金属塑料结合件及其制作方法与流程

本发明涉及一种金属塑料结合件及其制作方法，特别涉及一种具有厚度小于0.2mm的金属层的金属塑料结合件及其制作方法。

背景技术：

在可携式电子装置的制作应用领域中，使用金属塑料嵌件来制作可携式电子装置的壳体越来越普遍。为了可达到外观美感以及设计质感，发展出采用金属作为注塑嵌件的工艺，特别是视觉金属注塑成型(visual metal injection molding,VMIM)工艺，其利用视觉金属框架，使得更薄的金属器件通过嵌件注塑具备塑料特性。然而，就现有技术而言，金属材质应用于壳体上，仍有其厚度上的限制，如此一来，将无法达成期望的轻薄的壳体特性。因此，为了达成更轻薄精致的金属外观塑料壳体，针对可携式电子装置的壳体的制作寻找出更有效率且更节省成本的工艺程序，是必要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种金属塑料结合件及其制作方法。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是提供一种金属塑料结合件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括以下步骤：形成具有一预定形状的一金属薄片，所述金属薄片为一厚度小于0.2mm的铝薄片；于一预定温度范围下，通过一预定压力对所述金属薄片进行加工，以使所述金属薄片被压制成一立体金属件；对所述立体金属件的一预定表面进行化学处理，以在所述立体金属件的所述预定表面形成多个微孔洞；对所述金属薄片进行纳米注塑，以使一塑料注射至多个所述微孔洞内以及所述立体金属件的所述预定表面上，而与所述立体金属件结合成所述金属塑料结合件。

优选地，所述预定压力由一气压范围介于40kg/cm²至80kg/cm²之间的高压气流所提供，且所述预定温度介于250℃至300℃之间。

优选地，所述预定压力由一下压模具所提供，且所述预定温度介于250℃至300℃之间。

优选地，在进行化学处理的步骤之后，还进一步包括一步骤：形成至少一槽孔于所述立体金属件上。

优选地，在进行纳米注塑的步骤中，所述塑料被填入至少一所述槽孔内。

优选地，在进行纳米注塑的步骤之后，还进一步包括一步骤：对所述金属塑料结合件的外形进行加工，以使所述立体金属件具有一预定轮廓，其中，具有所述预定轮廓的所述立体金属件被至少一所述槽孔切分成彼此分离的两个部分。

优选地，在进行纳米注塑的步骤之后，还进一步包括一步骤：对所述金属塑料结合件进行切割处理；对所述金属塑料结合件进行抛光以及喷砂处理；以及对所述金属塑料结合件进行阳极氧化处理。

优选地，所述化学处理包括用浓度介于30％至50％之间的酸性溶液进行处理3分钟至5分钟，且所述塑料包括20～40wt％的玻璃纤维。

优选地，在进行纳米注塑的步骤之前，还进一步包括一步骤：预先将一金属插件放置在所述立体金属件的所述预定表面上，而直接接触所述立体金属件。

优选地，在进行纳米注塑的步骤之后，所述金属插件的其中一部分被所述塑料所覆盖，而所述金属插件的另外一部分被所述塑料所裸露。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另一技术方案是提供一种金属塑料结合件，其特征在于，所述金属塑料结合件是根据前述的金属塑料结合件的制作方法所制成，其中，所述金属塑料结合件包括一金属层以及一塑料层；所述塑料层设置在所述金属层的一预定表面上；其中所述金属塑料结合件具有呈一预定弯折角度的弯折部。

本发明的有益效果在于，本发明技术方案所提供的金属塑料结合件的制作方法，其能通过“厚度小于0.2mm的铝薄片”、“于一预定温度范围下，通过一预定压力对所述金属薄片进行加工，以使所述金属薄片被压制成一立体金属件”、“对所述立体金属件的一预定表面进行化学处理，以在所述立体金属件的所述预定表面形成多个微孔洞”以及“对所述立体金属件进行纳米注塑”的技术手段，以使一塑料注射至多个所述微孔洞内以及所述立体金属件的所述预定表面上，而与所述立体金属件结合成所述金属塑料结合件，且本发明根据所述制作方法所制作出的金属塑料结合件的金属层能具有小于0.2mm的厚度，且具有呈预定弯折角度的弯折部。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的流程图。

图2为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S1的上视示意图。

图3为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S1的侧视示意图。

图4为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S2的第一实施方式示意图。

图5为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S2的第二实施方式示意图。

图6为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S2的侧视示意图。

图7为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S3的上视示意图。

图8为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S3的剖面图。

图9为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S4的上视图。

图10为本发明第一实施例的金属塑料结合件的制作方法的步骤S4的剖面图。

图11为本发明第二实施例的金属塑料结合件的制作方法的流程图。

图12为本发明第二实施例的金属塑料结合件的制作方法所制作出的金属塑料结合件的上视图。

图13为本发明第二实施例的金属塑料结合件的制作方法所制作出的金属塑料结合件的剖面图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实例来说明本发明所公开有关”金属塑料结合件及其制作方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容理解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同的观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，予以声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的权利保护范围。

第一实施例

请参阅图1至图10，其综合说明本发明的金属塑料结合件的制作方法。由图1可知，本发明第一实施例提供一种金属塑料结合件的制作方法，其包含下列步骤：

步骤S1：形成具有一预定形状的一金属薄片1，且金属薄片1为厚度小于0.2mm的铝薄片。

步骤S2：于一预定温度范围下，通过一预定压力对金属薄片1进行加工，以使金属薄片1被压制(press forming)成一立体金属件2。

步骤S3：对立体金属件2的一预定表面201进行化学处理，以在立体金属件2的预定表面201形成多个微孔洞202。

步骤S4：对立体金属件2进行纳米注塑，以使一塑料302注射至多个微孔洞202内以及立体金属件2的预定表面201上，而与立体金属件2结合成金属塑料结合件3。

以下请参阅图2至图10，并详细说明根据本发明的金属塑料结合件的制作方法。

首先，如图2以及图3所示，取得一金属原料，特别是厚度小于0.2mm的铝金属片，并利用本领域常用的方法将金属片裁切成具有预定形状的金属薄片1。例如通过模切(die cutting)的方式将金属片裁成四边形，且四个角皆裁切成圆弧形(如图2所示)。同时，根据工艺需要，在具有预定形状的金属薄片的四边穿出至少一个孔洞。除了前述铝材质的金属薄片之外，还可利用本领域中常用的金属材料，例如镁、锌或其合金等。根据本发明的一实施方式，金属原料是400mm×300mm尺寸的铝金属材质薄片(6000系铝合金)，且其厚度是介于0.19mm至0.2mm之间，且裁切成170mm×90mm的铝薄片。

接着，在预定温度范围之内，通过预定压力对具有预定形状的金属薄片1进行加工。请参阅图4以及图5，在本实施例中，可具有两种实施方式。在第一实施方式中，是将金属薄片1(铝薄片)放置在成型模具的下部模具103的空腔上，其空腔构型可对应欲使金属薄片1所形成的构型。从金属薄片1上方施加高压气流100以提供压力给金属薄片1，使得金属薄片1可借由模具成型。在第一实施方式中，从上方通入两次高压气流，分别为在260℃的温度下通入45kg/cm²的高压气流，以及在270℃的温度下通入70kg/cm²的高压气流。同时，将下部模具103内的空气向外抽出以提供一负压，如此通过气体的压力作用，可使金属薄片1具有立体构型，以形成立体金属件2。

由于本发明所使用的金属原料是小于0.2mm厚度的铝，本发明借由前述对金属薄片施加高压气流的工艺，通过高压气流从金属薄片上下两侧对金属薄片施加压力，并无任何固体硬物与金属薄片直接接触，因此可以使得较薄的金属形成期望的构型，且同时不会造成过大的压力使金属薄片被冲破的问题。

另一方面，本实施例的第二实施方式，是在250℃至300℃的温度范围之间，可透过上部模具105对应下部模具103下压，使得上部模具105与下部模具103对合。整体而言，金属薄片1(铝薄片)以及上部模具105、下部模具103是处于高温状态，因此透过上部模具105向下部模具103移动的速度形成压力，可使得金属薄片1对应模具内的空腔构型而成型。如此也可形成立体金属件2。

如图6所示，本实施例的立体金属件2向内弯曲一定深度，形成中心区域均匀凹陷的立体构型。优选地，立体金属件2可以是可对应可携式电子装置(例如手机)后部区域的背壳的形状。

接着，对立体金属件2的一预定表面201进行化学处理，以使得该预定表面201上具有多个微孔洞202。详言之，化学处理是通过浓度20％至30％的酸性溶液对表面进行处理1至4次，历时3分钟至5分钟。酸性溶液为消解酸(hydrolytic acid)，举例来说，但不限于，硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸、过氧化氢、磷酸等。根据本发明的实施方式，化学处理是处理四次，每次分别历时45秒。经过化学处理，可使立体金属件2的预定表面201具有多个微孔洞202。多个微孔洞202为纳米级微孔洞，例如，孔径为10nm至25nm的多个微孔洞。

优选地，还可在进行化学处理的步骤之前，对预定表面201依序进行脱脂、中和、碱蚀、中和以及阳极氧化处理。脱脂是使用离子型表面活性剂组成的中性除油剂，在40度至70度的温度下进行3分钟。脱脂之后以水洗进行10秒以中和。再者，以含有碱金属的浓度为5％至10％的碱性溶液进行碱蚀。优选地本发明利用浓度为8％的NaOH溶液处理27秒。接着，再次以水洗10秒以中和。阳极氧化还原反应可使得金属表面具有后续处理工序所需的特性。在本实施例中，用于阳极氧化处理的溶液为浓度20％至30％的草酸溶液。

优选地，如图7以及图8所示，可在进行前述的化学处理的步骤之后，直接在立体金属件2上形成至少一槽孔203。图8为图7沿着线VIII-VIII的剖面图，槽孔203是通过现有计算机数控的工艺，在立体金属件2上形成两个长条状，贯穿立体金属件2的槽孔203。

接着，对立体金属件2进行纳米注塑，以使得塑料303注射至多个微孔洞202内以及预定表面201上，而与立体金属件2结合成金属塑料结合件3。利用本领域常用的方法对金属进行注塑。例如可选用聚苯硫醚(PPS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龙(PA)、聚对苯二甲酸-1,4-环己烷二甲酯(PCT)等塑胶类型在注塑机上进行纳米注塑。优选地，塑料303包括20wt％至40wt％的玻璃纤维。通过先前于预定表面201上形成的多个微孔洞202，可使得塑料302进入孔洞，以使得塑料302与金属件301彼此牢固地结合。

优选地，可在进行纳米注塑的步骤之前，用粘连处理剂，例如丙烯酸树脂胶，对多个微孔洞202进行粘连处理。可将粘连处理剂与纯水混合之后，形成浓度约20％至50％的粘连处理剂，并将立体金属件2浸泡在该粘连处理剂中2至10分钟。如此一来，粘附在孔洞内壁上的粘连处理剂在上述注塑条件下，可进一步扩大塑胶与微孔洞202内壁的结合力，从而使得塑胶与金属结合件通过平面的直接结合更为牢固，以形成金属塑料结合件3。

在进行纳米注塑之后，对金属塑料结合件3的外形进行加工，使得金属塑料结合件3具有预定轮廓。预定轮廓为可符合后续于任意可携式电子装置中应用的所需的任意外型结构。加工方法可包括切割、打磨抛光、电镀、阳极氧化处理等工艺。

优选地，前述经过化学处理之后在立体金属件2上形成的槽孔203，在进行纳米注塑的步骤的时候，当塑料302被注塑在金属的预定表面201时，塑料302可以填入前述两个槽孔203内以填满两个槽孔203，并露出塑料302(如图9所示)。同时，如图9及图10所示，从没有与塑料302结合的金属件301的一侧观看完成纳米注塑之后的金属塑料结合件3，具有预定轮廓的金属塑料结合件3被至少一槽孔203以塑料302切分成彼此分离的两个部份。以本实施例来说，金属件301表面被两填满塑料302的槽孔203切分成彼此分离的三个部份。

根据本发明的又一实施方式，可在进行纳米注塑的步骤之前，预先将金属插件305放置在立体金属件2的预定表面201上，而直接接触立体金属件2。金属插件305可为任意具导电性之金属。同样地，进行纳米注塑的步骤之后，金属插件305的其中一部份被塑料302所覆盖，然该金属插件305的另外一部份被塑料302所裸露。由于金属插件305可作为未来应用于可携式电子装置时，可携式电子装置内部电路板的接地点，因此，优选地，(请参阅图9以及图10，其中图10为图9沿着线X-X的侧视示意图)，可以设置至少一个金属插件305(例如4个)，且金属插件305可设置在由两个槽孔203所划分的区块内。

第二实施例

根据本发明的第二实施例，并同时参阅图11至图13，本发明提供一种金属塑料结合件的制作方法，其包含下列步骤：

步骤S1：形成具有一预定形状的一金属薄片1，且金属薄片1为一厚度小于0.2mm的铝薄片。

步骤S2：于一预定温度范围下，通过一预定压力对金属薄片1进行加工，以使金属薄片1被压制成一立体金属件2。

步骤S3：对立体金属件2的一预定表面201进行化学处理，以在立体金属件2的预定表面201形成多个微孔洞202。

步骤S4：对立体金属件2进行纳米注塑，以使一塑料302注射至多个微孔洞202内以及立体金属件2的预定表面201上，而与立体金属件2结合成金属塑料结合件3。

步骤S5：对金属塑料结合件3进行切割处理。

步骤S6：对金属塑料结合件3进行抛光以及喷砂处理。

步骤S7：对金属塑料结合件3进行阳极氧化处理。

第二实施例与第一实施例的区别在于，在以纳米塑料成型金属塑料结合件3之后，后续包含对金属塑料结合件3进行切割处理，抛光以及喷砂处理、以及进行阳极氧化处理。步骤S1至步骤S4的详细说明请参阅第一实施例以及图2至图10，于此不再赘述。步骤S5至步骤S7详述如下：

如图11以及图12所示，在完成纳米注塑之后，通过计算机数控进行切割处理，在此步骤中可将已经具有预定轮廓的金属塑料结合件3进而切割出后续应用于可携式电子装置的所需孔洞，例如相机镜头、耳机、充电孔等。

再者，通过柔性抛光工具和磨料颗粒或其他本领域常用的抛光介质对金属塑料结合件3的金属表面进行修饰加工，将表面可见的刮痕或瑕疵移除。通过喷沙处理是利用高压，以150m/sec至300m/sec的速度吹出硅砂。喷砂孔与预处理表面相距约0.8mm，喷砂孔孔径约为0.3mm至0.5mm。硅砂撞击至金属表面，从而使得表面形成较光滑平整的表面，并增加整体金属表面的亮度与质感。

最后，对金属塑料结合件3进行阳极氧化处理。其中，阳极氧化处理包括对金属塑料结合件3依序进行脱脂、中和、碱蚀、中和、化学抛光、中和、氧化、着色以及密封等工艺。阳极氧化处理使得金属塑料结合件3具有色彩、装饰、抗腐蚀以及抗污等特性。

请参阅图12以及图13，图12为根据第二实施例的方法所制成的金属塑料结合件3’的上视示意图，而图13为根据图12的线XIII-XIII的金属塑料结合件3’的侧视示意图。首先，经过步骤S5-S7的制作方法所制作出的金属塑料结合件3’具有具有金属层301’以及塑料层302’。塑料层302’设置在金属层301’的一预定表面上。对金属塑料结合件3’整体观之，金属层301’是包覆在金属塑料结合件3’的最外层，而塑料层302’是在金属塑料结合件3'的内部。然与第一实施例相同地，金属塑料结合件3’的金属层301’具有至少一槽孔203，且槽孔203被塑料层302’填满，并通过槽孔203中的塑料层302’将金属层301’切分成彼此分离的三个部份(如图12所示)。再者，金属塑料结合件3’的金属层301’的厚度小于0.2mm，且金属塑料结合件3’可通过前述的制作方法而呈现具有预定弯折角度θ的弯折部3000。换句话说，预定弯折角度θ可依照本领域技术人员的需求而定，且金属塑料结合件3’可根据预定弯折角度θ，从四周延伸弯折以形成弯折部3000。

实施例的有益效果

本发明的有益效果在于，本发明技术方案所提供的金属塑料结合件的制作方法，其能通过“厚度小于0.2mm的金属薄片1(铝薄片)”、“于预定温度范围下，通过预定压力对金属薄片1进行加工，以使金属薄片1被压制成立体金属件2”、“对立体金属件2的预定表面201进行化学处理，以在立体金属件2的预定表面201形成多个微孔洞202”以及“对立体金属件2进行纳米注塑”的技术手段，以使塑料302注射至多个微孔洞202内以及立体金属件2的预定表面201上，而与立体金属件2结合成金属塑料结合件3，且本发明根据制作方法所制作出的金属塑料结合件3的金属层能具有小于0.2mm的厚度。

此外，通过“于预定温度范围下，通过预定压力对金属薄片1进行加工，以使金属薄片1被压制成立体金属件2”的技术手段，可使得根据制作方法所制作出的金属塑料结合件3’具有能够呈现预定弯折角度θ的弯折部3000。

以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。