移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制作方法

本实用新型涉及一种移动终端壳体，具体涉及一种移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

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。也有采用将移动终端设备的中框、底部内衬分开贴合，中框一般为注塑件，底部为塑胶。而分开贴合方法工序繁琐，贴合非一体化，中框与底部结合处性能存在差异，且结合处易产生应力点。

随着5g通信技术的日趋成熟，主流移动终端设备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、玻璃密度偏大手感较重，影响使用体验。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体，包括陶瓷层或玻璃层和非金属复合材料层；

所述非金属复合材料层与陶瓷层或玻璃层的内表面贴合连接；

或者所述非金属复合材料层通过缓冲层与陶瓷层或玻璃层的内表面贴合连接。

陶瓷、玻璃壳体都属于硬脆材料，抗冲击性能较差。本实用新型所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体采用陶瓷或玻璃与其他密度低且强度高的材料进行复合，即利用了陶瓷、玻璃的坚硬性能，又结合了非金属材料的韧性，在保持陶瓷、陶瓷外观质感的同时大大的提升了抗冲击性能。并且，无需为解决信号屏蔽进行开孔塑胶替代，实现壳体的一体化。陶瓷、玻璃优选为2.5d、3d、unibody中的一种，但不限于这些结构。本实用新型所述轻薄陶瓷、玻璃壳体，为非金属材质组成，对比金属复合材质，更利于5g时代信号的传播；外观上为全陶瓷、玻璃覆盖，更加美观；对比相同结构的全陶瓷或玻璃壳体重量大大的降低。壳体中，缓冲层可以消耗部分冲击能并传递给非金属复合层。本实用新型中所述陶瓷层或玻璃层的内表面为与外表面相对的表面，所述内表面为靠近移动终端内部零部件的表面，外表面为远离移动终端内部零部件的表面。

优选地，所述背板后盖的外表面为陶瓷层或玻璃层，所述中框的外表面为陶瓷层或玻璃层，所述背板后盖和/或中框的内表面设有非金属复合材料层。更优选地，所述背板后盖和中框均设有非金属复合材料。所述背板后盖可以为平面，也可以为曲面。

优选地，所述非金属复合材料层的材料为玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料、改性碳纤维预浸料、环氧玻璃纤维板、凯夫拉纤维板、聚丙烯纤维板或聚酰胺板。

优选地，所述缓冲层为环氧树脂层、丙烯酸酯胶层或改性聚氨酯胶层。

优选地，所述玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料或改性碳纤维预浸料热固后拉伸强度≥600mpa，与陶瓷层或玻璃层的结合力≥70n。

缓冲层和非金属复合材料层的材料能制备厚度均匀，与陶瓷层或玻璃层完美匹配的壳体。

优选地，所述非金属复合材料层的厚度≤0.5mm，所述陶瓷层或玻璃层的厚度≤1.0mm，所述缓冲层的厚度50～80μm。

优选地，所述背板后盖处，陶瓷层或玻璃层的厚度为0.2～0.45mm，非金属复合材料层的厚度为0.1～0.3mm。

优选地，所述背板后盖任意两点的厚度差≤0.1mm，所述背板后盖的厚度为0.25～0.9mm。

优选地，所述背板后盖任意两点的厚度差＞0.1mm，所述背板后盖的厚度为0.3～0.45mm。

优选地，所述非金属复合材料层的重量≤15g；所述陶瓷层的重量≤30g，所述玻璃层的重量≤20g。

优选地，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：将陶瓷或玻璃加工至成品，将非金属复合材料初步固化，然后对位贴合于陶瓷或玻璃的内表面，最后加热加压合，即得所述复合壳体。所述初步固化表示固化程度为完全固化程度的10～20％。采用该制备方法时，所述非金属复合材料层优选为玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料和改性碳纤维预浸料中的至少一种。

优选地，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：将陶瓷或玻璃加工至成品，在陶瓷或玻璃的内表面涂覆缓冲层材料形成缓冲层，然后将初步固化后的非金属复合材料对位贴合于缓冲层上，最后加热压合，即得所述复合壳体。采用该制备方法时，所述非金属复合材料层优选为玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料和改性碳纤维预浸料中的至少一种。

优选地，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：将陶瓷或玻璃加工至成品，在陶瓷或玻璃的内表面涂覆缓冲层材料形成缓冲层，将非金属复合材料进行冲压仿形后对位贴合于缓冲层上，最后加热压合，即得所述复合壳体。采用该制备方法时，所述非金属复合材料层优选为环氧玻纤板、凯夫拉纤维板、聚丙烯纤维板和聚酰胺中的至少一种。

优选地，所述环氧玻纤板、凯夫拉纤维板、聚丙烯纤维板和聚酰胺的热变形温度为20～220℃，材料塑形降温区间为40～80℃。优选地，所述玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料、改性碳纤维预浸料固化后的拉伸强度不低于600mpa。

优选地，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：将陶瓷或玻璃进行粗加工，在粗加工后的陶瓷或玻璃内表面涂覆缓冲层材料形成缓冲层，将非金属复合材料进行冲压仿形后对位贴合于缓冲层上，加热压合得复合壳体的坯体；将复合壳体的坯体进行精加工得所述复合壳体。采用该制备方法时，所述非金属复合材料层优选为环氧玻纤板、凯夫拉纤维板、聚丙烯纤维板和聚酰胺中的至少一种。先将陶瓷或玻璃加工至成品再形成缓冲层的加工工艺，陶瓷加工厚度加工极限有限，不能再进一步减薄，对壳体的减重幅度不大，而采用粗加工后形成缓冲层的该方法陶瓷减薄的程度更大，更有利于产品减重。

优选地，所述精加工依次包括以下步骤：a.对内表面进行cnc加工；b.对陶瓷层或玻璃层磨削减薄；c.对陶瓷层或玻璃层进行cnc外形加工、粗抛、打孔和精抛。

陶瓷与玻璃都属于硬脆材料，机加工性能差，加工成本高；本实用新型所述复合壳体优选采用上述四种制备工艺制备，极大地减少了陶瓷、玻璃加工制程，从工艺转换角度降低陶瓷、玻璃加工难度和成本；使陶瓷、玻璃材质应用于移动终端壳体更具备市场效应。上述制备工艺制得的后盖为一体式的复合壳体，

本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。本实用新型所述轻薄陶瓷、玻璃壳体，为非金属材质组成，对比金属复合材质，更利于5g时代信号的传播；外观上为全陶瓷、玻璃覆盖，更加美观；对比相同结构的全陶瓷或玻璃壳体重量大大的降低。

附图说明

图1为实施例1～24所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体结构示意图；其中，1、陶瓷层或玻璃层；2、缓冲层；3、非金属复合材料层；

图2为实施例25～30所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体结构示意图；其中，4、陶瓷层或玻璃层；5、非金属复合材料层。

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，下面将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1～24

实施例1～24所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体结构示意图见图1，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体包括陶瓷层或玻璃层1、缓冲层2和非金属复合材料层3；所述非金属复合材料层3通过缓冲层2与陶瓷层或玻璃层1的内表面贴合连接，

陶瓷层、玻璃层、缓冲层和非金属复合材料层的材料及重量、厚度参数见表1和表2。

实施例1～24中，缓冲层材料为环氧树脂胶时，所述环氧树脂胶包含以下重量百分含量的组分：所述环氧树脂胶包含以下重量百分含量的组分：双酚a环氧树脂20％、双酚f环氧树脂40％、胺类固化剂27.6％，偶联剂1.2％、叔胺类促进剂4.5％、增韧剂4.8％和气相二氧化硅1.9％。

实施例1～24中，非金属复合材料层为玻纤预浸料、芳纶纤维预浸料、pp双向预浸料或改性碳纤维预浸料时，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：

1.将陶瓷或玻璃加工至成品片；

2.陶瓷或玻璃内表面涂覆缓冲层；

3.初步固化非金属复合材料层，然后通过特殊夹具与陶瓷或玻璃壳体进行对位；

4.对位好的样品经过真空压贴机加热加压，固化后，得所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

实施例1～24中，非金属复合材料层为环氧玻纤板、凯夫拉纤维板、聚丙烯纤维板或聚酰胺时，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法为方法一或方法二：

方法一包括以下步骤：

1.将陶瓷或玻璃加工至成品片；

2.将非金属复合材料切割成合适尺寸，然后对其冲压仿形、降温，得非金属复合材料层；

3.将成品陶瓷或玻璃壳体放置特殊治具上，内表面上涂上缓冲层，与非金属复合材料层进行对位，然后经过真空压贴机加热加压压合后，得所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

方法二包括以下步骤：

1.将陶瓷或玻璃进行粗加工；

2.将非金属复合材料切割成合适尺寸，然后对其冲压仿形、降温，得到非金属复合材料层；

3.将粗加工陶瓷、玻璃壳体放置特殊治具上，内底上涂上缓冲层，与非金属复合材料层进行对位，然后经过真空压贴机加热加压压合后，得复合壳体的坯体；

4.将复合壳体的坯体依次经过以下精加工：a.对内表面进行cnc加工；b.对陶瓷层或玻璃层磨削减薄；c.对陶瓷层或玻璃层进行cnc外形加工、粗抛、打孔和精抛，即得所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

实施例25～30

实施例25～30所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体结构示意图见图2，所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体包括陶瓷层或玻璃层4和非金属复合材料层5；所述非金属复合材料层5与陶瓷层或玻璃层4的内表面贴合连接；陶瓷层、玻璃层、缓冲层和非金属复合材料层的材料及重量、厚度参数见表1和表2，其中，降重占比＝(纯壳体质量-轻薄结构质量)/纯壳体质量*100％。

实施例25～30所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的制备方法包括以下步骤：

1.将陶瓷或玻璃加工至成品片；

2.初步固化非金属复合材料层，然后通过特殊夹具与陶瓷或玻璃壳体进行对位；

3.对位好的样品经过真空压贴机加热加压，固化后得到移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体。

表1实施例1～30所述复合壳体的参数一

从表2可以看出，与采用相同厚度尺寸的与纯陶瓷或玻璃壳体相比，本实用新型所述复合壳体能够有效减轻重量。

表2实施例1～30所述复合壳体的参数二

实施例31

测试本实用新型所述移动终端轻薄化陶瓷、玻璃复合壳体的性能。

(1)落球测试

测试条件为：陶瓷，规格55*55mm，130g钢球，承载物pvc空心夹具，从6cm高度钢球自由落体冲击陶瓷片，每个高度一次，每次上升2cm，直至陶瓷表面出现裂纹；测试结果如表3所示。

表3落球测试结果

从表3可以看出，不同厚度的复合壳体相较于同比厚度的纯陶瓷壳体，冲击性能都有不同程度的提升。

(2)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。

g)老化试验条件：140度；湿度100％；时间，5h。

环境测试结果：经过上述各种环境测试后，实施例1～30所述复合壳体中陶瓷或玻璃构件与非金属复合层的结合界面没有出现剥离现象。

(3)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、滚筒跌落和砂纸跌落测试。

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。

3、砂纸跌落测试：跌落高度1.0～1.5m，跌落方向为陶瓷构件大面。

跌落测试结果：经过跌落测试后，实施例1～30所述复合壳体的非金属复合层表面有轻微凹陷和变形；但是陶瓷或玻璃构件与非金属复合层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。