TWI535348B - 金屬圖案結構的製造方法及此金屬圖案結構 - Google Patents

Description

金屬圖案結構的製造方法及此金屬圖案結構

本發明是有關於一種製造方法，特別是指一種金屬圖案結構的製造方法及此金屬圖案結構。

現今各種金屬產品上，為了可以凸顯例如廠商圖案(logo)或其他圖案部分，各家廠商無不追求該圖案在金屬製品上高光澤的效果，例如：鏡面、高反光等效果。

傳統的作法是將整塊金屬的表面進行鏡面拋光，拋光之後的金屬表面雖然具有高光澤，但由於金屬的活性高，經過一段時間，其表面易氧化而布滿各種氧化產物，故，通常在鏡面拋光完後，還會再進行陽極處理，以避免表面進一步氧化。

但是經陽極處理後的金屬表面，其光澤度亦會明顯降低許多，因此，如何找出一種可以避免金屬表面氧化，又可以兼顧高光澤而辨識率高的金屬圖案製造方式，顯得極為重要。

在美國專利第US 8663806B2號中揭露一種在 基材上使用物理氣相沉積材料當標記層的技術。習知技術中，於基材的標記區域直接利用物理氣相沉積工藝形成一標記層，此標記層會因膜厚增加伴隨殘餘應力增加而導致標記層產生形變。因此前案公開的方法主要是在基材須標誌區域先沉積一中間層，而後再利用物理氣相沉積工藝沉積一標記層，藉由此中間層的存在，來減緩利用物理氣相沉積工藝相對於基材所造成應力的影響。

經由上述說明可知，尋求不同的解決方法以提升標記層在後端的產品應用，是此技術領域的相關技術人員所待突破的難題。

因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可以避免金屬基材表面氧化又能具有高光澤圖案的金屬圖案結構的製造方法。

因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種具有高光澤及高辨識度圖案的金屬圖案結構。

於是，本發明金屬圖案結構的製造方法在一些實施態樣中，是包含以下步驟：提供一金屬基材，該金屬基材具有一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；利用陽極處理在該金屬基材之表面形成一第一保護層；以物理氣相沈積方式在該第一保護層上形成一金屬沉積層； 在該金屬沉積層上對應該圖案區域處形成一遮蓋層；將該表面之非圖案區域上的該金屬沉積層及該第一保護層去除；去除該遮蓋層。

於是，本發明金屬圖案結構在一些實施態樣中，是包含：一金屬基材、一第一保護層及一金屬沉積層。該金屬基材包括一區分為一圖案區域，及一非圖案區域的表面。該第一保護層藉由陽極處理，形成於該表面之圖案區域。該金屬沉積層透過物理氣相沉積方式，形成於該第一保護層上。

於是，本發明金屬圖案結構的製造方法在一些實施態樣中，是包含以下步驟：提供一金屬基材，該金屬基材具有一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；於該金屬基材的該表面以陽極處理形成一保護層；於該保護層表面以物理沉積方式形成一金屬沉積層；移除該非圖案區域內的該保護層及金屬沉積層且保留該圖案區域內的該保護層及金屬沉積層。

本發明之功效在於：藉由陽極處理在金屬基材上形成第一保護層，可以增加金屬基材的耐腐蝕性、硬度及耐磨性，再於第一保護層上形成金屬沉積層，能形成 具有金屬光澤的圖案，增加美觀。進一步地，藉由在金屬基材的非圖案區域形成第二保護層，不僅能避免金屬基材表面進一步氧化，且與金屬沉積層所形成的具有金屬光澤的圖案產生明顯的對比，使圖案更為顯眼而具有高辨識度。

1‧‧‧金屬基材

100‧‧‧金屬圖案結構

11‧‧‧表面

111‧‧‧平滑表面

112‧‧‧非平滑表面

12‧‧‧圖案區域

13‧‧‧非圖案區域

2‧‧‧第一保護層

3‧‧‧金屬沉積層

4‧‧‧感光材料層

4’‧‧‧遮蓋層

5‧‧‧第二保護層

S01~S06‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現，其中：圖1是一流程圖，說明本發明金屬圖案結構的製造方法之一實施例的步驟；圖2至圖10是說明該實施例的製作流程之示意圖；及圖11是一示意圖，說明該實施例之製品的表面圖案。

參閱圖1，本發明金屬圖案結構的製造方法的一實施例，包含以下主要步驟：步驟S01，提供一金屬基材，該金屬基材具有一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；步驟S02，利用陽極處理在該金屬基材之表面形成一第一保護層；步驟S03，以物理氣相沈積方式在該第一保護層上形成一金屬沉積層；步驟S04，在該金屬沉積層上對應該圖案區域處形成一遮蓋層； 步驟S05，將該表面之非圖案區域上的該金屬沉積層及該第一保護層去除；及步驟S06，去除該遮蓋層。

以下搭配其他圖式，詳細說明實施步驟。

參閱圖2，步驟S01是提供一金屬基材1，金屬基材1具有一區分為一圖案區域12及一非圖案區域13的表面11。在本實施例中，金屬基材1的材質為鋁或鋁合金，且其表面11(包含圖案區域12及非圖案區域13)經過拋光處理，使金屬基材1的表面11為一平整表面。但金屬基材1亦可以為其他可以進行陽極處理的金屬材質，並不以本實施例為限。

參閱圖3，步驟S02是利用陽極處理在金屬基材1之表面11形成一第一保護層2。第一保護層2即為構成金屬基材1之金屬氧化物層，由於本實施例之金屬基材1的材質為鋁或鋁合金，所以第一保護層2為氧化鋁層。第一保護層2的厚度可介於5μm至15μm，在本實施例約為10μm。通常金屬氧化物的耐腐蝕性、硬度及耐磨性會比其純金屬態或合金態較佳，例如鋁合金的硬度為60-70HB(維氏硬度)，而氧化鋁的硬度為130-150HB(維氏硬度)，因此第一保護層2相較於金屬基材1可以增加耐腐蝕性、硬度及耐磨性。進一步地，在本實施例還對第一保護層2進行封孔處理，並於封孔處理後再對表面進行拋光處理，使第一保護層2的表面平整。

參閱圖4，步驟S03是以物理氣相沈積方式在 第一保護層2上形成一金屬沉積層3。在本實施例中，金屬沉積層3是利用濺鍍方式所製成，其亦可用蒸鍍等其他物理氣相沈積方式製作，並不以本實施例所揭露濺鍍的為限。而且金屬沉積層3也可以形成多層膜結構，不以單層膜結構為限，其材質可選自鉻、鈦、錫、氮化鉻、鋯及此等材質組成的群組，本實施例金屬沉積層3之具體材質為鉻。再者，金屬沉積層3的厚度可介於1μm至1.5μm。

參閱圖5與圖6，步驟S04是在該金屬沉積層3上對應該圖案區域12處形成一遮蓋層4’。在本實施例中，遮蓋層4’以感光材料塗布於該金屬沉積層3再利用曝光顯影製程所形成。詳細而言，如圖5所示，先在金屬沉積層3表面塗布感光材料形成一感光材料層4，感光材料可為感光油墨、光阻等，在本實施例使用感光油墨，再以UV光線照射該感光材料層4對應圖案區域12的部分，使受照射的區域固化，亦即，使感光材料層4對應位於該圖案區域12上方的區域固化而附著於該金屬沉積層3。如圖6所示，接著去除該感光材料層4未固化的部分而形成該遮蓋層4’，且該金屬沉積層3未被遮蓋層4’覆蓋的區域即對應金屬基材1表面11的非圖案區域13。去除未固化的感光油墨可以使用鹼性藥水，例如碳酸鈉。進一步地，可再以UV光線照射遮蓋層4’，以加強感光油墨的固化。

參閱圖7，步驟S05是將金屬基材1的表面11之非圖案區域13上的該金屬沉積層3及該第一保護層2 去除，將金屬基材1的表面11之非圖案區域13裸露出來。本實施例中是以剝膜方式去除金屬沉積層3後，再以蝕刻方式去除對應的第一保護層2。較佳地，剝膜方式是以具有氟化氫氨化學介質的液體去除金屬沉積層3，並以具有氫氧化鈉(NaOH)化學介質的鹼性藥水去除對應的第一保護層2。

然，各種材料的材料特性不同，故剝膜液與蝕刻液中的化學介質須依據不同金屬沉積層3與第一保護層2的材料而定，非以本實施例所揭露的氟化氫氨與氫氧化鈉(NaOH)為限。此外，本步驟也可利用雷射蝕刻技術，同樣能達到金屬沉積層3及第一保護層2去除的功效，並不以本實施例所揭露的此種去除方式為限。

參閱圖8與圖9，在進行去除該遮蓋層4’的步驟之前，本實施例還進一步包含在金屬基材1的非圖案區域13進行非平滑化之表面處理及形成第二保護層5的步驟，但此等步驟亦可視需求而省略。詳細而言，如圖8所示，是針對表面11的非圖案區域13以紋理化技術進行非平滑化之表面處理，在本實施例中具體是利用噴砂方式處理，但亦可用其他紋理化技術實施。非圖案區域13經過噴砂處理後，會成為非平滑表面112，而與圖案區域12之平滑表面111有所區別。如圖9所示，再以陽極處理在該表面11之非圖案區域13形成第二保護層5，亦即，在非平滑表面112形成第二保護層5。並可進一步實施封孔及著色處理，藉此使第二保護層5可具有色彩。因此，第 二保護層5除了可增加耐腐蝕性、硬度及耐磨性而具有保護作用外，還具有外觀裝飾的效果。同樣地，第二保護層5的厚度可介於5μm至15μm，在本實施例約為10μm。

參閱圖10及圖11，步驟S06是去除覆蓋於金屬沉積層3上的遮蓋層4’(如圖9)，以露出金屬沉積層3而形成具有金屬光澤的圖案，即完成金屬圖案結構100的製作。如圖11所示，本實施例製作的金屬沉積層3所形成的圖案為環形圖案。藉由金屬沉積層3表面呈現的金屬光澤能夠與第二保護層5表面呈現的非平滑表面產生明顯對比，可以使金屬圖案更為顯眼，藉此可具有高辨識度。

換言之，本實施例製成之金屬圖案結構100即包含金屬基材1、第一保護層2、金屬沉積層3及第二保護層5，其中第一保護層2及第二保護層5分別形成在金屬基材1的表面11的圖案區域12及非圖案區域13，且金屬沉積層3形成在第一保護層2上對應預設的圖案區域12而呈現圖案。

又，圖案區域12的第一保護層2表面為一平滑表面，此平滑表面可使相對應的金屬沉積層3具有一平滑表面，進而使金屬沉積層3具有高亮度的金屬光澤。這是由於當光照射到光亮而平滑的不透明表面時，平滑表面所產生的是有規則的反射且方向一致的鏡面反射(單向反射)。因此在本實施例中，當光照射金屬沉積層3時會產生高亮度的金屬光澤。在本實施例中，第一保護層2表面的平 均粗度(Ra)是介於0.01μm至0.05μm間。

本實施例可應用在例如手機的電子產品之機殼表面圖案的製作，以形成可包含文字及/或圖樣的圖案，而用於商標標示或裝飾。

綜上所述，藉由陽極處理在金屬基材1上形成第一保護層2，再於第一保護層2上形成金屬沉積層3，能形成具有金屬光澤的圖案，增加美觀。進一步地，藉由在金屬基材1的非圖案區域13形成第二保護層5，不僅能避免金屬基材1表面11進一步氧化，且與金屬沉積層3所形成的具有金屬光澤的圖案產生明顯的對比，使圖案更為顯眼而具有高辨識度，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，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。

1‧‧‧金屬基材

100‧‧‧金屬圖案結構

11‧‧‧表面

111‧‧‧平滑表面

112‧‧‧非平滑表面

12‧‧‧圖案區域

13‧‧‧非圖案區域

2‧‧‧第一保護層

3‧‧‧金屬沉積層

5‧‧‧第二保護層

Claims (14)

1. 一種金屬圖案結構的製造方法，包含以下步驟：提供一金屬基材，該金屬基材具有一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；利用陽極處理在該金屬基材之表面形成一第一保護層；以物理氣相沈積方式在該第一保護層上形成一金屬沉積層；在該金屬沉積層上對應該圖案區域處形成一遮蓋層；將該表面之非圖案區域上的該金屬沉積層及該第一保護層去除；及去除該遮蓋層。
2. 如請求項1所述金屬圖案結構的製造方法，其中，在形成該第一保護層之前，還包含將該金屬基材之表面進行拋光處理的步驟。
3. 如請求項2所述金屬圖案結構的製造方法，其中，在形成該金屬沉積層之前，還包含針對該第一保護層之表面進行拋光處理的步驟。
4. 如請求項3所述金屬圖案結構的製造方法，其中，該遮蓋層是以感光材料塗布於該金屬沉積層再利用曝光顯影製程所形成。
5. 如請求項1所述金屬圖案結構的製造方法，其中，在去除該遮蓋層之步驟前，還包含一對該非圖案區域的非平 滑化表面處理步驟。
6. 如請求項5所述金屬圖案結構的製造方法，其中，該非平滑化表面處理是藉由噴砂技術執行。
7. 如請求項5或6中任一項所述金屬圖案結構的製造方法，其中，在該非平滑化表面處理步驟結束之後，還包含利用陽極處理在該表面之非圖案區域形成一第二保護層的步驟。
8. 如請求項1所述金屬圖案結構的製造方法，其中，在該金屬沉積層及該第一保護層去除步驟之後，還包含利用陽極處理在該表面之非圖案區域形成一第二保護層的步驟。
9. 一種金屬圖案結構，包含：一金屬基材，包括一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；一第一保護層，藉由陽極處理形成於該表面之圖案區域；及一金屬沉積層，透過物理氣相沉積方式形成於該第一保護層上。
10. 如請求項9所述金屬圖案結構，還包含一第二保護層，該第二保護層是藉由陽極處理形成於該表面之非圖案區域。
11. 如請求項9所述金屬圖案結構，其中，該表面之圖案區域為平滑表面，該表面之非圖案區域為非平滑表面。
12. 如請求項9所述金屬圖案結構，其中，該金屬沉積層的 材質選自鉻、鈦、錫、氮化鉻、鋯及此等材質組成的群組。
13. 如請求項9所述金屬圖案結構，其中，該第一保護層具有一平滑表面。
14. 一種金屬圖案結構的製造方法，包含以下步驟：提供一金屬基材，該金屬基材具有一區分為一圖案區域及一非圖案區域的表面；於該金屬基材的該表面以陽極處理形成一保護層；於該保護層表面以物理沉積方式形成一金屬沉積層；及移除該非圖案區域內的該保護層及金屬沉積層且保留該圖案區域內的該保護層及金屬沉積層。