CN112921285A - 渐变色镀膜基板及其制备方法、电子产品外壳、电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种渐变色镀膜基板及其制备方法、电子产品外壳、电子装置。所述渐变色镀膜基板包括依次层叠的基板、碳化硅层和氮化硅层：其中，所述碳化硅层呈银色，且以所述基板两端之间的任意位置为起始点，所述氮化硅层在所述碳化硅层上由所述起始点向任意一端延伸，所述氮化硅层呈金黄色，所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。本发明的渐变色镀膜基板不仅实现了银色到金黄色的渐变，而且具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，而且具有较大的电阻，避免了导电情况的发生，其性能进一步提高，对于即将到来的5G时代的影响大大降低，其应用场景得到进一步的扩展。

Description

渐变色镀膜基板及其制备方法、电子产品外壳、电子装置
技术领域
本发明涉及渐变色镀膜技术领域，具体而言涉及一种渐变色镀膜基板及其制备方法、电子产品外壳、电子装置。
背景技术
如今手机市场上渐变色的需求量很大，常见的渐变色为绿蓝紫渐变等，在陶瓷上进行镀膜不但要考虑颜色问题还要考虑性能问题，其中包括耐磨，耐腐蚀，以及不影响信号，但是以银色到金黄色的渐变方法有很大的局限性，其中问题较大的就是所镀膜层导电的问题，因为现阶段常用在陶瓷上镀银色的物质以导电金属为主，对于即将到来的5G时代会对信号有屏蔽效果，而金黄色则需要通过光学膜来搭配，又存在不耐磨的问题。
因此，如何解决上述问题成为需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的以银色到金黄色的渐变方法有很大的局限性等问题，本发明第一方面提供了一种渐变色镀膜基板，包括依次层叠的基板、碳化硅层和氮化硅层：
其中，所述碳化硅层呈银色，且以所述基板两端之间的任意位置为起始点，所述氮化硅层在所述碳化硅层上由所述起始点向任意一端延伸，所述氮化硅层呈金黄色，所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
可选地，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于起始端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm。
可选地，所述碳化硅层厚度为5-100nm。
可选地，还包括：
位于所述基板和所述碳化硅层之间的打底层；
优选地，所述打底层包括铬层和/或铝层；
更优选地，所述打底层的厚度为5nm-50nm。
可选地，所述基板包括陶瓷和/或玻璃。
本发明的第二方面提供了一种渐变色镀膜基板的制备方法，包括以下步骤：
S1：以碳化硅为靶材，通过磁控溅射在基板表面形成碳化硅层；
S2：以所述基板两端之间的任意位置为起始点，通过磁控溅射在所述碳化硅层上形成由所述起始点向任意一端延伸的氮化硅层；所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
可选地，在所述步骤S1中，所述磁控溅射的温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为20-40min。
可选地，在所述步骤S2中，所述磁控溅射温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为5-50min。
可选地，所述方法还包括：
在形成所述碳化硅层之前，在所述基板上形成打底层；
优选地，所述打底层包括铬层和/或铝层；
优选地，所述打底层的厚度的范围为5nm-50nm。
可选地，形成所述打底层的磁控溅射的温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为5-10min。
可选地，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于起始端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm。
可选地，所述碳化硅层厚度为5-100nm。
可选地，在所述步骤S1之前，所述方法还包括离子清洗步骤，所述离子清洗步骤的温度为70-110℃，真空度为0.05Pa-0.15Pa，时间为5-50min。
可选地，在所述步骤S2中，以硅靶材为靶材，通过磁控溅射形成所述氮化硅层。
可选地，在所述步骤S2中，在所述硅靶材和用于溅射的溅射机之间设置挡板，所述挡板由所述起始点向任意一端延伸时，所述挡板遮蔽的所述硅靶材的面积逐渐减小。
本发明的第三方面提供了一种电子产品外壳，所述外壳包括前文所述的渐变色镀膜基板。
本发明的第四方面提供了一种电子装置，所述电子装置包括前文所述的渐变色镀膜基板。
本发明所述的渐变色镀膜基板包括碳化硅层和氮化硅层，所述碳化硅层的致密程度比较高，且纯度高，颜色呈现银色，所述渐变色镀膜基板实现了呈银色到金黄色的渐变。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
图1为本发明中渐变色镀膜基板的结构示意图；
图2为本发明中渐变色镀膜基板的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。
应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明的第一方面提供了一种渐变色镀膜基板，如图1所示，包括依次层叠的基板101、碳化硅层102和氮化硅层103；
其中，碳化硅层102呈银色；
氮化硅层104，以所述基板两端之间的任意位置为起始点，所述氮化硅层在所述碳化硅层上由所述起始点向任意一端延伸，所述氮化硅层呈金黄色，所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
其中，本发明所述的渐变色镀膜基板包括碳化硅层和氮化硅层，所述碳化硅层的致密程度比较高，且纯度高，颜色呈现银色，所述渐变色镀膜基板实现了呈银色到金黄色的渐变。
其中，所述碳化硅层厚度为5-100nm。
其中，为了使所述碳化硅层102和陶瓷基板之间具有更好的结合性能，增加两者之间的结合力，在所述碳化硅层和陶瓷基板之间设置有打底层，所述打底层不仅解决了之前膜层导电的问题，并且解决了膜层与陶瓷基板上结合力不好的问题。
其中，所述打底层包括铬层和/或铝层。优选地，所述打底层的厚度为5nm-50nm。在本发明的一示例中，所述打底层为铬层；由于Cr具有良好的导电性能，因此需要严格控制Cr的厚度，即保证所述碳化硅层和陶瓷基板之间具有良好的结合性能，又要保证基板整体不导电，其中，所述Cr膜的厚度为5-50nm，在该数值范围内不仅解决了之前膜层导电的问题，并且解决了膜层与陶瓷基板上结合力不好的问题。
可选地，所述基板101包括陶瓷和/或玻璃。
其中，所述氮化硅层104的起始点位于所述基板两端之间的任意位置，只要不在两端点的位置即可，所述氮化硅层从起始点延伸到任意一端，进而形成银色到金黄色渐变。
其中，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于末端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm，所述氮化硅层平均厚度为20-50nm。
本发明所述的渐变色镀膜基板包括碳化硅层和氮化硅层，所述碳化硅层的致密程度比较高，纯度高，颜色呈现银色；所述碳化硅层和所述氮化硅层相互叠加，厚度变化的氮化硅层在碳化硅层的作用下，使所述渐变色镀膜基板实现了呈银色到金黄色的渐变。
本发明所述的渐变色镀膜基板不仅实现了银色到金黄色的渐变，而且具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，而且具有较大的电阻，避免了导电情况的发生，其性能进一步提高，对于即将到来的5G时代的影响大大降低，其应用场景得到进一步的扩展。
为了解决现有技术中存在的以银色到金黄色的渐变方法有很大的局限性等问题，本发明的第二方面提供了一种渐变色镀膜基板的制备方法，其特征在于，如图2所示，包括以下步骤：
S1：以碳化硅为靶材，通过磁控溅射在基板表面形成碳化硅层；
S2：以所述基板两端之间的任意位置为起始点，通过磁控溅射在所述碳化硅层上形成由所述起始点向任意一端延伸的氮化硅层，所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
具体地，在所述步骤S1中，所述基板包括陶瓷和/或玻璃。其中，所述基板的形成方法可以选用本领域中常用的方法，在此不再赘述。
接着，在所述基板上通过溅射碳化硅靶材的方法形成碳化硅层，其中，在本发明中所述碳化硅层需要显示为银色，但通过常规方法制备得到的碳化硅层的颜色通常并非为银色，例如常规的镀膜方式存在大量的Si和C的混合物，主要呈现Si和C的颜色所以一般是红褐色或者黑褐色，为了突破该难点，本发明对所述碳化硅层的制备方法进行大量的实验，对所述碳化硅层的形成方法以及每种方法中具体制备工艺进行研究，通过研究发现，通过溅射镀膜法轰击碳化硅靶材并控制溅射条件可以获得银色的碳化硅层。
具体地，通过溅射机溅射碳化硅靶，配合射频电源，进行碳化硅层层溅射，通过所述方法制备的碳化硅层的致密程度比较高，并且通过合适的真空度以及氩气量，其纯度更高，进而使颜色呈现银色。
在本发明中通过高纯氩轰击碳化硅靶，并且进行碳化硅层的沉积镀膜温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为20-40min。
其中，为了使所述碳化硅层和陶瓷基板之间具有更好的结合性能，增加两者之间的结合力，所述方法还包括：在形成所述氮化硅层之前，在所述碳化硅层上形成打底层，所述打底层位于所述碳化硅层和陶瓷基板之间。
其中，所述打底层包括Cr和/或Al。
在本发明的一示例中，所述打底层为Cr，由于Cr具有良好的导电性能，因此需要严格控制Cr的厚度，即保证所述碳化硅层和陶瓷基板之间具有良好的结合性能，又要保证基板整体不导电，其中，所述Cr膜的厚度的范围为5-50nm，在该数值范围内不仅解决了之前膜层导电的问题，并且解决了膜层与陶瓷基板上结合力不好的问题。
此外，在所述碳化硅层上形成氮化硅层，碳化硅层与氮化硅层相互叠加，厚度变化的氮化硅层在碳化硅层的作用下，以形成表面为银色到金黄色渐变的效果。
在所述步骤S2中，所述氮化硅层的起始点位于所述基板两端之间的任意位置，只要不在两端点的位置即可，所述氮化硅层从起始点延伸到任意一端，进而形成银色到金黄色渐变。
其中，所述氮化硅层的形成方法同样为溅射镀膜法，例如在溅射镀膜腔室内通入氮气，然后对硅靶材进行溅射。
在一具体实施方式中，氮化硅层的形成方法包括：通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，镀膜温度的范围为70-110℃，真空度的范围为0.5Pa-1Pa，时间的范围为5-50min。
进一步，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于末端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm，所述氮化硅层平均厚度为20-50nm。
在本发明中为了实现氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加，从而获得颜色的渐变，本发明还对溅射镀膜的过程进行以下改进：在所述硅靶材和用于溅射的溅射机之间设置挡板，所述挡板由所述起始点向任意一端延伸时，所述挡板遮蔽的所述硅靶材的面积逐渐减小。
其中，所述挡板遮蔽的面积越小，被溅射硅靶材的面积越大，在该区域形成的所述氮化硅层的厚度也越大，所述挡板遮蔽的面积越大，被溅射硅靶材的面积越小，在该区域形成的所述氮化硅层的厚度也越小。其中，所述被遮挡的面积均匀的变小，由此保证氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
在本发明的一具体实施方式中，所述挡板在所述硅靶材和基板之间的截面为三角形或梯形，以使所述靶材被遮挡的面积均匀的变小，但是所述挡板并不局限于该示例。
进一步，在本发明中，在沉积所述碳化硅层之前还进一步包括预沉积步骤，以对所述溅射机内部进行清洗，去除沉积腔室内的残留气体以及颗粒，以保证后续膜层的沉积性能。
在本发明的一具体实施方式中，所述方法具体包括以下步骤：
1)首先加入渐变色制具，对硅靶进行遮蔽；
2)将陶瓷基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至低于0.003Pa；
3)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗，所述离子清洗的条件包括：温度的范围为70-110℃，真空度的范围为0.05Pa-0.15Pa，时间的范围为5-50min；
4)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度的范围为70-110℃，真空度的范围为0.5Pa-1Pa，时间的范围为5-10min；
5)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度的范围为70-110℃，真空度的范围为0.5Pa-1Pa，时间的范围为20-40min；
6)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，镀膜温度的范围为70-110℃，真空度的范围为0.5Pa-1Pa，时间的范围为5-50min；
7)沉积一段时间后，关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
通过上述方法制备得到的某一样品的检测结果下述表1所示：
表1某一样品颜色变化趋势：
Figure BDA0002304584330000091
其中，L为亮度，a为红绿，b为黄蓝，其中，L数值越大，表示亮度越高，更加容易体现为银色，其中a为正值时显示为红色，为负值时显示为绿色，其接近于0时显示为银色，同理，b为正值时显示为黄色，为负值时显示为蓝色，其接近于0时显示为银色。从上述表格可以看出，该样本在测试点1时，a和b的值都很小，L值很大，因此显示为银色，从1到4，L逐渐降低，b至逐渐增大，因此黄色逐渐明显，即有银色渐变为金黄色。
在本发明所述的渐变色镀膜基板及其制备方法中，采用的是通过溅射机溅射碳化硅靶材，配合射频电源，进行碳化硅层层溅射，通过所述方法形成的碳化硅层的致密程度比较高，并且通过合适的真空度以及氩气量，其纯度更高，进而使颜色呈现银色，而常规的镀膜方式存在大量的Si和C的混合物，主要呈现Si和C的颜色所以一般是红褐色或者黑褐色，难以形成银色，通过本发明所述方法可以实现在陶瓷基板上有一层不导电的碳化硅作为银色的显色层，在碳化硅上在进行光学膜的渐变镀膜实现银色到金黄色的渐变。
本发明的第三方面提供了一种电子产品外壳，所述外壳包括前文所述的渐变色镀膜基板。
本发明第四方面提供了一种电子装置，所述电子装置包括前文所述的电子产品外壳，所述外壳包括前文所述的渐变色镀膜基板。
本实施例的电子装置，可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、上网本、游戏机、电视机、VCD、DVD、导航仪、照相机、摄像机、录音笔、MP3、MP4、PSP等任何电子产品或设备，也可为任何包括所述半导体器件的中间产品。
所述电子装置由于使用了前文所述的渐变色镀膜基板，不仅实现了银色到金黄色的渐变，而且具有良好的耐磨、耐腐蚀性能，而且具有较大的电阻，避免了导电情况的发生，其性能进一步提高，对于即将到来的5G时代的影响大大降低，其应用场景得到进一步的扩展。
为了更好的对本发明所述方法进一步的说明，本发明提供了以下具体实施例和对比例：
实施例1：
在该实施例中，所用的基板为陶瓷手机后壳，使用的是碳化硅靶。
该实施例采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板对硅靶进行遮蔽，实现金黄色渐变；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa的范围内；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，工作时间为30min，氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为5min，厚度为5nm；
6)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为40nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为50nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
实施例2：
在该实施例中，所用的基板为陶瓷手机后壳，使用的是碳化硅靶。
该实施例采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板对硅靶进行遮蔽，实现金黄色渐变；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa的范围内；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，温度为70℃，真空度为0.05Pa，时间为5min；氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为70℃，真空度为0.5Pa，时间为5min，厚度为5nm；
6)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为70℃，真空度为0.5Pa，时间为20min，厚度为30nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为70℃，真空度为0.5Pa，时间为30min，厚度为60nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
实施例3：
在该实施例中，所用的基板为陶瓷手机后壳，使用的是碳化硅靶。
该实施例采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板对硅靶进行遮蔽，实现金黄色渐变；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa的范围内；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，温度为110℃，真空度为0.15Pa，时间为50min；氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为110℃，真空度为1Pa，时间为10min，厚度为10nm；
6)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为110℃，真空度为1Pa，时间为40min，厚度为50nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为110℃，真空度为1Pa，时间为50min，厚度为70nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
实施例4：
在该实施例中，所用的基板为陶瓷手机后壳，使用的是碳化硅靶。
该实施例采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板对硅靶进行遮蔽，实现金黄色渐变；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa的范围内；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，温度为80℃，真空度为0.08Pa，时间为30min；氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为90℃，真空度为0.8Pa，时间为8min，厚度为30nm；
6)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为80℃，真空度为0.8Pa，时间为30min，厚度为10nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为80℃，真空度为0.8Pa，时间为30min，厚度为80nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
实施例5：
在该实施例中，所用的基板为陶瓷手机后壳，使用的是碳化硅靶。
该实施例采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板对硅靶进行遮蔽，实现金黄色渐变；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa的范围内；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，温度为80℃，真空度为0.09Pa，时间为40min；氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为80℃，真空度为0.9Pa，时间为9min，厚度为50nm；
6)气源持续供气，开启碳化硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为90℃，真空度为0.9Pa，时间为35min，厚度为90nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为90℃，真空度为0.9Pa，时间为35min，厚度为100nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
对比例1
在该对比例中，仅对基板表面镀铬和氮化硅层，具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入挡板，对硅靶进行遮蔽；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，工作时间为30min，氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为35min，厚度为100nm；
6)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在铬薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为50nm；
7)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
对比例2：
在该对比例中，使用石墨靶和硅靶制备碳化硅，采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入渐变色治具，对硅靶进行遮蔽；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，工作时间为30min，氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为5min，厚度为5nm；
6)气源持续供气，开启石墨靶和硅靶材的溅射电源，功率为分别为10kw，8kw，氩气700sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为40nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为50nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
对比例3：
在该对比例中使用C2H2+硅靶制备碳化硅，采用复合膜镀膜方式具体步骤如下：
1)将基板进行清洗烘干，清洗过程主要使用乙醇进行超声波清洗，然后用去离子水洗去残留，在真空环境下烘干；
2)在机台上加入渐变色治具，对硅靶进行遮蔽；
3)将基板放到溅射机的夹具上，并进行抽真空至0.01Pa-0.005Pa；
4)将氩气充入机台中，将转架打开，在气体稳定之后，打开离子源，工作电压为1.50kv，离子束流为100mA，工作时间为30min，氩气220sccm，对基板表面以及靶材表面进行离子清洗；
5)气源持续供气，开启铬靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，对基板表面进行铬膜的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为5min，厚度为5nm；
6)气源持续供气，开启硅靶材的溅射电源，功率为10kw，氩气700sccm，c2h2，50sccm，对基板表面进行碳化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为40nm；
7)一定时间之后通入氮气，缓慢增加氮气流量调节溅射压力，并开启硅靶在碳化硅薄膜表面上沉积氮化硅，功率为10kw，氩气400sccm，氮气300sccm对基板表面进行氮化硅层的沉积镀膜温度为100℃，真空度为0.7Pa，时间为30min，厚度为50nm；
8)关闭硅靶，完成复合膜的沉积，停止通入氩气，停止转架转动，关闭气路，封闭工作腔，等待基板降温后取出。
在本发明中通过将碳化硅层省略掉以及选用不同的方法形成所述碳化硅层，以对不同方法得到的渐变色镀膜基板的性能进行评价，其中，所述评价主要包括颜色、耐磨性能以及电阻大小等方面，下面将进行详细的说明。
颜色性能测试：
测量设备：SP64积分球式分光光度仪
设备基本参数：
光圈：4mm/8mm；
颜色空间：Lab，L*C*h*等；
光源视场：A/2，A/10，C/2，C/10，
D50/2，D65/10等；
镜面反射条件：包含或排除；
功能：快速测量颜色数据。
在下述表格中，每个实施例取两个点，分别为银色处点1，黄色处点2。
表2实施例至对比例中样本颜色变化趋势：
Figure BDA0002304584330000161
Figure BDA0002304584330000171
在表2中，L为亮度，a为红绿，b为黄蓝，其中，L数值越大，表示亮度越高，更加容易体现为银色，其中a为正值时显示为红色，为负值时显示为绿色，其接近于0时显示为银色，同理，b为正值时显示为黄色，为负值时显示为蓝色，其接近于0时显示为银色。
从上述表格可以看出，对比例2和对比例3，虽然通过C2H2+硅靶制备碳化硅，石墨靶和硅靶制备碳化硅的方法均可以得到碳化硅层，但其颜色为橘黄色和黑色，均不能实现本发明的目的，通过上述实验进一步说明对于碳化硅层来说，虽然具有多种沉积方式，但是并非所有的沉积方式均可以得到银色碳化硅层，本发明所述方法可以满足颜色的要求。
振动摩擦测试
测试的标准采用GB/T 2423。
设备型号：R180/530TE-30；
设备频率：50±0.5HZ；
设备振幅六个点的振幅均值1.65±0.1mm；
测试方法：
a.准备3份RKF 10K(黄色圆锥体)和1份RKK15P(绿色棱锥体)，共约15L，加入到振动摩擦设备(ROSLER)研磨槽内；
b.用移液管吸取FC120 10ml，并加水到500ml,加入研磨槽内；
c.加入0.5L水到研磨槽内；测试过程中每隔30min加水0.5L,FC120 10ml
d.样品安装在整机上，放入振动摩擦测试设备进行测试，测试2小时。
其中，实施例至对比例中样本振动摩擦测试结果如表3所示，通过该测试结果可知，通过对比例2和对比例3制备得到的渐变色镀膜基板有明显的脱膜现象，并不能满足工艺的需求，而本发明所述方法制备得到的渐变色镀膜基板具有良好的耐磨性能，无掉膜现象。
表3实施例至对对比例中样本振动摩擦测试结果：
编号 是否有掉膜现象
实施例1 无掉膜现象
实施例2 无掉膜现象
实施例3 无掉膜现象
实施例4 无掉膜现象
实施例5 无掉膜现象
对比例1 无掉膜现象
对比例2 有明显脱膜现象
对比例3 有明显脱膜现象
电阻测试
设备型号UT890C/D万用表
表4实施例至对比例中样本电阻测试结果：
编号 电阻值
实施例1 电阻无穷大
实施例2 电阻无穷大
实施例3 电阻无穷大
实施例4 电阻无穷大
实施例5 电阻无穷大
对比例1 电阻535Ω
对比例2 电阻5.3MΩ
对比例3 电阻2.3kΩ
通过该测试结果，可以得出，虽然对比例1中的渐变色镀膜基板颜色和耐磨性能均符合要求，但是没有碳化硅层的存在，其并不能满足电学性能的要求，其电阻非常小，体现了良好的导电性能，而本发明所述方法制备的渐变色镀膜基板电阻无穷大，降低对信号有屏蔽效果，完全满足电学性能要求。
成分分析
将基板的银色处点1进行制样并进行X射线光电子能谱(XPS)检测，条件为：采用PHI5800型号的XPS仪器检测，参数条件：射线电源功率350W，电压15kV，溅射速率6.5nm/s，溅射半径800μm。
表5实施例至对比例中样本成分测试结果：
编号 成分组成
实施例1 c％：si％＝1.0005：0.9993
实施例2 c％：si％＝0.9996：0.9993
实施例3 c％：si％＝1.0003：0.9999
实施例4 c％：si％＝1.0005：0.9998
实施例5 c％：si％＝1.0001：0.9996
对比例1 N/A
对比例2 c％：si％＝1:2.3
对比例3 c％：si％＝1:4.3
通过该测试结果可以得出，在实施例1至实施例5中得到的碳化硅层中碳和硅的成分组成基本为1：1，为纯度很高的碳化硅层，因此显示为银色，而在对比例中，碳和硅的成分组成并非为1：1，其除了包含碳化硅层之外，还包含硅杂质，因此其颜色并非为银色，由此可见所述碳化硅层的纯度越高，其颜色越能更好的呈现为银色，以实现所述渐变色镀膜基板呈银色到金黄色的渐变。
综上，通过上述实施例得出，目前制备碳化硅层的方法虽然很多，例如通过C2H2+硅靶制备碳化硅，石墨靶和硅靶制备碳化硅的方法均可以得到碳化硅层，但是其并不符合银色的要求，在本发明中所述碳化硅层不仅需要具有银色，而且还要符合耐磨性能以及不导电等要求，同时满足上述需求是非常难以实现的，本发明通过大量的试验以及对比例制备得到了银色的碳化硅层，并且具有良好的耐磨性能以及不导电，其性能进一步提高，对于即将到来的5G时代的影响大大降低，其应用场景得到进一步的扩展。
尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (17)

1.一种渐变色镀膜基板，其特征在于，包括依次层叠的基板、碳化硅层和氮化硅层：
其中，所述碳化硅层呈银色，且以所述基板两端之间的任意位置为起始点，所述氮化硅层在所述碳化硅层上由所述起始点向任意一端延伸，所述氮化硅层呈金黄色；
所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
2.根据权利要求1所述的渐变色镀膜基板，其特征在于，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于起始端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm。
3.根据权利要求1所述的渐变色镀膜基板，其特征在于，所述碳化硅层厚度为5-100nm。
4.根据权利要求1所述的渐变色镀膜基板，其特征在于，还包括：
位于所述基板和所述碳化硅层之间的打底层；
优选地，所述打底层包括铬层和/或铝层；
更优选地，所述打底层的厚度为5nm-50nm。
5.根据权利要求1所述的渐变色镀膜基板，其特征在于，所述基板包括陶瓷和/或玻璃。
6.一种渐变色镀膜基板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：以碳化硅为靶材，通过磁控溅射在基板表面形成碳化硅层；
S2：以所述基板两端之间的任意位置为起始点，通过磁控溅射在所述碳化硅层上形成由所述起始点向任意一端延伸的氮化硅层；所述氮化硅层由所述起始点向任意一端延伸时的厚度逐渐线性增加。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述磁控溅射的温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为20-40min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述磁控溅射温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为5-50min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
在形成所述碳化硅层之前，在所述基板上形成打底层；
优选地，所述打底层包括铬层和/或铝层；
优选地，所述打底层的厚度的范围为5nm-50nm。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，形成所述打底层的磁控溅射的温度为70-110℃，真空度为0.5Pa-1Pa，时间为5-10min。
11.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述氮化硅层包括沿所述起始点方向的起始端和末端，位于起始端的氮化硅层厚度为0-5nm，位于末端的氮化硅层厚度为50-100nm。
12.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅层厚度为5-100nm。
13.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S1之前，所述方法还包括离子清洗步骤，所述离子清洗步骤的温度为70-110℃，真空度为0.05Pa-0.15Pa，时间为5-50min。
14.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，以硅靶材为靶材，通过磁控溅射形成所述氮化硅层。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，在所述硅靶材和用于溅射的溅射机之间设置挡板，所述挡板由所述起始点向任意一端延伸时，所述挡板遮蔽的所述硅靶材的面积逐渐减小。
16.一种电子产品外壳，其特征在于，所述外壳包括如权利要求1至5任一项所述的渐变色镀膜基板。
17.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求16所述的渐变色镀膜基板。
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