CN108381053A - 一种陶瓷3d盖板的加工方法、电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶瓷3D盖板的加工方法，包括以下步骤：将多片陶瓷母材加工成预设的形状，多片陶瓷母材为同种陶瓷或异种陶瓷；对陶瓷母材的焊接面进行抛光处理；将多片陶瓷母材按预设的位置叠设并施加压力和电压；通过焊料焊接的方式将多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；将3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理。本发明还公开了一种电子设备，包括通过上述加工方法制造而成的陶瓷3D盖板。通过上述设计，本发明工艺简单、成本低、良率高、使用体验好。

Description

一种陶瓷3D盖板的加工方法、电子设备
技术领域
本发明涉及陶瓷产品加工技术领域，特别涉及一种陶瓷3D盖板的加工方法、电子设备。
背景技术
陶瓷运用在智能手机与智能手表后盖上已经越来越普遍，为了创造差异提高产品质感，高端产品采用陶瓷已经是个趋势。如同金属加工工艺有铸、锻、焊、车、铣等机械加工工艺，以各自经济有效率的优势来达到各种金属工件的复杂形状。然而非金属材料如玻璃、陶瓷与蓝宝石并无完整的铸、锻、焊工艺，目前为止只能采用粉末射出成型工艺并烧结，搭配机械加工的车铣工艺。但由于陶瓷硬度高韧性高加工困难，一般采用金刚石刀具以数控机台加工，最后使用金刚石抛光液进行抛光，难度高、良率低，且成本高。此外，形状复杂的结构陶瓷射出法无法达成，例如倒扣、悬突结构，陶瓷射出法无拔模角度无法脱模；再者，高深宽比结构，射出成型后退模困难，或烧结容易产生变形或收缩等不良，良率较低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种工艺简单、成本低、良率高、使用体验好的陶瓷3D盖板的加工方法、电子设备。
本发明解决现有技术中的问题所采用的一种陶瓷3D盖板的加工方法的技术方案为：包括以下步骤：
将多片陶瓷母材加工成预设的形状，多片所述陶瓷母材为同种陶瓷或异种陶瓷；
对所述陶瓷母材的焊接面进行抛光处理；
将多片所述陶瓷母材按预设的位置叠设并施加压力和电压；
通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；
将所述3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理。
作为本发明的优选方案，在所述通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤之后还包括：对所述3D毛坯进行CNC加工和抛光处理。
作为本发明的优选方案，经抛光处理的所述陶瓷母材的焊接面的平面度的误差在0.2微米以下，表面粗糙度在0.05微米以下。
作为本发明的优选方案，所述通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤中所采用的焊料为薄膜材料，所述薄膜材料为带有离子键的金属氧化物。
作为本发明的优选方案，所述陶瓷母材为三氧化二铝陶瓷或氧化锆陶瓷或二氧化硅陶瓷。
作为本发明的优选方案，所述薄膜材料以物理气相蒸镀方法均匀涂布于所述焊接面。
作为本发明的优选方案，在多片所述陶瓷母材为同种陶瓷时，所述薄膜材料为所述陶瓷母材与至少两种其它材料形成的混合物，所述混合物的熔点低于所述陶瓷母材的熔点。
作为本发明的优选方案，在多片所述陶瓷母材分别为三氧化二铝陶瓷、氧化锆陶瓷、二氧化硅陶瓷中的两种或三种时，所述薄膜材料的熔点低于500℃。
作为本发明的优选方案，所述压力大于100个大气压，持续时间大于2小时，所述电压高于10千伏。
本发明解决现有技术中的问题所还采用的一种电子设备的技术方案为：包括通过上述的陶瓷3D盖板的加工方法制造而成的陶瓷3D盖板。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提出的陶瓷3D盖板的加工方法、电子设备，在加工过程中，首先，将多片陶瓷母材通过CNC或其它切削设备加工成所需要的形状，多片陶瓷母材可以是同种的陶瓷，也可以是异种的陶瓷；然后，对加工完后的陶瓷母材的焊接面进行抛光处理，使焊接面尽可能的平整光滑；接着，将多片陶瓷母材按预设的位置叠设成为一个整体，并在这个整体的上下侧分别施加压力和电压；然后，通过焊料焊接的方式将按预设的位置叠设成为一个整体的多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；最后，将3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理，消除应力，提高强度，工艺简单、成本低、产品良率高；而包含有上述加工方法制造而成的陶瓷3D盖板的电子设备不仅视觉效果好，而且光滑耐用，使用体验好。
附图说明
图1为本发明的陶瓷3D盖板的加工方法实施步骤示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，一种陶瓷3D盖板的加工方法，包括以下步骤：
步骤S01：将多片陶瓷母材加工成预设的形状，多片陶瓷母材为同种陶瓷或异种陶瓷；
步骤S02：对陶瓷母材的焊接面进行抛光处理；
步骤S03：将多片陶瓷母材按预设的位置叠设并施加压力和电压；
步骤S04：通过焊料焊接的方式将多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；
步骤S05：将3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理。
首先，将多片陶瓷母材通过CNC或其它切削设备加工成所需要的形状，多片陶瓷母材可以是同种的陶瓷，也可以是异种的陶瓷；然后，对加工完后的陶瓷母材的焊接面进行抛光处理，使焊接面尽可能的平整光滑；接着，将多片陶瓷母材按预设的位置叠设成为一个整体，并在这个整体的上下侧分别施加压力和电压；然后，通过焊料焊接的方式将按预设的位置叠设成为一个整体的多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；最后，将3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理，消除应力，提高强度。
其中，步骤S03一直持续到步骤S04执行结束。
在通过焊料焊接的方式将多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤之后还包括：对3D毛坯进行CNC加工和抛光处理。
在步骤S04之后对3D毛坯进行CNC加工和抛光处理，对3D毛坯进行精加工，提高3D毛坯表面的精度。这一步骤可以位于步骤S05之前，也可以位于步骤S05之后。
经抛光处理的陶瓷母材的焊接面的平面度的误差在0.2微米以下，表面粗糙度在0.05微米以下。
将焊接面的平面度的误差在控制在0.2微米以下，表面粗糙度控制在0.05微米以下，可以有效提高后期装配的精度以及提升产品的使用体验。
通过焊料焊接的方式将多片陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤中所采用的焊料为薄膜材料，薄膜材料为带有离子键的金属氧化物。
由于薄膜材料为带有离子键的金属氧化物，在电压的驱动作用下，带有离子键的金属氧化物会加速迁移进行扩散，加快焊接的进行，且焊接的效果更好。薄膜材料的厚度最好在一个微米以下。
陶瓷母材为三氧化二铝陶瓷或氧化锆陶瓷或二氧化硅陶瓷。
在焊接时，由于材料本身的特性，三氧化二铝与二氧化硅的焊接温度要低于600℃，氧化锆与二氧化硅的焊接温度要低于500℃。
薄膜材料以物理气相蒸镀方法均匀涂布于焊接面。
在步骤S04中，薄膜材料可以以物理气相蒸镀方法均匀涂布于焊接面。同时，也可以通过气相沉积法等其它方法将薄膜材料涂布于焊接面。
在多片陶瓷母材为同种陶瓷时，薄膜材料为陶瓷母材与至少两种其它材料形成的混合物，混合物的熔点低于陶瓷母材的熔点。
在多片陶瓷母材分别为三氧化二铝陶瓷、氧化锆陶瓷、二氧化硅陶瓷中的两种或三种时，薄膜材料的熔点低于500℃。
例如：三氧化二铝陶瓷的焊料常用二氧化硅，二氧化硅其中含有1％～30％的氧化钙、1％～20％的氧化钠或小于10％的氟化钙，与母材形成三元相混合物，较低熔点的三相混合物会先于陶瓷母材融化，湿润母材表面，进而达到焊接效果。
压力大于100个大气压，持续时间大于2小时，电压高于10千伏。
在大于100个大气压的情况下持续焊接大于2小时，且电压保持高于10千伏的情况下，薄膜材料能更好的将多片陶瓷母材焊接在一起，形成形成3D毛坯。
一种电子设备，包括通过上述的陶瓷3D盖板的加工方法制造而成的陶瓷3D盖板。
上述的电子设备可以是智能手机、平板电脑、智能手表以及其它可穿戴设备。
以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
将多片陶瓷母材加工成预设的形状，多片所述陶瓷母材为同种陶瓷或异种陶瓷；
对所述陶瓷母材的焊接面进行抛光处理；
将多片所述陶瓷母材按预设的位置叠设并施加压力和电压；
通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯；
将所述3D毛坯进行低于焊接温度的退火处理。
2.根据权利要求1所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，在所述通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤之后还包括：对所述3D毛坯进行CNC加工和抛光处理。
3.根据权利要求1所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，经抛光处理的所述陶瓷母材的焊接面的平面度的误差在0.2微米以下，表面粗糙度在0.05微米以下。
4.根据权利要求1所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，所述通过焊料焊接的方式将多片所述陶瓷母材焊接为一体，形成3D毛坯的步骤中所采用的焊料为薄膜材料，所述薄膜材料为带有离子键的金属氧化物。
5.根据权利要求4所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，所述陶瓷母材为三氧化二铝陶瓷或氧化锆陶瓷或二氧化硅陶瓷。
6.根据权利要求4或5所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，所述薄膜材料以物理气相蒸镀方法均匀涂布于所述焊接面。
7.根据权利要求4或5所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，在多片所述陶瓷母材为同种陶瓷时，所述薄膜材料为所述陶瓷母材与至少两种其它材料形成的混合物，所述混合物的熔点低于所述陶瓷母材的熔点。
8.根据权利要求5所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，在多片所述陶瓷母材分别为三氧化二铝陶瓷、氧化锆陶瓷、二氧化硅陶瓷中的两种或三种时，所述薄膜材料的熔点低于500℃。
9.根据权利要求1所述的陶瓷3D盖板的加工方法，其特征在于，所述压力大于100个大气压，持续时间大于2小时，所述电压高于10千伏。
10.一种电子设备，其特征在于，包括通过如权利要求1-9中任一项所述的陶瓷3D盖板的加工方法制造而成的陶瓷3D盖板。
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