CN102534485A

CN102534485A - 壳体的制备方法及由该方法制得的壳体

Info

Publication number: CN102534485A
Application number: CN2010106089970A
Authority: CN
Inventors: 张新倍; 陈文荣; 蒋焕梧; 陈正士; 林顺茂
Original assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明提供一种具有黑色外观的壳体的制备方法，其包括如下步骤：提供一基体；在该基体的表面形成一色彩层，所述色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层含有A的碳化物，该表层含有A的碳氮化物，其中A为锆和铬中的一种或其组合；所述色彩层的形成采用磁控溅射法；该色彩层呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标介于30至35之间。所述色彩层的制备过程中通入的反应气体甲烷和氮气的流量较少，制备获得的色彩层的色度区域于CIELab表色系统的L*低于35。本发明还提供一种由上述方法制得的壳体。

Description

壳体的制备方法及由该方法制得的壳体

技术领域

本发明涉及一种壳体的制备方法及由该方法制得的壳体，尤其涉及一种具有黑色外观的壳体的制备方法及由该方法制得的壳体。

背景技术

黑色涂层的应用主要是为了消除或减小光线的影响，或作为产品表面的装饰涂层。目前最常用的制备黑色涂层的方法为电化学方法，如阳极氧化黑色膜，镀黑镍、黑铬等，但该类方法污染重不环保。

PVD镀膜技术是一种较为环保的镀膜工艺。现有技术中，利用PVD镀膜技术于壳体表面形成的黑色膜层在工业上应用得较多的主要是碳化钛(TiC)膜系。在利用PVD镀膜技术制备黑色的碳化钛膜层的过程中，为了增加膜层黑色的深度(即降低涂层的色度区域于CIE Lab表色系统中的L*值)，通常需通入大量的碳源反应气体，如甲烷、乙炔等，然而这些气体通入过多时，气体会与靶材反应造成靶材中毒。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种有效解决上述问题的黑色的PVD镀膜的壳体的制备方法。

另外，本发明还提供一种由上述方法制得的壳体。

一种壳体的制备方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

在该基体的表面形成一色彩层，所述色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层含有A的碳化物，该表层含有A的碳氮化物，其中A为锆和铬中的一种或其组合；所述色彩层的形成采用磁控溅射法，采用金属A靶，沉积所述中间层以甲烷为反应气体，甲烷的流量为50～120sccm，沉积时间为15～25min；沉积所述表层以甲烷和氮气为反应气体，甲烷的流量为50～120sccm，氮气的流量为40～100sccm，沉积时间为5～15min；该色彩层呈现的色度区域于CIELab表色系统的L*坐标介于30至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

一种壳体，其包括基体及形成于基体表面的色彩层，该色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层与所述基体相结合，该中间层含有A的碳化物，该表层含有A的碳氮化物，其中A为锆和铬中的一种或其组合；该色彩层呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标介于30至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

本发明所述壳体通过制备中间层和表层形成所述色彩层，通过所述中间层与表层的综合作用，使所述色彩层呈现黑色的目的；且所述色彩层的制备过程中通入的反应气体甲烷和氮气的量较少，获得的色彩层的色度区域于CIE Lab表色系统的L*低于35，同时有效避免了靶材的中毒。所述壳体呈现出具有吸引力的黑色的外观；且所述色彩层具有良好的抗磨损性能，可持久保持其良好的黑色的外观，同时还可有效防止基体被磨损，相应地延长了壳体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明一较佳实施例壳体的剖视图；

图2是本发明一较佳实施例真空镀膜机的示意图。

主要元件符号说明

壳体 10

基体 11

色彩层 13

中间层 131

表层 133

真空镀膜机 20

镀膜室 21

靶材 23

轨迹 25

真空泵 30

具体实施方式

本发明壳体10(如图1所示)的制备方法包括以下步骤：

提供一基体11，该基体11的材质为金属、玻璃、陶瓷或塑料。

对该基体11进行预处理，该预处理包括对基体11进行常规的除油、除蜡、酸洗、中和、喷淋等步骤。

采用磁控溅射法在所述基体11的表面形成色彩层13，先沉积中间层131，再沉积表层133。

结合参阅图2，提供一真空镀膜机20，该真空镀膜机20包括一镀膜室21及连接于镀膜室20的一真空泵30，真空泵30用以对镀膜室21抽真空。该镀膜室21内设有转架(未图示)、二靶材23。转架带动基体11沿圆形的轨迹25运行，且基体11在沿轨迹25运行时亦自转。二靶材23相对地设置在轨迹25的内外侧。当基体11穿过二靶材23之间时，将镀上靶材23表面溅射出的粒子。

形成中间层131的具体操作方法可为：将基体11固定于真空镀膜机20的转架上，设置转架的公转转速为3rpm(转/分钟)，抽真空使该镀膜机20的镀膜室21的本底真空度为8×10^-3Pa，加热该镀膜室21，所述基体11若为塑料，加热使镀膜室21温度为25～50℃，所述基体11若为金属、玻璃或陶瓷，加热使镀膜室21温度为100～180℃；采用的靶材23的成份为锆、铬中的一种或其组合，设定靶材23的功率为7～10kW，设定施加于基体11的偏压为0～-200V，占空比为30～70％；通入反应气体甲烷，甲烷的流量可为50～120sccm，通入工作气体氩气，氩气的流量可为100～300sccm，沉积所述中间层131。沉积所述中间层131的时间可为15～25min。所述中间层131的厚度可为150～250nm。

继续采用磁控溅射法在所述中间层131的表面形成表层133。形成该表层133的具体操作方法可为：继续通入甲烷，同时通入反应气体氮气，氮气的流量可为40～100sccm，其他工艺参数与沉积所述中间层131的工艺参数相同，沉积所述表层133，沉积时间为5～15min。所述表层133的厚度可为80～150nm。

该色彩层13于CIE Lab表色系统的L*坐标介于30至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

可以理解的，本发明所述壳体10还可在基体11与色彩层13之间设置一过渡层，以增加膜基结合力。

请再一次参阅图1，由上述制备方法所获得的壳体10包括基体11及形成于基体11表面的色彩层13，该色彩层13包括一中间层131和一表层133，所述中间层131与所述基体11相结合。

基体11的材质为金属、玻璃、陶瓷或塑料。

所述中间层131中含有A的碳化物，其中A可为锆、铬中的一种或其组合。所述中间层131的厚度为150～250nm。

所述表层133中含有A的碳氮化物。所述表层133的厚度为80～150nm。

该色彩层13肉眼直观呈现黑色，其呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标介于30至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

下面通过实施例来对本发明进行具体说明。

实施例1

提供一基体11，该基体11的材质为不锈钢，对该基体11进行预处理，该预处理包括对基体11进行常规的除油、除蜡、酸洗、中和、喷淋等步骤。

将预处理后的基体11放入真空镀膜机20的镀膜室21中，所述真空镀膜机20为中频磁控溅射镀膜机。本实施例所使用的中频磁控溅射镀膜机为深圳南方创新真空技术有限公司生产，型号为SM-1100H。

开启真空泵30对镀膜室21抽真空并设定本底真空度为8×10^-3Pa，开启转架并设定转速为3转/分钟，开启镀膜室21加热并设定镀膜室21内的温度为180℃。

待镀膜室21的真空度抽至上述设定值后，开启靶材23，所述靶材23为锆靶，并设定锆靶的功率为8kW，基体11的偏压-200V，占空比为40％，通入工作气体氩气和反应气体甲烷，氩气流量为300sccm，甲烷流量为120sccm，沉积所述中间层131，沉积时间为15min，由此在基体11表面形成一中间层131；沉积完所述中间层131后，继续通入甲烷，同时通入反应气体氮气，氮气的流量为100sccm，其它工艺参数与沉积所述中间层131的工艺参数相同，沉积所述表层133，沉积时间为10min。关闭靶材23的电源，破真空将壳体10取出。

由本实施例所制得的色彩层13呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标为33.54，a*坐标为0.32，b*坐标为-0.15。

实施例2

提供一基体11，该基体11的材质为PET塑料，并对该基体11进行预处理，该预处理与实施例1相同。

本实施例所使用的真空镀膜机20与实施例1中的相同。

开启真空泵30对镀膜室21抽真空并设定本底真空度为8×10^-3Pa，开启转架并设定转速为3转/分钟，开启镀膜室21加热并设定镀膜室21内的温度为30℃。

待镀膜室21的真空度抽至上述设定值后，开启靶材23，所述靶材23为铬靶，并设定铬靶的功率为7kW，不施加偏压，通入工作气体氩气和反应气体甲烷，氩气流量为300sccm，甲烷流量为50sccm，沉积所述中间层131，沉积时间为25min，由此在基体11表面形成一中间层131；沉积完所述中间层131后，继续通入甲烷，同时通入反应气体氮气，氮气的流量为40sccm，其它工艺参数与沉积所述中间层131的工艺参数相同，沉积所述表层133，沉积时间为15min。关闭靶材23的电源，破真空将壳体10取出。

由本实施例所制得的色彩层13呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标为32.89，a*坐标为0.12，b*坐标为-0.05。

本发明壳体10可为笔记型计算机、个人数字助理等电子装置的壳体，或为其他装饰类产品的壳体。

本发明所述壳体10通过制备中间层131和表层133形成所述色彩层13，通过所述中间层131与表层133的综合作用，使所述色彩层13呈现黑色的目的；且所述色彩层13的制备过程中通入的反应气体甲烷和氮气的量较少，获得的色彩层13的色度区域于CIE Lab表色系统的L*低于35，同时有效避免了靶材的中毒。所述壳体10呈现出具有吸引力的黑色的外观；且所述色彩层13具有良好的抗磨损性能，可持久保持其良好的黑色的外观，同时还可有效防止基体11被磨损，相应地延长了壳体10的使用寿命。

Claims

1.一种壳体的制备方法，其包括如下步骤：

提供一基体；

2.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：形成所述中间层的工艺参数为：A靶的功率为7～10kW，基体的偏压为0～-200V，占空比为30～70％，基体的温度为100～180或25～50，以氩气为工作气体，氩气的流量为100～300sccm。

3.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：形成所述表层的工艺参数为：A靶的功率为7～10kW，基体的偏压为0～-200V，占空比为30～70％；基体的温度为100～180或25～50，以氩气为工作气体，氩气的流量为100～300sccm。

4.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：所述基体的材质为金属、玻璃、陶瓷或塑料。

5.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：所述中间层的厚度为150～250nm。

6.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：所述表层的厚度为80～150nm。

7.如权利要求1所述的壳体的制备方法，其特征在于：所述色彩层呈现黑色。

8.一种壳体，其包括基体及形成于基体表面的色彩层，该色彩层包括一中间层和一表层，所述中间层与所述基体相结合，其特征在于：该中间层含有A的碳化物，该表层含有A的碳氮化物，其中A为锆和铬中的一种或其组合；该色彩层呈现的色度区域于CIE Lab表色系统的L*坐标介于30至35之间，a*坐标介于-1至1之间，b*坐标介于-1至1之间。

9.如权利要求8所述的壳体，其特征在于：所述基体的材质为金属、玻璃、陶瓷或塑料。