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    • 专利摘要:
    本發明主要提供一種複合結構，包含：一金屬基底部，由一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區，該結合區形成有多數底切凹槽；以及至少一功能部，模造且結合於該結合區上，並具有多數凸柱，該等凸柱分別填滿該等底切凹槽。本發明也提供一種製造該複合結構的方法。
    公开号:TW201303993A
    申请号:TW101100313
    申请日:2012-01-04
    公开日:2013-01-16
    发明作者:da-wei Zhuang；shi-zhang Ye；yong-zhi Chen；Sheng-Hong Yi；Zhong-Sen Su
    申请人:Taiwan Green Point Entpr Co；
    IPC主号:B29C70-00
    专利说明:
    一種複合結構及其製造方法
    本發明是有關於一種複合結構及其製造方法，特別是關於一種具有一模造在一金屬基底部且形成有卡掣件或模造標記的功能部的複合結構。
    機械工件上經常須要設有可用以結合外部元件或做為標示或裝飾的功能部。在固體-金屬的成形製程上，例如沖壓或鍛造，因其工件的材料的可成形性差，因此欲在工件上形成具有不均勻厚度的肋部，突部或裝置用的標示部是幾乎難以達成或須要昂貴的成本。雖然，液體-金屬的成形製程可被用來製造具有複雜構造的模鑄金屬工件。然而，如此形成的工件的結構及表面的品質會因含有孔洞及缺陷，而不能被接受。對於要求高品質及具有高複雜結構的產品而言，電腦數值控制(CNC)裝置可以被用來去除金屬工件上多餘或不要的部份。然而，冗長的機械加工循環時間及大量廢料的產生使得CNC製程產生昂貴的成本及對環境造成負面的影響。焊接方式雖然可以被用來結合多數元件至一金屬工件上，但使用該些元件所產生的費用，及焊接所產生的高耗能及燒焦污點使得焊接方式不具有競爭性。因此，有需要尋找一種工件的設計及製造方法是可以克服上述至少一種缺點。
    本發明之目的，在提供一種複合結構及其製造方法。該複合結構及其製造方法具有不損傷複合結構的金屬基底部及功能部的表面的優點。
    於是，本發明一種複合結構，包含：一金屬基底部，由一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區，該結合區形成有多數底切凹槽；以及至少一功能部，模造且結合於該結合區上，並具有多數凸柱，該等凸柱分別填滿該等底切凹槽。
    又，本發明一種製造一複合結構的方法，包含：提供一金屬基底部，該金屬基底部由一金屬材料所構成，且具有至少一結合區；在該金屬基底部上形成一蝕刻遮罩以遮蓋該結合區；在該蝕刻遮罩上形成多數穿孔，以曝露該結合區的多數蝕刻位置；在該等蝕刻位置進行蝕刻，以在該結合區內形成多數底切凹槽；以及在該結合區上模造一可模造材料，以在該結合區上形成一功能部，且該功能部具有多數分別填滿該等底切凹槽的凸柱。
    本發明之功效在於：利用在一機械工件或電子工件的一金屬基底部上形成底切凹槽並於該等底切凹槽上模造而形成一具有卡掣或標記功能的功能部，如此而可避免所形成的複合結構的金屬基底部及功能部的表面損傷。 【實施方式一】
    有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
    圖1-2顯示一種具有本發明之一第一較佳實施例之一種複合結構2的電子裝置100，例如手機。該電子裝置100另包括一具有一螢幕31且與該複合結構2結合的前蓋3及至少一外部元件41，例如電路板及相機模組。
    本發明之一第一較佳實施例之複合結構2包含：一金屬基底部5，由一第一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區511，該結合區511形成有多數底切凹槽512；以及至少一功能部6，模造且結合於該結合區511上，並具有一主體61及多數自該主體61的底面611往外凸出之凸柱62，該等凸柱62分別填滿該等底切凹槽512，該主體61形成有一用以與該外部元件41卡掣的卡掣件612。
    該等底切凹槽512具有一自一最大內徑位置朝其頂部開口位置逐漸縮小的內徑，使得該功能部6不易自該結合區511上脫離。較佳下，該等底切凹槽512為圓弧狀(bulb-shaped)，且具有一範圍介於0.05-0.5mm的直徑。
    在第一較佳實施例中，該卡掣件612為一形成在該主體內的一螺孔。如此，藉由將一螺鎖件42穿過該外部元件41並與該螺孔螺鎖而可將該外部元件41固定在該功能部6的主體61上。可選擇地，該主體61的卡掣件612可以具有一結構是可以以凸凹卡合(tongue-and-groove)或壓入配合(press fit)的方式與該外部元件41卡掣的。
    該第一金屬材料係選自鋁、鎳、鎂、鈦、銅、其等的合金及不鏽鋼。
    該功能部6是由一第二金屬材料或一塑膠材料所構成的，該塑膠材料係選自熱塑性塑脂、熱固性樹脂、彈性體聚合物及塑鋼(plastic plus carbon/glass fiber)。該第二金屬材料可為上述第一金屬材料所列舉之任一者。較佳下，該塑膠材料係選自聚碳酸酯及聚乙炔之一者。
    圖5A-3E說明本發明製造第一較佳實施例之複合結構2的方法的連續步驟。該方法包含：提供一金屬基底部5(如圖3A所示)，該金屬基底部5由一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區511；在該金屬基底部5上形成一蝕刻遮罩71以遮蓋該結合區511(如圖3A所示)；在該蝕刻遮罩71上形成多數穿孔710，以曝露該結合區511的多數蝕刻位置(如圖3B所示)；在該等蝕刻位置進行蝕刻，以在該結合區511內形成多數底切凹槽512(如圖3C所示)；可選擇地自金屬基底部5移除該蝕刻遮罩71(如圖3D所示)；以及在該結合區511上模造一可模造材料，以在該結合區511上形成一功能部6(如圖3E所示)，且該功能部6具有一主體61及多數自該主體61底面611凸出且分別填滿該等底切凹槽512的凸柱62。該功能部6的模造可以是塑膠模造(plastic molding)或金屬模鑄模造(die-cast molding)。
    較佳下，該蝕刻遮罩71的形成可以以電沉積方式進行。可選擇地，該蝕刻遮罩71的形成也可以以印刷或微影一光阻的方式進行或以陽極氧化該金屬基底部5的方式進行。
    較佳下，該蝕刻遮罩71是由一種樹脂所構成，該樹脂是選自環氧樹脂及壓克力樹脂之其中之一者。做為舉例用，該蝕刻遮罩71的形成是由下列步驟所完成：先將該金屬基底部5浸入一電沉積浴(未顯示)中，該電沉積浴含10-30wt%環氧樹脂溶液或3-20wt%壓克力溶液，再通入一80-120V的直流電於該沉積浴並持續約6-120秒，以形成約5-40μm的電積塗層。該電積塗層再以85℃經第一次烘乾10分鐘，隨後再以180℃經第二次烘乾60分鐘，以形成該蝕刻遮罩71。
    較佳下，該蝕刻遮罩71的該等穿孔710是以雷射鑽孔方式進行。
    較佳下，在該結合區511的該等蝕刻位置所進行的蝕刻是以等方向濕式蝕刻方式進行，以使得該等底切凹槽512的形狀為球狀。
    較佳下，該濕式蝕刻所使用的蝕刻液可以是氯化鐵溶液(ferric chloride solution)或鹼液(NaOH solution)。當該金屬基底部5的材料是鋁時，該氯化鐵溶液的波美(Baume)比重較佳為10-48‧Be。當該金屬基底部5的材料是不鏽鋼時，該氯化鐵溶液的波美比重較佳為30-48‧Be。
    該蝕刻遮罩71的移除可以藉由將塗有該蝕刻遮罩71的金屬基底部5浸泡在一酸性溶液，例如磷酸、硝煙及硫酸，而完成。
    較佳下，在該結合區511上模造該功能部6是以埋入模造(insertion molding)方式進行。如此形成的該功能部6可以具有模造的卡掣件612，而不須要再進一步加工該功能部6以形成該卡掣件612.
    圖4-5顯示本發明之一第二較佳實施例之一種用於機械部件之複合結構2的構造。與第一較佳實施例不同的是第二較佳實施例之該複合結構2是用於機械工件而非電子工件以及第二較佳實施例之該複合結構2的該功能部6的主體61是形成有一具有一H-型凹槽的模造標記65而非該卡掣件612。該模造標記65可選自商標圖形、預定圖案、裝飾圖像、文字或其等的組合之一者。
    本發明利用在一機械工件或電子工件的一金屬基底部5上形成底切凹槽512並於該等底切凹槽512上模造而形成一具有卡掣件612或模造標記65的功能部6，如此而可避免所形成的複合結構2的金屬基底部5及功能部6的表面損傷，並且所形成的卡掣件612可被用以將一外部元件41結合到機械工件或電子工件的金屬基底部5上，及/或所形成的模造標記65可以產生具有標示或辨示或裝飾的功能。
    惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，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發明說明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。
    100．．．電子裝置
    2．．．複合結構
    3．．．前蓋
    31．．．螢幕
    41．．．外部元件
    42．．．螺鎖件
    5．．．金屬基底部
    511．．．結合區
    512．．．底切凹槽
    6．．．功能部
    61．．．主體
    611．．．底面
    612．．．卡掣件
    71．．．蝕刻遮罩
    710．．．穿孔
    圖1是一立體分解圖，說明本發明一具有一第一較佳實施例的一種複合結構的電子裝置；
    圖2是一沿圖1中的剖線Ⅱ-Ⅱ的剖面圖，說明本發明第一較佳實施例的構造；
    圖3A-3E是示意圖，說明本發明一較佳實施例之一製造該複合結構的方法的連續步驟；
    圖4是一立體圖，說明本發明一具有一第二較佳實施例的一種複合結構的機械部件；以及
    圖5是一沿圖4中的剖線Ⅴ-Ⅴ的剖面圖。
    100．．．電子裝置
    2．．．複合結構
    3．．．前蓋
    31．．．螢幕
    41．．．內部元件
    42．．．螺鎖件
    5．．．金屬基底部
    511．．．結合區
    6．．．功能部
    612．．．卡掣件
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] 一種複合結構，包含：一金屬基底部，由一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區，該結合區形成有多數底切凹槽；以及至少一功能部，模造且結合於該結合區上，並具有多數凸柱，該等凸柱分別填滿該等底切凹槽。
    [2] 依據申請專利範圍第1項所述之複合結構，其中，該等底切凹槽為圓弧狀。
    [3] 依據申請專利範圍第1項所述之複合結構，其中，該功能部形成有一可適用以與一外部元件卡掣的卡掣件。
    [4] 依據申請專利範圍第3項所述之複合結構，其中，該卡掣件為一形成在該功能部內的一螺孔。
    [5] 依據申請專利範圍第1項所述之複合結構，其中，該功能部形成有一標記。
    [6] 依據申請專利範圍第5項所述之複合結構，其中，該標記係選自商標圖形、預定圖案、裝飾圖像、文字或其等的組合之一者。
    [7] 依據申請專利範圍第1項所述之複合結構，其中，該金屬材料係選自鋁、鎳、鎂、鈦、銅、其等的合金及不鏽鋼。
    [8] 依據申請專利範圍第1項所述之複合結構，其中，該功能部是由一第二金屬材料或一塑膠材料所構成的，該塑膠材料係選自熱塑性塑脂、熱固性樹脂、彈性體聚合物及塑鋼。
    [9] 一種製造一複合結構的方法，包含：提供一金屬基底部，該金屬基底部由一金屬材料所構成的，且具有至少一結合區；在該金屬基底部上形成一蝕刻遮罩以遮蓋該結合區；在該蝕刻遮罩上形成多數穿孔，以曝露該結合區的多數蝕刻位置；在該等蝕刻位置進行蝕刻，以在該結合區內形成多數底切凹槽；以及在該結合區上模造一可模造材料，以在該結合區上形成一功能部，且該功能部具有多數分別填滿該等底切凹槽的凸柱。
    [10] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，在該等蝕刻位置進行的蝕刻是以濕式蝕刻方式進行。
    [11] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該等底切凹槽為圓弧狀。
    [12] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該蝕刻遮罩的形成是以電沉積方式進行。
    [13] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該蝕刻遮罩是由一種樹脂所構成，該樹脂是選自環氧樹脂及壓克力樹脂之其中之一者。
    [14] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，形成該蝕刻遮罩的該等穿孔是以雷射鑽孔方式進行。
    [15] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，在該結合區上模造該功能部是以埋入模造方式進行。
    [16] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該功能部形成有一用以與一外部元件卡掣的卡掣件。
    [17] 依據申請專利範圍第16項所述之方法，其中，該卡掣件為一形成在該功能部內的一螺孔。
    [18] 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該功能部的主體形成有一模造標記。
    [19] 依據申請專利範圍第18項所述之方法，其中，該模造標記係選自商標圖形、預定圖案、裝飾圖像、文字或其等的組合之一者。
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