CN111002748B - 电子设备壳体及其制备方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了电子设备壳体及其制备方法和电子设备，该方法包括：对玻璃基材的至少部分外表面进行蚀刻，以形成预制纹理；对所述预制纹理进行CNC加工，以形成立体纹理。该方法可以在玻璃基材上制备大段差(即深度较大)立体纹理，可以使得电子设备壳体同时具有视觉和触觉上的立体感，且立体纹理的视觉立体效果突出，手持握持感效果良好，使用过程不易滑落；另外，立体纹理制备工艺简单，先采用蚀刻形成预制纹理后再进行CNC加工，能够降低纹路崩边、破片概率，提高制作良率的同时，蚀刻工序可以一次性投入几百到几千片量产加工，工时明显缩短，量产的优势显著。

Description

电子设备壳体及其制备方法和电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备技术领域，具体的，涉及电子设备壳体及其制备方法和电子设备。

背景技术

消费电子产品用的玻璃材质在日常生活中已经普遍应用，消费者对玻璃件外观装饰效果的要求更加挑剔，传统的高亮炫光、多彩渐变效果也更加大众化，玻璃材质的工艺处理方式对外观效果、对终端厂商产品的竞争力和差异化影响巨大。当前常见的玻璃壳体结构包括：玻璃基体、OCA光学胶层，PET膜片层UV光学胶纹理层光学颜色层和油墨覆盖层。但随着人们对电子产品外观的要求越来越高，电子产品的外观效果及其加工工艺仍有待改进。

申请内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种能够在玻璃基材上加工出立体问题的方法。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种制备电子设备壳体的方法。根据本申请的实施例，该方法包括：对玻璃基材的至少部分外表面进行蚀刻，以形成预制纹理；对所述预制纹理进行CNC加工，以形成立体纹理。该方法可以在玻璃基材上制备大段差(即深度较大)立体纹理，可以使得电子设备壳体同时具有视觉和触觉上的立体感，且立体纹理的视觉立体效果突出，手持握持感效果良好，使用过程不易滑落；另外，立体纹理制备工艺简单，先采用蚀刻形成预制纹理后再进行CNC加工，能够降低纹路崩边、破片概率，提高制作良率较高的同时，蚀刻工序可以一次性投入几百到几千片量产加工，工时明显缩短，量产的优势显著。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电子设备壳体。根据本申请的实施例，该电子设备壳体是利用前面所述的方法制备得到的。该电子设备壳体表面具有大段差的立体纹理，能够同时实现视觉和触觉的立体感，外观更加美观和多样化，用户体验较好。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，该电子设备包括：前面所述的电子设备壳体，所述电子设备壳体限定出容纳空间；及显示屏，所述显示屏设置在所述容纳空间中。该电子设备中的壳体具有大段差的立体纹理，能够同时实现视觉和触觉的立体感，外观更加美观和多样化，用户体验较好。

附图说明

图1是本申请一个实施例的制备电子设备壳体的方法的流程示意图。

图2是本申请一个实施例的蚀刻的方法的流程示意图。

图3是本申请一个实施例的CNC加工的方法的流程示意图。

图4是本申请另一个实施例的CNC加工的方法的流程示意图。

图5是本申请另一个实施例的CNC加工的方法的流程示意图。

图6是本申请一个实施例的电子设备壳体的剖面结构示意图。

图7是本申请另一个实施例的电子设备壳体的剖面结构示意图。

图8是本申请另一个实施例的电子设备壳体的剖面结构示意图。

图9是本申请另一个实施例的电子设备壳体的剖面结构示意图。

图10是本申请另一个实施例的电子设备壳体的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种制备电子设备壳体的方法。根据本申请的实施例，参照图1，该方法包括以下步骤：

S10:对玻璃基材的至少部分外表面进行蚀刻，以形成预制纹理。

具体的，该步骤中可以采用的玻璃基材的具体种类没有特别限制，可以为任何可用于电子设备壳体的玻璃基材，如康宁玻璃、AGC玻璃、熊猫玻璃等。进一步的，玻璃基材采用的玻璃为非强化玻璃，待形成立体纹理之后再进行强化处理，由此，玻璃基材便于加工，且由于蚀刻和CNC加工会降低玻璃基材的强度，在形成立体纹理之后进行强化，形成的立体纹理不会发生变形，同时可以提高电子设备壳体的整体可靠性。另外，玻璃基材的形状和尺寸也可以根据实际使用需要进行选择，具体的，玻璃基材的形状可以为圆角矩形，而玻璃基材的厚度可以为0.5-2.5mm(如0.5mm、0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、.8mm、2.0mm、2.2mm、2.5mm等)。

具体的，参照图2，所述蚀刻可以包括：在所述玻璃基材10的外表面上形成感光耐酸膜20；在所述感光耐酸膜20远离所述玻璃基材10的一侧形成具有预设纹理图案的菲林30，并在所述菲林30远离所述玻璃基材10的一侧对所属感光耐酸膜20进行曝光；对曝光后的感光耐酸膜20进行显影，得到图案化感光耐酸膜22；使未被所述图案化感光耐酸膜22覆盖的所述玻璃基材10与蚀刻液相接触，以形成所述预制纹理12；去除所述图案化感光耐酸膜22。

具体的，感光耐酸膜可以为高分子薄膜，具体可以是聚酰亚胺、液晶高分子聚合物和聚萘二甲酸乙二醇酯，上述材料可以在紫外光照射下交联固化，当菲林遮蔽后采用紫外光直接对感光耐酸膜照射曝光，光照部分的感光耐酸膜发生交联固化，非光照部分的感光耐酸膜不发生固化。接着，采用显影液对曝光后的感光耐酸膜进行显影，未发生交联固化的感光耐酸膜会被溶解而去除，仅有发生交联固化部分的感光耐酸膜被保留，形成图案化感光耐酸膜。

可以理解，在后续的蚀刻过程中感光耐酸膜也会受到蚀刻液的腐蚀，只是腐蚀的速度远低于蚀刻液对玻璃基体的蚀刻速率，因此，可以根据预制纹理的图案的复杂程度、蚀刻深度等灵活调整感光耐酸膜的厚度以保证曝光预制纹理区不被过度蚀刻，通常预制纹理的图案越复杂同时需要蚀刻越深，感光耐酸膜的厚度要越厚。一些具体实施例中，所述耐酸膜厚度为5-15微米(具体如5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米等)，可以满足足够深度的预制纹理蚀刻要求。而所述感光耐酸膜具体可以通过喷涂、丝印或移印方式制备。

可以理解，图案化感光耐酸膜会暴露出部分玻璃基材的外表面，由此，通过图案化感光耐酸膜的遮盖，可以仅对玻璃基材上预定的区域进行蚀刻。具体的，可以使未被所述图案化感光耐酸膜覆盖的所述玻璃基材与蚀刻液相接触，以形成所述预制纹理。而使玻璃基材与蚀刻液相接触的方式可以为将覆盖有图案化感光耐酸膜的玻璃基材浸入蚀刻液中，也可以将蚀刻液喷淋到玻璃基材的表面上。

其中，蚀刻过程中可以采用的蚀刻液可以为质量浓度为5-10％(如5％、6％、7％、8％、9％、10％等)的氢氟酸溶液，由此可以快速蚀刻玻璃基材，缩短加工工时。而具体的蚀刻时间可以根据蚀刻液的蚀刻速率、预制纹理的深度灵活调整，一些具体示例中，蚀刻时间可以30-150min(如30min、50min、80min、100min、120min、150min等)。

可以理解，完成蚀刻后，还需要去除残留的蚀刻液和蚀刻过程中产生的反应产物等，因此，可以将蚀刻后的玻璃基材取出放入水中洗净残留的蚀刻液，后者用水冲洗玻璃基材以去除残留的蚀刻液。

具体的，预制纹理的具体形状没有特别限制，可以根据要实现的外观效果进行设置，例如可以为直线纹理、曲线纹理、几何形状(如三角形、四边形、五角星等)、物体图案(如卡通图案、花状图案等)、点状纹理、交叉纹理或者以上两种或两种以上的组合。由此，可以更加丰富电子设备壳体的外观效果，满足用户的个性化需求。

具体的，预制纹理的深度H1可以为100-500微米(具体如100微米、150微米、200微米、250微米、300微米、350微米、400微米、450微米、500微米等)。在该蚀刻深度范围内，可以快速、方便的通过蚀刻形成，精度较高，不良率较低，可以充分利用蚀刻工艺的批量生产的优势。

S20:对所述预制纹理进行CNC加工，以形成立体纹理14。

可以理解，CNC加工即是指计算机数字化控制精密机械加工，可以采用CNC加工车床、CNC加工铣床、CNC加工镗铣床等进行操作。具体以下优点：①大量减少工装数量，加工形状复杂的零件不需要复杂的工装。②加工质量稳定，加工精度高，重复精度高。③可加工常规方法难于加工的复杂型面，甚至能加工一些无法观测的加工部位。但CNC加工的缺点是机床设备费用昂贵，要求维修人员具有较高水平。而在本申请中先进行蚀刻，再进行CNC加工，利用了蚀刻的批量化生产的优势，缩短工时、降低成本，避免了CNC加工长时间切削、加工时间长、成本高的问题，且得到的立体纹理具有较高的加工精度。

具体的，CNC加工可以通过以下步骤进行：将形成有预制纹理的玻璃基材吸附到CNC设备加工治具固定，根据立体纹理的图案编程调整CNC走刀数控程序，通过调整3D刀路精修预制纹理，得到具有大段差的立体纹理。其中，所述固定治具可以为仿形治具，治具仿形面尺寸与被加工玻璃基材的与立体纹理背离的表面尺寸相同，确保玻璃基板与仿形治具之间无空隙；同时在仿形治具四周可以开设限位槽或在治具表面开设吸气孔加装真空吸气设备确保玻璃基板CNC加工过程中固定不偏位。

具体的，所述CNC加工用于以下的至少之一：对所述预制纹理进行加深；对所述预制纹理进行加宽；改变所述预制纹理的形状。可以理解，该方法中是通过蚀刻步骤先在玻璃基材上加工出立体纹理的基本轮廓和形状，然后通过CNC加工对蚀刻形成的预制纹理进一步进行精修，得到更加精细化的立体纹理。具体的，CNC加工可以仅将预制纹理进行加深(参照图3)，也可以仅将预制纹理进行加宽(参照图4)，也可以仅改变预制纹理的横截面形状，还可以同时对预制纹理进行加深和加宽、同时对预制纹理加深和改变预制纹理的截面形状、同时对预制纹理加宽和改变预制纹理的横截面形状，或者同时对预制纹理进行加深、加宽和改变横截面的形状(参照图5)。

可以理解，CNC加工是在蚀刻形成的预制纹理的基础上进行加工，则需要预留一定的加工余量，具体的，所述立体纹理的线宽W2与所述预制纹理的线宽W1的差值不小于0.5mm(具体如0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm等)；所述立体纹理的深度H2与所述预制纹理的深度H1的差值为0.1～1.5mm(如0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等)。由此，上述线宽差为CNC走刀精修纹理提供可控的切削余量，而上述深度差可以利于实现更大的段差，以更好的实现视觉和触觉上的双重的立体感。

具体的，所述立体纹理的深度H2可以为0.2～1.5mm(具体如0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等)。在该深度范围内，即能够在视觉上让用户感受到强烈的立体感，同时用户触摸和握持电子设备时可以在触觉上感受到强烈的立体感，提高用户体验。而立体纹理的宽度W2没有特别限制，可以根据要达到的外观效果灵活选择。

具体的。立体纹理的具体形状也没有特别限制，可以根据要实现的外观效果进行设置，例如可以为直线纹理、曲线纹理、几何形状(如三角形、四边形、五角星等)、物体图案(如卡通图案、花状图案等)、点状纹理、交叉纹理或者以上两种或两种以上的组合。由此，可以更加丰富电子设备壳体的外观效果，满足用户的个性化需求。

可以理解，在所述立体纹理的深度增大的方向上，所述立体纹理宽度方向上相对的两个侧壁逐渐向彼此靠近。即立体纹理形成上宽下窄的形状，由此利于CNC走刀和加工。进一步的，所述立体纹理的横截面的形状也可以根据实际需要进行选择，例如，立体纹理的横截面的形状包括倒梯形(参照图5)、倒三角形(参照图6)、正弦曲线(参照图7)和余弦曲线中的至少一种等。

可以理解，CNC加工后，立体纹理的表面会存在一些切削的痕迹，毛刺等，因此，该方法还可以包括：对所述立体纹理进行抛光和扫光处理。具体的抛光和扫光处理的步骤可以参照常规技术进行，在此不再一一赘述。经过抛光和扫光处理，一方面可以除去前面工序中产生的玻璃毛刺以及残留在立体纹理之间的杂质以及玻璃碎屑，另一方面可以使得立体纹理粗糙的表面形成光滑的表面，提供电子设备壳体的光学性能。可以理解，在抛光和扫光处理之后，煤可以将形成有立体纹理的电子设备壳体进行清洗以去除表面脏污，具体可以将电子设备壳体放在超声波清洗机中清洗以清除表面脏污。

进一步的，该方法还可以包括对经过所述抛光和扫光处理的所述玻璃基材进行强化处理。具体的强化处理步骤、参数等等均可以按照常规工艺进行，如可以采用化学强化，将经过所述抛光和扫光处理的所述玻璃基材进入强化液中进行强化等，在此不再一一详述。因在玻璃基材表面蚀刻及CNC加工后得到的立体纹理会导致玻璃强度下降，在立体纹理制备后进行强化处理可以有效提高电子设备壳体的强度，使得形成的立体纹理不会发生变形，同时提高电子设备壳体整体的使用可靠性。

可以理解，该方法还可以包括：在所述玻璃基材背离所述立体纹理的表面上形成装饰膜层20，结构示意图参见图8。由此，可以实现更加丰富、多样且美观的外观效果。具体的，装饰膜层可以包括单层结构或者多层结构。一些具体示例中，装饰膜层20包括多层结构，具体如可以包括层叠设置的颜色层22和油墨层24(参照图9)。其中，颜色层可以为光学颜色层，可以通过蒸镀、溅射等工艺形成，具体可以为不同材质的膜层交替层叠的多层结构，例如可以为二氧化硅层、二氧化锑层、五氧化二铌层中的两种或两种以上交替层叠的多层结构等；而油墨层可以为用于电子设备壳体装饰的常规油墨，可以根据实际需要灵活选择。

进一步的，参照图9，装饰膜层可以直接形成在玻璃基材上，如直接在玻璃基材上进行沉积或者涂覆等工艺形成装饰膜层。另一些具体示例中，参照图10，装饰膜层也可以先形成在一个衬底基材30上，然后再通过粘贴等工艺将形成有装饰膜层的基材贴附到玻璃基材上。其中，可以采用的衬底基材可以为透光性比较好的聚合物基材，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜片等。

该方法可以在玻璃基材上制备大段差(即深度较大)立体纹理，可以使得电子设备壳体同时具有视觉和触觉上的立体感，且立体纹理的视觉立体效果突出，手持握持感效果良好，使用过程不易滑落；另外，立体纹理制备工艺简单，先采用蚀刻形成预制纹理后再进行CNC加工，能够降低纹路崩边、破片概率，提高制作良率较高的同时，蚀刻工序可以一次性投入几百到几千片量产加工，工时明显缩短，量产优势显著。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电子设备壳体。根据本申请的实施例，该电子设备壳体是利用前面所述的方法制备得到的。该电子设备壳体表面具有大段差的立体纹理，能够同时实现视觉和触觉的立体感，外观更加美观和多样化，用户体验较好。

需要说明的是，该电子设备壳体可以为2D结构、2.5D结构或者3D结构等，也可以为中框和背壳一体化的壳体等，具体可以根据实际需要进行选择，而具体形状和尺寸均可根据实际产品要求进行灵活调整，在此不再一一赘述。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，该电子设备包括：前面所述的电子设备壳体，所述电子设备壳体限定出容纳空间；及显示屏，所述显示屏设置在所述容纳空间中。该电子设备中的壳体具有大段差的立体纹理，能够同时实现视觉和触觉的立体感，外观更加美观和多样化，用户体验较好。

具体的，该电子设备的具体种类没有特别限制，具体可以为手机、平板电脑、游戏机、可穿戴设备等等，而除了前面描述的壳体和显示屏之外，该电子设备也包括常规电子设备必要的结构和部件，以手机为例，其还可以包括触控模组、照相模组、电池、主板、储存器、声音处理系统、指纹识别模组等等，在此不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种制备电子设备壳体的方法，其特征在于，包括：

对玻璃基材的至少部分外表面进行蚀刻，以形成预制纹理；

对所述预制纹理进行CNC加工，以形成立体纹理，相邻所述立体纹理之间不连通，

所述CNC加工用于以下的至少之一：

对所述预制纹理进行加深；

对所述预制纹理进行加宽；

改变所述预制纹理的横截面形状，

其中，所述立体纹理的线宽与所述预制纹理的线宽的差值不小于0.5mm；

所述立体纹理的深度与所述预制纹理的深度的差值为0.1~1.5mm；

所述预制纹理满足以下条件的至少之一：

具有相同形状的多个所述预制纹理的深度保持一致，

具有相同形状的多个所述预制纹理的宽度保持一致；

所述蚀刻包括：

在所述玻璃基材的外表面上形成感光耐酸膜；

在所述感光耐酸膜远离所述玻璃基材的一侧形成具有预设纹理图案的菲林，并在所述菲林远离所述玻璃基材的一侧对所属感光耐酸膜进行曝光；

对曝光后的感光耐酸膜进行显影，得到图案化感光耐酸膜；

使未被所述图案化感光耐酸膜覆盖的所述玻璃基材与蚀刻液相接触，以形成所述预制纹理；

去除所述图案化感光耐酸膜。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预制纹理的深度为100-500微米。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述感光耐酸膜满足以下条件的至少之一：

所述感光耐酸膜通过喷涂、丝印或移印方式制备；

所述感光耐酸膜的厚度为5-15微米。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述立体纹理的深度为0.2~1.5mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述立体纹理的深度增大的方向上，所述立体纹理宽度方向上相对的两个侧壁逐渐向彼此靠近。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述立体纹理的横截面形状包括梯形、三角形、正弦曲线和余弦曲线中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玻璃基材满足以下条件的至少之一：

所述玻璃基材为非强化玻璃基材；

所述玻璃基材的厚度为0.5~2.5mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述立体纹理进行抛光和扫光处理；及

对经过所述抛光和扫光处理的所述玻璃基材进行强化处理。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述玻璃基材背离所述立体纹理的表面上形成装饰膜层。

10.一种电子设备壳体，其特征在于，是利用权利要求1~9中任一项所述的方法制备得到的。

11.一种电子设备，其特征在于，包括：

权利要求10所述的电子设备壳体，所述电子设备壳体限定出容纳空间；及

显示屏，所述显示屏设置在所述容纳空间中。

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