特許 6161390 レーザー光を用いた接合方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6161390

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】レーザー光を用いた接合方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 65/16 20060101AFI20170703BHJP

   B29C 65/40 20060101ALI20170703BHJP

   B23K 26/32 20140101ALI20170703BHJP

   B23K 26/18 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   B29C65/16

   B29C65/40

   B23K26/32

   B23K26/18

【請求項の数】2

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2013-96343(P2013-96343)

(22)【出願日】2013年5月1日

(65)【公開番号】特開2014-217955(P2014-217955A)

(43)【公開日】2014年11月20日

【審査請求日】2016年2月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】591000506

【氏名又は名称】早川ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 功作

(72)【発明者】

【氏名】村上 博文

(72)【発明者】

【氏名】藤田 和也

【審査官】 辰己 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−００７０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００８４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９１２３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８０５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０３１９６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０３０５６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５６８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ６５／００−６５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザー光透過性または非透過性を有するガラスパネルまたは樹脂パネルからなる第１部材と、筐体からなる第２部材との間に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように形成されたホットメルト型のレーザー接合用接合剤を介在させ、該レーザー接合用接合剤をレーザー光により加熱して上記第１部材及び上記第２部材を接合するレーザー光を用いた接合方法において、
上記第１部材及び上記第２部材の少なくとも一方の接合面に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷する工程と、上記第１部材及び上記第２部材の間に介在する基材に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷する工程と、セパレータに、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷して上記第１部材及び上記第２部材の少なくとも一方の接合面に上記レーザー接合用接合剤を付着させる工程とのうち、少なくとも１つの工程を含む接合剤印刷工程と、
上記接合剤印刷工程の後、上記第１部材側からレーザー光を照射し、レーザー光の照射による発熱により上記レーザー接合用接合剤を加熱して溶融または軟化させて上記第１部材及び上記第２部材を接合するレーザー光照射工程とを備えていることを特徴とするレーザー光を用いた接合方法。

【請求項2】

請求項１に記載のレーザー光を用いた接合方法において、
接合剤印刷工程におけるレーザー接合用接合剤の上記接合面に対する固着力は、レーザー光照射工程後におけるレーザー接合用接合剤による接合強度よりも低く設定することを特徴とするレーザー光を用いた接合方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザー光を用いて第１部材と第２部材とを接合する接合方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から、例えば、樹脂材からなる第１部材と第２部材とを接合する方法として、レーザー光の照射による接合方法が広く用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。

【0003】

特許文献１、２に開示されている接合方法では、レーザー光を透過する第１部材と第２部材との間に、レーザー光の照射に先立ってレーザー接合用中間部材を介在させる。その後、第１部材側からレーザー光を照射することによってレーザー接合用中間部材を加熱して溶融または軟化させ、この中間部材によって第１部材及び第２部材を接合するようにしている。

【0004】

特許文献１のレーザー接合用中間部材は、第１部材に接する第１ポリマー層と、第２部材に接する第２ポリマー層とを有する多層シートからなるものである。

【0005】

特許文献２のレーザー接合用中間部材は、レーザー光の吸収率が４０％以上６０％以下に設定されたシート状のものである。また、第２部材のレーザー光吸収率は６０％以上に設定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−１７３０２３号公報

【特許文献2】特開２０１２−７６４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、レーザー光を用いて接合する対象物としては、例えばスマートフォンやタブレット型端末、液晶テレビ、パーソナルコンピュータのように表示画面を有する機器があり、このような機器では、表示画面側の透明パネルと、電子部品等を収容する筐体とを接合することになる。この場合、透明パネルの中央部は画面が位置しているので、画面以外の部分（透明パネルの周縁部）と筐体の周縁部とを接合することになる。従って、透明パネルの周縁部と筐体の周縁部との間にのみレーザー接合用中間部材を配置しなければならない。

【0008】

ところが、特許文献１、２ではレーザー接合用中間部材がシート状のものなので、まず、透明パネルの外形よりも大きいシート状のレーザー接合用中間部材を用意し、その後、透明パネルの周縁部に合致した枠形状となるように打ち抜いて使用しなければならない。このため、枠の内側の部分は使用できず廃棄するしかなく、歩留まりが非常に悪いという問題がある。

【0009】

また、近年、特に表示画面を有する機器においては、画面の表示領域を拡大しながら、外形を小さくしたいという要求が強まっている。この要求を満たすには、透明パネルの接合部分の幅を狭くして対応することが求められ、レーザー接合用中間部材を枠状に打ち抜く際、細くしなければならず、歩留まりがより一層悪化してしまう。

【0010】

また、細い枠状のレーザー接合用中間部材を所定位置に正確に配置すること自体が困難であり、このことも歩留まり悪化の一因となっている。

【0011】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、レーザー光を用いて部材を接合する場合に、狭い接合面に狙い通りに無駄なく接合剤を配置できるようにして歩留まりを悪化させることなく、第１部材及び第２部材を所望の強度で接合できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するために、本発明では、印刷方式を用いて接合剤を印刷するようにした。

【0013】

第１の発明は、レーザー光透過性または非透過性を有するガラスパネルまたは樹脂パネルからなる第１部材と、筐体からなる第２部材との間に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように形成されたホットメルト型のレーザー接合用接合剤を介在させ、該レーザー接合用接合剤をレーザー光により加熱して上記第１部材及び上記第２部材を接合するレーザー光を用いた接合方法において、
上記第１部材及び上記第２部材の少なくとも一方の接合面に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷する工程と、上記第１部材及び上記第２部材の間に介在する基材に、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷する工程と、セパレータに、上記第１部材の周縁部に沿う枠状をなすように上記レーザー接合用接合剤を溶融状態で印刷して上記第１部材及び上記第２部材の少なくとも一方の接合面に上記レーザー接合用接合剤を付着させる工程とのうち、少なくとも１つの工程を含む接合剤印刷工程と、
上記接合剤印刷工程の後、上記第１部材側からレーザー光を照射し、レーザー光の照射による発熱により上記レーザー接合用接合剤を加熱して溶融または軟化させて上記第１部材及び上記第２部材を接合するレーザー光照射工程とを備えていることを特徴とする。

【0014】

この構成によれば、レーザー接合用接合剤を印刷方式で接合面、基材及びセパレータの少なくとも１つに印刷するようにしているので、例えば、第１部材と第２部材との接合面が細い枠状であった場合に、必要な量のレーザー接合用接合剤を無駄なく使用して接合面の形状に対応した形状の枠を形成することが可能になる。また、基材やセパレータにレーザー接合用接合剤を印刷する場合は、印刷後、第１部材または第２部材にレーザー接合用接合剤を付着させることで、レーザー接合用接合剤を正確な位置に狙い通りに配置することが可能になる。

【0015】

また、レーザー接合用接合剤が接合面に印刷された場合、第１部材や第２部材による熱吸収と雰囲気によって冷却されて固化し始める。また、レーザー接合用接合剤が基材やセパレータに印刷された場合も、それらによる熱吸収と雰囲気によって冷却されて固化し始める。レーザー接合用接合剤が接合面上や、基材、セパレータ上で固化することで、印刷面に対して接着力を持つので、レーザー接合用接合剤を印刷面に所定の形状のまま固定することが可能になる。

【0016】

第２の発明は、第１の発明において、接合剤印刷工程におけるレーザー接合用接合剤の上記接合面に対する固着力は、レーザー光照射工程後におけるレーザー接合用接合剤による接合強度よりも低く設定することを特徴とする。

【0017】

この構成によれば、接合剤印刷工程でレーザー接合用接合剤の接合面に対する固着力が低いので、例えば、レーザー接合用接合剤を接合する位置がずれてしまっている場合に、レーザー接合用接合剤を接合面から一旦剥がして正規の位置に配置する修正作業が容易に行える。

【発明の効果】

【0018】

第１の発明によれば、レーザー接合用接合剤を印刷方式により接合面、基材及びセパレータの少なくとも１つに印刷するようにしたので、狭い接合面であっても、その接合面に狙い通りに無駄なくレーザー接合用接合剤を配置でき、歩留まりが良好になるとともに、第１部材及び第２部材を所望の強度で接合できる。

【0019】

また、ホットメルト型のレーザー接合用接合剤を溶融状態で接合面、基材及びセパレータの少なくとも１つに印刷するようにしたので、レーザー接合用接合剤を接合面や、基材、セパレータに所定の形状のまま固定しておくことができ、第１部材と第２部材とを接合するまでにレーザー接合用接合剤が位置ずれするのを防止できる。

【0020】

第２の発明によれば、接合剤印刷工程におけるレーザー接合用接合剤の接合面に対する固着力を低くしたので、レーザー接合用接合剤の位置の修正作業を容易に行うことができ、歩留まりをより一層向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の実施形態に係るレーザー光を用いた接合方法によって製造されたスマートフォンの側面図である。

【図2】スマートフォンのガラスパネルと筐体とを分離した状態の側面図である。

【図3】レーザー接合用接合剤を凹版で印刷することを説明する図である。

【図4】レーザー接合用接合剤を孔版で印刷することを説明する図である。

【図5】レーザー接合用接合剤を印刷した状態を示す斜視図である。

【図6】レーザー接合用接合剤をダイカットした状態を示す斜視図である。

【図7】（ａ）は接合面上のレーザー接合用接合剤の断面形状を示す図であり、（ｂ）は接合面上のレーザー接合用接合剤の別の断面形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

【0023】

図１は、本発明の実施形態にかかるレーザー光を用いた接合方法を使用して製造されたスマートフォンＡの側面図である。スマートフォンＡは、ガラスパネル（第１部材）１０と、筐体（第２部材）２０とを備えている。ガラスパネル１０は、該ガラスパネル１０の裏側に配設された液晶表示装置（図示せず）に表示された画像を透過させることができるように無色透明である。よって、ガラスパネル１０は、レーザー光を透過させるレーザー光透過性を有している。レーザー光透過性とは、レーザー光を殆ど反射も吸収もせずに透過させることのできる性質をいい、レーザー光の全てを透過させるものも含む。ガラスパネル１０は薄く着色されていてもよい。ガラスパネル１０は、レーザー光非透過性を有するものであってもよい。

【0024】

尚、ガラスパネル１０の代わりに樹脂パネルやフィルム、シート等を使用することもできる。

【0025】

このスマートフォンＡでは、画面の表示領域を最大限確保しており、いわゆる狭額縁化されている。すなわち、スマートフォンＡでは、液晶表示装置の端子等が画面の周囲に存在しており、これらがガラスパネル１０の表側から見えないように、ガラスパネル１０の周縁部には額縁部と呼ばれる枠状の着色層が形成されている。この着色層の色は例えば黒色であり、着色層の形成方法としては、例えば印刷等である。このような額縁部を設ける場合、スマートフォンＡの外形を変えることなく、画面の表示領域を拡大していくと必然的に額縁部が細くなっていく。この額縁部を細くしていくことが狭額縁化である。ガラスパネル１０の筐体２０との接合面１０ａは、レーザー接合用接合剤３０がガラスパネル１０の表側から見えないようにするために枠状の額縁部とされ、額縁部からはみ出ないようになっている。従って、狭額縁化によって接合面１０ａが狭くなっている。また、ガラスパネル１０の表側にはタッチセンサー（図示せず）も設けられている。

【0026】

筐体２０は、電子部品やバッテリー等を収容可能な箱形に形成されており、着色された樹脂材で構成されている。よって、筐体２０は、レーザー光を吸収するレーザー光吸収性を有している。レーザー光吸収性とは、レーザー光を通さないレーザー光非透過性のことであり、レーザー光を一部透過及び／または反射しても残りを吸収する性質をいう。これにはレーザー光を全く透過させないものも含む。筐体２０は、金属製であってもよい。

【0027】

筐体２０の開放部分がガラスパネル１０によって覆われる。筐体２０の周縁部は、ガラスパネル１０の接合面１０ａと接合する接合面２０ａとされている。この筐体２０の接合面２０ａの形状は、ガラスパネル１０の額縁部の形状、即ち、ガラスパネル１０の接合面１０ａの形状と同じ枠状である。

【0028】

レーザー接合用接合剤３０は、レーザー光の照射により額縁部が発熱した際に溶融または軟化するホットメルト型の接合剤である。レーザー接合用接合剤３０は、常温付近でゴム弾性を示す高分子化合物（エラストマー）及びそのアロイであり、熱可塑性を有するものである。レーザー接合用接合剤３０を構成する材料としては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、塩ビ系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリブタジェン系エラストマー、イソプレン系エラストマー、イオンクラスターと非晶性ＰＥエラストマー、フッ素系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アクリル系エラストマー等を挙げることができ、これらを単独または混合して使用することができる。

【0029】

また、粘着性を付与するために粘着付与剤、いわゆるタッキファイアやオイル、液状オリゴマー等をレーザー接合用接合剤３０に添加することができる。タッキファイアとしては、例えば、ロジン系粘着付与剤やテルペン系粘着付与剤、炭化水素系粘着付与剤を単独または混合して使用することができ、液状オリゴマーとしてはアクリル系、スチレン系、ゴム系、ポリエステル系の分子量数百から数千程度の高粘度の重合体を使用することができる。

【0030】

レーザー接合用接合剤３０を構成する材料には、レーザー光吸収剤を混合してもよい。レーザー光吸収剤としては、例えば、有機染料や有機顔料、市販のレーザー光吸収材があり、具体的には、無機物ではカーボンブラック、ランプブラック、ボーンブラック、グラファイト等、金属酸化物ではチタンブラック、二酸化マンガン、二酸化チタン等がある。また、ミアニン色素、チオニールニッケル錯体、スクアリリニウム色素、ポリメチン系色素、インモニウム系色素、フタロシアン系色素、トリアリルメタン系色素、ナフトキノシ系色素等を使用することもできる。これらを単独または混合して使用することもできる。

【0031】

レーザー接合用接合剤３０のレーザー光吸収性は、レーザー光吸収剤の種類や配合量によって任意に設定することができる。この実施形態では、レーザー接合用接合剤３０のレーザー光吸収率を３０％以上１００％以下に設定している。レーザー接合用接合剤３０のレーザー光吸収率の好ましい範囲は、５０％以上１００％以下である。レーザー接合用接合剤３０のレーザー光吸収率が３０％未満であると、レーザー光の照射時間が長時間化したり、照射するレーザー光の出力を高めなければならず、省エネルギの観点から好ましくない。

【0032】

カーボンブラックや二酸化チタンのように溶解しない成分を上記エラストマー中に分散させるためには、ボールミル、ビーズミルや３本ロールなどを用いて分散させればよい。

【0033】

次に、図３、図４に示すレーザー接合用接合剤の印刷装置４０，５０について説明する。図３の印刷装置４０は、レーザー接合用接合剤３０を定量印刷できる凹版印刷装置であり、回転シリンダー４１の周面に、接合面１０ａ，２０ａの形状に対応した枠状の凹部４２が形成されている。溶融状態のレーザー接合用接合剤３０を凹部４２に充填することで、レーザー接合用接合剤３０を計量することができる。凹部４２内のレーザー接合用接合剤３０の量は、凹部４２の深さと幅により規定される。回転シリンダー４１の周面上において凹部４２以外の部分に付着したレーザー接合用接合剤３０は、ドクターブレード４３によって掻き取られて回転シリンダー４１の周面上から除去されるので、必要な部分（凹部４２）のみ所定の厚みでレーザー接合用接合剤３０を回転シリンダー４１に保持できる。この計量した一定量のレーザー接合用接合剤３０を、ガラスパネル１０の接合面１０ａに印刷する。

【0034】

レーザー接合用接合剤３０は、ガラスパネル１０の接合面１０ａに印刷することなく、基材Ｂ（図５、図６に示す）及びセパレータ（図示せず）の少なくとも一方に転写・印刷してもよい。基材Ｂとしては、樹脂製フィルムやシート材を用いることができる。この基材Ｂの両面にレーザー接合用接合剤３０を印刷してガラスパネル１０の接合面１０ａと筐体２０の接合面２０ａとの間に介在させるようにする。この工程が、ガラスパネル１０及び筐体２０の間に介在する基材Ｂにレーザー接合用接合剤を印刷する工程である。

【0035】

また、セパレータに印刷する場合には、印刷後、レーザー接合用接合剤３０をガラスパネル１０の接合面１０ａと筐体２０の接合面２０ａとの少なくとも一方に転写する。この工程が、セパレータにレーザー接合用接合剤３０を印刷してガラスパネル１０及び筐体２０の少なくとも一方の接合面１０ａ，２０ａにレーザー接合用接合剤３０を付着させる工程である。

【0036】

離型性の高いセパレータに印刷する場合には、セパレータに対する転写性を上げるために印刷部分以外のレーザー接合用接合剤３０を回転シリンダー４１の周面上に薄く残した状態とし、ドクターブレード４３によって完全に掻き取らなくてもよい。

【0037】

レーザー接合用接合剤３０を回転シリンダー４１の凹部４２に充填して計量する際、レーザー接合用接合剤３０はホットメルトタイプであるため、回転シリンダー４１や回転シリンダー４１に転写させる容器（ホットメルトパン）等は、レーザー接合用接合剤３０の溶融温度以上に保っておく。これにより、レーザー接合用接合剤３０の流動性が維持される。

【0038】

ガラスパネル１０の接合面１０ａ、基材Ｂ、セパレータに転写・印刷されたレーザー接合用接合剤３０は、それら接合面１０ａ、基材Ｂ、セパレータによる熱吸収と、雰囲気（外気）によって冷却されて瞬時に固化する。こうして必要な量のレーザー接合用接合剤３０が必要な部分のみに印刷されるので無駄のないレーザー接合用接合剤３０のパターンが得られる。

【0039】

図４の印刷装置５０は、レーザー接合用接合剤３０を定量印刷できる孔版印刷装置であり、スクリーン（版）５１の乳剤のパターンの孔５２で計量した一定量のレーザー接合用接合剤３０を接合面１０ａや基材Ｂ、セパレータ上に転写・印刷する。レーザー接合用接合剤３０の計量はスクリーンメッシュの開度とスクリーン５１の乳剤膜厚より規定される。

【0040】

この印刷装置５０では、接合面１０ａや基材Ｂ、セパレータに一定量を転写するためにスクィージ５３を用いて孔５２にレーザー接合用接合剤３０を充填した後、再度、スクィージ５３によって圧力を加えてレーザー接合用接合剤３０を接合面１０ａや基材Ｂ、セパレータに印刷する。

【0041】

この時、レーザー接合用接合剤３０はホットメルトタイプであるためスクリーン５１やスクリーン５１を囲む雰囲気はレーザー接合用接合剤３０の溶融温度以上に保っておく。これにより、レーザー接合用接合剤３０の流動性が維持される。

【0042】

転写・印刷されたレーザー接合用接合剤３０は、凹版印刷と同様に瞬時に固化する。こうして必要な量のレーザー接合用接合剤３０が必要な部分のみに印刷されるので無駄のないレーザー接合用接合剤３０のパターンが得られる。

【0043】

尚、レーザー接合用接合剤３０の印刷方式は、上記した方式に限られるものではなく、その他の方式として、凸版印刷や平版印刷等を用いることができ、凸版印刷や平版印刷は、レーザー接合用接合剤３０が薄い膜厚の場合に好適である。

【0044】

また、レーザー接合用接合剤３０には、印刷適性を上げるためにレーザー接合用接合剤３０を溶解する有機溶剤を添加することも可能である。

【0045】

ホットメルトでの印刷の場合は、１００℃から２００℃の範囲に加熱した時のレーザー接合用接合剤３０の粘度が５００ｍＰａ・ｓから１５０，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあるのが好ましく、さらに好ましくは１２０℃から１６０℃の範囲に加熱したときのレーザー接合用接合剤３０の粘度が１，０００ｍＰａ・ｓから１００，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあるのが好ましい。加熱温度は、印刷性が良好で、かつ、レーザー接合用接合剤３０が熱分解しない温度が適切である。

【0046】

有機溶剤を添加する場合は、常温から８０℃に加熱した時のレーザー接合用接合剤３０の粘度が５００ｍＰａ・ｓから１５０，０００ｍＰａ・ｓの範囲にあるのが好ましく、さらに好ましくは５，０００Ｐａ・ｓから５０，０００Ｐａ・ｓの範囲である。加熱温度は、印刷性が良好で、かつ、有機溶剤の蒸発が少なく粘度変動が少ない温度が適切である。

【0047】

以上が接合剤印刷工程である。このように、レーザー接合用接合剤３０は、ガラスパネル１０の接合面１０ａに固着することができる。接合剤印刷工程におけるレーザー接合用接合剤３０の接合面１０ａに対する固着力は、後述するレーザー光照射工程を経た後におけるレーザー接合用接合剤３０による接合強度よりも低く設定している。

【0048】

このように接合剤印刷工程におけるレーザー接合用接合剤３０の接合面１０ａに対する固着力を低くしているので、例えばレーザー接合用接合剤３０が接合面１０ａからはみ出た状態で印刷された場合に、レーザー接合用接合剤３０を容易に剥がすことができ、正規の位置に配置する修正作業が容易に行える。レーザー接合用接合剤３０が基材Ｂの所定箇所からはみ出た場合、セパレータの所定箇所からはみ出た場合も同様に修正作業が容易に行える。

【0049】

また、印刷されたレーザー接合用接合剤３０がその直後から固化していくので、レーザー接合用接合剤３０の接合面１０ａからの高さＨ（図７に示す）は、容易に高くすることができる。レーザー接合用接合剤３０の接合面１０ａからの高さＨは、例えば、１００μｍ以上が好ましく、より好ましくは２００μｍ以上である。基材Ｂまたはセパレータからの高さも同様に高くすることができる。

【0050】

そして、レーザー接合用接合剤３０が接合面１０ａ上や、基材Ｂ、セパレータ上で固化することで、接合面１０ａ、基材Ｂ、セパレータに対して接着力を持つので、レーザー接合用接合剤３０を接合面１０ａ、基材Ｂ、セパレータ上に所定の形状のまま、所定位置に固定することが可能になる。これにより、筐体２０と接合する前にガラスパネル１０や基材Ｂ、セパレータを搬送する際、レーザー接合用接合剤３０の位置ずれを防止することができる。

【0051】

レーザー接合用接合剤３０を基材Ｂまたはセパレータに印刷した工程の場合で、レーザー接合用接合剤３０の形状や寸法に高い精度が要求される場合には、図６に示すように、印刷形成された部分にダイカット（金型による打抜き加工）を行ってレーザー接合用接合剤３０の幅やエッジ部を調整することができる。この場合は、レーザー接合用接合剤３０を枠状に印刷するときの枠の幅を、最終的に製品に転写するレーザー接合用接合剤３０の枠の幅よりも広くする必要がある。

【0052】

また、レーザー接合用接合剤３０の断面形状は、図７（ａ）に示すように半円に近い形状であってもよいし、図７（ｂ）に示すように台形であってもよく、特に限定されない。

【0053】

レーザー接合用接合剤３０をガラスパネル１０の接合面１０ａに印刷した場合には、そのガラスパネル１０と筐体２０とを合わせて所定の力でクランプする。また、レーザー接合用接合剤３０を基材Ｂに印刷した場合には、基材Ｂをガラスパネル１０と筐体２０との間に介在させてガラスパネル１０と筐体２０とを合わせて所定の力でクランプする。また、レーザー接合用接合剤３０をセパレータに印刷した場合には、セパレータのレーザー接合用接合剤３０を、ガラスパネル１０の接合面１０ａと筐体２０の接合面２０ａとの少なくとも一方に転写した後、ガラスパネルと筐体２０とを合わせて所定の力でクランプする。

【0054】

クランプ後、図１に示すようにレーザー光Ｌをガラスパネル１０側からレーザー接合用接合剤３０に向けて照射する。これがレーザー光照射工程である。

【0055】

この実施形態では、ガラスパネル１０に額縁部があるので、レーザー光Ｌは額縁部で吸収されて額縁部が発熱する。額縁部の熱は隣接するレーザー接合用接合剤３０に伝わり、レーザー接合用接合剤３０が軟化または溶融する。従って、額縁部がある場合には、レーザー接合用接合剤３０にレーザー光吸収剤を添加しなくてもよい。

【0056】

レーザー光Ｌの全てがガラスパネル１０の額縁部で吸収されなかった場合には、残りのレーザー光Ｌはガラスパネル１０を透過してレーザー接合用接合剤３０に達する。このとき、レーザー接合用接合剤３０にレーザー吸収剤を添加している場合、レーザー光Ｌはレーザー接合用接合剤３０に吸収される。レーザー光Ｌを吸収したレーザー接合用接合剤３０はそれ自体が発熱する。よって、レーザー接合用接合剤３０が確実に軟化または溶融する。

【0057】

また、レーザー接合用接合剤３０のレーザー光吸収率が低い場合でも、筐体２０にレーザー光が吸収され筐体２０の接合面２０ａが発熱する。これにより、レーザー接合用接合剤３０が軟化または溶融する。

【0058】

照射するレーザー光Ｌは、波長７５０ｎｍ以上の赤外域のレーザー光であればよく、半導体レーザー、ファイバーレーザーや固体レーザー、ガスレーザーなどを使用できるが、取り扱い容易性の点から半導体レーザーが好ましい。

【0059】

レーザー光Ｌの出力としては、ガラスパネル１０の額縁部が破損せずに、かつ、レーザー接合用接合剤３０がレーザー光Ｌの照射によって発生した熱で軟化または溶融する程度が好ましい。

【0060】

ガラスパネル１０に額縁部が無い場合にも本発明を適用することができるが、この場合、レーザー接合用接合剤３０が熱分解して発泡しない程度で、レーザー接合用接合剤３０が軟化または溶融する程度のレーザー光出力が適当である。

【0061】

この場合、レーザーの光を吸収して発熱し、パネルの見栄えを良くするためにレーザー接合用接合剤３０をレーザー光吸収性に着色することが望ましい。

【0062】

レーザー接合用接合剤３０が確実に軟化または溶融することで、濡れ性が向上し、ガラスパネル１０の接合面１０ａや筐体２０の接合面２０ａに均一に、かつ、確実に密着する。その結果、強力な接着力が得られる。

【0063】

また、レーザー接合用接合剤３０のガラスパネル１０側の面が均一に軟化または溶融してガラスパネル１０の接合面１０ａに密着するので、ガラスパネル１０側からの見栄えが良くなる。

【0064】

レーザー光Ｌの照射後、レーザー接合用接合剤３０の温度が常温まで低下すると強力な接着力を発現する。このときの接合強度が、レーザー光照射工程を経た後におけるレーザー接合用接合剤３０による接合強度である。

【0065】

ガラスパネル１０と筐体２０とを接合した後、例えば、スマートフォンＡを落下させた場合、ガラスパネル１０と筐体２０とが分離することはない。これは、レーザー接合用接合剤３０がガラスパネル１０及び筐体２０に確実に密着していることと、レーザー接合用接合剤３０の印刷後の高さＨを高くして、レーザー接合用接合剤３０により形成される弾性層を厚くし、この弾性層の変形量を大きくして衝撃吸収性を向上させていることによるものである。

【0066】

さらに、ガラスパネル１０の液晶やタッチパネルか、筐体２０に組み込まれている電子機器が不良で、接合したガラスパネル１０を筐体２０から剥離する必要が発生した場合、接合用レーザーＬを照射した位置と全く同じ位置に再度レーザー光（剥離用レーザー光）を照射することにより、レーザー接合用接合剤３０が軟化して筐体２０からガラスパネル１０を容易に剥離することができる。

【0067】

また、レーザー接合用接合剤３０が引っ張り強度の高いエラストマー組成なので、レーザー接合用接合剤３０を指で剥がしても、破断することなく容易に剥離することができる。

【0068】

以上説明したように、この実施形態にかかるレーザー光を用いた接合方法によれば、レーザー接合用接合剤３０を印刷方式を用いてガラスパネル１０の接合面１０ａに印刷するようにしたので、ガラスパネル１０の接合面１０ａと筐体２０の接合面２０ａとが細い枠状であった場合に、必要な量のレーザー接合用接合剤３０を無駄なく使用して接合面１０ａ，２０ａの形状に対応した形状の枠を形成することが可能になる。また、基材Ｂやセパレータにレーザー接合用接合剤３０を印刷する場合は、印刷後、ガラスパネル１０の接合面１０ａまたは筐体２０の接合面２０ａの少なくとも一方にレーザー接合用接合剤３０を転写することで、レーザー接合用接合剤３０を正確な位置に狙い通りに配置することが可能になる。したがって、狭い接合面１０ａ，２０ａであっても、その接合面１０ａ，２０ａに狙い通りに無駄なくレーザー接合用接合剤３０を配置でき、歩留まりを良好にできるとともに、ガラスパネル１０及び筐体２０を所望の強度で接合できる。

【0069】

また、ホットメルト型のレーザー接合用接合剤３０を溶融状態で接合面１０ａ、基材Ｂ及びセパレータの少なくとも１つに印刷することができる。これにより、レーザー接合用接合剤３０をガラスパネル１０の接合面１０ａや筐体２０の接合面２０ａに所定の形状のまま固定しておくことができ、ガラスパネル１０と筐体２０とを接合するまでにレーザー接合用接合剤３０が位置ずれするのを防止できるとともに、レーザー接合用接合剤３０の形状が変形するのも防止できる。

【0070】

また、接合剤印刷工程後、かつ、レーザー光照射工程前におけるレーザー接合用接合剤３０の固着力を、レーザー光照射工程後の固着力よりも低くしたので、レーザー光照射工程前であれば、レーザー接合用接合剤３０の位置の修正作業を容易に行うことができる。

【0071】

また、上記実施形態では、レーザー接合用接合剤３０をガラスパネル１０または基材Ｂまたはセパレータに印刷するようにしているが、これに限らず、筐体２０の接合面２０ａに印刷するようにしてもよい。また、レーザー接合用接合剤３０をガラスパネル１０及び筐体２０の両方に印刷するようにしてもよい。

【0072】

また、本発明は、スマートフォンＡの製造以外にも、パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、デジタルカメラ等のモバイル機器をはじめ、例えば家庭用電気機器、住宅設備機器、自動車部品等、複数の部材をレーザー光を用いて接合する場合に広く適用することができる。

【0073】

上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0074】

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【実施例1】

【0075】

スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるＳＢＳ（Ｋｒａｔｏｎ製Ｄ−１１１８）５６重量部とＳＢＳ（ＪＳＲ株式会社製ＴＲ２６０１）４４重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂（ヤスハラケミカル株式会社製ＹＳポリスターＴ−１１５）５０重量部、オイル（株式会社クラレ製 ＬＢＲ−３０５）１０重量部、酸化防止剤（チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス１０１０) １重量部をトルエンに溶解して固形分８０重量％の粘稠な粘着剤溶液を調整してレーザー接合用接合剤を得た。

【0076】

幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのガラス板（第１部材）を準備し、ガラス板周縁部全周に幅２ｍｍでＵＶスクリーンインキの黒色（十条ケミカル株式会社製レイキュアＧＡ４１００）をスクリーン印刷し、メタルハライドランプを用いて３００ｍＪ／ｃｍ²で紫外線硬化させた。これが額縁部である。

【0077】

上記のようにして調整した粘稠な粘着剤溶液を１００メッシュ、乳剤厚３００μｍのスクリーンで印刷幅１．５ｍｍ幅となるようにガラス板の額縁部相当部分の全周に印刷した。このときスクリーン版は６０℃に保温した。これを室温で１０時間乾燥させて枠状のレーザー接合用接合剤を得た。乾燥したレーザー接合用接合剤の厚みは２００μｍであった。

【0078】

第２部材として幅６０ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、厚さ２ｍｍで中心に１５ｍｍの貫通孔のあるポリカーボネート板を準備し、このポリカーボネート板に上記ガラス板を貼り合わせた。

【0079】

ガラス板に別の押えガラスを用いて３０ｋｇのクランプ力を加え、レーザー接合用接合剤に沿って、波長９４０ｎｍの半導体レーザーを出力４Ｗ、走査速度１０ｍｍ／秒の速度で照射した。

【0080】

ガラス板の額縁部相当部分の発熱によりレーザー接合用接合剤は軟化してガラス板はポリカーボネート板に強固に接合した。照射後の試験体（一体化したガラス板及びポリカーボネート板）の貫通孔に直径１２ｍｍの押し棒を挿入してガラス板を剥離する方向に５ｍｍ／分の速度で移動させ、ガラス板をポリカーボネート板から離脱させるのに要する力を測定した。この時の力は１７５Ｎであり、十分な強度が得られた。

【0081】

ガラス板をポリカーボネート板から離脱させていない試験体にクランプをかけずにレーザー光（剥離用レーザー光）を照射した。この剥離用レーザー光の出力は２０Ｗで、走査速度は２０ｍｍ／秒である。また、剥離用レーザー光は半導体レーザーであり、その照射位置は、上述の接合時にレーザー光Ｌを照射した部位である。また、剥離用レーザー光の波長は９４０ｎｍである。剥離用レーザー光は同一部位に１５回照射した。

【0082】

剥離用レーザー光の照射後、直ちに試験体の貫通孔に、手で持った押し棒を挿入してガラス板を剥離する方向に押したところ、小さな力で容易にガラス板を剥離することができた。

【0083】

また、ガラス板の剥離後、ガラス板またはポリカーボネート板に残っているレーザー接合用接合剤を指で引っ張ると、途中で破断することなく容易に剥離できた。

【実施例2】

【0084】

スチレン・ブタジェン・スチレン共重合物いわゆるＳＢＳ（Ｋｒａｔｏｎ製Ｄ−１１１８）５６重量部とＳＢＳ（ＪＳＲ株式会社製ＴＲ２６０１）４４重量部およびタッキファイアとしてテルペンフェノール樹脂（ヤスハラケミカル株式会社製 ＹＳポリスターＴ−１１５）５０重量部、オイル（株式会社クラレ製 ＬＢＲ−３０５）１０重量部、酸化防止剤（チバ・ジャパン株式会社製 イルガノックス１０１０）カーボンブラック０．５重量部を樹脂ロール（関西ロール株式会社製）で１３０℃の温度で混練して、黒色の樹脂塊（レーザー接合用接合剤）を得た。

【0085】

直径２０ｃｍの金属製の回転シリンダー（凹版印刷装置）の周面に、深さ４００μｍ、幅３ｍｍで、ガラス板（第１部材）の接合面の形状より幅広の彫刻を枠状に施した。この彫刻部分は、レーザー接合用接合剤が充填される凹部に相当する。

【0086】

ホットメルトパンと回転シリンダーを１６０℃に加熱して混練した上記黒色の樹脂塊を入れ、樹脂塊全体を溶融させた。

【0087】

厚さ３８μｍの易接着ＰＥＴ Ａ−４３００（東洋紡製）をフィルム状基材として用意し、この基材の両面に溶融したレーザー接合用接合剤を印刷して片面１００μｍ、両面で膜厚２００μｍの印刷物を得た。これをダイカットして幅０．７ｍｍの接合用両面粘着テープを得た。

【0088】

この両面粘着テープをガラス板の周縁部に位置合わせして実施例１と同様にガラス板とポリカーボネート板とを合わせた後、レーザー光を照射した。このときのレーザー光の出力は２Ｗであり、その他の条件は実施例１と同様にした。

【0089】

ガラス板の表面側から観察すると、レーザー接合用接合剤は均一に軟化し、実施例１の印刷された額縁部のように見た目が良好であり、十分な意匠性を有していた。

【0090】

実施例１と同様にレーザー接合用接合剤による接着力を測定したところ２００Ｎと十分な強度が得られた。

【0091】

ガラス板をポリカーボネート板から離脱させていない試験体にクランプ力をかけずにレーザー光（剥離用レーザー光）を照射した。この剥離用レーザー光の出力は１０Ｗで、走査速度は２０ｍｍ／秒である。また、剥離用レーザー光は半導体レーザーであり、その照射位置は、上述の接合時にレーザー光Ｌを照射した部位である。また、剥離用レーザー光の波長は９４０ｎｍである。剥離用レーザー光は同一部位に１０回照射した。

【0092】

剥離用レーザー光の照射後、直ちに試験体の貫通孔に、手で持った押し棒を挿入してガラス板を剥離する方向に押したところ、小さな力で容易にガラス板を剥離することができた。

【0093】

また、ガラス板の剥離後、ガラス板またはポリカーボネート板に残っているレーザー接合用接合剤を指で引っ張ると、途中で破断することなく容易に剥離できた。

【産業上の利用可能性】

【0094】

以上説明したように、本発明にかかるレーザー光を用いた接合方法は、例えば、スマートフォン等の表示画面を有する機器を製造する場合に適用することができる。

【符号の説明】

【0095】

１０ ガラスパネル（第１部材）
１０ａ 接合面
２０ 筐体（第２部材）
２０ａ 接合面
３０ レーザー接合用接合剤
４０ 凹版印刷装置
５０ 孔版印刷装置
Ｂ 基材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】