JP2009248368A - Joined article and method for peeling joined article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接合体および接合体の剥離方法に関するものである。 The present invention relates to a joined body and a method for peeling the joined body.
２つの部材同士を接合して接合体を得る際には、従来、これらの部材同士の間に、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤で構成される接合層を介在させることにより２つの部材同士を接合させる方法が多用されている。
また、このような接合層を介した部材同士の接合では、寸法精度が低かったり、硬化時間に長時間を要する等の問題点があるため、この方法に代えて、接着剤を用いず、２つの部材同士を直接接合する固体接合法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
When joining two members to obtain a joined body, conventionally, a joining layer composed of an adhesive such as an epoxy adhesive or a urethane adhesive is interposed between these members. A method of joining two members is often used.
In addition, in joining of members through such a joining layer, there are problems such as low dimensional accuracy and a long time required for curing. Therefore, instead of using this method, an adhesive is not used. A solid bonding method in which two members are directly bonded has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
以上のような方法が、２つの部材同士を接合する方法として一般的に用いられているが、近年、環境問題の観点から、使用後の接合体をリサイクルに供することが求められている。
ここで、接合体のリサイクル率を向上させるためには、部材毎に分割してリサイクルに供する必要が有るが、前述したような接合方法を用いて接合された接合体では、各部材同士を効率よく剥離する方法がなく、その結果、接合体のリサイクル率を向上させるのが難しいという問題がある。
特に、３種以上の異種材料の部材同士を接合してなる接合体において、前述したような問題が顕著となる。
Although the above method is generally used as a method for joining two members together, in recent years, from the viewpoint of environmental problems, it is required to use the joined body after use for recycling.
Here, in order to improve the recycling rate of the joined body, it is necessary to divide each member and use it for recycling. However, in the joined body joined by using the joining method as described above, each member is efficiently used. There is no method of peeling well, and as a result, there is a problem that it is difficult to improve the recycling rate of the joined body.
In particular, in the joined body formed by joining members of three or more kinds of different materials, the above-described problem becomes remarkable.
本発明の目的は、３つ以上の部材同士が接合膜を介して接合された接合体において、３つ以上の部材同士を容易な方法で、かつ効率よく剥離し得る接合体およびその接合体の剥離方法を提供することにある。 An object of the present invention is a bonded body in which three or more members are bonded to each other through a bonding film. It is to provide a peeling method.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合体は、第１の基材と、
第２の基材と、
第３の基材と、
前記第１の基材の接合面と前記第２の基材の接合面とを接合する第１の接合膜と、
前記第１の基材の接合面と前記第３の基材の接合面とを接合する第２の接合膜とを有する接合体であって、
前記第１の接合膜は、第１のシリコーン材料を含有しており、前記第１の接合膜に第１の剥離用エネルギーを付与して、前記第１のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、前記第１の接合膜内に第１のへき開を生じさせて、前記第１の基材から前記第２の基材を剥離し得るように構成され、
前記第２の接合膜は、前記第１のシリコーン材料とは異なる第２のシリコーン材料を含有しており、前記第２の接合膜に前記第１の剥離用エネルギーとは異なる第２の剥離用エネルギーを付与して、前記第２のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、前記第２の接合膜内に第２のへき開を生じさせて、前記第１の基材から前記第３の基材を剥離し得るように構成されることを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The joined body of the present invention includes a first substrate,
A second substrate;
A third substrate;
A first bonding film for bonding the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the second substrate;
A bonded body having a second bonding film for bonding the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the third substrate,
The first bonding film contains a first silicone material, and a first peeling energy is applied to the first bonding film to form a molecular bond constituting the first silicone material. By cutting the portion, a first cleavage is generated in the first bonding film, and the second base material can be peeled from the first base material.
The second bonding film contains a second silicone material different from the first silicone material, and the second bonding film has a second peeling material different from the first peeling energy. By applying energy and breaking a part of molecular bonds constituting the second silicone material, a second cleavage is generated in the second bonding film, and the second base material is separated from the first base material. The third substrate is configured to be peelable.
これにより、第１の基材と第３の基材との剥離を防止しつつ、第１の接合膜への第１の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材と第２の基材とを剥離することができる。そして、第１の基材と第２の基材とを剥離した後に、第２の接合膜への第２の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材と第３の基材とを剥離することができる。その結果、第１の基材と第２の基材と第３の基材とを各部材毎に容易にかつ効率よく分割・回収することができる。 Accordingly, the first base material and the third base material can be easily and efficiently provided by applying the first peeling energy to the first bonding film while preventing the first base material and the third base material from being peeled off. 2 substrate can be peeled off. Then, after the first base material and the second base material are peeled off, the first base material and the third base material are easily and efficiently provided by applying the second peeling energy to the second bonding film. The material can be peeled off. As a result, the first base material, the second base material, and the third base material can be easily and efficiently divided and collected for each member.
本発明の接合体では、前記第１のシリコーン材料および前記第２のシリコーン材料は、それぞれ、ポリオルガノシロキサン骨格を有することが好ましい。
これにより、第１の接合膜および第２の接合膜のそれぞれの膜強度および接合強度を優れたものとしつつ、第１のへき開および第２のへき開をそれぞれ所望時に生じさせることができる。
In the joined body of the present invention, it is preferable that the first silicone material and the second silicone material each have a polyorganosiloxane skeleton.
Accordingly, the first cleavage film and the second cleavage film can be generated at desired times while the film strength and the bonding strength of each of the first bonding film and the second bonding film are excellent.
本発明の接合体では、前記第１のシリコーン材料および前記第２のシリコーン材料は、ポリオルガノシロキサンの重合度が互いに異なるように構成されていることが好ましい。
これにより、第１の接合膜と第２の接合膜とでへき開を生じる条件を異ならせることができる。
本発明の接合体では、前記第１のシリコーン材料および前記第２のシリコーン材料は、互いに異なる組み合わせの置換基を有することが好ましい。
これにより、第１の接合膜と第２の接合膜とでへき開を生じる条件を異ならせることができる。
In the joined body of the present invention, it is preferable that the first silicone material and the second silicone material are configured such that the degree of polymerization of the polyorganosiloxane is different from each other.
Thereby, the conditions that cause cleavage between the first bonding film and the second bonding film can be made different.
In the joined body of the present invention, it is preferable that the first silicone material and the second silicone material have different combinations of substituents.
Thereby, the conditions that cause cleavage between the first bonding film and the second bonding film can be made different.
本発明の接合体では、前記第１のシリコーン材料および前記第２のシリコーン材料は、それぞれ、シラノール基を有することが好ましい。
これにより、第１の接合膜および第２の接合膜のそれぞれの膜強度および接合強度を優れたものとすることができる。
本発明の接合体では、前記第１の剥離用エネルギーの大きさと前記第２の剥離用エネルギーの大きさとが異なることが好ましい。
これにより、第１の剥離用エネルギーと第２の剥離用エネルギーとで同種のエネルギーを用いることができる。そのため、剥離時に用いる装置の構成を簡単なものとすることができる。
In the joined body of the present invention, it is preferable that the first silicone material and the second silicone material each have a silanol group.
Thereby, each film strength and bonding strength of the first bonding film and the second bonding film can be made excellent.
In the joined body of the present invention, it is preferable that the magnitude of the first peeling energy is different from the magnitude of the second peeling energy.
Thereby, the same kind of energy can be used for the first peeling energy and the second peeling energy. Therefore, the structure of the apparatus used at the time of peeling can be simplified.
本発明の接合体では、前記第１の剥離用エネルギーの種類と前記第２の剥離用エネルギーの種類とが異なることが好ましい。
これにより、第１の剥離用エネルギーの付与により第１の接合膜に第１のへき開を生じさせる際に、意図しないにもかかわらず第２の接合膜に第２のへき開が生じるのを防止することができる。
In the joined body of the present invention, it is preferable that the type of the first peeling energy is different from the type of the second peeling energy.
Thereby, when the first cleavage film is caused to cause the first cleavage by the application of the first peeling energy, the second cleavage film is prevented from being caused to occur even though it is not intended. be able to.
本発明の接合体では、前記第１の接合膜は、前記第１の接合膜の少なくとも一部の領域に接合用エネルギーを付与したことにより前記第１の接合膜の表面付近の前記領域に発現した接着性によって、前記第１の部材と前記第２の部材とを接合し、前記第２の接合膜は、前記第２の接合膜の少なくとも一部の領域に接合用エネルギーを付与したことにより前記第２の接合膜の表面付近の前記領域に発現した接着性によって、前記第１の部材と前記第３の部材とを接合していることが好ましい。
これにより、第１の接合膜および第２の接合膜のそれぞれの膜強度および接合強度を優れたものとしつつ、第１のへき開および第２のへき開をそれぞれ所望時に生じさせることができる。
In the bonded body of the present invention, the first bonding film is expressed in the region near the surface of the first bonding film by applying bonding energy to at least a partial region of the first bonding film. The first member and the second member are bonded to each other by the adhesiveness, and the second bonding film has applied bonding energy to at least a partial region of the second bonding film. It is preferable that the first member and the third member are bonded to each other by the adhesiveness developed in the region near the surface of the second bonding film.
Accordingly, the first cleavage film and the second cleavage film can be generated at desired times while the film strength and the bonding strength of each of the first bonding film and the second bonding film are excellent.
本発明の接合体では、前記第１の剥離用エネルギーの付与は、前記第１の接合膜にエネルギー線を照射する方法、および、前記第１の接合膜を加熱する方法のうちの少なくとも一方の方法により行われ、前記第１の接合膜は、当該少なくとも一方の方法により前記第１のへき開を生じるように構成され、かつ、前記第２の剥離用エネルギーの付与は、前記第２の接合膜にエネルギー線を照射する方法、および、前記第２の接合膜を加熱する方法のうちの少なくとも一方の方法により行われ、前記第２の接合膜は、当該少なくとも一方の方法により前記第２のへき開を生じるように構成されていることが好ましい。
かかる方法は、より確実に第１のへき開および第２のへき開をそれぞれ所望時に生じさせることができる。
In the bonded body of the present invention, the application of the first peeling energy is at least one of a method of irradiating the first bonding film with energy rays and a method of heating the first bonding film. And the first bonding film is configured to cause the first cleavage by at least one of the methods, and the application of the second peeling energy is performed by the second bonding film. The method is performed by at least one of a method of irradiating an energy beam and a method of heating the second bonding film, and the second bonding film is formed by the second cleavage by the at least one method. It is preferable that it is comprised so that it may produce.
Such a method can more reliably cause the first cleavage and the second cleavage to occur when desired.
本発明の接合体では、前記エネルギー線は、紫外線であることが好ましい。
第１の基材、第２の基材および第３の基材に変質・劣化が生じるのを防止しつつ、第１のへき開および第２のへき開を確実に生じさせることができる。
本発明の接合体では、前記第１の基材、前記第２の基材および前記第３の基材のうちの前記紫外線を照射する側の基材は、前記紫外線に対する透過性を有することが好ましい。
これにより、基材越しに第１の接合膜や第２の接合膜に紫外線を効率よく照射することができる。
In the joined body of the present invention, the energy beam is preferably ultraviolet light.
It is possible to reliably cause the first cleavage and the second cleavage while preventing the first base material, the second base material, and the third base material from being altered or deteriorated.
In the joined body of the present invention, the base material on the side irradiated with the ultraviolet light among the first base material, the second base material, and the third base material may have transparency to the ultraviolet light. preferable.
Thereby, it is possible to efficiently irradiate the first bonding film and the second bonding film with ultraviolet rays through the base material.
本発明の接合体では、前記加熱の温度は、１００〜４００℃であることが好ましい。
これにより、第１の基材、第２の基材および第３の基材に変質・劣化が生じるのを防止しつつ、第１のへき開および第２のへき開を確実に生じさせることができる。
本発明の接合体では、前記第１の接合膜は、大気中で前記第１の剥離用エネルギーを付与することにより前記第１のへき開を生じ得るように構成され、かつ、前記第２の接合膜は、大気中で前記第２の剥離用エネルギーを付与することにより前記第２のへき開を生じ得るように構成されていることが好ましい。
これにより、雰囲気中には十分な量の水分子が含まれていることから、第１のへき開および第２のへき開を確実に生じさせることができる。
In the joined body of the present invention, the heating temperature is preferably 100 to 400 ° C.
Thereby, the first cleavage and the second cleavage can be surely generated while preventing the first base material, the second base material, and the third base material from being altered or deteriorated.
In the joined body of the present invention, the first joining film is configured to generate the first cleavage by applying the first peeling energy in the atmosphere, and the second joining is performed. It is preferable that the film is configured so that the second cleavage can be generated by applying the second peeling energy in the atmosphere.
Thereby, since sufficient amount of water molecules are contained in the atmosphere, the first cleavage and the second cleavage can be surely caused.
本発明の接合体では、前記第１の接合膜および前記第２の接合膜の平均厚さは、それぞれ、１０〜１００００ｎｍであることが好ましい。
かかる範囲内とすれば、第１のへき開および第２のへき開を確実に生じさせて、第１の基材、第２の基材および第３の基材を各基材毎に剥離することができる。
本発明の接合体の剥離方法は、本発明の接合体を用意する工程と、
前記第１の接合膜に前記第１の剥離用エネルギーを付与して前記第１のへき開を生じさせる工程と、
前記第２の接合膜に前記第２の剥離用エネルギーを付与して前記第２のへき開を生じさせる工程とを有することを特徴とする。
これにより、第１の基材と第２の基材と第３の基材とを各部材毎に容易にかつ効率よく分割・回収することができる。
In the joined body of the present invention, it is preferable that the first joining film and the second joining film have an average thickness of 10 to 10,000 nm, respectively.
Within such a range, the first cleaving and the second cleaving can be reliably generated, and the first base material, the second base material, and the third base material can be peeled for each base material. it can.
The method of peeling the joined body of the present invention includes a step of preparing the joined body of the present invention,
Applying the first peeling energy to the first bonding film to cause the first cleavage;
Applying the second peeling energy to the second bonding film to cause the second cleavage.
Thereby, a 1st base material, a 2nd base material, and a 3rd base material can be divided and collect | recovered easily and efficiently for every member.
以下、本発明の接合体および接合体の剥離方法を、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。
まず、接合体について説明する。
＜接合体＞
図１は、本発明の接合体の一例を示す縦断面図である。
Hereinafter, the bonded body and the peeling method of the bonded body of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
First, the joined body will be described.
<Joint>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an example of the joined body of the present invention.
図１に示す接合体１は、第１の基材２１と、第２の基材２２と、第３の基材２５と、基材２１、２２同士の間に介在する第１の接合膜３と、基材２１、２５同士の間に介在する第２の接合膜４とを備えている。
そして、第１の基材２１および第２の基材２２は、第１の接合膜３を介して互いに接合され、また、第１の基材２１および第３の基材２５は、第２の接合膜４を介して互いに接合されている。
The joined
The
このような第１の基材２１、第２の基材２２および第３の基材２５の各構成材料は、それぞれ特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、ポリブテン−１、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アラミド系樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の樹脂系材料、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｌ、Ｗ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍのような金属、またはこれらの金属を含む合金、炭素鋼、ステンレス鋼、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、ガリウムヒ素のような金属系材料、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンのようなシリコン系材料、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス系材料、アルミナ、ジルコニア、ＭｇＡｌ２Ｏ４、フェライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステンのようなセラミックス系材料、グラファイトのような炭素系材料、またはこれらの各材料の１種または２種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
The constituent materials of the
また、第１の基材２１、第２の基材２２および第３の基材２５の構成材料は、それぞれ、同一であっても異なっていてもよい。なお、これら基材２１、２２、２５がそれぞれ異なる際に、後述する本発明の接合体の剥離方法を適用することにより、各基材２１、２２、２５のリサイクル率を確実に向上させることができる。
第１の接合膜３は、第１の基材２１と第２の基材２２とを、これらの間に介在して、互いに接合するものであり、また、第２の接合膜４は、第１の基材２１と第３の基材２５とを、これらの間に介在して、互いに接合するものである。
Further, the constituent materials of the
The
この第１の接合膜３および第２の接合膜４は、それぞれ、シリコーン材料を含有して構成されているが、互いに異なるシリコーン材料を含んで構成されている。言い換えると、第１の接合膜３は、第１のシリコーン材料を含有し、第２の接合膜４は、第１のシリコーン材料とは異なる第２のシリコーン材料を含有している。
このようなシリコーン材料（ポリオルガノシロキサン骨格を有するもの）を含んで構成された第１の接合膜３および第２の接合膜４は、それぞれ、膜強度および接合強度を優れたものとしつつ、後述するように所望時にへき開を生じさせることができる。
特に、第１の接合膜３は、第１の接合膜３に後述するように第１の剥離用エネルギーを付与して、第１のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、第１の接合膜３内に第１のへき開を生じさせて、第１の基材２１から第２の基材２２を剥離し得るように構成されている。
The
The
In particular, the
一方、第２の接合膜４は、第２の接合膜４に第１の剥離用エネルギーとは異なる第２の剥離用エネルギーを付与して、第２のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、第２の接合膜４内に第２のへき開を生じさせて、第１の基材２１から第３の基材２５を剥離し得るように構成されている。
このような互いに異なるシリコーン材料で構成された第１の接合膜３および第２の接合膜４を用いた接合体１は、第１の基材２１と第３の基材２５との剥離を防止しつつ、第１の接合膜３への第１の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材２１と第２の基材２２とを剥離することができる。そして、第１の基材２１と第２の基材２２とを剥離した後に、第２の接合膜４への第２の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材２１と第３の基材２５とを剥離することができる。その結果、第１の基材２１と第２の基材２２と第３の基材２５とを各部材毎に容易にかつ効率よく分割・回収することができる。
なお、第１の接合膜３および第２の接合膜４の詳細な構成については、以下の接合体１の形成方法において説明する。
On the other hand, the
The bonded
The detailed configuration of the
＜接合体の形成方法＞
上述した構成の接合体１の形成方法は、例えば、＜ｉ＞第１の基材２１と第２の基材２２とを第１の接合膜３を介して接合する工程と、＜ｉｉ＞第１の基材２１と第３の基材２５とを第２の接合膜４を介して接合する工程とを有する。
＜ｉ＞第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する工程
第１の基材２１と第２の基材２２とを第１の接合膜３を介して接合する方法としては、例えば、次のような[Ｉ]および［II］の接合方法を用いることができる。
<Method of forming joined body>
The method for forming the bonded
<I> Step of joining
具体的には、［Ｉ］の接合方法は、第１の基材２１と第２の基材２２とを用意し、第１の基材２１および第２の基材２２の少なくとも一方に、シリコーン材料を含有する液状材料を供給することにより液状被膜３０を形成する工程と、液状被膜３０を乾燥して、第１の基材２１および第２の基材２２の少なくとも一方に第１の接合膜３を得る工程と、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与することにより、第１の接合膜３の表面付近に接着性を発現させ、この第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する工程と有する。
Specifically, in the bonding method [I], the
また、［II］の接合方法は、第１の基材２１と第２の基材２２とを用意し、第１の基材２１および第２の基材２２の少なくとも一方に、プラズマ重合法を用いて第１の接合膜３を形成する工程と、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与することにより、第１の接合膜３の表面付近に接着性を発現させ、この第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する工程とを有する。
The bonding method [II] is to prepare the
以下では、［Ｉ］の接合方法を第１の例および第２の例で、［II］の接合方法を第３の例および第４の例で、それぞれ、工程ごとに詳述する。
＜＜第１の例＞＞
図２ないし図４は、それぞれ、図１に示す接合体の形成方法の例（第１の例）を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図２ないし図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
接合方法の第１の例では、第１の接合膜３を、液状材料を用いて、第２の基材２２上に形成することなく、第１の基材２１上に選択的に形成して、第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する。
Hereinafter, the bonding method [I] will be described in detail in each of the first and second examples, and the bonding method [II] in the third and fourth examples, respectively.
<< First Example >>
2 to 4 are views (longitudinal sectional views) for explaining an example (first example) of the method of forming the joined body shown in FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 2 to 4 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
In the first example of the bonding method, the
［１Ａ］まず、前述したような第１の基材２１と第２の基材２２とを用意する。なお、図２（ａ）では、第２の基材２２を省略している。
これら第１の基材２１および第２の基材２２は、それぞれ、その表面に、Ｎｉめっきのようなめっき処理、クロメート処理のような不働態化処理、または窒化処理等を施したものであってもよい。
[1A] First, the
Each of the
また、第１の基材２１の構成材料と第２の基材２２の構成材料とは、それぞれ同じでも、異なっていてもよいが、第１の基材２１の熱膨張率と第２の基材２２の熱膨張率は、ほぼ等しいのが好ましい。これらの熱膨張率がほぼ等しければ、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合した際に、その接合界面に熱膨張に伴う応力が発生し難くなる。その結果、最終的に得られる接合体１において、不本意な剥離を確実に防止することができる。
Further, the constituent material of the
なお、後に詳述するが、第１の基材２１の熱膨張率と第２の基材２２の熱膨張率が互いに異なる場合でも、後述する工程において、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する際の条件を最適化することにより、これらを高い寸法精度で強固に接合することができる。
また、２つの基材２１、２２は、互いに剛性が異なるのが好ましい。これにより、２つの基材２１、２２をより強固に接合することができる。
In addition, although it explains in full detail later, even when the thermal expansion coefficient of the
Moreover, it is preferable that the two
また、２つの基材２１、２２のうち、少なくとも一方の構成材料は、樹脂材料であるのが好ましい。樹脂材料は、その柔軟性により、２つの基材２１、２２を接合した際に、その接合界面に発生する応力（例えば、熱膨張に伴う応力等）を緩和することができる。このため、接合界面が破壊し難くなり、結果的に、接合強度の高い接合体１を得ることができる。
Moreover, it is preferable that at least one constituent material of the two
また、各基材２１、２２の形状は、それぞれ、第１の接合膜３を支持する面を有するような形状であればよく、例えば、板状（層状）、塊状（ブロック状）、棒状等とされる。
なお、本実施形態では、図２、３に示すように、各基材２１、２２がそれぞれ板状をなしている。
この場合、各基材２１、２２の平均厚さは、特に限定されないが、０．０１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜３ｍｍ程度であるのがより好ましい。
Moreover, the shape of each
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the
In this case, the average thickness of each of the
［１Ａ−１］次いで、必要に応じて、用意した第１の基材２１の接合面２３に、形成される第１の接合膜３との密着性を高める表面処理を施す。これにより、接合面２３を清浄化および活性化され、接合面２３に対して第１の接合膜３が化学的に作用し易くなる。その結果、後述する工程において、接合面２３上に第１の接合膜３を形成したとき、接合面２３と第１の接合膜３との接合強度を高めることができる。
[1A-1] Next, as necessary, a surface treatment is performed on the
この表面処理としては、特に限定されないが、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。
なお、表面処理を施す第１の基材２１が、樹脂材料（高分子材料）で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
This surface treatment is not particularly limited, for example, physical treatment such as sputtering treatment, blast treatment, plasma treatment using oxygen plasma, nitrogen plasma, corona discharge treatment, etching treatment, electron beam irradiation treatment, Examples thereof include a chemical surface treatment such as ultraviolet irradiation treatment, ozone exposure treatment, or a combination thereof.
In addition, when the
また、表面処理として、特にプラズマ処理または紫外線照射処理を行うことにより、接合面２３を、より清浄化および活性化することができる。その結果、接合面２３と第１の接合膜３との接合強度を特に高めることができる。
また、第１の基材２１の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、第１の接合膜３との接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる第１の基材２１の構成材料としては、例えば、前述したような各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料等を主材料とするものが挙げられる。
In addition, the
In addition, depending on the constituent material of the
このような材料で構成された第１の基材２１は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、水酸基が結合している。したがって、このような酸化膜で覆われた第１の基材２１を用いることにより、上記のような表面処理を施さなくても、第１の基材２１の接合面２３と第１の接合膜３との接合強度を高めることができる。
一方、第１の基材２１と同様、第２の基材２２の接合面２４（後述する工程において、第１の接合膜３と密着する面）にも、必要に応じて、あらかじめ第１の接合膜３との密着性を高める表面処理を施してもよい。これにより、接合面２４を清浄化および活性化する。その結果、後述する工程において、接合面２４と第１の接合膜３とを密着させ、これらを接合したとき、接合面２４と第１の接合膜３との接合強度を高めることができる。
The surface of the
On the other hand, as in the case of the
この表面処理としては、特に限定されないが、前述の第１の基材２１の接合面２３に対する表面処理と同様の処理を用いることができる。
また、第１の基材２１の場合と同様に、第２の基材２２の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、第１の接合膜３との密着性が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる第２の基材２２の構成材料としては、例えば、前述したような各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料等を主材料とするものが挙げられる。
Although it does not specifically limit as this surface treatment, The process similar to the surface treatment with respect to the
Further, as in the case of the
すなわち、このような材料で構成された第２の基材２２は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、水酸基が結合（露出）している。したがって、このような酸化膜で覆われた第２の基材２２を用いることにより、上記のような表面処理を施さなくても、第２の基材２２の接合面２４と第１の接合膜３との接合強度を高めることができる。
That is, the surface of the
なお、この場合、第２の基材２２の全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも第１の接合膜３と接合する領域において、接合面２４付近が上記のような材料で構成されていればよい。
また、第２の基材２２の接合面２４に、以下の基や物質を有する場合には、上記のような表面処理を施さなくても、第２の基材２２の接合面２４と第１の接合膜３との接合強度を十分に高くすることができる。
In this case, the entire
In addition, when the
このような基や物質としては、例えば、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、イミダゾール基のような各種官能基、各種ラジカル、開環分子または、２重結合、３重結合のような不飽和結合を有する脱離性中間体分子、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのようなハロゲン、過酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの基や物質、または、これらの基が脱離してなる終端化されていない結合手（未結合手、ダングリングボンド）が挙げられる。 Examples of such groups and substances include various functional groups such as hydroxyl group, thiol group, carboxyl group, amino group, nitro group, and imidazole group, various radicals, ring-opening molecules, double bonds, and triple bonds. At least one group or substance selected from the group consisting of a leaving intermediate molecule having an unsaturated bond, a halogen such as F, Cl, Br, and I, a peroxide, or the group is desorbed. An unterminated bond (an unbonded bond, a dangling bond) is provided.
このうち、脱離性中間体分子は、開環分子または不飽和結合を有する炭化水素分子であるのが好ましい。このような炭化水素分子は、開環分子および不飽和結合の顕著な反応性に基づき、第１の接合膜３に対して強固に作用する。したがって、このような炭化水素分子を有する接合面２４は、第１の接合膜３に対して特に強固に接合可能なものとなる。
また、接合面２４が有する官能基は、特に水酸基が好ましい。これにより、接合面２４は、第１の接合膜３に対して特に容易かつ強固に接合可能なものとなる。特に第１の接合膜３の表面に水酸基が露出している場合には、水酸基同士間に生じる水素結合に基づいて、接合面２４と第１の接合膜３との間を短時間で強固に接合することができる。
Of these, the leaving intermediate molecule is preferably a ring-opening molecule or a hydrocarbon molecule having an unsaturated bond. Such a hydrocarbon molecule acts firmly on the
The functional group possessed by the
また、このような基や物質を有するように、接合面２４に対して上述したような各種表面処理を適宜選択して行うことにより、第１の接合膜３に対して強固に接合可能な第２の基材２２が得られる。
このうち、第２の基材２２の接合面２４には、水酸基が存在しているのが好ましい。このような接合面２４には、水酸基が露出した第１の接合膜３との間に、水素結合に基づく大きな引力が生じる。これにより、最終的に、第１の基材２１と第２の基材２２とを特に強固に接合することができる。
Further, by appropriately selecting and performing various surface treatments as described above on the
Among these, it is preferable that the
［１Ａ−２］また、表面処理を施すのに代えて、第１の基材２１の接合面２３に、あらかじめ、中間層を形成するようにしてもよい。
この中間層は、いかなる機能を有するものであってもよく、例えば、第１の接合膜３との密着性を高める機能、クッション性（緩衝機能）、応力集中を緩和する機能等を有するものが好ましい。このような中間層上に第１の接合膜３を成膜することにより、最終的に、信頼性の高い接合体１を形成することができる。
[1A-2] Further, instead of performing the surface treatment, an intermediate layer may be formed in advance on the
This intermediate layer may have any function. For example, the intermediate layer has a function of improving adhesion to the
かかる中間層の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタンのような金属系材料、金属酸化物、シリコン酸化物のような酸化物系材料、金属窒化物、シリコン窒化物のような窒化物系材料、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボンのような炭素系材料、シランカップリング剤、チオール系化合物、金属アルコキシド、金属−ハロゲン化合物のような自己組織化膜材料、樹脂系接着剤、樹脂フィルム、樹脂コーティング材、各種ゴム材料、各種エラストマーのような樹脂系材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the constituent material of the intermediate layer include metal materials such as aluminum and titanium, metal oxides, oxide materials such as silicon oxide, metal nitrides, and nitride materials such as silicon nitride. Carbon materials such as graphite and diamond-like carbon, silane coupling agents, thiol compounds, metal alkoxides, self-assembled film materials such as metal-halogen compounds, resin adhesives, resin films, resin coating materials, Various rubber materials, resin materials such as various elastomers, and the like can be used, and one or more of these can be used in combination.
また、これらの各材料で構成された中間層の中でも、酸化物系材料で構成された中間層によれば、第１の基材２１と第１の接合膜３との間の接合強度を特に高めることができる。
また、第１の基材２１と同様、表面処理に代えて、第２の基材２２の接合面２４に、あらかじめ、中間層を形成しておいてもよい。
Further, among the intermediate layers formed of these materials, the intermediate layer formed of the oxide-based material particularly increases the bonding strength between the
Further, similarly to the
この中間層は、いかなる機能を有するものであってもよく、例えば、前記第１の基材２１の場合と同様に、第１の接合膜３との密着性を高める機能、クッション性（緩衝機能）、応力集中を緩和する機能等を有するものが好ましい。このような中間層を介して、第２の基材２２と第１の接合膜３とを接合することにより、最終的に、信頼性の高い接合体１を得ることができる。
かかる中間層の構成材料には、例えば、前記第１の基材２１の接合面２３に形成する中間層の構成材料と同様の材料を用いることができる。
なお、上記のような表面処理および中間層の形成は、必要に応じて行えばよく、特に高い接合強度を必要としない場合には、省略することができる。
This intermediate layer may have any function. For example, as in the case of the
As the constituent material of the intermediate layer, for example, the same material as the constituent material of the intermediate layer formed on the
The surface treatment and the formation of the intermediate layer as described above may be performed as necessary, and can be omitted when a high bonding strength is not particularly required.
［２Ａ］次に、シリコーン材料（第１のシリコーン材料）を含有する液状材料を塗布法を用いて接合面２３上に供給する。これにより、第１の基材２１の接合面２３上に、液状被膜３０が形成される（図２（ｂ）参照）。
塗布法としては、特に限定されないが、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法および液滴吐出法や等が挙げられるが、特に、液滴吐出法を用いるのが好ましい。液滴吐出法によれば、図２（ｂ）に示すように、液状材料を液滴３１として接合面２３に供給することができるため、たとえ液状被膜３０を接合面２３の一部の領域に選択的にパターニングして形成する場合であったとしても、液状材料をこの領域の形状に対応して（選択的に）供給することができる。
[2A] Next, a liquid material containing a silicone material (first silicone material) is supplied onto the
The coating method is not particularly limited. For example, spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, spray coating method, screen Examples thereof include a printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a micro contact printing method, a droplet discharge method, and the like. In particular, it is preferable to use a droplet discharge method. According to the droplet discharge method, as shown in FIG. 2B, the liquid material can be supplied to the
液滴吐出法としては、特に限定されないが、圧電素子による振動を利用して液状材料を吐出する構成のインクジェット法が好適に用いられる。インクジェット法によれば、目的とする領域（位置）に、液状材料を液滴３１として、優れた位置精度で供給することができる。また、圧電素子の振動数および液状材料の粘度等を適宜設定することにより、液滴３１のサイズ（大きさ）を、比較的容易に調整できることから、液滴３１のサイズを小さくすれば、たとえ膜を形成する領域の形状が微細なものであったとしても、この領域の形状に対応した液状被膜３０を確実に形成することができる。
The droplet discharge method is not particularly limited, but an ink jet method in which a liquid material is discharged using vibration by a piezoelectric element is preferably used. According to the inkjet method, a liquid material can be supplied as a
液状材料の粘度（２５℃）は、通常、０．５〜２００ｍＰａ・ｓ程度であるのが好ましく、３〜２０ｍＰａ・ｓ程度であるのがより好ましい。液状材料の粘度をかかる範囲とすることにより、液滴の吐出をより安定的に行うことができるとともに、微細な形状の膜を形成する領域に対応した形状を描画し得る大きさの液滴３１を吐出することができる。さらに、この液状材料で構成される液状被膜３０を次工程［３Ａ］で乾燥させた際に、第１の接合膜３を形成するのに十分な量のシリコーン材料を液状材料中に含有したものとすることができる。
In general, the viscosity (25 ° C.) of the liquid material is preferably about 0.5 to 200 mPa · s, more preferably about 3 to 20 mPa · s. By setting the viscosity of the liquid material in such a range, the droplets can be discharged more stably, and the
また、液状材料の粘度をかかる範囲内とすれば、具体的には、液滴３１の量（液状材料の１滴の量）を、平均で、０．１〜４０ｐＬ程度に、より現実的には１〜３０ｐＬ程度に設定し得る。これにより、接合面２３に供給された際の液滴３１の着弾径が小さなものとなることから、微細な形状の第１の接合膜３をも確実に形成することができる。
さらに、接合面２３に供給する液滴３１の供給量を適宜設定することにより、形成される第１の接合膜３の厚さの制御を比較的容易に行うことができる。
Further, if the viscosity of the liquid material is within such a range, specifically, the amount of the droplets 31 (the amount of one droplet of the liquid material) is more realistically about 0.1 to 40 pL on average. Can be set to about 1 to 30 pL. Thereby, since the landing diameter of the
Furthermore, the thickness of the
また、液状材料は、前述のようにシリコーン材料を含有するものであるが、シリコーン材料単独で、液状をなし目的とする粘度範囲である場合、シリコーン材料をそのまま液状材料として用いることができる。また、シリコーン材料単独で、固形状または高粘度の液状をなす場合には、液状材料として、シリコーン材料の溶液または分散液を用いることができる。 The liquid material contains a silicone material as described above. However, when the silicone material alone is liquid and has a desired viscosity range, the silicone material can be used as it is as a liquid material. When the silicone material alone forms a solid or highly viscous liquid, a solution or dispersion of the silicone material can be used as the liquid material.
シリコーン材料を溶解または分散するための溶媒または分散媒としては、例えば、アンモニア、水、過酸化水素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等を用いることができる。
シリコーン材料は、液状材料中に含まれ、次工程［３Ａ］において、この液状材料を乾燥させることにより形成される第１の接合膜３の主材料として構成するものである。
Examples of the solvent or dispersion medium for dissolving or dispersing the silicone material include inorganic solvents such as ammonia, water, hydrogen peroxide, carbon tetrachloride, and ethylene carbonate, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK) and acetone. Alcohol solvents such as methanol, ethanol and isobutanol, ether solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and pentane, toluene, xylene, benzene, etc. Aromatic hydrocarbon solvents, aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine, pyrazine, furan, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), halogen compound solvents such as dichloromethane and chloroform, ethyl acetate Esters such as methyl acetate Various organic solvents such as solvents, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, organic acid solvents such as formic acid, trifluoroacetic acid, or the like A mixed solvent containing can be used.
The silicone material is contained in the liquid material and is configured as a main material of the
ここで、「シリコーン材料」とは、ポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物であり、通常、主骨格（主鎖）部分が主としてオルガノシロキサン単位の繰り返しからなる化合物のことを言い、主鎖の一部から突出する分枝状の構造を有するものであってもよく、主鎖が環状をなす環状体であってもよく、主鎖の末端同士が連結しない直鎖状のものであってもよい。 Here, the “silicone material” is a compound having a polyorganosiloxane skeleton, and usually refers to a compound in which the main skeleton (main chain) portion is mainly composed of repeating organosiloxane units, and from a part of the main chain. It may have a protruding branched structure, may be a cyclic body in which the main chain is cyclic, or may be a straight chain in which the ends of the main chain are not connected to each other.
例えば、ポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物において、オルガノシロキサン単位は、その末端部では下記一般式（１）で表わされる構造単位を有し、連結部では下記一般式（２）で表わされる構造単位を有し、また、分枝部では下記一般式（３）で表わされる構造単位を有している。 For example, in a compound having a polyorganosiloxane skeleton, the organosiloxane unit has a structural unit represented by the following general formula (1) at the terminal portion and a structural unit represented by the following general formula (2) at the connecting portion. In addition, the branch part has a structural unit represented by the following general formula (3).
なお、シロキサン残基とは、酸素原子を介して隣接する構造単位が有するケイ素原子に結合しており、シロキサン結合を形成している置換基のことを表す。具体的には、−Ｏ−（Ｓｉ）構造（Ｓｉは隣接する構造単位が有するケイ素原子）となっている。
このようなシリコーン材料において、ポリオルガノシロキサン骨格は、直鎖状をなすもの、すなわち上記一般式（１）の構造単位および上記一般式（２）の構造単位で構成されるであるのが好ましい。これにより、次工程［３Ａ］において、液状材料中に含まれるシリコーン材料同士が絡まり合うようにして第１の接合膜３が形成されることから、得られる第１の接合膜３は膜強度に優れたものとなる。
具体的には、かかる構成のポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物としては、例えば、下記一般式（４）で表わされるものが挙げられる。
The siloxane residue is a substituent that is bonded to a silicon atom of an adjacent structural unit through an oxygen atom and forms a siloxane bond. Specifically, it has an —O— (Si) structure (Si is a silicon atom of an adjacent structural unit).
In such a silicone material, the polyorganosiloxane skeleton is preferably composed of a straight chain, that is, a structural unit of the general formula (1) and a structural unit of the general formula (2). Thereby, in the next step [3A], the
Specifically, examples of the compound having a polyorganosiloxane skeleton having such a configuration include those represented by the following general formula (4).
上記一般式（１）〜上記一般式（４）中、基Ｒ（置換または無置換の炭化水素基）としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等が挙げられる。さらに、これらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部または全部が、Ｉ）フッ素原子、塩素原子、臭素原子のようなハロゲン原子、II）グリシドキシ基のようなエポキシ基、III）メタクリル基のような（メタ）アクリロイル基、IV）カルボキシル基、スルフォニル基のようなアニオン性基等で置換された基等が挙げられる。 In the general formula (1) to the general formula (4), examples of the group R (substituted or unsubstituted hydrocarbon group) include, for example, alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Cycloalkyl groups such as phenyl groups, aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, and biphenylyl groups, and aralkyl groups such as benzyl groups and phenylethyl groups. Furthermore, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups are: I) a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom, II) an epoxy group such as a glycidoxy group, III) Examples include (meth) acryloyl groups such as methacryl groups, IV) groups substituted with anionic groups such as carboxyl groups and sulfonyl groups, and the like.
また、加水分解基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基等のケトオキシム基、アセトキシ基等のアシルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基等が挙げられる。
また、上記一般式（４）中、ｍおよびｎは、ポリオルガノシロキサンの重合度を表すものであるが、ｍおよびｎの合計（ｍ＋ｎ）が、５〜１００００程度の整数であるのが好ましく、５０〜１０００程度の整数であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、液状材料の粘度を上述したような範囲内に比較的容易に設定することができる。
Hydrolytic groups include alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, propoxy group, and butoxy group, ketoxime groups such as dimethyl ketoxime group and methylethyl ketoxime group, acyloxy groups such as acetoxy group, isopropenyloxy group, isopropenyl group, and the like. Examples include alkenyloxy groups such as butenyloxy groups.
In the general formula (4), m and n represent the degree of polymerization of the polyorganosiloxane, and the total of m and n (m + n) is preferably an integer of about 5 to 10,000. It is more preferably an integer of about 50 to 1000. By setting within this range, the viscosity of the liquid material can be set relatively easily within the above-described range.
このようなシリコーン材料の中でも、特に、その主骨格がポリジメチルシロキサンで構成されているのが好ましい。すなわち、上記一般式（４）において、各基Ｒはメチル基であるのが好ましい。かかる化合物は、比較的入手が容易で、かつ安価であるとともに、後工程［４Ａ］において、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与することにより、メチル基が容易に切断されて、その結果として、第１の接合膜３に確実に接着性を発現させることができるため、シリコーン材料として好適に用いられる。
Among such silicone materials, it is particularly preferable that the main skeleton is composed of polydimethylsiloxane. That is, in the general formula (4), each group R is preferably a methyl group. Such a compound is relatively easily available and inexpensive, and in the subsequent step [4A], by applying bonding energy to the
さらに、シリコーン材料は、シラノール基を有するものであるのが好ましい。すなわち、上記一般式（４）において、各基Ｚは水酸基であるのが好ましい。これにより、次工程［３Ａ］において、液状被膜３０を乾燥させて第１の接合膜３を得る際に、隣接するシリコーン材料が有する水酸基同士が結合することとなり、得られる第１の接合膜３の膜強度が優れたものとなる。さらに、第１の基材２１として、前述したように、その接合面（表面）２３から水酸基が露出しているものを用いた場合には、シリコーン材料が備える水酸基と、第１の基材２１が備える水酸基とが結合することから、シリコーン材料を物理的な結合ばかりでなく、化学的な結合によっても第１の基材２１に結合させることができる。その結果、第１の接合膜３は、第１の基材２１の接合面２３に対して、強固に結合したものとなる。
Furthermore, the silicone material preferably has a silanol group. That is, in the general formula (4), each group Z is preferably a hydroxyl group. Thereby, when the
また、シリコーン材料は、比較的柔軟性に富む材料である。そのため、後工程［５Ａ］において、第１の接合膜３を介して第１の基材２１に第２の基材２２を接合する際に、例えば、第１の基材２１と第２の基材２２との各構成材料が互いに異なるものを用いる場合であったとしても、各基材２１、２２間に生じる熱膨張に伴う応力を確実に緩和することができる。これにより、最終的に得られる接合体１において、不本意な剥離が生じるのを確実に防止することができる。
Silicone materials are relatively flexible materials. Therefore, when the
さらに、シリコーン材料は、耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に際して効果的に用いることができる。具体的には、例えば、樹脂材料を浸食し易い有機系インクが用いられる工業用インクジェットプリンタの液滴吐出ヘッドを製造する際に、前述したような第１の接合膜３を適用すれば、その耐久性を確実に向上させることができる。また、シリコーン材料は、耐熱性にも優れていることから、高温下に曝されるような部材の接合に際しても効果的に用いることができる。
Furthermore, since the silicone material is excellent in chemical resistance, it can be effectively used for joining members that are exposed to chemicals for a long time. Specifically, for example, when the
［３Ａ］次に、第１の基材２１上に設けられた液状被膜３０を乾燥することにより、第１の接合膜３を形成する（図２（ｃ）参照）。
液状被膜３０を乾燥させる際の温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５〜１００℃程度であるのがより好ましい。
また、乾燥させる時間は、０．５〜４８時間程度であるのが好ましく、１５〜３０時間程度であるのがより好ましい。
[3A] Next, the
The temperature at which the
Further, the drying time is preferably about 0.5 to 48 hours, more preferably about 15 to 30 hours.
かかる条件で液状被膜３０を乾燥させることにより、次工程［４Ａ］において、接合用エネルギーを付与することにより接着性が好適に発現する第１の接合膜３を確実に形成することができる。また、シリコーン材料として前記工程［２Ａ］で説明したようなシラノール基を有するものを用いた場合には、シリコーン材料が有するシラノール基同士を、さらには、シリコーン材料が有するシラノール基と第１の基材２１が有する水酸基とを、確実に結合させることができるため、形成される第１の接合膜３を膜強度に優れ、かつ第１の基材２１に対して強固に結合したものとすることができる。
By drying the
さらに、乾燥させる際の雰囲気の圧力は、大気圧下であってもよいが、減圧下であるのが好ましい。具体的には、減圧の程度は、１３３．３×１０−５〜１３３３Ｐａ（１×１０−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。これにより、第１の接合膜３の膜密度が緻密化して、第１の接合膜３をより優れた膜強度を有するものとすることができる。
Furthermore, the atmospheric pressure during drying may be under atmospheric pressure, but is preferably under reduced pressure. Specifically, the degree of decompression is preferably about 133.3 × 10 −5 to 1333 Pa (1 × 10 −5 to 10 Torr), preferably 133.3 × 10 −4 to 133.3 Pa (1 × 10 -4 to 1 Torr) is more preferable. As a result, the film density of the
以上のように、第１の接合膜３を形成する際の条件を適宜設定することにより、形成される第１の接合膜３の膜強度等を所望のものとすることができる。
第１の接合膜３の平均厚さは、１０〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜５０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。供給する液状材料の量を適宜設定して、形成される第１の接合膜３の平均厚さを前記範囲内とすることにより、接合体１の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、第１の基材２１と第２の基材２２とをより強固に接合することができる。
As described above, the film strength and the like of the
The average thickness of the
すなわち、第１の接合膜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、第１の接合膜３の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体１の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
また、第１の接合膜３の平均厚さが前記範囲内であれば、後述する接合体の剥離方法において、第１の接合膜３内にへき開を確実に生じさせて、第１の基材２１から第２の基材２２を剥離することができる。
That is, when the average thickness of the
Further, if the average thickness of the
さらに、第１の接合膜３の平均厚さをかかる範囲とすることにより、第１の接合膜３がある程度弾性に富むものとなることから、後工程［５Ａ］において、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する際に、第１の接合膜３と接触させる第２の基材２２の接合面２４にパーティクル等が付着していても、このパーティクルを第１の接合膜３で取り囲むようにして第１の接合膜３と接合面２４とが接合することとなる。そのため、このパーティクルが存在することによって、第１の接合膜３と接合面２４との界面における接合強度が低下したり、この界面において剥離が生じたりするのを的確に抑制または防止することができる。
Furthermore, by setting the average thickness of the
また、本実施形態では、液状材料を供給して第１の接合膜３を形成する構成となっていることから、たとえ第１の基材２１の接合面２３に凹凸が存在している場合であっても、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して第１の接合膜３を形成ことができる。その結果、第１の接合膜３が凹凸を吸収して、その表面がほぼ平坦面で構成されることとなる。
Further, in the present embodiment, since the
［４Ａ］次に、接合面２３に形成された第１の接合膜３の表面３２に対して接合用エネルギーを付与する（図２（ｄ）参照）。
第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与すると、この第１の接合膜３では、表面３２付近の分子結合（例えば、シリコーン材料の主骨格がポリジメチルシロキサンで構成されている場合、Ｓｉ−ＣＨ３結合）の一部が切断し、表面３２が活性化されることに起因して、表面３２付近に第２の基材２２に対する接着性が発現する。
[4A] Next, bonding energy is applied to the
When bonding energy is applied to the
このような状態の第１の基材２１は、第２の基材２２と、化学的結合に基づいて強固に接合可能なものとなる。
ここで、本明細書中において、表面３２が「活性化された」状態とは、上述のように第１の接合膜３の表面３２の分子結合の一部、具体的には、例えば、ポリジメチルシロキサン骨格が備えるメチル基が切断されて、第１の接合膜３中に終端化されていない結合手（以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。）が生じた状態の他、この未結合手が水酸基（ＯＨ基）によって終端化された状態、さらに、これらの状態が混在した状態を含めて、第１の接合膜３が「活性化された」状態と言うこととする。
The
Here, in this specification, the state where the
第１の接合膜３に付与する接合用エネルギーは、いかなる方法を用いて付与するものであってもよいが、例えば、第１の接合膜３にエネルギー線を照射する方法、第１の接合膜３を加熱する方法、第１の接合膜３に圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、第１の接合膜３をプラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、第１の接合膜３をオゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。中でも、本実施形態では、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与する方法として、特に、第１の接合膜３にエネルギー線を照射する方法を用いるのが好ましい。かかる方法は、第１の接合膜３に対して比較的簡単に効率よく接合用エネルギーを付与することができるので、接合用エネルギーを付与する方法として好適に用いられ、接合膜の表面を効率よく活性化させることができる。また、第１の接合膜３中の分子構造を必要以上に切断しないので、後述する接合体の剥離方法において剥離用エネルギーを付与した際に、第１の接合膜３内で確実にへき開を生じさせることができる。
The bonding energy applied to the
このうち、エネルギー線としては、例えば、紫外線、レーザ光のような光、Ｘ線、γ線のような電磁波、電子線、イオンビームのような粒子線等や、またはこれらのエネルギー線を２種以上組み合わせたものが挙げられる。
これらのエネルギー線の中でも、特に、波長１２６〜３００ｎｍ程度の紫外線を用いるのが好ましい（図２（ｄ）参照）。かかる範囲内の紫外線によれば、付与されるエネルギー量が最適化されるので、第１の接合膜３中の骨格をなす分子結合が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、第１の接合膜３から表面３２付近の分子結合を選択的に切断することができる。これにより、第１の接合膜３の特性（機械的特性、化学的特性等）が低下するのを防止しつつ、第１の接合膜３に接着性を確実に発現させることができる。
Among these, as energy rays, for example, light such as ultraviolet rays and laser light, electromagnetic waves such as X-rays and γ rays, particle beams such as electron beams and ion beams, or two types of these energy rays are used. The combination is mentioned.
Among these energy rays, it is particularly preferable to use ultraviolet rays having a wavelength of about 126 to 300 nm (see FIG. 2D). With the ultraviolet ray within such a range, the amount of energy applied is optimized, so that the molecular bonds forming the skeleton in the
また、紫外線によれば、広い範囲をムラなく短時間に処理することができるので、分子結合の切断を効率よく行うことができる。さらに、紫外線には、例えば、ＵＶランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、１２６〜２００ｎｍ程度とされる。
また、ＵＶランプを用いる場合、その出力は、第１の接合膜３の面積に応じて異なるが、１ｍＷ／ｃｍ２〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。なお、この場合、ＵＶランプと第１の接合膜３との離間距離は、３〜３０００ｍｍ程度とするのが好ましく、１０〜１０００ｍｍ程度とするのがより好ましい。
In addition, since ultraviolet rays can be processed over a wide range in a short time without unevenness, molecular bonds can be efficiently cut. Furthermore, ultraviolet rays also have the advantage that they can be generated with simple equipment such as UV lamps.
The wavelength of the ultraviolet light is more preferably about 126 to 200 nm.
Further, when a UV lamp is used, the output varies depending on the area of the
また、紫外線を照射する時間は、第１の接合膜３の表面３２付近の分子結合を切断し得る程度の時間、すなわち、第１の接合膜３の表面付近に存在する分子結合を選択的に切断し得る程度の時間とするのが好ましい。具体的には、紫外線の光量、第１の接合膜３の構成材料等に応じて若干異なるものの、１秒〜３０分程度であるのが好ましく、１秒〜１０分程度であるのがより好ましい。
The time for irradiating the ultraviolet rays is such a time that molecular bonds near the
また、紫外線は、時間的に連続して照射されてもよいが、間欠的（パルス状）に照射されてもよい。
また、第１の接合膜３に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、中でも、大気雰囲気（特に、露点が低い雰囲気下）中で行うのが好ましい。これにより、表面３２付近にオゾンガスが生じて、表面３２の活性化がより円滑に行われることとなる。さらに、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、エネルギー線の照射をより簡単に行うことができる。
Moreover, although an ultraviolet-ray may be irradiated continuously in time, you may irradiate intermittently (pulse form).
Further, the irradiation of the energy beam to the
このように、エネルギー線を照射する方法によれば、第１の接合膜３に対して選択的にエネルギーを付与することが容易に行えるため、例えば、接合用エネルギーの付与による第１の基材２１の変質・劣化を防止することができる。
また、エネルギー線を照射する方法によれば、付与する接合用エネルギーの大きさを、精度よく簡単に調整することができる。このため、第１の接合膜３で切断される分子結合の量を調整することが可能となる。このように切断される分子結合の量を調整することにより、第１の基材２１と第２の基材２２との間の接合強度を容易に制御することができる。
Thus, according to the method of irradiating energy rays, it is possible to easily apply energy selectively to the
Moreover, according to the method of irradiating the energy beam, the magnitude of the bonding energy to be applied can be easily and accurately adjusted. For this reason, it is possible to adjust the amount of molecular bonds cut by the
すなわち、表面３２付近で切断される分子結合の量を多くすることにより、第１の接合膜３の表面３２付近に、より多くの活性手が生じるため、第１の接合膜３に発現する接着性をより高めることができる。一方、表面３２付近で切断される分子結合の量を少なくすることにより、第１の接合膜３の表面３２付近に生じる活性手を少なくし、第１の接合膜３に発現する接着性を抑えることができる。
なお、付与する接合用エネルギーの大きさを調整するためには、例えば、エネルギー線の種類、エネルギー線の出力、エネルギー線の照射時間等の条件を調整すればよい。
さらに、エネルギー線を照射する方法によれば、短時間で大きな接合用エネルギーを付与することができるので、接合用エネルギーの付与をより効率よく行うことができる。
That is, by increasing the amount of molecular bonds cleaved in the vicinity of the
In order to adjust the magnitude of the bonding energy to be applied, for example, conditions such as the type of energy beam, the output of the energy beam, and the irradiation time of the energy beam may be adjusted.
Furthermore, according to the method of irradiating energy rays, a large bonding energy can be applied in a short time, so that the bonding energy can be applied more efficiently.
［５Ａ］次に、第１の接合膜３と第２の基材２２とが密着するように、第１の基材２１と第２の基材２２とを貼り合わせる（図３（ｅ）参照）。これにより、前記工程［４Ａ］において、第１の接合膜３の表面３２に第２の基材２２に対する接着性が発現していることから、第１の接合膜３と第２の基材２２の接合面２４とが化学的に結合する。その結果、第１の基材２１と第２の基材２２とが、第１の接合膜３により接合され、図３（ｆ）に示すような接合体１が得られる。
[5A] Next, the
このようにして得られた接合体１では、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、主にアンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、共有結合のような短時間で生じる強固な化学的結合に基づいて、２つの基材２１、２２が接合されている。このため、接合体１は短時間で形成することができ、かつ、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。また、所望時には後述するようにエネルギー付与によりへき開を生じさせることができる。
The bonded
また、このような接合方法によれば、高温（例えば、７００℃以上）での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料で構成された第１の基材２１および第２の基材２２をも、接合に供することができる。
また、第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接合しているため、各基材２１、２２の構成材料に制約がないという利点もある。
Moreover, according to such a joining method, since the heat processing at high temperature (for example, 700 degreeC or more) is not required, the
In addition, since the
以上のことから、第１の基材２１および第２の基材２２の各構成材料の選択の幅をそれぞれ広げることができる。
また、第１の基材２１の熱膨張率と第２の基材２２の熱膨張率が互いに異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
From the above, the range of selection of each constituent material of the
Moreover, when the thermal expansion coefficient of the
具体的には、第１の基材２１と第２の基材２２との熱膨張率の差にもよるが、第１の基材２１および第２の基材２２の温度が２５〜５０℃程度である状態下で、第１の基材２１と第２の基材２２とを貼り合わせるのが好ましく、２５〜４０℃程度である状態下で貼り合わせるのがより好ましい。このような温度範囲であれば、第１の基材２１と第２の基材２２との熱膨張率の差がある程度大きくても、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、接合体１における反りや剥離等の発生を確実に抑制または防止することができる。
Specifically, the temperature of the
また、この場合、具体的な第１の基材２１と第２の基材２２との間の熱膨張係数の差が、５×１０−５／Ｋ以上あるような場合には、上記のようにして、できるだけ低温下で接合を行うことが特に推奨される。
また、第１の基材２１と第２の基材２２とが接合する第１の接合膜３の面積や形状を適宜設定することにより、第１の接合膜３に生じる応力の局所集中を緩和することができる。これにより、例えば、第１の基材２１と第２の基材２２との間で熱膨張率差が大きい場合でも、各基材２１、２２を確実に接合することができる。
In this case, when the specific difference in thermal expansion coefficient between the
Further, by appropriately setting the area and shape of the
なお、本実施形態では、前記工程［４Ａ］および本工程［５Ａ］で示したように、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与して、第１の接合膜３の接合面（表面）２３付近に接着性を発現させた後、第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接触させることにより接合体１を得るようにしたが、これに限らず、第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接触させた後、第１の接合膜３に接合用エネルギーを付与することにより接合体１を得るようにしてもよい。すなわち、前記工程［４Ａ］と本工程［５Ａ］との順序を逆にして接合体１を得るようにしてもよい。このような順序で各工程を施して接合体１を得る場合においても前述したのと同様の効果が得られる。
In the present embodiment, as shown in the step [4A] and the step [5A], bonding energy is imparted to the
ここで、本工程において、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合するメカニズムについて説明する。
例えば、第２の基材２２の接合面２４に水酸基が露出している場合を例に説明すると、本工程において、第１の基材２１に形成された第１の接合膜３と、第２の基材２２の接合面２４とが接触するように、これらを貼り合わせたとき、第１の接合膜３の表面３２に存在する水酸基と、第２の基材２２の接合面２４に存在する水酸基とが、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。この引力によって、第１の基材２１と第２の基材２２とが接合されると推察される。
Here, a mechanism for joining the
For example, the case where a hydroxyl group is exposed on the
また、この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、脱水縮合を伴って表面から切断される。その結果、第１の基材２１と第２の基材２２との接触界面では、水酸基が結合していた結合手同士が結合する。これにより、第１の基材２１と第２の基材２２とがより強固に接合されると推察される。
また、第１の基材２１の第１の接合膜３の表面や内部、および、第２の基材２２の接合面２４や内部に、それぞれ終端化されていない結合手すなわち未結合手（ダングリングボンド）が存在している場合、第１の基材２１と第２の基材２２とを貼り合わせた時、これらの未結合手同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う（絡み合う）ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成されることとなる。これにより、第１の接合膜３と第２の基材２２とが特に強固に接合される。
Further, the hydroxyl groups attracting each other by the hydrogen bond are cleaved from the surface with dehydration condensation depending on the temperature condition or the like. As a result, at the contact interface between the
Also, bonds that are not terminated, i.e., dangling bonds (dangs), on the surface and inside of the
なお、前記工程［４Ａ］で活性化された第１の接合膜３の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、前記工程［４Ａ］の終了後、できるだけ早く本工程［５Ａ］を行うようにするのが好ましい。具体的には、前記工程［４Ａ］の終了後、６０分以内に本工程［５Ａ］を行うようにするのが好ましく、５分以内に行うのがより好ましい。かかる時間内であれば、第１の接合膜３の表面が十分な活性状態を維持しているので、第１の基材２１と第２の基材２２とを貼り合わせたとき、これらの間に十分な接合強度を得ることができる。
Note that the active state of the surface of the
換言すれば、活性化させる前の第１の接合膜３は、シリコーン材料を乾燥させて得られた接合膜であるため、化学的に比較的安定であり、耐候性に優れている。このため、活性化させる前の第１の接合膜３は、長期にわたる保存に適したものとなる。したがって、そのような第１の接合膜３を備えた第１の基材２１を多量に製造または購入して保存しておき、本工程の貼り合わせを行う直前に、必要な個数のみに前記工程［４Ａ］に記載した接合用エネルギーの付与を行うようにすれば、接合体１の製造効率の観点から有効である。
In other words, since the
以上のようにして、図３（ｆ）に示す接合体１Ａを得ることができる。
このようにして得られた接合体１Ａは、第１の基材２１と第２の基材２２との間の接合強度が５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度を有する接合体１Ａは、不本意な剥離を十分に防止し得るものとなる。また、第１の例にかかる構成の接合方法によれば、第１の基材２１と第２の基材２２とが上記のような大きな接合強度で接合された接合体１Ａを効率よく作製することができる。
なお、接合体１Ａを得る際、または、接合体１Ａを得た後に、この接合体１Ａに対して、必要に応じ、以下の３つの工程（［６ａ］、［６ｂ］および［６ｃ］）のうちの少なくとも１つの工程（接合体１Ａの接合強度を高める工程）を行うようにしてもよい。これにより、接合体１Ａの接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
As described above, the joined
The bonded
In addition, when obtaining the joined
［６ａ］ 図３（ｇ）に示すように、得られた接合体１Ａを、第１の基材２１と第２の基材２２とが互いに近づく方向に加圧する。
これにより、第１の基材２１の表面および第２の基材２２の表面に、それぞれ第１の接合膜３の表面がより近接し、接合体１Ａにおける接合強度をより高めることができる。
また、接合体１Ａを加圧することにより、接合体１Ａ中の接合界面に残存していた隙間を押し潰して、接合面積をさらに広げることができる。これにより、接合体１Ａにおける接合強度をさらに高めることができる。
[6a] As shown in FIG. 3G, the obtained bonded
Thereby, the surface of the
Further, by pressurizing the bonded
なお、この圧力は、第１の基材２１および第２の基材２２の各構成材料や各厚さ、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、第１の基材２１および第２の基材２２の各構成材料や各厚さ等に応じて若干異なるものの、０．２〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、１〜５ＭＰａ程度であるのがより好ましい。これにより、接合体１Ａの接合強度を確実に高めることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、第１の基材２１および第２の基材２２の各構成材料によっては、各基材２１、２２に損傷等が生じるおそれがある。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒〜３０分程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、接合体１Ａを加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くしても、接合強度の向上を図ることができる。
In addition, what is necessary is just to adjust this pressure suitably according to conditions, such as each constituent material of each of the
The time for pressurization is not particularly limited, but is preferably about 10 seconds to 30 minutes. In addition, what is necessary is just to change suitably the time to pressurize according to the pressure at the time of pressurizing. Specifically, the higher the pressure at which the bonded
［６ｂ］ 図３（ｇ）に示すように、得られた接合体１Ａを加熱する。
これにより、接合体１Ａにおける接合強度をより高めることができる。
このとき、接合体１Ａを加熱する際の温度は、室温より高く、接合体１Ａの耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは２５〜１００℃程度とされ、より好ましくは５０〜１００℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、接合体１Ａが熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
また、加熱時間は、特に限定されないが、１〜３０分程度であるのが好ましい。
また、前記工程［６ａ］、［６ｂ］の双方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、図３（ｇ）に示すように、接合体１Ａを加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、接合体１Ａの接合強度を特に高めることができる。
[6b] As shown in FIG. 3G, the obtained bonded
Thereby, the joining strength in 1 A of joined bodies can be raised more.
At this time, the temperature at which the joined
The heating time is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 minutes.
Moreover, when performing both said process [6a] and [6b], it is preferable to perform these simultaneously. That is, as shown in FIG. 3G, it is preferable to heat the bonded
［６ｃ］ 得られた接合体１Ａに紫外線を照射する。
これにより、第１の接合膜３と第２の基材２２との間に形成される化学結合を増加させ、接合体１Ａの接合強度を特に高めることができる。
このとき照射される紫外線の条件は、前記工程［４Ａ］に示した紫外線の条件と同等にすればよい。
[6c] The obtained bonded
Thereby, the chemical bond formed between the 1st joining film |
The conditions of the ultraviolet rays irradiated at this time may be the same as the conditions of the ultraviolet rays shown in the step [4A].
また、本工程［６ｃ］を行う場合、第１の基材２１および第２の基材２２のうち、いずれか一方が透光性を有していることが必要である。そして、透光性を有する基材側から、紫外線を照射することにより、第１の接合膜３に対して確実に紫外線を照射することができる。
以上のような工程を行うことにより、接合体１Ａにおける接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
Moreover, when performing this process [6c], it is necessary for either one of the
By performing the steps as described above, it is possible to easily further improve the bonding strength in the bonded
なお、第１の例の接合方法では、液滴吐出法としてインクジェット法を用いる場合について説明したが、これに限定されず、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用してインクを吐出するバブルジェット法（「バブルジェット」は登録商標）を液滴吐出法として用いるようにしてもよい。バブルジェット法によっても前述したのと同様の効果が得られる。 In the first example of the bonding method, the case where the inkjet method is used as the droplet discharge method has been described. However, the present invention is not limited to this, and a bubble that discharges ink by utilizing the thermal expansion of the material by the electrothermal conversion element is used. The jet method (“bubble jet” is a registered trademark) may be used as the droplet discharge method. The same effect as described above can also be obtained by the bubble jet method.
＜＜第２の例＞＞
次に、接合方法の第２の例について説明する。
以下、接合体の形成方法の第２の例について説明するが、前記第１の例に記載の接合体の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
接合方法の第２の例では、接合面（表面）２３上に、液状材料を用いて第１の接合膜３を形成するとともに、第２の基材２２の接合面（表面）２４上にも液状材料を用いて第１の接合膜３を形成する。そして、それぞれの基材２１、２２が備える第１の接合膜３の表面３２付近に接着性を発現させ、これら第１の接合膜３同士を接触させることにより、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合させて接合体１Ａを得る以外は前記第１の例と同様である。
すなわち、本構成の接合体の形成方法では、液状材料を用いて、第１の基材２１上および第２の基材２２上の双方に第１の接合膜３を形成して、これら第１の接合膜３同士を一体化させることにより、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する接合体１Ａを得る。
<< Second Example >>
Next, a second example of the joining method will be described.
Hereinafter, a second example of the method for forming a bonded body will be described, but the description will focus on differences from the method for forming a bonded body described in the first example, and description of similar matters will be omitted. To do.
In the second example of the bonding method, the
That is, in the method for forming a bonded body of this configuration, the
［１Ｂ］まず、前記工程［１Ａ］と同様の第１の基材２１と第２の基材２２とを用意する。
［２Ｂ］次に、前記工程［２Ａ］および前記工程［３Ａ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１の接合面２３に第１の接合膜３を形成するとともに、第２の基材２２の接合面２４にも第１の接合膜３を形成する。
[1B] First, a
[2B] Next, in the same manner as described in the step [2A] and the step [3A], the
［３Ｂ］次に、前記工程［４Ａ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１に形成された第１の接合膜３と、第２の基材２２に形成された第１の接合膜３との双方に対して接合用エネルギーを付与することにより、各第１の接合膜３の表面３２付近に接着性を発現させる。
［４Ｂ］次に、各基材２１、２２が備える接着性が発現した第１の接合膜３同士を、それぞれが密着するように、各基材２１、２２同士を貼り合わせる。これにより、双方の基材２１、２２に形成された第１の接合膜３により、基材２１、２２同士が接合され、接合体１Ａが得られる。
なお、各基材２１、２２同士を貼り合わせる際の条件は、前記工程［５Ａ］で説明したのと同様の条件に設定される。
[3B] Next, the
[4B] Next, the
In addition, the conditions at the time of bonding each
以上のようにして接合体１Ａを得ることができる。
なお、接合体１Ａを得た後、この接合体１Ａに対して、必要に応じ、前記第１の例の工程［６ａ］、［６ｂ］および［６ｃ］のうちの少なくとも１つの工程を行うようにしてもよい。
例えば、接合体１Ａを加圧しつつ、加熱することにより、接合体１Ａの各基材２１、２２同士がより近接する。これにより、各第１の接合膜３の界面における水酸基の脱水縮合や未結合手同士の再結合が促進される。その結果、第１の接合膜３の一体化がより進行し、最終的には、ほぼ完全に一体化される。
The joined
After obtaining the joined
For example, the
＜＜第３の例＞＞
次に、接合方法の第３の例について説明する。
以下、接合体の形成方法の第３の例について説明するが、前記第１の例に記載の接合体の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
接合方法の第３の例では、接合面（表面）２３上に、プラズマ重合法を用いて形成された第１の接合膜３を備えている以外は、前記第１の例と同様である。
すなわち、第３の例の接合方法では、第１の接合膜３を、プラズマ重合法を用いて、第２の基材２２上に形成することなく、第１の基材２１上に選択的に形成して、第１の接合膜３を介して第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する接合体１Ａを得る。
<< Third Example >>
Next, a third example of the joining method will be described.
Hereinafter, a third example of the method for forming a bonded body will be described, but the description will focus on differences from the method for forming a bonded body described in the first example, and description of similar matters will be omitted. To do.
The third example of the bonding method is the same as the first example, except that the
That is, in the bonding method of the third example, the
［１Ｃ］まず、前記工程［１Ａ］と同様の第１の基材２１と第２の基材２２とを用意する。
［２Ｃ］次に、プラズマ重合法を用いて、接合面２３上に第１の接合膜３を形成する。
かかる第１の接合膜３は、第１の基材２１を強電界中に配置した後、この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第１の基材２１上で重合して得ることができる。
具体的には、［２Ｃ−１］まず、プラズマ重合装置が備えるチャンバー内に第１の基材２１を収納して封止状態とした後、チャンバー内を減圧状態とする。
[1C] First, a
[2C] Next, the
The
Specifically, [2C-1] First, the
［２Ｃ−２］次いで、プラズマ重合装置が備えるガス供給部を作動させることにより、チャンバー内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給して、チャンバーに混合ガスを充填する。
混合ガス中における原料ガスの占める割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を２０〜７０％程度に設定するのが好ましく、３０〜６０％程度に設定するのがより好ましい。これにより、第１の接合膜３の形成（成膜）の条件の最適化を図ることができる。
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、１〜１００ｃｃｍ程度に設定するのが好ましく、１０〜６０ｃｃｍ程度に設定するのがより好ましい。
[2C-2] Next, by operating a gas supply unit provided in the plasma polymerization apparatus, a mixed gas of a source gas and a carrier gas is supplied into the chamber, and the chamber is filled with the mixed gas.
The ratio (mixing ratio) of the raw material gas in the mixed gas is slightly different depending on the kind of the raw material gas and the carrier gas, the target film forming speed, and the like. For example, the proportion of the raw material gas in the mixed gas is 20 to 70%. It is preferable to set it to a degree, and it is more preferable to set it to about 30 to 60%. As a result, the conditions for forming (depositing) the
Further, the flow rate of the gas to be supplied is appropriately determined depending on the type of gas, the target film formation rate, the film thickness, etc., and is not particularly limited, but usually the flow rates of the source gas and the carrier gas are respectively , Preferably about 1 to 100 ccm, more preferably about 10 to 60 ccm.
［２Ｃ−３］次いで、チャンバー内に設けられた一対の電極間に高周波電圧を印加することにより、一対の電極間に存在するガスの分子が電離して、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、重合することにより生成した重合物が第１の基材２１上に付着・堆積して、第１の基材２１上に第１の接合膜３が形成される。
[2C-3] Next, by applying a high-frequency voltage between a pair of electrodes provided in the chamber, gas molecules existing between the pair of electrodes are ionized to generate plasma. The molecules in the source gas are polymerized by the energy of the plasma, and the polymer produced by the polymerization adheres to and deposits on the
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。
このような原料ガスを用いて得られる第１の接合膜３は、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、すなわち、ポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物（シリコーン材料）で構成されることとなる。
Examples of the source gas include organosiloxanes such as methylsiloxane, octamethyltrisiloxane, decamethyltetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, and methylphenylsiloxane.
The
また、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であるのが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とする第１の接合膜３は、接着性に特に優れることから、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する接合膜として特に好適に用いられる。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。
Of the organosiloxanes, octamethyltrisiloxane is particularly preferable. Since the
一対の電極間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜６０ＭＨｚ程度であるのがより好ましい。
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、０．０１〜１０Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、０．１〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。
また、第１の接合膜３の成膜時のチャンバー内の圧力は、１３３．３×１０−５〜１３３３Ｐａ（１×１０−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。
The frequency of the high frequency applied between the pair of electrodes is not particularly limited, but is preferably about 1 kHz to 100 MHz, and more preferably about 10 to 60 MHz.
Further, the power density of the high frequency is not particularly limited, and is preferably about 0.01 to 10 / cm 2, more preferably about 0.1 to 1 W / cm 2.
The pressure in the chamber during the deposition of the
原料ガス流量は、０．５〜２００ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、１〜１００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、５〜７５０ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、１０〜５００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。
処理時間は、１〜１０分程度であるのが好ましく、４〜７分程度であるのがより好ましい。
また、第１の基材２１の温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５〜１００℃程度であるのがより好ましい。
このような条件で第１の接合膜３を形成することにより、緻密な第１の接合膜３をムラなく形成することができる。
The raw material gas flow rate is preferably about 0.5 to 200 sccm, and more preferably about 1 to 100 sccm. On the other hand, the carrier gas flow rate is preferably about 5 to 750 sccm, and more preferably about 10 to 500 sccm.
The treatment time is preferably about 1 to 10 minutes, more preferably about 4 to 7 minutes.
Moreover, it is preferable that the temperature of the
By forming the
［３Ｃ］次に、前記工程［４Ａ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１に形成された第１の接合膜３に対して接合用エネルギーを付与することにより、第１の接合膜３の表面３２付近に接着性を発現させる。
［４Ｃ］次に、前記工程［５Ａ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１と第２の基材２２とを貼り合わせることにより、第１の基材２１と第２の基材２２とが、第１の接合膜３により接合され接合体１Ａが得られる。
以上のようにして接合体１Ａを得ることができる。
なお、接合体１Ａを得た後、この接合体１Ａに対して、必要に応じ、前記第１の例の工程［６ａ］、［６ｂ］および［６ｃ］のうちの少なくとも１つの工程を行うようにしてもよい。
[3C] Next, in the same manner as described in the step [4A], by applying bonding energy to the
[4C] Next, in the same manner as described in the step [5A], the
The joined
After obtaining the joined
＜＜第４の例＞＞
次に、接合体の形成方法の第４の例について説明する。
以下、接合体の形成方法の第４の例について説明するが、前記第１の例〜前記第３の例に記載の接合体の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
<< Fourth Example >>
Next, a fourth example of the joined body forming method will be described.
Hereinafter, a fourth example of the method of forming the joined body will be described. However, the explanation will focus on the differences from the method of forming the joined body described in the first to third examples, and similar matters will be described. The description is omitted.
接合方法の第４の例では、接合面（表面）２３上に、プラズマ重合法を用いて第１の接合膜３を形成するとともに、さらに第２の基材２２の接合面（表面）２４上にもプラズマ重合法を用いて第１の接合膜３を形成する。そして、それぞれの基材２１、２２が備える第１の接合膜３の表面３２付近に接着性を発現させ、これら第１の接合膜３同士を接触させることにより、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合させて接合体１Ａを得る以外は前記第１の例と同様である。
すなわち、第４の例の接合方法では、プラズマ重合法を用いて、第１の基材２１上および第２の基材２２上の双方に第１の接合膜３を形成して、これら第１の接合膜３同士を一体化させることにより、第１の基材２１と第２の基材２２とを接合する接合体１Ａを得る。
In the fourth example of the bonding method, the
That is, in the bonding method of the fourth example, the
［１Ｄ］まず、前記工程［１Ａ］と同様の第１の基材２１と第２の基材２２とを用意する。
［２Ｄ］次に、前記工程［２Ｃ］で説明したのと同様にして、プラズマ重合法を用いて、第１の基材２１の接合面２３に第１の接合膜３を形成するとともに、第２の基材２２の接合面２４にも第１の接合膜３を形成する。
[1D] First, a
[2D] Next, in the same manner as described in the above step [2C], the
［３Ｄ］次に、前記工程［３Ｂ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１に形成された第１の接合膜３と、第２の基材２２に形成された第１の接合膜３との双方に対して接合用エネルギーを付与することにより、各第１の接合膜３の表面３２付近に接着性を発現させる。
［４Ｄ］次に、前記工程［４Ｂ］で説明したのと同様にして、各基材２１、２２が備える接着性が発現した第１の接合膜３同士を、各基材２１、２２同士を貼り合わせることにより接合体１Ａを得る。
以上のようにして接合体１Ａを得ることができる。
なお、接合体１Ａを得た後、この接合体１Ａに対して、必要に応じ、前記第１の例の工程［６ａ］、［６ｂ］および［６ｃ］のうちの少なくとも１つの工程を行うようにしてもよい。
[3D] Next, the
[4D] Next, in the same manner as described in the step [4B], the
The joined
After obtaining the joined
＜ｉｉ＞第１の基材２１と第３の基材２５とを接合する工程
第１の基材２１と第３の基材２５とを第２の接合膜４を介して接合する方法としては、前述した第１の基材２１と第２の基材２２とを第１の接合膜３を介して接合する方法と同様の方法を用いることができる。すなわち、工程＜ｉｉ＞の方法としては、前述した工程＜ｉ＞の第１の例〜第４の例と同様の方法を用いることができる。なお、本工程＜ｉｉ＞の説明としては、前述した工程＜ｉ＞の説明において、「第２の基材２２」を「第３の基材２５」、「第１の接合膜３」を「第２の接合膜４」と適宜読み替えればよい。
より具体的に説明すると、［１Ｅ］まず、前述した工程＜ｉ＞で得られた接合体１Ａと第３の基材２５とを用意する。
<Ii> Step of bonding the
More specifically, [1E] First, the joined
［２Ｅ］次に、前述した第１の例の工程［２Ａ］および［３Ａ］、または、前述した第３の例の工程［２Ｃ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１の接合面２６に第２の接合膜４を形成する。
なお、前述した第３の例の工程［２Ｂ］、または、前述した第４の例の工程［２Ｄ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１の接合面２６に第２の接合膜４を形成するとともに、第３の基材２５の接合面２７にも第２の接合膜４を形成してもよい。
ここで、第２の接合膜４は、第１の接合膜３とは構成材料が異なるものであるが、他の条件に関しては、第１の接合膜３と同じであっても異なっていてもよい。
[2E] Next, in the same manner as described in the steps [2A] and [3A] of the first example or the step [2C] of the third example described above, the
In the same manner as described in the above-described step [2B] of the third example or the above-described step [2D] of the fourth example, the bonding surface 26 of the
Here, the
［３Ｅ］次に、前述した第１の例の工程［３Ａ］で説明したのと同様にして、第２の接合膜４対して接合用エネルギーを付与することにより、第２の接合膜４の表面４１付近に接着性を発現させる。
［４Ｅ］次に、図４（ｈ）に示すように、前記工程［４Ａ］で説明したのと同様にして、第１の基材２１と第３の基材２５とを貼り合わせることにより、第１の基材２１と第３の基材２５とが、第２の接合膜４により接合され、図４（ｉ）に示すような接合体１が得られる。
[3E] Next, in the same manner as described in the step [3A] of the first example described above, by applying bonding energy to the
[4E] Next, as shown in FIG. 4 (h), by bonding the
以上のようにして接合体１Ａを得ることができる。
なお、接合体１を得る際、または、接合体１を得た後に、この接合体１に対して、必要に応じ、図４（ｊ）に示すように、前述した工程［６ａ］〜［６ｃ］のうちの少なくとも１つの工程と同様の工程（接合体１Ａの接合強度を高める工程）を行うようにしてもよい。これにより、接合体１Ａの接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
The joined
In addition, when obtaining the joined
このように、第２の接合膜４は、前述した第１の接合膜３と同様に形成することができるが、前述した第１の接合膜３とは異なる材料で構成されている。すなわち、第１の接合膜３は、前述した工程＜ｉ＞の説明で挙げたシリコーン材料を第１のシリコーン材料として含有するが、第２の接合膜４は、前述した工程＜ｉ＞の説明で挙げたシリコーン材料のうち第１のシリコーン材料とは異なるシリコーン材料を第２のシリコーン材料として含有する。
As described above, the
このように互いに異なるシリコーン材料を用いて形成された第１の接合膜３および第２の接合膜４は、エネルギー付与によって生じるへき開の条件が異なる。
ここで、第２のシリコーン材料は、第１のシリコーン材料と異なり、第１の接合膜３と第２の接合膜４とでへき開が生じる条件が異なれば、前述した第１の接合膜３のシリコーン材料（すなわち第１のシリコーン材料）を用いることができ、例えば、重合度の異なるもの、置換基の組み合わせの異なるもの、主鎖の形状の異なるもの等が挙げられる。
As described above, the
Here, unlike the first silicone material, the second silicone material is different from the first silicone film in that the
中でも、第２のシリコーン材料は、ポリオルガノシロキサンの重合度が第１のシリコーン材料とは異なるように構成されているのが好ましい。より具体的には、第２のシリコーン材料としては、例えば、前述した上記一般式（４）で表わされるが、この一般式（４）中におけるｍおよびｎの合計（ｍ＋ｎ）が第１のシリコーン材料とは異なるものであるのが好ましい。このように第１のシリコーン材料および第２のシリコーン材料が互いに異なるポリオルガノシロキサンの重合度を有するもので構成されていると、第１の接合膜３と第２の接合膜４とでへき開を生じる条件を異ならせることができる。また、このような第１のシリコーン材料および第２のシリコーン材料は容易に入手できる。
Among them, the second silicone material is preferably configured so that the degree of polymerization of the polyorganosiloxane is different from that of the first silicone material. More specifically, the second silicone material is represented by, for example, the above-described general formula (4), and the total (m + n) of m and n in the general formula (4) is the first silicone material. It is preferably different from the material. As described above, when the first silicone material and the second silicone material are composed of materials having different degrees of polymerization of polyorganosiloxane, the
また、第１のシリコーン材料および第２のシリコーン材料は、互いに異なる組み合わせの置換基を有するのが好ましい。これによっても、第１の接合膜３と第２の接合膜４とでへき開を生じる条件を異ならせることができる。また、このような第１のシリコーン材料および第２のシリコーン材料は容易に入手できる。
また、第１のシリコン材料が第１の剥離用エネルギーにより第１の接合膜３に第１のへき開を生じさせるが、第２のシリコーン材料は、第１の剥離用エネルギーの大きさと異なる大きさの第２の剥離用エネルギーの付与により第２の接合膜４に第２のへき開を生じさせるように構成されているのが好ましい。このように第１の剥離用エネルギーの大きさと前記第２の剥離用エネルギーの大きさとが異なると、第１の剥離用エネルギーと第２の剥離用エネルギーとで同種のエネルギーを用いることができる。そのため、剥離時に用いる装置の構成を簡単なものとすることができる。ここで、エネルギーの大きさとは、例えば加熱の温度、圧縮力の圧力、エネルギー線の波長等の大きさを言う。
The first silicone material and the second silicone material preferably have different combinations of substituents. This also makes it possible to vary the conditions for causing cleavage between the
Further, the first silicon material causes the
また、第２のシリコーン材料は、第１の剥離用エネルギーの種類と異なる種類の第２の剥離用エネルギーの付与により第２の接合膜４に第２のへき開を生じさせるように構成されているのが好ましい。このように第１の剥離用エネルギーの種類と第２の剥離用エネルギーの種類とが異なると、第１の剥離用エネルギーの付与により第１の接合膜３に第１のへき開を生じさせる際に、意図しないにもかかわらず第２の接合膜４に第２のへき開が生じるのを防止することができる。ここで、エネルギーの種類とは、例えば熱、圧力等を言う。
Further, the second silicone material is configured to cause the
＜接合体の剥離方法＞
次に、本発明の接合体の剥離方法について説明する。
図５および図６は、それぞれ、図１に示す接合体を剥離する過程を説明するための図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図５および図６中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<Method of peeling bonded body>
Next, the method for peeling the bonded body of the present invention will be described.
5 and 6 are views (longitudinal sectional views) for explaining the process of peeling the joined body shown in FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 5 and 6 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
接合体１の剥離方法は、［１］前述した接合体１を用意する工程と、［２］第１の接合膜３に第１の剥離用エネルギーを付与して第１のへき開を生じさせる工程と、［３］第２の接合膜４に第２の剥離用エネルギーを付与して第２のへき開を生じさせる工程とを有する。
これにより、第１の基材２１と第２の基材２２と第３の基材２５とを各部材毎（各基材毎）に容易にかつ効率よく分割・回収することができる。
The method of peeling the bonded
Thereby, the
以下、各工程を順次説明する。
［１］まず、図５（ａ）に示すように、前述した接合体１を用意する。
なお、次工程［２］において、第１の接合膜３に第１の剥離用エネルギーを付与する方法として、エネルギー線（例えば、紫外線）を照射する方法を用いる場合には、第１の基材２１、第２の基材２２および第３の基材２５のうちエネルギー線を照射する側の基材に、エネルギー線（例えば、紫外線）透過性を有するものが用いられる。
Hereinafter, each process is demonstrated one by one.
[1] First, as shown in FIG. 5A, the above-described joined
In the next step [2], when a method of irradiating energy rays (for example, ultraviolet rays) is used as a method of applying the first peeling energy to the
このようなエネルギー線透過性を有する基材の構成材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、アイオノマー、ポリブテン−１、エチレン−酢酸ビニル系共重合体等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ＰＭＭＡのような樹脂材料や、ＭｇＡｌ２Ｏ４のようなセラミックス系材料等の紫外線透過性を有するものが挙げられる。 Examples of the constituent material of the substrate having such energy ray permeability include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ionomer, and polybutene. -1, resin materials such as polyolefins such as ethylene-vinyl acetate copolymer, polyester, polycarbonate, and PMMA, and ceramic materials such as MgAl 2 O 4 , and the like, which have ultraviolet transparency.
［２］次に、この接合体１の第１の接合膜３に、第１の剥離用エネルギーを付与する（図５（ｂ）参照。）。これにより、前記第１のシリコーン材料を構成する分子結合の一部が切断されることとなり、その結果として、第１の接合膜３内に第１のへき開が生じて、第１の基材２１から第２の基材２２を剥離することができる。その結果、図５（ｃ）に示すように、第１の基材２１と第３の基材２５とが第２の接合膜４を介して接合された接合体１Ｂと、第２の基材２２とに分割される。
[2] Next, the first peeling energy is applied to the
なお、本工程［２］では、第２の接合膜４にも第１の剥離用エネルギーが付与されるが、前述したように、第１のシリコーン材料と第２のシリコーン材料を異ならせることにより、第２の接合膜４にはへき開が生じないようになっている。例えば、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーよりも大きな剥離用エネルギーを与えないとへき開を生じないように構成されている。または、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーとは異なる種類の剥離用エネルギーを与えないとへき開を生じないように構成されている。
In this step [2], the first bonding energy is also applied to the
ここで、第１の剥離用エネルギーを付与することにより、第１の接合膜３に第１のへき開が生じるメカニズムとしては、次のようなことが考えられる。例えば、第１の接合膜３に含まれる第１のシリコーン材料の主骨格がポリジメチルシロキサンで構成されている場合、第１の接合膜３に第１の剥離用エネルギーを付与すると、Ｓｉ−ＣＨ３結合が切断され、雰囲気中の水分子等と反応することにより、例えば、メタンが発生する。このメタンは、気体（メタンガス）として存在し、大きな体積を占有することから、気体が発生した部分で、第１の接合膜３が押し上げられる。その結果、Ｓｉ−Ｏ結合も切断され、最終的に第１の接合膜３内に第１のへき開が生じるものと推察される。
Here, the following may be considered as a mechanism in which the first cleavage film is generated in the
第１の剥離用エネルギーを付与する際の雰囲気は、雰囲気中に水分子が含まれていればよく、特に限定されないが、大気雰囲気であるのが好ましい。大気雰囲気であれば、特に装置を必要とせず、雰囲気中に十分な量の水分子が含まれていることから、第１の接合膜３内に第１のへき開を確実に生じさせることができる。
このように第１の接合膜３に第１のへき開を生じさせるためには、第１の接合膜３がＳｉＯＸで構成されることなく、膜中に有機物が結合した状態、すなわち第１のシリコーン材料を含有した状態で第１の接合膜３が形成されている必要があるが、第１の接合膜３における、シリコン原子と炭素原子の存在比は、２：８〜８：２程度であるのが好ましく、３：７〜７：３程度であるのがより好ましい。
The atmosphere for applying the first peeling energy is not particularly limited as long as the atmosphere contains water molecules, but is preferably an air atmosphere. If it is an air atmosphere, a device is not particularly required, and a sufficient amount of water molecules is contained in the atmosphere, so that the first cleavage can be reliably generated in the
As described above, in order to cause the
シリコン原子と炭素原子の存在比が前記範囲内となっていることにより、第１の接合膜３として優れた機能を発揮させることができるとともに、第１の剥離用エネルギーの付与により第１のへき開が確実に生じる膜となる。
また、第１の剥離用エネルギーの大きさは、接合用エネルギーの大きさよりも大きくなっているのが好ましい。これにより、接合用エネルギーを付与した際には、第１の接合膜３の表面付近に存在するＳｉ−ＣＨ３結合を選択的に切断することができるとともに、第１の剥離用エネルギーを付与した際には、第１の接合膜３内部に残存するＳｉ−ＣＨ３結合を切断することができる。その結果、接合用エネルギーを付与した際には、第１の接合膜３の表面付近に接着性が発現し、第１の剥離用エネルギーを付与した際には、第１の接合膜３に第１のへき開が生じることとなる。
When the abundance ratio of silicon atoms to carbon atoms is within the above range, an excellent function as the
Moreover, it is preferable that the magnitude | size of the 1st energy for peeling is larger than the magnitude | size of the energy for joining. Thus, when bonding energy is applied, Si—CH 3 bonds existing near the surface of the
また、第１の接合膜３に付与する第１の剥離用エネルギーは、前述した接合用エネルギーと同様に、いかなる方法を用いての付与するものであってもよく、第１の接合膜３にエネルギー線を照射する方法、第１の接合膜３を加熱する方法、第１の接合膜３に圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、第１の接合膜３をプラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、第１の接合膜３をオゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。中でも、本実施形態では、第１の接合膜３に第１の剥離用エネルギーを付与する方法として、特に、第１の接合膜３にエネルギー線を照射する方法および第１の接合膜３を加熱する方法のうちの少なくとも１つの一方により行うのが好ましい。かかる方法は、第１の接合膜３に対して比較的簡単に、かつ選択的に第１の剥離用エネルギーを付与することができるので、第１の接合膜３により確実にへき開を生じさせることができる。
Further, the first peeling energy applied to the
エネルギー線としては、接合用エネルギーの説明で記載したのと同様のものが挙げられるが、中でも、特に、紫外線、レーザ光のような光であるのが好ましい。これにより、第１の基材２１、第２の基材２２および第３の基材２５に変質・劣化が生じるのを防止しつつ、第１の接合膜３に第１のへき開を確実に生じさせることができる。
紫外線の波長は、好ましくは１２６〜３００ｎｍ程度、より好ましくは１２６〜２００ｎｍ程度とされる。
Examples of the energy ray include the same as those described in the description of the bonding energy. In particular, light such as ultraviolet light and laser light is preferable. Thereby, the first cleavage film is surely generated in the
The wavelength of the ultraviolet light is preferably about 126 to 300 nm, more preferably about 126 to 200 nm.
また、ＵＶランプを用いる場合、その出力は、第１の接合膜３の面積に応じて異なるが、１ｍＷ／ｃｍ２〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。なお、この場合、ＵＶランプと第１の接合膜３との離間距離は、３〜３０００ｍｍ程度とするのが好ましく、１０〜１０００ｍｍ程度とするのがより好ましい。
Further, when a UV lamp is used, the output varies depending on the area of the
また、紫外線を照射する時間は、第１の接合膜３内に第１のへき開が生じる程度の時間に設定される。具体的には、紫外線の光量、第１の接合膜３の構成材料等に応じて若干異なるものの、１０〜１８０分程度であるのが好ましく、３０〜６０分程度であるのがより好ましい。
また、紫外線は、時間的に連続して照射されてもよいが、間欠的（パルス状）に照射されてもよい。
Further, the time for irradiating the ultraviolet rays is set to such a time that the first cleavage occurs in the
Moreover, although an ultraviolet-ray may be irradiated continuously in time, you may irradiate intermittently (pulse form).
一方、レーザ光としては、例えば、エキシマレーザのようなパルス発振レーザ（パルスレーザ）、炭酸ガスレーザ、半導体レーザのような連続発振レーザ等が挙げられる。中でも、パルスレーザが好ましく用いられる。パルスレーザでは、第１の接合膜３のレーザ光が照射された部分に経時的に熱が蓄積され難いので、蓄積された熱による第１の基材２１および第２の基材２２の変質・劣化を確実に防止することができる。
On the other hand, examples of the laser light include a pulsed laser (pulse laser) such as an excimer laser, a continuous wave laser such as a carbon dioxide laser, and a semiconductor laser. Among these, a pulse laser is preferably used. In the pulse laser, heat hardly accumulates with time in the portion of the
また、パルスレーザのパルス幅は、熱の影響を考慮した場合、できるだけ短い方が好ましい。具体的には、パルス幅が１ｐｓ（ピコ秒）以下であるのが好ましく、５００ｆｓ（フェムト秒）以下であるのがより好ましい。パルス幅を前記範囲内にすれば、レーザ光照射に伴って第１の接合膜３に生じる熱の影響を、的確に抑制することができる。また、パルス幅が前記範囲内であれば、レーザ光の照射に伴って熱が蓄積し、高温の領域が第１の接合膜３の厚さ方向（レーザ光の照射方向）へ広がるのを特に確実に防止することができる。これにより、へき開位置の位置精度をより高めることができる。なお、パルス幅が前記範囲内程度に小さいパルスレーザは、「フェムト秒レーザ」と呼ばれる。
The pulse width of the pulse laser is preferably as short as possible in consideration of the influence of heat. Specifically, the pulse width is preferably 1 ps (picosecond) or less, and more preferably 500 fs (femtosecond) or less. If the pulse width is within the above range, the influence of heat generated in the
また、レーザ光の波長は、特に限定されないが、例えば、２００〜１２００ｎｍ程度であるのが好ましく、４００〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、レーザ光のピーク出力は、パルスレーザの場合、パルス幅によって異なるが、０．１〜１０Ｗ程度であるのが好ましく、１〜５Ｗ程度であるのがより好ましい。
さらに、パルスレーザの繰り返し周波数は、０．１〜１００ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１〜１０ｋＨｚ程度であるのがより好ましい。パルスレーザの周波数を前記範囲内に設定することにより、Ｓｉ−ＣＨ３結合を選択的に切断することができる。
The wavelength of the laser light is not particularly limited, but is preferably about 200 to 1200 nm, and more preferably about 400 to 1000 nm.
In the case of a pulse laser, the peak output of the laser light varies depending on the pulse width, but is preferably about 0.1 to 10 W, and more preferably about 1 to 5 W.
Furthermore, the repetition frequency of the pulse laser is preferably about 0.1 to 100 kHz, and more preferably about 1 to 10 kHz. By setting the frequency of the pulse laser within the above range, the Si—CH 3 bond can be selectively cut.
また、第１の接合膜３内に第１のへき開を生じさせるためのエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、不活性ガス雰囲気（特に、窒素ガス雰囲気）中で行うのが好ましい。これにより、第１の接合膜３内に効率よくエネルギーが供給されて、第１の接合膜３内により確実に第１のへき開が生じることとなる。
Further, the energy beam irradiation for causing the first cleavage in the
また、第１の接合膜３を加熱する場合、接合体１を加熱する際の温度は、好ましくは１００〜４００℃程度とされ、より好ましくは１５０〜３００℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、第１の基材２１、第２の基材２２および第３の基材２５が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、第１の接合膜３に第１のへき開を確実に生じさせることができる。
また、加熱時間は、第１の接合膜３内に第１のへき開が生じる程度の時間に設定される。具体的には、加熱する温度、第１の接合膜３の構成材料等に応じて若干異なるものの、１０〜１８０分程度であるのが好ましく、３０〜６０分程度であるのがより好ましい。
Moreover, when heating the
Further, the heating time is set to such a time that the first cleavage occurs in the
なお、接合用エネルギーを付与する方法と、第１の剥離用エネルギーを付与する方法とは、同一であっても、異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。これらを同一の方法とすれば、第１の剥離用エネルギーの大きさと接合用エネルギーの大きさとを比較的容易に設定できることから、前述したように第１の剥離用エネルギーの大きさを接合用エネルギーの大きさよりも容易に大きくすることができる。また、これらのエネルギーを付与するために用いる装置を同一のものとし得ること、すなわち、同一の装置で接合体１の形成から剥離まで行え得ることから、コストの削減を図ることができる。
Note that the method of applying the bonding energy and the method of applying the first peeling energy may be the same or different, but are preferably the same. If these are the same method, the magnitude of the first peeling energy and the magnitude of the bonding energy can be set relatively easily. Therefore, as described above, the magnitude of the first peeling energy is set to the bonding energy. It can be easily made larger than the size. In addition, since the devices used for applying these energies can be the same, that is, from the formation to the peeling of the bonded
［３］次に、前述した工程［２］で得られた接合体１Ｂの第２の接合膜４に、前述した第１の剥離用エネルギーとは異なる第２の剥離用エネルギーを付与する（図６（ｄ）参照。）。これにより、前記第２のシリコーン材料を構成する分子結合の一部が切断されることとなり、その結果として、第２の接合膜４内に第２のへき開が生じて、図６（ｅ）に示すように、第１の基材２１から第３の基材２５を剥離することができる。
[3] Next, a second peeling energy different from the first peeling energy described above is applied to the
ここで、第２の剥離用エネルギーの付与は、前述した第１の剥離用エネルギーの付与と同様のものを用いるが、第１の剥離用エネルギーの大きさや種類とはことなる大きさや種類のエネルギーを付与することにより行われる。
例えば、前述した工程［２］にて第１の剥離用エネルギー付与が第１の接合膜３を加熱する方法を用いて行われた場合、例えば、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーの加熱温度よりも高い所定の加熱温度以上でなければ第２のへき開を生じないようになっている。この場合、本工程［３］では、第２の剥離用エネルギーの付与が、前記所定の加熱温度以上の加熱温度で加熱する方法を用いて行われる。
Here, the application of the second peeling energy is the same as the application of the first peeling energy described above, but the magnitude and type of energy differing from the magnitude and type of the first peeling energy. It is performed by giving.
For example, when the first peeling energy application is performed using the method of heating the
また、前述した工程［２］にて第１の剥離用エネルギー付与が第１の接合膜３を加熱する方法を用いて行われた場合、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーの加熱温度よりも高い所定の加熱温度以上でなければ第２のへき開を生じないが、紫外線（エネルギー線）の照射により第２のへき開を生じるようになっている。この場合、本工程［３］では、第２の剥離用エネルギーの付与が、紫外線（エネルギー線）の照射する方法を用いて行われる。
Further, when the first peeling energy application is performed using the method of heating the
あるいは、前述した工程［２］にて第１の剥離用エネルギー付与が第１の接合膜３に紫外線（エネルギー線）を照射する方法を用いて行われた場合、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーの紫外線（エネルギー線）の付与では第２のへき開を生じないが、所定温度以上に加熱することにより第２のへき開を生じるようになっている。この場合、本工程［３］では、第２の剥離用エネルギーの付与が、前記所定温度以上で加熱する方法を用いて行われる。
Alternatively, when the first peeling energy application is performed using the method of irradiating the
また、前述した工程［２］にて第１の剥離用エネルギー付与が第１の接合膜３に紫外線（エネルギー線）を照射する方法を用いて行われた場合、第２の接合膜４は、第１の剥離用エネルギーの紫外線（エネルギー線）の波長域では第２のへき開を生じないが、所定の波長域でのエネルギー線の照射により第２のへき開を生じるようになっている。この場合、本工程［３］では、第２の剥離用エネルギーの付与が、第１の剥離用エネルギーでのエネルギー線の波長域とは異なる波長域のエネルギー線を照射する方法を用いて行われる。
In addition, when the first peeling energy application is performed using the method of irradiating the
以上説明したように、接合体１によれば、第１の基材２１と第３の基材２５との剥離を防止しつつ、第１の接合膜３への第１の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材２１と第２の基材２２とを剥離することができる。そして、第１の基材２１と第２の基材２２とを剥離した後に、第２の接合膜４への第２の剥離用エネルギーの付与によって容易にかつ効率よく第１の基材２１と第３の基材２５とを剥離することができる。その結果、第１の基材２１と第２の基材２２と第３の基材２５とを各部材毎に容易にかつ効率よく分割・回収することができる。
これにより、基材２１、２２、２５同士が異なる材料で構成される場合であったとしても、基材２１、２２、２５毎に分別して再利用に供することができるため、接合体１のリサイクル率を確実に向上させることができる。
As described above, according to the bonded
Thereby, even if it is a case where
＜液滴吐出ヘッド＞
次に、上述した接合体をインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態について説明する。
図７は、インクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）を示す分解斜視図、図８は、図７に示すインクジェット式記録ヘッドの主要部の構成を示す断面図、図９は、図７に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。なお、図７は、通常使用される状態とは、上下逆に示されている。
<Droplet ejection head>
Next, an embodiment in which the above-described joined body is applied to an ink jet recording head will be described.
7 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head (droplet discharge head), FIG. 8 is a cross-sectional view showing the configuration of the main part of the ink jet recording head shown in FIG. 7, and FIG. 9 is shown in FIG. It is the schematic which shows embodiment of an inkjet printer provided with an inkjet recording head. In addition, FIG. 7 is shown upside down from the state normally used.
図７に示すインクジェット式記録ヘッド１０は、図９に示すようなインクジェットプリンタ９に搭載されている。
図９に示すインクジェットプリンタ９は、装置本体９２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７とが設けられている。
An ink
The
操作パネル９７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体９２の内部には、主に、往復動するヘッドユニット９３を備える印刷装置（印刷手段）９４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置９４に送り込む給紙装置（給紙手段）９５と、印刷装置９４および給紙装置９５を制御する制御部（制御手段）９６とを有している。
The
Further, inside the apparatus
制御部９６の制御により、給紙装置９５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、ヘッドユニット９３の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット９３が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット９３の往復動と記録用紙Ｐの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。
Under the control of the
印刷装置９４は、ヘッドユニット９３と、ヘッドユニット９３の駆動源となるキャリッジモータ９４１と、キャリッジモータ９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３は、その下部に、多数のノズル孔１１１を備えるインクジェット式記録ヘッド１０（以下、単に「ヘッド１０」と言う。）と、ヘッド１０にインクを供給するインクカートリッジ９３１と、ヘッド１０およびインクカートリッジ９３１を搭載したキャリッジ９３２とを有している。
The
The
なお、インクカートリッジ９３１として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）の４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
往復動機構９４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸９４３と、キャリッジガイド軸９４３と平行に延在するタイミングベルト９４４とを有している。
The
キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４４の一部に固定されている。
キャリッジモータ９４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト９４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４３に案内されて、ヘッドユニット９３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド１０から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。
The
When the
給紙装置９５は、その駆動源となる給紙モータ９５１と、給紙モータ９５１の作動により回転する給紙ローラ９５２とを有している。
給紙ローラ９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ９５２ａと駆動ローラ９５２ｂとで構成され、駆動ローラ９５２ｂは給紙モータ９５１に連結されている。これにより、給紙ローラ９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
The
The
制御部９６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４や給紙装置９５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子（振動源）１４を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置９４（キャリッジモータ９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５（給紙モータ９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
The
Although not shown, the
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部９６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電素子１４、印刷装置９４および給紙装置９５は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Ｐに印刷が行われる。
Further, for example, various sensors that can detect the remaining ink amount of the
The
以下、ヘッド１０について、図７および図８を参照しつつ詳述する。
ヘッド１０は、ノズル板１１と、インク室基板１２と、振動板１３と、振動板１３に接合された圧電素子（振動源）１４とを備えるヘッド本体１７と、このヘッド本体１７を収納する基体１６とを有している。なお、このヘッド１０は、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成する。
Hereinafter, the
The
ノズル板１１は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、石英ガラスのようなシリコン系材料、Ａｌ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物系材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料等で構成されている。
このノズル板１１には、インク滴を吐出するための多数のノズル孔１１１が形成されている。これらのノズル孔１１１間のピッチは、印刷精度に応じて適宜設定される。
The
A number of nozzle holes 111 for discharging ink droplets are formed in the
ノズル板１１には、インク室基板１２が固着（固定）されている。
このインク室基板１２は、ノズル板１１、側壁（隔壁）１２２および後述する振動板１３により、複数のインク室（キャビティ、圧力室）１２１と、インクカートリッジ９３１から供給されるインクを貯留するリザーバ室１２３と、リザーバ室１２３から各インク室１２１に、それぞれインクを供給する供給口１２４とが区画形成されている。
An
The
各インク室１２１は、それぞれ短冊状（直方体状）に形成され、各ノズル孔１１１に対応して配設されている。各インク室１２１は、後述する振動板１３の振動により容積可変であり、この容積変化により、インクを吐出するよう構成されている。
インク室基板１２を得るための母材としては、例えば、シリコン単結晶基板、各種ガラス基板、各種樹脂基板等を用いることができる。これらの基板は、いずれも汎用的な基板であるので、これらの基板を用いることにより、ヘッド１０の製造コストを低減することができる。
Each
As a base material for obtaining the
一方、インク室基板１２のノズル板１１と反対側には、振動板１３が接合され、さらに振動板１３のインク室基板１２と反対側には、複数の圧電素子１４が設けられている。
また、振動板１３の所定位置には、振動板１３の厚さ方向に貫通して連通孔１３１が形成されている。この連通孔１３１を介して、前述したインクカートリッジ９３１からリザーバ室１２３に、インクが供給可能となっている。
On the other hand, a
A
各圧電素子１４は、それぞれ、下部電極１４２と上部電極１４１との間に圧電体層１４３を介挿してなり、各インク室１２１のほぼ中央部に対応して配設されている。各圧電素子１４は、圧電素子駆動回路に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動（振動、変形）するよう構成されている。
各圧電素子１４は、それぞれ、振動源として機能し、振動板１３は、圧電素子１４の振動により振動し、インク室１２１の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。
Each piezoelectric element 14 has a
Each piezoelectric element 14 functions as a vibration source, and the
基体１６は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体１６にノズル板１１が固定、支持されている。すなわち、基体１６が備える凹部１６１に、ヘッド本体１７を収納した状態で、凹部１６１の外周部に形成された段差１６２によりノズル板１１の縁部を支持する。
以上のような、ノズル板１１とインク室基板１２との接合、インク室基板１２と振動板１３との接合、およびノズル板１１と基体１６との接合のうち、少なくとも２箇所を接合する際に前述した接合の形成方法が用いられる。
The
When joining at least two of the joining of the
換言すれば、ノズル板１１とインク室基板１２と振動板１３との接合体、およびノズル板１１とインク室基板１２と基体１６との接合体のうち、少なくとも一方に上述した接合体が適用されている。
このようなヘッド１０は、例えば、ノズル板１１とインク室基板１２との間に第１の接合膜３が介挿されて接合されている。また、インク室基板１２と振動板１３との間、または、ノズル板１１と基体１６との間に第２の接合膜４が介挿されて接合されている。このため、接合界面の接合強度および耐薬品性が高くなっており、これにより、各インク室１２１に貯留されたインクに対する耐久性および液密性が高くなっている。その結果、ヘッド１０は、信頼性の高いものとなる。
In other words, the above-described joined body is applied to at least one of the joined body of the
Such a
また、非常に低温で信頼性の高い接合ができるため、線膨張係数の異なる材料でも大面積のヘッドができる点でも有利である。
また、ヘッド１０の一部に上述した接合体が適用されていると、寸法精度の高いヘッド１０を構築することができる。このため、ヘッド１０から吐出されたインク滴の吐出方向や、ヘッド１０と記録用紙Ｐとの離間距離を高度に制御することができ、インクジェットプリンタ９による印字結果の品位を高めることができる。
In addition, since highly reliable bonding can be performed at a very low temperature, it is advantageous in that a large-area head can be formed even with materials having different linear expansion coefficients.
Further, when the above-described joined body is applied to a part of the
このようなヘッド１０をリサイクル（分解）に供する際に、本発明の接合体の剥離方法を適用することにより、上述した接合体が適用されているノズル板１１とインク室基板１２と振動板１３との接合体、およびノズル板１１とインク室基板１２と基体１６との接合体のうちの少なくとも一方を確実に剥離することができる。その結果、これらの接合体を、それぞれ、ノズル板１１とインク室基板１２との分解体、インク室基板１２と振動板１３との分解体、およびノズル板１１と基体１６との分解体の少なくとも１つに分解でき、これらを部材毎に再利用することができるため、リサイクル率の向上を確実に図ることができる。
When such a
このようなヘッド１０は、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子１４の下部電極１４２と上部電極１４１との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体層１４３に変形が生じない。このため、振動板１３にも変形が生じず、インク室１２１には容積変化が生じない。したがって、ノズル孔１１１からインク滴は吐出されない。
Such a
一方、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子１４の下部電極１４２と上部電極１４１との間に一定電圧が印加された状態では、圧電体層１４３に変形が生じる。これにより、振動板１３が大きくたわみ、インク室１２１の容積変化が生じる。このとき、インク室１２１内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔１１１からインク滴が吐出される。
On the other hand, in a state where a predetermined ejection signal is input via the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where a constant voltage is applied between the
１回のインクの吐出が終了すると、圧電素子駆動回路は、下部電極１４２と上部電極１４１との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子１４は、ほぼ元の形状に戻り、インク室１２１の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ９３１からノズル孔１１１へ向かう圧力（正方向への圧力）が作用している。このため、空気がノズル孔１１１からインク室１２１へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ９３１（リザーバ室１２３）からインク室１２１へ供給される。
When the ejection of one ink is completed, the piezoelectric element driving circuit stops applying the voltage between the
このようにして、ヘッド１０において、印刷させたい位置の圧電素子１４に、圧電素子駆動回路を介して吐出信号を順次入力することにより、任意の（所望の）文字や図形等を印刷することができる。
また、ヘッド１０は、圧電素子１４の代わりに電気熱変換素子を有していてもよい。つまり、ヘッド１０は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用してインクを吐出するバブルジェット方式（「バブルジェット」は登録商標））のものであってもよい。
In this manner, in the
The
なお、かかる構成のヘッド１０において、ノズル板１１には、撥液性を付与することを目的に形成された被膜１１４が設けられている。これにより、ノズル孔１１１からインク滴が吐出される際に、このノズル孔１１１の周辺にインク滴が残存するのを確実に防止することができる。その結果、ノズル孔１１１から吐出されたインク滴を目的とする領域に確実に着弾させることができる。
In the
また、前述した接合体は、本実施形態で説明したような液滴吐出ヘッド以外のものに適用可能であることは言うまでもない。具体的には、接合体は、例えば、半導体装置、ＭＥＭＳ、マイクロリアクタ等に適用することができる。
以上、本発明の接合体および接合体の剥離方法を、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。
Needless to say, the above-described joined body can be applied to other than the liquid droplet ejection head described in the present embodiment. Specifically, the joined body can be applied to, for example, a semiconductor device, a MEMS, a microreactor, and the like.
As described above, the bonded body and the peeling method of the bonded body of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited to these.
例えば、本発明の接合体および接合体の剥離方法では、必要に応じて、１以上の任意の目的の工程を追加してもよい。 For example, in the bonded body and the peeling method of the bonded body according to the present invention, one or more optional steps may be added as necessary.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
まず、第１の基材として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの単結晶シリコン基板を用意し、第２の基材として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍの石英ガラス基板を用意し、第３の基材として、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×平均厚さ１ｍｍのステンレス鋼基板を用意し、シリコン基板と石英ガラス基板とステンレス鋼基板とのそれぞれに対し、酸素プラズマによる下地処理を行った。
Next, specific examples of the present invention will be described.
First, a single crystal silicon substrate having a length of 20 mm × width of 20 mm × average thickness of 1 mm is prepared as a first base material, and a quartz glass substrate of length 20 mm × width 20 mm × average thickness of 1 mm is prepared as a second base material. A stainless steel substrate having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and an average thickness of 1 mm is prepared as a third base material, and a substrate treatment with oxygen plasma is performed on each of the silicon substrate, the quartz glass substrate, and the stainless steel substrate. went.
次に、第１のシリコーン材料としてポリジメチルシロキサン骨格を有するものを含有し、溶媒としてトルエンおよびイソブタノールを含有する液状材料（信越化学工業社製、「ＫＲ−２５１」：粘度（２５℃）１８．０ｍＰａ・ｓ）を用意し、インクジェット法により、この液状材料を５ｐＬの液滴としてシリコン基板上に供給して、液状被膜を形成した。
次に、この液状被膜を、常温（２５℃）で、２４時間乾燥させることにより、シリコン基板上に、第１の接合膜（平均厚さ：約１００ｎｍ）を形成した。
次に、シリコン基板上に形成された第１の接合膜に、以下に示す条件で紫外線を照射した。
Next, a liquid material containing a polydimethylsiloxane skeleton as the first silicone material and containing toluene and isobutanol as the solvent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KR-251”: viscosity (25 ° C.) 18 0.0 mPa · s) was prepared, and this liquid material was supplied as 5 pL droplets onto the silicon substrate by an ink jet method to form a liquid film.
Next, this liquid film was dried at room temperature (25 ° C.) for 24 hours to form a first bonding film (average thickness: about 100 nm) on the silicon substrate.
Next, the first bonding film formed on the silicon substrate was irradiated with ultraviolet rays under the following conditions.
＜紫外線照射条件＞
・雰囲気ガスの組成 ：大気（空気）
・雰囲気ガスの温度 ：２０℃
・雰囲気ガスの圧力 ：大気圧（１００ｋＰａ）
・紫外線の波長 ：１７２ｎｍ
・紫外線の照射時間 ：５分
<Ultraviolet irradiation conditions>
-Atmospheric gas composition: Air (air)
・ Atmospheric gas temperature: 20 ℃
・ Atmospheric gas pressure: Atmospheric pressure (100 kPa)
UV wavelength: 172 nm
・ UV irradiation time: 5 minutes
次に、第１の接合膜の紫外線を照射した面と、石英ガラス基板の表面とが接触するように、シリコン基板と石英ガラス基板とを重ね合わせた。
そして、シリコン基板と石英ガラス基板とを３ＭＰａで加圧しつつ、８０℃で加熱し、１５分間維持した。これにより、シリコン基板と石英ガラス基板とが第１の接合膜を介して接合された積層体を得た。
なお、この積層体のシリコン基板と石英ガラス基板との間の接合強度を、ＱＵＡＤ ＧＲＯＵＰ社製「ロミュラス」）を用いて測定したところ、１０ＭＰａ以上であった。
Next, the silicon substrate and the quartz glass substrate were overlapped so that the surface of the first bonding film irradiated with ultraviolet rays was in contact with the surface of the quartz glass substrate.
Then, the silicon substrate and the quartz glass substrate were heated at 80 ° C. while being pressurized at 3 MPa, and maintained for 15 minutes. As a result, a laminated body was obtained in which the silicon substrate and the quartz glass substrate were bonded via the first bonding film.
Note that the bonding strength between the silicon substrate and the quartz glass substrate of this laminate was measured using “ROMULS” manufactured by QUAD GROUP, and was 10 MPa or more.
次に、第２のシリコーン材料としてメチルフェル系のシリコーン材料（信越化学工業社製、「ＫＲ２５５」：粘度（２５℃）８５．０ｍＰａ・ｓ）を用意し、インクジェット法により、この液状材料を５ｐＬの液滴としてシリコン基板上（石英ガラス基板とは反対側の面上）に供給して、液状被膜を形成した。
次に、この液状被膜を、常温（２５℃）で、２４時間乾燥させることにより、シリコン基板上に、第２の接合膜（平均厚さ：約１００ｎｍ）を形成した。
次に、シリコン基板上に形成された第２の接合膜に、以下に示す条件で紫外線を照射した。
Next, a methylfell-based silicone material (“KR255” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: Viscosity (25 ° C.): 85.0 mPa · s) is prepared as a second silicone material. Liquid droplets were supplied on a silicon substrate (on the surface opposite to the quartz glass substrate) to form a liquid film.
Next, this liquid film was dried at room temperature (25 ° C.) for 24 hours to form a second bonding film (average thickness: about 100 nm) on the silicon substrate.
Next, the second bonding film formed on the silicon substrate was irradiated with ultraviolet rays under the following conditions.
＜紫外線照射条件＞
・雰囲気ガスの組成 ：大気（空気）
・雰囲気ガスの温度 ：２０℃
・雰囲気ガスの圧力 ：大気圧（１００ｋＰａ）
・紫外線の波長 ：１７２ｎｍ
・紫外線の照射時間 ：５分
<Ultraviolet irradiation conditions>
-Atmospheric gas composition: Air (air)
・ Atmospheric gas temperature: 20 ℃
・ Atmospheric gas pressure: Atmospheric pressure (100 kPa)
UV wavelength: 172 nm
・ UV irradiation time: 5 minutes
次に、第１の接合膜の紫外線を照射した面と、ステンレス鋼基板の表面とが接触するように、シリコン基板とステンレス鋼基板とを重ね合わせた。
そして、シリコン基板とステンレス鋼基板とを３ＭＰａで加圧しつつ、８０℃で加熱し、１５分間維持した。これにより、シリコン基板とステンレス鋼とが第２の接合膜を介して接合された積層体を得た。この結果、シリコン基板と石英ガラス基板とステンレス鋼基板とが接合された接合体を得た。
次に、得られた接合体が備える第１の接合膜に、以下に示す条件で紫外線を照射することにより、第１の剥離用エネルギーを付与し、シリコン基板から石英ガラス基板を剥離した。このとき、第２の接合膜にも紫外線が照射されたが、シリコン基板とステンレス鋼基板とは剥離せず第２の接合膜を介して比較的強固に接合されていた。
Next, the silicon substrate and the stainless steel substrate were overlapped so that the surface of the first bonding film irradiated with ultraviolet rays was in contact with the surface of the stainless steel substrate.
Then, the silicon substrate and the stainless steel substrate were heated at 80 ° C. while being pressurized at 3 MPa, and maintained for 15 minutes. Thereby, the laminated body with which the silicon substrate and stainless steel were joined via the 2nd joining film was obtained. As a result, a joined body in which the silicon substrate, the quartz glass substrate, and the stainless steel substrate were joined was obtained.
Next, the first bonding film included in the obtained bonded body was irradiated with ultraviolet rays under the following conditions, thereby applying first peeling energy and peeling the quartz glass substrate from the silicon substrate. At this time, the second bonding film was irradiated with ultraviolet rays, but the silicon substrate and the stainless steel substrate were not peeled off and were bonded relatively firmly through the second bonding film.
＜紫外線照射条件＞
・雰囲気ガスの組成 ：Ｎ２ガス
・雰囲気ガスの温度 ：２０℃
・雰囲気ガスの圧力 ：大気圧（１００ｋＰａ）
・紫外線の波長 ：１７２ｎｍ
・紫外線の照射時間 ：６０分
<Ultraviolet irradiation conditions>
・ Atmosphere gas composition: N 2 gas ・ Atmosphere gas temperature: 20 ° C.
・ Atmospheric gas pressure: Atmospheric pressure (100 kPa)
UV wavelength: 172 nm
・ UV irradiation time: 60 minutes
次に、シリコン基板とステンレス鋼基板とが接合された積層体が備える第２の接合膜に、以下に示す条件で加熱することにより、第２の剥離用エネルギーを付与し、シリコン基板からステンレス鋼基板を剥離した。
＜加熱条件＞
・加熱温度 ：３００℃
・加熱時間 ：１０分
Next, the second bonding film included in the laminated body in which the silicon substrate and the stainless steel substrate are bonded is heated under the following conditions to give a second energy for peeling, and the stainless steel from the silicon substrate. The substrate was peeled off.
<Heating conditions>
・ Heating temperature: 300 ℃
・ Heating time: 10 minutes
１、１Ａ、１Ｂ……接合体 ２１……第１の基材 ２２……第２の基材 ２５……第３の基材 ２３、２４、２６、２７……接合面 ３……第１の接合膜 ３０……液状被膜 ３１……液滴 ３２……表面 ４……第２の接合膜 ４１……表面 １０……インクジェット式記録ヘッド １１……ノズル板 １１１……ノズル孔 １１４……被膜 １２……インク室基板 １２１……インク室 １２２……側壁 １２３……リザーバ室 １２４……供給口 １３……振動板 １３１……連通孔 １４……圧電素子 １４１……上部電極 １４２……下部電極 １４３……圧電体層 １６……基体 １６１……凹部 １６２……段差 １７……ヘッド本体 ９……インクジェットプリンタ ９２……装置本体 ９２１……トレイ ９２２……排紙口 ９３……ヘッドユニット ９３１……インクカートリッジ ９３２……キャリッジ ９４……印刷装置 ９４１……キャリッジモータ ９４２……往復動機構 ９４３……キャリッジガイド軸 ９４４……タイミングベルト ９５……給紙装置 ９５１……給紙モータ ９５２……給紙ローラ ９５２ａ……従動ローラ ９５２ｂ……駆動ローラ ９６……制御部 ９７……操作パネル Ｐ……記録用紙
DESCRIPTION OF
Claims (15)
第２の基材と、
第３の基材と、
前記第１の基材の接合面と前記第２の基材の接合面とを接合する第１の接合膜と、
前記第１の基材の接合面と前記第３の基材の接合面とを接合する第２の接合膜とを有する接合体であって、
前記第１の接合膜は、第１のシリコーン材料を含有しており、前記第１の接合膜に第１の剥離用エネルギーを付与して、前記第１のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、前記第１の接合膜内に第１のへき開を生じさせて、前記第１の基材から前記第２の基材を剥離し得るように構成され、
前記第２の接合膜は、前記第１のシリコーン材料とは異なる第２のシリコーン材料を含有しており、前記第２の接合膜に前記第１の剥離用エネルギーとは異なる第２の剥離用エネルギーを付与して、前記第２のシリコーン材料を構成する分子結合の一部を切断することにより、前記第２の接合膜内に第２のへき開を生じさせて、前記第１の基材から前記第３の基材を剥離し得るように構成されることを特徴とする接合体。 A first substrate;
A second substrate;
A third substrate;
A first bonding film for bonding the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the second substrate;
A bonded body having a second bonding film for bonding the bonding surface of the first substrate and the bonding surface of the third substrate,
The first bonding film contains a first silicone material, and a first peeling energy is applied to the first bonding film to form a molecular bond constituting the first silicone material. By cutting the portion, a first cleavage is generated in the first bonding film, and the second base material can be peeled from the first base material.
The second bonding film contains a second silicone material different from the first silicone material, and the second bonding film has a second peeling material different from the first peeling energy. By applying energy and breaking a part of molecular bonds constituting the second silicone material, a second cleavage is generated in the second bonding film, and the second base material is separated from the first base material. It is comprised so that the said 3rd base material can be peeled, The conjugate | zygote characterized by the above-mentioned.
前記第１の接合膜に前記第１の剥離用エネルギーを付与して前記第１のへき開を生じさせる工程と、
前記第２の接合膜に前記第２の剥離用エネルギーを付与して前記第２のへき開を生じさせる工程とを有する接合体の剥離方法。 Preparing a joined body according to any one of claims 1 to 14,
Applying the first peeling energy to the first bonding film to cause the first cleavage;
And a step of applying the second peeling energy to the second bonding film to cause the second cleavage.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2010270316A (en) * | 2009-04-20 | 2010-12-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Method for disassembling bonded member |
| JP2016072612A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 信越化学工業株式会社 | Wafer processing body, temporary adhesive material for wafer processing, and manufacturing method for thin wafer |
-
2008
- 2008-04-02 JP JP2008095991A patent/JP2009248368A/en active Pending
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