专利名称：一种表面处理方法及采用该方法的电子产品壳体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面处理方法及采用该方法的电子产品壳体，特别涉及到一种使 得产品表面具有粗糙度渐变效果的表面处理方法。
背景技术：
现在电子产品的功能和性能都趋向于一致，设计方面开始更倾向于表面装饰的多 样化，很多设计的概念电子产品都涉及到渐变装饰的效果。渐变是一种生活中常见的形态 效果，是指有一种状态到另一种状态连续变化，如从高光到亚光等的渐变。将这种效果应用 到产品外观上是近年来很多电子产品生产商青睐的表面装饰手段。所谓高光是指产品表 面十分光滑，粗糙度很低，所谓亚光是指产品表面具有一定粗糙度，其表面反射光是“漫反 射”。目前，将高光表面处理为亚光的方法有激光雕刻、喷涂、喷砂、化学蚀刻等工艺方法使 得产品部分表面粗糙度变大，但是采用这些普通工艺直接在高光面上进行亚光处理，得到 的是有明显界线的高光亚光效果，无法得到中间的渐变区域。
发明内容
本发明为解决现有技术的表面处理方法中不能使得产品表面效果由高光到亚光 渐变的技术问题，提供一种粗糙度连续变化的表面处理方法。本发明采用的技术方案如下一种表面处理方法，包括如下步骤提供基材，所述基材的表面至少部分为蚀刻部分；对基材的蚀刻部分进行蚀刻处理，所述蚀刻部分的蚀刻时间从一端向另一端递增 或者递减；将基材提出蚀刻液。进一步的，所述基材表面包括非蚀刻部分，蚀刻前还包括在非蚀刻部分表面形成 抗蚀刻液层的步骤。表面处理方法还包括蚀刻后再除去抗蚀刻液层的步骤。更进一步的，所述蚀刻的方法为，将蚀刻部分自下而上下降至蚀刻液中，所述蚀刻 部分下降至蚀刻液中的平均速度为0.1-1毫米/秒。将蚀刻部分分成至少2段，蚀刻部分每段各自勻速下降至蚀刻液中，蚀刻部分各 段的下降速度的趋势为自下而上递增。将基材提出蚀刻液的时间为0. 1-1秒。还包括对离开蚀刻液的基材进行清洗蚀刻液的步骤。本发明的另一个方案是提供了一种电子产品壳体，其表面处理方法为上述任一项 所述的表面处理方法。所述电子产品壳体材料选自金属、金属合金或陶瓷。所述电子产品壳体被蚀刻部分的最大粗糙度Ra值为4-5微米，最小粗糙度Ra值为 0. 005-0. 05 微米。本发明的表面处理方法可实现产品表面的粗糙度连续变化，其自然过渡，不会存 在“界线”，且操作简单。所述表面处理方法可适用于任何可被某种蚀刻液蚀刻的材料，其可 直接在产品表面加工，得到粗糙度连续变化的产品表面，其也可用来加工注塑模具的成型 腔表面，得到粗糙度连续变化的的成型腔表面，从而得到粗糙度连续变化的注塑产品表面。
具体实施例方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图
及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供的一种表面处理方法，用以使得产品的表面的粗糙度连续渐 变，即由高光到亚光渐变，其包括如下步骤提供基材，所述基材的表面至少部分为蚀刻部分；对基材的蚀刻部分进行蚀刻处理，所述蚀刻部分的蚀刻时间从一端向另一端递增 或者递减；将基材提出蚀刻液。进一步的，所述蚀刻的方法为，将蚀刻部分自下而上下降至蚀刻液中，所述蚀刻部 分放入蚀刻液的平均速度为0.01-1毫米/秒。一般来说，平均速度较大，蚀刻部分整体粗 糙度较小，平均速度较小，蚀刻部分整体粗糙度较大。所述平均速度是指被蚀刻部分的长度除以从蚀刻部分开始放入蚀刻液到完成蚀 刻所需的时间。所述蚀刻部分不限，可以是基材的全部表面，也可具有特定的形状，如各种基础的 几何形状如圆形、菱形；可为各种花纹，如植物、动物等的形状；也可为产品的标志，如各种 LOGO，所述蚀刻部分也可以是中间具有镂空形成的上述各种形状。所述基材的材料不限，可以为金属及金属合金、陶瓷等。金属及金属合金可以为不 锈钢如铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢等；铸钢如灰口铸铁， 球墨铸铁，蠕墨铸铁，可锻铸铁，耐磨铸铁，耐热铸铁等；有色金属铝合金，铜合金，镁合金， 镍合金，铅及其合金等可为碳素结构钢，低合金高强度结构钢，合金结构钢等。陶瓷可以为 氧化物陶瓷如玻璃、石英、二氧化硅、氧化铝、氧化铍等；陶瓷硅化物如碳化硅或氮化硅；陶 瓷氮化物如氮化硼、氮化碳、氮化铝、氮化钛等；陶瓷碳化物如碳化硅、碳化钛、碳化钨；搪 瓷等。可对基材先进行抛光处理，使得基材蚀刻前的整体表面粗糙度达到其高光部分的粗 糙度的要求，以模具钢为例，从Al-C级别的抛光度均可。所述蚀刻是指化学蚀刻。所述蚀刻液选材不限，可以根据基材的材料属性选择合 适的蚀刻液，若设置有抗蚀刻层，还要考虑抗蚀刻层的性质来选定蚀刻液。所述蚀刻液的选 用为本领域技术人员易知，以不锈钢基材为例，可以采用氯化铁浓度为300 800g/L、盐酸 浓度l-4mol/L、双氧水浓度1 3mol/L三者混合的蚀刻液。蚀刻温度为40-50摄氏度。本 发明优选采用具有的自动加温、冷却装置的蚀刻装置，有效地保证最佳蚀刻温度。根据本发明实施例，所述基材表面还包括非蚀刻部分，蚀刻前还包括在非蚀刻部 分表面形成抗蚀刻液层的步骤。所述抗蚀刻液层材料的选择可以是光固化，热固化等各种可以防蚀刻、且溶于某种溶剂可被褪掉的涂料。以上述不锈钢基材使用的蚀刻液为例，本 发明采用的抗蚀刻液层的材料是无卤素醇酸树脂。具体的，可以采用喷涂或者印刷的方 法使整个基材全部涂覆上抗蚀刻液层，然后在60°C -120°C的热风循环烘箱干燥箱中进行 预干。预干后，将印刷有特定图案的菲林覆盖在抗蚀刻液层上，采用功率为5Kw，功率密度 50-1000mj/cm2的碘镓灯或卤化金属灯进行曝光。曝光后，以0. 8 1. 2Wt%碳酸钠溶液或 者氢氧化钠溶液喷洗未曝光部分的抗蚀刻液层，将之溶解去除。例如菲林印刷的特定图案 形状为菱形，则得到具有镂空的菱形的抗蚀刻液层。则基材最终被蚀刻的部分呈现菱形。所述蚀刻部分放入蚀刻液可以勻速放入蚀刻液，优选的，所述基材进入蚀刻液为 非勻速，其根据蚀刻液随着蚀刻时间对基材的影响和基材每部分需要被蚀刻的程度而定。 以基材为不锈钢、蚀刻液为含有氯化铁浓度为300 800g/L、盐酸浓度l-4mol/L、双氧水浓 度1 3mol/L三者混合为例，其所示蚀刻时间越长，基材表面的粗糙度越大，但是蚀刻时间 增加对粗糙度的影响是越来越小的，一段时间后，基材表面的粗糙度基本不随蚀刻时间增 加而增加。所述使得基材进入蚀刻液的方法具体为，将基材平均分成至少2段，每段蚀刻 部分各自勻速下降至蚀刻液中，并且其蚀刻部分的下降趋势是速度越来越快。其分段的段 数不限，每段的蚀刻时间和下降速度也不限，一般来说，蚀刻部分每段的下降速度为0. 01-1 毫米/秒，下降时间为0. 1秒-lOmin。对于蚀刻部分比较短的基材，可选择少量分段并选择 较小的下降速度和较短下降时间，对于蚀刻部分比较长的基材，可选择大量分段并选择较 大的下降速度和较长的下降时间。以蚀刻部分的长度为37毫米为例，可以0. 1毫米/秒速 度下降30秒，然后以0. 85毫米/秒速度下降40秒，完成蚀刻。完成蚀刻后，迅速将基材提升使得其离开蚀刻液，提出所述基材所需的时间为 0. 1-1 秒。本发明优选所述“将蚀刻部分自下而上下降至蚀刻液中”和“将基材提出蚀刻液的 步骤”为采用提拉设备来控制，所述提拉设备可以夹持基材进行上升、下落工作，且可控制 上升、下落的速度，并可按设定随时停止动作。更具体的，将材料悬挂到蚀刻液上空，在材料 开始接触到蚀刻液的同时，运行提拉设备的下降程序，使不锈钢材料逐渐的进入到蚀刻液 中，蚀刻完成后，运行提拉设备的上升程序，提出基材。蚀刻后还包括在除去抗蚀刻液层的步骤。除去蚀刻后基材表面的抗蚀刻液层的方法没有特别的限制，只要能够将抗蚀刻 材料层充分去除即可，例如可以利用能够溶解所述抗蚀刻材料而不与基材本身材料发生 反应的溶液，将所述抗蚀刻材料溶解掉。以所述基材为不锈钢基材为例，可以利用浓度为 2-4mol/L的氢氧化钠水溶液接触所述抗蚀刻液层，从而将所述抗蚀刻液层去除掉，所述接 触的条件没有特别的限制，例如接触的条件包括接触温度为50-60°C，接触时间为4-6分 钟。因为基材离开蚀刻液后还会有残留的蚀刻液会继续对基材的粗糙度造成影响，所 以必须对其上残留的蚀刻液进行清洗。所述清洗蚀刻液的方法可以为采用l-2mol/L的氢 氧化钠溶液将基材表面的蚀刻液迅速除去，然后用清水进行清洗。所述去除的具体方法为 将基材迅速移离蚀刻液，采用喷枪装置的氢氧化钠溶液对基材进行全面喷淋，将基材表面 的酸性蚀刻液除去，然后是用清水将表面的氢氧化钠溶液除去，真空烘干，涂防锈油等以防 止表面氧化。
所述蚀刻的方法也可以为，先将蚀刻部分放入蚀刻液中，然后使得蚀刻部分自上 而下从蚀刻液中离开，所述蚀刻部分离开蚀刻液的平均速度为0.01-1毫米/秒。若采用该方法，优选基材边离开蚀刻液边对离开蚀刻液的部分进行清洗，其他操 作程序与第一种蚀刻方法类似或一样。一般来说，所述基材被蚀刻部分的最大粗糙度Ra值为4-5微米，最小粗糙度Ra值 为0. 005-0. 05微米，基材被蚀刻的其他部分的粗糙度值在所述最大粗糙度值和最小粗糙 度值之间均勻递变。本发明所述表面处理方法可直接在产品表面加工，得到粗糙度连续变化的产品表 面，其也可用来加工注塑模具的成型腔表面，得到粗糙度连续变化的成型腔表面，然后选用 各种颜色的聚碳酸酯、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的混合物、聚苯乙烯、聚 酰胺等注塑料在模具内进行注塑成型。从而得到粗糙度连续变化的注塑产品表面。例如采 用的原料是黑色的聚碳酸酯(牌号为1414BK1A329)进行注塑成型，所述注塑工艺为行业易 知，如注塑机型号为住友130、模具温度为动模80°C、静模100°C、注射压力为2300kg/cm2、 保压压力1650kg/cm2。最终得到的塑胶壳体渐变效果明显，有过渡自然的、手感上的渐变。本发明还提供了由本发明提供的方法处理的电子产品壳体。本发明对所述电子产品没有特别限定，可以是手机、MP3播放器、PDA、笔记本电脑 和数码相机等，优选为手机。所述电子产品壳体的蚀刻部分具有均勻渐变的表面粗糙度，其 蚀刻部分的最大粗糙度Ra值为4-5微米，最小粗糙度Ra值为0. 005-0. 05微米，所述电子产品壳体材料选自金属、金属合金或陶瓷。当然，其也可为塑胶，由被本 发明提供的方法处理的模具制得。下面通过具体实施方式
对本发明的方法进行进一步说明。实施例1 使用S136钢材作为基材，对基材抛光到A级别，粗糙度为0. 005微米。并用主要 成分是甲苯、二甲苯、乙酸乙酯的天那水混合液清洗模具表面除去表面的油等其他脏污，使 用擦镜布将表面清洗干净；然后将无卤素醇酸树脂抗蚀刻涂料调配至黏度为IOcps左右，使用带压缩空气的 圆形喷枪将整个不锈光材料完全喷涂，然后在60°C-120°C的热风循环烘箱干燥箱中进行 预干，直到手压无指印。然后将印刷有保护图案的菲林准确的覆盖到所需要保护的区域，采 用功率为5Kw，功率密度50-800mj/cm2的碘镓灯或卤化金属的UV灯进行曝光。曝光后，将 没有保护的未曝光图案部位的抗蚀刻液层使用1. 0Wt%碳酸钠溶液喷洗除去。选用蚀刻液，所述蚀刻液含有氯化铁400g/L、盐酸2. 5mol/L、双氧水2mol/L的酸 性混合液。将提拉设备置于蚀刻装置的边缘。蚀刻前，将不锈钢材料固定在提拉设备的固定 悬臂上，使不锈钢材料的低点与液面水平。启动提拉设备的下降程序，控制材料的下降速 度，使不锈钢材料逐渐的浸入到蚀刻液中。当所需要蚀刻的区域都接触到蚀刻液时，迅速启 动下落程序，第一段的下落速度为0. 417毫米/秒，下落第一段所述时间为110秒，第二段 的下落速度0. 450为毫米/秒，下落第二段所述时间为120秒，第三段的下落速度为0. 455 毫米/秒，下落第三段所述时间为110秒，第四段的下落速度为0. 526毫米/秒，下落第四 段所述时间为95秒，第五段的下落速度为0. 667毫米/秒，下落第五段所述时间为75秒，然后迅速提起整个基材。这样，随着基材的被下落，其上每段的蚀刻时间都不同。然后启动 喷淋工序，使用2mol的氢氧化钠溶液将不锈钢表面的蚀刻液迅速除去。而后将不锈钢材料 浸泡于3mol氢氧化钠溶液，于40-50°C温度下保持15min左右，取出清洗干净。得到具有 粗糙度渐变的基材表面。对被蚀刻后的基材进行检测，在蚀刻时间为0秒、120秒、250秒、 340秒、430秒、500秒的基材表面测得粗糙度值分别为0. 005um、0. 836um、2. 03um、3. 03um、 3. 89um、4. 39um。最后将抗蚀刻液层去除，根据抗蚀刻涂料的技术指标，去除表面上的涂料。本发明 采用的是浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液在50-60°C温度下浸泡5min，将图案保护涂料除 去。可得到具有粗糙度0. 005um 4. 39um均勻渐变表面的金属壳体。实施例2 使用陶瓷作为基材，其表面粗糙度为0.05微米。其整个表面为蚀刻部分。选用蚀刻液，所述蚀刻液含有5-15Wt%氢氟酸溶液以及2mol/L的盐酸溶液的酸 性混合液体。将提拉设备置于蚀刻装置的边缘。蚀刻前，将陶瓷固定在提拉设备的固定悬臂上， 使陶瓷的低点与液面水平。启动提拉设备的下降程序，控制材料的下降速度，使陶瓷逐渐的 浸入到蚀刻液中。当所需要蚀刻的区域刚接触到蚀刻液时，迅速启动下落程序，第一段的下 落速度为0. 1毫米/秒，下落第一段所述时间为30秒，第二段的下落速度为0. 094毫米/ 秒，下落第二段所述时间为32秒，第三段的下落速度为0. 091毫米/秒，下落第三段所述时 间为33秒，第四段的下落速度为0. 083毫米/秒，下落第四段所述时间为36秒，第五段的下 落速度为0. 079毫米/秒，下落第五段所述时间为38秒，第六段的下落速度为0. 083毫米/ 秒，下落第六段所述时间为36秒，第七段的下落速度为0. 086毫米/秒，下落第七段所述时 间为35秒，第八段的下落速度为0. 081毫米/秒，下落第八段所述时间为37秒，第九段的下 落速度为0. 085毫米/秒，下落第九段所述时间为35秒，第十段的下落速度为0. 096毫米/ 秒，下落第十段所述时间为31秒，第十一段的下落速度为0. 111毫米/秒，下落第十一段所 述时间为27秒，第十二段的下落速度为0. 12毫米/秒，下落第十二段所述时间为25秒，第 十三段的下落速度为0. 136毫米/秒，下落第十三段所述时间为22秒，第十四段的下落速 度为0. 143毫米/秒，下落第十四段所述时间为21秒，第十五段的下落速度为0. 176毫米 /秒，下落第十五段所述时间为17秒，第十六段的下落速度为0. 200毫米/秒，下落第十六 段所述时间为15秒，第十七段的下落速度为0. 250毫米/秒，下落第十七段所述时间为12 秒，第十八段的下落速度为0. 333毫米/秒，下落第十八段所述时间为9秒，第十九段的下 落速度为0. 429毫米/秒，下落第十九段所述时间为7秒，第二十段的下落速度为0. 50毫 米/秒，下落第二十段所述时间为6秒，然后迅速提起基材。这样，随着基材的被下落，其上 每段的蚀刻时间都不同。然后启动喷淋工序，使用2mol的氢氧化钠溶液将陶瓷表面的蚀刻 液迅速除去。而后将陶瓷材料浸泡于3mol的氢氧化钠溶液，于40-50°C温度下保持15min 左右，取出清洗干净。得到具有粗糙度渐变的基材表面。对被蚀刻后的基材进行检测，在蚀 刻时间为0秒、62秒、131秒、204秒、278秒、秒、342秒、396秒、339秒、371秒、391秒、500 秒的基材表面测得粗糙度值分别为0. 05um、0. 151um、0. 520um、0. 955um、l. 55um、l. 91um、 2. 53um、2. 89um、3. 57um、4. 15um、4. 92um。可得到具有粗糙度 0. 05um 4. 92um 均勻渐变的 陶瓷壳体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种表面处理方法，其特征在于，包括如下步骤 提供基材，所述基材的表面至少部分为蚀刻部分；对基材的蚀刻部分进行蚀刻处理，所述蚀刻部分的蚀刻时间从一端向另一端递增或者 递减；将基材提出蚀刻液。
2.如权利要求1所述的表面处理方法，其特征在于，所述基材表面包括非蚀刻部分，蚀 刻前还包括在非蚀刻部分表面形成抗蚀刻液层的步骤。
3.如权利要求2所述的表面处理方法，其特征在于，还包括蚀刻后再除去抗蚀刻液层 的步骤。
4.如权利要求1至3任一项所述的表面处理方法，其特征在于，所述蚀刻的方法为，将 蚀刻部分自下而上下降至蚀刻液中，所述蚀刻部分下降至蚀刻液中的平均速度为0. 1-1毫米/秒。
5.如权利要求4所述的表面处理方法，其特征在于，将蚀刻部分分成至少2段，蚀刻部 分每段各自勻速下降至蚀刻液中，蚀刻部分各段的下降速度的趋势为自下而上递增。
6.如权利要求1至3任一项所述的表面处理方法，其特征在于，将基材提出蚀刻液的时 间为0. 1-1秒。
7.如权利要求1至3任一项所述的表面处理方法，其特征在于，还包括对离开蚀刻液的 基材进行清洗蚀刻液的步骤。
8.一种电子产品壳体，其特征在于，其表面处理方法为权利要求1至7任一项所述的表 面处理方法。
9.如权利要求8所述的电子产品壳体，其特征在于，所述电子产品壳体材料选自金属、 金属合金或陶瓷。
10.如权利要求8所述的电子产品壳体，其特征在于，所述电子产品壳体被蚀刻部分的 最大粗糙度Ra值为4-5微米，最小粗糙度Ra值为0. 005-0. 05微米。
全文摘要
本发明提供了一种表面处理方法，包括如下步骤提供基材，所述基材的表面至少部分为蚀刻部分；对基材的蚀刻部分进行蚀刻处理，所述蚀刻部分的蚀刻时间从一端向另一端递增或者递减；将基材提出蚀刻液。本发明的表面处理方法可实现产品表面的粗糙度连续变化，其自然过渡，不会存在“界线”，且操作简单。
文档编号H05K5/04GK102115887SQ200910238939
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者沈文来, 罗文海, 赵丽红, 赵米芳 申请人:比亚迪股份有限公司