CN108882598A - 复合盖板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合盖板及其制备方法。该复合盖板包括基板、硬化层以及功能层，基板具有相对的第一表面以及第二表面，硬化层覆盖于第一表面，功能层包括导电层以及覆盖于导电层上的保护层，导电层具有蚀刻通路，导电层覆盖于第二表面。本发明的复合盖板，硬化层能够提高复合盖板的硬度，还能够使复合盖板具有炫彩、金属色等颜色装饰效果。功能层包括导电层以及保护层，导电层具有蚀刻通路，蚀刻通路能够使得导电层得到所需线路，此设置增强了复合盖板的导热性能，且使得复合盖板在具有保护功能的同时，还嵌入了电路系统，能够将电子产品的部分电路转移至复合盖板上，减小电路板尺寸，为电子产品的其他部件提供更大空间。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，特别是涉及一种复合盖板及其制备方法。
背景技术
随着电子信息产业的不断发展，市场上涌现出越来越多的电子产品。电子产品表面一般设有保护盖板，用于保护电子产品的内部结构，其中塑料盖板由于其成本低、易于加工等特性而越来越受到人们的关注；但塑料盖板也具有导热性差、易变形等缺点，导致其对电池部位的保护性差，使得塑料盖板的应用受到了限制。此外，目前的塑料盖板功能单一，通常只能起到保护作用。
发明内容
基于此，有必要针对塑料盖板导热性差、易变形以及功能单一的问题，提供一种硬度高、导热性好且多功能的复合盖板及其制备方法。
具体的技术方案如下：
一种复合盖板，包括基板、硬化层以及功能层，所述基板具有相对的第一表面以及第二表面，所述硬化层覆盖于所述第一表面，所述功能层包括导电层以及覆盖于所述导电层上的保护层，所述导电层具有蚀刻通路，所述导电层覆盖于所述第二表面。
在其中一个实施例中，所述基板为树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
在其中一个实施例中，所述硬化层为无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、有机硅层或氟化物层。
在其中一个实施例中，所述复合盖板还包括粘接层，所述硬化层为有机硅层或氟化物层，所述粘接层位于所述第一表面与所述硬化层之间，所述粘接层为聚甲基丙烯酸酯层。
在其中一个实施例中，所述保护层为绝缘材料层。
本发明还提供了一种复合盖板的制备方法。
具体的技术方案如下：
一种复合盖板的制备方法，包括以下步骤：
在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物、有机硅或氟化物，形成硬化层；
在所述基板的相对的第二表面涂覆导电材料，形成导电涂层，再对所述导电涂层进行蚀刻，产生蚀刻通路，即得导电层；
在所述导电层的表面涂覆绝缘材料形成保护层。
在其中一个实施例中，所述基板选自树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
在其中一个实施例中，所述硬化层的材料选自SiO2、TiO2、Al2O3、Nb2O5、Si3N4、Si2N2O、AlON、SiAlON、TiN、CrN、TiC、CrC以及Ta2O5中的至少一种。
在其中一个实施例中，在基板的第一表面涂覆有机硅或氟化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在基板的第一表面涂覆聚甲基丙烯酸酯形成粘接层，再在所述粘接层上涂覆所述硬化层。
在其中一个实施例中，在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在所述硬化层上涂覆防指纹层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的复合盖板，通过在基板的第一表面上覆盖有硬化层，硬化层能够提高复合盖板的硬度，还能够使复合盖板具有炫彩、金属色等颜色装饰效果。基板的第二表面上覆盖有功能层，功能层包括导电层以及保护层，导电层具有蚀刻通路，蚀刻通路能够使得导电层得到所需线路，此设置增强了复合盖板的导热性能，且使得复合盖板在具有保护功能的同时，还嵌入了电路系统，能够将电子产品的部分电路转移至复合盖板上，减小电路板尺寸，为电子产品的其他部件提供更大空间。
附图说明
图1为一实施例所述的复合盖板的结构示意图；
图2为另一实施例所述的复合盖板的结构示意图。
附图标记说明
10、复合盖板；100、基板；110、第一表面；120、第二表面；130、硬化层；140、功能层；141、导电层；142、保护层；150、粘接层；160、防指纹层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1以及图2所示，本发明一实施例涉及一种复合盖板10。上述的复合盖板10包括基板100、硬化层130以及功能层140。基板100具有相对的第一表面110以及第二表面120，硬化层130覆盖于第一表面110，功能层140包括导电层141以及覆盖于导电层141上的保护层142，导电层141具有蚀刻通路，导电层141覆盖于第二表面120。
基板100可以是单层板，也可以是多层复合板。基板100可以是树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
硬化层130可以是无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、有机硅层或氟化物层。硬化层130为无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、有机硅层或氟化物层覆盖于第一表面110上，硬化层130能够提高基板100的硬度，并可通过调节硬化层130的原料使复合盖板10具有炫彩、金属色等颜色装饰效果。
在一具体的示例中，上述的复合盖板10还包括粘接层150。硬化层130为有机硅层或氟化物层，粘接层150位于第一表面110与硬化层130之间。粘接层150可以是聚甲基丙烯酸酯等具有粘附性的镀层。具体地，粘接层150可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。
在一具体的示例中，上述的复合盖板10还包括防指纹层160。硬化层130为无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层或碱土金属氮氧化物层，防指纹层160覆盖于硬化层130上。将防指纹层160覆盖于硬化层130上，能够使得复合盖板10置于电子产品后朝外的表面具有防指纹的效果，在使用时更加干净。
导电层141可以是导电金属镀层，蚀刻通路是对导电金属镀层进行蚀刻得到加工得到的。导电层141具有蚀刻通路，蚀刻通路能够使得导电层141得到所需线路，与电子元器件组合，即可以使得复合盖板10具有天线信号、传感器、系统控制等电路功能。
保护层142可以是绝缘层。具体地，绝缘层的绝缘材料可以是聚乙烯、聚四氟乙烯、橡胶、聚丙烯酸酯等。
在一具体的示例中，基板100的厚度为0.05mm～5mm。
在一具体的示例中，导电层141的厚度为0.005μm～70μm。
在一具体的示例中，保护层142的厚度为0.1μm～100μm。
在一具体的示例中，当硬化层130是有机硅层或氟化物层时，硬化层130的厚度为0.1μm～100μm。当硬化层130是无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层或碱土金属氮氧化物层时，硬化层130的厚度为10nm～5μm。
在一具体的示例中，硬化层130可以是多层。
在一具体的示例中，上述的复合盖板10还包括纹理层。纹理层位于第一表面110与硬化层130之间。纹理层能够在复合盖板10的第一表面110上形成各种纹理图案，为复合盖板10提供更多的图样选择。
在一具体的示例中，功能层140可以是多层。不难理解，功能层140的具体层数可以根据实际的线路布线需要进行调整。多层功能层140的设计，能够将电子产品中的电路更多的嵌入复合盖板10中，为电子产品内部的其他部件节省空间。
上述的复合盖板10，通过在基板100的第一表面110上覆盖有硬化层130，硬化层130能够提高复合盖板10的硬度，还能够使复合盖板10具有炫彩、金属色等颜色装饰效果。基板100的第二表面120上覆盖有功能层140，功能层140包括导电层141以及保护层142，导电层141具有蚀刻通路，蚀刻通路能够使得导电层141得到所需线路，此设置增强了复合盖板10的导热性能，且使得复合盖板10在具有保护功能的同时，还嵌入了电路系统，能够将电子产品的部分电路转移至复合盖板上，减小电路板尺寸，为电子产品的其他部件提供更大空间。
本实施例还涉及一种复合盖板的制备方法，包括以下步骤：
1)在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物、有机硅或氟化物，形成硬化层。
通过涂覆形成硬化层后，复合盖板的硬度可从1H提升至4H～5H。
在一具体的示例中，在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物是通过真空镀膜的方式完成涂覆。在基板的第一表面涂覆有机硅或氟化物，是通过喷涂或淋涂的方式完成涂覆。
在一具体的示例中，硬化层为硬质镀层。
在一具体的示例中，硬化层的材料选自SiO2、TiO2、Al2O3、Nb2O5、Si3N4、Si2N2O、AlON、SiAlON、TiN、CrN、TiC、CrC以及Ta2O5中的至少一种。
优选地，硬化层的材料选自Si3N4、Si2N2O、AlON以及SiAlON中的至少一种；由Si3N4、Si2N2O、AlON以及SiAlON中的至少一种制备得到的硬化层，具有提亮、炫彩、以及加硬的效果。纳米硬度可达到1～15GPa，亮度可达到40～90。该硬化层对电磁信号无干扰影响，可适用于5G等对信号要求高、对表面硬度要求高的电子产品的应用中。
在一具体的示例中，在涂覆硬化层前需先对基板的第一表面进行表面处理。具体地，表面处理包括平整度处理、纹理效果处理等。基板的第一表面朝外，对第一表面进行表面处理，符合对复合盖板的外观需求。
在一具体的示例中，上述的复合盖板的制备方法中，在基板的第一表面涂覆有机硅或氟化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在基板的第一表面涂覆聚甲基丙烯酸酯形成粘接层，再在所述粘接层上涂覆所述硬化层。
2)在基板的相对的第二表面涂覆导电材料，形成导电涂层，再对导电涂层进行蚀刻，产生蚀刻通路，即得导电层。
在一具体的示例中，导电材料可以是铜、银等金属导电材料，也可以是碳等非金属导电材料。
在一具体的示例中，在基板的第二表面涂覆导电材料是通过压延、电镀或丝印的方式进行，对导电涂层进行蚀刻是通过黄光蚀刻加工、激光加工或印刷蚀刻油墨加工的方式进行。
3)在导电层的表面涂覆绝缘材料形成保护层。
在一具体的示例中，涂覆保护层是通过喷涂、印刷或丝印的方式将绝缘材料涂覆在导电层上，即形成保护层。
在一具体的示例中，在保护层上可继续涂覆导电材料，形成导电涂层，再对导电涂层进行蚀刻，产生蚀刻通路，得导电层。依此，可根据实际需要制备多层导电层以及保护层，以满足不同的需要。
在一具体的示例中，基板选自树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
基板也可以根据实际需要设计为具有3D外形效果的基板。
在一具体的示例中，复合盖板的制备方法中，在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在所述硬化层上涂覆防指纹层。防指纹层能够避免在使用具有上述的复合盖板的电子产品时留有指纹痕迹，影响美观。
在一具体的示例中，上述的制备方法得到复合盖板，进行计算机数字化控制精密机械加工(CNC加工)，可得到不同尺寸的复合盖板，以满足不同电子产品对复合盖板的不同需求。
实施例1
本实施例的复合盖板的制备方法为：
1)在基板的第二表面采用电镀的方式镀铜，再对镀铜层采用印刷蚀刻油墨加工进行蚀刻，得导电层；
2)在导电层上印刷绝缘材料，得保护层；
3)对基板的第一表面进行表面处理；
4)在基板的第一表面上喷涂PMMA，得粘接层；
5)在粘接层上喷涂有机硅，形成6μm的硬化层；
6)进行CNC加工并进行清洗，即得复合盖板(参见附图1)。
实施例2
本实施例的复合盖板的制备方法为：
1)在基板的第二表面采用电镀的方式镀铜，再对镀铜层采用印刷蚀刻油墨加工进行蚀刻，得第一导电层；
2)在第一导电层上印刷绝缘材料，得第一保护层；
3)在第一保护层上继续镀铜，再对镀铜层进行蚀刻，产生蚀刻通路，得第二导电层；
4)在第二导电层上印刷绝缘材料，得第二保护层；
5)对基板的第一表面进行表面处理；
6)在基板的第一表面进行真空溅射镀膜，镀膜的材料为SiO2、Si3N4、Si2N2O的混合物，形成0.8μm的硬化层；
7)在硬化层上喷涂防指纹层；
8)进行CNC加工并进行清洗，即得复合盖板。
实施例3
本实施例的复合盖板的制备方法为：
1)在基板的第二表面采用电镀的方式镀铜，再对镀铜层采用印刷蚀刻油墨加工进行蚀刻，得导电层；
2)在导电层上印刷绝缘材料，得保护层；
3)对基板的第一表面进行表面处理；
4)在基板的第一表面上进行真空溅射镀膜，镀膜的材料为TiN，得硬化层；
5)在硬化层上喷涂防指纹层；
6)进行CNC加工并进行清洗，即得复合盖板(参见附图2)。
试验例1
对实施例1～3制备得到的复合盖板进行三点弯曲应力测试：
试验方法：
采用Anton Paar纳米压痕测试仪进行测试：跨距40mm；试样宽度72mm；式样高度：0.8mm。
实验结果见表1：
表1：实施例1～3的复合盖板的弯曲应力
| 弯曲应力(Mpa) | 表面纳米硬度(GPa) | |
| 实施例1 | 429 | 4～10 |
| 实施例2 | 432 | 5～12 |
| 实施例3 | 438 | 9～22 |
| 普通PC/PMMA板材 | 85 | 0.3～0.6 |
结果分析：实施例1～3的复合盖板的弯曲应力分别为429Mpa、432Mpa、438Mpa，而普通的PC/PMMA板材的弯曲应力仅为85Mpa，可见，本发明的复合盖板具有较高的抗弯曲应力。此外，实施例1～3的复合盖板的表面纳米硬度均在4GPa～22GPa的范围内，而普通的PC/PMMA板材的表面纳米硬度在0.3GPa～0.6GPa的范围内，可见，本发明的复合盖板还具有较高的表面硬度。
试验例2
对实施例1～3制备得到的复合盖板进行导热系数测试：
试验方法：
采用稳态单平板法测量导热系数：取实施例1～3复合盖板，用加热板接触复合盖板的第二侧面进行测试。根据以下公式计算导热系数(Q：复合盖板热流量；δ：复合盖板厚度；Δt：复合盖板温度差；A：垂直热流方向的导热面积)。
实验结果见表2：
表2：实施例1～3的复合盖板的弯曲应力
结果分析：实施例1～3的复合盖板的导热系数分别为3.5W/(m·K)～3.8W/(m·K)、6.3W/(m·K)～6.7W/(m·K)、4.9W/(m·K)～5.2W/(m·K)，而普通的PC/PMMA板材的导热系数仅为0.1W/(m·K)～0.3W/(m·K)，可见，本发明的复合盖板具有高导热特性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种复合盖板，其特征在于，包括基板、硬化层以及功能层，所述基板具有相对的第一表面以及第二表面，所述硬化层覆盖于所述第一表面，所述功能层包括导电层以及覆盖于所述导电层上的保护层，所述导电层具有蚀刻通路，所述导电层覆盖于所述第二表面。
2.根据权利要求1所述的复合盖板，其特征在于，所述基板为树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
3.根据权利要求1所述的复合盖板，其特征在于，所述硬化层为无机氧化物层、碱土金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、过渡金属氮化物层、碱土金属氮氧化物层、有机硅层或氟化物层。
4.根据权利要求3所述的复合盖板，其特征在于，所述复合盖板还包括粘接层，所述硬化层为有机硅层或氟化物层，所述粘接层位于所述第一表面与所述硬化层之间，所述粘接层为聚甲基丙烯酸酯层。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的复合盖板，其特征在于，所述保护层为绝缘材料层。
6.一种权利要求1～5任意一项所述复合盖板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物、有机硅或氟化物，形成硬化层；
在所述基板的相对的第二表面涂覆导电材料，形成导电涂层，再对所述导电涂层进行蚀刻，产生蚀刻通路，即得导电层；
在所述导电层的表面涂覆绝缘材料形成保护层。
7.根据权利要求6所述的复合盖板的制备方法，其特征在于，所述基板选自树脂与玻璃纤维的复合板、树脂与玻璃纤维布的复合板、树脂与陶瓷粉体的复合板或树脂与陶瓷纤维布的复合板。
8.根据权利要求6所述的复合盖板的制备方法，其特征在于，所述硬化层的材料选自SiO2、TiO2、Al2O3、Nb2O5、Si3N4、Si2N2O、AlON、SiAlON、TiN、CrN、TiC、CrC以及Ta2O5中的至少一种。
9.根据权利要求6～8任意一项所述的复合盖板的制备方法，其特征在于，在基板的第一表面涂覆有机硅或氟化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在基板的第一表面涂覆聚甲基丙烯酸酯形成粘接层，再在所述粘接层上涂覆所述硬化层。
10.根据权利要求6～8任意一项所述的复合盖板的制备方法，其特征在于，在基板的第一表面涂覆无机氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物、过渡金属氮化物、碱土金属氮氧化物形成硬化层时，还包括如下步骤：在所述硬化层上涂覆防指纹层。
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