TW201515817A - 異質材料結合結構及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種異質材料結合結構及其製造方法，包含一基材，及一凸塊。該基材具有一第一區、一與該第一區不共面的第二區，及至少二分別由該第一區往該第二區斜向延伸的通道，每一通道具有一連通於該第一區的頂端，及一遠離該頂端的底端，該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離。該凸塊連接於該基材的該第一區且進入該等通道並往該第二區延伸。藉此，讓該凸塊能夠有效地且穩固地結合於該基材。

Description

異質材料結合結構及其製造方法
本發明是有關於一種結合結構，特別是指一種將兩種不同材料結合在一起的異質材料結合結構及其製造方法。
如申請人先前所申請之台灣發明專利申請號第100142613號之「結合塑膠及金屬材料之方法及結構」，其包含一金屬元件及一固化之塑膠材料，該金屬元件具有一預定區域，且在該預定區域上形成複數個細微孔洞，而每一個細微孔洞具有一粗糙的內表面，而該固化之塑膠材料係卡固於該等細微孔洞的粗糙內表面上。
然而，上述技術雖能夠利用該等孔洞的粗糙內表面，讓該金屬元件與該固化之塑膠材料彼此之間達到不錯的結合效果，但該等孔洞整體外形略呈豎直狀，其該固化之塑膠材料若受一垂直往上之強大外力時，有可能會導致脫離現象，仍有待改善之空間。
因此，本發明之目的，即在提供一種能夠有效地增加兩種異質材料結合效果的異質材料結合結構。
因此，本發明之另一目的，即在提供一種能夠有效地增加兩種異質材料結合效果的異質材料結合結構之製造方法。
於是本發明異質材料結合結構，包含一基材，及一凸塊。
該基材具有一第一區、一與該第一區不共面的第二區，及至少二分別由該第一區往該第二區斜向延伸的通道，每一通道具有一連通於該第一區的頂端，及一遠離該頂端的底端，該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離。
該凸塊連接於該基材的該第一區且進入該等通道並往該第二區延伸。
於是本發明異質材料結合結構之製造方法，包含下列步驟。
於一基材上形成至少二通道，各該通道分別由該基材的一第一區往該基材的一第二區斜向延伸，且各該通道分別具有一連通於該第一區的頂端，及一遠離該頂端的底端，該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離。
於該基材上成型一凸塊，該凸塊連接於該基材的該第一區且進入該等通道並往該第二區延伸。
本發明之功效在於：利用該等通道分別是斜向延伸地形成於該基材內，而且該等通道的該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離，如此一來，讓連結於該 基材的該凸塊，受到該基材之結構外形所限位，而不易朝外脫離，讓該基材與該凸塊之間具有極佳的結合效果。
2‧‧‧基材
21‧‧‧第一區
211‧‧‧第一面
212‧‧‧第二面
22‧‧‧第二區
23‧‧‧通道
231‧‧‧頂端
232‧‧‧底端
3‧‧‧凸塊
31‧‧‧外結合部
32‧‧‧內結合部
100‧‧‧加工成型步驟
200‧‧‧灌注成型步驟
L‧‧‧直線
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的較佳實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是本發明異質材料結合結構之一第一較佳實施例的立體圖；圖2是取自於圖1線II-II的一剖視圖；圖3是本發明異質材料結合結構之一第二較佳實施例的立體圖；圖4是本發明異質材料結合結構之一第三較佳實施例的剖視圖；圖5是本發明異質材料結合結構之一第四較佳實施例的立體圖；圖6是本發明異質材料結合結構之一第五較佳實施例的剖視圖；及圖7本發明異質材料結合結構之製造方法之一較佳實施例的流程圖。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1與圖2，本發明異質材料結合結構之一第一較佳實施例包含一基材2，及一凸塊3。其中，在本第一較佳實施例中，該基材2的材質為金屬，例如一電子產 品的金屬外殼，該凸塊3的材質為已固化之塑膠，例如該金屬外殼上的塑膠元件。另外，當該基材2的材質為金屬時，該凸塊3的材質也可以是為陶瓷、玻璃...等。再值得一提的是，該基材2的材質也可以例如是玻璃、陶瓷，或是高分子材料其中一者，在設計上，需滿足該基材2的熔點大於該凸塊3的熔點即可，故該基材2與該凸塊3的搭配組合，理應不該以本第一較佳實施例所揭露的內容為限制。
該基材2具有一第一區21、一與該第一區21不共面的第二區22，及至少二分別由該第一區21往該第二區22斜向延伸的通道23。本實施例中第一區21位於基材2的頂面，第二區22則位於與該頂面相反的基材2之底面。每一通道23具有一連通於該第一區21的頂端231，及一遠離該頂端231的底端232。其中，該等頂端231之間的距離相異於該等底端232之間的距離。而在本第一較佳實施例中，該等頂端231之間的距離大於該等底端232之間的距離。每一通道23沿該第一區21方向的橫截面外形實質上為楕圓形，但是亦可以設計為長條形的態樣，如圖3所示之一第二較佳實施例，同樣的，理應不該以本第一較佳實施例所揭露的內容為限制。
該凸塊3連接於該基材2的該第一區21且進入該等通道23並往該第二區22延伸，並包括一連接於該基材2的該第一區21的外結合部31，及至少二由該外結合部31分別往該等通道23內延伸結合的內結合部32。其中， 由於該外結合部31與該等內結合部32為一體成型而成，且其具有一定程度的結構強度，又因為該等通道23的該等頂端231之間的距離大於該等底端232之間的距離，故導致結合於該等通道23內的該等內結合部32彼此之間，也是呈現出上端距離較大而下端距離較遠之狀態，如此一來，結合於該基材2的該凸塊3即會受到其結構外形的限位而無法由該基材2分離，其結合效果佳。
參閱圖4，本發明異質材料結合結構之一第三較佳實施例，其內容大致與該第一較佳實施例相同，其不同之處在於：該等通道23的底端232彼此是相互交叉，如此一來，能夠更有效地增加該凸塊3與該基材2之間的結合效果，另一方面，當將熔融的該凸塊3灌注入該等通道23其中一者之過程中，因為該等通道23是相互交叉，故原存在於該等通道23內的空氣，能夠有效地由另一通道23被擠壓出去，增加熔融的該凸塊3在該等通道23內的流動效果，而能夠完全的注滿於該等通道23內，以避免形成孔隙之內部缺陷現象。
參閱圖5，本發明異質材料結合結構之一第四較佳實施例，其內容大致與該第一較佳實施例相同，其不同之處在於：該等通道23的數量為超過二個且沿一直線L方向間隔排列，並且兩兩相對的該等通道23底端232彼此相互交叉。藉此，讓該基材2與該凸塊3之間具有更佳良好 與穩固的結合效果。
參閱圖6，本發明異質材料結合結構之一第五較佳實施例，其內容大致與該第一較佳實施例相同，其不同之處在於：該第一區21具有實質上相互垂直的一第一面211與一第二面212，亦即第一面211位於基材2的頂面，第二面212則位於基材2的一側面。該等通道23分別是位於該第一面211與該第二面212。同樣地，本第五較佳實施例，其該凸塊3亦能夠有效地結合於該基材2上。
參閱圖1與圖7，本發明異質材料結合結構之製造方法之一較佳實施例包含一加工成型步驟100，及一灌注成型步驟200。
該加工成型步驟100：於一基材2上形成至少二通道23，各該通道23分別由該基材2的一第一區21往該基材2的一第二區22斜向延伸，且各該通道23分別具有一連通於該第一區21的頂端231，及一遠離該頂端231的底端232，該等頂端231之間的距離大於該等底端232之間的距離。其中，該等通道23的成型方式，可以是利用雷射加工、機械加工(例如，沖壓加工、切削加工...等)，或化學蝕刻等為在此技術領域且具有通常知識者所熟知的加工方式其中一者來進行加工。每一種加工方式，各自具有其優點，以雷射加工來講，其能夠在該基材2上輕易的雷射成型出該等通道23，而且雷射加工過程中會產生熔渣，此熔渣能夠增加該基材2與一凸塊3之間的結合效果，另外， 雷射加工會造成該基材2加工表面粗糙，亦可以增加結合強度。以機械加工來講，其具有較良好的精準度與加工效率，且能夠輕易地調整該等通道23之寬度、深度或是形狀。以化學蝕刻來講，其因化學侵蝕液之液體流動特性，故能夠方便讓該等通道23朝不同方向延伸擴孔。
該灌注成型步驟200：於該基材2上成型該凸塊3，該凸塊3連接於該基材2的該第一區21與該等通道23，並包括一連接於該基材2的該第一區21的外結合部31，及至少二由該外結合部31分別往該等通道23內延伸結合的內結合部32。其中，該凸塊3是在當呈熔融之液態時，而注入於該基材2的該等通道23與該第一區21上，待其冷卻而固化成型而成。另外值得一提的是，因為該基材2的熔點大於該凸塊3的熔點，故利用該凸塊3因為呈熔融時之液態特點，而讓該凸塊3能夠與該等通道23更緊密接觸，以提升結合效果。
綜上所述，本發明異質材料結合結構及其製造方法具有下列優點與功效：
一、利用該等通道23分別是斜向延伸形成於該基材2內，而且該等通道23的該等頂端231之間的距離大於該等底端232之間的距離，如此一來，讓連結於該基材2的凸塊3，受到該基材2之結構外形所限位，而不易朝外脫離，讓該基材2與該凸塊3之間具有極佳的結合效果。
二、藉由該等通道23底端232彼此相互交叉之設計，如此一來，能夠更有效地增加該凸塊3與該基材2 之間的結合效果，另一方面，也能夠增加熔融的該凸塊3在該等通道23內的流動效果，以能夠完全的注滿於該等通道23內，以避免內部缺陷產生現象。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧基材
21‧‧‧第一區
22‧‧‧第二區
23‧‧‧通道
231‧‧‧頂端
232‧‧‧底端
3‧‧‧凸塊
31‧‧‧外結合部
32‧‧‧內結合部

Claims (10)

  1. 一種異質材料結合結構，包含：一基材，具有一第一區、一與該第一區不共面的第二區，及至少二分別由該第一區往該第二區斜向延伸的通道，每一通道具有一連通於該第一區的頂端，及一遠離該頂端的底端，該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離；及一凸塊，連接於該基材的該第一區且進入該等通道並往該第二區延伸。
  2. 如請求項1所述的異質材料結合結構，其中，該等頂端之間的距離大於該等底端之間的距離。
  3. 如請求項2所述的異質材料結合結構，其中，該等通道彼此相互交叉。
  4. 如請求項3所述的異質材料結合結構，其中，該等通道的數量超過兩個且沿一直線方向間隔排列，兩相對的該等通道底端彼此相互交叉。
  5. 如請求項1所述的異質材料結合結構，其中，該凸塊包括一連接於該基材的該第一區的外結合部，及至少二由該外結合部分別往該等通道內延伸結合的內結合部。
  6. 如請求項1所述的異質材料結合結構，其中，該基材的熔點大於該凸塊的熔點。
  7. 如請求項1所述的異質材料結合結構，其中，該第一區具有實質上相互垂直的一第一面與一第二面，該等通道分別是位於該第一面與該第二面。
  8. 一種異質材料結合結構之製造方法，包含下列步驟：於一基材上形成至少二通道，各該通道分別由該基材的一第一區往該基材的一第二區斜向延伸，且各該通道分別具有一連通於該第一區的頂端，及一遠離該頂端的底端，該等頂端之間的距離相異於該等底端之間的距離；及於該基材上成型一凸塊，該凸塊連接於該基材的該第一區與該等通道。
  9. 如請求項8所述的異質材料結合結構之製造方法，其中，該等頂端之間的距離大於該等底端之間的距離。
  10. 如請求項8所述的異質材料結合結構之製造方法，其中，該凸塊包括一連接於該基材的該第一區的外結合部，及至少二由該外結合部分別往該等通道內延伸結合的內結合部。
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