[发明专利]将用于联接结构的聚合物、陶瓷和复合材料金属化

说明书

一种制造方法，包括在非金属部件的表面上形成金属化连接层，设置非金属部件的表面以与第二部件的金属表面相配合，和使用金属到金属接合技术将金属化连接层与第二部件的配合的金属表面相接合。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年10月26日提交的题为将用于联接结构的聚合物、陶瓷和复合材料金属化的第15/334,986号美国专利申请的优先权，并且要求2015年10月27日提交的第62/246,909号美国临时申请和2016年3月23日提交的第62/312,012号美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及将聚合物、陶瓷或陶瓷-聚合物复合材料部件联接到另一部件的技术。

背景技术

在包覆成型(overmolding)中在聚合物、陶瓷或陶瓷-聚合物复合材料部件与组件内的一种或多种下面的部件之间形成的结构联接，可能难以获得充分的结合。当整体组件优选为尽可能小的尺寸时，这种情况会加剧，因为包覆成型需要增加组件的体积。包覆成型的部件表面与下面的部件的表面可能有限地粘结或者不粘结。与组件内部件的相邻表面彼此粘结的另外的方案相比，这种在包括包覆成型部件的组件的相配合的表面之间缺少粘结可能会限制组件的强度。

发明内容

本文公开的制造技术使在非金属部件例如聚合物(如塑料)、陶瓷或陶瓷-聚合物复合材料部件上联接表面，用以将非金属部件联接到金属部件或另外的非金属部件上变得容易。作为一个实例，使待接合的表面金属化以提供“连接(tie)”层，从而使得能够应用其他的结合方法。对于聚合物和陶瓷部件，金属化层可以通过溅射来施加，例如用铬和/或铜溅射。对于金属部件，如果需要，可以使用溅射或镀，例如镀镍，以提供适合于接合的金属化“连接”层。金属化“连接”层可以用多种方法接合，包括例如软钎焊(soldering)、硬钎焊(brazing)、粘合剂结合(使用为金属到金属结合设计的粘合剂)、金属熔合结合(例如金熔合结合)、和其它金属到金属接合技术。本文公开的技术可特别用于接合塑料到塑料、陶瓷到陶瓷、陶瓷到金属、陶瓷到塑料和/或塑料到金属部件，用于暴露于恶劣环境例如医疗应用的产品。

当将部件的表面接合到至少一个聚合物或陶瓷表面时，例如组件44的非金属间隔件34(图1B)，直接结合到聚合物或陶瓷表面可能导致粘结较差。如本文所公开，首先向聚合物或陶瓷表面施加金属化连接层，提供不同的功能化表面，使得粘合剂与其结合。在将两个聚合物或陶瓷部件结合到一起的情况下，两个部件可以选择性地用金属化连接层溅射，使得可以应用金属到金属粘合剂来接合表面。这样的金属到金属粘合剂可以为金属化粘结层提供良好的结合，并在用于聚合物到聚合物、陶瓷到陶瓷、陶瓷到塑料、陶瓷到金属和/或塑料到金属的结合时，可提供与常规技术相比的改进的粘结。

这些技术可有助于将成形的(平面或非平面的)金属部件联接到非金属部件，例如支撑结构、间隔件或支座，尽管其也可用于结合两个非金属部件。非金属部件也可另外使用其它已知方法例如冲压、激光切割、机加工和挤出形成。

在两个非金属部件的实例中，可将所述表面制备技术施用至待联接和结合的两个非金属表面。对于塑料到塑料、陶瓷到陶瓷或陶瓷到塑料表面接合，可在两个非金属部件上形成金属化表面，以作为不同表面，使得结合可在所述表面上进行。结合可以通过软钎焊、硬钎焊、金结合、粘合剂或其它金属到金属结合技术进行。

某些陶瓷、陶瓷-聚合物复合材料和聚酰胺类塑性树脂例如Zytel、Akromid、Amodel及类似物难以结合包括使用粘合剂结合到金属上。当表面是非平面的或具有相配合的3D曲面时，可能会出现这种结合困难。本文公开的技术可以特别用于将这样的陶瓷、陶瓷-聚合物复合材料和塑性树脂结合到金属、陶瓷或聚合物部件。

附图说明