TWI589058B - 天線裝置及其製作方法 - Google Patents
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Description
本發明係有關於一種天線裝置及其製作方法，尤指一種可避免化學鍍之金屬層沈積於部分裸露於該塑膠本體之金屬片的天線裝置及其製作方法。
塑料係大量地運用於電子產品之外殼，其優勢在於易於成型，且可大量生產。例如，可攜式電子裝置的外殼大多均係利用塑料所製造。
然而，隨著電子產品的尺寸日益縮小，其外殼的厚度也隨著減小，因此，為了提高塑料外殼的結構強度，目前大多在塑料外殼中嵌合有金屬片，以提升塑料外殼抵抗外力衝擊之強度。
例如，中華民國專利公開號第200917570號，其揭露一種無線傳輸裝置之防護外殼，該防護外殼中即包含多個金屬片，以提高防護外殼的強度。除此之外，上述570號公開專利中亦揭露在防護外殼中設有多個金屬片更可具有以下優點：(1)可用以做為裝飾性的特徵；(2)可用以做為功能性特徵，例如金屬材質之按鈕等；換言之，上述金屬片在結構上會裸露於該防護外殼，以達成金屬光澤之裝飾性或操作介面之按鍵功能。
再一方面，雷射直接成型技術(laser-direct-structuring，LDS)已逐漸應用於塑料外殼上之線路的製作。雷射直接成型的製作流程係為；首先提供一射出模造之外殼，該外殼係利用一次射出成型將熱塑性材料加以固化成型；接著，以雷射於該外殼的內壁面形成活化區域，該活化區域會具有金屬化的活化核心，亦即，該活化區域的活化核心可用以催化物理或化學反應；接下來，利用一金屬化製程，例如化學鍍，將金屬形成於上述之活化區域，以形成線路。
因此，當利用具有金屬片的塑料外殼進行上述雷射直接成型製程時，由於化學鍍中的金屬離子會在裸露於塑料外殼之金屬片的表面產生還原反應，致使裸露於塑料外殼之金屬片的表面上會沈積化學鍍之金屬層，而造成以下問題：
(1)化學鍍之金屬層與裸露於塑料外殼之金屬片的表面之間附著力不佳，故沈積之金屬層會由金屬片的表面上剝離、脫落，而導致金屬顆粒、粉末會散佈在電子產品的內部空間，該些金屬顆粒、粉末即可能會導致電子產品內部的電路板之線路發生短路的情況。
(2)如上述(1)之觀點，化學鍍之金屬層與裸露於塑料外殼之金屬片的表面之間附著力不佳，故化學鍍之金屬層會形成皺摺、粗糙或剝離的表面，導致金屬片失去裝飾性的功能。
本案發明人有鑑於上述習用的技術於實際施用時的缺失，且積累個人從事相關產業開發實務上多年之經驗，精心研究，終於提出一種設計合理且有效改善上述問題之結構。
本發明之主要目的，在於提供一種天線裝置及其製作方法，其係利用電鍍之逆反應的概念，將外接電源之正極連接至埋設而部分裸露於塑膠本體之金屬片，以加載正電壓於該金屬片，故可避免進行金屬層之化學鍍時將金屬材料沈積於上述金屬片之裸露部分上所造成的問題；換言之，部分裸露於該塑膠本體之金屬片不會沈積有化學鍍之金屬層，故金屬片仍可保持其裝飾性，再者，本發明亦可解決先前技術所提及之剝離之金屬層所導致的電路短路問題。
為了達到上述目的，本發明係提供一種天線裝置，包含：一塑膠本體，其上具有一天線圖案；一金屬片，其係埋設於該塑膠本體以形成一殼體件，且該金屬片係部分裸露於該塑膠本體；以及一金屬層，其係利用化學鍍沈積於該天線圖案以形成天線；其中，在該金屬層之化學鍍沈積時，部分裸露於該塑膠本體之該金屬片係連接於一電源之正極，以載入正電壓於該金屬片，進而避免該金屬層沈積於該金屬片之表面。
本發明更提供一種天線裝置的製作方法，包含以下步驟：步驟一：利用埋入模鑄(insert molding)將一金屬片埋設於一塑膠本體，且使該金屬片部分裸露於該塑膠本體以形成一殼體件；步驟二：在該塑膠本體上成型一可供沈積金屬之天線圖案；以及步驟三：將該殼體件置入一具有金屬離子之化學鍍液中，使金屬離子還原且沈積於該天線圖案上，以成型一金屬層之天線；同時，提供一電源，並將該電源之正極連接至部分裸露於該塑膠本體之該金屬片，及將該電源之負極連接至位於化學鍍液中之電極，以載入正電壓於該金屬片，進而避免金屬離子所還原之該金屬層沈積於該金屬片之表面。
本發明具有以下有益的效果：利用外接電源提供正電壓於部分裸露於該塑膠本體之該金屬片，使化學鍍之金屬離子進行還原反應時，僅沈積於該塑膠本體上之天線圖案，而不會沈積於上述部分裸露於該塑膠本體之該金屬片，故可保持該金屬片所提供之裝飾性態樣，亦可避免化學鍍所沈積之金屬層與金屬片之間的附著力問題所衍生出之電路短路等缺失。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。
本發明提出一種天線裝置及其製作方法，其可解決傳統製程將化學鍍之金屬層沈積於埋設於塑膠本體中之金屬片的裸露部分所導致的問題，例如化學鍍所沈積之金屬層與金屬片間的附著性不佳，而使金屬層脫落導致電路短路或裝置內部污染的問題等等。
本發明之第一具體實施例之天線裝置的製作方法包括以下步驟：。
首先，在步驟一中，利用埋入模鑄(insert molding)將一金屬片11埋設於一塑膠本體10，且使該金屬片11部分裸露於該塑膠本體10以形成一殼體件1(請配合第一圖所示)。
在本具體實施例中，該殼體件1可為一行動通訊裝置之背蓋，例如行動電話背蓋，但不以上述為限，其係先利用埋入模鑄將金屬片11埋設且裸露於塑膠本體10而成型為上述之行動電話背蓋；換言之，利用埋入模鑄將金屬片11牢固地嵌合於塑膠本體10中，而該金屬片11可為不銹鋼或其他耐腐蝕金屬，以形成具有高強度、具裝飾性、或具有電磁遮蔽效果之殼體件1。
另一方面，為了使塑膠本體10可被雷射所改質，以使塑膠本體10上成型可供沈積金屬之天線圖案(請配合第一A圖所示)，該塑膠本體10係為一種含金屬、金屬催化物或其有機物之塑性材料，其可被雷射所改質而形成活化區域，該活化區域具有金屬化的活化核心，因此，該活化區域的活化核心會催化物理或化學反應。
接著，步驟二係在該塑膠本體10上成型一可供沈積金屬之天線圖案101(請配合第一A圖所示)。具體而言，本步驟係使用雷射將該塑膠本體10之表面的一預定區域改質形成一活化區域(即天線圖案101)，使下一步驟之導電金屬材料得以直接沈積且附著於該塑膠本體10之活化區域上以形成可接收訊號之天線。值得注意的是，該天線圖案101與該金屬片11係不相接觸，以避免後續外加正電壓之步驟影響到化學鍍沈積金屬於天線圖案101上之反應。
接下來，請參考第一B圖，並配合第四圖所示，步驟三係將該殼體件1置入一具有金屬離子之化學鍍液40中，使金屬離子還原且沈積於該天線圖案101上，以成型一金屬層12之天線；同時，提供一電源30，並將該電源之正極連接至部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，及將該電源30之負極連接至位於化學鍍液40中之電極301，以載入正電壓於該金屬片11，進而避免金屬離子所還原之該金屬層12沈積於該金屬片11之表面。
藉此，本步驟係利用金屬沈積技術，例如化學鍍(亦稱無電鍍，electroless plating)，使導電金屬材料得以直接沈積附著於該塑膠本體10之天線圖案101上，以形成可接收訊號之金屬層12之天線。例如，化學鍍液40可至少包含有銅離子，故可沈積銅之金屬層12，以形成接收訊號之天線；又例如，化學鍍液40可至少包含有鎳離子，故可沈積鎳之金屬層12，以形成接收訊號之天線，但不以上述為限。
再一方面，由於化學鍍液40中之金屬離子在進行還原的過程中，亦會沈積在部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11的表面，故本發明係在化學鍍的過程中利用電源30提供正電壓於部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，使部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11會產生電鍍之逆反應，具體而言，本發明將該電源30之正極連接至部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，及將該電源30之負極連接至位於化學鍍液40中之電極301，以載入約0.4V的正電壓至部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，使沈積在部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11進行一氧化反應，使化學鍍所沈積在部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11表面上的金屬層12，再次還原成離子態，故可保持部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11表面不會沈積有化學鍍所成型之金屬層12。如第四圖所示，本發明可利用支架302一次性地裝配八個殼體件1，並將支架302的末端連接於電源30之正極，藉此可進行批次化的量產作業。
因此，本發明之第一具體實施例係利用雷射直接成型技術(laser-direct-structuring，LDS)製作一種天線裝置，換言之，該殼體件1係為一雷射直接成型(LDS)之外殼，其包含一利用埋入模鑄方法所模製成型的塑膠本體10與金屬片11，並以雷射於該塑膠本體10上形成一活化區域(即天線圖案101)，再利用化學鍍方法將金屬材料沈積於該活化區域而形成有一金屬層12之天線；再者，在化學鍍的同時，利用外接電源30將正電壓加載於金屬片11，以避免化學鍍所沈積之金屬覆蓋於金屬片11的表面。
本發明之第二具體實施例之天線裝置的製作方法則係利用雙色注塑(2 shot molding，又稱雙料射出成型)將天線圖案101成型於塑膠本體10上，其包括以下步驟：步驟一，同樣可利用埋入模鑄(insert molding)將一金屬片11埋設於一塑膠本體10，且使該金屬片11部分裸露於該塑膠本體10以形成一殼體件1(請配合第一圖所示)，而與第一具體實施例不同之處在於，本步驟所射出成型之塑材係為一種非導體之塑材，且其中不需含有金屬組成，換言之，一般常見的工業塑材均可應用於本步驟中。
另外，同於第一具體實施例，該殼體件1可為一行動通訊裝置之背蓋，例如行動電話背蓋等。
接著，步驟二係在該塑膠本體10上成型一可供沈積金屬之天線圖案101(請配合第一A圖所示)。具體而言，本步驟係利用雙色注塑(2 shot molding)方法將一導電塑材成型於該塑膠本體10上，以形成可供沈積金屬之天線圖案101；換言之，本步驟係利用雙色注塑將導電塑材成型在該塑膠本體10之表面的預定區域，以形成天線圖案101，使下一步驟之導電金屬材料得以直接附著於該塑膠本體10上之天線圖案101上以形成可接收訊號之天線。
另外，同於第一具體實施例，該天線圖案101與該金屬片11係不相接觸，以避免後續外加正電壓之步驟影響到化學鍍沈積金屬於天線圖案101上之反應。
接下來，同樣參考第一B圖與第四圖所示，步驟三係將該殼體件1置入一具有金屬離子(如銅離子或鎳離子)之化學鍍液40中，使金屬離子還原且沈積於該天線圖案101上，以成型一金屬層12之天線；同時，提供一電源30，並將該電源之正極連接至部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，及將該電源30之負極連接至位於化學鍍液40中之電極301，以載入正電壓於該金屬片11，進而避免金屬離子所還原之該金屬層12沈積於該金屬片11之表面。因此，藉由步驟二所使用之導電塑材，化學鍍液40中之金屬離子可直接沈積附著於該塑膠本體10之天線圖案101上，以形成可接收訊號之金屬層12之天線。再者，在化學鍍的過程中，利用電源30提供正電壓於部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11，使部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11會產生電鍍之逆反應，使化學鍍所沈積在部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11表面上的金屬層12，再次還原成離子態，故可保持部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11表面不會沈積有化學鍍所成型之金屬層12。
因此，本發明之第二具體實施例係利用雙色注塑(2 shot molding)技術製作一種天線裝置，換言之，該殼體件1包含一利用埋入模鑄方法所模製成型的塑膠本體10與金屬片11，並利用雙色注塑將另一導電塑材成型於該塑膠本體10上以形成天線圖案101；再利用化學鍍方法將金屬材料沈積於該活化區域而形成有一金屬層12之天線；再者，在化學鍍的同時，利用外接電源30將正電壓加載於金屬片11，以避免化學鍍所沈積之金屬覆蓋於金屬片11的表面。
綜上所述，本發明依據上述第一與第二具體實施例的製作方法，製作出一種天線裝置，其包括塑膠本體10、金屬片11及金屬層12，金屬片11係埋設於該塑膠本體10以形成一殼體件1，且該金屬片11係部分裸露於該塑膠本體10，而塑膠本體10上具有一天線圖案101，金屬層12則是利用化學鍍沈積於該天線圖案101上以形成天線；其中當該金屬層12之化學鍍沈積時，部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11係連接於一電源30之正極，以載入正電壓於該金屬片11，進而避免該金屬層12沈積於該金屬片11之表面。
請參考第一圖，其顯示金屬片11埋設於該塑膠本體10以形成一殼體件1的立體圖。在一實施例中，該殼體件1可為一行動通訊裝置之背蓋，例如行動電話背蓋，而該塑膠本體10包含一內表面102及一相對於該內表面102之外表面103，該金屬片11係部分同時裸露於該行動通訊裝置之背蓋的內表面102與外表面103。然而，在一變化實施例中，該金屬片11可僅部分裸露於該行動通訊裝置之背蓋的內表面102，或是僅部分裸露於該行動通訊裝置之背蓋的外表面103。
請參考第一A圖，其顯示該塑膠本體10上具有可供沈積金屬之天線圖案101，具體而言，該天線圖案101係由塑膠本體10之外表面103連續地延伸至塑膠本體10之內表面102，而該天線圖案101可利用前文所述之雷射直接成型技術(laser-direct-structuring，LDS)的雷射改質步驟或雙色注塑(2 shot molding)技術所製作，在此不予贅述；再者，該天線圖案101與該金屬片11係不相接觸。
請參考第一B圖，其顯示金屬層12係成型於該天線圖案101上，以形成一接收/發送訊號之天線。金屬層12的結構係對應於該天線圖案101，且同樣由塑膠本體10之外表面103連續地延伸至塑膠本體10之內表面102；值得注意的是，由於在該金屬層12之化學鍍沈積時，部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11係連接於一電源30之正極，以載入正電壓於該金屬片11，因此，部分裸露於該塑膠本體10之該金屬片11上並無金屬層12之沈積。
請參考第二圖與第三圖，第二圖顯示本實施例之天線裝置與電路板20、導電元件21組設在一起的分解圖；而第三圖顯示上述之天線裝置與電路板20、導電元件21組設在一起的組合圖，其中，天線裝置之塑膠本體10包含內表面102及相對於該內表面102之外表面103，金屬層12係由塑膠本體10之外表面103連續地延伸至塑膠本體10之內表面102，導電元件21的兩端係分別電性連接於位於塑膠本體10之內表面102的金屬層12以及電路板20上之線路201。藉此，該金屬層12所接收之無線訊號則可利用導電元件21傳遞至該電路板20上之線路201，反之亦然，以達到信號的接收/傳送。
另一方面，金屬片11係緊密的嵌合於該塑膠本體10，以達到提升該殼體件1(即行動通訊裝置之背蓋)的結構強度、或增加裝飾性功用、或加強電磁遮蔽效果的功能，然本發明所提出之製作方法可有效避免化學鍍之金屬沈積於金屬片11上，以解決傳統製程將化學鍍之金屬沈積於金屬片11上所造成的問題。
綜上所述，本發明具有下列諸項優點：
1、將外接電源之正極連接至埋設於塑膠本體之金屬片，以加載正電壓於該金屬片，故可避免進行金屬層之化學鍍時將金屬材料沈積於金屬片上所造成的問題。藉此，在應用化學鍍的情況下，本發明仍可將金屬片嵌設並裸露於塑膠本體，使其可維持裝飾性功用或按鍵作用之功能。
2、另外，本發明可避免進行金屬層之化學鍍時將金屬材料沈積於金屬片上，以解決先前技術所提及之剝離的沈積金屬層所導致的電路短路問題，且使塑膠本體與金屬片所組成之殼體件具有較佳的結構強度。
以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效技術變化，均包含於本發明之範圍內。
1．．．殼體件
10．．．塑膠本體
101．．．天線圖案
102．．．內表面
103．．．外表面
11．．．金屬片
12．．．金屬層
20．．．電路板
201．．．線路
21．．．導電元件
30．．．電源
301．．．電極
302．．．支架
40．．．化學鍍液
第一圖係顯示本發明之金屬片埋設於該塑膠本體以形成殼體件的立體示意圖。
第一A圖係顯示本發明之塑膠本體上具有可供沈積金屬之天線圖案的立體示意圖。
第一B圖係顯示本發明之金屬層成型於該天線圖案上的立體示意圖。
第二圖係為本發明之天線裝置與電路板、導電元件組設在一起的分解示意圖。
第三圖係為本發明之天線裝置與電路板、導電元件組設在一起的組合示意圖。
第四圖係為本發明之殼體件進行化學鍍之示意圖，其中電源之正極係連接於金屬片。
1．．．殼體件
10．．．塑膠本體
11．．．金屬片
30．．．電源
301．．．電極
302．．．支架
40．．．化學鍍液
Claims (11)
- 一種天線裝置，包含：一塑膠本體，其上具有一天線圖案；一金屬片，其係埋設於該塑膠本體以形成一殼體件，且該金屬片係部分裸露於該塑膠本體，該金屬片與該天線圖案係不相接觸；以及一金屬層，其係利用化學鍍沈積於該天線圖案以形成天線。
- 如申請專利範圍第1項所述之天線裝置，其中該殼體件係為一行動通訊裝置之背蓋。
- 如申請專利範圍第2項所述之天線裝置，其中該金屬片係部分裸露於該行動通訊裝置之背蓋的內表面。
- 如申請專利範圍第2項所述之天線裝置，其中該金屬片係部分裸露於該行動通訊裝置之背蓋的外表面。
- 如申請專利範圍第2項所述之天線裝置，其中該金屬片係部分同時裸露於該行動通訊裝置之背蓋的內表面與外表面。
- 一種天線裝置的製作方法，包含以下步驟：步驟一：利用埋入模鑄(insert molding)將一金屬片埋設於一塑膠本體，且使該金屬片部分裸露於該塑膠本體以形成一殼體件；步驟二：在該塑膠本體上成型一可供沈積金屬之天線圖案；以及步驟三：將該殼體件置入一具有金屬離子之化學鍍液中，使金屬離子還原且沈積於該天線圖案上，以成型一金屬層之天線；同時，提供一電源，並將該電 源之正極連接至部分裸露於該塑膠本體之該金屬片，及將該電源之負極連接至位於化學鍍液中之電極，以載入正電壓於該金屬片，進而避免金屬離子所還原之該金屬層沈積於該金屬片之表面。
- 如申請專利範圍第6項所述之天線裝置的製作方法，其中，在步驟一中，該金屬片係為不銹鋼或耐腐蝕金屬。
- 如申請專利範圍第7項所述之天線裝置的製作方法，其中在步驟二中，係利用雷射直接活化將該可供沈積金屬之天線圖案成型於該塑膠本體上。
- 如申請專利範圍第7項所述之天線裝置的製作方法，其中在步驟二中，係利用雙色注塑將該可供沈積金屬之天線圖案成型於該塑膠本體上。
- 如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之天線裝置的製作方法，其中在步驟三中，該化學鍍液中的金屬離子係為銅離子，而該金屬層係為銅層。
- 如申請專利範圍第6至9項中任一項所述之天線裝置的製作方法，其中在步驟三中，該化學鍍液中的金屬離子係為鎳離子，而該金屬層係為鎳層。
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|---|---|---|---|
| TW099114389A TWI589058B (zh) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | 天線裝置及其製作方法 |
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| TW099114389A TWI589058B (zh) | 2010-05-05 | 2010-05-05 | 天線裝置及其製作方法 |
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| TW201140930A TW201140930A (en) | 2011-11-16 |
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Citations (3)
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| TW200603709A (en) * | 2004-01-09 | 2006-01-16 | Framatome Connectors Int | PCMCIA electronic housing equipped with an antenna and process for manufacturing thereof |
| TW200617188A (en) * | 2004-11-23 | 2006-06-01 | Tennmax Inc | Film antenna and method for manufacturing thereof |
| TW200729895A (en) * | 2006-01-17 | 2007-08-01 | Chant Sincere Co Ltd | Casing of wireless communication product having embedded antenna |
-
2010
- 2010-05-05 TW TW099114389A patent/TWI589058B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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| Publication number | Publication date |
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| TW201140930A (en) | 2011-11-16 |
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