CN114641169A - 壳体以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种壳体以及电子设备；该壳体包括：基板、光学镀膜层以及碳氮化硅层；光学镀膜层设于所述基板的一侧表面；碳氮化硅层，设于所述光学镀膜层上。本申请实施例提供的用于电子设备的壳体，通过采用碳氮化硅层作为壳体的超硬防护层，可以极大程度的提高基材的抗划伤、抗磨损能力；其中，碳氮化硅层具有在可见光波段光吸收小的特点，碳氮化硅层沉积在电子设备的前盖玻璃上不影响镜头的进光量；另外，碳氮化硅层表面粗糙度较低，有利于提高其外表面其他镀层的使用寿命。

Description

壳体以及电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备壳体防护以及显示效果的技术领域，具体是涉及一种壳体以及电子设备。

背景技术

玻璃是手机等电子产品表面常见的材料，玻璃无色且单面反射率4％左右，为了使玻璃获得增透(降低反射率)、增亮(增大反射率)以及各种色彩效果，常用方法是在玻璃的表面镀上一定厚度(一般几百纳米)的纳米光学薄膜涂层，光学镀膜涂层可以通过光学干涉赋予玻璃上述效果。

化学强化玻璃玻璃表面硬度一般为8Gpa左右，可以通过在玻璃表面沉积一定厚度高硬度的薄膜涂层，在实现上述增透、增亮和各种色彩光学效果的同时，提升玻璃表面的抗划伤和抗磨损能力。然而常规技术方案中的薄膜涂层硬度无法满足用户对于电子产品表面硬度的更高要求。

发明内容

本申请实施例第一方面提供了一种用于电子设备的壳体，所述壳体包括：

基板；

光学镀膜层，设于所述基板的一侧表面；

碳氮化硅层，设于所述光学镀膜层上。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括显示屏、控制电路板以及上述实施例中任一项所述的壳体，所述壳体与所述显示屏配合形成有容纳空间，所述控制电路板设于所述容纳空间内，并与所述显示屏电连接。

本申请实施例提供的用于电子设备的壳体，通过采用碳氮化硅层作为壳体的超硬防护层，可以极大程度的提高基材的抗划伤、抗磨损能力；其中，碳氮化硅层具有在可见光波段光吸收小的特点，碳氮化硅层沉积在电子设备的前盖玻璃上不影响镜头的进光量；另外，碳氮化硅层表面粗糙度较低，有利于提高其外表面其他镀层的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种手机壳体常规技术方案的层叠结构示意图；

图2是本申请用于电子设备的壳体一实施例的层叠结构示意图；

图3是本申请用于电子设备的壳体另一实施例的层叠结构示意图；

图4是本申请用于电子设备的壳体又一实施例的层叠结构示意图；

图5是本申请用于电子设备的壳体还一实施例的层叠结构示意图；

图6是本申请用于电子设备的壳体再一实施例的层叠结构示意图；

图7是本申请电子设备一实施例的截面结构示意图；

图8是本申请电子设备一实施例的结构组成框图示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

作为在此使用的“电子设备”(或简称为“终端”)包括，但不限于被设置成经由有线线路连接(如经由公共交换电话网络(PSTN)、数字用户线路(DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络)和/或经由(例如，针对蜂窝网络、无线局域网(WLAN)、诸如DVB-H网络的数字电视网络、卫星网络、AM-FM广播发送器，以及/或另一通信终端的)无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”或“移动终端”。移动终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(GPS)接收器的PDA；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。手机即为配置有蜂窝通信模块的电子设备。

请参阅图1，图1是一种手机壳体常规技术方案的层叠结构示意图，现有技术采用图1中的层叠结构，先在玻璃的背面(非用户接触面)覆盖颜色油墨层，然后依次在玻璃外表面(用户接触面)溅射镀膜沉积氮化硅透明加硬层、溅射沉积类金刚石(DLC)层和防指纹(AF)层。

其中氮化硅透明加硬层主要由氮化硅和氮氧化硅两种纳米薄膜交替叠加组成，二者的硬度大于15Gpa，远高于玻璃表面硬度，因此可以提升玻璃表面抗划伤和抗磨损能力；DLC层的厚度约为3nm～5nm，溅射沉积的DLC硬度一般为5Gpa～20Gpa，可进一步提升玻璃表面硬度；AF防指纹层厚度20nm～30nm，附着于DLC层之上，与用户使用环境直接接触，为玻璃提供防指纹、防脏污能力。

上述技术方案的缺点主要在于：(1)现有技术中的类金刚石(DLC)层，使用磁控溅射工艺沉积，类金刚石(DLC)层的厚度一般在3-15纳米，由于厚度太薄，该厚度的类金刚石(DLC)层硬度一般为5Gpa～20Gpa，其硬度并不稳定，受镀膜温度、残余气体等因素影响大，对玻璃的抗划伤能力提升有限；(2).类金刚石(DLC)材料为可见光吸收材料，手机、Pad等面板下方摄像头对可见光进光量有严格要求，DLC材料的光吸收会影响影像效果；(3).现有方案镀层表面粗糙度高，最外层的防指纹层是柔软的有机物，防指纹层与硬物接触时更容易被刺穿造成磨损，钢丝绒摩擦测试一般只能满足摩擦3000次的测试结果，无法满足现阶段要求的10000次测试结果。

基于上述问题，本申请实施例提供一种电子设备的壳体结构，请参阅图2，图2是本申请用于电子设备的壳体一实施例的层叠结构示意图，需要说明的是，本申请中的电子设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等具有壳体电子设备。该壳体10包括但不限于以下结构：基板100、光学镀膜层200以及碳氮化硅层300。需要说明的是，本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。

具体而言，光学镀膜层200镀设于所述基板100的一侧表面。这里需要说明的是，本申请实施例中的基板100可以为常规的二氧化硅玻璃，也可以是陶瓷玻璃、陶瓷板或者有机复合板等。

本申请实施例中以玻璃为例进行说明。基板100可以为表面光滑的玻璃，还可以是表面进行过蚀刻的雾面玻璃。蚀刻玻璃一方面其表面粗糙，表面反射光主要是散射，可以起到防眩光的效果。蚀刻玻璃常见的加工方法有机械喷砂蚀刻、化学反应蚀刻、高能粒子轰击蚀刻等。本方案中的基板100，可以使用表面蚀刻玻璃替代光面玻璃，外表面的光学镀膜层200可以是设于玻璃的蚀刻表面之上。光学镀膜层200设于蚀刻玻璃基板外表面，除了上述优点，蚀刻玻璃凹凸不平的表面，在受到磨损时接触点是玻璃表面的凸起位置，凹坑的位置可以得到保护，因此表面的磨损和划伤是不连续的，可以进一步提高玻璃表面的抗磨损和抗划伤能力。

可选地，碳氮化硅层300设于所述光学镀膜层200上。本实施例中的碳氮化硅层(SiCN)300为超硬层薄膜材料。使用溅射镀膜工艺获得，下述工艺方案都可以获得SiCN薄膜：

(1).使用硅靶+石墨靶，反应气体使用氮气和氨气；；

(2).使用碳化硅靶，反应气体使用氮气和氨气；

(3).使用氮化硅靶，反应气体使用甲烷、乙烯、丁烷等气体。

SiCN薄膜的主要特点如下：

(1).SiCN是一种超硬材料，其硬度可达到30Gpa以上，可以很大程度提高玻璃基材的抗划伤、抗磨损能力；

(2).SiCN薄膜光学性能优异，在可见光波段光吸收较小，经测试100nm厚度左右的SiCN薄膜光吸收小于1％，薄膜沉积在手机前盖等玻璃上不影响镜头的进光量；

(3).SiCN薄膜的表面粗糙度较低，有利于提高外表面其他镀层的使用寿命，钢丝绒摩擦测试可满足磨一万次结果ok。

本申请实施例提供的用于电子设备的壳体，通过采用碳氮化硅层作为壳体的超硬防护层，可以极大程度的提高基材的抗划伤、抗磨损能力；其中，碳氮化硅层具有在可见光波段光吸收小的特点，碳氮化硅层沉积在电子设备的前盖玻璃上不影响镜头的进光量；另外，碳氮化硅层表面粗糙度较低，有利于提高其外表面其他镀层的使用寿命。

请参阅图3，图3是本申请用于电子设备的壳体另一实施例的层叠结构示意图，与前述实施例不同的是，本实施例中的壳体10包括以下结构：基板100、光学镀膜层200、碳氮化硅层300以及防指纹层400。其中，光学镀膜层200镀设于所述基板100的一侧表面，基板100可以为常规的二氧化硅玻璃，也可以是陶瓷玻璃、陶瓷板或者有机复合板等。碳氮化硅层300设于所述光学镀膜层200上。关于碳氮化硅层300的形成方式可以参阅前述实施例的相关描述，此次不在赘述。防指纹层400设于所述碳氮化硅层300上。防指纹层400具体的形成方式可以为蒸镀或者溅射，防指纹层400用以提升玻璃表面的抗指纹和抗脏污能力。需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

请参阅图4，图4是本申请用于电子设备的壳体又一实施例的层叠结构示意图，本实施例中的壳体10同样包括以下结构：基板100、光学镀膜层200、碳氮化硅层300以及防指纹层400。其中，光学镀膜层200镀设于所述基板100的一侧表面，基板100可以为常规的二氧化硅玻璃，也可以是陶瓷玻璃、陶瓷板或者有机复合板等。碳氮化硅层300设于所述光学镀膜层200上。关于碳氮化硅层300的形成方式可以参阅前述实施例的相关描述，此次不在赘述。防指纹层400设于所述碳氮化硅层300上。防指纹层400具体的形成方式可以为蒸镀或者溅射，防指纹层400用以提升玻璃表面的抗指纹和抗脏污能力。

可选地，本实施例中的光学镀膜层200包括氮化硅210和氮氧化硅220材料交替的叠加层。在一些其他实施例中也可只由二氧化硅和氮化硅两种纳米材料层交替叠加组成。二氧化硅材质相对较软(硬度与玻璃相当)，但是它的折射率低，其折射率和氮化硅折射率差值较大，因此选择二氧化硅更容易光学干涉形成高饱和度的反射色。光学镀膜层200的氮化硅210和氮氧化硅220总层数没有限制，总厚度一般是在0.1um～2um之间。

请参阅图5，图5是本申请用于电子设备的壳体还一实施例的层叠结构示意图，本实施例中的壳体10同样包括以下结构：基板100、光学镀膜层200、碳氮化硅层300以及防指纹层400。其中，光学镀膜层200镀设于所述基板100的一侧表面，基板100可以为常规的二氧化硅玻璃，也可以是陶瓷玻璃、陶瓷板或者有机复合板等。碳氮化硅层300设于所述光学镀膜层200上。关于碳氮化硅层300的形成方式可以参阅前述实施例的相关描述，此次不在赘述。防指纹层400设于所述碳氮化硅层300上。防指纹层400具体的形成方式可以为蒸镀或者溅射，防指纹层400用以提升玻璃表面的抗指纹和抗脏污能力。

可选地，本实施例中的光学镀膜层200同样可以是包括氮化硅210和氮氧化硅220材料交替的叠加层。光学镀膜层200中的氮化硅210和氮氧化硅220总层数没有限制，总厚度一般是在0.1um～2um之间。

与前述实施例不同的是，本实施例中的壳体还包括第一连接层500以及第二连接层600，其中，所述第一连接层500可以是设于所述光学镀膜层200与所述基板100之间，而所述第二连接层600可以是设于所述光学镀膜层200与所述碳氮化硅层300之间。其中，所述第一连接层500和所述第二连接层600的材质可以均为二氧化硅。第一连接层500采用二氧化硅材料与所述基板100(玻璃材质)连接，以提高光学镀膜层200整体与基板100的连接强度。同理，第二连接层600采用二氧化硅材料也可以增加光学镀膜层200与碳氮化硅层300的连接强度。

接下来，将就本实施例中的壳体层叠结构(一种参数实施例)的方法进行介绍。该方法主要包括如下流程。

(1).使用完成化学强化的基板100(以玻璃材质为例进行说明)，表面彻底清洗和干燥处理，投入镀膜设备，抽真空至0.001Pa～0.005Pa；

(2).使用等离子体对玻璃表面进行清洁，提高表面活性，清洁时间1min～10min；

(3).溅射沉积二氧化硅(第一连接层500)，靶材的反应气体通氧气，镀膜厚度5nm～20nm；

(4).溅射沉积氮氧化硅(材料层)220，靶材反应气体通氧气和氮气，镀膜厚度70nm～100nm；

(5).溅射沉积氮化硅(材料层)210，靶材的反应气体通氮气，镀膜厚度100nm～150nm；

(6).溅射沉积氮氧化硅，镀膜厚度20nm～50nm；

(7).溅射沉积氮化硅，镀膜厚度10nm～30nm；

(8).溅射沉积氮氧化硅，镀膜厚度20nm～50nm；

(9).溅射沉积氮化硅，镀膜厚度70nm～100nm；

(10).溅射沉积氮氧化硅，镀膜厚度10nm～30nm；

(11).溅射沉积氮化硅，镀膜厚度20nm～50nm；

(12).溅射沉积氮氧化硅，镀膜厚度70nm～100nm；

(13).溅射沉积氮化硅，镀膜厚度20nm～50nm；

(14).溅射沉积氮氧化硅，镀膜厚度20nm～50nm；

(15).溅射沉积氮化硅，镀膜厚度50nm～100nm；

(16).溅射沉积二氧化硅，镀膜厚度10nm～100nm；

(17).沉积SiCN(碳氮化硅层)超硬镀层，镀膜厚度2nm～50nm；

(18).沉积2nm～10nm二氧化硅(第二连接层600)，然后沉积防指纹层(400)，厚度10nm～30nm；

(19).其它后续工序加工。

其中，以上的步骤仅仅是给出的一种参数实施例，本领域技术人员可以根据实际的需求自行调整和设计上述参数。

本申请实施例中的壳体，通过采用碳氮化硅层作为壳体的超硬防护层，可以极大程度的提高基材的抗划伤、抗磨损能力；其中，碳氮化硅层具有在可见光波段光吸收小的特点，碳氮化硅层沉积在电子设备的前盖玻璃上不影响镜头的进光量；另外，碳氮化硅层表面粗糙度较低，有利于提高其外表面防指纹层的使用寿命。另外，通过在光学镀膜层与基板之间设置第一连接层以及在光学镀膜层与碳氮化硅层之间设置第二连接层，可以增加相邻层之间的连接强度，进而提高壳体层叠结构的可靠性。

可选地，请参阅图6，图6是本申请用于电子设备的壳体再一实施例的层叠结构示意图，与前述实施例不同的是，本实施例中的壳体10还包括显色层700第二光学镀膜层800以及打底层900。其中，所述显色层700设于所述基板100背离所述光学镀膜层200的一侧。

具体而言，所述打底层900可以为有机物材料，一般可以为树脂材料或者有机硅化合物材料等，譬如改性聚氨酯、聚硅氧烷等。打底层900的材料具有可以与第二光学镀膜层800以及基板100可靠连接分子结构。所述第二光学镀膜层800设于所述显色层700与所述打底层900之间。壳体从内向外依次是显色层700、第二光学镀膜层800、打底层900、玻璃基板100、第一连接层500、光学镀膜层200、第二连接层600、碳氮化硅层300以及防指纹层400。其中，所述第二光学镀膜层800可以包括SiO2、TiO2、Nb2O5、Si3N4、Ta2O5、La2Ti2O7、ZrO2、Al2O3中的任意一种纳米薄膜材料层或者多种的混合叠加层。本实施例中的壳体，通过设置第二光学镀膜层以及显色层，其颜色变化更具多样性。

可选地，显色层700可以喷涂油墨或者贴一层菲林膜片，油墨最常用的颜色是黑色和白色，也可以是其它颜色；相较于油墨、菲林膜片也可为玻璃背面提供油墨的颜色，而且菲林膜片还可以使玻璃表面呈现出各种纹理效果。显色层700具体的形成方式可以为对基板100的非镀膜面(背离光学镀膜层200的一侧表面)清洁，一般使用等离子清洁，提升表面活性；然后在非镀膜面覆盖油墨或者贴合菲林膜片。通过在壳体内侧形成显色层，可以实现壳体不同的颜色和纹理效果。需要说明的是，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

进一步地，本申请实施例还提供一种电子设备，请参阅图7，图7是本申请电子设备一实施例的截面结构示意图，本实施例中的电子设备可以包括显示屏30、壳体10以及控制电路板20。其中，壳体10的结构如前述实施例中所述。

可选地，所述显示屏30与所述壳体10配合形成容纳空间1000，所述控制电路板20设于容纳空间1000内，控制电路板20与显示屏30电连接，控制电路板20用于控制所述显示屏30工作。关于电子设备其他部分结构的详细技术特征在本领域技术人员的理解范围内，此处亦不再赘述。

请参阅图8，图8是本申请电子设备一实施例的结构组成框图示意图，该电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑以及可穿戴设备等，本实施例图示以手机为例。该电子设备的结构可以包括RF电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940(即上述实施例中的显示屏30)、传感器950、音频电路960、wifi模块970、处理器980(可以为前述实施例中的控制电路板20)以及电源990等。其中，RF电路910、存储器920、输入单元930、显示单元940、传感器950、音频电路960以及wifi模块970分别与处理器980连接；电源990用于为整个电子设备10提供电能。

具体而言，RF电路910用于接发信号；存储器920用于存储数据指令信息；输入单元930用于输入信息，具体可以包括触控面板931以及操作按键等其他输入设备932；显示单元940则可以包括显示面板941等；传感器950包括红外传感器、激光传感器等，用于检测用户接近信号、距离信号等；扬声器961以及传声器(或者麦克风)962通过音频电路960与处理器980连接，用于接发声音信号；wifi模块970则用于接收和发射wifi信号，处理器980用于处理电子设备的数据信息。关于电子设备具体的结构特征，请参阅上述实施例的相关描述，此处不再进行详细介绍。

本实施例中的电子设备，其壳体通过采用碳氮化硅层作为壳体的超硬防护层，可以极大程度的提高基材的抗划伤、抗磨损能力；其中，碳氮化硅层具有在可见光波段光吸收小的特点，碳氮化硅层沉积在电子设备的前盖玻璃上不影响镜头的进光量；另外，碳氮化硅层表面粗糙度较低，有利于提高其外表面其他镀层的使用寿命。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于电子设备的壳体，其特征在于，所述壳体包括：

基板；

光学镀膜层，设于所述基板的一侧表面；

碳氮化硅层，设于所述光学镀膜层上。

2.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述光学镀膜层包括氮化硅和氮氧化硅材料交替的叠加层。

3.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括防指纹层，所述防指纹层设于所述碳氮化硅层上。

4.根据权利要求2所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括第一连接层，所述第一连接层设于所述光学镀膜层与所述基板之间。

5.根据权利要求4所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括第二连接层，所述第二连接层设于所述光学镀膜层与所述碳氮化硅层之间。

6.根据权利要求5所述的壳体，其特征在于，所述第一连接层和所述第二连接层的材质均为二氧化硅。

7.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述基板的材质选自玻璃、陶瓷以及有机复合板中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体包括显色层，所述显色层设于所述基板背离所述光学镀膜层的一侧。

9.根据权利要求8所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括第二光学镀膜层，所述第二光学镀膜层设于所述显色层与所述基板之间。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括显示屏、控制电路板以及权利要求1-9任一项所述的壳体，所述壳体与所述显示屏配合形成有容纳空间，所述控制电路板设于所述容纳空间内，并与所述显示屏电连接。

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