专利名称：复合电铸金属模的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种电铸金属模的制造方法，特别是指一种复合电铸金属模的制造方法，其兼具结合接口坚固、加工快速及高温下不易变形的优点及功效。
若以真空吸附方式虽然可快速达到需求的电铸片厚度，但模具制作需相当精密，而且要增加真空设备，模具维护困难。
若使用火焰熔喷接合或激光焊接法均会使电铸金属片变形，破坏电铸金属片的表面轮廓。
或是，使用机械嵌合或螺丝锁合的方式接合，电铸金属片需要相当厚，相对电铸时间就相当久。
假设以传统电铸方式来形成一足够厚的电铸金属片，若以3mm(3000微米)为例，若沉积成长速度为每分钟0.4微米计算，由于它是单向沉积，所以理论上需要7500分钟，换算后即为125小时，相当于5.2天，非常耗时，且电铸完成后因为内应力堆积于厚层材质，容易有变形的情况。
如
图1所示，其中，在一电铸基板91上设有一经设计与制作出的塑料模仁92，两侧设有绝缘板93，而此原有的极薄电铸金属片90在电铸完成后变成相当厚(假设由数百微米增厚至3mm)，此时内应力累积后，容易产生变形的缺点，图1所示为变形的夸张化示意图。
因此，有必要研发新产品以解决上述缺点。
本发明的主要目的，是提供一种复合电铸金属模的制造方法，使金属材与电铸金属片结合后接口坚固，而且大幅缩短模具的制造时间。
本发明的又一目的，是提供一种复合电铸金属模的制造方法，具有高温下不易变形的功效。
为了达到上述目的，本发明提供一种复合电铸金属模的制造方法，包括下列步骤(1)金属材准备步骤准备一具有预定厚度且可导电的金属材，该金属材具有一微凸的第一结合面，其余表面包覆一绝缘层，且该金属材的厚度至少超过1mm；(2)电铸金属片及塑料模仁与电铸基板的准备步骤准备一平均厚度小于500μm的电铸金属片，其具有一与该第一结合面相对应的第二结合面及一加工表面，该电铸金属片的加工表面上结合有一不导电的塑料模仁及一不导电的电铸基板，暂时结合为一体，该电铸金属片的加工表面上设有形成预定形状的结构或特定的外形纹路；(3)电源准备步骤准备二电源，每一电源均具有一阴极及一阳极；(4)电铸沉积层形成步骤将该微凸的第一结合面与该第二结合面以一预定的小面积接触，进行电铸，电铸时，该二电源的阳极接通至一电铸材料来源，且电铸时使该金属材和该电铸金属片同时接通该二电源的阴极，二者并同时逐渐沉积于该金属材的第一结合面与该电铸金属片的第二结合面之间的空间；随着双向沉积的厚度越来越厚及金属间结合力，使该金属材和该电铸金属片借助一电铸沉积层而紧密接合在一起，而使得该金属材、电铸沉积层、该电铸金属片、塑料模仁及不导电的电铸基板依序结合为一体；及(5)离形步骤将不导电的塑料模仁及电铸基板去除，即离形，使电铸金属片保有翻铸原来的加工表面，并且借助此电铸沉积层而与该金属材紧密接合在一起，而形成一复合电铸金属模。
如上所述的复合电铸金属模的制造方法，其中，该电铸基板的材料是可选自硅、二氧化硅、玻璃、石英、塑料、环氧树酯其中之一的不导电材料。
如上所述的复合电铸金属模的制造方法，其中，该金属材的厚度是2mm至3mm，且该电铸金属片的厚度介于250μm至350μm。
如上所述的复合电铸金属模的制造方法，其中，该第一结合面为一微凸弧面，且该第二结合面为一平面。
如上所述的复合电铸金属模的制造方法，其中，该第一结合面为一微凸锥面，且该第二结合面为一平面。
本发明的有益效果是，金属材与电铸金属片由材料内部的金属间结合力结合，接口坚固；可提高本发明的复合电铸金属模的使用寿命；加工快速，由于本发明是由两相对内表面同时向内成长，故本发明的加工速度比现有技术的加工速度快大约12倍，大幅缩短模具加工时间；高温下不易变形，由于本发明的结合接口为金属与金属的电铸沉积结合，结合后在后续的加工作业中，可耐高温，不易变形。
本发明的上述目的与优点，可从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。
具体实施例方式
在图2中，本发明为一种复合电铸金属模的制造方法流程图，包括下列步骤一、金属材准备步骤11；二、电铸金属片及塑料模仁与电铸基板的准备步骤12；三、电源准备步骤13；四、电铸沉积层形成步骤14及五、离形步骤15。现针对各步骤详述如下。
一、金属材准备步骤11如图3所示，准备一具有预定厚度且可导电的金属材20(可为钢、铜等等)，该金属材20具有一微凸的第一结合面21，其余表面包覆一绝缘层22，且该金属材20的厚度至少超过1毫米，以方便后续作业时用夹具夹持。
二、电铸金属片及塑料模仁与电铸基板的准备步骤12准备一平均厚度小于500μm的电铸金属片30，其具有一与第一结合面21相对应的第二结合面31及一加工表面32，该电铸金属片30的加工表面32上结合一不导电的塑料模仁40及一不导电的电铸基板50，三者暂时结合为一体，该电铸金属片30的加工表面32上设有形成预定形状的结构或特定的外形纹路(例如为一特定的微结构，用以在后续制程中形成导光模块)。
三、电源准备步骤13准备二电源60、70，每一电源均具有一阴极61、71及一阳极62、72。
四、电铸沉积形成步骤14如图3、图4所示，将该微凸的第一结合面21与该第二结合面31以一预定的小面积接触，进行电铸，电铸时，该二电源60、70的阳极62、72是接通至一电铸材料来源80(例如为镍)，且电铸时使该金属材20和该电铸金属片30同时接通该二电源60、70的阴极61、71，二者并同时逐渐沉积于该金属材20的第一结合面与该电铸金属片30的第二结合面31之间的空间；如图5及图6所示，随着双向沉积的厚度越来越厚及金属间结合力，使该金属材20和该电铸金属片30借助一新形成的电铸沉积层15而紧密接合在一起，而使得该金属材20、电铸沉积层15、该电铸金属片30、塑料模仁40及不导电的电铸基板50依序结合为一体；及六、离形步骤15如图7所示，将不导电的塑料模仁40及电铸基板50去除(包括绝缘层22)，即离形，使电铸金属片30保有翻铸原来的加工表面22，并且借助此电铸沉积层15而与该金属材20紧密接合在一起，而形成一复合电铸金属模。
更详细的说，该电铸基板50的材料可选自硅、二氧化硅、玻璃、石英、塑料、环氧树酯其中之一的不导电材料。
实际操作中，对于精密模具如液晶显示器(LCD)的导光模块加工时，此该金属材的厚度约介于2至3mm，且该电铸金属片的厚度介于250μm至350μm之间。
当然，如图8所示，该第一结合面21可以改成一微凸锥面，且该第二结合面31为一平面，同样由小面积接触再逐渐沉积。
除上述导光模块外，本发明可应用在相关产业，如汽机车的车灯模块，其表面上需要有微细的纹路(使穿透的光线雾化扩散)，或是应用于激光全像片等等。
本发明的优点及功效可归纳为1.结合接口坚固；由于此电铸沉积层15的结合力是材料内部的金属间结合力，可将金属材20与电铸金属片30十分坚固地固定在一起，并可提高本发明的复合电铸金属模的使用寿命。
2.加工快速；本发明的主要厚度(假设为2.5mm，夹固用)部份由现有的金属材20提供，所需电铸沉积的厚度很小，假设为0.5mm(500微米)，若其沉积成长速度为每分钟0.4微米计算，由于本发明是由两相对内表面同时向内成长，故单边需成长的长度为250微米，除以0.4微米/秒，故可得理论上应为625分钟(约10.4小时)。比起现有的全程电铸沉积至3mm(2.5+0.5mm)所需的时间为7500分钟(约125小时，等于5.2天)，本发明的加工速度比现有技术的加工速度快大约12倍，大幅缩短模具加工时间。
3.高温下不易变形。由于本发明的结合接口为金属与金属的电铸沉积结合，结合后在后续的加工作业中，可耐高温，不易变形。
权利要求
1.一种复合电铸金属模的制造方法，其特征在于，包括下列步骤(1)金属材准备步骤准备一具有预定厚度且可导电的金属材，该金属材具有一微凸的第一结合面，其余表面包覆一绝缘层，且该金属材的厚度至少超过1mm；(2)电铸金属片及塑料模仁与电铸基板的准备步骤准备一平均厚度小于500μm的电铸金属片，其具有一与该第一结合面相对应的第二结合面及一加工表面，该电铸金属片的加工表面上结合有一不导电的塑料模仁及一不导电的电铸基板，暂时结合为一体，该电铸金属片的加工表面上设有形成预定形状的结构或特定的外形纹路；(3)电源准备步骤准备二电源，每一电源均具有一阴极及一阳极；(4)电铸沉积层形成步骤将该微凸的第一结合面与该第二结合面以一预定的小面积接触，进行电铸，电铸时，该二电源的阳极接通至一电铸材料来源，且电铸时使该金属材和该电铸金属片同时接通该二电源的阴极，二者并同时逐渐沉积于该金属材的第一结合面与该电铸金属片的第二结合面之间的空间；随着双向沉积的厚度越来越厚及金属间结合力，使该金属材和该电铸金属片借助一电铸沉积层而紧密接合在一起，而使得该金属材、电铸沉积层、该电铸金属片、塑料模仁及不导电的电铸基板依序结合为一体；及(5)离形步骤将不导电的塑料模仁及电铸基板去除，即离形，使电铸金属片保有翻铸原来的加工表面，并且借助此电铸沉积层而与该金属材紧密接合在一起，而形成一复合电铸金属模。
2.根据权利要求1所述的复合电铸金属模的制造方法，其特征在于，该电铸基板的材料是可选自硅、二氧化硅、玻璃、石英、塑料、环氧树酯其中之一的不导电材料。
3.根据权利要求1所述的复合电铸金属模的制造方法，其特征在于，该金属材的厚度是2mm至3mm，且该电铸金属片的厚度介于250μm至350μm。
4.根据权利要求1所述的复合电铸金属模的制造方法，其特征在于，该第一结合面为一微凸弧面，且该第二结合面为一平面。
5.根据权利要求1所述的复合电铸金属模的制造方法，其特征在于，该第一结合面为一微凸锥面，且该第二结合面为一平面。
全文摘要
本发明公开了一种复合电铸金属模的制造方法,主要包括下列步骤:一、金属材准备步骤;二、电铸金属片及塑料模仁与电铸基板的准备步骤;三、电源准备步骤;四、电铸沉积层形成步骤及五、离形步骤。为了缩短电铸时间并能和模具钢材有良好接合方式,在电铸时将模具钢材与欲电铸物二边同时通过阴极,使产生电铸金属沉积反应,这样二边同时沉积电铸金属,可快速得到欲得到的电铸金属片厚度,并利用电铸时金属间附着力来使电铸金属片与模具钢材互相结合,再使原形离形后,则电铸金属片保有翻铸原来的外型,并且与模具钢材紧密接合在一起。
文档编号C25D1/10GK1386910SQ02118940
公开日2002年12月25日 申请日期2002年4月30日 优先权日2002年4月30日
发明者邱绍祯, 杨锡杭, 郑基锋 申请人:绿点高新科技股份有限公司