CN110949051A - 陶瓷件的表面处理方法、电子设备及其壳体 - Google Patents

Abstract

本申请提出了陶瓷件的表面处理方法、电子设备及其壳体。该表面处理方法包括：在陶瓷件的表面形成光学镀膜层；在光学镀膜层远离陶瓷件的表面形成隔热膜；退去未被隔热膜保护的光学镀膜层，以形成光学镀膜图案；对陶瓷件和隔热膜的表面进行激光镭射处理，以使未被隔热膜保护的陶瓷件的表面具有纹理；去除隔热膜。本申请所提出的表面处理方法，先利用隔热膜保护光学镀膜图案，再进行镭雕并无需对光学镀膜图案区域进行规避，如此，隔热膜可保护光学镀膜图案不会被镭雕损伤，且去除隔热膜之后镭雕纹理与光学镀膜图案互不干涉，从而使表面处理后的陶瓷件上的标志等识别度更高。

Description

陶瓷件的表面处理方法、电子设备及其壳体

技术领域

本申请涉及电子设备的壳体表面处理技术领域，具体的，本申请涉及陶瓷件的表面处理方法、电子设备及其壳体。

背景技术

氧化锆陶瓷具有高强度、高光泽、高断裂韧性、优异的隔热性能以及耐高温性能等属性，而作为手机结构件被广泛地应用于后盖、中框等领域，从而受到了消费者的欢迎。

为了美观以及轻薄化的设计，使用彩色陶瓷或者其他喷涂、溅射(PVD)工艺对陶瓷制品进行装饰，但是，高光泽状态的陶瓷表面给人一种一成不变的效果状态。所以，还可在手机后盖添加美观的纹理图案，一方面能增加陶瓷表面的装饰效果，并在手机后盖上设计出明暗交替或者亚光对比的外观效果；另一方面使得手机能够稳定地放置在桌面上，以确保手机不跌落。但是，在该工艺过程中陶瓷表面会被纹理凹凸图案覆盖，再在纹理表面形成图案层(Logo)，参考图1，Logo(例如图1中的ABC)的预留区域D(例如图1中的白色区域)在纹理图案的影响下会有较多的锯齿，进而影响到Logo的识别。

发明内容

本申请实施例的一个目的在于提出一种陶瓷件的表面处理方法、应用该表面处理方法制作的电子设备的壳体以及应用该壳体的电子设备，以至少解决现有技术中存在的上述问题之一，实现纹理与光学镀膜图案互不干扰且陶瓷美感更好的外观效果。

在本申请的第一方面，本申请提出了一种陶瓷件的表面处理方法。

根据本申请的实施例，所述表面处理方法包括：在所述陶瓷件的表面形成光学镀膜层；在所述光学镀膜层远离所述陶瓷件的表面形成隔热膜；退去未被所述隔热膜保护的所述光学镀膜层，以形成光学镀膜图案；对所述陶瓷件和所述隔热膜的表面进行激光镭射处理，以使未被所述隔热膜保护的所述陶瓷件的表面具有纹理；去除所述隔热膜。

采用本申请实施例的表面处理方法，先利用隔热膜保护光学镀膜图案，再进行镭雕且无需对光学镀膜图案的区域进行规避，如此，隔热膜可保护光学镀膜图案不被镭雕损伤，且去除隔热膜之后镭雕纹理与光学镀膜图案互不干涉，从而可避免镭雕纹理的锯齿现象，进而使表面处理后的陶瓷件上的标识等识别度更高。

在本申请的第二方面，本申请提出了一种电子设备的壳体。

根据本申请的实施例，所述壳体的至少部分由陶瓷件形成，且所述陶瓷件由上述的表面处理方法获得。

本申请实施例的电子设备的壳体，其部分的陶瓷件上标识的识别度更高且陶瓷美感外观更好，从而使电子设备的壳体不仅力学性能更好、陶瓷质感更佳且标识更清晰，进而使电子设备的壳体外观更高端时尚。

在本申请的第三方面，本申请提出了一种电子设备。

根据本申请的实施例，所述电子设备包括：上述的壳体；显示装置，所述显示装置与所述壳体相连。

本申请实施例的电子设备，其壳体的力学性能更高、陶瓷质感更佳且标识更清晰，从而使电子设备的市场竞争力更高。本领域技术人员能够理解的是，前面针对电子设备的壳体所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释，其中：

图1是常规设计在纹理图案中预留区域形成图案层的俯视效果示意图；

图2是常规设计在纹理图案中预留区域形成图案层的截面结构示意图；

图3是本申请一个实施例的陶瓷件的表面处理方法流程示意图；

图4是本申请一个实施例的表面处理方法各个步骤的产品俯视结构示意图；

图5是本申请一个实施例的表面处理方法各个步骤的产品截面结构示意图；

图6是本申请一个实施例的步骤S500形成的纹理与光学镀膜图案的俯视效果示意图；

图7是本申请的电子设备的外观效果斜视示意图。

附图标记

100 陶瓷件

110 纹理

200 光学镀膜层

210 光学镀膜图案

201 图案层

300 隔热膜

10 壳体

20 显示装置

1 电子设备

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本申请，而不应视为对本申请的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。

在本申请的一个方面，本申请提出了一种陶瓷件的表面处理方法。根据本申请的实施例，参考图3，该表面处理方法包括：

S100：在陶瓷件的表面形成光学镀膜层。

在该步骤中，在陶瓷件100的表面形成光学镀膜层200。根据本发明的实施例，形成光学镀膜层200的方法，具体例如物理气相沉积(PVD)，可以根据形成光学镀膜层200的具体材料进行相应地选择。并且，该步骤制作出产品的俯视和截面结构示意图，可分别参考图4的(a)和图5的(a)。

在本发明的一些实施例中，对于可以形成浅黄、金黄、棕黄或黑色的氮化钛(TiN)，或者可以形成浅灰色、深灰色或黑色的碳化钛(TiC)，先依次使用去油洗液、有机溶剂和超声波去离子水清洗陶瓷件后人工擦拭并迅速干燥吹干，再装入真空炉体中加热至80～100摄氏度10～20分钟，然后在2～5×10^-3Pa的真空度下抽真空30～40分钟，继续通入氩气并开启脉冲偏压电源进行辉光清洗基底膜片，辉光清洗结束之后通入少量氩气、开启金属靶材并关闭靶材屏蔽罩而对靶材表面进行去污处理，最后开启磁控靶材、打开磁控靶材屏蔽罩且通入气体在膜片表面沉积颜色膜。如此，多次清洗的镀前处理可更有利于后续沉积形成的光学镀膜层峰平整；真空炉加热可以充分地使陶瓷样品表面杂质气体释放，并通过抽真空排出，避免在镀膜过程中释放而影响镀膜层的纯度，影响膜层结合力及耐磨性；真空环境越高，镀膜层的纯度越高，结合力越好；离子束对靶材表面清洁，可以去除靶材表面金属氧化物薄层，从而减小对膜层的污染；高强度等离子体清洗基片膜片及活化表面化学键作用，离子束可以对靶材表面清洁5～10分钟；沉积颜色膜的具体颜色可根据需要设计而定，每层膜厚度通过沉积时间和测膜厚装置控制厚度，实现膜层的精准沉积。

在本发明的一些实施例中，陶瓷件可以包括电子设备的壳体的至少部分，具体例如陶瓷件为电子设备的中框、后盖、按键或摄像头支架。如此，不仅壳体的中框和后盖，而且壳体上的按键和摄像头支架也可以是由高强度、高光泽且高断裂韧性的陶瓷件形成。

在本发明的一些实施例中，陶瓷件可以直接购买或者制备，制备的步骤包括形成陶瓷毛胚、排胶、烧结和CNC加工、打磨抛光等；将原料粉末与粘结剂混合，然后进行注射成型、流延、或干压成型，即可得到该陶瓷生坯，其中，陶瓷的原料粉可使用氧化铝粉末、氧化锆粉末或氮化锆粉末及其混合物且粉末纯度在99.99％以上，粘结剂可以使用石蜡、聚乙二醇、硬脂酸、邻苯二甲酸二辛脂、聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛中的至少一种，并且，以原料粉末与粘结剂的总重量为基准，原料粉末的含量可以为70～99wt％，粘结剂含量为1～30wt％；然后，将样品放到排胶箱中排胶或脱脂，排胶温度为300～900摄氏度，时间控制在0.5～4小时，排胶或脱脂后样品无扭曲变形、无开裂、无异色等问题；将排胶后的坯体放入烧结炉中，在还原或者氧化或者惰性气氛中进行烧结，且烧结温度大于1200摄氏度，烧结时间为0.5-10小时；最后，CNC加工、打磨抛光、全检，制备出陶瓷件。

S200：在光学镀膜层远离陶瓷件的表面形成隔热膜。

在该步骤中，继续在光学镀膜层200远离陶瓷100的表面形成隔热膜300。根据本发明的实施例，可以预先通过模切或镭雕工艺加工出所需要字符形式或图案形式，再贴覆到光学镀膜层200远离陶瓷100的表面。并且，该步骤制作出产品的俯视和截面结构示意图，可分别参考图4的(b)和图5的(b)。

在本发明的一些实施例中，形成隔热膜300的材料可以包括金属、橡胶和陶瓷中的至少一种，如此，采用上述材料的隔热膜300可充分地保护光学镀膜层200。在一些具体示例中，隔热膜300的厚度可以为0.05～0.3mm，如此，采用上述厚度的隔热膜300即可避免激光镭雕对光学镀膜层200的破坏。在一些具体示例中，隔热膜300的横截面形状(即俯视角度下的形状)可以包括标志(logo)、汉字和字符中的至少一种，具体例如图1或图6所示的字母ABC等。

S300：退去未被隔热膜保护的光学镀膜层，以形成光学镀膜图案。

在该步骤中，将未被隔热膜300保护的光学镀膜层200进行退镀处理，以形成光学镀膜图案210。具体的，可以通过退镀液对光学镀膜层200进行处理，从而使被隔热膜300保护的光学镀膜层200形成光学镀膜图案210。并且，该步骤制作出产品的俯视和截面结构示意图，可分别参考图4的(c)和图5的(c)。

在本发明的一些实施例中，退去使用的退镀液可以为酸性、碱性或中性的，具体的退镀液酸碱性根据光学镀膜层200的实际结构和材料进行选择，不过，退镀液不能渗入到隔热膜300中，才能防止隔热膜下面的字符被破坏。

S400：对陶瓷件和隔热膜的表面进行激光镭射处理，以使未被隔热膜保护的陶瓷件的表面具有纹理。

在该步骤中，直接对陶瓷件100和隔热膜300的表面进行激光镭射处理，以使未被隔热膜300保护的陶瓷件100的表面具有纹理110。如此，镭雕无需对光学镀膜图案210所在的区域进行规避，从而可彻底地避免镭雕纹理在光学镀膜图案预留区域出现的大量锯齿现象。并且，该步骤制作出产品的俯视和截面结构示意图，可分别参考图4的(d)和图5的(d)。

具体的，将陶瓷件放置在激光平台固定的夹治具上，同时，使用真空吸附装置将样品吸附在平台表面，以确保纹理加工的均匀性，从而避免纹理缺陷或者颜色不均匀；除油除脂工艺可以在陶瓷件油除脂，再浸泡在低碱性溶液中，低碱性清洗液一般pH值为9～12。除油脂效率较高，对设备腐蚀较小，对工件表面状态破坏小，可在低温和中温下使用。而低碱性清洗剂主要由无机低碱性助剂、表面活性剂、消泡剂等组成；其中，无机型助剂主要为硅酸钠、三聚磷酸钠、磷酸钠或碳酸钠等，其作用在于提供一定的碱度，有利于分散悬浮，并可防止脱下来的油脂重新吸附在工件表面；表面活性剂主要采用非离子型与阴离子型，聚氯乙烯类和磺酸盐型，在除油脂过程中起主要的作用。激光镭射处理选择的二氧化碳激光器或者红外设备预热，并保证稳定运行，以确保纹理加工的均匀性，避免纹理缺陷或者颜色不均匀。

此外，为保证产品颜色不改变，可以通惰性气体如氮气、氩气等；并根据设计的图案对陶瓷表面进行加工，加工参数涉及激光器功率、激光器速率、脉冲功率等，具体的工艺参数可以为光纤波长1064nm、光斑直径8～10mm、脉冲功率20～40kHz，设定激光器功率为50W，激光器加工速率为0.2～10mm/s，激光器距离样品表面5～20cm，加工功率为20％～90％；通过计算机控制加工，从而在陶瓷表面形成所需要的纹理结构；对于产品弧形区域，也可以使用夹治具使样品随着焦点转动而在弧面处进行加工；另外，因为在镭雕过程中，产品发热严重，为了避免陶瓷样品开裂，需要在产品下方布置水冷或者风冷***，以确保样品及时冷却避免开裂。

在本发明的一些实施例中，激光镭射处理形成的纹理110的深度可以为0.01～0.2mm、线宽可以为0.02～0.2mm且线距可以为0.05～0.3mm，如此，通过激光镭射处理可获得上述设计尺寸的纹理110，可使陶瓷件表面的摩擦力更高，从而使陶瓷件更不容易滑落。

在一些具体示例中，因为镭雕加工过程中，表面进行了部分烧蚀，一方面表面会有轻微划手的问题，另一方面，表面由于镭雕工艺还会可能带来微裂纹，所以，需要对表面进行抛光处理以保证陶瓷强度。具体的，陶瓷抛光工艺可以为，使用加工治具将陶瓷制品进行固定，表面喷涂抛光液(主要成分为金刚石、二氧化硅、氧化铝以及业界其他常规的抛光物质)，使用白磨皮或者猪毛刷进行精抛，以去除表面残存的氧化锆颗粒；抛光时间可以为5～60min。而且，陶瓷件处理完毕后，还可使用酒精等超声清洗5min，并烘干表面水渍；以及通过热处理调整表面蚀刻形成的颜色，热处理的温度范围可以为800～850摄氏度，加热时间为0.2～5小时。

S500：去除隔热膜。

在该步骤中，将步骤S400镭雕后的隔热膜300去除，具体例如揭去或者热剥离等方式。并且，该步骤制作出产品的俯视和截面结构示意图，可分别参考图4的(e)和图5的(e)。如此，将隔热膜300去除之后，参考图6，纹理110与光学镀膜图案210互不干涉，从而可避免镭雕纹理的锯齿现象，进而使表面处理后的陶瓷件上的标识等的识别度更高。

综上所述，根据本申请的实施例，本申请提出了一种表面处理方法，先利用隔热膜保护光学镀膜图案，再进行镭雕且无需对光学镀膜图案的区域进行规避，如此，隔热膜可保护光学镀膜图案不被镭雕损伤，且去除隔热膜之后镭雕纹理与光学镀膜图案互不干涉，从而可避免镭雕纹理的锯齿现象，进而使表面处理后的陶瓷件上的标识等识别度更高。

在本申请的另一个方面，本申请提出了一种电子设备的壳体。根据本申请的实施例，壳体10的至少部分由陶瓷件形成，且陶瓷件由上述的表面处理方法获得。

在本发明的一些实施例中，壳体的中框、后盖、按键和摄像头支架中的至少之一是由陶瓷件形成的。如此，不仅壳体的中框和后盖可以由高强度、高光泽且高断裂韧性的陶瓷件形成，此外，壳体上的按键和摄像头支架也可以是由标识识别度更高的陶瓷件形成，从而使电子设备的壳体各个角度的外观效果都更佳。

综上所述，根据本申请的实施例，本申请提出了一种电子设备的壳体，其部分的陶瓷件上标识的识别度更高且陶瓷美感外观更好，从而使电子设备的壳体不仅力学性能更好、陶瓷质感更佳且标识更清晰，进而使电子设备的壳体外观更高端时尚。

在本申请的另一个方面，本申请提出了一种电子设备。根据本申请的实施例，参考图7，电子设备1包括上述的壳体10和显示装置20，且显示装置20与壳体10相连。

根据本发明的实施例，该电子设备的具体类型不受特别的限制，具体例如手机、平板电脑、智能手表等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体用途进行相应地选择，在此不再赘述。需要说明的是，该电子设备出了包括上述的壳体和显示装置以外，还包括其他必要的部件和结构，以手机为例，具体例如处理器、存储器、电池、电路板、摄像头，等等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体种类进行相应地设计和补充，在此不再赘述。

综上所述，根据本申请的实施例，本申请提出了一种电子设备，其壳体的力学性能更高、陶瓷质感更佳且标识更清晰，从而使电子设备的市场竞争力更高。本领域技术人员能够理解的是，前面针对电子设备的壳体所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种陶瓷件的表面处理方法，其特征在于，包括：

在所述陶瓷件的表面形成光学镀膜层；

在所述光学镀膜层远离所述陶瓷件的表面形成隔热膜；

退去未被所述隔热膜保护的所述光学镀膜层，以形成光学镀膜图案；

对所述陶瓷件和所述隔热膜的表面进行激光镭射处理，以使未被所述隔热膜保护的所述陶瓷件的表面具有纹理；

去除所述隔热膜。

2.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，形成所述隔热膜的材料包括金属、橡胶和陶瓷中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述隔热膜的厚度为0.05～0.3mm。

4.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述隔热膜的横截面形状包括标志、汉字和字符中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述退去使用的退镀液为酸性、碱性或中性的。

6.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述激光镭射处理形成的所述纹理的深度为0.01～0.2mm、线宽为0.02～0.2mm且线距为0.05～0.3mm。

7.根据权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述陶瓷件包括电子设备的壳体的至少部分。

8.一种电子设备的壳体，其特征在于，所述壳体的至少部分由陶瓷件形成，且所述陶瓷件由权利要求1～7中任一项所述的表面处理方法获得。

9.根据权利要求8所述的壳体，其特征在于，所述壳体的中框、后盖、按键和摄像头支架中的至少之一是由所述陶瓷件形成的。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求8或9所述的壳体；

显示装置，所述显示装置与所述壳体相连。

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