專利名稱：金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體及金屬構(gòu)件的表面加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如電氣端子和覆蓋其的樹脂成形體那樣的使金屬構(gòu)件和成形樹脂構(gòu)件的不同種材料密接而一體化的復(fù)合成形體，另外，還涉及一種包括使金屬構(gòu)件的表面粗糙面化的技術(shù)的金屬表面的加工方法。
背景技術(shù)：
例如，傳感器的連接器、在電子電路上設(shè)置的電氣端子那樣以電連接為目的的金屬構(gòu)件與對(duì)其進(jìn)行絕緣的成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體在大多的工業(yè)領(lǐng)域中使用。然而，在現(xiàn)有的金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體中，因成形樹脂構(gòu)件的凝固過(guò)程或環(huán)境溫度的變化，金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件相接的邊界面不密接，而產(chǎn)生微小的間隙，從而具有無(wú)法確保充分的密接性和氣密性的問題。關(guān)于這一點(diǎn)，記載有如下技術(shù)通過(guò)濺射蝕刻在金屬構(gòu)件(引線框)的表面形成凹凸，來(lái)使成形樹脂構(gòu)件(樹脂模制件)與金屬構(gòu)件(引線框)的密接性提高(日本實(shí)開平4-15248號(hào)說(shuō)明書)。作為粗糙面化技術(shù)，除了該現(xiàn)有技術(shù)中記載的噴砂處理、濕式蝕刻處理之外，還已知有通過(guò)化學(xué)蝕刻進(jìn)行粗糙面化的方法(日本專利第3467471號(hào)公報(bào))、在金屬構(gòu)件的表面形成作為金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件的密接劑的化合物粘接層的方法(日本特開2007-221099號(hào)公報(bào)或W004/041532號(hào)國(guó)際公開小冊(cè)子)、或?qū)饘贅?gòu)件的表面實(shí)施鍍敷而在金屬構(gòu)件的特定的部分設(shè)置凸起狀的突起的方法(日本特開平2-308555號(hào)公報(bào))等。另外，作為在鈦合金制的人工骨格的表面形成凹凸的方法，已知有如下方法在鈦合金的表面以規(guī)定間距進(jìn)行激光照射而形成熔融池，并通過(guò)輔助氣體噴射使熔融金屬的一部分在金屬表面上凝固成 線狀，從而賦予規(guī)定間距的凹坑與線狀的凝固金屬交錯(cuò)的立體圖案(日本特開平1-240678號(hào)公報(bào))。另外，還已知有通過(guò)激光在金屬的表面形成微點(diǎn)來(lái)形成粗糙面部，從而使金屬的表面與樹脂構(gòu)件的密接性提高的方法(日本特開2007-220576號(hào)公報(bào))。在先技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本實(shí)開平4-15248號(hào)說(shuō)明書專利文獻(xiàn)2日本專利第3467471號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3日本特開2007-221099號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4W004/041532號(hào)國(guó)際公開小冊(cè)子專利文獻(xiàn)5日本特開平2-308555號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6日本特開平1-240678號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7日本特開2007-220576號(hào)公報(bào)在上述現(xiàn)有技術(shù)中，具有如下這樣的問題粗糙面化工序?yàn)槎鄠€(gè)工序,或者包括多個(gè)作業(yè)而制造時(shí)間變長(zhǎng)，且成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不會(huì)使制造工序變得麻煩，且金屬與樹脂的不同種材料間的密接性或氣密性中的至少一方良好，并且從結(jié)果來(lái)看廉價(jià)的樹脂復(fù)合成形體。另外，本發(fā)明還提供一種用于這樣的目的的制造工序簡(jiǎn)便的金屬構(gòu)件的表面的粗糙面化方法。以向金屬構(gòu)件的表面照射激光或電子束等高密度能量束，而在該金屬構(gòu)件表面形成槽或凹坑為基礎(chǔ)，使在高密度能量束的熱量的作用下熔融了的金屬構(gòu)件向該槽或凹坑的表面以及它們之間的金屬構(gòu)件的表面流動(dòng)，并且使其成為濺射(金屬的熔融飛沫、微細(xì)粉末)而飛散，從而在槽或凹坑的表面以及它們之間的金屬構(gòu)件的表面形成由帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成的金屬飛沫凝固部，其中，所述縮徑部在前端具備球狀的凸起，由此實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明的目的。優(yōu)選以使火山口狀的凹坑的一部分區(qū)域重復(fù)的方式來(lái)設(shè)定照射條件，并將火山口狀的凹坑排列多個(gè)，由此形成槽，結(jié)果此時(shí)能夠形成復(fù)雜的粗糙面，但即使連續(xù)照射光束來(lái)形成槽，也能夠形成實(shí)質(zhì)上在使用上沒有問題的粗糙面。具體而言，粗糙面部可以形成金屬的熔融飛沫凝固而成的凹凸部復(fù)雜地重合的粗糙面形狀，該金屬的熔融飛沫凝固而成的凹凸部由通過(guò)熔融金屬的流動(dòng)形成的帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成，其中，所述縮徑部在前端具備附著有熔融飛沫的顆粒的球狀的凸起。還優(yōu)選在由凝固了的帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成的金屬飛沫凝固部的表面、或者金屬飛沫凝固部的周邊的槽、凹坑的表面以及它們之間的金屬構(gòu)件的表面上形成濺射(金屬的熔融飛沫、微細(xì)粉末)凝固而成的微細(xì)的凹凸，其中所述縮徑部在前端具備球狀的凸起。需要說(shuō)明的是，在金屬的熔融飛沫為粒徑大的濺射粒子的情況下，存在金屬的熔融飛沫直接附著并凝固于金屬構(gòu)件 的表面(包括火山口、槽)而形成具備縮徑部的凸起狀部的情況。另外，在金屬的熔融飛沫為粒徑小的濺射粒子的情況下，還存在金屬的熔融飛沫附著于在金屬構(gòu)件的表面(包括火山口、槽)形成的隆起部的前端而形成凸起狀部的情況。另外，還存在在熔融金屬所形成的帽狀的隆起部的前端垂下的熔融金屬的液滴形成凸起狀部的情況。并且，還存在通過(guò)在上述帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部的表面附著凝固的微細(xì)的金屬粉末來(lái)形成微細(xì)的凹凸的情況，其中，所述縮徑部在前端具備球狀的凸起。作為一個(gè)例子，向最終在該金屬構(gòu)件的表面形成的粗糙面部分供給成形樹脂構(gòu)件，并使樹脂構(gòu)件進(jìn)入(流入)到由在粗糙面部分形成的錯(cuò)綜復(fù)雜的帽部或縮徑部形成的容積空間中，從而成形樹脂將帽狀部的內(nèi)側(cè)、外側(cè)或凸起狀部的金屬飛沫凝固部的周圍包入。發(fā)明效果在以上那樣構(gòu)成的本發(fā)明中，通過(guò)向金屬構(gòu)件表面照射激光或電子束等高密度能量束來(lái)形成粗糙面部，因此制造工序簡(jiǎn)單且制造工序時(shí)間短，結(jié)果能夠提供一種廉價(jià)的表面加工技術(shù)。在本發(fā)明中，需要說(shuō)明的是，在通過(guò)成形樹脂構(gòu)件覆蓋粗糙面化部來(lái)形成樹脂復(fù)合成形體的情況下，當(dāng)產(chǎn)生成形樹脂凝固時(shí)的體積變化的現(xiàn)象而成形樹脂構(gòu)件受到從金屬構(gòu)件表面剝離的方向的作用力(或體積變化)時(shí)，相對(duì)于該作用力(或體積變化)能夠得到錨定效果。因此，金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件相接的邊界面的密接性提高。另外，在金屬構(gòu)件的粗糙面化部分形成的錯(cuò)綜復(fù)雜的容積空間中，金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件相接的邊界面的表面積增加，其結(jié)果是，難以構(gòu)成金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件相接的邊界面的從大氣側(cè)向內(nèi)部形成的流體的浸透通路，使大氣側(cè)與內(nèi)部之間的密封作用提高。結(jié)果是，金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件相接的邊界面的氣密性提高。


圖1 (A)是表示本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的放大圖的圖。圖1⑶是表示圖1 (A)的符號(hào)P部分的放大圖的圖。圖2是實(shí)施本發(fā)明的傳感器罩的復(fù)合成形體的外觀圖。圖3是實(shí)施本發(fā)明的傳感器罩的復(fù)合成形體的局部放大圖。圖4(A)是實(shí)施本發(fā)明的傳感器罩的復(fù)合成形體的連接器部的局部剖視放大圖。圖4⑶是表示圖4 (A)的A部分的放大圖的圖。圖5是本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的形成方法的示意圖。圖6(A)是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的形狀的(從上方觀察)俯視圖、側(cè)視圖、俯視放大簡(jiǎn)圖。 圖6(B)是本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的放大照片。圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的氣密性評(píng)價(jià)中使用的試驗(yàn)裝置的剖視圖。圖8是本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器罩的復(fù)合成形體的氣密性評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器罩的復(fù)合成形體的熱循環(huán)試驗(yàn)后的氣密性評(píng)價(jià)試驗(yàn)結(jié)果。圖10是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的形成方法的一例的圖。圖11是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的粗糙面部的形狀的(從上方觀察)俯視圖、側(cè)視圖、俯視圖的A-A線剖視放大圖(中段的附圖的G部放大剖視圖)。符號(hào)說(shuō)明I金屬端子2框體樹脂部3金屬端子的一端4金屬端子的另一端5電子電路基板5a接合突起6 導(dǎo)體7橡膠密封件8界面間隙9激光束10濺射粒子11隆起部
12 凸起(tumor)13 縮徑(necking)部14粗糙面部15邊界面16、19試驗(yàn)夾具17內(nèi)部空間上端面18橡膠材料制分隔板20內(nèi)部空間21金屬構(gòu)件22火山口狀的凹坑23重復(fù)的區(qū)域100傳感器罩
具體實(shí)施例方式基于附圖，對(duì)本發(fā)明涉及的金屬構(gòu)件與樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施例1圖2表示實(shí)施本發(fā)明的傳感器罩的外觀，是將連接器部局部地剖開而得到的附圖。在圖2中，傳感器罩100具備構(gòu)成電連接部的連接器30。連接器30具有鑲嵌成形于框體樹脂部2的作為金屬構(gòu)件的由銅系合金材料構(gòu)成的多根金屬端子1，其中，框體樹脂部2作為形成傳感器罩100的樹脂構(gòu)件?？蝮w樹脂部2由熱塑性樹脂PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)形成，金屬端子I的一端3向框體樹脂部2的外部空間(框體樹脂部2所形成的連接器30內(nèi)的空間)露出，另一方的另一端4向框體樹脂部2所形成的罩內(nèi)部的空間露出。在框體樹脂部2所形成的傳感器罩100的內(nèi)壁面固定有電子電路基板5。如圖3所不那樣，向傳感器罩100的內(nèi)部空間20露出的金屬端子I的另一方的另一端4和在電子電路基板5上形成的導(dǎo)電性接合突起部5a分別與導(dǎo)體6的一端部及另一端部焊接接合，構(gòu)成與外部設(shè)備交換電信號(hào)的信號(hào)傳遞部。傳感器罩100在成為與安裝傳感器罩100的例如節(jié)氣門區(qū)(未圖示)抵接的抵接部的框架的部分以包圍傳感器罩100的內(nèi)部空間20安裝有橡膠密封件7。由此，在將傳感器罩100安裝于節(jié)氣門區(qū)(未圖示的)時(shí)，來(lái)確保傳感器罩100的內(nèi)部空間20的氣密性，以免水分或氣體等浸入傳感器罩100的內(nèi)部空間20。這樣來(lái)防止安裝在電子電路基板5上的電子電路腐蝕的情況。然而，在存在如金屬端子I的一端3及另一端4那樣向框體樹脂部2的內(nèi)部和外部突出并露出的部位的情況下，在金屬端子I埋設(shè)(樹脂模制)于框體樹脂部2中的范圍內(nèi)，在金屬端子I與框體樹脂部2相接的邊界面產(chǎn)生間隙時(shí)，無(wú)法確保傳感器罩100的內(nèi)部空間20與外部空間之間的充分的氣密性。尤其在機(jī)動(dòng)車部件的領(lǐng)域中，由于在嚴(yán)酷的環(huán)境條件下使用，因此框體樹脂部2的耐久性自不用說(shuō)，還需要確保連接器30的氣密性，來(lái)防止使電子電路部腐蝕的水分或氣體等外部的影響物質(zhì)的浸入。圖4 (A)是將框體樹脂部2的連接器30的部分剖開而得到的放大圖。另外，圖4⑶是圖4(A)的圓框所包圍的A部位的放大圖。圖4(B)的左側(cè)的附圖表示過(guò)熱而熔融的樹脂剛填充到金屬端子I的周圍之后的狀態(tài)。與此相對(duì)，右側(cè)的附圖表示覆蓋金屬端子I的周圍的樹脂凝固而溫度下降了的狀態(tài)。當(dāng)覆蓋金屬端子I的周圍的樹脂凝固而溫度下降時(shí)，該樹脂沿橫向(與金屬端子I的長(zhǎng)度方向呈直角方向)及縱向(金屬端子I的長(zhǎng)度方向)收縮、體積發(fā)生變化，從而在該樹脂與金屬端子I的表面之間產(chǎn)生界面間隙8。以高溫 高壓向模具內(nèi)注射的樹脂暫時(shí)沿著金屬端子I以密接的狀態(tài)填充。之后伴隨模具內(nèi)的樹脂的冷卻凝固，覆蓋金屬端子I的周圍的框體樹脂部2收縮、體積發(fā)生變化，因此在金屬端子I與框體樹脂部2的邊界面產(chǎn)生界面間隙8。并且，界面間隙的量在成形條件及樹脂的組成固定的基礎(chǔ)上，與金屬端子I周圍的樹脂體積成正比。然而，覆蓋金屬端子1的周圍的樹脂的收縮在周圍的樹脂體積不均勻的情況下，或因包含纖維狀的填充材料的樹脂材料中產(chǎn)生的收縮的各向異性等，非常難以對(duì)其收縮方向性進(jìn)行控制。鑒于這樣的狀況，在通過(guò)樹脂成形來(lái)被樹脂覆蓋的金屬端子I的表面上預(yù)先形成具有供樹脂進(jìn)入的縮徑空間的粗糙面形狀部，從而即使在產(chǎn)生框體樹脂部2凝固時(shí)的體積變化的現(xiàn)象時(shí)，樹脂成形的框體樹脂部2也不會(huì)從金屬端子I的表面分離而保持密接狀態(tài)，從而使氣密性提高。以下，基于圖1(A)、圖1(B)及圖5至圖10，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。在本實(shí)施例中，如圖5所示，通過(guò)使由激光束9形成的高密度能量束向微小區(qū)域22、141集中照射，使作為金屬端子的金屬構(gòu)件I的表面熔融，從而形成火山口狀的凹坑2。在實(shí)施例中，火山口狀的凹坑22以局部重疊的方式在金屬端子I的短軸方向上排列形成三個(gè)，由此形成槽141。將該槽朝向長(zhǎng)度方向并列形成多個(gè)。需要說(shuō)明的是，即使將該光束向特定的方向連續(xù)地掃面而進(jìn)行照射，也能夠形成槽141。此時(shí)，通過(guò)控制照射的條件，能夠控制凹坑22或槽141的深度、或者熔出的金屬飛沫的粒徑的大小。在本實(shí)施例中，產(chǎn)生粒徑小時(shí)為14 111(微米)、大時(shí)為511111(微米)左右的金屬飛沫或?yàn)R射粒子10，并使它們飛散。此時(shí)，對(duì)照射能量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以使火山口狀的凹坑22的直徑為15至25 μ m(微米)，且深度為5至10 μ m(微米)左右。其結(jié)果是，在實(shí)施例中，如圖1(A)、圖1(B)所示，在金屬構(gòu)件的表面101形成火山口狀的凹坑22，其表面形成錯(cuò)綜復(fù)雜的粗糙面。具體而言，帽(wing)狀的隆起部11在凹坑22的表面的各處形成，在到處都是的隆起部11的前端通過(guò)直徑比較小的球狀的金屬飛沫而形成液滴(drop)狀的凸起12，另外，在其它的隆起部11固接有直徑大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10，在它們的根部與金屬構(gòu)件的表面或凹坑的表面之間形成有縮徑部13，由此形成錯(cuò)綜復(fù)雜的粗糙面部14。并且，在上述帽狀的隆起部11、形成在隆起部11的前端的液滴狀的凸起12、直徑大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10的表面或其余的金屬構(gòu)件的表面上還形成有由微細(xì)的金屬粉末產(chǎn)生的微細(xì)的凹凸。通過(guò)如激光加工或電子束加工那樣使高能量集中于微小區(qū)域，使金屬表面瞬間熔融，從而能夠通過(guò)產(chǎn)生的等離子的沖擊波使熔融了的金屬飛沫、濺射或碎渣飛散。此時(shí)，照射部周邊的溫度略微上升。因此，飛散的熔融金屬被急劇地冷卻，從作為母材即金屬構(gòu)件的金屬端子I的表面突出，形成帽狀的隆起部11，另外，在某部分的隆起部11的前端產(chǎn)生的球狀的凸起12保持其形態(tài)固接而形成縮徑部13。另外，直徑比較大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10附著在錯(cuò)綜復(fù)雜地形成的隆起部11上，并同時(shí)急劇地冷卻固接，而同樣地形成縮徑部13。如圖1(A)所示，通過(guò)以使火山口狀的凹坑22具有局部重復(fù)的區(qū)域23的方式設(shè)定照射條件，從而金屬構(gòu)件的表面更加復(fù)雜地重疊熔融飛散而形成的帽狀的隆起部11、形成在隆起部11的前端的液滴狀的凸起12、直徑大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10。如將圖1 (A)的14部放大后的圖1⑶所示。在圖1 (B)中示出由作為樹脂構(gòu)件的框體樹脂部2成形圖1㈧所示的作為金屬構(gòu)件的金屬端子I的狀態(tài)。當(dāng)樹脂流入到帽狀的隆起部11、形成在隆起部11的前端的液滴狀的凸起12、直徑大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10或其余的金屬構(gòu)件的表面時(shí)，該樹脂包圍帽狀的隆起部11、形成在隆起部11的前端的液滴狀的凸起12、直徑大的球狀的作為金屬飛沫的濺射粒子10以及其縮徑部13的周圍。在實(shí)施例中，金屬端 子I與框體樹脂部2的邊界面15的表面積與通過(guò)現(xiàn)有的加工方法形成的粗糙面相比飛越性地增加，其結(jié)果是，金屬端子I與框體樹脂部2的所述邊界面15中，從向連接器30內(nèi)的空間露出的金屬端子I的一方的端部3到向傳感器罩100的內(nèi)部空間20露出的另一方的端部4之間的流體通路的延伸距離變長(zhǎng)，流體的壓力損失增加，因此流體難以泄漏或進(jìn)入。由于以上的情況，金屬構(gòu)件與樹脂相接的邊界面的密接性和氣密性提高。圖6 (A)的最上部的附圖表示如下結(jié)構(gòu)在金屬端子I的表面以局部重疊的方式接近地形成三個(gè)火山口狀的凹坑22，其結(jié)果是形成槽141。另外，槽141沿金屬端子的長(zhǎng)度方向并行地設(shè)有多列。圖6(A)的中段的附圖表示最上段的附圖的剖視圖。圖6(A)的最下部的附圖表示最上段的附圖的F部放大圖。另外，圖11的最上部的附圖表示如下結(jié)構(gòu)在金屬端子I的表面以局部重疊的方式接近地形成三個(gè)火山口狀的凹坑22，其結(jié)果是形成槽141。槽141沿金屬端子的長(zhǎng)度方向并行設(shè)有8列。圖11的中段的附圖表示最上段的附圖的側(cè)視圖。圖11的最下部的附圖表示最上部的附圖的A-A線剖視放大圖，表示中段的附圖的G部放大剖視圖。附圖中LI表示火山口狀的凹坑22的直徑(槽141的寬度)。L2表示火山口狀的凹坑22的深度(槽141的深度)。附圖中L3表示槽141與和其相鄰的槽141的中心部的間隔。利用光纖維激光加工機(jī)，對(duì)作為金屬構(gòu)件的金屬端子I (黃銅端子)的表面進(jìn)行粗糙面加工，其結(jié)果是，能夠確認(rèn)出由錯(cuò)綜復(fù)雜地形成的帽狀的隆起部11、在該隆起部的前端產(chǎn)生的液滴凝固而成的球狀的凸起12以及粒徑比較大的(5μπι左右)濺射粒子凝固而成的具有縮徑部13的凸起10、進(jìn)而附著在它們的表面上的I至3 μ m的金屬微細(xì)粉末構(gòu)成的粗糙面部14。在圖6 (B)中將基于電子顯微鏡(SEM)得到的粗糙面部14的分析照片作為參考資料進(jìn)行了登載。在圖6的上方的圖中，表示火山口狀的凹坑22隔開間隔散布的情況的照片分析結(jié)果，在下方的圖中，表示本實(shí)施例那樣使火山口狀的凹坑22局部重疊而形成槽時(shí)的照片分析結(jié)果。認(rèn)為在上方的圖的結(jié)構(gòu)中能夠?qū)崿F(xiàn)某程度的粗糙面化，而在下方的附圖中粗糙面化進(jìn)一步提高。因此，通過(guò)選擇照射條件，能夠形成達(dá)到要求的粗糙面狀態(tài)。在此，隆起部11、在其前端產(chǎn)生的球狀的凸起12以及濺射粒子10的大小需要為使成形樹脂流入形成的縮徑部13周圍的空間的大小，優(yōu)選為適合形成I 20 μ m左右的間隙的粒子直徑。但是，通過(guò)用于覆蓋的框體樹脂部2的種類、施加在樹脂上的壓力，即使在該間隙以下，也能夠?qū)崿F(xiàn)樹脂的錨定效果，粒子直徑由成形樹脂材料、成形面積、作用在邊界面上的力等決定，并設(shè)定與其相稱的高能量束的強(qiáng)度。通常，通過(guò)激光加工產(chǎn)生的濺射粒子10、碎渣是與加工物的表面固接而對(duì)品質(zhì)帶來(lái)不良影響的物質(zhì)，因此，為避免固接，而涂敷涂覆劑，或通過(guò)輔助氣體的噴射等將其除去。在本發(fā)明中，利用這樣的不需要的物質(zhì)來(lái)在金屬構(gòu)件的表面形成粗糙面，因此不需要涂覆劑的涂覆或輔助氣體的噴射等，從而加工變得更加簡(jiǎn)單，且成本下降。在以上的實(shí)施例中，在成形條件固定的基礎(chǔ)上，制作使用了本發(fā)明涉及的實(shí)施了粗糙面加工的金屬端子及未實(shí)施粗糙面加工的金屬端子的作為復(fù)合成形體的傳感器罩，以下敘述利用圖7所示的試驗(yàn)裝置來(lái)評(píng)價(jià)氣密性的結(jié)果。將作為復(fù)合成形體的 傳感器罩100定位安置于在試驗(yàn)裝置上固定的試驗(yàn)夾具16上，并將安裝固定了橡膠材料制分隔板18的試驗(yàn)夾具19以120N的壓接力加壓固定，其中，橡膠材料制分隔板18形成為整周與作為復(fù)合成形體的傳感器罩100的內(nèi)部空間20上端面17密接的形狀，而具有密封性。之后，以70kPa的壓力對(duì)作為復(fù)合成形體的傳感器罩100的內(nèi)部空間20進(jìn)行減壓而使其穩(wěn)定化，然后開始內(nèi)部壓力的測(cè)定，并通過(guò)內(nèi)部壓力的變化量和該內(nèi)部空間20的容積來(lái)評(píng)價(jià)每規(guī)定時(shí)間的泄漏量。其結(jié)果是，如圖8所示的試驗(yàn)結(jié)果那樣，確認(rèn)了在使用了未實(shí)施粗糙面加工的金屬端子的作為復(fù)合成形體的傳感器罩(η = 3)的泄漏量平均值為I的情況下，使用了本發(fā)明涉及的金屬端子的作為復(fù)合成形體的傳感器罩時(shí)，泄漏量降低69% 78%。接著，在圖9中示出利用相同的作為復(fù)合成形體的傳感器罩100，來(lái)實(shí)施耐熱循環(huán)試驗(yàn)的結(jié)果。評(píng)價(jià)條件以-58°C (Ihr)和150°C (Ihr)為I循環(huán)(I循環(huán)=4hr)，每42循環(huán)將作為復(fù)合成形體的傳感器罩從槽內(nèi)取出，直至400循環(huán)為止來(lái)進(jìn)行上述的氣密性試驗(yàn)。其結(jié)果是，確認(rèn)了在全部評(píng)價(jià)件中，試驗(yàn)后的泄漏量因測(cè)定誤差水平的變化量而推移，通過(guò)本發(fā)明的制造方法得到的樹脂復(fù)合成形體在嚴(yán)酷的環(huán)境下也能夠保持優(yōu)良的密接性和氣密性。實(shí)施例2在實(shí)施例1中，舉出對(duì)于單一平面形狀的金屬構(gòu)件的粗糙面加工為例，但金屬材料或部件的形態(tài)沒有限定于此。通過(guò)照射激光或電子束等高密度能量使金屬的表面熔融的方法需要使能量集中于微小區(qū)域。因此，從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)出發(fā)，可以說(shuō)加工物的形態(tài)為單一平面的情況是有利的。然而，如圖10所示那樣，在本發(fā)明涉及的金屬構(gòu)件21的表面上形成的粗糙面部14具有多個(gè)槽141，且在該槽的表面及在槽141和與其相鄰的槽141之間的金屬構(gòu)件21的表面形成有金屬飛沫凝固部，該金屬飛沫凝固部由帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成，該縮徑部在前端具備球狀的凸起。在這樣構(gòu)成的復(fù)合成形構(gòu)件中，成形樹脂構(gòu)件不容易從金屬構(gòu)件21的表面脫離，因此能夠充分耐受粗糙面加工后的形狀變化。因此，在形成粗糙面部14后，能夠使金屬構(gòu)件所要求的期望的形狀變化。并且，粗糙面部可以設(shè)置在金屬構(gòu)件的兩面及整周。以下，對(duì)通過(guò)實(shí)施例要解決的問題進(jìn)行整理并進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例涉及提高金屬與樹脂的不同種材料間的密接性的金屬表面的粗糙面化技術(shù)。對(duì)金屬部件進(jìn)行鑲嵌，并使金屬部件的一部分從樹脂的框體突出而具有電連接部的樹脂復(fù)合成形體在傳感器部件等具有以各種電連接為目的的電子電路的大多工業(yè)領(lǐng)域中使用。其中，在機(jī)動(dòng)車部件的領(lǐng)域中，由于在嚴(yán)酷的環(huán)境條件下使用，因此作為框體的樹脂部的耐久性自不用說(shuō)，還需要確保防止水分或氣體等使電子電路內(nèi)部腐蝕的外部的影響物質(zhì)的浸入的氣密性。然而，在通常的金屬部件的鑲嵌成形法中，因成形樹脂的凝固過(guò)程或環(huán)境溫度的變化，金屬部件與樹脂相接的邊界面不密接，而產(chǎn)生微小的間隙，難以確保充分的密接性或氣密性。因此，作為提高金屬與樹脂的不同種材料間的密接性的方法，可采用通過(guò)化學(xué)蝕刻使金屬部件的表面粗糙面化的方法、在金屬部件的表面形成構(gòu)成金屬部件與樹脂的密接劑的化合物層的方法、或者對(duì)金屬部件的表面實(shí)施鍍敷的方法等。在專利文獻(xiàn)2(日本專利第3467471號(hào)公報(bào))中公開一種金屬部件從樹脂部分突出的樹脂/金屬界面具有氣密性的金屬鑲嵌樹脂復(fù)合成形品的制造方法，該方法為鑲嵌金屬部件來(lái)制造使金屬部件從樹脂部分突出的樹脂復(fù)合成形品的方法，其特征在于，預(yù)先對(duì)由銅、銅合金、鋁、鋁合金中的任一個(gè)種構(gòu)成的金屬部件表面進(jìn)行化學(xué)蝕刻，接著，將該金屬部件鑲嵌于注塑成形機(jī)的模具，并利用以從由聚縮醛樹脂、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯樹脂 、聚苯硫醚樹脂、聚酰胺樹脂、液晶性聚酯樹脂、聚酰亞胺樹脂、間規(guī)聚苯乙烯樹脂、及聚對(duì)苯二甲酸環(huán)己撐二亞甲基酯樹脂構(gòu)成的組中選擇出的至少一種以上的樹脂為主要成分的熱塑性樹脂材料進(jìn)行注塑成形。在專利文獻(xiàn)4(W004/041532號(hào)國(guó)際公開小冊(cè)子)中公開一種熱塑性樹脂組成物與鋁合金形狀物的結(jié)構(gòu)物的制造方法，其特征在于，在將含有聚苯硫醚來(lái)作為成分的熱塑性樹脂組成物通過(guò)注塑成形等的方法一體地附著于鋁合金形狀物的表面時(shí)，作為前處理，將鋁合金形狀物浸潰于從氨、聯(lián)氨及水溶性胺化合物選擇出的一種以上的水溶液中。在專利文獻(xiàn)3 (日本特開2007-221099號(hào)公報(bào))中公開一種制造方法，將金屬浸潰于含有三嗪化合物和有機(jī)化合物的溶液中，或浸潰于含有三嗪化合物的溶液中，之后通過(guò)將該金屬浸潰于含有有機(jī)化合物的溶液中，而形成含有三嗪化合物的層，然后，形成樹脂層，由此在金屬與樹脂層之間形成密接劑，使金屬與樹脂層密接。在專利文獻(xiàn)5(日本特開平2-308555號(hào)公報(bào))中公開一種制造方法，通過(guò)對(duì)引線框的粗糙面實(shí)施鍍敷，在外表面的銳角的頂部部分形成膨脹部，且在外表面上形成多個(gè)膨脹部突出而得到的空間。然后，在該空間內(nèi)填充密封樹脂，被填充的樹脂自身與鍍敷層的膨脹部結(jié)合而限制密封樹脂離開的方向的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)密接性及粘接效果的提高。構(gòu)成電路裝置的一部分的樹脂復(fù)合成形體要求圖案設(shè)計(jì)緊湊化，因此用于此的金屬端子自然而然地形狀變得復(fù)雜，并且，在端子的電觸點(diǎn)部分要求有平滑面。因此，在對(duì)金屬端子的表面進(jìn)行粗糙面化來(lái)提高金屬端子與樹脂的密接性的蝕刻法中，需要限定粗糙面化的區(qū)域。即，為了局部地粗糙面化，對(duì)不能進(jìn)行粗糙面化的區(qū)域需要進(jìn)行掩模等前處理工序。另外，在金屬部件的表面形成構(gòu)成該金屬部件與樹脂的密接劑的化合物層的方法、或?qū)饘俨考谋砻鎸?shí)施鍍敷的方法等中，需要用于形成化合物層的較多的處理工序，并且需要金屬部件的嚴(yán)格的品質(zhì)管理、使用藥劑的廢液處理等。即，雖然通過(guò)進(jìn)行向金屬部件表面的化學(xué)的前處理的公知技術(shù)，能夠確保作為目的的密接性和氣密性，但制造工序變得麻煩，導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低和成本提高。鑒于這樣的問題點(diǎn)，本實(shí)施例的目的在于提供一種通過(guò)在不使制造工序變得麻煩的情況下提高金屬與樹脂的不同種材料間的密接性，來(lái)廉價(jià)地制造具有充分的密接性和氣密性的樹脂復(fù)合成形體的方法。為了實(shí)現(xiàn)該目的，在上述實(shí)施例中，對(duì)金屬端子進(jìn)行鑲嵌，并使該金屬端子的一部分從樹脂的框體突出而具有電連接部的樹脂復(fù)合成形體通過(guò)將金屬端子定位于成形模具內(nèi)的規(guī)定的位置，并進(jìn)行樹脂成形來(lái)制造。或者通過(guò)將預(yù)先對(duì)金屬端子進(jìn)行樹脂成形后的一次成形品定位于成形模具內(nèi)的規(guī)定的位置，并進(jìn)行二次成形的方法來(lái)制造。在上述的制造方法中，當(dāng)熔融樹脂在成形模具內(nèi)凝固時(shí)，都會(huì)引起伴隨所述樹脂的收縮的體積變化，從而在鑲嵌的金屬端子與所述樹脂相接的邊界面產(chǎn)生微小的間隙。在本實(shí)施例中，通過(guò)預(yù)先對(duì)利用樹脂成形而覆蓋的金屬部件表面照射激光或電子束等高密度能量來(lái)形成粗糙面部，從而即使在產(chǎn)生所述樹脂凝固時(shí)的體積變化的現(xiàn)象的情況下，所述樹脂也不會(huì)從所述金屬部件表面分離，而保持密接狀態(tài)，從而使氣密性提高。預(yù)先形成在金屬部件表面上的粗糙面部通過(guò)照射激光或電子束等高密度能量，所述金屬表面成為熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑形狀，在其周圍形成帽狀的隆起部和在該隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫。因此，本實(shí)施例的特征在于，通過(guò)利用使所述火山口狀的凹坑形狀在局部區(qū)域重復(fù)的照射條件，從而使所述金屬飛沫成為粒狀的濺射而飛散固接，進(jìn)而具有繁雜的粗糙面形狀。

通過(guò)使樹脂成形的樹脂進(jìn)入到形成所述粗糙面形狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的縮徑空間，從而在相對(duì)于所述樹脂從金屬部件表面剝離的方向的體積變化產(chǎn)生錨定效果的作用下、和增加所述金屬部件與所述樹脂相接的邊界面的表面積的作用下，使所述金屬部件與所述樹脂相接的邊界面的密接性和氣密性提高。在以上那樣構(gòu)成的本實(shí)施例的樹脂復(fù)合成形體中，通過(guò)提高金屬與樹脂的不同種材料間的密接性，從而能夠在不使制造工序變得麻煩的情況下廉價(jià)地提供具有密接性和氣密性的樹脂復(fù)合成形體。以下，列舉以上說(shuō)明的實(shí)施例的實(shí)施方式。實(shí)施方式I—種金屬材料或部件的表面加工方法，其特征在于，通過(guò)向金屬材料或部件的表面照射激光或電子束等高密度能量，從而所述金屬表面呈熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑形狀，并通過(guò)使用該火山口狀的凹坑加工具有局部重復(fù)的區(qū)域的照射條件，從而使所述金屬表面具有固接了熔融飛散而形成的帽狀的隆起部、在所述隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫、以及所述加工時(shí)產(chǎn)生的粒狀的濺射的粗糙面形狀，并且，所述粗糙面形狀具備發(fā)揮與不同種材料的牢固的密接力的接合形狀。
實(shí)施方式2一種樹脂復(fù)合成形體的制造方法，其特征在于，通過(guò)向金屬材料或部件的表面照射激光或電子束等高密度能量，從而所述金屬表面呈熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑形狀，并通過(guò)使用該火山口狀的凹坑加工具有局部重復(fù)的區(qū)域的照射條件，從而使所述金屬表面具有固接了熔融飛散而形成的帽狀的隆起部、在所述隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫、以及所述加工時(shí)產(chǎn)生的粒狀的濺射的粗糙面形狀，另外，通過(guò)使覆蓋所述粗糙面形狀部的樹脂進(jìn)入到由該粗糙面形狀形成的縮徑空間中，從而相對(duì)于所述樹脂從所述金屬構(gòu)件表面剝離的方向的體積變化產(chǎn)生錨定效果，使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的邊界面的密接性和氣密性提高。 實(shí)施方式3一種樹脂復(fù)合成形體的制造方法，其特征在于，通過(guò)向金屬材料或部件的表面照射激光或電子束等高密度能量，從而所述金屬表面呈熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑形狀，并通過(guò)使用該火山口狀的凹坑加工具有局部重復(fù)的區(qū)域的照射條件，從而使所述金屬表面具有固接了熔融飛散而形成的帽狀的隆起部、在所述隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫、以及所述加工時(shí)產(chǎn)生的粒狀的濺射的粗糙面形狀，另外，通過(guò)使覆蓋所述粗糙面形狀部的樹脂進(jìn)入到由該粗糙面形狀形成的縮徑空間中，從而使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的邊界面的表面積增加，并使通過(guò)該邊界面的泄漏流體的壓力損失增加，由此使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的所述邊界面的氣密性提高。實(shí)施方式4一種與金屬構(gòu)件一體地形成的樹脂復(fù)合成形體，其內(nèi)包金屬構(gòu)件并通過(guò)樹脂一體地形成，其特征在于，通過(guò)對(duì)金屬材料或部件的表面照射激光或電子束等高密度能量，從而所述金屬表面呈熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑形狀，并通過(guò)使用該火山口狀的凹坑加工具有局部重復(fù)的區(qū)域的照射條件，從而使所述金屬表面具有固接了熔融飛散而形成的帽狀的隆起部、在所述隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫、以及所述加工時(shí)產(chǎn)生的粒狀的濺射的粗糙面形狀實(shí)施方式5根據(jù)實(shí)施方式4所述的樹脂復(fù)合成形體，其特征在于，通過(guò)使樹脂成形的樹脂進(jìn)入到在金屬構(gòu)件的表面形成的粗糙面形狀的縮徑空間中，從而相對(duì)于所述樹脂從所述金屬構(gòu)件的表面剝離的方向的體積變化產(chǎn)生錨定效果，使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的邊界面的密接性和氣密性提高。實(shí)施方式6根據(jù)實(shí)施方式4所述的樹脂復(fù)合成形體，其特征在于，通過(guò)使樹脂成形的樹脂進(jìn)入到在金屬構(gòu)件的表面形成的粗糙面形狀的縮徑空間中，從而使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的邊界面的表面積增加，并且使通過(guò)所述邊界面的泄漏流體的壓力損失增加，由此使所述金屬構(gòu)件與所述樹脂相接的所述邊界面的氣密性提高。工業(yè)實(shí)用性在本實(shí)施例中，以作為復(fù)合成形體的傳感器罩為例對(duì)電氣端子和覆蓋其的樹脂成形體進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明通常能夠廣泛地適用于使金屬構(gòu)件和成形樹脂構(gòu)件的不同種材料密接而一體化的復(fù)合成形體。另外，作為使金屬構(gòu)件的表面粗糙面化的技術(shù)，不拘泥于電氣端子，能夠廣泛地適用于各種產(chǎn)品。并且，在實(shí)施例的作為復(fù)合成形體的傳感器罩中，對(duì)使用了銅系合金材料的金屬端子進(jìn)行鑲嵌，且在框體部使用作為熱塑性樹脂的PBT (聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)樹脂的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但能夠使用的不同種材料的組合不局限于此，可以任一選擇通過(guò)照射激光或電子束等高密度能量束而能夠形成本發(fā)明涉及的粗糙面部的金屬材料、及屬于熱塑性樹脂或熱固 化性樹脂的分類的高分子材料以及彈性體等所有的不同種材料的組合。另外，作為實(shí)施例，舉出了需要?dú)饷苄缘淖鳛閺?fù)合成形體的傳感器罩為例，但還能夠適用于要求有不同種材料間的密接強(qiáng)度的提高等任一種特性的所有的樹脂復(fù)合成形體，且制造方法也沒有限定為注塑成形。
權(quán)利要求
1.一種金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體，其中，在被樹脂模制的金屬構(gòu)件的表面設(shè)置多個(gè)凹坑或槽，在該多個(gè)凹坑或槽以及其余的所述金屬構(gòu)件的表面設(shè)置金屬飛沫凝固部，該金屬飛沫凝固部由通過(guò)所述金屬構(gòu)件的熔融物形成的帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成，該縮徑部在前端具備球狀的凸起，通過(guò)樹脂構(gòu)件對(duì)所述多個(gè)凹坑或槽以及其余的所述金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行模制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體，其中，所述球狀的凸起由通過(guò)高能量束而熔融飛散的濺射物形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體，其中，在所述金屬飛沫凝固部表面凝固有碎渣，該金屬飛沫凝固部由帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成，該縮徑部在前端具備球狀的凸起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體，其中，所述金屬構(gòu)件是作為導(dǎo)電體的金屬端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的金屬構(gòu)件與成形樹脂構(gòu)件的復(fù)合成形體，其中，所述成形樹脂構(gòu)件是傳感器罩。
6.—種金屬構(gòu)件的表面加工方法，其中，向金屬構(gòu)件的表面照射高密度能量束，在該金屬構(gòu)件表面上形成槽或凹坑，并且，使由于所述高密度能量束的熱量而熔融了的金屬構(gòu)件在所述高密度能量束的照射能量下向所述槽或凹坑的表面及它們之間的所述金屬構(gòu)件的表面流動(dòng)或飛散，使所述熔融了的金屬構(gòu)件在所述槽或凹坑的表面及它們之間的金屬構(gòu)件的表面凝固，形成由帽狀的隆起部或具有縮徑部的隆起部構(gòu)成的金屬飛沫凝固部，從而對(duì)所述金屬構(gòu)件的表面進(jìn)行粗糙面化，其中，該縮徑部在前端具備球狀的凸起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬構(gòu)件的表面加工方法，其中，使由于所述高密度能量束的熱量而熔融了的所述金屬構(gòu)件的微細(xì)飛沫凝固在所述槽或凹坑的表面及它們之間的金屬構(gòu)件的表面、以及由所述帽狀的隆起部或所述具有縮徑部的隆起部構(gòu)成的金屬飛沫凝固部的表面，其中，該縮徑部在前端具備球狀的凸起。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的金屬構(gòu)件的表面加工方法,其中，所述高密度能量束是激光束。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的金屬構(gòu)件的表面加工方法,其中，所述高密度能量束是電子束。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的金屬構(gòu)件的表面加工方法，其中，通過(guò)成形樹脂包圍所述帽狀的隆起部或金屬飛沫凝固部的周圍，并通過(guò)該成形樹脂覆蓋金屬構(gòu)件的表面，其中，該金屬飛沫凝固部將所述帽狀的隆起部作為縮徑部且在該縮徑部的前端具有球狀的凸起。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的金屬構(gòu)件的表面加工方法，其中，通過(guò)成形樹脂包圍所述帽狀的隆起部或金屬飛沫凝固部的周圍，并通過(guò)該成形樹脂覆蓋金屬構(gòu)件的表面，其中，該金屬飛沫凝固部將所述帽狀的隆起部作為縮徑部且在該縮徑部的前端具有球狀的凸起。
全文摘要
本發(fā)明提供一種不會(huì)使制造工序變得麻煩，且廉價(jià)地制造具有金屬與樹脂的不同種材料間的充分的密接性和氣密性的樹脂復(fù)合成形體的方法。通過(guò)向金屬構(gòu)件的表面照射激光或電子束等高密度能量，而金屬表面中設(shè)置出熔融飛散而形成的火山口狀的錯(cuò)綜復(fù)雜的凹坑。通過(guò)利用使該火山口狀的凹坑具有局部重復(fù)的區(qū)域的照射條件，從而金屬表面形成固接有熔融飛散而形成的帽狀的隆起部、在隆起部的前端產(chǎn)生的球狀的金屬飛沫以及加工時(shí)產(chǎn)生的粒狀的濺射的粗糙面形狀。由此，使被樹脂成形的樹脂進(jìn)入到由粗糙面形成的縮徑空間中，從而相對(duì)于樹脂從金屬構(gòu)件表面剝離的方向的體積變化產(chǎn)生錨定效果。
文檔編號(hào)H01R13/52GK103036086SQ201210277478
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月28日
發(fā)明者須藤充, 小野瀨伸, 細(xì)萱高志 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社