CN102051585A

CN102051585A - 溅镀emi金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法

Info

Publication number: CN102051585A
Application number: CN2009102091358A
Authority: CN
Inventors: 洪崇喜; 王国政; 郑兆希
Original assignee: Suntek Precision Corp
Current assignee: Suntek Precision Corp
Priority date: 2009-10-28
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-05-11

Abstract

本发明提供一种溅镀EMI(electromagnatic interference)金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法，包括：利用一疏水性有机溶剂清洗塑料基材一第一预定时间，以去除塑料基材表面的油污；利用一亲水性有机溶剂清洗塑料基材一第二预定时间，以去除疏水性有机溶剂；将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上。

Description

溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法

技术领域

本发明涉及一种于塑料外壳制备EMI(electromagnatic interference)金属层或外观装饰镀膜的方法，特别是指一种如何利用提高金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材附着力的方法。

背景技术

由于工程塑料的组件形状通常可一体成形，不像金属需额外的金属加工程序，为各类电子设备提供了更高的设计灵活性以及生产力，目前已经成为电子设备外壳的主要材料。塑料是绝缘体，但是电磁干扰波却能自由地穿透没有加屏蔽层的塑料，当电子装置，特别是数字电路在运作时，所产生的电磁波会干扰其它装置的正常运行，因此需加设防EMI的金属屏蔽层。另外，塑料材质制成的外壳，于视觉或触碰时质感较差。因此，必须对电子设备的塑料外壳加设金属层或外观装饰镀膜层，同时使电子装置的外壳具有良好的视觉美感与质感。

真空溅镀可作为金属、塑料、玻璃或其它材质表面的镀膜处理，具有低成本、高致密度、高产量与符合绿色环保诉求等优点。由于镁铝合金的成本很高，若能将防治EMI的高传导金属物，直接形成一薄膜镀于塑料外壳，可省下不少成本。然而，溅镀铜(Cu)直接接触于塑料基材上的附着力一直都不佳，并无法达到业界的需求值。

因此，为了提高铜镀于塑料基材的附着力，习知的技术是在溅镀之前先使用喷砂工艺处理，增加表面积，使铜接触塑料基材的面积变大，使附着力变好。此工艺是利用沙子磨蚀来大幅提高塑料基材表面的粗糙度，在喷砂完后，需利用水洗的功能将残留的沙子从塑料基材中除去，在此工艺过程中有几个缺点：(1)喷砂时所使用的沙子会残留在塑料基材表面，清洗不易；(2)使用人力清洗，产生大量成本；(3)塑料基材射出成形时，原本是干的，但喷砂工艺须经过水洗，再将塑料基材烘干，造成工艺上的复杂化；(4)由于喷砂后表面粗糙度提高，表面积增加，但所需使用的金属材料需增加二至三倍，现今金属原料价钱不断提高，也相应使成本增加。

因此，如何利用别种方式取代喷砂工艺，节省大量成本之余，又能提高EMI金属层或外观装饰层在塑料基材表面的附着力，为一待解决的课题。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上的方法，利用化学溶剂来去除原本塑料基材表面的油污及脏污，以提高附着力。

为达到上述目的，本发明提供了一种溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法，该方法包括：

利用一疏水性有机溶剂清洗该塑料基材一第一预定时间，以去除该塑料基材表面的油污；

利用一亲水性有机溶剂清洗该塑料基材一第二预定时间，以去除该疏水性有机溶剂及杂质；

将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于该塑料基材上。

在本发明提供的上述方法中，优选地，塑料基材为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯塑料/聚碳酸酯树脂(Acrylonitrile butadiene styrene/Polycarbonate；ABS/PC)等。

外观装饰镀膜通常是在塑料基材上镀着一金属层之后，可以再镀上二氧化硅以作为保护，而且，外观装饰镀膜中的金属层所采用的金属材料可以与EMI金属层所采用的金属材料相同。在本发明提供的上述方法中，优选地，EMI金属层的材料或外观装饰镀膜的金属材料为铜、铬、不锈钢、铝、钛、锡或银等。

在本发明提供的上述方法中，优选地，疏水性有机溶剂为丁烷、戊烷、己烷、庚烷、石油醚、壬烷和己烷等中的一种或二种以上的混合。

在本发明提供的上述方法中，优选地，疏水性有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或乙醚等，以酒精、己烷和辛烷等中的一种或几种的混合稀释至体积百分比浓度为1至50％，其中，酒精的体积浓度范围可以为约50至100％，即以酒精、己烷和辛烷等中的一种或几种的混合对乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或乙醚等进行稀释之后作为疏水性有机溶剂，并且，第一预定时间为3至80秒。

在本发明提供的上述方法中，优选地，亲水性溶剂为酒精或丙酮等，第二预定时间为3至80秒。

在本发明提供的上述方法中，优选地，该方法还包括在以亲水性有机溶剂清洗塑料基材至第二预定时间之后，将塑料基材放入一烘箱内烘烤至一第三预定时间后，以徐冷方式使塑料基材冷却。

在本发明提供的上述方法中，优选地，将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上时，溅镀功率为15W/cm²至60W/cm²，溅镀时间为3至50秒。

在本发明提供的上述方法中，优选地，利用疏水性溶剂对塑料基材清洗时，是将塑料基材完全浸泡于疏水性溶剂，并配合一超音波装置对塑料基材进行清洗。

在本发明提供的上述方法中，优选地，利用疏水性溶剂对塑料基材清洗时，选用冲刷、喷涂、擦拭或浸泡等方式。

在本发明提供的上述方法中，优选地，将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上之前，还包括对塑料基材做电浆表面处理或先镀上一层铬，即对塑料基材预先进行电浆表面处理或镀铬处理。

在本发明提供的溅镀方法中，使用疏水性有机溶剂可轻易除去塑料基材表面的油污，且由于疏水性有机溶剂挥发性很高，因此残留于塑料基材表面时，也可以很快地挥发掉。再者，利用此方式对塑料基材进行前处理，并不会对塑料基材表面造成刮伤。并且，在清洗过程中不需用水，在烘干的时间上可省去很多时间。相较于传统的喷砂工艺而言，除了节省大量的人力成本之外，在工艺及设备上也较为简便。

附图说明

图1为本发明的实施例所提供的溅镀方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，特举较佳实施例，并配合所附相关图式，作详细说明如下。

由于塑料基材在成型厂射出时，为了使射出进行顺畅，不易卡膜，常常会在制造过程中喷涂一些油或脱膜剂，而这些物质常常造成油污及脏污在塑料基材上残留，因此，当EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上时，会由于这些残留的油污或脏污降低其附着力。请参阅图1，是本发明的实施例所提供的溅镀方法的流程图，本发明所提供的溅镀EMI(electromagnatic interference)金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法，主要是在溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜前，利用化学溶剂对塑料基材进行清洗，来提高金属层或外观装饰镀膜在塑料基材上的附着力。

在本实施例中，塑料基材为ABS/PC，且EMI金属层可选自铜、铬、不锈钢、铝、钛、锡或银等中的一种。外观装饰镀膜通常是在塑料基材上镀着一金属层之后，再镀上二氧化硅以作为保护，该金属层的材料也可选自不锈钢、铝、钛、锡或银等中的一种。

如前所述，为了去除塑料基材表面的油污及脏污来达到增加EMI金属层或外观装饰镀膜附着力的效果，首先，S100中，利用-疏水性有机溶剂清洗该塑料基材一第一预定时间，以去除该塑料基材表面的油污。其中，疏水性有机溶剂可选择丁烷、戊烷、己烷、庚烷、石油醚、壬烷或辛烷其中之一种及其任意混合。此时，第一预定时间约3至80秒。或者可选择乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或乙醚其中一种，以酒精(体积浓度范围大约50至100％)、己烷和辛烷等中的一种或几种的混合稀释至体积百分比浓度约1至50％，此时第一预定时间大约为3至80秒，以防止塑料基材表面被此疏水性溶剂过度腐蚀。

此步骤主要是利用疏水性有机溶剂能够和油污互溶的原理，将塑料基材表面的油污溶到疏水性溶剂里带走。在本发明实施例中，是将疏水性溶剂放置于一清洗槽中，清洗槽中并选择性的设置一超音波装置(超声装置)，当塑料基材浸泡于槽中时，利用超音波装置可加速油污和疏水性有机溶剂的互溶，达到在短时间内清除塑料基材表面油污的效果。当然，也可利用一喷洗头，以加压冲刷的方式对塑料基材进行清洗，或者可选用喷涂或擦拭方式。

接着，S105是将塑料基材放入另一放置亲水性有机溶剂的清洗槽中，利用亲水性有机溶剂清洗该塑料基材一第二预定时间。所述的亲水性溶剂可选自酒精或丙酮其中之一种，该第二预定时间为约3至80秒。由于在前步骤中，疏水性有机溶剂并无法将塑料基材表面的水性脱膜剂从塑料基材表面带走，因此，利用亲水性溶剂清洗塑料基材表面的目的主要是为了去除塑料基材表面残留的水性脱膜剂，并将大部分疏水性有机溶剂除去。

在经过亲水性溶剂清洗之后，为了减少工艺时间，是可以选择用非自然晾干的方式，比如，在本发明实施例的流程S110中，是将塑料基材放入一烘箱内烘烤至一第三预定时间，以在室温环境中使塑料基材自然冷却的徐冷方式冷却，或者利用风扇吹干后，即准备进行EMI金属层或外观装饰镀膜的溅镀工艺。

在进行溅镀工艺之前，如果要使EMI金属层或外观装饰镀膜的附着力更好，可选择在流程S115中，对该塑料基材做电浆表面处理，或者由于铬与塑料基材表面的附着力较铜或不锈钢好，因此，欲镀铜或不锈钢作为EMI金属层或外观装饰镀膜之前，在此步骤中，也可选择先镀上一层铬作为缓冲层，来提高附着力。

最后在实验步骤S 120，即对塑料基材进行溅镀。在本发明实施例中，是利用直流(DC)溅镀，但亦可选择使用射频(RF)溅镀。将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于塑料基材上时，也需注意溅镀功率的问题，因为溅镀功率会影响靶材原子的动量，溅镀功率越高，靶材原子动量越高。当靶材原子被溅镀于塑料基材时，由于动量转移的关系，会造成热量的累积于塑料基材。同时，因为塑料基材的导热性不佳，因此会使塑料基材的温度升高，可能导致EMI金属层或外观装饰镀膜与塑料基材之间的附着力受到金属与塑料基材热膨胀系数差异的影响而降低。故，溅镀功率及溅镀时间也是一个重要参数。在本发明实施例中溅镀功率约15W/cm²至60W/cm²，溅镀时间约3至50秒。

在本发明实施例中，为避免塑料基材某些部分因原子轰击产生高温，使塑料基材变形，因此，在溅镀之前，选择性的在承载塑料基材的治具上加上一隔离网，来解决上述问题。

本发明所提供的方法是在溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜之前，对塑料基材进行处理时，依序利用疏水性溶剂及亲水性溶剂来清洗塑料基材表面，以可使溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜于塑料基材上的附着力大幅提升。在本发明实施例中，测试使用的仪器是拉拔测试机，测试出的值越高表示附着力越好。在分别利用己烷、庚烷及石油醚作为疏水性溶剂，利用酒精作亲水性溶剂的三种条件下，以拉拔测试机测试三次，得到数值后平均，对比未经过化学溶剂处理的塑料基材，金属层(铜)在塑料基材上的附着力。实验结果于下表1列出：

表1

由实验结果可看出，使用己烷、庚烷及石油醚作为疏水性溶剂，再使用酒精作为亲水性溶剂清洗过塑料基材表面后，其金属层于塑料基材上的附着力，其测试平均值，比未经任何处理的测试结果，分别大2.2，2.1及2.5倍，且可达到业界使用需求。

同时，使用疏水性有机溶剂可轻易除去塑料基材表面的油污，且由于疏水性有机溶剂挥发性很高，因此残留于塑料基材表面时，也可以很快地挥发掉。再者，利用此方式对塑料基材进行前处理，并不会对塑料基材表面造成刮伤。并且，在清洗过程中不需用水，在烘干的时间上可省去很多时间。相较于传统的喷砂工艺而言，除了节省大量的人力成本之外，在工艺及设备上也较为简便。

本发明虽以较佳实例阐明如上，然其并非用以限定本发明精神与发明实体仅止于上述实施例。凡熟悉此项技术者，当可轻易了解并利用其它组件或方式来产生相同的功效。是以，在不脱离本发明的精神与范畴内所作的修改，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种溅镀EMI金属层或外观装饰镀膜于塑料基材的方法，该方法包括：

将EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于该塑料基材上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述塑料基材为丙烯晴-丁二烯-苯乙烯塑料/聚碳酸酯树脂。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述EMI金属层的材料或外观装饰镀膜的金属材料为铜、铬、不锈钢、铝、钛、锡或银。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述疏水性有机溶剂为丁烷、戊烷、己烷、庚烷、石油醚、壬烷和己烷中的一种或二种以上的混合。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述疏水性有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酮、丙酮或乙醚，以酒精、己烷和辛烷中的一种或几种的混合稀释至体积百分比浓度为1至50％，并且，所述第一预定时间为3至80秒。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述亲水性溶剂为酒精或丙酮，所述第二预定时间为3至80秒。

7.如权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在以所述亲水性有机溶剂清洗所述塑料基材至所述第二预定时间之后，将所述塑料基材放入一烘箱内烘烤至一第三预定时间后，以徐冷方式使所述塑料基材冷却。

8.如权利要求1所述的方法，其中，将所述EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于所述塑料基材上时，溅镀功率为15W/cm²至60W/cm²，溅镀时间为3至50秒。

9.如权利要求1所述的方法，其中，利用所述疏水性溶剂对所述塑料基材清洗时，是将所述塑料基材完全浸泡于所述疏水性溶剂，并配合一超音波装置对所述塑料基材进行清洗。

10.如权利要求1所述的方法，其中，利用所述疏水性溶剂对所述塑料基材清洗时，选用冲刷、喷涂、擦拭或浸泡方式。

11.如权利要求1所述的方法，其中，将所述EMI金属层或外观装饰镀膜溅镀于所述塑料基材上之前，还包括对所述塑料基材做电浆表面处理或先镀上一层铬。