阅读说明：本技术 一种纤维增强的电子设备背板及其制备方法 (Fiber-reinforced electronic equipment back plate and preparation method thereof ) 是由 严庆云 纪磊 周洪涛 何玲玲 于 2018-07-04 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种纤维增强的电子设备背板及其制备方法,其中该纤维增强的电子设备背板,包括背板基板和增强纤维膜；所述增强纤维膜粘贴在所述背板基板的内侧面。本发明提供的纤维增强的电子设备背板,通过在背板基板的内侧粘贴有增强纤维膜,可以提高电子设备背板的抗冲击强度,降低电子设备背板的破碎概率；同时可以保证在电子设备背板出现破碎时,碎片仍然原位粘附在增强纤维膜上,因此依然能保持电子设备背板的形态,不会造成碎片的飞溅,从而可以避免出现相关安全隐患。(The embodiment of the invention provides a fiber-reinforced electronic equipment backboard and a preparation method thereof, wherein the fiber-reinforced electronic equipment backboard comprises a backboard substrate and a reinforced fiber membrane; the reinforced fiber membrane is adhered to the inner side surface of the back plate substrate. According to the fiber-reinforced electronic equipment back plate, the reinforced fiber membrane is adhered to the inner side of the back plate substrate, so that the impact strength of the electronic equipment back plate can be improved, and the breakage probability of the electronic equipment back plate is reduced; meanwhile, when the electronic equipment back plate is broken, the fragments are still adhered to the reinforced fiber membrane in situ, so that the form of the electronic equipment back plate can be still maintained, the fragments cannot splash, and the occurrence of related potential safety hazards can be avoided.)

一种纤维增强的电子设备背板及其制备方法

技术领域

本发明涉及电子设备背板技术领域，特别是涉及一种纤维增强的电子设备背板及其制备方法。

背景技术

随着电子技术的发展，电子设备，例如手机中的电子元件越来越多，因此在电子设备内部各个电子元件之间的接触也越来越紧密，电子设备背板(也称为电子设备后壳)，作为电子设备的重要零件，其作用主要是保护电子设备免于来自外界的伤害。

随着材料科学的发展，塑料、金属、及无机非金属材料等均被用于制造电子设备背板；其中，塑料的耐划伤性能较差，厚度也不能太薄，因此逐渐被淘汰。另外，随着5G技术的发展，由于5G信号对信号传输的要求很严格，而金属材质本身具有一定的信号屏蔽作用，因此其也难以适应未来电子设备的发展潮流。而无机非金属材料，例如陶瓷、玻璃、以及介于陶瓷、玻璃之间的玻璃陶瓷(也称为微晶玻璃)等，由于能够克服塑料、金属的上述缺陷而引起人们的注意。

但无机非金属材料，例如氧化锆陶瓷、玻璃等韧性较差，属于脆性材料，受外力冲击后易碎。而现有的无机非金属材料的电子设备背板的制造工艺通常只是将背板加工到标准尺寸并进行抛光后便直接进行投入市场，并没有任何的防爆处理和辅助增强处理，从而导致产品在投入市场后难免会出现跌落破碎的现象，破碎后的无机非金属材料背盖通常会形成尖锐的碎片，同时还会发生碎片飞溅，存在相关的安全问题，从而为无机非金属材料的电子设备背板的应用留下了安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纤维增强的电子设备背板，以解决现有的无机非金属材料的电子设备背板所存在的安全隐患。同时，本发明还提供了上述纤维增强的电子设备背板的制备方法。具体技术方案如下：

本发明首先提供了一种纤维增强的电子设备背板，包括背板基板和增强纤维膜；所述增强纤维膜粘贴在所述背板基板的内侧面。

在本发明的一些

具体实施方式

中，所述背板基板的材质为无机非金属材料，优选为陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷。

在本发明的一些具体实施方式中，所述陶瓷为氧化锆陶瓷。

在本发明的一些具体实施方式中，所述玻璃陶瓷为硅酸锂玻璃陶瓷。

在本发明的一些具体实施方式中，所述增强纤维膜的弹性模量为：60-300GPa，优选地，所述增强纤维膜为双向纤维膜。

在本发明的一些具体实施方式中，所述增强纤维膜选自芳纶纤维膜、碳纤维膜、玻璃纤维膜、石英纤维膜或聚乙烯纤维膜。

在本发明的一些具体实施方式中，所述增强纤维膜的厚度为0.05-0.5mm。

本发明还提供了前述的电子设备背板的制备方法，包括：

获取背板基板及增强纤维膜；

在所述背板基板的内侧面涂覆偶联剂，干燥后涂覆粘合剂；

将所述增强纤维膜平铺至涂覆有粘合剂的背板基板内侧面，并进行固化处理。

在本发明的一些具体实施方式中，所述偶联剂选自锆酸酯偶联剂、磷酸酯单体10-甲基丙烯酸酰氧癸二氢磷酸酯、铝酸酯偶联剂、铝钛复合型偶联剂、铝锆复合型偶联剂中的至少一种。

在本发明的一些具体实施方式中，所述粘合剂选自光固化粘合剂、热固化粘合剂、反应型粘合剂、气干型粘合剂中的至少一种，优选地，所述粘合剂选自环氧树脂粘合剂、丙烯酸酯粘合剂、不饱和树脂粘合剂中的至少一种。

本发明提供的纤维增强的电子设备背板，通过在背板基板的内侧粘贴有增强纤维膜，可以提高电子设备背板的抗冲击强度，降低电子设备背板的破碎概率；同时可以保证在电子设备背板出现破碎时，碎片仍然原位粘附在增强纤维膜上，因此依然能保持电子设备背板的形态，不会造成碎片的飞溅，从而可以避免出现相关安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明测试所采用的工装俯视图；

图2为本发明测试所采用的工装侧视图；

图3示出了测试时手机背板/背板基板与工装的位置关系。

具体实施方式

本发明首先提供了一种纤维增强的电子设备背板，包括背板基板和增强纤维膜；所述增强纤维膜粘贴在所述背板基板的内侧面。

本发明通过将高弹性模量的增强纤维膜与背板基板相复合，从而提高电子设备背板整体的抗冲击强度。

在本发明中，电子设备可以是移动电子设备，例如手机、平板电脑等。相应地，电子设备背板可以为手机背板、平板电脑背板等。

在本发明中，背板基板是指已按照现有的背板制备工艺所制得的、可以用于组装电子设备的背板，其与本发明所述的纤维增强的电子设备背板的区别在于不具有增强纤维膜。

在本发明中，电子设备背板基板的内侧面指的是背板基板靠近设备内部电子元件的面。

可以理解，本发明的技术方案可以应用于任何材质的电子设备背板，以提高背板的抗冲击性能；尤其适用于背板基板由脆性材料制备的电子设备背板；因此，在本发明的一些具体实施方式中，电子设备的背板基板的材质为韧性较差，性脆的无机非金属材料；更为具体地，背板基板的材质为陶瓷、玻璃或玻璃陶瓷等。需要说明的是，本发明中，所说的“陶瓷“、“玻璃”、以及介于陶瓷、玻璃之间的“玻璃陶瓷”(也称为微晶玻璃)均具有无机非金属材料领域通常的含义，它们各自的成分、结构特点、制备工艺以及各自所包含的具体品种均是本领域技术人员在不付出创造性劳动的前提下就可以确定的，本发明在此不再进行赘述。在本发明的一些更为具体的实施方式中，所述电子设备背板的材质为氧化锆陶瓷；在本发明的另一些更为具体的实施方式中，所述电子设备背板的材质为硅酸锂玻璃陶瓷。

本发明所采用的增强纤维膜指的是具有较高弹性模量的纤维膜，可以理解的是，纤维膜的弹性模量越大越好；在本发明的一些具体实施方式中，增强纤维膜的弹性模量为：60-300GPa，在本发明的一些具体实施方式中，增强纤维膜的弹性模量为：60-200GPa。较佳地，所述增强纤维膜为双向纤维膜，因为双向纤维膜是纤维丝横纵交织的纤维膜，因此可以承受双向拉力，抗冲击效果更佳。本发明所采用的增强纤维膜均为市售的产品，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的增强纤维膜来实现本发明的技术方案；在本发明的一些更具体的实施方式中，所述增强纤维膜选自芳纶纤维膜、碳纤维膜、玻璃纤维模、石英纤维膜或聚乙烯纤维膜。

本发明的一些具体实施方式中，增强纤维膜的厚度为0.05-0.5mm。在具体实施过程中，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适厚度的增强纤维膜；在具体实施过程中，背板基板的内侧面可以粘贴有一层增强纤维膜，也可以粘贴有多层增强纤维膜。例如，当采用的增强纤维膜弹性模量较小，或厚度较小时，可以通过多层纤维膜的复合来达到进一步增强弹性模量或厚度的目的。

在具体实施过程中，增强纤维膜尺寸最好与背板基板的内侧面的尺寸相一致，以使得增强纤维膜可以完全覆盖在背板基板的内侧面，实现最佳的安全防爆效果。

本发明还提供了前述的纤维增强的电子设备背板的制备方法，包括：

(1)获取背板基板及增强纤维膜；

(2)在所述电子设备背板内侧涂覆偶联剂，干燥后涂覆粘合剂；

(3)将所述增强纤维膜平铺至涂覆粘合剂的电子设备背板内侧，并进行固化处理。

在本发明的一些具体实施式中，步骤(2)所采用的偶联剂可以选自锆酸酯偶联剂、磷酸酯单体10-甲基丙烯酸酰氧癸二氢磷酸酯、铝酸酯偶联剂、铝钛复合型偶联剂、铝锆复合型偶联剂中的至少一种。通过涂覆偶联剂，可以增强粘接强度。

在本发明的一些具体实施方式中，步骤(2)所采用的粘合剂，按固化方式划分，可以选自光固化粘合剂、热固化粘合剂、反应型粘合剂、气干型粘合剂中的至少一种；按成分划分，粘合剂可以选自环氧树脂粘合剂、丙烯酸酯粘合剂、不饱和树脂粘合剂中的至少一种。在具体实施过程中，步骤(3)的固化可以根据所采用的具体粘合剂，及粘合剂所要求的固化条件来确定。

在具体实施过程中，在固化完成后，根据实际需要可以进行毛边整修步骤，使用工具将固化完成的电子设备背板的纤维膜边角的毛边处去除。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

电子设备背板制备实施例

实施例1氧化锆陶瓷手机背板的制备

(1)准备一支2D(平面)氧化锆陶瓷手机背板基板(已按标准要求进行加工并抛光到成品，150*80mm)；使用壁纸刀将0.25mm(厚度)的碳纤维膜(200g/m²，弹性模量：200GPa，宜兴市俊超碳纤维制品有限公司)裁剪成150*80mm。

(2)将手机背板基板的内侧面使用无尘纸擦拭干净并干燥，然后使用毛刷将铝钛复合型偶联剂(重庆高耀科技有限公司，JS-1型)在手机背盖上涂覆薄薄的一层(厚度≤0.1mm)，再使用风筒吹干(≤30℃)。

然后将环氧树脂粘合剂(美国3M公司，反应型偶联剂，型号：DP-420)混合均匀并均匀的涂覆到手机背板基板内侧面。

(3)将裁剪好的碳纤维膜平铺到均匀涂覆完成的手机背板基板内侧面并压平；将粘贴好的手机背板在室温条件下放置24小时进行固化。

(4)：使用刀具将固化完成的手机背盖的纤维膜边角的毛边处去除。

实施例2硅酸锂玻璃陶瓷手机背板的制备

(1)准备一支2D硅酸锂玻璃陶瓷手机背板基板(已按标准要求进行加工并抛光到成品，150*80mm)；使用壁纸刀将0.1mm的芳纶纤维膜(50g/m²，弹性模量：110GPa，宜兴市俊超碳纤维制品有限公司)裁剪成150*80mm。

(2)将手机背板基板的内侧面使用无尘纸擦拭干净并干燥，然后使用毛刷将铝锆复合型偶联剂(重庆高耀科技有限公司，型号：TL-4型)在手机背盖上涂覆薄薄的一层(厚度≤0.1mm)，再使用风筒吹干(≤30℃)。

然后将乐泰M-21HP粘合剂(厂家：汉高乐泰)均匀的涂覆到手机背板基板内侧面。

(3)将裁剪好的芳纶纤维膜平铺到均匀涂覆完成的手机背板基板内侧面并压平；将粘贴好的手机背板在室温条件下放置24小时进行固化。

(4)：使用刀具将固化完成的手机背盖的纤维膜边角的毛边处去除。

实施例3氧化锆陶瓷手机背板的制备

按照实施例1的方法制备手机背板，实施例3与实施例1的区别在于，所采用的增强纤维膜为0.1mm的玻璃纤维膜，(240g/m²，弹性模量：60GPa,商丘市环宇玻璃纤维有限公司)。

实施例4氧化锆陶瓷手机背板的制备

按照实施例1的方法制备手机背板，实施例4与实施例1的区别在于，所采用的增强纤维膜为0.1mm的石英纤维膜，(230g/m²，弹性模量：70GPa,商丘市环宇玻璃纤维有限公司)。

实施例5硅酸锂玻璃陶瓷手机背板的制备

按照实施例1的方法制备手机背板，实施例5与实施例1的区别在于，所采用的增强纤维膜为0.18mm的聚乙烯纤维膜，(90g/m²，弹性模量：121GPa，东莞市生茂特种织造有限公司)。

抗冲击强度测试

按实施例1-5的制备方法，每个实施例分别制备两块手机背板(150*80mm)，并以各自的背板基板作为对比；将各背板及基板分别平放在中部为空的工装上，然后使用30克及60克的钢球分别进行自然落体的冲击，冲击位置为手机背板的中心，不断升高落球高度，直至手机背板开裂为止，记录使背板开裂的落球高度于表1中；本测试所采用的工装的结构及尺寸如图1-2所示；测试时，手机背板/背板基板与工装的位置关系如图3所示，图3中,1为手机背板/背板基板；2为工装。

表1 抗冲击强度测试结果

由上述表1中的数据可以看出，本发明提供的纤维增强的电子设备背板，与未和增强纤维膜复合的背板基板相比，手机背板开裂时的落球高度明显大于背板基板的高度，说明与增强纤维膜的复合有效的提高了抗冲击强度，而且碎片仍然原位粘附在增强纤维膜上，因此依然能保持电子设备背板的形态，不会造成碎片的飞溅，从而可以避免出现相关安全隐患。

需要说明的是，本文中的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。