TWI438082B - 不導電且具金屬質感的塑膠件 - Google Patents

Description

不導電且具金屬質感的塑膠件

本發明涉及塑膠件，具體地，涉及具有金屬質感且不導電能允許電磁波穿過的膜層的塑膠件及其製備方法。

當前各種塑膠，例如聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯，作為機構件的材質已經大量應用於各種電子產品中。然而由於塑膠的色調單一，不符合人們對於電子產品個性化的需求。因此出現了在塑膠表面形成金屬膜層以使塑膠件具有金屬質感的方式。由於金屬具有導電性，塑膠件也就具有了電磁遮罩功能，這在需要電磁遮罩功能的地方是一大優勢，然而在具有無線通訊功能的電子產品如筆記本電腦、移動電話、全球定位裝置、藍牙耳機中，電磁遮罩同樣會阻擋正常的訊號通訊。

非導電真空金屬化(Non-conductive vacuum metallization,NCVM)是一種起緣普通真空電鍍的新技術。在金屬薄膜在厚度低到一定程度時，由於膜層內各相的不連續性，其已表現為非金屬性而不導電。因此通過對金屬鍍膜厚度的精確控制可以得到不導電而具有金屬光澤的膜層。因此其非常適合應用於筆記本電腦、移動電話、全球定位裝置、藍牙耳機等電子產品中。

然而NCVM在實際應用中還存在諸多問題。第一、NCVM工藝複雜，難於控制；第二，由於非導電金屬膜層很薄必須配合其他塗層使 用，例如在鍍非導電金屬薄層之前採用高分子塗料進行底塗(Under Coat)以提高非導電金屬膜層的附著力。在非導電金屬膜完成之後還須進行中塗(Middle Coat，用於染色)及面塗(Top Coat，用作保護層)。而在底塗、中塗及面塗中均採用傳統的塗裝製程，既不環保，其所得到的膜層與非導電金屬膜層之間的結合力仍不理想。

有鑒於此，有必要提供一種新的具有能穿透電磁波的膜層塑膠件以取代傳統的非導電金屬膜層。

以下將以實施例說明一種具有能穿透電磁波的膜層塑膠件。

一種塑膠件，其包括聚合物基體，其中，該聚合物基體的表面依次形成有金屬質感膜及類金鋼石碳膜，該金屬質感膜選自氮化矽、碳化矽、碳化鈦及其混合物，該類金鋼石碳膜選自氫化非晶類金鋼石碳膜或氮化非晶類金鋼石碳膜，該類金剛石碳膜的厚度為5奈米到50奈米。

由於金屬質感膜與類金剛石碳膜均不導電，因此當該塑膠件用作具有無線通訊功能的電子產品的外殼時，其不影響無線傳輸，但同時其具有金屬的光澤，使人們對於電子產品外觀的選擇更加豐富。而且該金屬質感膜與類金鋼石碳膜均可採用磁控濺鍍的方式沉積，工藝成熟。

10、20、30‧‧‧塑膠件

11、21、31‧‧‧聚合物基體

12、22、32‧‧‧金屬質感膜

13、23、33‧‧‧類金剛石碳膜

24、34‧‧‧中間膜層

311‧‧‧電磁穿透區

312‧‧‧電磁遮罩區

35‧‧‧導電膜層

圖1是本技術方案第一實施例提供的塑膠件剖面示意圖。

圖2是本技術方案第二實施例提供的塑膠件剖面示意圖。

圖3是本技術方案第三實施例提供的塑膠件剖面示意圖。

下面將結合附圖及實施例，對本技術方案提供的塑膠件及其製備方法任進一步詳細說明。

參閱圖1，第一實施例提供的塑膠件10包括聚合物基體11及依次形成在聚合物基體上的金屬質感膜12與類金剛石碳膜13。聚合物基體可選自聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酯(PP)、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、PC+ABS混合物。金屬質感膜12選自氮化矽、碳化矽、碳化鈦及其混合物，其厚度為50奈米到1000奈米。類金鋼石碳膜13選自氫化非晶類金鋼石碳膜或氮化非晶類金鋼石碳膜，其厚度為5奈米到50奈米。其中金屬質感膜12具有金屬光澤，而類金鋼石碳膜13為透明膜層，其具有良好的抗腐蝕能力及耐磨性能。

對於非晶碳膜來說，其微觀結構介於石墨(碳原子SP2雜化，具有大量自由電子，因此具有良好的導電性)與金剛石(SP3雜化，碳原子完全成鍵，不導電)之間。因此在宏觀上非晶碳膜也具有一定的導電性，然而在本實施例中，類金剛石碳膜13的厚度小於50奈米，由於微觀結構中的相不連續性，其呈不導電性。當然如果類金剛石碳膜13的厚度小於5奈米，其抗腐蝕能力及耐磨性能已經無法滿足作為保護膜層的需求。由於金屬質感膜12與類金剛石碳膜13均不導電，因此當塑膠件10用作具有無線通訊功能的電子產品的外殼時，其不影響無線傳輸，但同時其具有金屬的光澤，使人們對於電子產品外觀的選擇更加豐富。而且該金屬質感膜與類金鋼石碳膜均可採用磁控濺鍍的方式沉積，工藝成熟。

金屬質感膜12與類金剛石碳膜13具可採用磁控濺鍍的方式沉積於聚合物基體11上。對於氮化矽膜層，可採用矽單晶片為靶材，在真空濺鍍腔的氬氣氛中引於氮氣分壓；對於碳化矽膜層與碳化鈦膜層，可直接採用相同材質的靶材，或者採用鑲嵌式靶材，例如將將碳嵌在鈦靶材中；對於類金剛石碳膜13，可採用碳作為靶材，在氬氣氛中引入氫氣或者氮氣分壓，即可相相應得到氫化非晶類金鋼石碳膜或氮化非晶類金鋼石碳膜。

參閱圖2，第二實施例提供的塑膠件20與塑膠件10相似，同樣具有聚合物基體21、金屬質感膜22、及類金剛石碳膜23，其不同之處在於在金屬質感膜22與聚合物基體21之間還形成有中間膜層24。中間膜層24選自氮化鉻、碳化鉻、或二氧化鉻，其厚度為20埃到100埃(2到10奈米)。一般來說，氮化鉻、碳化鉻屬於導電性薄膜，然而與非導電金屬薄膜相似，當其厚度小於50奈米時，由於微觀相不連續性，其已經變成不導電的薄膜。本實施例中，中間膜層24用於提升金屬質感膜22與聚合物基體21之間的結合力。由於一般模具製造的塑膠件表面比較粗糙，其粗糙度在幾個奈米或更高的水準，為充分達到中間層的作用，其厚度應大於2奈米。而為降低中間膜層24的製造成本，其厚度通常小於10奈米。

濺鍍氮化鉻、碳化鉻或二氧化鉻時可直接採用氮化鉻、碳化鉻或二氧化鉻作為靶材。對於氮化鉻還可採用鉻為靶材，在濺鍍腔中引入氮分壓；對於碳化鉻可採用鉻與碳的混合靶材；對於二氧化鉻，還可採用鉻為靶材，在濺鍍腔中引入氧分壓。

參閱圖3，第三實施例提供的塑膠件30包括聚合物基體31。聚合物基體31具有電磁穿透區311及電磁遮罩區312。其中在電磁穿透 區311的表面依次形成有中間膜層34、及金屬質感膜32，在電磁遮罩區312的表面形成有導電膜層35。導電膜層35可選自鉻或鋁，其可採用蒸鍍法或濺鍍法沉積於電磁遮罩區312的表面。可以理解，導電膜層35還可為其他導電性金屬材料。導電膜層35的厚度與中間膜層34及金屬質感膜32厚度之和相等，亦即導電膜層35與金屬質感膜的外表面位於同一平面內，因此塑膠件外觀上呈連續的金屬光澤。類金剛石碳膜33覆蓋於導電膜層35及金屬質感膜32的表面。塑膠件30中，電磁穿透區311形成的膜層不導電，因此不妨礙正常的無線通訊，而電磁遮罩區312形成的導電膜層具有電磁遮罩效應可防止外界電磁場對位於塑膠件下的電子元件的電磁幹擾。

在製備塑膠件30時，導電膜層35與金屬質感膜可先後形成。例如先在電磁遮罩區312貼上保護層，接下來按照與塑膠件10相同的製程在電磁穿透區311表面形成中間膜層34與金屬質感膜32。接下來揭掉電磁遮罩區312的保護層，在金屬質感膜32表面貼保護層，於電磁遮罩區312表面沉積導電膜層35。最後於導電膜層35與金屬質感膜32表面沉積類金剛石碳膜33。

可以理解的是，對於本領域的普通技術人員來說，可以根據本發明的技術構思做出其他各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬於本發明申請專利範圍第的保護範圍。

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，自不能以此限制本案之申請專利範圍。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。

10‧‧‧塑膠件

11‧‧‧聚合物基體

12‧‧‧金屬質感膜

13‧‧‧類金剛石碳膜

Claims (6)

1. 一種塑膠件，其包括聚合物基體，其中，該聚合物基體包括電磁穿透區及電磁遮罩區，該電磁遮罩區形成有導電膜層，該聚合物基體的表面依次形成有金屬質感膜及類金鋼石碳膜，該金屬質感膜形成於該電磁穿透區內，該金屬質感膜為氮化矽、碳化矽、碳化鈦、及其任意混合物中的一種，該類金鋼石碳膜為氫化非晶類金鋼石碳膜或氮化非晶類金鋼石碳膜，該類金剛石碳膜的厚度為5奈米到50奈米。
2. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠件，其中，該聚合物基體與該金屬質感膜之間還形成有中間膜層，用於提升該金屬質感膜與該聚合物基體之間的結合力，該中間膜層為氮化鉻、碳化鉻或二氧化鉻。
3. 如申請專利範圍第2項所述之塑膠件，其中，該中間膜層為厚度為20埃到100埃。
4. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠件，其中，該金屬質感膜的厚度為50奈米到1000奈米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠件，其中，該導電膜層為鉻或鋁。
6. 如申請專利範圍第1項所述之塑膠件，其中，該導電膜層的厚度與該金屬質感膜的厚度相同，該類金鋼石碳膜覆蓋該金屬質感膜與該導電膜層。