CN102762052A - 具有陶瓷表面的壳体及其制造方法 - Google Patents

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杨斐琳
邱杨博
卓俊凯
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material

Abstract

一种具有陶瓷表面的壳体的制造方法包含：在一金属壳体的一表面上形成一陶瓷氧化层；在该陶瓷氧化层上形成一陶瓷材料；以及烧结该陶瓷材料。借此能够在金属壳体上形成陶瓷表面，且能解决高收缩率的问题。

Description

具有陶瓷表面的壳体及其制造方法
技术领域
本发明是关于一种壳体及其制造方法，特别关于一种具有陶瓷表面的壳体及其制造方法。
背景技术
随着电子产品的技术日益成熟，电子产品的外观也成了消费者选择的重要关键。目前正热门的就是在电子产品的机壳上形成陶瓷表面，如此可让电子产品产生不同且多样化的感觉，进而提升产品竞争力。
一般说来，要制造具有陶瓷表面的壳体的方法不外乎两种。第一种是直接用陶瓷材料制成整个壳体，然而这会导致电子产品的重量大幅增加，且使得电子产品容易碎裂。第二种是直接在金属壳体的表面上形成一陶瓷材料，并进行烧结、退火而形成陶瓷表面，然而此种方式所形成的陶瓷表面有非常高的收缩率，其可高达20～30％，以致无法符合精密成形的需求。
因此，如何提供一种具有陶瓷表面的壳体及其制造方法，能够在金属壳体上形成陶瓷表面，且能解决高收缩率的问题，实为当前重要课题之一。
发明内容
本发明提供一种具有陶瓷表面的壳体及其制造方法，其能够在金属壳体上形成陶瓷表面，且能解决高收缩率的问题。
本发明的一种具有陶瓷表面的壳体的制造方法包含：在一金属壳体的一表面上形成一陶瓷氧化层；在该陶瓷氧化层上形成一陶瓷材料；以及烧结该陶瓷材料。
本发明的一种壳体包含一金属壳体、一陶瓷氧化层以及一陶瓷层。陶瓷氧化层设置于金属壳体的一表面上。陶瓷层设置于陶瓷氧化层上。
承上所述，本发明的具有陶瓷表面的壳体及其制造方法是先在金属壳体的一表面上形成一陶瓷氧化层，然后在陶瓷氧化层上形成陶瓷材料，并进行烧结。如此，陶瓷氧化层可作为陶瓷层与金属壳体的中介层，并减少材料的热膨胀系数不同而导致的差异性，进而降低陶瓷材料烧结的收缩率。此外，由于陶瓷氧化层可提升陶瓷材料的耐烧性，因此本发明可不必需使用所谓的低温釉料(其包含氧化铅PbO成分)，因而能达到环保功效。此外，由于陶瓷氧化层可提升金属壳体的耐受性，使得金属壳体在烧结的过程中不被损坏，进而提升良率。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的一种具有陶瓷表面的壳体的制造方法的步骤流程图；以及
图2A至图2C为本发明较佳实施例的壳体的制造方法的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种具有陶瓷表面的壳体及其制造方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
图1为本发明较佳实施例的一种具有陶瓷表面的壳体的制造方法的步骤流程图，其中包含步骤S01至S03。图2A至图2C为本实施例的壳体的制造方法的示意图，请参照图1及图2A至图2C所示以说明本实施例的制造方法。
步骤S01：在一金属壳体11的一表面上形成一陶瓷氧化层12。金属壳体11的材质可包含至少一金属、至少一合金或其组合，其中金属例如是铜或铁，合金例如是镁合金、铝合金、锌合金。金属壳体11可例如藉由射出(injection)、压铸(casting)、锻造(forging)、半固态射出(semisolid injection)处理而成形，本发明并不以此为限。
陶瓷氧化层12可藉由一微弧氧化(micro arc oxidation)工艺或一等离子体电解氧化(plasma electrolytic oxidation)工艺而形成。
一实施例中，在微弧氧化工艺中，将金属壳体11浸入一电解液，并将正极试片及负极电极通电之后，在金属壳体11的表面会形成一层氧化膜绝缘层，当形成氧化膜绝缘层之后，再持续的通以电压。
当金属壳体11上的电压值超过了临界值以后，在氧化膜绝缘层上较脆弱的地方就会被击穿，产生微弧放电现象。而当氧化膜绝缘层上较脆弱的地方被击穿后，在击穿的地方随即又形成一层新的氧化膜，持续通以电压的话，则微弧放电的击穿点又会移至氧化膜上其他较脆弱的地方继续击穿。藉此可在金属壳体11上形成一陶瓷氧化层12，并且由于击穿与氧化膜成形的现象，使得陶瓷氧化层12的表面并非平整，而是凹凸状，此可大幅提升待会要形成于陶瓷氧化层12上的陶瓷材料的附着力。
微弧氧化工艺或等离子体电解氧化工艺特别适合应用于金属壳体11为镁合金、铝合金或锌合金的情况，此时所形成的陶瓷氧化层的材质包含氧化铝、氧化镁、或氧化锌，本发明并不以此为限。
一实施例中，当金属壳体11的材质为铜或铁时，可将一陶瓷材料以热喷涂方式设置于金属壳体11的表面上而形成陶瓷氧化层12。在此情况下，由于热喷涂的缘故，陶瓷材料以高速撞击金属壳体11的表面，以致陶瓷氧化层12的表面形成坑洞，亦即陶瓷氧化层12的表面非平整，这亦有助于待会要形成于陶瓷氧化层12上的陶瓷材料的附着力。
在本实施例中，陶瓷氧化层12的厚度例如为15μm以上。
步骤S02：在陶瓷氧化层12上形成一陶瓷材料103。陶瓷材料可例如藉由喷涂(spray coating)、网印(screen printing)、移印(transfer printing)、滚涂(rollcoating)、浸涂(dip coating)、静电涂装(electrostatic coating)、或喷印(jet printing)而形成于陶瓷氧化层12上，本发明并不以此为限。
在本实施例中，可先将陶瓷材料进行一次烧结，再将其研磨成粉末，粉末大小可例如为15～50μm。然后将粉末与填料、溶液混合后，就以其中一方式(例如喷涂)将陶瓷材料形成于陶瓷氧化层12上。在本实施例中，陶瓷材料103可例如控制在100μm以下。
步骤S03：烧结陶瓷材料103。于此，烧结陶瓷材料的步骤是在隔绝氧气的状态下进行。在本实施例中，当陶瓷材料103形成于陶瓷氧化层12上之后，可先在室温下静止，等表面干燥后，再将陶瓷材料103连同陶瓷氧化层12以及金属壳体11送入一窑炉内。
再通入氮气或惰性气体如氩气、氢气等以隔绝氧气，且藉由该些气体进行热传导，在此状况下进行350-600度、10-15分钟的烧结，之后关掉窑炉，使其温度徐徐冷却至室温，使陶瓷材料103成为一陶瓷层13。本实施例的窑炉为可阻绝氧气进入并且能够通入特殊气体的熔炉，例如连续式烧窑、批式烧窑。
之后，如果有需要，可再对陶瓷层13进行后处理，例如抛光。如此，即可制成具有陶瓷表面的壳体1。
请参照图2C所示，本发明较佳实施例的一种壳体1包含一金属壳体11、一陶瓷氧化层12以及一陶瓷层13。陶瓷氧化层12设置于金属壳体11的一表面111上。陶瓷层13设置于陶瓷氧化层12上。由于壳体1的细节已于上述制造方法中一并详述，故于此不再赘述。
综上所述，本发明的具有陶瓷表面的壳体及其制造方法是先在金属壳体的一表面上形成一陶瓷氧化层，然后在陶瓷氧化层上形成陶瓷材料，并进行烧结。
如此，陶瓷氧化层可作为陶瓷层与金属壳体的中介层，并减少材料的热膨胀系数不同而导致的差异性，进而降低陶瓷材料烧结的收缩率。此外，由于陶瓷氧化层可提升陶瓷材料的耐烧性，因此本发明可不必需使用所谓的低温釉料(其包含氧化铅PbO成分)，因而能达到环保功效。此外，由于陶瓷氧化层可提升金属壳体的耐受性，使得金属壳体在烧结的过程中不被损坏，进而提升良率。
以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种具有陶瓷表面的壳体的制造方法，其特征在于，包含：
在金属壳体的表面上形成陶瓷氧化层；
在上述陶瓷氧化层上形成陶瓷材料；以及
烧结上述陶瓷材料。
2.根据权利要求1所述的壳体的制造方法，其特征在于，其中上述陶瓷氧化层藉由微弧氧化工艺或等离子体电解氧化工艺而形成。
3.根据权利要求1所述的壳体的制造方法，其特征在于，其中上述陶瓷氧化层藉由热喷涂而形成。
4.根据权利要求1所述的壳体的制造方法，其特征在于，其中上述陶瓷材料藉由喷涂、网印、移印、滚涂、浸涂、静电涂装、或喷印而形成于上述陶瓷氧化层上。
5.根据权利要求1所述的壳体的制造方法，其特征在于，其中烧结上述陶瓷材料在隔绝氧气的状态下进行。
6.根据权利要求1所述的壳体的制造方法，其特征在于，其中上述陶瓷氧化层的材质包含氧化铝、氧化镁、或氧化锌。
7.一种壳体，其特征在于，包含：
金属壳体；
陶瓷氧化层，设置于上述金属壳体的表面上；以及
陶瓷层，设置于上述陶瓷氧化层上。
8.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，其中上述金属壳体的材质包含金属或合金。
9.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，其中上述金属壳体的材质包含镁、铝、锌、铁、或铜。
10.根据权利要求7所述的壳体，其特征在于，其中上述陶瓷氧化层的材质包含氧化铝、氧化镁、或氧化锌。
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