CN102595834A - 壳体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种壳体，包括铝或铝合金基体，形成于该铝或铝合金基体表面的色彩层，所述色彩层包括依次形成于铝或铝合金基体表面的铝层和氧化铝层，该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。本发明还提供了所述壳体的制造方法，包括以下步骤：提供铝或铝合金基体；在该铝或铝合金基体上磁控溅射色彩层；所述色彩层包括依次形成于铝或铝合金基体表面的铝层和氧化铝层；所述壳体具有良好的耐磨性及装饰性外观。
Description
技术领域
本发明涉及一种壳体及其制造方法。
背景技术
随着科技的不断进步，手机、个人数字助理(PDA，PersonalDigital Assistant)、及计算机等各式电子装置也迅速发展，其功能亦愈来愈丰富。为了使电子装置的外壳具有丰富色彩，传统上可利用彩色塑料形成彩色塑料外壳，或藉由喷漆方式在电子装置的壳体表面形成色料层。然而，塑料外壳与喷漆外壳不能呈现良好的金属质感。另一方面，由于真空镀膜技术本身较为复杂而不易精密操控，现有技术中于壳体表面形成的金属真空镀膜层的色彩有限，与烤漆、阳极处理等工艺相比，真空镀膜层的颜色不够丰富，限制了其在装饰镀膜领域的竞争力。同时通过PVD溅镀的色彩膜层的耐磨性能普遍不佳，从而在使用中会发生壳体异色、脱落等现象，难以维持长久良好的装饰外观。
发明内容
鉴于此，提供一种具有良好耐磨性及装饰性外观的壳体。
另外，还提供一种上述壳体的制造方法。
一种壳体，包括铝或铝合金基体，形成于该铝或铝合金基体表面的色彩层，所述色彩层包括依次形成于铝或铝合金基体表面的铝层和氧化铝层，该色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。
一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供铝或铝合金基体；
于该铝或铝合金基体上形成铝层；
于铝层表面磁控溅射形成氧化铝层。
所述色彩层呈现的色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。
所述壳体的制造方法，通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体上形成具有装饰性的色彩层。所述色彩层包括依次形成于铝或铝合金基体表面的铝层和氧化铝层，在铝或铝合金基体上形成铝层可呈现出浅白色，之后，再于该铝层上形成一氧化铝层，该氧化铝层可在较宽的波长范围内呈现一种半透明效果，而且该氧化铝层还具有高耐磨性，可避免所述色彩层发生脱落等失效现象，从而使该壳体经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的壳体的剖视图。
图2是图1壳体的制作过程中所用镀膜机结构示意图。
主要元件符号说明
壳体 10
铝或铝合金基体 11
色彩层 13
铝层 131
氧化铝层 133
镀膜机 100
镀膜室 20
真空泵 30
轨迹 21
靶材 22
气源通道 24
具体实施方式
请参阅图1，本发明一较佳实施例的壳体10包括铝或铝合金基体11、及形成于该铝或铝合金基体11上的色彩层13。该壳体10可以为3C电子产品的壳体，也可为工业、建筑用件及汽车等交通工具的零部件等。
所述色彩层13包括铝层131和氧化铝层133，所述铝层131直接形成于铝或铝合金基体11的表面，所述氧化铝层133形成于铝层131的表面。所述铝层131的厚度为1.0～3.0μm；所述氧化铝层133的厚度为0.5～1.0μm。
所述色彩层13通过磁控溅射法沉积形成。
所述色彩层13呈现白色，其色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。
本发明一较佳实施例的制造所述壳体10的方法主要包括如下步骤：
提供铝或铝合金基体11，并对铝或铝合金基体11依次进行研磨及电解抛光。电解抛光后，再依次用去离子水和无水乙醇对该铝或铝合金基体11表面进行擦拭。再将擦拭后的铝或铝合金基体11放入盛装有丙酮溶液的超声波清洗器中进行震动清洗，以除去铝或铝合金基体11表面的杂质和油污等。清洗完毕后吹干备用。
对经上述处理后的铝或铝合金基体11的表面进行氩气等离子清洗，进一步去除铝或铝合金基体11表面的油污，以改善铝或铝合金基体11表面与后续涂层的结合力。
提供一镀膜机100，镀膜机100包括一镀膜室20及一用于对该镀膜室20抽真空的真空泵30，该镀膜室20内设有转架(未图示)，将基体11固定于转架上，转架带动基材11沿圆形轨迹21转动，且基材11在沿轨迹21运行时亦自转。在该镀膜室20侧壁上安装二靶材22，该二靶材22关于轨迹21的中心相对称。在二靶材22的两端设有气源通道24，气体经由该气源通道24吹出轰击二靶材22的表面，，以使靶材表面溅射出粒子。当基材11通过二靶材22之间时，将镀上二靶材22表面溅射的粒子，完成磁控溅射过程。
该等离子清洗的具体操作及工艺参数可为：对该镀膜室20进行抽真空处理至真空度为8.0×10-3Pa，以300～500sccm(标准状态毫升/分钟)的流量向镀膜室20内通入纯度为99.999％的氩气(工作气体)，于铝或铝合金基体11上施加-300～-750V的偏压，在所述镀膜室20中形成高频电压，使所述氩气离子化而产生氩气等离子体对铝或铝合金基体11的表面进行物理轰击，而达到对铝或铝合金基体11表面清洗的目的。对铝或铝合金基体11表面进行氩气等离子体清洗，清洗时间为3～10min。
在对铝或铝合金基体11进行氩气等离子体清洗后，在该铝或铝合金基体11上形成色彩层13。首先形成所述色彩层13中的铝层131。形成该铝层131的具体操作及工艺参数如下：以氩气为工作气体，调节氩气流量为100～300sccm，于铝或铝合金基体11上施加-50～-200V的偏压，设置偏压的占空比为30％～75％，并加热镀膜室至100～150℃(即溅射温度为100～150℃)；选择铝靶材22，设置其功率为8～13kw，沉积铝层13。沉积该铝层131的时间为10～30min。
形成铝层131后，在该铝层131上形成氧化铝层133，以氩气为溅射气体，设置氩气流量为100～200sccm，以氧气为反应气体，设置氧气流量为150～200sccm，设置偏压的占空比为30％～50％，对铝和铝合金基体11施加-50～-100V的偏压，并加热镀膜室至100～150℃；选择铝为靶材，设置其功率为8～13kw，沉积氧化铝层133。沉积氧化铝层133的时间为30～60min。控制氧化铝层133的厚度为0.5～1.0μm。
以下结合具体实施例对壳体10的制备方法及壳体10进行说明：
实施例1
等离子清洗：氩气流量为300sccm，铝或铝合金基体11的偏压为-300V，等离子清洗的时间为10分钟；
溅镀铝层131：通入氩气150sccm，设置铝靶22功率为10kw，设置铝或铝合金基体11的偏压为200V，沉积90min；
溅镀氧化铝层133：其工艺参数为：以氩气为工作气体，其流量为150sccm，以氧气为反应气体，设置氧气的流量为50sccm，在铝或铝合金基体上施加-200V的偏压，沉积时间为60min。
实施例2
等离子清洗：氩气流量为300sccm，铝或铝合金基体11的偏压为-300V，等离子清洗的时间为分钟10；
溅镀铝层131：通入氩气150sccm，设置铝靶22功率为10kw，设置铝或铝合金基体11的偏压为-200V，沉积90min；
溅镀氧化铝层133：以氩气为工作气体，其流量为150sccm，以氧气为反应气体，设置氧气的流量为100sccm，在铝或铝合金基体上施加-200V的偏压，沉积时间为60min。
实施例3
等离子清洗：氩气流量为300sccm，铝或铝合金基体11的偏压为-300V，等离子清洗的时间为分钟10min；
溅镀铝层131：通入氩气150sccm，设置铝靶22的功率为10kw，设置铝或铝合金基体11的偏压为-200V，沉积分钟90min；
溅镀氧化铝层133：以氩气为工作气体，其流量为150sccm，以氧气为反应气体，设置氧气的流量分别为75sccm，在铝或铝合金基体上施加200V的偏压，沉积时间为60min。
所述壳体10的制造方法，通过磁控溅射法依次于铝或铝合金基体上形成具有装饰性的色彩层13。所述色彩层13包括依次形成于铝或铝合金基体11表面的铝层131和氧化铝层133，在铝或铝合金基体11上形成铝层131可呈现出浅白的颜色，之后，再于该铝层131上形成一氧化铝层133，该氧化铝层133可在较宽的波长范围内呈现一种半透明效果，而且该氧化铝层133还具有高耐磨性。在提高所述壳体装饰效果的同时，还可避免所述色彩发生异色、脱落等失效现象，从而使该壳体10经长时间使用后仍具有较好的装饰性外观。
Claims (7)
1.一种壳体，包括铝或铝合金基体，形成于该铝或铝合金基体表面的色彩层，其特征在于：所述色彩层包括依次形成于铝或铝合金基体表面的铝层和氧化铝层，所述色彩层呈现白色，其色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述铝层的厚度为1.0～3.0μm。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述氧化铝层的厚度为0.5～1.0μm。
4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述色彩层以磁控溅射镀膜法形成。
5.一种壳体的制造方法，包括以下步骤：
提供铝或铝合金基体；
于该铝或铝合金基体上磁控溅射铝层；
于铝层表面磁控溅射氧化铝层，形成包括该铝层及氧化铝层的色彩层；
所述色彩层呈现白色，其色度区域于CIE LAB表色系统的L*坐标值介于75至100之间，a*坐标值介于-1至1之间，b*坐标值介于-1至1之间。
6.如权利要求5所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述铝层的工艺参数为：以氩气为工作气体，其流量为100～300sccm，于铝或铝合金基体上施加-100～-200V的偏压，设置偏压的占空比为30％～75％，以铝为靶材，设置其功率为8～10kw，溅射温度为150～250℃，溅射时间为60～90min。
7.如权利要求5所述的壳体的制造方法，其特征在于：磁控溅射所述氧化铝层的工艺参数为：设置氩气流量为100～300sccm，以氧气为反应气体，设置氧气流量为50～100sccm，设置偏压的占空比为为30～75％，对基体施加150～250V的偏压，选择铝为靶材，设置其功率为8～10kw，沉积氧化铝层的时间为30～90min。
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