产品设计与涂装制程报告

產品設計與塗裝製程考量2003/7/41報告內容塗裝材料概述印刷材料概述塗膜面物性檢測機構設計與塗裝製程之考量問題探討與說明結論2

由於近幾年N/B外觀及塗裝顏色在搭配上朝向多樣化及生活化為訴求,塗裝顏色選擇及搭配上,已成為非常重要的一環,針對目前較為成熟及量產普遍化材料,特別做以下相關說明。3導電塗料為金屬材料與樹脂攪拌混合而成之材料,經由塗裝製程可將不導電之塑膠材料轉變成導電性產品,作為防止EMI或EMC之材料，目前使用較為廣泛之種類有銅.銀銅.銀三種,因其導電性與成本上各有不同，選用種類上可能需視產品特性及需求規格。導電塗料在導電性優越,流程簡易,可在極短製程時間下完成加工動作，而多項材料種類,可視產品規格搭配,有效控制成本。

1.1導電系列塗料(鎳、銅、銀銅、銀)1.塗裝材料概述41.1.3因金屬原料比重較高,使用上極易造成塗料沉澱,在製程設備上需搭配穩定及精密的循環及供料系統,方可有效掌控品質1.1.4使用導電漆塗裝製程,其塗膜面在測試密著度會出現不同程度脫落現象,在程度上以銅導電漆較明顯,銀導電漆最輕微,由於原料粒徑愈大其緊密性愈差,原料中樹酯所含比例對電阻值有直接影響,在前二種因素限制下,材料本身調整空間已被設限。點狀脫落現象對產品可靠度無影響,一般檢驗方式以製作脫落程度樣品輔助檢驗判定。5此系列塗料為早期使用於N/B外觀塗裝上最為普遍之材料,分別有單液與雙液型二種系統,此系統加工成熟度很高,目前在使用上已漸被銀粉塗料取代,使用上不普遍。1.2一般素色系列塗料6

1.3.1經由塗裝製程後塗膜面所呈現之金屬質感,顏色可隨不同性質產品及客戶需求而作多樣化調整,多變及多樣化的選擇,已成為目前運用最為廣泛之材料,普遍運用於3C相關資訊產品上。1.3.2此系列材料上,除顏色可隨客戶設定需求設定外,在銀粉粒徑&閃度上,亦有不同等級材料可作搭配,更提供客戶多樣化的選擇。1.3.3原料中的鋁粉粒徑愈小,塗膜面所顯示之金屬值感與閃度愈鮮亮,對在製程加工上難度也較高,是選用此材料前需考量。1.3銀粉色系列塗料7

1.4彈性系列塗料(皮革漆)極佳的柔軟表面觸感及塗膜面優秀的耐擦傷、耐衝擊、耐磨性、耐化學品特性，對使用接觸頻繁材料上,極適合採用此系列材料用於外觀之塗裝。皮革漆塗料其材料特性在塗裝上,需於噴塗後作60度*30分之持續烘烤,塗膜層之特性才可達最佳狀況,故成型材料之耐變形溫度及結構強度，設計上需多加以考量,烘烤溫度及時間對成品可靠度有直接影響,此項製程控制顯是相當重要。皮革漆標準膜厚為30u以上,不良品修補需考量累積膜厚,在材料損耗LOSS上,將高於一般塗料塗裝製程,由於成本上比一般面漆明顯較高,目前使用此原料塗裝仍不普遍。1.4.1.1.4.2.1.4.3.81.5變色珍珠系列塗料此系列塗料特色在於運用有色底漆塗裝於下層,再搭配半透明原料(珍珠粉)塗裝於上層,從不同視覺角度下,可呈現出顏色變化之特性,由於塗料本身遮蔽率極差,塗裝製程中塗膜厚度變異對顏色有相當程度之影響,也因此在顏色控制規格定義上,比其他系統塗料較為寬鬆。1.5.1.1.5.2.產品作變色珍珠塗裝設計時,成品外觀之掌控上須更為嚴謹,塗裝面以平面打光方式處理,呈現之顏色變化較咬花面理想。91.6.變色龍系列塗料多色像、大幅度變化外觀設計為此系列塗料所強調之特色,此原料成本與一般材料有著極大差距(約30-40倍),目前使用此系列塗料以手機上塗裝較有使用之空間,完全基於原料成本之考量,目前在N/B產品上極少選用。產品作變色龍塗裝設計時,塗裝面以平面打光方式處理呈現之顏色變化較咬花面為佳。1.6.1.1.6.2.101.7.全全光澤澤系列列塗料料塗膜面光澤澤度在80度以上,極佳之鮮鮮豔性、外外觀優美，，有逐漸熱熱門化趨勢勢。塗裝製程方方式有三種種,直接作作一塗或在在有色塗膜膜層上加噴噴透明金油油，直接以以有色高光光澤塗料作作業,由於於製程單純純相對在成成本與時效效上較具競競爭性,但但也由於材材料中有色色料加入,原料流動動性較差,造成塗膜膜面平坦性性較差,表表面橘皮現現象也相對對較為明顯顯,以調整整塗料粘度度可做些微微改善,但但須同時考考慮降低粘粘度對遮蓋蓋率影響程程度。使用用加噴透明明金油方式式塗裝,成成本與加工工時間上較較高及長,但塗膜面面因採二次次塗裝,在在耐摩擦之之測試上較較前製程優優越，在外外觀上鮮豔豔質感也較較佳。另一種加工工方式是在在成型材料料上直接塗塗裝透明金金油,此方方式在成型型素材上須須能嚴謹及及有效控制制,透明金金油中並未未含有任何何色料,是是無法遮蔽蔽素材表面面任何瑕疵疵。.1.7.2..11此系統塗料料在塗膜面面之耐摩擦擦.耐化學學品.耐候候性…等各各項物性上上測試上更更較二液型型塗料更具具優秀之物物理性,乾乾燥方式較較一般傳統統烘烤製程程不同,需需搭配特殊殊硬體設備備(紫外線線照射爐),以達反反應乾燥條條件,塗裝裝後不良品品無法作修修補重工動動作(因塗塗膜面經反反應硬化後後,再塗塗會有密著著不良脫漆漆之現象)。1.8.UV系統統塗料料12油墨在使用用上較為普普遍有:a.單液液型系統b.雙雙液型系統統c.UV系統統,a.b二種系系統在N/B機構外外觀加工上上,應用較較為廣泛,而UV系系統目前運運用上仍以以手機.PDA較為為普遍。單液&雙液液型油墨為為藉由烘烤烤達到硬化化乾燥,在在耐磨擦特特性上要求求較佳,或或塗膜面為為彈性塗料料製程下,須以雙液液型或UV系統油墨墨作業。UV系統在在印刷面之之耐摩擦.耐化學品品.耐候性性…等各項項物性上測測試上皆有有極優秀之之效果,乾乾燥方式較較一般傳統統烘烤製程程不同,需需搭配特殊殊硬體設備備(紫外線線照射爐),以達反反應乾燥條條件,塗裝裝後不良品品無法作修修補重工動動作,在成成本上需考考量。2.印印刷材材料概概述2-1.2-2.2-3.13檢驗方式及及規格視塗塗料系統.原料供應應商區別而而有所差異異:單液型:檢驗時機須須在烘烤50-60度*10-15分分,再經自自然乾燥約約12hr或60度度*30min強制制乾燥後實實施,一般般檢測項目目有a.密密著度(百百方格剝離離測試)b.耐酒酒精c.表面硬度度。雙液型:此系統塗料料為反應型型塗料,其其乾燥條件件需具初期期乾燥與反反應乾燥二二項要件,一般硬化化乾燥時間間需七天,考慮產品品生產週期期極短下,需提前實實施塗膜性性能檢測時時,應另行行定義合理理及適當之之檢測規格格。檢驗時時機須在定定義在烘烤烤60度*30min下,再再經自然乾乾燥約24hr後實實施,一般般檢測項目目有a.密著度(百方格剝剝離測試)b.耐耐酒精c.耐磨磨耗d.表面硬硬度e.色差。印刷:由於油墨原原料本身具具有高固成成分、高黏黏度之特性性,通常對對耐摩擦、、耐酒精、、表面物性性上無法與與塗料相比比(除特殊殊之雙液型型系統orUV系系統),除除客戶有另另行定義規規格狀況外外，測試項項目僅作密密著性部分分(百方方格剝離測測試)。3.塗塗膜面面物性性檢驗驗144.1.材料選選擇考量量:基於塗料料相異系系統所得得到之塗塗膜物性性有極大大差異,在產品品初期規規劃階段段應作謹謹慎考量量,目前前低溫塗塗裝製程程塗膜面面硬度等等級單液液型塗料料在F-H,雙雙液型塗塗料在H-2H等級,但其製製程初期期乾燥時時間與自自然乾燥燥時間須須超過72hr以上,方可達達到H等等級之硬硬度，相相對從投投入到所所需之時時間高於於單液型型塗料。。雙液型型塗料塗塗膜乾燥燥硬化後後,具優優良之耐耐化學品品.耐候候性.耐耐磨擦.極佳之之表面硬硬度。影響塗膜膜硬度另另一項重重要考量量為成型型選用原原料,底底材硬度度直接影影響塗膜膜硬化成成形之表表面硬度度,相同同塗料噴噴塗在不不同底材材上,會會得到不不同之測測試結果果,以目目前在資資訊產品品上使用用較普遍遍之原料料來區分分,加碳碳纖及玻玻纖硬度度較佳,其次是是PC.PC+ABS.ABS。對於低附附加價值值之產品品可考慮慮使用單單液型塗塗料作業業,重工工性佳,製程所所需時間間短,客客戶要求求規格相相對較低低,符合合成本效效益。4.機機構設設計計與塗塗裝裝製程程上上考量量15就塗膜面面可靠度度考量上上,應避避免塗裝裝面任何何可能出出現之銳銳角外觀觀,塗膜膜標準厚厚度約18-25u(雙液型型),銳銳角部位位塗料附附著狀況況遠低於於平面附附著,故故在銳角角部位之之塗膜層層可靠度度(耐磨磨&附著著度測試試),會會出現相相當大的的疑慮。。雙色塗裝裝為目前前相當廣廣泛使用用之外觀觀設計,對於兩兩色交界界設計與與塗裝相相互關係係,分別別提出以以下建議議:4.2.1.4.2.塗裝製製程設計計考量:4.2.2.16以美工溝溝槽設計計作區隔隔時(溝溝底噴漆漆),建建議寬度度為0.8-1.0m/m,深深度為0.4-0.6m/m,由由於塗裝裝溝槽會會產生明明顯氣流流反彈現現象,過過深或太太窄之設設計將降降低塗料料附著率率。a.17以美工溝溝槽設計計作區隔隔時(溝底不噴噴漆),建議議寬度為為0.8-1.0m/m,深度為為0.5-0.7m/m,寬寬度較低低直接降降低模具具崁入部部位之強強度,其其次寬度度大於0.8m/m才才能有效效預留成成型尺寸寸變化對對模具產產生無法法崁入之之變數。。b.18另外美工工溝槽R角應以以自然R為優先先考量,R角愈愈大將會會降低噴噴漆治具具強度及及壽命,此部分分需作考考量,使使用治具具B之遮遮蔽設計計,在R角部位位將無法法達到理理想品質質(產生生交界模模糊)c.19以高低落落差方式式設計作作區隔時時(溝底底不噴漆漆),建建議其落落差為為0.6-0.8m/m,爲避避免積漆漆,遮蔽蔽方式只只有一種種選擇。。d.2021溝槽內規格常常較具爭議部部位,因為對對於加工成本本及治具模具具開模數有直直接關聯,如如何在噴漆治治具開模前作作檢討及定義義,對順利導導入量產有相相當助益,對對於噴塗模數數與溝槽內噴噴漆請參考圖圖面。以上考量以塗塗裝模具製作作精度達成率率、塑膠成型型尺寸作業空空間及塗裝製製程良率及把把握度為主要要前提。e.22雙色塗裝製程程可選擇顏色色重疊與個別別塗裝方式,此二種製程程對成本較有有直接關聯,作個別遮蔽蔽治具塗裝在在模具與加工工費用明顯增增加,而作雙雙色塗裝製程程，若在塗料料遮蔽率理想想狀況下,重重疊塗裝流程程比較能符合合成本效益。。組裝功能上需需預留塗裝膜膜厚,在量產產階段任何追追加遮蔽塗裝裝區域的變更更都直接影響響加工成本,塗膜厚度於於設計初期應應作一並考量量,滑動部位位及緊配合區區域特別重要要,塗膜厚度度(雙液型面面漆)正常塗塗裝單邊約為為20u,不不良品修補累累計膜厚可能能達45u，，皮革漆修補補累計膜厚達達70u(單單次塗裝30u)，導電電漆(銅)膜膜厚約40u。4.2.4.4.2.3.23塗膜面光澤度度設定以10-25度在在製程控制及及成品塗膜面面物性測試結結果,都有較較佳之表現,低於10度度之產品表面面對耐刮傷表表現較差.而而由於會對瑕瑕疵有加強顯顯現作用,故故高於25度度光澤之製程程良率也將會會相對下降,高光澤產品品塗裝須受限限於無塵環境境作業,否則則將無法有效效提升良率就就是因為有此此考量。EMI設計以以塗裝方式處處理,上、下下蓋.前、後後蓋接觸面如如藉由導電漆漆噴塗結合線線達到導通性性,結合面在在不影響空間間下,高度以以2m/m效效果較佳,由由於導電漆材材料特性,對對於接觸面若若設計需塗裝裝時,需考慮慮裝配及維修修拆卸時會因因摩擦產生金金屬粉粒脫落落之現象,塗塗(A)設計計較塗(B)設計適合量量產製程。4.2.6.4.2.5.2425除此在整個個塗裝面機機構設計上上應盡量減減少轉折面面及斷切面面。boss根部設設計上需加加入凹槽時時,應以斜斜角方式代代替直角處處理,否則則會降低電電阻傳送速速度,若因因此造成噴噴漆死角,極可能造造成無法導導通狀況。。以塗裝方式式作EMI處理製程程,其低成成本.開發發週期短.加工製程程所需時間間較短,具具有相當大大之競爭性性與彈性。。26對於模具結結構/成型型條件&不不同塗裝製製程之間,有相當影影響程度與與關聯,最最明顯的就就是在變型型量與尺寸寸之變異上上,除考慮慮各製程對對素材影響響程度,最最重要的應應是在量產產前作完整整之追蹤及及紀錄,不同產品製製程若以經經驗去預估估變數,而而無藉由產產品驗證時時,將有其其風險性存存在,這部部分對於最最終產品品品質相當重重要且必須須的步驟。。由於生產時時間短,成成型製程後後常欠缺足足夠供材料料穩定之時時間,即進行後製製程加工,常造成品品質上(尺尺寸&變形形量)極大大的不確定定性，此現現象是目前前非常普遍遍存在問題題,值得重重視。4.2.7.27對於塗膜面面噴塗完成成後可加貼貼保護膠膜膜之時機,首先考慮慮之因素為為塗裝原料料系統,一一般單液型型於噴塗後後經烘烤完完成動作,再經自然然乾燥4hr以上即即可加貼,而二液型型塗料因為為屬於反應應型塗料,先前曾提到到除了初期期乾燥時間間外,尚需需要反應乾乾燥時間,以塗料料供應商建建議為7天天,如果無無法提供足足夠時間就就貼上膠膜膜,就有淺淺在性的風風險存在。。由於保護膠膠膜本身膠膠質中含有有不同比例例溶劑,在在與塗膜面面長期接觸觸下,如塗塗膜面未完完全乾燥,則必然產產生化學反反應而破壞壞塗膜層。。對於塗膜膜面凸出異異物也將會會因加貼保保護膠膜,在撕開後後產生點狀狀脫落之現現象,即使使此缺點原原屬可允收收之規格內內,也會因因此製程而而提高不良良率。4.2.8.28不同的塗裝裝顏色對印印刷成品會會有相當程程度之影響響,選擇油油墨顏色時時,需在正確塗塗裝顏色之之材料上印印刷,以確確認最後成成品之正確確性。材料表面作作咬花處理理時,深度度愈深對印印刷品質影影響愈大,超過0.2m/m以上上之表面如如仍要求高高品質之字字體時,需需考慮於印印刷面加印印一道透明明油墨,達達到降低咬咬花深度效效果,增加加一道製程程也直接提提高成本。。印刷製程區區分為網板板印刷與移移轉印刷,移印其主主要設定為為曲面工件件,網板印印刷無法達達到之品質質要求,印印刷面如無無足夠之作作業空間,例如緊鄰凸凸出面或在在凹陷區域域作印刷,皆須以移移印方式處處理,兩種製程也也有成本上上差異。4.3.印印刷製程設設計考量4.3.1.4.3.2.4.3.3.29305.1.成成型型內內應應力力集集中中&料料痕痕陰陰影影由於於成成型型條條件件&模模具具結結構構&原原料料種種種種因因素素造造成成之之內內應應力力問問題題,一一直直是是塗塗裝裝製製程程中中常常出出現現之之問問題題,除除了了會會在在乾乾燥燥過過程程中中對對變變形形量量造造成成極極大大之之差差異異外外,也也常常出出現現無無法法遮遮蔽蔽過過之之模模痕痕及及陰陰影影,目目前前在在檢檢驗驗上上除除了了全全透透明明材材料料可可藉藉由由偏偏光光板板輔輔助助,其其餘餘非非透透明明材材料料上上無無法法由由目目視視檢檢查查出出。。對對於於塗塗裝裝面面常常出出現現之之陰陰影影,由由於於結結構構密密度度較較為為鬆鬆散散強強度度不不足足,塗塗料料對對素素材材咬咬合合過過程程中中造造成成過過度度性性破破壞壞,表表面面呈呈現現凹凹凸凸不不整整狀狀態態。。5.2.素素材材表表面面氣氣泡泡&鏽鏽斑斑&油油污污殘殘留留材材料殘殘留留瓦瓦斯斯氣氣或或氣氣泡泡也也常常在在塗塗裝裝完完成成後後,造造成成局局部部密密著著不不良良之之現現象象。。成型型後後會會在在模模具具上上留留下下污污染染物物質質,其其程程度度需需視視原原料料特特性性,模模具具未未定定期期作作清清潔潔動動作作時時,會會在在素素材材表表面面留留下下鏽鏽斑斑且且呈呈現現不不定定點點及及不不同同程程度度,塗塗料料無無法法達達到到密密著著,在在選選擇擇原原料料上上應應以以低低污污染染為為優優先先考考量量。。成成型型過過程程中中未未適適當當使使用用脫脫模模劑劑,是是材材料料表表面面油油污污殘殘留留最最主主要要因因素素,檢檢驗驗中中極極難難發發現現此此隱隱藏藏之之問問題題(如如為為透透明明狀狀況況),對對於於塗塗料料密密著著效效果果有有相相當當負負面面影影響響。。5.問問題題探探討討與與說說明明315.3.含含纖纖原原料料浮浮纖纖及及變變形形爲