一种移动终端陶瓷壳体的制作方法

本实用新型涉及一种移动终端、电子产品陶瓷壳体，尤其是一种移动终端陶瓷壳体。

背景技术：

手机移动终端、智能手表、智能电器等电子产品已成为人们日常生活中不可缺少的一部分。随着电气智能化技术的迅猛发展，移动终端、智能电子产品的功能越来越强大，随之能耗也逐渐增大，对应的电池等硬件模组整体重量也增大。

目前，移动终端壳体一般是以金属、玻璃、陶瓷为主。其中，金属壳体要经过金属基体表面进行t处理、金属基体进行纳米注塑、后道精加工、抛光和表面阳极处理等过程。但是，由于金属材质的导电性，对射频信号传输有干扰屏蔽作用，往往需要在金属电池盖上进行塑胶材质复合隔断，减少信号传输干扰。所形成的的塑胶与金属亲和性差，需要通过工艺繁琐且环保性差的t处理，在铝合金表面形成纳米孔和活化剂，注塑后塑胶与金属件方能形成优良的咬合效果。然而，其采用塑胶与金属复合的根本出发点也不是壳体的轻量化方面，也逐渐无法满足通信技术对其信号传输的高要求。

随着5g通信技术的日趋成熟，主流手机壳体正在逐渐去金属化，更偏向采用陶瓷或玻璃材质，方能匹配5g通信技术中毫米波的高频率传输。但是，氧化锆(微晶锆)陶瓷密度约6g/cm³，玻璃密度约2.4g/cm³。同尺寸结构，陶瓷壳体相比玻璃壳体要重约2.5倍，导致使用陶瓷壳体的移动终端、电子产品相对较重，影响使用体验。

技术实现要素：

基于此，本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种移动终端陶瓷壳体结构。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种移动终端陶瓷壳体结构，包括陶瓷基板层和非金属材料层，所述非金属材料层设于陶瓷基板层的内表面；所述陶瓷壳体包括一底部，所述底部的最大厚度为0.4-0.9mm，所述底部的陶瓷基板层厚度为0.2-0.35mm，所述底部的非金属材料层厚度为0.2-0.6mm。

上述设计的原因之一是在保证设计要求(强度、韧性、天线穿透能力、外观)的同时，可以最大化的减轻轻薄陶瓷壳体的重量；此设计的原因之二是节省陶瓷材料的用量，降低制造成本。

优选地，所述底部为曲面或平面，所述底部的非金属材料层厚度大于或等于底部的陶瓷基板层厚度。

优选地，所述陶瓷壳体包括拐角部；所述拐角部的陶瓷基板层的最大厚度，大于或等于所述拐角部的非金属材料层的最大厚度。

更优选地，当所述拐角部厚度不均一时，所述拐角部的厚度范围为0.2-3.7mm，所述拐角部的最大厚度为2.0-3.7mm；所述拐角部的陶瓷基板层厚度范围为0.2-2.5mm，所述拐角部的陶瓷基板层最大厚度为1.8-2.5mm；所述拐角部的非金属材料层厚度范围为0-1.2mm。

上述尺寸设计的主要原因是增加轻薄化陶瓷壳体的局部强度，保证壳体的抗冲击能力。

优选地，所述移动终端陶瓷壳体包括侧壁部，所述移动终端陶瓷壳体由底部、拐角部和侧壁部组成。所述侧壁部为平面或曲面；

当所述侧壁部厚度均一时，所述侧壁部的厚度为0.4-0.9mm；

当所述侧壁部厚度不均一时，所述侧壁部的厚度范围为0.2-2.8mm，所述侧壁部的最大厚度为1.5-2.8mm；其中，所述侧壁部的陶瓷基板层厚度范围为0.2-2.0mm，所述侧壁部的陶瓷基板层最大厚度为1.5-2.0mm；所述侧壁部的非金属材料层厚度范围为0-1.2mm。

优选地，所述非金属材料层由聚丙烯酰胺(para)、聚酰胺(pa)、聚碳酸酯(pc)中的至少一种组成。

更优选地，所述非金属材料层由para组成。

优选地，所述陶瓷基板层为微晶锆材料。

优选地，所述非金属材料层内部设有凸出部和凹陷部。此设计的目的是为了与移动终端上壳体的完美配合，且采用塑料结构的内层，更容易加工出凸出部和凹陷部。

优选地，所述移动终端陶瓷壳体由底部、拐角部和侧壁部组成，所述移动终端陶瓷壳体从底部、拐角部到侧壁部均具有光滑连续的外表面，所述侧壁部和拐角部的最大厚度均大于或等于底部的最大厚度，且所述拐角部的最大厚度大于或等于侧壁部的最大厚度。该厚度设计的原因主要在于对容易受到撞击的拐角部和侧壁部采用加厚处理，降低壳体破碎的风险。陶瓷基板和非金属材料层如若太厚，达不到轻薄化的效果，如若太薄，加工难度较高，且大大削弱产品的机械性能，降低产品的抗摔能力。

优选地，所述移动终端陶瓷壳体由底部、拐角部和侧壁部组成，在所述非金属材料层的中间层表面或内层表面，侧壁部的曲率半径等于或大于拐角部的曲率半径。

优选地，所述移动终端陶瓷壳体的重量为15-60g。

优选地，所述陶瓷外壳为2d、2.5d、3d、unibody中的一种。

此外，应该注意的是，本实用新型中，并非整个陶瓷壳体一定均有非金属材料层；可能情况有①整个壳体均有非金属材料层，②仅在壳体底部具有非金属材料层，③仅在壳体底部和侧壁部具有非金属材料层。

优选地，所述移动终端陶瓷壳体包括底部、侧壁部和拐角部，所述底部、侧壁部和拐角部均设有陶瓷基板和非金属材料层。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本申请的轻薄化陶瓷壳体结构多样性不少于现有陶瓷壳体类型，同样可以为2d平面结构和2.5d微弧结构、3d曲面结构、unibody一体式结构、以及复杂薄壁曲面结构；

(2)该轻薄陶瓷壳体重量轻，重量相比纯陶瓷材质要轻30％以上，与同尺寸玻璃壳体重量相当；采用陶瓷与非金属材料进行复合，既利用了陶瓷的坚硬性能，又结合了非金属材料的韧性，在保持陶瓷外观质感的同时大大的提升了抗冲击性能；

(3)该轻薄化陶瓷壳体配重跌落强度水平不小于1m，陶瓷基板与非金属材料层结合力良好；

(4)该轻薄陶瓷壳为陶瓷材质和非金属材料复合而成，依然属于非金属材料，不含有导电物质，对信号的传输几乎没有屏蔽作用，加上陶瓷温润如玉的质感，较高的硬度和耐磨性，是5g通讯时代移动终端、电子产品壳体的绝佳应用材料；

(5)陶瓷硬度高，本质上又属于硬脆材料，机加工性能差，加工成本高；本申请中的轻薄化陶瓷壳体，极大的减少了陶瓷加工制程，采用转换加工方法，对陶瓷的加工部分转化为对非金属材料的加工，降低陶瓷粉体的用量，降低加工成本，适合大批量生产应用，使陶瓷材质应用于移动终端壳体更具备市场效应；

(6)传统陶瓷壳体材质单一，可创新空间有限。本发申请中的轻薄化陶瓷壳体，既有较轻的手感，又具备宽泛的设计创新性，包括造型设计、颜色外观效果、功能结构等；由于壳体外观为陶瓷材质，可实现包含但不限于彩色、炫彩、渐变、哑光、拉丝、pvd外观效果；质感温润如玉，耐磨性好。

附图说明

图1为本实用新型所述移动终端陶瓷壳体的一种2d结构示意图；

图2为本实用新型所述移动终端陶瓷壳体的一种unibody结构示意图；

图3为本实用新型所述移动终端陶瓷壳体的一种3d结构示意图；

图4为本实用新型所述移动终端陶瓷壳体的一种unibody结构俯视图；

图5为本实用新型所述移动终端陶瓷壳体脱离力测试示意图；

其中，1、陶瓷基板层；2、非金属材料层；3、凸出部；4、凹陷部；5、底部；6、侧壁部；7、拐角部。

具体实施方式

为更好的说明本实用新型的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所述移动终端陶瓷壳体的具体实施例，本实用新型所述移动终端陶瓷壳体可以如附图1、2、3所示，所述陶瓷外壳为2d、2.5d、3d、unibody中的一种：

包括陶瓷基板层1和非金属材料层2，非金属材料层2设于陶瓷基板层1的内表面；非金属材料层2内部设有凸出部3和凹陷部4；移动终端陶瓷壳体由底部5、拐角部6和侧壁部7组成，如附图4所示；所述移动终端陶瓷壳体从底部、拐角部到侧壁部均具有光滑连续的外表面，所述侧壁部和拐角部的最大厚度均大于或等于底部的最大厚度，且所述拐角部的最大厚度大于或等于侧壁部的最大厚度。非金属材料层2由para、pa、pc中的至少一种组成；所述移动终端陶瓷壳体的重量为15-60g，优选25-40g；

并非整个陶瓷壳体(后盖加中框)一定均有非金属材料层。可能情况有①整个壳体均有非金属材料层；②仅在壳体底部具有非金属材料层；③仅在壳体底部和侧壁部具有非金属材料层。优选顺序为：①、②、③；

所述底部为曲面或平面；

当所述底部厚度非均一时，所述底部的最大厚度为0.4-0.9mm；

当所述底部厚度均一时，所述底部的厚度为0.4-0.9mm；

所述底部的陶瓷基板层厚度为0.2-0.35mm，所述底部的非金属材料层厚度为0.2-0.6mm；

所述底部的非金属材料层厚度大于或等于底部的陶瓷基板厚度；

当所述拐角部厚度不均一时，所述拐角部的厚度范围为0.2-3.7mm，所述拐角部的最大厚度为2.0-3.7mm；其中，所述拐角部的陶瓷基板层厚度范围为0.2-2.5mm，所述拐角部的陶瓷基板层最大厚度为1.8-2.5mm；所述拐角部的非金属材料层厚度范围为0-1.2mm；

所述拐角部的陶瓷基板层的最大厚度，大于或等于所述拐角部的非金属材料层的最大厚度；

所述侧壁部为平面或曲面；

当所述侧壁部厚度均一时，所述侧壁部的厚度为0.4-0.9mm；

当所述侧壁部厚度不均一时，所述侧壁部的厚度范围为0.2-2.8mm，所述侧壁部的最大厚度为1.5-2.8mm；其中，所述侧壁部的陶瓷基板层厚度范围为0.2-2.0mm，所述侧壁部的陶瓷基板层最大厚度为1.5-2.0mm；所述侧壁部的非金属材料层厚度范围为0-1.2mm；当所述移动终端陶瓷壳体为unibody结构时，在所述非金属材料层的中间层表面或内层表面，侧壁部的曲率半径等于或大于拐角部的曲率半径。

本实用新型所述陶瓷壳体，其制备方法可以采用模内注塑，具体制备流程如下：

(1)陶瓷坯体注塑基准加工；

(2)陶瓷结合面表面处理；

(3)陶瓷壳体模内注塑；

(4)注塑后塑胶精加工和陶瓷壳体外形精加工；

(5)陶瓷外观面抛光和表面处理。

(一)减重效果测试

具体实施例及尺寸设置如表1所示，其中纯陶瓷壳体结构采用与本发明移动终端陶瓷壳体一样的尺寸设计。表中厚度是指该部件的最大厚度。

表1

从表1可以明显看出，在相同尺寸的情况下，与纯陶瓷结构的壳体结构相比，本实用新型移动终端陶瓷壳体具有较好的减重效果。

(二)结合力测试

测试项目：脱离力测试；

测试仪器：脱离力测试机；

测试方法：专用治具，固定陶瓷壳体，测试头固定在非金属部件上，进行拉脱测试，如图5所示，具体测试结果如表2所示。

表2

从表2可以看出，本实用新型陶瓷壳体的非金属材料层与陶瓷基板层具有很好的结合力。

(三)环境测试

包括冷热冲击测试、恒温恒湿测试、高低温存储测试、盐雾测试、水煮测试等；具体测试条件如下：

a)冷热冲击测试条件：低温-40度(1h)，在1min内转到高温75度(1h)；循环数：40循环(80h)；

b)恒温恒湿测试条件：温度，75度；湿度，91％-95％；时间，168h；

c)低温存储测试条件：温度，-40度；时间，96h；

d)高温存储测试条件：温度，75度；时间，96h；

e)水煮测试条件：80度水浴，时间30min，产品不能接触容器壁；

f)盐雾测试条件：温度，35度；nacl浓度，5％；ph值，6.5～7.2；时间，96h。

环境测试结果：经过上述各种环境测试后，陶瓷构件与塑胶间结合界面没有出现剥离现象。

(四)跌落测试

将环境测试后的壳体进行跌落测试，包括整机跌落测试和滚筒跌落测试。

1、整机跌落测试：跌落高度1.0～1.5m，跌落方向为产品外围四边和陶瓷构件大面；

2、滚筒跌落测试：滚筒高度1.0m，测试周期75圈，2个循环。

跌落测试结果：经过跌落测试后，塑胶表面有轻微凹陷和变形；但是，陶瓷构件和塑胶的结合界面依然牢固结合，没有出现剥离现象。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。