WO2023153062A1 - 接着構造体 - Google Patents

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WO2023153062A1
WO2023153062A1 PCT/JP2022/044413 JP2022044413W WO2023153062A1 WO 2023153062 A1 WO2023153062 A1 WO 2023153062A1 JP 2022044413 W JP2022044413 W JP 2022044413W WO 2023153062 A1 WO2023153062 A1 WO 2023153062A1
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WO
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protrusions
elastic
substrate
adhesive
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/044413
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋平 前野
Original Assignee
三菱マテリアル株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱マテリアル株式会社 filed Critical 三菱マテリアル株式会社
Publication of WO2023153062A1 publication Critical patent/WO2023153062A1/ja

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00—Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B11/00—Connecting constructional elements or machine parts by sticking or pressing them together, e.g. cold pressure welding

Definitions

  • the present invention relates to adhesive structures. This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-018076 filed in Japan on February 8, 2022, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Literature 1 discloses an adhesive structure having protrusions whose tips are spherical with a radius of 300 nm or less and whose cross-sectional radius perpendicular to the longitudinal direction is 500 nm or less. It is said that this adhesive structure having nano-level protrusions can exhibit strong adhesive strength as the protrusions enter into the unevenness of the surface of the adherend at the nano-level.
  • the adhesive structure is preferably one that can stably adhere and hold the adherend in various environments and that does not easily contaminate the adherend.
  • the adhesive structure described in Patent Document 1 is made of a resin material.
  • the resin material may be decomposed or degraded by heat, resulting in a decrease in adhesive strength.
  • the resin material may contaminate the adherend with decomposition products.
  • the elastic modulus of the resin material is generally lower than 0.1 MPa, it is easily deformed by being pressurized by the adherend, but on the other hand, it returns to its original shape when released from the pressurized state by the adherend. Hard to restore. For this reason, the adhesive structure made of a resin material tends to be difficult to use repeatedly because the protrusions are deformed after one use.
  • the present invention has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide an adhesive structure that is resistant to decomposition and deterioration due to heat, has high adhesive strength, and can be used repeatedly.
  • the adhesive structure of the present invention has at least a part of the surface made of an inorganic material, and the elastic modulus of the surface made of the inorganic material is in the range of 0.01 GPa or more and 50 GPa or less.
  • the adhesive strength is 35 N/cm 2 or more when a spherical indenter with a diameter of 40 ⁇ m is indented into the surface made of the inorganic material using an indenter under the condition that the indentation depth is at least one of 10 nm and 20 nm.
  • the surface is made of an inorganic substance, it is less likely to be decomposed or degraded by heat, and less likely to contaminate the adherend.
  • the elastic modulus of the surface made of the inorganic material is 50 GPa or less, the surface is deformed along the adherend when pressed by the adherend, and the surface and the adherend are deformed. By increasing the contact area with the adherend, the adhesive force to the adherend is improved. Therefore, the adhesive strength exhibits a high value of 35 N/cm 2 or more.
  • the bonded structure of the present invention since the elastic modulus of the surface made of the inorganic material is 0.01 GPa or more, the surface is separated from the adherend and returns to its original shape when released from the pressurized state. easy to restore to. Therefore, according to the adhesive structure of the present invention, the adhesive strength is high, and repeated use is possible.
  • the elastic modulus of the surface made of the inorganic substance may be 0.1 GPa or more.
  • the restoring force of the elastic projection is increased. Therefore, the adhesive structure has improved adhesive strength stability after repeated use.
  • the surface made of the inorganic material may have elastic projections.
  • the elastic projections deform along the adherend, so that the elastic modulus and adhesive force of the surface can be relatively easily adjusted within the scope of the present invention. be able to.
  • the number of elastic protrusions per 1 cm 2 of the surface made of the inorganic substance may be 1 ⁇ 10 9 or more.
  • the contact area between the elastic protrusions and the adherend becomes large when the surface is pressed by the adherend. Therefore, the adhesive structure has improved adhesive strength.
  • the inorganic substance may be a metal.
  • the adhesive structure further improves the stability of the adhesive strength when repeatedly used.
  • the metal may include any one of copper, a copper alloy, aluminum, an aluminum alloy, and a NiP alloy.
  • the elastic modulus of the surface is further increased, the restoring force is further improved. Therefore, the adhesive structure further improves the stability of the adhesive force after repeated use.
  • an adhesive structure that is resistant to decomposition and deterioration due to heat, has high adhesive strength, and can be used repeatedly.
  • FIG. 1 is a perspective view of an adhesive structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1
  • 2 is a plan view of the adhesive structure shown in FIG. 1
  • FIG. 2 is a perspective view of a protrusion of the adhesive structure shown in FIG. 1
  • FIG. 4 is a focus curve of a protrusion of the adhesive structure according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a conceptual diagram showing a state (A in FIG. 6) before the tip of the nanoindenter is pushed into the protrusion of the adhesive structure according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a conceptual diagram showing a state (B in FIG. 6) in which the probe of the nanoindenter is pushed into the protrusion of the adhesive structure according to the first embodiment of the present invention.
  • 6 is a conceptual diagram showing a state (C in FIG. 6) in which the tip of the nanoindenter pushed into the protrusion of the bonding structure according to the first embodiment of the present invention is pulled up.
  • FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state (D in FIG. 6) in which the tip of the nanoindenter pushed into the protrusion of the bonding structure according to the first embodiment of the present invention is separated from the bonding structure.
  • FIG. 4 is a perspective view of an adhesive structure according to a second embodiment of the present invention; FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of an adhesive structure according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III of FIG. 1
  • FIG. 4 is a plan view of the bonding structure shown in FIG. 5 is a perspective view of a protrusion of the adhesive structure shown in FIG. 1;
  • FIG. 1 to 5 the X direction, Y direction, and Z direction intersect each other.
  • the X direction represents the first direction and the Y direction represents the second direction.
  • the Z direction represents the height direction of the projection.
  • the adhesive structure 10 includes a base 11 and a protrusion 12 provided on one surface of the base 11 .
  • the protrusion 12 has a plurality of elastic protrusions 13 .
  • the base 11 and the elastic projection 13 are integrated.
  • the elastic protrusion 13 has a property of being deformed under pressure and restoring its original shape when released from the pressure.
  • the adhesive structure 10 is made of an inorganic substance.
  • Metals, ceramics, and glasses can be used as inorganic substances.
  • the inorganic substance preferably has a melting point of 100° C. or higher and a decomposition temperature of 100° C. or higher.
  • the metal may be a metal simple substance or an alloy. Alloys include those composed of a plurality of metallic elements and those composed of metallic elements and non-metallic elements. Examples of simple metals include aluminum, nickel, iron, and copper. Examples of alloys include aluminum alloys, NiP, stainless steel and copper alloys. As ceramics, oxides, nitrides, and carbides can be used. Alumina can be mentioned as an example of a ceramic.
  • the inorganic substance forming the bonding structure 10 is preferably a metal, and more preferably contains any of copper, copper alloys, aluminum, aluminum alloys, and NiP alloys.
  • the base 11 is plate-shaped.
  • the size of the substrate 11 is not particularly limited.
  • the thickness of the substrate 11 is, for example, within the range of 10 ⁇ m or more and 10 cm or less.
  • the elastic protrusion 13 has a pointed portion 14 and a body portion 17 extending from the pointed portion 14 toward the base 11 .
  • the pointed portion 14 has a shape with a pointed tip.
  • the pointed portion 14 has a top portion 15 extending along the second direction (Y direction) at the center in the first direction (X direction) and an inclined surface inclined in the opposite direction in the first direction via the top portion 15 .
  • 16a, 16b and slanted surfaces 16c, 16d that are slanted in the second direction and opposite to each other via the top portion 15.
  • the bottom surface 18 of the elastic projection 13 is square.
  • the pointed portion 14 of the elastic protrusion 13 has a trapezoidal cross section (yz plane) perpendicular to the first direction (X direction) and perpendicular to the second direction (Y direction).
  • a cross section (xz plane) is triangular.
  • the triangular shape of the pointed portion 14 is preferably an isosceles triangle.
  • the base angle of the isosceles triangle ( ⁇ in FIG. 3) is preferably 60 degrees or more.
  • the elastic protrusions 13 are periodically arranged in the first direction (X direction) and the second direction (Y direction).
  • the average pitch L11 of the elastic protrusions 13 in the first direction is, for example, within the range of 100 nm or more and 1500 nm or less.
  • the average pitch L11 of the elastic projections 13 in the first direction is the average value of the distances (P X in FIGS. 3 and 4) between the tops 15 of the adjacent elastic projections 13 .
  • the average pitch L12 of the elastic projections 13 in the second direction is within the range of 100 nm or more and 1500 nm or less.
  • the average pitch L12 of the elastic projections 13 in the second direction is the average value of the distance (P Y in FIGS.
  • the average pitch L11 in the first direction and the average pitch L12 in the second direction can be measured, for example, from a plane or cross-sectional SEM photograph of the bonding structure 10 taken with a SEM (scanning electron microscope).
  • the distance between adjacent elastic protrusions 13 is preferably in the range of 1 nm or more and 50 nm or less.
  • the elastic protrusions 13 have an average pitch in the first direction (X direction) of L11, an average pitch in the second direction (Y direction) of L12, a length of the top portion 15 of L13, and a pointed portion 14 of L13.
  • D11, the average height of the body portion 17, D12, and the average height (D11+D12) of the elastic protrusions 13, D13 preferably satisfy the following relationship.
  • D13/(L11 or L12) which is the ratio of D13 to the longer length of L11 and L12, is preferably in the range of 0.7 or more and 10 or less.
  • D13/(L11 or L12) is more preferably 0.85 or more, particularly preferably 1.00 or more.
  • D13 is preferably in the range of 100 nm or more and 2000 nm or less. D13 is more preferably 1000 nm or less, particularly preferably 500 nm or less. However, D12 may be 0. That is, the elastic projection 13 does not have to have the body portion 17 .
  • the ratio of L13 to L12 (L13/L12) is preferably in the range of 0.4 or more and 0.9 or less. However, L12 and L13 may be the same.
  • Five or more elastic protrusions 13 may be provided in the X direction and five or more in the Y direction.
  • the protrusion 12 is pressed by the adherend, the elastic protrusion 13 is deformed along the adherend, and the contact area between the elastic protrusion 13 and the adherend increases. Adhesion to adherents is improved. In addition, the elastic protrusion 13 is released from the adherend and restores its original shape when released from the pressurized state, thereby recovering the adhesive force.
  • L11, L12, L13, D11, D12, and D13 are within the above ranges, the elastic protrusions 13 are easily deformed along the adherend, and the shape conformability to the adherend is enhanced. In addition, the restoring force increases when the adherend is separated from the projecting portion 12 and the elastic projection 13 is released from the pressurized state.
  • the density of the elastic projections 13 is preferably 1 ⁇ 10 9 /cm 2 or more as the number of elastic projections 13 per 1 cm 2 of the projections 12 (surface) of the adhesive structure 10 . More preferably, the density of the elastic projections 13 is in the range of 5 ⁇ 10 9 pieces/cm 2 or more and 5000 ⁇ 10 9 pieces/cm 2 or less.
  • the elastic modulus of the surface (projections 12) of the adhesive structure 10 is in the range of 0.01 GPa or more and 50 GPa or less. Since the surface elastic modulus is 0.01 GPa or more, the restoring force of the elastic protrusions 13 is increased. On the other hand, since the surface elastic modulus is 50 GPa or less, the conformability of the shape to the adherend is enhanced.
  • the elastic modulus of the surface is preferably 0.1 GPa or more.
  • the surface elastic modulus of the adhesive structure 10 can be measured by using a nanoindenter and indenting a probe into the surface of the adhesive structure 10 . In this embodiment, the probe 50 is a spherical indenter with a diameter of 40 ⁇ m. Also, the surface elastic modulus was defined as the elastic modulus when the depth of the probe was 1/10 of the height of the protrusion 12 .
  • the adhesive structure 10 has an adhesive strength of 35 N/cm 2 or more when a spherical indenter with a diameter of 40 ⁇ m is pressed into the surface using a nanoindenter under conditions where the depth of indentation is at least one of 10 nm and 20 nm. It is The adhesive strength of the adhesive structure 10 can be determined by creating a focus curve using a nanoindenter.
  • FIG. 6 is a focus curve of the protrusion 12 of the adhesive structure 10 of this embodiment.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state (A in FIG. 6) before the probe 50 of the nanoindenter is pushed into the protrusion 12 of the bonding structure 10. As shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram showing a state in which the probe 50 of the nanoindenter is pushed into the projection 12 of the bonding structure 10 (B in FIG. 6)
  • FIG. FIG. 10 is a conceptual diagram showing a state in which the probe tip 50 of the nanoindenter that has been pushed in is pulled up (C in FIG. 6)
  • FIG. FIG. 7 is a conceptual diagram showing a state (D in FIG. 6) separated from the structure;
  • the probe 50 is a spherical indenter with a diameter of 40 ⁇ m.
  • the probe 50 is pushed into the protrusion 12 of the bonding structure 10 with a predetermined load.
  • the conditions for pushing the probe 50 differ depending on the shape of the probe 50 .
  • the load is in the range of 20 ⁇ N to 100 ⁇ N and the indentation speed is in the range of 10 nm/sec to 20 nm/sec.
  • the protrusion 12 of the bonding structure 10 deforms along the shape of the probe 50 .
  • the pushing of the probe 50 is stopped (B in FIG. 6).
  • the pushing depth of the probe 50 is set to 10 nm or 20 nm.
  • the probe 50 is pulled up from the projection 12 .
  • the conditions for pulling up the probe 50 differ depending on the shape of the probe 50 .
  • the pull-up speed is in the range of 10 nm/sec to 20 nm/sec.
  • the probe 50 when the probe 50 is pulled up, the probe 50 separates from the protrusion 12 and the load applied to the protrusion 12 becomes zero. Then, as shown in FIG. 9, the probe 50 and the protrusion 12 are completely separated (D in FIG. 6).
  • the negative maximum value of the load (C in FIG. 6, unit: N) from the time when this negative load is observed until the probe 50 is separated from the projection 12 is the value when the probe 50 is pushed.
  • the value obtained by dividing the contact area (cm 2 ) between the probe 50 and the protrusion 12 is the adhesive strength of the protrusion 12 .
  • the adhesive structure 10 of this embodiment can also be manufactured by a method including, for example, a polishing process, a cutting process, and an etching process.
  • the polishing step the surface of the raw inorganic material substrate is polished.
  • the polishing of the inorganic material substrate for example, grinder polishing, water-resistant paper polishing, and buffing can be used.
  • the surface of the inorganic material substrate after polishing preferably has a surface roughness Ra of, for example, 0.02 ⁇ m or less.
  • the surface of the inorganic material substrate that has been polished in the polishing step is cut to form a pointed portion.
  • the cutting method is not particularly limited, and various methods can be selected.
  • a cutting method for example, a method of forming a groove by moving the cutting tool in a direction orthogonal to the blade surface while periodically moving the cutting tool vertically (NP method: nanopecking method), A method using a method (conventional method) in which grooves are formed by moving linearly without moving can be used.
  • a processing device having a cutting tool and an ultrasonic vibration device that ultrasonically vibrates the cutting tool can be used as the processing device.
  • the shape of the blade surface of the cutting tool is not particularly limited, and may be triangular or quadrangular, for example.
  • the cutting tool is obliquely pushed into the surface of the inorganic material substrate while being ultrasonically vibrated, and then the cutting tool is moved in a direction perpendicular to the blade surface while periodically moving up and down. .
  • triangular wave-shaped protrusions having a plurality of (for example, five or more) inverted triangular grooves extending in a direction perpendicular to the moving direction of the cutting tool are formed on the surface of the inorganic material substrate.
  • a processing device having a cutting tool and an ultrasonic vibration device that ultrasonically vibrates the cutting tool can be used as the processing device.
  • the shape of the blade surface of the cutting tool can be, for example, triangular or quadrangular.
  • the cutting tool is vertically vibrated into the surface of the inorganic material base material, and then, while the cutting tool is fixed so as not to move up and down, the cutting tool is moved in a direction orthogonal to the blade surface. move.
  • inverted triangular grooves extending parallel to the moving direction of the cutting tool are formed on the surface of the inorganic material substrate.
  • the NP method and the conventional method may be used together.
  • a triangular wave-shaped protrusion is formed using the NP method, and then grooves are formed using a conventional method in a direction perpendicular to the triangular wave-shaped protrusion to form a triangular wave-shaped protrusion.
  • the point may be formed by cutting the .
  • the body portion is formed by etching the first groove and the second groove while leaving the pointed portion formed in the cutting step.
  • the etching treatment method various methods that are used as etching treatment methods for inorganic materials can be used.
  • an electrolytic etching method can be used as the etching treatment method.
  • Etching by the electrolytic etching method can be performed as follows. First, a polycarbonate film (manufactured by AGC, 50 ⁇ m thick) is heated at 150° C. on the sharpened portion and laminated to form a protective layer on the sharpened portion.
  • the inorganic material substrate is immersed in a 1 N HCl aqueous solution (manufactured by Kanto Kagaku), and electrolytic etching is performed to etch the first groove and the second groove of the inorganic material substrate (100 nm /min immersion). After the etching is finished, the substrate is washed with pure water, and the polycarbonate film is dissolved and removed with methylene chloride.
  • the iron salt method can be used as the etching treatment method.
  • a PVA film (Poval, manufactured by Kuraray Co., Ltd., 10 ⁇ m thick) is adhered to the pointed portion, and a protective layer is provided on the pointed portion.
  • the inorganic material base material is immersed in a ferric chloride solution (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) having a concentration of 40° Be', and the first groove and the second groove of the base material are etched. After the etching is finished, the substrate is washed with pure water to dissolve and remove the PVA film.
  • the protrusions 12 are made of an inorganic substance, so decomposition and deterioration due to heat are less likely to occur, and adherends are less likely to be contaminated.
  • the adhesive structure 10 of the present embodiment since the elastic modulus and adhesive strength of the protrusions 12 are the above values, the adhesive strength is high and repeated use is possible.
  • the elastic modulus of the protrusions 12 when the elastic modulus of the protrusions 12 is 0.1 GPa or more, the elastic protrusions 13 have a higher restoring force when released from the pressurized state. Therefore, the stability of the adhesive force is improved when the adhesive structure 10 is used repeatedly.
  • the elastic modulus and adhesive force of the projections 12 can be relatively easily adjusted to the above values.
  • the number of elastic protrusions 13 per 1 cm 2 of the protrusions 12 is 1 ⁇ 10 9 or more, the number of elastic protrusions 13 is large.
  • the contact area between the elastic projection 13 and the object to be adhered when pressed by the object is increased. Therefore, the adhesive strength of the adhesive structure 10 is improved.
  • the adhesive structure 10 when the inorganic material constituting the projections 12 is metal, thermal decomposition and deterioration are less likely to occur, and the surface elastic modulus of the projections 12 is increased, so that elastic projections The restoring force is improved when 13 is released from the pressurized state. Therefore, the adhesive structure 10 further improves the stability of the adhesive strength when repeatedly used.
  • the inorganic substance forming the projections 12 is any one of copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, and NiP alloy
  • the surface elastic modulus of the projections 12 is further increased, so the restoring force is further increased. Therefore, the adhesive structure 10 further improves the stability of the adhesive strength when repeatedly used.
  • the pointed portion 14 of the elastic projection 13 has a shape having the inclined surfaces 16a and 16b inclined in opposite directions with the top portion 15 therebetween.
  • the contact area can be increased. Therefore, the adhesive strength of the adhesive structure 10 is further increased.
  • the pointed portion 14 of the elastic protrusion 13 includes inclined surfaces 16a and 16b inclined in the first direction and opposite to each other through the top portion 15, and inclined surfaces 16a and 16b inclined in opposite directions through the top portion 15.
  • the shape of the pointed portion 14 of the elastic projection 13 may be, for example, a cone shape, a quadrangular pyramid shape, or the like. Also, the elastic projection 13 may be wave-shaped.
  • FIG. 11 is a perspective view of an adhesive structure according to a second embodiment of the invention. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII of FIG. 11, and FIG. 13 is a plan view of the bonding structure shown in FIG. 14 is a perspective view of a protrusion of the adhesive structure shown in FIG. 11; FIG.
  • the adhesive structure 20 has a base 21 and a plurality of (for example, five or more) protrusions 22 provided on one surface of the base 21. .
  • the base 21 and the protrusion 22 are integrated.
  • the adhesive structure 20 according to the present embodiment differs from the adhesive structure 10 of the first embodiment in that the elastic protrusions 23 of the protrusions 22 are formed in a quadrangular pyramid shape.
  • the adhesive structure 20 is made of an inorganic material. Metals, ceramics, and glasses can be used as inorganic substances.
  • the inorganic substance preferably has a melting point of 100° C. or higher and a decomposition temperature of 100° C. or higher. Examples of metals and ceramics are the same as for the bonding structure 10 of the first embodiment.
  • the substrate 21 is the same as the substrate 11 of the bonded structure 10 of the first embodiment.
  • the inclined surfaces 26a, 26b, 26c, and 26d forming the quadrangular pyramid of the elastic projection 23 are preferably the same isosceles triangle.
  • the bottom surface 28 is preferably square.
  • the base angle ( ⁇ in FIG. 12) of the isosceles triangle of the pointed portion 24 is preferably 60 degrees or more.
  • the protrusions 22 are periodically arranged in the first direction (X direction) and the second direction (Y direction).
  • the average pitch of the elastic protrusions 23 in the first direction is within the range of 100 nm or more and 1500 nm or less.
  • the average pitch of the elastic projections 23 in the first direction is the average value of the distances (P X in FIGS. 12 and 13) between the vertices 25 of adjacent elastic projections 23 .
  • the average pitch of the elastic protrusions 23 in the second direction is within the range of 100 nm or more and 1500 nm or less.
  • the average pitch of the protrusions 22 in the second direction is the average value of the distances (P Y in FIG. 13) between the vertices 25 of the adjacent elastic protrusions 23 .
  • the average pitch of the elastic protrusions 23 in the first direction and the second direction can be measured from SEM photographs of the plane or cross section of the bonding structure 10 taken by SEM.
  • the interval between the elastic projections 23 adjacent in the first direction and the second direction is preferably 1 nm or more and 50 nm or less.
  • the elastic projection 23 has a length L21 in the first direction (X direction) of the bottom surface 28, a length L22 in the second direction (Y direction) of the bottom surface 18, and an average length of the pointed portion 24 Assuming that the height is D21, the average height of the body portion 27 is D22, and the average height of the protrusions 12 (D21+D22) is D23, it is preferable to satisfy the following relationship.
  • the ratio of D23 to L21 (D23/L21) is preferably in the range of 0.7 or more and 10 or less.
  • D23/L21 is more preferably 0.85 or more, and particularly preferably 1.00 or more.
  • D23 is preferably in the range of 100 nm or more and 2000 nm or less. D23 is more preferably 1000 nm or less, particularly preferably 500 nm or less.
  • Five or more elastic projections 23 may be provided in the X direction and five or more in the Y direction.
  • the bonding structure 20 of this embodiment can be manufactured in the same manner as the bonding structure 10 of the first embodiment. However, when manufacturing the bonded structure 20 of the present embodiment, the second groove is formed so that the top portion does not remain in the cutting process. As a result, the square-pyramidal pointed portion 24 is formed.
  • the projections 22 are made of an inorganic material, and the surface elastic modulus and adhesive strength are within the above ranges. It has the same effects as the adhesive structure 10 .
  • the sharpened portions 24 of the elastic protrusions 23 are square pyramid-shaped, and even if the sharpened portions 24 are deformed, the sharpened portions 24 of the adjacent elastic protrusions 23 are in contact with each other. hard to do. Therefore, the amount of deformation of the elastic protrusions 23 is large when pressed by an object to be adhered, and the ability to follow the object to be adhered is enhanced. Therefore, the adhesive structure 20 of the present embodiment has high adhesive strength, and can stably adhere and hold the adherend under various environments.
  • FIG. 15 is a perspective view of an adhesive structure according to a third embodiment of the invention. 16 is a cross-sectional view of the bonding structure shown in FIG. 15 taken along line XVI-XVI, and FIG. 17 is a plan view of the bonding structure shown in FIG.
  • an adhesive structure 30 has a base 31 and a plurality of (for example, five or more) protrusions 32 provided on one surface of the base 31. .
  • the base 31 and the protrusion 32 are integrated.
  • the adhesive structure 30 according to the present embodiment differs from the adhesive structure 10 of the first embodiment in that the protrusions 32 are wavy.
  • the adhesive structure 30 is made of an inorganic substance. Metals, ceramics, and glasses can be used as inorganic substances.
  • the inorganic substance preferably has a melting point of 100° C. or higher and a decomposition temperature of 100° C. or higher. Examples of metals and ceramics are the same as for the bonding structure 10 of the first embodiment.
  • the substrate 31 is the same as the substrate 11 of the bonded structure 10 of the first embodiment.
  • the projecting portion 32 has a configuration in which a plurality of (for example, five or more) elongated elastic projections 33 are arranged along the longitudinal direction.
  • the cross-sectional shape of the elastic projection 33 is triangular.
  • the cross-sectional shape of the elastic projection 33 is preferably an isosceles triangle.
  • the base angle ( ⁇ in FIG. 16) of the elastic projection 33 is preferably 60 degrees or more, preferably within the range of 60 degrees or more and 80 degrees or less.
  • the average pitch of the protrusions 32 is in the range of 100 nm or more and 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
  • the average pitch of the protrusions 32 is the average value of the distances (P in FIGS. 16 and 17) between the tops 33a of the adjacent elastic protrusions 33 of the protrusions 32. As shown in FIG.
  • the average pitch of the protrusions 32 can be measured from a cross-sectional SEM photograph of the bonding structure 30 taken with an SEM.
  • the average height of the protrusions 32 is in the range of 100 nm or more and 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
  • the average height of the protrusions 32 is the average of the heights of the elastic protrusions 33 (H in FIG. 16) with the base between the troughs 33b of the elastic protrusions 33 of the protrusions 32 .
  • the average height of the protrusions 32 can be measured from a cross-sectional SEM photograph of the adhesive structure 30 taken with an SEM.
  • the ratio of the average height to the average pitch of the protrusions 32 is preferably in the range of 0.8 or more and 2.0 or less, more preferably 1.0 or more and 1.5 or less. Within range.
  • the adhesive structure 30 of the present invention can be manufactured in the same manner as the adhesive structure 10 of the first embodiment. However, when manufacturing the bonding structure 30 of the present embodiment, only the first grooves are formed without forming the second grooves in the cutting process. As a result, wavy protrusions are formed.
  • the protrusions 32 are made of an inorganic material, and the surface elastic modulus and adhesive strength are within the above ranges. It has the same effects as the adhesive structure 10 . Furthermore, the adhesive structure 30 of the third embodiment has the effect that the planar anisotropy of the adhesive force is less likely to occur because the protrusions 32 are wave-like.
  • the width of the elastic projection 33 in the longitudinal direction is, for example, within the range of 0.0005 mm or more and 1000 mm or less.
  • the present invention is not limited to this, and can be modified as appropriate without departing from the technical idea of the invention.
  • the projections 12, 22, and 32 are provided on the entire surface (upper surface) of the substrates 11, 21, and 31.
  • 22 and 32 are not limited to this.
  • the protrusions 12 , 22 , 32 may be provided on both sides of the substrates 11 , 21 , 31 .
  • the projections 22 may be provided on part of the surfaces of the substrates 11 , 21 , and 31 .
  • the substrates 11, 21, and 31 are composed of inorganic substances, but the configuration of the substrates 11, 21, and 31 is not limited to this.
  • the substrates 11, 21, 31 may be composites in which the surfaces of the resin material are coated with the inorganic.
  • the adhesive structures 10, 20, 30 are composites, it is preferable that 50% or more of the surface is covered with an inorganic substance, and the protrusions 12, 22, 32 are formed.
  • a metal aluminum substrate (length: 30 mm, width: 30 mm, plate thickness: 30 mm) was prepared as a substrate.
  • the surface of the prepared metal aluminum substrate was polished to a surface roughness Ra of 0.02 ⁇ m or less to obtain a smooth surface.
  • a processing apparatus having a cutting tool and an ultrasonic vibration device for ultrasonically elliptical vibration of the cutting tool was used.
  • the cutting tool is obliquely inserted while being ultrasonically vibrated, and then the cutting edge is moved vertically by 1000 nm while moving the cutting tool by 1000 nm in a direction perpendicular to the blade surface (first direction) while being subjected to ultrasonic elliptical vibration.
  • the average pitch A substrate with triangular wave-shaped protrusions having regular triangular wave-shaped protrusions with a thickness of 1000 nm and an average height of 1000 nm was produced.
  • the equilateral triangular wave-shaped protrusions of the substrate with triangular wave-shaped protrusions were cut using a conventional method.
  • a processing apparatus a processing apparatus having a cutting tool and an ultrasonic vibration device for ultrasonically elliptical vibration of the cutting tool was used.
  • the cutting tool had a square shape with a blade surface width of 300 nm.
  • the cutting tool is pushed into the triangular wave-shaped protrusion while undergoing ultrasonic elliptical vibration, and then, while fixing the cutting tool so that it does not move up and down, the cutting tool is moved in the direction in which the groove of the triangular wave-shaped protrusion extends (second direction).
  • a second groove having a width of 300 nm is formed at a pitch of 1000 nm by moving in a direction orthogonal to the first direction (first direction), and as shown in FIGS.
  • a cross section perpendicular to the second direction formed an equilateral triangular pointed portion.
  • the adhesive force was measured by the method described above.
  • a spherical indenter titanium with a diameter of 40 ⁇ m was used as the probe.
  • the indentation depth of the spherical indenter was set to the depth shown in Table 1 in the same manner as in the method for measuring the surface elastic modulus.
  • the indentation speed of the probe was set to 10 nm/sec when the indentation depth was 10 nm, and to 20 nm/sec when the indentation depth was 20 nm.
  • the speed of pulling up the probe was set to 10 nm/sec when the indentation depth was 10 nm, and to 20 nm/sec when the indentation depth was 20 nm. Measurements were performed at room temperature (25°C).
  • the pointed portion of the elastic projection has inclined surfaces that are inclined in opposite directions in the first direction through the top portion and inclined surfaces that are inclined in opposite directions in the second direction through the top portion.
  • the substrates with projections having a shape can be obtained that have a surface elastic modulus and adhesive strength within the scope of the present invention (Invention Examples 1 to 8).
  • the substrates with protrusions of Examples 1 to 8 of the present invention have high adhesive strength and surface elastic modulus within the range of the present invention, so they can be used repeatedly.
  • the substrate with protrusions of Comparative Example 1 in which the protrusions formed on the surface are fine in size, has a surface elastic modulus higher than the range of the present invention, so that it is difficult to deform even when pressed by the adherend. Reduces adhesion.
  • the average height D21 of the average pitch L21 in the first direction and the average pitch L22 in the second direction of the obtained substrate with protrusions, the average height D22 of the body portion, and the average height D23 of the protrusions were It is shown in Table 1 below.
  • a base material made of NiP is used as the base material, and has an average pitch L21 in the first direction, an average pitch L22 in the second direction, an average height D21 of the pointed portions, an average height D22 of the body portion, and an average height of the projections.
  • a substrate with protrusions was produced in the same manner as in Example 9 of the present invention, except that D23 was cut so as to have the values shown in Table 2 below.
  • the ferric chloride solution immersion time was set to 10 seconds (Invention Example 18) and 10 seconds (Invention Example 19). Etching was performed by the iron salt method. In this way, a body portion having an average height shown in Table 2 was formed on the protrusion.
  • the surface elastic modulus and the adhesive strength of the substrate with protrusions having a pointed part of the elastic protrusion of a square pyramid shape are within the scope of the present invention depending on the shape of the protrusions (examples of the present invention). 9 to 19) are obtained.
  • the substrates with protrusions of Examples 9 to 19 of the present invention have high adhesive strength and surface elastic modulus within the range of the present invention, so they can be used repeatedly.
  • Example 3 The substrate with triangular wave-like projections produced in Example 8 of the present invention was used as the substrate with projections of Comparative Example 3.

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Abstract

少なくとも表面の一部は無機物からなり、前記表面の弾性率が０．０１ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下の範囲内にあって、ナノインデンターを用いて、前記表面に直径４０μｍの球状圧子を押込み深さが１０ｎｍまたは２０ｎｍの少なくとも一方となる条件で押込んだときの接着力が３５Ｎ／ｃｍ２以上である接着構造体。

Description

接着構造体
　本発明は、接着構造体に関する。
　本願は、２０２２年２月８日に、日本に出願された特願２０２２－０１８０７６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　接着構造体として、基体と、この基体の表面に設けられた複数の突起とを有するものが知られている。特許文献１には、先端が半径３００ｎｍ以下の球面であり、長手方向に対する垂直断面の半径が５００ｎｍ以下である突起を備えた接着構造体が開示されている。このナノレベルの突起を備えた接着構造体は、突起が、被接着物の表面の凹凸にナノレベルで入り込み、強力な接着力を発揮することができるとされている。
国際公開第２００７／０３２１６４号公報（Ａ）
　接着構造体は、種々の環境下で安定して被接着物を接着保持することができ、かつ被接着物を汚染しにくいものであることが好ましい。しかしながら、特許文献１に記載されている接着構造体は、樹脂材料で形成されている。樹脂材料は、熱によって分解あるいは変質することによって、接着強度が低下するおそれがある。また、樹脂材料は、分解生成物によって被接着物を汚染するおそれがある。また、樹脂材料は、弾性率が一般に０．１ＭＰａよりも低いため、被接着物で加圧されることによって変形しやすい反面、被接着物による加圧状態から解放されたときに元の形状に復元しにくい。このため、樹脂材料からなる接着構造体は、一回の使用で突起が変形してしまい、繰り返し使用することが難しい傾向がある。
　この発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、熱による分解や変質が起こりにくく、かつ接着強度が高く、繰り返しの使用が可能な接着構造体を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本発明の接着構造体は、少なくとも表面の一部は無機物からなり、前記無機物からなる前記表面の弾性率が０．０１ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下の範囲内にあって、ナノインデンターを用いて、前記無機物からなる前記表面に直径４０μｍの球状圧子を押込み深さが１０ｎｍまたは２０ｎｍの少なくとも一方となる条件で押込んだときの接着力が３５Ｎ／ｃｍ２以上である。
　以上のような構成とされた本発明の接着構造体によれば、表面が無機物からなるので、熱による分解や変質が起こりにくく、被接着物を汚染しにくい。また、本発明の接着構造体によれば、無機物からなる表面の弾性率が５０ＧＰａ以下であるので、被接着物によって加圧されると表面が被接着物に沿って変形して、表面と被接着物との接触面積が増加することによって、被接着物に対する接着力が向上する。このため、接着力が３５Ｎ／ｃｍ２以上と高い値を示す。さらに、本発明の接着構造体によれば、無機物からなる表面の弾性率が０．０１ＧＰａ以上であるので、表面は被接着物から離脱して、加圧状態から解放されたときに元の形状に復元しやすい。よって、本発明の接着構造体によれば、接着強度が高く、繰り返しの使用が可能となる。
　ここで、本発明の接着構造体においては、前記無機物からなる前記表面の弾性率が０．１ＧＰａ以上である構成とされていてもよい。
　この場合、弾性突起の復元力が高くなる。よって、接着構造体は、繰り返し使用したときの接着力の安定性が向上する。
　また、本発明の接着構造体においては、前記無機物からなる前記表面が弾性突起を有する構成とされていてもよい。
　この場合、表面が被接着物によって加圧されたときに、弾性突起が被接着物に沿って変形するので、表面の弾性率及び接着力を本発明の範囲内に、比較的容易に調整することができる。
　また、本発明の接着構造体においては、前記無機物からなる前記表面の１ｃｍ２当たりの前記弾性突起の本数が１×１０９本以上である構成とされていてもよい。
　この場合、弾性突起の数が多いので、表面が被接着物によって加圧されたときの弾性突起と被接着物との接触面積が大きくなる。よって、接着構造体は接着力が向上する。
　また、本発明の接着構造体においては、前記無機物が金属である構成とされていてもよい。
　この場合、熱による分解や変質が起こりにくくなると共に、表面の弾性率がより高くなるので、復元力がより向上する。よって、接着構造体は、繰り返し使用したときの接着力の安定性がより向上する。
　また、本発明の接着構造体においては、前記金属が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ＮｉＰ合金のいずれかを含むである構成とされていてもよい。
　この場合、表面の弾性率がさらに高くなるので、復元力がさらに向上する。よって、接着構造体は、繰り返し使用したときの接着力の安定性がさらに向上する。
　本発明によれば、熱による分解や変質が起こりにくく、かつ接着強度が高く、繰り返しの使用が可能な接着構造体を提供することが可能となる。
本発明の第１実施形態に係る接着構造体の斜視図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図である。 図１に示す接着構造体の平面図である。 図１に示す接着構造体の突起の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る接着構造体の突起部のフォーカスカーブである。 本発明の第１施形態に係る接着構造体の突起部にナノインデンターの探針を押し込める前の状態（図６のＡ）を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る接着構造体の突起部にナノインデンターの探針を押し込めた状態（図６のＢ）を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る接着構造体の突起部に押し込めたナノインデンターの探針を引き上げた状態（図６のＣ）を示す概念図である。 本発明の第１実施形態に係る接着構造体の突起部に押し込めたナノインデンターの探針を接着構造体から離脱させた状態（図６のＤ）を示す概念図である。 本発明の第２実施形態に係る接着構造体の斜視図である。 図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図である。 図１１に示す接着構造体の平面図である。 図１１に示す接着構造体の突起の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る接着構造体の斜視図である。 図１５に示す接着構造体のＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図である。 図１５に示す接着構造体の平面図である。
　以下に、本発明の実施形態である接着構造体について、添付した図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の第１実施形態に係る接着構造体の斜視図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線断面図であり、図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線断面図であり、図４は、図１に示す接着構造体の平面図である。図５は、図１に示す接着構造体の突起部の斜視図である。なお、図１から図５において、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は互いに交差している。Ｘ方向は第１方向を表し、Ｙ方向は第２方向を表す。Ｚ方向は、突起部の高さ方向を表す。
　図１～５に示すように、本実施形態に係る接着構造体１０は、基体１１と、基体１１の一方の表面に設けられた突起部１２とを含む。突起部１２は、複数個の弾性突起１３を有する。基体１１と弾性突起１３とは一体となっている。弾性突起１３は、加圧状態で変形し、加圧状態から解放されたときに元の形状に復元する性質を有する。
　接着構造体１０は、無機物からなる。無機物としては、金属、セラミック、ガラスを用いることができる。無機物は、融点が１００℃以上、分解温度が１００℃以上であることが好ましい。金属は、金属単体であってもよいし、合金であってもよい。合金は、複数の金属元素からなるもの及び金属元素と非金属元素とからなるものを含む。金属単体の例としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、銅を挙げることができる。合金の例としては、アルミニウム合金、ＮｉＰ、ステンレス鋼、銅合金を挙げることができる。セラミックとしては、酸化物、窒化物、炭化物を用いることができる。セラミックの例としては、アルミナを挙げることができる。接着構造体１０を構成する無機物は、金属であることが好ましく、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ＮｉＰ合金のいずれかを含むことがより好ましい。
　基体１１は、板状とされている。基体１１のサイズは特に制限はない。基体１１の厚さは、例えば、１０μｍ以上１０ｃｍ以下の範囲内である。
　弾性突起１３は、尖状部１４と、尖状部１４から基体１１に向かって延びる胴体部１７とを有する。尖状部１４は、先端が尖った形状を有している。尖状部１４は、第１方向（Ｘ方向）の中央に、第２方向（Ｙ方向）に沿って延びた頂部１５と、頂部１５を介して互いに第１方向で逆方向に傾斜した傾斜面１６ａ、１６ｂと、頂部１５を介して互いに第２方向で逆方向に傾斜した傾斜面１６ｃ、１６ｄを有する。弾性突起１３の底面１８は、四角形とされている。
　弾性突起１３の尖状部１４は、図２及び図３に示すように、第１方向（Ｘ方向）に直交する断面（ｙｚ面）が台形状で、第２方向（Ｙ方向）に直交する断面（ｘｚ面）が三角形状とされている。尖状部１４の三角形状は、二等辺三角形であることが好ましい。二等辺三角形の底角（図３のθ）は、６０度以上であることが好ましい。
　突起部１２において、弾性突起１３は、第１方向（Ｘ方向）と第２方向（Ｙ方向）とにそれぞれ周期的に配置されている。第１方向における弾性突起１３の平均ピッチＬ１１は、例えば、１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内にある。第１方向における弾性突起１３の平均ピッチＬ１１は、隣り合う弾性突起１３の頂部１５の間の距離（図３及び図４中のＰＸ）の平均値である。第２方向における弾性突起１３の平均ピッチＬ１２は１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内にある。第２方向における弾性突起１３の平均ピッチＬ１２は、隣り合う弾性突起１３の頂部１５の中心間の距離（図２及び図４中のＰＹ）の平均値である。第１方向の平均ピッチＬ１１及び第２方向の平均ピッチＬ１２は、例えば、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で撮影された接着構造体１０の平面もしくは断面のＳＥＭ写真から測定することができる。第１方向および第２方向において、隣接する弾性突起１３の間隔は１ｎｍ以上５０ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
　弾性突起１３は、図５に示すように、第１方向（Ｘ方向）の平均ピッチをＬ１１、第２方向（Ｙ方向）の平均ピッチをＬ１２、頂部１５の長さをＬ１３、尖状部１４の平均高さをＤ１１、胴体部１７の平均高さをＤ１２、弾性突起１３の平均高さ（Ｄ１１＋Ｄ１２）をＤ１３として、次のような関係を満たすことが好ましい。
　Ｌ１１とＬ１２のうちの長い方の長さに対するＤ１３の比であるＤ１３／（Ｌ１１又はＬ１２）は０．７以上１０以下の範囲内にあることが好ましい。Ｄ１３／（Ｌ１１又はＬ１２）は、０．８５以上がより好ましく、１．００以上であることが特に好ましい。
　Ｄ１３は、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましい。Ｄ１３は、１０００ｎｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。ただし、Ｄ１２は０でもよい。すなわち、弾性突起１３は、胴体部１７を有していなくてもよい。
　Ｌ１２に対するＬ１３の比（Ｌ１３／Ｌ１２）は、０．４以上０．９以下の範囲内にあることが好ましい。ただし、Ｌ１２とＬ１３が同じであってもよい。
　弾性突起１３はＸ方向で５個以上、Ｙ方向で５個以上設けられてもよい。
　接着構造体１０は、突起部１２が被接着物によって加圧され、弾性突起１３が被接着物に沿って変形して、弾性突起１３と被接着物との接触面積が増加することによって、被接着物に対する接着力が向上する。また、弾性突起１３は被接着物から離脱して、加圧状態から解放されたときに元の形状に復元することによって、接着力が回復する。Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３が上記の範囲内にあることによって、弾性突起１３が被接着物に沿って変形しやすくなり、被接着物に対する形状の追従性が高くなる。また、被接着物が突起部１２から離脱して、弾性突起１３が加圧状態から解放されたときの復元力が高くなる。
　弾性突起１３の密度は、接着構造体１０の突起部１２（表面）の１ｃｍ２当たりの弾性突起１３の本数として、１×１０９本／ｃｍ２以上であることが好ましい。弾性突起１３の密度は、５×１０９本／ｃｍ２以上５０００×１０９本／ｃｍ２以下の範囲内にあることがより好ましい。
　接着構造体１０は、表面（突起部１２）の弾性率が０．０１ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下の範囲内とされている。表面弾性率が０．０１ＧＰａ以上であるので、弾性突起１３の復元力が高くなる。一方、表面弾性率が５０ＧＰａ以下であるので、被接着物に対する形状の追従性が高くなる。表面の弾性率は０．１ＧＰａ以上であることが好ましい。接着構造体１０の表面弾性率は、ナノインデンターを用いて、探針を接着構造体１０の表面に押込むことにより測定することができる。なお、本実施形態では、探針５０は、直径４０μｍの球状圧子を用いた。また、表面弾性率は、探針の押込み深さが突起部１２の高さの１／１０となったときの弾性率とした。
　接着構造体１０は、ナノインデンターを用いて、前記表面に直径４０μｍの球状圧子を押込み深さが１０ｎｍまたは２０ｎｍの少なくとも一方となる条件で押込んだときの接着力が３５Ｎ／ｃｍ２以上とされている。
　接着構造体１０の接着力は、ナノインデンターを用いて、フォーカスカーブを作成することによって求めることができる。
　図６は、本実施形態の接着構造体１０の突起部１２のフォーカスカーブである。図７は、接着構造体１０の突起部１２にナノインデンターの探針５０を押し込める前の状態（図６のＡ）を示す概念図である。図８は、接着構造体１０の突起部１２にナノインデンターの探針５０を押し込めた状態（図６のＢ）を示す概念図であり、図９は、接着構造体１０の突起部１２に押し込めたナノインデンターの探針５０を引き上げた状態（図６のＣ）を示す概念図であり、図１０は、接着構造体１０の突起部１２に押し込めたナノインデンターの探針５０を接着構造体から離脱させた状態（図６のＤ）を示す概念図である。
　図７に示すように、接着構造体１０と探針５０とが離れている状態では、接着構造体１０の突起部１２と探針５０との間に荷重は負荷されない（図６のＡ）。なお、本実施形態では、探針５０は、直径４０μｍの球状圧子を用いた。
　フォーカスカーブの作成では、先ず、探針５０を接着構造体１０の突起部１２に所定の荷重で押込む。探針５０の押込みの条件は、探針５０の形状によって異なる。探針５０が直径４０μｍの球状圧子である場合は、荷重が２０μＮ以上１００μＮ以下の範囲内で、押込み速度が１０ｎｍ／秒以上２０ｎｍ／秒以下の範囲内となる条件で行う。探針５０の押込みによって、接着構造体１０の突起部１２が探針５０の形状に沿って変形する。探針５０の押込み深さが深くなるに伴って、突起部１２の変形量が大きくなる。そして、図８に示すように、探針５０を所定の深さにまで押込んだ状態で、探針５０の押込みを停止する（図６のＢ）。なお、本実施形態では、探針５０の押込み深さは、１０ｎｍ又は２０ｎｍとした。
　次いで、探針５０を突起部１２に所定の荷重で押込んだ状態で所定の時間保持した後、突起部１２から探針５０を引き上げる。探針５０の引き上げの条件は、探針５０の形状によって異なる。探針５０が直径４０μｍの球状圧子である場合は、引き上げ速度が１０ｎｍ／秒以上２０ｎｍ／秒以下の範囲内となる条件で行う。探針５０を引き上げることにより、突起部１２に負荷される荷重が低下して、突起部１２が元の形状に戻っていく。さらに、探針５０を引き上げると、荷重を取り除いても探針５０と突起部１２とが離れず接着力が負の荷重として観測される。さらに、探針５０を引き上げると、探針５０が突起部１２から離脱して突起部１２に負荷される荷重がゼロになる。そして、図９に示すように、探針５０と突起部１２とが完全に離脱する（図６のＤ）。この負の荷重が観測されてから探針５０が突起部１２から離脱するまでの間の荷重の負の極大値（図６のＣ，単位：Ｎ）を、探針５０を押込んだときの探針５０と突起部１２との接触面積（ｃｍ２）で除した値が突起部１２の接着力である。
　本実施形態の接着構造体１０は、例えば、研磨工程、切削工程、エッチング工程を含む方法によっても製造することができる。
　研磨工程では、原料の無機材料基材の表面を研磨する。無機材料基材の研磨は、例えば、グラインダー研磨、耐水紙による研磨、バフ研磨を用いることができる。研磨後の無機材料基材の表面は、例えば、表面粗さＲａで０．０２μｍ以下であることが好ましい。
　切削工程では、研磨工程で研磨した無機材料基材の表面を切削加工して、尖状部を形成する。切削加工方法は、特に制限はなく、種々の方法を選択することができる。切削加工方法としては、例えば、刃具を周期的に上下に移動させながら刃具を刃面に対して直交する方向に移動させて溝を形成する方法（ＮＰ法：ナノペッキング法）、刃具を上下に移動させずに直線的に移動させて溝を形成する方法（従来法）を用いる方法を用いることができる。
　ＮＰ法において、加工装置としては、刃具と刃具を超音波振動させる超音波振動装置とを有する加工装置を用いることができる。刃具の刃面の形状は特に制限はなく、例えば、三角形や四角形とすることができる。ＮＰ法では、例えば、刃具を超音波振動させながら無機材料基材の表面に斜めに押入し、次いで、刃具を周期的に上下に動かしながら、刃具を刃面に対して直交する方向に移動させる。これによって、無機材料基材の表面に刃具の移動方向と直交する方向に延びる逆三角形状の複数個（例えば、５個以上）の溝を有する三角波形状の突起部が形成される。
　従来法において、加工装置としては、刃具と刃具を超音波振動させる超音波振動装置とを有する加工装置を用いることができる。刃具の刃面の形状は、例えば、三角形や四角形とすることができる。従来法では、例えば、刃具を超音波振動させながら無機材料基材の表面に垂直に押入し、次いで、刃具を上下に移動しないように固定しながら、刃具を刃面に対して直交する方向に移動させる。これによって、無機材料基材の表面に刃具の移動方向と平行に延びる逆三角形状の溝が形成される。
　切削工程では、ＮＰ法と従来法を併用してもよい。例えば、最初に、ＮＰ法を用いて三角波形状の突起部を形成し、次いで、三角波形状の突起部に対して直交する方向に、従来法を用いて溝を形成して、三角波形状の突起部の切断することによって、尖状部を形成してもよい。
　エッチング工程では、切削工程で形成した尖状部を残して、第１の溝と第２の溝をエッチング処理することによって胴体部を形成する。エッチング処理方法としては、無機材料のエッチング処理方法として利用されている各種の方法を用いることができる。無機材料基材の材料がアルミニウムである場合、エッチング処理方法としては電解エッチング法を用いることができる。電解エッチング法によるエッチングは次のようにして行うことができる。まず、尖状部にポリカーボネートフィルム（ＡＧＣ製、５０μｍ厚）を１５０℃で加熱した後に貼合せ、尖状部に保護層を設置する。次いで、無機材料基材を１規定のＨＣｌ水溶液（関東化学製）に浸漬して、電解エッチングを行うことにより無機材料基材の第１の溝と第２の溝に対してエッチングを行う（１００ｎｍ／ｍｉｎ浸漬）。エッチング終了後、純水にて洗浄し、塩化メチレンによりポリカーボネートフィルムを溶解除去する。無機材料基材の材料がアルミニウム以外である場合、エッチング処理方法としては、塩鉄法を用いることができる。塩鉄法を用いる場合、尖状部にＰＶＡフィルム（ポバール、クラレ製、１０μｍ厚）を貼合せ、尖状部に保護層を設置する。次いで、無機材料基材を濃度４０°Ｂｅ´の塩化第二鉄液（東亜合成製）へ浸漬し、基材の第１の溝と第２の溝に対してエッチングを行う。エッチング終了後、純水にて洗浄し、ＰＶＡフィルムを溶解除去する。
　以上のような構成とされた本実施形態の接着構造体１０によれば、突起部１２（表面）が無機物からなるので、熱による分解や変質が起こりにくく、被接着物を汚染しにくい。また、本実施形態の接着構造体１０によれば、突起部１２の弾性率及び接着力が上記の値であるので、接着強度が高く、繰り返しの使用が可能となる。
　本実施形態の接着構造体１０において、突起部１２の弾性率は、０．１ＧＰａ以上である場合は、弾性突起１３が加圧状態から解放されたときの復元力がより高くなる。このため、接着構造体１０を繰り返し使用したときの接着力の安定性が向上する。
　本実施形態の接着構造体１０は、突起部１２が弾性突起１３を有するので、突起部１２の弾性率及び接着力を上記の値に、比較的容易に調整することができる。
　本実施形態の接着構造体１０において、突起部１２の１ｃｍ２当たりの弾性突起１３の本数が１×１０９本以上である場合は、弾性突起１３の数が多いので、突起部１２が被接着物によって加圧されときの弾性突起１３と被接着物との接触面積が大きくなる。このため、接着構造体１０の接着力が向上する。
　本実施形態の接着構造体１０において、突起部１２を構成する無機物が金属である場合は、熱による分解や変質が起こりにくくなると共に、突起部１２の表面弾性率がより高くなるので、弾性突起１３が加圧状態から解放されたときの復元力が向上する。よって、接着構造体１０は、繰り返し使用したときの接着力の安定性がより向上する。特に、突起部１２を構成する無機物が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ＮｉＰ合金のいずれかである場合は、突起部１２の表面弾性率がさらに高くなるので、復元力がさらに高くなる。よって、接着構造体１０は、繰り返し使用したときの接着力の安定性がさらに向上する。
　本実施形態の接着構造体１０によれば、弾性突起１３の尖状部１４は、頂部１５を介して互いに逆方向に傾斜した傾斜面１６ａ、１６ｂを有する形状であるので、被接着物との接触面積を大きくすることができる。このため、接着構造体１０の接着強度がより高くなる。
　本実施形態の接着構造体１０では、弾性突起１３の尖状部１４は、頂部１５を介して互いに第１方向で逆方向に傾斜した傾斜面１６ａ、１６ｂと、頂部１５を介して互いに第２方向で逆方向に傾斜した傾斜面１６ｃ、１６ｄを有する形状として説明したが、これに限定されるものでない。弾性突起１３の尖状部１４の形状は、例えば、円錐形状、四角錐形状などの錐体形状であってもよい。また、弾性突起１３は波形であってもよい。
［第２実施形態］
　図１１は、本発明の第２実施形態に係る接着構造体の斜視図である。図１２は、図１１のＸＩＩ－ＸＩＩ線断面図であり、図１３は、図１１に示す接着構造体の平面図である。図１４は、図１１に示す接着構造体の突起の斜視図である。
　図１１～１４に示すように、本実施形態に係る接着構造体２０は、基体２１と、基体２１の一方の表面に設けられた複数個（例えば、５個以上）の突起部２２とを有する。基体２１と突起部２２とは一体となっている。本実施形態に係る接着構造体２０は、突起部２２の弾性突起２３が四角錐形状とされている点で、第１実施形態の接着構造体１０と異なる。
　接着構造体２０は、無機物からなる。無機物としては、金属、セラミック、ガラスを用いることができる。無機物は、融点が１００℃以上、分解温度が１００℃以上であることが好ましい。金属およびセラミックの例は、第１実施形態の接着構造体１０の場合と同じである。基体２１は、第１実施形態の接着構造体１０の基体１１と同じである。
　弾性突起２３の四角錐を形成する傾斜面２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄは、それぞれ同じ二等辺三角形であることが好ましい。底面２８は正方形であることが好ましい。尖状部２４の二等辺三角形の底角（図１２のθ）は６０度以上であることが好ましい。
　突起部２２は、第１方向（Ｘ方向）と第２方向（Ｙ方向）とにそれぞれ周期的に配置されている。第１方向における弾性突起２３の平均ピッチは１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内にある。第１方向における弾性突起２３の平均ピッチは、隣り合う弾性突起２３の頂点２５の間の距離（図１２及び図１３中のＰＸ）の平均値である。第２方向における弾性突起２３の平均ピッチは１００ｎｍ以上１５００ｎｍ以下の範囲内にある。第２方向における突起部２２の平均ピッチは、隣り合う弾性突起２３の頂点２５の間の距離（図１３中のＰＹ）の平均値である。第１方向及び第２方向における弾性突起２３の平均ピッチは、ＳＥＭで撮影された接着構造体１０の平面もしくは断面のＳＥＭ写真から測定することができる。第１方向および第２方向に隣接する弾性突起２３の間隔は、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましい。
　弾性突起２３は、図１４に示すように、底面２８の第１方向（Ｘ方向）の長さをＬ２１、底面１８の第２方向（Ｙ方向）の長さをＬ２２、尖状部２４の平均高さをＤ２１、胴体部２７の平均高さＤ２２、突起部１２の平均高さ（Ｄ２１＋Ｄ２２）をＤ２３として、次のような関係を満たすことが好ましい。
　Ｌ２１に対するＤ２３の比（Ｄ２３／Ｌ２１）が０．７以上１０以下の範囲内にあることが好ましい。Ｄ２３／Ｌ２１は、０．８５以上がより好ましく、１．００以上であることが特に好ましい。
　Ｄ２３は、１００ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲内にあることが好ましい。Ｄ２３は、１０００ｎｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以下が特に好ましい。
　弾性突起２３はＸ方向で５個以上、Ｙ方向で５個以上設けられてもよい。
　本実施形態の接着構造体２０は、第１実施形態の接着構造体１０と同様に製造することができる。ただし、本実施形態の接着構造体２０を製造する場合は、切削工程において第２の溝を頂部が残らないように形成する。これによって、四角錐形状の尖状部２４が形成される。
　以上のような構成とされた第２実施形態の接着構造体２０は、突起部２２（表面）が無機物からなり、表面弾性率及び接着力が上記の範囲内にあるので、第１実施形態の接着構造体１０と同様の効果を有する。さらに、第２実施形態の接着構造体２０は、弾性突起２３の尖状部２４が四角錐形状であり、尖状部２４が変形しても隣り合う弾性突起２３の尖状部２４同士が接触しにくい。このため、被接着物で加圧したときに弾性突起２３の変形量が大きく、被接着物に対する追従性が高くなる。よって、本実施形態の接着構造体２０は、接着強度が高く、種々の環境下で安定して被接着物を接着保持することができる。
［第３実施形態］
　図１５は、本発明の第３実施形態に係る接着構造体の斜視図である。図１６は、図１５に示す接着構造体のＸＶＩ－ＸＶＩ線断面図であり、図１７は、図１５に示す接着構造体の平面図である。
　図１５～１７に示すように、本実施形態に係る接着構造体３０は、基体３１と、基体３１の一方の表面に設けられた複数個（例えば、５個以上）の突起部３２とを有する。基体３１と突起部３２とは一体となっている。本実施形態に係る接着構造体３０は、突起部３２が波状とされている点で、第１実施形態の接着構造体１０と異なる。
　接着構造体３０は、無機物からなる。無機物としては、金属、セラミック、ガラスを用いることができる。無機物は、融点が１００℃以上、分解温度が１００℃以上であることが好ましい。金属およびセラミックの例は、第１実施形態の接着構造体１０の場合と同じである。基体３１は、第１実施形態の接着構造体１０の基体１１と同じである。
　突起部３２は、複数個（例えば、５個以上）の長尺状の弾性突起３３が長手方向に沿って配列した構成とされている。弾性突起３３の断面形状は、三角形状とされている。弾性突起３３の断面形状は、二等辺三角形であることが好ましい。弾性突起３３の底角（図１６のθ）は、６０度以上であることが好ましく、６０度以上８０度以下の範囲内にあることが好ましい。
　突起部３２の平均ピッチは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内にあり、好ましくは５００ｎｍ以下である。突起部３２の平均ピッチは、突起部３２の隣り合う弾性突起３３の頂部３３ａの間の距離（図１６及び図１７中のＰ）の平均値である。突起部３２の平均ピッチは、ＳＥＭで撮影された接着構造体３０の断面ＳＥＭ写真から測定することができる。
　突起部３２の平均高さは、１００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の範囲内にあり、好ましくは５００ｎｍ以下である。突起部３２の平均高さは、突起部３２の弾性突起３３の谷部３３ｂの間を底辺とした弾性突起３３の高さ（図１６中のＨ）の平均である。突起部３２の平均高さは、ＳＥＭで撮影された接着構造体３０の断面ＳＥＭ写真から測定することができる。
　突起部３２の平均ピッチに対する平均高さの比（平均高さ／平均ピッチ）は、好ましくは０．８以上２．０以下の範囲内にあり、より好ましくは１．０以上１．５以下の範囲内にある。
　本発明の接着構造体３０は、第１実施形態の接着構造体１０と同様に製造することができる。ただし、本実施形態の接着構造体３０を製造する場合は、切削工程において第２の溝を形成する必要なく、第１の溝のみを形成する。これによって、波状の突起部が形成される。
　以上のような構成とされた第３実施形態の接着構造体３０は、突起部３２（表面）が無機物からなり、表面弾性率及び接着力が上記の範囲内にあるので、第１実施形態の接着構造体１０と同様の効果を有する。さらに、第３実施形態の接着構造体３０は、突起部３２が波状であるので、接着力の平面異方性を持ちにくいという効果を有する。
　弾性突起３３の長手方向の幅は、例えば、０．０００５ｍｍ以上１０００ｍｍ以下の範囲内である。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
　例えば、本実施形態の接着構造体１０、２０、３０において、突起部１２、２２、３２は、基体１１、２１、３１の一方の表面（上面）の全面に設けられているが、突起部１２、２２、３２の位置はこれに限定されるものではない。突起部１２、２２、３２を基体１１、２１、３１の両面に設けてもよい。また、突起部２２を基体１１、２１、３１の表面の一部に設けてもよい。
　また、本実施形態の接着構造体１０、２０、３０において、基体１１、２１、３１は、無機物から構成されているが、基体１１、２１、３１の構成はこれに限定されるものではない。突起部１２、２２、３２（表面）の少なくとも一部が無機物であれば、基体１１、２１、３１は、樹脂材料の表面を無機物で被覆した複合物であってもよい。なお、接着構造体１０、２０、３０が複合物である場合、表面の５０％以上は無機物で被覆され、突起部１２、２２、３２が形成されていることが好ましい。
［本発明例１］
　基材として金属アルミニウム基材（縦：３０ｍｍ、横：３０ｍｍ、板厚：３０ｍｍ）を用意した。用意した金属アルミニウム基材の表面を表面粗さＲａが０．０２μｍ以下となるまで研磨して、平滑面とした。
　次に、研磨した金属アルミニウム基材の表面に、ＮＰ法を用いて三角波形状の突起部を形成した。加工装置としては、刃具と刃具を超音波楕円振動させる超音波振動装置とを有する加工装置を用いた。刃具を超音波振動させながら斜めに押入し、次いで、刃具を超音波楕円振動させながら、刃面に対して直交する方向（第１方向）に１０００ｎｍ移動させる間に、刃先が上下方向に１０００ｎｍ移動する周期で動かすことによって、金属アルミニウム基材の表面に刃具の移動方向（第１方向）と直交する方向（第２方向）に延びる逆正三角形状の第１の溝を形成して、平均ピッチが１０００ｎｍで平均高さが１０００ｎｍの正三角波形状の突起部を有する三角波状突起部付き基板を作製した。
　次に、三角波状突起部付き基板の正三角波形状の突起部を、従来法を用いて切断した。加工装置としては、刃具と刃具を超音波楕円振動させる超音波振動装置とを有する加工装置を用いた。刃具は、刃面の幅が３００ｎｍの四角形状とした。刃具を超音波楕円振動させながら三角波形状の突起部に押入し、次いで、刃具を上下に移動しないように固定しながら、刃具を、三角波形状の突起部の溝が延びる方向（第２方向）に対して直交する方向（第１方向）に動かして、幅３００ｎｍの第２の溝を１０００ｎｍピッチで形成して、図１～５に示すように、第１方向に直交する断面が台形状で、第２方向に直交する断面が正三角形状の尖状部を形成した。こうして突起部付き基板を得た。得られた突起部付き基板の突起部の第１方向の平均ピッチＬ１１と第２方向の平均ピッチＬ１２、頂部の平均長さＬ１３、尖状部の平均高さＤ１１、胴体部の平均高さＤ１２、突起部の平均高さＤ１３を、下記の表１に示す。
［本発明例２～８、比較例１、２］
　基材として、下記の表１に記載された材料からなる金属基材を用いたこと、第１方向の平均ピッチＬ１１、第２方向の平均ピッチＬ１２、頂部の平均長さＬ１３、尖状部の平均高さＤ１１、胴体部の平均高さＤ１２、突起の平均高さＤ１３が、下記の表１に記載された値となるように切削加工したこと以外は、本発明例１と同様にして、突起部付き基板を作製した。
［評価］
　本発明例１～８及び比較例１で作製した突起部付き基板について、下記の方法により、弾性突起の密度、表面弾性率を測定し、接着性を評価した。その結果を、表１に示す。
（弾性突起の密度の測定方法）
　ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）用いて、突起部付き基板の形態観察を行って、単位面積当たりの突起の本数を計測し、得られたから単位面積当たりの突起の本数を、１ｃｍ２当たりの突起の本数（密度）に換算した。
（表面弾性率の測定方法）
　ナノインデンター（株式会社エリオニクス製、ＥＮＴ－ＮＥＸＵＳ）を用いて測定した。探針は直径４０μｍの球状圧子（チタン製）を使用した。荷重を２０μＮから１００μＮまで１０μＮの間隔で上昇させ、各荷重での表面弾性率を測定した。探針の押込み深さが突起部の高さの１／１０となったときの表面弾性率を、下記の表１に示す。測定は、室温（２５℃）で行った。
（接着性の評価方法）
　ナノインデンター（株式会社エリオニクス製、ＥＮＴ－ＮＥＸＵＳ）を用いて、上記の方法により接着力を測定した。探針は、直径４０μｍの球状圧子（チタン）を使用した。球状圧子の押込み深さは、上記の表面弾性率の測定方法と同様に表１に記載の深さとした。探針の押込み速度は、押込み深さが１０ｎｍのときは１０ｎｍ／秒に、押込み深さが２０ｎｍのときは２０ｎｍ／秒に設定した。また、探針の引き上げ速度は、押込み深さが１０ｎｍのときは１０ｎｍ／秒に、押込み深さが２０ｎｍのときは２０ｎｍ／秒に設定した。測定は、室温（２５℃）で行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果から、弾性突起の尖状部が、頂部を介して互いに第１方向で逆方向に傾斜した傾斜面と、頂部を介して互いに第２方向で逆方向に傾斜した傾斜面を有する形状である突起部付き基板は、突起部の形状によって、表面弾性率及び接着力が本発明の範囲内にあるもの（本発明例１～８）が得られることがわかる。この本発明例１～８の突起部付き基板は、接着力が高く、表面弾性率が本発明の範囲内にあるので、繰り返しの使用が可能となる。これに対して、表面に形成した突起のサイズが微細な比較例１の突起部付き基板は、表面弾性率が本発明の範囲よりも高いので、被接着物で加圧しても変形しにくく、接着力が低下する。
［本発明例９］
　三角波状突起部付き基板の正三角波形状の突起部を切断する際に用いる刃具として、先端角度が６０度の正三角形状のものを用い、刃具を、三角波形状の突起部の溝が延びる方向（第２方向）に対して直交する方向（第１方向）に動かして、断面が逆正三角形状の第２の溝を１０００ｎｍピッチで形成して、図１１～１４に示すように、正四角錐形状の尖状部を形成したこと以外は、本発明例１と同様にして突起部付き基板を得た。得られた突起部付き基板の突起部の第１方向の平均ピッチＬ２１と第２方向の平均ピッチＬ２２、の平均高さＤ２１、胴体部の平均高さＤ２２、突起部の平均高さＤ２３を、下記の表１に示す。
［本発明例１０～１２、比較例２］
　基材として、下記の表１に記載された材料からなる金属基材を用いたこと、第１方向の平均ピッチＬ２１、第２方向の平均ピッチＬ２２、尖状部の平均高さＤ２１、胴体部の平均高さＤ２２、突起の平均高さＤ２３が、下記の表２に記載された値となるように切削加工したこと以外は、本発明例９と同様にして、突起部付き基板を作製した。
［本発明例１３］
　ポリカーボネートフィルム（ＡＧＣ製、５０μｍ厚）を１５０℃で加熱し、加熱したポリカーボネートフィルムを、本発明例９で得られた突起部付き基板の尖状部と側面と底面に貼合せて、突起部付き基板に保護層を形成した。次いで、保護層を形成した突起部付き基板を、１規定のＨＣｌ水溶液（関東化学製）に浸漬して、電解エッチングを２０秒間行うことにより突起部付き基板に保護層の第１の溝と第２の溝に対してエッチングを行った。次いで、突起部付き基板を純水にて洗浄した後、塩化メチレンにより保護層（ポリカーボネートフィルム）を溶解除去した。こうして、突起部に表２に示す平均高さの胴体部を形成した。
［本発明例１４］
　ＰＶＡフィルム（ポバール、クラレ製、１０μｍ厚）を、本発明例１０で得られた突起部付き基板の尖状部と側面と底面に貼合せて、突起部付き基板に保護層を形成した。次いで、保護層を形成した突起部付き基板を、濃度４０°Ｂｅ´の塩化第二鉄液（東亜合成製）に３０秒間浸漬することにより突起部付き基板に保護層の第１の溝と第２の溝に対して塩鉄法によるエッチングを行った。次いで、突起部付き基板を純水にて洗浄して、保護層（ＰＶＡフィルム）を溶解除去した。こうして、突起部に表２に示す平均高さの胴体部を形成した。
［本発明例１５、１６］
　突起部付き基板として、本発明例１１で得られたものを用い、塩化第二鉄液の浸漬時間を１０秒間（本発明例１５）、２０秒間（本発明例１６）としたこと以外は、本発明例１４と同様にして塩鉄法によるエッチングを行った。こうして、突起部に表２に示す平均高さの胴体部を形成した。
［本発明例１７］
　突起部付き基板として、本発明例１２で得られたものを用い、電解エッチングを１０秒間行ったこと以外は、本発明例１３と同様にしてエッチングを行った。こうして、突起部に表２に示す平均高さの胴体部を形成した。
［本発明例１８、１９］
　基材として、ＮｉＰからなる基材を用い、第１方向の平均ピッチＬ２１、第２方向の平均ピッチＬ２２、尖状部の平均高さＤ２１、胴体部の平均高さＤ２２、突起の平均高さＤ２３が、下記の表２に記載された値となるように切削加工したこと以外は、本発明例９と同様にして、突起部付き基板を作製した。得られた突起部付き基板を用い、塩化第二鉄液の浸漬時間を１０秒間（本発明例１８）、１０秒間（本発明例１９）としたこと以外は、本発明例１４と同様にして塩鉄法によるエッチングを行った。こうして、突起部に表２に示す平均高さの胴体部を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果から、弾性突起の尖状部が正四角錐形状である突起部付き基板についても、突起部の形状によって、表面弾性率及び接着力が本発明の範囲内にあるもの（本発明例９～１９）が得られることがわかる。この本発明例９～１９の突起部付き基板は、接着力が高く、表面弾性率が本発明の範囲内にあるので、繰り返しの使用が可能となる。
［本発明例２０～２２］
　本発明例１～３で作製した三角波状突起部付き基板をそれぞれ、本発明例２０～２２の突起部付き基板とした。
［比較例３］
　本発明例８で作製した三角波状突起部付き基板を、比較例３の突起部付き基板とした。
［比較例４］
　比較例１で作製した三角波状突起部付き基板を、比較例４の突起部付き基板とした。
［評価］
　本発明例２０～２２及び比較例３、４で得られた突起部付き基板について、上記の方法により、表面弾性率を測定し、接着性を評価した。その結果を、突起部の平均ピッチ、平均高さ、平均高さ／平均ピッチと共に、表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３の結果から、波状の突起部を有する突起部付き基板についても、突起部の形状によって、表面弾性率及び接着力が本発明の範囲内にあるもの（本発明例２０～２２）が得られることがわかる。この本発明例２０～２２の突起部付き基板は、接着力が高く、表面弾性率が本発明の範囲内にあるので、繰り返しの使用が可能となる。なお、比較例３は、正三角波形状の突起部が切断されていないため、本発明例８の突起部付き基板と比較して、表面弾性率が高くなり、接着力が低下したと考えられる。
　１０　　接着構造体
　１１　　基体
　１２　　突起部
　１３　　弾性突起
　１４　　尖状部
　１５　　頂部
　１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ　　傾斜面
　１７　　胴体部
　１８　　底面
　２０　　接着構造体
　２１　　基体
　２２　　突起部
　２３　　弾性突起
　２４　　尖状部
　２５　　頂点
　２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ　　傾斜面
　２７　　胴体部
　２８　　底面
　３０　　接着構造体
　３１　　基体
　３２　　突起部
　３３　　弾性突起
　３３ａ　　頂部
　３３ｂ　　谷部
　５０　　探針

Claims (6)

  1. 　少なくとも表面の一部は無機物からなり、
    　前記無機物からなる前記表面の弾性率が０．０１ＧＰａ以上５０ＧＰａ以下の範囲内にあって、
    　ナノインデンターを用いて、前記無機物からなる前記表面に直径４０μｍの球状圧子を押込み深さが１０ｎｍまたは２０ｎｍの少なくとも一方となる条件で押込んだときの接着力が３５Ｎ／ｃｍ２以上である接着構造体。
  2. 　前記無機物からなる前記表面の弾性率が０．１ＧＰａ以上である請求項１に記載の接着構造体。
  3. 　前記無機物からなる前記表面が、弾性突起を有する請求項１または２に記載の接着構造体。
  4. 　前記無機物からなる前記表面の１ｃｍ２当たりの前記弾性突起の本数が１×１０９本以上である請求項３に記載の接着構造体。
  5. 　前記無機物が金属である請求項１から４のいずれか一項に記載の接着構造体。
  6. 　前記金属が銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ＮｉＰ合金のいずれかを含むことを特徴とするである請求項５に記載の接着構造体。
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