CN102686074A - 电子装置外壳及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子装置外壳，包括金属基体及形成于该金属基体上非晶合金薄膜，该非晶合金薄膜由具有10K以上的过冷液相温度区间的非晶合金构成，该非晶合金薄膜表面形成有立体图纹。本发明还提供一种上述电子装置外壳的制造方法，该方法主要包括：以具有10K以上的过冷液相温度区间的金属合金为靶材，对金属基体进行真空镀膜处理，以在金属基体表面形成非晶合金薄膜；用具有凹凸图纹表面的模具对非晶合金薄膜进行热压处理，以在非晶合金薄膜上形成立体图纹。

Description

电子装置外壳及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电子装置外壳及其制造方法。
背景技术
为了使电子产品较久地保持其原有的外观，通常要求其表面具有较好的耐磨性及耐腐蚀性。
真空镀膜（PVD）技术是一种较为环保的技术，通常通过PVD工艺沉积出的膜层具有特殊的金属质感，外观效果较佳，同时具有较好的耐腐蚀性能，因此，在电子产品外壳上进行真空镀膜被广泛研究。但是，由于通过PVD工艺沉积出的膜通常由柱状晶组成，而柱状晶之间存在较大的间隙，使膜层的耐腐蚀性能受到限制。另一方面，现有的通过真空镀膜制备于电子装置外壳上膜层一般是难熔化合物形成的陶瓷膜，这些膜层由于硬度、熔点太高，对其进行进一步的热加工或机械加工比较困难，因此，难以在膜层自身上形成装饰性的图纹。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种具有较佳的外观质感，且耐磨性、耐腐蚀性能较好的电子装置外壳。
另外，本发明还提供一种上述电子装置外壳的制造方法。
一种电子装置外壳，包括金属基体及形成于该金属基体上非晶合金薄膜，该非晶合金薄膜由具有10K以上的过冷液相温度区间的非晶合金构成，该非晶合金薄膜表面形成有立体图纹。
一种电子装置外壳的制造方法，包括以下步骤：
提供金属基体，并对金属基体进行脱脂除油清洗；
以具有10K以上的过冷液相温度区间的金属合金为靶材，对金属基体进行真空镀膜处理，以在金属基体表面形成非晶合金薄膜；
用具有凹凸图纹表面的模具对非晶合金薄膜进行热压处理，以在非晶合金薄膜上形成立体图纹。
本发明电子装置外壳通过选用具有较大过冷液相温度区间的金属合金为靶材，通过真空镀膜方法在金属基体表面形成非晶合金薄膜；再通过具有图纹表面的模具对该非晶合金薄膜上进行热压形成图纹，使该电子装置外壳既具有金属的外观，又具有立体图纹装饰效果及纹路触感。而且，由于非晶合金薄膜由具有高强度、高耐磨性以及耐腐蚀性能的非晶合金成分构成，使该电子装置外壳能够较长时间保持其原有的外观效果不被破坏。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的电子装置外壳的剖视示意图。
图2为本发明较佳实施例的电子装置外壳制造方法的流程图。
图3为本发明较佳实施例的电子装置外壳制造方法中所用真空镀膜设备的示意图。
主要元件符号说明
电子装置外壳 10
金属基体 12
非晶合金薄膜 14
图纹 142
磁控溅射设备 1
真空室 2
真空泵 3
转架 4
合金靶 6
气源通道 7
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明较佳实施例的电子装置外壳10包括金属基体12及形成于金属基体12表面的非晶合金薄膜14。该非晶合金薄膜表面形成有所需的图纹。
所述金属基体12的材料可以为镁合金、铝、铝合金、不锈钢、钛、钛合金等通常用作电子装置外壳的金属材料。
该非晶合金薄膜14由非晶合金构成，且该非晶合金具有10K以上的过冷液相温度区间。该非晶合金可以为Zr基非晶合金、Cu基非晶合金及Ti基非晶合金中的一种。其中Zr基非晶合金可以选择成分表示式为Zr54%~65%Al10%~20%Co18%~28%或Zr50%~70%All8%~12%Ni10%~20%Cu10%~20%的Zr基非晶合金。Cu基非晶合金可以选择成分表示式为Cu50%~65%Zr40%~45%Al3%~5%、Cu58%~65%Zr28%~32%Ti8%~12%及Cu58%~65%Hf23%~27%Ti8%~12%的Cu基非晶合金中的一种。Ti基非晶合金可以选择成分表示式为Ti50%Ni15%~20%Cu24%~33%Sn2%~6%的Ti基非晶合金。上述以及以下表示式中每一元素符号右下角的数值范围为该元素在该合金中的质量百分含量。
该非晶合金薄膜14的表面上形成有所需的图纹142，该图纹142为凸出或凹陷于非晶合金薄膜14表面的图案、线条或者纹路等，使电子装置外壳10具有立体图纹的外观，以及具有纹路触感。该非晶合金薄膜14可通过对金属基体12表面进行真空镀膜，比如磁控溅射或电弧离子镀形成。该非晶合金薄膜14的厚度可为0.5~3μm。该图纹142可通过用模具对非晶合金薄膜14进行热压形成。
请结合参阅图2，本发明电子装置外壳的制造方法主要包括如下步骤：
提供金属基体12，并对金属基体12进行脱脂除油清洗。该步骤可采用无水乙醇对金属基体12进行超声波清洗，以除去金属基体12表面油污。
以具有10K以上的过冷液相温度区间的金属合金为靶材，对金属基体12进行真空镀膜处理，以在金属基体12表面形成该非晶合金薄膜14。所述靶材可以为与该非晶合金薄膜14成分相同的金属晶态合金，也可以为与该非晶合金薄膜14成分相同的金属非晶态合金。由于非晶合金薄膜14成分前面已经详述，靶材的组成因此也已经清楚，此处不再重复描述。由于非晶态合金较难制备或者制备成本较高，本实施例优选晶态合金作为靶材。所述真空镀膜处理可以采用磁控溅射法或电弧离子镀法，下面以磁控溅射法为例对该步骤进行具体说明：
请参阅图3，提供一磁控溅射设备1，磁控溅射设备1包括一真空室2、用以对真空室2抽真空的真空泵3以及与真空室2相通的气源通道7。该真空室2内设有转架4及多对相对设置的合金靶6。转架4带动金属基体12做圆周运行，且金属基体12在随转架4进行公转的同时也进行自转。镀膜时，溅射气体经由气源通道7进入真空室2。
在金属基体12上溅射该非晶合金薄膜14。将经上述清洗的金属基体12放置于磁控溅射设备1的转架4上，设置转架的公转转速为3~12rpm(转/分钟)，对真空室2抽真空至本底真空度为6.0×10-3~8.0×10-3Pa，加热该真空室2使温度为100～180℃，开启合金靶6，合金靶6的功率为6～12kw，金属基体12施加偏压为-50～-200V，占空比为35～65%；通入溅射气体氩气，氩气的流量可为100～300sccm（标准状态毫升/分钟），对金属基体12溅射20~40分钟，以于金属基体12上形成该非晶合金薄膜14。
然后，用具有凹凸图纹表面的模具对非晶合金薄膜14进行热压处理，以在非晶合金薄膜14上形成所述图纹142。该步骤是将形成有非晶合金薄膜14的金属基体12加热至该非晶合金薄膜14的玻璃转化温度点（Tg）以上、起始晶化温度点（Tx）以下，使用具有凹凸图纹表面的模具缓慢压在非晶合金薄膜14表面，压力可为0.1~3MPa，从而在非晶合金薄膜14上形成与模具表面结构对应的图纹142。
下面通过实施例来对本发明进行具体说明。
实施例1
实施例1以组成为Zr55%Al20%Co25%的Zr基合金为靶材。采用无水乙醇对不锈钢基体试样进行超声波清洗。将清洗好的不锈钢基体试样固定于磁控溅射设备的转架上，设置转架的公转转速为3rpm(转/分钟)，抽真空使该磁控溅射设备的真空室的真空度为8×10-3Pa，加热该腔体使温度为120℃；开启合金靶，合金靶的功率为8kw，不锈钢基体施加偏压为-150V，占空比为50%；通入氩气流量为150sccm，沉积时间为20~40分钟，由此在不锈钢基体表面形成一层与所用靶材成分基本相同的非晶合金薄膜。
将镀完膜的试样取出，将试样加热至790K，使用具有喷砂纹路表面的模具缓慢压工件表面，压力为0.1~3MPa，完成后从模具中取出试样，即在所述非晶合金薄膜上形成喷砂效果的纹路。
经测试，该试样表面铅笔硬度达9H。
实施例2
实施例2以组成为Cu60%Zr30%Ti10%的Cu基合金为靶材。采用无水乙醇对铝合金基体试样进行超声波清洗。将清洗好的铝合金基体试样固定于磁控溅射设备的转架上，设置转架的公转转速为3rpm(转/分钟)，抽真空使该磁控溅射设备的真空室的真空度为8×10-3Pa，加热该腔体使温度为120℃；开启合金靶，合金靶的功率为8kw，铝合金基体施加偏压为-150V，占空比为50%；通入氩气流量为150sccm，沉积时间为20~40分钟，由此在铝合金基体表面形成一层与所用靶材成分基本相同的非晶合金薄膜。
将镀完膜的试样取出，将试样加热720K，使用具有图案表面的模具缓慢压在试样表面上，压力为0.1~3MPa，完成后从模具中取出试样，即在所述非晶合金薄膜上形成图案。
经测试，该试样表面铅笔硬度达9H。
实施例3
实施例3以组成为Ti50%Cu32%Ni15%Sn3%的Ti基合金为靶材。采用无水乙醇对钛合金基体试样进行超声波清洗。将清洗好的钛合金基体试样固定于磁控溅射设备的转架上，设置转架的公转转速为3rpm(转/分钟)，抽真空使该磁控溅射设备的真空室的真空度为8×10-3Pa，加热该腔体使温度为120℃；开启合金靶，合金靶的功率为8kw，钛合金基体施加偏压为-150V，占空比为50%；通入氩气流量为150sccm，沉积时间为20~40分钟，由此在钛合金基体表面形成一层与所用靶材成分基本相同的非晶合金薄膜。
将镀完膜的试样取出，将试样加热710K，使用已有线条纹表面的模具缓慢压在试样表面，压力为0.1~3MPa，完成后从模具中取出试样，即在所述非晶合金薄膜上形成线条纹。
经测试，该试样表面铅笔硬度达9H以上。
本发明电子装置外壳10通过选用具有较大过冷液相温度区间的金属合金为靶材，通过真空镀膜方法在金属基体12表面形成非晶合金薄膜14；再通过具有图纹表面的模具对该非晶合金薄膜14上进行热压形成图纹142，使该电子装置外壳10既具有金属的外观，又具有立体图纹装饰效果及纹路触感。而且，由于非晶合金薄膜14由具有高强度、高耐磨性以及耐腐蚀性能的非晶合金成分构成，使该电子装置外壳10能够较长时间保持其原有的外观效果不被破坏。

Claims (11)

1.一种电子装置外壳，包括金属基体，其特征在于：该电子装置外壳还包括形成于该金属基体上非晶合金薄膜，该非晶合金薄膜由具有10K以上的过冷液相温度区间的非晶合金构成，该非晶合金薄膜表面形成有立体图纹。
2.如权利要求1所述的电子装置外壳，其特征在于：所述非晶合金为Zr基非晶合金、Cu基非晶合金及Ti基非晶合金中的一种。
3.如权利要求2所述的电子装置外壳，其特征在于：所述Zr基非晶合金为Zr54%~65%Al10%~20%Co18%~28%或Zr50%~70%All8%~12%Ni10%~20%Cu10%~20%非晶合金；所述Cu基非晶合金为Cu50%~65%Zr40%~45%Al3%~5%、Cu58%~65%Zr28%~32%Ti8%~12%及Cu58%~65%Hf23%~27%Ti8%~12%非晶合金中一种；所述Ti基非晶合金为Ti50%Ni15%~20%Cu24%~33%Sn2%~6%非晶合金。
4.如权利要求所述的电子装置外壳，其特征在于：所述图纹为凸出或凹陷于该非晶合金薄膜表面的图案、线条或者纹路。
5.如权利要求1所述的电子装置外壳，其特征在于：所述图纹通过用模具对非晶合金薄膜进行热压形成。
6.一种电子装置外壳的制造方法，包括以下步骤：
提供金属基体，并对金属基体进行脱脂除油清洗；
以具有10K以上的过冷液相温度区间的金属合金为靶材，对金属基体进行真空镀膜处理，以在金属基体表面形成非晶合金薄膜；
用具有凹凸图纹表面的模具对非晶合金薄膜进行热压处理，以在非晶合金薄膜上形成立体图纹。
7.如权利要求6所述的电子装置外壳的制造方法，其特征在于：所述金属合金为Zr基合金、Cu基合金及Ti基合金中的一种。
8.如权利要求7所述的电子装置外壳的制造方法，其特征在于：所述Zr基合金为Zr54%~65%Al10%~20%Co18%~28%或Zr50%~70%All8%~12%Ni10%~20%Cu10%~20%；所述Cu基合金为Cu50%~65%Zr40%~45%Al3%~5%、Cu58%~65%Zr28%~32%Ti8%~12%及Cu58%~65%Hf23%~27%Ti8%~12%中的一种；所述Ti基合为Ti50%Ni15%~20%Cu24%~33%Sn2%~6%。
9.如权利要求6所述的电子装置外壳的制造方法，其特征在于：所述真空镀膜处理的方法为磁控溅射或电弧离子镀。
10.如权利要求9所述的电子装置外壳的制造方法，其特征在于：所述磁控溅射是在如下参数条件下进行：真空室内本底真空度为6×10-3~8×10-3Pa，真空室温度为100~180℃，转架公转转速为3~12转/分钟，靶材功率为6~12kw，氩气流量为100~300sccm，金属基体施加偏压为-50~-200V，溅射时间为20~40分钟。
11.如权利要求6所述的电子装置外壳的制造方法，其特征在于：所述热压处理是将形成有非晶合金薄膜的金属基体加热至该非晶合金薄膜的玻璃转化温度点Tg以上、起始晶化温度点Tx以下，再用具有凹凸图纹表面的模具压在非晶合金薄膜表面，以在非晶合金薄膜上形成所述图纹。
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