TW201406257A - 殼體及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種殼體，其包括一金屬件及一注塑結合於該金屬件表面之塑膠件。該金屬件與該塑膠件結合之表面上形成有複數雷射孔，以及該金屬件與該塑膠件結合之表面及雷射孔上形成有複數經電化學蝕刻處理形成之奈米孔。本發明還提供一種上述殼體之製造方法。
Description
本發明涉及一種殼體及其製造方法，尤其涉及一種由金屬件與塑膠件嵌入成型之殼體及該殼體之製造方法。
鋁/鋁合金、鎂/鎂合金、不銹鋼等金屬製造之金屬殼體具有品質輕、外觀精美、機械強度高等優點，常用於製作平板電腦、行動電話等電子產品之殼體。電子產品殼體之內表面通常設置有複雜之微結構。工業上一般採用數控機床（computer numerical control machine，CNC）銑削成型金屬殼體之內表面以形成該微結構，其費時較長，導致殼體加工效率較低。將塑膠與金屬藉由嵌入成型形成殼體，塑膠用於成型殼體之複雜之微結構，能夠提高殼體之加工效率，然，由於塑膠與金屬之材質差異較大，二者之結合力不強，易導致塑膠與金屬剝離，影響殼體之性能。
有鑒於此，有必要提供一種金屬與塑膠結合力強之殼體。
一種殼體，其包括一金屬件及一注塑結合於該金屬件表面之塑膠件。該金屬件與該塑膠件結合之表面上形成有複數雷射孔，以及該金屬件與該塑膠件結合之表面及雷射孔上形成有複數經電化學蝕刻處理形成之奈米孔。
一種殼體之製造方法，其包括以下步驟：對金屬件進行雷射處理，以於該金屬件上形成複數雷射孔；對該金屬件進行電化學蝕刻處理，以在該金屬件上形成複數奈米孔；及將經電化學蝕刻處理後之金屬件置於注塑成型模具之模腔中，並將液態之塑膠注入模腔以與該金屬件結合製得殼體。
該金屬件上形成有雷射孔及奈米孔，形成塑膠件之塑膠能夠填充該雷射孔及奈米孔，加強了金屬件與塑膠件之間之結合力。
下面以具體實施方式並結合附圖對本發明實施方式提供之殼體及其製造方法作進一步詳細說明。
請參閱圖1至圖3，本發明實施例一之殼體100包括金屬件10及與金屬件10相結合之塑膠件30。本實施例中，殼體100為行動電話之殼體。可理解，殼體100亦可為平板電腦、筆記本電腦等其他電子裝置之殼體。
金屬件10為由鋁合金製成之矩形框體。可理解，金屬件10亦可由鋁、鎂/鎂合金、不銹鋼等其他金屬或合金製成。金屬件10之內表面上形成有複數經雷射處理後形成之雷射孔102及經電化學蝕刻處理後形成之複數奈米孔106。
請同時參閱圖5及圖7，本實施例之複數雷射孔102相互連接形成相互交錯之條型槽（見圖5）。條型槽之深度為27-33μm，寬度為42-50μm。金屬件10與該塑膠件30結合之表面及雷射孔102上經電化學蝕刻去除後形成奈米孔106（見圖7），奈米孔106之孔徑為30-60nm。塑膠件30經由嵌入成型法與金屬件10之內表面相結合。由圖3可看出，塑膠件30與金屬件10之間結合緊密，雷射孔102及奈米孔106內均充滿塑膠材質。塑膠可選用聚苯硫醚（PPS）、聚醯胺（PA）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT)及聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，本實施例中，塑膠件30由聚苯硫醚（PPS）製成。
請同時參閱圖4，實施例一之殼體100之製造方法包括如下步驟：
步驟S201，對金屬件10進行雷射處理，以於金屬件10之內表面形成複數雷射孔102。本實施例中，金屬件10由鋁合金經CNC銑削加工製成，可理解，金屬件10亦可由鋁、鎂/鎂合金、不銹鋼等其他金屬或金屬合金製成。雷射功率為25W，頻率：50KHz，波長:100nm，光斑直徑為10μm。形成該條型槽時，雷射之掃描速度為14mm/s，條型槽之深度為27-33μm，條型槽之寬度為42-50μm。可理解，藉由改變雷射掃描速率、功率、頻率等參數以改變該條型槽之寬度及深度。
步驟S202，電化學蝕刻前預處理，以去除金屬件10表面之油污或金屬碎屑等。本發明實施方式中，採用品質分數為5%之氫氧化鈉水溶液浸泡金屬件10，然後再用清水沖洗金屬件10，以去除金屬件10表面之油污或金屬碎屑等。
步驟S203，電化學蝕刻處理，以在金屬件10表面形成複數奈米孔106。電化學蝕刻處理可採用含有醋酸、磷酸、鹽酸或硝酸之酸性蝕刻溶液做為電解液，以金屬件10為陽極對上述金屬件10進行蝕刻處理，以於金屬表面形成孔徑為30-60nm之奈米孔106。可理解，金屬件10之內表面及雷射孔102之內壁上均形成有複數奈米孔106。
步驟S204：將經電化學蝕刻處理後之金屬件10置於注塑成型模具之模腔中，並將熔融之塑膠注入模腔內以與金屬件10結合製得殼體100。可理解，塑膠件30與金屬件10結合時，高壓液態之塑膠充滿金屬件10之雷射孔102及奈米孔106，從而加強了金屬件10與塑膠件30之結合力。
可理解，步驟S202可省略。
本發明對採用實施例一之殼體製造方法製得之樣品A、B進行了彎曲測試及拉伸測試，同時將樣品A、B之測試資料與未經雷射處理及電化學蝕刻處理之金屬件直接與塑膠嵌入成型製得之樣品C、D、E之測試資料進行對比，上述測試結果均為平均值。測試結果見表一。
表一：不同殼體之彎曲測試及拉伸測試結果
比較可知，本發明實施例一之殼體製造方法製得之殼體之抗彎曲性能及抗抗拉伸性能均明顯提高，金屬件與塑膠件之結合力更強。
請同時參閱圖6，本發明實施例二之殼體200之製造方法與實施例一之殼體100之製造方法基本相同，其不同在於：實施例二之雷射掃描速度為12mm/s，金屬件20上形成之雷射孔202為盲孔，盲孔之孔深為50-60μm，孔徑為38-46μm。可理解，藉由改變雷射掃描速率、功率、頻率等參數以改變該盲孔之孔徑及孔深。
本發明之殼體100之金屬件10上之奈米孔106之孔徑小、數量多、密度大、分佈均勻，能夠增強塑膠件30與金屬件10之間之結合力，同時，雷射孔102深度大、孔徑大，以至於形成塑膠件30之塑膠能夠深入金屬件10之雷射孔102之內部，當塑膠件30與金屬件10之間受到較大拉力作用時，深入金屬件10之雷射孔102內部之塑膠材質能夠提供較大之阻力，從而防止金屬件10與塑膠件30之分離。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．殼體
10、20．．．金屬件
102、202．．．雷射孔
106．．．奈米孔
30．．．塑膠件
圖1係本發明實施例一之殼體之立體示意圖。
圖2係圖1所示殼體沿Ⅱ-Ⅱ線之剖面結構示意圖。
圖3係圖1所示殼體之結合面之斷面掃描電鏡圖。
圖4係本發明實施例一之殼體之製造方法流程圖。
圖5係圖1所示殼體之金屬件經雷射方法處理後之照片。
圖6係本發明實施例二之殼體之金屬件經雷射方法處理後之照片。
圖7係圖5所示殼體之金屬件經電化學蝕刻處理後之掃描電鏡圖。
100．．．殼體
10．．．金屬件
102．．．雷射孔
106．．．奈米孔
30．．．塑膠件
Claims (10)
- 一種殼體，其包括一金屬件及一注塑結合於該金屬件表面之塑膠件，其改良在於：該金屬件與該塑膠件結合之表面上形成有複數雷射孔，以及該金屬件與該塑膠件結合之表面及雷射孔上形成有複數經電化學蝕刻處理形成之奈米孔。
- 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該雷射孔為間隔設置之盲孔，該盲孔之孔深為50-60微米，孔徑為38-46微米。
- 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該複數雷射孔相互連接形成相互交錯之條型槽，該條型槽之深度為27-33微米，寬度為42-50微米。
- 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該奈米孔之孔徑為30-60奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中該金屬件為框體結構，該塑膠件與該金屬件之內表面相結合，該雷射孔及該奈米孔均形成於該金屬件之內表面上。
- 一種殼體之製造方法，其包括以下步驟：
對金屬件進行雷射處理，以於該金屬件上形成複數雷射孔；
對該金屬件進行電化學蝕刻處理，以在該金屬件上形成複數奈米孔；及
將經電化學蝕刻處理後之金屬件置於注塑成型模具之模腔中，並將熔融之塑膠注入模腔以與該金屬件結合製得殼體。 - 如申請專利範圍第6項所述之殼體之製造方法，其中該雷射孔為間隔設置之盲孔，該盲孔之孔深為50-60微米，孔徑為38-46微米。
- 如申請專利範圍第6項所述之殼體之製造方法，其中該複數雷射孔相互連接形成相互交錯之條型槽，該條型槽之深度為27-33微米，寬度為42-50微米。
- 如申請專利範圍第6項所述之殼體之製造方法，其中該奈米孔之孔徑為30-60奈米。
- 如申請專利範圍第6項所述之殼體之製造方法，其中該金屬件為矩形框體，該塑膠件與該金屬件之內表面相結合，該雷射孔及該奈米孔均形成於該金屬件之內表面上。
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