经氧化且涂覆的物品及其制备方法与流程

背景技术：

电子设备的壳体/外壳可以包括多个组件。这些组件可以包括盖体。在具有显示器的便携式电子设备的情况下，这些盖体可以包括上盖体(“a盖体”)、显示器本身(“b盖体”)、键盘盖体(“c盖体”)以及底盖体(“d盖体”)。取决于应用，盖体可以包括各种适合的材料。

附图说明

提供了附图来说明本公开中在此(除非以其他方式明确陈述，否则之后简述为“在此”)所描述的与壳体结构相关的主题的各示例，并且所述附图并不意图限制主题的范围。附图并非一定是按比例的。

图1提供示出在此描述的制造方法一个示例所涉及的工艺的流程图。

图2提供示出在此描述的制造方法另一个示例所涉及的工艺的流程图。

图3示出，在一个示例中，包括在此描述的壳体结构的电子设备的示意图。

图4a-4b示出，在一个示例中，如在此描述的壳体结构的示意图：图4a示出具有不同表面和层的该结构的示意图，且图4b示出该壳体结构一部分的组件的示意图。

具体实施方式

电子设备的壳体，尤其是便携式电子设备的那些壳体，频繁地经受至少部分由于其与其他对象(例如桌面、手、地等)的频繁接触而导致的机械形变。这些设备，尤其是它们的壳体，通常需要有具高机械强度和高硬度的材料以便于耐受磨损。同时，壳体结构通常具有某些使得该结构至少在视觉上吸引消费者用户的美化特征。

鉴于前述，发明人已经认识到并且意识到壳体结构的优势，尤其是如通过在此所描述的方法所制造的电子设备壳体中的一项优势。随后在下面是对与壳体结构尤其是制备所述壳体结构的方法相关的各示例的更详细的描述。在此描述的各示例可以以多种方式中的任意方式实现。

示例的一个方面中提供的是制造方法，包括：使用等离子体氧化包括金属材料的衬底的第一表面；通过经氧化的第一表面切入衬底以暴露衬底的未氧化的第二表面，该第二表面不平行于该第一表面；以及使用电泳沉积在被暴露的第二表面之上设置涂覆层，以形成具有经氧化的第一表面和经涂覆的第二表面的物品。

示例的另一个方面中提供的是制造方法，包括：制备具有电路的电子设备的壳体的一部分，其中制备包括：使用微弧氧化来氧化包括金属材料的衬底的第一表面；使用金刚石切割通过经氧化的第一表面切入衬底以暴露衬底的未氧化的第二表面，该第二表面不平行于该第一表面；以及使用电泳沉积在被暴露的第二表面之上设置涂覆层，以形成具有经氧化的第一表面和经涂覆的第二表面的部分；以及将电路与壳体组装，该壳体在该电路外部。

示例的另一个方面中提供的是电子设备，包括：电路；以及在电路外部的壳体，壳体的一部分包括衬底，衬底具有：包括金属材料的核心层；设置在核心层第一表面之上的氧化物层，氧化物为该金属材料的微弧氧化物；以及设置在氧化物层之上的功能性涂层，功能性涂层包括聚合物；衬底的边缘具有不平行于第一表面的未氧化的第二表面，该第二表面通过金刚石切割而被切割并且在其上具有电泳沉积的涂覆层，该涂覆层包括聚丙烯酸、环氧树脂和纳米颗粒中的至少一种。

微弧氧化(“mao”)

微弧氧化(“mao”)又被称为等离子体电解氧化。mao是电化学氧化工艺，其可以在例如金属材料的传导性材料上生成氧化物涂覆层。“金属材料”在此可以指纯金属、金属合金、金属间化合物(intermetallic)或含金属的复合物。金属材料可以包括铝、镁、钛等。与阳极氧化工艺相反，mao采用高电势从而可以发生放电并且所得等离子体可以使得氧化物层的结构改性。

mao可以涉及在浸没于电解液中的金属材料表面上创建微量放电。mao工艺可以被采用来形成相对厚并且多数结晶的氧化物涂层。涂层的厚度例如可以是数十或者数百微米，但不限于任何特定值。例如，取决于应用和所施行的工艺，可以产生具有较大或较小厚度的mao涂层。所得微弧氧化物涂层可以是致密和/或延展的并且可以具有相对高的硬度，尤其是与阳极氧化形成的氧化物层相反。

与沉积工艺相反，mao是化学转化工艺。具体地，作为mao的结果形成的氧化物层是下层金属材料衬底氧化的结果，而非被沉积在衬底上的氧化物层。结果，与基于沉积的工艺(例如喷涂)相比，mao涂层可以具有对下层金属材料衬底更高的附着性。

金刚石切割

术语“金刚石切割”在此可以指使用金刚石刀片切割材料的技术。金刚石刀片可以是这样的锯片，其边缘上固定有金刚石来切割诸如硬料和/或磨料的材料。取决于待切割的材料，可以使用任何适当类型的金刚石刀片。

可以在各种应用中采用金刚石切割。在一个示例中，采用金刚石切割来切割半导体材料。在另一个示例中，采用金刚石切割来切割金属材料，例如切开其上的保护层(例如氧化物层)和/或切入金属材料本身以暴露下层金属材料的一部分。衬底被暴露的导电金属材料可以允许诸如电泳沉积的工艺在传导性金属材料上进行。

电泳沉积

术语“电泳沉积”在此可以包括数种已知的工业工艺，包括电涂、电镀、阴极电沉积、阳极电沉积和电泳涂覆，以及电泳涂装。ed方法可以涉及任何适当数量的工艺和任何数量的材料。例如，ed可以涉及使用电场在导电表面之上设置悬浮在液体介质中的胶体颗粒。导电表面可以是电极的导电表面。在一个示例中，使用电场的影响来迁移颗粒被称为电泳法。

ed可以涉及水性工艺或非水性工艺。取决于所涉及的材料，工艺和工艺参数可以不同。对于被设置于衬底之上的材料的类型来说，ed可以是通用的。一般来说，在ed中可以采用任何可以被采用来形成稳定悬浮液并且可以运载电荷的胶体颗粒。在一个示例中，使用ed在其之上设置材料的衬底是导电的。例如，适用于ed的材料可以包括聚合物、颜料、染料、陶瓷、金属等。适当材料的类型还可以取决于其是用于ed的阴极材料还是阳极材料。在一个示例中，待被设置在衬底之上的材料包括聚丙烯酸、环氧树脂和纳米颗粒中的至少一种。在一个示例中，待通过ed设置的材料包括聚丙烯酸和环氧树脂中的一种。在另一个示例中，纳米颗粒被添加到待通过ed设置的聚合物中以控制表面轮廓、色彩表现或者这两者。纳米颗粒可以包括金属、化合物(例如金属氧化物，诸如二氧化硅)。在另一个示例中，待通过ed设置的材料包括染料。

制造方法

在此描述的壳体结构或其一部分可以通过涉及任意适当数量工艺的方法来制造。图1示出这样的方法的一个示例中所涉及的工艺。如图1所示的制造方法可以包括使用等离子体来氧化包括金属材料的衬底的第一表面(s101)。氧化工艺可以涉及任何适当的(多种)工艺，例如如上所述的mao。取决于所涉及的材料和技术，可以采用任何适当的氧化参数。注意，除非在此明确陈述，否则术语“第一”、“第二”、“第三”等在此仅仅采用来示出这些术语所描述的各对象为独立的实体而并不意欲暗示编排顺序的意味。

制造方法可以进一步包括通过经氧化的第一表面切入衬底以暴露衬底的未氧化的第二表面，第二表面不与第一表面平行(s102)。切割工艺可以涉及任何适当的工艺，例如如上述的金刚石切割。第二表面可以与第一表面成任何角度地相关。例如，第二表面可以垂直于第一表面。例如，第二表面可以相对于第二表面成1度到九十度间的任何角度。随后，制造方法可以进一步包括使用电泳沉积在所暴露的第二表面之上设置涂覆层，以形成具有经氧化的第一表面和经涂覆的第二表面的物品(s103)。电泳沉积的技术可以是如上所述的。例如，待设置的材料可以是上述的那些。

在此描述的壳体结构，例如通过如图1所示方法制造的壳体机构，可以在如下面进一步描述的各种应用中采用。取决于应用，如图1中所描述的制造方法可以被修改。图2示出制造电子设备的方法的另一示例中所涉及的工艺。如图2中所示，该方法可以包括制备具有电路的电子设备的壳体的一部分(s201)。多于一个电路是可能的。下面进一步描述“电子设备”。制备壳体该部分的该工艺可以包括使用微弧氧化来氧化包括金属材料的衬底的第一表面。该制备工艺可以进一步包括使用金刚石切割通过经氧化的第一表面切入衬底以暴露衬底的未氧化的第二表面，第二表面不平行于第一表面。该制备工艺可以进一步包括使用电泳沉积在暴露的第二表面之上设置涂覆层，以形成具有经氧化的第一表面和经涂覆的第二表面的部分。

随后，制作方法可以进一步包括将电路与壳体组装，该壳体在该电路外部(s202)。

图3示出，在一个示例中，包括在此描述的壳体31(在图中仅示出其一部分)的电子设备30的示意图。壳体可以包括具有在此所描述衬底的部分32。壳体(或其一部分)31在设备30内部的电路33外部。电路33可以是具有任意适当配置和组件的任意类型的电路。注意，尽管图3示出该结构在上盖体的一部分中，但是该结构可以构成一侧或多侧的整个盖体作为设备壳体的一部分。

图4a-4b提供进一步说明在此所描述的壳体结构的一个示例的示意图。作为在此所描述的制造方法(例如图1和图2中所示的那些制造方法)的结果，衬底40具有待氧化的第一表面41和待ed涂覆的第二表面42。注意，尽管在该图中第一表面41和第二表面42被示出为彼此不垂直，但是如果期望的话它们是可以彼此垂直的。图4a中的氧化结构43在图4b中被进一步示出。注意，结构43在图4a中被示出为衬底40表面41的仅仅一部分，这仅仅是为了促进说明。结构43可以囊括衬底40的一部分或者整个表面41。如上所述，第二表面42被涂覆有ed涂覆层44。

衬底43的氧化结构在图4b中被进一步描述。如该图中所示，该结构包括金属材料衬底431。层431可以包括一个单个的金属材料层。可替换地，层431可以包括多个子层(未示出)，多个子层中的至少一个包括金属材料。例如通过mao形成的一个的氧化物层432被设置在金属材料衬底431之上。如下面进一步提到的，在一些示例中，氧化物层432被进一步涂覆有功能性涂层433，但是功能性涂层不需要存在。在一个示例中，如图4a和4b中所示的结构可以是电子设备的壳体结构的一部分。

取决于应用，在此描述的制造方法中可以采用任何适当的材料。(衬底的)金属材料可以包括纯金属、金属合金、金属间化合物、金属化合物或含金属的复合物。注意，衬底可以包括一个单个的金属材料层，或者可以包括多个具有相同的、不同的材料的层，所述材料中的至少一些是金属材料。金属材料可以包括铝、镁、锂、锌、钛、铌、铁和铜中的至少一种。在一个示例中，含铁金属材料是钢，诸如不锈钢。在一个示例中，金属材料包括镁或其合金。金属材料可以包括任何前述金属元素的合金或者任何前述金属元素的组合。

可以被采用用于在此所描述的制造方法的装备不受限制。只要装备可以执行在此所描述的工艺，则该装备可以被使用。

取决于应用，在此描述的制造方法可以涉及各种工艺，所述各种工艺作为上面描述的那些工艺的部分或者是除上面描述的那些工艺之外的工艺。在一个示例中，在氧化工艺之前，通过任何适当的方法形成衬底，例如涉及计算机数控加工和锻造中至少一种的方法。工艺的参数可以取决于所涉及的材料和工艺而不同。在另一个示例中，在氧化工艺之前，待氧化的表面(即第一表面)被预处理。表面预处理的示例可以涉及除油和表面活化中的至少一种。除油可以涉及取决于所涉及的材料来施加压力、溶剂、温度等，以从表面去除油。表面活化可以涉及在氧化之前将第一表面暴露给浴液。浴液可以是酸性或碱性的。

在此描述的制造方法可以进一步包括在经氧化的(第一)表面之上设置功能性涂覆层。功能性涂层可以是在切割工艺之前或者之后设置的。在一个示例中，功能性涂层是在切割工艺之前设置在经氧化的表面之上的。功能性涂层可以通过任何适当技术设置。例如，功能性涂层可以使用喷涂或将其上待形成功能性涂层的表面浸在浴液中以将表面涂覆有功能性涂覆材料来设置。

取决于所期望的应用，功能性涂层可以是任何适当类型的涂层。例如，功能性涂层可以是以下之一：保护涂层、防指纹涂层、柔触涂层、抗菌涂层、防污涂层和绝缘涂层。在一个示例中，功能性涂层可以提供柔软的触觉，尤其是当涂层包括聚氨酯时。

取决于应用，功能性涂层可以包括任何适当的材料。例如，功能性涂层可以包括疏水性材料。例如，功能性涂层可以包括至少一种聚合物。聚合物例如可以是以下中的一种：聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯醚、聚氨酯、甲基倍半硅氧烷、聚乙烯、聚苯乙烯硅酮、丁基橡胶、聚酰胺、聚碳酸酯、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丙烯酸酯、环氧树脂和含氟聚合物。其他类型的聚合物也是可能的。在其中聚合物是聚酰亚胺的一个示例中，聚合物是氟化聚酰亚胺、聚氯乙烯聚酰亚胺或者(从美国的e.i.dupontdenemoursandcompany可获得)。在其中聚合物是聚酰胺的一个示例中，聚合物是聚酰胺纤维。在其中聚合物是聚苯乙烯的一个示例中，聚合物是丙烯脯二乙烯丁二烯树脂(“abs”)。在一个示例中，功能性涂层包括聚氨酯。

除了前述聚合物之外，功能性涂层还可以包括其他类型的材料，包括抗菌剂、填料等。取决于应用，填料可以是任何适当的材料。填料可以是有机材料或无机材料。例如，填料可以是陶瓷。适当的填料的示例可以包括炭黑、二氧化钛、粘土、云母、滑石、硫酸钡、碳酸钙、合成颜料、金属粉末、氧化铝、有机粉末、无机粉末、石墨烯、石墨和分散的弹性体。

在此描述的制造方法可以进一步包括在切割工艺之后在经氧化的表面之上设置粉末涂覆层。在一些实例中，粉末涂覆层还可以设置在金刚石切割的表面之上。粉末涂层可以起到保护mao氧化表面的作用。粉末涂层可以通过任何适当的技术设置。例如，可以使用静电喷雾沉积来设置粉末涂层。其他技术也是可能的。取决于应用，粉末涂层可以包括任何适当的一种或多种材料。对于粉末涂层适当的材料的示例包括环氧树脂、聚(氯乙烯)、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚丙烯酸等。取决于应用，还可以添加诸如粘合剂的添加剂。前述材料可以以任何组合在涂层中采用。

在此描述的制造方法可以进一步包括对在此描述的任何工艺的预备工艺。例如，在经受了氧化和切割工艺后，衬底可以在经受ed工艺之前被处理。取决于所涉及的材料，处理可以涉及任何数量的适当工艺。例如，被切割(例如被金刚石切割)的表面——在此被称为第二表面——可以在ed工艺之前被除油。经除油的第二表面可以被进一步清洗。可以采用诸如水的任何清洗剂。经清洗的第二表面可以被进一步抛光，例如通过化学抛光。取决于所涉及的材料，可以采用任何适当的化学抛光剂。例如，抛光剂可以是酸或碱。经化学抛光的第二表面可以被进一步再次清洗。清洗可以以与之前的清洗工艺中相同类型或不同类型的清洗剂来施行。经清洗的第二表面可以被进一步除污(de-smut)。取决于所涉及的材料，可以针对除污采用任何适当的蚀刻剂。经除污的第二表面可以进一步被清洁，例如通过超声清洁。

在ed涂覆层形成在衬底上之后，在此描述的制造方法可以进一步包括(多个)后沉积工艺。可以采用任何适当的后沉积工艺。例如，在形成ed涂覆层之后，制造方法可以进一步包括清洗至少衬底的经涂覆的表面并使至少经清洗的涂覆表面脱水。清洗可以涉及任何适当的清洗剂，例如上面所描述的那些。取决于应用，脱水可以涉及任何适当的工艺。脱水的示例可以是施加热、空气或两者。

在此描述的制造方法可以进一步包括在特定工艺之后检查产品。检查可以涉及任何质量控制工艺。在此描述的任何工艺完成之后可以应用检查过程。在一个示例中，在切割(例如金刚石切割)和ed工艺的至少之一之后针对衬底采用检查过程。

作为在此描述的制造方法的结果，在此描述的壳体结构可以具有某些有益性质。例如，至少归因于mao工艺，在此描述的结构可以具有相对高的硬度，尤其是与通过阳极氧化工艺所制备的结构相比。例如，在此描述的壳体结构可以具有至少约5h至例如约6h、约7h、约8h或约9h的铅笔硬度。其他值是可能的。在一个示例中，在此描述的壳体结构可以具有在约5h和约9h之间的铅笔硬度，例如在约6h和约8h之间，等等。其他值也是可能的。在此描述的铅笔硬度可以指在此所描述壳体结构的任何部分，包括被mao氧化物层覆盖的部分。

此外，至少部分归因于使用电泳沉积来创建涂覆层，作为在此描述的制造方法的结果的不同表面允许期望的表面最终光洁度和金属光泽感。注意，ed还提供了向涂层引入颜色的机会，而不是一些其他预先存在的涂覆技术的黑/灰涂层。这些特征在电子设备中是特别符合期望的，例如下面进一步描述的那些电子设备。此外，由ed形成的涂覆层可以进一步重新加工以有利于提高生产率。与一些其他预先存在的涂覆方法相比，ed的使用还允许更短的循环时间从而具有高生产力。此外，在此使用mao工艺可以降低某些金属材料——特别是镁合金——的表面反应性，并且mao更环保，并且可提供更高的吞吐率，特别是与阳极氧化工艺相比。

应用

至少部分地归因于许多前述符合期望的性质，在此所描述的壳体结构可以各种应用中采用。例如，壳体结构可以是结构组件的组成部分。该组件可以是电子设备的壳体的一部分。设备的壳体可以指包围设备内部的任何结构组件。在一个示例中，在此所描述的壳体结构是电子设备的壳体的一部分。例如，壳体结构可以是设备的壳体的任何部分，包括后盖体、前盖体、侧盖体等。

在此的电子设备可以指包括至少一个电路的任何设备。因此，在一个示例中，包括在此描述的壳体结构的壳体可以在电路外部。电子设备可以是消费电子设备。电子设备可以指便携/移动电子设备。在此的电子设备可以指计算机、内存存储装置、显示器、信号发射设备等。计算机可以指桌面型计算机、膝上型计算机、平板计算机、平板手机(phablet)、桌面平板(tablone)等。存储单元可以指硬驱动、服务器、处理器等的硬件。显示器可以指监视器、液晶显示器(“lcd”)、电视机等。信号发射设备可以指发射包括光、声、热等的任何类型的信号的设备。在一个示例中，电子设备是移动电话。

附注

应当意识到，前述概念(假设这些概念不是相互不一致的)的所有组合都被设想是在此公开的发明主题的部分。特别地，在本公开的结尾处出现的所要求保护的主题的所有组合都被设想是在此公开的发明主题的部分。还应当意识到，明确地在此采用、还可以出现在通过引用而并入的任何公开内容中的术语应当被给予与在此公开的特定概念最一致的含义。

除非清楚地指示为相反含义，否则包括权利要求书在内的本公开中在此所使用的冠词“一”和“一个”应理解为意指“至少一个”。在此引用的任何范围均是包含性的。

贯穿包括权利要求书在内的本公开使用的术语“基本上”和“约”用于描述和计及小的波动。例如，它们可以指小于或等于±5％，例如小于或等于±2％，例如小于或等于±1％，例如小于或等于±0.5％，例如小于或等于±0.2％，例如小于或等于±0.1％，例如小于或等于±0.05％。

浓度、量和其他数字数据可以以范围格式在此表达或呈现。这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并因此应该被灵活地解释为不仅包括明确地记载为范围极限的数值，而且还包括囊括在该范围内的所有个体数值或子范围，如同每个数值和子范围被明确地记载一样。作为说明，“1重量％(wt％)至5wt％”的数字范围应被解释为不仅包括明确记载的值1wt％至5wt％，而且还包括在所指示范围内的个体值和子范围。因此，包括在该数字范围内的是例如2、3、5和4的个体值，以及例如从1到3、从2到4和从3到5等的子范围。这同一原则适用于仅记载一个数值的范围。此外，无论所描述的范围的广度或特性如何，这样的解释都应适用。

在包括权利要求书在内的本公开中在此所使用的短语“和/或”应当被理解为意指如此连结的要素中的“其一或两者”，即在某些情况下结合地存在且在其他情况下分离地存在的要素中的“其一或两者”。利用“和/或”列出的多个要素应当以相同方式解释，即，这多个要素中的“一个或多个”如此连结。可以可选地存在除“和/或”子句特别标识的要素之外的其他要素，无论是与特别标识的那些要素相关还是不相关。因此，作为非限制性示例，当与例如“包括”的开放式语言结合使用时，对“a和/或b”的引用在一个示例中可以仅指a(可选地包括除了b以外的要素)；在另一个示例中，仅指b(可选地包括除a以外的要素)；在再另一个示例中，指a和b二者(可选地包括其他要素)；等等。

如在包括权利要求书在内的本公开中所使用的，“或”应当理解为具有与上文所定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或者“和/或”应当解释为是包含性的，即，包括多个要素或要素列表以及可选地附加的未列出项目中的至少一个、但是也包括这些中的多于一个。仅清楚地指示为相反含义的术语，诸如“以下中的仅一个”或“以下中的确切地一个”或当在权利要求书中使用时的“由以下构成”，将指包括多个要素或要素列表中确切地一个要素。一般而言，如在此所使用的术语“或”当前面有排他性术语时应当仅解释为指示排他性替代(即，“一个或另一个但是不是二者”)，所述排他性术语诸如“任一个”、“之一”、“以下中的仅一个”或“以下中的确切地一个”。当在权利要求书中使用时，“必要地由以下构成”应当具有其如在专利法领域中所使用的通常含义。

如在包括权利要求书在内的本公开中所使用的，在引用一个或多个要素的列表中的短语“至少一个”应当理解为意指从要素列表中的任一个或多个要素选择的至少一个要素，但是不一定包括在要素列表内特别列出的每一个和所有要素中的至少一个并且不排除要素列表中的任何要素组合。

在包括权利要求书在内的本公开中，所有过渡性短语，诸如“包括”、“包含”、“运载”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“由以下组成”等，都应理解为是开放式的，即，意指包括但不限于。仅过渡性短语“由以下构成”和“必要地由以下构成”应当分别是封闭式的或半封闭式的过渡性短语，如美国专利局专利审查规程手册§2111.03中所阐述的。