激光接合结构和电子控制装置以及激光接合结构的制造方法与流程

本发明涉及将树脂成型体与金属体激光接合而构成的激光接合结构，和包括激光接合结构的电子控制装置，以及激光接合结构的制造方法。

背景技术：

已知有如下的由热可塑性树脂组成物构成的树脂成型体与金属体的复合体的制造方法：使由热可塑性树脂组成物构成的树脂成型体与金属体重叠，从金属体侧照射激光，使由热可塑性树脂组成物构成的树脂成型体的至少一部分软化和/或熔融从而相接合(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-76437号公报

技术实现要素：

发明所要解决的问题

将树脂成型体与金属体激光接合时，如果树脂成型体与金属体的间隙大，则存在激光接合部的接合强度下降的问题。但是，在专利文献1中没有关于用于抑制由树脂成型体与金属体的间隙导致的、激光接合部的接合强度的下降的结构进行说明的具体的记载。

用于解决问题的技术手段

根据本发明的第一方式，激光接合结构通过将含有结晶性树脂和非结晶性树脂的、被合金化了的热可塑性的聚合物合金构成的树脂成型体，与由金属构成的金属体激光接合来形成，非结晶性树脂的玻化转变温度比结晶性树脂的熔融开始温度低。

根据本发明的第二方式，激光接合结构通过将在结晶性树脂中含有其它树脂的、被合金化了的热可塑性的聚合物合金构成的树脂成型体，与由金属构成的金属体激光接合来形成，聚合物合金的结晶化速度比结晶性树脂的结晶化速度低，或者，聚合物合金的再结晶化温度比结晶性树脂的再结晶化温度低。

根据本发明的第三方式，在激光接合结构的制造方法中，准备由含有结晶性树脂和非结晶性树脂的、被合金化了的热可塑性的聚合物合金构成的树脂成型体，和由金属构成的金属体，非结晶性树脂的玻化转变温度比结晶性树脂的熔融开始温度低，至少在树脂成型体的与金属体激光接合的部分实施使含氧官能团增大的处理，将树脂成型体加热至非结晶性树脂的玻化转变温度以上的温度，在使树脂成型体和金属体相互按压接触的状态下，将树脂成型体与金属体激光接合。

发明的效果

根据本发明，能够抑制因树脂体与金属体的间隙导致的激光接合强度的降低。

附图说明

图1是表示第一方式的具有激光接合结构的电子控制装置的概略的立体图。

图2是表示电子控制装置的概略的分解立体图。

图3是电子控制装置的功能框图。

图4是用于说明制造电子控制装置的工序的流程图。

图5是对结晶性树脂和非结晶性树脂的选择方法进行说明的图。

图6是示意地表示在利用按压固定具将金属基体按压于树脂成型体的状态下，扫描激光的顺序的立体图。

图7是示意地表示利用按压固定具将金属基体按压于树脂成型体的状态的截面图。

图8是说明将树脂片和金属片激光接合的情形的图。

图9是表示强度评价结果的图。

图10是表示聚合物合金的弹性模量的温度特性的图。

图11是表示第二实施方式的电子控制装置的覆盖部和连接器的立体图。

图12是对变形例1和变形例2的电子控制装置的激光接合方法进行说明的截面图。

图13是对变形例3的电子控制装置的激光接合方法进行说明截面图。

图14是对变形例4和变形例5的电子控制装置的激光接合方法进行说明截面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

-第一实施方式-

图1是表示本发明的第一实施方式的具有激光接合结构的电子控制装置100的概略的立体图，图2是表示电子控制装置100的概略的分解立体图。本实施方式的电子控制装置100是装载于汽车、对发动机进行电子控制的发动机控制单元(ECU)。如图2所示，电子控制装置100包括发动机控制用的电路基板5、树脂成型体1和金属基体4。

树脂成型体1包括：覆盖配置在金属基体4上的电路基板5的覆盖部1a；和用于进行电路基板5与外部的设备(各种传感器和致动器等)的信号的交换的连接器1b。树脂成型体1由含有热可塑性的结晶性树脂和热可塑性的非结晶性树脂的被合金化了的热可塑性树脂组成物即聚合物合金构成，是通过注塑成形而一体地形成覆盖部1a和连接器1b得到的一体成型体。

在连接器1b，嵌件成型(Insert mold)有与电路基板5电连接的端子销(未图示)，通过连接器1b保持端子销(未图示)。在覆盖部1a设置有用于配置电路基板5的凹部1c。覆盖部1a的凹部1c的开口周缘部是与金属基体4的缘部(外周部)相接的接合面(以下，记作树脂接合面1d)，作为平坦的面形成。

通过将金属基体4以堵塞覆盖部1a的凹部1c的方式被激光接合于树脂成型体1，凹部1c的开口被金属基体4堵塞，由凹部1c和金属基体4划分出收纳电路基板5的收纳空间。通过在电路基板5安装发动机控制用的多个电子部件6，形成规定的配线图案，构成电子电路部。

金属基体4具有作为将由电路基板5的电子部件6产生的热向外部气氛中散热的散热体的功能。金属基体4由压铸铝构成，形成为矩形平板状，相互平行地形成有多个散热片7。

金属基体4的缘部(外周部)是通过后述的激光接合工序被接合的连接部4a。金属基体4的连接部4a的一个面为与树脂成型体1的树脂接合面1d相接的接合面(以下，记作金属接合面4d(参照图7))，作为平坦的面形成。金属基体4的连接部4a的另一个面为被照射激光的激光照射面11。激光照射面11为了使激光照射均匀地进行而形成为平坦的面。

从在激光接合部11a的密封性的观点出发，通过后述的激光接合形成的激光接合部11a(参照图1的虚线)的宽度优选至少确保为1mm以上。因此，激光照射面11的宽度设定为至少能够确保激光接合部11a的宽度为1mm以上那样的大小。

金属基体4的连接部4a的厚度从激光接合的观点出发优选为0.5～2.0mm左右。激光照射面11的表面粗糙度考虑制造成本来决定。通常，与表面粗糙度小的情况相比，当表面粗糙度大时，由于散射产生的效果而反射率变小，能够使接合所必须的激光能量小，因此能够实现通过在激光接合时将激光输出设定得较低而实现的制造成本的低成本化，和通过将激光的扫描速度设定得高而实现的制造工序的缩短。另外，金属基体4的表面粗糙度能够通过实施喷砂处理或利用药液进行的处理而增大。此外，按照吸收率增大的观点，不仅能够将粗糙度增大，还可以实施氧化铝膜处理。

图3是电子控制装置100的功能框图。如图3所示，电路基板5包括彼此通过总线连接的CPU201、ROM202、RAM203和输入输出端口204、输入电路205、控制各种致动器的动作的驱动电路。

在输入电路205，经连接器1b的端子被输入来自曲轴转角传感器和水温传感器等各种传感器的检测信号。在驱动电路包括点火输出电路206和喷射阀驱动电路207，该点火输出电路206经连接器1b的端子按规定的定时向火花塞208输出驱动控制信号，该喷射阀驱动电路207经连接器1b的端子按规定的定时向燃料喷射阀209输出驱动控制信号。

对具有激光接合结构的电子控制装置100的制造方法进行说明。

图4是用于说明制造电子控制装置100的工序的流程图。电子控制装置100的制造方法包括树脂选择工序S110、注塑成形工序S120、组装准备工序S130、组装工序S140、表面改性处理工序S145和激光接合工序S150。

-树脂选择工序-

在树脂选择工序S110，选择结晶性树脂和合金化的非结晶性树脂。选择之时，以满足以下的选择条件的方式分别选择结晶性树脂和非结晶性树脂。将所选择的结晶性树脂和非结晶性树脂合金化，形成小球状的聚合物合金。

＜选择条件＞非结晶性树脂的玻化转变温度Tg＜结晶性树脂的熔融开始温度Ti

图5是对结晶性树脂和非结晶性树脂的选择方法进行说明图。在图5中，以实线描绘的曲线是表示结晶性树脂的差示扫描量热法(DSC：differential scanning calorimetry)的测定结果的DSC曲线。在图5，以二点划线描绘的曲线是表示结晶性树脂以非结晶性树脂为合金材料合金化了的聚合物合金的DSC测定结果的DSC曲线，表示再结晶化温度Tca附近的曲线。此外，在图5中，以一点划线描绘的直线表示非结晶性树脂的玻化转变温度Tg。

如图5所示，结晶性树脂的熔融开始温度Ti和熔点Tm、再结晶化温度Tc、Tca能够使用公知的差示扫描量热计来测定。另外，熔融开始温度Ti是指加热时的DSC曲线中由于熔融而产生的吸热开始进行的温度，例如能够定义为依据JISK7121，根据基于差示扫描量热法获得的DSC曲线作为外推熔融起始温度所获得的值。此外，再结晶化温度是指冷却时的DSC曲线的发热峰值的温度。

作为结晶性树脂，考虑到将电子控制装置100装载于汽车的发动机室，从耐热性和耐药性等观点出发，优选选自聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酰胺6(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺6T(PA6T)、聚酰胺9T(PA9T)、聚苯硫醚(PPS)。

作为非结晶性树脂，优选选自聚苯乙烯(PS)，丙烯腈-苯乙烯(AS)，聚碳酸酯(PC)，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，环烯烃聚合物(COP)。另外，在聚苯乙烯(PS)中还包含高冲击聚苯乙烯(HIPS)。

-注塑成形工序-

在图4所示的注塑成形工序S120，将在树脂选择工序S110所获得的小球状的聚合物合金加热熔融，通过利用注塑成形机(未图示)进行注塑成形而形成树脂成型体1。例如，注塑成形机的喷嘴配置在与覆盖部1a的中央部对应的位置。从喷嘴的喷出口喷出的聚合物合金从中央部向周围扩展，一体地形成覆盖部1a和连接器1b。

-组装准备工序-

在组装准备工序S130，准备树脂成型体1、安装有电子部件6的电路基板5和金属基体4。

-组装工序-

在组装工序S140，将电路基板5配置在树脂成型体1的凹部1c，利用点流焊(spot flow)(局部焊接)等将连接器1b的端子销与电路基板5焊接接合，将两者电连接。通过粘合剂、热铆接、螺纹结合等将电路基板5固定于树脂成型体1。在使用粘合剂进行固定的情况下，通过使用紫外线固化粘合剂或在室温进行固化的2液粘合剂进行固定，能够实现工序时间的缩短，因此优选。

也可以以在金属基体4与电路基板5之间设置有散热材料的方式涂敷散热材料，使得从金属基体4高效率地散热。散热材料例如能够采用环氧类和硅类的热固化性树脂。在这种情况下，能够利用后述的激光接合时产生的热使散热材料固化。

-表面改性处理工序-

在表面改性处理工序S145中，在树脂成型体1与金属基体4的接合面实施大气压等离子体处理。在表面改性处理工序S145中，在大气压下产生等离子体，向树脂成型体1的树脂接合面1d和金属基体4的金属接合面4d照射等离子体。由此，在树脂接合面1d中含氧官能团生成、增大，表面能增大。此外，当在金属接合面4d实施大气压等离子体处理时，由于表面的清洗和牢固的氧化膜的形成，表面能增大。另外，表面改性工序只要是注塑工序之后和接合前就可以在任何部分进行。

-激光接合工序-

如果在激光接合工序S150，在照射激光10时在金属基体4的表面反射的反射光照射到激光源，则会产生激光源劣化的问题。因此，倾斜地照射激光10，以使得激光10的反射光不照射到激光源。因此，以下列举在两个工序中进行激光照射的情况。

激光接合工序S150包括第1加压工序S152、第1激光照射工序S154、第2加压工序S156和第2激光照射工序S158。图6是示意地表示在利用按压固定具190将金属基体4按压于树脂成型体1的状态扫描激光10的顺序的立体图。在图6，以虚线示意地表示激光10的轨迹。图7是示意地表示利用按压固定具190将金属基体4按压于树脂成型体1的状态的截面图。

在激光接合工序S150，首先，以使得树脂接合面1d成为上侧的方式，将树脂成型体1载置于载置台(未图示)，将树脂成型体1固定在载置台。以使树脂成型体1的树脂接合面1d与金属基体4的金属接合面4d抵接的方式将金属基体4配置在树脂成型体1上。准备按压面平坦的按压固定具190。

-第1加压工序-

在第1加压工序S152，如图6(a)和图7所示那样，以使得按压固定具190的边缘部位于沿着矩形状的金属基体4的一个边的激光照射面11的附近的方式，将按压固定具190定位，将按压固定具190从上方放在(当て)金属基体4，向下方按压金属基体4。由此，金属基体4的金属接合面4d与树脂成型体1的树脂接合面1d相互按压接触。另外，在金属接合面4d和树脂接合面1d，分别形成有微小的凹凸，因此所谓的“金属接合面4d与树脂接合面1d相互按压接触并不是指树脂接合面1d与金属接合面4d在整个区域被按压接触，而包括在一部分形成有间隙的情况。使按压固定具190的相对于金属基体4的接触面积越大，越能够抑制金属基体4的翘曲和金属基体4与树脂成型体1的紧贴性的下降。

-第1激光照射工序-

第1激光照射工序S154在树脂成型体1与金属基体4通过按压固定具190被相互按压接触的状态进行。在第1激光照射工序S154，如图6(a)和图7所示那样，对沿着矩形状的金属基体4的一个边的激光照射面11照射激光10，如图6(a)中以虚线示意地表示的那样，从起点(A点)至终点(B点)呈一直线状地扫描激光10，将金属接合面4d与树脂接合面1d接合。

-第2加压工序-

在第2加压工序S156，如图6(b)和图7所示那样，以使得按压固定具190的边缘部位于沿着矩形状的金属基体4的三个边的激光照射面11的附近的方式，将按压固定具190定位，将按压固定具190从上方放在金属基体4，向下方按压金属基体4。由此，金属基体4的金属接合面4d与树脂成型体1的树脂接合面1d相互按压接触。

-第2激光照射工序-

第2激光照射工序S158在树脂成型体1与金属基体4通过按压固定具190被按压接触的状态进行。在第2激光照射工序S158，如图6(b)和图7所示那样，对沿着矩形状的金属基体4的三个边的激光照射面11照射激光10，如在图6(b)中以虚线示意地表示的那样，从起点(A点)至终点(B点)呈大致コ字形扫描激光10，将金属接合面4d与树脂接合面1d接合。

由此，树脂成型体1与金属基体4被接合，电子控制装置100制作成功。通过在沿着金属基体4的四个边的口字形的激光照射面11的全周扫描激光10，如在图1中以虚线示意地表示的那样形成激光接合部11a。其结果是，收纳电路基板5的收纳空间被激光接合部11a密封。

另外，由于起点(A点)与终点(B点)在第1激光照射工序S154和第2激光照射工序S158这两个工序中被照射，所以存在激光10的热输入量变多的趋势。因而，为了实现热输入量的均匀化，也可以在第1激光照射工序S154和第2激光照射工序S158中分别将起点(A点)和终点(B点)的位置偏移若干。

在激光接合工序S150，第1加压工序S152→第1激光照射工序S154→第2加压工序S156→第2激光照射工序S158这一系列工序也可以反复进行多次。

-接合强度的评价-

在如装载于汽车的电子控制装置100那样，受到振动和冲击的电子控制装置中，提高树脂成型体1与金属基体4的接合强度很重要。在专利文献1中记载有：在PBT树脂中，作为混合物使用选自聚碳酸酯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚苯醚、苯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚醚砜、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的至少一种，从成形性、韧性、成型体低翘曲性等必要特性而言实用上优选(参照专利文献1的段落[0104])。

但是，在专利文献1中，对用于防止由于树脂成型体与金属体的间隙而引起的接合强度的下降的结构没有任何记载，关于用作合金材料的树脂对树脂成型体与金属体的激光接合强度有贡献的内容也没有记载。本发明的发明人着眼于对防止由于树脂成型体与金属体的间隙引起的接合强度的下降有用的树脂的性质，发现作为合金材料使用的树脂对与金属体的激光接合强度影响大。进一步，本发明的发明人进行深入研究的结果是，发现以满足上述的选择条件的方式选择结晶性树脂和非结晶性树脂，进行合金化，由此能够提高金属体的激光接合强度。

以下，为了进行构成上述的电子控制装置100的树脂成型体1与金属基体4的激光接合强度的评价，制作将由合金化的树脂组成物构成的树脂片TPp与金属片TPm激光接合而得到的激光接合体，进行接合强度试验。为了进行比较，制作将未被合金化的树脂组成物构成的树脂片TPp与金属片TPm激光接合而得到的激光接合体，进行同样的接合强度试验。

图8是说明将树脂片TPp与金属片TPm激光接合的情形的图。如图8所示，树脂片TPp和金属片TPm分别是矩形平板状的试验片。在激光接合时，将树脂片TPp与金属片TPm在20mm见方的区域重叠，以使得它们相互按压接触的方式从外侧施加0.3MPa的压力。在树脂片TPp与金属片TPm被相互按压接触的状态，对金属片TPm照射激光，将树脂片TPp与金属片TPm激光接合。另外，树脂片TPp与金属片TPm的最大间隙量为20μm左右。

在激光装置中使用半导体激光装置。激光照射条件为输出350W、激光扫描速度3mm/s、扫描长度10mm。照射至金属片TPm的激光的光斑尺寸为φ0.6mm。对于树脂片TPp使用事前实施了大气压等离子体处理的和未实施大气压等离子体处理的两种树脂片。

金属片TPm使用作为铝合金板的JISA5052形成。金属片TPm的与树脂片TPp的接合面的表面粗糙度(中心线平均粗糙度)Ra使用0.3μm的和2.0μm的这两种。

树脂片TPp使用以下所示的比较用树脂片和第1～第4树脂片。

[比较用树脂片]

树脂片TPp，由PBT树脂形成。在PBT树脂中添加玻璃纤维约30重量％。

[第1树脂片]

树脂片TPp由以PBT树脂为母材，以聚苯乙烯(以下，记作PS)树脂为合金材料的聚合物合金形成。聚合物合金中含有的PBT树脂和PS树脂的混合比率为PBT树脂70％左右、PS树脂30％左右。在聚合物合金中添加约30重量％的玻璃纤维。

[第2树脂片]

树脂片TPp由以PBT树脂为母材，以丙烯腈-苯乙烯(以下，记作AS)树脂作为合金材料的聚合物合金形成。聚合物合金中含有的PBT树脂与AS树脂的混合比率为，PBT树脂80％左右，AS树脂20％左右。聚合物合金中添加约30重量％的玻璃纤维。

[第3树脂片]

树脂片TPp由以PBT树脂为母材，以聚碳酸酯(以下，记作PC)树脂作为合金材料的聚合物合金形成。聚合物合金中含有的PBT树脂与PC树脂的混合比率为PBT树脂80％左右、PC树脂20％左右。在聚合物合金中添加约40重量％的玻璃纤维。

[第4树脂片]

树脂片TPp由以PBT树脂为母材，以聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下，记作PET)树脂为合金材料的聚合物合金形成。聚合物合金中含有的PBT树脂与PET树脂的混合比率为PBT树脂70％左右、PET树脂30％左右。在聚合物合金中添加约30重量％的玻璃纤维。

在第1～第3树脂片中采用非结晶性树脂为合金材料，在第4树脂片中采用结晶性树脂为合金材料。另外，在各比较用树脂片和第1～第4树脂片中，分别按几％以内的量含有包括防氧化剂等在内的各种添加剂。

[实验结果]

图9是表示强度评价结果的图。图9所示的强度评价结果，通过设由在激光接合前实施了等离子体处理的比较用树脂片和使接合面的平均粗糙度为Ra0.3μm的金属片TPm构成的激光接合体的接合强度为1(即基准值)时的值(即相对值)，表示各激光接合体的接合强度。另外，比较用树脂片、第1、第2和第4树脂片的玻璃纤维的添加量为约30重量％，与此相对，第3树脂片的玻璃纤维的添加量为约40重量％，该玻璃纤维的添加量的差对于激光接合强度的影响微乎其微。

-由没有实施等离子体处理的树脂片TPp和金属片TPm构成的激光接合体的强度评价-

如图9所示，判明了将各比较用树脂片、第1～第4树脂片与接合面的平均粗糙度Ra为0.3μm的金属片TPm激光接合而得到的激光接合体均在恢复到室温时在界面发生剥离，或者，即使照射激光10也不接合。

在金属片TPm的接合面的平均粗糙度Ra为2.0μm的情况下，使用第1～第4树脂片的激光接合体与使用比较用树脂片的激光接合体相比接合强度均提高。特别是使用第3树脂片的激光接合体以及使用第4树脂片的激光接合体的接合强度的提高效果显著，接触表面黏结破坏(cohesive failure、内聚破坏)的比例多。

-由实施等离子体处理的树脂片TPp和金属片TPm构成的激光接合体的强度评价-

在金属片TPm的接合面的平均粗糙度Ra为0.3μm的情况下，使用第1～第4树脂片的激光接合体与使用比较用树脂片的激光接合体相比接合强度均提高。特别是使用第3树脂片的激光接合体的接合强度的提高效果显著，接触表面黏结破坏的比例比其它情况多。

在金属片TPm的接合面的平均粗糙度Ra为2.0μm的情况下，使用第1～第4树脂片的激光接合体与使用比较用树脂片的激光接合体相比接合强度提高。特别是使用第3树脂片的激光接合体的接合强度的提高效果显著，接触表面黏结破坏的比例多。

如上所述，定量地明确了相比于由未被合金化的PBT树脂构成的树脂片TPp与金属片TPm的激光接合体，由合金化了的PBT树脂、即聚合物合金构成的树脂片TPp与金属片TPm的激光接合体的接合强度更大。

图10是表示聚合物合金的弹性模量的温度特性的图。在图10中，横轴表示温度，纵轴表示弹性模量。虚线表示未被合金化的PBT树脂的弹性模量的温度特性(图中，记作非合金的特性)。实线表示在作为母材的PBT树脂中作为合金材料含有PC树脂并合金化了的聚合物合金的弹性模量的温度特性(图中，记作PC合金的特性)。一点划线表示在作为母材的PBT树脂中作为合金材料含有PS树脂并合金化了的聚合物合金的弹性模量的温度特性(图中，记作PS合金的特性)。

如图10所示，弹性模量伴随温度的上升而下降。在低温度区域，与PBT树脂(非合金)的弹性模量相比聚合物合金(PC合金和PS合金)的弹性模量更高，而在高温度区域，与PBT树脂(非合金)的弹性模量相比聚合物合金(PC合金和PS合金)的弹性模量更低。

如果在进行激光接合工序的激光的照射时树脂片TPp的温度上升，则会引起伴随温度上升的弹性模量的下降、即软化。如图10所示，聚合物合金的树脂片TPp与非合金的树脂片TPp相比在高温度区域弹性模量低，因此，在激光接合之时，树脂片TPp与金属片TPm的间隙量在聚合物合金的树脂片TPp一方下降。这样，在聚合物合金的树脂片TPp，与非合金的树脂片TPp相比在激光接合时的与金属片Tpm的间隙量足够小，因此接合强度提高。

此外，根据图9所示的实验结果可知，由于等离子体处理导致的非结晶性树脂的改性效果，由实施了等离子体处理的聚合物合金构成的树脂片TPp与金属片TPm的激光接合体的接合强度的提高效果极大。

进一步可知，金属片TPm的与树脂片TPp的接合面的表面粗糙度越大，接合强度就越提高。认为当表面粗糙度大时，与表面粗糙度小的情况相比树脂片TPp与金属片TPm的接触面积增加，对于接合强度的提高有贡献。

在将金属片TPm的表面粗糙度加大的情况下，在以PC树脂或PET树脂等与PBT树脂同样的含酯树脂作形成为合金材料的树脂片TPp接合强度的提高效果大(第3树脂片和第4树脂片)。认为这是因为结晶化速度越慢紧贴性(密接性)提高的效果就越大。因此，通过以不使成形性恶化的程度同时使用PBT共聚物，对使结晶化速度慢、实现接合强度的提高也有效。但是，如果仅用PBT共聚物单体将非结晶性树脂合金化，则成形性大幅恶化，因此，总之还是同时使用有效。

在上述的接合强度的评价中，对在金属片TPm使用JISA5052的评价进行了说明，不过在金属片TPm使用JISADC12(压铸铝)或镀锌钢板的情况下，虽然激光照射条件、金属片TPm的厚度不同，但是也与图9同样地确认到通过将PBT树脂合金化而接合强度得到提高。

-电子控制装置的接合强度的评价-

接合强度的评价不仅在将上述的树脂片TPp与金属片TPm接合而得到的激光接合体、而且在电子控制装置100也加以实施。在本实施方式的电子控制装置100中，构成树脂成型体1的聚合物合金采用以PBT树脂为母材、含有20％左右的PC树脂来合金化并添加约40重量％的玻璃纤维得到的聚合物合金。

与此相对，在比较例的电子控制装置中，采用在构成树脂成型体1的PBT树脂(非合金)中添加约30重量％的玻璃纤维而得到的材料。

本实施方式的电子控制装置100和比较例的电子控制装置各自的金属基体4为相同的材料、结构，采用JISADC12(压铸铝)。

在本实施方式的电子控制装置100和比较例的电子控制装置，分别在激光的照射前对树脂成型体1的树脂接合面1d和金属基体4的金属接合面4d实施了大气压等离子体处理。激光接合条件在本实施方式与比较例相同，在两者中，将树脂成型体1与金属基体4激光接合。

在本实施方式的电子控制装置100和比较例的电子控制装置分别能够使树脂成型体1与金属基体4接合。

-破坏性试验-

在将比较例的电子控制装置的树脂成型体1与金属基体4以剥下的方式从外部施力时，在树脂成型体1与金属基体4的界面被破坏，没有确认到树脂成型体1自身的破坏。与此相对，在本实施方式的电子控制装置100的树脂成型体1与金属基体4以剥下的方式从外部施力时，树脂成型体1自身被破坏，没有确认到树脂成型体1与金属基体4的界面的破坏。另外，在破坏试验中，用于破坏本实施方式的电子控制装置所需的力比用于破坏比较例的电子控制装置所需的力大。即，在本实施方式中，能够确认到激光接合强度与比较例得到提高。另外，此时的最大间隙量达40μm，因此可以说如果使用合金类则接合强度的提高效果会非常大。

-淹没气密试验-

使比较例的电子控制装置淹没，在树脂成型体1形成孔，从该孔向收纳空间内施加0.3MPa左右的压力时，能够确认到来自激光接合部11a的气泡泄露。与此相对，使本实施方式的电子控制装置100淹没，在树脂成型体1形成孔，从该孔向收纳空间内施加0.3MPa左右的压力时，没有能够确认到来自激光接合部11a的气泡泄露。即，在本实施方式中，能够确认到利用激光接合部11a实现的收纳空间内的气密性与比较例相比得到提高。

根据上述的第一实施方式，能够获得如下的作用效果。

(1)将由含有结晶性树脂和非结晶性树脂而合金化了的热可塑性的聚合物合金构成的树脂成型体1与由金属构成的金属基体4激光接合，形成电子控制装置100。结晶性树脂和非结晶性树脂以使得非结晶性树脂的玻化转变温度Tg比结晶性树脂的熔融开始温度Ti低的方式选择。因此，即使在整个激光扫描区域中的树脂接合面1d与金属接合面4d的间隙量存在参差不齐的情况下，由于激光照射時的树脂成型体1的温度上升引起的软化(弹性模量的下降)，树脂接合面1d与金属接合面4d的间隙量被有效地降低，因此能够确保足够的接合强度。这样，根据本实施方式，与利用未被合金化的结晶性树脂形成树脂成型体1的情况相比，能够提高激光接合强度。其结果是，能够提高电子控制装置100的耐振动性和耐冲击性。

(2)与未被合金化的结晶性树脂相比，以非结晶性树脂作为合金材料而被合金化了的结晶性树脂、即聚合物合金在高温度区域弹性模量低，因此不仅能够获得上述(1)的作用效果而且能够降低注塑成形时的收缩的各向异性，因此还对于树脂成型体1的尺寸精度的提高有很大贡献。

(3)通过以使得聚合物合金的结晶化速度比结晶性树脂的结晶化速度低的方式选择结晶性树脂和非结晶性树脂，形成含有两者的聚合物合金，与未被合金化的结晶性树脂相比，能够将激光照射后、熔融状态的树脂再次结晶化之前的时间增长。由此，根据本实施方式(例如，第3树脂片与金属片的激光接合体)，相比于由未被合金化的结晶性树脂构成的树脂成型体与金属体的激光接合体，能够提高激光接合强度。

同样，通过以使得聚合物合金的结晶化速度比作为母材的结晶性树脂的结晶化速度低的方式选择作为母材的结晶性树脂和作为合金材料的结晶性树脂(例如，PET树脂)，形成含有两者的聚合物合金，与未被合金化的结晶性树脂相比，能够将激光照射后、熔融状态的树脂再次结晶化之前的时间增长。由此，根据本实施方式(例如，第4树脂片与金属片的激光接合体)，相比于由未被合金化的结晶性树脂构成的树脂成型体与金属体的激光接合体，能够提高激光接合强度。

(4)通过以使得聚合物合金的再结晶化温度Tca比成为聚合物合金的母材的结晶性树脂的再结晶化温度Tc低的方式选择母材和合金材料，形成含有两者的聚合物合金，与未被合金化的结晶性树脂相比，能够将激光照射后、熔融状态的树脂再次结晶化之前的时间增长。由此，根据本实施方式，与利用未被合金化的结晶性树脂形成树脂成型体1的情况相比，能够提高激光接合强度。

(5)通过在树脂成型体1的与金属基体4的接合面(树脂接合面1d)实施使含氧官能团增大的处理(表面改性处理)，能够大幅提高激光接合强度。

(6)当在聚合物合金中添加玻璃纤维时，能够在提高树脂成型体1的刚性的基础上还实现长期的尺寸稳定性的提高。

(7)电子控制装置100包括被收纳在由金属基体4和树脂成型体1划分成的收纳空间的电子电路部(电路基板5)。由于树脂成型体1与金属基体4被激光接合，收纳空间被密封，因此能够确保防水性、防尘性、防锈性。即，根据本实施方式，不需要使用液状的粘合剂等进行密封。

在将粘合剂用作密封材料的情况下，密封材料虽然可以为水密性，但是因为水蒸气容易通过，具有吸水的特性，所以存在腐蚀金属基体4的问题。此外，在使用密封材料的情况下，存在由于密封材料中所含的空隙而导致密封性恶化的问题。进一步，如果为了防止该密封性的恶化而大量使用密封材料，还存在成本变高的问题。

在汽车部件中，主要使用热固化型粘合剂作为密封材料。但是，在使用热固化型粘合剂的情况下，为了进行加热固化而需要10分钟以上的时间，因此存在生产率差的问题。在此基础上，还存在由于加热时产生的气体等而产生空隙，成品率变差的问题。此外，因为需要通过粘合剂的挤出的控制等确保用于涂敷粘合剂的面积，所以还存在设计的自由度受到拘束的问题。

与此相对，根据本实施方式，不需要使用密封材料，因此不会发生上述那样的问题，能够防止制造工时的增加和成本的增加，并且与密封材料相比能够长期地确保防水性、防尘性、防锈性。

(8)树脂成型体1是通过注塑成形而一体地形成覆盖电子电路部(电路基板5)的覆盖部1a和保持与电子电路部(电路基板5)电连接的端子销的连接器1b所得到的一体成型体。通过使树脂成型体1为一体成型体，能够实现低成本化。此外，在将树脂部件组合多个而形成电子控制装置的情况下，由于组装公差的影响，存在不能确保在树脂接合面1d的平面度的问题，与此相对，在本实施方式中，因为使树脂成型体1为一体成型体，所以能够容易地确保将金属接合面4d与树脂接合面1d激光接合所必需的平面度。

-第二实施方式-

参照图11，对第二实施方式的电子控制装置进行说明。图11是表示第二实施方式的电子控制装置的覆盖部201a和连接器201b的立体图。图中，对与第一实施方式相同或相应的部分标注相同的附图标记，省略说明。以下，对与第一实施方式差异点进行说明。

在第一实施方式中，覆盖部1a与连接器1b通过注塑成形而一体地形成。与此相对，在第二实施方式中，覆盖电路基板5的覆盖部201a和保持端子销(未图示)的连接器1b分体形成，这方面与第一实施方式不同。即，覆盖部201a和连接器201b分别作为由第一实施方式中所说明的聚合物合金构成的树脂成型体构成。

连接器201b被插入并熔接于覆盖部201a的缺口部211。熔接方法能够采用激光熔接、超声波熔接、热板熔接等各种熔接方法。另外，还可以代替熔接，使用粘合剂或卡扣连接将连接器201b与覆盖部201a相互结合。

根据第二实施方式，不仅能够获得与第一实施方式中说明的(1)～(8)的作用效果相同的作用效果，而且还能够获得以下的作用效果。

(9)由于覆盖部201a和连接器201b为分体(不同部件)，所以能够令覆盖部201a和连接器201b的材料不同。例如，对阻燃性的要求(等级和环境限制)高的连接器201b，能够采用与覆盖部201a相比阻燃剂混合得较多的材料。由此，相比于将覆盖部与连接器一体地成形并满足阻燃性的要求的情况相比，能够降低材料费。

另外，在使连接器201b的阻燃性比覆盖部201a高的情况下，也可以使构成覆盖部201a的聚合物合金中含有的合金材料与构成连接器201b的聚合物合金中含有的合金材料的种类不同。可知在利用熔接将覆盖部201a与连接器201b接合的情况下，在覆盖部201a和连接器201b各自的母材中采用PBT树脂时，即使在连接器201b混合大量的阻燃剂，也不会对两者的熔接性产生大的影响。

(10)因为能够使覆盖部201a与连接器201b的材料不同，所以能够使连接器201b与覆盖部201a的颜色不同。例如，能够在连接器201b使用黑色树脂，在覆盖部201a中使用本色(自然色)树脂。通过使用本色的树脂、即未添加用于着色的添加剂的天然材料，能够容易地进行外观检查。另外，由于覆盖部201a的厚度只要为1.0～1.5mm左右透射率就比较高，所以能够容易地确认接合状态。

以下所述的变形也在本发明的范围内，还能够将一个或多个变形例与上述的实施方式组合。

(变形例1)

在上述实施方式中，对将按压固定具190配置在金属基体4的中央部并进行加压的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。例如，也可以如图12所示那样，将按压固定具290配置在金属基体4的外侧端部、即比激光照射面11靠外侧，进行加压。

(变形例2)

在上述实施方式中，通过在第1激光照射工序S154呈一条直线状地扫描激光10，在第2激光照射工序S158呈コ字形地扫描激光10，将金属基体4的外缘扫描1周(参照图6)。即，对将在全周对金属基体4的激光照射面11进行扫描的工序分为2次的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。也可以一次将激光10扫描全周。

例如，能够如图12所示那样，通过采用将按压固定具290放在与金属基体4的四个边对应的外侧端部，将金属基体4按压于树脂成型体1，从具有流电扫描仪(Galvano scanner)的激光装置照射激光10的方法，不分步骤、在全周扫描激光10。如果将流电扫描仪的反射镜配置在金属基体4的中央的正上方，则能够呈口字形地扫描激光10。具有流电扫描仪的激光装置优选用于尺寸比较小的电子控制装置的制作。

(变形例3)

也可以如图13(a)所示那样，使金属基体4的大小比树脂成型体1的覆盖部1a的大小小一圈。在这种情况下，激光10照射在激光照射面11，树脂成型体1通过金属基体4被加热，由此引起弹性模量急剧的下降(参照图10)，因此能够在达到树脂成型体1的熔点Tm之前使树脂成型体1与金属基体4的间隙量减少，使两者充分紧贴(密接)。进一步，当达到树脂成型体1的熔点Tm以上时，如图13(b)所示那样，金属基体4的外周部被埋入树脂成型体1。另外，优选埋入深度为金属基体4的厚度的1/2以上。由此，漏泄路径变长，能够进一步提高防水性、防尘性、防锈性。

在将金属基体4的外周部(连接部4a)埋入树脂成型体1的情况下，还能够通过对埋入量进行测定，判断是否恰当地进行了激光接合、即是否没有产生剥离。

与此相对，例如在PBT树脂(非合金)的情况下，由于没有发生弹性模量的急剧下降(参照图10)，所以难以在全周将金属基体4的外周部埋入，紧贴性下降。因此，在对PBT树脂(非合金)实施表面改性处理的情况下，由于未紧贴的部分的表面改性后的PBT树脂(非合金)的热分解，表面改性的效果大幅下降。因而，从相对间隙的牢固性提高和通过埋入实现的接合性·可靠性提高的观点出发，将玻化转变温度低的非结晶性树脂作为合金材料加入PBT树脂是非常有效的。

(变形例4)

也可以如图14(a)所示那样，在金属基体4的外周部设置向树脂成型体1突出的凸部21，将凸部21的顶面按压于树脂成型体1。由此，能够降低按压固定具290所需的施加压力，能够如图14(b)所示那样，容易地确保所需的埋入量。此外，能够防止在进行加压工序时产生的树脂毛刺的向外飞溅。

(变形例5)

也可以如图14所示那样，在金属基体4的散热片7与激光照射面11之间设置有槽部22。采用形成这样的结构，在激光照射时产生的热的向接合部以外的释放恶化，因此能够以较低能量进行激光接合。不过，存在由于刚性的恶化而金属基体4翘曲的可能性，因此需要考虑刚性来设计槽部22的深度。

(变形例6)

也可以在加压工序(S152、S156)，利用加热器等对按压固定具190、290进行加热，在加热了的状态对金属基体4进行加压。在这种情况下，通过将树脂成型体1加热至合金材料的玻化转变温度Tg以上的温度，与没有加热的情况相比能够增加埋入量。此外，优选在将树脂成型体1加热至聚合物合金的再结晶化温度以上且聚合物合金的熔融开始温度以下的温度的状态进行激光接合。由此，在激光接合后结晶化也缓慢进行，还能够抑制接合后的急剧冷却，因此还能够降低热应力。进一步，还存在能够大幅降低激光接合所需的激光能量的优点。

(变形例7)

也可以在按压固定具190、290设置透射激光10的、耐热性和透射率高的玻璃板，隔着玻璃板向激光照射面11照射激光10。

(变形例8)

在上述实施方式中，对在金属基体4设置激光照射面11，对金属基体4照射激光10的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。也可以在树脂成型体1的透射率高的情况下，对树脂成型体1照射激光10，进行激光接合。

(变形例9)

在上述实施方式中，金属基体4除了上述的压铸铝和JISA5052、镀锌钢板以外，还能够由不锈钢等各种金属形成。

(变形例10)

在上述实施方式中，作为使树脂侧的含氧官能团生成、增大的处理和金属侧的表面清洗、牢固的氧化膜形成的处理，对大气压等离子体处理的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。还可以代替大气压等离子体处理实施减压等离子体处理。另外，大气压等离子体处理在生产率方面比减压等离子体处理有效，减压等离子体处理在能够给予各种气体方面有效。此外，还可以代替等离子体处理，例如实施UV臭氧、准分子激光、短脉冲照射等干式处理。

(变形例11)

表面改性处理优选至少在树脂成型体1的树脂接合面1d实施，进一步优选在金属基体4的金属接合面4d实施。即使仅在树脂侧或金属侧的一侧效果也大。

(变形例12)

在上述实施方式中，说明了对于使用聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率为20～30％左右的树脂片TPp的激光接合体的强度评价，不过本发明并不限定于此。另外，如果聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率不到5％，则接合强度的提高效果小，因此优选聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率为5％以上。

此外，如果聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率超过40％，则存在非结晶性树脂的特性表现得强、耐热性恶化的情况，因此优选聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率为40％以下。另外，只要聚合物合金中含有的非结晶性树脂的含有率为40％以下，则即使在150℃的长期高温试验等中也不会出现可靠性的大幅下降，能够确保充分的耐热性。

(变形例13)

在上述实施方式中，说明了对于使用在聚合物合金中添加约30～40重量％左右的玻璃纤维的树脂片TPp的激光接合体的强度评价，不过本发明并不限定于此。另外，如果聚合物合金中添加的玻璃纤维不到20重量％，则刚性的提高效果小，因此优选添加的玻璃纤维为20重量％以上。此外，如果聚合物合金中添加的玻璃纤维超过50重量％，则存在成形性恶化的情况，因此优选添加的玻璃纤维为50重量％以下。

(变形例14)

在上述实施方式中，对在聚合物合金中添加玻璃纤维的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。为了提高聚合物合金的刚性，能够添加由无机物构成的各种无机填料。例如，也可以代替玻璃纤维，添加玻璃鳞片(glass flake)、特殊形状的玻璃等。此外，还能够代替玻璃纤维，添加碳纤维。由此，不仅能够提高刚性，而且能够提高电磁波屏蔽性。作为能够提高电磁波屏蔽性的无机填料，还能够采用导电碳(例如，科琴黑、乙炔黑、碳珠、石墨等)。另外，在聚合物合金不添加无机填料的情况也在本发明的范围内。

(变形例15)

在上述实施方式中，说明了对于使用金属片TPm的与树脂片TPp的接合面的表面粗糙度Ra为0.3μm和为2.0μm的结构的激光接合体的强度评价，不过本发明并不限定于此。另外，如果金属片TPm的接合面的表面粗糙度Ra不到0.1μm，则接合强度的提高效果小，存在发生剥离问题，因此，优选金属片TPm的接合面的表面粗糙度Ra为0.1μm以上。另外，即使表面粗糙度Ra不到0.1μm，也能够通过在激光接合前实施等离子体处理，使树脂片TPp与金属片TPm接合。

此外，如果金属片TPm的接合面的表面粗糙度Ra超过7.0μm，则树脂不能充分地填充至凹凸，接合强度下降，因此优选金属片TPm的接合面的表面粗糙度Ra为7.0μm以下，从气密性的观点出发更优选为5.0μm以下。

(变形例16)

也可以在作为树脂成型体1的材料的聚合物合金中添加各种添加剂，例如防氧化剂、紫外线吸收剂、热稳定剂、带电防止剂等稳定剂和结晶成核剂、可塑剂、润滑剂等。添加剂的含量优选设定为不妨碍接合强度的提高效果的程度。

此外，PBT树脂具有容易加水分解的性质。因此，在聚合物合金的母材中使用PBT树脂的情况下，优选添加抑制加水分解的添加剂(例如，环氧树脂)。特别是在含有酯类的PC合金、PET合金的情况下，由于加水分解性是与PBT相同的程度，所以优选添加抑制加水分解的添加剂。此外，在含有酯类的PC合金、PET合金的情况下，存在由于酯交换反应过度进行而生产率下降或成型体的物理性能下降的问题。因此，在含有酯类的PC合金、PET合金的情况下，添加酯交换反应停止剂(例如，磷化合物)也有效。进一步，根据阻燃性的要求，还可以添加阻燃剂(例如，磷类、溴类等)。

(变形例17)

在上述实施方式中，对金属基体4形成为矩形平板状，在树脂成型体1形成有凹部1c的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。例如，也可以在金属基体4设置收纳电路基板5的凹部，将树脂成型体1形成为平板状。

(变形例18)

在第二实施方式中，对利用熔接等将覆盖部201a与连接器201b结合的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。也可以不将覆盖部201a与连接器201b结合。在这种情况下，将覆盖部201a和连接器201b分别与金属基体4激光接合。另外，也可以将覆盖部201a和连接器201b中的任一者与金属基体4激光接合，利用粘合剂等使另一者与金属基体4结合。在同时使用激光接合和粘合剂的情况下，与将各部件全部利用粘合剂结合的情况相比也能够减少粘合剂的使用量。

(变形例19)

在上述实施方式中，对将本发明应用于作为装载于汽车的发动机控制器的电子控制装置100的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。能够将本发明应用于将树脂成型体与金属体激光接合的各种部件、装置。

(变形例20)

合金化的树脂仅为至少与激光接合部11a对应的部分即可。例如，在第一实施方式中，还能够仅将覆盖部1a的外周部利用由合金化的树脂构成的成型体构成，而覆盖部1a的中央部利用由未合金化的树脂构成的成型体构成，通过熔接将两者结合。

(变形例21)

上述的电子控制装置100的制造方法只不过是一个例子，能够利用各种制造方法制造电子控制装置100。例如，在上述实施方式中，对在组装工序S140中将电路基板5配置在树脂成型体1的凹部1c并固定，然后将金属基体4与树脂成型体1接合的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。也可以将电路基板5配置在金属基体4并固定，然后将树脂成型体1与金属基体4接合。

(变形例22)

在上述实施方式中，对树脂片TPp与金属片TPm的最大间隙量为20μm左右的例子进行了说明，不过本发明并不限定于此。另外，因为树脂片TPp与金属片TPm的间隙量越大接合强度就越低，所以期望尽量减少间隙量。当间隙量超过100μm时，不能将树脂片TPp与金属片TPm接合。因此，需要令间隙量为100μm以下。不过，在间隙量大于50μm而为100μm以下的情况下，由于树脂片TPp的热分解而在激光接合部11a残留下大量空隙，因此难以长期维持接合强度。因此，优选在对树脂片TPp和金属片TPm加压的状态下尽量减小间隙量，优选为50μm以下。

只要无损于本发明的特征，本发明就不限定于上述实施方式，在本发明的技术的思想的范围内想到的其它方式也包含于本发明的范围内。

以下的优先权基础申请的公开内容作为引用文件在此处引用。

日本专利申请2014年第209352号(2014年10月10日提出申请)

附图标记的说明

1 树脂成型体

1a 覆盖部

1b 连接器

1c 凹部

1d 树脂接合面

4 金属基体

4a 连接部

4d 金属接合面

5 电路基板

6 电子部件

7 散热片

10 激光

11 激光照射面

11a 激光接合部

21 凸部

22 槽部

100 电子控制装置

190 按压固定具

201a 覆盖部

201b 连接器

204 输入输出端口

205 输入电路

206 点火输出电路

207 喷射阀驱动电路

208 火花塞

209 燃料喷射阀

211 缺口部

290 按压固定具。