TWI472638B - 殼體之製作方法及由該方法製得之殼體 - Google Patents

Description

殼體之製作方法及由該方法製得之殼體

本發明涉及一種殼體及其製造方法。

隨著科技的不斷進步，行動電話及電腦等各式電子裝置也迅速發展，其功能亦愈來愈豐富。為了使電子裝置的外觀圖案設計更加豐富多彩，傳統上可藉由移印、印刷或鐳射雕刻等方式在殼體表面形成圖案，或藉由噴漆方式在電子裝置的殼體表面形成圖案層，使其呈現良好的外觀。

磁控濺射技術因其環保、製備的薄膜的外觀極具金屬質感等特點，在裝飾性鍍膜領域的應用越來越廣。目前，以磁控濺射技術在電子裝置的殼體上形成圖案層的做法通常係先於殼體上磁控濺射一顏色層，然後鐳射雕刻該顏色層形成所要的圖案或紋路。惟，此種方法在形成微小點狀的不規則圖案和紋路時，加工的效果不好，且整體上加工效率不高，嚴重制約了產量的提升，限制了在電子裝置殼體裝飾領域的競爭力。

鑒於此，有必要提供一種具有星芒狀圖案的殼體製作方法。

另外，還有必要提供一種由上述方法所製得的殼體。

一種殼體的製造方法，包括以下步驟： 提供基體；採用磁控濺射方法在基體的表面形成色彩層；在該色彩層上繼續以磁控濺射方法形成圖案層，在金屬靶材前端設置一移動的擋板，開啟靶材電源，該靶材為鈦靶、鉻靶或鋯靶中的任一靶材，加熱基體至500~800℃，調節該擋板至靶材正前方，沉積1~3分鐘，使靶材原子濺射到該擋板上，並使濺射的靶材原子數量和濺射速度穩定，移開擋板，繼續濺射1~5分鐘後關閉靶材電源，使圖案層於色彩層表面的沉積停留於形核階段。

一種由上述方法製得的殼體，該殼體包括一基體、一色彩層、一圖案層，所述色彩層形成於基體的表面，所述圖案層形成於色彩層的表面，所述圖案層為Ti、Cr或Zr膜層。

本發明殼體的製作方法在形成圖案層時，藉由鍍膜參數的控制基體使所述圖案層於色彩層表面的沉積停留於形核階段，在高溫作用下，形成圖案層的靶材原子持續向形核中心擴散使核心不斷長大，產生一種星芒的裝飾效果基體，豐富了磁控濺射層的表面裝飾效果，提高了產品的外觀競爭力。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧色彩層

15‧‧‧圖案層

17‧‧‧防護層

圖1係本發明較佳實施例的殼體的剖視示意圖。

圖2係本發明較佳實施例製作所述殼體的流程圖。

請參閱圖1及圖2，本發明一較佳實施方式的殼體10的製作方法包括如下步驟：提供一基體11，該基體11可以為玻璃、陶瓷或者不銹鋼。

對基體11進行表面清洗，以除去基體11表面的雜質和油污等，清洗完畢後烘乾備用。所述清洗包括將基體11放入盛裝有乙醇或丙酮溶液的超聲波清洗器中進行震動清洗。

將清洗後的基體11固定於一磁控濺射鍍膜機(圖未示)的轉架上，並對該磁控濺射鍍膜機的真空室進行抽真空，使該真空室內的壓強為3×10-8Pa，之後，通入流量為100~400sccm(標準狀態毫升/分鐘)的氬氣(工作氣體)；並使該腔體的溫度保持在100~200℃左右，以氮氣為反應氣體，設定氮氣流量為2~4sccm；在本實施例中使用的靶材可為鈦靶、也可為鉻靶或鋯靶等製備顏色膜層常用的靶材。本發明優選的實施例中使用Ti靶，設定鈦靶電源功率為4~9kw，對基體11施加-100~-300V的偏壓，佔空比為30~70%，並設置轉架的公轉轉速為3轉每分鐘(revolution per minute，rpm)，於基體11表面磁控濺射色彩層13。磁控濺射色彩層13的時間為10~40分鐘。

請再一次參閱圖1，在色彩層13上再形成一圖案層15，製備該圖案層15的步驟為：在所述磁控濺射鍍膜機中的真空室內設置一可移動的擋板，並調節該擋板至靶材正前方(擋板的移動可藉由鍍膜機控制系統操作)。在本發明中形成圖案層15使用的靶材可為鈦靶，也可為鉻靶或鋯靶等靶材。形成的圖案層15為Ti、Cr、或Zr膜層。開啟靶材，設定靶材功率為4~9kw，對基體11施加-100~-300V的偏壓，佔空比30~70%，Ar氣流量100~400sccm，加熱基體至500~800℃，開設濺鍍。因為擋板的遮擋作用，此時不會在基體11上鍍膜。1~3分鐘之後，當從靶材濺射出來的離子，其數量和速度都較為穩定時，迅速移開靶前的擋板，此時，靶材 所濺射的原子開始在基體11上高速沉積，再經過1~5分鐘後關閉靶電源，使使靶材原子於色彩層13上的沉積生長停留在形核階段，核心不斷的生長並與相鄰的核心接觸從而形成連續的星芒狀圖層，此時在上述高溫作用下，基體11表面的靶材原子具有較高的能量，仍會持續向形核中心擴散，使核心不斷長大。1~10分鐘後停止加熱，待基體冷卻後，充入空氣結束鍍膜。

上述製備方法中形成星芒圖案的原理為，在離子沉積過程包括了原子的吸附、表面擴散、凝結以及形核生長過程。經濺射到基體11表面的氣相原子都帶有一定的能量，到達基體11後會與其表面原子進行能量交換，使基體11表面自由能降低，從而變得穩定，由此完成吸附過程。濺射到基體11表面的氣相原子被吸附後失去了在表面法向方向的動能，只具有平行表面方向的動能，依靠這種動能，被吸附原子在表面做擴散運動，此過程中被吸附的原子相互碰撞而凝結，當原子團的原子數超過某一臨界值便形成穩定原子團，可以捕獲其他吸附原子和入射原子，並形成核，核心不斷的生長並與相鄰的核心接觸從而形成連續的星芒狀圖層。藉由上述的沉積步驟和方法可以在基體11上形成不規則點狀，類似於夜晚中點點繁星的外觀圖案效果，使得採用上述方法所形成的圖案層15具有類似星芒狀外觀。

形成所述圖案層15後，繼續以磁控濺射的方法在此圖案層15上製備一層透明的防護層17，以提高圖案層15耐磨、耐腐蝕性能。具體的製備方法為：待基體11溫度下降，抽真空該鍍膜機的腔體至3×10-8Pa，通入流量為100~400sccm(標準狀態毫升/分鐘)的氬氣；並使該腔體的溫度保持在100~200℃左右，以氧氣為反應氣 體，設定氧氣流量為200~150sccm；本發明中可用Ti靶、Al靶或Zr靶，形成所述防護層17可以係Ti-O層，Al-O層或Zr-O層。本發明優選的實施例中使用Ti靶，設定鈦靶電源功率為5~12kw，對基體11施加-100~-300V的偏壓，佔空比為30~70%，溫度100~200℃，並設置轉架的公轉轉速為3轉每分鐘(revolution per minute，rpm)，濺射形成該防護層17的時間為5~30分鐘。

請再一次參閱圖1，由上述方法所製得的殼體10，該殼體10包括一基體11、一色彩層13、一圖案層15及一防護層17，所述色彩層13形成於基體11的表面，所述圖案層15形成於色彩層13的表面，所述防護層17形成於圖案層15的表面，所述色彩層13可為Ti-N層、Cr-N層或Zr-N層，所述圖案層15可為Ti層、Cr層或Zr層，所述的防護層17可以係Al-O層、Si-O層或Zr-O層。

基體11可以為玻璃、陶瓷或者不銹鋼。

10‧‧‧殼體

11‧‧‧基體

13‧‧‧色彩層

15‧‧‧圖案層

17‧‧‧防護層

Claims (8)

1. 一種殼體的製作方法，包括如下步驟：提供基體；採用磁控濺射方法在基體的表面形成色彩層；在該色彩層上以磁控濺射方法形成圖案層，形成所述圖案層的主要步驟參數為：在金屬靶材前端設置一移動的擋板，該靶材為鈦靶、鉻靶或鋯靶中的任一靶材；開啟靶材電源，加熱基體至500~800℃，調節該擋板至靶材正前方，沉積1~3分鐘，使靶材原子濺射到該擋板上；待濺射的靶材原子數量和濺射速度穩定後，移開擋板，靶材原子濺射至基體的色彩層上約1~5分鐘後關閉靶材電源，使靶材原子於色彩層表面的沉積停留於形核階段以形成所述圖案層；在該圖案層上濺射形成防護層，該防護層為Al-O層、Si-O層或Zr-O層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述磁控濺射形成圖案層的工藝參數為：靶材功率為4~9kw，對基材施加偏壓為-100~-300V，占空比為30~70%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之殼體，其中所述圖案層為Ti、Cr或Zr膜層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之殼體，其中所述磁控濺射形成色彩層的工藝參數為：靶材為鈦靶、鉻靶或鋯靶中的任一靶材，以氬氣為工作氣體，鍍膜腔體的溫度保持在100-200℃，靶材的功率為4~9kw，形成色彩層的膜層為Ti-N層、Cr-N層或Zr-N層。
5. 如申請專利範圍第1項所述之殼體的製造方法，其中所述磁控濺射防護層的工藝參數為：以氧氣為反應氣體，設定氧氣流量為200~150sccm，濺射形成該防護層的時間為5~30分鐘，靶材電源功率為5~12kw，對基體施加 -100~-300V的偏壓，占空比為30~70%，鍍膜時間5~30分鐘。
6. 如申請專利範圍第1項所述之殼體的製造方法，其中所述形成防護層的靶材為鈦靶、鋁靶或鋯靶。
7. 如申請專利範圍第1項所述之殼體的製造方法，其中所述基體為玻璃、陶瓷或不銹鋼。
8. 一種由申請專利範圍1-7中的任一項所述的方法製得的殼體。