CN105690914A

CN105690914A - 一种复合板及其制备方法、壳体

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Publication number: CN105690914A
Application number: CN201410707456.1A
Authority: CN
Inventors: 韦思伟; 崔静娜
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-22
Anticipated expiration: 2034-11-27
Also published as: CN105690914B

Abstract

为克服现有技术中金属层与塑胶件之间结合力较差的问题，本发明提供了一种复合板，包括层叠的基体和夹芯；所述基体材质为金属；所述夹芯包括塑胶体和位于塑胶体内的金属网；所述金属网上具有多个网孔；所述网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；其中，任一网孔与相邻的网孔连通；形成所述塑胶体的材料填充在所述网孔中。同时，本发明还公开了上述复合板的制备方法及一种壳体。本发明提供的复合板代替常规的金属层用于制备金属壳体后，复合板与塑胶件之间的结合力强。

Description

一种复合板及其制备方法、壳体

技术领域

本发明涉及一种复合板及其制备方法、壳体。

背景技术

随着消费水平的提高，消费者对电子产品的要求不仅注重其质量，对其外观表面的质感及触感也越来越关注，具有特殊质感的电子产品在市场上非常具有竞争力。金属外壳能带来无以伦比的视觉冲击感，同时具有手感细腻、耐磨、防摔、抗腐蚀等优点，一直以来倍受消费者推崇，代表高端电子产品的发展方向。

现有这种塑胶体与手机壳体的金属层的结合一般采用粘合剂在常温或加热下将金属层与塑料一体化的结合，但按照这些方法得到的手机壳体，金属层与塑胶体之间结合力较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中金属层与塑胶体之间结合力较差的问题，提供一种复合板。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种复合板，包括层叠的基体和夹芯；所述基体材质为金属；所述夹芯包括塑胶体和位于塑胶体内的金属网；所述金属网上具有多个网孔；所述网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；其中，任一网孔与相邻的网孔连通；形成所述塑胶体的材料填充在所述网孔中。

同时，本发明还提供了上述复合板的制备方法，包括如下步骤：

S1、取一金属薄板，在其表面形成多个网孔，形成金属网；所述网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；任一网孔与相邻的网孔连通；

S2、将所述金属网与树脂结合，使金属网位于树脂内，并将树脂固化，形成夹芯；

S3、将夹芯与基体层叠，然后进行扩散处理，将夹芯与所述基体成型为一体，得到所述复合板。

另外，本发明还提供了一种壳体，包括如前所述的复合板和塑胶件，所述塑胶件与所述复合板内的塑胶体一体连接。

本发明提供的复合板可以替换现有的金属板材，用于制备电子产品壳体。采用上述复合板与塑料注塑形成壳体后，复合板内以塑胶体为主体的夹芯与后续注塑形成的塑胶件均为树脂，二者熔为一体，结合力强。同时由于复合板内的夹芯内含有金属网，且夹芯通过扩散工艺与基体结合为一体，从而保证了夹芯自身的强度及夹芯与基体之间的结合力，最终有效的保证塑胶件与复合板之间具有优异的结合力。

附图说明

图1是本发明实施例2制备得到的复合板的横截面示意图；

图2是图1中A处局部放大图；

图3是本发明实施例3制备得到的复合板的横截面示意图；

图4是图3中B处局部放大图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、金属层；2、夹芯；21、金属网；22、塑胶体。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的复合板包括层叠的基体和夹芯；所述基体材质为金属；所述夹芯包括塑胶体和位于塑胶体内的金属网；所述金属网上具有多个网孔；所述网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；其中，任一网孔与相邻的网孔连通；形成所述塑胶体的材料填充在所述网孔中。

对于上述基体，可以采用现有技术中用于制备电子产品壳体所常用的金属，例如，金属具体可以为铝合金、镁合金、钛合金、铜、铁中的一种。

本发明中，上述基体的厚度可在较大范围内变动，本发明中没有特殊限制，优选情况下，所述基体厚度为0.3-2.5mm。

根据本发明，基体与夹芯相互层叠并结合。

对于上述夹芯，具体包括塑胶体和位于塑胶体内的金属网。

塑胶体内贯穿有布满网孔的金属网，金属网作为骨架，塑胶体的树脂填充在此骨架中相互连通的网孔里，形成一体网络结构，且金属网支撑塑胶体，增强了塑胶体的强度。

本发明中，所述金属网上具有多个网孔；其中，任一网孔与相邻的网孔连通。此时，与金属网结合的塑胶体填充满上述金属网内的网孔并包裹金属网，并且塑胶体填充于各个网孔内的部分相互连接，使塑胶体保持为一整体，利于保证其强度。

对于上述网孔，本发明中，网孔需上下贯穿金属网。可以理解的，上述网孔为在金属网厚度方向贯穿上述金属网。同时，网孔的孔径从上至下先递减后递增。根据本发明，所述网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径。同时，相邻网孔的裙部相互连通，从而保证任一网孔与相邻的网孔连通。

可以理解的，上述相邻网孔的裙部相互连通应理解为相邻网孔的裙部相交，即其原本形状所在区域之间存在相互重叠的部分，使相邻网孔通过上述裙部相互连通。

此时，网孔呈类似于哑铃型，其中间窄，两端宽。例如可以为两顶端对接的梯台、圆台，也可以为两顶端对接的半球体。

上述复合板在后续制作壳体过程中，制作塑胶件与该复合板结合时，上述网孔中两端较大的开口利于夹芯中的塑胶体与塑胶件的有效一体结合。同时，上述网孔中部较窄，可更好的对塑胶体进行限位，避免塑胶体从网孔中脱出。

本发明中，上述网孔的孔径可在较大范围内变动，为进一步提高结合力，优选情况下，所述网孔的孔径与所述金属网厚度之比为0.5-1：1。如前所述，由于网孔的孔径在不同区域不同，本发明中，网孔的各个区域的孔径均在上述范围内。更优选情况下，金属网中，网孔密度为500-50000个/cm²。

根据本发明，上述金属网上，所述多个网孔的分布状态没有特殊限制，例如可以呈无序排列，或者呈矩形阵列或环形阵列分布。

对于上述金属网，其厚度优选为0.1-0.6mm。更优选情况下，所述夹芯的厚度与所述金属网的厚度相同。本发明中，由于塑胶体并非完全覆盖于金属网表面，而是通过如前所述的填充网孔并包裹金属网，因此，本发明中，夹芯的厚度与所述金属网的厚度相同时，上述金属网在塑胶体内作为增强骨架，同时，在厚度方向上，塑胶体包裹金属网并正好露出金属网在厚度方向上位于最外侧的部分。

本发明中，上述金属网的材质可选用常规的各种金属，例如所述金属网的材质选自铝合金、镁合金、钛合金中的一种。

对于上述塑胶体，其材质可以为常规的制备电子产品壳体领域所常用的各种塑料，本发明中没有特殊限制。例如，所述塑胶体材质为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

根据本发明，上述复合板可以为三层结构，具体为基体、夹芯、基体层叠的结构。该复合板用于制备电子产品壳体时，如需与塑胶件结合，可先将需结合部位的基体除去，露出内部的夹芯，然后再将塑胶件与夹芯通过常规的注塑等方式结合为一体即可。

S1、取一金属薄板，在上形成多个贯穿金属薄板的网孔，形成金属网；所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；任一网孔与相邻的网孔连通；

S2、使金属网位于树脂内，并将树脂固化，形成夹芯；

根据本发明，如步骤S1，需先制备金属网，且保证金属网内的网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；任一网孔与相邻的网孔连通。

具体的，可先提供一金属薄板，然后通过常规的CNC机加工或化学蚀刻制备上述金属网，为更好的控制金属网的结构，优选采用CNC机加工的方式制备上述金属网。例如，通过CNC机加工的方式可在制备呈矩形阵列或环形阵列分布的多个网孔，同时，也可有效控制网孔的孔径与所述金属网厚度之比为0.5-1：1。更优选情况下，金属网中，网孔密度为500-50000个/cm²。

上述步骤S1中，所选用的金属薄板的材质优选为铝合金、镁合金、钛合金中的一种。为兼顾制备得到的复合板的厚度及加工便利性，优选情况下，所述金属薄板的厚度为0.1-0.6mm。

所述步骤S1中，通过上述方法在金属薄板上形成的多个网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。

本发明中，形成上述金属网后，如步骤S2，使金属网位于树脂内，并将树脂固化，形成夹芯。

具体的，将使金属网位于树脂内的方法可以为对金属网进行注塑或灌胶。

上述注塑或灌胶的具体方法为本领域技术人员所熟知的，本发明中不再赘述。上述注塑或灌胶时所采用的树脂可以为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

所述步骤S2中，所述将树脂固化的方法为：在250-350℃下保温5-10min。针对不同的树脂，固化的时间和温度会不同，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。

通过上述方法即可制备得到本发明提供的夹芯，其中金属网位于塑胶体内。通常，为避免灌胶或注塑过程中树脂无法完全填充金属网内的网孔，实际操作过程中树脂量会稍稍过量，然后在后续过程中通过修剪将上述多余的树脂所固化的部分除去，以使将夹芯的厚度与金属网的厚度相同。

然后，如步骤S3，将夹芯与基体层叠，然后进行扩散处理，将夹芯与所述基体成型为一体，即可得到所述复合板。

根据本发明，为更好的提高结合力，优选情况下，先将夹芯和基体的表面打磨至表面粗糙度Ra为0.1-0.6μm。

将夹芯与基体层叠后，即可进行扩散处理。所述扩散处理的具体方法可以为在真空度为0.1-0.001Pa、温度为300-500℃、压力为1-100Mpa的情况下处理1-30mim。

如前所述，上述步骤S3中所采用的基体的具体材质和厚度可选用常规的，例如所述基体材质为铝合金、镁合金、钛合金、铜、铁中的一种；所述基体厚度为0.3-2.5mm。

当需制备前述三层结构的复合板时，在所述步骤S3中，将基体、夹芯、基体依次层叠，然后进行扩散处理即可。

同时，本发明还提供了一种壳体，包括如前所述的复合板和塑胶件，所述塑胶件与所述复合板内的塑胶体一体连接。

具体的，可根据实际情况，在复合板上所需结合塑胶件的部位进行处理，露出夹芯，然后通过常规制备塑胶件的方式，例如注塑等将复合板与塑胶件结合为一体，此时，塑胶件与夹芯同为树脂，二者结合强度高。

如前所述，当所述复合板为三层结构，具体包括依次层叠的基体、夹芯和基体时，其中一个基体上具有贯穿该基体的连接口，所述塑胶件穿过该连接口与所述夹芯一体连接。

以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。

实施例1

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

将厚度为0.5mm的铝合金薄板通过CNC机加工成具有多个网孔(孔径为0.25-0.5mm)的金属网。网孔贯穿金属网，并且网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。其中，金属网上网孔呈矩阵分布，分布密度为1600个/cm²。

将金属网放置于灌注箱中，压平整，灌注熔融聚苯硫醚树脂，树脂液面高于金属网上缘0.125mm，加压压实。

将灌注箱箱体在300℃下保温8min，然后使其自然冷却，得到夹芯。

将夹芯上多余的塑胶去除，然后进行打磨，使夹芯表面粗糙度Ra为0.26μm。

将打磨后的夹芯与基体(厚度均为0.5mm，表面粗糙度Ra为0.32μm的铝合金)层叠后放置于真空扩散焊机进行扩散处理。扩散处理的真空度为10^-3Pa，温度为350℃，施加压力为10Mpa，总时间5mim。

得到复合板A1。

实施例2

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

将厚度为0.3mm的铝合金薄板通过CNC机加工成具有多个网孔(孔径为0.15-0.3mm)的金属网。网孔贯穿金属网，并且网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。其中，金属网上网孔呈矩阵分布，分布密度为4000个/cm²。

将金属网放置于灌注箱中，压平整，灌注熔融聚苯硫醚树脂，树脂液面高于金属网上缘0.075mm，加压压实。

将夹芯上多余的塑胶去除，然后进行打磨，使夹芯表面粗糙度Ra为0.33μm。

将基体(厚度均为0.5mm，表面粗糙度Ra为0.45μm的铝合金)、打磨后的夹芯、基体(厚度均为0.7mm，表面粗糙度Ra为0.45μm的铝合金)层叠后放置于真空扩散焊机进行扩散处理。扩散处理的真空度为10^-3Pa，温度为360℃，施加压力为15Mpa，总时间10mim。

得到复合板A2。复合板A2的结构如图1和图2所示，复合板具体包括依次层叠的基体1、夹芯2、基体1。其中，夹芯包括塑胶体22和位于塑胶体22内的金属网21。金属网21内具有多个贯穿金属网21的网孔，网孔包括两端的裙部和位于中间的腰部，腰部的孔径小于裙部的孔径。网孔的裙部为半球状，且网孔的裙部与相邻网孔的裙部干涉。

实施例3

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

将厚度为0.6mm的铝合金薄板通过CNC机加工成具有多个网孔(孔径为0.3-0.6mm)的金属网。网孔贯穿金属网，并且网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。其中，金属网上网孔呈矩阵分布，分布密度为500个/cm²。

将金属网放置于灌注箱中，压平整，灌注熔融聚苯硫醚树脂，树脂液面高于金属网上缘0.15mm，加压压实。

将夹芯上多余的塑胶去除，然后进行打磨，使夹芯表面粗糙度Ra为0.2μm。

将基体(厚度均为0.3mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)、打磨后的夹芯、基体(厚度均为0.6mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)层叠后放置于真空扩散焊机进行扩散处理。扩散处理的真空度为10^-3Pa，温度为350℃，施加压力为5Mpa，总时间8mim。

得到复合板A3。复合板A3的结构如图3和图4所示，复合板具体包括依次层叠的基体1、夹芯2、基体1。其中，夹芯包括塑胶体22和位于塑胶体22内的金属网21。金属网21内具有多个贯穿金属网21的网孔，网孔包括两端的裙部和位于中间的腰部，腰部的孔径小于裙部的孔径。网孔的裙部为圆台状，且网孔的裙部与相邻网孔的裙部干涉。

实施例4

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

将厚度为0.1mm的铝合金薄板通过CNC机加工成具有多个网孔(孔径为0.05-0.1mm)的金属网。网孔贯穿金属网，并且网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。其中，金属网上网孔呈矩阵分布，分布密度为30000个/cm²。

将金属网放置于灌注箱中，压平整，灌注熔融聚酰亚胺树脂，树脂液面高于金属网上缘0.025mm，加压压实。

将灌注箱箱体在250℃下保温10min，然后使其自然冷却，得到夹芯。

将基体(厚度均为0.3mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)、打磨后的夹芯、基体(厚度均为0.6mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)层叠后放置于真空扩散焊机进行扩散处理。扩散处理的真空度为10^-3Pa，温度为300℃，施加压力为1Mpa，总时间30mim。

得到复合板A4。

实施例5

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

将厚度为0.6mm的铝合金薄板通过CNC机加工成具有多个网孔(孔径为0.3-0.6mm)的金属网。网孔贯穿金属网，并且网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；相邻网孔的裙部相互连通。其中，金属网上网孔呈矩阵分布，分布密度为1000个/cm²。

将灌注箱箱体在350℃下保温5min，然后使其自然冷却，得到夹芯。

将基体(厚度均为2.5mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)、打磨后的夹芯、基体(厚度均为2.5mm，表面粗糙度Ra为0.18μm的铝合金)层叠后放置于真空扩散焊机进行扩散处理。扩散处理的真空度为10^-3Pa，温度为500℃，施加压力为100Mpa，总时间1mim。

得到复合板A5。

实施例6

本实施例用于说明本发明公开的复合板及其制备方法。

按照实施例1的方法制备复合板，不同的是，夹芯与基体的表面粗糙度Ra为分别为1μm和1.2μm。

得到复合板A6。

对比例1

本对比例用于对比说明本发明公开的复合板及其制备方法。

按照实施例1的方法制备复合板，不同的是，直接注塑得到夹芯，夹芯内部无金属网。

得到复合板D1。

性能测试

对上述实施例和对比例制备得到的复合板按GB/T228.1-2010测试复合板结合强度。

得到的测试结果填入表1。

表1

样品	结合强度/Mpa
		A1	34.18
A2	23.64
		A3	26.72
A4	19.26
		A5	47.53
A6	21.39
		D1	0.53

从表1的测试结果可以看出，本发明提供的复合板的结合力十分优异。同时对比实施例1和实施例6的测试结果可知，夹芯和基体的表面粗糙度为0.1-0.6μm内时对进一步提高结合强度更有利。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种复合板，其特征在于，包括层叠的基体和夹芯；

所述基体材质为金属；

所述夹芯包括塑胶体和位于塑胶体内的金属网；所述金属网上具有多个网孔；所述网孔上下贯穿金属网，并且所述网孔的孔径从上至下先递减后递增；

其中，任一网孔与相邻的网孔连通；形成所述塑胶体的材料填充在所述网孔中。

2.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；

相邻网孔的裙部相互连通。

3.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述网孔的孔径与所述金属网厚度之比为0.5-1：1。

4.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述金属网上，所述多个网孔呈矩形阵列或环形阵列分布。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合板，其特征在于，所述金属网的厚度为0.1-0.6mm。

6.根据权利要求5所述的复合板，其特征在于，所述金属网的材质选自铝合金、镁合金、钛合金中的一种；所述夹芯的厚度与所述金属网的厚度相同。

7.根据权利要求1所述的复合板，其特征在于，所述塑胶体材质为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

8.根据权利要求1-4、6、7中任意一项所述的复合板，其特征在于，所述基体材质为铝合金、镁合金、钛合金、铜、铁中的一种；所述基体厚度为0.3-2.5mm。

9.根据权利要求1-4、6、7中任意一项所述的复合板，其特征在于，所述复合板包括两个所述基体，并且所述夹芯位于两个所述基体之间。

10.如权利要求1所述的复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S2、使金属网位于树脂内，并将树脂固化，形成夹芯；

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述网孔包括位于中部的腰部和分别位于上端部和下端部的裙部；所述腰部的孔径小于所述裙部的孔径；

相邻网孔的裙部相互连通。

12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述金属薄板的材质选自铝合金、镁合金、钛合金中的一种；所述金属薄板的厚度为0.1-0.6mm。

13.根据权利要求10-12中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述网孔的孔径与所述金属网厚度之比为0.5-1：1。

14.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述多个网孔呈矩形阵列或环形阵列分布。

15.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述形成网孔的方法为CNC机加工或化学蚀刻。

16.根据权利要求10-12、14、15中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，使金属网位于树脂内的方法为对金属网进行注塑或灌胶；所述将树脂固化的方法为：在250-350℃下保温5-10min；所述树脂为聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯二甲酸丁二醇酯中的一种或多种。

17.根据权利要求10-12、14、15中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2之后步骤S3之前还包括将夹芯的厚度加工至与金属网的厚度相同。

18.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中包括先将所述夹芯和基体的表面打磨至表面粗糙度Ra为0.1-0.6μm，然后将夹芯与基体层叠。

19.根据权利要求10-12、14、15、18中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，扩散处理的方法为：在真空度为0.1-0.001Pa、温度为300-500℃、压力为1-100Mpa的情况下处理1-30mim。

20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述基体材质为铝合金、镁合金、钛合金、铜、铁中的一种；所述基体厚度为0.3-2.5mm。

21.根据权利要求10-12、14、15、18、20中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，将基体、夹芯、基体依次层叠，然后进行扩散处理。

22.一种壳体，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的复合板和塑胶件，所述塑胶件与所述复合板内的塑胶体一体连接。

23.根据权利要求22所述的壳体，其特征在于，所述复合板包括依次层叠的基体、夹芯和基体；并且其中一个基体上具有贯穿该基体的连接口，所述塑胶件穿过该连接口与所述夹芯一体连接。