將塑膠機構固著于金屬殼體的方法

專利名稱：將塑膠機構固著于金屬殼體的方法
技術領域：
本發明涉及金屬塑膠復合件的制造方法，特別是涉及利用埋入注塑(insertinjection)技術以于金屬件或金屬殼體上直接成型塑膠機構件、商品標志上的導光圖案、相機鏡頭鏡片及/或補(閃)光燈鏡片的制造方法。
背景技術：
近年來，由于可攜式電子產品朝輕、薄、短、小的趨勢發展，需采用輕化且具備高剛性的金屬機殼，這使得金屬機殼結合塑膠機構件的復合材料結構技術成為業界的發展重點。過去傳統的作法是分別將金屬件與塑膠件成型后，再于金屬件上涂膠，然后將金屬件與塑膠件對準疊放，最后施以壓合膠合。然而，應用于3C產品的金屬機殼通常不是單純的平面結構，而是具有不規則曲面，塑膠件也具相對應的曲面，此曲面對曲面的膠合制作工藝十分困難，因此造成良率無法提升。在相關的先前技術中，日本特開2011-73191公開號揭示了一種將碳纖強化塑膠(CFRP)預浸材(prepreg)與金屬合金強力固接的方法，參見圖1，其特征是先將CFRP預浸材12與金屬合金11的預定表面加以粗化后，再分別施以單液性(one-pack type)環氧樹脂接著劑，之后使涂有接著劑的表面相接觸、固化并膠合。其中將金屬合金11的預定表面粗化需施以特殊藥水，形成納米孔洞表面。日本特開2010-274600公開號則揭示了一種金屬合金與熱硬化樹脂的復合體的制造方法，參見圖2，其特征是先將金屬合金件I的表面施以特殊藥水，蝕出納米孔洞表面，繼之，還需要再形成金屬氧化物或金屬磷化物的表面層，最后以埋入注塑成型技術將塑膠件4成型在此金屬合金件I的表面。日本特開2007-179952公開號則揭示了一種按鍵的制造方法，其特征是將一外按鍵部(outside keytop piece)的一金屬涂膜與一內按鍵部(inside keytop piece)的一白色涂膜通過一融著層(fusion layer)組合固著。日本特開2009-81030公開號則揭示了一種壓扣的制造方法，其特征是將用來接著蓋件(cover member)與按鍵(key top)的粘著劑以點狀陣列形成在該蓋件與該按鍵之間，以方便制造過程中的除氣(degassing)。中國CN1827839專利公開號則是揭露了一種金屬表面處理方法，其特征是先將金屬件施以底漆涂布，繼之，以真空鍍膜披覆金屬薄膜層，后再施以透明硬膜噴涂保護，該方法主要是通過真空鍍膜制作工藝進行鎂合金外觀件的表面處理，以產生具有金屬外觀質感的鎂合金產品。日本特開2011-11505公開號揭示了一種以注塑成型制作金屬樹脂復合品的方法，參見圖3，可以在金屬件20的背面模塑成型樹脂機構的同時，在金屬件20的外觀面以裝飾片(decorative sheet)F 形成裝飾。日本特開2011-11505公開號揭示了一種復合品的制造方法，通過注塑溶融樹脂時，同時將加飾層形成在金屬體的一面，并使金屬體及注塑樹脂的復合品模塑成模具所期的形狀。日本特開2011-73314公開號揭示了一種與透明埋入材料注塑成型樹脂的方法，參見圖4，可以提高成型于透明埋入材料3周邊的樹脂件的強度，其特征是在透明埋入材料3周圍提供一金屬框體4，再將一接著層5貼合于該透明埋入材料與該金屬框體構成的一面，然后注塑成型樹脂，形成一圍繞該透明埋入材料的樹脂件7，且使該樹脂件至少與該金屬框體的周緣接合。

發明內容
本發明的主要目的在于提供一種改良的金屬塑膠復合件的制造方法，以解決現有技術的不足與缺點。本發明的另一目的在于提供一種利用埋入注塑技術以于金屬件或金屬殼體上直接成型塑膠機構件、商品標志上的導光圖案、相機鏡頭鏡片及/或補(閃)光燈鏡片的制造方法。根據本發明的一實施例，本發明提供一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法。首先成型一金屬殼體，使其具有一內側面與一外側面，且該金屬殼體具有至少一鏤空區域。再以物理加工方式成型一貼合面區域于該金屬殼體的該內側面。接著成型一接著層覆蓋于該貼合面區域的相對位置上。再進行一第一次注塑，成型一塑膠機構件于該接著層上。最后進行一第二次注塑，于該鏤空區域，成型一光學塑膠件。為了使貴審查委員能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖。然而所附附圖僅供參考與輔助說明用，并非用來對本發明加以限制者。


本說明書含有附圖并于文中構成了本說明書的一部分，以使閱者對本發明實施例有進一步的了解。該些圖示描繪了本發明一些實施例并連同本文描述一起說明了其原理。在該些圖示中:圖1為日本特開2011-73191公開號的碳纖強化塑膠預浸材與金屬合金強力固接的不意圖；圖2為日本特開2010-274600公開號的金屬合金與熱硬化樹脂的復合體的示意圖；圖3為日本特開2011-11505公開號的一種以注塑成型制作金屬樹脂復合品的示意圖；圖4為日本特開2011-73314公開號的一種與透明埋入材料注塑成型樹脂的方法的不意圖；圖5例示本發明金屬殼體具有塑膠機構的復合件的側視圖；圖6A為圖5的金屬殼體具有塑膠機構的復合件，沿著切線1-1’的剖面示意圖；圖6B為圖6A中圓圈處的放大示意圖；圖7為依據本發明一較佳實施例所繪示的制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的流程示意圖8為依據本發明另一較佳實施例所繪示的制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的流程示意圖。需注意本說明書中的所有圖示皆為圖例性質。為了清楚與方便圖示說明之故，圖示中的各部件在尺寸與比例上可能會被夸大或縮小地呈現。圖中相同的參考符號一般而言會用來標示修改后或不同實施例中對應或類似的特征。主要元件符號說明I金屬殼體具有塑膠機構的復合件10金屬殼體IOa商品標志區域12塑膠機構件12a信號接孔12b組裝結構12c結構補強結構14光學塑膠件14a外側面14b 內側面22 光源24 電路板101 裝飾層112接著層114導光圖案結構SO內側面SI外側面Sb貼合面SlOO 子流程S102 子流程S200 子流程S202 子流程MOl金屬素材進料MO 2沖壓成型M03銑削加工M04去毛邊MO 5貼合面表面處理M06 清潔M07披覆接著劑M08 烘烤Mll金屬素材進料M12貼合面表面處理M13沖壓成型
M14銑削加工M15去毛邊M16清潔M17表面裝飾處理M18披覆接著劑M19烘烤POl塑料進料P02干燥P03第一次埋入注塑P04去毛邊P05第二次埋入注塑制作工藝P06表面裝飾處理P07整形P08后段品管步驟Pll塑料進料P12干燥P13第一次埋入注塑P14去毛邊P15第二次 埋入注塑制作工藝P16整形P17后段品管步驟
具體實施例方式在下文的細節描述中，元件符號會被用來標示在隨附的圖示中成為其中的一部分，并且以可實行該實施例的特例描述方式來表示。這類實施例會說明足夠的細節以使該領域的一般技術人士得以具以實施。閱者須了解到本發明中也可采行其他的實施例，或是在不悖離文中所述實施例的前提下作出任何結構性、邏輯性、及步驟順序上的改變。因此，下文的細節描述將不欲被視為是一種限定，反之，其中所包含的實施例將由隨附的權利要求來加以界定。請參閱圖5及圖6A，其中圖5為本發明金屬殼體具有塑膠機構的復合件的側視圖，圖6A為圖5的金屬殼體具有塑膠機構的復合件，沿著切線1-1’的剖面示意圖。本發明金屬殼體具有塑膠機構的復合件可以是手機機殼或電池背蓋等等，其特色是在機殼或電池背蓋上設有鏤空且具有隱藏背光效果(hidden backlight effect)的商品標志,例如文字或圖案。如圖5及圖6A所不,本發明金屬殼體具有塑膠機構的復合件I包含一金屬殼體10以及一成型于金屬殼體10的內側面SI上的塑膠機構件12,其中，塑膠機構件12包括信號接孔12a、組裝結構12b及/或結構補強結構12c。在其它實施例中，金屬殼體10也可以具有曲面。塑膠機構件12注塑成型在金屬殼體10的一內側面SI的一貼合面Sb上，詳細言之，貼合面Sb在進行注塑前，預先以物理方式或化學方式成型，并于貼合面Sb上設置一接著層112，而塑膠機構件12注塑成型在接著層112上，而與金屬殼體10構成緊密結合。前述用以成型貼合面Sb的以物理方式可以包括有噴砂粗化處理、激光蝕刻粗化處理、等離子體處理(plasma)、紫外光等離子體處理(UV Plasma)或模具壓合成型,而化學方式可以包括有化學蝕刻處理、成型。根據本發明的較佳實施例，金屬殼體10上另設有鏤空的商品標志區域10a，如圖5中英文大寫「LOGO」的虛線區域所例示。鏤空的商品標志區域IOa可以是任何的文字、圖案等，可以利用激光、沖壓成型等方式形成。根據本發明的較佳實施例，利用注塑成型技術，將光學塑膠件14，例如，光學級聚碳酸酯(polycarbonate，PC)樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate,PMMA)壓克力等光學級塑料,填滿鏤空的商品標志區域10a。光學塑膠件14的一外側面14a與金屬殼體10的一外側面SO齊平且實質上幾無縫隙。在光學塑膠件14的一內側面14b上,可提供一導光圖案結構114。導光圖案結構114是一種光學微結構，其可以在注塑成型光學塑膠件14的同時一并形成在光學塑膠件14的內側面14b上，或者，也可以另外進行一次注塑成型，以形成導光圖案結構114。緊鄰于光學塑膠件14的一側邊,則設置有一光源22,例如,發光二極管(LED)光源,其安裝在一電路板24上，例如，軟性電路板或印刷電路板。其中，光源22產生的光線可以由光學塑膠件14的側邊通過，再通過導光圖案結構114將光線導引通過商品標志區域10a，產生機殼上具有發光商品標志的效果。根據本發明的實施例，在金屬殼體10的一外側面SO上,可以披覆一表面裝飾層101，以獲得不同外觀質感表現。另外，為使金屬殼體10的外側面SO在光源22不發光或關閉時，能呈現整體一致的金屬質感，而讓使用者不易察覺到金屬殼體10的商品標志，可以利用PVD鍍膜技術，在金屬殼體10的外側面SO與光學塑膠件14的外側面14a鍍上一層鎳金屬薄膜，如此提供出具有隱藏背光效果的商品標志。根據本發明的另一實施例，光學塑膠件14也可以是整合在金屬殼體10上的相機鏡頭鏡片或者閃(補)光燈鏡片，其中若光學塑膠件14整合在金屬殼體10上的閃(補)光燈鏡片，則可直接于內側面上形成光學擴散圖案或菱鏡圖案。請參閱圖7，其為依據本發明一較佳實施例所繪示的制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的流程示意圖。如圖7所示，本發明制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的方法包含有兩個子流程S100及S102，其中子流程S100是金屬殼體的制備步驟，而S102主要為埋入注塑成型、表面處理步驟及后段產品品管檢查。首先，進行金屬素材進料(步驟M01)及進料檢查，其中上述金屬素材可以是不銹鋼、鎂合金、鋁合金或鎂鋁合金等等。接著，將上述金屬素材進行沖壓成型(步驟M02)，以獲得所要的金屬殼體形狀，例如，手機機殼或電池背蓋等等，繼之，進行銑削加工(步驟M03)，接著，進行去毛邊步驟(步驟M04)。在完成去毛邊步驟之后，接著，于金屬殼體的內側面成型貼合面(步驟M05)。根據本發明的較佳實施例，上述貼合面可以利用物理方式進行表面處理，例如，噴砂粗化處理。當然，也可以選用其它物理方式進行表面粗化，例如，激光蝕刻粗化處理、等離子體處理、紫外光等離子體處理或模具壓合成型等。此外，也可選擇以化學方式成型貼合面，例如，化學蝕刻處理、成型。接著，進行清潔步驟(步驟M06)。然后，進行披覆接著劑的步驟(步驟M07),例如，以噴涂、點膠或印刷等方式,將接著劑(adhesive)或者I禹合劑(primer)等，涂布于表面處理加工過的貼合面，以于該貼合面上形成接著層。接下來，進行烘烤(步驟M08)，如此完成子流程S100。經過子流程SlOO處理的金屬殼體，則等待進行后續的埋入注塑成型加工，亦即，子流程S102。以下將詳述子流程S102，首先，進行塑料進料(步驟P01)及檢查，其中上述塑料可以是聚碳酸酯(polycarbonate,PC)樹脂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(acrylonitrilebutadiene styrene, ABS)樹脂或聚苯硫醚(polyphenylene sulfide, PPS)樹脂等等。接著，進行干燥處理(步驟P02)。然后，進行第一次埋入注塑制作工藝(步驟P03)，將塑料或塑膠注塑成型于經過子流程SlOO處理的金屬殼體上。更明確的說，塑膠是直接注塑成型于金屬殼體的貼合面的接著層上。舉例來說，金屬殼體可以是手機機殼或電池背蓋等，而注塑成型的塑膠機構件則可以是信號接孔、組裝結構及/或結構補強結構。由于埋入注塑成型制作工藝已是周知技術，因此不再贅述。之后，進行去毛邊步驟(步驟P04)。然后，繼續進行第二次埋入制作工藝(步驟P05)，于金屬殼體上的鏤空商品標志區域注塑成型光學塑膠件，同時在光學塑膠件的內側面形成導光圖案結構。其中，光學塑膠件可以是由光學級聚碳酸酯(polycarbonate, PC)樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)壓克力等所構成。繼之，可選擇進行金屬殼體的表面裝飾處理(步驟P06)，例如，噴砂、發絲處理、PVD處理、陽極處理或噴涂處理等等。其中，值得注意的是，上述PVD處理又包含有鍍鎳膜處理，其可以在機殼表面上展現出隱藏字體的特殊效果。另外，也可在金屬殼體的外側面上設置一裝飾層，例如，以印刷、涂裝、鋁陽極處理等方式，形成各種顏色、圖案及花紋。最后，進行整形(步驟P07)及后段品管步驟(步驟P08)，完成子流程S102。請參閱圖8，其為依據本發明另一較佳實施例所繪示的制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的流程示意圖。如圖8所示，本發明另一較佳實施例以制作金屬殼體具有塑膠機構的復合件的方法，同樣包含有兩個子流程S200及S202，其中子流程S200是金屬殼體的制備步驟，而S202主要為埋入注塑成型及后段產品品管檢查。以下詳述子流程S202，首先，進行金屬素材進料(步驟Mil)及進料檢查，其中上述金屬素材可以是不銹鋼、鎂合金、鋁合金或鎂鋁合金等等。于金屬殼體的內側面成型貼合面(步驟M12)。根據本發明的較佳實施例，上述貼合面是以物理方式進行表面處理，例如，噴砂粗化處理。當然，也可以選用其它物理方式進行表面粗化，例如，激光蝕刻粗化處理、等離子體處理、紫外光等離子體處理或模具壓合成型等。此外，也可選擇以化學方式成型貼合面，例如，化學蝕刻處理、成型。接著，將上述金屬素材進行沖壓成型(步驟M13)，以獲得所要的金屬殼體形狀，例如，手機機殼或電池背蓋等等，繼之，進行銑削加工(步驟M14)，接著，進行去毛邊步驟(步驟M15)。接著，進行清潔步驟(步驟M16)。完成清潔步驟之后，接下來進行表面裝飾處理(步驟M17)，例如，噴砂、發絲處理、PVD處理、陽極處理或噴涂處理等等。其中，值得注意的是，上述PVD處理又包含有鍍鎳膜處理，其可以在機殼表面上展現出隱藏字體的特殊效果。另外，也可在金屬殼體的外側面上設置一裝飾層，例如，以印刷、涂裝、鋁陽極處理等方式，形成各種顏色、圖案及花紋。然后，進行披覆接著劑的步驟(步驟M18)，例如，以噴涂、點膠或印刷等方式，將接著劑(adhesive)或者耦合劑(primer)等，涂布于表面處理加工過的貼合面，以于該貼合面上形成接著層。接下來，進行烘烤(步驟M19)，如此完成子流程S200。經過子流程S200處理的金屬殼體，則等待進行后續的埋入注塑成型加工，亦即，子流程S202。以下將詳述子流程S202，首先，進行塑料進料(步驟Pll)及檢查，其中上述塑料可以是PC樹脂、ABS樹脂或PPS樹脂等等。接著，進行干燥處理(步驟P12)。然后，進行第一次埋入制作工藝(步驟P13)，將塑料或塑膠注塑于經過子流程S200處理的金屬殼體上。更明確的說，塑膠是直接注塑成型于金屬殼體的貼合面的接著層上。舉例來說，金屬殼體可以是手機機殼或電池背蓋等，而注塑成型的塑膠機構件則可以是信號接孔、組裝結構及/或結構補強結構。由于埋入注塑成型制作工藝已是周知技術，因此不再贅述。之后，進行去毛邊步驟(步驟P14)。然后，繼續進行第二次埋入制作工藝(步驟P15)，在金屬殼體上的鏤空商品標志區域注塑成型光學塑膠件，同時在光學塑膠件的內側面形成導光圖案結構。其中，光學塑膠件可以是由光學級聚碳酸酯(PC)樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)壓克力等所構成。最后，進行整形(步驟P16)及后段品管步驟(步驟P17)，完成子流程S202。以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，步驟包含有: 成型一金屬殼體，使其具有一內側面與一外側面，且該金屬殼體具有至少一鏤空區域； 以物理加工方式成型一貼合面區域于該金屬殼體的該內側面； 成型一接著層覆蓋于該貼合面區域的相對位置上； 進行一第一次注塑，成型一塑膠機構件于該接著層上；以及 進行一第二次注塑，于該鏤空區域，成型一光學塑膠件。
2.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該物理加工方式包含有噴砂粗化處理、激光蝕刻粗化處理、等離子體處理(plasma)、紫外光等離子體處理(UV Plasma)或模具壓合成型。
3.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該接著層以噴涂、點膠或印刷方式成型。
4.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該接著層包含有一接著劑。
5.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該接著層包含有一率禹合劑。
6.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中成型該接著層之后，進行一烘烤制作工藝。
7.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中另包含有一表面裝飾處理步驟。
8.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中另包含有: 在該金屬殼體的該外側面上設置一裝飾層。
9.按權利要求8所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該裝飾層以印刷、涂裝或鋁陽極處理，該金屬殼體的該外側面上形成各種顏色、圖案及花紋。
10.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該光學塑膠件由光學級聚碳酸酯(polycarbonate，PC)樹脂或聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate, PMMA)壓克力所構成。
11.按權利要求1所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中另包含有: 在該光學塑膠件的一內側面上，提供一導光圖案結構。
12.按權利要求11所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，其中該導光圖案結構在進行該第二次注塑時，與該光學塑膠件同時成型。
13.一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法，步驟包含有: 成型一金屬殼體，使其具有一內側面與一外側面，且該金屬殼體具有至少一鏤空區域；以及 分別于內側面的一貼合面區域及該鏤空區域，注塑成型一塑膠機構件及一光學塑膠件。
14.按權利要求13所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法,其中另包含有: 以物理加工方式成型該貼合面區域；以及 成型一接著層覆蓋于該貼合面區域。
15.按權利要求13所述的一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法,其中該物理加工方式包含有噴砂粗化處理、激光蝕刻粗化處理、等離子體處理(plasma)、紫外光等離子體處理(UV Plasma)或模具 壓合成型。
全文摘要
本發明公開一種將塑膠機構固著于金屬殼體的方法。步驟包含首先成型一金屬殼體，使其具有一內側面與一外側面，且該金屬殼體具有至少一鏤空區域。再以物理加工方式成型一貼合面區域于該金屬殼體的該內側面。接著成型一接著層覆蓋于該貼合面區域的相對位置上。再進行一第一次注塑，成型一塑膠機構件于該接著層上。最后進行一第二次注塑，于該鏤空區域，成型一光學塑膠件。
文檔編號B29C45/14GK103085227SQ20111033077
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者張友志, 游世甫, 劉張禮 申請人:毅嘉科技股份有限公司