白色外观阳极化膜及其形成方法技术

本申请涉及白色外观阳极化膜及其形成方法。本文描述的实施例涉及形成具有白色外观的阳极化膜。在一些实施例中，描述了具有孔的阳极化膜，该孔具有通过在阳极化工艺期间改变电流密度而形成的光漫射孔壁。在一些实施例中，描述了阳极化膜，该阳极化膜具有通过激光裂化程序而形成的光漫射微裂纹。在一些实施例中，在阳极化膜下方提供了光漫射铝溅射层。在一些实施例中，在阳极化层的开口内注入了光漫射粒子。

White appearance anodized film and its formation method

The application relates to a white appearance anodized film and its formation method. The example described in this article deals with the formation of an anodized film with a white appearance. In some embodiments, an anodic film with holes is described, which has a light diffused hole wall formed by changing the current density during anodization. In some examples, the anodized film has been described, which has a light diffuse micro crack formed through a laser cracking program. In some embodiments, a diffuse aluminum sputtering layer is provided below the anodized film. In some examples, light diffuse particles are injected into the opening of the anodized layer.

【技术实现步骤摘要】
白色外观阳极化膜及其形成方法本申请是申请日为2013年6月21日、专利技术名称为“白色外观阳极化膜及其形成方法”的中国专利申请201380032781.6的分案申请。
本专利技术整体涉及阳极化工艺。更具体地，公开了用于制备具有白色外观的阳极化膜的方法。
技术介绍
阳极化是一种用于增大金属部件表面上的天然氧化物层厚度的电解钝化工艺，其中待处理的部件形成电路的阳极。阳极化增强了抗腐蚀性和耐磨性，可为底层油漆和胶水提供更好的粘合力。阳极化膜还可用于实现许多装饰效果。例如，已经开发出使阳极化膜着色的技术，该技术可部分地基于阳极化膜表面的光反射类型和量为阳极化膜提供感知颜色。当特定频率的光从阳极化膜的表面反射时，观察者可感知到特定颜色。在一些情况下，可需要形成白色的阳极化膜。然而，提供白色外观阳极化膜的常规尝试产生了呈灰白色、浅灰色和乳白色的阳极化膜，而不是对许多人有吸引力的外观清爽干净的白色。
技术实现思路
通过参考以下结合附图所作的描述可以最佳地理解所述实施例及其优点。这些附图绝不会限制本领域的技术人员在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下可对所述实施例作出的在形式和细节方面的任何改变。根据一个实施例，描述了一种方法。该方法涉及当在铝基板上形成氧化铝层时依序改变电流密度。氧化铝层基本上不透明，并且对入射在其上的白光的基本上所有波长进行反射。根据另一个实施例，描述了一种金属基板。该金属基板具有设置在下方金属表面上方的保护膜。该保护膜具有呈白色外观的多孔结构，该多孔结构具有多个孔。这些孔的至少一部分包括不规则孔壁，该不规则孔壁具有多个依序重复的宽部分和窄部分。依序重复的宽部分和窄部分提供相对于保护膜的顶表面以各种取向定位的多个可见光反射表面，使得入射在顶表面的光的基本上所有可见波长从可见光反射表面漫反射并且离开顶表面。根据另外一个实施例，描述了一种方法，该方法用于在阳极化膜的多孔结构内形成微裂纹使得阳极化膜呈白色。该方法包括通过在阳极化膜的顶表面上方扫描脉冲激光束来在多孔结构内形成熔化部分的图案。该方法还包括通过允许熔化部分的图案冷却并转变为结晶形式来在阳极化膜内形成结晶金属氧化物部分的图案。在冷却期间，多个微裂纹在结晶金属氧化物部分的图案内形成。微裂纹对入射结晶金属氧化物部分的光的几乎所有可见波长进行漫反射。根据另一实施例，描述了一种金属部件，其具有设置在该金属部件下方表面上方的具有白色外观的阳极化膜。该阳极化膜包括多孔金属氧化物结构。阳极化膜还包括位于多孔金属氧化物结构内的结晶金属氧化物部分的图案，该结晶金属氧化物部分的图案具有多个微裂纹。这些微裂纹具有相对于阳极化膜的暴露表面以变化的取向布置的多个可见光反射表面。这些可见光反射表面对入射结晶金属氧化物部分的可见光进行漫反射，从而使该金属部件具有不透明的白色外观。根据另一个实施例，描述了一种用于在基板上形成阳极化膜的方法。该方法包括将铝层溅射到基板上，所述溅射铝层的一个表面具有第一粗糙度。该方法还包括将所述溅射铝层的第一部分转换为阳极化膜。所述溅射铝层的下方第二部分的第二表面具有与第一粗糙度相关联的第二粗糙度。第二表面足够粗糙，使得入射到阳极化层的暴露表面的白光行进穿过阳极化层，从第二表面漫反射，然后离开阳极化层。根据另一实施例，描述了一种用于制备呈白色的阳极化膜的方法。该方法涉及在阳极化膜内形成多个开口。该开口的平均尺寸和形状适于容纳多个反光粒子。由于在反光粒子上存在多个可见光漫射表面，因此反光粒子具有白色外观。该方法还涉及将反光粒子注入所述开口的至少一部分内。反光粒子的白色外观赋予阳极化膜白色外观。附图说明通过参考以下结合附图所作的描述可以最佳地理解所述实施例及其优点。这些附图绝不会限制本领域的技术人员在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下可对所述实施例作出的在形式和细节方面的任何改变。图1A至图1D示出了用于提供物体的感知颜色或品质的各种反射机制。图2示出了具有使用标准阳极化条件形成的阳极化膜的部件的横截面图。图3示出了具有使用变化的电流密度形成的白色阳极化膜的部件的横截面图。图4A和图4B示出了表示在两种不同变化的电流密度阳极化工艺期间，随时间变化的电流密度的曲线图。图5示出了表示在另一种变化的电流密度阳极化工艺期间，随时间变化的电流密度的曲线图。图6示出表示使用变化的电流密度阳极化工艺形成具有不规则或纹理化孔壁的白色阳极化膜的步骤的流程图。图7A至图7C示出了具有白色阳极化膜的部件在经历激光裂化程序之后的顶视图和横截面图。图8示出了表示使用光栅扫描脉冲激光束形成具有微裂纹的白色阳极化膜的步骤的流程图。图9A至图9C示出了具有变化的光点密度、激光功率和光点尺寸设置的不同激光扫描样本。图9D示出了展示不同阳极化膜样本的随视角变化的镜面反射光强度的曲线图。图10示出了表示用于调谐激光裂化工艺的步骤的流程图，该工艺用于制备具有目标量的漫反射和镜面反射的白色阳极化膜。图11示出了具有白色阳极化膜的部件的横截面图，该白色阳极化膜使用变化的电流密度阳极化程序和激光裂化程序的组合而形成。图12示出了表示用于形成白色阳极化膜的步骤的流程图，该白色阳极化膜是使用变化的电流密度阳极化程序和激光裂化程序的组合而形成。图13A-13B示出了经历反射层沉积工艺以及随后的阳极化工艺的部件的横截面图。图14示出了表示用于通过沉积下方反射层来形成白色阳极化膜的步骤的流程图。图15A至图15C示出了经历孔注入工艺的部件的横截面图。图16A和16B示出了经历微裂纹注入工艺的部件的横截面图。图17A至图17D示出了经历激光钻孔工艺、阳极化工艺和反光粒子注入工艺的部件的俯视图和横截面图。图18示出了使用电泳技术的反光粒子孔注入工艺。图19示出表示用于通过在阳极化膜的开口内注入反光粒子来形成白色阳极化膜的步骤的流程图。具体实施方式本章节描述了根据本专利申请的方法的代表性应用。提供这些实例的目的仅是为了添加上下文并有助于理解所述实施例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施例。在其他情况下，为了避免不必要地使所述实施例费解，未详细描述熟知的工序。其他应用也是可能的，使得以下实例不应视为限制性的。本专利申请涉及用于通过产生阳极化膜呈白色的方式对铝表面进行阳极化的方法和装置的各种实施例。白色外观阳极化膜非常适合于为消费型产品的可见部分提供既具保护性又美观的表面。例如，本文描述的方法可用于提供用于电子设备(诸如由总部设在Cupertino,California的AppleInc.制造的电子设备)的金属壳体和外壳的具有保护性且在美观角度上吸引人的外部部分。一般来讲，白色是物体的使光的几乎所有可见波长发生漫反射的颜色。因此，当入射在阳极化膜顶表面的光的几乎所有可见波长被漫反射时，阳极化膜可被感知为白色。图1A示出入射光可如何从表面漫反射并且在许多方向上散射。漫反射可由入射光从顶表面处或物体内的多刻面表面反射造成。例如，形成雪花的冰晶的刻面使入射光漫反射，从而使雪花呈白色。这与在一个方向上反射光的镜面反射(图1B)，吸收光的一些波长并且仅漫反射光的某些波长的彩色哑光外观的物体(图1C)，以及吸收基本上光的所有波长并且不反射光的黑色物体(图1D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成具有白色外观的金属部件的方法，所述方法包括：在金属基板内形成开口的图案；在所述开口的图案上形成阳极化层，使得所述开口内衬有所述阳极化层；以及将反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内，其中所述反光粒子对在所述开口处入射的光进行漫反射，由此赋予所述金属部件所述白色外观。

【技术特征摘要】
2012.06.22 US 61/663,515;2012.09.14 US 61/701,568;1.一种形成具有白色外观的金属部件的方法，所述方法包括：在金属基板内形成开口的图案；在所述开口的图案上形成阳极化层，使得所述开口内衬有所述阳极化层；以及将反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内，其中所述反光粒子对在所述开口处入射的光进行漫反射，由此赋予所述金属部件所述白色外观。2.如权利要求1所述的方法，其中使用激光束形成所述开口。3.如权利要求1所述的方法，其中所述开口具有在约1微米至约20微米范围内的平均直径。4.如权利要求3所述的方法，其中所述开口之间的平均距离与所述开口的所述平均直径大致相同。5.如权利要求1所述的方法，其中所述阳极化层的厚度是在约15微米至约35微米之间的。6.如权利要求1所述的方法，其中将所述反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内包括：沉淀工艺，其中含有反光粒子的浆液通过重力进入所述开口。7.如权利要求1所述的方法，其中将所述反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内包括：压制技术，其中所述反光粒子被压制进所述开口内。8.如权利要求1所述的方法，其中将所述反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内包括：电泳工艺，其中施加电压将所述反光粒子吸引进所述开口内。9.如权利要求1所述的方法，其中将所述反光粒子注入所述开口中的至少一些开口内包括：将所述反光粒子溅射进所述开口内。10.一种部件，包括:在金属基板上形成的阳极化层，所述阳极化层具有开口的图案；以及被注入进所述开口中的至少一些开口内的反光粒子，使得所述反光粒子...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·E·布朗宁，S·B·林奇，C·D·普雷斯特，P·N·卢塞尔克拉克，建部雅重，M·S·纳什纳，D·T·麦克唐纳，B·S·特赖恩，J·R·阿卡纳，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US