TWI410390B - 插入玻璃或無機材料之嵌入模塑法 - Google Patents

插入玻璃或無機材料之嵌入模塑法 Download PDF

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Description

插入玻璃或無機材料之嵌入模塑法
本發明涉及到一種"嵌入模塑"(insert molding)領域，尤其是具顯示模組之行動電話的玻璃嵌入模塑，和其他類型的無機材料嵌入模塑的設計，特別是在模塑製程中使用熱活化膠粘劑之嵌入模塑法。
例如行動電話和無線電話之電子設備顯示模組目前使用傳統鏡片組裝法，包含多步驟的過程，例如須用不同的機器於生產鏡片，以及在第二製程中使用常見的鏡片組裝法將鏡片組裝於外殼中，如採取典型的雙面膠，熱膠，液態膠粘合。高分子材料通常用於組裝。這種方法既昂貴，且整組裝配起來趨於龐大。
因此，有必要設法以更簡單的鏡片材料簡化裝配製程，以降低裝配製程的成本。
本發明的目的是解決一個或多個前述的問題。本發明提供一種玻璃嵌入模塑的外殼單元之製程，簡化裝配過程，並降低裝配成本。本發明還提供一種使用熱活化膠粘劑及無機材料以生產嵌入模塑部件，其為可工業化之獨特改善。
本發明提供一種玻璃鏡片和呈玻璃鏡片形狀的前殼單元。玻璃鏡片插入前殼單元中。在玻璃鏡片對準前殼單元之方式下，將玻璃鏡片置於前殼單元內。在玻璃嵌入模塑製程中，熔融樹脂注入玻璃鏡片和前殼單元所形成的空間。熔化的樹脂流入玻璃鏡片的周圍，而形成玻璃嵌入模塑部件。一旦樹脂硬化，前殼單元包覆玻璃鏡片，使玻璃鏡片永遠嵌入前殼單元中。
本發明還提供一種"粘着促進劑"(adhesive promoter)。玻璃嵌入模塑之前，在玻璃鏡片上塗用該粘着促進劑。在玻璃嵌入模塑製程中，熔融樹脂有一個附加的目的就是要使粘着促進劑活化和液化，而產生熱能和壓力。
本發明還提供一種"熱粘劑"(thermobond adhesive，以下略為TBA)。於玻璃嵌入模塑前，塗用該熱粘劑於玻璃鏡片。在玻璃嵌入模塑過程中，熔融樹脂有一個附加的目的就是要使熱粘劑活化和液化，而產生熱能和壓力。。
本發明還提供無機材料和"前殼單元"(front housing unit)。將無機材料插入前殼單元，並在無機材料對準前殼單元之方式下，將無機材料置於前殼單元內。本發明亦提供種熱粘劑。該種熱粘劑首次應用到無機材料上。塗用熱粘劑後，下一步驟是嵌入模塑 製程。將熔融樹脂注入無機材料和前殼單元所形成的空間。熔融樹脂流經無機材料的周遭，激活和液化該塗於無機材料上的熱粘劑；於是形成嵌入模塑件。當嵌入模塑件彈出和冷卻，熱粘劑就永遠地將無機材料和熔融樹脂粘合。無機材料可為陶瓷、金屬、織物及塑料等。
本發明之具體內涵是顯示在附圖中(第1-8圖)，但這些附圖是不能被理解為限制本發明方法應用的範圍。
本發明可望達到大大降低外殼單元厚度之預期目的。要做到這一點，須用玻璃代替高分子材料。玻璃比目前市場普通使用中的鏡片更好。這是因為玻璃同時提供硬度，剛性和最薄的結構。玻璃從來未使用過，因為如果玻璃本身單獨使用，往往會發生破損。然而，在本發明中玻璃是經過一些化學強化處理，以增加玻璃強度。
此外，玻璃比傳統鏡片材料如高分子材料具有較好的力學性能。再者，玻璃充當外殼單元內的框架，它提供設計者能使具手機和無線電話顯示器之電子設備更薄的機會。
本發明的目的是採用注塑成型直接將玻璃嵌入外殼材料中。旨在徹底解決傳統鏡片裝配過程所帶來的防塵問題。此外，玻璃嵌入模塑製程有助於簡化鏡片組裝過程。以及整個裝配體積往往沒有市場所看到的那麼龐大。
此外，玻璃價格低廉，整體生產成本變得非常便宜。再者，玻璃耐劃傷性佳且往往相當少磨損或撕裂。
第1圖顯示生產流程圖，原始玻璃經過一系列的八個步驟101-108以生產玻璃模塑外殼單元。在第一至第五步驟101-105之玻璃鏡片前處理階段中，玻璃坯塊進行切割和拋光製程101，包含藉由具“電腦控制切割"(CNC)性能的仿型機床切割，並在拋光機拋光之前，先使用倒角機將玻璃邊緣或角落切除，最後獲得玻璃鏡片。
此後，玻璃鏡片是在102硬化步驟中，於爐中以化學試劑做化學處理。這是因為化學硬化過程是一種玻璃鏡片的強化製程。經過這一過程後，使用超聲波線清洗該強化玻璃鏡片。
在第三步驟103，硬化玻璃鏡片都經過層壓機貼合"防爆"(AS)薄膜而得層合著薄膜之硬化玻璃鏡片。手動去除硬化玻璃鏡片層合板中之泡沫。
在第四步驟104中，將硬化玻璃鏡片用油墨印刷，固化並"真空金屬化鍍膜"(VM)。這一步驟的目的是裝飾性表面處理玻璃鏡片。
在外殼部件已模塑後，往往採用當前的工業常用的大多數之粘着促進劑/熱粘劑TBA。藉由粘着促進劑/熱粘劑TBA，將模塑部件裝到玻璃鏡片或無機材料，如金屬，陶瓷等。玻璃鏡片或無機材料被加熱，然後粘着促進劑/熱粘劑TBA在加熱的玻璃鏡片或加熱的無機材料上熔融和液化。
此後，藉由壓力及加熱使模塑部件結合到玻璃鏡片或無機物質。冷卻後，模塑部件和玻璃透鏡或無機材料之間建立粘合力。這是可用和已用於當前工業界之製程。
在本第五步驟105中，使第四步驟104所得硬化玻璃鏡片通過模版印刷機印刷油墨。此後，硬化玻璃鏡片經歷膠粘劑混合物之"被覆模塑"(overmold：以軟性塑料包覆在硬性塑料之上的成型 法)及膠粘劑印刷。粘着促進劑在本發明中作為熱活化膠粘劑是很獨特的。這是因為熱活化膠粘劑從來沒有在模塑製程被激活。它通常是通過回流爐或和模塑部件一起熱壓成型才激活的。
在這一步驟，熱活化膠粘劑-又稱粘着促進劑/熱粘劑TBA是在玻璃嵌入模塑步驟106之前，先塗於硬化玻璃鏡片上。
塗用粘着促進劑/熱粘劑TBA於玻璃鏡片或任何其他無機非金屬材料上是特別重要的，因為在目前的產業上從來沒有事先或在嵌入模塑時塗用粘着促進劑/熱粘劑TBA。
第六步驟106係玻璃插入外殼單元之模塑階段，包含硬化玻璃鏡片用工具修整，其中將玻璃鏡片放入前殼單元。在玻璃鏡片對準前殼單元之方式下，將玻璃鏡片是放在前殼單元內。
在注塑法中的第六步驟106中，熔融樹脂注入玻璃鏡片和前殼單元所形成的空間。熔化的樹脂流經玻璃鏡片周圍，而形成玻璃的外殼單元。熔融樹脂使在本第五步驟已塗用在玻璃鏡片的粘着促進劑/熱粘劑TBA激活和液化。這一過程的粘着促進劑/熱粘劑TBA的激活和液化提供一個更加可靠和堅固的玻璃鏡片。如此產生嵌入模塑所需要之熱量和壓力。所得產品是一種玻璃嵌入 模塑部件。當玻璃嵌入模塑件彈出和冷卻時，粘着促進劑/熱粘劑TBA之化學機構建立玻璃鏡片和熔融樹脂之間的粘着力。此後，玻璃嵌入模塑部件經過冷卻或乾燥或結晶而硬化或固化。在此之後，進行粘合試驗以確保玻璃鏡片在前殼單元內的硬化、封裝和永久粘合。
在外殼裝飾性表面處理步驟107中，玻璃嵌入模塑件經歷遮罩處理，它是一種在整個玻璃的襯罩塗佈，通過遮罩的掩蔽，當設計師組裝行動電話和其他類型的電話時，可防止電子元件/顯示器被看見。此後，遮蔽之玻璃嵌入模塑件經過裝飾性表面處理製程，包含在噴漆線室對嵌入模塑件噴漆。
在觸控面板製造步驟108中，將觸控感應器粘合於"軟性印刷電路板"(F-PCB)薄膜。此後，觸控感應器和F-PCB薄膜粘合部件和液體"光學透明膠"(OCA)或"液晶顯示器"(LCD)，並和玻璃嵌入模塑件層合，以生產最後組裝之玻璃嵌入模塑外殼單元。
第2圖是構成最後的玻璃嵌入模塑外殼單元的個別部件之分解圖。它顯示遮罩1、前殼單元2、膠粘劑/油墨3，玻璃鏡片4，觸控感應膜5，F-PCB膜6和LCD層合膜7。
第3圖顯示將玻璃鏡片4嵌入模塑於外殼單元前之處理。玻璃鏡片經過切割和拋光、和"防爆膜"(AS)層合、再經印刷或"非導電性真空金屬化鍍膜"(NCVM)和用油墨或膠帶印刷等裝飾性表面處理。
在第4圖中，藉由熔融樹脂將前殼單元2模塑於處理後的玻璃鏡片4周圍，而生產玻璃嵌入模塑外殼單元10。在玻璃鏡片4套入前殼單元2之前，先塗佈粘着促進劑於玻璃鏡片4上。粘着促進劑將提供玻璃鏡片4和前殼單元2之間更可靠的粘合。
在第5圖中，玻璃嵌入模塑外殼單元10經歷遮罩處理，然後塗佈/上漆，使得其後加裝之電子/顯示器看不見。
在第6圖中，貼合F-PCB膜6和觸控感應膜5。這兩薄膜是藉由光學透明膠粘劑、凝膠或液態膠粘結在一起。這項粘合是需要光學透明度和機械結合強度。
在第7圖層合製程中，將F-PCB/觸控感應膜14、玻璃嵌入模塑件10和液晶顯示器LCD7層合。使用光學透明膠粘劑，凝膠或液態膠進行層合。先將F-PCB/觸控感應膜14和玻璃嵌件模塑件10層合，然後將所得產物再與液晶顯示器LCD 7層合。
在第8圖中，提供一種生產流程圖，其中無機材料經過一系列的五個步驟201-205，而得嵌入模塑部件。在第一步驟201中，無機材料經過印刷用油墨印刷，塗料固化及鍍膜(VM)。這一步驟的目的是裝飾性表面處理無機材料。無機材料類型可以是陶瓷、金屬、織物、塑料及鎂等
在下一步驟202中，無機材料以模版印刷機印刷油墨。此後，無機材料經歷被覆模塑製程，以膠粘劑混合物及膠粘劑印刷被覆。就像在第1圖中，熱活化膠粘劑-也被稱為粘着促進劑/熱粘劑TBA之採用顯得獨特，因為在本發明中所用的熱活化膠粘劑從來沒有在模塑製程中被激活。像在第1中第五步驟105一樣，在第二個步驟202之粘着促進劑/TBA是在嵌件入模塑製程203之前，先塗於無機材料上。
在第8圖第三個步驟嵌入模塑製程203中，將第二個步驟202所得的無機材料經歷模具修整製程而放入前殼單元，在無機材料對準前殼單元之方式下，將無機材料是放在前殼單元內。在注塑製程步驟中，將熔融樹脂注入無機材料和前殼單元之間所形成的空間。熔融樹脂流入無機材料的周圍，並使在第二個步驟中已經塗佈到無機非金屬材料上的粘着促進劑/TBA激活和液化。這提供 一個更加可靠和堅固的無機材料。這個過程還產生製程所需要的熱量和壓力。經過這個階段後，進行結合試驗以確保無機材料固化，封裝和永久粘合於前殼單元內。所獲得的產品為嵌入模塑部件。當嵌入模塑部件跳出和冷卻，粘着促進劑/TBA的化學機構建立無機材料和熔融樹脂之間的粘合。此後，嵌入模塑部件經過冷卻或乾燥或結晶等固化過程而堅硬或固化。
在第四步驟204之外殼表面裝飾中，嵌入模塑部件經歷遮罩處理，它是在整個嵌入模塑部件做掩蔽塗層。此後，掩蔽之嵌入模塑部件經過裝飾性表面處理製程，包含在噴漆線室噴漆。在第五步驟205的觸控面板生產階段中，觸控感應器是粘合於軟性印刷電路板(F-PCB)薄膜上。此後，觸控感應器和F-PCB膜之粘合層和液態光學透明膠(OCA)或液晶顯示器(LCD)層合，並與嵌入模塑部件組裝而得最後的嵌入模塑部件外殼單元。
對此領域之熟習技藝者將能對本發明具體內涵做各種變化及修改。可以理解的是本發明範圍包括所有這些變化和修改。因此，無論從哪方面來看，本發明具體內涵/實施例只做說明之用，而非限制本發明的範圍。
1‧‧‧遮罩
2‧‧‧前殼單元
3‧‧‧膠粘劑/油墨4
4‧‧‧玻璃鏡片
5‧‧‧觸控感應膜
6‧‧‧F-PCB膜
7‧‧‧LCD層合膜/LCD(液晶顯示器)
10‧‧‧外殼單元/玻璃嵌入模塑件
14‧‧‧軟性印刷電路板-觸控感應膜
第1圖顯示本發明的製造過程流程圖。
第2圖顯示製作本發明玻璃嵌入模塑外殼單元的部件分解圖。
第3圖顯示本發明玻璃鏡片前處理的透視圖。
第4圖顯示本發明玻璃嵌入模塑製程的透視圖。
第5圖顯示本發明外殼裝飾性表面處理製程的透視圖。
第6圖顯示本發明觸控面板粘合製程的透視圖。
第7圖顯示本發明層合製程的透視圖。
第8圖顯示本發明無機材料嵌入模塑製程流程圖。

Claims (12)

  1. 一種生產嵌入模塑部件的製程，包括下列步驟：提供玻璃鏡片；提供前殼單元；提供熱粘劑；將熱粘劑塗用到玻璃鏡片；將玻璃鏡片嵌入前殼單元，在玻璃鏡片對準前殼單元之方式下使玻璃鏡片置於前殼單元內；在嵌入模塑製程中，將熔融樹脂注入玻璃鏡片和前殼單元所形成的空間；其中熔融樹脂流入玻璃鏡片的周圍，熔融樹脂使塗於玻璃鏡片上熱粘劑激活和液化，而形成嵌入模塑部件，而當嵌入模塑部件跳出和冷卻，熱粘劑永久粘合玻璃鏡片和熔融樹脂。
  2. 一種依據申請專利範圍第1項製程所製之嵌入模塑部件。
  3. 一種生產玻璃嵌入模塑外殼單元的製程，包括下列步驟：提供玻璃鏡片；提供玻璃鏡片形狀的前殼單元；將粘着促進劑塗用於玻璃鏡片上；在前殼單元中插入玻璃鏡片，在玻璃鏡片對準前殼單元之方式下，使玻璃鏡片置於前殼單元內； 在嵌入模塑製程中，將熔融樹脂注入玻璃鏡片和前殼單元所形成的空間；以及其中熔融樹脂流入玻璃鏡片的周圍，而形成具玻璃鏡片嵌入之外殼單元，而當樹脂冷卻，前殼單元包覆著玻璃鏡片，玻璃鏡片永久粘合於前殼單元內。
  4. 依據申請專利範圍第3項之製程，其中熔融樹脂使粘着促進劑激活和液化，而產生熱能和壓力。
  5. 一種生產玻璃嵌入模塑外殼單元的製程，包括下列步驟：提供玻璃鏡片；提供玻璃鏡片形狀的前殼單元；將熱粘劑塗用於玻璃鏡片；在前殼單元中插入玻璃鏡片，在玻璃鏡片對準前殼單元之方式下，使玻璃鏡片置於前殼單元內；在嵌入模塑製程中，將熔融樹脂注入玻璃鏡片和前殼單元所形成的空間；以及其中熔融樹脂流入玻璃鏡片的周圍，而形成具玻璃鏡片嵌入之外殼單元，而當樹脂冷卻，前殼單元包覆著玻璃鏡片，玻璃鏡片永久粘合於前殼單元內。
  6. 依據申請專利範圍第5項之製程，其中熔融樹脂使熱粘劑激活和液化，而產生熱能和壓力。
  7. 一種依據申請專利範圍第3或5項製程所得的玻璃嵌入模塑外殼單元。
  8. 一種生產嵌入模塑部件的製程，包括下列步驟：提供無機材料；提供前殼單元；提供熱粘劑；將熱粘劑塗於無機材料上；將無機材料插入到前殼單元，在無機材料對準前殼單元之方式下，使無機材料置於前殼單元內；在嵌入模塑製程中，將熔融樹脂注入無機材料和前殼單元所形成的空間；其中熔融樹脂流入無機材料的周圍，熔融樹脂使塗於玻璃鏡片上熱粘劑激活和液化，而形成嵌入模塑部件，而當嵌入模塑部件跳出和冷卻，熱粘劑永久粘合無機材料和熔融樹脂。
  9. 依據申請專利範圍第8項之製程，其中無機材料是陶瓷。
  10. 依據申請專利範圍第8項之製程，其中無機材料是金屬。
  11. 依據申請專利範圍第8項之製程，其中無機材料是織物。
  12. 一種依據申請專利範圍第8項製程所得的嵌入模塑部件。
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