(57)【要約】【課題】接合膜の活性化状態を容易かつ正確に評価可能な接合膜の評価方法および接合膜の評価装置を提供すること。【解決手段】本発明の接合膜の評価方法は、シロキサン結合を含む原子構造と、シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基とを含む接合膜３を基材２上に成膜してなる接合膜付き基材１について、接合膜３にエネルギーが付与され、活性化状態となり、接着性を発現した状態を評価する方法であって、活性化状態にある接合膜３の表面に水滴１０を付着させる水滴付着工程と、水滴１０の接触角θを測定する接触角測定工程とを有する。測定した接触角θは、接合膜３の活性化状態との間に相関性を有しているため、活性化状態の程度、すなわち接着性を評価するための指標となり得る。よって接触角θを測定することにより、実際に接合する前であっても、接合膜３の活性化状態を評価することが可能になる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シロキサン結合を含む原子構造と、前記シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与することにより活性化状態となり、接着性を発現する接合膜について、前記活性化状態を定量的に評価する方法であって、
前記活性化状態にある前記接合膜の表面に水滴を付着させ、前記水滴の接触角を測定する工程を有することを特徴とする接合膜の評価方法。
【請求項２】
さらに、測定した前記水滴の接触角が所定の範囲内にあるか否かを判定する工程を有する請求項１に記載の接合膜の評価方法。
【請求項３】
前記水滴の接触角を測定する工程は、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７のぬれ性試験方法に規定の静滴法に準じて行う請求項１または２に記載の接合膜の評価方法。
【請求項４】
前記水滴の接触角を測定する工程は、前記接合膜を不活性ガス中においた状態で行う請求項１ないし３のいずれかに記載の接合膜の評価方法。
【請求項５】
前記接合膜は、製品を製造するための接合膜と同じ製造履歴および同じ保存履歴を有するテスト用接合膜であり、
前記テスト用接合膜について測定された水滴の接触角を、前記製品を製造するための接合膜について測定された水滴の接触角とみなす工程を有する請求項１ないし４のいずれかに記載の接合膜の評価方法。
【請求項６】
シロキサン結合を含む原子構造と、前記シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与することにより活性化状態となり、接着性を発現する接合膜について、前記活性化状態を定量的に評価する装置であって、
水滴を作製し、前記活性化状態にある前記接合膜の表面に前記水滴を付着させる水滴作製手段と、
前記接合膜の表面に付着させた水滴の接触角を測定する接触角測定手段とを有することを特徴とする接合膜の評価装置。
【請求項７】
前記水滴作製手段は、水を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された水を前記接合膜の表面に供給するノズルとを有している請求項６に記載の接合膜の評価装置。
【請求項８】
前記接触角測定手段は、前記接合膜の表面に付着させた水滴を側方から撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された画像を解析し、前記接触角を特定する解析部とを有している請求項６または７に記載の接合膜の評価装置。
【請求項９】
密閉構造を備え、その内部に前記水滴作製手段を収納するとともに、前記接合膜を収納可能なケースを有する請求項６ないし８のいずれかに記載の接合膜の評価装置。
【請求項１０】
前記ケース内に不活性ガスを供給するガス供給部を有する請求項９に記載の接合膜の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギーの付与により接着性を発現する接合膜の評価方法および接合膜の評価装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
２つの部材（基材）同士を接合（接着）する方法として、特許文献１には、プラズマ重合法により形成された接合膜を介して部材同士を接合する方法が提案されている。
上記方法では、各部材表面にプラズマ重合膜を成膜し、各プラズマ重合膜にエネルギーを付与して活性化させることにより接着性を発現させ、次いで、プラズマ重合膜同士が密着するように２つの部材を重ね合わせることでこれらを接合する。
【０００３】
ところが、活性化され、接着性が発現したプラズマ重合膜を大気中に放置していると、経時的に接着性が低下してしまう。このため、プラズマ重合膜を活性化した後は、速やかにプラズマ重合同士を密着させ、接合を行わなければならない。
このような時間的制約があることから、例えば複数のプラズマ重合膜に対してまとめて活性化プロセスを行って活性化状態にあるプラズマ重合膜のストックを確保し、その後の接合プロセスは、このストックから必要な数のプラズマ重合膜を取り出して必要なときに行う、といった効率的な接合プロセスを行うことは不可能である。すなわち、接合プロセスの直前に活性化プロセスを行う必要があり、工程に著しい時間的制約が伴う。また、活性化プロセスとその後の接合プロセスとの間は、時間的に長く空けることができないため、必然的に各プロセスを行う場所が地理的に近くなければならず、部材の動線に著しい制約を伴う。
【０００４】
そこで、活性化状態にあるプラズマ重合膜の状態を見極めることにより、必要かつ十分な接着性を確保しつつ、工程の時間的および地理的な自由度を最大限に高めることが必要になりつつある。しかしながら、プラズマ重合膜の活性化状態を正確に評価する方法がないため、部材同士の接合に必要かつ十分な接着性を有しているか否かを見極めることができず、接合プロセスの効率化の妨げとなっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３０７８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、接合膜の活性化状態を容易かつ正確に評価可能な接合膜の評価方法および接合膜の評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合膜の評価方法は、シロキサン結合を含む原子構造と、前記シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与することにより活性化状態となり、接着性を発現する接合膜について、前記活性化状態を定量的に評価する方法であって、
前記活性化状態にある前記接合膜の表面に水滴を付着させ、前記水滴の接触角を測定する工程を有することを特徴とする。
これにより、接合膜の活性化状態を容易かつ正確に評価することができる。
【０００８】
本発明の接合膜の評価方法では、さらに、測定した前記水滴の接触角が所定の範囲内にあるか否かを判定する工程を有することが好ましい。
これにより、接合膜が所定の接着能力を有しているか否かを判定することができ、最終的に目的とする接合状態の接合体を確実に得るための選別を行うことができる。
本発明の接合膜の評価方法では、前記水滴の接触角を測定する工程は、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７のぬれ性試験方法に規定の静滴法に準じて行うことが好ましい。
これにより、接触角を幾何的に容易かつ正確に算出することができる。
本発明の接合膜の評価方法では、前記水滴の接触角を測定する工程は、前記接合膜を不活性ガス中においた状態で行うことが好ましい。
これにより、雰囲気が接触角の測定に及ぼす影響が最小限に抑えられるため、より正確な測定が可能になる。
【０００９】
本発明の接合膜の評価方法では、前記接合膜は、製品を製造するための接合膜と同じ製造履歴および同じ保存履歴を有するテスト用接合膜であり、
前記テスト用接合膜について測定された水滴の接触角を、前記製品を製造するための接合膜について測定された水滴の接触角とみなす工程を有することが好ましい。
これにより、製品用の接合膜付き基材をコンタミネーションから防止するとともに、製品用の接合膜付き基材の形状を問わず、接合膜の活性化状態を正確に評価することができる。
【００１０】
本発明の接合膜の評価装置は、シロキサン結合を含む原子構造と、前記シロキサン結合に結合し有機基からなる脱離基とを含み、エネルギーを付与することにより活性化状態となり、接着性を発現する接合膜について、前記活性化状態を定量的に評価する装置であって、
水滴を作製し、前記活性化状態にある前記接合膜の表面に前記水滴を付着させる水滴作製手段と、
前記接合膜の表面に付着させた水滴の接触角を測定する接触角測定手段とを有することを特徴とする。
これにより、接合膜の活性化状態を容易かつ正確に評価可能な接合膜の評価装置が得られる。
【００１１】
本発明の接合膜の評価装置では、前記水滴作製手段は、水を貯留する貯留部と、前記貯留部に貯留された水を前記接合膜の表面に供給するノズルとを有していることが好ましい。
これにより、ノズルから吐出された水滴を用いて、接合膜の活性化状態を容易に評価することができる。
【００１２】
本発明の接合膜の評価装置では、前記接触角測定手段は、前記接合膜の表面に付着させた水滴を側方から撮影するカメラと、前記カメラにより撮影された画像を解析し、前記接触角を特定する解析部とを有していることが好ましい。
これにより、接触角の測定値が測定誤差（個人差）を含むことがなく、信頼性の高い測定値が得られる。
【００１３】
本発明の接合膜の評価装置では、密閉構造を備え、その内部に前記水滴作製手段を収納するとともに、前記接合膜を収納可能なケースを有することが好ましい。
これにより、外部因子（外気等）が接触角の測定値に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。
本発明の接合膜の評価装置では、前記ケース内に不活性ガスを供給するガス供給部を有することが好ましい。
これにより、雰囲気が接触角の測定に及ぼす影響が最小限に抑えられるため、より正確な測定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】接合膜付き基材が備える接合膜のエネルギー付与前の状態を示す断面図（部分拡大図を含む）である。
【図２】接合膜付き基材が備える接合膜のエネルギー付与後の状態を示す断面図（部分拡大図を含む）である。
【図３】接合膜付き基材と被着体とを接合する方法を説明するための図である。
【図４】本発明の接合膜の評価方法を説明するための図（断面図）である。
【図５】本発明の接合膜の評価装置の実施形態を模式的に示す図（正面図）である。
【図６】実施例１において、活性化処理の処理時間に対する接合強度および接触角の関係を示すグラフである。
【図７】実施例２において、活性化処理の処理時間に対する接合強度および接触角の関係を示すグラフである。
【図８】実施例１において、接合膜に酸素プラズマ処理を施した後、所定時間大気中に放置したときの接触角の推移および接合強度の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の接合膜の評価方法および接合膜の評価装置を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
本発明の接合膜の評価方法において評価の対象とされる接合膜は、エネルギーを付与することにより、活性化状態になり、接着性を発現するものである。
この接着性は、時間経過とともに徐々に失われるため、経過時間によっては十分な接合強度が得られない場合がある。このため、エネルギーを付与した後、速やかに接着（接合）すればよいが、一方で、接合プロセスの時間的および地理的な制約を伴う。このため、ある程度の接着性の低下（活性化状態の劣化）を踏まえつつ、接合プロセスの時間的および地理的な自由度を最大限に高める観点から、接合膜の活性化状態を評価する方法を確立し、これにより接合プロセスの効率化を図ることへの要請があった。
このような要請について、本発明者は鋭意検討を重ね、接合膜の活性化状態を容易かつ正確に評価する方法を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
まず、本発明の接合膜の評価方法の説明に先立ち、評価の対象である接合膜、および基材上にこの接合膜を備えてなる接合膜付き基材について説明する。
（接合膜付き基材）
図１は、接合膜付き基材が備える接合膜のエネルギー付与前の状態を示す断面図（部分拡大図を含む）、図２は、接合膜付き基材が備える接合膜のエネルギー付与後の状態を示す断面図（部分拡大図を含む）である。なお、以下の説明では、図１、２中の上側を「上」、下側を「下」という。
図１に示す接合膜付き基材１は、基材２と、基材２上に成膜された接合膜３とを有するものである。このような接合膜付き基材１は、接合膜３に発現した接着性を利用して、所望の被着体に接合される。その結果、接合膜３を介して基材２と被着体とを接合してなる接合体が得られる。
【００１７】
以下、各部の構成について詳述する。
基材２は、接合膜３を支持するものであり、その形状は特に限定されないものの、例えば基板状（シート状）のものである。
基材２の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、各種樹脂系材料、各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料、各種セラミックス系材料、各種炭素系材料等が挙げられ、これらの各材料の２種以上を組み合わせた複合材料を用いることもできる。
なお、基材２は、必要に応じて、接合膜３側の面に設けられた剥離層を有していてもよい。この剥離層は、接合膜３を基材２から容易に剥離させることのできるものであり、接合膜付き基材１を被着体に接合した後、剥離層と接合膜３との界面を剥離することで、接合膜３のみを被着体側に転写することを可能にする。
【００１８】
剥離層としては、例えば、フッ素系樹脂、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の各種樹脂材料が挙げられる。
また、剥離層は、その表面エネルギー（表面自由エネルギー）が、被着体の表面エネルギーより小さいものであるのが好ましい。これにより接合膜３は、被着体に対して相対的に強固に密着する一方、剥離層との間で優先的に剥離する。その結果、接合膜３を被着体側に確実に転写することができる。
なお、被着体側に転写された接合膜３は、その剥離面に対して後述するようにしてエネルギーを付与することにより、別の被着体に対して接合可能になる。したがって、剥離した接合膜３を介して被着体と別の被着体とを接合し、接合体を得ることができる。
【００１９】
接合膜３は、図１に示すように、シロキサン（Ｓｉ−Ｏ）結合３０２を含むＳｉ骨格３０１と、このＳｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３とを有するものである。このような接合膜３は、その原子構造がランダムであるため、アモルファスと同様の特性を示し、変形し難く強固な膜となる。これは、接合膜３の原子構造の結晶性が低い（非晶質である）ため、結晶粒径における転位やズレ等の欠陥が生じ難いためであると考えられる。このため、接合膜３自体が接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度の高いものとなり、最終的に得られる接合体においても、接合強度、耐薬品性、耐光性および寸法精度が高いものが得られる。
【００２０】
このような接合膜３にエネルギーが付与されると、脱離基３０３がＳｉ骨格３０１から脱離し、図２に示すように、接合膜３の表面および内部に活性手３０４が生じる。そして、これにより、接合膜３の表面に接着性が発現する。かかる接着性を利用して接合膜付き基材１と被着体とを接合することができる。
なお、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合エネルギーは、Ｓｉ骨格３０１中のシロキサン結合３０２の結合エネルギーよりも小さい。これは、シロキサン結合３０２の結合エネルギーが、約４３０ｋＪ／ｍｏｌと他の結合種と比べてもかなり大きいからであり、したがって、接合膜３にエネルギーが付与されると、Ｓｉ骨格３０１が破壊されるのを防止しつつ、脱離基３０３とＳｉ骨格３０１との結合を選択的に切断し、脱離基３０３を脱離させることができる。
【００２１】
また、このような接合膜３は、比較的無機材料に近い構造を有していることなどから、流動性を有しない固体状のものとなる。このため、接合膜３の厚さや形状がほとんど変化せず、接合体の寸法精度は従来に比べて格段に高いものとなる。
なお、接合膜３が固体状であるため、接合膜付き基材１は、保存または流通等の観点で取り扱いが容易であるという利点もある。
【００２２】
また、接合膜３においては、特に接合膜３を構成する全原子からＨ原子を除いた原子のうち、Ｓｉ原子の含有率とＯ原子の含有率の合計が、１０原子％以上９０原子％以下程度であるのが好ましく、２０原子％以上８０原子％以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子とが、前記範囲の含有率で含まれていれば、接合膜３はＳｉ原子とＯ原子とが強固なネットワークを形成し、接合膜３自体が強固なものとなり、被着体に対して、特に高い接合強度を示すものとなる。
【００２３】
また、接合膜３中のＳｉ原子とＯ原子の存在比は、３：７以上７：３以下程度であるのが好ましく、４：６以上６：４以下程度であるのがより好ましい。Ｓｉ原子とＯ原子の存在比を前記範囲内になるよう設定することにより、接合膜３の安定性が高くなり、被着体に対してより強固に接合することができるようになる。
また、接合膜３中のＳｉ骨格３０１の結晶化度は、４５％以下であるのが好ましく、４０％以下であるのがより好ましい。これにより、Ｓｉ骨格３０１は十分にランダムな原子構造を含むものとなり、より非晶質的な特性を示す。このため、前述したＳｉ骨格３０１の特性が顕在化し、接合膜３の寸法精度および接着性がより優れたものとなる。
【００２４】
なお、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度は、一般的な結晶化度測定方法により測定することができ、具体的には、結晶部分における散乱Ｘ線の強度に基づいて測定する方法（Ｘ線法）、赤外線吸収の結晶化バンドの強度から求める方法（赤外線法）、核磁気共鳴吸収の微分曲線の下の面積に基づいて求める方法（核磁気共鳴吸収法）、結晶部分には化学試薬が浸透し難いことを利用した化学的方法等により測定することができる。
このうち、簡便性等の観点からＸ線法が好ましく用いられる。
また、Ｓｉ骨格３０１の結晶化度を測定する際には、接合膜３に対して上述の測定方法を適用すればよいが、接合膜３にエネルギーを付与した後に測定しても、ほぼ同様の測定結果が得られる。
【００２５】
また、接合膜３は、その構造中にＳｉ−Ｈ結合を含んでいるのが好ましい。このＳｉ−Ｈ結合は、プラズマ重合法によってシランが重合反応する際に重合物中に生じるものであるが、このとき、Ｓｉ−Ｈ結合がシロキサン結合の生成が規則的に行われるのを阻害すると考えられる。このため、シロキサン結合は、Ｓｉ−Ｈ結合を避けるように形成されることとなり、Ｓｉ骨格３０１の原子構造の規則性が低下する。このようにして、プラズマ重合法によれば、結晶化度の低いＳｉ骨格３０１を効率よく形成することができる。
【００２６】
一方、接合膜３中のＳｉ−Ｈ結合の含有率が多ければ多いほど結晶化度が低くなるわけではない。具体的には、接合膜３の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、Ｓｉ−Ｈ結合に帰属するピークの強度は、０．００１以上０．２以下程度であるのが好ましく、０．００２以上０．０５以下程度であるのがより好ましく、０．００５以上０．０２以下程度であるのがさらに好ましい。Ｓｉ−Ｈ結合のシロキサン結合に対する割合が前記範囲内であることにより、接合膜３中の原子構造は、相対的に最もランダムなものとなる。このため、Ｓｉ−Ｈ結合のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対して前記範囲内にある場合、接合膜３は、接合強度、耐薬品性および寸法精度において特に優れたものとなる。
【００２７】
また、Ｓｉ骨格３０１に結合する脱離基３０３は、前述したように、Ｓｉ骨格３０１から脱離することによって、接合膜３に活性手を生じさせるよう振る舞うものである。したがって、脱離基３０３には、エネルギーを付与されることによって、比較的簡単に、かつ均一に脱離するものの、エネルギーが付与されないときには、脱離しないようＳｉ骨格３０１に確実に結合しているものである必要がある。
なお、プラズマ重合法による成膜の際には、原料ガスの成分が重合して、シロキサン結合を含むＳｉ骨格３０１と、それに結合した残基とを生成するが、例えばこの残基が脱離基３０３となり得る。
【００２８】
かかる観点から、脱離基３０３には、Ｈ原子、Ｂ原子、Ｃ原子、Ｎ原子、Ｏ原子、Ｐ原子、Ｓ原子およびハロゲン系原子、またはこれらの各原子を含み、これらの各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団からなる群から選択される少なくとも１種で構成されたものが好ましく用いられる。かかる脱離基３０３は、エネルギーの付与による結合／脱離の選択性に比較的優れている。このため、このような脱離基３０３は、上記のような必要性を十分に満足し得るものとなり、接合膜３の接着性をより高度なものとすることができる。
【００２９】
なお、上記のような各原子がＳｉ骨格３０１に結合するよう配置された原子団（基）としては、例えば、メチル基、エチル基のようなアルキル基、ビニル基、アリル基のようなアルケニル基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、メルカプト基、スルホン酸基、シアノ基、イソシアネート基等が挙げられる。
これらの各基の中でも、脱離基３０３は、特に有機基であるのが好ましく、アルキル基であるのがより好ましい。有機基およびアルキル基は化学的な安定性が高いため、有機基およびアルキル基を含む接合膜３は、耐候性および耐薬品性に優れたものとなる。
【００３０】
ここで、脱離基３０３が特にメチル基（−ＣＨ３）である場合、その好ましい含有率は、赤外光吸収スペクトルにおけるピーク強度から以下のように規定される。
すなわち、接合膜３の赤外光吸収スペクトルにおいて、シロキサン結合に帰属するピークの強度を１としたとき、メチル基に帰属するピークの強度は、０．０５以上０．４５以下程度であるのが好ましく、０．１以上０．４以下程度であるのがより好ましく、０．２以上０．３以下程度であるのがさらに好ましい。メチル基のピーク強度がシロキサン結合のピーク強度に対する割合が前記範囲内であることにより、メチル基がシロキサン結合の生成を必要以上に阻害するのを防止しつつ、接合膜３中に必要かつ十分な数の活性手が生じるため、接合膜３に十分な接着性が生じる。また、接合膜３には、メチル基に起因する十分な耐候性および耐薬品性が発現する。
【００３１】
このような特徴を有する接合膜３の構成材料としては、例えば、ポリオルガノシロキサンのようなシロキサン結合とそれに結合した脱離基３０３となり得る有機基とを含む重合物等が挙げられる。
ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、それ自体が優れた機械的特性を有している。また、多くの材料に対して特に優れた接着性を示すものである。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、基材２に対して特に強固に被着するとともに、被着体に対しても特に強い被着力を示し、その結果として、基材と被着体とを強固に接合することができる。
また、ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性（非接着性）を示すが、エネルギーを付与されることにより容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化し、接着性を発現するが、この非接着性と接着性との制御を容易かつ確実に行えるという利点を有する。
【００３２】
なお、この撥水性（非接着性）は、主に、ポリオルガノシロキサン中に含まれた有機基（例えばアルキル基）による作用である。したがって、ポリオルガノシロキサンで構成された接合膜３は、エネルギーを付与されることにより接着性が発現するとともに、表面以外の部分においては、前述した有機基による作用・効果が得られるという利点も有する。したがって、このような接合膜３は耐候性および耐薬品性に優れたものとなり、例えば、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の組み立てに際して、有効に用いられるものとなる。
【００３３】
また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする接合膜３は、接着性に特に優れるものである。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。
【００３４】
このような接合膜３の平均厚さは、１ｎｍ以上１０００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、２ｎｍ以上８００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。接合膜３の平均厚さを前記範囲内とすることにより、接合体の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、基材２と被着体とをより強固に接合することができる。
すなわち、接合膜３の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜３の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体の寸法精度が低下するおそれがある。
【００３５】
さらに、接合膜３の平均厚さが前記範囲内であれば、接合膜３にある程度の形状追従性が保たれる。このため、例えば、基材２の接合面（接合膜３に隣接する面）に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するように接合膜３を被着させることができる。その結果、接合膜３は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができ、接合体の密着性を高めることができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、接合膜３の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、接合膜３の厚さをできるだけ厚くすればよい。
【００３６】
以上、接合膜３について詳述したが、このような接合膜３はいかなる方法で作製されたものであってもよく、プラズマ重合法、ＣＶＤ法（特にプラズマＣＶＤ法）、ＰＶＤ法のような各種気相成膜法や、各種液相成膜法等により作製することができる。これらの中でも、プラズマ重合法によれば緻密で均質な接合膜３を効率よく作製することができる。また、プラズマ重合法で作製された接合膜３では、エネルギーが付与されて活性化された状態が比較的長時間にわたって維持される。
【００３７】
ここで、プラズマ重合法により接合膜３を製造する方法について説明する。
プラズマ重合法は、強電界中に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子をプラズマの作用により重合させ、重合物を基材２上に堆積させる成膜方法である。この方法によれば、プラズマの作用により基材２表面が活性化、清浄化されるため、基材２の種類によらず基材２に対する密着性の高い接合膜３を成膜することができる。すなわち、プラズマ重合法により成膜された接合膜３を用いることにより、最終的に、強固に接合された接合体を得ることができる。
【００３８】
原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン等が挙げられる。
一方、キャリアガスには、例えば、ヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス等が用いられる。
【００３９】
また、強電界は、電極に高周波電圧を印加することにより形成されるが、この高周波電圧の出力密度は、０．０１Ｗ／ｃｍ２以上１００Ｗ／ｃｍ２以下程度であるのが好ましい。
また、成膜は減圧下で行われ、その圧力は、１３３．３×１０−５Ｐａ以上１３３３Ｐａ以下（１×１０−５Ｔｏｒｒ以上１０Ｔｏｒｒ以下）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４Ｐａ以上１３３．３Ｐａ以下（１×１０−４Ｔｏｒｒ以上１Ｔｏｒｒ以下）程度であるのがより好ましい。
以上のようにして接合膜３を得ることができる。
【００４０】
（接合方法）
次いで、上述したような接合膜付き基材１を被着体４に接合して接合体を得る方法について説明する。
図３は、接合膜付き基材と被着体とを接合する方法を説明するための図である。なお、以下の説明では、図３中の上側を「上」、下側を「下」という。
この接合方法は、接合膜付き基材１の接合膜３にエネルギーを付与し、接合膜３の表面を活性化させる工程と、接合膜３と被着体４とが密着するように接合膜付き基材１と被着体４とを重ね合わせ、接合体５を得る工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
＜１＞まず、接合膜付き基材１と被着体４とを用意する（図３（ａ）参照）。被着体４の接合面には、あらかじめプラズマ処理、紫外線照射処理等の下地処理を施しておいてもよい（図３（ｂ）参照）。
【００４１】
＜２＞次いで、接合膜３にエネルギーを付与する（図３（ｂ）参照）。その方法としては、例えば、エネルギー線を照射する方法、加熱する方法、圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、プラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、オゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられ、特にエネルギー線を照射する方法、プラズマに曝す方法が好ましい。
【００４２】
なお、エネルギー線としては、紫外線、Ｘ線のような電磁波、電子ビーム、イオンビームのような粒子線等が挙げられる。
このうち、波長１２６ｎｍ以上３００ｎｍ以下の紫外線を照射するのが好ましい。かかる紫外線によれば、接合膜３の特性の著しい低下を防止しつつ、より短時間に接着性を発現させることができる。
また、紫外線を照射する時間は、特に限定されないが、０．５分以上３０分以下であるのが好ましく、１分以上１０分以下であるのがより好ましい。
一方、プラズマに曝す処理は、接合膜３の表面近傍を局所的に活性化することができる点で有用である。すなわち、活性化処理によって基材２を劣化させるおそれが少ない。
【００４３】
このようにしてエネルギーが付与され、活性化された接合膜３の表面には、ダングリングボンドが生じたり、水酸基（ＯＨ基）等の活性手が導入される。なお、前述の「活性化させる」とは、このようにダングリングボンドが生じた状態、水酸基が結合した状態、またはこれらが混合した状態のことをいう。
このような活性化状態では、例えば接合膜３の表面に露出した水酸基と、被着体の表面に露出した水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。
【００４４】
また、水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって脱水縮合する。その結果、水素結合は、酸素原子を介した共有結合へと変化し、より強固な結合に至る。
なお、金属材料、セラミックス材料等の表面には、空気中の水分の影響で自然に水酸基が導入されるので、これを利用して接合を行うことができる。また、上述したような下地処理により、被着体４の表面を活性化させ、活性手を露出させることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、接合膜３を基材２側に設ける場合について説明しているが、被着体４側にも接合膜３を成膜するようにしてもよい。すなわち、接合膜３同士が密着するように接合してもよい。
この場合、接合界面にはそれぞれ活性手がより高密度に導入されるので、より強固な接合が可能になる。
なお、後に説明するが、本発明の接合膜の評価方法および接合膜の評価装置は、接合膜３の上記活性化状態を定量的に評価することで、接合膜３の接着性の定量的な評価につなげることを目的とするものである。
【００４６】
＜３＞次いで、図３（ｃ）に示すように、接合膜３と被着体４とが密着するように接合膜付き基材１と被着体４とを重ね合わせる。これにより、図３（ｄ）に示す接合体５を得る。
その後、必要に応じて、接合体５に対して加熱、圧縮等の処理を行うことにより、接合体５の接合強度をより高めることができる。
【００４７】
（接合膜の評価方法）
ここで、本発明の接合膜の評価方法について説明する。
本発明の接合膜の評価方法は、前述したように、接合膜３の活性化状態を定量的に評価する方法である。
図４は、本発明の接合膜の評価方法を説明するための図（断面図）である。
本発明の接合膜の評価方法は、活性化状態にある接合膜３の表面に水滴を付着させる水滴付着工程と、接合膜３の表面に付着させた水滴の接触角を測定する接触角測定工程と、測定した接触角が所定の範囲内にあるか否かを判定する判定工程と、を有する。以下、各工程について順次説明する。
【００４８】
［１］まず、水滴付着工程に先立って、前述したようにして接合膜３にエネルギーを付与する（活性化処理）。これにより、接合膜３は前述した活性化状態になる。
活性化状態にある接合膜３は、大気中に放置すると経時的に活性化状態が劣化（緩和）し、最終的には活性化状態が失われる。このようになると接合膜３は接着性を失うため、被着体４との接合に用いることができなくなる。
【００４９】
接合膜３は、このように活性化状態の劣化が非常に速く、しかも劣化の速度は周囲の環境に依存するため、活性化状態を正確に評価することが求められる。
また、接合膜３は、接合してみるまでその接着性を評価することができないことから、どの程度の活性化処理を施すかを見極める際に、大きな作業負荷が伴うという問題もあった。
【００５０】
［２］そこで、本発明では、活性化状態にある接合膜３の表面に水滴を付着させる（水滴付着工程）。その後、後述する接触角測定工程により水滴の接触角を測定することで、測定された接触角を、活性化状態を定量的に評価する指標として利用することができる。これにより、実際に接合してみなくても、接合膜３の活性化状態を容易かつ正確に評価することができる。
【００５１】
図４（ａ）は、接合膜付き基材１が備える接合膜３の表面に水滴１０が付着した状態を示している。
ここで、接合膜３の表面は、その活性化状態に応じて濡れ性が異なり、それにより水滴１０の形状が異なることとなる。一般に、水滴１０の断面形状は半円状になるが、半円の弧と接合膜３の表面とがなす角度（水滴１０の内側においてなす角度）が接触角とされる。本発明では、この接触角が接合膜３の活性化状態（親水性）と相関性があることを利用して、接触角を活性化状態の指標とするものである。
【００５２】
なお、この相関性は、具体的には、接触角と、接合膜３の表面の親水性との間の負の相関関係、および、接合膜３の表面の親水性と、接合膜３の活性化状態（接着性）との間の正の相関関係である。換言すれば、接触角が小さければ親水性が大きく接着性も大きいといえ、反対に接触角が大きければ親水性が小さく接着性も小さいといえる。このような相関関係が生じる理由の１つとしては、活性化処理によって接合膜３から疎水性の脱離基（例えば有機基）が脱離し、それに応答して親水性と接着性とが発現するため、必然的に、接触角、活性化状態（親水性）および接着性のそれぞれの間に相関が生じる、ということが挙げられる。
【００５３】
ところで、本工程に際し、接合膜付き基材１は、接合膜３の表面ができるだけ水平になるよう保持される。
また、接合膜３の表面に付着させる水滴１０の容量は、好ましくは１μＬ以上４μＬ以下とされる。水滴１０の形成に用いる水としては、例えば、水道水、蒸留水、イオン交換水、ＲＯ水、純水、超純水等を用いることができるが、好ましくは蒸留水が用いられる。
水滴１０を形成する際には、接合膜３の表面上に水を静かに置くようにして形成する。
【００５４】
また、本工程を行う際の環境は、好ましくは室温２０℃以上３０℃以下、相対湿度４０％以上６０％以下とされる。さらに雰囲気としては、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性ガス雰囲気等が挙げられ、特に限定されないものの、好ましくは窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気が用いられる。
なお、水滴１０は、１つの接合膜３の表面に対して、５か所以上に形成されるのが好ましい。多くの水滴１０について接触角を測定し、その平均値および標準偏差値を算出することにより、測定値のバラツキや測定誤差を抑え、測定される接触角の信頼性を高めることができる。
また、好ましくは３つ以上の接合膜３に対して、同様に水滴１０を形成するのが好ましい。これにより、測定値の信頼性のさらなる向上が図られる。
【００５５】
なお、接合膜付き基材１は、通常、被着体４と接合されて接合体５となり、この接合体５が各種製品または各種部品として利用される。したがって、接合膜付き基材１が備える接合膜３は、製品または部品の一部を構成するものであり、その活性化状態を評価するためであったとしても、コンタミネーション防止等の観点から、接合膜３の表面に水滴１０を形成するのは避けたいとする要請もある。
【００５６】
そこで、本工程を行う場合、製品または部品の一部として用いられる接合膜付き基材１とは別に、同じ製造履歴および同じ保存履歴を有するテスト用の接合膜付き基材を用意し、このテスト用の接合膜付き基材に対して上述したような水滴１０の形成を行うようにしてもよい。製品用の接合膜付き基材１の代替としてテスト用の接合膜付き基材を用いることで、製品用の接合膜付き基材１には水滴１０を形成する必要がなくなる。そして、テスト用の接合膜付き基材を製品用の接合膜付き基材１と同じ履歴を有するものとすれば、テスト用の接合膜付き基材における測定値を、接合膜付き基材１の測定値としてみなすことができる。
【００５７】
また、製品または部品に用いられる接合膜付き基材１の基材２の形状によっては、接合膜３の表面が平滑面でなかったり、水平面でなかったりする場合もあり、このような場合には、接触角の測定値に基材２の形状が影響し、接合膜３の活性化状態のみを反映した正確な測定値を得ることができないおそれもある。このような場合でも、平滑で水平な表面の接合膜を有するテスト用の接合膜付き基材を用いることで、製品用の接合膜付き基材１が備える接合膜３の活性化状態を正確に評価することができる。
【００５８】
なお、このテスト用の接合膜付き基材は、前述した製品用の接合膜付き基材１と同様の構成であり、具体的には、基材２と同等の基材と、その上に成膜された接合膜３と同等の接合膜とを有するものである。そして、製品用の接合膜付き基材１と同様の条件でエネルギーが付与され、接合膜が活性化状態になっているものである。
また、前述したように、接合膜３の活性化状態を正確に評価するためには、テスト用の接合膜付き基材が備える接合膜についても、その表面が平滑面かつ水平面であるのが好ましい。これにより、製品用の接合膜付き基材１の形状によらず、接合膜３の活性化状態を正確に評価することができる。
【００５９】
［３］次いで、接合膜３の表面に付着させた水滴１０の接触角を測定する（接触角測定工程）。
接触角の測定は、水滴１０と接合膜３の表面とがなす角度を測定し得る方法であれば、いかなる方法で行ってもよいが、一般的には、水滴１０を側方から観察し、その観察像について幾何的に前記角度を求める方法が用いられる。
具体的には、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７のぬれ性試験方法に規定された静滴法が好ましく用いられる。静滴法では、水滴１０の側方観察像について、その上部の弧を球の一部としてみなし、それにより接触角を幾何的に容易かつ正確に算出することができる。
【００６０】
図４（ｂ）は、静滴法により水滴の接触角を算出する方法を説明するための図である。
水滴１０の上部の弧が球（真円）の一部であるとすると、接触角θは、水滴１０の半径ｒと、水滴１０の接合膜３の表面からの高さｈとから、
θ＝２ｔａｎ−１（ｈ／ｒ）
により算出することができる。
【００６１】
本工程を行う際の環境は、前述した水滴付着工程と同等の環境であるのが好ましく、具体的には室温２０℃以上３０℃以下、相対湿度４０％以上６０％以下であるのが好ましい。さらに雰囲気としては、例えば大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、還元性ガス雰囲気等が挙げられ、特に限定されないものの、好ましくは窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気が用いられる。これにより、雰囲気が接触角θの測定に及ぼす影響が最小限に抑えられるため、より正確な測定が可能になる。また、雰囲気圧力も、特に限定されず、例えば大気圧程度とされる。
また、前記水滴付着工程と本工程との間は、できるだけ時間を置かないことが好ましく、例えば１分以内とされる。
【００６２】
このようにして測定された接触角は、あらかじめ接合膜３の様々な活性化状態との相関性に基づいて見出された接触角との比較により、接合膜３の活性化状態を評価することができる。例えば、接触角θが、接合膜の活性化状態の程度が大きい（接着性が大きい）場合に対応する接触角と同程度であれば、測定対象の接合膜が、より大きな接合強度を潜在的に有していると評価される。一方、接触角θが、接合膜の活性化状態の程度が小さい（接着性が小さい）場合に対応する接触角と同程度であれば、測定対象の接合膜は、大きな接合強度の接着性を発現し得ないと評価される。この場合、大きな接合強度で接合しなければならない用途には適さないことを接合体５の製造前に知ることができる。
【００６３】
このように本発明によれば、接合体５の製造前に接合膜３の潜在的な接着能力を評価することで、製品や部品として要求される仕様を満足しない接合体５を不本意にも製造してしまうことを事前に避けることができる。その結果、接合体５の製造歩留まりを高めるとともに、接合体５の信頼性を高めることができる。
なお、以下では、接合膜３の評価の具体的な例について説明する。
【００６４】
［４］ここでは、測定した接触角θが、所定の範囲内にあるか否かを判定する例について説明する（判定工程）。
接触角θの所定の範囲とは、接触角θと接合膜３の活性化状態との相関関係に基づいてあらかじめ見出される範囲であり、目的とする活性化状態に対応する接触角の範囲である。すなわち、測定した接触角θが、前記所定の範囲内にあるときには、最終的に目的とする接合状態の接合体５が得られるわけであり、本工程では、この接合体５を確実に得るための選別を行うことができる。
【００６５】
例えば、接合膜３が有する接着能力を最大限に引き出すためには、接触角θが８０°以下であるのが好ましく、７０°以下であるのがより好ましく、５０°以下であるのがさらに好ましい。
一方、この場合の接触角θの下限値は、特に設定されなくてもよいが、例えば５°以上とされ、好ましくは１０°以上とされる。
【００６６】
なお、上記接触角の範囲は、接合膜３に付与するエネルギーの付与方法に応じて若干異なることから、エネルギーの付与方法ごとに見出される。
例えば、酸素プラズマに曝すことで接合膜３にエネルギーを活性化させたとき、この接合膜３が有する接着能力を最大限に引き出すためには、接触角θが６０°以下であるのが好ましく、５°以上５５°以下であるのがより好ましい。
一方、窒素プラズマに曝すことで接合膜３にエネルギーを活性化させたとき、この接合膜３が有する接着能力を最大限に引き出すためには、接触角θが８０°以下であるのが好ましく、１０°以上７５°以下であるのがより好ましい。
【００６７】
接触角θが前記範囲内にある接合膜３を備える接合膜付き基材１について、前述した接合方法により被着体４との接合に供することにより、高い接合強度を有する接合体５が得られる。
これに対し、接合膜３が有する接着能力をある程度抑えた状態（例えば最大強度の５０％以下）で引き出すためには、接触角θが８０°超であるのが好ましく、７０°超であるのがより好ましく、５０°超であるのがさらに好ましい。
【００６８】
また、上述したように、活性化状態にある接合膜３における接触角θを指標として、上述した接着能力の判定を行う以外に、活性化状態にある接合膜３における接触角θと、活性化する前の接合膜３（活性化状態にない接合膜３）における接触角θ’との差を指標として接着能力の判定を行うようにしてもよい。前者の判定方法の場合、接触角θの測定条件等により測定値に若干のバラツキが生じるのに対し、後者の判定方法であれば、測定値から測定条件等の外的因子が相殺されるため、ほぼ活性化状態の影響のみを反映した測定値が得られる。
なお、上述した接合膜の評価方法は、例えば、活性化状態にある接合膜３を保存している最中に行うことで、保存状態を容易に確認することができる。
【００６９】
活性化状態にある接合膜３は、非酸化性ガス雰囲気中に保持することで、活性化状態の劣化を抑制し、接合膜３の接着能力を長期にわたって維持することができる。
非酸化性ガス雰囲気としては、非酸化性を示す雰囲気であれば特に限定されないが、例えば、アルゴンガス雰囲気、ヘリウムガス雰囲気のような希ガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等の不活性ガス雰囲気、水素、一酸化炭素等の還元性ガス雰囲気等が挙げられる。このうち、不活性ガス雰囲気が好ましく用いられ、その中でも窒素ガス雰囲気および希ガス雰囲気の少なくとも一方がより好ましく用いられる。これらは、入手が容易でかつ安全であるにもかかわらず、接合膜３の活性化状態の劣化をより確実に抑制することができるので、接合膜３の保存に用いられる非酸化性ガスとして有用である。
【００７０】
なお、非酸化性ガス雰囲気には、上述した非酸化性ガス以外に、酸素、オゾン等の酸化性ガスの不可避的な混入は許容されるが、その許容濃度は、好ましくは１０体積％以下であり、より好ましくは５体積％以下である。換言すれば、非酸化性ガス雰囲気中における非酸化性ガスの濃度は、９０体積％以上であるのが好ましく、９５体積％以上であるのがより好ましい。
【００７１】
また、非酸化性ガス雰囲気の露点は、できるだけ低い方がよいが、好ましくは０℃以下、より好ましくは−１０℃以下とされる。これにより、水蒸気の影響による接合膜３の活性化状態の劣化も抑制することができる。
また、非酸化性ガス雰囲気の温度は、好ましくは−２０℃以上３０℃以下とされ、より好ましくは０℃以上２０℃以下とされる。非酸化性ガス雰囲気の温度をこの範囲に保つことで、接合膜３の変質・劣化をより確実に抑制することができる。
【００７２】
なお、非酸化性ガス雰囲気の温度を前記下限値未満としてもよいが、接合膜３の変質・劣化をそれ以上抑制することができないばかりか、温度の維持に多大なエネルギーを要するおそれがある。
また、このような非酸化性ガス雰囲気の全圧は、大気圧以上であるのが好ましい。これにより、外部の大気が、接合膜３の周辺に流入するおそれがなくなるので、接合膜３の周辺を常に非酸化性ガス雰囲気に維持することができる。
【００７３】
以上のような方法によれば、活性化状態にある接合膜３を長期にわたって保存することができるものの、従来は活性化状態の劣化を評価する方法がなかったため、活性化状態にある接合膜３が適切に保存されているか否かを判断することができなかった。このため、保存環境が適切でない場合でも、それを気付くことができず、製造歩留まりが著しく低下することがあった。
【００７４】
そこで、保存中の接合膜３について、上述した接合膜の評価方法を適用することにより、接合膜３の保存状態を容易に評価することが可能になる。しかも、接合膜３は、上述したように非酸化性ガス雰囲気中で長期間保存することができるが、本発明の接合膜の評価方法は、かかる雰囲気中において行うことができるので、保存状態を損なうことなく評価することができる。
【００７５】
（接合膜の評価装置）
次いで、本発明の接合膜の評価装置について説明する。
本発明の接合膜の評価装置は、接合膜３の活性化状態を定量的に評価する装置である。
図５は、本発明の接合膜の評価装置の実施形態を模式的に示す図（正面図）である。
図５に示す評価装置１００は、密閉構造を備えるケース１１０と、ケース１１０内に不活性ガスを供給するガス供給部１２０と、接合膜３の表面に水滴１０を付着させる水滴作製手段１５０と、水滴１０の接触角を測定する接触角測定手段１６０とを有する。以下、各部について詳細に説明する。
【００７６】
ケース１１０は、密閉構造を備え、接合膜付き基材１を収納可能な容器であれば、いかなるものでもよい。水滴作製手段１５０や接触角測定手段１６０をケース１１０内に収めることにより、外部因子（外気等）が接触角の測定値に及ぼす影響を最小限に抑えることができる。ケース１１０の構成材料としては、例えば、各種樹脂材料、各種金属材料、各種ガラス材料等が挙げられる。このうち、透明な材料であれば、外部からケース１１０内を視認し、接合膜付き基材１の有無や接合膜３の状態の確認、さらには接触角の測定等を行うことができるので有用である。
【００７７】
なお、ケース１１０の密閉構造は、真空チャンバーのような高度な気密性を有するものでもよいが、これほどの高度な気密性を有していなくてもよい。具体的には、部材同士を接着剤で接着して得られる程度の気密性であってもよい。
また、ケース１１０には、開閉可能な開閉扉１１１が設けられている。この開閉扉１１１を介して接合膜付き基材１を容易に出し入れすることができる。
【００７８】
ガス供給部１２０は、不活性ガスを貯留するガスボンベ１２１と、ガスボンベ１２１からの不活性ガスをケース１１０内に送気する配管１２２と、配管１２２の途中に設けられたバルブ１２３とを備えている。
ガスボンベ１２１は、ケース１１０内に不活性ガスを供給する。このガスボンベ１２１は、内部で化学反応を起こして不活性ガスを発生させるガス発生器で代替することもできる。
バルブ１２３としては、手動バルブでもよいが、電磁バルブ、マスフローコントローラー等を用いるのが好ましい。これにより、配管１２２を通過する不活性ガスの流量を外部から電気的に制御することができる。
【００７９】
さらに、図５に示すケース１１０には、内部のガスを検知するガス検知部１３０が設けられている。
ガス検知部１３０は、ケース１１０内の不活性ガスの濃度およびケース１１０内の全圧を測定するセンサーであり、例えば濃度を測定する濃度センサーと、全圧を測定する圧力センサーとの組み合わせで構成される。
【００８０】
濃度センサーとしては、不活性ガスの濃度を直接測定する不活性ガスセンサーであってもよく、不活性ガスの濃度を測定する不活性ガスセンサーで不活性ガスの濃度を測定し、その測定値から不活性ガスの濃度を逆算して求めるものであってもよい。濃度センサーには、半導体方式、熱線型半導体方式等のいかなる方式のものも用いられる。
一方、圧力センサーとしては、セラミック圧電型、薄膜型、ピエゾ抵抗型、半導体ピエゾ抵抗型等の圧力センサーを用いることができる。
【００８１】
また、図５に示す評価装置１００は、各部の動作を制御する制御部１４０を有している。
制御部１４０は、ガス供給部１２０およびガス検知部１３０と電気的に接続され、ガス検知部１３０による測定値を取得し、この測定値に基づいてガス供給部１２０の動作を制御する。
【００８２】
具体的には、制御部１４０は、ガス検知部１３０で測定された不活性ガスの濃度の測定値、または、ケース１１０内の全圧の測定値を取得する。そして、濃度および全圧についてあらかじめ設定されたしきい値との比較を行い、濃度または全圧のいずれかがしきい値を下回ったときに、ケース１１０内への不活性ガスの供給が開始されるか、または供給量が増えるように、ガス供給部１２０の動作を制御する。制御部１４０により制御されるのは、例えば、バルブ１２３の開閉量である。
上記のような制御を行うことにより、接合膜付き基材１の周囲は、不活性ガスの濃度と雰囲気の全圧の双方が、接触角θを測定するのに最適な条件に維持される。
【００８３】
また、制御部１４０による測定値の取得は、例えば１分おき、１時間おき、１日おきなど、定期的に行われる。これにより、ケース１１０内の条件を定期的に調査し、それに基づいて不活性ガスの追加が行われる。その結果、常時、濃度および全圧を所定に値で一定に制御することができる。なお、不活性ガスの追加により、温度および相対湿度の制御も可能であるため、温度や相対湿度をモニターしつつ、ガス供給部１２０の動作を制御するようにしてもよい。
また、測定値の取得間隔は、ケース１１０の気密構造の気密性に応じて適宜設定すればよい。
【００８４】
また、ガス供給部１２０、ガス検知部１３０および制御部１４０は、それぞれ携帯可能な電源で駆動するものでもよい。これにより、評価装置１００全体が移動可能になるため、接合膜３の活性化状態を任意の場所で評価することができる。その結果、接合体５の製造工程における地理的制約を解消することができる。
携帯可能な電源としては、例えば、各種一次電池、各種二次電池、太陽電池等が挙げられる。
また、制御部１４０には、例えば、ＬＳＩ、パーソナルコンピューター等を用いることができる。制御部１４０は、濃度、全圧、温度および相対湿度等を制御するための基準値があらかじめ保存していてもよく、入力手段によりその都度、基準値が入力されるよう構成されていてもよい。
【００８５】
図５に示すケース１１０内には、水滴作製手段１５０が設けられている。水滴作製手段１５０は、水を貯留する貯水タンク（貯留部）１５１と、貯水タンク１５１に貯留された水を接合膜３の表面に供給するノズル１５２とを有している。
貯水タンク１５１は、水を貯留する容器であり、水の自重または各種ポンプにより、内部の水がノズル１５２へと供給されるよう構成されている。
【００８６】
ノズル１５２は、貯水タンク１５１に貯留された水を滴として吐出可能なものである。このノズル１５２は、必要に応じて移動し、接合膜３の表面に水滴１０を落下させることなく、静かに配置することができる。
貯水タンク１５１に貯留される水の温度は、特に限定されないが、好ましくは雰囲気の温度と同程度とされる。
評価装置１００は、さらに接触角測定手段１６０を有している。接触角測定手段１６０は、ケース１１０内に設けられ、接合膜３の表面に付着させた水滴１０を側方から撮影するカメラ１６１と、カメラ１６１により撮影された画像を解析し、接触角θを特定する解析部１６２とを有している。
【００８７】
カメラ１６１は、例えばスチルカメラ、ビデオカメラのような各種カメラ、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、イメージングプレート、撮像管のような各種撮像素子等で構成される。撮影される画像は一般的には静止画であるが、必要に応じて動画であってもよい。なお、カメラ１６１に付随して、水滴１０とカメラ１６１との間に設けられる各種フィルター、水滴１０に対してカメラ１６１の反対側に設けられる各種光源等を有していてもよい。
また、カメラ１６１は、その光軸が、接合膜３の表面の延長面上に位置し、水滴１０を通過する位置に配置される。
【００８８】
解析部１６２は、例えば、ＬＳＩ、パーソナルコンピューター等で構成され、撮影された画像に各種処理を施すことにより、水滴１０の接触角θを特定するよう構成されている。
また、解析部１６２は、１つの接合膜３に対して複数の水滴１０を形成した場合には、各水滴１０について測定された接触角θの平均値および標準偏差値等を算出する。
このような評価装置１００によれば、接触角θの測定値が測定誤差（個人差）を含むことがなく、信頼性の高い測定値が得られる。
【００８９】
以上、本発明の接合膜の評価方法および接合膜の評価装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の接合膜の評価方法では、前記実施形態の構成に限定されず、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
また、本発明の接合膜の評価装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、接合膜３に対するエネルギーの付与を、ケース１１０内で行うようにしてもよい。
【００９０】
さらに、本発明の接合膜の評価装置は、活性化状態にある接合膜３を、その活性化状態を維持したまま保存することのできる保存装置としても利用することができる。活性化状態にある接合膜３は、非酸化性ガス雰囲気中に保持することで、長期にわたって保存可能になるからである。また、この評価装置１００には、水滴作製手段１５０および接触角測定手段１６０が設けられていることから、保存中の接合膜３について、定期的にまたは断続的に接触角を測定することにより、その保存状態（活性化状態の劣化の程度）を容易に評価可能である点で有用である。
【実施例】
【００９１】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．接合膜の活性化状態の評価
（実施例１）
＜１＞まず、２０ｍｍ角のシリコン基板（基材）を用意し、その表面に酸素プラズマによる表面処理を施した。
次いで、シリコン基板を、プラズマ重合装置の真空チャンバー内に配置し、平均厚さ１５０ｎｍのプラズマ重合膜を成膜した。これにより、シリコン基板上にプラズマ重合膜を成膜してなる接合膜付き基材を複数個得た。なお、成膜条件は以下に示す通りである。
【００９２】
＜成膜条件＞
・原料ガスの組成    ：オクタメチルトリシロキサン
・原料ガスの流量    ：５０ｓｃｃｍ
・キャリアガスの組成：アルゴン
・キャリアガスの流量：１００ｓｃｃｍ
・高周波電力の出力  ：１００Ｗ
・高周波出力密度    ：２５Ｗ／ｃｍ２
・チャンバー内圧力  ：１Ｐａ（低真空）
・処理時間          ：１５分
・基板温度          ：２０℃
これにより、接合膜を形成した。
【００９３】
＜２＞次に、得られた接合膜に酸素プラズマ処理を施し、接合膜を活性化させた。
なお、活性化に際しては、酸素プラズマ処理を施す時間を０時間、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間、２．５時間、３時間と異ならせ、それぞれの処理時間で２つずつの接合膜に酸素プラズマ処理を施した。
【００９４】
＜３＞次に、活性化処理を施した複数の接合膜付き基材を、速やかに図５に示す接合膜の評価装置のケース内に配置した。
次いで、ケース内に窒素ガスを供給し、以下の条件に維持した。
＜ケース内の条件＞
・雰囲気  ：窒素ガス雰囲気（窒素濃度：９９．９体積％）
・温度    ：２０℃
・相対湿度：５０％
・圧力    ：大気圧
＜４＞次に、２つの接合膜付き基材のうちの１つについて、接合膜の表面に４μＬの水滴を５か所に付着させた。なお、水滴の作製には蒸留水を用いた。
＜５＞次に、活性化処理の処理時間がそれぞれ異なる接合膜について、その表面に付着させた５つの水滴の接触角を測定し、その平均値を各接合膜における接触角とした。
【００９５】
（実施例２）
接合膜に対する酸素プラズマ処理に代えて、窒素プラズマ処理を施すようにした以外は、実施例１と同様にして接合膜付き基材を得るとともに、その接合膜の表面に付着させた水滴の接触角を測定した。
なお、活性化に際しては、窒素プラズマ処理を施す時間を０時間、０．５時間、１時間、１．５時間、２時間、２．５時間、３時間、３．５時間、４時間と異ならせ、それぞれの処理時間で２つずつの接合膜に窒素プラズマ処理を施した。
【００９６】
２．接合膜の接合強度の評価
各実施例において、処理時間ごとに２つずつ用意した接合膜付き基材のうち、水滴を付着させていないものについて、別に用意したシリコン基板（２０ｍｍ角）に接合した。これにより接合体を得た。
次いで、得られた接合体について、それぞれの引き剥がしに要する荷重［単位：ｋｇｆ］を測定し、測定された荷重の最大値を接合強度とした。そして、グラフの横軸に活性化処理の処理時間をとり、縦軸に接合強度と接触角とをとり、各接合体における測定値をグラフにプロットした。得られたグラフを図６、７に示す。なお、図６は実施例１について、図７は実施例２について、それぞれ示すものである。
【００９７】
図６、７から明らかなように、接触角が小さければ接合強度が大きく、接触角が大きければ接合強度が小さいという傾向が認められる。この傾向から、接触角を測定することで、接合膜の活性化状態および潜在的な接着性を評価可能であることが認められる。
一方、実施例１において、接合膜に酸素プラズマ処理を施した後、所定時間大気中に放置したときの接触角の推移および接合強度の推移を図８に示す。
【００９８】
図８から明らかなように、活性化状態にある接合膜３を大気中に放置した場合、時間経過とともに接触角が大きくなる傾向が認められた。また、接合膜３の接合強度は、時間経過とともに徐々に低下している傾向も認められた。
以上のように、本発明によれば、接合膜の表面における水滴の接触角を指標として、接合膜の活性化状態および潜在的な接着性を定量的に評価し得ることが認められた。
【符号の説明】
【００９９】
１……接合膜付き基材  １０……水滴  ２……基材  ３……接合膜  ３０１……Ｓｉ骨格  ３０２……シロキサン結合  ３０３……脱離基  ３０４……活性手  ４……被着体  ５……接合体  １００……接合膜の評価装置  １１０……ケース  １１１……開閉扉  １２０……ガス供給部  １２１……ガスボンベ  １２２……配管  １２３……バルブ  １３０……ガス検知部  １４０……制御部  １５０……水滴作製手段  １５１……貯水タンク（貯留部）  １５２……ノズル  １６０……接触角測定手段  １６１……カメラ  １６２……解析部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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