树脂金属接合物及其制造方法

树脂金属接合物及其制造方法
【专利摘要】本发明提供铜部件与PPS或PBT树脂的结合性得以提高的树脂金属接合物及其制造方法，树脂金属接合体是在前述铜部件表面上利用铜氧化物以下述范围：10％≤Cu2O/(Cu2O+CuO)≤75％存在的铜部件接合面与前述树脂部件接合而成的，优选的是，在该铜部件的该树脂部件侧的接合面还存在三嗪硫醇衍生物的树脂金属接合物。
【专利说明】树脂金属接合物及其制造方法
[0001] 本申请是申请日为2008年12月15日、申请号为200880120895. 5、发明名称为"树 脂金属接合物及其制造方法"的专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及将铜部件与聚苯硫醚（以下适当简称为"PPS"）或聚对苯二甲酸丁二 醇酯（以下适当简称为"PBT"）树脂部件接合而成的树脂金属接合物及其制造方法，特别 是涉及利用以一定的比例含有氧化铜（I)和氧化铜（II)的铜接合面接合而成的、铜部件与 PPS或PBT部件的树脂金属接合物及其制造方法。

【背景技术】
[0003] 近年来，例如在家电产品、移动电话、汽车部件、个人电脑和电子部件等各种领域 中被要求轻量化。
[0004] 对于所述被要求轻量化的构件等，正在将使用的金属构件替换为树脂构件。
[0005] 但是，对于要求金属特有的高导电性、导热性的特性的部分，难以将金属构件替换 成树脂构件。因此，正在研宄金属构件与树脂构件的接合体，即：对于要求前述特性的部分 应用金属构件，对于不要求前述特性的部分，为了实现轻量化而应用树脂构件。
[0006] 作为制造铜部件与树脂部件的接合体的以往的方法，采用下述方法等：使用粘接 剂将铜部件与树脂部件接合的方法；将铜部件设置于模具内，利用直接注入熔融树脂的嵌 入成形或嵌出成形（outsertmolding)将铜部件与树脂接合的方法。
[0007] 通过该以往的方法制造的树脂金属接合物具有如下缺点：若被放置于高温高湿环 境下或受热，则铜部件与树脂部件的结合性大大降低。
[0008] 另一方面，日本特公平5-51671号公报（专利文献1)中，作为获得树脂构件与金 属构件粘接而成的树脂金属接合物的技术，公开了通过电沉积在金属构件表面上形成三嗪 硫醇覆膜的、金属表面的电化学表面处理法和其复合体。
[0009] 另外，日本特开2001-200374号公报（专利文献2)中公开了如下的金属表面反应 性保持方法：在金属表面上形成的作为覆膜的三嗪三硫醇金属盐与可带负电的反应化合物 反应或吸附，从而来保持在金属表面上形成的作为覆膜的三嗪三硫醇金属盐的反应性。 [0010] 但是，这些树脂金属接合物存在如下问题：为了将铜部件与树脂部件接合，接合界 面的强度不够充分，在使用环境下，结合性恶化而产生剥离，而无法保持密封性。
[0011] 专利文献1 :日本特公平5-51671号公报
[0012] 专利文献2 :日本特开2001-200374号公报


【发明内容】

[0013] 发明要解决的问题
[0014] 本发明是鉴于上述以往的问题而进行的，目的在于提供一种结合性得以提高的、 铜部件与PPS或PBT树脂的树脂金属接合物及其制造方法。
[0015] 用于解决问题的方案
[0016] 本发明发现：为了实现上述课题，通过使铜部件与热塑性树脂部件之间的铜接合 面侧以特定的比例存在氧化铜（I)和氧化铜（II)，或者使铜接合面侧存在前述特定比例的 氧化铜（I)和氧化铜（II)以及三嗪硫醇衍生物，能够形成结合性优异的树脂金属接合物。
[0017]另外，本发明发现：使铜部件与氧化剂溶液接触，使表面存在特定比例的铜氧化物 ((I)及（II))，或者，在使前述铜部件与氧化剂溶液接触之前，使用含有三嗪二硫醇衍生物 的溶液通过湿式法使铜表面存在三嗪二硫醇衍生物，接着使铜部件与前述氧化剂溶液接触 而存在特定的氧化铜（I)及氧化铜（II)，在该铜部件的前述接合面侧接合前述PPS或PBT， 由此，能够制造结合性优异的、作为铜部件与PPS或PBT的树脂金属接合物的复合体。
[0018] 本发明的第1树脂金属接合物的特征在于，该树脂金属接合物是将铜部件与聚苯 硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂部件接合而成的，
[0019] 在前述铜部件表面上，利用铜氧化物以下述范围存在的铜部件接合面将该铜部件 与前述树脂部件接合，
[0020] 10 % 彡Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75 %。
[0021] 本发明的第2树脂金属接合物的特征在于，在上述第1树脂金属接合物中，在该铜 部件的该树脂部件侧的接合面还存在三嗪硫醇衍生物。
[0022] 制造本发明的树脂金属接合物的第1制造方法的特征在于，
[0023] 通过具备以下工序从而将所述铜部件与该聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯树 脂接合：
[0024] 通过使铜部件与氧化剂溶液接触，从而使该铜部件的该树脂部件侧的接合面上的 铜氧化物达到下述范围：
[0025]10%^Cu2O/(Cu20+Cu0) ^ 75%,
[0026] 对于所述存在特定比例的铜氧化物的铜部件嵌入成形聚苯硫醚或聚对苯二甲酸 丁二醇酯树脂。
[0027] 制造本发明的树脂金属接合物的第2制造方法的特征在于，
[0028] 在上述第1制造方法中，在使铜部件与氧化剂溶液接触之前，还具备对铜部件表 面进行三嗪处理的工序。
[0029] 优选的是，在本发明的前述第2树脂金属接合物的制造方法中，
[0030] 前述三嗪处理是通过使用了含有三嗪硫醇衍生物的溶液的湿式法在铜部件表面 形成三嗪硫醇衍生物的覆膜。
[0031] 这里，铜部件不仅包括由纯铜形成的铜部件，还包括由磷青铜、黄铜、无氧铜、铜合 金C1441(tinbearingcopper)、铜铁合金（copper-ironalloys)、铍铜的铜合金形成的铜 部件。
[0032] 发明的效果
[0033] 本发明的第1树脂金属接合物能够使铜部件与热塑性树脂部件牢固地接合，例 如，即使用于汽车等的部件中，在其使用环境下也不会剥离或断裂，具有优异的结合性。
[0034]另外，本发明的第2树脂金属接合物除上述效果以外，通过使铜部件的接合面存 在三嗪硫醇衍生物，能够使铜部件与热塑性树脂部件更牢固地接合。
[0035]另外，本发明的树脂金属接合物的制造方法能够有效地制造上述本发明的树脂金 属接合物。
[0036] 通过使上述铜接合面以上述特定的比例存在氧化铜（(I)及（II))，能够使铜部件 与热塑性树脂部件之间的结合性变得良好。另外，通过使前述铜接合面还存在三嗪衍生物， 能够提尚结合性。
[0037] 即认为，利用铜氧化物与PPS或PBT带来的锚固效果，能够提高结合性，此外，通过 铜-三嗪-热塑性树脂之间的反应，能够进一步提高铜部件与热塑性树脂的结合性。

【专利附图】

【附图说明】
[0038] 图1是表不树脂金属接合物的一个例子的不意图。
[0039] 图2是表示树脂金属接合物的接合部的一个例子的示意图。
[0040] 附图标记说明
[0041] 1树脂金属接合物
[0042] 2铜部件
[0043] 3树脂部件

【具体实施方式】
[0044] 通过下面的优选实施方式例对本发明进行说明，但并不限定于这些。
[0045] 本发明的第1树脂金属接合物是铜部件与聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯树 脂部件接合而成的树脂金属接合物，是在前述铜部件表面上利用铜氧化物以下述范围存在 的铜部件接合面将该铜部件与前述树脂部件接合而成的树脂金属接合物，
[0046] 10 % 彡Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75 %。
[0047] 这样，通过使铜部件与PPS或PBT树脂部件之间夹持特定的面积比例的氧化铜 (⑴及（II))，从而在以往得不到充分的结合性的铜部件与PPS或PBT部件的接合界面，形 成：该铜接合面中的Cu2O与PPS树脂的主骨架之间的S-Cu2O的酸碱结合、Cu2O与PBT树脂 的主骨架之间的C=O-Cu2O的酸碱结合、以及由铜氧化物接合面与PPS树脂或PBT树脂表 面间的凹凸构成的锚固结合，从而能够具有优异的结合性。
[0048] 另外，本发明的第2树脂金属接合物是如下树脂金属接合物：在上述第1树脂金属 接合物中，在该铜部件的该树脂部件侧的接合面还存在三嗪硫醇衍生物。
[0049] 这样，通过在铜部件与PPS或PBT树脂部件之间不仅夹持上述特定的面积比例的 铜氧化物，还夹持三嗪硫醇衍生物，从而在铜部件与PPS或PBT部件的接合界面，不仅由该 铜部件的Cu与该三嗪硫醇衍生物形成Cu-S的化学键从而具有良好的结合状态，并且形成： 该接合面中的Cu2O与PPS树脂的主骨架之间的S-Cu2O的酸碱结合、三嗪硫醇衍生物与PPS 树脂的末端官能团之间的C-N共价键、以及Cu2O与PBT树脂的主骨架之间的C=O-Cu2O的 酸碱结合、进而由三嗪硫醇衍生物与PPS树脂或PBT树脂表面间的凹凸构成的锚固结合，从 而能够具有优异的结合性。
[0050] 本发明的树脂金属接合物中可使用的铜部件，不仅可应用由纯铜形成的铜部件， 还可应用由磷青铜、黄铜、无氧铜、铜合金C1441、铜铁合金、铍铜的铜合金形成的铜部件，另 夕卜，与该铜部件接合的树脂优选为聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
[0051] 本发明的树脂金属接合物，在与PPS或PBS树脂部件接合的铜部件表面上，利用 铜氧化物以下述范围存在的铜部件接合面与前述PPS或PBT树脂部件接合，Cu2O/ (Cu2(HCuO)彡 75%、优选 10 % 彡Cu2CV(Cu2CHCuO)彡 50%。
[0052] 具体而言，在与PPS或PBT树脂部件接合的铜部件表面中存在的Cu20,以由峰强度 求得的面积比计为10%彡Cu2OACu2(HCuO)彡75%。
[0053] 这是由于：Cu2O成为有助于在上述铜接合面中与上述PPS或PBT树脂的结合性的 反应位点，上述铜接合面与上述PPS或PBT树脂之间的S-Cu2O结合数增大，能够进一步提 高结合性。
[0054] 认为若Cu2CV(Cu2CHCuO)的面积比小于10%，则S-Cu2O结合数少，因此结合性差， 另外若Cu2CV(Cu2CHCuO)的面积比超过75%，则利用与过氧化物的反应而生成的Cu2O的比 例小，或者不能充分地形成凹凸形状，因此不优选。
[0055] 所述由峰强度求得的面积比率是通过使用XPS(X射线光电子能谱法：X-ray PhotoelectronSpectroscopy)对与PPS或PBT树脂部件接合的铜部件表面进行测定而求 得的值。
[0056] 具体而言，使用XPS(ULVACPHI公司制造的5600ci)对铜部件表面进行Cu2p的窄 扫描谱（narrowscanspectra)分析。
[0057](测定条件）
[0058]激发X射线：mono-Al、
[0059]X射线入射角度：70°、
[0060]测定面积：φ800μπκ
[0061] 校正条件：将Cls的C-C或C-H校正为285.OeV。
[0062] (解析）
[0063]将Cu2p3/2 峰分离成Cu(I)、Cu(II)的峰。
[0064] 采用峰面积并利用Cu(I)/{Cu(I)+Cu(II)}计算出Cu2O比率。
[0065] 本发明的第2树脂金属接合物中，在铜部件的接合面除了存在具有上述特定的面 积比的氧化铜（I)及氧化铜（II)，还存在三嗪硫醇衍生物。
[0066]

【权利要求】
1. 一种树脂金属接合物，其特征在于，该树脂金属接合物是铜部件与聚苯硫醚或聚对 苯二甲酸丁二醇酯树脂部件接合而成的， 在所述铜部件表面上，利用铜氧化物的通过使用X射线光电子能谱法求得的面积比以 下述范围存在、并且存在三嗪硫醇的铜部件接合面将该铜部件与所述树脂部件接合而成， 其中所述铜氧化物是使铜部件与选自由过氧化氢、过氧化钾、过氧化钠、氢过氧化物所组成 的组的过氧化物溶液接触得到的， 10% 彡 Cu20/(Cu20+Cu0)彡 75%。
2. -种树脂金属接合物的制造方法，其特征在于，在制造树脂金属接合物时，通过具备 以下工序从而将铜部件与聚苯硫醚或聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂接合： 使铜部件与选自过氧化氢、过氧化钾、过氧化钠、氢过氧化物所组成的组的过氧化物溶 液接触之前，对铜部件表面进行三嗪处理，然后通过使所述铜部件与所述过氧化物溶液接 触，从而使该铜部件的该树脂部件侧的接合面上的铜氧化物的通过使用X射线光电子能谱 法求得的面积比达到下述范围： 10%^ Cu20/(Cu20+Cu0) ^75%, 对于所述存在特定比例的铜氧化物和三嗪硫醇衍生物的铜部件嵌入成形聚苯硫醚或 聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂。
3. 根据权利要求2所述的树脂金属接合物的制造方法， 所述三嗪处理是通过使用了含有三嗪硫醇衍生物的溶液的湿式法在铜部件表面形成 三嗪硫醇铜盐的覆膜。
4. 根据权利要求3所述的树脂金属接合物的制造方法，其特征在于， 所述湿式法是将铜部件在含有三嗪硫醇衍生物的溶液中浸渍的浸渍法。
5. 根据权利要求4所述的树脂金属接合物的制造方法，其特征在于，所述过氧化物溶 液的浓度为〇. 5?10wt%，含有三嗪硫醇衍生物的溶液的温度为30?80°C，浸渍时间为 10?90秒。
【文档编号】B29C45/14GK104494038SQ201410498572
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2008年12月15日 优先权日:2007年12月14日
【发明者】黑山真澄, 加藤和生, 石川智则, 佐佐木八重子, 佐藤节子, 中村正幸, 三浦修平 申请人:株式会社东亚电化