(57)【要約】  本明細書は、異種材料接合体およびその製造方法に関する。
2019536629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層、および
前記金属層の一面上に接して備えられる樹脂層を含み、
前記金属層は２以上のエッチング溝および前記エッチング溝に隣接して前記金属層の表面に備えられた２以上の突出部を含み、
前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、
前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、
前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体。
【請求項２】
前記エッチング溝の入口幅は１０μｍ以上２５μｍ以下である、請求項１に記載の異種材料接合体。
【請求項３】
前記エッチング溝の深さは５０μｍ以上２５０μｍ以下である、請求項１または２に記載の異種材料接合体。
【請求項４】
前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の中間幅の比は１：１．３〜１：３である、請求項１から３のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項５】
前記突出部は前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられ、
前記突出部と前記金属層の表面がなす角度は３０°以上８０°以下である、請求項１から４のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項６】
前記エッチング溝の中間幅は１５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１から５のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項７】
前記突出部の一側末端から他側末端までの長さは２５μｍ以上８０μｍ以下である、請求項１から６のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項８】
前記突出部の高さは３０μｍ以上１００μｍ以下である、請求項１から７のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項９】
前記エッチング溝の中心軸の間の距離は５０μｍ以上１，０００μｍ以下である、請求項１から８のいずれか一項に記載の異種材料接合体。
【請求項１０】
第１レーザを金属層の表面に照射して前記金属層の表面にエッチング溝および突出部を形成する金属層エッチングステップ、および
前記エッチングされた金属層の一面上に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップを含み、
前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、
前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、
前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体の製造方法。
【請求項１１】
前記第１レーザは、波長が１０６４ｎｍのパルスレーザであり、
前記第１レーザは、２０Ｗ以上２００Ｗ以下の出力、３０ｋＨｚ以上６００ｋＨｚ以下の繰り返し数、１００ｍｍ／ｓ以上１，０００ｍｍ／ｓ以下の走査速度、１回以上１０回以下の照射回数、１５ｎｓ以上２２０ｎｓ以下のパルス幅、１５μｍ以上５０μｍ以下のスポット大きさ、１．５ｋＷ以上６ｋＷ以下の尖頭出力、および０．１ｍＪ以上２ｍＪ以下のパルスエネルギーで照射されるものである、請求項１０に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記樹脂層形成ステップは、前記エッチングされた金属層の表面、前記エッチング溝および前記突出部の各々に樹脂を供給して行われることである、請求項１０または１１に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂層形成ステップは、前記エッチングされた金属層の一面上に前記樹脂層が備えられた異種材料積層体を準備し、前記異種材料積層体に第２レーザを照射して行われることであり、
前記第２レーザは、近赤外線領域の波長、５０Ｗ以上２，０００Ｗ以下の出力、１００μｍ以上５，０００μｍ以下のスポット大きさ、１０ｍｍ／ｓ以上１，０００ｍｍ／ｓ以下の走査速度、および１回以上５０回以下の照射回数で照射されるものである、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項１４】
前記第２レーザは、前記樹脂層から前記金属層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて、前記樹脂層を透過して照射されるものである、請求項１３に記載の異種材料接合体の製造方法。
【請求項１５】
前記第２レーザは、前記金属層から前記樹脂層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面の他側表面に焦点を合わせて照射されるものである、請求項１３に記載の異種材料接合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は２０１６年９月３０日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１６−０１２７０２１号および２０１６年１１月４日に韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０−２０１６−０１４６９５３号それぞれの出願日の利益を主張し、その内容の全ては本発明に含まれる。
【０００２】
本発明は、異種材料接合体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
一般に、金属と樹脂のような異種材料（素材）間の接合は、各材料固有の物理的、化学的特性と表面状態が異なるので容易でない場合が大半である。このような異種材料間の接合のために試みられる技術は、大きく、接着剤を用いた結合、機械的締め付け、溶接（ｗｅｌｄｉｎｇ）およびインサート射出などに分類することができる。この中、接着剤または接着フィルムを用いた方法は、使用方法が簡単であるという長所があるため、電子製品の異種材料間の接合に用いられる代表的で且つ古典的な方式として最も多く用いられている。
【０００４】
接着フィルムを用いる場合、接着フィルムを大きさに合わせて切断した後に金属−プラスチックの間に位置させた後、ジグ（ｊｉｇ）を用いて熱と圧力を加えて押して一定時間冷却させることによって、接着剤が硬化して結合力が生成される原理を利用する。また、機械的締め付けは、ネジやリベットのような機械的締結道具を用いて行われ、この工程で、異種材料の接合に効果的であるように、一般的な機械的接合工程から若干変形応用されたセルフ−ピアーシングリベット（ｓｅｌｆ−ｐｉｅｒｃｉｎｇ  ｒｉｖｅｔ）、クリンチング（ｃｌｉｎｃｈｉｎｇ）のような工程が導入されている。接着剤および機械的締め付け工程は比較的に容易な接近で異種材料の接合を可能にするが、異種材料間に他の物質が挿入されたり、接合部が外観にそのまま露呈されたりする工程であるため、最近、二つの母材間の純粋な接合のために新しい技術が提案されている。
【０００５】
異種材料間の接合のための技術が多様に存在するが、接着フィルム法の場合、接着剤を塗布する工程に比べて相対的に高い熱と圧力を用いる工程が求められ、高温および高湿度の環境下では、水分による劣化速度が増加して、接合部の強度損失が増加するという短所がある。
【０００６】
また、異種材料の接合に接着剤を用いる場合、接合温度が常温であるかまたは接着フィルム法の適用時に用いられる温度に比べて低いため、熱による接合部の変質が発生せず、接合部の高い剛性と気密性を同時に得ることができるという長所はあるが、接着剤と母材表面との間に発生する濡れ現像は接着強度に大きな影響を及ぼすため、接着剤による接合は、金属やプラスチックの表面に適切な表面処理を通じて接着剤と母材表面との間の濡れ性を向上させる工程が必須に行われるべきであり、このために母材の表面エネルギーを増加させたり接着剤の表面張力を減少させたりしなければならない煩わしさもある。
【０００７】
ネジやリベット（ｒｉｖｅｔ）のような機械的締結道具を用いる方式も古典的な方法であって、機械的締結道具は一般的に重く、使用に必要な費用が大きく、これは関連技術の軽量化傾向に符合しないという問題点がある。
【０００８】
従来の異種材料の接合方法は前記で言及したような問題点を有しているため、前記問題点を解決し且つ比較的に簡略な工程によって異種材料間の接合力を向上させる方法に関する研究が必要な実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】大韓民国特許登録第１０−１４９９６６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、異種材料接合体およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施態様は、金属層、および前記金属層の一面上に接して備えられる樹脂層を含み、前記金属層は２以上のエッチング溝および前記エッチング溝に隣接して前記金属層の表面に備えられた２以上の突出部を含み、前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体を提供する。
【００１２】
本発明の他の実施態様は、前記異種材料接合体の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の一実施態様は、第１レーザを金属層の表面に照射して前記金属層の表面にエッチング溝および突出部を形成する金属層エッチングステップ、および前記エッチングされた金属層の一面上に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップを含み、前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一実施態様によれば、金属と樹脂間の接着力を向上させることができる。
【００１５】
また、本発明の一実施態様によれば、異種材料の接合工程を最小化して運営効率を向上させることができる。
【００１６】
なお、本発明の一実施態様によれば、空気が通じない気密性と水が通じない水密性の実現が可能な異種材料接合体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様によりエッチングされた金属層の表面の平面図（Ａ）および前記金属層を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した様子（Ｂ）である。
【図２】本発明の一実施態様による金属層の側断面図である。
【図３】本発明の一実施態様による金属層の表面にレーザを用いて樹脂層を接合させる様々な様子である。
【図４】実施例１および参考例１の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を示すものである。
【図５】実施例２および比較例１の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を示すものである。
【図６】実施例４、実施例５および比較例２〜比較例４の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を示すものである。
【図７】実施例３および参考例２〜参考例４の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において、ある部材が他の部材「上に」位置しているとする時、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。
【００１９】
本明細書において、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反する記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。
【００２０】
本発明者らは、従来の異種材料の接合方法が有する問題点を解決するために、金属の表面を加工することによって他の素材との物理的、化学的接合力を向上させようとし、そこで本発明を完成するに至った。
【００２１】
本発明者らは、従来の異種材料の接合方法とは異なり、金属の表面形状が特定の形態で備えられるようにし、具体的には、金属層の表面に備えられた突出部が特定の形状を有するようにして、樹脂などの素材と物理的、化学的接合力を向上させることができた。
【００２２】
以下では、本明細書についてより詳しく説明する。
【００２３】
本発明の一実施態様は、金属層、および前記金属層の一面上に接して備えられる樹脂層を含み、前記金属層は２以上のエッチング溝および前記エッチング溝に隣接して前記金属層の表面に備えられた２以上の突出部を含み、前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体を提供する。
【００２４】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層は通常のものを特に制限なしに用いることができるが、レーザの照射によるパターン形成が容易であり、熱伝導率に優れたものを用いることが好ましく、アルミニウム（Ａｌ）およびチタニウム（Ｔｉ）などの純粋金属は勿論、ステンレススチール（ＳＴＳ）のような合金（ａｌｌｏｙ）などを挙げることができる。
【００２５】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層の形態は、レーザエッチングが可能であり、樹脂との接合が円滑になされる形態であれば特に制限なしに適用されることができ、例えば、平面、曲面を含む円筒形および多面体などであってもよい。
【００２６】
本発明の一実施態様によれば、前記樹脂層はポリプロピレン（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ＰＰ）樹脂、ポリアミド（Ｐｏｌｙａｍｉｄｅ；ＰＡ）樹脂、ポリフェニレンオキシド（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ；ＰＰＯ）樹脂、補強材含有樹脂からなる群より選択される１種以上で構成されることができるが、その種類は特に制限されるものではない。
【００２７】
また、前記補強材はガラス繊維（ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ）、タルク（ｔａｌｃ）および炭素繊維（ｃａｒｂｏｎ  ｆｉｂｅｒ）からなる群より選択される１種以上であってもよいが、その種類は特に制限されるものではない。
【００２８】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層は、２以上のエッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）溝（ｇｒｏｏｖｅ）を含むことができ、前記エッチング溝に隣接して前記金属層の表面に備えられた２以上の突出部（ｂｕｒｒ）を含むことができる。
【００２９】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部は、前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられたものであってもよい。具体的には、前記突出部は、前記金属層の表面に備えられてもよく、前記エッチング溝に隣接して備えられてもよく、前記エッチング溝から遠くなる方向に突出したものであってもよい。
【００３０】
さらに、本発明の一実施態様によれば、前記突出部は、前記エッチング溝の進行方向に沿って連続的につながるか、または一部不連続的につながってもよい。
【００３１】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部は前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられ、前記金属層は２以上のエッチング溝を含むため、一つのエッチング溝から遠くなる方向に備えられた突出部と、前記一つのエッチング溝と隣接した他の一つのエッチング溝から遠くなる方向に備えられた突出部が対向する形態で備えられることができる。
【００３２】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層の一部は、前記金属層の表面で前記エッチング溝の中心軸から遠くなる方向に溶融されて前記突出部を備えることができる。
【００３３】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部を備えた金属層を除いた残りの一部は、前記エッチング溝が形成された前記金属層の内部から前記エッチング溝の中心軸に向かって溶融されることができる。
【００３４】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部は、前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられてもよい。具体的には、前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられた前記突出部と前記金属層の表面がなす角度が鋭角であってもよい。
【００３５】
本発明の一実施態様によれば、前記樹脂層は、前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであってもよい。具体的には、前記樹脂層は、前記エッチング溝の内部および前記突出部からなるフェンス内に満たされて前記金属層に固定されたものであってもよい。
【００３６】
本発明の一実施態様によれば、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４、または１：３〜１：１３であってもよい。前記範囲で、前記樹脂層が前記エッチング溝の内部に十分に満たされるようになって、前記金属層と前記樹脂層の接合力を向上させることができる。
【００３７】
本明細書において、前記エッチング溝の入口幅は、前記エッチング溝が形成された前記金属層の表面の延長線上の前記エッチング溝の幅を意味する。
【００３８】
本明細書において、前記エッチング溝の深さは、前記一つのエッチング溝の最低地点から、前記金属層の延長線と前記一つのエッチング溝の中心軸の交点までの最大距離を意味する。
【００３９】
本発明の一実施態様によれば、前記エッチング溝の入口幅は、１０μｍ以上２５μｍ以下、または１０μｍ以上２０μｍ以下であってもよい。
【００４０】
また、本発明の一実施態様によれば、前記エッチング溝の深さは、５０μｍ以上２５０μｍ以下、５０μｍ以上２４０μｍ以下、６０μｍ以上２５０μｍ以下、または６０μｍ以上２４０μｍ以下であってもよい。
【００４１】
さらに、本発明の一実施態様によれば、前記エッチング溝の中間幅は、１５μｍ以上３０μｍ以下、または２０μｍ以上３０μｍ以下であり、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の中間幅の比は１：１．３〜１：３であってもよい。
【００４２】
前記範囲で、前記樹脂層が前記エッチング溝に十分に満たされることができ、それにより、前記金属層と前記樹脂層の接合力が向上できる。
【００４３】
本明細書において、前記エッチング溝の中間幅は、前記エッチング溝の深さの半分になる地点の前記エッチング溝の間の最大距離を意味する。
【００４４】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部は前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられてもよく、前記突出部と前記金属層の表面がなす角度は３０°以上８０°以下であってもよい。
【００４５】
本明細書において、前記突出部と前記金属層の表面がなす角度は、前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられた前記突出部と前記金属層の表面がなす角度を意味する。
【００４６】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部の一側末端から他側末端までの長さは、２５μｍ以上８０μｍ以下、２５μｍ以上７０μｍ以下、３０μｍ以上８０μｍ以下、３０μｍ以上７０μｍ以下、３０μｍ以上５０μｍ以下、３５μｍ以上７０μｍ以下、または３５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
【００４７】
また、本発明の一実施態様によれば、前記突出部の高さは、３０μｍ以上１００μｍ以下、３０μｍ以上９０μｍ以下、４０μｍ以上１００μｍ以下、４０μｍ以上９０μｍ以下、４０μｍ以上８０μｍ以下、５０μｍ以上９０μｍ以下、または５０μｍ以上８０μｍ以下であってもよい。
【００４８】
前記突出部の長さと前記突出部の高さの範囲で、前記樹脂層が十分に供給されて前記金属層に十分な接合力をもって固定されることができる。
【００４９】
また、前記範囲で、前記異種材料接合体の引張値を高く維持することができ、前記突出部をフェンス構造で容易に制御することができ、前記異種材料接合体の気密性および水密性を確保することができる。
【００５０】
本発明の一実施態様によれば、前記エッチング溝の中心軸の間の距離は、５０μｍ以上１，０００μｍ以下、５０μｍ以上８００μｍ以下、８０μｍ以上１，０００μｍ以下、８０μｍ以上８００μｍ以下、８０μｍ以上５００μｍ以下、１００μｍ以上５００μｍ以下、８０μｍ以上２５０μｍ以下、または１００μｍ以上２５０μｍ以下であってもよい。
【００５１】
前記範囲で、対向する突出部が併合される現象を防止することによって、前記樹脂層が供給されない空いた空間構造の形成を防止することができ、前記エッチング溝および突出部によって形成される構造物と前記樹脂層間の接合面積が相対的に増加して、十分な結合力を形成することができる。
【００５２】
本明細書において、前記エッチング溝の中心軸の間の距離は、前記エッチング溝の深さが最大となる一つのエッチング溝の末端から他の一つのエッチング溝の末端までの距離を意味する。
【００５３】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層と前記樹脂層の間の接合力は、前記突出部の高さが高いほど、エッチング溝間の間隔が狭いほど強くなる。
【００５４】
本発明の一実施態様によれば、前記突出部が前記金属層の表面に対してなす角度は、３０°以上８０°以下、３０°以上７０°以下、３５°以上８０°以下、３５°以上７０°以下、３５°以上６０°以下、４０°以上７０°以下、または４０°以上６０°以下であってもよい。
【００５５】
前記範囲で、前記樹脂層が前記突出部の間に十分に満たされることができ、前記樹脂層が前記金属層に十分に固定されることができ、前記金属層と前記樹脂層の間の接合力を最大化することができる。
【００５６】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層と前記樹脂層の接合力は５ＭＰａ以上、７ＭＰａ以上、１０ＭＰａ以上、１５ＭＰａ以上、または２０ＭＰａ以上であり、前記金属層と前記樹脂層の接合力は前記樹脂層の種類に応じて異なりうる。
【００５７】
本明細書において、前記金属層と前記樹脂層の接合力は、前記樹脂層の前記金属層に対する引張強度および／またはせん断強度を意味する。
【００５８】
本発明の一実施態様によれば、一つのエッチング溝の進行方向と他の一つのエッチング溝の進行方向は平行してもよい。また、前記一つのエッチング溝の進行方向と他の一つのエッチング溝の進行方向は直角にまたは非直角に交差してもよい。
【００５９】
本発明の一実施態様により、エッチング溝および突出部が備えられた金属層の表面の模式図（Ａ）とその走査電子顕微鏡による撮影画像（Ｂ）を図１に示す。
【００６０】
図１によれば、前記一つのエッチング溝１０の進行方向Ｘと他の一つのエッチング溝１０の進行方向Ｙが直角に交差する場合、前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられる前記突出部２０が前記エッチング溝１０の進行方向（ＸおよびＹ）に沿って連続的にまたは不連続的に備えられることを確認することができ、前記突出部２０により囲まれる領域３０が正方形または矩形の形態で備えられることができる。
【００６１】
また、図１によれば、前記金属層の表面は格子構造の形態を示すことができる。具体的には、前記格子構造は、図１に示すように、一つのエッチング溝の進行方向Ｘと、他の一つのエッチング溝の進行方向Ｙが交差（具体的には、直交）することによって、前記エッチング溝１０によって形成された構造であることができる。
【００６２】
このように、前記一つのエッチング溝および他の一つのエッチング溝によって金属層の表面に格子構造にパターンが形成されると、本発明の一実施態様による異種材料接合体は、前記金属層と前記樹脂層の間の接合力は勿論、空気が通じない気密性および水が通じない水密性の実現が可能である。
【００６３】
本発明の一実施態様による金属層の側面の模式図を図２に示す。
【００６４】
図２によれば、前記金属層の表面にマイクロメータ（μｍ）単位のエッチング溝１０が備えられると同時に、突出部２０ａ、２０ｂが前記エッチング溝に隣接して、前記エッチング溝から遠くなる方向に備えられることができる。
また、図２によれば、前記金属層の表面に、前記突出部が前記金属層の表面から押し出される形態で備えられてもよく、前記突出部は前記エッチング溝から遠くなるように突出する形態で備えられてもよい。
【００６５】
なお、図１および図２によれば、前記一つのエッチング溝１０に隣接して前記金属層の表面に備えられた突出部２０ｂと前記他の一つのエッチング溝に隣接して前記金属層の表面に備えられた突出部２０ｃが連続的にまたは不連続的につながって対向する形態をして、最終的には４個の面からなり、その内部に空間３０が形成されたフェンスが備えられることができる。
【００６６】
さらに、図２によれば、本発明の一実施態様による金属層に備えられた一つのエッチング溝１０に隣接した突出部のうちの一つ２０ｂと、他の一つのエッチング溝に隣接した突出部のうちの一つ２０ｃが連続的にまたは不連続的につながって対向する形態をし、他のエッチング溝の進行方向に沿って備えられ、対向する１対の突出部（図示せず）が２０ｂおよび２０ｃで表示される突出部と各々連結されて、内部に空間３０が作られるフェンスが備えられることができる。
【００６７】
また、一つのエッチング溝の進行方向および他の一つのエッチング溝の進行方向が直交する場合には、前記一つのエッチング溝の進行方向の断面形状と前記他のエッチング溝の進行方向の断面形状は非常に類似してもよいが、前記一つのエッチング溝の進行方向および前記他の一つのエッチング溝の進行方向が非直交交差する場合には、前記一つのエッチング溝の進行方向の断面形状と前記他のエッチング溝の進行方向の断面形状は互いに異なってもよい。
【００６８】
なお、本発明の一実施態様によれば、前記異種材料接合体は、気密性（空気の流入遮断性）および水密性（水の流入遮断性）を実現または確保することができる。具体的には、前記気密性は、気孔の形成なしに前記金属層と前記樹脂層が接合された場合に確保できる。具体的には、前記気密性は、一定時間および空気圧（ｐｎｅｕｍａｔｉｃ）下で圧力損失を測定することによって確認が可能であり、異種材料として用いられる金属の種類および形態、そして樹脂の種類に応じて異なりうるし、例えば、異種材料の接合後、３０．５２ＰＳＩＧ（２ｂａｒ）の空気圧で３０秒間テストするとき、０．０５７ＰＳＩＧ以下を満たせば気密性が確保されたことを意味する。
【００６９】
本発明の他の実施態様は、前記異種材料接合体の製造方法を提供する。
【００７０】
本発明の一実施態様は、第１レーザを金属層の表面に照射して前記金属層の表面にエッチング溝および突出部を形成する金属層エッチングステップ、および前記エッチングされた金属層の一面上に樹脂層を形成する樹脂層形成ステップを含み、前記突出部は前記金属層の表面に対して鋭角をなして備えられ、前記樹脂層は前記エッチング溝の内部、前記金属層の表面および前記突出部の間に満たされて前記金属層に固定されたものであり、前記エッチング溝の入口幅に対する前記エッチング溝の深さの比は１：３〜１：１４である異種材料接合体の製造方法を提供する。
【００７１】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層の表面に照射される前記第１レーザは、前記金属の表面に照射されることによって、前記金属の表面に特定の模様のパターンを形成させることができる。
【００７２】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザが前記金属の表面に照射されることによって、前記第１レーザの進行方向に沿ってエッチング溝が形成されることができる。
【００７３】
すなわち、前記第１レーザの進行方向と前記エッチング溝の進行方向が一致することができる。
【００７４】
また、前記金属層の表面に２以上の第１レーザが照射されることができ、前記２以上の第１レーザの進行方向は交差することができる。具体的には、前記一つの第１レーザの進行方向と、前記他の一つの第１レーザの進行方向は交差することができる。
【００７５】
本発明の一実施態様によれば、前記一つの第１レーザおよび前記他の一つの第１レーザの照射により、前記金属層の表面を格子構造にエッチングする場合、前記エッチングされた金属層の表面から押し出される突出部（ｂｕｒｒ）がエッチング溝に隣接して前記金属層の表面に、前記エッチング溝から遠くなるように突出して形成されることができる。
【００７６】
また、本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの照射に応じて、前記突出部は連続的につながるか、または一部不連続的につながることができる。
【００７７】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの照射により、前記金属層の表面にマイクロメータ（μｍ）単位のエッチング溝が形成されると同時に、突出部が前記エッチング溝に隣接して、前記エッチング溝から遠くなる方向に形成されることができ、前記エッチング溝は前記第１レーザの進行方向に沿って形成されることができるため、前記一つの第１レーザの進行方向に沿って形成されたエッチング溝および前記他の一つの第１レーザの進行方向に沿って形成されたエッチング溝の各々に隣接する突出部が連続的につながって対向する形態をして、最終的には、４個の面からなり、その内部に空間が備えられたフェンスが形成されることができる。
【００７８】
具体的には、前記一つのエッチング溝に隣接する突出部のうちの一つと、他の一つのエッチング溝に隣接した突出部のうちの一つが連続的につながって対向する形態をし、他の第１レーザの進行方向に沿って形成され、対向する１対の突出部が他の突出部と各々連結され、内部に空間が備えられたフェンスが形成されることができる。
【００７９】
一方、前記一つの第１レーザの進行方向および前記他の一つの第１レーザの進行方向が直交する場合には、前記一つの第１レーザの進行方向の断面形状と前記他の一つの第１レーザの進行方向の断面形状は非常に類似してもよいが、前記一つの第１レーザの進行方向および前記他の一つの第１レーザの進行方向が非直交する場合には、前記一つの第１レーザの進行方向の断面形状と前記他の一つの第１レーザの進行方向の断面形状は互いに異なってもよい。
【００８０】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層、樹脂層、エッチング溝、突出部に関する説明は前述したとおりである。
【００８１】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの波長は１０６４ｎｍであってもよい。
【００８２】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの出力は、２０Ｗ以上２００Ｗ以下、２０Ｗ以上１００Ｗ以下、２０Ｗ以上５０Ｗ以下、または２０Ｗ以上４０Ｗ以下であってもよい。
【００８３】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの繰り返し数は、３０ｋＨｚ以上６００ｋＨｚ以下、３０ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ、４０ｋＨｚ以上６００ｋＨｚ以下、または４０ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ以下であってもよい。
【００８４】
本明細書において、前記第１レーザの繰り返し数は、パルスレーザの秒当たりの振動数を意味する。
【００８５】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの走査速度は、１００ｍｍ／ｓ以上１，０００ｍｍ／ｓ以下、１００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下、２００ｍｍ／ｓ以上１，０００ｍｍ／ｓ以下、２００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下、２００ｍｍ／ｓ以上４５０ｍｍ／ｓ以下、３００ｍｍ／ｓ以上４００ｍｍ／ｓ以下、または３００ｍｍ／ｓ以上４５０ｍｍ／ｓ以下であってもよい。
【００８６】
本明細書において、パルスレーザの走査速度は、照射されるレーザの一地点から他地点まで移動する速度を意味する。
【００８７】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの照射回数は、１回以上１０回以下、１回以上８回以下、１回以上４回以下、２回以上１０回以下、２回以上８回以下、２回以上４回以下、または４回以上８回以下であってもよい。
【００８８】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザのパルス幅は、１５ｎｓ以上２２０ｎｓ以下であってもよい。
【００８９】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザのスポット大きさは、１５μｍ以上５０μｍ以下、２５μｍ以上５０μｍ以下、３０μｍ以上５０μｍ以下、または３５μｍ以上５０μｍ以下であってもよい。
【００９０】
本明細書において、スポット大きさ（ｓｐｏｔ  ｓｉｚｅ、またはｂｅａｍ  ｓｉｚｅ）は、前記パルスレーザの焦点の一側末端から他側末端までの最大距離を意味する。
【００９１】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの尖頭出力は、１．５ｋＷ以上６ｋＷ以下、１．５ｋＷ以上３．４ｋＷ以下、１．９ｋＷ以上６ｋＷ以下、または１．９ｋＷ以上３．４ｋＷ以下であってもよい。
【００９２】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザのパルスエネルギーは、０．１ｍＪ以上２ｍＪ以下、０．１ｍＪ以上１ｍＪ以下、０．５ｍＪ以上２ｍＪ以下、または０．５ｍＪ以上１ｍＪ以下であってもよい。
【００９３】
前記第１レーザの照射条件で、前記エッチング溝の深さ、前記エッチング溝の入口幅、前記エッチング溝の中間幅、前記突出部の長さ、前記突出部の高さ、および前記突出部と前記金属層の表面がなす角度範囲を実現することができ、それにより、前記金属層と前記樹脂層の接合力を増大させることができる。
【００９４】
具体的には、前記第１レーザのエネルギー条件はエッチング溝の壁とエッチング溝の入口から蒸発された材料の再凝縮が可能であり、前記金属層から突出する突出部を相対的にラフ（ｒｏｕｇｈ）に形成させることができ、それにより、前記金属層の前記樹脂層との接合が可能な面積およびアンカーリング構造（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の形成が可能となる。
【００９５】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザは前記エッチング溝の深さ方向に照射されることができ、前記第１レーザの照射により、前記金属層の一部は前記金属層の表面で前記エッチング溝の中心軸から遠くなる方向に溶融されて前記突出部を備えることができる。
【００９６】
また、本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの照射により、突出部を備えた部分を除いた前記金属層の残りの一部は、前記エッチング溝が形成された前記金属層の内部から前記エッチング溝の中心軸に向かって溶融されることができる。それにより、相対的に狭い入口幅を有するエッチング溝を形成することができる。
【００９７】
具体的には、前記第１レーザの照射により前記金属層の溶融が速く進行されることができ、その後、前記第１レーザの焦点が移動しつつ前記溶融された金属層が冷却されることができ、前記溶融された金属層がエッチング溝に隣接した部分から冷却されることによって中間幅に対比して相対的に狭い入口幅を有するエッチング溝を形成することができる。
【００９８】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層および前記樹脂層に関する説明は前述したとおりである。
【００９９】
本発明の一実施態様によれば、前記樹脂層形成ステップは、前記金属層の表面、前記エッチング溝および前記突出部の各々に樹脂を供給して行われることである。具体的には、前記樹脂層形成ステップは、前記表面がエッチングされた金属層を金型にし、前記金型に前記樹脂層を供給し、圧力を加えて前記金型に前記樹脂層を接合させる方法により実行（インサート射出）されることができる。
【０１００】
また、本発明の一実施態様によれば、前記樹脂層形成ステップは、前記表面がエッチングされた金属層の一面上に前記樹脂層が備えられた異種材料積層体を準備し、前記異種材料積層体に第２レーザを照射して行われることである。
【０１０１】
本発明の一実施態様によれば、前記第１レーザの照射によって前記金属層の表面にエッチング溝および突出部によるフェンス内部空間が形成され、前記金属層の表面に樹脂層を備えた異種材料積層体に第２レーザを照射し、前記樹脂層を溶融させて前記樹脂層が前記金属層に接合されるようにすることができる。
【０１０２】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記樹脂層から前記金属層の方向に照射されることができる。
【０１０３】
また、本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて照射されることができる。
【０１０４】
なお、本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記樹脂層を透過して照射されることができる。
【０１０５】
すなわち、本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記樹脂層から前記金属層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて、前記樹脂層を透過して照射されるものであってもよい。
【０１０６】
それにより、前記第２レーザのエネルギーが前記金属層に吸収され、前記吸収された第２レーザのエネルギーは熱に変換されて、前記金属層の表面に隣接した樹脂層が溶融されることである。
【０１０７】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記金属層から前記樹脂層の方向に照射されることができる。
【０１０８】
また、前記第２レーザは、前記樹脂層に接する前記金属層の表面の他側表面に焦点を合わせて照射されることができる。
【０１０９】
すなわち、本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザは、前記金属層から前記樹脂層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて照射されるものであってもよい。
【０１１０】
それにより、前記第２レーザのエネルギーが前記金属層に吸収され、前記吸収された第２レーザのエネルギーは熱に変換されて、前記金属層の表面に隣接したプラスチック樹脂が溶融されることである。
【０１１１】
図３は、本発明の一実施態様によりエッチングされた金属層の表面に前記第２レーザを照射して前記樹脂層を接合させる様々な形態を示すものである。
【０１１２】
図３によれば、図３のＡは、前記樹脂層から前記金属層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて、前記樹脂層を透過するように前記第２レーザを照射して接合（レーザ透過接合）させる様子を示すものであり、図３のＢは、前記金属層から前記樹脂層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面の他側表面に焦点を合わせて前記第２レーザを照射して接合（レーザ熱伝導接合）させる様子を示すものである。
【０１１３】
上記で言及したように、前記第１レーザを照射して前記金属層の表面をエッチングした後には、前記金属層と前記樹脂層が接合されるように再び第２レーザを照射しなければならず、前記第２レーザを照射する方法としては、図３に示すような、レーザ透過接合およびレーザ熱伝導接合を挙げることができる。
【０１１４】
また、前記金属層および前記樹脂層の接合に必要な時間を短縮し、熱伝導による接合効率を向上させるために、必要に応じて、上部または下部に追加の熱源（例えば、レーザ、ヒータ（ｈｅａｔｅｒ）またはホットプレート（ｈｏｔ  ｐｌａｔｅ）など）や冷却ガスなどをさらに供給することができる。
【０１１５】
前記レーザ透過接合（Ｌａｓｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｊｏｉｎｉｎｇ、図３のＡ）は、前記異種材料積層体に、前記樹脂層から前記金属層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面に焦点を合わせて、前記樹脂層を透過するように第２レーザを照射して前記金属層と前記樹脂層を接合させる方法である。
【０１１６】
また、前記レーザ熱伝導接合（Ｌａｓｅｒ  ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｊｏｉｎｉｎｇ、図３のＢ）は、前記異種材料積層体に、前記金属層から前記樹脂層の方向に、前記樹脂層に接する前記金属層の表面の他側表面に焦点を合わせて前記第２レーザを照射して前記金属層と前記樹脂層を接合させる方法である。
【０１１７】
具体的には、前記第２レーザが前記金属層から前記樹脂層の方向に照射される場合、前記第２レーザのエネルギーが金属層に吸収され、前記吸収された第２レーザのエネルギーは熱に変換されて、前記金属層の表面に隣接した前記樹脂層が溶融されることができる。
【０１１８】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザによって前記樹脂層が溶融され、前記溶融された樹脂層は前記金属層の表面、前記エッチング溝および前記突出部に間に満たされて、前記樹脂層が前記金属層に固定されることができる。
【０１１９】
具体的には、前記樹脂層が溶融される方式は、前記第２レーザの照射方向に応じて異なりうるものであって、前記レーザ透過接合（Ｌａｓｅｒ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｊｏｉｎｉｎｇ、図３のＡ）によってパルスレーザを照射した場合、前記樹脂層に照射された前記第２レーザが前記樹脂層を透過し、前記第２レーザのエネルギーが前記金属層の表面に吸収された後、前記吸収されたエネルギーは熱（ｈｅａｔ）に変換されて界面（前記金属層と前記樹脂層が接している面）の前記樹脂層を溶融させ、前記溶融された樹脂層は前記金属層の表面、前記エッチング溝（ｇｒｏｏｖｅ）および前記フェンス形態の突出部（ｂｕｒｒ）内部空間に供給されることによって、前記異種材料間の接合になるものである。
【０１２０】
また、前記レーザ熱伝導接合（Ｌａｓｅｒ  ｈｅａｔ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｊｏｉｎｉｎｇ、図３のＢ）によって第２レーザを照射した場合、先ず、表面がエッチングされた金属層に照射されたレーザビームが前記金属層に吸収され、前記吸収されたエネルギーは熱（ｈｅａｔ）に変換されて界面（前記金属層と前記樹脂層が接している面）の前記樹脂層を溶融させ、前記溶融された樹脂層は前記金属層の表面、前記エッチング溝（ｇｒｏｏｖｅ）および前記フェンス形態の突出部（ｂｕｒｒ）内部空間に供給されることによって、異種材料間の接合になるものである。
【０１２１】
このように、金属層と樹脂層のような異種材料を、レーザ透過接合法およびレーザ熱伝導接合法のいずれか一つの方法によって接合させると、接合強度の向上は勿論、目的とする位置および面積に局所的な接合が可能であるため、効率性の側面にも非常に大きい長所がある。
【０１２２】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザの波長は、近赤外線領域の波長であってもよい。具体的には、前記第２レーザの波長は、８０８ｎｍ、８３０ｎｍ、８８０ｎｍ、９１５ｎｍ、９４０ｎｍ、９１５ｎｍおよび１０６４ｎｍからなる群より選択される１種の波長であってもよい。
【０１２３】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザの出力は、５０Ｗ以上２，０００Ｗ以下であってもよく、レーザのスポット大きさとレーザが照射される素材の種類に応じて適切に調節できる。
【０１２４】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザのスポット大きさは、１００μｍ以上５，０００μｍ以下であってもよく、レーザが照射される素材の種類に応じて適切に調節できる。
【０１２５】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザの走査速度は、１０ｍｍ／ｓ以上１，０００ｍｍ／ｓ以下であってもよく、レーザが照射される素材の種類に応じて適切に調節できる。
【０１２６】
本発明の一実施態様によれば、前記第２レーザの照射回数は、１回以上５０回以下であってもよく、レーザが照射される素材の種類に応じて適切に調節できる。
【０１２７】
本発明の一実施態様によれば、前記金属層と前記樹脂層の接合力は前述したとおりである。
【０１２８】
本発明の一実施態様による異種材料の接合方法を利用すれば、前記金属層と前記樹脂層界面の樹脂層が溶融されて、前記樹脂層が前記金属層の表面は勿論、エッチングされた金属層のエッチング溝（ｇｒｏｏｖｅ）および前記エッチング溝に沿って形成されたフェンス形態の突出部（ｂｕｒｒ）内部空間にも流入されることによって、より堅固なアンカーリング（ａｎｃｈｏｒｉｎｇ）効果が発生する。
【０１２９】
また、本発明の一実施態様によれば、既存の異種材料の接合方法とは異なり、化学有害物質による環境汚染や量産工程の管理が難しいなどの問題点が発生する恐れがなく、また、工程ステップを最小化して運営効率を向上させることができ、気密性および水密性の実現が可能な異種材料接合体を提供することができる。
【０１３０】
以下では、本発明について具体的に説明するために実施例を挙げて詳しく説明することにする。但し、本発明による実施例は種々の他の形態に変形できるものであって、本発明の範囲が以下にて記述される実施例に限定されるものではない。本明細書の実施例は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
【０１３１】
［エッチング溝の入口幅とエッチング溝の中間幅の関係］
【０１３２】
実施例１および参考例１
下記の表１のような条件の２種類のパルスレーザを１．５Ｔ厚さのアルミニウム基板の表面に互いに直交するように二重照射して格子構造になるようにエッチングした。この時、エッチング溝と、エッチング時に発生する突出部が前記エッチング溝の周辺部に沿って互いに連結されて、内部に空間を作るフェンスの形態に形成された。
【０１３３】
その次に、上記のようにパターニングされたアルミニウム基板と３．２Ｔ厚さのポリプロピレン樹脂基板を対面させた後、アルミニウム基板が上部に向かうようにした状態で、１０６４ｎｍの波長において３５０Ｗの出力で６６０μｍのスポット大きさを有するレーザをアルミニウム基板に照射し、この時、レーザを２０ｍｍ／ｓの走査速度で５回繰り返し走査してポリプロピレン樹脂を溶融させることによって、異種材料接合体を製造した。
【０１３４】
このように形成されたエッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅、エッチング溝の中間幅および接合力（せん断引張強度）を測定し、その結果を下記の表２に示す。
【０１３５】
具体的には、前記エッチング溝の深さ、入口幅、中間幅、突出部の深さおよび突出部の高さを測定するために、前記異種材料接合体を界面部の垂直方向に切断し、それを研磨（ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）して試片を製造した。
【０１３６】
前記試片の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて撮影した画像を図４に示す。
【０１３７】
また、各試片当たりに１０個〜２０個の溝での各形状（エッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅、エッチング溝の中間幅、突出部の長さおよび突出部の高さ）の測定値の平均値を計算して記録した。
【０１３８】
なお、前記異種材料接合体の接合力は、ＵＴＭ引張機（ＩＮＳＴＲＯＮ  ５９６９）を用いて、１０ｍｍ／ｍｉｎの引張速度でせん断を加えた時の分離または破断が起こる強度をもって測定した。最終接合強度は、前記測定された引張強度値を接合された面積で分けて計算した。
【０１３９】
【表１】
2019536629.tif 000003
【表２】
2019536629.tif 000004
【０１４０】
表２および図４の結果によれば、エッチング溝の入口幅が類似し、前記エッチング溝の深さが類似しているとしても、前記エッチング溝の中間幅がさらに広いことによって、ポット（ｐｏｔ）形態の形状を有する実施例１（Ａ）の接合力が、エッチング溝の入口幅とエッチング溝の中間幅が類似した参考例１（Ｂ）の接合力より大きいことを確認することができた。
【０１４１】
これにより、エッチング溝の入口幅、エッチング溝の深さが類似しているとしても、ポット（ｐｏｔ）形状になってこそ、優れた接合強度の形成が可能であることを確認することができた。
【０１４２】
［エッチング溝の入口幅とエッチング溝の深さの関係］
【０１４３】
実施例２および比較例１
下記の表３のような条件の２種類のパルスレーザを１．５Ｔ厚さのアルミニウム基板の表面に互いに直交するように二重照射して格子構造になるようにエッチングした。この時、エッチング溝と、エッチング時に発生する突出部が前記エッチング溝の周辺部に沿って互いに連結されて、内部に空間を作るフェンスの形態に形成された。
【０１４４】
その次に、上記のようにパターニングされたアルミニウム基板と３．２Ｔ厚さのポリプロピレン樹脂基板を対面させた後、アルミニウム基板が上部に向かうようにした状態で、１０６４ｎｍの波長において３５０Ｗの出力で６６０μｍのスポット大きさを有するレーザをアルミニウム基板に照射し、この時、レーザを２０ｍｍ／ｓの走査速度で５回繰り返し走査して熱伝導によりポリプロピレン樹脂を溶融させることによって、異種材料接合体を製造した。
【０１４５】
このように製造された異種材料接合体のエッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅、前記エッチング溝の深さとエッチング溝の入口幅の比（長径比）および接合力（せん断引張強度）を前述したような方法により測定し、その結果を下記の表４に示す。
【０１４６】
【表３】
2019536629.tif 000005
【表４】
2019536629.tif 000006
【０１４７】
また、前記実施例２および比較例１の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を図５に示す。
【０１４８】
表４および図５の結果によれば、比較例１（Ｂ）のエッチング溝の入口幅が実施例２（Ａ）のエッチング溝の入口幅より広いが、比較例１の接合力は実施例２の接合力より約１０％低いことを確認することができた。
【０１４９】
これにより、単にエッチング溝の入口幅が広いことによって、樹脂層が金属層に満たされる量が多くなるにつれて接合力が増大するのではなく、金属層の表面上に突出される突出部と、エッチング溝の側壁の形状（屈曲または粗さ）などによって樹脂層が前記金属層に固定されてこそ、優れた接合強度の形成が可能であることを確認することができた。
【０１５０】
実施例４、実施例５および比較例２〜比較例４
下記の表５のような条件の５種類のパルスレーザを１．５Ｔ厚さのアルミニウム基板の表面に照射して線形構造と格子構造の２種類の構造になるようにエッチングした。この時、エッチング溝と、エッチング時に発生する突出部が前記エッチング溝の周辺部に沿って互いに連結されて、内部に空間を作るフェンスの形態に形成された。
【０１５１】
その次に、上記のようにパターニングされたアルミニウム基板と３．２Ｔ厚さのポリプロピレン樹脂基板を対面させた後、アルミニウム基板が上部に向かうようにした状態で、１０６４ｎｍの波長において３５０Ｗの出力で６６０μｍのスポット大きさを有するレーザをアルミニウム基板に照射し、この時、レーザを２０ｍｍ／ｓの走査速度で５回繰り返し走査してポリプロピレン樹脂を溶融させることによって、異種材料接合体を製造した。
【０１５２】
このように製造された異種材料接合体のエッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅、前記エッチング溝の深さとエッチング溝の入口幅の比（長径比）、突出部の長さおよび接合力（せん断引張強度）を前述したような方法により測定し、その結果を下記の表６に示す。
【０１５３】
【表５】
2019536629.tif 000007
【表６】
2019536629.tif 000008
【０１５４】
また、前記実施例４（Ａ）、実施例５（Ｂ）、比較例２（Ｃ）、比較例３（Ｄ）および比較例４（Ｅ）の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を図６に示す。
【０１５５】
表６および図６の結果によれば、前記第１レーザの照射回数が増加するに伴い、エッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅および突出部の長さが増加することを確認することができる。
【０１５６】
接合強度の評価結果、比較例２の場合、エッチング溝の入口幅および突出部の長さが本発明の一実施態様による範囲に達しないため、実施例４および５より接合力が不足していることを確認することができた。
【０１５７】
また、比較例３の場合、エッチング溝の入口幅が本発明の一実施態様による範囲に達することができず、実施例４および５より接合力が不足していることを確認することができた。
【０１５８】
なお、比較例４の場合、長径比が１：１４を超過してエッチング溝の深さが増加しても、これ以上接合力が増加しないことを確認することができた。
【０１５９】
これにより、第１レーザの照射回数が増加しても、繰り返し加工の特性上、金属層の表面の突出部に応じた凹凸による接合効果が緩められることを確認することができた。
【０１６０】
さらに、格子構造に形成されたエッチング溝を用いてフェンス構造を形成する場合、線形構造に比べて樹脂層との接触面積が増加し、井戸（ｗｅｌｌ）形状によるアンカー構造として線形構造に比べて接合強度が増加したことを確認することができた。
【０１６１】
また、照射回数に応じては、線形構造および格子構造の両方とも、照射回数が増加するほど接合強度が増加する傾向を示した。
【０１６２】
なお、前記エッチング溝の入口幅の増加より前記エッチング溝の深さの増加幅が遥かに大きい場合、前記樹脂層が前記金属層に十分に満たされず、これにより、前記金属層と前記樹脂層の間の接合力が増加しないことを確認することができた。
【０１６３】
［突出部の長さと異種材料接合体の接合力の関係］
【０１６４】
実施例３および参考例２〜参考例４
下記の表７のような条件の４種類のパルスレーザを１．５Ｔ厚さのアルミニウム基板の表面に互いに直交するように二重照射して格子構造になるようにエッチングした。この時、エッチング溝と、エッチング時に発生する突出部が前記エッチング溝の周辺部に沿って互いに連結されて、内部に空間を作るフェンスの形態に形成された。
【０１６５】
その次に、上記のようにパターニングされたアルミニウム基板と３．２Ｔ厚さのポリプロピレン樹脂基板を対面させた後、アルミニウム基板が上部に向かうようにした状態で、１０６４ｎｍの波長において３５０Ｗの出力で６６０μｍのスポット大きさを有するレーザをアルミニウム基板に照射し、この時、レーザを２０ｍｍ／ｓの走査速度で５回繰り返し走査してポリプロピレン樹脂を溶融させることによって、異種材料接合体を製造した。
このように製造された異種材料接合体のエッチング溝の深さ、エッチング溝の入口幅、前記エッチング溝の深さとエッチング溝の入口幅の比（長径比）、突出部の長さおよび接合力（せん断引張強度）を前述したような方法により測定し、その結果を下記の表８に示す。
【０１６６】
【表７】
2019536629.tif 000009
【表８】
2019536629.tif 000010
【０１６７】
突出部の角度：突出部が金属層の表面に対してなす角度
【０１６８】
また、前記実施例３（Ａ）および参考例２〜参考例４（各々Ｂ〜Ｄ）の側面を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＥＭ）で撮影した画像を図７に示す。
【０１６９】
表８および図７の結果によれば、突出部の長さが短く、突出部が金属層の表面に対してなす角度が相対的に鈍角に近い参考例より実施例３の接合力が約３ＭＰａさらに大きいことを確認することができた。
【０１７０】
これにより、類似した範囲のエッチング溝の深さおよびエッチング溝の入口幅を有しているとしても、突出部の長さが長く、突出部が金属層の表面となす角度が小さい値、具体的には４０〜６０°の鋭角であるほど、接合力が大きいことを確認することができた。
【０１７１】
［突出部の長さと異種材料接合体の接合力および気密性の関係］
【０１７２】
実施例６、実施例７および比較例５
１０６４ｎｍの波長において３５Ｗの出力で約３５μｍの焦点大きさを有するパルスレーザを、１．５Ｔ厚さのアルミニウム基板の表面に２００ｍｍ／ｓの速度、５０ｋＨｚの繰り返し数の条件で照射し、下記の表９のようなエッチング溝の深さ、突出部の高さ、突出部の長さおよびエッチング間隔を有するようにエッチングした。
【０１７３】
また、前記エッチングされた金属基板上にガラス繊維（ｇｌａｓｓ  ｆｉｂｅｒ）を４０重量％含んでいるポリフェニレンオキシド樹脂をインサート射出により接合して異種材料接合体を製造した。
【０１７４】
このように製造された異種材料接合体のエッチング溝の接合力（せん断引張強度）を前述したような方法により測定し、その結果を下記の表１０に示す。
【０１７５】
また、異種材料接合体の気密性を異種材料の接合後３０．５２ＰＳＩＧ（２ｂａｒ）の空気圧で３０秒間テストするとき、０．０５７ＰＳＩＧ以下の場合をＰａｓｓ、そうではない場合をＦａｉｌにして測定して下記の表１０に示す。
【０１７６】
【表９】
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【表１０】
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【０１７７】
表９および表１０によれば、突出部の長さが実施例６および実施例７より短い比較例５は接合力が大幅に低下し、気密性も確保できないことを確認することができた。
【０１７８】
すなわち、エッチング溝の深さが深くても、突出部の高さが本発明の一実施態様による範囲を満たせない場合、接合力および気密性を確保できないことを確認することができた。
【図１（Ａ）】
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【図１（Ｂ）】
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【図２】
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【図３】
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【図４（Ａ）】
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【図４（Ｂ）】
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【図５（Ａ）】
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【図５（Ｂ）】
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【図６（Ａ）】
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【図６（Ｂ）】
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【図６（Ｃ）】
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【図６（Ｄ）】
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【図６（Ｅ）】
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【図７（Ａ）】
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【図７（Ｂ）】
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【図７（Ｃ）】
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【図７（Ｄ）】
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【国際調査報告】
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