CN101890828A - 不导电且具金属质感的塑料件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种塑料件，其包括聚合物基底，该聚合物基底的表面依次形成有金属质感膜及类金钢石碳膜，该金属质感膜选自氮化硅、碳化硅、碳化钛及其混合物，该类金钢石碳膜选自氢化非晶类金钢石碳膜或氮化非晶类金钢石碳膜，该类金刚石碳膜的厚度为5纳米到50纳米。由于金属质感膜与类金刚石碳膜均不导电，因此当该塑料件用作具有无线通讯功能的电子产品的外壳时，其不影响无线传输，但同时其具有金属的光泽，使人们对于电子产品外观的选择更加丰富。

Description

不导电且具金属质感的塑料件
技术领域
本发明涉及塑料件，具体的，涉及具有金属质感且不导电能允许电磁波穿过的膜层的塑料件及其制备方法。
背景技术
当前各种塑料，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，作为机构件的材质已经大量应用于各种电子产品中。然而由于塑料的色调单一，不符合人们对于电子产品个性化的需求。因此出现了在塑料表面形成金属膜层以使塑料件具有金属质感的方式。由于金属具有导电性，塑料件也就具有了电磁屏蔽功能，这在需要电磁屏蔽功能的地方是一大优势，然而在具有无线通讯功能的电子产品如笔记本电脑、移动电话、全球定位装置、蓝牙耳机中，电磁屏蔽同样会阻挡正常的信号通讯。
非导电真空金属化(Non-conductive vacuum metallization，NCVM)是一种起缘普通真空电镀的新技术。在金属薄膜在厚度低到一定程度时，由于膜层内各相的不连续性，其已表现为非金属性而不导电。因此通过对金属镀膜厚度的精确控制可以得到不导电而具有金属光泽的膜层。因此其非常适合应用于笔记本电脑、移动电话、全球定位装置、蓝牙耳机等电子产品中。
然而NCVM在实际应用中还存在诸多问题。第一、NCVM工艺复杂，难于控制；第二，由于非导电金属膜层很薄必须配合其他涂层使用，例如在镀非导电金属薄层之前采用高分子涂料进行底涂(Under Coat)以提高非导电金属膜层的附著力。在非导电金属膜完成之后还须进行中涂(Middle Coat，用于染色)及面涂(Top Coat，用作保护层)。而在底涂、中涂及面涂中均采用传统的涂装制程，既不环保，其所得到的膜层与非导电金属膜层之间的结合力仍不理想。
有鉴于此，有必要提供一种新的具有能穿透电磁波的膜层塑料件以取代传统的非导电金属膜层。
发明内容
以下将以实施例说明一种具有能穿透电磁波的膜层塑料件。
一种塑料件，其包括聚合物基底，其特征在于，该聚合物基底的表面依次形成有金属质感膜及类金钢石碳膜，该金属质感膜选自氮化硅、碳化硅、碳化钛及其混合物，该类金钢石碳膜选自氢化非晶类金钢石碳膜或氮化非晶类金钢石碳膜，该类金刚石碳膜的厚度为5纳米到50纳米。
由于金属质感膜与类金刚石碳膜均不导电，因此当该塑料件用作具有无线通讯功能的电子产品的外壳时，其不影响无线传输，但同时其具有金属的光泽，使人们对于电子产品外观的选择更加丰富。而且该金属质感膜与类金钢石碳膜均可采用磁控溅镀的方式沉积，工艺成熟。
附图说明
图1是本技术方案第一实施例提供的塑料件剖面示意图。
图2是本技术方案第二实施例提供的塑料件剖面示意图。
图3是本技术方案第三实施例提供的塑料件剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例，对本技术方案提供的塑料件及其制备方法任进一步详细说明。
参阅图1，第一实施例提供的塑料件10包括聚合物基体11及依次形成在聚合物基体上的金属质感膜12与类金刚石碳膜13。聚合物基底可选自聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酯(PP)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PC+ABS混合物。金属质感膜11选自氮化硅、碳化硅、碳化钛及其混合物，其厚度为50纳米到1000纳米。类金钢石碳膜13选自氢化非晶类金钢石碳膜或氮化非晶类金钢石碳膜，其厚度为5纳米到50纳米。其中金属质感膜11具有金属光泽，而类金钢石碳膜12为透明膜层，其具有良好的抗腐蚀能力及耐磨性能。
对于非晶碳膜来说，其微观结构介于石墨(碳原子SP2杂化，具有大量自由电子，因此具有良好的导电性)与金刚石(SP3杂化，碳原子完全成键，不导电)之间。因此在宏观上非晶碳膜也具有一定的导电性，然而在本实施例中，类金刚石碳膜13的厚度小于50纳米，由于微观结构中的相不连续性，其呈不导电性。当然如果类金刚石碳膜13的厚度小于5纳米，其抗腐蚀能力及耐磨性能已经无法满足作为保护膜层的需求。由于金属质感膜11与类金刚石碳膜13均不导电，因此当塑料件10用作具有无线通讯功能的电子产品的外壳时，其不影响无线传输，但同时其具有金属的光泽，使人们对于电子产品外观的选择更加丰富。而且该金属质感膜与类金钢石碳膜均可采用磁控溅镀的方式沉积，工艺成熟。
金属质感膜12与类金刚石碳膜13具可采用磁控溅镀的方式沉积于聚合物基体11上。对于氮化硅膜层，可采用硅单晶片为靶材，在真空溅镀腔的氩气氛中引于氮气分压；对于碳化硅膜层与碳化钛膜层，可直接采用相同材质的靶材，或者采用镶嵌式靶材，例如将将碳嵌在钛靶材中；对于类金刚石碳膜13，可采用碳作为靶材，在氩气氛中引入氢气或者氮气分压，即可相相应得到氢化非晶类金钢石碳膜或氮化非晶类金钢石碳膜。
参阅图2，第二实施例提供的塑料件20与塑料件10相似，同样具有聚合物基底21、金属质感膜22、及类金刚石碳膜23，其不同之处在于在金属质感膜21与聚合物基底20之间还形成有中间膜层24。中间膜层24选自氮化铬、碳化铬、或二氧化铬，其厚度为20埃到100埃(2到10纳米)。一般来说，氮化铬、碳化铬属于导电性薄膜，然而与非导电金属薄膜相似，当其厚度小于50纳米时，由于微观相不连续性，其已经变成不导电的薄膜。本实施例中，中间膜层24用于提升金属质感膜22与聚合物基底21之间的结合力。由于一般模具制造的塑料件表面比较粗糙，其粗糙度在几个纳米或更高的水平，为充分达到中间层的作用，其厚度应大于2纳米。而为降低中间膜层24的制造成本，其厚度通常小于10纳米。
溅镀氮化铬、碳化铬或二氧化铬时可直接采用氮化铬、碳化铬或二氧化铬作为靶材。对于氮化铬还可采用铬为靶材，在溅镀腔中引入氮分压；对于碳化铬可采用铬与碳的混合靶材；对于二氧化铬，还可采用铬为靶材，在溅镀腔中引入氧分压。
参阅图3，第三实施例提供的塑料件30包括聚合物基体31。聚合物基体31具有电磁穿透区311及电磁屏蔽区312。其中在电磁穿透区311的表面依次形成有中间膜层34、及金属质感膜32，在电磁屏蔽区312的表面形成有导电膜层35。导电膜层35可选自铬或铝，其可采用蒸镀法或溅镀法沉积于电磁屏蔽区312的表面。可以理解，导电膜层35还可为其他导电性金属材料。导电膜层35的厚度与中间膜层34及金属质感膜32厚度之和相等，亦即导电膜层35与金属质感膜的外表面位于同一平面内，因此塑料件外观上呈连续的金属光泽。类金刚石碳膜33覆盖于导电膜层35及金属质感膜32的表面。塑料件30中，电磁穿透区311形成的膜层不导电，因此不妨碍正常的无线通讯，而电磁屏蔽区312形成的导电膜层具有电磁屏蔽效应可防止外界电磁场对位于塑料件下的电子元件的电磁干扰。
在制备塑料件30时，导电膜层35与金属质感膜可先后形成。例如先在电磁屏蔽区312贴上保护层，接下来按照与塑料件10相同的制程在电磁穿透区311表面形成中间膜层34与金属质感膜32。接下来揭掉电磁屏蔽区312的保护层，在金属质感膜32表面贴保护层，于电磁屏蔽区312表面沉积导电膜层35。最后于导电膜层35与金属质感膜32表面沉积类金刚石碳膜33。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种塑料件，其包括聚合物基底，其特征在于，该聚合物基底的表面依次形成有金属质感膜及类金钢石碳膜，该金属质感膜为氮化硅、碳化硅、碳化钛、及其任意混合物中的一种，该类金钢石碳膜为氢化非晶类金钢石碳膜或氮化非晶类金钢石碳膜，该类金刚石碳膜的厚度为5纳米到50纳米。
2.如权利要求1所述的塑料件，其特征在于，该聚合物基底与该金属质感膜之间还形成有中间膜层，用于提升该金属质感膜与该聚合物基底之间的结合力，该中间膜层为氮化铬、碳化铬或二氧化铬。
3.如权利要求2所述的塑料件，其特征在于，该中间膜层为厚度为20埃到100埃。
4.如权利要求1所述的塑料件，其特征在于，该金属质感膜的厚度为50纳米到1000纳米。
5.如权利要求1所述的塑料件，其特征在于，该聚合物基底包括电磁穿透区及电磁屏蔽区，该金属质感膜形成于该电磁穿透区内，该电磁屏蔽区形成有导电膜层。
6.如权利要求5所述的塑料件，其特征在于，该导电膜层为铬或铝。
7.如权利要求5所述的塑料件，其特征在于，该导电膜层的厚度与该金属质感膜的厚度相同，该晶态类金钢石碳膜覆盖该无机膜导与该导电膜层。
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