 나타내는 제 1 부재(30d)와 같이, 위치를 어긋나게 한 복수회의 레이저 조사에 의해 하나의 천공부(31d)를 형성하도록 해도 좋다. 즉, 레이저 조사에 의해 형성되는 천공부의 일부가 중첩됨으로써, 하나의 천공부(31d)가 형성되도록 해도 좋다. 천공부(31d)의 내주면에는 내측으로 돌출되는 돌출부(32d)가 형성되어 있다.
또한, 상기한 제 1~제 4 변형예를 적당하게 조합시키도록 해도 좋다.
-실험예-
이어서, 상기한 제 2 실시형태의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험예 3에 대하여 설명한다.
이 실험예 3에서는, 제 2 실시형태에 대응하는 실시예 3에 의한 접합 구조체와 비교예 3에 의한 접합 구조체를 제작하여, 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가는 실험예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure pct00003
이 실험예 3에서는, 제 1 부재의 재료와 레이저 조사 조건을 실험예 1로부터 변경했다. 구체적으로는, 실시예 3의 접합 구조체에서는 제 1 부재의 재료로서 SUS304를 사용했다. 또한, 레이저 조사 조건을 이하와 같이 했다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.8W
주사 속도: 650㎜/sec
주사 횟수: 20회
조사 간격: 65㎛
서브 펄스수: 20
실시예 3의 접합 구조체에서는 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저를 조사함으로써 제 1 부재의 표면에는 천공부가 형성됨과 아울러, 그 천공부의 표면으로부터 들어간 위치에 돌출부가 형성된다. 즉, 표 3에 나타내는 바와 같이 개구 지름(R4)(도 9 참조)이 표면의 개구 지름(R3)(도 9 참조) 및 개구 지름(R5)(도 9 참조)보다 작게 되어 있다. 또한, 비교예 3의 제 1 부재에는 유발상(원추형)의 천공부가 형성되어 있고, 실시예 3의 개구 지름(R4 및 R5)에 대응하는 형상이 형성되어 있지 않다.
상기한 표 3에 나타내는 바와 같이, 열충격 시험 전에서는 실시예 3의 접합 구조체는 비교예 3의 접합 구조체에 비하여 전단 방향 및 박리 방향의 접합 강도가 높게 되어 있었다. 또한, 실시예 3의 접합 구조체에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있는 것이 판명되었다. 즉, 실험예 3에서는 실험예 1과 마찬가지의 결과가 얻어지는 것이 판명되었다. 즉, 돌출부가 저부측으로 들어간 위치에 배치되어 있어도 접합 강도의 향상을 도모함과 아울러, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성의 향상을 도모할 수 있었다.
-천공부의 간격에 대해서 -
이어서, 인접하는 천공부의 간격(중심간 거리)의 바람직한 범위를 확인하기 위해서 행한 실험예 3-1에 대하여 설명한다.
이 실험예 3-1에서는 실시예 3-1~3-3에 의한 접합 구조체와, 참고예 3-1 및 3-2에 의한 접합 구조체를 제작하여, 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가는 실험예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다.
Figure pct00004
이 실험예 3-1에서는 주파수를 일정(10㎑)하게 한 상태에서 주사 속도를 변경함으로써, 각 접합 구조체에 있어서의 레이저의 조사 간격이 변경되어 있다. 또한, 실시예 3-1~3-3 및 참고예 3-2에서는 레이저의 조사 간격이 천공부의 간격(중심간 거리)이지만, 참고예 3-1에서는 레이저의 조사 간격이 짧고 천공부가 중첩되어서 홈 형상으로 되어 있었다. 표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-1의 천공부 간격이 54㎛이고, 실시예 3-2의 천공부 간격이 65㎛이고, 실시예 3-3의 천공부 간격이 200㎛이며, 참고예 3-2의 천공부 간격이 250㎛였다. 또한, 각 접합 구조체에 있어서 공통의 레이저 조사 조건은 이하와 같다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.8W
주사 횟수: 20회
서브 펄스수: 20
상기한 표 4에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-1~3-3의 접합 구조체에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있었다. 이에 대하여, 참고예 3-1 및 3-2에서는 열충격 시험 후의 접합 강도 유지율이 90%보다 낮았다. 따라서, 인접하는 천공부의 간격은 중첩해서 찌부러지지 않는 거리이고, 200㎛ 이하인 것이 바람직하다. 또한, 실시예 3-3의 접합 구조체에서는 실시예 3-1 및 3-2에 비하여 천공부의 수가 적기 때문에 접합 강도 자체가 낮게 되어 있지만, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성은 확보하는 것이 가능하다.
-천공부의 표면의 개구 지름에 대해서 -
이어서, 천공부의 표면의 개구 지름(R3)의 바람직한 범위를 확인하기 위해서 행한 실험예 3-2에 대하여 설명한다.
이 실험예 3-2에서는 실시예 3-4~3-6에 의한 접합 구조체와 참고예 3-3 및 3-4에 의한 접합 구조체를 제작하여, 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가는 실험예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 5에 나타낸다.
Figure pct00005
이 실험예 3-2에서는 레이저의 조사 조건이 변경됨으로써, 각 접합 구조체에 있어서의 천공부의 표면의 개구 지름(R3)이 변경되어 있다. 또한, 참고예 3-4에서는 유발상의 천공부가 형성되어 있다. 표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-4의 개구 지름(R3)이 30㎛이고, 실시예 3-5의 개구 지름(R3)이 58㎛이고, 실시예 3-6의 개구 지름(R3)이 100㎛였다. 한편, 참고예 3-3의 개구 지름(R3)이 28㎛이고, 참고예 3-4의 개구 지름(R3)이 120㎛였다. 또한, 각 접합 구조체에 있어서 공통의 레이저 조사 조건은 이하와 같다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.8W
주사 속도: 1200㎜/sec
조사 간격: 120㎛
상기한 표 5에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-4~3-6의 접합 구조체에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있었다. 이에 대하여, 참고예 3-3 및 3-4에서는 열충격 시험 후의 접합 강도 유지율이 90%보다 낮았다. 따라서, 천공부 표면의 개구 지름(R3)은 30㎛~100㎛인 것이 바람직하다. 또한, 실시예 3-4~3-6의 접합 구조체에서는 상기한 실시예 3-1 및 3-2에 비하여 천공부의 수가 적기 때문에 접합 강도 자체가 낮게 되어 있지만, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성은 확보하는 것이 가능하게 되어 있다.
-천공부의 깊이에 대해서 -
이어서, 천공부의 깊이의 바람직한 범위를 확인하기 위해서 행한 실험예 3-3에 대하여 설명한다.
이 실험예 3-3에서는 실시예 3-7~3-9에 의한 접합 구조체와, 참고예 3-5 및 3-6에 의한 접합 구조체를 제작하여 각각에 대한 접합 평가를 행하였다. 또한, 접합 평가는 실험예 1과 마찬가지로 행하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
Figure pct00006
이 실험예 3-3에서는 레이저의 조사 조건이 변경됨으로써, 각 접합 구조체에 있어서의 천공부의 깊이가 변경되어 있다. 또한, 참고예 3-5에서는 유발상의 천공부가 형성되어 있다. 표 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-7의 깊이가 30㎛이고, 실시예 3-8의 깊이가 60㎛이며, 실시예 3-9의 깊이가 300㎛였다. 한편, 참고예 3-5의 깊이가 24㎛이고, 참고예 3-6의 깊이가 340㎛였다. 또한, 각 접합 구조체에 있어서 공통의 레이저 조사 조건은 이하와 같다.
<레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.8W
주사 속도: 650㎜/sec
조사 간격: 65㎛
상기한 표 6에 나타내는 바와 같이, 실시예 3-7~3-9의 접합 구조체에서는 열충격 시험 전의 접합 강도를 열충격 시험 후에 있어서도 90% 이상 유지할 수 있었다. 이에 대하여, 참고예 3-5 및 3-6에서는 열충격 시험 후의 접합 강도 유지율이 90%보다 낮았다. 따라서, 천공부(11)의 깊이는 30㎛~300㎛인 것이 바람직하다.
(제 3 실시형태)
이어서, 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체에 대하여 설명한다. 이 제 3 실시형태에서는 천공부를 형성할 때와, 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합할 때 중 적어도 어느 한쪽을 행할 때에, 불활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 하고 있다.
제 3 실시형태의 접합 구조체에서는 제 1 부재가 금속이고, 제 2 부재가 레이저에 대하여 투과성을 갖는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이다. 또한, 제 3 실시형태의 접합 구조체의 기타 구성은 상기한 제 1 또는 제 2 실시형태와 마찬가지이다.
-접합 구조체의 제조 방법-
이어서, 도 15~도 18을 참조하여 제 3 실시형태에 의한 접합 구조체의 제조 방법에 대하여 설명한다.
제 3 실시형태에서는 금속으로 이루어지는 제 1 부재의 표면에 레이저를 조사함으로써 제 1 부재의 표면에 천공부를 형성하는 공정을, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 행한다. 이와 같이 구성하면, 레이저의 조사에 의한 제 1 부재 표면에서의 과도한 산화막의 형성을 억제할 수 있으므로, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같이 금속제의 제 1 부재(40)의 천공부 형성 영역(Ra)에 레이저 마커의 헤드(50)로부터 레이저(L1)를 조사할 때에, 그 천공부 형성 영역(Ra)을 향해서 분사 노즐(51)로부터 불활성 가스(G)를 분사함으로써 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재(40)에 천공부(도시 생략)가 형성된다. 불활성 가스(G)의 일례로서는 질소 가스, 이산화탄소 가스(탄산 가스), 아르곤 가스, 헬륨 가스 등을 들 수 있다. 또한, 불활성 가스(G)의 분사량은, 예를 들면 2L/분이다.
또한, 분사 노즐(51)로부터 분사되는 불활성 가스(G)의 온도를 조절 가능하게 구성되어 있어도 좋다. 이것은 불활성 가스(G)의 분사량이 많으면(예를 들면, 50L/분) 제 1 부재(40)의 표면이 냉각되어 레이저(L1)에 의한 가공 특성이 저하될 우려가 있지만, 불활성 가스(G)의 온도를 조정함으로써 분사량이 많을 경우에 있어서의 가공 특성의 저하를 억제하기 위해서이다.
또한, 도 16에 나타내는 바와 같이 금속제의 제 1 부재(40)를 쳄버(52) 내에 배치하고, 그 쳄버(52) 내를 불활성 가스 분위기로 해서 제 1 부재(40)의 천공부 형성 영역(Ra)에 레이저 마커의 헤드(50)로부터 레이저(L1)를 조사하도록 해도 좋다. 또한, 쳄버(52)는 예를 들면 투명한 아크릴제의 밀봉 용기이며, 불활성 가스의 도입구(도시 생략) 및 배출구(도시 생략)가 형성되어 있다. 이 경우에는 제 1 부재(40)의 표면에 불활성 가스가 분사되지 않으므로, 냉각에 의한 가공 특성의 저하가 발생하지 않는다.
또한, 도 17에 나타내는 바와 같이 금속제의 제 1 부재(40) 및 레이저 마커의 헤드(50)를 쳄버(53) 내에 배치하고, 그 쳄버(53) 내를 진공 펌프(54)에 의해 감압 분위기로 해서 제 1 부재(40)의 천공부 형성 영역(Ra)에 헤드(50)로부터 레이저(L1)를 조사하도록 해도 좋다. 감압 조건은, 예를 들면 500㎜/Hg(666.6hPa) 이하이다. 또한, 대기로부터 감압 분위기를 형성해도 좋고, 쳄버(53) 내에 불활성 가스를 충전한 후에 감압 분위기를 형성하도록 해도 좋다. 불활성 가스를 충전하고 나서 감압할 경우에는, 제 1 부재(40)의 산화를 보다 억제하는 것이 가능하다. 또한, 쳄버(53)는 예를 들면, 내압성을 갖는 밀봉 용기이다.
또한, 레이저(L1)는 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되고, 예를 들면 상기한 파이버 레이저 마커 MX-Z2000 또는 MX-Z2050을 사용해서 조사된다. 이 때문에, 상기 제 1 및 제 2 실시형태와 마찬가지로, 제 1 부재(40)에 천공부가 형성됨과 아울러 그 천공부의 내주면에 돌출부(도시 생략)가 형성된다.
또한, 제 3 실시형태에서는 제 1 부재와 제 2 부재를 적층해서 제 2 부재측으로부터 제 1 부재의 표면을 향해서 레이저를 조사함으로써 제 1 부재와 제 2 부재를 접합하는 공정을, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 행한다. 이와 같이 구성하면 레이저의 조사에 의한 제 1 부재 표면에서의 과도한 산화막의 형성을 억제할 수 있으므로, 열사이클 환경 하에 있어서의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
예를 들면, 도 18에 나타내는 바와 같이 제 2 부재(41)측으로부터 제 1 부재(40)의 표면에 접합용 레이저(L2)를 조사할 때에, 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)의 접촉 계면(F)을 향해서 분사 노즐(55)로부터 불활성 가스(G)를 분사함으로써 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)가 접합된다. 구체적으로는 제 1 부재(40)의 천공부에 제 2 부재(41)가 충전되고, 그 후 제 2 부재(41)가 고화된다. 또한, 도 18에서는 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)의 접촉 계면(F)에 형성되는 미소한 간극을 모식적으로 확대해서 나타내고 있다.
또한, 접합용 레이저(L2)는 예를 들면, 반도체 레이저이다. 또한, 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)의 접촉 계면(F)에 불활성 가스(G)를 분사하는 대신에, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하의 쳄버 내에서 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)를 레이저(L2)에 의해 접합하도록 해도 좋다.
여기에서, 상기한 바와 같이 천공부를 형성할 때와 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합할 때의 양쪽에서, 불활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 하도록 해도 좋고, 천공부를 형성할 때와 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합할 때의 어느 한쪽에서, 불활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 하도록 해도 좋다. 또한, 천공부를 형성할 때의 쪽이, 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합할 때에 비하여 제 1 부재가 고온으로 된다. 이 때문에, 천공부를 형성할 때의 쪽이, 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합할 때에 비하여 불활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 하는 것에 의한 산화막의 억제 효과가 커진다.
-실험예-
이어서, 상기한 제 3 실시형태의 효과를 확인하기 위해서 행한 실험예 4에 대하여 설명한다.
이 실험예 4에서는 기준예에 의한 접합 구조체와 실시예 4~11에 의한 접합 구조체를 제작하여, 그것들에 대한 열충격 시험 내성을 측정했다. 그리고, 그 결과를 표 7에 나타낸다. 또한, 실시예 4~11의 접합 구조체는 제 3 실시형태에 대응하는 것인 것에 대해, 기준예의 접합 구조체는 제 3 실시형태에 대응하지 않는 것이다. 또한, 실시예 4~11 및 기준예는 제 1 또는 제 2 실시형태에 대응하는 것이며, 후술하는 바와 같이 제 1 부재에 천공부가 형성됨과 아울러 그 천공부의 내주면에 돌출부가 형성되어 있다.
Figure pct00007
우선, 기준예에 의한 접합 구조체의 제작 방법에 대하여 설명한다.
기준예의 접합 구조체에서는 제 1 부재의 재료로서 터프 피치 동(C1100)을 사용했다. 이 제 1 부재는 판 형상으로 형성되어 있고, 길이가 100㎜이고, 폭이 29㎜이며, 두께가 0.5㎜이다.
그리고, 제 1 부재의 표면의 소정 영역에 가공용 레이저를 조사한다. 이 소정 영역은 접합 구조체가 접합되는 면적이고, 12.5㎜×20㎜로 했다. 또한, 이 레이저의 조사는 오므론제의 파이버 레이저 마커 MX-Z2000을 사용해서 행하였다. 가공용 레이저의 조사 조건은 이하와 같다. 여기에서, 기준예에서는 대기 분위기 하에서 가공용 레이저 조사를 행하였다. 즉, 불활성 가스의 분출이나 감압을 하고 있지 않은 상태에서 레이저의 조사를 행하였다.
<가공용 레이저 조사 조건>
레이저: 파이버 레이저(파장 1062㎚)
주파수: 10㎑
출력: 3.8W
주사 속도: 650㎜/sec
주사 횟수: 40회
조사 간격: 65㎛
서브 펄스수: 20
이와 같이, 1펄스가 복수의 서브 펄스로 구성되는 레이저를 조사함으로써 제 1 부재의 표면의 소정 영역에는 천공부가 형성됨과 아울러, 그 천공부의 내주면에 돌출부가 형성된다.
그 후, 제 1 부재의 소정 영역에 제 2 부재를 적층했다. 이 제 2 부재의 재료로서 PMMA(미쓰비시레이온제의 아크릴라이트(등록상표))를 사용했다. 제 2 부재는 판 형상으로 형성되어 있고, 길이가 100㎜이고, 폭이 25㎜이며, 두께가 3㎜이다.
그리고, 제 2 부재측으로부터 제 1 부재의 소정 영역을 향해서 접합용 레이저를 조사한다. 접합용 레이저의 조사 조건은 이하와 같다. 여기에서, 기준예에서는 대기 분위기 하에서 접합용 레이저 조사를 행하였다.
<접합용 레이저 조사 조건>
레이저: 반도체 레이저(파장 808㎚)
발진 모드: 연속 발진
출력: 30W
초점 지름: 4㎜
주사 속도: 1㎜/sec
밀착 압력: 0.6㎫
이 레이저의 조사에 의해 제 1 부재를 가열하고, 그 열에 의해 제 2 부재를 용융한다. 그리고, 용융된 제 2 부재가 천공부에 충전된 후에, 제 2 부재가 고화된다. 이것에 의해, 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된다.
이렇게 하여, 기준예의 접합 구조체를 제작했다.
이어서, 실시예 4~11의 접합 구조체의 제작 방법에 대하여 설명한다.
실시예 4에서는 상기한 표 7에 나타내는 바와 같이, 가공용 레이저의 조사시에 제 1 부재의 소정 영역을 향해서 불활성 가스를 분사했다. 불활성 가스로서 질소 가스를 사용하고, 그 유량을 2L/분으로 했다. 즉, 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성했다. 또한, 실시예 4의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 5에서는 감압 분위기 하에서 가공용 레이저를 조사했다. 즉, 감압 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성했다. 또한, 실시예 5의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 6에서는 접합용 레이저의 조사시에, 제 1 부재 및 제 2 부재의 접촉 계면을 향해서 불활성 가스(질소 가스)를 분사했다. 즉, 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 6의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 7에서는 감압 분위기 하에서 접합용 레이저를 조사했다. 즉, 감압 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 7의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 8에서는 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성함과 아울러, 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 8의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 9에서는 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성함과 아울러, 감압 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 9의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 10에서는 감압 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성함과 아울러, 불활성 가스 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 10의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
실시예 11에서는 감압 분위기 하에서 제 1 부재에 대하여 천공부를 형성함과 아울러, 감압 분위기 하에서 제 1 부재 및 제 2 부재를 접합했다. 또한, 실시예 11의 그 밖의 점에 대해서는 기준예와 마찬가지이다.
그리고, 실시예 4~11 및 기준예의 접합 구조체의 열충격 시험에 대한 내구성의 평가를 행하였다. 이 열충격 시험은 에스팩제의 냉열 충격 장치 TSD-100을 사용해서 행하였다. 구체적으로는 -40℃에서 30분간 저온 노출과 85℃에서 30분간 고온 노출을 1사이클로 해서, 그 사이클을 반복해서 행하였다. 그리고, 각 접합 구조체에 있어서 접합 계면이 박리된 것인지의 여부를 100, 250, 500, 750, 1000 및 1500사이클의 시점에서 확인했다.
상기한 표 7에 나타내는 바와 같이, 기준예의 접합 구조체에서는 500사이클의 시점에서 접합 계면이 박리하고 있고, 250사이클까지는 박리가 발생하고 있지 않았다. 즉, 기준예에서는 적어도 250사이클까지는 열충격 시험에 대한 내성이 있었다.
이에 대하여, 실시예 5~7 및 11에서는 적어도 500사이클까지는 열충격 시험에 대한 내성이 있었다. 또한, 실시예 4, 9 및 10에서는 적어도 750사이클까지는 열충격 시험에 대한 내성이 있었다. 또한, 실시예 8에서는 적어도 1000사이클까지는 열충격 시험에 대한 내성이 있었다.
따라서, 실시예 4~11에서는 기준예에 비하여 열충격 시험에 대한 내성을 향상시킬 수 있었다. 이것은 가공시 및 접합시 중 적어도 어느 한쪽에서, 불활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 함으로써 제 1 부재의 표면에 형성되는 산화막을 억제할 수 있었기 때문이라고 생각된다.
또한, 실시예 4 및 6의 결과로부터, 가공시 또는 접합시 중 어느 한쪽을 불활성 가스 분위기로 할 경우에는 가공시에 불활성 가스 분위기로 한 쪽이 열충격 시험에 대한 내성이 높아졌다. 또한, 실시예 4 및 5의 결과와 실시예 8 및 11의 결과로부터, 감압 분위기보다 불활성 가스 분위기로 한 쪽이 열충격 시험에 대한 내성이 높아졌다.
(다른 실시형태)
또한, 이번에 개시한 실시형태는 모든 점에서 예시이며, 한정적인 해석의 근거가 되는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 상기한 실시형태에만 의해 해석되는 것은 아니고, 특허 청구의 기재에 의거하여 획정된다. 또한, 본 발명의 기술적 범위에는 특허 청구의 범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
예를 들면, 제 1 실시형태에 있어서 표면(13)이 평탄해도 좋고, 만곡되어 있어도 좋다. 또한, 제 2 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 제 1 실시형태에서는 확경부(111)와 축경부(112)가 이어지도록 형성되는 예를 나타냈지만 이것에 한정되지 않고, 확경부와 축경부의 사이에 깊이 방향으로 곧게 연장되는 부분이 형성되어 있어도 좋다. 또한, 제 2 실시형태에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 제 3 실시형태에서는 접합용 레이저(L2)의 조사에 의해 제 1 부재(40)와 제 2 부재(41)가 접합되는 예를 나타냈지만 이것에 한정되지 않고, 열 프레스 성형에 의해 제 1 부재와 제 2 부재가 접합되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 열 프레스 성형시에 제 1 부재와 제 2 부재의 접합 계면에 분사 노즐로부터 불활성 가스를 분사하도록 해도 좋고, 불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하의 쳄버 내에서 열 프레스 성형을 하도록 해도 좋다. 또한, 인서트 성형에 의해 제 1 부재와 제 2 부재가 접합되어 있어도 좋다. 이 경우에는 금형에 제 1 부재를 배치한 후에, 몰드 클램핑까지의 사이에 불활성 가스를 분사하도록 해도 좋다. 또한, 열 프레스 성형 및 인서트 성형할 경우에는, 제 2 부재가 레이저에 대하여 투과성을 갖고 있지 않아도 좋다.
<산업상의 이용 가능성>
본 발명은 다른 재료로 이루어지는 제 1 부재 및 제 2 부재가 접합된 접합 구조체 및 그 제조 방법에 이용 가능하다.
10, 10a, 10b, 10c, 10d, 40 : 제 1 부재
11, 11b, 11c, 11d : 천공부
12, 12b, 121c, 122c, 12d : 돌출부
13 : 표면 14 : 융기부
20, 41 : 제 2 부재
30, 30a, 30b, 30c, 30d : 제 1 부재
31, 31b, 31c, 31d : 천공부
32, 32b, 321c, 322c, 32d : 돌출부
33 : 표면 34 : 융기부
100 : 접합 구조체 111 : 확경부
112 : 축경부(제 1 축경부)
113 : 저부 200 : 접합 구조체
311 : 축경부(제 2 축경부)
312 : 확경부
13 : 축경부(제 1 축경부) 314 : 저부

Claims (13)

  1. 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된 접합 구조체로서,
    상기 제 1 부재의 표면에는 개구를 갖는 천공부가 형성됨과 아울러 상기 제 1 부재의 천공부에는 상기 제 2 부재가 충전되어 있고,
    상기 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부와, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 1 축경부를 갖고,
    상기 확경부가 표면측에 형성되고, 상기 제 1 축경부가 저부측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 2 축경부를 갖고,
    상기 제 2 축경부가 상기 확경부보다 표면측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 천공부는 상기 제 1 부재의 표면에 복수 형성되어 있고,
    인접하는 천공부의 간격이 200㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부의 표면의 개구 지름은 30㎛~100㎛인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부의 깊이는 30㎛~300㎛인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 금속, 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부재는 열가소성 수지, 또는 열경화성 수지인 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부의 개구 주위에는 표면으로부터 상방으로 융기하는 융기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 천공부는 축심이 표면에 대하여 경사지도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 확경부 및 상기 제 1 축경부는 이어지도록 형성되며, 깊이 방향으로 복수세트 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 접합 구조체.
  11. 제 1 부재와 제 2 부재가 접합된 접합 구조체의 제조 방법으로서,
    상기 제 1 부재의 표면에 개구를 갖는 천공부를 형성하는 공정과,
    상기 제 1 부재의 천공부에 상기 제 2 부재를 충전해서 고화시키는 공정을 구비하고,
    상기 천공부는 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 커지는 확경부와, 깊이 방향에 있어서 표면측으로부터 저부를 향해서 개구 지름이 작아지는 제 1 축경부를 갖고,
    상기 확경부가 표면측에 형성되고, 상기 제 1 축경부가 저부측에 형성되는 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 금속이고,
    불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 상기 제 1 부재의 표면에 레이저를 조사함으로써 상기 천공부를 형성하는 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 부재는 금속이고, 상기 제 2 부재는 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이며,
    불활성 가스 분위기 하 또는 감압 분위기 하에서 상기 제 1 부재의 천공부에 상기 제 2 부재를 충전해서 고화시키는 것을 특징으로 하는 접합 구조체의 제조 방법.
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