CN101745792A - 塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，此方法包含下列步骤：首先，提供一金属基材、一粉体浆料及一塑胶体。然后，先配置粉体浆料堆积于金属基材的表面，随后将两者进行共烧结处理，粉体浆料因松装堆积烧结成多孔性结构并且与金属基材紧密接合，最后，嵌入一塑胶体于此多孔性结构，以达到塑胶体与多孔性结构及金属基材三者结合的目的。

Description

塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法

技术领域

本发明涉及一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，特别是涉及一种多孔性结构与金属基材接合后将塑胶嵌入于多孔性结构的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法。

背景技术

目前在熟知的塑胶与金属黏结的方式有两大***，一者是以快干胶或光固化树脂胶直接以夹具固定后使胶干燥而完成塑胶结构与金属基板黏合，以此复杂而多工步骤的加工程序不谈之外，胶水的化学稳定性及结合面的耐冲击性不佳；另种方式称为纳米射出成型技术(NMT，Nano MoldingTechnology)金属与塑胶结合的技术中，其金属基板经过酸蚀造出纳米孔洞后，浸泡特定化学药剂使纳米孔洞填满该化学药剂，复将特定塑料直接射出成型于金属表面，由于特定塑料与特定化学药剂引发置换反应而黏着一起，这种以化学反应改变塑胶分子内键结的方式，虽能够有效的将塑胶与金属直接结合在一起，但由于仅能使用特定的塑胶导致后续表面处理的脆化问题，以及经过令人担心的化学湿工艺(即制程，本文均称为工艺)处理，这两种现有习用技术对于讲究环保与可靠度的消费性电子产品，其应用范围相对变小。

由此可见，上述现有的塑胶与金属黏结的方法在制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的塑胶与金属黏结的方法存在的缺陷，而提供一种新的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，所要解决的技术问题是使其利用粉末烧结原理将多孔性结构以化学链结方式稳固的烧结或烧焊于基材上，随后并且进行塑胶结构嵌入于多孔性结构体，可以达到工程塑胶与多孔性结构、基材的稳固结合，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，该方法包含下列步骤：提供一金属基材、一粉体浆料及一塑胶体；堆积该粉体浆料于该金属基材的表面；共烧结该金属基材及该粉体浆料，该粉体浆料烧结成一多孔性结构，且与该金属基材接合；以及嵌入该塑胶体于该多孔性结构，使该塑胶体与该多孔性结构、金属基材三者结合。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的堆积该粉体浆料于该金属基材的表面前，更包含粗化该金属基材的表面的步骤。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的粗化该金属基材的表面的步骤是利用喷砂处理表面。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的粗化该金属基材的表面的步骤是利用化学蚀刻处理表面。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的堆积该粉体浆料于金属基材的表面，是利用刮刀成型的表面涂布处理方式。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的堆积该粉体浆料于金属基材的表面，是利用喷涂的表面涂布处理方式。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的金属基材为一纯金属或合金。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的纯金属或合金的材质包含铜、铁、铝、镁或锌。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的金属基材的型体为平板、U型或L型。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的金属基材的型体是由钣金冲压、金属压铸、重力铸造或半液固射出成型工艺所完成。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的粉体浆料为粉体及黏结剂松装堆积而成的膏状物。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的粉体浆料的粉体为一纯金属或合金。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的纯金属或合金的材质包含铜、铁、铝、镁、锌。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中该金属基材及该粉体浆料的粉体为同一材质。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中该金属基材及该粉体浆料的粉体能产生合金化的异种金属材质。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的粉体浆料的粉体为能够与该金属基材产生合金化的一瓷金粉体。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的瓷金粉体为金属间化合物、金属碳化物或金属氮化物。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的塑胶体为热可塑塑胶。

前述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其中所述的塑胶体为热可固塑胶。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，本发明提供了一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，此方法包含下列步骤：首先，提供一金属基材、一粉体浆料及一塑胶体。然后，先配置粉体浆料堆积于金属基材的表面，随后将两者进行共烧结处理，粉体浆料因松装堆积而烧结成多孔性结构并且与金属基材紧密接合，最后，嵌入一塑胶体于此多孔性结构，以达到塑胶体与多孔性结构及金属基材三者结合的目的。

借由上述技术方案，本发明塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法至少具有下列优点及有益效果：

1、此塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，藉由粉末冶金的烧结，使粉体浆料中的黏合剂将被汽化与烧除，且粉体浆料的粉体自身，以及粉体与金属基材稳固烧结在一起，两者产生稳固的化学键结(金属键)，因此可以适用于常用的金属材料如铜、铁、铝、镁、锌以及其合金。

2、此塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，可藉由熔融的塑胶体进入、嵌入或射入多孔性结构而紧密的与其多孔性结构结合，并且达到与金属基材接合在一起的目的，所使用的塑胶材料就没有限制与特别指定。

3、依本发明所提供的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，确实能够有效地进行处理，同时达到单纯简化的功能。

综上所述，本发明利用粉末烧结原理将多孔性结构以化学链结方式稳固的烧结或烧焊于基材上，随后并且进行塑胶结构嵌入于多孔性结构体，可以达到工程塑胶与多孔性结构、基材的稳固结合。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的步骤流程图。

图2为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的金属基材的剖面示意图。

图3为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的金属基材表面粗化后的剖面示意图。

图4为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的配置模板及刮刀的侧视示意图。

图5为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的粉体浆料经脱脂后的松装堆积的显微结构图。

图6为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其粉体浆料经脱脂后的松装堆积烧结后的多孔结构显微结构图。

图7为本发明的嵌入塑胶于多孔性结构的方法的金属粉末初步烧结的显微结构图。

图8为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其多孔性结构、多孔性结构与金属基材扩散结合层以及原金属基材的三个不同层次的结构图。

图9为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的烧结金属基材及多孔结构烧结后的剖面示意图。

图10为本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法的施工示意图。

1：金属基材                11：金属基材表面粗化

2：粉体浆料                21：多孔性结构

3：塑胶体                  41、42：模板

5：刮刀                    6：多孔性结构与基材扩散结合层

7：模具                    S80～S84：步骤。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法其具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

请一并参阅图1至图10所示。如图1所示的步骤，依本发明的一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，包含下列步骤：

步骤80：提供一金属基材1、一粉体浆料2及一塑胶体3。其中此金属基材1的型体是为平板、U型、L型体，其中金属基材1的型体是可由钣金冲压、金属压铸、重力铸造、半液固射出成型工艺所完成。在此实施例中是以平板加以表示(如图2所示)，但并不以此为限。此金属基材1或粉体浆料2的粉体是为一纯金属或合金，其中，纯金属或合金的材质是包含铜、铁、铝、镁、锌。粉体浆料2的粉体，在此实施例中是与金属基材1同一材质，但粉体浆料2的粉体亦可为瓷金粉体，此瓷金粉体可为金属间化合物、金属碳化物或金属氮化物等，此瓷金粉体的特征须能够与金属基材产生合金化。粉体浆料2是利用黏结剂混拌粉体而成的膏状物，但并不以此为限，其中金属基材1及粉体浆料2的粉体亦可为能够产生合金化的异种金属材质。塑胶体3是包含工程塑胶、热可塑及热可固的的单一或复合配方。

步骤81：粗化后的金属基材1的表面(如图3所示)，其中粗化此金属基材1的表面是利用物理方式(例如喷砂处理)，利用化学方式(例如蚀刻处理)而使金属基材表面粗化11，或者同时利用物理方式及化学方式加以金属基材表面粗化11处理。粗化的范围可以是局部性或全面性，也没有限制单面或是双面，都可以进行处理。

步骤82：配置粉体浆料2于金属基材1的表面，以及视需要所增加的二模板41、42、一刮刀5，其中配置粉体浆料2于金属基材1的表面，是可利用刮刀成型及喷涂的单一或复合的表面涂布方式加以处理，在此实施例中，二模板41、42是为一硬质材料开孔的两侧剖面，开孔的位置依实际需求而定，二模板41、42是位于金属基材1的表面。利用粉体浆料2堆积于模板41、42之间，并且利用刮刀5加以刮除超出二模板41、42高度的多余的粉体浆料2(如图4所示)。

步骤83：进行共烧结粉体浆料2及金属基材1，使粉体浆料2成为一多孔性结构21，且使多孔性结构21紧密接合于金属基材1上，其中粉体浆料2因松装堆积(松装堆积表示粉体浆料以松散方式加以填装、堆积)烧结而成多孔性结构21。另外，烧结所需的粉体浆料2是利用黏结剂混拌而成粉体浆料2的膏状物，经过烧结时的高温加以汽化脱脂及烧除黏合剂，留下近似圆形的粉体(如图5所示)，并且经过烧结其初步加热而使粉体浆料2的粉体自身接合(如图6所示)。接续着，经过更长时间与更高温至粉体，其粉体浆料2的粉体至熔点以下(0.8Tm，Tm为熔点温度)，使粉体浆料2中的粉体自身互相熔接而紧密烧结成强固的键结而形成多孔性结构21(如图7所示)，另外，多孔性结构21与金属基材的粗糙界面，也由于高温的作用使原子互相扩散，而互相熔接在一起，因而产生多孔性结构21、多孔性结构与金属基材扩散结合层6以及原金属基材1的三个不同层次的结构(如图8所示)。经过共烧结处理后得到的多孔性结构能够稳固的与金属基材紧密接合(如图9所示)，以等待塑胶体嵌入射出处理。

步骤84：嵌入一熔融的塑胶体3于多孔性结构21中，而将熔融的塑胶体3藉由射出机而高压射入于模具7内的多孔性结构21，使塑胶体3嵌入于多孔性结构21中，达到塑胶体3与多孔性结构21、金属基材1三者相互结合的目的。(如图10所示)

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (19)

1.一种塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于该方法包含下列步骤：

提供一金属基材、一粉体浆料及一塑胶体；

堆积该粉体浆料于该金属基材的表面；

共烧结该金属基材及该粉体浆料，该粉体浆料烧结成一多孔性结构，且与该金属基材接合；以及

嵌入该塑胶体于该多孔性结构，使该塑胶体与该多孔性结构、金属基材三者结合。

2.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的堆积该粉体浆料于该金属基材的表面前，更包含粗化该金属基材的表面的步骤。

3.根据权利要求2所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的粗化该金属基材的表面的步骤是利用喷砂处理表面。

4.根据权利要求2所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的粗化该金属基材的表面的步骤是利用化学蚀刻处理表面。

5.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的堆积该粉体浆料于金属基材的表面，是利用刮刀成型的表面涂布处理方式。

6.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的堆积该粉体浆料于金属基材的表面，是利用喷涂的表面涂布处理方式。

7.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的金属基材为一纯金属或合金。

8.根据权利要求7所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的纯金属或合金的材质包含铜、铁、铝、镁或锌。

9.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的金属基材的型体为平板、U型或L型。

10.根据权利要求9所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的金属基材的型体是由钣金冲压、金属压铸、重力铸造或半液固射出成型工艺所完成。

11.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的粉体浆料为粉体及黏结剂松装堆积而成的膏状物。

12.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的粉体浆料的粉体为一纯金属或合金。

13.根据权利要求12所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的纯金属或合金的材质包含铜、铁、铝、镁、锌。

14.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中该金属基材及该粉体浆料的粉体为同一材质。

15.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中该金属基材及该粉体浆料的粉体能产生合金化的异种金属材质。

16.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的粉体浆料的粉体为能够与该金属基材产生合金化的一瓷金粉体。

17.根据权利要求16所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的瓷金粉体为金属间化合物、金属碳化物或金属氮化物。

18.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的塑胶体为热可塑塑胶。

19.根据权利要求1所述的塑胶嵌入多孔性结构且结合金属基材的方法，其特征在于其中所述的塑胶体为热可固塑胶。

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