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<樹脂−金属・セラミックス・ガラス・ゴム>
異種材接着/接合技術  
 
〜製品の更なる軽量小型化・高気密化・接合強度向上を叶える接着・接合技術〜
[コードNo.17STM040]

■体裁/ B5判並製本 379ページ
■発行/ 2017年7月26日 サイエンス&テクノロジー(株)
■定価/ 54,000円(税・送料込価格)
■ISBNコード/ 978-4-86428-157-7
 
異種材料の「接着技術」と異種材料の「直接接合技術」がわかる、選べる、適用できる!
樹脂材料と、金属・セラミックス・ガラス・ゴム材料をくっつけたい方におすすめの書籍

「樹脂材料と金属 (又はセラミックス、ガラス、ゴム) をくっつけたい……」
「もっと上手に異種材料同士をくっつけられる技術はないか……」

≪ 実務上避けられない "諸条件" をクリアする、異種材接着・接合技術情報が満載 ≫
○とにかく強固にくっつけたい!
○気密性を高めたい
○異種材接着のノウハウが知りたい
○樹脂成形品と異種材料を接合したい
○乾式のものを採用したい
○レーザで迅速に接合したい
○設備導入コストが低い技術がいい
○自動化できる接合技術は?
○品質管理を簡単にしたい

異種材接着ノウハウ&異種材料の直接接合技術の原理・適用事例に留まらず、
接合特性に影響する因子と分析評価例&自動車・航空機・鉄道車両・実装系での接合技術動向を掲載!

著者

鈴木靖昭鈴木接着技術研究所
佐藤昌之ヤマセ電気(株)
前田知宏輝創(株)
中田一博大阪大学
遠山達也日本アレックス(株)
松本章一大阪府立大学
田中大策(株)三井化学分析センター
山根健山根健オフィス
深川仁岐阜大学
田畑晴夫長野実装フォーラム
長岡崇大成プラス(株)
宮下貴之ポリプラスチックス(株)
片山聖二大阪大学 兼 (株)ナ・デックス
森邦夫(株)いおう化学研究所
中山義一(株)中野製作所
泉由貴子(株)東レリサーチセンター
山崎美稀(株)日立製作所
野田尚昭九州工業大学
高木怜九州工業大学
堀内伸(国研)産業技術総合研究所

書籍趣旨

 製品の更なる軽量小型化・高気密化・コスト削減・接合強度の向上を目指して―

 近年では自動車分野を筆頭に、複数の異なる材料を製品の適材適所に用いる「マルチマテリアル化」の動きが盛んであることと存じます。例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽量金属系新素材、金属材料よりも更に軽量化が期待される樹脂材料やCFRP・CFRTP等複合材料の適用……
それらを用いる場合、それぞれをどのように接着・接合したらよいか。そんな疑問をお持ちの方々に「簡易に接着・接合技術を選定していただきたい」という思いから、本書を企画構成いたしました。

 様々な場面で必要となる接着・接合技術も、今日の技術発展により選択肢が大きく広がっていることと存じます。しかしながら、実務においては「用いる材料種が定まっている」「乾式処理(または湿式処理)のみに限定する」「接着・接合に要する時間が大凡決まっている」「製品の気密性を重視しなければいけない」等、様々な『条件』があるのではないでしょうか。

 本書に掲載した多種多様な接着・接合技術・ノウハウの中から『実務上の制約』に則り、実務上必要となる条件を満たした接着・接合技術をご検討頂くこと、また本書を設計の自由度を向上する一手としてお役立ていただければ幸いです。
ご理解ご協力を賜り本書をご執筆頂きました皆様へ、あらためて心より感謝申し上げる次第です。

(書籍企画担当者)

目次

1章各種異種材料接着・接合技術の原理と接着剤の特徴および最適選定法
1節各種異種材料接着・接合技術の原理と接着剤選定法
はじめに
1.1化学的接着説
1.1.1原子・分子間引力発生のメカニズム
1.2.1接着剤の役割
1.2機械的接合説
1.3からみ合いおよび分子拡散説
1.4接着仕事
1.5直接接合技術の概要とそのメカニズム
1.6Zismanの臨界表面張力による接着剤選定法
1.6.1物質の溶解度パラメーター
1.6.22種類の液体が混合する条件(非結晶性材料に適用)
1.6.3結晶性高分子が難接着性である理由とそれを解決するための表面処理法
1.7被着材と接着剤との相互の物理化学的影響を考慮した接着剤選定法
1.7.1被着材に含まれる可塑剤による接着剤の可塑化
1.7.2接着剤に含まれる可塑剤による被着材の可塑化
2節主な接着剤の種類と特徴
2.1エポキシ系接着剤
2.2ポリウレタン系接着剤
2.3SGA(第2世代アクリル系接着剤)
2.4紫外線硬化形接着剤
2.5シリコーン系接着剤
2.6変成シリコーン系接着剤
2.7シリル化ウレタン系接着剤
2章最適表面処理法の選定指針と異種材接着技術の勘どころ
1節材料別の表面処理技術と理想的界面の設計
1.1金属
1.2プラスチック
1.3ガラス
1.4セラミックス
1.5ゴム
1.6難接着材料
2節異種材料接着技術の勘どころ
2.1樹脂×金属
2.2樹脂×ガラス
2.3樹脂×セラミックス
2.4樹脂×ゴム
3章多種多様な異種材料直接接合技術
1節最新の異種材料接着・接合技術の概要とそのメカニズム
1.1各種異種材料接着・接合技術
1.2異種材料接合技術のメカニズム
2節湿式・乾式表面処理による異種材料の一体化技術
〔1〕接合強度40MPa以上を実現する金属と樹脂の射出接合
はじめに
1NMTが適用可能な金属材料
2製品適用例のある樹脂と破断面
3接合樹脂の選定
4射出接合品の接合強度評価
5スマートフォンアルミボディへの射出接合適用例
おわりに
〔2〕レーザ処理を行った金属と異種材料の直接接合
はじめに
1レーザ処理による金属と異種材料の接合技術(レザリッジ:Laseridge)の概要
1.1レザリッジとは
1.2レザリッジの概要
1.3レザリッジの特徴
2レザリッジ処理とその接合状態
2.1接合のメカニズムについて
2.2接合強度発現の実際
2.2.1実験方法
2.2.2引張せん断試験
2.2.3最大荷重と加工深さ
2.3気密性のメカニズムについて
3接合強度及び信頼性評価事例
3.1各種金属・樹脂の接合強度について
3.1.1選定金属及び樹脂
3.2レザリッジ接合部の気密性
4接合技術の実用化事例及び将来の展望について
〔3〕融点差が不要なガラス繊維強化樹脂の二重成形技術
はじめに
1融点差が不要なガラス繊維強化樹脂の二重成形技術の概要
2諸特性
2.1接合強度
2.2従来の接合技術との接合強度比較
2.3エアーリーク気密試験
2.4耐水圧試験
3応用技術検討
3.1超音波溶着の前処理
3.2接着剤の前処理
おわりに
3節樹脂・金属成形品同士の接合をも叶える異種材接合技術
〔1〕金属表面に形成した隆起微細構造を用いた金属とプラスチックの直接接合技術
はじめに
1ポジティブアンカー効果による金属とプラスチックの接合
2レーザクラッディング工法を用いたPMS処理
2.1PMS処理概要
2.2PMS処理方法
2.3PMS処理条件
3金属とプラスチックの接合
おわりに
4節短時間で固化・強化する樹脂材料と金属材料のレーザ直接接合技術
〔1〕レーザによるプラスチックの溶融・発泡を利用する金属とプラスチックの接合技術
1はじめに
2金属とプラスチックのレーザ溶着・接合技術とその特徴
3金属とプラスチックのレーザ溶着・接合部の特徴と強度特性
4金属とプラスチックのレーザ溶着・接合機構
5実用化に向けての信頼性評価試験
6おわりに
5節構造部材・組み立て現場における適用性に優れた異種材接合技術
〔1〕アルミニウム合金と炭素繊維強化熱可塑性樹脂との摩擦重ね接合法
はじめに
1摩擦重ね接合法(FLJ法)の原理
2摩擦重ね接合法(FLJ法)における金属/樹脂の直接接合機構
3金属と樹脂の直接接合性に及ぼす諸因子
3.1樹脂表面への大気中コロナ放電処理の効果
3.2Al合金表面研磨の影響
4Al合金以外の金属と樹脂との直接接合
5Al合金とCFRPとの直接接合
6金属と樹脂・CFRPの直接接合継手強度の向上
6.1シランカップリング処理の効果
6.2アンカー作用の効果
おわりに
6節材料依存性が低い異種材料接合技術
〔1〕異種材料の分子接合技術とその利用事例
緒言
1同一表面機能化概念
2異種接合技術の原点
3分子接合技術における接触
4分子接合技術における異種材料表面同一反応化と定番反応
5流動体及び非流動体分子接合
6接合体の破壊
7分子接合技術の特徴
8分子接合技術の事例と特徴
8.1流動体分子接合技術
8.1.1メタライジング技術
8.1.2樹脂と未加硫ゴムの流動体分子接合技術
8.1.3金属と樹脂の流動体インサート分子接合技術
8.1.4接着剤による流動体及び非流動体分子接合技術
8.2非流動体分子接合技術
8.2.1樹脂と架橋ゴムの非流動体分子接合技術
8.2.2金属と架橋ゴムの非流動体分子接合技術
8.2.3金属と樹脂の非流動体分子接合技術
8.2.4セラミックスと架橋ゴムの非流動体分子接合技術
結言
7節他部品・意匠面へダメージを与えない多点同時カシメを可能にする異種材接合技術
〔1〕熱・振動ダメージが少ない赤外線カシメによる異種材接合技術
はじめに
1赤外線によるカシメとは?
2赤外線カシメのプロセス
3他工法と比較した場合の赤外線カシメ
3.1ワークダメージ
3.2ランニングコスト
3.3サイクルタイム、ダウンタイム
3.4カシメ強度と安定性
まとめ
8節新規高分子材料開発による異種材接合の実現
〔1〕樹脂と反応する架橋鎖をもった過酸化物架橋型合成ゴムの開発
はじめに
1ゴムは難接着
2接着剤が使いづらい時代
3接着剤を使わずにゴムと樹脂を結合
4ゴムと樹脂の分子架橋反応のメカニズム
4.1ラジカロック(R)とは
4.2分子架橋反応の仕組み
5ラジカロックの利点
5.1品質上の利点
5.2製造工程上の利点
5.3樹脂を使用することの利点
6樹脂とゴムの種類
7応用例と今後の展望
8まとめ
〔2〕エポキシモノリスの多孔表面を利用した異種材接合
はじめに
1金属樹脂間の異種材接着技術
2エポキシモノリスの合成
3エポキシモノリスによる金属樹脂接合
4モノリスシートを用いる異種材接合
おわりに
4章異種材接合特性に及ぼす影響と接合評価事例
1節金属/高分子接合界面の化学構造解析
はじめに
1FT-IRによる界面分析
1.1FT-IRとは
1.2ATR法による結晶性高分子/Al剥離界面の分析
1.3斜め切削法によるポリイミド/銅界面の分析
2AFM-IRによる界面分析
2.1AFM-IRとは
2.2AFM-IRによる銅/ポリイミド切片の界面の分析
3TOF-SIMSによる界面分析
3.1TOF-SIMSとは
3.2Arガスクラスターイオンとは
3.3ラミネートフィルムの分析
おわりに
2節SEM/TEMによる樹脂-金属一体成形品の断面観察
はじめに
1走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察
1.1SEMの原理および特徴
1.2SEM観察における前処理方法
1.3樹脂-金属接合材の断面SEM観察例
2透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察
2.1TEMの原理および特徴
2.2TEM観察における前処理方法
2.3樹脂-金属接合材の断面TEM観察例
おわりに
3節金属表面粗さ・有効表面積が界面強度に及ぼす影響
4節接合体強度および破壊様式に影響する異材接合界面端部の特性
1応力集中について
1.1基本的な応力集中
1.2円孔による応力場
1.3だ円孔の応力集中
1.4き裂によって生じる特異応力場
1.5応力拡大係数
2接着接合材の接合界面における応力分布
2.1接合端部における特異応力場の強さとは何か?
2.2接合板の接合界面の応力分布
3接着強度評価における特異応力場強さISSFの限界値Kσcの導入(突合せ継手の場合)
4接着強度評価への特異応力場強さISSFの限界値Kσcの導入(単純重ね合わせ継手の場合)
4.1単純重ね合わせ継手の引張試験結果
4.2単純重ね合わせ継手の引張における接着強度の特異応力場強さISSFによる評価
5節樹脂-金属接合特性評価試験方法の国際規格化
1異種材料接合技術の開発と新規評価規格の必要性
2樹脂-金属接合界面特性評価方法の開発
2.1引張り接合特性(突合わせ試験片)
2.2せん断接合特性
2.3樹脂-金属接合界面の封止特性評価
2.4接合の耐久性-冷熱衝撃試験、高温高湿試験、疲労特性
3国際標準化活動
4今後の予定-マルチマテリアル化の進展に向けた異種材料接合特性評価法の標準化整備
5章異種材接合技術が切り拓く可能性
1節BMWにおけるさらなる車体軽量化のためのマルチマテリアル化と接着・接合技術の将来展望
1今日の自動車を取り巻く環境と開発の方向性
2電気自動車の開発
2.1CFRP車体の量産技術開発
3BMWの目指すクルマづくり
4マルチマテリアル、スマートマテリアル
4.1軽量化を実現する新材料
4.2異種材料の接合
4.3マルチマテリアル
2節航空機用複合材料の動向と接着・接合技術
3節鉄道車両用構体の材料と接着・接合技術
4節エレクトロニクス実装における異種材料接合動向
1エレクトロニクス実装とは
2半導体パッケージング
2.1バックグラインド工程
2.2ダイシング工程
2.3ダイボンディング工程
2.3.1異方導電性接着フィルム
2.3.2ダイアタッチフィルム(DAF)
2.4ワイヤボンディング工程とフリップチップボンディング工程
2.4.1ワイヤボンディング
2.4.2フリップチップボンディング
2.4.2.1アンダーフィル樹脂
2.5モールド工程
2.6端子めっきやはんだボールの搭載など
2.7パッケージの包装
3プリント配線板
3.1銅箔と有機材料の接着
3.2レジスト材料
4最後に



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