CN103451653A

CN103451653A - 使用激光蚀刻工艺的镀覆方法

Info

Publication number: CN103451653A
Application number: CN2012105923856A
Authority: CN
Inventors: 李昌燮
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-12-18
Also published as: DE102012223899A1; KR20130134645A; US20130323433A1; KR101353264B1

Abstract

本发明公开使用激光蚀刻工艺在镀镍层上进行镀覆的方法，包括：在原材料的表面上形成镀镍层；通过在镀镍层上激光蚀刻图形而形成激光蚀刻层；以及在激光蚀刻层上形成镀铬层。

Description

使用激光蚀刻工艺的镀覆方法

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2012年5月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-58296号的优先权，该申请的公开内容全部引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及用于材料表面处理的镀覆方法，更具体地，本发明涉及通过激光蚀刻某个镀镍层并在激光蚀刻的镀镍层上形成典型的镀覆层例如MP（多微孔）镀镍层和镀铬层，来实施图形而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等的镀覆方法。

背景技术

通常，金属类部件的工业产品制造由进入原材料、注射成型、镀覆、涂覆/装配和装运组成。具体地，镀覆是在原材料上涂覆其它材料的薄层从而改善原材料表面状态的表面处理，其中薄金属层涂覆在材料表面上。此外，表面处理可改善原材料的耐腐蚀性、耐磨性等，并且可以获得例如光泽和纹理的效果。

为提供该效果，使用各种类型的镀覆方法，并且具体地，铬镀覆因其在空气中的高硬度、光泽和低变色而被广泛用作用于装饰性镀覆的完工镀覆（例如最终镀覆）。进一步地，因其高耐磨性，使用铬镀覆作为用于机械部件、模具、工具等的硬铬镀覆（例如工程铬镀覆）。

此外，使用如下方法，其中可以使用光泽或无光泽镀镍层来选择光泽或无光泽铬镀覆，并且图1是根据相关技术中如上描述的光泽或无光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性视图。

通常通过化学镀覆方法或电镀方法来实施用于原材料例如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂的常规光泽或无光泽铬镀覆方法。化学镀覆方法是如下镀覆方法，其中待镀覆的材料浸泡在化学镀覆溶液中，其中不同于电镀，电流是关断的。电镀方法是使用根据电解的沉积，经另一金属涂覆原材料表面的方法。

为执行光泽或无光泽铬镀覆方法，加工原材料A，随后通过用于确保原材料A和镀覆层的附着的化学镀覆方法进行蚀刻和活化。蚀刻是在酸溶液中浸泡脱脂和酸处理的材料一段短暂的时间，从而去除金属表面上不可见的氧化膜的工艺。活化是用于破坏表面上的钝态的处理，或在非金属材料化学镀覆的表面上吸附催化金属的处理；并且这些方法通常实施为镀覆的预处理。此外，为提供电镀的导电性，形成约0.2~0.4μm厚的化学镀镍层B。

化学镀覆方法之后，执行电镀方法以形成：用于吸收冲击的缓冲性能的约10~30μm厚的镀铜层C；用于抗腐蚀和高电压的约10~20μm厚的半光泽镀镍层D；用于“光泽”或“无光泽”效果、抗腐蚀和低电压的约8~12μm厚的光泽或无光泽镀镍层E；用于腐蚀电流分散的0.8~1.2μm厚的MP镀镍层F；以及用于外观、耐腐蚀性和耐磨性的约0.15~0.5μm厚的镀铬层G。

此外，当约8~12μm厚的镀镍层E有光泽时，其被分类为光泽铬镀覆方法，且当其无光泽时，其被分类为无光泽铬镀覆方法。

进一步地，当镀铜层C和MP镀镍层F包括在整个镀覆层内时，可进一步改善镀覆的物理特性。

然而，当在通过常规光泽或无光泽铬镀覆方法完成的材料表面上进行激光蚀刻而蚀刻图形时，镀铬层G或MP镀镍层F可被激光蚀刻工艺损伤，并因此可能降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。此外，当镀铬层G是有色镀铬层G例如白色镀铬层或深色镀铬层时，一部分或整个有色镀铬层可能被激光蚀刻工艺损伤，且因此不能获得期望的颜色效果或可靠性。

而且，近来，尽管用于消费者的产品选择的材料表面的光泽特性是相对重要的，但常规的光泽和无光泽镀覆方法限于获得产品差异，因为仅提供光泽或无光泽但不控制图形的光泽水平或无光泽水平。

以上提供的作为本发明相关技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景，并不应解释为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本发明提供通过镀镍层上的激光蚀刻工艺并在由激光蚀刻工艺形成的激光蚀刻镀镍层上形成典型的镀覆层来蚀刻图形而不使镀镍层有缺陷的方法，其中通过镀镍层的蚀刻厚度来控制图形的亮度。

使用激光蚀刻工艺的本发明的镀覆方法包括：在原材料的表面上形成镀镍层；通过在镀镍层上激光蚀刻图形来形成激光蚀刻层；以及在激光蚀刻层上形成镀铬层。

此外，形成激光蚀刻层还可以包括在形成激光蚀刻层之后去除源自激光蚀刻工艺的污染物并通过超声洗涤和电解脱脂来洗涤表面。此外，在原材料的表面上形成镀铜层，然后在其上形成镀镍层。

此外，在形成镀铬层时，在激光蚀刻层上形成MP（多微孔）镀镍层并在其上形成镀铬层。

另一方面，镀镍层可以是光泽镀镍层、半光泽镀镍层或无光泽镀镍层。进一步地，镀镍层可包括半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层；半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层；半光泽镀镍层、在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层和在光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层；以及半光泽镀镍层、在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层和在无光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层。

进一步地，激光蚀刻层的厚度可以是约0.001~100μm，并且之前描述的镀铬层可以是白色镀铬层或深色镀铬层。

附图说明

现在将参考附图图示的本发明的示例性实施方式来详细地描述本发明的上述和其它特征，下文给出的这些实施方式仅仅用于示例说明，因此不是对本发明的限制，其中：

图1是根据常规光泽或无光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性视图；

图2是示出根据常规光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性示意图；

图3是示出根据常规光泽铬镀覆方法的示例性实施方式的示例性图；

图4是示出根据本发明的示例性实施方式的包括蚀刻在光泽背景上的图形的镀覆结构的示例性示意图；

图5是示出根据本发明示例性实施方式的光泽背景上的图形的示例性图；

图6是示出根据本发明示例性实施方式的包括光泽镀镍层130的多层镀镍层的激光蚀刻工艺、超声洗涤和电解脱脂的方法的示例性图；

图7是示出根据常规无光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性示意图；

图8是示出根据常规无光泽铬镀覆方法的实施方式的示例性图；

图9是示出根据本发明的示例性实施方式的包括蚀刻在无光泽背景上的图形的镀覆结构的示例性示意图；

图10是示出根据本发明示例性实施方式的无光泽背景上的图形的示例性图；并且

图11是示出根据本发明示例性实施方式的包括无光泽镀镍层230的多层镀镍层的激光蚀刻工艺、超声洗涤和电解脱脂的方法的示例性图。

附图标记说明

10：原材料 11：镀铜层

12：半光泽镀镍层 13：光泽镀镍层

14：MP镀镍层 15：镀铬层

20：原材料 21：镀铜层

22：半光泽镀镍层 23：无光泽镀镍层

24：MP镀镍层 25：镀铬层

100：原材料 110：镀铜层

120：半光泽镀镍层 130：光泽镀镍层

140：MP镀镍层 150：镀铬层

160：激光蚀刻层 200：原材料

210：镀铜层 220：半光泽镀镍层

230：无光泽镀镍层 240：MP镀镍层

250：镀铬层 260：激光蚀刻层

应当理解到，所附的附图并非必然是按比例的，其说明了本发明基本原理的各种示例性特征的一定程度上简化的代表。本文公开的本发明的具体设计特征，包括，例如，具体大小、方向、位置和形状将部分取决于具体的既定用途和使用环境。在附图中，附图标记在几张图中通篇指代本发明的相同或等同部件。

具体实施方式

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式的目的，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种（a、an）”和“该（the）”也意在包括复数形式，除非上下文中清楚指明。还可以理解的是，在说明书中使用的术语“包括（comprises和/或comprising）”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。

除非特别说明或从上下文明显得到，否则术语“约”理解为在本领域的正常容许范围内，例如在均值的2个标准偏差内。“约”可以理解为在所述数值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%内。除非另外从上下文清楚得到，本文提供的所有数值都由术语“约”修饰。

现在将参考附图详细说明本发明。

使用激光蚀刻工艺的本发明的镀覆方法包括通过激光蚀刻镀镍层例如单层镀镍层或多层镀镍层来将图形蚀刻到材料上，而不降低材料的外观、耐腐蚀性、耐磨性等。图形可以是包括字母等以及图片、数字、标志和照片的各种视觉图像，并且多层镀镍层可以是具有不同硫含量的2~3层重叠的镀镍层。

进一步地，激光蚀刻工艺是使用激光及其凹雕处理（例如蚀刻）微熔材料表面的方法，并且该工艺可通过控制激光光斑的密度来实施复杂且详细的图形。激光可以是钕-YAG激光、准分子激光、二氧化碳激光等，并且可以根据例如蚀刻厚度的因素控制条件例如可用频率范围、功率范围和激光光斑。

此外，单层镀镍层可以是光泽镀镍层；半光泽镀镍层；或无光泽镀镍层。多层镀镍层可包括具有由光泽水平不同的数个镀镍层组合形成的多层结构的镀镍层，其中该数个镀镍层例如半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层；半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层；半光泽镀镍层、在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层和在光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层；或半光泽镀镍层、在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层和在无光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层。

图2是示出根据常规光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性示意图，并且图3是示出根据常规光泽铬镀覆方法的示例性实施方式的示例性图。

具体地，如图2和图3所示，根据常规光泽铬镀覆方法的镀覆方法显示出在光泽镀镍层13上具有光泽的原材料10，该光泽镀镍层13形成在半光泽镀镍层12上，并且当通过激光蚀刻工艺在镀铬层15上蚀刻图形时，由于镀铬层15或MP镀镍层14被去除，外观、耐腐蚀性、耐磨性等降低。此外，当镀铬层15是有色镀铬层15例如白色镀铬层或深色镀铬层时，由于有色镀铬层15被激光蚀刻工艺去除，因此不能获得期望的颜色效果。

然而，通过激光蚀刻镀镍层形成激光蚀刻层（例如，单层镀镍层例如光泽镀镍层、半光泽镀镍层或无光泽镀镍层，或在多层镀镍层上），随后通过在激光蚀刻层上形成普通镀覆层，根据本发明的镀覆方法将图形蚀刻到材料层上，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。此外，普通镀覆层可以是镀铬层，且可包括MP（多微孔）镀镍层和形成在MP镀镍层上的镀铬层。

图4是示出根据本发明示例性实施方式的镀覆结构及放大的激光蚀刻层的示例性示意图，该镀覆结构在多层镀镍层上使用激光蚀刻工艺而在光泽背景上具有图形，该多层镀镍层包括半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层，并且图5是示出根据本发明示例性实施方式的光泽背景上的图形的示例性图。

如图4和图5所示，通过激光蚀刻光泽镀镍层130而形成激光蚀刻层160，并通过在激光蚀刻层160上形成普通镀覆层例如镀铬层，可以将图形蚀刻在光泽背景上，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。

图6是示出包括光泽镀镍层130的多层镀镍层的激光蚀刻工艺、超声洗涤和电解脱脂的方法的示例性图。

可在原材料100的表面上形成镀镍层，并且在形成镀镍层之前，可在原材料100的表面上形成镀铜层110等，用于吸收冲击的缓冲性能（第一步骤，a）。

根据本发明的一个实施方式，图6中的镀镍层可以是包括半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层的多层镀镍层。此外，可通过在镀镍层上激光蚀刻图形来形成激光蚀刻层（第二步骤，b）。激光蚀刻层的厚度可以是约0.001~100μm。此外，可通过激光蚀刻层的厚度控制图形亮度，并且当实施方式中蚀刻的厚度显著小时，可在光泽背景上蚀刻几乎完全光泽的图形，但随着蚀刻厚度增加，因光泽镀镍层130之下的半光泽镀镍层120，昏暗的光泽图形可变得几乎半光泽。换句话说，可通过蚀刻厚度控制图形的光泽水平。

此外，可去除源自激光蚀刻工艺的污染物，并且可通过超声洗涤和电解脱脂来洗涤表面（c）。电解脱脂是通过电解来洗涤作为阴极或阳极的镀覆材料的方法，且由此可保持镀覆质量。

此外，可在激光蚀刻层160上形成镀铬层150（第三步骤），并且可在激光蚀刻层160上形成MP镀镍层140，用于腐蚀电流分散，随后形成镀铬层150等（d）。另一方面，由于MP镀镍层140和镀铬层150的厚度显著小，可不影响蚀刻在激光蚀刻层160上的图形的暴露，并且可通过激光蚀刻工艺获得期望的图形，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等，因为通过在激光蚀刻光泽镀镍层130之后形成普通镀覆层来完成镀覆，其中在光泽背景上蚀刻图形。

进一步地，当镀铬层150是有色镀铬层150例如白色镀铬层或深色镀铬层时，因镀铬层150不受激光蚀刻工艺影响，可获得各种着色效果。

图7是示出根据常规无光泽铬镀覆方法的镀覆结构的示例性示意图，并且图8是示出根据常规无光泽铬镀覆方法的实施方式的示例性图。

如图7和图8所示，通过常规无光泽铬镀覆方法镀覆原材料20显示出在无光泽镀镍层23上的光泽，该无光泽镀镍层23形成在半光泽镀镍层22上，并且当在镀铬层25上通过激光蚀刻工艺蚀刻图形时，由于镀铬层25或MP镀镍层24被去除，外观、耐腐蚀性、耐磨性等降低。此外，当镀铬层25是有色镀铬层25例如白色镀铬层或深色镀铬层时，因为有色镀铬层25被激光蚀刻工艺去除，因此不能获得期望的颜色效果。

然而，通过激光蚀刻镀镍层（例如，单层镀镍层例如光泽镀镍层、半光泽镀镍层或无光泽镀镍层，或在多层镀镍层上）而形成激光蚀刻层，随后通过在激光蚀刻层上形成普通镀覆层，根据本发明的镀覆方法可包括图形而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。普通镀覆层可以是镀铬层，且其可包括MP镀镍层、在MP镀镍层上形成的镀铬层等。

图9是示出作为本发明一个实施方式的镀覆结构及放大的激光蚀刻层的示例性示意图，其中在多层镀镍层上使用激光蚀刻工艺将图形蚀刻在无光泽背景上，该多层镀镍层包括半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层，并且图10是示出根据本发明示例性实施方式的无光泽背景上的图形的示例性图。

如图9和图10所示，通过激光蚀刻光泽镀镍层230形成激光蚀刻层260，并通过在激光蚀刻层260上形成普通镀覆层例如镀铬层250，可在无光泽背景上蚀刻图形，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。

图11是示出作为本发明一个实施方式的包括无光泽镀镍层230的多层镀镍层的激光蚀刻工艺、超声洗涤和电解脱脂的方法的示例性图。

可在原材料200的表面上形成镀镍层，并且在形成镀镍层之前，可在原材料200表面上形成镀铜层210，用于吸收冲击的缓冲性能（第一步骤，a）。图11中的镀镍层可以是包括半光泽镀镍层和在半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层的多层镀镍层。进一步地，可通过在镀镍层上激光蚀刻图形来形成激光蚀刻层260（第二步骤，b）。

此外，通过激光蚀刻工艺形成的激光蚀刻层的厚度可以是约0.001~100μm。可通过激光蚀刻层的厚度控制图形亮度，并且当实施方式中蚀刻的厚度显著小时，可在无光泽背景上蚀刻几乎完全无光泽的图形，但随着蚀刻厚度增加，昏暗的无光泽图形因无光泽镀镍层230之下的半光泽镀镍层220可变得几乎半光泽。换句话说，可通过蚀刻厚度控制图形的无光泽水平。

此外，可去除源自激光蚀刻工艺的污染物，并且可通过超声洗涤和电解脱脂来洗涤表面（c）。电解脱脂是通过电解来洗涤作为阴极或阳极的镀覆物件的方法，并且通过该工艺，可保持镀覆质量。

此外，可在激光蚀刻层260上形成镀铬层250（第三步骤），并且可在激光蚀刻层260上形成MP镀镍层240，用于腐蚀电流分散，随后形成镀铬层250等（d）。

另一方面，由于MP镀镍层240和镀铬层250的厚度显著小，可不影响蚀刻在激光蚀刻层260上的图形的暴露，并且可通过激光蚀刻工艺获得期望的图形，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等，因为可通过在激光蚀刻光泽镀镍层230之后形成普通镀覆层来完成镀覆，其中图形蚀刻在无光泽背景上。进一步地，当镀铬层250是有色镀铬层250例如白色镀铬层或深色镀铬层时，因镀铬层250不受激光蚀刻工艺影响，可获得各种着色效果。

在本发明的表面处理方法中，通过激光蚀刻镀镍层，随后通过在激光蚀刻层上形成普通镀覆层，而不激光蚀刻材料表面，激光蚀刻工艺可以将期望的图形蚀刻到材料层上，而不降低外观、耐腐蚀性、耐磨性等。

进一步地，当考虑用于消费者产品选择的产品的外观的相对重要性时，在根据镀镍层的蚀刻厚度控制图形亮度时，可增加适销性、增强和提升产品形象，且因此可产生卓越的品牌形象。

本发明参考其示例性实施方式进行了详细描述。然而，本领域技术人员能够理解，可以在不偏离本发明的原理和精神的情况下对这些实施方式进行改变或变更，本发明的范围由权利要求及其等同方式限定。

Claims

1.一种使用激光蚀刻工艺在材料的表面上镀覆金属的方法，包括：

在原材料的表面上形成镀镍层；

通过在所述镀镍层上激光蚀刻图形而形成激光蚀刻层；以及

在所述激光蚀刻层上形成镀铬层。

2.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中形成激光蚀刻层还包括在形成所述激光蚀刻层之后去除源自所述激光蚀刻的多种污染物并通过超声洗涤和电解脱脂来洗涤表面。

3.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中形成镀镍层还包括在形成所述镀镍层之前在所述原材料的表面上形成镀铜层。

4.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中形成镀铬层还包括在形成所述镀铬层之前在所述激光蚀刻层上形成MP（多微孔）镀镍层。

5.根据权利要求4所述的镀覆方法，其中形成所述镀镍层还包括在形成所述镀镍层之前在所述原材料的表面上形成镀铜层。

6.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀镍层选自：光泽镀镍层、半光泽镀镍层和无光泽镀镍层。

7.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀镍层包括半光泽镀镍层和在所述半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层。

8.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀镍层包括半光泽镀镍层和在所述半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层。

9.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀镍层包括半光泽镀镍层、在所述半光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层和在所述光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层。

10.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀镍层包括半光泽镀镍层、在所述半光泽镀镍层上形成的无光泽镀镍层和在所述无光泽镀镍层上形成的光泽镀镍层。

11.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述激光蚀刻层的厚度为约0.001~100μm。

12.根据权利要求1所述的镀覆方法，其中所述镀铬层是白色镀铬层或深色镀铬层。