JP2015104924A

JP2015104924A - ケース及びその製造方法

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Publication number: JP2015104924A
Application number: JP2014236307A
Authority: JP
Inventors: 春傑張; chun-jie Zhang
Original assignee: Shenzhen Futaihong Precision Industry Co Ltd; FIH Hong Kong Ltd
Current assignee: Shenzhen Futaihong Precision Industry Co Ltd; FIH Hong Kong Ltd
Priority date: 2013-11-28
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2015-06-08
Anticipated expiration: 2034-11-21
Also published as: CN104669709A; JP6559944B2; CN104669709B; TWI596009B; TW201520053A

Abstract

【課題】本発明は、表面に高輝度及び高平滑度の透明膜が形成されているケースを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るケースは、基材及び該基材の表面を被覆する透明膜を備え、透明膜は、基材の上面に順次形成された下地層、移行層、及び透明層を含み、下地層は、金属クロム層であり且つ基材の表面上に形成され、移行層は、炭化クロム層であり且つ下地層の表面上に形成され、透明層は、シリコン層であり且つ移行層の表面上に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケース及びその製造方法に関し、特に表面に透明膜が形成されているケース及びその製造方法に関する。

現在、技術の発展に伴って、ノートパソコン、携帯電話機及びマルチメディア装置などの電子装置の機能が益々多様化していると共に、これらの電子装置の外観に対する要求も高くなっている。従って、高輝度で、平滑なケースを備える電子製品及び金属質感を有する電子製品が、消費者に人気である。

電子製品の外観の輝度及び平滑度を高めるために、通常、塗装などの方法によって電子製品の表面に透明膜を形成する。しかし、従来の製造プロセスは複雑であり、且つ製造して得た透明膜の平滑度はより低い。また、耐摩耗性も悪く、使用寿命も比較的短い。

本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、表面に高輝度及び高平滑度の透明膜が形成されているケースを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係るケースは、基材及び該基材の表面を被覆する透明膜を備え、透明膜は、基材の上面に順次形成された下地層、移行層、及び透明層を含み、下地層は、金属クロム層であり且つ基材の表面上に形成され、移行層は、炭化クロム層であり且つ下地層の表面上に形成され、透明層は、シリコン層であり且つ移行層の表面上に形成される。

また、上記の課題を解決するために、本発明に係るケースの製造方法は、基材を提供する工程と、クロムターゲットを用いて、マグネトロンスパッタ法によって、基材の表面上にクロムからなる下地層を形成する工程と、クロムターゲットを用いて、アセチレンを反応気体として注入し、マグネトロンスパッタ法によって、下地層の表面上に炭化クロムからなる移行層を形成する工程と、シリコンターゲットを用いて、マグネトロンスパッタ法によって、移行層の表面上にシリコンからなる透明層を形成する工程と、を備える。

従来の技術と異なり、本発明は、特殊なターゲットの組み合せを用いた、新しいＰＶＤコーティング技術によって、表面に透明膜を備えるケースを製造する。前記透明膜は、高い透明度、輝度、及び平滑度を有する。よって、ケースの外観も高輝度及び高平滑度を有する。また、本発明は、マグネトロンスパッタ法によって、基材の表面に順次下地層、移行層、及び透明層を形成する。各層は互いに緊密に接合され、また、各層の内部には明らかな応力が発生しないので、透明膜は、外力を受けても破壊され難く、良好な硬度及び耐摩耗性を有し、使用寿命が長い。

本発明の実施形態に係るケースの断面図である。本発明に係るケースの製造方法に使用する真空蒸着装置の平面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本発明のケース１００は、３Ｃ電子製品又は自動車用電子製品に用いられる。具体的には、ケース１００は、基材２０及び基材２０の表面上に形成される透明膜１０を含む。透明膜１０は無色透明であり、基材２０の上面に下方から順次形成されている下地層１３、移行層１５、及び透明層１７を含む。

基材２０の材料は、金属、プラスチック又はセラミックである。

下地層１３は、基材２０の表面を被覆している金属クロム層であり、その厚さは０．１μｍ〜０．３μｍである。下地層１３は、基材２０と移行層１５との間の接合力を高める役割を果たす。

移行層１５は、下地層１３の表面を被覆している炭化クロム（ＣｒＣ）層であり、その厚さは０．２μｍ〜０．４μｍである。移行層１５は、透明層１７の付着力を増強する。

透明層１７は、移行層１５の表面を被覆しているシリコン層であり、その厚さは０．１μｍ〜０．３μｍである。透明層１７には、シリコン原子しか含有されておらず、透明度が高い。

上記のケース１００において、下地層１３は、基材２０の表面上に金属クロムをスパッタリングすることによって形成され、移行層１５は、下地層１３の表面上に炭化クロムをスパッタリングすることによって形成され、透明層１７は、移行層１５の表面上にシリコンをスパッタリングすることによって形成される。各層は互いに緊密に接合され、またこの際、各層の内部には明らかな応力が発生しないので、透明膜１０は外力を受けても破壊され難く、良好な硬度及び耐摩耗性を有し、使用寿命が長い。

また、本発明のケース１００において、下地層１３は、金属クロム層であるので、透明性を有する。移行層１５の厚さは比較的薄いので、透明膜１０全体の透明度に影響を与えない。透明層１７には、シリコン原子のみしか含有されていないため、より高い透明度を有する。その上、透明層１７の表面は平滑である。これによって、透明膜１０は、全体としてより高い透明度を有するため、ケース１００の外観は高輝度及び高平滑度を有する。

本発明の実施形態に係るケース１００の製造方法は、以下の工程を備える。

第一工程において、真空蒸着装置２００を提供する。図２に示すように、真空蒸着装置２００は、真空チャンバ２１及び真空チャンバ２１に連接されている真空ポンプ３００を含む。真空ポンプ３００は、真空チャンバ２１を真空環境にするために用いられる。真空チャンバ２１の内部には、回転棚（図示せず）、クロムターゲット２３及びシリコンターゲット２４がさらに設けられている。回転棚は、基材２０を動かして円形のトラック２５に沿って公転させる。この際基材２０は、トラック２５に沿って公転しながら自転する。

第二工程において、金属、プラスチック及びセラミックの中の何れか１種からなる基材２０を提供する。

第三工程において、基材２０の表面に対して前処理を行う。具体的には、無水エタノールを用いて基材２０の超音波洗浄を行い、基材２０の表面の油又は汚れを除去する。超音波洗浄の時間は、２５分間〜３５分間である。次いで、基材２０の表面を研磨して鏡面仕上げを行う。その後、前処理された基材２０を乾燥した後に、基材２０を真空チャンバ２１内の回転棚に固定する。

第四工程において、真空ポンプ３００を起動して、真空ポンプ３００によって真空チャンバ２１を５×１０^−２Ｐａまで真空にする。

第五工程において、ターゲットを洗浄する。具体的には、流量が１００ｍｌ／分（ｓｃｃｍ）のアルゴンを注入して、５ｋｗの定常出力の条件下で、ターゲットを１５分間洗浄する。

第六工程において、真空チャンバ２１をさらに真空にし且つ加熱する。真空チャンバ２１の温度を２００℃にする。次いで、真空ポンプ３００によって真空チャンバ２１を５×１０^−３Ｐａまで真空にする。

第七工程において、高電圧アルゴンイオングロー洗浄を行う。具体的には、真空チャンバ２１の温度を１２０℃にし、バイアス電圧を１３００Ｖに設定し、真空チャンバ２１内にアルゴンを注入して、基材２０の表面を洗浄する。

第八工程において、マグネトロンスパッタ法によって、洗浄された基材２０の上面に下地層１３を形成する。具体的には、クロムターゲットに対応するＲＦ電源を起動し、且つ前記ＲＦ電源のパワーを８ＫＷ〜１５ＫＷに設定し、真空チャンバ２１の中に流量が１００ｓｃｃｍ〜１５０ｓｃｃｍのアルゴンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１２０℃〜１８０℃にし、基材２０に対して１００Ｖ〜２５０Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを５分間〜１０分間行う。

第九工程において、クロムターゲット２３を用いて、マグネトロンスパッタ法によって、下地層１３の表面上に移行層１５を形成する。スパッタリングする時に、ＲＦ電源を起動し且つパワーを６ＫＷ〜１２ＫＷに設定し、真空チャンバ２１の中に流量が８０ｓｃｃｍ〜１４０ｓｃｃｍのアルゴンを不活性気体として注入すると共に、流量が５０ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍのアセチレンを反応気体として注入し、真空チャンバ２１内の温度を１００℃〜１５０℃にし、基材２０に対して２００Ｖ〜３００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを４０分間〜５０分間行う。アセチレンの注入量は比較的少ないため、透明膜１０の透明度に影響を及ぼさない。

第十工程において、シリコンターゲット２４を用いて、マグネトロンスパッタ法によって、移行層１５の表面上に透明層１７を形成する。スパッタリングする時に、ＲＦ電源を起動し且つパワーを４ｋｗ〜８ｋｗに設定し、真空チャンバ２１の中に流量が５０ｓｃｃｍ〜１３５ｓｃｃｍのアルゴンを注入し、真空チャンバ２１内の温度を９０℃〜１２０℃にし、基材２０に対して２００Ｖ〜４００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを２０分間〜４０分間行う。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明について説明する。

［実施例１］
（ａ）ステンレス３１６からなる基材２０を提供する。

（ｂ）マグネトロンスパッタ法によって、基材２０の上面に下地層１３を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源を起動して、電源のパワーを８ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１００ｓｃｃｍのアルゴンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１７０℃にし、基材２０に対して１００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを５分間行う。

（ｃ）マグネトロンスパッタ法によって、下地層１３の上面に移行層１５を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源のパワーを６ｋｗにし、真空チャンバ２１内に流量が１１０ｓｃｃｍのアルゴン及び流量が５５ｓｃｃｍのアセチレンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１６０℃にし、基材２０に対して２００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを４０分間行う。

（ｄ）マグネトロンスパッタ法によって、移行層１５の上面に透明層１７を形成する。具体的には、シリコンターゲット２４に対応するＲＦ電源のパワーを６ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１２５ｓｃｃｍのアルゴンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１３０℃にし、基材２０に対して３００Ｖのバイアス電圧を印加し、コーティングを２０分間行う。

［実施例２］
（ａ）ステンレス３０４からなる基材２０を提供する。

（ｂ）マグネトロンスパッタ法によって、基材２０の上面に下地層１３を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源のパワーを１０ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１１０ｓｃｃｍのアルゴンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１７５℃にし、基材２０に対して１５０Ｖのバイアス電圧を印加し、コーティングを８分間行う。

（ｃ）マグネトロンスパッタ法によって、下地層１３の上面に移行層１５を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源のパワーを７ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１２０ｓｃｃｍのアルゴン及び流量が６０ｓｃｃｍのアセチレンを注入し、真空チャンバ２１の内部温度を１６５℃にし、基材２０に対して２５０Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを４５分間行う。

（ｄ）マグネトロンスパッタ法によって、移行層１５の上面に透明層１７を形成する。具体的には、シリコンターゲット２４に対応するＲＦ電源のパワーを５．５ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１２０ｓｃｃｍのアルゴンを注入し、真空チャンバ２１の内部温度を１２５℃にし、基材２０に対して３５０Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを２５分間行う。

［実施例３］
（ａ）ステンレス３１４からなる基材２０を提供する。

（ｂ）マグネトロンスパッタ法によって、基材２０の上面に下地層１３を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源のパワーを１２ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１３５ｓｃｃｍのアルゴンを持続的に注入し、真空チャンバ２１内の温度を１８０℃にし、基材２０に対して２２０Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを１２分間行う。

（ｃ）マグネトロンスパッタ法によって、下地層１３の上面に移行層１５を形成する。具体的には、クロムターゲット２３に対応するＲＦ電源のパワーを９ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１３５ｓｃｃｍのアルゴン及び流量が６５ｓｃｃｍのアセチレンを注入し、真空チャンバ２１の内部温度を１７０℃にし、基材２０に対して３００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを５０分間行う。

（ｄ）マグネトロンスパッタ法によって、移行層１５の上面に透明層１７を形成する。具体的には、シリコンターゲット２４に対応するＲＦ電源のパワーを７ｋｗにし、真空チャンバ２１の中に流量が１３５ｓｃｃｍのアルゴンを注入し、真空チャンバ２１の内部温度を１１５℃にし、基材２０に対して４００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを３５分間行う。

１０透明膜
１３下地層
１５移行層
１７透明層
２０基材
２１真空チャンバ
２３クロムターゲット
２４シリコンターゲット
２５トラック
１００ケース
２００真空蒸着装置
３００真空ポンプ

Claims

基材及び前記基材の表面を被覆する透明膜を備えるケースであって、
前記透明膜は、前記基材の上面に順次形成された下地層、移行層、及び透明層を含み、前記下地層は、金属クロム層であり且つ前記基材の表面上に形成され、前記移行層は、炭化クロム層であり且つ前記下地層の表面上に形成され、前記透明層は、シリコン層であり且つ前記移行層の表面↑に形成されることを特徴とするケース。
前記透明層は、シリコン原子により構成され、前記透明層の厚さは、０．１μｍ〜０．３μｍであることを特徴とする請求項１に記載のケース。
前記下地層の厚さは、０．１μｍ〜０．３μｍであり、前記移行層の厚さは、０．２μｍ〜０．４μｍであることを特徴とする請求項１に記載のケース。
前記基材の材料は、金属、プラスチック又はセラミックであることを特徴とする請求項１に記載のケース。
基材を提供する工程と、
クロムターゲットを用いて、マグネトロンスパッタ法によって、前記基材の表面上にクロムからなる下地層を形成する工程と、
前記クロムターゲットを用いて、アセチレンを反応気体として注入し、前記マグネトロンスパッタ法によって、前記下地層の表面上に炭化クロムからなる移行層を形成する工程と、
シリコンターゲットを用いて、前記マグネトロンスパッタ法によって、前記移行層の表面上にシリコンからなる透明層を形成する工程と、
を備えることを特徴とするケースの製造方法。
前記下地層を形成する場合、前記クロムターゲットに対応するＲＦ電源のパワーを８ｋｗ〜１５ｋｗにし、真空チャンバの中に流量が１００ｓｃｃｍ〜１５０ｓｃｃｍのアルゴンを注入し、前記真空チャンバの内部温度を１２０℃〜１８０℃にし、前記基材に対して１００Ｖ〜２５０Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを５分間〜１０分間行うことを特徴とする請求項５に記載のケースの製造方法。
前記移行層を形成する場合、前記クロムターゲットに対応するＲＦ電源のパワーを６ｋｗ〜１２ｋｗにし、真空チャンバの中に流量が８０ｓｃｃｍ〜１４０ｓｃｃｍのアルゴン及び流量が５０ｓｃｃｍ〜７５ｓｃｃｍのアセチレンを注入し、前記真空チャンバの内部温度を１００℃〜１５０℃にし、前記基材に対して２００Ｖ〜３００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを４０分間〜５０分間行うことを特徴とする請求項５に記載のケースの製造方法。
前記透明層を形成する場合、前記シリコンターゲットに対応するＲＦ電源のパワーを４ｋｗ〜８ｋｗにし、真空チャンバの中に流量が５０ｓｃｃｍ〜１３５ｓｃｃｍのアルゴンを注入し、前記真空チャンバの内部温度を９０℃〜１２０℃にし、前記基材に対して２００Ｖ〜４００Ｖのバイアス電圧を印加した後、コーティングを２０分間〜４０分間行うことを特徴とする請求項５に記載のケースの製造方法。