CN110484867B - 用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo及其制备方法，涉及非金属盖板镀膜技术领域。暗黑色涂层Logo包括非金属盖板表面的Cr层以及Cr层上的CrSiCN层；CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为1:(1.5‑2):(0.6‑0.9)。制备方法包括通过磁控溅射法先在已形成镂空的Logo图案的非金属盖板表面镀Cr层，再镀CrSiCN层，Cr、Si和C的摩尔比为1:(1.5‑2):(0.6‑0.9)。本发明形成的Logo是一种暗黑色的薄膜，CrSiCN层强度高、耐划伤且化学性能稳定，Cr层起到过渡作用、起到增强涂层颜色的效果，这种结构的镀膜强度和附着力好，满足对Logo外观和性能要求。

Description

用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo及其制备方法
技术领域
本发明涉及非金属盖板镀膜技术领域，具体而言，涉及一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo及其制备方法。
背景技术
随着智能手机的普及，消费者对手机外观要求已越来越高，目前非金属材质的手机后盖已成为多数消费电子产品厂商中高端机型所追求的设计方向之一，未来几年，智能手机后盖将逐步由金属材质变为以陶瓷、玻璃、宝石为主要代表的非金属材质。
对于非金属材质仅采用传统的丝印技术、或者金属镀膜技术在陶瓷、玻璃或者宝石表面形成的Logo其外观效果、抗划伤性等已不能满足信耐性的要求，因此，研究抗划伤性、高附着力更好的薄膜制备工艺具有很大的应用价值，而在现有技术中还没有用于手机等非金属盖板上相关的暗黑色且性能好的涂层Logo。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，CrSiCN层强度高，具有暗黑色效果，通过基体与CrSiCN层之间设置Cr层，起到过渡作用，提高CrSiCN层的附着力，同时可以起到增强涂层颜色的效果。
本发明的目的之二在于提供一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，制备方法简单，便于操作。
本发明的目的之三在于提供一种包括上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo或上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法制备得到的暗黑色涂层Logo的陶瓷盖板。
本发明的目的之四在于提供一种包括上述陶瓷盖板的盖板制品。
本发明的目的之五在于提供一种包括上述盖板制品的电子设备。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，提供了一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，依次包括(a)与非金属盖板接触的Cr层，以及(b)CrSiCN层；
所述CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)。
优选地，非金属盖板选自玻璃、蓝宝石或陶瓷盖板中的任何一种；
更优选地，所述非金属盖板为陶瓷盖板。
优选地，在本发明技术方案的基础上，所述Cr层的厚度为30-70nm，优选为40-60nm，进一步优选为40-50nm。
优选地，在本发明技术方案的基础上，所述CrSiCN层的厚度为500-1000nm，优选为500-800nm，进一步优选为600-800nm。
第二方面，提供了一种所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo；
优选地，通过磁控溅射法在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo；
优选地，非金属盖板为表面通过丝印或者保护膜遮蔽方式形成镂空的Logo图案的非金属盖板；
优选地，Cr层采用磁控溅射Cr靶得到；
优选地，CrSiCN层采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶，使Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，来进行CrSiCN层沉积。
优选地，在本发明技术方案的基础上，采用磁控溅射Cr靶得到Cr层的溅射工艺参数为：Cr靶溅射功率为1500-6500W，优选为1500-5000W，进一步优选为2000-5000W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，
射频激发源附近通入的惰性气体流量为80-120sccm，优选为80-100sccm，进一步优选为80-90sccm；和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s，优选为0.1-0.25nm/s，进一步优选为0.15-0.2nm/s；
优选地，惰性气体为氩气。
优选地，在本发明技术方案的基础上，采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶得到CrSiCN层的溅射工艺参数为：Si靶和C靶组成的双靶溅射功率为8000-9000W，优选为8500-9000W，进一步优选为8800-9000W；和/或，Si靶和C靶组成的双靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，
Cr靶溅射功率为500-800W，优选为600-800W，进一步优选为700-800W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，
射频激发源激发功率为2000-3000W，优选为2000-2500W，进一步优选为2000-2200W；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为200-300sccm，优选为200-280sccm，进一步优选为200-250sccm；和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm，优选为30-38sccm，进一步优选为30-35sccm；和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s，优选为0.1-0.25nm/s，进一步优选为0.15-0.2nm/s；
优选地，惰性气体为氩气。
优选地，在本发明技术方案的基础上，用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(a)将超声清洗后的非金属盖板表面使用保护膜或丝印油墨镂空形成Logo图案；
(b)将步骤(a)的非金属盖板放入磁控溅射镀膜装置中进行镀膜；磁控溅射镀膜装置包括过渡腔体和镀膜腔体，镀膜腔体内设有射频激发源，射频激发源附近有氩气管路和反应气体管路；镀膜腔体内有两个靶位，每个靶位有两块靶，每个靶位附近也有氩气管路，每个靶位的两块靶共用一个电源和一个氩气管路，第一靶位放置Si靶和C靶，第二靶位放置两块Cr靶；镀膜过程包括：
(b1)将步骤(a)的非金属盖板放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至(7.0-8.0)×10-3Pa，在90-100℃下烘烤15-20min；
(b2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至(3.0-5.0)×10-4Pa，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的氧气流量为0-300sccm，和/或，清洁时间为180-1200s；
(b3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为1500-6500W，和/或，第二靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-120sccm，和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s；Cr层厚度为30-70nm；
(b4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8000-9000W，和/或，第一靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，第二靶位溅射功率为500-800W，和/或，第二靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为200-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm，和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s；CrSiCN层厚度为500-1000nm；镀膜完成后去除保护膜或丝印油墨得到暗黑色涂层Logo。
第三方面，提供了一种陶瓷盖板，包括上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo或上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法制备得到的暗黑色涂层Logo。
第四方面，提供了一种盖板制品，包括上述陶瓷盖板。
第五方面，提供了一种电子设备，包括上述盖板制品。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的涂层Logo结构包括位于非金属盖板的第一层Cr层以及第二层CrSiCN层，且CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)。通过基体与CrSiCN层中间的Cr层的过渡作用，提高了CrSiCN层的附着力，同时可以起到增强涂层颜色的效果该结构的膜层附着力及抗划伤性好。同时本发明所形成的涂层Logo呈现暗黑色，满足了客户对陶瓷、玻璃或者宝石(3D、2.5D、平片)表面Logo的个性化要求。
(2)本发明的涂层Logo的制备方法优选采用磁控溅射法，先镀Cr层，再镀CrSiCN层，膜层与基体结合良好，可操作性强、可控性好、易于实施，便于大规模连续化工业生产。通过磁控溅射法得到的涂层Logo具有强抗划伤性和高附着力。薄膜经测试，在载重500g下铅笔硬度为9H，且均无划痕；耐热性好，镀膜产品放入沸水中，测试百格无掉膜现象；耐热循环和热冲击力好，镀膜产品从60～-40℃，升温-降温循环6次，持续72小时后，测试百格无掉膜现象。
附图说明
图1为本发明一种实施方式的非金属盖板的暗黑色涂层Logo的示意图；
图2为本发明一种实施方式的暗黑色涂层Logo的结构示意图。
附图标记：1-非金属盖板；2-暗黑色涂层Logo；21-Cr层；22-CrSiCN层。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，依次包括(a)与非金属盖板接触的Cr层，以及(b)CrSiCN层；
所述CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)。
目前非金属材质的手机后盖越来越普遍，传统的丝印方式以及金属镀膜方式均已不能满足对Logo外观以及性能的要求。
如图1、图2所示，非金属盖板1表面具有一层暗黑色涂层Logo2，暗黑色涂层Logo2包括非金属盖板1上的Cr层21以及Cr层21上的CrSiCN层22。
对Logo的形状不做限定，可以根据需求设计图案。
典型但非限制性的非金属盖板例如为电子设备(例如手机、平板电脑等)盖板(3D、2.5D、平片)，典型但非限制性的非金属盖板材质例如为玻璃、蓝宝石或陶瓷，优选陶瓷，最为典型的非金属盖板为手机陶瓷盖板。
优选地，非金属盖板的厚度为0.3-1mm，优选为0.5-0.8mm，进一步优选为0.5-0.6mm。非金属盖板的厚度例如为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。
Cr层是指由金属Cr镀膜形成的，金属Cr具有较好的硬度，与非金属盖板结合力较好，并且高温抗氧化性和耐腐蚀性优良。
CrSiCN层包含Cr及Cr的氮化物(CrN)、Si及Si的氮化物(Si3N4)、Si的碳化物(SiC)、非晶碳。
CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，例如为1:1.83:0.79。该膜层具有暗黑色效果，具有较高的硬度和强度，抗划伤性能好，并且高温抗氧化性和耐腐蚀性优良。
为了提高CrSiCN层与非金属盖板的附着力，先在基材上镀一层Cr层，然后再镀CrSiCN层，通过Cr层的过渡作用，提高了CrSiCN层的附着力，同时可以增强涂层颜色。
本发明涂层Logo颜色呈现暗黑色，Logo整体外观能够满足客户对陶瓷盖板等表面logo的个性化要求。
在一种优选的实施方式中，Cr层的厚度为30-70nm，优选为40-60nm，进一步优选为40-50nm。
Cr层厚度典型但非限制性的例如为30nm、40nm、50nm、60nm或70nm。
Cr层在中间起到从基体到CrSiCN层的过渡作用，过厚或者过薄均不能起到很好的过渡以提高CrSiCN层附着力的作用。
在一种优选的实施方式中，CrSiCN层的厚度为500-1000nm，优选为500-800nm，进一步优选为600-800nm。
CrSiCN层厚度典型但非限制性的例如为500nm、600nm、700nm、800nm、900nm或1000nm。
膜层厚度过薄，不利于暗黑色涂层Logo的整体颜色效果。膜层厚度过厚，易形成明显的台阶效果不利于非金属盖板表面Logo的整体外观效果。
根据本发明的第二个方面，提供了一种上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo。
本发明暗黑色涂层Logo的制备方法制备方法简单，便于操作。
优选地，通过磁控溅射法在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo；
优选地，非金属盖板为表面通过丝印或者保护膜遮蔽方式形成镂空的Logo图案的非金属盖板；
优选在表面通过丝印或者保护膜遮蔽方式形成镂空的Logo图案的非金属盖板表面镀膜，镀膜后去掉保护膜或油墨，形成了具有Logo图案的薄膜。
优选地，Cr层采用磁控溅射Cr靶得到。
优选地，CrSiCN层采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶，使Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，来进行CrSiCN层沉积。
采用磁控溅射的方法制备暗黑色涂层Logo，先镀Cr层，再镀CrSiCN层，膜层与基体结合良好，可操作性强、可控性好、易于实施，便于大规模连续化工业生产。磁控溅射的方法得到的暗黑色涂层Logo具有强抗划伤性和高附着力。薄膜经测试，在载重500g下铅笔硬度为9H，且均无划痕；耐热性好，镀膜产品放入沸水中，测试百格无掉膜现象；耐热循环和热冲击力好，镀膜产品从60到-40℃，升温-降温循环6次，持续72小时后，测试百格无掉膜现象。
优选地，该方法采用磁控溅射镀膜机进行，优选采用新科隆(例如RAS-1100B型号)磁控溅射镀膜机进行。
例如磁控溅射镀膜机结构如下：镀膜腔体内设有射频激发源，射频激发源附近有氩气管路和反应气体管路；镀膜腔体内有两个靶位，每个靶位可以放两块靶，每个靶位附近也有氩气管路，每个靶位的两块靶共用一个电源和一个氩气管路。
例如，进行镀膜时，第一靶位放置Si靶和C靶，第二靶位放置两块Cr靶。先利用磁控溅射Cr靶镀Cr层，再利用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶镀CrSiCN层。
在一种优选的实施方式中，磁控溅射Cr靶时镀Cr层时，溅射工艺参数为：Cr靶溅射功率为1500-6500W，优选为1500-5000W，进一步优选为2000-5000W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为80-120sccm，优选为80-100sccm，进一步优选为80-90sccm；和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s，优选为0.1-0.25nm/s，进一步优选为0.15-0.2nm/s。
典型的惰性气体例如为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等，优选氩气。
优选地，第二靶位放置两块Cr靶，两块Cr靶共用一个电源，优选电源为中频电源，镀Cr层时开启第二靶位电源。
溅射功率例如为1500W、2000W、2500W、3000W、3500W、4000W、4500W、5000W、5500W、6000W或6500W。
通过控制Cr靶溅射速率，可以控制基材表面的膜层沉积速率(溅射速率)。另外，溅射功率的大小直接影响氩离子轰击靶材的能量。
两块Cr靶附近共用一个气体管路，Cr靶靶位附近通入的惰性气体(例如氩气)流量例如为150sccm、160sccm、170sccm、180sccm、190sccm或200sccm。
控制氩气流量可以影响溅射粒子与氩原子之间的碰撞几率，间接影响溅射粒子的出射能量。
射频激发源附近通入的惰性气体(例如氩气)流量例如为80sccm、90sccm、100sccm、110sccm或120sccm。
溅射速率例如为0.05nm/s、0.1nm/s、0.15nm/s、0.2nm/s、0.25nm/s或0.27nm/s。
通过控制溅射速率得到的膜层均匀且质量好。
在一种优选的实施方式中，同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶镀CrSiCN层时，溅射工艺参数为：Si靶和C靶组成的双靶溅射功率为8000-9000W，优选为8500-9000W，进一步优选为8800-9000W；和/或，Si靶和C靶组成的双靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，Cr靶溅射功率为500-800W，优选为600-800W，进一步优选为700-800W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，优选为150-180sccm，进一步优选为160-180sccm；和/或，射频激发源激发功率为2000-3000W，优选为2000-2500W，进一步优选为2000-2200W；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为200-300sccm，优选为200-280sccm，进一步优选为200-250sccm；和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm，优选为30-38sccm，进一步优选为30-35sccm；和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s，优选为0.1-0.25nm/s，进一步优选为0.15-0.2nm/s；
典型的惰性气体例如为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气等，优选氩气。
优选地，第一靶位放置Si靶和C靶，Si靶和C靶共用一个电源，优选电源为中频电源，镀CrSiCN层时同时开启第一靶位电源和第二靶位电源，使得同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶。
第一靶位(Si靶和C靶)溅射功率例如为8000W、8200W、8400W、8500W、8600W、8800W或9000W。
Si靶和C靶附近共用一个气体管路，第一靶位(Si靶和C靶)附近通入的惰性气体(例如氩气)流量例如为150sccm、160sccm、170sccm、180sccm、190sccm或200sccm。
第二靶位溅射功率例如为500W、550W、600W、650W、700W、750W或800W。
第二靶位附近通入的惰性气体(例如氩气)流量例如为150sccm、160sccm、170sccm、180sccm、190sccm或200sccm。
通过控制第一靶位和第二靶位的功率和气体流量，保证得到的CrSiCN薄膜的质量。
射频电源连接一个环状的射频线圈形成射频激发源，射频激发源用于激发反应的气体，射频激发源附近通有氮气，激发等离子体反应最终形成CrSiCN层。不通反应气体时，射频激发电源可关闭。
射频激发源激发功率例如为2000W、2200W、2400W、2500W、2600W、2800W或3000W。
通过控制射频激发源功率可以保证活性N粒子更好地发生反应。
射频激发源附近通入的惰性气体(例如氩气)流量例如为200sccm、220sccm、240sccm、250sccm、260sccm、280sccm或300sccm。
射频激发源附近通入的氮气例如为30sccm、32sccm、34sccm、35sccm、36sccm、38sccm或40sccm。
溅射速率例如为0.1nm/s、0.15nm/s、0.2nm/s、0.25nm/s或0.3nm/s。
通过控制镀CrSiCN层时的溅射工艺参数，能够保证获得质量好的CrSiCN薄膜。
优选地，在镀膜之前对非金属盖板进行预热干燥和等离子体清洁。
优选地，预热干燥的工艺参数为：抽真空至(7.0-8.0)×10-3Pa，在90-100℃下烘烤15-20min。
烘烤温度例如为90℃、92℃、94℃、95℃、96℃、98℃或100℃。
烘烤时间例如为15min、16min、18min或20min。
优选地，等离子体清洁的工艺参数为：射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的氧气流量为0-300sccm，和/或，清洁时间为180-1200s。
射频激发源激发功率例如为2000W、2200W、2500W、2600W、2800W或3000W。
射频激发源附近通入的氩气流量例如为80sccm、100sccm、150sccm、200sccm、220sccm、240sccm、250sccm、260sccm、280sccm或300sccm。
射频激发源附近通入的氧气流量例如为0sccm、1sccm、10sccm、50sccm、80sccm、100sccm、150sccm、200sccm、220sccm、240sccm、250sccm、260sccm、280sccm或300sccm。
清洁时间例如为180s、240s、300s、360s、420s、480s、540s、600s、660s、720s、780s、840s、900s、960s、1020s、1080s、1140s或1200s。
通过对基体进行预处理，可以保证基体的洁净，提高暗黑色涂层Logo的附着力。
作为一种优选的实施方式，一种典型的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(a)将超声清洗后的非金属盖板表面使用保护膜或丝印油墨镂空形成Logo图案；
(b)将步骤(a)的非金属盖板放入磁控溅射镀膜装置中进行镀膜；磁控溅射镀膜装置包括过渡腔体和镀膜腔体，镀膜腔体内设有射频激发源，射频激发源附近有氩气管路和反应气体管路；镀膜腔体内有两个靶位，每个靶位有两块靶，每个靶位附近也有氩气管路，每个靶位的两块靶共用一个电源和一个氩气管路，第一靶位放置Si靶和C靶，第二靶位放置两块Cr靶；镀膜过程包括：
(b1)将步骤(a)的非金属盖板放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至(7.0-8.0)×10-3Pa，在90-100℃下烘烤15-20min；
(b2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至(3.0-5.0)×10-4Pa，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的氧气流量为0-300sccm，和/或，清洁时间为180-1200s；
(b3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为1500-6500W，和/或，第二靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-120sccm，和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s；Cr层厚度为30-70nm；
(b4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8000-9000W，和/或，第一靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，第二靶位溅射功率为500-800W，和/或，第二靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为200-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm，和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s；CrSiCN层厚度为500-1000nm；镀膜完成后去除保护膜或丝印油墨得到暗黑色涂层Logo。
该典型方法得到的涂层Logo呈暗黑色，薄膜外观好，性能佳，具有强抗划伤性、高附着力和耐热耐低温性能，满足客户需求。
根据本发明的第三个方面，提供了一种陶瓷盖板，包括上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo或上述用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法制备得到的暗黑色涂层Logo。
陶瓷盖板典型但非限制性的例如为手机、平板电脑、电子手表、电视等电子设备的前盖板或后盖板。
根据本发明的第四个方面，提供了一种盖板制品，包括上述陶瓷盖板。
盖板制品典型但非限制性的例如为手机、平板电脑、电子手表、电视等电子设备产品的显示屏等部件。
根据本发明的第五个方面，提供了一种电子设备，包括上述盖板制品。
电子设备典型但非限制性的例如为手机、平板电脑、电子手表、电视等。
陶瓷盖板、盖板制品和电子设备具有与暗黑色涂层Logo或暗黑色涂层Logo的制备方法制备得到的暗黑色涂层Logo相同的优势，在此不再赘述。
下面通过具体的实施例和对比例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。本发明涉及的各原料均可通过商购获取。
实施例和对比例的涂层Logo的制备方法镀膜时在新科隆磁控溅射镀膜机中进行，磁控溅射镀膜装置包括过渡腔体和镀膜腔体，过渡腔体内设有钨丝灯，镀膜腔体内设有射频激发源，射频激发源附近有氩气管路和反应气体管路；镀膜腔体内有两个靶位，每个靶位有两块靶，每个靶位附近也有氩气管路，每个靶位的两块靶共用一个电源和一个氩气管路，第一靶位放置Si靶和C靶，第二靶位放置两块Cr靶。
本实施例和对比例中均采用尺寸为50mm×50mm×0.6mm的陶瓷盖板作为基材。
实施例1
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高光抛亮陶瓷片用全自动十二槽超声波清洗机清洗，清洗后的陶瓷片表面丝印镂空Logo图案，丝印后油墨符合信耐性测试要求；
(2)将陶瓷片放入磁控溅射镀膜机中进行镀膜，镀膜步骤如下：
(2.1)将陶瓷片放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至8.0×10-3Pa，同时使用腔体中的钨丝灯烘烤加热15min，烘烤温度为90℃；
(2.2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至4.0×10-4Pa后开始运行，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为3000W，射频激发源附近通入的氩气流量为120sccm，清洁时间为300s；
(2.3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为1500W，第二靶位附近通入的氩气流量为150sccm，射频激发源附近通入的氩气流量为80sccm，溅射速率为0.05nm/s；Cr层厚度为70nm；
(2.4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为9000W，第一靶位附近通入的氩气流量为150sccm，第二靶位溅射功率为800W，第二靶位附近通入的氩气流量为150sccm，射频激发源激发功率为2000W，射频激发源附近通入的氩气流量为200sccm，射频激发源附近通入的氮气流量为30sccm，同步溅射速率为0.1873nm/s；控制溅射时间，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:1.83:0.79；CrSiCN层厚度为1000nm；镀膜完成后得到陶瓷暗黑色涂层Logo。
实施例2
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高光抛亮陶瓷片用全自动十二槽超声波清洗机清洗，清洗后的陶瓷片表面丝印镂空Logo图案，丝印后油墨符合信耐性测试要求；
(2)将陶瓷片放入磁控溅射镀膜机中进行镀膜，镀膜步骤如下：
(2.1)将陶瓷片放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至8.0×10-3Pa，同时使用腔体中的钨丝灯烘烤加热20min，烘烤温度为100℃；
(2.2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至4.0×10-4Pa后开始运行，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2500W，射频激发源附近通入的氩气流量为150sccm，清洁时间为500s；
(2.3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为6500W，第二靶位附近通入的氩气流量为200sccm，射频激发源附近通入的氩气流量为120sccm，溅射速率为0.27nm/s；Cr层厚度为60nm；
(2.4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8000W，第一靶位附近通入的氩气流量为200sccm，第二靶位溅射功率为500W，第二靶位附近通入的氩气流量为200sccm，射频激发源激发功率为3000W，射频激发源附近通入的氩气流量为300sccm，射频激发源附近通入的氮气流量为40sccm，同步溅射速率为0.1nm/s；控制溅射时间，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:1.83:0.79；CrSiCN层厚度为500nm；镀膜完成后得到陶瓷暗黑色涂层Logo。
实施例3
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高光抛亮陶瓷片用全自动十二槽超声波清洗机清洗，清洗后的陶瓷片表面丝印镂空Logo图案，丝印后油墨符合信耐性测试要求；
(2)将陶瓷片放入磁控溅射镀膜机中进行镀膜，镀膜步骤如下：
(2.1)将陶瓷片放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至8.0×10-3Pa，同时使用腔体中的钨丝灯烘烤加热18min，烘烤温度为95℃；
(2.2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至4.0×10-4Pa后开始运行，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2000W，射频激发源附近通入的氩气流量为80sccm，射频激发源附近通入的氧气流量为80sccm，清洁时间为1200s；
(2.3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为2000W，第二靶位附近通入的氩气流量为180sccm，射频激发源附近通入的氩气流量为100sccm，溅射速率为0.1nm/s；Cr层厚度为30nm；
(2.4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8500W，第一靶位附近通入的氩气流量为180sccm，第二靶位溅射功率为500W，第二靶位附近通入的氩气流量为150sccm，射频激发源激发功率为2500W，射频激发源附近通入的氩气流量为250sccm，射频激发源附近通入的氮气流量为35sccm，同步溅射速率为0.3nm/s；控制溅射时间，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:1.83:0.79；CrSiCN层厚度为800nm；镀膜完成后得到陶瓷暗黑色涂层Logo。
实施例4
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，包括以下步骤：
(1)将高光抛亮陶瓷片用全自动十二槽超声波清洗机清洗，清洗后的陶瓷片表面丝印镂空Logo图案，丝印后油墨符合信耐性测试要求；
(2)将陶瓷片放入磁控溅射镀膜机中进行镀膜，镀膜步骤如下：
(2.1)将陶瓷片放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至8.0×10-3Pa，同时使用腔体中的钨丝灯烘烤加热15min，烘烤温度为90℃；
(2.2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至4.0×10-4Pa后开始运行，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2800W，射频激发源附近通入的氩气流量为250sccm，清洁时间为720s；
(2.3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为3000W，第二靶位附近通入的氩气流量为200sccm，射频激发源附近通入的氩气流量为90sccm，溅射速率为0.15nm/s；Cr层厚度为50nm；
(2.4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8200W，第一靶位附近通入的氩气流量为150sccm，第二靶位溅射功率为800W，第二靶位附近通入的氩气流量为200sccm，射频激发源激发功率为2200W，射频激发源附近通入的氩气流量为280sccm，射频激发源附近通入的氮气流量为32sccm，同步溅射速率为0.15nm/s；控制溅射时间，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:1.83:0.79；CrSiCN层厚度为600nm；镀膜完成后得到陶瓷暗黑色涂层Logo。
实施例5
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，其中步骤(2.4)得到的CrSiCN层厚度为200nm，其余与实施例1相同。
对比例1
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，与实施例1不同的是，不含步骤(2.3)，涂层Logo只包括CrSiCN层。
对比例2
一种陶瓷盖板涂层Logo的制备方法，与实施例1不同的是，不含步骤(2.4)，涂层Logo只包括Cr层。
对比例3
采用传统丝印方式在陶瓷盖板上形成黑色Logo。
对实施例1-5以及对比例1-3方法得到的陶瓷盖板涂层Logo进行外观和性能测试，测试项目如下：
(1)颜色值：用色彩表示法Lab模式表示，由三个通道组成，第一个通道是明度，即“L”。a通道的颜色是从红色到深绿；b通道则是从蓝色到黄色。
(2)铅笔硬度：载重500g下测试铅笔硬度，检查有无划痕。
(3)水煮百格：纯水煮沸后，放入试品，持续沸腾20分钟后，测试百格(在膜层上面划100个1*1mm的小格子)，附着力≥4B时为合格，5B－划线边缘光滑，在划线的边缘及交叉点处均无薄膜脱落。
(4)热循环：将试品从60℃到-40℃，升温-降温循环6次，持续72小时后，测试百格，检查有无掉膜现象。
(5)热冲击：将试品升温至60℃，持续72小时后，测试百格，检查有无掉膜现象。
测试结果如表1所示。
表1
Figure BDA0001661255140000191
从表1的结果可以看出，实施例制备得到的暗黑色涂层Logo颜色值L在49.7～54，a在-0.1～0.3，b在-0.2～0.4，在载重500g下铅笔硬度为9H，且均无划痕；耐热性好，水煮百格测试无掉膜现象发生；耐热循环和热冲击力好，从60到-40℃，升温-降温循环6次，持续72小时后，以及升温至60℃，持续72小时后，测试百格，均无掉膜现象。而传统丝印方式得到的涂层Logo整体外观效果不好，颜色不佳，Logo表面光滑感没有镀膜方式得到的膜层的光滑感好，而且硬度和附着力不好，不能耐受高低温环境，抗划伤及耐磨性不好。
实施例1较实施例5颜色更好，可见CrSiCN层在一定厚度下薄膜整体颜色呈现较好。
对比例1与实施例1相比，只包括CrSiCN层而不包括Cr层，薄膜的硬度和附着力有所下降，这是由于没有Cr层的过渡，CrSiCN层附着力和硬度不如Cr层结合CrSiCN层的性能好。同时膜层的L值会升高，膜层Logo的整体外观偏亮。
对比例2与实施例1相比，只包括Cr层而不包括CrSiCN层，薄膜显现金属银色。这是由于没有CrSiCN层呈现暗黑色的作用。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (20)

1.一种用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，依次包括(a)与非金属盖板接触的Cr层，以及(b)CrSiCN层；
所述CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)；
非金属盖板选自玻璃、蓝宝石或陶瓷盖板中的任何一种；
所述Cr层的厚度为30-70nm；所述CrSiCN层的厚度为500-1000nm。
2.按照权利要求1所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，所述非金属盖板为陶瓷盖板。
3.按照权利要求1所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，所述Cr层的厚度为40-60nm。
4.按照权利要求3所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，所述Cr层的厚度为40-50nm。
5.按照权利要求1所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，所述CrSiCN层的厚度为500-800nm。
6.按照权利要求5所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo，其特征在于，所述CrSiCN层的厚度为600-800nm。
7.一种权利要求1-6任一项所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo。
8.按照权利要求7所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，通过磁控溅射法在非金属盖板表面依次沉积Cr层和CrSiCN层，使CrSiCN层中Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，得到暗黑色涂层Logo。
9.按照权利要求8所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，非金属盖板为表面通过丝印或者保护膜遮蔽方式形成镂空的Logo图案的非金属盖板。
10.按照权利要求8所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，Cr层采用磁控溅射Cr靶得到；
CrSiCN层采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶，使Cr、Si和C的摩尔比为Cr:Si:C＝1:(1.5-2):(0.6-0.9)，来进行CrSiCN层沉积。
11.按照权利要求8所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射Cr靶得到Cr层的溅射工艺参数为：Cr靶溅射功率为1500-6500W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm；和/或，
射频激发源附近通入的惰性气体流量为80-120sccm；和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s；
惰性气体为氩气。
12.按照权利要求11所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射Cr靶得到Cr层的溅射工艺参数为：Cr靶溅射功率为1500-5000W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-180sccm；和/或，
射频激发源附近通入的惰性气体流量为80-100sccm；和/或，溅射速率为0.1-0.25nm/s。
13.按照权利要求12所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用磁控溅射Cr靶得到Cr层的溅射工艺参数为：Cr靶溅射功率为2000-5000W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为160-180sccm；和/或，
射频激发源附近通入的惰性气体流量为80-90sccm；和/或，溅射速率为0.15-0.2nm/s。
14.按照权利要求8所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶得到CrSiCN层的溅射工艺参数为：Si靶和C靶组成的双靶溅射功率为8000-9000W；和/或，Si靶和C靶组成的双靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm；和/或，
Cr靶溅射功率为500-800W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-200sccm；和/或，
射频激发源激发功率为2000-3000W；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为200-300sccm；和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm；和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s；
惰性气体为氩气。
15.按照权利要求14所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶得到CrSiCN层的溅射工艺参数为：Si靶和C靶组成的双靶溅射功率为8500-9000W；和/或，Si靶和C靶组成的双靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-180sccm；和/或，
Cr靶溅射功率为600-800W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为150-180sccm；和/或，
射频激发源激发功率为2000-2500W；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为200-280sccm；和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-38sccm；和/或，同步溅射速率为0.1-0.25nm/s。
16.按照权利要求15所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，采用同步磁控反应溅射Cr靶、Si靶和C靶得到CrSiCN层的溅射工艺参数为：Si靶和C靶组成的双靶溅射功率为8800-9000W；和/或，Si靶和C靶组成的双靶靶位附近通入的惰性气体流量为160-180sccm；和/或，
Cr靶溅射功率为700-800W；和/或，Cr靶靶位附近通入的惰性气体流量为160-180sccm；和/或，
射频激发源激发功率为2000-2200W；和/或，射频激发源附近通入的惰性气体流量为200-250sccm；和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-35sccm；和/或，同步溅射速率为0.15-0.2nm/s。
17.按照权利要求8-16任一项所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)将超声清洗后的非金属盖板表面使用保护膜或丝印油墨镂空形成Logo图案；
(b)将步骤(a)的非金属盖板放入磁控溅射镀膜装置中进行镀膜；磁控溅射镀膜装置包括过渡腔体和镀膜腔体，镀膜腔体内设有射频激发源，射频激发源附近有氩气管路和反应气体管路；镀膜腔体内有两个靶位，每个靶位有两块靶，每个靶位附近设有氩气管路，每个靶位的两块靶共用一个电源和一个氩气管路，第一靶位放置Si靶和C靶，第二靶位放置两块Cr靶；镀膜过程包括：
(b1)将步骤(a)的非金属盖板放在旋转载具上进入过渡腔体，抽真空至(7.0-8.0)×10-3Pa，在90-100℃下烘烤15-20min；
(b2)旋转载具进入镀膜腔，抽真空至(3.0-5.0)×10-4Pa，打开射频激发源电源，通入氩气，进行等离子体清洁，工艺参数为：射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的氧气流量为0-300sccm，和/或，清洁时间为180-1200s；
(b3)关闭射频激发源电源，开启第二靶位电源，通过第二靶位靶材镀Cr层，镀膜工艺参数为：溅射功率为1500-6500W，和/或，第二靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为80-120sccm，和/或，溅射速率为0.05-0.27nm/s；Cr层厚度为30-70nm；
(b4)开启射频激发源电源，开启第一靶位电源，同时保持第二靶位电源开启，通过第一靶位和第二靶位靶材同步镀CrSiCN层，镀膜工艺参数为：第一靶位溅射功率为8000-9000W，和/或，第一靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，第二靶位溅射功率为500-800W，和/或，第二靶位附近通入的氩气流量为150-200sccm，和/或，射频激发源激发功率为2000-3000W，和/或，射频激发源附近通入的氩气流量为200-300sccm，和/或，射频激发源附近通入的反应气体为氮气，氮气流量为30-40sccm，和/或，同步溅射速率为0.1-0.3nm/s；CrSiCN层厚度为500-1000nm；镀膜完成后去除保护膜或丝印油墨得到暗黑色涂层Logo。
18.一种陶瓷盖板，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo或权利要求7-17任一项所述的用于非金属盖板的暗黑色涂层Logo的制备方法制备得到的暗黑色涂层Logo。
19.一种盖板制品，其特征在于，包括权利要求18所述的陶瓷盖板。
20.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求19所述的盖板制品。
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