具有隐形开槽的复合材料结构及其制造方法以及复合材料结构与流程

本发明涉及一种复合材料结构及其制造方法，特别是涉及一种具有隐形开槽的复合材料结构及其制造方法。

背景技术：

电子产品的发展趋势中，多以金属作为产品的外壳，而为了在电子产品中整合天线效能，通常会在金属壳体上设置绝缘部，其做法为例如在金属壳体上设置开槽，并以绝缘体填满开槽，以作为天线的能量辐射区。然而，在金属壳体上设置绝缘部将导致金属壳体表面不连续的外观，而电子产品市场上一直存在对于连续金属外观的需求。此需求一直无法得到满足，因为全金属的壳体会形成电磁屏蔽效应而使天线能量无法辐射出去。

现有技术中，针对上述问题而提供的解决方法包括：在整个金属壳体外观面上喷涂仿金属油漆，以获得连续的仿金属外观，如专利申请号cn201610635464.9所提出的技术方案，另一解决方法是在金属壳体上开设多个尺寸相当小且对于肉眼来说不明显的开槽，以使天线能量能辐射出金属壳体，如专利申请号cn201620391268.7所提出的技术方案。然而，上述两种方法都无法真正符合市场对于「连续金属外观」的需求，因为绝缘部或开槽仍然可视。

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具有隐形开槽的复合材料结构及其制造方法，所述具有隐形开槽的复合材料结构具有一阳极氧化层以提供连续金属表面的外观与质感，且底部具有相隔于一塑料层两侧的不连续金属层以提供一开槽结构。

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，提供一种具有隐形开槽的复合材料结构，其特征在于，所述复合材料结构包括一阳极氧化层、一塑料层、一第一金属层以及一第二金属层。所述阳极氧化层具有一开槽区、一第一非开槽区以及一第二非开槽区，且所述阳极氧化层包括一凹槽结构，所述凹槽结构设置于所述阳极氧化层的底侧且位于所述开槽区。所述塑料层设置于所述阳极氧化层的底侧且对应于所述开槽区，所述塑料层的顶侧具有一凸起结构，其中，所述凸起结构与所述凹槽结构相配合。所述第一金属层以及所述第二金属层设置于所述阳极氧化层的底面且分别对应于所述第一非开槽区以及所述第二非开槽区。所述第一金属层以及所述第二金属层彼此分离，且所述塑料层连接于所述第一金属层以及所述第二金属层之间。

更进一步地，所述塑料层为一两端相接的封闭形塑料层，其中，所述封闭形塑料层环绕设置于所述第一金属层的外围，且所述第二金属层环绕设置于所述封闭形塑料层的外围。

更进一步地，所述塑料层为一两端不相接的塑料层，其中，所述第一金属层以及所述第二金属层分别位于所述塑料层的相对两侧。

更进一步地，所述阳极氧化层为一阳极氧化铝层，且所述第一金属层以及所述第二金属层都为铝金属层以及铝合金层两者其中之一。

更进一步地，所述凹槽结构为一具有两个斜面的v型凹槽，且两个所述斜面的延伸线分别与所述阳极氧化层的底面的夹角介于0.5至10度之间。

更进一步地，所述塑料层的最大宽度介于0.1至5毫米之间。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外一技术方案是，提供一种具有隐形开槽的复合材料结构，其特征在于，所述复合材料结构包括一阳极氧化层、n个塑料层以及n+1个金属层。所述阳极氧化层具有一开槽区、一第一非开槽区以及一第二非开槽区，且所述阳极氧化层包括一凹槽结构，所述凹槽结构设置于所述阳极氧化层的底侧且位于所述开槽区。n个所述塑料层设置于所述阳极氧化层的底侧且对应于所述开槽区，每一个所述塑料层包括一主体部以及一凸起部，每一个所述凸起部的顶面具有一凹槽结构，其中，所述凸起结构与所述凹槽结构相配合。n+1个所述金属层设置于所述阳极氧化层的底面，其中，n+1个所述金属层中的两个所述金属层分别对应于两个所述非开槽区，其余的所述金属层对应于所述开槽区且分别设置于两相邻的所述塑料层之间。n为正整数，且n大于2。n+1个所述金属层彼此分离。

更进一步地，n个所述塑料层彼此相互连接，且其余的所述金属层分别设置于每两个相邻的所述塑料层的两个所述凸起结构之间。

更进一步地，n个所述塑料层彼此分离，且其余的所述金属层分别设置于每两个相邻的所述塑料层的两个所述主体部之间。

更进一步地，所述凹槽结构为一具有两个斜面的v型凹槽，且两个所述斜面的延伸线分别与所述阳极氧化层的底面的夹角介于0.5至10度之间。

更进一步地，每一个所述塑料层的最大宽度介于0.1至5毫米之间，且其余的所述金属层的宽度小于所述塑料层的最大宽度的一半。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法，其包括：提供一金属材料层，所述金属材料层具有两相对的一第一侧与一第二侧；在所述金属材料层的所述第一侧形成一沟槽以及一挂载部，其中，所述挂载部电性导通于沟槽两侧的所述金属材料层之间；在所述沟槽中形成一塑料层；减薄所述金属材料层的所述第二侧；通过一阳极氧化方法对所述金属材料层的所述第二侧进行阳极氧化处理，而形成一阳极氧化层；以及从所述金属材料层的所述第一侧移除所述挂载部。所述阳极氧化层具有一开槽区、一第一非开槽区以及一第二非开槽区，且所述阳极氧化层包括一凹槽结构，所述凹槽结构设置于所述阳极氧化层的底侧且位于所述开槽区。所述塑料层位于所述阳极氧化层的底面且对应于所述开槽区，所述塑料层的顶面具有一与所述凹槽结构相对应的凸起结构。所述金属材料层未通过所述阳极氧化方法而被氧化处理的部分包括一第一金属层以及一第二金属层，其中，所述第一金属层以及所述第二金属层设置于所述阳极氧化层的底面且分别对应于所述第一非开槽区以及所述第二非开槽区。

更进一步地，所述塑料层是以纳米注塑成形方法以形成在所述凹槽中。

更进一步地，所述塑料层为一两端相接的封闭形塑料层，所述封闭形塑料层环绕设置于所述第一金属层的外围，且所述第二金属层环绕设置于所述封闭形塑料层的外围。

更进一步地，在所述金属材料层的所述第一侧形成一沟槽以及一挂载部的步骤中，所述挂载部是形成于所述第一金属层的底侧。

更进一步地，所述塑料层为一两端不相接的塑料层，所述第一金属层以及所述第二金属层分别位于所述塑料层的相对两侧。

更进一步地，在所述金属材料层的所述第一侧形成一沟槽以及一挂载部的步骤中，所述挂载部是形成于所述沟槽的至少其中一端部。

更进一步地，所述凹槽结构为一具有两个斜面的v型凹槽，且两个所述斜面的延伸线分别与所述阳极氧化层的底面的夹角介于0.5至10度之间。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法，其包括：提供一金属材料层，所述金属材料层具有两相对的一第一侧与一第二侧；在所述金属材料层的所述第一侧形成n个沟槽以及一挂载部，其中，所述挂载部位于n个所述沟槽的至少其中一端，且所述挂载部电性导通于每一个所述沟槽两侧的所述金属材料层之间；在每一个所述沟槽中形成一塑料层；减薄所述金属材料层的所述第二侧；通过一阳极氧化方法对所述金属材料层的所述第二侧进行阳极氧化处理，而形成一阳极氧化层；以及从所述金属材料层的所述第一侧移除所述挂载部。所述阳极氧化层具有一开槽区、一第一非开槽区以及一第二非开槽区，所述阳极氧化层具有一凹槽结构，所述凹槽结构设置于所述阳极氧化层的底侧且对应于所述开槽区。每一个所述塑料层设置于所述阳极氧化层的底侧且对应于所述开槽区，每一个所述塑料层包括一主体部以及一凸起部，每一个所述凸起部的顶面具有一凹槽结构，其中，所述凸起结构与所述凹槽结构相配合。所述金属材料层未通过所述阳极氧化方法而被氧化处理的部分包括n+1个金属层，n+1个所述金属层位于所述阳极氧化层的底面，其中，n+1个所述金属层中的两个所述金属层分别对应于两个所述非开槽区，其余的所述金属层对应于所述开槽区且分别位于两相邻的所述塑料层之间。n为正整数，且n大于2。

更进一步地，n个所述塑料层彼此相互连接，且其余的所述金属层分别位于每两个相邻的所述塑料层的所述凸起结构之间。

更进一步地，n个所述塑料层彼此分离，且其余的所述金属层分别位于每两个相邻的所述塑料层的所述主体部之间。

更进一步地，每一个所述塑料层的最大宽度介于0.1至5毫米之间，且其余的所述金属层的宽度小于所述塑料层的最大宽度的一半。

为了解决上述的技术问题，本发明所采用的另外再一技术方案是，提供一种复合材料结构，其特征在于，所述复合材料结构包括一第一金属层、一第二金属层、一塑料层以及一阳极氧化层。所述塑料层设置于所述第一金属层与所述第二金属层之间，以让所述第一金属层与所述第二金属层彼此分离。所述阳极氧化层覆盖所述第一金属层、所述第二金属层以及所述塑料层，以作为所述第一金属层、所述第二金属层以及所述塑料层三者的装饰层。

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的具有隐形开槽的复合材料结构及其制造方法，其能通过“所述阳极氧化层包括一凹槽结构，所述凹槽结构设置于所述阳极氧化层的底侧且位于所述开槽区”、“所述塑料层的顶侧具有一凸起结构，其中，所述凸起结构与所述凹槽结构相配合”以及“所述第一金属层以及所述第二金属层彼此分离，且所述塑料层连接于所述第一金属层以及所述第二金属层之间”的技术方案，以提供一具有连续金属表面的隐形开槽结构。

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提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1a至图1e为本发明第一实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法的侧视示意图；

图2a至图2f为本发明第一实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法的立体示意图；

图3为本发明第一实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法的流程图；

图4为本发明第一实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的侧视示意图；

图5为本发明第一实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的立体示意图；

图6为使用本发明第二实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的一金属壳体的立体示意图；

图7为图6的局部侧视示意图；

图8为使用本发明第三实施例的具有隐形开槽的复合材料结构的一金属壳体尚未移除挂载部的立体示意图；以及

图9为图8的局部侧视示意图。

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“具有隐形开槽的复合材料结构及其制造方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了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施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，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技术范围。

第一实施例

请参阅图1a至图1e、图2a至图2f以及图3至图5。本发明第一实施例提供一种具有隐形开槽的复合材料结构z的制造方法，其包括步骤s100：提供一金属材料层1，金属材料层1具有两相对的一第一侧110与一第二侧120，以及步骤s102：在金属材料层的第一侧形成n个沟槽以及一挂载部h，其中，挂载部h位于n个沟槽的至少其中一端，且挂载部h电性导通于每一个沟槽两侧的金属材料层1之间，n为正整数且n大于2。请配合参阅图1b以及图2b，本实施例中，n为2，亦即，本实施例中是以形成两个沟槽(g1，g2)为例，然而，本发明不限于此。

详细而言，本实施例中，金属材料层1为6000系列的铝合金层，然而，本发明不限于此。在其他实施例中，金属材料层1也可是任何适合做阳极氧化处理的金属层或金属合金层。此外，请配合参阅图2b本实施例中，挂载部h为位于沟槽(g1，g2)的其中一端，然而在其他实施例中，挂载部可位于沟槽的两端而连接沟槽两侧的金属材料层，本发明不限于此。

更进一部而言，每一个沟槽(g1，g2)为一具有两个斜面的v型凹槽，且两个斜面的延伸线分别与阳极氧化层3的底面的夹角介于0.5至10度之间。详细而言，沟槽(g1，g2)的v型凹槽可帮助后续对金属材料层1的阳极氧化处理，使电流可顺着v型凹槽的斜面而从金属材料层1的第二侧120向第一侧110的方向使金属材料层进行氧化反应。值得一提的是，在其他实施例中，沟槽(g1，g2)底部也可是一u型凹槽，本发明不限于此，只要沟槽(g1，g2)的结构有助于阳极氧化处理时顺利氧化金属材料层的表面即可。

此外，形成沟槽(g1，g2)后的金属材料层1具有一厚度t，厚度t须大于0.5毫米，以使金属材料层1在后续于沟槽(g1，g2)中形成塑料层的步骤中能够具有足够的强度。此外，每一个沟槽(g1，g2)的最大宽度介于0.1至5毫米之间，实际的最大宽度可视需求而定。

接着，本发明的具有隐形开槽的复合材料结构z的制造方法更包括步骤s104：在每一个沟槽中形成一塑料层(21，22)；步骤s106：减薄金属材料层1的第二侧120；步骤s108:通过一阳极氧化方法对金属材料层1的第二侧120进行阳极氧化处理，而形成一阳极氧化层3；以及步骤s110：从金属材料层1的第一侧110移除挂载部h。

详细而言，请配合参阅图1c以及图2c，步骤s104中，塑料层(21，22)是以纳米注塑成形方法(nanomoldingtechnology,nmt)形成在沟槽(g1，g2)中。然而，本发明不限于此。此外，由于纳米注塑成型方法为本领域常见技术，在此不另加以描述。塑料层(21，22)的材料可以为pps，pbt，pa以及pet的其中一种。本实施例中使用pps作为塑料层(21，22)的材料，因其有不亦收缩以及刚性高的优点。然而，本发明不限于上述材料。

请配合参阅图1c、图1d、图2c及图2d，在步骤s106中，金属材料层1从第二侧被减薄，具体而言，步骤s106中为将金属材料层减薄至介于0.01至0.1毫米之间，以使后续的阳极氧化处理能够将金属材料层第二侧表面完全氧化。当本发明的具有隐形开槽的复合材料结构应用于行动装置，0.03至0.05毫米为最合适的厚度，然而本发明不限于此，减薄后的金属材料层1的最终厚度视实际的需求而定。

接着，请配合参阅图1e以及图2e，在步骤s108中，对金属材料层1的第二侧进行阳极氧化处理，而形成一阳极氧化层3。借此，由于阳极氧化层3具有不导电的特性，本发明所提供的具有隐形开槽的复合材料结构z的制造方法所制造出的复合材料结构z可使具有开槽的金属材料层1具有一连续的金属表面外观，因此，当具有隐形开槽的复合材料结构z应用于具有天线效能的电子装置，可使电子装置内部的天线的能量能够藉由塑料层(21，22)作为开槽而辐射出电子装置，而阳极氧化层3能够提供电子装置连续的金属表面外观，且由于阳极氧化层3不导电，因此不会遮蔽天线所产生的磁场而影响天线效益。

如图1e所示，金属材料层1未通过阳极氧化方法而被氧化处理的部分包括三个金属层(11，12，13)，三个金属层(11，12，13)位于阳极氧化层的底面，且三个金属层(11，12，13)中的两个金属层(11，12)分别对应于两个非开槽区(320，330)，其余的金属层13对应于开槽区310且分别位于两相邻的塑料层(21，22)之间。

请配合参阅图2e以及图2f，在步骤s110中，挂载部h从金属材料层1的第一侧110被移除，以使金属层(11，12，13)彼此电性绝缘。需要强调的是，在移除挂载部h之前，金属层(11，12，13)经由挂载部h电性连接，以使第二侧120的阳极氧化处理过程中，电流能沿v型凹槽的两个斜面向金属材料层1的第一侧110方向进行氧化。

请参阅图4及图5，经由上述具有隐形开槽的复合材料结构的制造方法而得到的复合材料结构z包括：阳极氧化层3、两个塑料层(21，22)以及一第一金属层11以及一第二金属层12。详细而言，阳极氧化层具有一开槽区310、一第一非开槽区320以及一第二非开槽区330，阳极氧化层3具有一凹槽结构(31，32)，凹槽结构(31，32)设置于阳极氧化层的底侧且对应于开槽区310。每一个塑料层(21，22)设置于阳极氧化层3的底侧且对应于开槽区310，每一个塑料层包括一主体部(211，221)以及一凸起部(212，222)，每一个凸起部(212，222)的顶面与凹槽结构(31，32)相配合。

进一部而言，上述具有隐形开槽结构的复合材料的制造方法中，金属材料层1未通过阳极氧化方法而被氧化处理的部分包括n+1个金属层，n+1个金属层位于阳极氧化层3的底面，其中，n+1个金属层中的两个金属层分别对应于两个非开槽区(320，330)，其余的金属层对应于开槽区310且分别位于两相邻的塑料层之间。

明确而言，如图4所示，本实施例中n为2，亦即，金属材料层1未通过阳极氧化方法而被氧化处理的部分包括三个金属层，三个金属层位于阳极氧化层的底面，其中，三个金属层中的两个金属层(11，12)分别对应于两个非开槽区(320，330)，其余的金属层13对应于开槽区310且分别位于两相邻的塑料层(21，22)之间。

进一部来说，本发明不限制塑料层的数量以及金属层的数量，当上述具有隐形开槽结构的复合材料的制造方法中，形成沟槽的数量为n个，其中n为正整数且n大于2，则所形成的塑料层的数量为n个，且金属材料层未通过阳极氧化方法而被氧化处理的部份包括n+1个金属层，其中n+1个金属层的两个金属层对应阳极氧化层的两个非开槽区，其余的金属层位于每两相邻的塑料层之间。

更进一部来说，当n个塑料层彼此相互连接，且其余的金属层分别设置于每两个相邻的塑料层的两个凸起结构之间；当n个塑料层彼此分离，且其余的金属层分别设置于每两个相邻的塑料层的两个主体部之间。

举例而言，本实施例中，是以塑料层(21，22)彼此连接为例，则复合材料结构z所具有的三个金属层中，两个金属层(11，12)对应于非开槽区(320，330)，一个金属层位于塑料层(21，22)的凸起部(212，222)之间且对应310开槽区。

本发明的其中一特征在于，在对金属材料层1的第二侧120阳极氧化处理的过程中，保留塑料层(21，22)的凸起部(212，222)之间的金属层13不对其进行氧化处理，如此，阳极氧化处理的过程中，电流可通过金属层13，有助于阳极氧化过程中将大部份位于第二侧120的金属材料氧化成阳极氧化层3。上述技术特征是考量到金属形成阳极氧化层之后即失去导电能力，因此，当从表面开始进行氧化处理，初步形成的氧化层会影响后续的氧化效果。

因此，本发明在阳极氧化处理的过程中保留金属层13(当塑料层数量为n，则保留两相邻塑料层之间的n-1个金属层不做氧化)，除了帮处氧化第二侧120的金属材料，当复合材料结构z应用于电子产品而作为天线的隐形开槽，金属层13也作为分隔两开槽的金属部份。更明确来说，金属层13的宽度必须小于塑料层(21，22)的最大宽度的一半。

第二实施例

请参阅图6以及图7，其中，图6为使用本发明第二实施例的具有隐形开槽的复合材料结构z的一金属壳体p1的立体示意图，图7为图6的局部侧视示意图。本发明第二实施例与第一实施例大致相同，因此相同之处不再赘述，而不同之处在于，第二实施例中，塑料层(21，22)为彼此分离，且金属层13设置于塑料层(21，22)的两个主体部(211，221)之间。

此外，在依据本实施例的复合材料结构z的制造过程中，沟槽(图中未显示)的两端皆形成挂载体(图中未显示)，以使第一金属层11、第二金属层12以及第三金属层13形成电性连接，以利阳极氧化层3的形成，待阳极氧化层3形成之后再沟槽两端的挂载体移除，以使第一金属层11、第二金属层12以及第三金属层13形成断路。

值得一提的是，在本实施例中，于移除挂载体之后还可对本实施例的复合材料结构z再进行第二次阳极氧化处理，以使挂载体原来设置的部位也形成不导电的阳极氧化层。

第三实施例

请参阅图8以及图9，其中，图8为使用本发明第三实施例的具有隐形开槽的复合材料结构z的一金属壳体p2尚未移除挂载部h的立体示意图，图9为图8的局部侧视示意图。本发明第三实施例与第一及第二实施例大致相同，因此相同之处不再赘述。

第三实施例与第一以及第二实施例其中一不同之处在于，第一实施例以及第二实施例中，塑料层的数量至少为两个，而第三实施例中，塑料层2的数量为一个。另一个不同之处在于，第一及第二实施例中的塑料层(21，22)为首尾不相接条状塑料层，而第三实施例中，如图8，塑料层2为一首尾相接的封闭塑料层。进一部而言，封闭的形塑料层2环绕设置于第一金属层11的外围，且第二金属层12环绕设置于封闭形塑料层2的外围。需要说明的是，此处的“封闭”泛指首尾相接且中空的封闭形状，本实施例中，是以具有圆角且截面为矩形的塑料层2为例，然而，本发明不限于封闭的塑料层2的形状。

本实施例相较第一以及第二实施例的另外再一不同之处在于，本实施例的复合材料结构z的制造方法中，形成一沟槽31以及一挂载部h的步骤中，挂载部h是形成于第一金属层11的底侧。借此，第一金属层11以及第二金属层12借由挂载部h而形成通路，以使阳极氧化处理的过程中，电流可沿着塑料层2的凸起部22的两斜面向下而进行氧化。

值得一提的是，当本发明的具有隐形开槽的复合结构z的塑料层的数量如本实施例为一个，塑料层2的形状并不局限为如上述的封闭型。明确而言，在其他实施例中，塑料层2也可为首尾不相接，且第一金属层11以及第二金属层12分别位于塑料层2的相对两侧。

实施例的有益效果

本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的行动装置及其近接感测模块，其能通过“阳极氧化层包括一凹槽结构，凹槽结构设置于阳极氧化层的底侧且位于开槽区”、“塑料层的顶侧具有一凸起结构，其中，凸起结构与凹槽结构相配合”以及“第一金属层以及第二金属层彼此分离，且塑料层连接于第一金属层以及第二金属层之间”的技术方案，以提供一具有连续金属表面的隐形开槽结构。借此，当具有隐形开槽的复合材料结构z应用于具备天线效能的电子装置，可使电子装置内部的天线的能量能够藉由塑料层2作为辐射部，而阳极氧化层3能够提供电子装置连续的金属表面外观，且由于阳极氧化层3不导电，因此不會遮蔽天線所產生的磁場而影响天线效益。

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书的保护范围，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。