一種表面處理方法及採用該方法的電子產品殼體的製作方法

2023-07-30 03:28:56 3

專利名稱：一種表面處理方法及採用該方法的電子產品殼體的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種表面處理方法及採用該方法的電子產品殼體，特別涉及到一種使 得產品表面具有粗糙度漸變效果的表面處理方法。
背景技術：
現在電子產品的功能和性能都趨向於一致，設計方面開始更傾向於表面裝飾的多 樣化，很多設計的概念電子產品都涉及到漸變裝飾的效果。漸變是一種生活中常見的形態 效果，是指有一種狀態到另一種狀態連續變化，如從高光到亞光等的漸變。將這種效果應用 到產品外觀上是近年來很多電子產品生產商青睞的表面裝飾手段。所謂高光是指產品表 面十分光滑，粗糙度很低，所謂亞光是指產品表面具有一定粗糙度，其表面反射光是「漫反 射」。目前，將高光表面處理為亞光的方法有雷射雕刻、噴塗、噴砂、化學蝕刻等工藝方法使 得產品部分表面粗糙度變大，但是採用這些普通工藝直接在高光面上進行亞光處理，得到 的是有明顯界線的高光亞光效果，無法得到中間的漸變區域。

發明內容
本發明為解決現有技術的表面處理方法中不能使得產品表面效果由高光到亞光 漸變的技術問題，提供一種粗糙度連續變化的表面處理方法。本發明採用的技術方案如下一種表面處理方法，包括如下步驟提供基材，所述基材的表面至少部分為蝕刻部分；對基材的蝕刻部分進行蝕刻處理，所述蝕刻部分的蝕刻時間從一端向另一端遞增 或者遞減；將基材提出蝕刻液。進一步的，所述基材表面包括非蝕刻部分，蝕刻前還包括在非蝕刻部分表面形成 抗蝕刻液層的步驟。表面處理方法還包括蝕刻後再除去抗蝕刻液層的步驟。更進一步的，所述蝕刻的方法為，將蝕刻部分自下而上下降至蝕刻液中，所述蝕刻 部分下降至蝕刻液中的平均速度為0.1-1毫米/秒。將蝕刻部分分成至少2段，蝕刻部分每段各自勻速下降至蝕刻液中，蝕刻部分各 段的下降速度的趨勢為自下而上遞增。將基材提出蝕刻液的時間為0. 1-1秒。還包括對離開蝕刻液的基材進行清洗蝕刻液的步驟。本發明的另一個方案是提供了一種電子產品殼體，其表面處理方法為上述任一項 所述的表面處理方法。所述電子產品殼體材料選自金屬、金屬合金或陶瓷。所述電子產品殼體被蝕刻部分的最大粗糙度Ra值為4-5微米，最小粗糙度Ra值為 0. 005-0. 05 微米。本發明的表面處理方法可實現產品表面的粗糙度連續變化，其自然過渡，不會存 在「界線」，且操作簡單。所述表面處理方法可適用於任何可被某種蝕刻液蝕刻的材料，其可 直接在產品表面加工，得到粗糙度連續變化的產品表面，其也可用來加工注塑模具的成型 腔表面，得到粗糙度連續變化的的成型腔表面，從而得到粗糙度連續變化的注塑產品表面。
具體實施例方式為了使本發明所解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合 附圖
及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 以解釋本發明，並不用於限定本發明。本發明實施例提供的一種表面處理方法，用以使得產品的表面的粗糙度連續漸 變，即由高光到亞光漸變，其包括如下步驟提供基材，所述基材的表面至少部分為蝕刻部分；對基材的蝕刻部分進行蝕刻處理，所述蝕刻部分的蝕刻時間從一端向另一端遞增 或者遞減；將基材提出蝕刻液。進一步的，所述蝕刻的方法為，將蝕刻部分自下而上下降至蝕刻液中，所述蝕刻部 分放入蝕刻液的平均速度為0.01-1毫米/秒。一般來說，平均速度較大，蝕刻部分整體粗 糙度較小，平均速度較小，蝕刻部分整體粗糙度較大。所述平均速度是指被蝕刻部分的長度除以從蝕刻部分開始放入蝕刻液到完成蝕 刻所需的時間。所述蝕刻部分不限，可以是基材的全部表面，也可具有特定的形狀，如各種基礎的 幾何形狀如圓形、菱形；可為各種花紋，如植物、動物等的形狀；也可為產品的標誌，如各種 LOGO，所述蝕刻部分也可以是中間具有鏤空形成的上述各種形狀。所述基材的材料不限，可以為金屬及金屬合金、陶瓷等。金屬及金屬合金可以為不 鏽鋼如鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉澱硬化型不鏽鋼等；鑄鋼如灰口鑄鐵， 球墨鑄鐵，蠕墨鑄鐵，可鍛鑄鐵，耐磨鑄鐵，耐熱鑄鐵等；有色金屬鋁合金，銅合金，鎂合金， 鎳合金，鉛及其合金等可為碳素結構鋼，低合金高強度結構鋼，合金結構鋼等。陶瓷可以為 氧化物陶瓷如玻璃、石英、二氧化矽、氧化鋁、氧化鈹等；陶瓷矽化物如碳化矽或氮化矽；陶 瓷氮化物如氮化硼、氮化碳、氮化鋁、氮化鈦等；陶瓷碳化物如碳化矽、碳化鈦、碳化鎢；搪 瓷等。可對基材先進行拋光處理，使得基材蝕刻前的整體表面粗糙度達到其高光部分的粗 糙度的要求，以模具鋼為例，從Al-C級別的拋光度均可。所述蝕刻是指化學蝕刻。所述蝕刻液選材不限，可以根據基材的材料屬性選擇合 適的蝕刻液，若設置有抗蝕刻層，還要考慮抗蝕刻層的性質來選定蝕刻液。所述蝕刻液的選 用為本領域技術人員易知，以不鏽鋼基材為例，可以採用氯化鐵濃度為300 800g/L、鹽酸 濃度l-4mol/L、雙氧水濃度1 3mol/L三者混合的蝕刻液。蝕刻溫度為40-50攝氏度。本 發明優選採用具有的自動加溫、冷卻裝置的蝕刻裝置，有效地保證最佳蝕刻溫度。根據本發明實施例，所述基材表面還包括非蝕刻部分，蝕刻前還包括在非蝕刻部 分表面形成抗蝕刻液層的步驟。所述抗蝕刻液層材料的選擇可以是光固化，熱固化等各種可以防蝕刻、且溶於某種溶劑可被褪掉的塗料。以上述不鏽鋼基材使用的蝕刻液為例，本 發明採用的抗蝕刻液層的材料是無滷素醇酸樹脂。具體的，可以採用噴塗或者印刷的方 法使整個基材全部塗覆上抗蝕刻液層，然後在60°C -120°C的熱風循環烘箱乾燥箱中進行 預幹。預幹後，將印刷有特定圖案的菲林覆蓋在抗蝕刻液層上，採用功率為5Kw，功率密度 50-1000mj/cm2的碘鎵燈或滷化金屬燈進行曝光。曝光後，以0. 8 1. 2Wt%碳酸鈉溶液或 者氫氧化鈉溶液噴洗未曝光部分的抗蝕刻液層，將之溶解去除。例如菲林印刷的特定圖案 形狀為菱形，則得到具有鏤空的菱形的抗蝕刻液層。則基材最終被蝕刻的部分呈現菱形。所述蝕刻部分放入蝕刻液可以勻速放入蝕刻液，優選的，所述基材進入蝕刻液為 非勻速，其根據蝕刻液隨著蝕刻時間對基材的影響和基材每部分需要被蝕刻的程度而定。 以基材為不鏽鋼、蝕刻液為含有氯化鐵濃度為300 800g/L、鹽酸濃度l-4mol/L、雙氧水濃 度1 3mol/L三者混合為例，其所示蝕刻時間越長，基材表面的粗糙度越大，但是蝕刻時間 增加對粗糙度的影響是越來越小的，一段時間後，基材表面的粗糙度基本不隨蝕刻時間增 加而增加。所述使得基材進入蝕刻液的方法具體為，將基材平均分成至少2段，每段蝕刻 部分各自勻速下降至蝕刻液中，並且其蝕刻部分的下降趨勢是速度越來越快。其分段的段 數不限，每段的蝕刻時間和下降速度也不限，一般來說，蝕刻部分每段的下降速度為0. 01-1 毫米/秒，下降時間為0. 1秒-lOmin。對於蝕刻部分比較短的基材，可選擇少量分段並選擇 較小的下降速度和較短下降時間，對於蝕刻部分比較長的基材，可選擇大量分段並選擇較 大的下降速度和較長的下降時間。以蝕刻部分的長度為37毫米為例，可以0. 1毫米/秒速 度下降30秒，然後以0. 85毫米/秒速度下降40秒，完成蝕刻。完成蝕刻後，迅速將基材提升使得其離開蝕刻液，提出所述基材所需的時間為 0. 1-1 秒。本發明優選所述「將蝕刻部分自下而上下降至蝕刻液中」和「將基材提出蝕刻液的 步驟」為採用提拉設備來控制，所述提拉設備可以夾持基材進行上升、下落工作，且可控制 上升、下落的速度，並可按設定隨時停止動作。更具體的，將材料懸掛到蝕刻液上空，在材料 開始接觸到蝕刻液的同時，運行提拉設備的下降程序，使不鏽鋼材料逐漸的進入到蝕刻液 中，蝕刻完成後，運行提拉設備的上升程序，提出基材。蝕刻後還包括在除去抗蝕刻液層的步驟。除去蝕刻後基材表面的抗蝕刻液層的方法沒有特別的限制，只要能夠將抗蝕刻 材料層充分去除即可，例如可以利用能夠溶解所述抗蝕刻材料而不與基材本身材料發生 反應的溶液，將所述抗蝕刻材料溶解掉。以所述基材為不鏽鋼基材為例，可以利用濃度為 2-4mol/L的氫氧化鈉水溶液接觸所述抗蝕刻液層，從而將所述抗蝕刻液層去除掉，所述接 觸的條件沒有特別的限制，例如接觸的條件包括接觸溫度為50-60°C，接觸時間為4-6分 鍾。因為基材離開蝕刻液後還會有殘留的蝕刻液會繼續對基材的粗糙度造成影響，所 以必須對其上殘留的蝕刻液進行清洗。所述清洗蝕刻液的方法可以為採用l-2mol/L的氫 氧化鈉溶液將基材表面的蝕刻液迅速除去，然後用清水進行清洗。所述去除的具體方法為 將基材迅速移離蝕刻液，採用噴槍裝置的氫氧化鈉溶液對基材進行全面噴淋，將基材表面 的酸性蝕刻液除去，然後是用清水將表面的氫氧化鈉溶液除去，真空烘乾，塗防鏽油等以防 止表面氧化。
所述蝕刻的方法也可以為，先將蝕刻部分放入蝕刻液中，然後使得蝕刻部分自上 而下從蝕刻液中離開，所述蝕刻部分離開蝕刻液的平均速度為0.01-1毫米/秒。若採用該方法，優選基材邊離開蝕刻液邊對離開蝕刻液的部分進行清洗，其他操 作程序與第一種蝕刻方法類似或一樣。一般來說，所述基材被蝕刻部分的最大粗糙度Ra值為4-5微米，最小粗糙度Ra值 為0. 005-0. 05微米，基材被蝕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 度值之間均勻遞變。本發明所述表面處理方法可直接在產品表面加工，得到粗糙度連續變化的產品表 面，其也可用來加工注塑模具的成型腔表面，得到粗糙度連續變化的成型腔表面，然後選用 各種顏色的聚碳酸酯、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 醯胺等注塑料在模具內進行注塑成型。從而得到粗糙度連續變化的注塑產品表面。例如採 用的原料是黑色的聚碳酸酯(牌號為1414BK1A329)進行注塑成型，所述注塑工藝為行業易 知，如注塑機型號為住友130、模具溫度為動模80°C、靜模100°C、注射壓力為2300kg/cm2、 保壓壓力1650kg/cm2。最終得到的塑膠殼體漸變效果明顯，有過渡自然的、手感上的漸變。本發明還提供了由本發明提供的方法處理的電子產品殼體。本發明對所述電子產品沒有特別限定，可以是手機、MP3播放器、PDA、筆記本電腦 和數位相機等，優選為手機。所述電子產品殼體的蝕刻部分具有均勻漸變的表面粗糙度，其 蝕刻部分的最大粗糙度Ra值為4-5微米，最小粗糙度Ra值為0. 005-0. 05微米，所述電子產品殼體材料選自金屬、金屬合金或陶瓷。當然，其也可為塑膠，由被本 發明提供的方法處理的模具製得。下面通過具體實施方式
對本發明的方法進行進一步說明。實施例1 使用S136鋼材作為基材，對基材拋光到A級別，粗糙度為0. 005微米。並用主要 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髒汙，使 用擦鏡布將表面清洗乾淨；然後將無滷素醇酸樹脂抗蝕刻塗料調配至黏度為IOcps左右，使用帶壓縮空氣的 圓形噴槍將整個不鏽光材料完全噴塗，然後在60°C-120°C的熱風循環烘箱乾燥箱中進行 預幹，直到手壓無指印。然後將印刷有保護圖案的菲林準確的覆蓋到所需要保護的區域，採 用功率為5Kw，功率密度50-800mj/cm2的碘鎵燈或滷化金屬的UV燈進行曝光。曝光後，將 沒有保護的未曝光圖案部位的抗蝕刻液層使用1. 0Wt%碳酸鈉溶液噴洗除去。選用蝕刻液，所述蝕刻液含有氯化鐵400g/L、鹽酸2. 5mol/L、雙氧水2mol/L的酸 性混合液。將提拉設備置於蝕刻裝置的邊緣。蝕刻前，將不鏽鋼材料固定在提拉設備的固定 懸臂上，使不鏽鋼材料的低點與液面水平。啟動提拉設備的下降程序，控制材料的下降速 度，使不鏽鋼材料逐漸的浸入到蝕刻液中。當所需要蝕刻的區域都接觸到蝕刻液時，迅速啟 動下落程序，第一段的下落速度為0. 417毫米/秒，下落第一段所述時間為110秒，第二段 的下落速度0. 450為毫米/秒，下落第二段所述時間為120秒，第三段的下落速度為0. 455 毫米/秒，下落第三段所述時間為110秒，第四段的下落速度為0. 526毫米/秒，下落第四 段所述時間為95秒，第五段的下落速度為0. 667毫米/秒，下落第五段所述時間為75秒，然後迅速提起整個基材。這樣，隨著基材的被下落，其上每段的蝕刻時間都不同。然後啟動 噴淋工序，使用2mol的氫氧化鈉溶液將不鏽鋼表面的蝕刻液迅速除去。而後將不鏽鋼材料 浸泡於3mol氫氧化鈉溶液，於40-50°C溫度下保持15min左右，取出清洗乾淨。得到具有 粗糙度漸變的基材表面。對被蝕刻後的基材進行檢測，在蝕刻時間為0秒、120秒、250秒、 340秒、430秒、500秒的基材表面測得粗糙度值分別為0. 005um、0. 836um、2. 03um、3. 03um、 3. 89um、4. 39um。最後將抗蝕刻液層去除，根據抗蝕刻塗料的技術指標，去除表面上的塗料。本發明 採用的是濃度為2mol/L的氫氧化鈉溶液在50-60°C溫度下浸泡5min，將圖案保護塗料除 去。可得到具有粗糙度0. 005um 4. 39um均勻漸變表面的金屬殼體。實施例2 使用陶瓷作為基材，其表面粗糙度為0.05微米。其整個表面為蝕刻部分。選用蝕刻液，所述蝕刻液含有5-15Wt%氫氟酸溶液以及2mol/L的鹽酸溶液的酸 性混合液體。將提拉設備置於蝕刻裝置的邊緣。蝕刻前，將陶瓷固定在提拉設備的固定懸臂上， 使陶瓷的低點與液面水平。啟動提拉設備的下降程序，控制材料的下降速度，使陶瓷逐漸的 浸入到蝕刻液中。當所需要蝕刻的區域剛接觸到蝕刻液時，迅速啟動下落程序，第一段的下 落速度為0. 1毫米/秒，下落第一段所述時間為30秒，第二段的下落速度為0. 094毫米/ 秒，下落第二段所述時間為32秒，第三段的下落速度為0. 091毫米/秒，下落第三段所述時 間為33秒，第四段的下落速度為0. 083毫米/秒，下落第四段所述時間為36秒，第五段的下 落速度為0. 079毫米/秒，下落第五段所述時間為38秒，第六段的下落速度為0. 083毫米/ 秒，下落第六段所述時間為36秒，第七段的下落速度為0. 086毫米/秒，下落第七段所述時 間為35秒，第八段的下落速度為0. 081毫米/秒，下落第八段所述時間為37秒，第九段的下 落速度為0. 085毫米/秒，下落第九段所述時間為35秒，第十段的下落速度為0. 096毫米/ 秒，下落第十段所述時間為31秒，第十一段的下落速度為0. 111毫米/秒，下落第十一段所 述時間為27秒，第十二段的下落速度為0. 12毫米/秒，下落第十二段所述時間為25秒，第 十三段的下落速度為0. 136毫米/秒，下落第十三段所述時間為22秒，第十四段的下落速 度為0. 143毫米/秒，下落第十四段所述時間為21秒，第十五段的下落速度為0. 176毫米 /秒，下落第十五段所述時間為17秒，第十六段的下落速度為0. 200毫米/秒，下落第十六 段所述時間為15秒，第十七段的下落速度為0. 250毫米/秒，下落第十七段所述時間為12 秒，第十八段的下落速度為0. 333毫米/秒，下落第十八段所述時間為9秒，第十九段的下 落速度為0. 429毫米/秒，下落第十九段所述時間為7秒，第二十段的下落速度為0. 50毫 米/秒，下落第二十段所述時間為6秒，然後迅速提起基材。這樣，隨著基材的被下落，其上 每段的蝕刻時間都不同。然後啟動噴淋工序，使用2mol的氫氧化鈉溶液將陶瓷表面的蝕刻 液迅速除去。而後將陶瓷材料浸泡於3mol的氫氧化鈉溶液，於40-50°C溫度下保持15min 左右，取出清洗乾淨。得到具有粗糙度漸變的基材表面。對被蝕刻後的基材進行檢測，在蝕 刻時間為0秒、62秒、131秒、204秒、278秒、秒、342秒、396秒、339秒、371秒、391秒、500 秒的基材表面測得粗糙度值分別為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 均勻漸變的 陶瓷殼體。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種表面處理方法，其特徵在於，包括如下步驟 提供基材，所述基材的表面至少部分為蝕刻部分；對基材的蝕刻部分進行蝕刻處理，所述蝕刻部分的蝕刻時間從一端向另一端遞增或者 遞減；將基材提出蝕刻液。
2.如權利要求1所述的表面處理方法，其特徵在於，所述基材表面包括非蝕刻部分，蝕 刻前還包括在非蝕刻部分表面形成抗蝕刻液層的步驟。
3.如權利要求2所述的表面處理方法，其特徵在於，還包括蝕刻後再除去抗蝕刻液層 的步驟。
4.如權利要求1至3任一項所述的表面處理方法，其特徵在於，所述蝕刻的方法為，將 蝕刻部分自下而上下降至蝕刻液中，所述蝕刻部分下降至蝕刻液中的平均速度為0. 1-1毫米/秒。
5.如權利要求4所述的表面處理方法，其特徵在於，將蝕刻部分分成至少2段，蝕刻部 分每段各自勻速下降至蝕刻液中，蝕刻部分各段的下降速度的趨勢為自下而上遞增。
6.如權利要求1至3任一項所述的表面處理方法，其特徵在於，將基材提出蝕刻液的時 間為0. 1-1秒。
7.如權利要求1至3任一項所述的表面處理方法，其特徵在於，還包括對離開蝕刻液的 基材進行清洗蝕刻液的步驟。
8.一種電子產品殼體，其特徵在於，其表面處理方法為權利要求1至7任一項所述的表 面處理方法。
9.如權利要求8所述的電子產品殼體，其特徵在於，所述電子產品殼體材料選自金屬、 金屬合金或陶瓷。
10.如權利要求8所述的電子產品殼體，其特徵在於，所述電子產品殼體被蝕刻部分的 最大粗糙度Ra值為4-5微米，最小粗糙度Ra值為0. 005-0. 05微米。
全文摘要
本發明提供了一種表面處理方法，包括如下步驟提供基材，所述基材的表面至少部分為蝕刻部分；對基材的蝕刻部分進行蝕刻處理，所述蝕刻部分的蝕刻時間從一端向另一端遞增或者遞減；將基材提出蝕刻液。本發明的表面處理方法可實現產品表面的粗糙度連續變化，其自然過渡，不會存在「界線」，且操作簡單。
文檔編號H05K5/04GK102115887SQ200910238939
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者沈文來, 羅文海, 趙麗紅, 趙米芳 申請人:比亞迪股份有限公司