CN112705436B - 电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体，属于表面处理技术领域。具体来说，本公开实施例提供的方法包括：在壳体基材上形成内涂层；在所述内涂层上形成金属层，所述金属层的厚度大于或者等于80纳米；在所述金属层上形成保护层，得到中间制品；在有氧环境下烘烤所述中间制品，以氧化所述金属层表面。

Description

电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体

技术领域

本公开涉及技术领域，尤其涉及一种电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体。

背景技术

金属质感的外壳体是电子设备常用壳体。相关技术中，进行表面加工时，采用不连续真空电镀的方式在电子设备壳体的壳体基材上形成金属层，并且在金属层上形成有涂料层，赋予电子设备壳体不同颜色的金属质感。

但是，相关技术中采用的表面加工方法在壳体基材表面形成的涂料层与金属层的附着力不佳，易出现掉漆现象。

发明内容

本公开提供一种电子设备壳体表面加工方法及电子壳体，以解决相关技术中的缺陷。

根据本公开实施例第一方面提供的电子设备表面加工方法，所述方法包括：在壳体基材上形成内涂层；

在所述内涂层上形成金属层，所述金属层的厚度大于或者等于80纳米；

在所述金属层上形成保护层，得到中间制品；

在有氧环境下烘烤所述中间制品，以氧化所述金属层表面。

在一个实施例中，所述内涂层的组分包括第一附着力促进剂。

在一个实施例中，所述在所述壳体基材上形成内涂层包括：

在所述壳体基材上形成打底层；

在所述打底层上涂设底漆形成底漆层，所述底漆包括质量分数为0.1％～5％的所述第一附着力促进剂。

在一个实施例中，所述保护层的组分包括第二附着力促进剂。

在一个实施例中，所述在所述金属层上形成外涂料层包括：

在所述金属层上涂设保护漆形成保护层，所述保护漆包括质量分数为0.1％～5％的所述第二附着力促进剂。

在一个实施例中，所述第一附着力促进剂和所述第二附着力促进剂选自：甲基丙烯酸磷酸酯，或者丙烯酸磷酸酯。

在一个实施例中，所述在有氧环境下烘烤所述中间制品，包括：

在有氧环境下以50～70摄氏度的温度条件，烘烤所述中间制品3～15分钟。

在一个实施例中，所述在壳体基材上形成内涂层之前，所述方法还包括：清洗所述壳体基材的待处理表面。

在一个实施例中，所述清洗所述壳体基材的待处理表面，包括：向所述壳体基材的待处理表面喷涂环已酮。

在一个实施例中，在所述烘烤所述中间制品之后，所述方法还包括：

在所述保护层上形成有着色层，在所述着色层上形成面漆层。

根据本公开实施例第二方面提供的电子壳体，所述电子设备壳体由上述第一方面提供的方法制备得到。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

本公开实施例所提供的电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体至少具有以下有益效果：

本公开实施例提供的电子设备壳体表面加工方法，使得在电子设备壳体在满足遮光性能的前提下，具有良好的结构稳定性。电子壳体表面的金属层与内涂层和外涂料层结合紧密，避免出现掉漆情况，满足消费者对于电子设备的外观要求，优化用户体验。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的电子设备壳体表面加工方法所制备的电子壳体的剖视图；

图2是根据一示例性实施例示出的电子设备壳体加工方法流程示意图；

图3是根据另一示例性实施例示出的电子设备壳体加工方法流程示意图；

图4是根据另一示例性实施例示出的电子设备壳体加工方法流程示意图；

图5是根据另一示例性实施例示出的电子设备壳体加工方法流程示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。除非另作定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

在一些实施例中，电子设备采用树脂壳体基材。通过表面加工在壳体基材的表面(通常为外侧表面)上顺次形成内涂层、金属层、保护层和装饰层。其中，内涂层、保护层和装饰层均为涂料，相互之间连接性能稳定。并且，保护层还可穿透金属层与内涂层交联，实现内涂层和保护层在金属层上的稳定附着。

但是，当电子设备内设置有发光器件(例如闪光灯、补光灯等)时，需要保障壳体具有良好的遮光性能，以避免出现漏光。在这样的情况下，壳体表面的金属层的厚度至少为80nm。但以此方式，保护层难以穿透金属层与内涂层交联，造成保护层和与金属层之间附着力不佳，出现掉漆的情况。

基于上述，本公开实施例提供了一种电子设备壳体表面加工方法及电子设备壳体。图1是根据一示例性实施例提供的电子设备壳体表面加工方法制备得到的电子设备的剖视图，图2～图5是根据不同示例性实施例提供的加工方法的流程意图。

本公开实施例提供了一种电子设备壳体表面加工方法。在介绍该电子设备壳体表面加工方法之前，先介绍利用该表面加工方法所制备的电子设备壳体的结构。

如图1所示，通过本公开实施提供的表面加工方法制备的电子设备壳体包括：壳体基材10、形成于壳体基材10上的内涂层20，形成于内涂层20上的金属层30、形成于金属层30上的保护层40、以及形成于金属层30上的装饰层50。

内涂层20包括：形成于壳体基材10上的打底层21，以及形成于打底层21上的底漆层22。打底层21用于增强底漆层22与壳体基材10的结合力，避免内涂层20与壳体基材10分离。底漆层22用于增强金属层30的附着力，使得金属层30相对稳定地覆设在壳体基材10上。

金属层30可选为铝层、钛层、镁层、或者铜层等。金属层30的厚度大于或者等于80nm，以使电子设备壳体具备良好的遮光性能。

保护层40用于穿透金属层30与底漆层22交联，以提高保护层40、金属层30、以及内涂层20的连接稳定性。

装饰层50包括形成于保护层40上的色漆层51，以及形成于色漆层51上的面漆层52。色漆层51赋予电子设备壳体不同的色彩，面漆层52起到保护作用，优化电子设备壳体防尘、防水、防磨损等性能。

需要说明的是，本公开实施例提供的电子设备壳体可以用于在各类电子设备中，包括但不限于：手机、平板电脑、可穿戴设备(例如智能手表、手环)、图像获取设备(相机、录像机)、车载设备、医疗设备等。

基于上述，以下介绍本公开实施例提供的电子设备壳体表面加工方法。如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S101、在壳体基材上形成内涂层。

壳体基材具有满足电子设备壳体的外形要求的特定结构，例如弯折、沟槽、开孔等。在这样的情况下，在壳体基材朝向电子设备外部的一面上形成内涂层。并且，壳体基材的材质包括但不限于聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene，ABS)。

在一个实施例中，内涂层的组分包括第一附着力促进剂，以提高内涂层与金属层的附着力强度。如图3所示，步骤S101具体包括：

步骤S1011、在壳体基材上形成打底层。

可选地，在壳体基材上喷涂打底漆，形成打厚度为4μm～6μm的打底层。其中，打底漆的组分包括但不限于：二甲基丙烯酸氨基甲酸酯、醋酸丁酯、醋酸乙酯、异丙醇等。

步骤S1012、在打底层上涂设底漆形成底漆层，底漆包括质量分数为0.1％～5％的第一附着力促进剂。

可选地，在打底层上喷涂底漆形成厚度为15μm～25μm的底漆层。其中，第一附着力促进剂包括但不限于甲基丙烯酸磷酸酯、或者丙烯酸磷酸酯。并且底漆中第一附着力促进剂的质量分数为0.1％～5％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％。

底漆的组分还包括：氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂。氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、以及环氧丙烯酸树脂的质量分数分别为(28％～32％)∶(28％～32％)∶(28％～32％)。

以此方式，通过步骤S101依次形成打底层和底漆层。其中，打底层优化壳体基材和底漆层的结合稳定性，具有第一附着力促进剂的打底层优化打底层在金属层上的附着力。

步骤S102、在内涂层上形成金属层，金属层的厚度大于或者等于80nm。

可选地，采用不导电镀膜(Non conductive vacuum metallization，NCVM)技术在底漆层上形成金属层。示例地，在以下工艺条件下在底漆层上形成金属层：预热电压1.2V～2.6V，预热时间10s～20s，预熔电压2.1V～3.4V，预熔时间2s～15s，蒸发电压4.2V～6.2V，蒸发时间4s～6s。其中，金属选自铝、钛、镁、或者铜等。

步骤S103、在金属层上形成保护层，得到中间制品。

在一个实施例中，保护层的组分包括第二附着力促进剂，以提高保护层与金属层的附着强度。

步骤S103具体为：在金属层上涂设保护漆形成厚度为2μm～5μm的保护层。其中，保护漆包括第二附着力促进剂，该第二附着力促进剂包括但不限于：甲基丙烯酸磷酸酯、丙烯酸磷酸酯。优选地，第二附着力促进剂为甲基丙烯酸磷酸双酯。甲基丙烯酸磷酸双酯具有较多的氧活性键，对于保护层与金属层附着力的优化效果更为显著。

示例地，保护漆中第二附着力促进剂的质量分数为0.1％～5％，例如1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％。并且，保护漆的组分还包括：氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂。氨酯丙烯酸树脂、聚酯丙烯酸树脂、以及环氧丙烯酸树脂的质量分数分别为(28％～32％)∶(28％～32％)∶(28％～32％)。

步骤S104、在有氧环境下烘烤中间制品，以氧化金属层表面。

通过烘烤，加速空气中的活性氧渗透至金属层与保护层和/或底漆层的交界处，使得金属层与底漆层和/或保护层的相接面上形成金属氧化层。

金属氧化层提高了底漆层与金属层、保护层与金属层之间的附着力。具体来说，底漆层和保护层中晶体的晶格在表面处突然终止，导致在底漆层和保护层最外层上的氧原子存在未配对的电子，形成悬挂键。当金属层经过烘烤形成金属氧化层后，金属氧化物中氧原子与底漆层或保护层的氧原子的悬挂键结合。

悬挂键的结合力明显优于单纯的物理结合作用力。即，金属层与保护层、金属层与底漆层通过悬挂键连接的附着力明显优于金属层单纯嵌设在保护层和底漆层之间的附着力。通过步骤S104进一步优化了涂料层和金属层的附着强度，保障制备的电子设备壳体的表面涂层稳定性。

在一个实施例中，步骤S104具体为：在有氧环境下以50℃～70℃的温度条件，烘烤第一中间制品3～15分钟。以此方式，在金属层的表面形成厚度为0.5nm～2nm后的金属氧化层，通过该金属氧化层足以与底漆层和保护层悬挂键连接。

此外，中间制品的烘烤时间可根据菲克扩散定律进行估算，具体公式如下：

其中，d_O2表征空气中氧气在中间制品中的渗透距离；D表征扩散系数；t表征氧气的扩散时间。进行估算时将扩散时间作为参考依据，确定步骤S1604中具体烘烤时间。

在一个实施例中，如图4所示，在步骤S101之前，该电子设备表面加工方法还包括：

步骤S100、清洗壳体基材的待处理表面。示例地，当壳体基材为树脂材质时，在壳体基材的待处理表面喷涂环已酮。环已酮能够溶解树脂壳体基材表面在加工过程中形成的微型结构(例如毛刺、凸起等)。据此，不仅起到了清洗壳体基材的作用，还可消除壳体基材表面的加工应力，优化壳体基材与打底层的结合稳定度。

在一个实施例中，如图5所示，在步骤S104之后，该电子设备表面加工方法还包括：

步骤S105、在保护层上形成有着色层，并在着色层上形成面漆层。示例地，经过烘烤之后，在中间制品的保护层上喷涂色漆形成4μm～6μm色漆层，在色漆层上喷涂面漆形成15μm～25μm的面漆层。通过色漆层赋予电子壳体不同颜色，通过面漆层优化电子设备壳体的防尘、防水、耐磨性能。

此外，在本公开实施例中，内涂层20、保护层40和装饰层50均采用紫外线固化涂料。具体来说，该紫外线固化涂料的紫外线固化能量为800mJ/cm²～1200mJ/cm²，红外烘烤温度为55℃～75℃。

通过本公开实施例提供的电子设备壳体表面加工方法，使得在电子设备壳体在满足遮光性能的前提下，具有良好的结构稳定性。电子壳体表面的金属层与内涂层和外涂料层结合紧密，避免出现掉漆情况，满足消费者对于电子设备的外观要求，优化用户体验。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种电子设备壳体表面加工方法，其特征在于，所述方法包括：

在壳体基材上形成内涂层；所述内涂层的组分包括第一附着力促进剂；

在所述内涂层上形成金属层，所述金属层的厚度大于或者等于80纳米；

在所述金属层上形成保护层，得到中间制品；所述保护层的组分包括第二附着力促进剂；其中，所述第一附着力促进剂和所述第二附着力促进剂选自甲基丙烯酸磷酸酯；

在有氧环境下烘烤所述中间制品，以氧化所述金属层表面。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述壳体基材上形成内涂层包括：

在所述壳体基材上形成打底层；

在所述打底层上涂设底漆形成底漆层，所述底漆包括质量分数为0.1％～5％的所述第一附着力促进剂。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述金属层上形成外涂料层包括：

在所述金属层上涂设保护漆形成保护层，所述保护漆包括质量分数为0.1％～5％的所述第二附着力促进剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在有氧环境下烘烤所述中间制品，包括：

在有氧环境下以50～70摄氏度的温度条件，烘烤所述中间制品3～15分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在壳体基材上形成内涂层之前，所述方法还包括：清洗所述壳体基材的待处理表面。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述清洗所述壳体基材的待处理表面，包括：向所述壳体基材的待处理表面喷涂环已酮。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述烘烤所述中间制品之后，所述方法还包括：

在所述保护层上形成有着色层，在所述着色层上形成面漆层。

8.一种电子设备壳体，其特征在于，所述电子设备壳体由权利要求1～7中任一项所述的方法制备得到。

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