異種材料と金属材料との界面が気密性を有する異種材料接合金属材料及びその製造方法
【課題】金属と樹脂といった、異種材料と金属材料との接合技術において、接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、高度な気密性を当該界面に付与する手段の提供。
【解決手段】ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法。
【解決手段】ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種材料と金属材料の表面とを気密に接合する技術に関し、特に、シール材やパッキン等の封止部材を配すること無く、当該異種材料と当該金属材料との界面からの水分や湿気の侵入を防止できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子・自動車分野をはじめとして、幅広い産業分野で異種材料（例えば樹脂）と金属材料とが組み合わされた異種材料／金属複合部品が使用されている。具体的には、電気電子分野においては、例えば、携帯電話の筐体が挙げられる。最近の携帯電話の筐体は、機械強度に優れた金属材料から構成されるものが多い。そして、軽量化及び作業性等に優れた樹脂からなる保持部材・ネジボス等の部材が、当該筐体内部に収納される電子基板を固定するために当該筐体の金属材料に接合される。更に、自動車分野においては、例えば、スピードセンサ等の各種センサ部品が挙げられる。当該センサは、一般的に巻き線したコイルボビン等と共に金属端子を射出成形用金型にインサートし樹脂で一体成形することにより製造される。また、入出力部品や基板同士の接続に用いられるプラグ・コネクタ等も、金属端子部分と樹脂のホルダ部分が一体化成形することにより製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０９３８５６
【特許文献２】特開２００１−２２５３５２
【特許文献３】特開２０００−１７６９６２
【特許文献４】特開平１０−１８９８５８
【特許文献５】特開２０００−１２７１９９
【特許文献６】特開２００７−２００７１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、異種材料／金属複合部品を用いた製品の中には、当該製品の使用態様を踏まえて高度な気密性が要求されるものも存在する。例えば、前述した自動車部品は周知のように過酷な環境下で使用され、特に電気電子部品は水分や湿気等の影響を受け易いため、それらが容易に内部に侵入しないようにする必要がある。しかしながら、金属と樹脂とは一般的に接着が困難であり、特に熱可塑性樹脂を用いた金属のインサート成形では、金属・樹脂間の接着性は殆ど得られず、金属と樹脂との界面を通して水分や湿気が容易に内部に侵入してしまうという問題がある。そのため、金属と樹脂との境界部に後加工で熱硬化性樹脂を塗布したり、ゴム状のプロテクト部品を組み付けてシールする等の対策が講じられてきた。しかしながら、金属と樹脂との界面を後加工する手法の場合、作業工数の増加による生産工程の複雑化や、部品点数の増加による製品のコストアップを招く。そこで、本発明は、金属と樹脂といった、異種材料と金属材料との接合技術において、接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、高度な気密性を当該界面に付与する手段を提供することを目的とする。
【０００５】
本出願人は、本出願に際し、先行技術調査を実施した。まず、金属とのインサート成形／アウトサート成形における、気密性を確保するための金属表面への加工方法として、特許文献１ではブラスト加工、特許文献２では化学エッチング、特許文献３では電解エッチング、特許文献４では凹凸圧延ロール、特許文献５ではアルマイト処理、未封孔アルマイト処理、エッチング処理及びクロメート処理、特許文献６にはレーザー加工、がそれぞれ開示されている。しかしながら、特許文献１〜５に記載された技術は、本発明におけるレーザースキャニング加工ではない。また、特許文献６に記載された技術はレーザー加工であるが、彫り込み深さは２μm程度で肉厚を超えないように表裏から加工するため、かなり浅めの加工条件となっている。このような加工手法では、異種材料と接合した場合に気密性を得ることはできず、界面に封止部材が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題の下、鋭意研究の結果、以下の発明（１）〜（１５）に到達した。以下、各発明を述べることとする。
【０００７】
まず、本発明（１）は、ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法である。
【０００８】
本発明（２）は、前記接合部が、凹凸形状をなしていると共に、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている、前記発明（１）の方法である。
【０００９】
本発明（３）は、前記異種材料が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイである、前記発明（１）又は（２）の方法である。
【００１０】
本発明（４）は、前記金属材料が、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼である、前記発明（１）〜（３）のいずれか一つの方法である。
【００１１】
本発明（５）は、前記金属表面上で周状に前記接合部を形成する、前記発明（１）〜（４）のいずれか一つの方法である。
【００１２】
本発明（６）は、前記発明（１）〜（５）のいずれか一つの方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と接合を行うための部位であって、当該異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料の製造方法である。
【００１３】
本発明（７）は、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つの方法における各工程と、前記レーザースキャニング加工を施した前記金属表面に異種材料を接合させる工程とを含むことを特徴とする、金属材料と異種材料との接合方法である。
【００１４】
本発明（８）は、前記接合工程が、前記金属表面に異種材料を射出成形するものである、前記発明（７）の方法である。
【００１５】
本発明（９）は、前記発明（７）又は（８）の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と金属材料の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料の製造方法である。
【００１６】
本発明（１０）は、前記発明（６）の製造方法により得られた、異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料である。
【００１７】
本発明（１１）は、前記発明（９）の製造方法により得られた、異種材料と金属の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料である。
【００１８】
本発明（１２）は、異種材料を接合した金属材料を含む物品であって、前記異種材料と前記金属材料との界面を介しての、前記物品内部への水及び／又は水蒸気の侵入が問題となる物品において、
前記異種材料を接合した金属材料が、請求項１１記載の異種材料接合金属材料であると共に、前記金属材料と前記異種材料との前記界面には気密性を持たせるための封止部材が設けられていないことを特徴とする物品である。
【００１９】
本発明（１３）は、前記発明（１２）の物品用である、前記発明（１１）の異種材料接合金属材料である。
【００２０】
本発明（１４）は、電気・電子機器用筐体、電気部品の接続端子、センサ、スイッチ又はコネクタの構成部品である、前記発明（１３）の異種材料接合金属材料である。
【００２１】
本発明（１５）は、前記電気・電子機器用筐体が携帯電話用筐体である、前記発明（１４）の異種材料接合金属材料である。
【００２２】
ここで、本特許請求の範囲及び本明細書における各用語の定義を説明する。まず、「気密性」とは、一般的に理解される「気密性」と同義であり、密閉した気体が外部に洩れない、または減圧した内部に気体が流入しない性質を意味するが、多少気体が通過することを排除するものではなく、ＪＩＳの防水性規格での保護等級が等級７以上であればよい。「封止部材」とは、一般的に理解される「封止部材」と同義であり、気密性を確保するために使用する、閉じて塞ぐ材料を意味する。具体的には、封止部材として、Ｏリング、各種パッキン、例えば、弾性封止材料（シリコン・ウレタン等）、接着剤、粘着剤・両面テープ、充填剤（シリコーン）、射出成形樹脂（例えば、ポリウレタンエラストマ、ポリエステルエラストマ）、紫外線硬化型樹脂、を挙げることができる。「複数回重畳的」の「複数回は、２回以上を指す。尚、一方向での回数と別方向での回数が異なっていてもよい。「周状」とは、閉じた周を形成した状態のみならず、周長の５０％以上（好適には８０％以上）が閉じた状態をも包含する。ここで、周の形状は、特に限定されず、円や楕円、方形状等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、異種材料と金属材料との接合部を形成するに際し、金属表面をクロスかつ重畳的にレーザー加工して形成することにより、異種材料との接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、高度な気密性を当該界面に付与することが可能になるという効果を奏する。加えて、周状（例えば全周）にわたり当該接合部を設けることにより、これまで周状（例えば全周）にわたり配置していた封止部材（シール材・接着剤や両面テープ）が不要となるという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の適用例（電気・電子機器筐体）の概観図である。
【図２】図２は、センサ部品を示した図である。
【図３】図３は、金属端子の詳細図である。
【図４】図４は、気密性評価を行う際に使用した気密性試験機の概念図である。
【図５】図５は、レーザー処理面（接合部）における「ブリッジ状」の概念図の一例を示したものである。
【図６】図６は、ハッチング幅の概念を示したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
まず、本発明に係る金属材料は、特に限定されないが、例えば、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼を挙げることができる。尚、携帯電話やノートパソコン等の電気・電子機器の筐体として用いる場合には、軽量化の観点から、アルミニウムやマグネシウム等の、密度５ｇ／ｃｍ３以下の軽金属の単体又はこれら軽金属を主成分とする合金を用いることが好適である。また、金属材料は、レーザ加工を阻害しない範囲において、陽極酸化処理等の表面処理、塗装或いはめっきがされていてもよい。例えば、端子表面へ金、銀、スズ、ニッケル等のめっき・表面処理がされていても、気密性向上の加工を行うことができる。
【００２６】
次に、本発明に係る金属材料は、異種材料との接合部をその表面に有している。ここで、当該接合部は、凹凸形状をなしていると共に、好適には、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている。ここで、「ブリッジ形状」とは、生成された凸部の頂上同士が溶融してつながりアーチ状になり下部に孔があいている形状のものを指す。尚、凸部のすべてがブリッジ形状をなしておらず、一部の凸部がオーバハングしてきのこ状・杉の木状になっていても、或いは、オーバーハングしていない単なる凸状であってもよい。ここで、図５に、前記ブリッジ状の概念図の一例を示す。まず、図５（ａ）は、一方の凸体と他方の凸体両方が倒れこむような形で両方の凸体の間に孔が形成された形状である。次に、図５（ｂ）は、一方の凸体が他方の凸体に倒れこむような形で両方の凸体の間に孔が形成された形状である。次に、図５（ｃ）は、一方の凸体と他方の凸体の上部が溶融した結果、垂れ下がったブリッジが両方の凸体間に掛けられた形状である。次に、図５（ｄ）は、一方の凸体と他方の凸体とが一体化した状態で中央に孔が形成された形状（トンネル状）である。
【００２７】
例えばブリッジ形状が存在する場合には、前記接合部は、微細三次元網目形状を形成することになる。このような表面構造の接合部に異種材料を接合（例えば、樹脂を射出成形で接合）させると、前記微細三次元網目形状の凹状部・ブリッジ部下空孔に異種材料が入り込む結果、接合面が異種材料と接する表面積が増大すると同時に極めて高いアンカー効果が発揮される。これにより、接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、安定した気密性が当該界面に付与される。
【００２８】
次に、気密性を有する接合部の形成方法を説明する。前記接合部は、レーザー光を照射して、金属表面を溝堀加工及び溶融させ再凝固させる条件にて加工することにより形成される。より具体的には、ある走査方向についてレーザースキャニング加工された後、前記走査方向とクロスする別の走査方向についてレーザースキャニング加工されるというクロスハッチング操作が複数回繰り返されることにより形成される。但し、一セットとして実行される必要は必ずしも無く、一方向での回数と別方向での回数が異なっていてもよい。以下、クロスレーザースキャニングの際の好適条件に関し、まず特に重要なパラメータである「クロス角度」及び「繰り返し加工回数」に関する好適条件を説明し、次いで他のパラメータに関する好適条件を順次説明することとする。
【００２９】
はじめに、クロス角度（加工方向）は、ある走査方向と別の走査方向との角度が１０°以上であることが好適であり、４５°以上であることがより好適である。即ち、前の加工に対して、次の加工の走査方向が同じでないことが重要である。更に、どのような方向からの引張荷重に対しても高い接合強度を奏するという点で、クロス角度が略９０°であることが最適である。
【００３０】
次に、繰り返し加工回数（重畳回数、クロスハッチング回数）は、処理される金属材料の種類・クロス角度（加工方向）・出力等に基づき、当業者が適宜決定する。ここで、一般的には、繰り返し加工回数が少なすぎる場合には、アンカー効果の高い接合部（例えば凸部がブリッジ形状又はオーバーハング形状）が形成され難い。特に、一回のクロスハッチングでは、気密性のある接合部は形成され難い。他方、繰り返し加工回数が多すぎる場合には、加工時間が増大するのと、せっかく形成されたアンカー効果の高い接合部が破損してしまう場合がある。例えば、クロス角度が略９０°であるとき、ＳＵＳの場合には８〜１０回が好適であり、Ｍｇの場合には４〜５回が好適である。ここで、ある加工とその次の加工の加工条件を変えてもよい。例えば、１回目を比較的大きな出力で深い面粗し加工を行い、２回目で形状を整える態様を挙げることができる。また、色の違いによるレーザー加工性については、一般的に、黒系に対して銀色系、更にはワインレッドや橙系は、同じ出力では、反射率の違いから加工性が落ちるとされている。しかしながら、走査方向を変えながら、何回も繰返し加工を行うため、同一条件で加工しても加工面に大きな差は見られないことが確認されている。また、例えば走査方向０°を加工後、４５°づつ加工方向を回転させ、４回加工しても同様な効果が得られることが確認されている。
【００３１】
次に、レーザースキャニング加工に関する他のパラメータの好適条件について詳述する。まず、他のパラメータとしては、加工機出力、ハッチング幅、レーザービームスポット径とハッチング幅のバランス等を挙げることができる。尚、これらパラメータの好適条件は、処理対象となる金属材料の種類、求められる気密性、使用するレーザー装置の出力等に応じて変わるものである。以下、各パラメータについて一般的な好適条件を説明する。
【００３２】
まず、「加工機出力」は、平均出力２０W程度の機種において、設定範囲８０％以上であることが好適であり、より好適には９２〜９５％である。出力の大きな設備については、設定出力を大きくすることにより、加工回数を少なくでき、加工時間の短縮が可能である。例えば、２０Ｗよりも４０Ｗの方が、加工性は上がる（レーザースキャニングの設定速度・周波数を上げることが可能）。この場合、クロスハッチングの回数も多少減らすことが可能となる（例えば、ＳＵＳの場合、２０Ｗでは８〜１０回であるところ、４０Ｗでは６〜８回程度）。尚、陽極酸化されていない金属材料の場合は、陽極酸化処理されているものよりも出力を高めに設定する必要がある。
【００３３】
次に、「ハッチング幅」は、一般的には、０．０２〜０．６mmであることが好適である。ハッチング幅の設定値が小さい場合、プログラム量が増大し設備に負担がかかるのと、加工時間が増えることにより加工コストが上昇する。また、設定値が大きい場合、ピッチ幅が広がりすぎアンカー効果の高い凹凸形状が形成しにくくなる。尚、図６は、ハッチング幅の概念を示したものである。尚、ハッチング幅に関しては、金属材料の種類によりその幅を決定することが好適である。例えばＭｇのように加工性のよい材料は、比較的ハッチング幅を広めにとらないと凹凸が潰れてしまうのでハッチング幅を広めに設定する一方、ＳＵＳのようにそれ程加工性のよくない材料は、ハッチング幅を比較的広範囲で設定できる。更には、加工機出力を大きくすると、加工性が上がると共に加工部周辺への影響も大きく平坦な加工になり易いため、ハッチング幅をプラス気味に設定することが好適である。
【００３４】
次に、「レーザービームスポット径とハッチング幅のバランス」は、ハッチング幅をビームスポット径の５０〜３００％に設定することが好適であり、６０〜１５０％に設定することがより好適である。例えば、２０Ｗ機種のレーザービームスポット径をΦ０．１ｍｍと設定した場合の設定ハッチング幅は、０．０５〜０．３ｍｍであり、より好適には０．０６〜０．１５ｍｍである。
【００３５】
次に、このような接合部を有する金属材料の用途について説明する。この金属材料は、接合部で異種材料と強固に接合し、接合後に当該金属材料と当該異種材料との界面を後加工しなくとも高度な気密性を達成できる。したがって、当該金属材料は、高レベルで防水が求められる分野、例えば、川、プール、スキー場、お風呂等での使用が想定される、水分や湿気の侵入が故障に繋がる電気又は電子機器用の部品として用いることが好適である。例えば、内部に樹脂製のボスや保持部材等を備えた、電気・電子機器用筐体として有用である。ここで、電気・電子機器用筐体としては、携帯電話の他に、カメラ、ビデオ一体型カメラ、デジタルカメラ等の携帯用映像電子機器の筐体、ノート型パソコン、ポケットコンピュータ、電卓、電子手帳、ＰＤＣ、ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用情報あるいは通信端末の筐体、ＭＤ、カセットヘッドホンステレオ、ラジオ等の携帯用音響電子機器の筐体、液晶ＴＶ・モニター、電話、ファクシミリ、ハンドスキャナー等の家庭用電化機器の筐体等を挙げることができる。
【００３６】
ここで、「異種材料」とは、金属材料の融点よりも低い温度で接合可能な材料であれば特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイを挙げることができる。更には、光硬化型樹脂のような熱以外のエネルギで硬化するものや、複数の成分を混合することにより化学的に固化させる等、熱以外で硬化する材料であってもよい。より詳細には、熱可塑性樹脂（汎用樹脂）としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル/スチレン樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性樹脂（汎用エンジニアリング樹脂）としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ―ＰＥＴ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、熱可塑性樹脂（スーパーエンジニアリング樹脂）としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノ-ル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート、エラストマーとしては、熱可塑性エラストマーやゴム、例えば、スチレン・ブタジエン系、ポリオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、１,２−ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル系、アイオノマーを挙げることができる。更には、熱可塑性樹脂にガラスファイバーを添加したものや、ポリマーアロイ等も挙げることができる。尚、気密性を悪化させない範囲において、従来公知の各種無機・有機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、着色剤、カーボンブラック、離型剤、可塑剤等の添加剤を含有せしめたものであっても構わない。
【００３７】
また、この金属材料に異種材料（例えば樹脂）を接合するに際しては、周知の射出成形で接合を行うことが好適である。尚、射出成形としては、アウトサート成形・インサート成形のいずれでもよい。ここで、レーザブリッジ加工面をしっかり転写させる必要性の観点からは、型温・樹脂温は高めに設定し射出圧力も高めのほうが転写性に優れているため、より好適である。但し、レーザブリッジ加工面の表面粗さは、最大高さ（Ｒｍａｘ）で０．０５〜０．１位のため、無理に樹脂温度を高めに設定しなくとも、十分加工面に流すことができる。
【００３８】
ここで、本発明の適用例（電気・電子機器筐体）を図１に示す。上図のように外周をとぎれなくレーザー加工することにより、金属パネルに対して強固に異種材料を接合すると共に、外周からパネル中央部への水分等の侵入を防止できる。ここで、図１中、（Ａ）はアウトサート成形品 （断面図）、（Ｂ）はアウトサート成形品 （裏面から見た状況）、（Ｃ）金属パネル裏面のレーザー加工部形状、（Ｄ）アウトサート成形品
（裏面斜視図）である。また、符号２１は金属外装パネル、符号２２は異種材料接合部、符号２３はレーザー加工部分（斜線部）である。
【実施例】
【００３９】
実施例１
本発明の実施例として、車載用センサのケースと当該ケース内の電機部品から外部へ接続される端子部との、気密性確保を目的とした接合例を示すこととする。まず、図２及び図３を参照しながら、接合対象となるケース及び端子部を説明する。尚、これらの構造が比較的複雑のため、本製法にて行った端子の加工部分のみ実際の形状で示し周辺は模式的に表すこととする。ここで、図２は、センサ部品を示した図である。また、図３は、金属端子の詳細図である。接合方法を概説すると、金属端子１を金型に取付け、ケース部品２を金属端子
１の所定の位置に射出成形し、センサ部品を制作した。ここで、使用した端子の材質は黄銅JISC2680相当であり、端子寸法は板厚
０．６２５mm、幅 １mm、長さ 約２０mmであり、端子に施された表面処理はニッケルめっき（１〜２μ）処理後すずめっき（５〜８μ）である。以下、レーザ加工条件と成形条件を詳述する。
【００４０】
《レーザ加工条件》
図３（Ｂ）における斜線部がレーザ加工範囲である。ここで、レーザ加工範囲は１mm × １．５mm ＝ １．５mm２（この図示面と裏面の２カ所加工 加工面積総計 １．５
× ２=３mm２）とした。尚、レーザ加工後、レーザ加工部分はめっき膜が剥離し、生地が露出した状態となった。また、他製法と異なり、封止面積は大変少ないものとなった。ここで、端子のレーザ加工の際に使用したレーザーマーカは、Ｃｏｂｒａ，Ｅｌｅｃｔｒｏｘ社製｛レーザタイプ：継続波／Ｑｓｗｉｃｈ付Ｎｄ:ＹＡＧ、発振波長：１．０６４μm、最大定格出力：２０W（平均）｝である。また、加工条件を表１に示す。
【表１】
【００４１】
《射出成形条件》
射出成形機にてアウトサートを行った。当該条件を表２に示す。
【表２】
【００４２】
《評価》
図４に示した気密性試験機にて気密性評価を行った。尚、レーザ加工品（本実施例品）のみならず、レーザ加工無し品も、上記同条件にて準備し、レーザ加工の有り無しによる気密性について比較評価を行った。ここで、図４を参照しながら気密性の評価手法を説明すると、耐圧性の気密試験機本体１２
に 気密性を評価するためのセンサ部品１１を取り付けた。そして、センサ部品１１ の成形部分の外周４５°面をＯリングにて封止し、気密試験機蓋１３を上から組み合わせた後クランプした。この気密試験機の封止部内面に、所定の圧力で加圧後、弁１５を操作し切替保持状態にした。そして、１０sec後の圧力低下を圧力計１４にて測定し、規格値内であれば○、それ以上の場合は金属端子１とケース部品２の界面から空気が漏れ出していると判断しリーク不良とした。ここで、表３に評価基準と結果を示す。当該表から分かるように、レーザ加工無し品は一応規格内であったが、気密性のバラツキは大きかった。他方、レーザ加工品は、圧力低下が認められないものも多数有り、非常に安定した気密性が得られる事が分かった。なお、この結果は、車載部品として要求される、所定の環境試験に対しても満足するものである。
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異種材料と金属材料の表面とを気密に接合する技術に関し、特に、シール材やパッキン等の封止部材を配すること無く、当該異種材料と当該金属材料との界面からの水分や湿気の侵入を防止できる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子・自動車分野をはじめとして、幅広い産業分野で異種材料（例えば樹脂）と金属材料とが組み合わされた異種材料／金属複合部品が使用されている。具体的には、電気電子分野においては、例えば、携帯電話の筐体が挙げられる。最近の携帯電話の筐体は、機械強度に優れた金属材料から構成されるものが多い。そして、軽量化及び作業性等に優れた樹脂からなる保持部材・ネジボス等の部材が、当該筐体内部に収納される電子基板を固定するために当該筐体の金属材料に接合される。更に、自動車分野においては、例えば、スピードセンサ等の各種センサ部品が挙げられる。当該センサは、一般的に巻き線したコイルボビン等と共に金属端子を射出成形用金型にインサートし樹脂で一体成形することにより製造される。また、入出力部品や基板同士の接続に用いられるプラグ・コネクタ等も、金属端子部分と樹脂のホルダ部分が一体化成形することにより製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０９−０９３８５６
【特許文献２】特開２００１−２２５３５２
【特許文献３】特開２０００−１７６９６２
【特許文献４】特開平１０−１８９８５８
【特許文献５】特開２０００−１２７１９９
【特許文献６】特開２００７−２００７１３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、異種材料／金属複合部品を用いた製品の中には、当該製品の使用態様を踏まえて高度な気密性が要求されるものも存在する。例えば、前述した自動車部品は周知のように過酷な環境下で使用され、特に電気電子部品は水分や湿気等の影響を受け易いため、それらが容易に内部に侵入しないようにする必要がある。しかしながら、金属と樹脂とは一般的に接着が困難であり、特に熱可塑性樹脂を用いた金属のインサート成形では、金属・樹脂間の接着性は殆ど得られず、金属と樹脂との界面を通して水分や湿気が容易に内部に侵入してしまうという問題がある。そのため、金属と樹脂との境界部に後加工で熱硬化性樹脂を塗布したり、ゴム状のプロテクト部品を組み付けてシールする等の対策が講じられてきた。しかしながら、金属と樹脂との界面を後加工する手法の場合、作業工数の増加による生産工程の複雑化や、部品点数の増加による製品のコストアップを招く。そこで、本発明は、金属と樹脂といった、異種材料と金属材料との接合技術において、接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、高度な気密性を当該界面に付与する手段を提供することを目的とする。
【０００５】
本出願人は、本出願に際し、先行技術調査を実施した。まず、金属とのインサート成形／アウトサート成形における、気密性を確保するための金属表面への加工方法として、特許文献１ではブラスト加工、特許文献２では化学エッチング、特許文献３では電解エッチング、特許文献４では凹凸圧延ロール、特許文献５ではアルマイト処理、未封孔アルマイト処理、エッチング処理及びクロメート処理、特許文献６にはレーザー加工、がそれぞれ開示されている。しかしながら、特許文献１〜５に記載された技術は、本発明におけるレーザースキャニング加工ではない。また、特許文献６に記載された技術はレーザー加工であるが、彫り込み深さは２μm程度で肉厚を超えないように表裏から加工するため、かなり浅めの加工条件となっている。このような加工手法では、異種材料と接合した場合に気密性を得ることはできず、界面に封止部材が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題の下、鋭意研究の結果、以下の発明（１）〜（１５）に到達した。以下、各発明を述べることとする。
【０００７】
まず、本発明（１）は、ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法である。
【０００８】
本発明（２）は、前記接合部が、凹凸形状をなしていると共に、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている、前記発明（１）の方法である。
【０００９】
本発明（３）は、前記異種材料が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイである、前記発明（１）又は（２）の方法である。
【００１０】
本発明（４）は、前記金属材料が、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼である、前記発明（１）〜（３）のいずれか一つの方法である。
【００１１】
本発明（５）は、前記金属表面上で周状に前記接合部を形成する、前記発明（１）〜（４）のいずれか一つの方法である。
【００１２】
本発明（６）は、前記発明（１）〜（５）のいずれか一つの方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と接合を行うための部位であって、当該異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料の製造方法である。
【００１３】
本発明（７）は、前記発明（１）〜（６）のいずれか一つの方法における各工程と、前記レーザースキャニング加工を施した前記金属表面に異種材料を接合させる工程とを含むことを特徴とする、金属材料と異種材料との接合方法である。
【００１４】
本発明（８）は、前記接合工程が、前記金属表面に異種材料を射出成形するものである、前記発明（７）の方法である。
【００１５】
本発明（９）は、前記発明（７）又は（８）の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と金属材料の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料の製造方法である。
【００１６】
本発明（１０）は、前記発明（６）の製造方法により得られた、異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料である。
【００１７】
本発明（１１）は、前記発明（９）の製造方法により得られた、異種材料と金属の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料である。
【００１８】
本発明（１２）は、異種材料を接合した金属材料を含む物品であって、前記異種材料と前記金属材料との界面を介しての、前記物品内部への水及び／又は水蒸気の侵入が問題となる物品において、
前記異種材料を接合した金属材料が、請求項１１記載の異種材料接合金属材料であると共に、前記金属材料と前記異種材料との前記界面には気密性を持たせるための封止部材が設けられていないことを特徴とする物品である。
【００１９】
本発明（１３）は、前記発明（１２）の物品用である、前記発明（１１）の異種材料接合金属材料である。
【００２０】
本発明（１４）は、電気・電子機器用筐体、電気部品の接続端子、センサ、スイッチ又はコネクタの構成部品である、前記発明（１３）の異種材料接合金属材料である。
【００２１】
本発明（１５）は、前記電気・電子機器用筐体が携帯電話用筐体である、前記発明（１４）の異種材料接合金属材料である。
【００２２】
ここで、本特許請求の範囲及び本明細書における各用語の定義を説明する。まず、「気密性」とは、一般的に理解される「気密性」と同義であり、密閉した気体が外部に洩れない、または減圧した内部に気体が流入しない性質を意味するが、多少気体が通過することを排除するものではなく、ＪＩＳの防水性規格での保護等級が等級７以上であればよい。「封止部材」とは、一般的に理解される「封止部材」と同義であり、気密性を確保するために使用する、閉じて塞ぐ材料を意味する。具体的には、封止部材として、Ｏリング、各種パッキン、例えば、弾性封止材料（シリコン・ウレタン等）、接着剤、粘着剤・両面テープ、充填剤（シリコーン）、射出成形樹脂（例えば、ポリウレタンエラストマ、ポリエステルエラストマ）、紫外線硬化型樹脂、を挙げることができる。「複数回重畳的」の「複数回は、２回以上を指す。尚、一方向での回数と別方向での回数が異なっていてもよい。「周状」とは、閉じた周を形成した状態のみならず、周長の５０％以上（好適には８０％以上）が閉じた状態をも包含する。ここで、周の形状は、特に限定されず、円や楕円、方形状等を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、異種材料と金属材料との接合部を形成するに際し、金属表面をクロスかつ重畳的にレーザー加工して形成することにより、異種材料との接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、高度な気密性を当該界面に付与することが可能になるという効果を奏する。加えて、周状（例えば全周）にわたり当該接合部を設けることにより、これまで周状（例えば全周）にわたり配置していた封止部材（シール材・接着剤や両面テープ）が不要となるという効果をも奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の適用例（電気・電子機器筐体）の概観図である。
【図２】図２は、センサ部品を示した図である。
【図３】図３は、金属端子の詳細図である。
【図４】図４は、気密性評価を行う際に使用した気密性試験機の概念図である。
【図５】図５は、レーザー処理面（接合部）における「ブリッジ状」の概念図の一例を示したものである。
【図６】図６は、ハッチング幅の概念を示したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
まず、本発明に係る金属材料は、特に限定されないが、例えば、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼を挙げることができる。尚、携帯電話やノートパソコン等の電気・電子機器の筐体として用いる場合には、軽量化の観点から、アルミニウムやマグネシウム等の、密度５ｇ／ｃｍ３以下の軽金属の単体又はこれら軽金属を主成分とする合金を用いることが好適である。また、金属材料は、レーザ加工を阻害しない範囲において、陽極酸化処理等の表面処理、塗装或いはめっきがされていてもよい。例えば、端子表面へ金、銀、スズ、ニッケル等のめっき・表面処理がされていても、気密性向上の加工を行うことができる。
【００２６】
次に、本発明に係る金属材料は、異種材料との接合部をその表面に有している。ここで、当該接合部は、凹凸形状をなしていると共に、好適には、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている。ここで、「ブリッジ形状」とは、生成された凸部の頂上同士が溶融してつながりアーチ状になり下部に孔があいている形状のものを指す。尚、凸部のすべてがブリッジ形状をなしておらず、一部の凸部がオーバハングしてきのこ状・杉の木状になっていても、或いは、オーバーハングしていない単なる凸状であってもよい。ここで、図５に、前記ブリッジ状の概念図の一例を示す。まず、図５（ａ）は、一方の凸体と他方の凸体両方が倒れこむような形で両方の凸体の間に孔が形成された形状である。次に、図５（ｂ）は、一方の凸体が他方の凸体に倒れこむような形で両方の凸体の間に孔が形成された形状である。次に、図５（ｃ）は、一方の凸体と他方の凸体の上部が溶融した結果、垂れ下がったブリッジが両方の凸体間に掛けられた形状である。次に、図５（ｄ）は、一方の凸体と他方の凸体とが一体化した状態で中央に孔が形成された形状（トンネル状）である。
【００２７】
例えばブリッジ形状が存在する場合には、前記接合部は、微細三次元網目形状を形成することになる。このような表面構造の接合部に異種材料を接合（例えば、樹脂を射出成形で接合）させると、前記微細三次元網目形状の凹状部・ブリッジ部下空孔に異種材料が入り込む結果、接合面が異種材料と接する表面積が増大すると同時に極めて高いアンカー効果が発揮される。これにより、接合後に異種材料と金属材料との界面を後加工しなくとも、安定した気密性が当該界面に付与される。
【００２８】
次に、気密性を有する接合部の形成方法を説明する。前記接合部は、レーザー光を照射して、金属表面を溝堀加工及び溶融させ再凝固させる条件にて加工することにより形成される。より具体的には、ある走査方向についてレーザースキャニング加工された後、前記走査方向とクロスする別の走査方向についてレーザースキャニング加工されるというクロスハッチング操作が複数回繰り返されることにより形成される。但し、一セットとして実行される必要は必ずしも無く、一方向での回数と別方向での回数が異なっていてもよい。以下、クロスレーザースキャニングの際の好適条件に関し、まず特に重要なパラメータである「クロス角度」及び「繰り返し加工回数」に関する好適条件を説明し、次いで他のパラメータに関する好適条件を順次説明することとする。
【００２９】
はじめに、クロス角度（加工方向）は、ある走査方向と別の走査方向との角度が１０°以上であることが好適であり、４５°以上であることがより好適である。即ち、前の加工に対して、次の加工の走査方向が同じでないことが重要である。更に、どのような方向からの引張荷重に対しても高い接合強度を奏するという点で、クロス角度が略９０°であることが最適である。
【００３０】
次に、繰り返し加工回数（重畳回数、クロスハッチング回数）は、処理される金属材料の種類・クロス角度（加工方向）・出力等に基づき、当業者が適宜決定する。ここで、一般的には、繰り返し加工回数が少なすぎる場合には、アンカー効果の高い接合部（例えば凸部がブリッジ形状又はオーバーハング形状）が形成され難い。特に、一回のクロスハッチングでは、気密性のある接合部は形成され難い。他方、繰り返し加工回数が多すぎる場合には、加工時間が増大するのと、せっかく形成されたアンカー効果の高い接合部が破損してしまう場合がある。例えば、クロス角度が略９０°であるとき、ＳＵＳの場合には８〜１０回が好適であり、Ｍｇの場合には４〜５回が好適である。ここで、ある加工とその次の加工の加工条件を変えてもよい。例えば、１回目を比較的大きな出力で深い面粗し加工を行い、２回目で形状を整える態様を挙げることができる。また、色の違いによるレーザー加工性については、一般的に、黒系に対して銀色系、更にはワインレッドや橙系は、同じ出力では、反射率の違いから加工性が落ちるとされている。しかしながら、走査方向を変えながら、何回も繰返し加工を行うため、同一条件で加工しても加工面に大きな差は見られないことが確認されている。また、例えば走査方向０°を加工後、４５°づつ加工方向を回転させ、４回加工しても同様な効果が得られることが確認されている。
【００３１】
次に、レーザースキャニング加工に関する他のパラメータの好適条件について詳述する。まず、他のパラメータとしては、加工機出力、ハッチング幅、レーザービームスポット径とハッチング幅のバランス等を挙げることができる。尚、これらパラメータの好適条件は、処理対象となる金属材料の種類、求められる気密性、使用するレーザー装置の出力等に応じて変わるものである。以下、各パラメータについて一般的な好適条件を説明する。
【００３２】
まず、「加工機出力」は、平均出力２０W程度の機種において、設定範囲８０％以上であることが好適であり、より好適には９２〜９５％である。出力の大きな設備については、設定出力を大きくすることにより、加工回数を少なくでき、加工時間の短縮が可能である。例えば、２０Ｗよりも４０Ｗの方が、加工性は上がる（レーザースキャニングの設定速度・周波数を上げることが可能）。この場合、クロスハッチングの回数も多少減らすことが可能となる（例えば、ＳＵＳの場合、２０Ｗでは８〜１０回であるところ、４０Ｗでは６〜８回程度）。尚、陽極酸化されていない金属材料の場合は、陽極酸化処理されているものよりも出力を高めに設定する必要がある。
【００３３】
次に、「ハッチング幅」は、一般的には、０．０２〜０．６mmであることが好適である。ハッチング幅の設定値が小さい場合、プログラム量が増大し設備に負担がかかるのと、加工時間が増えることにより加工コストが上昇する。また、設定値が大きい場合、ピッチ幅が広がりすぎアンカー効果の高い凹凸形状が形成しにくくなる。尚、図６は、ハッチング幅の概念を示したものである。尚、ハッチング幅に関しては、金属材料の種類によりその幅を決定することが好適である。例えばＭｇのように加工性のよい材料は、比較的ハッチング幅を広めにとらないと凹凸が潰れてしまうのでハッチング幅を広めに設定する一方、ＳＵＳのようにそれ程加工性のよくない材料は、ハッチング幅を比較的広範囲で設定できる。更には、加工機出力を大きくすると、加工性が上がると共に加工部周辺への影響も大きく平坦な加工になり易いため、ハッチング幅をプラス気味に設定することが好適である。
【００３４】
次に、「レーザービームスポット径とハッチング幅のバランス」は、ハッチング幅をビームスポット径の５０〜３００％に設定することが好適であり、６０〜１５０％に設定することがより好適である。例えば、２０Ｗ機種のレーザービームスポット径をΦ０．１ｍｍと設定した場合の設定ハッチング幅は、０．０５〜０．３ｍｍであり、より好適には０．０６〜０．１５ｍｍである。
【００３５】
次に、このような接合部を有する金属材料の用途について説明する。この金属材料は、接合部で異種材料と強固に接合し、接合後に当該金属材料と当該異種材料との界面を後加工しなくとも高度な気密性を達成できる。したがって、当該金属材料は、高レベルで防水が求められる分野、例えば、川、プール、スキー場、お風呂等での使用が想定される、水分や湿気の侵入が故障に繋がる電気又は電子機器用の部品として用いることが好適である。例えば、内部に樹脂製のボスや保持部材等を備えた、電気・電子機器用筐体として有用である。ここで、電気・電子機器用筐体としては、携帯電話の他に、カメラ、ビデオ一体型カメラ、デジタルカメラ等の携帯用映像電子機器の筐体、ノート型パソコン、ポケットコンピュータ、電卓、電子手帳、ＰＤＣ、ＰＨＳ、携帯電話等の携帯用情報あるいは通信端末の筐体、ＭＤ、カセットヘッドホンステレオ、ラジオ等の携帯用音響電子機器の筐体、液晶ＴＶ・モニター、電話、ファクシミリ、ハンドスキャナー等の家庭用電化機器の筐体等を挙げることができる。
【００３６】
ここで、「異種材料」とは、金属材料の融点よりも低い温度で接合可能な材料であれば特に限定されず、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイを挙げることができる。更には、光硬化型樹脂のような熱以外のエネルギで硬化するものや、複数の成分を混合することにより化学的に固化させる等、熱以外で硬化する材料であってもよい。より詳細には、熱可塑性樹脂（汎用樹脂）としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、アクリロニトリル/スチレン樹脂（ＡＳ）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン樹脂（ＡＢＳ）、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性樹脂（汎用エンジニアリング樹脂）としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ―ＰＥＴ）、ポリメチルペンテン（ＴＰＸ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、熱可塑性樹脂（スーパーエンジニアリング樹脂）としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリテトラフロロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノ-ル樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート、エラストマーとしては、熱可塑性エラストマーやゴム、例えば、スチレン・ブタジエン系、ポリオレフィン系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、１,２−ポリブタジエン、ポリ塩化ビニル系、アイオノマーを挙げることができる。更には、熱可塑性樹脂にガラスファイバーを添加したものや、ポリマーアロイ等も挙げることができる。尚、気密性を悪化させない範囲において、従来公知の各種無機・有機充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、着色剤、カーボンブラック、離型剤、可塑剤等の添加剤を含有せしめたものであっても構わない。
【００３７】
また、この金属材料に異種材料（例えば樹脂）を接合するに際しては、周知の射出成形で接合を行うことが好適である。尚、射出成形としては、アウトサート成形・インサート成形のいずれでもよい。ここで、レーザブリッジ加工面をしっかり転写させる必要性の観点からは、型温・樹脂温は高めに設定し射出圧力も高めのほうが転写性に優れているため、より好適である。但し、レーザブリッジ加工面の表面粗さは、最大高さ（Ｒｍａｘ）で０．０５〜０．１位のため、無理に樹脂温度を高めに設定しなくとも、十分加工面に流すことができる。
【００３８】
ここで、本発明の適用例（電気・電子機器筐体）を図１に示す。上図のように外周をとぎれなくレーザー加工することにより、金属パネルに対して強固に異種材料を接合すると共に、外周からパネル中央部への水分等の侵入を防止できる。ここで、図１中、（Ａ）はアウトサート成形品 （断面図）、（Ｂ）はアウトサート成形品 （裏面から見た状況）、（Ｃ）金属パネル裏面のレーザー加工部形状、（Ｄ）アウトサート成形品
（裏面斜視図）である。また、符号２１は金属外装パネル、符号２２は異種材料接合部、符号２３はレーザー加工部分（斜線部）である。
【実施例】
【００３９】
実施例１
本発明の実施例として、車載用センサのケースと当該ケース内の電機部品から外部へ接続される端子部との、気密性確保を目的とした接合例を示すこととする。まず、図２及び図３を参照しながら、接合対象となるケース及び端子部を説明する。尚、これらの構造が比較的複雑のため、本製法にて行った端子の加工部分のみ実際の形状で示し周辺は模式的に表すこととする。ここで、図２は、センサ部品を示した図である。また、図３は、金属端子の詳細図である。接合方法を概説すると、金属端子１を金型に取付け、ケース部品２を金属端子
１の所定の位置に射出成形し、センサ部品を制作した。ここで、使用した端子の材質は黄銅JISC2680相当であり、端子寸法は板厚
０．６２５mm、幅 １mm、長さ 約２０mmであり、端子に施された表面処理はニッケルめっき（１〜２μ）処理後すずめっき（５〜８μ）である。以下、レーザ加工条件と成形条件を詳述する。
【００４０】
《レーザ加工条件》
図３（Ｂ）における斜線部がレーザ加工範囲である。ここで、レーザ加工範囲は１mm × １．５mm ＝ １．５mm２（この図示面と裏面の２カ所加工 加工面積総計 １．５
× ２=３mm２）とした。尚、レーザ加工後、レーザ加工部分はめっき膜が剥離し、生地が露出した状態となった。また、他製法と異なり、封止面積は大変少ないものとなった。ここで、端子のレーザ加工の際に使用したレーザーマーカは、Ｃｏｂｒａ，Ｅｌｅｃｔｒｏｘ社製｛レーザタイプ：継続波／Ｑｓｗｉｃｈ付Ｎｄ:ＹＡＧ、発振波長：１．０６４μm、最大定格出力：２０W（平均）｝である。また、加工条件を表１に示す。
【表１】
【００４１】
《射出成形条件》
射出成形機にてアウトサートを行った。当該条件を表２に示す。
【表２】
【００４２】
《評価》
図４に示した気密性試験機にて気密性評価を行った。尚、レーザ加工品（本実施例品）のみならず、レーザ加工無し品も、上記同条件にて準備し、レーザ加工の有り無しによる気密性について比較評価を行った。ここで、図４を参照しながら気密性の評価手法を説明すると、耐圧性の気密試験機本体１２
に 気密性を評価するためのセンサ部品１１を取り付けた。そして、センサ部品１１ の成形部分の外周４５°面をＯリングにて封止し、気密試験機蓋１３を上から組み合わせた後クランプした。この気密試験機の封止部内面に、所定の圧力で加圧後、弁１５を操作し切替保持状態にした。そして、１０sec後の圧力低下を圧力計１４にて測定し、規格値内であれば○、それ以上の場合は金属端子１とケース部品２の界面から空気が漏れ出していると判断しリーク不良とした。ここで、表３に評価基準と結果を示す。当該表から分かるように、レーザ加工無し品は一応規格内であったが、気密性のバラツキは大きかった。他方、レーザ加工品は、圧力低下が認められないものも多数有り、非常に安定した気密性が得られる事が分かった。なお、この結果は、車載部品として要求される、所定の環境試験に対しても満足するものである。
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法。
【請求項２】
前記接合部が、凹凸形状をなしていると共に、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記異種材料が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記金属材料が、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼である、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記金属表面上で周状に前記接合部を形成する、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と接合を行うための部位であって、当該異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の方法における各工程と、前記レーザースキャニング加工を施した前記金属表面に異種材料を接合させる工程とを含むことを特徴とする、金属材料と異種材料との接合方法。
【請求項８】
前記接合工程が、前記金属表面に異種材料を射出成形するものである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と金属材料の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の製造方法により得られた、異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料。
【請求項１１】
請求項９記載の製造方法により得られた、異種材料と金属の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料。
【請求項１２】
異種材料を接合した金属材料を含む物品であって、前記異種材料と前記金属材料との界面を介しての、前記物品内部への水及び／又は水蒸気の侵入が問題となる物品において、
前記異種材料を接合した金属材料が、請求項１１記載の異種材料接合金属材料であると共に、前記金属材料と前記異種材料との前記界面には気密性を持たせるための封止部材が設けられていないことを特徴とする物品。
【請求項１３】
請求項１２に記載された物品用である、請求項１１記載の異種材料接合金属材料。
【請求項１４】
電気・電子機器用筐体、電気部品の接続端子、センサ、スイッチ又はコネクタの構成部品である、請求項１３記載の異種材料接合金属材料。
【請求項１５】
前記電気・電子機器用筐体が携帯電話用筐体である、請求項１４記載の異種材料接合金属材料。
【請求項１】
ある走査方向について金属表面をレーザースキャニング加工する工程と、前記走査方向とクロスする別の走査方向について前記金属表面をレーザースキャニング加工する工程を含み、ここで、当該工程において、前記ある走査方向と前記別の走査方向のレーザースキャニング加工のいずれも、複数回重畳的に実施することを特徴とする、異種材料と金属材料との界面が気密性を有するように接合を行うための接合部を形成するための金属表面のレーザー加工方法。
【請求項２】
前記接合部が、凹凸形状をなしていると共に、前記凸部の少なくとも一部がブリッジ形状又はオーバーハング形状をなしている、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記異種材料が、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー又はプラスチックアロイである、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
前記金属材料が、鉄、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金又はステンレス鋼である、請求項１〜３のいずれか一項記載の方法。
【請求項５】
前記金属表面上で周状に前記接合部を形成する、請求項１〜４のいずれか一項記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項記載の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と接合を行うための部位であって、当該異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項記載の方法における各工程と、前記レーザースキャニング加工を施した前記金属表面に異種材料を接合させる工程とを含むことを特徴とする、金属材料と異種材料との接合方法。
【請求項８】
前記接合工程が、前記金属表面に異種材料を射出成形するものである、請求項７記載の方法。
【請求項９】
請求項７又は８記載の方法における各工程を含むことを特徴とする、異種材料と金属材料の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料の製造方法。
【請求項１０】
請求項６記載の製造方法により得られた、異種材料と接合した際に当該異種材料と金属材料との界面が気密性を有する接合部が形成された金属材料。
【請求項１１】
請求項９記載の製造方法により得られた、異種材料と金属の界面が気密性を有する異種材料接合金属材料。
【請求項１２】
異種材料を接合した金属材料を含む物品であって、前記異種材料と前記金属材料との界面を介しての、前記物品内部への水及び／又は水蒸気の侵入が問題となる物品において、
前記異種材料を接合した金属材料が、請求項１１記載の異種材料接合金属材料であると共に、前記金属材料と前記異種材料との前記界面には気密性を持たせるための封止部材が設けられていないことを特徴とする物品。
【請求項１３】
請求項１２に記載された物品用である、請求項１１記載の異種材料接合金属材料。
【請求項１４】
電気・電子機器用筐体、電気部品の接続端子、センサ、スイッチ又はコネクタの構成部品である、請求項１３記載の異種材料接合金属材料。
【請求項１５】
前記電気・電子機器用筐体が携帯電話用筐体である、請求項１４記載の異種材料接合金属材料。
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１６７４７５（Ｐ２０１０−１６７４７５Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１０２（Ｐ２００９−１４１０２）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（５９７１４６７２１）ヤマセ電気株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（５９７１４６７２１）ヤマセ電気株式会社 (3)
【Ｆターム（参考）】
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