CN110962258A

CN110962258A - 注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体

Info

Publication number: CN110962258A
Application number: CN201911258133.8A
Authority: CN
Inventors: 罗逸
Original assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Current assignee: Vivo Mobile Communication Co Ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-04-07

Abstract

本发明涉及一种注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体。注塑模具的制造方法包括：在具有制模表面的基体上，对应制模表面形成硅基硬化膜层；在硅基硬化膜层上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层；利用图案化光刻胶层对硅基硬化膜层进行等离子刻蚀，以形成具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层；以纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具。本发明实施例的注塑模具的制造方法，可以解决现有技术中移动终端的保护壳形成纹理工艺导致生产成本高的问题。

Description

注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体

技术领域

本发明涉及板材加工技术领域，特别是涉及一种注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体。

背景技术

随着消费类电子产品的日新月异，各品牌之间的电子产品竞争激烈，消费者对于消费类电子产品的要求也越来越高，也更加注重移动终端的外观设计。以移动终端的外置的保护壳为例，目前行业内主要通过在板材上进行UV转印方式加工出相对应的纹理，以提升保护壳的美观度。然而，UV转印形成纹理的加工方式工艺较为复杂，导致生产成本高。

发明内容

本发明实施例提供一种注塑模具的制造方法、壳体的加工设备及电子设备的壳体，以解决现有技术中移动终端的保护壳形成纹理工艺导致生产成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提出了一种注塑模具的制造方法，其包括：

在具有制模表面的基体上，对应制模表面形成硅基硬化膜层；

在硅基硬化膜层上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层；

利用图案化光刻胶层对硅基硬化膜层进行等离子刻蚀，以形成具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层；

以纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具。

第二方面，根据本发明实施例提供一种壳体的加工设备，其包括：

前模；

后模，与前模匹配使用；

如上述注塑模具的制造方法制造的注塑模具，注塑模具连接于前模并且位于前模靠近后模的一侧，注塑模具具有的反纹理结构朝向后模，前模和后模闭合后，注塑模具和后模形成用于容纳待成型介质的容纳腔。

第三方面，根据本发明实施例提供一种电子设备的壳体，该壳体由上述壳体的加工设备加工制成。

本发明实施例的注塑模具的制造方法，可以通过预先在基体上形成硅基硬化膜层，然后在硅基硬化膜层上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层，再利用等离子刻蚀工艺对硅基硬化膜层进行刻蚀，从而将图案化光刻胶层的图案形成于硅基硬化膜层，进而获得具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层，最后以纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具。制成的注塑模具可以用于翻制电子设备的壳体，以获得具有正纹理结构的壳体。具有正纹理结构的壳体可以呈现出更加丰富的外观表现力。制成的模具可以多次使用，并且与注塑模具相适配的注塑工艺操作简单，因此采用制成的注塑模具加工制造电子设备的壳体的方式，可以有效降低加工制造电子设备的壳体上形成纹理的加工难度以及生产成本。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一实施例公开的注塑模具的制造方法流程图；

图2是本发明一实施例的公开的基体和硅基硬化膜层的结构示意图；

图3是本发明一实施例的公开的基体、硅基硬化膜层和图案化光刻胶层的结构示意图；

图4是本发明一实施例的公开的基体、纹理硅基硬化膜层和图案化光刻胶层的结构示意图；

图5是本发明一实施例的公开的翻制注塑模具的结构示意图；

图6是本发明一实施例的公开的注塑模具翻制壳体的结构示意图；

图7是本发明另一实施例的公开的注塑模具翻制壳体的结构示意图；

图8是本发明又一实施例的公开的注塑模具翻制壳体的结构示意图；

图9是本发明一实施例的公开的使用掩膜板图案化光刻胶的结构示意图；

图10是本发明一实施例的公开的注塑模具和转接底座连接结构示意图；

图11是本发明一实施例的公开的加工设备的局部剖视结构示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、基体；10a、制模表面；20、硅基硬化膜层；30、图案化光刻胶层；40、纹理硅基硬化膜层；50、注塑膜层；60、光刻胶层；70、掩膜板；80、转接底座；99、壳体；100、加工设备；200、前模；300、后模；400、容纳腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图11对本发明实施例进行描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种注塑模具的制造方法，其包括以下步骤：

在具有制模表面10a的基体10上，对应制模表面10a形成硅基硬化膜层20；

在硅基硬化膜层20上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层30；

利用图案化光刻胶层30对硅基硬化膜层20进行等离子刻蚀，以形成具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层40；

以纹理硅基硬化膜层40作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具50。

在一个实施例中，参见图2所示，基体10的一个表面作为制模表面10a。在制模表面10a上可以通过物理气相沉积工艺形成硅基硬化膜层20。硅基硬化膜层20的厚度需要大于纹理刻蚀深度。参见图3所示，在硅基硬化膜层20上涂覆具有纹理图案的图案化光刻胶层30。图案化光刻胶层30的纹理图案为镂空区域。硅基硬化膜层20具有与镂空区域对应的待蚀刻区域。图案化光刻胶层30的厚度保持均匀一致。参见图4所示，等离子会穿过图案化光刻胶层30的镂空区域对硅基硬化膜层20的待蚀刻区域进行蚀刻，从而在硅基硬化膜层20形成与图案化光刻胶层30的纹理图案相同的正纹理结构。图案化光刻胶层30上镂空区域以外的部分可以对硅基硬化膜层20形成保护，保证等离子不会侵蚀硅基硬化膜层20上的待蚀刻区域以外的部分。参见图5所示，以纹理硅基硬化膜层40作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具50。然后将注塑模具50与纹理硅基硬化膜层40剥离。参见图6所示，使用注塑模具50翻制形成具有正纹理结构的产品，例如电子设备的壳体99。

本发明实施例的注塑模具50的制造方法，可以通过预先在基体10上形成硅基硬化膜层20，然后在硅基硬化膜层20上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层30，再利用等离子刻蚀工艺对硅基硬化膜层20进行刻蚀，从而将图案化光刻胶层30的图案形成于硅基硬化膜层20，进而获得具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层40，最后以纹理硅基硬化膜层40作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具50。制成的注塑模具50可以用于翻制电子设备的壳体99，以获得具有正纹理结构的壳体99。具有正纹理结构的壳体99可以呈现出更加丰富的外观表现力。制成的模具可以多次使用，并且与注塑模具50相适配的注塑工艺操作简单，因此采用制成的注塑模具50加工制造电子设备的壳体99的方式，可以有效降低加工制造电子设备的壳体99上形成纹理的加工难度以及生产成本。

在一个实施例中，在具有制模表面10a的基体10上，对应制模表面10a形成硅基硬化膜层20的步骤之前，进一步包括：对制模表面10a进行表面处理，以使制模表面10a的粗糙度为Ra0.008μm至Ra0.063μm的步骤。可选地，表面处理为抛光处理或研磨处理。通过减少制模表面10a的粗糙度，可以提高制模表面10a的平整度，从而可以保证硅基硬化膜层20与制模表面10a贴合程度更好，有利于提高硅基硬化膜层20的附着力，同时也有利于保证形成于制模表面10a的硅基硬化膜层20的厚度保持均匀，提高后续翻制形成的纹理结构的精细度和均匀一致性。可选地，制模表面10a的粗糙度为Ra0.008μm、Ra0.016μm、Ra0.032μm以及Ra0.063μm中的一者。

在一个实施例中，参见图1所示，制模表面10a整体为平整面，从而最终翻制形成的注塑模具50的纹理处于同一平面，可以通过注塑模具50形成具有纹理结构的平整板材。在一个示例中，制模表面10a的外轮廓大于实际制成产品的外轮廓5mm，为后续制作和修整注塑模具50的工序留有足够的加工余量，保证最终获得的注塑模具50的实际轮廓尺寸接近实际产品的轮廓尺寸，保证实际产品的结构完整性和产品良率。在一个示例中，基体10的材料为玻璃、铝或黄铜，从而保证基体10具有良好的强度和易切割性，进而便于使用机械加工方式在基体10上加工形成制模表面10a。可以理解地，制模表面10a整体不限于上述的平整面，也可以是凹面或凸面。参见图7所示，制模表面10a为凹面的实施例中，翻制出的注塑模具50具有纹理结构的表面呈外拱形，从而注塑模具50翻制形成的实际产品的内侧面呈拱形并且具有纹理结构。参见图8所示，制模表面10a为凸面的实施例中，翻制出的注塑模具50具有纹理的表面呈内拱形，从而注塑模具50翻制形成的实际产品的外侧面呈拱形并且具有纹理结构。

在一个实施例中，硅基硬化膜层20为硅层、二氧化硅层及碳化硅中的至少一者，从而便于采用通过物理气相沉积法形成硅基硬化膜层20，也便于通过等离子刻蚀工艺精准控制刻蚀的深度，有利于保证硅基硬化膜层20上形成的纹理图案的均匀性和深度一致性。

在一个实施例中，参见图9所示，在硅基硬化膜层20上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层30的步骤中：预先在硅基硬化膜层20上涂覆光刻胶以形成光刻胶层60，对应将掩膜板70放置于光刻胶层60上，通过掩膜板70对光刻胶层60图案化处理以形成图案化光刻胶层30。在硅基硬化膜层20上通过旋转涂覆光刻胶或者喷涂光刻胶的方式形成厚度均匀的光刻胶层60。将具有预设纹理图案的掩膜板70放置于光刻胶层60上，再使用光刻机对准掩膜板70进行曝光。然后将已经曝光的光刻胶溶解于显影液，从而精确地将纹理图案复制或缩刻在光刻胶层60上，最后形成图案化光刻胶层30。通过使用掩膜板70，可以更加精确地在光刻胶层60上形成预设的纹理图案，提高纹理图案的均匀性、一致性以及精细度。可选地，掩膜板70的材料可以是玻璃或蓝宝石。

在一个实施例中，在以纹理硅基硬化膜层40作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具50的步骤中：预先在具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层40上形成导电膜层。采用电铸工艺在导电膜层上形成注塑模具50。在一个示例中，导电膜层的材料为银、铜、金及铝中的一种或几种的合金。在纹理硅基硬化膜层40上预先形成导电膜层，可以使得硅基硬化膜层20具有良好的导电性，从而有利于后续采用电铸工艺制作具有反纹理结构的注塑模具50。在一个实施例中，注塑模具50的材料为镍或铜。注塑模具50的厚度为0.8mm至5mm，并且注塑模具50的表面洛氏硬度为37HRC至42HRC，以保证注塑模具50自身的刚度，降低注塑模具50在与纹理硅基硬化膜层40剥离或后续翻制产品的过程中发生变形的可能性。优选地，注塑模具50的材料为镍，可以保证注塑模具50具有更好的耐久性和耐划伤性。在采用电铸工艺镀镍的过程中，镍层的四边尖端区域会出现放电现象。由于镍层的四边尖端区域电势较高，因此沉积速率较快，从而导致电铸镍后形成的注塑模具50的外围边缘区域较厚而中间区域较薄。这样，基体10上的制模表面10a的长度和宽度尺寸需大于实际产品轮廓5mm，以此留出加工余量，从而保证在后续裁剪去除外围边缘区域后，留下厚度均匀的中间区域的轮廓可以接近实际产品的轮廓。

在一个实施例中，参见图10所示，在以纹理硅基硬化膜层40作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具50的步骤之后进一步包括：将注塑模具50与转接底座80焊接连接固定，注塑模具50上背离反纹理结构的连接表面与转接底座80相连接。可选地，注塑模具50与转接底座80通过激光焊接方式或者钎焊焊接方式焊接连接。转接底座80可以对注塑模具50形成保护，提高注塑模具50的抗变形能力，降低注塑模具50发生变形而导致注塑模具50报废的可能性。注塑模具50的连接表面与转接底座80朝向注塑模具50的表面形状相匹配。可选地，转接底座80的材料可以是型号为S136的模具钢。注塑模具50的连接表面的平整度误差小于等于0.05mm，从而保证注塑模具50和转接底座80贴合更紧密。注塑模具50的连接表面的平整度误差大于0.05mm时，需要通过电火花工艺对注塑模具50进行修整，以实现连接表面的平整度误差小于等于0.05mm。平整度误差指的是连接表面的最高点和最低点之间的差值。

在一个实施例中，在转接底座80远离注塑模具50的表面上设置连接件。转接底座80通过连接件连接固定于其它构件，以便于快速完成装模工序。可选地，连接件可以是具有内螺纹的螺纹柱或具有外螺纹的螺钉。

本发明实施例通过注塑模具50的制造方法可以生产制造具有预定纹理图案的注塑模具50。注塑模具50通过硅基硬化膜层20翻制形成。硅基硬化膜层20具有一定结构刚度和易刻蚀性能，从而可以在硅基硬化膜层20上刻蚀出精细纹理图案或超精细纹理图案。这样，通过使用注塑模具50可以注塑翻制形成具有精细纹理图案或超精细纹理图案的塑胶产品，提高塑胶产品的外观表现力和美观度。另外，使用注塑模具50可以实现采用注塑工艺加工制造电子设备的壳体99，而与注塑模具50相适配的注塑工艺自身工序简单，生产效率高，从而有效降低生产成本。

参见图11所示，本发明实施例提供一种壳体99的加工设备100，其包括前模200、与前模200匹配使用的后模300以及注塑模具50。注塑模具50连接于前模200并且位于前模200靠近后模300的一侧。注塑模具50具有的反纹理结构朝向后模300。前模200和后模300闭合后，注塑模具50和后模300形成用于容纳待成型介质的容纳腔400。在加工壳体99时，在前模200和后模300闭合后，向容纳腔400内注入塑胶。预定时间后，打开前模200和后模300，取出制成的具有从注塑模具50翻印出的预设纹理图案的壳体99。在一个示例中，注塑模具50焊接转接底座80，从而通过转接底座80连接固定于前模200。

由上述实施例的壳体99的加工设备100加工制成的壳体99具有精细纹理图案或超精细纹理图案，自身具有良好的外观表现力和美观度。壳体99的材料可以是塑胶、塑料、硅胶或橡胶等可塑性材料。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

1.一种注塑模具的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

在具有制模表面的基体上，对应所述制模表面形成硅基硬化膜层；

在所述硅基硬化膜层上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层；

利用所述图案化光刻胶层对所述硅基硬化膜层进行等离子刻蚀，以形成具有正纹理结构的纹理硅基硬化膜层；

以所述纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具。

2.根据权利要求1所述的注塑模具的制造方法，其特征在于，所述在具有制模表面的基体上，对应所述制模表面形成硅基硬化膜层的步骤之前，进一步包括：

对所述制模表面进行表面处理，以使所述制模表面的粗糙度为Ra0.008μm至Ra0.063μm的步骤，其中，所述表面处理为抛光处理或研磨处理。

3.根据权利要求1或2所述的注塑模具的制造方法，其特征在于，所述制模表面整体为平整面、凹面或凸面。

4.根据权利要求1所述的注塑模具的制造方法，其特征在于，所述基体的材料为玻璃、铝或黄铜；所述硅基硬化膜层为硅层、二氧化硅层及碳化硅中的至少一者；所述注塑模具的材料为镍或铜，所述注塑模具的厚度为0.8mm至5mm；所述注塑模具的表面洛氏硬度为37HRC至42HRC。

5.根据权利要求1所述的注塑模具的制造方法，其特征在于：

所述在所述硅基硬化膜层上形成具有纹理图案的图案化光刻胶层的步骤中：

在所述硅基硬化膜层上涂覆形成光刻胶层，对应将掩膜板放置于所述光刻胶层上，通过所述掩膜板对所述光刻胶层图案化处理以形成所述图案化光刻胶层。

6.根据权利要求1所述的注塑模具的制造方法，其特征在于：

在所述以所述纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具的步骤中：

在具有所述正纹理结构的所述纹理硅基硬化膜层上形成导电膜层，采用电铸工艺在所述导电膜层上形成所述注塑模具，其中，所述导电膜层的材料为银、铜、金及铝中的一种或几种的合金。

7.根据权利要求1所述的注塑模具的制造方法，其特征在于，在所述以所述纹理硅基硬化膜层作为原模，翻制形成具有反纹理结构的注塑模具的步骤之后进一步包括：

将所述注塑模具与转接底座焊接连接固定，所述注塑模具上背离所述反纹理结构的连接表面与所述转接底座相连接，所述连接表面的平整度误差小于等于0.05mm。

8.一种壳体的加工设备，其特征在于，包括：

前模；

后模，与所述前模匹配使用；

如权利要求1至7任一项所述注塑模具的制造方法制造的注塑模具，所述注塑模具连接于所述前模并且位于所述前模靠近所述后模的一侧，所述注塑模具具有的所述反纹理结构朝向所述后模，所述前模和所述后模闭合后，所述注塑模具和所述后模形成用于容纳待成型介质的容纳腔。

9.一种电子设备的壳体，其特征在于，所述壳体由根据权利要求8所述的壳体的加工设备加工制成。