CN103484827A - 具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其在洁净室内执行下列步骤：制造塑胶件、进行输送及进行镀膜步骤。制造塑胶件是借由模具配合射出成型的方式制造出塑胶件，接着进行输送，将塑胶件输送至磁控溅镀机后，再以具有脉冲电源供应器的磁控溅镀机进行镀膜步骤。借由本发明的实施，可有效简化及缩短具有溅镀薄膜的塑胶件的制造及处理流程，并大幅降低制造及处理程序的耗时以及耗能，以达到提高产能及降低制造成本的功效。

Description

具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，特别是涉及一种可以不涂覆脱模剂在模具内及减少繁复的运送流程的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法。

背景技术

现有习知的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造过程，须先经由射出成型厂以射出成型的技术制造出塑胶件后，将塑胶件以货运方式运送至溅镀厂以进行溅镀制造过程。为了避免塑胶件在运送的过程中遭受碰撞、撞击或是刮擦而使塑胶件损伤，因此必须以胶膜覆盖或以护套包装在塑胶件的表面，再予以装箱后运送至溅镀厂进行溅镀作业。

当塑胶件送到溅镀厂后，溅镀厂首先必须耗费人力及时间以将塑胶件从包装箱中取出，再将覆盖或包装在塑胶件表面的胶膜或护套取下。其次，在将塑胶件送入溅镀机进行溅镀之前还须进行糙化、清洗及烘干等处理程序。

将塑胶件进行糙化处理的目的主要是要借由增加塑胶件表面的粗糙度来提高溅镀薄膜在塑胶件表面的附着力，一般多是采用喷砂处理来达成；其次是由于一般射出成型厂为了使塑胶件易于从模具上分离开来，通常会在模具内部涂覆有脱模剂以利塑胶件成型后取出，这种做法虽然可使塑胶件在制作完成后容易从模具中取出，但是也会使塑胶件表面沾附到少许脱模剂以致造成溅镀薄膜对于塑胶件表面的附着不佳，因此借由喷砂处理也可将塑胶件表面残留的脱模剂除去。

清洗的目的则是在清除喷砂之后残留于塑胶件上的微尘及异物。塑胶件在从射出成型厂运送至溅镀厂的过程中，虽然外部有胶膜覆盖或护套包装，但由于包装的过程中一般并未针对环境进行管控，再加上覆盖的胶膜或包装的护套也并非完全密封，因此还是会有一些微尘及异物进入塑胶件的孔洞及缝隙中，若是不将其清除，这些微尘及异物在溅镀制造过程的真空环境中就会逸出而造成镀膜品质不佳。

最后，塑胶件在经过清洗之后，必须借由烘干程序将清洗之后残留于塑胶件上的水份除去，以免水份在溅镀过程中逸出而造成被镀材料的附着力不佳或是氧化变质。

如以上所述，在现有习知的制造方法中，塑胶件需先经过糙化、清洗及烘干之后才能送入溅镀机进行镀膜作业。但这些处理程序是属于耗时长且耗能高的程序，尤其是烘干程序—由于许多塑胶材料的熔点温度都低于水的沸点，因此烘干时只能以低于塑胶熔点的温度来进行烘烤，如此一来就需要较长的时间才能有效去除塑胶件上残留的水份；再加上一般烘干程序都是采用电热式的烘烤箱，其单位时间的耗能原本就较高，因此在耗时较长的状况下，自然耗能就较高了。

有鉴于此，如何在保护塑胶件在制造及运送过程中不会受到损伤及污染且不会损及镀膜品质的前提下，有效简化及缩短具有溅镀薄膜的塑胶件的制造及处理流程，并大幅降低制造及处理程序的耗时以及耗能，以提高产能及降低制造成本即成为目前急需突破的一项重要课题。

有鉴于上述现有的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，能够改进一般现有的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法存在的缺陷，而提供一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其是在洁净室内执行下列步骤：制造塑胶件、进行输送及进行镀膜步骤，所要解决的技术问题是有效简化及缩短具有溅镀薄膜的塑胶件的制造及处理流程，并大幅降低制造及处理程序的耗时以及耗能，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其是在洁净室内执行下列步骤：制造塑胶件，其是以模具配合射出成型方式加以制造；进行输送，其是将该塑胶件输送至磁控溅镀机；以及进行镀膜步骤，其是以该磁控溅镀机进行的，且该磁控溅镀机具有脉冲电源供应器，又该脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该模具内部不涂覆脱模剂，且该塑胶件直接由该模具射出成型。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该脉冲电源供应器为高功率脉冲电源供应器，且其操作电压是介于700伏特至2000伏特。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该磁控溅镀机的镀膜材料为至少一种金属材料或至少一种非金属材料。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该磁控溅镀机的镀膜为至少一个金属镀膜层合体、至少一个非金属镀膜层合体或至少一种金属材料及至少一种非金属材料的层合体。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该金属材料为铜、铜合金、铝、铝合金、铬、金、银、锡、钛Ti、钽Ta、钼Mo、钨W、铌Nb、铟In或不锈钢。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该非金属材料为硅Si、碲Te、硒Se、氧化铟锡ITO、氧化锌铝AZO、氧化锑锡ATO、氧化铌NbO、硅铝SiAl、二氧化硅SiO₂、氧化锌镓GZO、氧化锌ZnO、铜铟镓硒CIGS、铜镓CuGa、铟硒InSe、氧化镁锌ZnMgO、硫化镉CdS、硫化锌ZnS、氟化镁MgF₂、镍钒NiV、一氧化钛TiO、锌铝ZnAl或锌锡ZnSn。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该进行镀膜步骤是以反应性溅镀制造过程进行的，其是通入工作气体，并通入反应气体与该金属材料产生反应以进行镀膜。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该进行镀膜步骤是以反应性溅镀制造过程进行的，其是通入工作气体，并通入反应气体与该非金属材料产生反应以进行镀膜。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该进行镀膜步骤之后进一步包括进行喷涂步骤，是在该塑胶件上的镀膜层上喷涂至少一层漆料。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该脉冲电源供应器的操作电压是介于400伏特至700伏特之间。

前述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其中该脉冲电源供应器的操作电压是介于400伏特至500伏特之间或介于500伏特至700伏特之间。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明提出的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1、可以省去运送的时间及费用。

2、可以省去糙化、清洗及烘干等处理程序以节省时间。

3、可以省去糙化、清洗及烘干等处理程序以达到节能的功效。

综上所述，本发明溅镀薄膜的塑胶件的制造方法具有省时、费用低、节能等有益效果。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法流程图

图2为本发明实施例的一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法流程图二。

【主要元件符号说明】

S100、S100’：具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法

S10：制造塑胶件

S20：进行输送

S30：进行镀膜步骤

S40：进行喷涂步骤

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

图1为本发明实施例的一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法流程图一。图2为本发明实施例的一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法流程图二。

如图1所示，本实施例为一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法S100，其是在洁净室内执行下列步骤：制造塑胶件(步骤S10)、进行输送(步骤S20)以及进行镀膜步骤(步骤S30)，其中洁净室可以为无尘室，以防止空气中有过多的微小粒子在具有溅镀薄膜的塑胶件的制造过程中污染塑胶件的表面。

制造塑胶件(步骤S10)，其是将要制作塑胶件的塑胶原料送入射出成型机的进料机构，然后配合射出成型方式，在射出成型机的已形成有形状结构的模具内制作出塑胶件。而在制造塑胶件的过程中，完全不涂覆脱模剂在模具内部，如此可使制作出来的塑胶件表面完全不会有沾染到脱模剂的机会。不过由于未涂覆脱模剂在模具内部，因此当塑胶件从模具内射出成型后，必须以较慢的速度将成型完成的塑胶件从模具内取出，以避免造成塑胶件产生结构上的缺陷或是破损。

进行输送(步骤S20)，由于整个具有溅镀薄膜的塑胶件的制造过程是在洁净室内作业，因此当以射出成型方式所制作的塑胶件自射出成型机的模具内取出后，仅需将塑胶件利用输送带或输送车等输送系统输送至位于同洁净室内的溅镀作业区，而不须将刚由射出成型方式制作出来的塑胶件包覆护套或胶膜，更不需将塑胶件装箱后长途运送至位于他处的溅镀厂。因此可使塑胶件的表面完全不会暴露在未受控制的环境中，杜绝了空气中的灰尘、毛屑等微粒或异物附着于塑胶件的表面的机会，并且也省去了运送的时间及费用。

进行镀膜步骤(步骤S30)，其是将塑胶件送入位于溅镀作业区的磁控溅镀机内进行作业，并且磁控溅镀机具有脉冲电源供应器，脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。脉冲电源供应器的操作电压亦可以介于400伏特至700伏特之间，例如介于400伏特至500伏特之间或介于500伏特至700伏特之间。在此，镀膜制造过程是以脉冲直流磁控溅镀的方式进行。

磁控溅镀机亦可以具有高功率脉冲电源供应器，例如中国大陆专利申请号第201220255581.X号内容所述的具高功率脉冲电源供应器的磁控溅镀机，此高功率脉冲电源供应器的输出端是连接至磁控溅镀枪的输入端。而高功率脉冲电源供应器的操作电压是介于700伏特至2000伏特之间，也就是说，镀膜制造过程可以是以高功率脉冲磁控溅镀（High Power ImpulseMagnetron Sputtering,HiPIMS）的方式进行。

因此，靶材（即镀膜材料）表面的原子在镀膜过程中会被较高的能量溅射出来，并因而使这些被由靶材表面溅射出来的原子也具备了较高的动能，而后沉积于塑胶件的表面，所以使得镀制出来的薄膜与塑胶件的表面间具有良好的附着特性。也因为如此，所以即使塑胶件的表面在进行镀膜之前没有经过糙化处理，镀制于其表面的薄膜附着力仍然可以达到业界相关规范的要求。

由于磁控溅镀机上可以装设多支磁控溅镀枪，而当磁控溅镀机上装有多支磁控溅镀枪时，可以选择在全部磁控溅镀枪装设相同的镀膜材料或在个别的磁控溅镀枪装设不同的镀膜材料，因此在进行镀膜的过程中，根据所需薄膜特性的需求，磁控溅镀机的磁控溅镀枪上所装设的镀膜材料可以是一种金属材料以形成金属薄膜，金属材料可以为铜、铜合金、铝、铝合金、铬、金、银、锡、钛(Ti)、钽(Ta)、钼(Mo)、钨(W)、铌(Nb)、铟(In)或不锈钢。

除了金属材料之外，镀膜材料也可以是一种非金属材料以形成非金属薄膜，非金属材料可以为硅(Si)、碲(Te)、硒(Se)、氧化铟锡(ITO)、氧化锌铝(AZO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铌(NbO)、硅铝(SiAl)、二氧化硅(SiO₂)、氧化锌镓(GZO)、氧化锌(ZnO)、铜铟镓硒(CIGS)、铜镓(CuGa)、铟硒(InSe)、氧化镁锌(ZnMgO)、硫化镉(CdS)、硫化锌(ZnS)、氟化镁(MgF₂)、镍钒(NiV)、一氧化钛(TiO)、锌铝(ZnAl)或锌锡(ZnSn)。

另外，根据所需薄膜特性的需求，镀膜材料可以为上述的至少一种金属材料或至少一种非金属材料，因此也可以在塑胶件上溅镀多层不同的镀膜材料以形成多层结构的薄膜，也就是磁控溅镀机所镀制的镀膜可以为至少一个金属镀膜层合体、至少一个非金属镀膜层合体或至少一种金属材料及至少一种非金属材料的层合体。

以磁控溅镀机所镀制的镀膜可以为至少一个金属镀膜层合体的例子来说，可以在磁控溅镀机的不同磁控溅镀枪上分别装上铬、铜及不锈钢，并在溅镀制造过程中依序在被镀的塑胶件表面沉积有一层铬、一层铜及一层不锈钢，最后得到具有铬-铜-不锈钢三层结构的金属镀膜层合体。

另外，以磁控溅镀机所镀制的镀膜可以为至少一个非金属镀膜层合体的例子来说，可以在磁控溅镀机的不同磁控溅镀枪上分别装上二氧化硅及氧化铟锡等非金属材料，然后依照需求依序在塑胶件的表面上沉积出由氧化铟锡层与二氧化硅层堆迭而成的两层或是两层以上结构的氧化铟锡-二氧化硅非金属镀膜层合体。

而以磁控溅镀机所镀制的镀膜可以为至少一种金属材料及至少一种非金属材料的层合体来举例说明，当磁控溅镀机上的不同磁控溅镀枪分别装设了铬、铜、二氧化硅等金属以及非金属的镀膜材料时，就可利用溅镀制造过程在塑胶件的表面镀制出具有铬层、铜层与二氧化硅层的铬-铜-二氧化硅三层结构的层合体。

另外，进行镀膜步骤(步骤S30)也可以采用反应性溅镀制造过程，其是先将工作气体通入磁控溅镀机内，工作气体通常为惰性气体，用以将磁控溅镀机内的镀膜材料的原子溅射出来，同时再通入反应气体与被溅射出来的镀膜材料原子产生反应，以在塑胶件表面上沉积出所需的化合物薄膜。而镀膜材料可以为金属材料，例如：当磁控溅镀机上所装设的镀膜材料为铝时，在溅镀制造过程进行中，除了通入常被用作为工作气体的氩气（Ar）之外，也可同时通入氮气（N₂）作为反应气体，借由被溅射出来的铝原子与氮气间的化学反应，就可以在塑胶件的表面沉积出氮化铝（AlN）薄膜。

此外，镀膜材料也可以为非金属材料。例如：当磁控溅镀机上装设的镀膜材料为硅，并且在溅镀制造过程中除了通入氩气作为工作气体之外，又通入氧气（O₂）作为反应气体，借由被溅射出来的硅原子与氧气的反应，就可以在塑胶件的表面上沉积有二氧化硅的薄膜。

如图2所示，具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法S100’在进行镀膜步骤(步骤S30)之后，还可以进一步包括进行喷涂步骤(步骤S40)。也就是当溅镀制造过程在塑胶件表面镀制完薄膜后，可以在塑胶件表面的镀膜层上再喷涂上至少一层漆料，借以保护塑胶件上的镀膜表面，使其具有抗酸、抗碱、抗腐蚀或防刮的特性；或是使其更有光泽以美化塑胶件上的镀膜表面。

经由以上的说明可知：由于本实施例将射出成型机、输送设备以及磁控溅镀机置于同一个洁净室内，以依序进行制造塑胶件(步骤S10)、进行输送(步骤S20)以及进行镀膜步骤(步骤S30)，因此省去了运送的时间及费用。而采用的脉冲直流磁控溅镀方式或高功率脉冲磁控溅镀方式可以得到附着良好的薄膜，所以在溅镀之前，塑胶件的表面不需经过糙化处理；又因为塑胶件在以射出成型方式的制作过程中，表面没有受到脱模剂的污染，成型完毕之后又全程处于洁净室的环境之中，再加上表面未经糙化处理，所以自然就不需要清洗；没有经过清洗，也就不需要进行烘干。因为省去了糙化、清洗及烘干等处理程序，于是就大幅节省了时间；同时，也就省去了糙化、清洗及烘干等处理程序中的耗能而达到节能的功效。换言之，也就是可以达到有效简化及缩短具有溅镀薄膜的塑胶件的制造及处理流程，并大幅降低制造及处理程序的耗时以及耗能的功效。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于在洁净室内执行下列步骤：

制造塑胶件，其是以模具配合射出成型方式加以制造；

进行输送，其是将该塑胶件输送至磁控溅镀机；以及

进行镀膜步骤，其是以该磁控溅镀机进行的，且该磁控溅镀机具有脉冲电源供应器，又该脉冲电源供应器的操作电压是介于100伏特至2000伏特之间。

2.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该模具内部不涂覆脱模剂，且该塑胶件直接由该模具射出成型。

3.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该脉冲电源供应器为高功率脉冲电源供应器，且其操作电压是介于700伏特至2000伏特。

4.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该磁控溅镀机的镀膜材料为至少一种金属材料或至少一种非金属材料。

5.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该磁控溅镀机的镀膜为至少一个金属镀膜层合体、至少一个非金属镀膜层合体或至少一种金属材料及至少一种非金属材料的层合体。

6.根据权利要求4或5所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该金属材料为铜、铜合金、铝、铝合金、铬、金、银、锡、钛Ti、钽Ta、钼Mo、钨W、铌Nb、铟In或不锈钢。

7.根据权利要求4或5所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该非金属材料为硅Si、碲Te、硒Se、氧化铟锡ITO、氧化锌铝AZO、氧化锑锡ATO、氧化铌NbO、硅铝SiAl、二氧化硅SiO₂、氧化锌镓GZO、氧化锌ZnO、铜铟镓硒CIGS、铜镓CuGa、铟硒InSe、氧化镁锌ZnMgO、硫化镉CdS、硫化锌ZnS、氟化镁MgF₂、镍钒NiV、一氧化钛TiO、锌铝ZnAl或锌锡ZnSn。

8.根据权利要求6所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该进行镀膜步骤是以反应性溅镀制造过程进行的，其是通入工作气体，并通入反应气体与该金属材料产生反应以进行镀膜。

9.根据权利要求7所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该进行镀膜步骤是以反应性溅镀制造过程进行的，其是通入工作气体，并通入反应气体与该非金属材料产生反应以进行镀膜。

10.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该进行镀膜步骤之后进一步包括进行喷涂步骤，是在该塑胶件上的镀膜层上喷涂至少一层漆料。

11.根据权利要求1所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该脉冲电源供应器的操作电压是介于400伏特至700伏特之间。

12.根据权利要求11所述的具有溅镀薄膜的塑胶件的制造方法，其特征在于其中该脉冲电源供应器的操作电压是介于400伏特至500伏特之间或介于500伏特至700伏特之间。

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