基板外壳的制作方法

本实用新型涉及基板外壳领域，具体涉及一种基板外壳。

背景技术：

目前铝合金手机后壳为满足表面的颜色及耐缓冲盐雾等性能，会在金属表面进行阳极氧化处理。由于现有阳极氧化部分性能的不完善，导致在金属壳在水煮及盐雾测试方面的表现不完美。

目前市场上的部分阳极氧化黑色金属壳耐缓冲测试及水煮盐雾测试中性能不能满足，存在风险，常规厂商为了加强金属表面的性能，会在上面镀一层SiO2+AL2O3+AF药丸(anti-figure技术)，目前市场其余的采用现有的 af镀膜技术十分成熟，操作流程及工艺水平都在生产线中，此技术不影响金属壳的颜色可加强金属表面的各项性能。但是，af真空镀膜技术的药丸单价十分高昂，正常的1650cm的真空镀膜机，不计算其他成本光药丸的价格在 200-500左右。

CN203433138U公开了一种低翘曲度的红外截止滤光片，包括基底层，所述基底层的两侧面上分别镀有由高折射率材料膜层和低折射率材料膜层交替形成的复合膜层。所述高折射率材料膜层是由二氧化钛、五氧化二肽、氧化锆、五氧化二钽、五氧化二铌、硫化锌中的一种或一种以上组成，所述低折射率材料膜层是由二氧化硅、氟化镁、三氧化二铝中的一种或一种以上组成。

CN107573104A公开了一种陶瓷零件制备方法，其特征在于，包括：准备陶瓷基体；在所述陶瓷基体表面形成颜色膜层，得到彩色陶瓷零件，其中，所述颜色膜层包括至少一层二氧化硅膜层、以及至少一层折射率超过二氧化硅的材料对应的膜层，并且所述二氧化硅膜层与所述折射率超过二氧化硅的材料对应的膜层交替设置，所述颜色膜层的表层为二氧化硅膜层；对所述彩色陶瓷零件进行烧结处理。所述折射率超过二氧化硅的材料对应的膜层包括氮化硅膜层、碳化硅膜层、氧化铌膜层中的至少一种。所述颜色膜层还包括氧化铝膜层、氧化镁膜层或氧化锆膜层中的至少一种。本申请实施例提供一种陶瓷零件制备方法、陶瓷零件、指纹识别模组及电子设备，可以增加颜色膜层与陶瓷基体之间的附着力，有效地提高陶瓷零件的抗腐蚀性及耐磨性。

CN106495746A公开了一种增加黑色陶瓷黑度的方法，其特征在于，所述方法是在黑色陶瓷基底层上设置减反射膜。所述低折射率膜层为由二氧化硅、氟化镁、氧化锆中的至少一种组成的膜层，所述高折射率膜层为由五氧化二钽、五氧化三钛、三氧化二钛、二氧化钛、一氧化钛、氧化铌、硫化锌、氧化锆、氮化硅中的至少一种组成的膜层。所述中折射率膜层为氧化铝和一氧化硅中的至少一种组成的膜层。所述低折射率膜层的厚度为1～100nm，所述高折射率膜层的厚度为1～100nm，所述减反射膜的厚度为5～500nm。所述中折射率膜层的厚度为1～100nm。

CN206970483U公开了一种黑色陶瓷，其中，所述黑色陶瓷包括黑色陶瓷基底层和设置在所述黑色陶瓷基底层上的减反射膜。所述减反射膜包括交替叠层的低折射率膜层和高折射率膜层，所述减反射膜还包括中折射率膜层，所述中折射率膜层位于所述低折射率膜层和高折射率膜层之间，所述低折射率膜层的厚度为1-100nm，所述高折射率膜层的厚度为1-100nm，所述减反射膜的厚度为5-500nm，所述中折射率膜层的厚度为1-100nm。

CN102774084A公开了一种抗紫外并具有隔热作用的减反射镀膜层，其特征在于，可在普通玻璃上涂镀的四层复合的减反射镀膜层，所述减反射镀膜层从普通玻璃表面依次往上为：TiO2或Nb2O5层；第一SiO2层；ZnO和Al2O3层；第二SiO2层。

以上膜层在水煮及盐雾测试方面的表现不完美，或者采用的真空镀膜技术的AF药丸单价十分昂贵，因此，开发和研究一种耐磨性能及硬度都有质的提升，并且成本低的膜层(基板外壳)具有重要意义。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的采用直接阳极氧化处理的膜层在水煮及盐雾测试方面存在缺陷，采用真空镀膜技术中需要的AF药丸单价十分昂贵的问题，而提供一种基板外壳，该基板外壳在水煮及盐雾测试方面具有优良的性能，以及该基板外壳的耐磨性能及硬度都有质的提升，并且成本低。

为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种基板外壳，其中，该基板外壳包括：基板和依次附着在所述基板上的底层、中间层和面层，所述底层为SiO2层，所述中间层为Al2O3层，以及所述面层为Nb2O5层。

优选地，所述底层的厚度为10-250nm，所述中间层的厚度为10-220nm，以及所述面层的厚度为10-200nm。

优选地，所述底层的厚度为50-200nm，所述中间层的厚度为10-210nm，以及所述面层的厚度为50-150nm。

优选地，所述底层、所述中间层、以及所述面层的厚度的比为(0.6-3)： (0.05-2)：1。

优选地，所述底层、所述中间层、以及所述面层的厚度的比为(0.625-2)： (0.05-1.5)：1。

优选地，所述基板的表面粗糙度为3-100nm。

优选地，所述基板的表面粗糙度为4-10nm。

优选地，所述基板为陶瓷基板、及玻璃基板或金属基板表面。

通过上述技术方案，本实用新型具有的优势如下：

(1)相比直接阳极氧化后，镀一层面的基板外壳的耐腐蚀，耐缓冲性能能进一步提升。因为镀膜之后，基板外壳阳极氧化层多了一层保护，而且 SiO2与那Nb2O5常规的酸碱不反应。这样整个金属包围在一个惰性膜系内，各种性能会有一个提升；

(2)相比现有的AF镀膜技术，每炉产品的单价大大降低。一炉AF药丸在50-500元不等(视产能而定)，而常规材料的SiO2，AL2O3，Nb2O5价格低，一般在5-10元；

(3)由于膜层的耐磨性能及硬度都有了质的提升，可以运用在一些外观表面上。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1制备的一种基板外壳的横截面示意图。

附图标记说明

1、基板 2、底层

3、中间层 4、面层

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本实用新型第一方面提供了一种基板外壳，该基板外壳包括：基板1和依次附着在所述基板1上的底层2、中间层3和面层4，所述底层2可以为 SiO2层，所述中间层3可以为Al2O3层，以及所述面层4可以为Nb2O5层。

根据本实用新型，所述底层2的厚度为10-250nm(如10nm、20nm、30nm、 40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、 140nm、150nm、160nm、170nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、 230nm、240nm、250nm或上述数值之间的任意值)，所述中间层3的厚度为 10-220nm(如10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、 90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、 180nm、190nm、200nm、210nm、220nm或上述数值之间的任意值)，以及所述面层4的厚度为10-200nm(如10nm、20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、 70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、 160nm、170nm、180nm、190nm、200nm或上述数值之间的任意值)。

根据本实用新型，所述底层2、所述中间层3、以及所述面层4的厚度的比可以为(0.6-3)：(0.05-2)：1；在本实用新型中，将所述底层2、所述中间层3、以及所述面层4的厚度的比限定为上述范围，能够使制备的基板外壳在保证基板外壳颜色无大变化的前提下，基板外壳在水煮及盐雾测试方面具有优良的性能，以及该基板外壳的耐磨性能及硬度都有较好的提升，并且成本低；更优选地，所述底层2、所述中间层3、以及所述面层4的厚度的比为(0.625-2)：(0.05-1.5)：1；在本实用新型中，将所述底层2、所述中间层3、以及所述面层4的厚度的比限定为上述更优选的范围，能够使制备的基板外壳在保证基板外壳颜色无大变化的前提下，基板外壳在水煮及盐雾测试方面具有更优良的性能，以及该基板外壳的耐磨性能及硬度都有更好的提升，并且成本低。

根据本实用新型，所述基板1的表面粗糙度为3-100nm；更优选为4-10nm。在本实用新型中，所述表面粗糙度为Ra，即加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，可采用表面粗糙度测量仪直接测试。

在本实用新型中，若基板1本身满足上述表面粗糙度的限定，更容易在该基板1的表面形成膜层。若表面粗糙度太低，膜层与基板1的结合牢固性下降；若表面粗糙度太大，影响最终基板外壳的颜色和性能。

在本实用新型中，所述底层2、中间层3、以及面层4的材质和厚度为上述所限定的范围，一是能够使所形成的膜层耐腐蚀，耐缓冲性能能进一步提升，以及基板外壳在水煮及盐雾测试方面具有更优良的性能。

本实用新型的基板外壳可以采用溅射式真空镀膜技术制得。例如，可以采用溅射式镀膜机，能够有效的提升基板外壳的性能的同时，也可以提升基板外壳的耐磨性。在本实用新型中，对基板外壳进行溅射式真空镀膜，其中，该溅射式真空镀膜包括以下步骤：

(1)入炉抽真空，采用不加热，机台抽空转速10rpm，工作转速20rpm，在5.0E-5托(torr)，离子清洗5min，电压100v，电流7a左右，氩气30sccm；

(2)真空度在2.0E-5托，开始镀第一层SiO2；

(3)镀第二层Al2O3，采用apc保压，真空度控制在1.0E-4托，离子辅助100v，电流7a，氩气10sccm；

(4)镀第三层Nb2O5，采用apc保压，真空度控制在1.0E-4t托，离子辅助100v，电流7a，氩气10sccm；

(5)出炉，基板外壳下架到塑料盘中。

在本实用新型中，在采用溅射式真空镀膜技术对基板外壳进行镀膜之前，还需要对基板外壳进行清洗。其中，根据基板外壳的表面结构、面积和清洁程度不同，选择不同的清洗方式。通常情况下，清洗的方式可以为过一下水平清洗线洗净，选取基板外壳，例如，选取黑色铝合金手机后壳20块，过一下水平清洗线洗净，可以采用磁铁固定铝合金手机后壳两端，固定方式为：公转挂具上每个轴向五片，取四个轴向共放置二十片金属片。

根据本实用新型，所述基板1陶瓷基板、玻璃基板或金属基板。

根据本实用新型，该基板外壳可以为手机、平板电脑或IPAD的外壳，优选地，所述基板外壳为手机外壳。

以下将通过实施例对本实用新型进行详细描述。

在以下实施例和对比例中：

一、试验器材

三海溅射式镀膜机购自三海公司，吉祥达水平清洗线购自吉祥达公司

二、试验药品

Nb2O5膜料购自上海东杏公司，Al2O3膜料购自上海东杏公司公司，SiO2膜料购自上海东杏公司，氩气的纯度为99.99％，氧气的纯度为99.99％。

三、检测及比对

(1)肉眼比对

要求：比对镀膜前后是否对基板外壳表面造成了异色，杂质点等变化。

(2)性能测试

1、水煮测试：80℃±2℃的纯净水，将样品水煮30min

要求：检查样本涂层表面有无异常

2、盐雾测试：在35℃±2℃的密闭环境中，湿度>85％，用质量比5％±1％的NaCl溶液(PH值在6.5-7.2范围内)连续对样品进行盐水喷雾

要求：内观，24hr后，接触部电阻2Ω以下。外观，48hr后，阳极面不应有腐蚀及变色。

3、铅笔硬度测试：500g，9H铅笔，在镀膜表面划五道5cm的路程。

要求：玻璃表面无划伤

4、耐摩擦测试：橡皮擦500g，40mm行程，往复3000次，然后检查样品涂层表面有无异常。出现异色，异色点，膜层脱落等表面的任何不可逆变化，视为不通过。

5、紫外光照测试：在紫外灯照射下，48H，膜层表面无变化。

实施例1-9

本实施例在于采用本实用新型的方法制备的基板外壳(手机外壳)。

(1)选取黑色铝合金手机后壳20块，过一下水平清洗线洗净，用磁铁固定手机外壳两端，固定方式为：公转挂具上每个轴向五片，取四个轴向共放置二十片金属片；

(2)入炉抽真空，采用不加热，机台抽空转速10rpm，工作转速20rpm，在5.0E-5托，离子清洗5min，电压100v，电流7a左右，氩气30sccm；

(3)真空度在2.0E-5托，开始镀第一层SiO2；

(4)镀第二层Al2O3，采用apc保压，真空度控制在1.0E-4托，离子辅助100v，电流7a，氩气10sccm；

(5)镀第三层Nb2O5，采用apc保压，真空度控制在1.0E-4托，离子辅助100v，电流7a，氩气10sccm；

(6)出炉，基板外壳下架到塑料盘中；

其中，第一层SiO2，第二层Al2O3，第三层Nb2O5的厚度如表1所示。

将制备的基板外壳记为S1-S9，并对其进行性能测试，结果如表1所示。

另外，图1是本实用新型的实施例1制备的一种基板外壳的横截面示意图，从图1中可以看出：所述基板外壳包括相互贴合的基板1、底层2、中间层3和面层4，即，在所述基板1的表面上依次附着底层2、中间层3和面层4，并且，在本实施例1中，所述底层2为SiO2层，所述中间层3为 Al2O3层，以及所述面层4为Nb2O5层。

对比例1

按照与实施例1相同的方法制备手机后壳，所不同之处在于，底层厚度为200nm，去掉中间层，面层的厚度为60nm。

将制备的基板外壳记为DS1，并对其进行性能测试，结果如表1所示。

对比例2

按照与实施例1相同的方法制备手机后壳，所不同之处在于，依次在手机后壳的表面形成底层、面层和中间层，即，依次为手机基材、底层、面层、中间层。其中，底层厚度为100nm，含氧化铌的膜层的厚度为60nm，含氧化铝膜层厚度为50nm。

将制备的基板外壳记为DS2，并对其进行性能测试，结果如表1所示。

对比例3

按照与实施例1相同的方法制备手机后壳，所不同之处在于，没有形成底层、中间层和面层，仅在手机后壳表面形成传统的AF膜。

将制备的基板外壳记为DS3，并对其进行性能测试，结果如表1所示。

对比例4

按照正常的工艺流程生产SiO2+Al2O3+Ti2O5，厚度为SiO2为50nm，Al2O3为60nm，Ti2O5为70nm。

将制备的基板外壳记为DS4，并对其进行性能测试，结果如表1所示。

表1

从表1可以看出：实施例1-9均是采用本实用新型的技术方案，其中，实施例1-4、实施例6-9的底层、中间层和面层的厚度均在本实用新型所限定的范围之内，结果水煮测试通过率、盐雾测试通过率、耐磨测试通过率、铅笔硬度通过率以及Uv测试通过率的性能均良好，而实施例5的底层、中间层和面层的厚度没有在本实用新型所限定的范围之内，结果水煮测试通过率、盐雾测试通过率、耐磨测试通过率、铅笔硬度通过率以及Uv测试通过率的性能比较差；而对比例1-4由于没有采用本实用新型的技术方案，结果水煮测试通过率、盐雾测试通过率、耐磨测试通过率、铅笔硬度通过率以及 Uv测试通过率的性能均很差。

以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。