CN102398036B - 金属固化结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种金属固化结构及其制造方法，将磁性金属粉末放置于磁场中，使磁性金属粉末在磁场的作用下排列成预定的图形；然后，再将磁性金属粉末进行固化；由于金属固化结构是由磁性金属粉末在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的，不需要开模及治具，成本较低。即使在设计过程中，需要对原先的设计进行修改，只需要对磁场进行调整即可，大大节省了开发时间。

Description

金属固化结构及其制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种金属固化结构及其制造方法，适用于导电线路印制或者天线图案印刷。

【背景技术】

现有的金属固化结构(例如：天线设计)往往利用开模及治具来形成所需的线路或图案。然而，由于在设计过程中，往往需要对原先的设计进行不断的修改和测试，所以线路或图案也在不断的调整中。如果线路或图案的每一次修改都通过开模及治具来制造，必然会增加初期的模具成本。另外，一套模具的开发往往需要比较长的时间，这同时也会延长金属固化结构的开发时间。

众所周知，磁性金属粉末(如铁粉)在磁铁的磁场内，会因为受到磁铁的磁力作用而具有磁性。每一个铁粉颗粒就相当于一个小磁铁，根据磁力线的强弱，在磁铁的两极处，铁粉的图样最密集，显示铁粉在该处所受磁力较大；而离两极越远，铁粉的图样越来越稀疏，显示离磁铁越远处铁粉所受的磁力越小。因此，铁粉颗粒分布的疏密图样，可以显示铁粉在磁铁周围各处所受的磁力大小，也可以呈现出磁铁周围各处磁场的形状和强弱。

所以，有必要设计出一种由磁性金属粉末形成的金属固化结构及其制造方法来解决现有技术中的存在问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种由磁性金属粉末形成的且成本较低的金属固化结构及其制造方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种金属固化结构，所述金属固化结构包括由磁性金属粉末在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的结构。

作为本发明的进一步改进，所述金属固化结构包括固定磁性金属粉末的载体，所述载体设有第一表面，所述磁性金属粉末暴露于载体的第一表面。

作为本发明的进一步改进，所述第一表面为曲面。

作为本发明的进一步改进，所述金属固化结构还包括覆盖在磁性金属粉末上的金属膜，所述金属膜突出第一表面。

作为本发明的进一步改进，所述磁性金属粉末突出第一表面或与第一表面平齐。

作为本发明的进一步改进，所述载体包括与第一表面相对的第二表面，所述磁性金属粉末紧密排列于第一表面与第二表面之间。

作为本发明的进一步改进，所述第二表面为曲面，所述金属固化结构包括固定于第二表面的基板。

作为本发明的进一步改进，所述金属固化结构为天线。

本发明还可以采用如下技术方案：一种金属固化结构的制造方法，包括如下步骤：(a).提供载体；(b).将磁性金属粉末承载于载体上；(c).将磁性金属粉末放置于磁场中，使磁性金属粉末在磁场的作用下排列成预定的图案；(d).将磁性金属粉末进行固化。

作为本发明的进一步改进，步骤(a)中，所述载体包括一层覆盖在其表面上的热融性胶膜；步骤(b)中，所述磁性金属粉末洒在载体的热融性胶膜上；步骤(d)中，对磁性金属粉末进行烧结进而实现对磁性金属粉末的固化。

作为本发明的进一步改进，步骤(d)中，在烧结之后，利用电镀或化镀在磁性金属粉末上镀上一层金属膜。

作为本发明的进一步改进，所述磁性金属粉末为纳米镍，所述金属膜直接以纳米镍为涂层而形成在纳米镍的表面。

本发明还可以采用如下技术方案：一种金属固化结构的制造方法，包括如下步骤：(a).提供一个容器；(b).将磁性金属粉末置于容器内；(c).将磁性金属粉末放置于磁场中，使磁性金属粉末在磁场的作用下排列成预定的图案；(d).将磁性金属粉末进行固化；(e).将固化后的磁性金属粉末及载体脱离容器。

作为本发明的进一步改进，步骤(a)中，所述容器设有底壁；步骤(b)中，提供胶态的载体，并将所述磁性金属粉末与胶态的载体混合在一起，然后置于容器内；步骤(c)中，所述磁场位于容器的下方，所述磁性金属粉末在磁场的作用下沉积于容器的底壁上；步骤(d)中，将所述胶态的载体进行固化后与磁性金属粉末结合。

作为本发明的进一步改进，步骤(a)中，所述容器设有底壁；步骤(b)中，所述磁性金属粉末洒在容器的底壁上；步骤(c)中，所述磁场位于容器的下方；步骤(d)中，将热塑性材料注入容器内并与磁性金属粉末相结合，所述热塑性材料冷却后形成固定磁性金属粉末的载体。

作为本发明的进一步改进，所述制造方法在步骤(e)之后还包括如下步骤：(f).所述载体设置第一表面，将固化后的磁性金属粉末暴露于载体的第一表面；(g).利用电镀或化镀在磁性金属粉末上镀上一层金属膜，并使金属膜突出载体的第一表面。

作为本发明的进一步改进，步骤(d)中，载体的第一表面贴置于容器的底壁；步骤(f)中，将所述载体进行翻转进而使载体的第一表面暴露出来。

作为本发明的进一步改进，在步骤(f)中，所述载体的第一表面在被表面酸蚀处理或抛光后使磁性金属粉末暴露于载体的第一表面。

作为本发明的进一步改进，所述第一表面为曲面。

相较于现有技术，本发明是由磁性金属粉末在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的，不需要开模及治具，成本较低。即使在设计过程中，需要对原先的设计进行修改，只需要对磁场进行调整即可，大大节省了开发时间。

【附图说明】

图1(a)至图1(f)是本发明第一实施方式中金属固化结构的制造流程图。

图2(a)至图2(f)是本发明第二实施方式中金属固化结构的制造流程图。

图3(a)至图3(f)是本发明第三实施方式中金属固化结构的制造流程图。

图4(a)至图4(c)是本发明第二及第三实施方式中金属固化结构的另一种使用方式的制造流程图。

【具体实施方式】

第一实施方式：

请参照图1(a)至图1(f)所示，本发明金属固化结构的第一种制造方法包括如下步骤：

请参照图1(a)所示，首先提供一个载体11，所述载体11可以为陶瓷、玻璃或塑料等各种材料。请参照图1(b)所示，所述载体1包括一层覆盖在其表面且厚度为2微米至20微米的热融性胶膜12。

请参照图1(c)所示，提供若干磁性金属粉末13，并将磁性金属粉末13洒在热融性胶膜12上。在本发明的实施方式中，所述磁性金属粉末13为纳米材料(如纳米铁粉、纳米钴粉、纳米镍粉等)。所述磁性金属粉末13的微观结构可以为规则形状或者不规则形状的磁性金属颗粒。

请参照图1(d)所示，将载体11及磁性金属粉末13置于可控制的磁场中，使磁性金属粉末13排列成所需的线路或图案。在本发明的实施方式中，所述磁场由磁铁14形成且磁铁14被放置在载体11的下方。

请参照图1(e)所示，对上述磁性金属粉末13进行固化。在本实施方式中，载体11及磁性金属粉末13被放置在烤箱或微波炉中进行烧结而实现固化。由于纳米材料相较于一般磁性金属粉末熔点更低，所以采用纳米材料制成的磁性金属粉末13可适用于较为低温的制程，以降低制造难度。

请参照图1(f)所示，在已经固化的磁性金属粉末13上覆盖一层金属膜15，增加其厚度，以达到使用要求。在本实施方式中，所述金属膜15是通过电镀或化镀等工艺形成的。另外，当磁性金属粉末13采用纳米镍粉时，纳米镍粉在烧结后可直接当做化镀或电镀的涂层处理，也就是说，金属膜15可以直接形成在纳米镍粉上，以简化工艺。

请参图1(f)所示，在本实施方式中，最终形成的金属固化结构包括由磁性金属粉末13在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的结构。所述载体11包括第一表面111及与第一表面111相对设置的第二表面112。所述磁性金属粉末13暴露于第一表面111(在本实施方式中，磁性金属粉末13突出第一表面111)。由于金属膜15覆盖在磁性金属粉末13上，所以金属膜15同样突出第一表面111。

所述金属固化结构适用于导电线路印制或者天线图案印刷。所述图案为天线设计常用的圆形、方形或“F”形等。

第二实施方式：

请参照图2(a)至图2(f)所示，本发明金属固化结构的第二种制造方法包括如下步骤：

请参照图2(a)所示，首先，提供一个容器21，所述容器21包括底壁211及侧壁212。

请参照图2(b)所示，将由磁性金属粉末22与胶态的载体23混合而成的含磁材料注入容器21内。所述磁性金属粉末22可以为铁粉、钴粉、镍粉等。所述胶态的载体23可以为热固性或光固性的塑料。此时，磁性金属粉末22分散在胶态的载体23中。

请参照图2(c)所示，将磁性金属粉末22与胶态的载体23置于可控制的磁场中，使磁性金属粉末22排列成所需的线路或图案。在本实施方式中，所述磁场由磁铁24形成，且磁铁24被放置在容器21底壁211的下方。在磁场的作用下，所述磁性金属粉末22紧密排列并沉积于容器21的底壁211上。

请参照图2(d)所示，对上述磁性金属粉末22进行固化。在本实施方式中，对胶态的载体23进行热固化处理，使之成为用以固定磁性金属粉末22的固态的载体23。

请参照图2(e)所示，将固化后的磁性金属粉末22及载体23与容器21脱离。所述载体23包括相对设置的第一表面231及第二表面232，所述磁性金属粉末22暴露于第一表面231上。所述磁性金属粉末22与第一表面231平齐。在本实施方式中，所述第一表面231在被表面酸蚀处理或抛光后使磁性金属粉末22暴露于载体的第一表面231。在本实施方式中，脱离容器21的载体23被翻转180度，以暴露出第一表面231，也就是说，在图2(d)中，所述第一表面231贴置于容器21的底壁211上。由于磁性金属粉末22比较靠近第一表面231，因此，当将载体23翻转180度后可以降低上述表面酸蚀处理或抛光的难度，同时也可以提高生产效率。

请参照图2(f)所示，在已经固化的磁性金属粉末22上覆盖一层金属膜25，以增加其厚度。在本实施方式中，所述金属膜25是通过电镀或化镀等工艺形成的。

请参图2(f)所示，在本实施方式中，最终形成的金属固化结构包括由磁性金属粉末22在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的结构。所述载体23包括与第一表面231相对设置的第二表面232。所述磁性金属粉末22暴露于第一表面231(在本实施方式中，磁性金属粉末22与第一表面231平齐)。由于金属膜25覆盖在磁性金属粉末22上，所以金属膜25突出第一表面231。

所述金属固化结构适用于导电线路印制或者天线图案印刷。所述图案为天线设计常用的圆形、方形或“F”形等。

第三实施方式：

请参照图3(a)至图3(f)所示，本发明金属固化结构的第三种制造方法包括如下步骤：

请参照图3(a)所示，首先，提供一个容器31，所述容器31包括底壁311及侧壁312。

请参照图3(b)所示，将单纯的磁性金属粉末32洒在容器31的底壁311上。所述磁性金属粉末32可以为铁粉、钴粉、镍粉等。

请参照图3(c)所示，将磁性金属粉末32置于可控制的磁场中，使磁性金属粉末32排列成所需的线路或图案。在本实施方式中，所述磁场由磁铁33形成，且磁铁33被放置在容器31底壁311的下方。在磁场的作用下，所述磁性金属粉末32紧密排列并沉积于容器31的底壁311上。

请参照图3(d)所示，对上述磁性金属粉末32进行固化。在本实施方式中，将热塑性材料34注入容器31内并与磁性金属粉末32相结合。所述热塑性材料34为PE、PP、Nylon、PC、PMMA、PS、LCP、AB S等。所述热塑性材料34冷却后形成用以固定磁性金属粉末32的载体35。

请参照图3(e)所示，将固化后的磁性金属粉末32及载体35与容器31脱离。所述载体35包括相对设置的第一表面351及第二表面352，所述磁性金属粉末32暴露于第一表面351上。所述磁性金属粉末32与第一表面351平齐。在本实施方式中，所述第一表面351在被表面酸蚀处理或抛光后使磁性金属粉末32暴露于载体的第一表面351。在本实施方式中，脱离容器31的载体35被翻转180度，以暴露出第一表面351，也就是说，在图3(d)中，所述第一表面351贴置于容器31的底壁311上。由于磁性金属粉末32比较靠近第一表面351，因此，当将载体35翻转180度后可以降低上述表面酸蚀处理或抛光的难度，同时也可以提高生产效率。

请参照图3(f)所示，在已经固化的磁性金属粉末32上覆盖一层金属膜36，以增加其厚度。在本实施方式中，所述金属膜36是通过电镀或化镀等工艺形成的。

请参图3(f)所示，在本实施方式中，最终形成的金属固化结构包括由磁性金属粉末32在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的结构。所述磁性金属粉末32暴露于第一表面351(在本实施方式中，磁性金属粉末32与第一表面351平齐)。由于金属膜36覆盖在磁性金属粉末32上，所以金属膜36突出第一表面351。

所述金属固化结构适用于导电线路印制或者天线图案印刷。所述图案为天线设计常用的圆形、方形或“F”形等。

请参图4(a)至图4(c)所示，类似图2(d)及图3(d)所示的金属固化结构可以应用于表面为曲面的天线设计。此时，相当于第一表面231、351均为曲面。另外，第二表面232、352也为曲面，并在第二表面232、352上固化塑料以形成基板41。最后，覆盖在第一表面231、351的金属膜25、36也为曲面。如此设置，利用本发明的方法可以便于在曲面上制作导电层(磁性金属粉末22、32及金属膜25、36的结合)，从而利于天线的制作。

相较于现有技术，采用本发明的方法制作出来的金属固化结构，不需要开模及治具，成本较低。即使在设计过程中，需要对原先的设计进行修改，只需要对磁场进行调整即可，大大节省了开发时间。

Claims (14)

1.一种金属固化结构，其特征在于：所述金属固化结构包括由采用纳米镍粉制成的磁性金属粉末在磁场中排列成预定的图案之后再固化形成的结构，所述金属固化结构包括固定磁性金属粉末的载体，所述载体设有第一表面，所述磁性金属粉末暴露于载体的第一表面，所述金属固化结构还包括直接形成在磁性金属粉末上的金属膜，所述金属膜突出第一表面。

2.如权利要求1所述的金属固化结构，其特征在于：所述第一表面为曲面。

3.如权利要求1所述的金属固化结构，其特征在于：所述磁性金属粉末突出第一表面或与第一表面平齐。

4.如权利要求1所述的金属固化结构，其特征在于：所述载体包括与第一表面相对的第二表面，所述磁性金属粉末紧密排列于第一表面与第二表面之间。

5.如权利要求4所述的金属固化结构，其特征在于：所述第二表面为曲面，所述金属固化结构包括固定于第二表面的基板。

6.如权利要求1至5项中任意一项所述的金属固化结构，其特征在于：所述金属固化结构为天线。

7.一种金属固化结构的制造方法，包括如下步骤：

(a).提供载体；

(b).将采用纳米镍粉制成的磁性金属粉末承载于载体上；

(c).将磁性金属粉末放置于磁场中，使磁性金属粉末在磁场的作用下排列成预定的图案；

(d).将磁性金属粉末进行烧结进而实现对磁性金属粉末的固化；

(e).将金属膜直接形成在磁性金属粉末上，所述金属膜突出第一表面。

8.如权利要求7所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：步骤(a)中，所述载体包括一层覆盖在其表面上的热融性胶膜；步骤(b)中，所述磁性金属粉末洒在载体的热融性胶膜上。

9.一种金属固化结构的制造方法，包括如下步骤：

(a).提供一个容器；

(b).将磁性金属粉末置于容器内；

(c).将采用纳米镍粉制成的磁性金属粉末放置于磁场中，使磁性金属粉末在磁场的作用下排列成预定的图案；

(d).将磁性金属粉末进行烧结进而实现对磁性金属粉末的固化；

(e).将固化后的磁性金属粉末脱离容器；

(f).所述载体设置第一表面，将固化后的磁性金属粉末暴露于载体的第一表面；

(g).将金属膜直接形成在磁性金属粉末上，所述金属膜突出第一表面。

10.如权利要求9所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：步骤(a)中，所述容器设有底壁；步骤(b)中，提供胶态的载体，并将所述磁性金属粉末与胶态的载体混合在一起，然后置于容器内；步骤(c)中，所述磁场位于容器的下方，所述磁性金属粉末在磁场的作用下沉积于容器的底壁上；步骤(d)中，将所述胶态的载体进行固化后与磁性金属粉末结合。

11.如权利要求9所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：步骤(a)中，所述容器设有底壁；步骤(b)中，所述磁性金属粉末洒在容器的底壁上；步骤(c)中，所述磁场位于容器的下方；步骤(d)中，将热塑性材料注入容器内并与磁性金属粉末相结合，所述热塑性材料冷却后形成固定磁性金属粉末的载体。

12.如权利要求9所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：步骤(d)中，载体的第一表面贴置于容器的底壁；步骤(f)中，将所述载体进行翻转进而使载体的第一表面暴露出来。

13.如权利要求12所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：在步骤(f)中，所述载体的第一表面在被表面酸蚀处理或抛光后使磁性金属粉末暴露于载体的第一表面。

14.如权利要求12所述的金属固化结构的制造方法，其特征在于：在步骤(f)中，所述第一表面为曲面。