CN104540341A - 壳体、应用该壳体的电子装置及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种壳体，包括金属基体及非导体部，所述非导体部结合于所述金属基体的内表面的至少部分区域，所述金属基体的部分区域形成有缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部。本发明还提供应用该壳体的电子装置及该壳体的制作方法。

Description

壳体、应用该壳体的电子装置及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种壳体、应用该壳体的电子装置及该壳体的制作方法。
背景技术
随着现代电子技术的不断进步和发展，电子装置取得了相应的发展，同时消费者们对于产品外观的要求也越来越高。由于金属壳体在外观、机构强度、散热效果等方面具有优势，因此越来越多的厂商设计出具有金属壳体的电子装置来满足消费者的需求。但是，金属壳体容易干扰设置在其内的天线接收和传递信号，导致天线性能不佳。为解决此问题，设计师往往会采取将金属壳体靠近天线的部分切割成细小片状，以达到增强信号的效果。但是由于金属片体积过小，在组装过程中，细小片状金属片易变形，不能保障尺寸精度，很难达到预期的效果。
发明内容
针对上述问题，有必要提供一种既能避免信号屏蔽又能保证尺寸精度的壳体。
另，还有必要提供所述壳体的制作方法。
另，还有必要提供一种应用所述壳体的电子装置。
一种壳体，包括金属基体及非导体部，所述非导体部结合于所述金属基体的内表面的至少部分区域，所述金属基体的部分区域形成有缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部。 
一种壳体的制作方法，其包括如下步骤：
提供一金属基体，该金属基体包括一内表面；
将所述金属基体置于一模具中，于所述金属基体的内表面的至少部分区域注塑非导体材料从而于内表面的至少部分区域形成一非导体部；
对所述经注塑处理后的金属基体进行微缝切割处理，以于所述金属基体的部分区域形成缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部；
于所述缝隙中填充绝缘体。
一种电子装置，其包括本体、设置于本体上的壳体及天线，该壳体包括属基体及非导体部，所述非导体部结合于所述金属基体的内表面的至少部分区域，所述金属基体的部分区域形成有缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部，所述天线对应所述缝隙设置。
相较于现有技术，所述壳体通过注塑的方式于金属基体内表面的至少部分区域设置非导体部，再通过微缝切割的方式于该金属基体的部分区域形成至少一缝隙，于该缝隙中填充绝缘体后，将天线对应该缝隙与该绝缘体设置，使得天线信号可顺利的通过该壳体。同时，对金属基体进行微缝切割处理后形成的金属片与本体部分别与非导体部相连接，使得金属基体的金属片与本体部的位置在注塑的过程中不会发生偏移，使得壳体具有较高的尺寸精度。
附图说明
图1为本发明一较佳实施方式电子装置的示意图。
图2为图1所示电子装置第一较佳实施方式壳体的示意图。
图3为图2所示壳体的另一角度的示意图。
图4为图2所示壳体的立体分解图。
图5为图4所示壳体的另一角度的立体分解图。
图6为图2所示壳体的沿VI~VI线的剖示图。
图7为本发明第二较佳实施方式壳体的示意图。
图8为图7所示壳体的立体分解图。
图9为图7所示壳体的沿X~X线的剖示图。
图10为本发明第三较佳实施方式壳体的示意图。
图11为图10所示壳体的沿XII～XII线的剖示图。
图12为本发明第四较佳实施方式壳体的示意图。
图13为图12所示壳体的沿XIII～XIII线的剖示图。
主要元件符号说明 
电子装置 100
本体 10
壳体 30
天线 50
金属基体 31
内表面 311
外表面 313
凹槽 3111
缝隙 315
金属片 317
本体部 319
非导体部 33
绝缘体 35
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参阅图1，本发明第一较佳实施方式的电子装置100，可以是但不限于为手机、PDA(Personal Digital Assistant)、平板电脑。所述电子装置100包括本体10、安装于本体10上的壳体30以及容纳于壳体30中的天线50。
请结合参阅图2-5，该壳体30整体呈薄片状，本实施例中，该壳体30为电子装置的后盖。壳体30包括金属基体31、非导体部33、嵌设于该金属基体31中的绝缘体35及形成于该金属基体31表面的保护层(未图示)。所述金属基体31可与所述天线50耦接。该金属基体31与该天线50耦接后，该部分金属基体31可作为该天线50的一部分，且天线50的信号可通过金属基体31的缝隙315，使得该天线50具有较高的辐射效率。
可以理解的，所述金属基体31亦可不与所述天线50耦接，使得金属基体31不为天线50的一部分。该天线50的信号可通过该金属基体31的缝隙315，使得该天线50具有较高的辐射效率。
所述金属基体31包括一内表面311及与所述内表面311相对设置的一外表面313。本实施例中，所述金属基体31的厚度小于0.5mm，更加具体的，所述金属基体31的厚度可为0.3~0.5mm。所述非导体部33直接覆盖于该金属基体31内表面311的至少部分区域。
所述金属基体31的材质可为不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金、铜、或铜合金。
请参阅图6，所述金属基体31的部分区域通过微缝切割的方式形成有缝隙315。所述绝缘体35容纳于所述缝隙315中。所述缝隙315的宽度可为0.02~0.7mm，所述绝缘体35的宽度可为0.02~0.7mm。该非导体部33形成该缝隙315的底部。所述天线50对应所述缝隙315与所述非导体部33设置，以使天线信号可穿过金属基体31。
本实施方式中，所述缝隙315包括多个缝隙315。所述多个缝隙315将所述金属基体31分割成多个金属片317及至少一本体部319。所述多个金属片317与所述至少一本体部319分别与所述非导体部33相连接，使得该金属基体31的金属片317与该本体部319的位置不会发生偏移，使得壳体30具有较高的尺寸精度。所述金属片317沿该金属片317与绝缘体35交替设置的方向的宽度可为0.15mm~1.0mm。
请参阅图4-6，本实施例中，所述多个缝隙315将所述金属基体31分割成多个金属片317及两个本体部319，多个缝隙315沿该金属片317平行于该本体部319的方向贯穿该金属基体31的两端。
所述非导体部33的材质可为热塑性塑料或热固性的塑料。
所述热塑性塑料可为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚（PPS），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚醚醚酮（PEEK），聚碳酸酯（PC），或聚氯乙烯（PVC）等。
所述热固性的塑料可为聚氨类树脂、环氧类树脂、聚脲类树脂等。
所述绝缘体35与所述非导体部33相连接。该绝缘体35的材质可为塑料、橡胶或陶瓷等绝缘材料。该绝缘体35可容纳于该缝隙315中，以将该金属片317及本体部319相连接。天线50的信号可通过该绝缘体35，使得天线50具有较强的辐射效率。
所述塑料可为热塑性塑料或热固性的塑料。
所述热塑性塑料可为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚（PPS），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚醚醚酮（PEEK），聚碳酸酯（PC），或聚氯乙烯（PVC）等。
所述热固性的塑料可为环氧类树脂、聚脲类树脂或UV胶等。所述UV胶可为丙烯酸树脂、或聚氨酯。 
所述保护层可通过阳极氧化着色处理、喷涂处理或电泳处理等方式形成于金属基体31的外表面311及内表面313。该保护层的厚度可为10~15微米。
可以理解的，可根据壳体30的实际设计需求来设计该部分区域的位置、形状及尺寸。
请参阅图7-9，本发明第二较佳实施方式的壳体30与本发明第一较佳实施方式的壳体30的区别在于：所述多个缝隙315将所述金属基体31分割成多个金属片317及一个本体部319，多个缝隙315均形成于该金属基体31上，且沿该金属片317平行于该本体部319的方向至少未完全贯穿该金属基体31的一端。
请参阅图10-11，本发明第三较佳实施方式的壳体30与本发明第一较佳实施方式的壳体30的区别在于：所述金属基体31的厚度大于0.5mm，更加具体的，所述金属基体31的厚度为0.8~1.0mm。该金属基体31的内表面311的部分区域可通过减薄处理进一步形成有一凹槽3111，该非导体部33容纳于该凹槽3111中。该金属基体31对应该凹槽3111的区域的厚度为0.3~0.5mm。可通过数控机床技术(Computer Number Control，CNC)等减薄处理的方式于金属基体31内表面311形成凹槽3111。可以理解的，该非导体部33可进一步覆盖于该凹槽3111的周缘，以增加该金属基体31非导体部33与内表面的结合力。
请参阅图12-13，本发明第四较佳实施方式的电子装置100与本发明第二较佳实施方式的电子装置100的区别在于：所述金属基体31的厚度大于0.5mm，更加具体的，所述金属基体31的厚度可为0.8~1.0mm。该金属基体31的内表面311的部分区域可通过减薄处理进一步形成有一凹槽3111，该非导体部33容纳于该凹槽3111中。该金属基体31对应该凹槽3111的区域的厚度为0.3~0.5mm。可采用数控机床加工技术（Computer numerical control，CNC）对金属基体31进行减薄处理。可以理解的，该非导体部33可进一步覆盖于该凹槽3111的周缘，以增加该金属基体31非导体部33与内表面的结合力。
请参阅图2-6，上述壳体30第一较佳实施例的制作方法包括如下步骤：
提供一金属基体31，该金属基体31包括一外表面311及与该外表面311相对设置的内表面313。本实施例中，所述金属基体31的厚度小于0.5mm，更加具体的，该金属基体31的厚度可为0.3~0.5mm。所述非导体部33直接覆盖于该金属基体31内表面311的至少部分区域。
该金属基体31可采用铸造、冲压或数控机床(Computer Number Control，CNC)等常见方法制备，优选采用冲压或数控机床制备。该金属基体31具有壳体30所需的三维形状。该金属基体31的材质可为不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金、铜、或铜合金。
采用无水乙醇对所述金属基体31进行超声波清洗，以除去该金属基体31表面的油污。所述超声波清洗的时间可为25~35分钟。
请参阅图3，于金属基体31内表面311的部分区域上形成非导体部33。该非导体部33可通过注塑的方式形成。所述非导体部33的材质可为塑料。
所述注塑处理可为：将所述金属基体31嵌入到一成型模具(未图示)中，调节射出温度为290~320℃，射出压力为2~4MPa。于所述成型模具中注射熔融的塑料，塑料填充于金属基体31的部分区域。该塑料冷却后，该非导体部33结合于该金属基体31的部分区域。
可以理解的，该非导体部33可通过一般的注塑成型的方式形成，亦可通过对该金属基体31进行NMT（Nano Mold Technology）处理从而形成该非导体部33。
所述NMT处理可为：对金属基体31进行表面处理，从而在金属基体31内表面311的部分区域形成平均孔径为10~300nm的纳米孔（未图示），使得该内表面311的部分区域具有0.1~1μm的表面粗糙度，所述表面处理可为电化学蚀刻处理、浸渍处理、阳极氧化处理或化学蚀刻处理；对经所述表面处理后的金属基体31进行注塑成型处理从而在金属基体31内表面311的部分区域形成该非导体部33。
上述塑料可为热塑性塑料或热固性的塑料。所述热塑性塑料可为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚（PPS），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚醚醚酮（PEEK），聚碳酸酯（PC），或聚氯乙烯（PVC）等。所述热固性的塑料可为聚氨类树脂、环氧类树脂、聚脲类树脂等。
可以理解的，该非导体部33的材质还可为陶瓷等非导体材料。
从金属基体31的外表面313对所述经注塑处理后的金属基体31进行微缝切割处理，以于该金属基体31对应该非导体部33的区域形成至少一缝隙315，该缝隙315将该金属基体31分割为至少一金属片317及至少一本体部319。所述非导体部33形成所述缝隙315的底部。该缝隙315的宽度为0.02~0.7mm。每一金属片317的宽度为0.15mm~1.0mm。
所述微缝切割处可为采用镭射切割或数控机床加工技术对金属基体31进行切割。
本实施例中，金属基体31被缝隙315分割为多个一金属片317与二个本体部319，该缝隙315沿该金属片317平行于该本体部319的方向贯穿该金属基体31的两端。
于所述缝隙315中填充绝缘体35。所述绝缘体35的材质可为塑料、陶瓷或橡胶。
所述绝缘体35与所述非导体部33相连接。该绝缘体35的材质可为塑料、橡胶或陶瓷等绝缘材料。
所述塑料可为热塑性塑料或热固性的塑料。
所述热塑性塑料可为聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚（PPS），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚醚醚酮（PEEK），聚碳酸酯（PC），或聚氯乙烯（PVC）等。
所述热固性的塑料可为环氧类树脂、聚脲类树脂或UV胶等。所述UV胶可为丙烯酸树脂、或聚氨酯。 
所述绝缘体35可通过以下三种方式形成：
方法一：于该缝隙315内填充UV胶后采用紫外光的照射该UV胶，该UV胶固化后于该缝隙315中形成该绝缘体35。该UV胶可为丙烯酸树脂或聚氨酯。
方法二：将该形成有缝隙315的金属基体31嵌入到一成型模具(未图示)中，调节射出温度为290~320℃，射出压力为2~4MPa。于所述成型模具中注射熔融的塑料，塑料填充于该缝隙315中并冷却后，形成该绝缘体35。
方法三：对该金属基体31进行NMT（Nano Mold Technology）处理从而形成该绝缘体35。所述NMT处理可为：对金属基体31进行表面处理，从而在金属基体31的表面、金属片317的表面与二个本体部319的表面形成平均孔径为10~300nm的纳米孔（未图示），所述表面处理可为电化学蚀刻处理、浸渍处理、阳极氧化处理或化学蚀刻处理；对经所述表面处理后的金属基体31进行注塑成型处理，以在缝隙315中填充塑料从而形成该绝缘体35。
对形成有绝缘体35的金属基体31进行表面处理，以在金属基体31表面形成保护层。该保护层的厚度可为10~15微米。所述表面处理可为阳极氧化着色处理、喷涂处理或电泳处理。
所述阳极氧化着色处理可为以金属基体31为阳极，不锈钢为阴极，于阳极与阴极之间施加10~15V的电压，以浓度为160~220g/L的硫酸为电解液，使金属基体31在温度为16~18℃的电解液中反应30~45min，从而在所述金属基体31表面生成的厚度为10~15μm的保护层，该保护层的表面形成有若干微孔（未图示）；将经阳极氧化处理的所述金属基体31浸渍于温度为30~50℃的染色液中1~2min，染色剂通过扩散作用被吸附于所述若干微孔，使得该保护层具有一颜色，该染色液中含有3~10g/L的染色剂123，该染色剂123可为深色系的有机染料或深色系的无机染料；对经染色处理的保护层进行封孔处理，以将染色剂固定于微孔中。所述封孔处理可为沸水封孔、蒸气封孔、醋酸镍封孔、重铬酸钾封孔、硫酸镍封孔、醋酸镍封孔、硬脂酸封孔、或冷封孔。
所述电泳处理可为以金属基体31为阴极，不锈钢为阳极，于阳极与阴极之间施加70~90V的电压，使金属基体31在温度为30~35℃的电泳液中反应20~44秒，从而在金属基体31的表面形成厚度为10~15微米的保护层。其中，该电泳液包括电泳漆及水，该电泳漆与水的体积比为3~5:4~6。该电泳漆为环氧类电泳漆。所述环氧类电泳漆可为环氧主链含聚醚类双醇类电泳漆、环氧主链含聚醚类双胺类电泳漆或环氧主链含聚脂类双醇类电泳漆。
可以理解的，对金属基体31进行阳极氧化着色处理或电泳处理后，保护层形成于金属基体31内表面311与外表面313的金属区域，由于绝缘体35的宽度较小，该金属基体31经阳极氧化着色处理或电泳处理后，肉眼较难看出该金属基体31中嵌有绝缘体35，使得该壳体30具有整体金属外观效果。
所述喷涂处理可为采用一喷枪将油漆喷涂至金属基体31的表面后，将所述喷涂有油漆的金属基体31于70~90℃的温度下烘烤8~15分钟，从而于金属基体31的表面形成厚度为10~15微米的保护层。该油漆可为聚氨酯类油漆。
可以理解的，对金属基体31进行喷涂后，保护层形成于金属基体31内外表面及绝缘体上，使得该壳体30具有整体金属外壳效果。
请参阅图7-9，本发明第二较佳实施方式的壳体30的制作方法与本发明第一较佳实施方式的壳体30的制作方法的区别在于：对金属基体31进行微缝切割处理后形成的多个缝隙315将所述金属基体31分割成多个金属片317及一个本体部319，多个缝隙315均形成于该金属基体31上，且沿该金属片317平行于该本体部319的方向至少未完全贯穿该金属基体31的一端。
请参阅图10-11，本发明第三较佳实施方式的壳体30的制作方法与本发明第一较佳实施方式的壳体30的制作方法的区别在于：所述金属基体31的厚度大于0.5mm，更加具体的，所述金属基体31的厚度为0.8~1.0mm。先对该金属基体31进行减薄处理，以降低该金属基体31内表面311的至少部分区域的厚度，从而于该内表面311的至少部分区域上形成凹槽3111。该非导体部33容纳于该凹槽3111中。所述金属基体31对应所述凹槽3111的区域的厚度为0.3~0.5mm。可采用数控机床加工技术（Computer numerical control，CNC）对金属基体31进行减薄处理。可以理解的，该非导体部33可进一步覆盖于该凹槽3111的周缘，以增加该金属基体31非导体部33与内表面的结合力。
请参阅图12-13，本发明第四较佳实施方式的壳体30的制作方法与本发明第二较佳实施方式的壳体30的制作方法的区别在于：所述金属基体31的厚度大于0.5mm，更加具体的，所述金属基体31的厚度为0.8~1.0mm。先对该金属基体31进行减薄处理，以降低该金属基体31内表面311的至少部分区域的厚度，从而于该内表面311的至少部分区域上形成凹槽3111。该非导体部33容纳于该凹槽3111中。所述金属基体31对应所述凹槽3111的区域的厚度为0.3~0.5mm。可采用数控机床加工技术（Computer numerical control，CNC）对金属基体31进行减薄处理。可以理解的，该非导体部33可进一步覆盖于该凹槽3111的周缘，以增加该金属基体31非导体部33与内表面的结合力。
相较于现有技术，所述壳体30通过注塑的方式于金属基体31内表面311的至少部分区域设置非导体部33，再通过微缝切割的方式于该金属基体31的至少部分区域形成至少一缝隙315，于该缝隙315中填充绝缘体35后，将天线50对应该缝隙315与该绝缘体35设置，使得天线信号可顺利的通过该壳体30。同时，对金属基体31进行微缝切割处理后形成的金属片317与本体部319分别与非导体部33相连接，使得金属基体31的金属片317与本体部319的位置在注塑的过程中不会发生偏移，使得壳体30具有较高的尺寸精度。天线50可与金属基体31耦接，使得金属基体31可为天线50的一部分，从而提高该天线50的辐射效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种壳体，包括金属基体及非导体部，其特征在于：所述非导体部结合于所述金属基体的内表面的至少部分区域，所述金属基体的部分区域形成有缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部。
2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述缝隙包括多个缝隙，从而将所述金属基体分割成多个金属片及至少一本体部，所述多个金属片与所述至少一本体部分别与所述非导体部相连接。
3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述缝隙中填充有绝缘体，该绝缘体与该非导体部相连接。
4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述缝隙的宽度为0.02~0.7mm。
5.如权利要求3所述的壳体，其特征在于：所述绝缘体的厚度为0.02~0.7mm。
6.如权利要求3所述的壳体，其特征在于：所述金属片沿该金属片与绝缘体交替设置的方向的宽度为0.15mm~1.0mm。
7.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述金属基体的内表面对应所述部分区域开设一凹槽，所述非导体部形成于所述凹槽内。
8.如权利要求7所述的壳体，其特征在于：所述金属基体形成有凹槽的区域的厚度为0.3~0.5mm。
9.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述金属基体的材质为不锈钢、铝、铝合金、镁、镁合金、钛、钛合金、铜、或铜合金。
10.如权利要求3所述的壳体，其特征在于：所述绝缘体的材质为塑料、橡胶或陶瓷。
11.如权利要求1所述的壳体，其特征在于：所述非导体部的材质为热塑性塑料或热固性的塑料，该热塑性塑料为聚对苯二甲酸丁二醇酯，聚苯硫醚，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚醚醚酮，聚碳酸酯，或聚氯乙烯，该热固性塑料为聚氨类树脂、环氧类树脂或聚脲类树脂。
12.一种壳体的制作方法，其包括如下步骤：
提供一金属基体，该金属基体包括一内表面；
将所述金属基体置于一模具中，于所述金属基体的内表面的至少部分区域注塑非导体材料从而于所述至少部分区域形成一非导体部；
对经注塑处理后的金属基体进行微缝切割处理，以于该金属基体的部分区域形成缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部；
于所述缝隙中填充绝缘体。
13.如权利要求12所述的壳体的制作方法，其特征在于：所述壳体的制作方法进一步包括对该金属基体进行注塑处理前，对该金属基体进行减薄处理以降低该金属基体内表面的部分区域的厚度，从而于该内表面的至少部分区域形成一凹槽，所述非导体部形成于所述凹槽内。
14.如权利要求12所述的壳体的制作方法，其特征在于：所述壳体的制作方法进一步包括于所述缝隙中填充绝缘体后对所述金属基体进行表面处理的步骤，从而于该金属基体的表面形成一厚度为10~15微米的保护层。
15.一种电子装置，其包括本体、设置于本体上的壳体及天线，该壳体包括属基体及非导体部，其特征在于：所述非导体部结合于所述金属基体的内表面的至少部分区域，所述金属基体的部分区域形成有缝隙，所述非导体部形成所述缝隙的底部，所述天线对应所述缝隙设置。
16.如权利要求15所述的壳体的电子装置，其特征在于：所述金属基体为设置于所述天线的一部分并与所述天线耦接。
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