粘接方法、构造物的制造方法以及构造物与流程

本发明涉及使用粘接剂粘接两个部件的粘接方法。此外，涉及具备相互粘接的两个部件的构造物及其制造方法。

背景技术：

作为接合两个部件的接合方法，广泛应用使用了焊锡的接合方法、使用了粘接剂的接合方法。例如，在激光模块的载体(sub mount)使用焊锡接合电子构件，使用粘接剂接合光学构件。

在将电子构件与光学构件接合于载体的情况下，产生以下的问题。即，为了使用焊锡将电子构件接合于载体，为了获得足够的接合强度而需要对载体的表面实施镀金。但是，如果对载体的表面实施镀金，则难以使用粘接材料将光学构件接合于载体。

难以在对表面实施了镀金的部件粘接其他部件的理由如下所述。即，一般情况下，粘接剂利用在构成粘接剂的分子与构成被粘接表面的原子或者分子之间产生的分子间力使粘接牢固。但是，在被粘接表面由金构成的情况下，金原子是非极性原子，由此致使粘接剂无法利用该分子间力使粘接牢固。

作为能够用于避免这种问题的技术，存在专利文献1所记载的粘接方法。在专利文献1所记载的粘接方法中，将与金属的粘接强度强的FIPG(Formed In Place Gasket)利用于金属部件与合成树脂部件的粘接。

【专利文献1】日本公开专利公报“特开2013－199834号”(2013年10月3日公开)

但是，为了在对表面实施了镀金的第1部件(例如，基底)粘接第2部件(例如，光学构件)，除了作为粘接剂使用FIPG之外，还需要在第2部件的表面设置含有铝粉末的合成树脂材料的工序。此外，为了使用该技术，还需要使合成树脂材料含有铝粉末的工序以及适当地管理该合成树脂材料的工序。

因此，期望如下的粘接方法，将实施了镀金的第1部件与第2部件粘接，无需对第2部件实施特殊的处理便能够获得牢固的粘接力。

技术实现要素：

本发明正是鉴于上述的课题而完成的，其目的在于提供粘接方法，其中，将第1部件与第2部件粘接，并且即便在第1部件的表面形成由金构成的薄膜的情况下，也无需对第2部件实施特殊的处理便能够获得牢固的粘接力。此外，提供能够实现与上述相同的制造方法以及构造物。

为了解决上述的课题，本发明所涉及的粘接方法粘接第1部件与第2部件，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，第2部件由金以外的材料构成，该粘接方法包含：(1)照射工序，通过对上述第1部件的表面的特定区域的至少一部分照射激光，使上述薄膜的基底在上述特定区域的至少一部分露出；以及(2)粘接工序，使用粘接剂在上述特定区域粘接上述第2部件。

为了解决上述的课题，本发明所涉及的制造方法是具备第1部件与第2部件的构造物的制造方法，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，该制造方法包含：(1)照射工序，通过对上述第1部件的表面的特定区域照射激光，使上述薄膜的基底在上述特定区域中露出；以及(2)粘接工序，使用粘接剂在上述特定区域粘接上述第2部件。

为了解决上述的课题，本发明所涉及的构造物具备第1部件与第2部件，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，第2部件由金以外的材料构成，上述第1部件的表面包含特定区域，其中所述薄膜的基底通过该特定区域被照射激光而在该特定区域的至少一部分露出，上述第2部件使用粘接剂粘接于上述特定区域。

根据本发明，即便在第1部件的表面形成由金构成的薄膜的情况下，也无需对第2部件实施特殊的处理，能够获得牢固的粘接力。

附图说明

图1中，(a)是示出本发明的一实施方式所涉及的粘接方法的流程的流程图。(b)是示出实施照射工序前的第1部件的立体图，(c)是示出实施照射工序后的第1部件的立体图，(d)是示出实施粘接工序后的第1部件以及第2部件的立体图。

图2是示出比较例以及实施例1～4的第1部件的照射区域的表面状态、镀金区域的比例、表面粗糙度以及最大高低差的表。

图3是示出第1部件和第2部件的粘接应力与镀金区域的比例的相互关系的曲线图。

图4中，(a)以及(b)是示出实施本发明的变形例所涉及的粘接方法所包含的照射工序后的第1部件以及薄膜的俯视图。

图5中，(a)以及(b)是示出实施本发明的其他变形例所涉及的粘接方法所包含的照射工序后的第1部件以及薄膜的俯视图。

具体实施方式

参照图1对本发明的一实施方式所涉及的粘接方法进行说明。

图1(a)是示出本实施方式所涉及的粘接方法S1的流程图。

粘接方法S1是粘接第1部件11与第2部件14的粘接方法，如图1(a)所示，包括照射工序S11以及粘接工序S12。以下，也参照图1(b)～图1(d)对粘接方法S1所包含的各工序进行说明。

图1(b)是示出实施照射工序S11前的第1部件11的立体图。如图1(b)所示，第1部件11由金以外的材料构成，在该第1部件11的表面形成有(具体而言，电镀)由金构成的薄膜12。

在本实施方式中，将通过在铜制的基材11a的表面依次形成(具体而言，电镀)由镍构成的薄膜11b以及由钯构成的薄膜11c而成的部件用作第1部件11。在该情况下，由金构成的薄膜12形成在由钯构成的薄膜11c上。另外，基材11a以及薄膜11b、11c的材料能够从金以外的任意的材料中选择，例如可以是铝或者不锈钢(SUS)。此外，也可以省略薄膜11b、11c。

照射工序S11是朝薄膜12上的特定的区域(以下，记载为“照射区域”)12a的至少一部分照射激光的工序。通过实施照射工序S11，在照射区域12a的至少一部分，构成薄膜12的金蒸发，其基底露出。图1(c)是示出实施照射工序S11后的第1部件11的立体图。

在本实施方式中，在照射工序S11中，朝照射区域12a的各点分散地照射激光。具体而言，挪用激光掩模的方法，对照射区域12a的各照射点照射脉冲激光，且每次照射一个脉冲。由此，能够使基底露出的区域密集地散布于照射区域12a。此外，通过反复实施照射工序S11，能够在照射区域12a中，使基底露出的区域的比例逐渐增加，并且，在照射区域12a中，使薄膜12残存的区域的比例逐渐减少。

粘接工序S12是使用粘接剂13在薄膜12上的特定的区域(以下，记载为“粘接区域”)12b粘接第2部件14的工序。通过实施粘接工序S12，完成第1部件11与第2部件14的粘接。图1(d)是示出包括通过本实施方式所涉及的粘接方法S1粘接的第1部件11以及第2部件14的构造物1的立体图。

在本实施方式中，作为粘接剂13的材料使用紫外线固化树脂等的光固化树脂，作为第2部件14的材料使用玻璃等的透明材料。由此，能够经由第2部件14朝粘接剂13照射光(例如紫外线)，因此容易实施粘接工序S12。但是，第2部件14的材料可以从金以外的任意的材料中选择。此外，粘接剂13并不限定于因光而固化的光固化树脂，也可以是因热而固化或者通过化学反应而固化的树脂。

在本实施方式中，如图1(b)所示，将粘接区域12b设定为包含照射区域12a。换言之，将照射区域12a设定为包含于粘接区域12b。由此，如图1(c)所示，在实施粘接工序S12后，能够防止薄膜12的基底(在本实施方式中，基材11a、薄膜11b或者薄膜11c)暴露于外部空气。因而，能够防止薄膜12的基底的腐蚀之类的劣化。

如以上那样，在本实施方式所涉及的粘接方法S1中，(1)通过照射激光，在照射区域12a的至少一部分使薄膜12的基底露出，之后，(2)使用粘接剂13在照射区域12a粘接第2部件14。因此，第2部件14在照射区域12a的至少一部分，粘接于由金以外的材料构成的基底(铜制的基材11a、由镍构成的薄膜11b、或者由钯构成薄膜11c)，而不粘接于由金构成的薄膜12。因此，与将第2部件14粘接于由金构成的薄膜12的情况相比，能够获得更牢固的粘接力。

另外，本实施方式所涉及的粘接方法S1也能够应用于构造物1的制造方法。作为能够使用本实施方式所涉及的粘接方法S1制造的构造物1，例如能够举出光模块。在光模块中，在基板上或者在层叠于基板上的载体上，搭载(1)发出激光的LD(Laser Diode)等的激光源、(2)用于驱动该LD的电子构件、(3)将激光导向光纤的反射镜、透镜等的光学部件等。此处，在基板或者载体的表面多实施镀金。因此，当粘接基板或者载体(与第1部件11对应)与光学部件(与第2部件14对应)时，应用本发明的粘接方法。由此，即便在基板或者载体的表面实施镀金的情况下，也能够在基板或者载体的表面使用粘接剂良好地粘接光学部件。使用本实施方式所涉及的粘接方法S1制造的光模块等的构造物1也包含于本发明的范畴。

〔实施例〕

参照图2以及图3对粘接方法S1的实施例进行说明。此处，对(1)实施1次照射工序S11的实施例1、(2)实施2次照射工序S11的实施例、(3)实施4次照射工序S11的实施例3、以及(4)实施8次照射工序S11的实施例4进行说明。

另外，在本实施例中，作为第1部件11，使用通过在铜制的基材11a的表面通过电镀法依次形成由镍构成的厚度1μm的薄膜11b以及由钯构成的厚度0.1μm的薄膜11c的部件。此外，作为薄膜12，使用通过电镀法形成的厚度0.1μm的镀金膜。此外，作为第2部件14，使用玻璃制的反射镜。薄膜12中粘接第2部件14的粘接区域12b是与该反射镜的底面相同的矩形区域。在本实施例中，作为该第2部件14亦即反射镜，使用底面的面积为27mm²的反射镜。

在照射工序S11中，对以规定的密度分布于照射区域12a的各照射点每次一个脉冲地照射波长1064nm的脉冲激光。在实施例1中，实施1次该照射工序S11，在实施例2中，实施2次该照射工序S11，在实施例3中，实施4次该照射工序S11，在实施例4中，实施8次该照射工序S11。

在粘接工序S12中，(1)在粘接区域12b涂布粘接剂13(紫外线固化树脂)，(2)经由粘接剂13将第2部件14载置在粘接区域12b上，(3)经由第2部件14朝粘接剂13照射紫外线。

图2是示出比较例(不实施照射工序S11的情况)以及实施例1～4的第1部件11的照射区域12a的表面状态、镀金区域(在照射区域12a中残存薄膜12的区域)的比例、表面粗糙度Ra以及最大高低差Ry的表。此处，最大高低差Ry是照射区域12a的表面轮廓的最高点的高度与最低点的高度的差。

如图2所示，可以确认随着照射工序S11的实施次数增加，镀金区域的比例逐渐减少、即薄膜12的基底露出的区域的比例逐渐增加。此外，可以确认存在随着照射工序S11的实施次数增加，表面粗糙度Ra以及最大高低差Ry增加的倾向。

另外，在对照射区域12a进行拍摄而得到的照片中，通过图像处理提取残存薄膜12的区域，对提取的区域的面积的总和相对于照射区域12a的面积的比例进行计算，由此得到镀金区域的比例。

图3是示出第1部件11和第2部件14的粘接应力与镀金区域的残存的比例的相互关系的曲线图。此处，粘接应力是通过施加于粘接区域12b的力逐渐变大，在第1部件11与第2部件14的粘接开始剥离的时刻施加于粘接区域12b的力除以粘接区域12b的面积而计算出的量。粘接应力大意味着粘接强度高。

如图3所示，在镀金区域的比例为100％的情况下(比较例)，第1部件11与第2部件14的粘接应力为0.6MPa以上且1.0MPa以下。并且，随着镀金区域的比例从100％减少，第1部件11与第2部件14的粘接应力呈现出增加的倾向。即，可以确认随着镀金区域的比例从100％减少，粘接强度提高。另外，在照射工序S11的实施次数为8次的情况下(实施例4)，第1部件11与第2部件14的粘接应力为1.8MPa以上且2.5MPa以下。

在使用粘接方法S1制造光模块的情况下，优选第1部件11与第2部件14的粘接应力为1.4MPa以上。如此规定是基于在光模块中与第1部件11对应的基板或者载体最大可能产生10μm的挠曲的见解。发明人们得到以下见解：在使基板或者载体挠曲10μm的情况下，在与第2部件14对应的光学构件的粘接区域12b产生最大接近1.4MPa的弯曲应力。通过使第1部件11与第2部件14的粘接应力为1.4MPa以上，即便在第1部件11产生了10μm的挠曲的情况下，第1部件11与第2部件14的粘接也不会剥离而能够保持良好的状态。

根据图3所示的粘接应力的测定结果，在镀金区域的比例为60％以下的情况下(实施例2～4)，第1部件11与第2部件14的粘接应力超过1.4MPa。因而，在粘接方法S1中，优选反复进行照射工序S11直至镀金区域的比例变为60％以下。

如以上那样，在粘接方法S1中，随着照射工序S11的实施次数增加，第1部件11与第2部件14的粘接应力提高。其主要原因在于照射区域12a中的镀金区域的比例减少。进而，作为增加照射工序S11的实施次数的次要效果，可举出能够使照射区域12a表面粗糙度Ra增大。通过表面粗糙度Ra增大，粘接剂13与薄膜12的基底的粘接面积增大，结果，粘接应力提高。

〔变形例1〕

参照图4(a)以及图4(b)对本实施方式所涉及的粘接方法S1的两个变形例进行说明。图4(a)以及图4(b)是实施本变形例所涉及的粘接方法S1所包含的照射工序S11后的第1部件11的俯视图。另外，在图4(a)以及图4(b)中，第1部件11被薄膜12’、12”遮盖。图4(a)以及图4(b)所示的薄膜12’、12”与图1(c)所示的薄膜12对应。

在图4(a)所示的变形例中，采用将在照射工序S11中照射激光的照射区域12a’的外周形成为平滑的曲线的结构。根据该结构，在照射区域12a’的外周不存在弯曲应力容易集中的角(顶点)，因此，第1部件11挠曲时产生的弯曲应力被分散于照射区域12a’的外周。因而，与照射区域12a为长方形的情况(参照图1)相比较，通过本变形例的粘接方法粘接的构造物呈现出更高的粘接应力。

此外，在图4(b)所示的变形例中，采用将在照射工序S11中照射激光的照射区域12a”形成为具有由平滑的曲线构成的外周以及内周的环状区域、且是沿着在粘接工序S12中粘接第2部件14的粘接区域12b”的环状区域的结构。利用该照射区域12a”将薄膜12划分成存在于照射区域12a”的内侧的薄膜121以及存在于照射区域12a”的外侧的薄膜122。

根据该结构，通过在外周以及内周由平滑的曲线构成的照射区域12a”粘接第2部件14，第1部件11与第2部件14呈现出与图4(a)所示的变形例相同程度的高的粘接应力。并且，与图4(a)所示的变形例相比较，照射区域12a”的面积变窄，因此能够缩短照射工序S11所需的时间。

〔变形例2〕

参照图5对本实施方式所涉及的粘接方法S1的其他两个变形例进行说明。图5(a)以及图5(b)是实施本变形例所涉及的粘接方法S1所包含照射工序S11后的第1部件11的俯视图。另外，在图5(a)以及图5(b)中，第1部件11被薄膜22、22’遮盖。图5(a)以及图5(b)所示的薄膜22、22’与图1(c)所示的薄膜12对应。

在图5(a)所示的变形例中，采用将在照射工序S11中照射激光的照射区域22a形成为包含在粘接工序S12中粘接第2部件14的粘接区域22b的区域的结构。根据该结构，在使第1部件11挠曲的情况下产生的弯曲应力容易集中的粘接区域22b的外周包含于照射区域22a。因而，与照射区域12a不包含粘接区域12b的情况(参照图1)相比较，通过本变形例的粘接方法粘接的构造物呈现出更高的粘接应力。

但是，在照射区域22a中的薄膜22的基底露出的区域暴露于外部空气的情况下，存在从该基底露出的区域起腐蚀之类的劣化加剧的可能性。为了防止这种情况发生，在本变形例中，优选在包含照射区域22a的区域涂布粘接剂13。即，优选将涂布粘接剂13的区域的一部分设为照射区域22a，将照射区域22a的一部分设为粘接区域22b。由此，能够利用粘接剂13覆盖照射区域22a中的薄膜22的基底露出的区域，结果，能够抑制该区域的腐蚀之类的劣化。

此外，在图5(b)所示的变形例中，采用将在照射工序S11中照射激光的照射区域22a’形成为包含在粘接工序S12中粘接第2部件14的粘接区域22b’的外周在内的环状区域、且是沿着粘接区域22b’的外周的环状区域的结构。利用该照射区域22a’将薄膜22’划分成存在于照射区域22a’的内侧的薄膜221以及存在于照射区域22a’的外侧的薄膜222。

根据该结构，粘接区域22b’的外周包含于照射区域22a’，因此，第1部件11与第2部件14呈现出与图5(a)所示的变形例相同程度的高的粘接应力。并且，与图5(a)所示的变形例相比较，照射区域22a’的面积变窄，因此能够缩短照射工序S11所需的时间。

另外，在本变形例中，在图(b)中图示出照射区域22a’的外周以及内周由平滑的曲线构成，不过照射区域22a’的外周以及内周也可以为包含角(顶点)的形状。例如，照射区域22a’的外周以及内周的形状也可以为长方形。

[汇总]

本实施方式所涉及的粘接方法粘接第1部件与第2部件，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，第2部件由金以外的材料构成，该粘接方法包含：(1)照射工序，通过对上述第1部件的表面的特定区域的至少一部分照射激光，使上述薄膜的基底在上述特定区域的至少一部分露出；(2)以及粘接工序，使用粘接剂在上述特定区域粘接上述第2部件。

根据上述的结构，第2部件并不是粘接在由金构成的薄膜上，而是粘接在由金以外的材料构成的基底上。因此，无需对第2部件实施特殊的处理，与将第2部件粘接在由金构成的薄膜上的情况相比，能够获得牢固的粘接力。

优选上述照射工序是对上述特定区域的各点分散地照射激光的工序。

根据上述的结构，能够使基底露出的区域密集地分散于特定区域。此外，通过反复实施照射工序，能够在特定区域中，使基底露出的区域的比例逐渐增加，并且在特定区域中，使薄膜残存的区域的比例逐渐减少。

优选反复进行上述照射工序直至在上述特定区域中上述薄膜残存的区域的面积的总和变为上述特定区域的面积的60％以下。

根据上述的结构，第1部件与第2部件的粘接应力超过认为足以实际应用的规定的值(1.4MPa)。

优选上述特定区域包含于上述第1部件的表面中的粘接上述第2部件的区域。

根据上述的结构，能够防止在实施粘接工序后薄膜的基底暴露于外部空气。因而，能够防止薄膜的基底的腐蚀之类的劣化。

优选上述特定区域是外周为平滑的曲线的区域。

根据上述的结构，在特定区域的外周不存在弯曲应力容易集中的角，因此，第1部件挠曲时产生的弯曲应力被分散到特定区域的外周。因而，与在特定区域的外周存在角的情况相比较，能够更加牢固地粘接第1部件与第2部件。

优选上述特定区域是沿着上述第1部件的表面中粘接上述第2部件的区域的外周的环状区域。

根据上述的结构，照射区域的面积变窄，因此能够缩短照射工序所需的时间。

优选上述第2部件是透明部件。

根据上述的结构，能够经由第2部件朝粘接剂照射光(例如紫外线)，因此容易实施粘接工序。

本实施方式所涉及的制造方法是具备第1部件与第2部件的构造物的制造方法，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，该制造方法包含：(1)照射工序，通过对上述第1部件的表面的特定区域照射激光，使上述薄膜的基底在上述特定区域中露出；(2)以及粘接工序，使用粘接剂在上述特定区域粘接上述第2部件。

本实施方式所涉及的制造方法起到与本实施方式所涉及的粘接方法相同的效果。

本实施方式所涉及的构造物具备第1部件与第2部件，其特征在于，上述第1部件由金以外的材料构成，在上述第1部件的表面形成有由金构成的薄膜，上述第1部件的表面包含通过照射激光而使上述薄膜的基底露出的特定区域，上述第2部件使用粘接剂粘接于上述特定区域。

本实施方式所涉及的构造物起到与本实施方式所涉及的粘接方法相同的效果。

[附注事项]

本发明并不限定于上述的各实施方式，能够在权利要求所记载的范围内进行各种变更，通过将在不同的实施方式分别公开的技术手段适当组合而获得的实施方式也包含于本发明的技术范围。

本发明能够利用于使用粘接剂粘接两个部件的粘接方法。此外，能够利用于具备相互粘接的两个部件的构造物及其制造方法。

其中，附图标记说明如下：

S1：粘接方法；S11：照射工序；S12：粘接工序；1：构造物；11：第1部件；11a：基材；11b：薄膜；11c：薄膜；12：薄膜；12a：照射区域(特定区域)；12b：粘接区域(粘接第2部件的区域)；13：粘接剂；14：第2部件。