TW201315017A - 以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法 - Google Patents

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一種以噴塗及雷射雕刻製造具天線或電路之機殼的方法主要是取一作為化學鍍天線(或電路)的基材；該基材為可鍍塑膠或必需雷射活化後始可進行化學鍍的塑膠；然後於該基材上塗上一層噴塗層，該噴塗層的厚度約等於天線(或電路)金屬層的厚度；應用雷射雕刻，將對應於天線(或電路)圖譜的噴塗層移除，使得下方的注塑基材顯露以形成一雷雕區；再以化學鍍的方式，在該雷雕區上形成金屬層(如為第二種塑膠則在化學鍍前，必須以雷射光活化該雷雕區)；化學鍍形成的天線(或電路)金屬層的厚度約等於前述披覆噴塗層的厚度；以及於上述天線(或電路)金屬層與其周圍的噴塗層的表面上再披覆另一噴塗層；如此，再披覆的噴塗層可有效的遮蔽基材上的天線(或電路)金屬層，產生平整的外觀。本方法也可用在雙射鑄模的方法中，此時以可鍍塑膠作為第二次射出的材料，然後再於此可鍍塑膠進行上述說明的程序。

Description

以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法
本發明的領域係有關於在基材上鍍金屬的製程，尤其是指在行動通訊裝置的天線或電路的製程，更進一步為一種以噴塗及雷射雕刻製造具天線或電路之機殼的方法。
由於資訊科技的蓬勃發展，帶動了無線通信技術的進步，行動裝置儼然成為現代人必備的溝通工具。因此，對行動電話功能需求也日益增加。由於無線通訊的電波必須升頻，載波，才可以做有效的多工傳送，所以必須借助天線才能進行這些動作。因此天線是無線通訊設備中相當重要的元件。
天線通常是由射頻元件及其基體固定支架組成。射頻元件是一定形狀的金屬件或軟印刷電路板或剛性印刷電路板。近來已開發模塑互連電路元件(Molded Interconnect Device,MID)天線的製造技術，以在行動裝置的機殼上配置天線。MID天線的製作主要是在注塑塑膠件表面藉由化學鍍(chemical plating)方式形成天線的金屬層。
傳統上以模塑互連電路元件(MID)製造天線一般可有兩種不同的方式：分別為雙射鑄模(2-shot Molding)法及雷射活化(Laser Direct Structuring,LDS)法。
雷射活化(LDS)法即指先以塑膠射出作業形成一基底，該基底之材料為掺雜金屬添加物之塑膠材料，其中的金屬添加物可被雷射活化。在基底表面上預定形成天線處進行雷射活化。於雷射活化的區域表面再鍍上金屬層做為天線。
雙射鑄模顧名思義即做兩次的射出作業，其步驟為：先以塑膠射出作業形成一底材(一般即為一電子裝置的機殼)，在射出作業中同時在該底材預留形成一凹陷區，對應天線之線路。再進行第二次射出作業，將可鍍的塑膠注入該凹陷區。然後應用化學鍍的方式在該第二次射出之塑膠的表面形成金屬層，此金屬層即為天線。
不管是採用雙射鑄模法或雷射活化法(LDS)製作天線，通常都必須在基材表面再噴漆，以保護天線，並裝飾外觀或改變觸感，唯在傳統的此類型的方法中因為天線金屬層已高於周圍基材的表面，所以在噴漆後，在該天線處該噴漆層會往上突起，而影響外觀的美感。
再者如果採用雙射鑄模方式於塑膠表面製造天線，則每次調整天線形態，必須修改注塑模具，費時費力。
本案之發明人有鑑上述在機殼上形成天線所遭遇的問題，故亟思有一種嶄新的方法，可以解決上述習知技術中的問題。
本發明的目的為提出一種以噴塗及雷射雕刻製造具天線或電路之機殼的方法，使得機殼表面於形成電路金屬層並噴漆後，自然產生平整的外觀，而呈現優美的質感。再者本案採用噴塗法結合雷射雕刻法，運用於雙射鑄模法製造電路，每當電路的形態改變時，僅需調整雷射雕刻的路徑，不必再另外製造或修改注塑模具，有效縮短調整電路圖譜所需要的時間。本案中該電路尤其是指天線電路(文中以天線稱之)
為達到上述目的，本發明提供一種以噴塗及雷射雕刻製造具天線或電路之機殼的方法，主要是取一作為化學鍍天線或電路的基材；其中該基材為可鍍塑膠或必需經雷射活化後始可進行化學鍍的塑膠；於該基材上塗上一層噴塗層，該噴塗層的厚度約等於天線(或電路)金屬層的厚度；應用雷射雕刻，將對應於天線(或電路)圖譜的噴塗層移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區；如為第二種塑膠則必須在該雷雕區上，進行雷射光活化；再以化學鍍的方式，在該雷雕區上形成金屬層；化學鍍形成的天線(或電路)金屬層的厚度約等於前述披覆噴塗層的厚度；以及於上述天線(或電路)金屬層與其周圍的已披覆噴塗層的表面上再披覆另一噴塗層；如此，再披覆的噴塗層可有效的遮蔽基材上的天線(或電路)金屬層，產生平整的外觀。本方法也可用在雙射鑄模的方法中，此時以可鍍塑膠作為第二次射出的材料，然後再於此可鍍塑膠進行上述說明的程序。
茲謹就本案的結構組成，及所能產生的功效與優點，配合圖式，舉本案之一較佳實施例詳細說明如下。須了解下列說明僅適用於本案之一例，並未用於限制本案之範圍。本案之權力範圍由下文中申請專利範圍界定。
本發明的製程主要是在一基材上形成天線或電路及平整外觀的方法。於基材表面先塗上一層噴塗層，該層的厚度約與後來將形成的天線(或電路)金屬層的厚度相當。再應用雷射雕刻，將對應於天線(或電路)圖譜的噴塗層移除，使得下方的注塑基材顯露，再施以化學鍍形成天線(或電路)金屬層。最後於上述天線(或電路)金屬層與其周圍的已披覆噴塗層的表面上再披覆另一噴塗層以產生平整的外觀。本發明的製程主要是應用在三種不同的製程中，下文中的說明主要是以天線的製程作為說明，唯本案也可以應用到一般電路的製程，所以下列的說明也可以對等的使用到在基材上形成電路的製程，茲說明本發明如下：本發明的製程之第一實施例說明如下：首先取一基材10(模塑互連電路元件(MID)的基材)，作為天線的基材。其中該基材10為必需進行雷射活化始可進行化學鍍的塑膠，如採用LDS(Laser Direct Structuring)等級的塑膠料。
於該基材10上塗上一層噴塗層20(如應用噴漆的方式)，該噴塗層的厚度約等於之後將形成之天線金屬層的厚度(請參考圖一A及圖一B)。
應用雷射雕刻，將噴塗層20對應於天線圖譜的部分移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區30，如圖二所示者。
以雷射光活化該雷雕區30的基材表面；以化學鍍的方式，在該雷雕區30上形成金屬層40(如圖三所示)。
化學鍍形成的天線金屬層的厚度約等於前述披覆噴塗層的厚度，亦即天線金屬層40的厚度與其周圍的噴塗層20的厚度相當。
於上述天線金屬層40與其周圍的披覆噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖四所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
請參考圖五A及圖五B，其中顯示本發明之一應用例，其中在該基材的另一面(背面)上形成一接點以作為天線的接地或信號饋入及饋出之用。在依據本發明的方法中，於該基材10上形成一通孔60，較佳者，此通孔的形態為一漏斗形(或錐形)，其截面為在正面為最小，然後漸次變大，至該基材10的背面為最大，此一架構有利於後續雷射雕刻的進行及外觀。本案中將該接點設於該背面的一突出部61(如圖五A及五B所示)。
如上所示之步驟，於該基材10的正面進行噴塗作業以形成一層噴塗層20(請參考圖六)。如果基材10是採用LDS(Laser Direct Structuring)等級的塑膠料注塑製作，則先應用雷射雕刻，將噴塗層20對應於天線圖譜的部分移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區30，如圖七所示者。然後依據欲製作的天線、接點、及天線與接點的連通路徑進行雷射光活化形成一雷射活化區62(圖八)。最後以化學鍍的方式，在該雷射活化區62上形成金屬層(如圖九所示)，此金屬層即包含天線40，接點42，及兩者的連通路徑41。
最後於上述天線金屬層40與其周圍的披覆噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖十所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
下文說明本發明的第二實施例，在下文的說明中相同的元件以相同的編號顯示，以便於瞭解及說明。本實施例中係以一般之可鍍塑膠(如丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymers,ABS))或ABS與聚碳酸酯(polycarbonate,PC)之混合物為基材。一般可鍍塑膠可以直接在其上進行化學鍍，無需進行雷射光活化的步驟，其步驟為：首先取一可鍍塑膠作為天線的基材10。於該基材10的外表上塗上一層噴塗層20(如應用噴漆的方式)，該噴塗層的厚度約等於後來要形成的天線金屬層的厚度(請參考圖十一A及圖十一B,其中圖十一A的右側邊為截面圖)。
應用雷射雕刻，將噴塗層20對應於天線圖譜的部分移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區30，如圖十二所示者。再以化學鍍的方式，在該雷雕區30上形成天線金屬層40(如圖十三所示)。化學鍍形成的天線金屬層的厚度約等於前述披覆噴塗層的厚度，亦即天線金屬層40的厚度與其周圍的噴塗層20的厚度相當。
於上述天線金屬層40與其周圍的噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖十四所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
在本案中，化學鍍時，由於化學鍍的粗化步驟，可能使得噴塗層20的表面變得粗化，所以可在噴途第一噴塗層20前先進行該粗化的步驟。
本第二實施例之一實際應用例說明如下，其中在該基材的另一面(背面)上形成一接點以作為天線的接地或信號饋入及饋出之用。在依據本發明的方法中，於該基材10上形成一通孔60，較佳者，此通孔的形態為一漏斗形(或錐形)，其截面為在正面為最小，然後漸次變大，至該基材10的背面為最大。本案中將該接點設於該背面的一突出部61(如圖十五A及十五B所示)。
如上所示之步驟，於該基材10的表面進行噴塗作業以形成噴塗層20(請參考圖十六)。將噴塗層20對應於天線圖譜的部分移除，使得噴塗層下方的注塑(molding)基材顯露，如圖十七所示者。然後依據欲製作的天線，接點及天線與接點的連通路徑進行化學鍍，以形成金屬層(如圖十八所示)，此金屬層即包含天線40，接點42，及兩者的連通路徑41。
最後於上述天線金屬層40與其周圍的噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖十九所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
下文說明本發明的第三實施例，在下文的說明中相同的元件以相同的編號顯示，以便於瞭解及說明。本實施例中係將本發明的方法應用在雙射鑄模(2-shot molding)技術中。其中該步驟為：在第一次鑄模時以不可鍍塑膠(如聚碳酸酯)作為基材10，其中於基材10上於欲形成天線的區域形成凹陷區11，如圖二十A及二十B所示者)。然後在該基材10上進行第二次的鑄模，即在該凹陷區11中鑄入可鍍塑膠，以形成一可鍍塑膠區12。於該基材10(包含該可鍍塑膠區12)上披覆一層噴塗層20(如應用噴漆的方式)，該噴塗層的厚度約等於之後將形成的天線金屬層的厚度(請參考圖二十一)。
應用雷射雕刻，於可鍍塑膠區12範圍內，將噴塗層20對應於天線圖譜的部分移除，使得下方的可鍍塑膠注塑(molding)基材顯露，以形成一雷雕區30，如圖二十二所示者。再以化學鍍的方式，在該雷雕區30上形成天線金屬層40(如圖二十三所示)。化學鍍形成的天線金屬層的厚度約等於前述披覆噴塗層的厚度，亦即天線金屬層40的厚度與其周圍的噴塗層20的厚度相當。
於上述天線金屬層40與其周圍的噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖二十四所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
如同前述實施例，可在噴途第一噴塗層20前先進行化學鍍粗化的步驟。
本第三實施例之一實際應用例說明如下，其中在該基材的另一面(背面)上形成一接點以作為天線的接地或信號饋入及饋出之用。
在依據本發明的方法中，在第一次鑄模時以不可鍍塑膠(如聚碳酸酯)作為基材10。本案中將該接點設於該背面的一突出部61(如圖二十五所示)。對於基材10上於欲形成天線，接點及兩者的連通路徑的區域形成凹陷區11，如圖二十五所示者。
然後在該基材10上進行第二次的鑄模，即在該凹陷區11中鑄入可鍍塑膠，以形成一可鍍塑膠區12，且在可鍍塑膠區12中形成一通孔60。較佳者，此通孔的形態為一漏斗形(或錐形)，其外徑於該基材10的背面為最大。如上所示之步驟，於該基材10的正面之可鍍塑膠區12上進行噴塗作業以形成噴塗層20(請參考圖二十六)。將噴塗層20對應於天線圖譜的部分以雷射雕刻的方法移除，使得下方的可鍍塑膠注塑(molding)基材顯露，如圖二十七所示者。然後進行化學鍍，使得天線，接點及天線與接點的連通路徑表面形成金屬層(如圖二十八所示)，此金屬層即包含天線40，接點42，及兩者的連通路徑41。
最後於上述天線金屬層40與其周圍的噴塗層20的表面上再披覆另一噴塗層50(如圖二十九所示)。如此，再披覆的噴塗層50可有效的遮蔽基材上的天線金屬層40，產生平整的外觀。
如前文所說明者，文中以天線的製程作為說明，唯本案也可以應用到一般電路的製程，所以在基材上製作天線及電路並形成平整外觀的製程均屬於本案的權利範圍。
本發明的方法中，因為在製作天線前，先於欲形成天線的區域噴塗一層材料，且此噴塗層的厚度與之後欲形成之天線金屬層的厚度相當，再運用雷射雕刻去除對應於天線圖譜的噴塗層，並運用化學鍍於天線圖譜上形成天線金屬層，天線金屬層與噴塗層兩者厚度相當，然後再披覆一第二噴塗層，有效遮蔽天線金屬層，自然產生平整的外觀，而呈現優美的質感，此為習知技術所無法達成者。再者本案採用雷射雕刻法，在噴塗層上直接雕出欲成形的天線圖譜，所以每當改變天線的形態時，僅需調整雷射雕刻的路徑，不必再另外製造或修改注塑模具，可以有效縮短調整天線形態所需要的時間。
綜上所述，本案人性化之體貼設計，相當符合實際需求。其具體改進現有缺失，相較於習知技術明顯具有突破性之進步優點，確實具有功效之增進，且非易於達成。本案未曾公開或揭露於國內與國外之文獻與市場上，已符合專利法規定。上列詳細說明係針對本創作之一可行實施例之具體說明，惟該實施例並非用以限制本創作之專利範圍，凡未脫離本創作技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
10．．．基材
11．．．凹陷區
12．．．可鍍塑膠區
20．．．層噴塗層
30．．．雷雕區
40．．．天線金屬層
41．．．連通路徑
42．．．接點
50．．．噴塗層
60．．．通孔
61．．．突出部
62．．．雷射活化區
圖一A之立體圖示本發明之第一實施例中的噴塗步驟。
圖一B為圖一A之剖面圖。
圖二示本發明之第一實施例的雷射雕刻步驟。
圖三示本發明之第一實施例的化學鍍步驟。
圖四示本發明之第一實施例的二次噴塗步驟。
圖五A之立體圖示本發明之第一實施例之應用例之基材構造。
圖五B為圖五A之剖面圖。
圖六示本發明之第一實施例之應用例的噴塗步驟。
圖七示本發明之第一實施例之應用例的雷射雕刻步驟。
圖八示本發明之第一實施例之應用例的雷射活化步驟。
圖九示本發明之第一實施例之應用例的天線(或電路)、接點及二者之連通路徑形成步驟。
圖十示本發明之第一實施例之應用例的二次噴塗步驟。
圖十一A之立體圖示本發明之第二實施例中的噴塗步驟，其中右側邊為截面圖。
圖十一B為圖十一A之剖面圖。
圖十二示本發明之第二實施例的雷射雕刻步驟。
圖十三示本發明之第二實施例的化學鍍步驟。
圖十四示本發明之第二實施例的二次噴塗步驟。
圖十五A之立體圖示本發明之第二實施例之應用例之基材構造。
圖十五B為圖十五A之剖面圖。
圖十六示本發明之第二實施例之應用例的噴塗步驟。
圖十七示本發明之第二實施例之應用例的雷射雕刻步驟。
圖十八示本發明之第二實施例之應用例的天線(或電路)、接點及二者之連通路徑形成步驟。
圖十九示本發明之第二實施例之應用例的二次噴塗步驟。
圖二十A之立體圖示本發明之第三實施例的基材構造。
圖二十B為圖二十A之剖面圖。
圖二十一示本發明之第三實施例的二次鑄模及一次噴塗步驟。
圖二十二示本發明之第三實施例的雷射雕刻步驟。
圖二十三示本發明之第三實施例的化學鍍步驟。
圖二十四示本發明之第三實施例的二次噴塗步驟。
圖二十五示本發明之第三實施例之應用例之基材構造。
圖二十六示本發明之第三實施例之應用例中的二次鑄模及一次噴塗步驟。
圖二十七示本發明之第三實施例之應用例的雷射雕刻步驟。
圖二十八示本發明之第三實施例之應用例的天線(或電路)、接點及二者之連通路徑形成步驟。
圖二十九示本發明之第三實施例之應用例的二次噴塗步驟。
10．．．基材
12．．．可鍍塑膠區
20．．．層噴塗層
40．．．天線金屬層
50．．．噴塗層

Claims (12)

  1. 一種以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，包含步驟為：取一基材；其中該基材必需經雷射光活化後始可進行化學鍍；於該基材上塗上一層噴塗層，該噴塗層的厚度約等於之後欲形成之電路金屬層的厚度；應用雷射雕刻，將對應於電路圖譜的噴塗層移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區；在該雷雕區上，運用雷射光活化基材；以化學鍍的方式，在該雷雕區上形成金屬層；化學鍍形成的電路金屬層的厚度約等於前述噴塗層的厚度；以及於上述電路金屬層與其周圍的噴塗層表面上再披覆另一噴塗層；如此，再披覆的噴塗層可有效的遮蔽基材上的電路金屬層，產生平整的外觀。
  2. 如申請專利範圍第1項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該電路為天線之電路。
  3. 一種以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，包含步驟為：取一基材；其中該基材為可直接進行化學鍍的可鍍塑膠；於該基材上塗上第一層噴塗層；應用雷射雕刻，將對應於電路圖譜的噴塗層移除，使得下方的注塑(molding)基材顯露以形成一雷雕區；以及以化學鍍的方式，在該雷雕區上形成作為電路的金屬層。
  4. 如申請專利範圍第3項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該學鍍形成的電路金屬層的厚度約等於前述噴塗層的厚度；以及於上述電路金屬層與其周圍的噴塗層的表面上再披覆另一噴塗層；如此，再披覆的噴塗層可有效的遮蔽基材上的電路金屬層，產生平整的外觀。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該可鍍塑膠為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymers,ABS)或ABS與聚碳酸酯(polycarbonate,PC)之混合物。
  6. 如申請專利範圍第3或4項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該電路為天線之電路。
  7. 如申請專利範圍第3或4項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中在噴塗第一噴塗層前進行化學鍍粗化的步驟。
  8. 一種以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，包含步驟為：第一次鑄模時以不可鍍塑膠作為基材，其中對於基材上於欲形成電路的區域形成凹陷區；在該基材上進行第二次的鑄模，即在該凹陷區中鑄入可鍍塑膠以形成一可鍍塑膠區；於該基材(包含該可鍍塑膠區)披覆一層噴塗層；應用雷射雕刻，將該可鍍塑膠區中對應於電路圖譜的噴塗層移除，使得下方的可鍍塑膠所形成的注塑基材顯露以形成一雷雕區；以及以化學鍍的方式，在該雷雕區上形成作為電路的金屬層
  9. 如申請專利範圍第7項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該學鍍形成的該電路金屬層的厚度約等於前述噴塗層的厚度；以及於上述電路金屬層與其周圍的噴塗層的表面上再披覆另一噴塗層。
  10. 如申請專利範圍第7或8項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該不可鍍塑膠為聚碳酸酯(polycarbonate,PC)，且該可鍍塑膠為丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚合物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymers,ABS)或ABS與PC之混合物。
  11. 如申請專利範圍第7或8項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中該電路為天線之電路。
  12. 如申請專利範圍第7或8項之以噴塗及雷射雕刻製造具電路之機殼的方法，其中在噴塗第一噴塗層前進行化學鍍粗化的步驟。
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