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一种金属件及其加工方法、电子设备

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


一种金属件及其加工方法、电子设备

技术领域

本申请涉及电子产品技术领域,尤其涉及一种金属件及其加工方法、电子设备。

背景技术

在诸如手机、平板电脑、手表等电子设备中,金属件作为壳体的一部分,比如手机及平板电脑的中框或者手表的表壳,部分表面形成设备的外观面,这样,利用金属件的金属质感,能够提升设备的外观品质。但是,现有技术中,金属件的颜色可调性较低,导致金属件的装饰效果受限。

发明内容

本申请实施例提供一种金属件及其加工方法、电子设备,用于解决如何提升金属件的颜色可调性的问题。

为达到上述目的,本申请的实施例采用如下技术方案:

第一方面,提供了一种电子设备,电子设备包括金属件,金属件包括金属件主体、金属实色层和光学复合层。金属件主体包括第一表面。金属实色层至少设置于第一表面所朝向的一侧,且金属实色层呈第一颜色。光学复合层设置于金属实色层背对金属件主体的一侧,光学复合层为透明结构,光学复合层用于调整第一颜色的色度值,以使金属件在第一表面处的外观呈第二颜色,第二颜色和第一颜色为明度不同的同一种颜色。其中,金属件在第一表面处的外观面形成电子设备的外表面的至少部分区域。

这样一来,通过光学复合层可以调整金属实色层的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面处的外观颜色不依赖于金属实色层的颜色,从而增大了颜色可调性,能够提升电子设备的外观品质。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属件主体的材料中合金元素的含量的质量百分数大于或者等于8%。其中,合金元素是指铝合金中除铝之外的其他元素。具体的,合金元素的含量的质量百分数可以为8%、9%、10%、11%或者12%。这样一来,在保证金属件主体具有低成本及低成型难度优势的前提下,可以提升金属件主体的硬度,增大金属件主体的结构强度,能够在保证金属件主体的结构强度不变的前提下,可以减小金属件主体的壁厚及用料,有利于提升硬件在电子设备内的占用空间,提高电子设备的电学性能。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层可以包括依次层叠设置的第一光学层、第二光学层和第三光学层,第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率,第二光学层的折射率大于第三光学层的折射率。也即是高中低折射率复合,此结构简单,容易实现。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层包括依次层叠并交替设置的第一光学层和第二光学层,第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率。这样一来,光线在光学复合层中的入射路径和反射路径上可以产生多次折射和反射。一方面,增大了第一颜色光在光学复合层中传输的光程,在保证第一颜色的光程差满足提升明度的要求的前提下,可以减小光学复合层的厚度。再一方面,可见光在光学复合层中的入射路径和反射路径上的不断折射增大了可见光的光程,因为可见光光程的增加,使用户在视觉上产生了一定的纵深感,视觉上产品表面产生一定类陶瓷的通透性,实现类陶瓷的外观效果。又一方面,相邻的第一光学层与第二光学层之间形成反射面,可见光在该多个反射面中进行多次反射,能够提升可见光的反射率,进一步达到高光的效果。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层中,第一光学层的数量比第二光学层的数量多1个,光学复合层的靠近金属实色层的表面以及远离金属实色层的表面均由第一光学层形成。这样一来,第一光学层的数量较多,在保证第一颜色的光程差满足提升或者降低明度的要求的前提下,可以进一步减小光学复合层的厚度,同时可见光的反射率较大,能够进一步提升高光效果。

在第一方面的一种可能的实现方式中,第一光学层的折射率大于或者等于1.85,小于或者等于2.4。第二光学层的折射率大于或者等于1.4,小于或者等于1.65。这样一来,第一光学层的材料和第二光学层的材料容易找到,且第一光学层与第二光学层的折射率差异较大,相邻的第一光学层与第二光学层之间的分界面的折射效果越明显,能够进一步增大入射路径和反射路径上光程,在保证第一颜色的光程差满足提升或者降低明度的要求的前提下,可以进一步减小光学复合层的厚度。同时第一光学层的折射率较大,可见光的反射率较大,能够保证高光效果。

在第一方面的一种可能的实现方式中,第一光学层的材料包括氮化硅、氮化铝、氧化钛、氧化钽、氧化铌中的至少一种。第二光学层的材料包括氧化硅、氧化铝中的至少一种。这些材料的光学性能较优,且能够满足折射率要求。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层的厚度小于或者等于5微米。具体的,光学复合层的厚度可以为5微米、4微米、3微米、2微米、1微米。这样一来,明度提升性能较优。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层的可见光吸收率小于或者等于3%。具体的,光学复合层的可见光吸收率可以为3%、2%、1%、0.8%、0.6%、0.4%、0.2%或者0.1%。这样一来,光学复合层吸收的光线较少,可见光主要由光学复合层远离金属实色层的表面以及金属实色层的朝向光学复合层的表面反射,高光效果较优,外观颜色的鲜艳程度较好。

在第一方面的一种可能的实现方式中,第二颜色的明度大于或者等于80。这样一来,金属件的外观面的颜色较亮,颜色鲜艳,美观度较高。

在第一方面的一种可能的实现方式中,光学复合层和金属实色层的硬度均大于或者等于1100Hv。这样一来,光学复合层和金属实色层的硬度较大,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属实色层的材料包括钛、铬、铝和钨中至少一种金属的氮化物或者碳化物。这些材料的硬度较高,能够提升耐划伤能力。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属实色层的厚度大于或者等于500纳米,且小于或者等于3000纳米。这样一来,金属实色层的厚度适中,能够保证金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能,同时减少金属实色层的用料,降低成型难度及用料成本。当金属实色层的厚度小于500纳米时,厚度较小,对耐腐蚀、抗跌落性能的提升较小,不能满足要求。当金属实色层的厚度大于3000纳米时,厚度较大,成型难度及用料成本较高。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括打底层。打底层设置于金属实色层与金属件主体的第一表面之间。打底层的材料包括钛和铬中的至少一种。打底层用于增加金属件主体与金属实色层之间的附着力,同时为不良品膜层退镀提供截止界面,防止退镀液损伤金属件主体。同时,钛、铬等金属与金属件主体、金属实色层之间的附着力均较优,能够增加金属件主体与金属实色层之间的附着力。

在第一方面的一种可能的实现方式中,打底层的厚度大于或者等于10纳米,且小于或者等于200纳米。具体的,打底层的厚度可以为10纳米、20纳米、50纳米、100纳米、120纳米、150纳米、180纳米或者200纳米。这样一来,打底层的厚度适中,能够增加金属实色层与金属件主体之间的附着力,同时避免增大第一表面的膜层厚度。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括过渡层。过渡层设置于光学复合层与金属实色层之间。过渡层包括氮元素和氧元素,过渡层由连接金属实色层的一端至连接光学复合层的一端,氮元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。或者,过渡层包括碳元素和氧元素,过渡层由连接金属实色层的一端至连接光学复合层的一端,碳元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。这样一来,过渡层与金属实色层之间,以及过渡层与光学复合层之间的附着力均较大,能够提升光学复合层与金属实色层的附着力。

在第一方面的一种可能的实现方式中,过渡层的厚度大于或者等于20纳米,且小于或者等于200纳米。具体的,过渡层的厚度可以为20纳米、50纳米、100纳米、120纳米、150纳米、180纳米或者200纳米。这样一来,过渡层的厚度适中,能够增加金属实色层与光学复合层的附着力,同时避免增大第一表面的膜层厚度。

在第一方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括防指纹层,防指纹层设置于光学复合层远离金属实色层的表面。防指纹层包括低表面能的有机或者无机材料,具有疏水、疏油性能,使得金属件的表面易清洁,耐指纹的性能较优。具体的,防指纹层的材料包括但不限于含氟的化合物。比如可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、氯氟苯脲(cloflucarban)。含氟的化合物具备较低的表面能,能够达到疏水、疏油抗指纹印残留的目的。

在第一方面的一种可能的实现方式中,电子设备为手机或者平板电脑,金属件为中框;或者,电子设备为手表,金属件为表壳。

第二方面,提供了一种金属件,该金属件包括金属件主体、金属实色层和光学复合层。金属件主体包括第一表面。金属实色层至少设置于第一表面所朝向的一侧,且金属实色层呈第一颜色。光学复合层设置于金属实色层背对金属件主体的一侧,光学复合层为透明结构,光学复合层用于调整第一颜色的色度值,以使金属件在第一表面处的外观呈第二颜色,第二颜色和第一颜色为明度不同的同一种颜色。

这样一来,通过光学复合层可以调整金属实色层的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面处的外观颜色不依赖于金属实色层的颜色,从而增大了金属件的外观颜色可调性。

在第二方面的一种可能的实现方式中,光学复合层包括依次交替并层叠设置的第一光学层和第二光学层,第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率。这样一来,光线在光学复合层中的入射路径和反射路径上可以产生多次折射和反射。一方面,增大了第一颜色光在光学复合层中传输的光程,在保证第一颜色的光程差满足提升明度的要求的前提下,可以减小光学复合层的厚度。再一方面,可见光在光学复合层中的入射路径和反射路径上的不断折射增大了可见光的光程,因为可见光光程的增加,使用户在视觉上产生了一定的纵深感,视觉上产品表面产生一定类陶瓷的通透性,实现类陶瓷的外观效果。又一方面,相邻的第一光学层与第二光学层之间形成反射面,可见光在该多个反射面中进行多次反射,能够提升可见光的反射率,进一步达到高光的效果。

在第二方面的一种可能的实现方式中,光学复合层和金属实色层的硬度均大于或者等于1100Hv。这样一来,光学复合层和金属实色层的硬度较大,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

在第二方面的一种可能的实现方式中,所述第二颜色的明度大于或者等于80。这样一来,金属件的外观面的颜色较亮,颜色鲜艳,美观度较高。

在第二方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括打底层。打底层设置于金属实色层与金属件主体的第一表面之间。打底层的材料包括钛和铬中的至少一种。打底层用于增加金属件主体与金属实色层之间的附着力,同时为不良品膜层退镀提供截止界面,防止退镀液损伤金属件主体。同时,钛、铬等金属与金属件主体、金属实色层之间的附着力均较优,能够增加金属件主体与金属实色层之间的附着力。

在第二方面的一种可能的实现方式中,打底层的厚度大于或者等于10纳米,且小于或者等于200纳米。具体的,打底层的厚度可以为10纳米、20纳米、50纳米、100纳米、120纳米、150纳米、180纳米或者200纳米。这样一来,打底层的厚度适中,能够增加金属实色层与金属件主体之间的附着力,同时避免增大第一表面的膜层厚度。

在第二方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括过渡层。过渡层设置于光学复合层与金属实色层之间。过渡层包括氮元素和氧元素,过渡层由连接金属实色层的一端至连接光学复合层的一端,氮元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。或者,过渡层包括碳元素和氧元素,过渡层由连接金属实色层的一端至连接光学复合层的一端,碳元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。这样一来,过渡层与金属实色层之间,以及过渡层与光学复合层之间的附着力均较大,能够提升光学复合层与金属实色层的附着力。

在第二方面的一种可能的实现方式中,过渡层的厚度大于或者等于20纳米,且小于或者等于200纳米。具体的,过渡层的厚度可以为20纳米、50纳米、100纳米、120纳米、150纳米、180纳米或者200纳米。这样一来,过渡层的厚度适中,能够增加金属实色层与光学复合层的附着力,同时避免增大第一表面的膜层厚度。

在第二方面的一种可能的实现方式中,金属件还包括防指纹层,防指纹层设置于光学复合层远离金属实色层的表面。防指纹层包括低表面能的有机或者无机材料,具有疏水、疏油性能,使得金属件的表面易清洁,耐指纹的性能较优。具体的,防指纹层的材料包括但不限于含氟的化合物。比如可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、氯氟苯脲(cloflucarban)。含氟的化合物具备较低的表面能,能够达到疏水、疏油抗指纹印残留的目的。

第三方面,提供了一种金属件的加工方法,该加工方法包括:

至少在金属件主体的第一表面所朝向的一侧设置金属实色层,该金属实色层呈第一颜色;

在金属实色层远离金属件主体的一侧设置光学复合层,光学复合层为透明结构,以调整第一颜色的色度值,并使金属件在第一表面处的外观呈第二颜色,第二颜色和第一颜色为明度不同的同一种颜色。

这样一来,通过设置金属实色层,可以提供基础颜色。在此基础上,设置光学复合层可以调整金属实色层的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面处的外观颜色不依赖于金属实色层的颜色,从而可以制得颜色可调性较优的金属件。

在第三方面的一种可能的实现方式中,至少在金属件主体的第一表面所朝向的一侧设置金属实色层,包括:采用磁控溅射工艺至少在金属件主体的第一表面所朝向的一侧设置金属实色层。这样,制得的金属实色层硬度较高,硬度能达到1100Hv以上,耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能较优。

在第三方面的一种可能的实现方式中,在金属实色层远离金属件主体的一侧设置光学复合层,包括:采用磁控溅射工艺在金属实色层远离金属件主体的一侧设置光学复合层。采用磁控溅射工艺成型后的光学复合层硬度较大,硬度大于1100Hv,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

附图说明

图1为相关技术提供的一种金属件的截面结构示意图;

图2为相关技术提供的又一种金属件的截面结构示意图;

图3为本申请一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图4为本申请一些实施例提供的电子设备的立体图;

图5为图4所示电子设备在A-A线处的截面结构示意图;

图6为本申请一些实施例提供的金属件的一种截面结构示意图;

图7为图6所示金属件中区域I的局部放大图向右旋转90°后获得的视图;

图8为图7所示金属件中光学复合层调整第一颜色的明暗程度的原理图;

图9为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图10为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图11为本申请一些实施例提供的金属件中一种光学复合层的结构示意图;

图12为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图13为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图14为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图;

图15为本申请一些实施例提供的金属件的加工方法流程图;

图16为本申请又一些实施例提供的金属件的加工方法流程图。

具体实施方式

在本申请实施例中,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请实施例中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

为便于对本申请的技术方案进行说明,在对本申请实施例中的金属件及其加工方法、电子设备进行详细介绍之前,首先对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

阳极氧化工艺:以铝或铝合金制品为阳极,置于电解质溶液中进行通电处理,利用电解作用使其表面形成氧化铝薄膜的过程,称为铝及铝合金的阳极氧化。经过阳极氧化处理,铝或铝合金制品的表面能够生成几个微米至几百个微米的氧化膜。氧化膜的硬度较高,耐磨损性能较优,能够提升耐划伤性能。而且,氧化膜中具有大量的微孔,能够吸附染料,以使氧化膜呈现不同的颜色。氧化膜的颜色由染料的颜色决定,染料能够被调制成各种颜色,能够将氧化膜染成不同的颜色,因此采用阳极氧化处理的铝合金表面颜色可调性较优。

物理气相沉积(physical vapor deposition,PVD)工艺:采用物理过程实现物质转移,将原子或分子由源转移到基材表面的过程。PVD的基本方法包括真空蒸发和磁控溅射。它的作用是使某些有特殊性能(强度高、耐磨性、散热性、耐腐性等)的微粒喷涂在性能较低的母体上,使得母体具有更好的性能。同时转移形成的膜层比较致密,抛光性能优越,能够实现高光效果。但是,膜层的颜色依赖于源材料的原色,颜色可调性差,限制产品的设计效果。

色度值:表示颜色的色空间坐标,也即是LAB值,具体包括L值、A值和B值。其中,L值代表明度,A值代表红绿色,B值代表黄蓝色。L值的值域由0到100。当L值=50时,就相当于50%的黑。A值和B值的值域均是由-128至+127。其中,当A值为-128时,颜色是绿色;当A值为+127时,颜色是红色。同样的,当B值为-128时,颜色是蓝色;当B值为+127时,颜色是黄色。任何颜色都有唯一的坐标值。例如,一种颜色的LAB值是L值=100,A值=30,B值=0,则该颜色为粉红色。

目前,电子设备中金属件的材质通常为铝合金,铝合金包括铝元素以及掺杂的铜、镁、锌、硅等至少一种合金元素。随着功能的逐渐强大,电子设备内硬件的占用空间越来越大。在不改变设备外形尺寸的前提下,可以减小金属件的壁厚及用料,以对内部硬件形成避让,但是不能影响金属件的支撑性能。为了保证金属件的支撑性能,可以通过增大在铝合金中掺杂的合金元素量,以提升金属件的硬度。因此,目前电子设备内铝合金金属件中掺杂的合金元素量越来越大。

在上述基础上,为了提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落和耐划伤性能,金属件可以采用阳极氧化工艺进行表面处理。其中,金属件的外观面是指:金属件在装配于电子设备中时,能够被用户从电子设备的外部看到的表面。金属件的外观面形成电子设备的外表面的至少部分区域。

请参阅图1,图1为相关技术提供的一种金属件的截面结构示意图。金属件包括金属件主体1和氧化膜1a。金属件主体1包括第一表面A。需要说明的是,金属件主体1的第一表面是指:金属件主体1上用于设置膜层以形成金属件的外观面的表面,在设置膜层之后,该金属件主体1的第一表面A对用户不可见。氧化膜1a设置于金属件主体1的第一表面A。金属件主体1的材质为铝合金,氧化膜1a由铝合金通过阳极氧化工艺制得。氧化膜1a具有比铝合金更高的硬度,而且颜色可调性能好。但是,氧化膜1a为多孔结构,因此金属件的外观面的亮度较差,不能达到高光效果。而且,随着铝合金中掺杂的合金元素量越来越高,阳极氧化工艺处理效果变差,生成的氧化膜1a的硬度,相比于不锈钢、钛等金属材料的硬度,仍然较低,因此金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能仍然较弱。

在上述基础上,为了提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落和耐划伤性能,可以采用PVD工艺对金属件进行表面处理。具体的,请参阅图2,图2为相关技术提供的又一种金属件的截面结构示意图。金属件包括金属件主体1和镀层1b。镀层1b设置于金属件主体1的第一表面A。镀层1b是通过PVD工艺制得。镀层1b的材质不受金属件主体1的材质的限制,因此金属件主体1的材质可以选择掺杂合金元素量较大的铝合金,以保证金属件主体1的硬度及支撑强度,镀层1b可以选择硬度更大的金属材料(比如钛(Ti)、铬(Cr)或者钨(W)),以保证外观面的硬度,由此能够保证金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。同时,通过PVD工艺制得的镀层1b表面致密度较高,能够通过抛光,达到高光的目的。但是,镀层1b的颜色依赖于原材料的颜色,因此外观的颜色可调性能较差。

根据以上描述,阳极氧化工艺和PVD工艺处理形成的金属件的优缺点记录在下表表1中,其中,阳极氧化工艺处理形成的金属件的优缺点记录在“阳极氧化工艺”列,PVD工艺处理形成的金属件的优缺点记录在“PVD工艺”列。

表1

对比表1中两种工艺处理形成的金属件的优缺点可知:电子设备的金属件无法同时满足主体及外观面的硬度、外观亮度和颜色可调性能的要求。

本申请中,为了同时保证金属件的主体及外观面的硬度、外观亮度、外观颜色可调性能,请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。金属件包括金属件主体1、金属实色层2和光学复合层3。

金属件主体1包括第一表面A,金属实色层2至少设置于第一表面A所朝向的一侧,金属实色层2呈第一颜色。金属实色层2提供了基础颜色。

在上述基础上,光学复合层3设置于金属实色层2背离金属件主体1的一侧。光学复合层3为透明结构。光学复合层3用于调整第一颜色的色度值,以使金属件在第一表面A处的外观(也即是外观面的外观)呈第二颜色。第二颜色和第一颜色为明度(也即是L值)不同的同一种颜色。

这样一来,通过光学复合层3可以调整金属实色层2的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面处的外观颜色不依赖于金属实色层2的颜色,从而增大了颜色可调性。

而且,金属实色层2可以通过PVD工艺设置于第一表面A所朝向的一侧,光学复合层3也可以采用PVD工艺设置于金属实色层2背离金属件主体1的一侧,这样使得第一表面A的膜层材料不受金属件主体1材料的限制,可以提升铝合金的金属件主体1中合金元素的含量,以提升金属件主体1的硬度,同时膜层材料也可以选择硬度较大的材料,以提升外观面的硬度,提升耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。而且,通过PVD工艺成型后的金属实色层2及光学复合层的致密度较高,能够达到高光效果。

根据以上描述,本申请实施例提供的金属件(参见图3)的优缺点以及前述阳极氧化工艺和PVD工艺处理形成的金属件的优缺点记录在下表2中。具体的,本申请实施例提供的金属件的优缺点记录在“本申请”列。由表2可以看出,本申请实施例提供的金属件能够同时保证金属件的主体及外观面的硬度、外观亮度及颜色可调性。

表2

下面将结合附图详细介绍本申请的实施例,并在介绍本申请的实施例之前,首先介绍本申请的应用场景。

本申请提供一种电子设备,该电子设备可以为3C产品,3C产品是指计算机(computer)、通信(communication)和消费类电子产品(consumer electronics)三者结合的产品,也称"信息家电"产品。具体的,电子设备包括但不限于手机、平板电脑(tabletpersonal computer)、膝上型电脑(laptop computer)、个人数码助理(personal digitalassistant,PDA)、手表、监控器、照相机、个人计算机、笔记本电脑、车载设备、增强现实(augmented reality,AR)眼镜、AR头盔、虚拟现实(virtual reality,VR)眼镜或者VR头盔等。

请参阅图4,图4为本申请一些实施例提供的电子设备100的立体图,本实施例以及下文各实施例是以电子设备100为手机进行示例性说明。电子设备100大致呈矩形平板状。在此基础上,为了方便后文各实施例的描述,建立XYZ坐标系,定义电子设备100的宽度方向为X轴方向,电子设备100的长度方向为Y轴方向,电子设备100的厚度方向为Z轴方向。可以理解的是,电子设备100的坐标系设置可以根据实际需要进行灵活设置,在此不做具体限定。在其他一些实施例中,电子设备100的形状也可以为方形平板状、圆形平板状、椭圆形平板状等等,在此不做具体限定。

请一并参阅图4和图5,图5为图4所示电子设备100在A-A线处的截面结构示意图。在本实施例中,电子设备100包括屏幕10、背盖20和中框30。

可以理解的是,图4和图5仅示意性的示出了电子设备100包括的一些部件,这些部件的实际形状、实际大小、实际位置和实际构造不受图4和图5的限制。在其他一些示例中,电子设备100也可以不包括屏幕10。

屏幕10用于显示图像、视频等。屏幕10包括透光盖板101和显示屏102(英文名称:panel,也称为显示面板)。透光盖板101与显示屏102层叠设置。透光盖板101主要用于对显示屏102起到保护以及防尘作用。透光盖板101的材质包括但不限于玻璃。显示屏102可以采用柔性显示屏,也可以采用刚性显示屏。例如,显示屏102可以为有机发光二极管(organiclight-emitting diode,OLED)显示屏,有源矩阵有机发光二极管或主动矩阵有机发光二极管(active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)显示屏,迷你发光二极管(mini organic light-emitting diode)显示屏,微型发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,微型有机发光二极管(micro organic light-emitting diode)显示屏,量子点发光二极管(quantum dot light emitting diode,QLED)显示屏,液晶显示屏(liquid crystal display,LCD)。

背盖20形成电子设备的壳体的一部分,用于保护电子设备100的内部电子元器件。背盖20位于显示屏102远离透光盖板101的一侧,并与屏幕10层叠且间隔设置。

中框30位于屏幕10与背盖20之间,中框30包括中板301和边框302。中板301与屏幕10、背盖20层叠设置。中板301与背盖20之间形成容纳空间C,该容纳空间C用于容纳电路板、摄像头、扬声器、电池等电子元器件(图中未示出)。边框302形成电子设备的壳体的又一部分。边框302设置于中板301的边缘。屏幕10和背盖20均固定于边框302上。

上述实施例中,中框30为本申请提供的金属件的一种结构形式,当然,金属件不仅限于手机的中框30,也可以是手机的背盖20。当电子设备为手机之外的其他产品时,金属件还可以是其他结构。比如,当电子设备为平板电脑时,金属件可以是平板电脑的中框或者背壳。又比如,当电子设备为手表时,金属件可以是手表的表壳。

下面主要以金属件是手机的中框30进行示例性介绍,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。请参阅图6和图7,图6为本申请一些实施例提供的金属件的一种截面结构示意图,图7为图6所示金属件中区域I的局部放大图向右旋转90°后获得的视图。金属件为中框30,金属件包括金属件主体1(也可以称之为中框主体)、金属实色层2和光学复合层3。

金属件主体1的材料包括但不限于铝合金、钛合金和不锈钢。

在一些实施例中,金属件主体1的材料为铝合金,铝合金包括铝以及掺杂的铜、镁、锌、硅等至少一种合金元素。铝合金的成本较低,成型简单,能够降低金属件主体1的成本及成型难度。

在上述实施例的基础上,可选的,金属件主体1的材料中合金元素的含量的质量百分数大于或者等于8%。其中,合金元素是指铝合金中除铝之外的其他元素。具体的,合金元素的含量的质量百分数可以为8%、9%、10%、11%或者12%。这样一来,在保证金属件主体1具有低成本及低成型难度优势的前提下,可以提升金属件主体1的硬度,增大金属件主体1的结构强度,能够在保证金属件主体1的结构强度不变的前提下,可以减小金属件主体1的壁厚及用料,有利于提升硬件在电子设备内的占用空间,提高电子设备的电学性能。

金属件主体1具有第一表面A。第一表面A设置膜层后可以形成金属件的外观面。在第一表面A设置膜层之后,金属件主体1的第一表面A对用户不可见。

其中,金属件的外观面,也即是金属件在第一表面A处的外观面,当金属件(比如中框30)应用于电子设备100内时,金属件的远离电子设备100的内部空间的表面。金属件的外观面形成电子设备100的外表面的至少部分区域,且金属件的外观面对用户可见。

另外,第一表面A设置的膜层包括但不限于金属实色层2和光学复合层3。

金属实色层2至少设置于第一表面A所朝向的一侧。换句话说,也即是,金属实色层2可以仅设置于第一表面A所朝向的一侧,不设置于金属件主体1除第一表面A之外的其他表面所朝向的一侧,也可以部分区域设置于第一表面A所朝向的一侧,另一部分区域设置于其他表面所朝向的一侧。在此基础上,金属实色层2的设置于第一表面A所朝向的一侧的部分为第一部分,第一部分可以覆盖第一表面A的部分区域,也可以覆盖第一表面A的整个区域,在此不做具体限定。在一些实施例中,请参阅图6,部分区域设置于第一表面A所朝向的一侧,另一部分区域设置于其他表面所朝向的一侧。

金属实色层2用于提供第一表面A处的外观基础反射强度和色彩。

金属实色层2呈第一颜色。金属实色层2的材料不同,第一颜色不同。金属实色层2的材料包括但不限于钛(Ti)、铬(Cr)、铝(Al)或者钨(W)中至少一种金属的氮化物或者碳化物。示例的,当金属实色层2的材料为氮化钛(TiN)时,第一颜色为金色。这些材料的硬度较高,能够提升耐划伤能力。

在一些实施例中,金属实色层2的硬度大于或者等于1100HV(维氏硬度的代号)。具体的,金属实色层2的硬度可以为1100HV、2000HV、2500HV、3000HV、4000HV或者5000HV。这样一来,金属实色层2的硬度较大,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

在一些实施例中,请参阅图7,金属实色层2的厚度d1大于或者等于500纳米(nm),且小于或者等于3000nm。具体的,金属实色层2的厚度d1可以为500nm、600nm、680nm、700nm、750nm、1000nm、1500nm、2000nm、2600nm、2800nm或者3000nm。

这样一来,金属实色层2的厚度d1适中,能够保证金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能,同时减少金属实色层2的用料,降低成型难度及用料成本。当金属实色层2的厚度小于500nm时,厚度较小,对耐腐蚀、抗跌落性能的提升较小,不能满足要求。当金属实色层2的厚度大于3000nm时,厚度较大,成型难度及用料成本较高。

光学复合层3设置于金属实色层2背离金属件主体1的一侧。光学复合层3为透明结构。光学复合层3用于调整第一颜色的色度值,以使金属件在第一表面A处的外观(也即是外观面的外观)呈第二颜色。第二颜色和第一颜色为明度(也即是L值)不同的同一种颜色。

比如,第一颜色为深金色,第二颜色为浅金色,第二颜色和第一颜色均为金色,也即是第二颜色和第一颜色为同一种颜色,但是第二颜色的明度比第一颜色的明度高,也即是第二颜色的L值大于第一颜色的L值。

定义第二颜色的L值与第一颜色的L值之差为△L,当△L大于0时,第二颜色比第一颜色浅,也即是,光学复合层3用于增大第一颜色的明度。当△L小于0时,第二颜色比第一颜色深,也即是,光学复合层3用于减小第一颜色的明度。

这样一来,通过光学复合层3可以调整金属实色层2的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面A处的外观颜色不依赖于金属实色层2的颜色,从而增大了颜色可调性。

具体的,请参阅图8,图8为图7所示金属件中光学复合层3调整第一颜色的明暗程度的原理图。可见光a1(包括第一颜色的光,后文简称第一颜色光)由金属件的外部入射至第一表面A处的外观面,在光学复合层3远离金属实色层2的表面,部分第一颜色光反射,反射光为a2;另一部分第一颜色光透色,透射光为a3。透射光a3在金属实色层2朝向光学复合层3的表面反射,反射光为a4,反射光a4透射至金属件的外部形成光a5。光a5与光a2通过光的干涉现象而互相加强或者减弱,从而达到调整第一颜色的明暗程度的目的。

具体的,若光a5与光a2通过光的干涉现象而相互加强,则提升第一颜色的明度;若光a5与光a2通过光的干涉现象而相互减弱,则降低第一颜色的明度。

由于光波具有波峰和波谷,当光a5的波峰与光a2的波峰相互叠加,光a5的波谷与光a2的波谷相互叠加时,光a5与光a2通过光的干涉现象而相互加强;当光a5的波峰与光a2的波谷相互叠加,光a5的波谷与光a2的波峰相互叠加时,光a5与光a2通过光的干涉现象而相互减弱。

由于颜色的明度越高,颜色越鲜艳,外观性能越好,因此光学复合层3在大多数场景中用来提升第一颜色的明度。基于此,下文各实施例是以光a5与光a2通过光的干涉现象而相互加强,以提升第一颜色的明度进行示例性说明。

在一些实施例中,第二颜色的明度(L值)大于或者等于80。这样一来,金属件的外观面的颜色较亮,颜色鲜艳,美观度较高。

为了使光a5的波峰与光a2的波峰相互叠加,光a5的波谷与光a2的波谷相互叠加,光a5与光a2之间的光程差应为光波波长的N倍,N为大于或者等于1的正整数。

在上述基础上,为了减小光学复合层3的厚度,可以选择光a5与光a2之间的光程差为光波波长的1倍。基于此,假设光学复合层3的厚度为d2,光学复合层3的平均折射率为n,第一颜色的波长范围为λ1-λ2。则d2可以满足下述公式:

λ1/(2n)≤d2≤λ2/(2n)。

因此根据第一颜色,通过设计光学复合层3的厚度及折射率,可以调整光a5与光a2的光程差,使光a5的波峰与光a2的波峰相互叠加,光a5的波谷与光a2的波谷相互叠加,以达到提升第一颜色的明度的目的。

在一些实施例中,光学复合层3的厚度小于或者等于5微米。具体的,光学复合层3的厚度可以为5微米、4微米、3微米、2微米、1微米。这样一来,光a5与光a2之间的距离较近,干涉效果明显,明度提升性能较优,颜色越鲜艳。

在一些实施例中,光学复合层3的可见光吸收率小于或者等于3%。具体的,光学复合层3的可见光吸收率可以为3%、2%、1%、0.8%、0.6%、0.4%、0.2%或者0.1%。这样一来,光学复合层3吸收的光线较少,可见光主要由光学复合层3远离金属实色层2的表面以及金属实色层2的朝向光学复合层3的表面反射,高光效果较优,外观颜色的鲜艳程度较好。

在上述基础上,可选的,金属件外观的可见光反射率可以大于或者等于70%。具体的,金属件外观的可见光反射率可以为70%、75%、80%、82%、85%、90%、92%、94%、98%或者100%。这样一来,金属件的高光效果较优。

在一些实施例中,光学复合层3的硬度大于或者等于1100HV。具体的,光学复合层3的硬度可以为1100HV、2000HV、2500HV、3000HV、4000HV或者5000HV。这样一来,光学复合层3的硬度较大,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

上述实施例中,光学复合层3的结构形式有多种,比如光学复合层3可以包括依次层叠设置的第一光学层、第二光学层和第三光学层,第一光学层的折射率大于第二光学层的折射率,第二光学层的折射率大于第三光学层的折射率。也即是高中低折射率复合,此结构简单,容易实现。

在其他一些实施例中,请参阅图9,图9为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。在本实施例中,光学复合层3包括依次交替并层叠设置的第一光学层31和第二光学层32,第一光学层31的折射率大于第二光学层32的折射率。

这样一来,光线在光学复合层3中的入射路径和反射路径上可以产生多次折射和反射。

一方面,增大了第一颜色光在光学复合层3中传输的光程,在保证第一颜色的光程差满足提升明度的要求的前提下,可以减小光学复合层3的厚度d2。

再一方面,可见光在光学复合层3中的入射路径和反射路径上的不断折射增大了可见光的光程,因为可见光光程的增加,使用户在视觉上产生了一定的纵深感,视觉上产品表面产生一定类似陶瓷的通透性,实现类似陶瓷的外观效果。

又一方面,相邻的第一光学层31与第二光学层32之间形成反射面,可见光在该多个反射面中进行多次反射,能够提升可见光的反射率,进一步达到高光的效果。

在一些实施例中,第一光学层31的折射率大于或者等于1.85且小于或者等于2.4。第二光学层32的折射率大于或者等于1.4且小于或者等于1.65。这样一来,第一光学层31的材料和第二光学层32的材料容易找到,且第一光学层31与第二光学层32的折射率差异较大,相邻的第一光学层31与第二光学层32之间的分界面的折射效果越明显,能够进一步增大入射路径和反射路径上光程,在保证第一颜色的光程差满足提升或者降低明度的要求的前提下,可以进一步减小光学复合层3的厚度d2。同时第一光学层31的折射率较大,可见光的反射率较大,能够保证高光效果。

在一些实施例中,第一光学层31的材料包括但不限于氮化硅(Si

第一光学层31的层数可以大于第二光学层32的层数,也可以小于第二光学层32的层数。在一些实施例中,请参阅图10,图10为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。在本实施例中,光学复合层3中,第一光学层31的数量比第二光学层32的数量多1个,光学复合层3的靠近金属实色层2的表面以及远离金属实色层2的表面均由第一光学层31形成。这样一来,第一光学层31的数量较多,在保证第一颜色的光程差满足提升或者降低明度的要求的前提下,可以进一步减小光学复合层3的厚度d2,同时可见光的反射率较大,能够进一步提升高光效果。

需要说明的是,假设第一光学层31的折射率为n1,第二光学层32的折射率为n2。光学复合层3的平均折射率n等于各层第一光学层31的折射率n1与厚度的乘积、各层第二光学层32的折射率n2与厚度的乘积之和,除以光学复合层3的厚度d2。示例的,请参阅图11,图11为本申请一些实施例提供的金属件中一种光学复合层3的结构示意图。光学复合层3的厚度为d2。光学复合层3包括两层第一光学层31和一层第二光学层32。两层第一光学层31的折射率均为n1,两层第一光学层31的厚度分别为d21和d22。一层第二光学层32的折射率为n2,厚度为d23。则光学复合层3的平均折射率n=(n1×d21+n1×d22+n2×d23)/d2。

在此基础上,结合前述厚度d2的计算公式:λ1/(2n)≤d2≤λ2/(2n),可知,可以根据第一颜色,通过设计光学复合层3中第一光学层31和第二光学层32的层数、厚度及折射率,以调整反射光a4与反射光a2的光程差,使反射光a4的波峰与反射光a2的波峰相互叠加,反射光a4的波谷与反射光a2的波谷相互叠加,以达到提升第一颜色的明度的目的。

在上述实施例中,金属件主体1的第一表面A与金属实色层2之间可以直接接触,也可以通过打底层过渡。图7-图11给出了金属件主体1的第一表面A与金属实色层2直接接触的示例,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。

在一些实施例中,请参阅图12,图12为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。在本实施例中,金属件还包括打底层4。打底层4至少设置于金属件主体1的第一表面A与金属实色层2之间。打底层4用于增加金属件主体1与金属实色层2之间的附着力,同时为不良品膜层退镀提供截止界面,防止退镀液损伤金属件主体1。

在一些实施例中,打底层4的材料包括但不限于钛(Ti)、铬(Cr)等金属。这些金属与金属件主体1、金属实色层2之间的附着力均较优,能够增加金属件主体1与金属实色层2之间的附着力。

在一些实施例中,打底层4的厚度大于或者等于10nm,且小于或者等于200nm。具体的,打底层4的厚度可以为10nm、20nm、50nm、100nm、120nm、150nm、180nm或者200nm。这样一来,打底层4的厚度适中,能够增加金属实色层2与金属件主体1之间的附着力,同时避免增大第一表面A的膜层厚度。

同理的,金属实色层2与光学复合层3之间可以直接接触,也可以通过过渡层过渡。图6-图9给出了金属实色层2与光学复合层3直接接触的示例,这不能认为是对本申请构成的特殊限制。

在一些实施例中,请参阅图13,图13为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。在本实施例中,金属件还包括过渡层5。过渡层5设置于金属实色层2与光学复合层3之间。过渡层5用于增加金属实色层2与光学复合层3的附着力。

在一些实施例中,过渡层5包括氮元素和氧元素,过渡层5由连接金属实色层2的一端至连接光学复合层3的一端,氮元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。或者,过渡层5包括碳元素和氧元素,过渡层5由连接金属实色层2的一端至连接光学复合层3的一端,碳元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。

这样一来,过渡层5与金属实色层2之间,以及过渡层5与光学复合层3之间的附着力均较大,能够提升光学复合层3与金属实色层2的附着力。

在一些实施例中,过渡层5的厚度大于或者等于20nm,且小于或者等于200nm。具体的,过渡层5的厚度可以为20nm、50nm、100nm、120nm、150nm、180nm或者200nm。这样一来,过渡层5的厚度适中,能够增加金属实色层2与光学复合层3的附着力,同时避免增大第一表面A的膜层厚度。

在上述任一实施例的基础上,为了使金属件的外观面具有防指纹性能,在一些实施例中,请参阅图14,图14为本申请又一些实施例提供的金属件的截面结构示意图。在本实施例中,金属件还包括防指纹(anti-fingerprint,AF)层6。防指纹层6设置于光学复合层3远离金属实色层2的表面。防指纹层6包括低表面能的有机或者无机材料,具有疏水、疏油性能,使得金属件的表面易清洁,耐指纹的性能较优。具体的,防指纹层6的材料包括但不限于含氟的化合物。比如可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、氯氟苯脲(cloflucarban,-CF3)。含氟的化合物具备较低的表面能,能够达到疏水、疏油抗指纹印残留的目的。

以上各实施例介绍了金属件主体1的第一表面A的膜层结构,当膜层结构包括打底层4、金属实色层2、过渡层5、光学复合层3和防指纹层6,且光学复合层3包括依次交替并层叠设置的第一光学层31和第二光学层32时,膜层结构的颜色可调性较优,且在视觉上产生了一定的纵深感,水滴角大于100°,表面易清洁,耐指纹性能较优,得到抗划测试力大于40N,耐磨2000次,并具有高光性能。

本申请实施例还提供一种金属件的加工方法,请参阅图15,图15为本申请一些实施例提供的金属件的加工方法流程图。其中,金属件可以为手机或者平板电脑的边框,也可以为手表的表壳。加工方法包括下述步骤S100和步骤S200。

步骤S100:至少在金属件主体1的第一表面A所朝向的一侧设置金属实色层2,金属实色层2呈第一颜色。

其中,金属实色层2的材料包括但不限于钛(Ti)、铬(Cr)、铝(Al)或者钨(W)中至少一种金属的氮化物、碳化物或者碳氮化物。这些材料可以采用PVD工艺(具体为磁控溅射工艺)制得,且硬度较高,成型过程容易。

在一些实施例中,可以采用PVD工艺(具体为磁控溅射工艺)至少在金属件主体1的第一表面A所朝向的一侧设置金属实色层2。这样,制得的金属实色层2硬度较高,耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能较优。

可选的,磁控溅射工艺设置金属实色层2的具体步骤可以包括:金属主体1位于PVD炉内,打开靶材,靶材为钛(Ti)靶,并通入氮气和氩气,沉积形成金属实色层2。

具体的,磁控溅射工艺设置金属实色层2的参数可以为:真空度为0.2帕斯卡(Pa)-6Pa,样品偏压为-40伏特(V)--180V,通入氮气和氩气,气压为2Pa-6Pa,样品温度控制在80摄氏度(℃)-120℃,靶材为钛(Ti)靶,靶材电流70安培(A)-110A,沉积20分钟(min),制得氮化钛(TiN)层,该氮化钛(TiN)层也即是金属实色层2。

步骤S200:在金属实色层2远离金属件主体1的一侧设置光学复合层3。光学复合层3为透明结构,光学复合层3用于调整第一颜色的色度值,以使金属件在第一表面A处的外观(也即是金属件的外观面的外观)呈第二颜色,第二颜色和第一颜色为明度不同的同一种颜色。

其中,光学复合层3可以包括依次交替并层叠设置的第一光学层31和第二光学层32,第一光学层31的折射率大于第二光学层32的折射率。

这样一来,光线在光学复合层3中的入射路径和反射路径上可以产生多次折射和反射。

一方面,增大了第一颜色光在光学复合层3中传输的光程,在保证第一颜色的光程差满足提升明度的要求的前提下,可以减小光学复合层3的厚度d2。

再一方面,可见光在光学复合层3中的入射路径和反射路径上的不断折射增大了可见光的光程,因为可见光光程的增加,使用户在视觉上产生了一定的纵深感,视觉上产品表面产生一定类陶瓷的通透性,实现类陶瓷的外观效果。

又一方面,相邻的第一光学层31与第二光学层32之间形成反射面,可见光在该多个反射面中进行多次反射,能够提升可见光的反射率,进一步达到高光的效果。

在一些实施例中,第一光学层31的材料包括但不限于氮化硅(Si

在一些实施例中,也可以采用磁控溅射工艺在金属实色层2远离金属件主体1的一侧设置光学复合层3。这样,形成的光学复合层3硬度较高,耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能较优。

具体的,可以首先设计光学复合层3的具体结构,该设计可以在光学薄膜软件(TFCALC)上进行。设计参数为:可见光(波长范围为380nm-780nm)向远离金属实色层2一侧的反射率大于70%,第一光学层31的材料为Si

表3

表4

表3所示实施例中,光学复合层3包括两层第一光学层31和一层第二光学层32。表4所示实施例中,光学复合层3包括三层第一光学层31和两层第二光学层32。

将光学复合层3中第一光学层31和第二光学层32的厚度输入到真空镀膜机,然后设置下述工艺参数:

1)本底真空5.0×10-4;

2)为了加强光学复合层3与金属实色层2之间的附着力,温度设置为:80摄氏度;镀膜之前用射频(radio frequency,RF)进行前处理,具体参数:自由基源(radical source)的功率为4500瓦特(W);氩气(Ar)的流量为0标况毫升每分(sccm);氧气(O2)的流量为120sccm;氮气(N2)的流量为0sccm;处理时间(Time)为240秒(s)。

3)为了得到以上设计的Si

4)为了得到以上设计的SiO

采用磁控溅射工艺成型后的光学复合层3硬度较大,硬度大于1100Hv,能够提升金属件的外观面的耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能。

这样一来,通过设置金属实色层2,可以提供基础颜色。在此基础上,设置光学复合层3可以调整金属实色层2的颜色的明暗程度,使得金属件在第一表面A处的外观颜色不依赖于金属实色层2的颜色,从而可以制得颜色可调性较优的金属件。

在一些实施例中,请参阅图16,图16为本申请又一些实施例提供的金属件的加工方法流程图。在本实施例中,步骤S100之前,加工方法还包括下述步骤S300。

步骤S300:至少在金属件主体1的第一表面A设置打底层4。

其中,打底层4的材料包括但不限于钛(Ti)、铬(Cr)等金属。这些金属与金属件主体1的材料、金属实色层2的材料之间的附着力均较优,能够增加金属件主体1与金属实色层2之间的附着力。

在一些实施例中,步骤S300包括:采用磁控溅射工艺在金属件主体1的第一表面A设置打底层4。

在一些实施例中,步骤S300可以包括:打开PVD炉内的靶材,靶材可以为钛(Ti),并通入氩气,以在PVD炉内的金属件主体1的第一表面A沉积钛打底层,工艺参数为:真空度调节为0.2-6Pa,样品偏压为-40--180V,通入氩气,气压为2-6Pa,样品温度控制在80-120℃,靶材为Ti靶,靶材电流70-110A,沉积20min,制得钛打底层。

在上述基础上,上述步骤S100包括:在打底层4远离金属件主体1的表面设置金属实色层2。

在一些实施例中,在步骤S300之前,加工方法还包括:清除金属件主体1的第一表面A的污染物和吸附气体。具体的,该步骤可以包括:将金属半成品中框放入PVD炉内,进行氩离子清洗。具体过程可以为:PVD炉内背底真空度为1×10-3Pa,先通入Ar气至0.5Pa,利用热丝等离子体源产生Ar+等离子体在500V偏压下Ar+离子清洗第一表面A10min,以清除表面的污染物和吸附气体。

在一些实施例中,在上述步骤100之后,步骤S200之前,加工方法还包括下述步骤S400。

步骤S400:在金属实色层2远离金属件主体1的表面设置过渡层5。

其中,过渡层5包括氮元素和氧元素,过渡层5由连接金属实色层2的一端至连接光学复合层3的一端,氮元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。或者,过渡层5包括碳元素和氧元素,过渡层5由连接金属实色层2的一端至连接光学复合层3的一端,碳元素含量逐渐减少,氧元素含量逐渐增多。

在一些实施例中,步骤S400包括:采用磁控溅射工艺在金属实色层2远离金属件主体1的表面设置过渡层5。采用磁控溅射工艺成型的过渡层5硬度较大,耐划伤性能较优。

具体的,步骤S400可以为:首先,在金属实色层2远离金属件主体1的表面沉积形成厚度为10nm-200nm的氮氧化钛(TiON)过渡层,其次,向PVD炉中加入钛靶材,并通入氧气和氮气,沉积过程中,由0到0.2pa分压,连续增加氧气量,由此形成含氧量逐渐增多的氮氧化钛膜。其中,在远离金属实色层2的方向上,氮氧化钛膜中氮元素逐渐减小,直到完全成为氧化钛(TiO2)为止。

在上述基础上,步骤S200可以包括:在过渡层5远离金属实色层2的表面设置光学复合层3。

这样一来,过渡层5与金属实色层2之间,以及过渡层5与光学复合层3之间的附着力均较大,借助过渡层5能够提升光学复合层3与金属实色层2的附着力。

在一些实施例中,在步骤S200之后,加工方法还包括下述步骤S500。

步骤S500:在光学复合层3远离金属实色层2的表面设置防指纹层6。

其中,防指纹层6的材料包括但不限于含氟的化合物。比如可以为聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,PTFE)、氯氟苯脲(cloflucarban)。含氟的化合物具备较低的表面能,能够达到疏水、疏油抗指纹印残留的目的。

在一些实施例中,步骤S500包括:通过PVD工艺(具体可以为真空蒸发工艺)在光学复合层3远离金属实色层2的表面设置防指纹层6。采用真空蒸发工艺成型的防指纹层6硬度较大,耐划伤性能较优。具体的,步骤S500的镀膜参数可以为:镀膜电流为260A,氩气(Ar)的流量为220sccm,氧气(O2)的流量为220sccm,镀膜时间为3min,得到10-30nm厚的防指纹层6。

在一些实施例中,在步骤S200之后,步骤S500之前,加工方法还可以包括在光学复合层3远离金属实色层2的表面进行表面处理的步骤。

具体的,对光学复合层3远离金属实色层2的表面进行表面处理的工艺可以为阳极等离子体处理工艺,具体参数为:本底真空5.0×10-3Pa;功率为1千瓦(KW)-5KW;氩气(Ar)的流量为200sccm;氧气(O2)的流量为80sccm;处理时间(Time)为240s。表面处理的目的用以加强防指纹层6与光学复合层3的附着力。

根据本申请实施例所述的加工方法,可以得到外观颜色与金属实色层的颜色相同但明度不同,且表面硬度较大,硬度大于1100HV以上,膜层与金属件主体之间的结合力大于40牛(N),耐划伤能力较优的金属件。

本申请提供的金属件,包括但不限于中框、背盖和表壳,在应用于手机、平板电脑、手表等电子设备中时,其外观面(也即是形成电子设备外表面的表面)的颜色不脱离内部金属实色层的颜色种类,但是相比于内部金属实色层的颜色明度,外观面的颜色明度可以更大,颜色可以更为鲜艳,由此能够达到更加绚丽的外观效果。同时,金属件的外观面使用户在视觉上产生了一定的纵深感,产生了一定类似陶瓷的通透性,由此能够达到类似陶瓷的外观效果。而且,金属件的外观面可见光反射率较高,能够达到高光、高亮的外观效果。从硬度方面讲,金属件外观面的膜层(包括金属实色层、光学复合层、AF层)均由PVD工艺制得,因此表面硬度较大,硬度能够达到1100HV以上,因此耐腐蚀、抗跌落、耐划伤性能较优,在诸如手机、平板电脑、手表等包括3C产品的电子设备中,具有较优的应用效果及前景。

在本说明书的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

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