接合方法及接合体的制作方法

文档序号:3768294阅读:202来源:国知局
专利名称:接合方法及接合体的制作方法
技术领域
本发明涉及一种接合方法及接合体。
背景技术
以往,在使两个部件(基材)彼此接合(粘接)时,大多采用使用环氧系粘接剂、 氨基甲酸酯系粘接剂、硅酮系粘接剂等粘接剂进行的方法。粘接剂一般不分要进行接合的部件的材质而显示出优良的粘接性。因此,可按照 各自组合将由各种材料构成的部件彼此粘接在一起。例如,喷墨打印机所具备的液滴喷头(喷墨式记录头)是通过使用粘接剂将由树 脂材料、金属材料及硅系材料等不同材料构成的部件彼此粘接在一起而组装成的。在这样使用粘接剂粘接各部件时,将液态或者糊剂状的粘接剂涂覆于粘接面,通 过涂敷的粘接剂将各部件粘贴在一起。其后,通过利用热或者光的作用使粘接剂固化(硬 化)而将各部件粘接在一起。但是,在使用这样的粘接剂的接合中存在以下问题。·粘接强度低·尺寸精度低·由于固化时间长因而在粘接时需要时间另外,许多情况下为提高粘接强度而需要使用底涂料,用于此的成本和劳力及时 间导致粘接工序的高成本化·复杂化。另一方面,作为不使用粘接剂的接合方法,有利用固体接合的方法。固体接合是一种不夹杂粘接剂等中间层而将各部件直接接合的方法(例如,参照 专利文献1)。根据这样的固体接合,由于不使用像粘接剂那样的中间层,因而可得到尺寸精度 高的接合体。但是,固体接合存在以下问题。·对要接合的部件的材质有限制·在结合工序中伴随有在高温(例如700 800°C左右)下的热处理·接合工序中的氛气限于负压氛气受到这样的问题的影响,而寻求一种不受供给于接合的部件的材质的影响,将各 部件以高的尺寸精度牢固且在低温下高效率接合的方法。专利文献1 日本特开平5-82404号公报

发明内容
本发明的目的在于,提供一种可将两个基材以高的尺寸精度牢固且在低温下高效 率接合的接合方法,以及利用这样的接合方法进行接合的接合体。这样的目的通过下述的本发明来实现。
本发明的接合方法的特征在于,具有准备要通过接合膜彼此接合的第一基材和第二基材,通过向所述第一基材及所述 第二基材的至少一方供给含有环氧改性硅酮材料的液态材料来形成液态被膜的工序;使所述液态被膜干燥和/或者固化而在所述第一基材及所述第二基材的至少一 方得到接合膜的工序;通过向所述接合膜赋予能量来使所述接合膜的表面附近呈现粘接性的工序;以及通过已呈现出该粘接性的接合膜使所述第一基材和所述第二基材接触,得到所述 第一基材和所述第二基材通过所述接合膜接合而成的接合体的工序。由此,可将两个基材之间以高的尺寸精度牢固且在低温下高效率接合。在本发明的接合方法中,优选上述环氧改性硅酮材料是通过硅酮材料和环氧树脂 的加成反应来得到的。在本发明的接合方法中,优选在上述硅酮材料中,其主骨架包含聚二甲基硅氧烷, 且该主骨架呈分枝状。由此,由于硅酮材料的各支链彼此相互缠绕而形成接合膜,因而使得到的接合膜 的膜强度特别优良。在本发明的接合方法中,优选上述硅酮材料的上述聚二甲基硅氧烷所具有的甲基 中的至少一个被苯基置换。由此,可使接合膜的膜强度更加优良。在本发明的接合方法中,优选上述硅酮材料具有多个硅烷醇基。由此,可使硅酮材料所具有的羟基和环氧树脂所具有的环氧基可靠地结合,进而 可切实地合成通过硅酮材料和环氧树脂的加成反应而得到的环氧改性硅酮材料。另外,在使液态被膜干燥及/或固化而得到接合膜时,使包含于残留在环氧改性 硅酮材料中的硅烷醇基的羟基彼此结合,从而使得到的接合膜的膜强度达到优良。在本发明的接合方法中,优选环氧树脂的分子中具有亚苯基。在使用含有这样的构成的环氧树脂的环氧改性硅酮材料形成接合膜时,使所形成 的接合膜因环氧树脂中含有亚苯基而可发挥特别优良的膜强度。在本发明的接合方法中,优选环氧树脂的分子结构呈直链型结构。由此,使与硅酮材料连结的环氧树脂以从硅酮材料露出的状态存在。因此,当环氧 树脂的分子结构为直链型时,在由液态被膜得到接合膜时,可增大邻接的环氧改性硅酮材 料所具备的环氧树脂彼此接触的机会。其结果是,由于在环氧改性硅酮材料中,或者环氧树 脂彼此缠绕,或者它们所具备的环氧基彼此开环聚合形成化学键,因而可切实提高得到的 接合膜的膜强度。在本发明的接合方法中,优选通过使等离子体与上述接合膜接触来向上述接合膜 赋予上述能量。由此,可使接合膜在极短时间(例如,数秒左右)内活化,其结果是,可用短时间制 造接合体。在本发明的接合方法中,优选在大气压下进行上述等离子体的接触。根据在大气压下进行的等离子体的接触,即大气压等离子体处理,由于不需要将 接合膜的周围做成负压状态,因而通过等离子体作用,例如在切断、除去构成接合膜的环氧改性硅酮材料所含有的聚二甲基硅氧烷骨架所具备的甲基而在接合膜的表面附近呈现粘 接性时,可防止不需要进行的该切断。在本发明的接合方法中,优选通过在向彼此对置的电极间施加电压的状态下、向 上述电极间导入气体来向上述接合膜供给经等离子体化的上述气体,由此进行上述等离子 体的接触。由此,可容易且确实地使等离子体与接合膜接触,并在接合膜的表面附近切实地 呈现粘接性。在本发明的接合方法中,优选上述电极间的距离为0. 5 10mm。由此,可在电极间更切实地产生电场,进而可在接合膜的表面附近切实地呈现粘 接性。在本发明的接合方法中,优选施加于上述电极间的电压为1. 0 3. OkVp-p。由此,可在电极间更切实地产生电场,进而可在接合膜的表面附近切实地呈现粘 接性。在本发明的接合方法中,优选上述等离子体是将以氦气为主成分的气体等离子体 化而成的。由此,易于控制接合膜的活化性的程度。在本发明的接合方法中,优选上述等离子体是将以氦气为主成分的气体等离子体 化而成的,该气体向上述电极间的供给速度为1 20SLM。由此,可通过等离子体使接合膜活化的效果发挥得更为显著。在本发明的接合方法中,优选上述气体中的上述氦气的含量为85vol%以上。通过以这样的速度使等离子体与接合膜接触,尽管短时间,但是可充分且切实地 使接合膜活化。本发明的接合体的特征在于,通过本发明的接合方法使上述第一基材和上述第二 基材隔着上述接合膜接合而成。由此,得到可靠性高的接合体。


图1是用于说明本发明的接合方法的第一实施方式的图(纵剖面图);图2是用于说明本发明的接合方法的第一实施方式的图(纵剖面图);图3是表示大气压等离子体装置的构成的概略图;图4是用于说明本发明的接合方法的第二实施方式的图(纵剖面图);图5是表示使用本发明的接合体得到的喷墨式记录头(液滴喷头)的分解立体 图;图6是表示如图5所示的喷墨式记录头的主要部分的构成的剖面图;图7是表示具备如图5所示的喷墨式记录头的喷墨打印机的实施方式的概略图。符号说明1……接合体21……第一基材22......第二基材
952a.…··从动辊0109]952b.…··驱动辊0110]96.... 控制部0111]97.... 操作面板0112]P..… 记录用纸0113]1000.…··大气压等离子$0114]1002.…··传送装置0115]1010.…..头0116]1101.…··头主体0117]1102、1104……间隙0118]1103.…··下面0119]1015.…··施加电极0120]1017.…··高频电源0121]1018.…··气体供给流路0122]1019.…··对置电极0123]1181.…··开口部0124]1020.…··移动工作台0125]E..… 电场0126]G..… 处理气体0127]P..… 等离子体发生区域0128]W..... 被处理基板
具体实施例方式下面,基于示于附图的最佳实施方式详细说明本发明的接合方法及接合体。〈接合方法〉本发明的接合方法具有[1]准备应通过接合膜彼此接合的第一基材21和第二基 材22的工序;[2]通过向第一基材21及第二基材22中的至少一方供给含有环氧改性硅酮 材料的液态材料而形成液态被膜30的工序;[3]使液态被膜干燥及/或固化而在第一基材 21及第二基材22中的至少一方得到接合膜3的工序;[4]通过对接合膜3赋予能量而在接 合膜3的表面附近呈现粘接性的工序;[5]通过已呈现出粘接性的接合膜3使第一基材21 和第二基材22接触,得到通过接合膜3将第一基材21和第二基材22接合的接合体1的工 序。下面,按每个工序详细说明本发明的接合方法的第一实施方式。《第一实施方式》图1及图2是用于说明本发明的接合方法的第一实施方式的图(纵剖面图)。另 外,在以下的说明中,称图1及图2中的上侧为“上”,称下侧为“下”。[1]首先,如图1(a)所示,准备第一基材21和第二基材22。另外,在图1(a)中, 省略了第二基材22。这样的第一基材21及第二基材22的各构成材料分别无特别限定,可列举聚乙烯、聚丙烯、乙烯_丙烯共聚物、乙烯_丙烯酸酯共聚物、乙烯_丙烯酸共聚物、聚丁烯-1、 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚烯烃、环状聚烯烃、改性聚烯烃、聚氯乙烯、聚偏氯乙 烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺亚胺、聚碳酸酯、聚-(4-甲基戊烯-1)、离聚物、丙 烯酸系树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈_ 丁二烯_苯乙烯共聚物(ABS树脂)、丙烯 腈-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、聚氧甲烯、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙 烯醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁 二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇(PCT)等聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮 (PEEK)、聚醚酰亚胺、聚缩醛(POM)、聚苯醚、改性聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚(PPS)、聚 芳酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其它氟系树脂、苯乙烯系、聚 烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、聚酯系、聚酰胺系、聚丁二烯系、反式聚异戊二烯系、氟橡胶 系、氯化聚乙烯系等各种热塑性弹性体、环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、芳 族聚酰胺系树脂、不饱和聚酯、硅酮树脂、聚氨酯等、或者以它们为主的共聚物、混合物、聚 合物合金等树脂系材料、Fe、Ni、Co、Cr、Mn、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、V、Mo、Nb、Zr、 Pr、Nd、Sm之类的金属、或者含有这些金属的合金、碳素钢、不锈钢、铟锡氧化物(ITO)、砷化 镓之类的金属系材料、单晶硅、多晶硅、非晶硅之类的硅系材料、硅酸玻璃(石英玻璃)、硅 酸碱性玻璃、钠钙玻璃、钾钙玻璃、铅(碱)玻璃、钡玻璃、硼硅酸玻璃之类的玻璃系材料、氧 化铝、氧化锆、MgAl2O4、铁素体、氮化硅、氮化铝、氮化硼、氮化钛、碳化硅、碳化硼、碳化钛、碳 化钨之类的陶瓷系材料、石墨之类的碳系材料、或者组合有这些各材料的一种或者两种以 上的复合材料等。另外,也可以在第一基材21及第二基材22的表面分别实施镀Ni之类的电镀处 理、铬酸盐处理之类的钝态化处理或者氮化处理等。另外,第一基材21的构成材料和第二基材22的构成材料既可以分别相同也可以 不同。另外,优选第一基材21的热膨胀率和第二基材22的热膨胀率大致相等。如果这 些热膨胀率大致相等,则在接合第一基材21和第二基材22时,其接合面难以产生与热膨胀 相伴随的应力。其结果是,在最终得到的接合体1上能够可靠地防止剥离。另外,虽然以后进行详述,但即使在第一基材21的热膨胀率和第二基材22的热膨 胀率互不相同的情况下,在后述的工序中,也可通过优化接合第一基材21和第二基材22时 的条件,以高的尺寸精度牢固地接合它们。另外,优选两种基材21、22彼此刚性不同。由此,可以更牢固地接合两个基材21、 22。另外,优选两种基材21、22中至少一方的构成材料为树脂材料。树脂材料由于其 柔软性而在接合两种基材21、22时,可缓和在其接合界面产生的应力(例如,与热膨胀相伴 随的应力等)。因此,接合界面不易受到破坏,其结果是,可以得到以高的接合强度接合了两 种基材21、22的接合体1。另外,基于上述观点,优选两种基材21、22中的至少一方具有可挠性。由此,可实 现隔着接合膜3的两种基材21、22的接合强度的进一步提高。另外,在两种基材21、22双 方都具有可挠性的情况下,得到作为整体具有可挠性、功能性高的接合体1。另外,各基材21、22的形状只要分别具有支承接合膜3的面那样的形状即可,例如,形成为板状(层状)、块状(块状)、棒状等。另外,在本实施方式中,如图1、2所示,各基材21、22分别做成板状。由此,各基材 21、22易于挠曲,在将两种基材21、22重叠时,可沿彼此的形状充分变形。因此,使重叠两种 基材21、22时的密接性变高,提高了最终得到的接合体1中的两种基材21、22彼此的接合强度。另外,通过各基材21、22挠曲,可期待一定程度上缓和在接合界面产生的应力的 作用。该情况下,虽然各基材21、22的平均厚度无特别限定,但是优选0.01 IOmm左 右,更优选0. 1 3mm左右。其次,根据需要,实施提高与形成于第一基材21的接合面23的接合膜3的密接性 的表面处理。由此,将接合面23进行清洁化及活性化,使得接合膜3易于对接合面23发生 化学作用。其结果是,在后述的工序,在接合面23上形成接合膜3时,可提高接合面23和 接合膜3的接合强度。虽然作为其表面处理无特别限定,但是例如可列举溅射处理、喷砂处理之类的物 理表面处理;使用氧等离子体、氮等离子体的等离子体处理;电晕放电处理、蚀刻处理、电 子射线照射处理、紫外线照射处理、臭氧暴露处理之类的化学表面处理;或者将它们组合后
的处理等。另外,在实施表面处理的第一基材21包含树脂材料(高分子材料)的情况下,特 别适合电晕放电处理、氮等离子体处理等。另外,作为表面处理,特别是通过进行等离子体处理或者紫外线照射处理,可使接 合面23更加清洁化及活性化。其结果是,可使接合面23和接合膜3的接合强度变得特别
尚ο另外,根据第一基材21的构成材料,即使未实施上述那样的表面处理,有时也可 使与接合膜3的接合强度变得足够高。作为得到这样的效果的第一基材21的构成材料,例 如可列举以上述那样的各种金属材料、各种硅材料、各种玻璃材料等为主材料的构成材料。由这样的材料构成的第一基材21其表面被氧化膜覆盖,在该氧化膜的表面结合 (露出)更多的羟基。因此,通过使用被这样的氧化膜覆盖的第一基材21,即使未实施上述 那样的表面处理,也可提高第一基材21的接合面23和接合膜3的接合强度。另外,该情况下,第一基材21的整体也可以不是由上述那样的材料构成,只要至 少形成接合膜3的接合面23附近由上述那样的材料构成即可。另外,也可以代替表面处理而在第一基材21的接合面23预先形成中间层。该中间层也可以具有任意的功能,例如,优选具有提高与接合膜3的密接性的功 能、缓冲性(缓冲功能)、缓和应力集中的功能等。通过在这样的中间层上将接合膜3成膜, 最终可得到可靠性高的接合体1。作为这样的中间层的构成材料,例如可列举铝、钛之类的金属系材料;金属氧化 物、硅氧化物之类的氧化物系材料;金属氮化物、硅氮化物之类的氮化物系材料;石墨、类 金刚石碳之类的碳系材料;硅烷耦合剂、硫醇系化合物、金属醇盐、金属_商化物之类的自 组织化膜材料;树脂系粘接剂、树脂薄膜、树脂涂敷材料、各种橡胶材料、各种弹性体之类的 树脂系材料,可使用其中的一种或者组合两种以上。
另外,在由这些各材料构成的中间层中,根据由氧化物系材料构成的中间层,可特 别提高第一基材21和接合膜3之间的接合强度。另一方面,与第一基材21相同,在第二基材22的接合面24(在后述的工序中与接 合膜3密接的面)上,根据需要也可以预先实施提高与接合膜3的密接性的表面处理。由 此,使接合面24清洁化及活性化。其结果是,在后述的工序,在使接合面24和接合膜3密 接并将其接合时,可提高接合面24和接合膜3的接合强度。作为该表面处理无特别限定,可以使用与对上述的第一基材21的接合面23的表 面处理同样的处理。另外,与第一基材21的情况相同,根据第二基材22的构成材料,即使未实施上述 那样的表面处理,有时也可使与接合膜3的密接性变得足够高。作为得到这样的效果的第 二基材22的构成材料,例如可列举以上述那样的各种金属系材料、各种硅系材料、各种玻 璃系材料等为主材料的构成材料。S卩,由这样的材料构成的第二基材22的表面被氧化膜覆盖,在该氧化膜的表面结 合(露出)有羟基。因此,通过使用被这样的氧化膜覆盖的第二基材22,即使未实施上述那 样的表面处理,也可提高第二基材22的接合面24和接合膜3的接合强度。另外,该情况下,第二基材22的整体也可以不是由上述那样的材料构成,只要至 少接合面24附近由上述那样的材料构成即可。另外,在第二基材22的接合面24上具有以下的基团或物质的情况下,即使未实施 上述那样的表面处理,也可使第二基材22的接合面24和接合膜3的接合强度变得足够高。作为这样的基团或物质,例如可列举选自羟基、硫醇基、羧基、氨基、硝基、咪唑基 之类的各种官能基、各种自由基、开环分子或者具有双键、三键之类的不饱和键的游离性中 间体分子、F、Cl、Br、I之类的卤素、过氧化物中的至少一种基团或物质,或者通过使这些基 团脱离而产生的未被末端化的原子所具有的未结合手(悬空键)。其中,优选游离性中间体分子为开环分子或者具有不饱和键的烃分子。这样的烃 分子基于开环分子及不饱和键的显著的反应性牢固地作用于接合膜3。因此,具有这样的烃 分子的接合面24可特别牢固地与接合膜3接合。另外,特别优选接合面24所具有的官能基为羟基。由此,接合面24可以特别容易 且牢固地与接合膜3接合。特别是在接合膜3的表面露出羟基的情况下,可基于各羟基间 产生的氢键以短时间牢固地接合接合面24和接合膜3之间。另外,通过以具有这样的基团或物质的方式,对接合面24适当选择上述那样的各 种表面处理,得到可牢固地与接合面3接合的第二基材22。其中,优选在第二基材22的接合面24存在羟基。在这样的接合面24上,与羟基 露出接合膜3之间产生以氢键为基础的大的引力。由此,最终可将第一基材21和第二基材 22特别牢固地接合。另外,代替表面处理,也可以在第二基材22的接合面24预先形成表面层。该表面层可以具有任意的功能,例如与上述第一基材21的情况相同,优选具有提 高与接合膜3的密接性的功能、缓冲性(缓冲功能)、缓和应力集中的功能等。通过隔着这 样的表面层将第二基材22和接合膜3接合,最终可得到可靠性高的接合体1。在这样的表面层的构成材料中,例如可使用与形成于上述第一基材21的接合面23的中间层的构成材料相同的材料。另外,上述这样的表面处理及表面层的形成只要根据需要进行即可,在不需要特 别高的接合强度的情况下,可以省略。[2]然后,将含有环氧改性硅酮材料的液态材料35供给到第一基材21的接合面 23上。由此,如图1(b)所示,在第一基材21上形成液态被膜30。在此,作为向接合面23赋予液态材料35的方法,可列举浸渍法、液滴喷射法(例 如,喷墨法)、旋涂法、刮涂法、棒涂法、刷涂等,可使用其中的一种或者组合两种以上。液态材料35的粘度(25°C )虽然因将其赋予接合面23的方法而有若干差异,但通 常优选0. 5 200mPa · s左右,更优选3 20mPa · s左右。通过将液态材料35的粘度设 为这样的范围,很容易形成均勻膜厚的液态被膜30。另外,当液态材料35的粘度为这样的 范围时,液态材料35成为含有形成接合膜3必须且充分的量的环氧改性硅酮材料的材料。另外,在液态材料35向接合面23的赋予使用液滴喷射法的情况下,如果将液态材 料35的粘度设为这样的范围内,具体而言,则可将液滴的量(一滴液态材料35的量)平均 地设为0. 1 40pL左右,更现实地可设为1 30pL左右。由此,由于液滴供给到接合面23 时的命中直径小,因而即使是具有微细形状的接合膜3也可可靠地形成。该液态材料35含有上述那样的环氧改性硅酮材料,而在环氧改性硅酮材料单独 做成液态且为作为目的的粘度范围的情况下,可将环氧改性硅酮材料直接用作液态材料 35。另外,在环氧改性硅酮材料单独做成固形状或者高粘度的液态的情况下,作为液态材料 35可使用环氧改性硅酮材料的溶液或者分散液。作为溶解或者分散环氧改性硅酮材料的溶剂或者分散剂,可使用例如氨、水、过氧 化氢、四氯化碳、碳酸亚乙酯等无机溶剂;甲乙酮(MEK)、丙酮等酮系溶剂;甲醇、乙醇、异丁 醇等醇系溶剂;二乙醚、异丙醚等醚系溶剂;甲基溶纤剂等溶纤剂系溶剂;己烷、戊烷等脂 肪烃系溶剂;甲苯、二甲苯、苯等芳香族烃系溶剂;吡啶、吡嗪、呋喃等芳香族杂环化合物系 溶剂;N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等酰胺系溶剂;二氯甲烷、氯仿等卤化物系溶剂;醋酸乙 酯、醋酸甲酯等酯系溶剂;二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜等硫化合物系溶剂;乙腈、丙腈、丙烯 腈等腈系溶剂;甲酸、三氟醋酸等有机酸系溶剂之类的各种有机溶剂,或者含有这些溶剂的 混合溶剂等。环氧改性硅酮材料包含于液态材料35中,在下面的工序[3]中,是成为通过使该 液态材料35干燥及/或固化而形成的接合膜3的主材料的材料。另外,下面,将在使设于第一基材21上的液态被膜30 (液态材料35)干燥及/或 固化,即,使包含于液态被膜30 (液态材料35)中的环氧改性硅酮材料固化,同时,液态被膜 30 (液态材料35)中含有溶剂或者分散剂的情况下,通过脱溶剂或者脱分散剂而使液态被 膜30 (液态材料35)干燥,简称为“液态被膜30 (液态材料35)的干燥·固化”。在此,所谓“环氧改性硅酮材料”是指包含于液态材料35中,在下一工序[3]中, 成为通过使该液态材料35干燥·固化而形成的接合膜3的主材料的材料,且通过硅酮材料 和环氧树脂的加成反应而得到。另外,所谓“硅酮材料”是指具有聚有机硅氧烷骨架的化合物,通常是指,主骨架 (主链)部分主要由有机硅氧烷单元的重复单元构成,且该主骨架具备至少一个硅烷醇基 的化合物,既可以是具有从主链的中间分枝的支链状的结构,也可以是主链形成环状的环状体,也可以是主链的末端之间未连结的直链状。例如,在具有聚有机硅氧烷骨架的化合物中,有机硅氧烷单元在其末端部具有可 用下述通式(1)表示的结构单元,在连结部具有可用下述通式(2)表示的结构单元,另外, 在支链部具有可用下述通式(3)表示的结构单元。化1
[式中,各R分别单独表示取代或者未取代的烃基,各ζ分别单独表示羟基或者水 解基,X表示硅氧烷残基,a表示1 3的整数,b表示0或者1 2的整数,C表示0或者 1。]另外,所谓硅氧烷残基是指与通过氧原子邻接的结构单元所具有的硅原子结合, 而形成硅氧烷键的取代基。具体而言,就是形成-O-(Si)结构(Si为邻接的结构单元所具 有的硅原子)。在这样的硅酮材料中,优选聚有机硅氧烷骨架包含形成支链状即可用上述通式 (1)表示的结构单元、可用上述通式(2)表示的结构单元及可用上述通式(3)表示的结构单 元。所谓具有形成该支链状的聚有机硅氧烷骨架的化合物(以下简称为“支链状化合物”) 是主骨架(主链)部分主要由有机硅氧烷单元的重复单元构成的化合物,在主链中间分支 出有机硅氧烷单元的重复单元,且主链的末端之间未连结。由于通过使用该支链状化合物,在下一工序[3]使包含于液态材料35中的该化合 物的各支链彼此缠绕而形成接合膜3,因而得到的接合膜3的膜强度特别优良。另外,在上述通式(1) 上述通式(3)中,作为基团R(取代或者未取代的烃基), 可列举例如甲基、乙基、丙基等烷基;环戊基、环己基等环烷基;苯基、甲苯基、联苯基等芳 基;苄基、苯乙基等芳烷基等。另外,可列举与这些基团的碳原子结合的氢原子的一部分或 者全部被I )氟原子、氯原子、溴原子之类的卤素原子,II )环氧丙氧基之类的环氧基,III) 甲基丙烯酸基之类的(甲基)丙烯酰基,IV)羧基、磺酰基之类的阴离子性基团等取代了的 基团等。在基团Z为水解基的情况下,作为该水解基可列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧 基等烷氧基;二甲基酮肟基、甲基乙基酮肟基等酮肟基;乙酰氧基等酰氧基、异丙烯氧基、 异丁烯氧基等烯基氧基等。另外,优选支链状化合物的分子量为IXlO4 IX IO6左右,更优选IXlO5 1 X IO6左右。通过将分子量设定在这样的范围内,可以将液态材料35的粘度比较容易地设 定在上述的范围。优选这样的支链状化合物在其化合物中具有多个硅烷醇基(羟基)。即,优选在 可用上述通式(1) 上述通式(3)表示的结构单元中具有多个基团Z,且这些基团Z为羟 基。由此,可使支链状化合物所具有的羟基和环氧树脂所具有的环氧基可靠地结合,进而可 可靠地合成通过使支链状化合物和环氧树脂进行加成反应而得到的环氧改性硅酮材料。另外,在下一工序[3],在使液态被膜30干燥·固化而得到接合膜3时,在环氧改性硅酮材料 中,使包含于残存在支链状化合物中的硅烷醇基的羟基彼此结合,使得得到的接合膜3的 接合强度优良。另外,如上所述,作为第一基材21,在使用羟基从其接合面(表面)23露出 的材料的情况下,由于残存在支链状化合物的羟基和第一基材21所具备的羟基结合,因而 环氧改性硅酮材料不仅物理结合,而且可通过化学结合与第一基材21结合。其结果是,接 合膜3牢固地与第一基材21的接合面23结合。另外,优选支链状化合物在其化合物中作为烃基含有苯基。即,优选上述通式 (1) 通式(3)中的基团R具有苯基。由于由此进一步提高了支链状化合物(硅酮材料) 所具有的硅烷醇基的反应性,因而可使邻接的支链状化合物所具有的羟基之间的结合更顺 利地进行。另外,通过将支链状化合物中的甲基的至少一个置换为苯基而做成得到的接合 膜3中含有苯基的结构,还可具有使接合膜3的膜强度更为优良的优点。另外,优选与苯基不同的烃基为甲基。即,优选可用上述通式(1) 上述通式(3) 表示的结构单元中的苯基以外的基团R为甲基。这样构成的化合物比较容易得到,且廉价, 同时,在后续工序[4]中,通过向接合膜3赋予能量,容易切断甲基,其结果是,由于可使接 合膜3可靠地呈现粘接性,因而正好可用作环氧改性硅酮材料所具备的支链状化合物(硅 酮材料)。当考虑到以上情况时,作为硅酮材料可适合使用例如支链部具有可用下述化学 式(4)表示的单元结构,连结部具有可用下述化学式(5)及下述化学式(6)中的至少一方 表示的单元结构,末端部具有可用下述化学式(7)及下述化学式(8)中的至少一方表示的 单元结构的、支链状的化合物(支链状化合物)。化2R1-Si-X3 (4)
OH
,I
R1-Si-X2
R1,I.
(5)R ^Si-X2 ( 6 )
OH
R1-Si-X
(7)
R1-Si-X
(8)
OH
OH[式中,各R1分别单独表示甲基或者苯基,各R1的至少一个表示苯基,X表示硅氧 烷残基。]另外,上述的支链状化合物为柔软性比较好的材料。因此,在后续工序[5],在通过 接合膜3使第二基材22与第一基材21接合得到接合体1时,例如即使在第一基材21和第 二基材22的各构成材料使用互不相同的材料的情况下,也可可靠地缓和与各基材21、22间 产生的热膨胀相伴随的应力。由此,在最终得到的接合体1中,可切实防止产生剥离。
另外,由于支链状化合物耐药品性优良,因而在长期暴露在药品类等之类的部件 接合时可有效地使用。具体而言,例如在制造使用易腐蚀树脂材料的有机类墨液的工业用 喷墨打印机的液滴喷头时,只要使用接合膜3进行接合就可可靠地提高其耐久性。另外,由 于支链状化合物的耐热性也优良,因而也可在暴露在高温下的部件的接合时有效使用。另外,在本说明书中,所谓“环氧树脂”是指其末端具备环氧基的化合物,也可以是 具备环氧基的单体、低聚物或者聚合物中的任一种,适合使用一个分子中具备至少两个环 氧基的材料。当这样的环氧树脂与硅酮材料进行加成反应时,环氧树脂具有的环氧基和硅酮材 料具有的硅烷醇基(羟基)进行加成反应,由此,得到硅酮材料中环氧树脂连结的环氧改性 硅酮材料。作为这样的环氧树脂并无特别限定,例如可列举双酚型环氧树脂、缩水甘油酯系 环氧树脂、脂环式系环氧树脂、尿烷改性环氧树脂、含硅环氧树脂、多官能性酚系环氧树脂 及缩水甘油基胺系环氧树脂等,可使用其中的一种或者组合两种以上。另外,优选环氧树脂的分子中含有亚苯基。在使用含有这种结构的环氧树脂的环 氧改性硅酮材料形成接合膜3时,所形成的接合膜3因环氧树脂中含有亚苯基的原因,而发 挥特别优良的膜强度。另外,优选环氧树脂的分子结构形成直链式结构。在此,环氧树脂所连结的硅酮材 料,通常其主骨架即聚有机硅氧烷骨架成螺旋结构。因此,与该硅酮材料连结的环氧树脂以 从成螺旋状的硅酮材料露出(突出)的状态存在。因此,当环氧树脂的分子结构为直链型 时,在下一工序[3]使液态被膜30干燥·固化而得到接合膜3时,可提高邻接的环氧改性 硅酮材料所具备的环氧树脂彼此接触的机会。其结果是,在环氧改性硅酮材料中,由于环氧 树脂彼此或者缠绕或者使它们具备的环氧基彼此开环聚合形成化学键,因而可切实提高得 到的接合膜3的膜强度。另外,如上所述,在作为第一基材21使用从其接合面(表面)23露出羟基的材料 的情况下,当环氧改性硅酮材料所具备的环氧树脂为直链型时,由于残存在环氧树脂的环 氧基和第一基材21所具备的羟基之间的加成反应的反应效率提高,因而,不仅使环氧改性 硅酮材料形成物理结合,还可因化学结合而更可靠地与第一基材21结合。其结果是,接合 膜3更牢固地与第一基材21的接合面23结合。当考虑以上情况时,作为环氧树脂优选使用双酚型环氧树脂,具体而言,列举可用 下述通式(9)表示的双酚A型环氧树脂。化3
[式中,η表示0或者1以上的整数。]另外,由于双酚型环氧树脂的耐药品性优良,因而作为环氧树脂具备双酚型环氧 树脂的接合膜3可有效地用于长期暴露在药品类等那样的部件的接合,尤其适于上述的工 业用喷墨打印机的液滴喷头的各部件的接合。另外,由于双酚型环氧树脂的耐热性也优良,因而还可有效地用于暴露在高温下的部件的接合。另外,在液态材料35中,除环氧改性硅酮材料之外也可以含有添加剂。作为这样 的添加剂可列举例如各种胺化物或各种氧化物。当含有这样的添加剂时,可使该添加剂与 环氧树脂所具备的环氧基结合,当该添加剂中含有两个以上的氨基或羧基时,可通过添加 剂使环氧基彼此结合。因此,由于更容易发生上述的环氧基彼此之间的结合,因而可更可靠 地提高得到的接合膜3的膜强度。其中,作为添加剂优选含有羧基的氧化物。由此,在下一工序[3],可在使液态被膜 30干燥·固化而得到的接合膜3中含有酮基。因此,如上所述,在作为第一基材21使用从 其接合面(表面)23露出羟基的材料的情况下,由于在接合膜3具备的酮基和第一基材21 具备的羟基之间产生氢键,因而通过这样的键可使接合膜3更牢固地与第一基材21的接合 面23接合。[3]然后,使供给到第一基材21上的液态材料35即液态被膜35干燥及/或固化。 即,在液态材料35中含有溶剂或者分散剂的情况下,使液态被膜30干燥,同时使液态被膜 30中含有的聚酯改性硅酮材料固化。由此,如图1 (c)所示的那样,在第一基材21上得到接 合膜3。作为使液态被膜30干燥·固化的方法并无特别限定,但优选使用对液态被膜30 进行加热的方法。根据这样的方法,通过对液态被膜30进行加热这一简单的方法,能够容 易且可靠地进行液态被膜30的干燥·固化。即,利用对液态被膜30进行加热这一简单的方法,在液态被膜30中含有溶剂的情 况下,通过从该液态被膜30中进行脱溶剂可使液态被膜30干燥,同时,可在环氧改性硅酮 材料中含有的由硅酮材料带来的羟基或由环氧树脂带来的环氧基之间产生脱水缩合反应 及加成反应,由此可使干燥后的液态被膜30固化。另外,液态被膜30中不含溶剂的情况 下,在环氧改性硅酮材料中含有的由硅酮材料带来的羟基或由环氧树脂带来的环氧基之间 进行脱水缩合反应及加成反应,由此可使液态被膜30干燥·固化。综上所述,在使液态被膜30干燥并固化而形成接合膜3时,由于该膜中形成有通 过使由硅酮材料带来的硅烷醇基(羟基)彼此进行脱水缩合反应得到的化学键、通过上述 硅烷醇基和由环氧树脂带来的环氧基进行加成反应得到化学键、及通过上述环氧基彼此进 行开环聚合得到的化学键,因而接合膜3具有优良的膜强度。另外,在接合膜3和第一基材21的界面,由于在环氧改性硅酮材料中含有的由硅 酮材料带来的硅烷醇基和从第一基材21的表面露出的羟基之间产生因脱水缩合反应形成 的化学键,且在由环氧树脂带来的环氧基和从第一基材21的表面露出的羟基之间产生因 加成反应形成的化学键,因而所形成的接合膜3对第一基材21具有优良的密接性。优选对液态被膜30进行加热时的温度为25°C以上,更优选150 250°C左右。另外,优选加热所用的时间为0. 5 48小时左右,更优选15 30小时左右。另外,在液态被膜30 (液态材料35)中含有催化剂的情况下,可实现对液态被膜30 进行加热的温度的低温化及加热时间的缩短化。通过以这样的条件使液态被膜30干燥·固化,可在下一工序[4]通过赋予能量可 靠地形成正好可呈现粘接性的接合膜3。另外,由于在接合膜3中及接合膜3与第一基材 21之间形成有上述的化学键,因而形成的接合膜3膜强度优良,且可牢固地与第一基材21?口口。另外,进行加热时的氛气的压力也可以是大气压下,但优选负压。具体而言,优 选负压的程度为133. 3Χ1(Γ5 1333Pa(lXl(T5 IOTorr)左右,更优选133. 3X10—4 133.3Pa(lX10_4 ITorr)左右。由此,可提高接合膜3的膜密度,S卩,使接合膜3致密化, 且使接合膜3具有更优良的膜强度。如上,通过适当设定形成接合膜3时的条件,可使形成的接合膜3的膜强度达到所 期望的值。优选接合膜3的平均厚度为10 IOOOOnm左右,更优选3000 6000nm左右。通 过适当设定供给的液态材料35的量并将所形成的接合膜3的平均厚度设为上述范围,不仅 可防止将第一基材21和第二基材22接合后的接合体的尺寸精度的显著降低,而且可使接 合更加牢固。S卩,在接合膜3的平均厚度低于上述下限值的情况下,有可能在通过接合膜3的第 一基材21和第二基材22的接合中不能得到足够的接合强度。另一方面,在接合膜3的平 均厚度超过上述上限值的情况下,有可能显著降低接合体的尺寸精度。另外,由于通过将接合膜3的平均厚度设为这一范围,使接合膜3富有一定程度的 弹性,因此,在后续工序[5],当接合第一基材21和第二基材22时,即使与接合膜3接触的 第二基材22的接合面24上附着有颗粒等,也可以使接合膜3包围该颗粒的方式使接合膜 3和接合面24接合。因此,可有效地抑制或者防止因该颗粒的存在或者降低接合膜3和接 合面24的界面的接合强度,或者在该界面产生剥离。另外,在本发明中,由于设为供给液态材料35而形成接合膜3的构成,因而例如即 使在第一基材21的接合面23存在凹凸的情况下,尽管也依赖于该凹凸的高度,但是也可以 吸收凹凸的形状而形成接合膜3。其结果是,可将接合膜3的表面32构成大致平坦面。[4]然后,向形成于接合面23的接合膜3的表面32赋予能量。当向接合膜3赋予能量时,该接合膜3中,将表面32附近的分子键(例如,Si-CH3 键及Si-Phe)的一部分切断,使表面32活化,由此,在表面32附近呈现对第二基材22的粘 接性。这样的状态的第一基材21可基于化学键牢固地与第二基材22接合。在此,在本说明书中,所谓表面32 “被活化”的状态是指像上述那样将接合膜3 的表面32的分子键的一部分切断,具体而言,例如将聚二甲基硅氧烷骨架所具备的甲基切 断,除了在接合膜3中产生未末端化的结合手(以下,也称为“未结合手”或者“悬空键”) 的状态之外,该未结合手因羟基(0H基)而末端化的状态、这些状态混杂的状态,也均称为 接合膜3 “被活化”的状态。也可以使用任意的方法向接合膜3赋予能量,例如,可列举向接合膜3照射能量线 的方法、对接合膜3进行加热的方法、向接合膜3赋予压缩力(物理能量)的方法、使等离 子体与接合膜3接触的(赋予等离子体能量)方法、使臭氧气体与接合膜3接触的(赋予 化学能量)方法等。由此,可高效率地使接合膜3的表面活化。其中,如图1(d)所示,能量向接合膜3的赋予特别优选使等离子体与接合膜3接 触的方法。在此,在说明作为向接合膜3赋予能量的方法优选使用使等离子体与接合膜3接页 触的方法的理由之前,先说明作为能量线选择紫外线并使紫外线照射接合膜3的情况下的 问题点。A 接合膜3的表面32的活化需要长时间(例如,一分钟 数十分钟)。另外,在 以短时间进行紫外线照射的情况下,在接合第一基材21和第二基材22的工序中,该接合需 要长时间(数十分钟以上)。即,要得到接合体1需要长时间。B 在使用紫外线的情况下,该紫外线易于在厚度方向透过接合膜3。因此,因基材 (在本实施例中,为第一基材21)的构成材料(例如,树脂材料)等而在与基材的接合膜3 的界面(接触面)产生劣化,使得接合膜3易于与基材剥离。另外,紫外线在沿接合膜3的厚度方向透过时,作用于接合膜3整体,在其整体,例 如聚二甲基硅氧烷骨架具备的甲基被切断、除去。即,接合膜3中的有机成分的量降低到极 限,进行该无机化。因此,因有机成分的存在,使接合膜3的柔软性整体下降,在得到的接合 体1中易产生接合膜3的层内剥离。C 另外,接合后的接合体1在使第一基材21与第二基材22剥离而将各基材21、 22分别分开用于再循环或再利用的情况下,该操作可通过对接合体1赋予剥离用能量而将 各基材21、22彼此剥离。此时,例如将残存于接合膜3中的甲基(有机成分)与聚二甲基 硅氧烷骨架切断、除去,将切断的有机成分做成气体。该气体(气体状的有机成分)使接合 膜3产生乖离,接合膜3被分割。但是,在照射紫外线的情况下,如上所述,由于进行了接合膜3整体的无机化,因 而即使赋予剥离用能量的情况下,也存在变为气体的有机成分极少而难以使接合膜3产生 乖离的问题。与此相对,在将接合膜3的表面32暴露于等离子体的情况下,接合膜3的表面32 附近有选择地切断构成该接合膜3的材料的分子键的一部分,例如聚二甲基硅氧烷骨架具 备的甲基。另外,由于利用该等离子体进行的分子键的切断,不仅基于等离子体的电荷的化 学作用而引起,而且还基于等离子体的彭宁效应的物理作用而引起,因而在极短时间内产 生。因此,可在极短时间(例如数秒左右)使接合膜3活化,其结果是可用短时间制造接合 体1。另外,等离子体有选择地作用于接合膜3的表面32,影响难以波及到其内部。因 此,分子键的切断是在接合膜3的表面32附近有选择地产生。即,使接合膜3在其表面32 附近有选择地活化。因此,使用紫外线难以产生使接合膜3活化的情况下的不妥当(如上 述那样的B及C的不妥当)。这样,通过在接合膜3的活化时使用等离子体,在接合体1难以产生接合膜3的层 内剥离,在将第一基材21从第二基材22剥离的情况下,可可靠地进行该剥离。另外,在通过紫外线使接合膜3活化的情况下,依赖于所照射的紫外线的强度的 接合膜3的活化程度的变化极大。因此,为使接合膜3活化到适合第一基材21和第二基材 22接合的程度,需要紫外线照射的严格的条件管理。另外,在不进行严格的管理的情况下, 得到的接合体1间的第一基材21和第二基材22的接合强度产生偏差。与此相对,在利用等离子体使接合膜3活化的情况下,依赖于所接触的等离子体 的浓度的接合膜3的活化程度的变化稳定。因此,为使接合膜3活化到适合第一基材21和第二基材22接合的程度,不需要严格管理产生等离子体的条件。换言之,在接合膜3活化 时使用等离子体的情况下,接合体1的制造条件的容许范围宽。另外,即使不进行严格的管 理,得到的接合体1间也难以产生第一基材21和第二基材22的接合强度的偏差。另外,在利用紫外线照射使接合膜3活化的情况下,存在的问题是,随着接合膜3 的活化即接合膜3中的有机物的脱离,而使接合膜3自身收缩(特别是膜厚的降低)。在接 合膜3发生收缩的情况下,难以以高的接合强度接合第一基材21和第二基材22。与此相对,在利用等离子体使接合膜3活化的情况下,如上所述,由于接合膜3的 表面附近被有选择地活化,因而接合膜3的收缩极少。因此,即使是比较薄地形成接合膜3 的情况,也可用高的接合强度接合第一基材21和第二基材22。另外,该情况下,不仅可以得 到高的尺寸精度的接合体1,而且可实现接合体1的薄型化。这样,与利用紫外线使接合膜3活化的情况相比,在利用等离子体使接合膜3活化 的情况下,具有更多的优点。等离子体与接合膜3的接触虽然也可以在负压下进行,但是优选在大气压下进 行。即,优选利用大气压等离子体对接合膜3进行处理。根据大气压等离子体处理,由于不 需要将接合膜3的周围做成负压状态,因而在利用等离子体的作用例如切断、除去环氧改 性硅酮材料的聚二甲基硅氧烷骨架所具备的甲基时(使接合膜3活化时),可防止不必要地 进行该切断。在这样的大气压下的等离子体处理例如可使用如图3所示的大气压等离子体处 理装置进行。图3是表示大气压等离子体装置的构成的概略图。如图3所示的大气压等离子体装置1000具备传送形成有接合膜3的第一基材 21 (以下,简称为“被处理基板W”)的传送装置1002、和设于传送装置1002的上方的头 1010。在该大气压等离子体装置1000中,在与头1010所具备的施加电极1015和对置电 极1019之间形成有产生等离子体的等离子体产生区域P。下面,说明各部的构成。传送装置1002具有可装载被处理基板W的移动工作台1020。该移动工作台1020 通过传送装置1002所具有的移动装置(未图示)的动作可在χ轴方向移动。另外,移动工作台1020例如由不锈钢、铝等金属材料构成。头1010具有头主体1101、施加电极1015、对置电极1019。在头1010,设有向移动工作台1020 (传送装置1002)的上面和头1010的下面1103 的间隙1102提供进行了等离子化的处理气体G的气体供给流路1018。气体供给流路1018在形成于头1010的下面1103的开口部1181形成开口。另夕卜, 如图3所示,在下面1103的左侧形成有错层。由此,使得头主体1101的左侧部分和移动工 作台1020的间隙1104比间隙1102小(窄)。因此,可抑制或者防止被进行了等离子体化 的处理气体G进入间隙1104,而使其优先流向χ轴正方向。另外,头主体1101例如由氧化铝、石英等电介质材料构成。在头主体1101,以夹持气体供给流路1018的方式对置设置有施加电极1015和对 置电极1019,由此,构成一对平行平板型电极。其中,施加电极1015与高频电源1017电连
19接,对置电极1019接地。这些施加电极1015及对置电极1019例如由不锈钢、铝等金属材料构成。在使用这样的大气压等离子体装置1000对被处理基板W进行等离子体处理的情 况下,首先,向施加电极1015和对置电极1019之间施加电压而产生电场E。在该状态下,使 处理气体G流入气体供给流路1018。此时,流入到气体供给流路1018的处理气体G通过电 场E的作用产生放电而被等离子体化。该等离子体化的处理气体G从下面1103侧的开口 部1181供给到间隙1102内。由此,使等离子体化的处理气体G与设于被处理基板W的接 合膜3的表面32接触,而实施等离子体处理。通过使用这样的大气压等离子体装置1000,可以容易且可靠地使等离子体与接合 膜3接触而使接合膜3活化。在此,施加电极1015和移动工作台1020(被处理基板W)间的距离,即间隙1102 的高度(图3中,用hi表示的长度)可考虑高频电源1017的输出功率、施加于被处理基板 W的等离子体处理的种类等而酌情决定,但优选0. 5 IOmm左右,更优选0. 5 2mm左右。 由此,可使等离子体与接合膜3接触从而使接合膜3更可靠地活化。另外,优选施加于施加电极1015和对置电极1019之间的电压为1. 0 3. OkVp-p 左右,更优选1.0 1.5kVp-p左右。由此,可在施加电极1015和移动工作台1020间更可 靠地产生电场E,从而可更可靠地将供给到气体供给流路1018的处理气体G进行等离子体 化。高频电源1017的频率(所施加的电压的频率)并无特别限制,但优选10 50MHz 左右,更优选10 40MHz左右。作为处理气体G的种类并无特别限定,可列举氦气、氩气之类的稀有气体、氧气 等,可使用其中的一种或者组合两种以上。其中,优选处理气体G中使用以稀有气体为主成 分的气体,特别优选使用以氦气为主成分的气体。S卩,用于处理的等离子体优选将以氦气为主成分的气体进行等离子体化而成的。 以氦气为主成分的气体(处理气体G)在等离子体化时难以产生臭氧,因此可防止因接合膜 3的表面32的臭氧而产生变质(氧化)。其结果是,可抑制接合膜3活化程度的降低即能 够使接合膜3可靠地活化。另外,氦气的等离子体的上述的彭宁效应极高,可用短时间且可 靠地进行接合膜3的活化,基于此观点也是优选的。该情况下,优选以氦气为主成分的气体向气体供给流路1018的供给速度为1 20SLM左右,更优选5 15SLM左右。由此,容易控制接合膜3活化的程度。另外,优选该气体(处理气体G)中的氦气的含量为85vol%以上,更优选90vol% 以上(还包括100%)。由此,可更显著地发挥上述的效果。另外,移动工作台1020的移动速度并无特别限定,但优选1 20mm/秒左右,更优 选3 6mm/秒左右。通过以这样的速度使等离子体与接合膜3接触,可在短时间内充分并 可靠地使接合膜3活化。[5]然后,以使接合膜3和第二基材22密接的方式使第一基材21和第二基材22 重合(参照图2(e))。由此,由于在上述工序[4]中,使接合膜3的表面32呈现对第二基 材22的粘接性,因而使接合膜3和第二基材22的接合面24化学结合。其结果是,可通过 接合膜3接合第一基材21和第二基材22,得到如图2(f)所示的接合体1。
根据这样的接合方法,由于不需要在高温(例如,700°C以上)下的热处理,因而可 将由耐热性低的材料构成的第一基材21及第二基材22供于接合。另外,由于隔着接合膜3接合第一基材21和第二基材22,因而还具有各基材21、 22的构成材料不受制约的优点。这样,根据本发明,可分别拓宽第一基材21及第二基材22的各构成材料的范围。另外,在第一基材21的热膨胀率和第二基材22的热膨胀率互不相同的情况下,优 选尽可能在低温下进行接合。通过在低温下进行接合,可实现在接合界面产生的热应力的 进一步降低。具体而言,根据第一基材21和第二基材22的热膨胀率之差,优选在第一基材21 及第二基材22的温度为25 50°C左右的状态下,将第一基材21和第二基材22贴合,更优 选在25 40°C左右的状态下将其贴合。当在这样的温度范围时,即使第一基材21和第二 基材22的热膨胀率之差有一定程度的增大,也可充分降低在接合界面产生的热应力。其结 果是,能够可靠地抑制或者防止接合体1中的翘曲或剥离等的发生。另外,该情况下,具体而言在第一基材21和第二基材22之间的热膨胀系数之差有 5XlO-5A以上的情况下,特别推荐像上述那样在尽可能低温下进行接合。在此,在本工序,说明接合第一基材21和第二基材22的机理,即,将接合膜3的表 面32和第二基材22的接合面24接合的机理。例如,当以羟基露出在第二基材22的接合面24的情况为例进行说明时,在本工序 [5],当以使形成于第一基材21的接合膜3和第二基材22的接合面24接触的方式将它们 叠合时,通过氢键将存在于接合膜3的表面32的羟基和存在于第二基材22的接合面24的 羟基彼此吸引,并在羟基彼此之间产生引力。可推测为,通过该引力将第一基材21和第二 基材22接合。另外,据推测,利用该氢键彼此吸引的羟基之间因温度条件等而随着脱水缩合从 表面切断。其结果是,在第一基材21和第二基材22的接触界面,使羟基结合的各结合手得 以结合。由此,可将第一基材21和第二基材22更牢固地接合。另外,当在第一基材21的接合膜3的表面或内部、以及在第二基材22的接合面24 或内部存在分别未进行末端化的结合手即未结合手(悬空键)的情况下,在贴合第一基材 21和第二基材22时,将它们的未结合手彼此进行再结合。该再结合以彼此重合(缠绕)的 方式复杂地产生,因而可在接合界面形成网状结合。由此,将接合膜3和第二基材22特别 牢固地接合。另外,对于在上述工序[4]中被活化的接合膜3的表面而言,其活性状态经时缓 和。因此,优选在上述工序[4]结束后,尽快执行本工序[5]。具体而言,优选在上述工序 [4]结束后,在60分钟内执行本工序[5],更优选在5分钟内执行。当在这样的时间内时, 由于将接合膜3的表面维持在足够的活性状态,因而在贴合第一基材21和第二基材22时, 在这样的时间可得到足够的接合强度。换言之,由于活化之前的接合膜3为使环氧改性硅酮材料干燥·固化得到的接合 膜,因而化学性比较稳定,耐候性优良。因此,活化之前的接合膜3适合长期的保存。因此, 大量制造或者购入具备这样的接合膜3的第一基材21并进行保存,在执行本工序的贴合之 前,只要对需要的个数赋予如上述工序[4]所述的能量,从接合体1的制造效率的观点来看就是有效的。这样,可得到如图2(f)所示的接合体(本发明的接合体)1。这样得到的接合体1可发挥对第一基材21和第二基材22之间的厚度方向及面方 向双方的接合强度。另外,优选第一基材21和第二基材22之间的厚度方向的接合强度为5MPa (50kgf/ cm2)以上,更优选10MPa(100kgf/cm2)以上。具有这样的对厚度方向的接合强度的接合体 1,可足够防止接合膜3对其拉伸的剥离。另外,根据本发明的接合方法,可高效率地制造第 一基材21和第二基材22以上述那样大的接合强度接合的接合体1。另外,在得到接合体1时,或者在得到接合体1之后,也可以根据需要对该接合体1 执行以下两个工序([6A]及[6B])中的至少一个工序(提高接合体1的接合强度的工序)。 由此,能够很容易实现接合体1的接合强度的进一步提高。[6A]如图2(g)所示,对得到的接合体1在第一基材21和第二基材22彼此靠近的 方向进行加压。由此,可在第一基材21的表面及第二基材22的表面分别使接合膜3的表面更加 接近,进而可进一步提高接合体1的接合强度。另外,通过对接合体1加压,而挤坏残存于接合体1中的接合界面的间隙,进而可 进一步拓展接合面积。由此,可进一步提高接合体1中的接合强度。另外,该压力只要根据第一基材21及第二基材22的各构成材料或各厚度、接合装 置等条件适当调整即可。具体而言,尽管第一基材21及第二基材22的各构成材料或各厚 度等而有若干差异,但优选5 60MPa左右,更优选20 50MPa左右。由此,可切实提高接 合体1的接合强度。另外,该压力即使超过上述上限值也无所谓,但由于第一基材21及第 二基材22的各构成材料,有可能对各基材21、22造成损伤等。另外,加压的时间并无特别限定,但优选10秒 30分钟左右。另外,加压的时间 只要根据加压时的压力适当变更即可。具体而言,对接合体1加压时的压力越高,即使加压 的时间短也可实现接合强度的提高。[6B]如图2(g)所示的那样,对得到的接合体1进行加热。由此,可进一步提高接合体1中的接合强度。此时,对接合体1进行加热时的温度只要是比室温高不足接合体1的耐热温度,就 无特别限定,但优选25 100°C左右,更优选50 100°C左右。当用这种范围的温度进行 加热时,既可切实防止接合体1因热而发生变质·劣化,又可切实提高接合强度。另外,虽然加热时间并无特别限定,但优选1 30分钟左右。另外,在执行上述工序[6A]及[6B]两者的情况下,优选同时执行两者。即,如图 2(g)所示,优选对接合体1边加压边加热。由此,利用加压产生的效果和利用加热产生的效 果得以协同发挥,尤其提高接合体1的接合强度。通过执行以上工序,能够很容易实现接合体1中的接合强度的进一步提高。《第二实施方式》下面说明本发明的接合方法的第二实施方式。图4是用于说明本发明的接合方法的第二实施方式的图(纵剖面图)。另外,在以 下的说明中,称图4中的上侧为“上”,称下侧为“下”。
下面,说明接合方法的第二实施方式,但是以与上述第一实施方式中的接合方法 的不同之处为中心进行说明,对于同样的事项则省略其说明。本实施方式的接合方法除在第一基材21的接合面(表面)23形成有接合膜3之 外,还在第二基材22的接合面(表面)24形成有接合膜3。而且,在各基材21、22所具备的 接合膜3的表面32附近呈现粘接性,通过使这些接合膜3彼此接触,而接合第一基材21和 第二基材22而得到接合体1,其它与第一实施方式一样。S卩,本实施方式的接合方法是在第一基材21及第二基材22上均形成有接合膜3, 通过使这些接合膜3彼此一体化,而接合第一基材21和第二基材22的方法。[1']首先,备好与上述工序[1]同样的第一基材21和第二基材22。[2']其次,与在上述工序[2]及上述工序[3]进行的说明一样,在第一基材21 的接合面23形成接合膜3,且在第二基材22的接合面24也形成接合膜3。[3']接着,与在上述工序[4]进行的说明一样,通过向形成于第一基材21的接 合膜3和形成于第二基材22的接合膜3双方赋予能量,而使各接合膜3的表面32附近呈 现粘接性。[4']然后,如图4(a)所示,以使各基材21、22所具备的呈现出粘接性的接合膜 3分别彼此密接的方式,贴合各基材21、22彼此。由此,通过形成于双方基材21、22的接合 膜3而接合基材21、22彼此,得到如图4(b)所示的接合体1。如上述那样可得到接合体1。另外,得到接合体1之后,也可以根据需要对该接合体1执行上述第一实施方式的 工序[6A]及[6B]中的至少一个工序。例如图4(c)所示,通过对接合体1边加压边加热而使接合体1的各基材21、22彼 此更加接近。由此,可促进各接合膜3的界面中的羟基的脱水缩合或未结合手彼此的再结 合。其结果是,进一步促进接合膜3的一体化,最终,几乎完全一体化。另外,在上述第一及第二实施方式中,说明了将接合膜3形成于第一基材21及第 二基材22的一方或者双方的整个面的情况,而在本发明中,接合膜3也可以有选择地形成 于第一基材21及第二基材22的一方或者双方的表面的局部区域。该情况下,通过仅适当设定形成接合膜3的区域的大小,可简单地选择将第一基 材21和第二基材22接合的区域。由此,例如可抑制将第一基材21和第二基材22接合的 接合膜3的面积或形状,且能够很容易调整接合体1的接合强度。其结果是,例如可得到很 容易剥离接合膜3的接合体1。S卩,可以调整接合体1的接合强度,同时,可调整使接合体1分离时的强度(割裂 强度)。基于这种观点,在制作可容易分离的接合体1的情况下,优选接合体1的接合强度 为可用人的手容易分离的程度的大小。由此,在使接合体1分离时,可以不使用装置等而简 单地进行。另外,通过适当设定将第一基材21和第二基材22接合的接合膜3的面积或形状, 可缓和接合膜3产生的应力的局部集中。由此,例如即使在第一基材21和第二基材22之 间的热膨胀率差大的情况下,也可可靠地结合各基材21、22。另外,该情况下,在未形成接合膜3的区域(非膜形成区域)42中,在第一基材21和第二基材22之间形成与接合膜3的厚度相当的距离(高度)的空间。为有效利用该空 间,可通过适当调整形成接合膜3的区域(膜形成区域)的形状,在第一基材21和第二基 材22之间形成密闭空间或流路。另外,也可以在等离子体与接合膜3接触之前,先对接合膜3实施使构成接合膜3 的环氧改性硅酮材料彼此交联的交联处理。该情况下,可提高接合膜3的耐药品性(耐溶 剂性)。这种接合膜3可适合用于使构成收纳有含有机溶剂的组成物的制品的部件彼此 接合的情况。作为这样的制品,可列举下面要说明的喷墨式记录头(液滴喷头)等。另外,交联处理例如可列举加热处理、催化剂导入处理等,可使用其中的一种或者 组合两种以上。<液滴喷头>下面,说明将本发明的接合体用于喷墨式记录头的情况的实施方式。图5是表示使用本发明的接合体而得到的喷墨式记录头(液滴喷头)的分解立体 图,图6是表示图5所示的喷墨式记录头的主要部分的构成的剖面图,图7是表示具备图5 所示的喷墨式记录头的喷墨打印机的实施方式的概略图。另外,图5是以与通常使用的状 态上下倒置的方式表示的。图5所示的喷墨式记录头10搭载于图7所示的喷墨打印机9。图7所示的喷墨打印机9具备装置主体92,其中设置有在上部后方设置记录用 纸P的托架921、从下部前方排出记录用纸P的排纸口 922和上部面上的操作面板97。操作面板97例如包含液晶显示器、有机EL显示器、LED灯等,且具备显示错误消 息等的显示部(未图示)、和包含各种开关等的操作部(未图示)。另外,在装置主体92的内部主要具有具备往复移动的头单元93的印刷装置(印 刷机构)94、将记录用纸P —张一张地送入印刷装置94中的供纸装置(供纸机构)95、控制 印刷装置94及供纸装置95的控制部(控制机构)96。通过控制部96的控制,供纸装置95 —张一张地间歇输送记录用纸P。该记录用纸 P从头单元93的下部附近通过。此时,头单元93在与记录用纸P的输送方向大致垂直的方 向进行往复移动,进行向记录用纸P的印刷。即,头单元93的往复移动和记录用纸P的间 隙输送成为印刷中的主扫描及副扫描,并进行喷墨方式的印刷。印刷装置94具备头单元93、作为头单元93的驱动源的滑架电动机941、接受滑 架电动机941的旋转并使头单元93往复移动的往复移动机构942。头单元93在其下部具有具备多个喷嘴孔111的喷墨式记录头10 (以下,简称为 “头10”)、向头10提供墨液的墨盒931、搭载有头10及墨盒931的滑架932。另外,作为墨盒931,通过使用充填有黄色、蓝色、品红色、黑色(黑)这四种颜色的 墨液的墨盒,可进行全彩色印刷。往复移动机构942具有其两端受框架(未图示)支承的滑架导向轴944、与滑架 导向轴944平行地延伸的同步带943。滑架932往复移动自如地支承于滑架导向轴944,且固定于同步带943的局部。当利用滑架电动机941的动作并通过滑轮使同步带943进行正反行进时,头单元 93被滑架导向轴944引导进行往复移动。而且,在该往复移动时,从头10喷出适量墨液,进行向记录用纸P的印刷。供纸装置95具有作为其驱动源的供纸电动机951、通过供纸电动机951的动作 而旋转的供纸辊952。供纸辊952包含夹着记录用纸P的输送路径(记录用纸P)而上下对置的从动辊 952a和驱动辊952b,驱动辊952b与供纸电动机951连结。由此,供纸辊952将设置于托架 921的多张记录用纸P—张一张地向印刷装置94输送。另外,也可以代替托架921而成为 可卡脱自如地安装收容有记录用纸P的供纸盒的构成。控制部96例如基于从个人计算机或数码照相机等主机输入的印刷数据,并通过 控制印刷装置94或供纸装置95等而进行印刷。控制部96虽然均未图示,但是主要具备存储有对各部进行控制的控制程序的存 储器、驱动压电元件(振动源)14而控制墨液的喷出时间的压电元件驱动电路、驱动印刷装 置94(滑架电动机941)的驱动电路、驱动供纸装置95(供纸电动机951)的驱动电路、以及 输入来自主机的印刷数据的通信电路、与它们电连接以进行在各部的各种控制的CPU。另外,CPU例如分别与可检测墨盒931的墨液剩余量、头单元93的位置等的各种 传感器等电连接。控制部96经由通信电路输入印刷数据并存储于存储器中。CPU对该印刷数据进 行处理,并基于该处理数据及来自各种传感器的输入数据向各驱动电路输出驱动信号。通 过该驱动信号使压电元件14、印刷装置94及供纸装置95分别工作。由此,可向记录用纸P 执行印刷。下面,参照图5及图6详细说明头10。头10具有具备喷嘴板11、墨液室基板12、振动板13、与振动板13接合的压电元 件(振动源)14的头主体17 ;收纳该头主体17的基体16。另外,该头10构成请求式的压 电喷射式头。喷嘴板11例如由SiO2、SiN、石英玻璃之类的硅系材料;Al、Fe、Ni、Cu或者含有它 们的合金之类的金属系材料;氧化铝、氧化铁之类的氧化物系材料、碳黑、石墨之类的碳系 材料等构成。在该喷嘴板11,形成有用于喷射墨液滴的多个喷嘴孔111。这些喷嘴孔111间的 间距可根据印刷精度适当设定。在喷嘴板11上固定有(固定)墨液室基板12。该墨液室基板12通过喷嘴板11、侧壁(隔壁)122及后述的振动板13划分形成多 个墨液室(腔室,压力室)121、贮存由墨盒931供给的墨液的贮存室123、从贮存室123分 别向各墨液室121供给墨液的供给口 124。各墨液室121分别形成长条状(长方体状),与各喷嘴孔111对应设置。各墨液室 121的构成为,通过后述的振动板13的振动而使容积可变,通过该容积变化,喷出墨液。作为用于得到墨液室基板12的母材,例如可使用单晶硅基板、各种玻璃基板、各 种树脂基板等。这些基板由于都是通用的基板,因而通过使用这些基板可降低头10的制造 成本。另一方面,在墨液室基板12的与喷嘴板11相反的一侧接合振动板13,另外,在振 动板13的与墨液室基板12相反的一侧设有多个压电元件14。
另外,在振动板13的规定位置,贯通振动板13的厚度方向而形成有连通孔131。 经由该连通孔131可从上述的墨盒931向贮存室123供给墨液。各压电元件14的构成是,分别在下部电极142和上部电极141之间插入压电体层 143而成,且与各墨液室121的大致中央部对应配置。各压电元件14与压电元件驱动电路 电连接,基于压电元件驱动电路的信号进行工作(振动、变形)。各压电元件14分别作为振动源发挥功能,振动板13通过压电元件14的振动而振 动,以瞬间提高墨液室121的内部压力的方式发挥功能。基体16例如由各种树脂材料、各种金属材料等构成,在该基体16上固定、支承有 喷嘴板11。即,在基体16所具备的凹部161,以收纳头主体17的状态,通过形成于凹部161 的外周部的错层162支承喷嘴板11的缘部。在上述那样的喷嘴板(喷嘴平板)11和墨液室基板12的接合、墨液室基板12和 振动板13的接合、以及喷嘴板11和基板16的接合中,至少在接合一个部位时可使用本发 明的接合方法。换言之,喷嘴板11和墨液室基板12的接合体、墨液室基板12和振动板13的接合 体、以及喷嘴板11和基体16的接合体中,至少在一个部位可使用本发明的接合体。这样的头10在上述的接合界面插入上述那样的接合膜3而接合。因此,使接合界 面的接合强度及耐药品性变高,由此,可提高对贮存于各墨液室121的墨液的耐久性及液 密性。其结果是,可提高头10的可靠性。另外,由于可在非常低的温度下进行可靠性高的接合,因而还具有即使是线膨胀 系数不同的材料也可形成大面积的头的优点。另外,当在头10的局部适用本发明的接合体时,可构筑尺寸精度高的头10。因此, 可高精度地控制从头10喷出的墨液滴的喷出方向或头10与记录用纸P的间隔距离,进而 可提高利用喷墨打印机9进行的印字结果的品质。另外,由于可使用液滴喷射法任意设定供给液态材料的位置,因而可缓和各接合 体中的接合部的面积或通过适当控制其配置而缓和在各接合体的接合界面产生的应力局 部集中。由此,例如在喷嘴板11和墨液室基板12之间、墨液室基板12和振动板13之间以 及喷嘴板11和基体16之间,即使在各自双方的热膨胀率差大的情况下,也可可靠地结合双 方部件。另外,通过缓和在接合界面产生的应力的局部集中,可可靠地防止接合体的剥离 或变形(翘曲)等。由此,得到可靠性高的头10及喷墨打印机9。在这样的头10未经由压电元件驱动电路输入规定的喷射信号的状态下,即,在压 电元件14的下部电极142和上部电极141之间未施加电压的状态下,压电体层143不产生 变形。因此,振动板13也不发生变形,墨液室121不发生容积变化。因此,不会从喷嘴孔 111喷出墨滴。另一方面,在经由压电元件驱动电路输入规定的喷射信号的状态下,S卩,在向压电 元件14的下部电极142和上部电极141之间施加一定电压的状态下,压电体层143发生变 形。由此,振动板13较大地弯曲而使墨液室121发生容积变化。此时,瞬间提高了墨液室 121内的压力,从喷嘴孔111喷出墨滴。当墨液完成一次喷射时,压电元件驱动电路停止向下部电极142和上部电极141之间施加电压。由此,压电元件14恢复到大致原来的形状,使墨液室121的容积增大。另 外,此时,将从墨盒931向喷嘴孔111的压力(向正方向的压力)作用于墨液。因此,可防 止空气从喷嘴孔111进入墨液室121,将与墨液的喷射量相平衡的量的墨液从墨盒931 (贮 存室123)供给到墨液室121。这样,通过在头10,向想要印刷的位置的压电元件14经由压电元件驱动电路依次 输入喷射信号,可印刷任意的(所期望的)文字或图形等。另外,头10也可以替代压电元件14而具有电热变换元件。即,头10也可以是利 用电热变换元件的材料的热膨胀喷出墨液的气泡喷射式(“气泡喷射”为注册商标)的头。另外,在这种构成的头10中,在喷嘴板11上设有以赋予疏液性为目的而形成的被 膜114。由此,在墨滴从喷嘴板111喷出时,可切实防止墨滴残存于该喷嘴孔111的周边。 其结果是,可使从喷嘴孔111喷出的墨滴切实地命中目标区域。以上基于图示的实施方式说明了本发明的接合方法及接合体,但是,本发明不限 于此。例如,在本发明的接合方法中,也可以根据需要追加一个以上的任意目标工序。另外,本发明的接合体当然可用于液滴喷头以外的部件。具体而言,例如可用于光 学装置所具备的透镜、半导体装置、微型反应器等。实施例下面,说明本发明的具体实施例。《接合体的评价》1.接合体的形成(实施例1)首先,作为第一基材(基板)备好长IOOmmX宽IOOmmX平均厚度40 μ m的不锈 钢(SUS430)基板,作为第二基材(对置基板)备好长IOOmmX宽IOOmmX平均厚度4μπι 的聚苯硫醚(PPS)基板。然后,备好环氧改性硅酮材料(毛乂y · " 7才一 7 > ^ . r -J T A .
^ ” >合同会社制,“TSR-194”),利用旋涂法分别向SUS基板上及PPS基板上双方供给该 液态材料形成液态被膜。另外,该环氧改性硅酮材料是在硅酮材料中连结有可用下述通式(9)表示的双酚 A型环氧树脂的材料中,作为添加剂添加了邻苯二甲酸酐和亚油酸而成的,其中所述硅酮材 料形成为在支链部具有可用下述化学式(4)表示的单元结构,在连结部具有可用上述化学 式(5)及上述化学式(6)中的至少一方表示的单元结构,在末端部具有可用上述化学式(7) 及上述化学式(8)中的至少一方表示的单元结构的支链状。然后,用200°C、2小时的条件对这些液态被膜进行加热,通过干燥 固化在SUS基 板上及PPS基板上分别形成接合膜(平均厚度约为1 μ m)。然后,使形成在SUS基板上及PPS基板上的接合膜,分别使用图3所示的大气压等 离子体装置,以如下所示的条件与等离子体接触。由此,使接合膜活化而使其表面呈现粘接 性。<等离子体处理条件>·处理气体氦气和氧气的混合气体
气体供给速度10SLM 电极间距离1mm 施加电压lkVp_p 电压频率40MHz·移动速度Imm/秒然后,以使设于各基板的接合膜接触等离子体的面彼此接触的方式,将SUS基板 和PPS基板叠合。而且,通过对SUS基板和PPS基板边用50MPa加压边用常温(25°C左右)保持1分 钟来实现接合膜的接合强度的提高。通过经由以上的工序,得到经由接合膜将SUS基板和PPS基板接合而成的接合体。(实施例2)对得到的接合体,进而在200°C、2小时的条件下进行了加热,除此之外,与上述实 施例1相同地操作而得到了接合体。(实施例3)将使液态被膜干燥·固化的条件设为常温(25°C左右)、约20小时来替代了 200°C、2小时,除此之外,与上述实施例1相同地操作而得到了接合体。(实施例4)将使液态被膜干燥·固化的条件设为常温(25°C左右)、约20小时来替代了 200°C、2小时,另外,对得到的接合体再在200°C、2小时的条件下进行加热,除此之外,与上 述实施例1相同地操作而得到了接合体。(实施例5)省略接合膜向PPS基板上的形成,除此之外,与上述实施例1相同地操作而得到了 接合体。(实施例6)作为第二基材使用聚酰亚胺(PI)来替代了 PPS基板,除此之外,与上述实施例5 相同地操作而得到了接合体。(实施例7)作为第二基材使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)来替代了 PPS基板,除此之外,与 上述实施例5相同地操作而得到了接合体。(比较例1 3)将第一基材的构成材料及第二基材的构成材料分别做成如表1所示的材料,各基 材间用环氧系粘接剂进行粘接,除此之外,与上述实施例1相同地操作而得到了接合体。(比较例4)首先,与上述实施例1同样,第一基材使用了 SUS基板,第二基材使用了 PPS基板。然后,准备未连结环氧树脂的硅酮材料(信越化学工业公司制,“KR-251”),利用 旋涂法向SUS基板上及PPS基板上分别供给该液态材料而形成了液态被膜。然后,通过对这些液态被膜在150°C、2小时的条件下进行加热使其干燥 固化,在 SUS基本上及PPS基板上分别形成接合膜(平均厚度约4 μ m)。然后,用以下所示的条件对得到的接合膜照射紫外线。由此,使接合膜活化而使其表面呈现粘接性。〈紫外线照射条件〉氛气的组成氮气氛气的温度20°C氛气的压力大气压(IOOkPa)紫外线的波长172nm紫外线的照射时间5分钟然后,以呈现出粘接性的接合膜彼此接触的方式,将SUS基板和PPS基板叠合。而且,对硅基板和玻璃基板一边用50MPa进行加压一边在常温(25度左右)下保 持1分钟。其后,通过在常温下将其放置3天,从而实现了接合膜的接合强度的提高。通过经由以上工序,得到了经由接合膜将SUS基板和PPS基板接合而成的接合体。(比较例5)省略接合膜在PPS基板上的形成,除此之外,与上述比较例4相同地操作而得到了 接合体。2.接合体的评价2. 1对厚度方向的接合强度的评价关于在各实施例1 7及比较例1 5得到的接合体,使用QUAD GROUP社制“ 口 7”测定了各基材间的对厚度方向的强度。而且根据以下基准评价了接合强度。<相对厚度方向的接合强度的评价基准>◎ IOMPa (100kgf/cm2)以上〇:5MPa(50kgf/cm2)以上、小于 IOMPa (IOOkgf/cm2)Δ :lMPa(10kgf/cm2)以上、小于 5MPa(50kgf/cm2)X 小于 lMPa(10kgf/cm2)2. 2对面方向的接合强度的评价关于在各实施例1 7及比较例1 5得到的接合体,以剥离强度试验(JIS-G3469 规格)为基准,并以下述方式评价了对面方向的接合强度。S卩,首先,关于在各实施例1 7及比较例1 5得到的接合体,分别将第二基材 以宽IOmm长60mm的大小加入裂纹至到达接合膜。然后,将切成宽IOmm长60mm的大小的第二基材的一端剥离,使用90°剥离试验装 置(4 7夕·社制,“NX-500NE”)测定常温下在90°的方向以IOmm/分钟的速度剥离时的荷 重,基于测定的荷重,以下述基准进行评价。<对面方向的接合强度的评价基准>◎ 0. 2N/mm 以上〇0. lN/mm 以上、小于 0. 2N/mmΔ :0. 05N/mm 以上、小于 0· ΙΝ/mmX:小于 0.05N/mm2. 3尺寸精度的评价对在各实施例及各比较例得到的接合体,分别测定了厚度方向的尺寸精度。尺寸精度的测定是通过测定正方形的接合体各角部的厚度,计算出四个部位的厚度的最大值和最小值之差而进行的。而且,根据以下基准评价了该差值。〈尺寸精度的评价基准〉〇小于10口111Δ 10 μ m 以上将上面2. 1 2. 3的各评价结果示于表1。
由表1明确可见,在具备包含环氧改性硅酮材料的接合膜的各实施例中所得到的 接合体在对厚度方向的接合强度、对面方向的接合强度及尺寸精度的任一目均显示出优良 的特性。相对于此,在具备包含环氧系粘接剂的接合膜的比较例1 3中所得到的接合体 的对厚度方向及面方向的接合强度不充分。另外,可确认尺寸精度特别低。另外,对于在具备包含未连结有环氧树脂的硅酮材料的接合膜的比较例4、5中所 得到的接合体而言,虽然在对厚度方向的接合强度及尺寸精度项中显示出优良的特性,但 是显示出对面方向的接合强度差的特性。另外,在比较例4、5的接合体中,在对厚度方向及 面方向的接合强度的评价中,得到在接合膜彼此的界面或者第二基材和接合膜的界面中接 合膜剥离的结果。由此可知,包含未连结有环氧树脂的硅酮材料的接合膜与包含连结有环 氧树脂的环氧改性硅酮材料的接合膜相比,与接合膜彼此的界面或者第二基材和接合膜的 界面的界面中的接合强度差。
权利要求
一种接合方法,其特征在于,具有准备要通过接合膜彼此接合的第一基材和第二基材,通过向所述第一基材及所述第二基材的至少一方供给含有环氧改性硅酮材料的液态材料来形成液态被膜的工序;使所述液态被膜干燥和/或者固化而在所述第一基材及所述第二基材的至少一方得到接合膜的工序;通过向所述接合膜赋予能量来使所述接合膜的表面附近呈现粘接性的工序;以及通过已呈现出该粘接性的接合膜使所述第一基材和所述第二基材接触,得到所述第一基材和所述第二基材通过所述接合膜接合而成的接合体的工序。
2.根据权利要求1所述的接合方法,其中,所述环氧改性硅酮材料是通过硅酮材料和环氧树脂的加成反应来得到的。
3.根据权利要求2所述的接合方法,其中,在所述硅酮材料中,其主骨架包含聚二甲基硅氧烷,且该主骨架呈分枝状。
4.根据权利要求3所述的接合方法,其中,在所述硅酮材料中,所述聚二甲基硅氧烷所具有的甲基中的至少一个被苯基置换。
5.根据权利要求2 4中任一项所述的接合方法,其中, 所述硅酮材料具有多个硅烷醇基。
6.根据权利要求2 5中任一项所述的接合方法,其中, 在环氧树脂的分子中具有亚苯基。
7.根据权利要求2 6中任一项所述的接合方法,其中, 环氧树脂的分子结构呈直链型结构。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的接合方法,其中,通过使等离子体与所述接合膜接触来向所述接合膜赋予所述能量。
9.根据权利要求8所述的接合方法,其中, 在大气压下进行所述等离子体的接触。
10.根据权利要求8或者9所述的接合方法,其中,通过在向彼此对置的电极间施加电压的状态下、向所述电极间导入气体来向所述接合 膜供给经等离子体化的所述气体,由此进行所述等离子体的接触。
11.根据权利要求10所述的接合方法,其中, 所述电极间的距离为0. 5 10mm。
12.根据权利要求10或者11所述的接合方法,其中, 向所述电极间施加的电压为1. 0 3. OkVp-p。
13.根据权利要求8 12中任一项所述的接合方法,其中, 所述等离子体是将以氦气为主成分的气体等离子体化而成的。
14.根据权利要求10 12中任一项所述的接合方法,其中,所述等离子体是将以氦气为主成分的气体等离子体化而成的,该气体向所述电极间的 供给速度为1 20SLM。
15.根据权利要求13或者14所述的接合方法,其中, 所述气体中的所述氦气的含量为85vol%以上。
16.一种接合体,其特征在于,所述接合体是利用权利要求1 15中任一项所述的接合方法,通过所述接合膜将所述 第一基材和所述第二基材接合而成的。
全文摘要
本发明提供一种能够以高尺寸精度牢固且在低温下高效率接合两个基材之间的接合方法及利用该接合方法接合的接合体。本发明的接合方法具有准备第一基材(21)和第二基材(22),通过向第一基材(21)及第二基材(22)中的至少一方供给含有环氧改性硅酮材料的液态材料(35)而形成液态被膜(30)的工序;使液态被膜(30)干燥及/或固化而在第一基材(21)及第二基材(22)中的至少一方得到接合膜(3)的工序;通过向接合膜(3)赋予能量而使接合膜(3)的表面(32)附近呈现粘接性的工序;经由呈现出该粘接性的接合膜(3)使第一基材(21)和第二基材(22)接触,得到将第一基材(21)和第二基材(22)经由接合膜(3)接合而成的接合体(1)的工序。
文档编号C09J5/00GK101899269SQ201010190399
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月26日 优先权日2009年5月28日
发明者佐藤充, 山本隆智 申请人:精工爱普生株式会社
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