制备壳体的方法及壳体、电子设备与流程

1.本技术涉及电子设备领域，具体地，涉及制备壳体的方法及壳体、电子设备。


背景技术：

2.近年来陶瓷材料由于具有较好的外观效果、无电磁屏蔽以及良好的机械性能，被广泛应用于电子设备的壳体组件中。陶瓷壳体与玻璃壳体相比具有更好的力学性能，且陶瓷作为壳体材料对信号无屏蔽作用，是未来5g手机时代的优选壳体材料。
3.然而，目前制备壳体的方法及壳体、电子设备仍有待改进。


技术实现要素：

4.本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.本技术是基于发明人的以下发现而完成的：
6.目前，在陶瓷壳体表面实现多种彩色外观的方法普遍具有难以保持陶瓷材料的手感和光泽度，或是制备工艺复杂的缺陷。具体的，在陶瓷壳体表面形成颜色的一种方法为在陶瓷表面喷涂油漆或者光学镀膜层(pvd镀层)等其他颜色的纹理。但受陶瓷和油漆以及pvd 镀层的结合力约束，具有上述表面涂装层的陶瓷材料表面耐磨性较差，且涂装层覆盖了陶瓷釉料，造成陶瓷的手感和光泽度失真。另一种方法是通过将不同颜色的粉料分别干压制备生坯，然后使用模具将不同生坯压合在一起形成撞色的生坯，随后进行烧结，经过打磨抛光后获得的。但这种撞色效果体现在陶瓷背板的xy方向，即颜色。该工艺可以实现不同色块面积或者大小，该工艺对模具设计要求较高，需要利用复杂的模具实现制备，且不同设计需要重新开模制备新的模具，生产成本较高。
7.有鉴于此，在本技术的一个方面，本技术提出了一种制备壳体组件的方法。该方法包括：依次对陶瓷原料浆体进行流延成型和冲压成型处理，以形成冲压坯料；将多个所述冲压坯料层叠设置，并进行叠层等静压处理以形成层叠生坯，所述冲压坯料的层叠数量不小于3层，多个所述冲压坯料的颜色不完全相同；沿着所述冲压坯料进行层叠的方向对所述层叠生坯进行切割处理，以获得板状的生坯，所述冲压坯料沿着所述板状的生坯的长度或者宽度方向层叠；对所述生坯进行排胶处理以及烧结处理，以获得所述壳体组件。该方法通过对生坯层叠和切割的方向进行设计，可利用简单的模具实现多色撞色的条纹型壳体组件的制备，具有生产良率较高、工艺简单、设备成本较低等优点。
8.在本技术的另一方面，本技术提出了一种壳体组件。该壳体组件包括：多个陶瓷坯层，多个所述陶瓷坯层的颜色不完全相同，且所述壳体组件具有主体面，多个所述陶瓷坯层沿着所述主体面的长度或者宽度的方向排列为多行。该壳体组件具有生产良率较高、工艺简单、设备成本较低等优点的至少之一。
9.在本技术的又一方面，本技术提出了一种电子设备。该电子设备包括：壳体，所述壳体的至少一部分是由前面所述的壳体组件构成的，所述壳体限定出容纳空间；主板以及显示屏，所述主板以及所述显示屏位于所述容纳空间内部。该电子设备具有前面所述的壳
体组件的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，其具有生产良率较高、工艺简单、设备成本较低等优点的至少之一。
附图说明
10.图1显示了根据本技术一个示例的制备壳体组件的方法的流程示意图；
11.图2显示了根据本技术一个示例的制备壳体组件的方法的部分流程示意图；
12.图3显示了根据本技术一个示例的生坯的结构示意图；
13.图4显示了根据本技术一个示例的壳体组件的结构示意图；
14.图5显示了根据本技术一个示例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
15.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
16.在本技术的一个方面，本技术提出了一种制备壳体组件的方法。根据本技术的实施例，参考图1，该方法包：
17.s100：依次对陶瓷原料浆体进行流延成型和冲压成型处理，以形成冲压坯料
18.根据本技术的实施例，在该步骤中首先形成冲压坯料。具体地，在该步骤中可以对陶瓷原料浆体进行流延成型，然后通过冲压成型处理，形成冲压坯料。形成的冲压坯料的厚度可以为0.1-4.0mm。具体地，可以对陶瓷原料浆体进行流延成型处理形成流延坯体。随后对流延坯体进行冲压成型处理，即可获得后续步骤所需的冲压坯料。
19.具体地，陶瓷原料浆体可以具有粉体原料和分散剂和粘结剂。其中分散剂可以包括聚丙烯酸、聚乙二醇和甘油中的至少一种，粘结剂可以包括pvb、dop、dbp中的至少一种。粉体原料为陶瓷原料浆体中金属氧化物，以提供颜色和陶瓷质感的外观效果。具体地粉体原料可根据需要形成的颜色进行调配，具体可包括白色配料和彩色配料。当需要形成白色的流延坯体时，粉体原料中可仅包含白色配料。粉体原料与分散剂、粘结剂的质量比可以为(45-55)：(1.5-5)：(0.8-1.2)。发明人发现，当该白色配料中的粘结剂含量过高或过低时，都将影响后续操作的良率：具体地，如粘结剂含量过高，例如质量比高于1.2，则不容易在后续步骤中通过脱脂去除充分，从而会导致烧结后的产品开裂。而当粘结剂含量过低，如低于0.8时，则容易导致在后续的层叠等静压过程中无法成型，造成坯体开裂等不良。特别是本技术需要形成厚度较厚的层叠生坯，因此需要较大的层叠等静压压力。因此，如配料中各组分配比调节不恰当，则可能导致后续工艺的良率大幅降低。
20.具体地，白色配料可以包括0-0.25wt％的氧化铝、1-5wt％的氧化钇，以及余量的含有氧化铪的氧化锆。上述白色配料可以为粉体，且粉体的d50粒度为0.1-20μm。类似地，彩色配料包括选自白色氧化锆、氧化钇、氧化铝的至少之一，以及着色剂，其中白色氧化锆的含量为90～99wt％、氧化钇的含量为0.1～5wt％、氧化铝的含量为0.1～3wt％，着色剂的含量为0.8～8wt％，着色剂可以包括三氧化二铒、三氧化二钕、三氧化二镨、氧化铈、三氧化二铁、三氧化二铬、三氧化二锰、氧化锌、镁、硅、钙、钴、镍、铜、钒、镉和锡中的至少之一。本领域技术人员可以根据需要的颜色对上述白色配料和彩色配料的具体组分和配比进行调控。
在一些具体的示例中，上述白色配料和彩色配料可以均是预先经过球磨处理的。球磨处理的温度可以分别独立地为30℃以下，球磨时间分别独立地为45～58 小时。由此，可分别将白色配料和彩色配料混合均匀，再根据需要的颜色将彩色配料与白色配料进行混合。
21.根据本技术的实施例，在该步骤中可通过调节流延工艺参数，以获得厚度为0.1～5.0mm 的流延坯体。厚度在上述范围的流延坯体可在后续冲压、切割以及烧结处理之后较好地保持坯体整体的完整，不会由于厚度过薄而导致后续形成的层叠生坯样品过薄，堆叠层数过多或是难以获得较大尺寸的壳体组件，也不会由于厚度过厚，而导致流延成型处理的技术难度过大，坯体自身不稳定，容易造成开裂等不良。
22.具体地，在进行流延成型处理之前，还可对陶瓷原料浆体进行真空除气处理以及粘度调节处理。真空除气处理可以是在真空度为-0.5～-1mpa下、搅拌速度为80～120转/分，搅拌时间为15～30分的条件下进行的，具体可令真空镀为-0.95mpa。真空除气处理中的真空度过低时，可能导致浆料除泡不均匀，进而造成流延生坯中具有较多缺陷；而真空度过高，则产品的制备成本上升，对性能提升不大。
23.根据本技术的一些实例，对流延坯体进行冲压成型处理可以是在模具中进行的。由此，可较好地保持流延坯体的形状，提升冲压的效率和效果。关于冲压成型处理的具体参数不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际情况以及流延生坯的具体厚度进行控制。
24.s200：将多个所述冲压坯料层叠设置，并进行叠层等静压处理以形成层叠生坯，所述冲压坯料的层叠数量不小于3层
25.根据本技术的示例，在该步骤中将多个层叠的冲压坯料进行层叠设置，并进行层叠等静压处理，以将多个冲压坯料压制为一块坯料。
26.具体地，多个冲压坯料的颜色不完全相同，由此可获得多个颜色撞色的效果。多个冲压坯料的具体颜色以及厚度均不受特别限制，本领域技术人员可根据设计需要确定。例如，多个冲压坯料的厚度可以相等也可以不相等，只要满足前面所限定的范围即可。该多个冲压坯料可为两种或是几种颜色循环排列的，或者多个冲压坯料的颜色可以彼此均不相同。该步骤中冲压坯料的数量可为3-10层，例如可以为7层。由此，在该步骤中可获得多个层叠设置，且颜色不完全相同的坯料。冲压坯料的厚度为0.1-4.0mm，因此获得的层叠生坯的总厚度可以达到1.0-400mm，从而可以在后续的切割处理之后满足手机等电子设备对壳体组件在尺寸上的要求。
27.根据本技术的一些实例，叠层等静压处理的压强可以为120-200mpa，温度可为 70-100℃。例如，压强可以为160-180mpa。压强大于200mpa时，将导致叠层等静压处理的设备的成本大幅上升，且也并不会显著提升进行等静压处理的效果。而压强低于120mpa 时，获得的层叠生坯中的多层坯体容易开裂。
28.s300：沿着所述冲压坯料进行层叠的方向对所述层叠生坯进行切割处理，以获得板状的生坯
29.根据本技术的实施例，在该步骤中进行切割处理。具体地，可沿着冲压坯料进行层叠的方向对层叠生坯进行切割处理，以获得板状的生坯。参考图2，该层叠生坯中具有多个层叠设置的冲压坯料(如图中所示出的10a-10f等)，沿着垂直于多个冲压坯料进行层叠的方向进行切割处理，如图中的虚线所示出的。切割后获得的旋转90度即得到图中所示出的板状的生坯(图中示出的为板状的生坯在厚度方向的视图)，板状的生坯的长度或者宽度方
向，为冲压坯料(如图中所示出的10a’)层叠的方向。由此，该板状的生坯平面所在方向上可见多个条形的切割后的冲压坯料，进而可具有多种颜色撞色的视觉效果。该步骤中获得的生坯的厚度可以为2-5mm。
30.参考图3，该步骤中获得的生坯中，条形的颜色(即切割后的冲压坯料10a’)可以沿着板状生坯宽度的方向(如图中示出的w)进行排列。或者，条形的颜色也可沿着生坯的长度的方向(如图中示出的l)进行排列，图中未示出该情况。
31.s400：对生坯进行排胶处理以及烧结处理，以获得所述壳体组件
32.根据本技术的实施例，在该步骤中进行排胶处理和烧结处理，以形成壳体组件。具体地，排胶处理和烧结处理的具体参数不受特别限制，本领域技术人员可根据生坯的具体厚度等参数进行设定，只要能最终获得烧结的陶瓷壳体组件即可。
33.例如，排胶处理的脱脂温度可以为300-600℃，时间为0.5-4h。烧结处理的烧结温度为 1300℃-1550℃。在上述温度和时间下进行的排胶以及烧结后的样品扭曲变形、开裂等不良的出现率低，可获得良品率较高的壳体组件。且壳体组件中不同冲压坯料的颜色可保持较好，交界处无明显的异色等问题。
34.根据本技术的实施例，在烧结处理之后，还可进行后处理的操作。例如，可以烧结后的生坯的双面进行抛光处理，以获得表面光滑的陶瓷材料。或者，还可根据壳体组件的具体需要，在烧结后进行切割修边处理。具体地，可对经过烧结的生坯的边缘进行数控机床修弧处理，即对板状的生坯的边缘进行切割以形成弧形的边缘，用于形成壳体组件的弧形侧壁。由于最终获得的壳体的侧壁处能够呈现出多种颜色并存的外观效果：可在切割处理时令生坯的厚度较厚，因此在基于烧结后的生坯进行切割时，可通过减薄生坯的厚度以及修弧处理，令构成该壳体组件的侧壁处为两个或多个冲压坯料。由此，可获得在厚度方向上也具有多种颜色撞色效果的壳体组件，如图4所示出的，该壳体组件100的侧壁处可具有两个冲压坯料构成的陶瓷坯层110。切割修边处理后，该方法还可以包括：对切割处理的区域进行抛光处理，以使壳体的整个表面均较光滑，具有良好的手感。
35.根据本技术的实施例，在对切割处理区域进行抛光处理之后，还可以进一步进行镀膜处理，具体的，可以在切割并抛光后的坯体表面进行镭射、镀层(如af膜)、清洗等处理，以增加最终获得的壳体的抗指纹以及光泽度，进一步提高手感。
36.综上，该方法通过对切割方向和冲压坯层层叠的方向进行设计，通过加厚层叠的数量获得厚度较大的层叠生坯，进而可仅通过等静压处理和切割，即获得具有多种颜色的条纹图案且尺寸较大的陶瓷坯体，进而可简便地获得具有撞色效果的陶瓷壳体组件。且该方法对形成层叠生坯的厚度、方法以及陶瓷原料浆体的组分进行了调控，进而可以在提高生坯厚度的同时，保证该方法的产品良率。
37.在本技术的另一方面，本技术提出了一种壳体组件。参考图4，该壳体组件100包括多个陶瓷坯层110，多个陶瓷坯层的颜色不完全相同，且壳体组件具有主体面，多个陶瓷坯层沿着所述主体面的长度或者宽度的方向排列为多行。该壳体组件具有生产良率较高、工艺简单、设备成本较低等优点的至少之一。
38.根据本技术的实施例，壳体组件100可以为平面的板材，或为2.5d或是3d的曲面板材。具体的，壳体组件100可以为图4所示的2.5d基板，壳体组件100的内表面为平面，外表面具有弧形侧壁，弧形侧壁处具有至少两个颜色不同的陶瓷坯层110暴露在外。该壳体组件的
具体形状不受特别限制，本领域技术人员可根据实际需要确定。此处需要特别说明的是，该壳体组件可以是利用前面所述的方法制备的。因此，该壳体组件100的形状可以是通过对烧结后的坯料进行切割而获得的。由于本技术前述的方法切割所获得的生坯为板状生坯，因此在形成壳体组件时可降低对其边缘形状进行修弧等处理的切割面积，从而有利于节省工时并降低生产成本。
39.根据本技术的实施例，壳体组件的外表面具有多个颜色不同的陶瓷坯层暴露在外，进而可形成条纹撞色的视觉效果。陶瓷坯层110的尺寸以及在壳体组件的主体面排布的方式不受特别限制，例如陶瓷坯层的厚度可为0.1-4mm，壳体组件可具有3-10个所述陶瓷坯层。
40.在本技术的另一方面，本技术提出了一种电子设备。根据本技术的实施例，参考图5，电子设备1000包括壳体100，壳体100的至少一部分是由前面所述的壳体组件构成的，壳体100限定出容纳空间，主板以及所显示屏位于容纳空间内部(图中未示出)。该电子设备具有前面所述的壳体组件的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，其具有生产良率较高、工艺简单、设备成本较低等优点的至少之一。
41.下面通过具体的实施例对本技术的方案进行说明，需要说明的是，下面的实施例仅用于说明本技术，而不应视为限定本技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
42.示例1
43.制备蓝色-白色交替的壳体组件，壳体组件中的陶瓷坯层为7层。首先利用白色粉体以形成白色的陶瓷原料浆体，利用白色粉体和蓝色粉体形成蓝色的陶瓷原料浆体。分别对两种颜色的陶瓷原料浆体在-0.95mpa下进行真空除气处理，形成流延坯体的厚度均为5mm 的7层流延坯体，并置于模具中进行冲压成型之后，形成具有7层的层叠生坯。然后在 180mpa下连同模具一起进行等静压处理，垂直于层叠生坯中冲压坯料层叠的方向进行切割，然后将切割后的板状生坯旋转90度。随后经排胶、烧结，并进行边缘切割和抛光、清洗，获得壳体组件。
44.对比例1
45.采用单独白色坯层形成壳体组件，其余参数同示例1。
46.对比例2
47.其余参数同示例1，所不同的是，对陶瓷原料浆体采用干压成型的方式形成坯料并层叠。烧结后的多层坯料之间发生变形，条纹图案边界扭曲。切割板状生坯的步骤生坯发生破碎。
48.对示例1和对比例1获得的壳体组件的机械性能进行测试，测试结果见下表1：
49.表1
[0050] 密度落球测试四杆弯测试示例16.5g/cm332g落球，≥80cm≥1200mpa对比例16.5g/cm332g落球，≥70cm≥1200mpa
[0051]
对比可知，根据本技术的示例1所获得的壳体组件与由一整块陶瓷坯料构成的壳体组件相比，保持了良好的机械强度，同时密度并无改变，即：该壳体组件的结构可在不增
加密度的前提下，保持陶瓷材料良好的机械性能。
[0052]
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示例以及不同示例的特征进行结合和组合。
[0053]
在本技术的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0054]
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示例以及不同示例的特征进行结合和组合。
[0055]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。