电子设备的壳体及其制作方法、电子设备与流程

本申请涉及电子设备的壳体制造技术领域，具体的，本申请涉及电子设备的壳体及其制作方法、电子设备。

背景技术：

现阶段的二维(2d)、二维半(2.5d)或三维(3d)陶瓷手机后盖，一般是将氧化锆陶瓷粉与无机添加剂、有机添加剂等混合均匀后，再经过成型、排胶、烧结、平磨、数控加工(cnc)、抛光、镀膜等工序，可制作出厚度大于0.5mm的陶瓷材质手机后盖。但是，氧化锆陶瓷密度6.0g/cm³，远高于铝合金的密度2.7g/cm³、玻璃的密度2.4g/cm³以及pc+pmma塑料的密度1.1g/cm³，在相同厚度情况下陶瓷后盖重量明显高于上述三种材料，从而不利于陶瓷后盖的轻量化。

技术实现要素：

本申请实施例的一个目的在于提出一种轻薄化、重量更小、抗冲击强度更高的陶瓷壳体组件、制作该陶瓷壳体组件的方法以及应用该壳体的电子设备，至少解决现有技术中存在的上述问题，实现陶瓷后盖的高强度与重量轻兼顾的设计。

在本申请实施例的第一方面，提出了一种电子设备的壳体。

根据本申请的实施例，所述电子设备的壳体包括层叠设置的陶瓷壳体本体和增强层，且形成所述增强层的材料包括玻璃纤维和环氧树脂，并且，所述壳体的重量小于30g且30g落球的抗落球高度不小于55cm。

本申请实施例的电子设备的壳体，具有陶瓷材料的高硬度和外观效果，且玻璃纤维和环氧树脂形成的增强层可补强陶瓷壳体本体，从而使陶瓷壳体的韧性更好，在保证陶瓷壳体高抗冲击强度的同时还能实现壳体轻量化的设计趋势。

在本申请的第二方面，提出了一种制作电子设备的壳体的方法。

根据本申请的实施例，所述方法包括：将增强层的材料贴合到陶瓷壳体本体的一侧表面内，其中，所述增强层的材料包括玻璃纤维和环氧树脂；对所述贴合后的陶瓷壳体本体进行加热处理，以获得所述壳体，且所述壳体的重量小于30g且30g落球的抗落球高度不小于55cm。

采用本申请实施例的制作方法，可在陶瓷壳体本体的内表面贴附由玻璃纤维和环氧树脂组成的增强层，如此，可获得高硬度、高抗冲击强度且重量更轻的陶瓷壳体组件，并且，该制作方法的增韧原料丰富、工序简单或方便批量生产。

在本申请的第三方面，提出了一种电子设备。

根据本申请的实施例，所述电子设备包括：壳体，所述壳体包括层叠设置的陶瓷壳体本体和增强层，且形成所述增强层的材料包括玻璃纤维和环氧树脂；显示装置，所述显示装置与所述壳体相连。

本申请实施例的电子设备，其壳体具有陶瓷外观、高强度、高抗冲击强度且重量更轻，从而使该电子设备的防跌落性能更好，进而使该电子设备的使用寿命更长。本领域技术人员能够理解的是，前面针对电子设备的壳体所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图2是本申请另一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图3是本申请另一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图4是本申请另一个实施例的电子设备的壳体的截面结构示意图；

图5是本申请一个实施例的制作电子设备的壳体的方法流程示意图；

图6是本申请一个实施例的电子设备的外观图。

附图标记

100陶瓷壳体本体

200增强层

210玻纤板

220环氧树脂胶层

230玻纤布

10壳体

20显示装置

1电子设备

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本申请，而不应视为对本申请的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。

在本申请实施例的一个方面，提出了一种电子设备的壳体。

根据本申请的实施例，参考图1，壳体10包括层叠设置的陶瓷壳体本体100和增强层200，其中，且形成增强层200的材料包括玻璃纤维和环氧树脂，并且，壳体的重量小于30g且30g落球的抗落球高度不小于55cm。

本申请的发明人发现，常规陶瓷材料的手机后盖厚度通常需要大于0.5mm，因为陶瓷属于脆性材料，在烧结过程中陶瓷内部气孔无法完全排除干净，并且机械加工还会在陶瓷表面留有较多的微小凹坑和划痕，这些陶瓷内部的气孔、表面的凹坑和划痕常会成为裂纹引发源，当陶瓷受到外力冲击时，裂纹极容易从这些地方产生，当外力冲击足够大时或陶瓷较薄时，裂纹容易贯穿整个陶瓷后盖导致破裂。所以，3d陶瓷手机后盖的厚度如果小于0.5mm，用30g钢球对陶瓷后盖进行落球测试，其抗落球高度难以超过80cm。

因此，发明人在陶瓷壳体本体100的内腔面通过真空热压贴合方法形成增强层200，且增强层200中的玻璃纤维可以增强陶瓷壳体，而固化后的环氧树脂又可增韧陶瓷壳体，使壳体的30g落球的抗落球高度不小于55cm，从而在保证陶瓷壳体的高强度的同时，又使壳体的重量更轻且每个壳体的重量小于30g，还不影响陶瓷壳体外表面的温润如玉的陶瓷手感和外观效果，进而实现陶瓷壳体的轻量化设计。

在本发明的一些实施例中，陶瓷壳体本体100的厚度可以为0.1～0.4mm，且增强层200的厚度可以为0.1～0.3mm，如此，采用上述厚度的增强层200可使上述厚度的陶瓷壳体本体100的落球强度更高，从而在减薄陶瓷壳体本体100厚度的同时，反而可以增加壳体的抗冲击强度。

在本发明的一些实施例中，陶瓷壳体本体100的厚度可以为0.2～0.3mm，且增强层200的厚度可以为0.1～0.2mm，如此，可使壳体的重量小于30g，但30g落球的抗落球高度不小于55cm，与薄至0.3mm厚的陶瓷相比，重量轻5g以上且30g落球的抗落球高度高出25cm以上。需要说明的是，30g落球的抗落球高度具体是指，落球测试中30g钢球落下而壳体不会出现破裂的最高高度，代表了壳体的抗冲击强度。

在一些具体示例中，参考图2，增强层200可以由玻纤板210形成，且玻纤板210与陶瓷壳体本体100之间设置有固化后的环氧树脂胶层220，如此，先将全固化的玻纤板210预热后热弯处理，再在玻纤板210的一个表面喷涂环氧树脂胶，然后将热完后并形成有环氧树脂胶的3d玻纤板210与3d陶瓷壳体本体100贴合后加热固化，从而可获得内腔面贴合有玻纤板210和固化后环氧树脂胶层220的陶瓷壳体。

在另一些具体示例中，参考图3，增强层200可以由固化后的玻纤板210形成，且玻纤板210中玻璃纤维的含量可以为30～70v/v％、环氧树脂的含量可以为70～30v/v％，如此，先将半固化的玻纤板210预热后，再将变软的玻纤板210贴合到3d陶瓷壳体本体100的内腔面，然后加热固化后，可直接获得内腔面贴合有玻纤板210的陶瓷壳体。

在另一些具体示例中，参考图4，增强层200可以为固化后的环氧树脂层220，且环氧树脂层220包裹玻纤布230，如此，先将玻纤布230浸渍有环氧树脂或在玻纤布230上刷涂环氧树脂，再将玻纤布230贴合在陶瓷壳体本体100，然后加热固化，可获得内腔面贴合有环氧树脂层220并包裹玻纤布230的陶瓷壳体。具体的，玻纤布230的厚度可以为0.1～0.2mm，陶瓷壳体本体100的厚度可以选择0.3mm，如此，壳体的重量可以不大于26g且30g落球的抗落球高度可以不小于75cm。

本申请提出的用玻璃纤维对3d陶瓷手机后盖进行补强的技术方案，在不影响壳体整体厚度和强度的前提下，通过减薄陶瓷厚度实现壳体的轻量化，使壳体的重量由35g减至21～28g，且不影响陶瓷温润如玉的外观和手感，同时，壳体的30g落球的抗落球高度提高至55～85cm。

综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种电子设备的壳体，具有陶瓷材料的高硬度和外观效果，且玻璃纤维和环氧树脂形成的增强层可补强陶瓷壳体本体，从而使陶瓷壳体的韧性更好，在保证陶瓷壳体高抗冲击强度的同时还能实现壳体轻量化的设计趋势。

在本申请实施例的另一个方面，提出了一种制作电子设备的壳体的方法。根据本申请的实施例，参考图5，制作方法包括：

s100：将增强层的材料贴合到陶瓷壳体本体的一侧表面内。

在该步骤中，将增强层的材料贴合到陶瓷壳体本体的一侧表面内，其中，增强层的材料包括玻璃纤维和环氧树脂。根据本申请的实施例，贴合的具体方式本领域技术人员可根据增强层的具体材料种类进行相应地选择，具体例如可以利用橡胶或硅胶仿形模具对玻纤材料施加定向的压力，如此，在压力作用下橡胶或硅胶的仿形模具发生形变，并对玻纤材料的各个角度施加均匀的压力，从而有利于保证玻纤材料均匀地贴合到3d陶瓷壳体本体上。此外，在橡胶或硅胶的仿形模具表面可以贴脱模纸或涂覆脱模剂，防止环氧树脂与模具粘连；定向压力的压力大小可以为10～100kg/cm²，在压力下玻纤材料与陶瓷均匀贴合之后，还可挤出气泡。

在本发明的一些实施例中，增强层的材料可以选择玻纤板，例如市售的全固化玻纤板，其厚度可以为0.1～0.3mm，且玻纤板中玻璃纤维的含量为30～70v/v％、环氧树脂的含量为70～30v/v％，并且步骤s100可以包括：s110对玻纤板进行预热处理，具体例如预热处理的温度为120～200摄氏度、时间为5～30s，有利于全固化玻纤板后续的热弯处理，并在玻纤板的一侧表面上喷涂一层约0.1mm厚的环氧树脂胶；s120将玻纤板的带有环氧树脂胶的表面，贴合到0.1～0.4mm厚的3d陶瓷壳体本体的表面。如此，该全固化玻纤板的贴合方法的优点在于玻纤板的来源丰富且易储存，不过，工序较为复杂、需要对玻纤板进行热弯，且还需涂环氧树脂。

在本发明的另一些实施例中，增强层的材料也可以选择半固化的玻纤板，例如市售的半固化玻纤板，且玻纤板中玻璃纤维的含量也为30～70v/v％、环氧树脂的含量也为70～30v/v％，如果玻璃纤维含量低于30v/v％则无法保证增强层的补强效果，如果玻璃纤维含量高于70v/v％则环氧树脂含量小于30v/v％而无法保证贴合强度；并且步骤s100也可以包括：s130对玻纤板进行预热处理，且预热处理的温度为100～180摄氏度、时间为5～30s，如此，可使半固化的玻纤板软化；s140将玻纤板贴合到陶瓷壳体本体的表面，如此，可以将包括玻璃纤维和环氧树脂的增强层直接贴合到3d陶瓷壳体本体的内腔面。如此，该半固化玻纤板的贴合方法的优点在于工序简单、无需对半固化板额外喷涂环氧树脂，从而方便批量生产，不过，半固化的玻纤板需低温保存且不易长期存储。

在本发明的另一些实施例中，增强层的材料还可以选择纤维布，具体例如市售的厚度为0.1～0.3mm的玻纤布，且纤维布浸渍有环氧树脂，或纤维布的一侧表面上喷涂有环氧树脂，如此，可以直接将具有可弯折性的纤维布直接贴合在3d陶瓷壳体本体的内腔面上。如此，采用玻纤布直接贴合的方法，优点在于玻纤布能够与陶瓷很好地贴合，且玻纤布与陶瓷壳体本体之间的气泡很少，不过玻纤布与陶瓷壳体本体的边缘处会有溢胶而后续还需清胶处理。

s200：对贴合后的陶瓷壳体本体进行加热处理，以获得壳体。

在该步骤中，对步骤s100贴合后的陶瓷壳体本体进行加热处理，以获得壳体，并且，壳体的重量小于30g且30g落球的抗落球高度不小于55cm。根据本发明的实施例，加热处理的温度可以为140～200摄氏度、时间可以为1～3小时，如此，可使增强层中的环氧树脂充分固化定型，从而使壳体增强增韧的效果更好，进而使壳体的抗冲击性能更高。

在本发明的一些实施例中，对于浸渍或喷涂有环氧树脂和纤维布，加热处理的初始压力可以为1～5kg/cm²、加热温度为80～120摄氏度且保温保压时间为30～120s，待环氧树脂略有固化后再将压力和温度分别提高至10～100kg/cm²和140～200℃，并保温1～3h，如此，可以实现玻纤布与陶瓷的贴合，且此分段式加热加压方式是为了防止一开始压力过大会将环氧树脂挤出玻纤布和陶瓷壳体本体间隙之外的情况出现。

在本发明的一些实施例中，除了可以使用橡胶或硅胶仿形模具进行定向加压贴合并加热固化的方法之外，还可以选择先将增强层的材料放置到3d陶瓷壳体本体的内腔面上，再放入高温塑料袋中抽真空至50～200pa，然后将塑料袋置于热压罐中进行真空热压处理。其中，真空热压处理的温度可以为140～200摄氏度、气压为0.5～1.5mpa且保温1～3h，而气体可以选择空气或氮气。如此，使用热压罐的好处在于高温高压气体，通过塑料袋对壳体各个角度施加更均匀的压力，可以保证玻纤材料与陶瓷壳体本体达到100％的贴合，且两者间无气泡，增强层更无褶皱。

综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种制作方法，可在陶瓷壳体本体的内表面贴附由玻璃纤维和环氧树脂组成的增强层，如此，可获得高硬度、高抗冲击强度且重量更轻的陶瓷壳体组件，并且，该制作方法的增韧原料丰富、工序简单或方便批量生产。

在本申请实施例的另一个方面，提出了一种电子设备。

根据本申请的实施例，参考图6，电子设备1包括壳体10和显示装置20；其中，壳体包括层叠设置的陶瓷壳体本体和增强层，且形成增强层的材料包括玻璃纤维和环氧树脂；而显示装置20与壳体10相连。

根据本发明的实施例，该电子设备的具体类型不受特别的限制，具体例如手机、平板电脑、智能手表等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体用途进行相应地选择，在此不再赘述。需要说明的是，该电子设备除了包括上述的壳体和显示装置以外，还包括其他必要的部件和结构，以手机为例，具体例如处理器、存储器、电池、电路板、摄像头，等等，本领域技术人员可根据该电子设备的具体种类进行相应地设计和补充，在此不再赘述。

综上所述，根据本申请的实施例，提出了一种电子设备，其壳体具有陶瓷外观、高强度、高抗冲击强度且重量更轻，从而使该电子设备的防跌落性能更好，进而使该电子设备的使用寿命更长。本领域技术人员能够理解的是，前面针对电子设备的壳体所描述的特征和优点，仍适用于该电子设备，在此不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

对比例1

在该对比例中，分别对0.2mm、0.3mm和0.5mm厚的陶瓷壳体本体进行落球测试。具体的，将30g钢球从预定高度落下并砸在测试样品上，样品不会出现破裂的最高高度，即为30g落球的抗落球高度。

该对比例的落球测试结果，参见表1。

实施例1

在该实施例中，制作出电子设备的壳体，其中，增强层的材料选择市售的全固化玻纤板。具体的步骤如下：

(1)选用市售的全固化玻纤板，厚度为0.1或0.2mm，玻璃纤维含量为30～70％；

(2)首先对玻纤板进行预热，预热温度为120～200℃，预热时间为5～30s，再使用模具将玻纤板热弯成与陶瓷壳体本体相匹配的3d形状；然后在3d玻纤板的一面喷涂一层约0.1mm厚的环氧树脂胶；

(3)将3d玻纤板与0.1mm或0.2mm厚的3d陶瓷壳体本体贴合好，并利用橡胶或硅胶仿形模具对玻纤板施加单向压力，压力可以为10～100kg/cm²；将玻纤板与陶瓷壳体本体均匀贴合，并挤出气泡，再对玻纤板和陶瓷加热，加热温度为140～200℃，保温时间为1～3h，喷涂的环氧树脂发生固化，实现玻纤板与陶瓷的贴合；

(4)或者替代步骤(3)，也可以将涂有环氧树脂的3d玻纤板与3d陶瓷壳体本体放入耐高温塑料袋中，使用真空包装机抽真空至50～200pa，然后将塑料袋置于热压罐中，热压罐的温度为140～200℃，保温时间为1～3h，气压为0.5～1.5mpa，且气体选择空气或氮气。

该实施例的4种壳体的落球测试结果，参见表1。其中，实施例1-1～1-3为定向加压并加热固化的方式，而实施例1-4为采用加热罐的真空加热处理方式。

实施例2

在该实施例中，制作出电子设备的壳体，其中，增强层的材料选择市售的半全固化玻纤板。具体的步骤如下：

(1)选用市售的半固化玻纤板，厚度为0.1或0.2mm，玻璃纤维含量为30～70％；

(2)首先将半固化玻纤板，放在0.1mm或0.2mm厚的3d陶瓷壳体本体的内腔里，并进行预热材料，预热温度为100～180℃，预热时间为5～30s；

(3)利用橡胶或硅胶仿形模具对玻纤板施加单向压力，压力可以为10～100kg/cm²；待玻纤板与陶瓷壳体本体均匀贴合之后，并挤出气泡，再对玻纤板和陶瓷加热，加热温度为140～200℃，保温时间为1～3h，环氧树脂发生固化，实现玻纤板与陶瓷的贴合；

(4)或者替代步骤(3)，也可以将软化的半固化玻纤板与3d陶瓷壳体本体放入耐高温塑料袋中，使用真空包装机抽真空至50～200pa，然后将塑料袋置于热压罐中，热压罐的温度为140～200℃，保温时间为1～3h，气压为0.5～1.5mpa，且气体选择空气或氮气。

该实施例的4种壳体的落球测试结果，参见表1。其中，实施例2-1～2-3为定向加压并加热固化的方式，而实施例2-4为采用加热罐的真空加热处理方式。

实施例3

在该实施例中，制作出电子设备的壳体，其中，增强层的材料选择市售的玻纤布。具体的步骤如下：

(1)选用市售的玻纤布，厚度为0.1或0.2mm，将玻纤布预浸环氧树脂，或在玻纤布上涂刷环氧树脂，玻璃纤维含量为30～70％；

(2)首先将浸渍或涂刷有环氧树脂的玻纤布，放在0.1mm或0.2mm厚的3d陶瓷壳体本体的内腔里；

(3)利用橡胶或硅胶仿形模具对玻纤板施加单向压力，压力可以为10～100kg/cm²；待玻纤板与陶瓷壳体本体均匀贴合之后，并挤出气泡，再对玻纤板和陶瓷加热，起初压力为1～5kg/cm²，加热温度为80～120℃，保温保压时间为30～120s，待环氧树脂略有固化后，再将压力和温度分别提高至10～100kg/cm²和140～200℃，保温时间为1～3h，实现玻纤布与陶瓷的贴合；

(4)或者替代步骤(3)，也可以将软化的半固化玻纤板与3d陶瓷壳体本体放入耐高温塑料袋中，使用真空包装机抽真空至50～200pa，然后将塑料袋置于热压罐中，热压罐的温度为140～200℃，保温时间为1～3h，气压为0.5～1.5mpa，且气体选择空气或氮气。

该实施例的4种壳体的落球测试结果，参见表1。其中，实施例3-1～3-3为定向加压并加热固化的方式，而实施例3-4为采用加热罐的真空加热处理方式。

总结

综合实施例1～3和对比例1的落球测试结果，具体请见表1。从表1可看出对比例中，厚度为0.2mm的陶瓷壳体本体的重量为20g但30g抗落球高度只有10cm，0.3mm厚的陶瓷壳体本体的重量为25g但30g抗落球高度为30cm，而0.5mm厚的陶瓷壳体本体的重量为35g而30g抗落球高度达到80cm。而实施例1～3中的壳体的重量都轻于30g且30g抗落球高度达到55cm以上；其中，实施例3采用的玻纤板和环氧树脂的组合，选择0.3mm厚的陶瓷壳体本体，还可使壳体的重量不超过26g且30g抗落球高度达到75～85cm，其抗冲击强度可与0.5mm厚的陶瓷壳体本体相当，但壳体重量比0.5mm厚的陶瓷壳体本体轻10g以上。

表1.各个实施例和对比例的落球测试结果

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。