鍍膜件及其製造方法

2023-05-06 15:23:26 2

專利名稱：鍍膜件及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種鍍膜件及其製造方法，尤其涉及一種具有骨瓷質感的鍍膜件及其製造方法。
背景技術：
現有技術，通常採用噴塗方式於電子產品(如手機、PDA等)的殼體表面形成白色的裝飾性膜層，以使殼體呈現出如陶瓷般的白色外觀。然而，由於噴塗技術本身的缺陷，噴塗形成的裝飾性膜層難以具有高透光性及高光澤性，使上述殼體無法呈現出如骨瓷般的潔白、細膩、通透、清潔等視覺或外觀效果。
隨著3C電子產品的使用越來越頻繁，消費者對產品的外觀也有了越來越高的要求。除了要求產品具有如骨瓷般外觀之外，還希望產品具有抗指紋效果，如此在使用電子產品的過程中不因難以去除的指紋痕跡而影響其骨瓷般的外觀。為了不影響產品的骨瓷般外觀，用以實現抗指紋效果的抗指紋層需具有高透光性和高光澤度。然而，現有的通過化學氣相沉積、噴塗及PVD鍍膜等技術形成的抗指紋層均難以達到上述要求。如，化學氣相沉積、噴塗等方法獲得的抗指紋層呈霧狀而難以呈現出透明的效果；通過PVD鍍膜技術形成的複合多層抗指紋層易於產生薄膜幹涉，如此亦難以呈現透明的效果。

發明內容
鑑於此，本發明提供一種具有抗指紋效果且呈現出骨瓷質感的鍍膜件。另外，本發明還提供一種上述鍍膜件的製造方法。—種鍍膜件，包括基體、依次形成於基體表面的白色的第一膜層、無色透明的第二膜層及無色透明且具有抗指紋效果的第三膜層；該第一膜層為一鋁、鋁合金、鋅或鋅合金膜層，該第二膜層主要由M、O及N三種元素組成，其中M為Al或Zn，該第三膜層為氧化鋁層
或二氧化矽層。一種鍍膜件的製造方法，其包括如下步驟
提供基體；
對所述基體的表面進行精拋處理；
採用真空鍍膜法，以鋁、鋁合金、鋅及鋅合金中的一種為靶材，在該基體上形成白色的第一膜層，該第一膜層為一招、招合金、鋅及鋅合金膜層；
採用真空鍍膜法，以鋁靶、鋁合金靶、矽靶及矽合金靶中的一種為靶材，以氧氣及氮氣為反應氣體，在該第一膜層上形成無色透明的第二膜層，該第二膜層主要由M、0及N三種元素組成，其中M為Al或Zn ;
採用真空鍍膜法，以氧化鋁或二氧化矽為蒸發材料，以氧氣為補償氣體，在該第二膜層上形成無色透明的、具有抗指紋性能的第三膜層，該第三膜層為氧化鋁層或二氧化矽層。所述第一膜層呈白色，濺射形成於該第一膜層表面的第二膜層呈無色透明狀，蒸鍍形成於該第二膜層表面的第三膜層不僅呈無色透明狀還具有抗指紋性能，如此，所述第一膜層、第二膜層及第三膜層結合使所述鍍膜件呈現出如骨瓷般的外觀的同時還具有抗指紋效果。


圖I為本發明一較佳實施例鍍膜件的剖視圖。圖2為本發明一較佳實施例鍍膜件的製造方法中所用真空鍍膜機的示意圖。圖3為本發明一較佳實施例鍍膜件的製造方法中所用真空蒸鍍機的示意圖。圖4為本發明一較佳實施例鍍膜件的第三膜層表面掃描電鏡圖。主要元件符號說明
鍍膜件 I ο 基體_11
m-mm ~
第二膜層15
第三膜層17
真空鍍膜機 100
鍍膜室_20
第一真空泵 30
軌跡_21
第一靶材 i第二靶材 i
m-nmmm ~~
真空蒸鍍機—200
蒸鍍腔_210
蒸發源211
支承架_213
第二氣源通道 蒸發材料 —217 第二真空泵
如下具體實施方式
將結合上述附圖進一步說明本發明。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明一較佳實施例的鍍膜件10包括基體11、依次形成於基體11表面的第一膜層13、第二膜層15及第三膜層17。該鍍膜件10可以為電子裝置外殼，也可以為鐘錶外殼、金屬衛浴件及建築用件。基體11的材質為金屬或非金屬，其中金屬可為不鏽鋼、鋁、鋁合金、鎂及鎂合金中的一種，非金屬可為塑料。所述第一膜層13可為一鋁、鋁合金、鋅或鋅合金膜層。當第一膜層13為鋁合金或鋅合金膜層時，其中鋁或鋅的質量百分含量為80°/Γ90%。該第一膜層13的色度區域於CIELAB表色系統的L*坐標為85至91, a*坐標為-O. 5至O. 5,b*坐標為-O. 5至O. 5,呈白色，為鍍膜件10提供陶瓷般的外觀顏色。第一膜層13可通過磁控濺射、真空蒸鍍等真空鍍膜的方式形成。所述第一膜層13的厚度為0.4μπΓlμm。所述第二膜層15可通過磁控濺射、真空蒸鍍及電弧離子鍍等真空鍍膜的方式形成。該第二膜層15由M、0及N三種元素組成，其中M為Al或Si。該第二膜層15中M、0及N元素的原子個數比大致為O. 9^1. I :0. 5^1 :0. 5 1，較佳為I :1 :1。第二膜層15為無色透明層，具有較高的光澤度，其形成在第一膜層13上，為鍍膜件10提供仿釉的外觀效果。第二膜層15的厚度為50nnT200nm。所述第一膜層13與第二膜層15的結合使鍍膜件10呈現如骨瓷般質感的外觀。所述第三膜層17通過真空蒸鍍的方式形成。該第三膜層17使所述鍍膜件10具有抗指紋效果。該第三膜層17為二氧化矽層或氧化鋁層。請參閱圖4，該第三膜層17主要由平均粒徑為l(T30nm的納米顆粒組成，質地均勻緻密。該第三膜層17的粗糙度Ra為2(T50nm。該第三膜層17的厚度為O. 5^1. 5 μ m。該第三膜層17為無色透明層，因此，該第三膜層17對鍍膜件10的透光性幾乎沒有影響。從該第三膜層17 —側測試鍍膜件10表面的60°角光澤度為10(Γ150 ;色度區域於CIE LAB表色系統的L*坐標為85至91，a*坐標為-O. 5至O. 5，b*坐標為-O. 5至O. 5， 與由第一膜層13所測得的色度值一致。本發明一較佳實施方式的鍍膜件10的製造方法包括以下步驟
提供基體11，該基體11的材質為金屬或非金屬，其中金屬可為不鏽鋼、鋁、鋁合金及鎂合金中的一種，非金屬可為塑料。提供一精拋機(圖未不)，對基體11的表面進行精拋處理，用以提聞基體11的光澤度，相應提高後續形成於該基體11表面的第一膜層13、第二膜層15及第三膜層17的光澤度，從而提供給所述鍍膜件10高光澤的外觀。所述精拋機包括一布輪，將含有氧化鋁粉末的懸浮狀水溶液塗覆在該布輪上，對所述基體11的表面進行精拋，精拋的時間為10 15min。將經上述精拋處理後的基體11進行清潔處理。該清潔處理包括用丙酮溶液對基體11進行超聲波清洗等步驟。對經上述處理後的基體11的表面進行氬氣等離子體清洗，以進一步去除基體11表面的油汙，以及改善基體11表面與後續鍍層的結合力。結合參閱圖2，提供一真空鍍膜機100，該真空鍍膜機100包括一鍍膜室20及連接於鍍膜室20的一第一真空泵30，第一真空泵30用以對鍍膜室20抽真空。該鍍膜室20內設有轉架(未圖示)、相對設置的二第一靶材22及相對設置的二第二靶材23。轉架帶動基體11沿圓形的軌跡21公轉，且基體11在沿軌跡21公轉時亦自轉。每一第一靶材22及每一第二靶材23的兩端均設有第一氣源通道24，氣體經該第一氣源通道24進入所述鍍膜室20中。其中，所述第一靶材22為鋁靶、鋁合金靶、鋅靶及鋅合金靶中的一種，所述第一靶材22為鋁合金靶或鋅合金靶時，其中鋁或鋅的質量百分含量為809Γ90%。所述第二靶材23為鋁合金靶或矽合金靶時，其中鋁或矽的質量百分含量為80% 90%。該等離子體清洗過程如下將基體11放入真空鍍膜機100的鍍膜室20內，將鍍膜室20抽真空至8. O X 10_3Pa ;然後向鍍膜室20內通入流量為lOOlOOsccm(標準狀態毫升/分鐘)的氬氣(純度為99. 999%)，並施加-20(T-500V的偏壓於基體11，對基體11表面進行氬氣等離子體清洗，清洗時間為3 20分鐘。在基體11上濺射該第一膜層13。調節氬氣流量為10(T300SCCm。調節偏壓至-10(T-300V，將基體11溫度控制在2(T200°C。開啟第一靶材22，並設置所述第一靶材22的功率為7 13kW，對基體11濺射1(Γ30分鐘，以於基體11表面形成該第一膜層13。
在該第一膜層13上派射第二膜層15。關閉第一祀材22,気氣流量維持在10(T300sccm，同時向鍍膜室20通入氧氣和氮氣。氧氣流量為5(T200sccm，氮氣流量為8(T300sccm。維持施加於基體11偏壓為-10(T-300V，基體11溫度為2(T200°C。開啟第二靶材23，調節所述第二靶材23的功率為8 10kW，在該第一膜層13上沉積該第二膜層15。濺射該第二膜層15的時間為:Γ20分鐘。從該第二膜層15表面的60°角測試其光澤度為150 200。結合參閱圖3，提供一真空蒸鍍機200。所述真空蒸鍍機200包括一蒸鍍腔210及連接於蒸鍍腔210的一第二真空泵230，該第二真空泵230用以對該蒸鍍腔210抽真空。該蒸鍍腔210內設置有一蒸發源211、一與該蒸發源211相對設置的支承架213、及一第二氣源通道215。所述基體11固定在所述支承架213上。所述蒸發源211用以對放置於其內的蒸發材料217進行加熱，使蒸發材料217熔化、蒸發或升華產生蒸氣，進而對基體11進行鍍膜。氣體經該第二氣源通道215進入所述蒸鍍腔210中。其中，所述蒸發材料217為二氧化矽或氧化鋁。·
在該第二膜層15上蒸鍍第三膜層17。將鍍覆有第一膜層13及第二膜層15的基體11固定在所述支承架213上，將蒸鍍腔210抽真空至6X 10_3Pa 8X 10_3Pa，加熱該蒸鍍腔210至溫度為5(Γ100 ;以氧氣為補充氣體用以補充鍍膜過程中二氧化矽或氧化鋁損失的氧元素，氧氣的流量為lOlOsccm，蒸鍍電流為8(Tl20mA，蒸鍍速率為8 20kA /s。蒸鍍該第三膜層17的時間為l 10min。可以理解的，所述第一膜層13及第二膜層15還可通過真空蒸鍍及電弧離子鍍等真空鍍膜的方式形成。可以理解的，所述第三膜層17還可通過真空濺鍍及電弧離子鍍等真空鍍膜的方式形成。所述第一膜層13呈白色，濺射形成於該第一膜層13表面的第二膜層15呈無色透明狀，蒸鍍形成於該第二膜層15表面的第三膜層17不僅呈無色透明狀還具有抗指紋性能，如此，所述第一膜層13、第二膜層15及第三膜層17結合使所述鍍膜件10呈現出如骨瓷般的外觀的同時還具有抗指紋效果。
權利要求
1.一種鍍膜件，包括基體，其特徵在於該鍍膜件還包括依次形成於基體表面的白色的第一膜層、無色透明的第二膜層及無色透明且具有抗指紋效果的第三膜層；該第一膜層為一鋁、鋁合金、鋅或鋅合金膜層，該第二膜層主要由M、O及N三種元素組成，其中M為Al或Zn，該第三膜層為氧化鋁層或二氧化矽層。
2.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於所述鋁合金或鋅合金膜層中，鋁或鋅的質量百分含量為80% 90%。
3.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於所述第二膜層M、O及N元素的原子個數比為 O. 9 I. I 0. 5 I 0. 5 I。
4.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於所述第二膜層M、O及N元素的原子個數比為I :1 :1。
5.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於該第一膜層的色度區域於CIELAB表色系統的L*坐標為85至91, a*坐標為-O. 5至O. 5, b*坐標為-O. 5至O. 5。
6.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於該第二膜層主要由平均粒徑為l(T30nm的納米顆粒組成，第二膜層的粗糙度Ra為2(T50nm。
7.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於該鍍膜件於第三膜層表面的60°角光澤度為100 150 ;色度區域於CIE LAB表色系統的L*坐標為85至91，a*坐標為-O. 5至O. 5，b*坐標為-O. 5至O. 5。
8.如權利要求I所述的鍍膜件，其特徵在於所述第一膜層的厚度為O.4 μ πΓ μ m，第二膜層的厚度為50nnT200nm，第三膜層的厚度為O. 5 I. 5 μ m。
9.一種鍍膜件的製造方法，其包括如下步驟 提供基體； 對所述基體的表面進行精拋處理； 採用真空鍍膜法，以鋁、鋁合金、鋅及鋅合金中的一種為靶材，在該基體上形成白色的第一膜層，該第一膜層為一招、招合金、鋅及鋅合金膜層； 採用真空鍍膜法，以鋁靶、鋁合金靶、矽靶及矽合金靶中的一種為靶材，以氧氣及氮氣為反應氣體，在該第一膜層上形成無色透明的第二膜層，該第二膜層主要由M、0及N三種元素組成，其中M為Al或Zn ; 採用真空鍍膜法，以氧化鋁或二氧化矽為蒸發材料，以氧氣為補償氣體，在該第二膜層上形成無色透明的、具有抗指紋性能的第三膜層，該第三膜層為氧化鋁層或二氧化矽層。
10.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於所述精拋處理的方法為提供一精拋機，所述精拋機包括一布輪，將含有氧化鋁粉末的懸浮狀水溶液塗覆在該布輪上，對所述基體的表面進行精拋，精拋的時間為l(Tl5min。
11.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於用以形成所述第一膜層的靶材中，鋁合金靶或鋅合金靶中鋁或鋅的質量百分含量為809Γ90%。
12.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於用以形成所述第二膜層的靶材中，招合金祀或娃合金祀中招或娃的質量百分含量為80% 90%。
13.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於形成所述第一膜層的方法為採用磁控濺射鍍膜法，設置鋁靶、鋁合金靶、矽靶或矽合金靶的功率為7 13kw，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為10(T300SCCm，施加於基體的偏壓為-10(T-300V，鍍膜溫度為2(T200°C，鍍膜時間為10 30min。
14.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於形成所述第二膜層的方法為採用磁控濺射鍍膜法，設置鋁靶、鋁合金靶、矽靶或矽合金靶的功率為flOkW，氧氣流量為5(T200sCCm，氮氣流量為8(T300sCCm，以氬氣為工作氣體，氬氣的流量為10(T300SCCm，施加於基體的偏壓為-10(T-300V，鍍膜溫度為2(T200°C，鍍膜時間為3 20mino
15.如權利要求9所述的鍍膜件的製造方法，其特徵在於形成所述第三膜層的的工藝參數為氧氣的流量為lOlOsccm，蒸鍍電流為8(Tl20mA，蒸鍍速率為8 20kA/s，溫度為5(Tl00°C，蒸鍍時間為I lOmin。
全文摘要
本發明提供一種鍍膜件，包括基體、依次形成於基體表面的白色的第一膜層、無色透明的第二膜層及無色透明且具有抗指紋效果的第三膜層；該第一膜層為一鋁、鋁合金、鋅或鋅合金膜層，該第二膜層主要由M、O及N三種元素組成，其中M為Al或Zn，該第三膜層為氧化鋁層或二氧化矽層。該鍍膜件呈現出如骨瓷般的外觀的同時還具有抗指紋效果。本發明還提供了所述鍍膜件的製造方法。
文檔編號C23C14/06GK102899610SQ20111021543
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月29日 優先權日2011年7月29日
發明者陳文榮, 陳正士, 王瑩瑩, 胡智傑, 李聰 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司