樹脂金屬接合物及其制造方法
【專利摘要】本發明提供銅部件與PPS或PBT樹脂的結合性得以提高的樹脂金屬接合物及其制造方法，樹脂金屬接合體是在前述銅部件表面上利用銅氧化物以下述范圍：10％≤Cu2O/(Cu2O+CuO)≤75％存在的銅部件接合面與前述樹脂部件接合而成的，優選的是，在該銅部件的該樹脂部件側的接合面還存在三嗪硫醇衍生物的樹脂金屬接合物。
【專利說明】樹脂金屬接合物及其制造方法
[0001] 本申請是申請日為2008年12月15日、申請號為200880120895. 5、發明名稱為"樹 脂金屬接合物及其制造方法"的專利申請的分案申請。
【技術領域】
[0002] 本發明涉及將銅部件與聚苯硫醚（以下適當簡稱為"PPS"）或聚對苯二甲酸丁二 醇酯（以下適當簡稱為"PBT"）樹脂部件接合而成的樹脂金屬接合物及其制造方法，特別 是涉及利用以一定的比例含有氧化銅（I)和氧化銅（II)的銅接合面接合而成的、銅部件與 PPS或PBT部件的樹脂金屬接合物及其制造方法。
【背景技術】
[0003] 近年來，例如在家電產品、移動電話、汽車部件、個人電腦和電子部件等各種領域 中被要求輕量化。
[0004] 對于所述被要求輕量化的構件等，正在將使用的金屬構件替換為樹脂構件。
[0005] 但是，對于要求金屬特有的高導電性、導熱性的特性的部分，難以將金屬構件替換 成樹脂構件。因此，正在研宄金屬構件與樹脂構件的接合體，即：對于要求前述特性的部分 應用金屬構件，對于不要求前述特性的部分，為了實現輕量化而應用樹脂構件。
[0006] 作為制造銅部件與樹脂部件的接合體的以往的方法，采用下述方法等：使用粘接 劑將銅部件與樹脂部件接合的方法；將銅部件設置于模具內，利用直接注入熔融樹脂的嵌 入成形或嵌出成形（outsertmolding)將銅部件與樹脂接合的方法。
[0007] 通過該以往的方法制造的樹脂金屬接合物具有如下缺點：若被放置于高溫高濕環 境下或受熱，則銅部件與樹脂部件的結合性大大降低。
[0008] 另一方面，日本特公平5-51671號公報（專利文獻1)中，作為獲得樹脂構件與金 屬構件粘接而成的樹脂金屬接合物的技術，公開了通過電沉積在金屬構件表面上形成三嗪 硫醇覆膜的、金屬表面的電化學表面處理法和其復合體。
[0009] 另外，日本特開2001-200374號公報（專利文獻2)中公開了如下的金屬表面反應 性保持方法：在金屬表面上形成的作為覆膜的三嗪三硫醇金屬鹽與可帶負電的反應化合物 反應或吸附，從而來保持在金屬表面上形成的作為覆膜的三嗪三硫醇金屬鹽的反應性。 [0010] 但是，這些樹脂金屬接合物存在如下問題：為了將銅部件與樹脂部件接合，接合界 面的強度不夠充分，在使用環境下，結合性惡化而產生剝離，而無法保持密封性。
[0011] 專利文獻1 :日本特公平5-51671號公報
[0012] 專利文獻2 :日本特開2001-200374號公報
【發明內容】
[0013] 發明要解決的問題
[0014] 本發明是鑒于上述以往的問題而進行的，目的在于提供一種結合性得以提高的、 銅部件與PPS或PBT樹脂的樹脂金屬接合物及其制造方法。
[0015] 用于解決問題的方案
[0016] 本發明發現：為了實現上述課題，通過使銅部件與熱塑性樹脂部件之間的銅接合 面側以特定的比例存在氧化銅（I)和氧化銅（II)，或者使銅接合面側存在前述特定比例的 氧化銅（I)和氧化銅（II)以及三嗪硫醇衍生物，能夠形成結合性優異的樹脂金屬接合物。
[0017]另外，本發明發現：使銅部件與氧化劑溶液接觸，使表面存在特定比例的銅氧化物 ((I)及（II))，或者，在使前述銅部件與氧化劑溶液接觸之前，使用含有三嗪二硫醇衍生物 的溶液通過濕式法使銅表面存在三嗪二硫醇衍生物，接著使銅部件與前述氧化劑溶液接觸 而存在特定的氧化銅（I)及氧化銅（II)，在該銅部件的前述接合面側接合前述PPS或PBT， 由此，能夠制造結合性優異的、作為銅部件與PPS或PBT的樹脂金屬接合物的復合體。
[0018] 本發明的第1樹脂金屬接合物的特征在于，該樹脂金屬接合物是將銅部件與聚苯 硫醚或聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂部件接合而成的，
[0019] 在前述銅部件表面上，利用銅氧化物以下述范圍存在的銅部件接合面將該銅部件 與前述樹脂部件接合，
[0020] 10 % 彡Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75 %。
[0021] 本發明的第2樹脂金屬接合物的特征在于，在上述第1樹脂金屬接合物中，在該銅 部件的該樹脂部件側的接合面還存在三嗪硫醇衍生物。
[0022] 制造本發明的樹脂金屬接合物的第1制造方法的特征在于，
[0023] 通過具備以下工序從而將所述銅部件與該聚苯硫醚或聚對苯二甲酸丁二醇酯樹 脂接合：
[0024] 通過使銅部件與氧化劑溶液接觸，從而使該銅部件的該樹脂部件側的接合面上的 銅氧化物達到下述范圍：
[0025]10%^Cu2O/(Cu20+Cu0) ^ 75%,
[0026] 對于所述存在特定比例的銅氧化物的銅部件嵌入成形聚苯硫醚或聚對苯二甲酸 丁二醇酯樹脂。
[0027] 制造本發明的樹脂金屬接合物的第2制造方法的特征在于，
[0028] 在上述第1制造方法中，在使銅部件與氧化劑溶液接觸之前，還具備對銅部件表 面進行三嗪處理的工序。
[0029] 優選的是，在本發明的前述第2樹脂金屬接合物的制造方法中，
[0030] 前述三嗪處理是通過使用了含有三嗪硫醇衍生物的溶液的濕式法在銅部件表面 形成三嗪硫醇衍生物的覆膜。
[0031] 這里，銅部件不僅包括由純銅形成的銅部件，還包括由磷青銅、黃銅、無氧銅、銅合 金C1441(tinbearingcopper)、銅鐵合金（copper-ironalloys)、鈹銅的銅合金形成的銅 部件。
[0032] 發明的效果
[0033] 本發明的第1樹脂金屬接合物能夠使銅部件與熱塑性樹脂部件牢固地接合，例 如，即使用于汽車等的部件中，在其使用環境下也不會剝離或斷裂，具有優異的結合性。
[0034]另外，本發明的第2樹脂金屬接合物除上述效果以外，通過使銅部件的接合面存 在三嗪硫醇衍生物，能夠使銅部件與熱塑性樹脂部件更牢固地接合。
[0035]另外，本發明的樹脂金屬接合物的制造方法能夠有效地制造上述本發明的樹脂金 屬接合物。
[0036] 通過使上述銅接合面以上述特定的比例存在氧化銅（(I)及（II))，能夠使銅部件 與熱塑性樹脂部件之間的結合性變得良好。另外，通過使前述銅接合面還存在三嗪衍生物， 能夠提尚結合性。
[0037] 即認為，利用銅氧化物與PPS或PBT帶來的錨固效果，能夠提高結合性，此外，通過 銅-三嗪-熱塑性樹脂之間的反應，能夠進一步提高銅部件與熱塑性樹脂的結合性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038] 圖1是表不樹脂金屬接合物的一個例子的不意圖。
[0039] 圖2是表示樹脂金屬接合物的接合部的一個例子的示意圖。
[0040] 附圖標記說明
[0041] 1樹脂金屬接合物
[0042] 2銅部件
[0043] 3樹脂部件
【具體實施方式】
[0044] 通過下面的優選實施方式例對本發明進行說明，但并不限定于這些。
[0045] 本發明的第1樹脂金屬接合物是銅部件與聚苯硫醚或聚對苯二甲酸丁二醇酯樹 脂部件接合而成的樹脂金屬接合物，是在前述銅部件表面上利用銅氧化物以下述范圍存在 的銅部件接合面將該銅部件與前述樹脂部件接合而成的樹脂金屬接合物，
[0046] 10 % 彡Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75 %。
[0047] 這樣，通過使銅部件與PPS或PBT樹脂部件之間夾持特定的面積比例的氧化銅 (⑴及（II))，從而在以往得不到充分的結合性的銅部件與PPS或PBT部件的接合界面，形 成：該銅接合面中的Cu2O與PPS樹脂的主骨架之間的S-Cu2O的酸堿結合、Cu2O與PBT樹脂 的主骨架之間的C=O-Cu2O的酸堿結合、以及由銅氧化物接合面與PPS樹脂或PBT樹脂表 面間的凹凸構成的錨固結合，從而能夠具有優異的結合性。
[0048] 另外，本發明的第2樹脂金屬接合物是如下樹脂金屬接合物：在上述第1樹脂金屬 接合物中，在該銅部件的該樹脂部件側的接合面還存在三嗪硫醇衍生物。
[0049] 這樣，通過在銅部件與PPS或PBT樹脂部件之間不僅夾持上述特定的面積比例的 銅氧化物，還夾持三嗪硫醇衍生物，從而在銅部件與PPS或PBT部件的接合界面，不僅由該 銅部件的Cu與該三嗪硫醇衍生物形成Cu-S的化學鍵從而具有良好的結合狀態，并且形成： 該接合面中的Cu2O與PPS樹脂的主骨架之間的S-Cu2O的酸堿結合、三嗪硫醇衍生物與PPS 樹脂的末端官能團之間的C-N共價鍵、以及Cu2O與PBT樹脂的主骨架之間的C=O-Cu2O的 酸堿結合、進而由三嗪硫醇衍生物與PPS樹脂或PBT樹脂表面間的凹凸構成的錨固結合，從 而能夠具有優異的結合性。
[0050] 本發明的樹脂金屬接合物中可使用的銅部件，不僅可應用由純銅形成的銅部件， 還可應用由磷青銅、黃銅、無氧銅、銅合金C1441、銅鐵合金、鈹銅的銅合金形成的銅部件，另 夕卜，與該銅部件接合的樹脂優選為聚苯硫醚或聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂。
[0051] 本發明的樹脂金屬接合物，在與PPS或PBS樹脂部件接合的銅部件表面上，利用 銅氧化物以下述范圍存在的銅部件接合面與前述PPS或PBT樹脂部件接合，Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75%、優選 10 % 彡Cu2CV(Cu2CHCuO)彡 50%。
[0052] 具體而言，在與PPS或PBT樹脂部件接合的銅部件表面中存在的Cu20,以由峰強度 求得的面積比計為10%彡Cu2OACu2(HCuO)彡75%。
[0053] 這是由于：Cu2O成為有助于在上述銅接合面中與上述PPS或PBT樹脂的結合性的 反應位點，上述銅接合面與上述PPS或PBT樹脂之間的S-Cu2O結合數增大，能夠進一步提 高結合性。
[0054] 認為若Cu2CV(Cu2CHCuO)的面積比小于10%，則S-Cu2O結合數少，因此結合性差， 另外若Cu2CV(Cu2CHCuO)的面積比超過75%，則利用與過氧化物的反應而生成的Cu2O的比 例小，或者不能充分地形成凹凸形狀，因此不優選。
[0055] 所述由峰強度求得的面積比率是通過使用XPS(X射線光電子能譜法：X-ray PhotoelectronSpectroscopy)對與PPS或PBT樹脂部件接合的銅部件表面進行測定而求 得的值。
[0056] 具體而言，使用XPS(ULVACPHI公司制造的5600ci)對銅部件表面進行Cu2p的窄 掃描譜（narrowscanspectra)分析。
[0057](測定條件）
[0058]激發X射線：mono-Al、
[0059]X射線入射角度：70°、
[0060]測定面積：φ800μπκ
[0061] 校正條件：將Cls的C-C或C-H校正為285.OeV。
[0062] (解析）
[0063]將Cu2p3/2 峰分離成Cu(I)、Cu(II)的峰。
[0064] 采用峰面積并利用Cu(I)/{Cu(I)+Cu(II)}計算出Cu2O比率。
[0065] 本發明的第2樹脂金屬接合物中，在銅部件的接合面除了存在具有上述特定的面 積比的氧化銅（I)及氧化銅（II)，還存在三嗪硫醇衍生物。
[0066]
【權利要求】
1. 一種樹脂金屬接合物，其特征在于，該樹脂金屬接合物是銅部件與聚苯硫醚或聚對 苯二甲酸丁二醇酯樹脂部件接合而成的， 在所述銅部件表面上，利用銅氧化物的通過使用X射線光電子能譜法求得的面積比以 下述范圍存在、并且存在三嗪硫醇的銅部件接合面將該銅部件與所述樹脂部件接合而成， 其中所述銅氧化物是使銅部件與選自由過氧化氫、過氧化鉀、過氧化鈉、氫過氧化物所組成 的組的過氧化物溶液接觸得到的， 10% 彡 Cu20/(Cu20+Cu0)彡 75%。
2. -種樹脂金屬接合物的制造方法，其特征在于，在制造樹脂金屬接合物時，通過具備 以下工序從而將銅部件與聚苯硫醚或聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂接合： 使銅部件與選自過氧化氫、過氧化鉀、過氧化鈉、氫過氧化物所組成的組的過氧化物溶 液接觸之前，對銅部件表面進行三嗪處理，然后通過使所述銅部件與所述過氧化物溶液接 觸，從而使該銅部件的該樹脂部件側的接合面上的銅氧化物的通過使用X射線光電子能譜 法求得的面積比達到下述范圍： 10%^ Cu20/(Cu20+Cu0) ^75%, 對于所述存在特定比例的銅氧化物和三嗪硫醇衍生物的銅部件嵌入成形聚苯硫醚或 聚對苯二甲酸丁二醇酯樹脂。
3. 根據權利要求2所述的樹脂金屬接合物的制造方法， 所述三嗪處理是通過使用了含有三嗪硫醇衍生物的溶液的濕式法在銅部件表面形成 三嗪硫醇銅鹽的覆膜。
4. 根據權利要求3所述的樹脂金屬接合物的制造方法，其特征在于， 所述濕式法是將銅部件在含有三嗪硫醇衍生物的溶液中浸漬的浸漬法。
5. 根據權利要求4所述的樹脂金屬接合物的制造方法，其特征在于，所述過氧化物溶 液的濃度為〇. 5?10wt%，含有三嗪硫醇衍生物的溶液的溫度為30?80°C，浸漬時間為 10?90秒。
【文檔編號】B29C45/14GK104494038SQ201410498572
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2008年12月15日 優先權日:2007年12月14日
【發明者】黑山真澄, 加藤和生, 石川智則, 佐佐木八重子, 佐藤節子, 中村正幸, 三浦修平 申請人:株式會社東亞電化