CN104780728B - 电子装置及其外壳 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子装置及其外壳，该外壳包括壳体以及感应组件。壳体具有按键部。感应组件包括第一导线以及两第一接点。第一导线配置于壳体的内表面上，且第一导线在按键部形成应变感应图案。第一接点配置于壳体的内表面上，并且分别连接第一导线的两端。应变感应图案适于在按键部形变时，随着按键部变形使电阻值变化，而产生电信号。

Description

电子装置及其外壳

技术领域

本申请是有关于一种外壳及其电子装置，且特别是有关于一种具有无缝（seamless）按键设计的电子装置及其外壳。

背景技术

近年来，科技产品多以行动性以及功能性为主要诉求，因此可携式电子装置例如个人数字助理（personal digital assistant,PDA）、智慧型手机（smart mobile phone）、平板电脑（tablet PC）以及笔记型电脑（notebook,NB）等产品已成为现今的消费主流。

一般来说，可携式电子装置通常配有按键于壳体上，而机壳内具有对应于此按键的开关元件。按键与开关元件相互耦接，通过按压按键以控制开关元件，进而达到例如电源开关、音量调节、摄录影像或控制显示页面的滚动等功能。因此，可携式电子装置的壳体必需配置有相应的对外开孔以设置按键，便于使用者操作。

然而，前述配置方式会造成可携式电子装置的内部配置空间的过度浪费，且其组装过程也较为复杂，因而存在着制造难度高、制造工时长以及组装良率低等问题。另一方面，灰尘、水气容易经由按键与对外开孔之间的缝隙而进入到电子装置的内部，而大幅缩减了电子元件的寿命，并且影响其正常运作功能。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电子装置及其外壳，能简化制作工艺步骤、缩减组装时程、降低制造成本以及提高组装良率，并达到无缝（seamless）按键设计，以保持电子装置的外观的完整性，且可避免灰尘或水气侵入电子装置内部，确保电子装置的使用寿命及可靠度。

为达上述目的，本申请提出的电子装置的外壳包括壳体以及感应组件。壳体具有按键部。感应组件包括第一导线以及两第一接点。第一导线配置于壳体的内表面上，且第一导线在按键部形成应变感应图案。第一接点配置于壳体的内表面上，并且分别连接第一导线的两端。应变感应图案适于在按键部形变时，随着按键部变形使电阻值变化，而产生电信号。

本申请还提出应用前述外壳的电子装置。前述外壳包覆电子装置的机体。

基于上述，本申请通过激光直接成型（Laser Direct Structuring,LDS）的技术在壳体的按键部（亦即按键）的内侧制作应变式感应组件，以让使用者通过按压壳体的按键部来实现按键的功能。换言之，本申请无需在电子装置的外壳上额外设置按键或其他独立的感应元件，便可实现按键功能，因此可大幅度简化制作工艺步骤、缩减组装时程、降低制造成本以及提高组装良率。另一方面，由于本申请的电子装置采用无缝按键设计，因此其壳体与实现按键功能的区域之间并不具有间隙，不仅可保持电子装置的外观的完整性，还可避免灰尘或水气侵入电子装置内部，进而确保电子装置的使用寿命及可靠度。

为让本申请的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本申请一实施例的电子装置的示意图

图2是图1的外壳的示意图。

图3A是图2的外壳的局部放大图。

图3B是图3A的外壳沿I-I剖面线的剖面示意图。

图3C是图3A的外壳沿J-J剖面线的剖面示意图。

图4A是图3A的外壳的内表面涂布有保护层的示意图。

图4B是图4A的外壳沿A-A剖面线的剖面示意图。

图4C是图4A的外壳沿B-B剖面线的剖面示意图。

图5是图1的电子装置的局部放大图。

符号说明

50：电子装置

60：机体

62：电路板

62a：接垫

64：弹性接点

100：外壳

110：壳体

110a：底部

110b：侧壁

110c：外表面

110d：籽晶（种子）金属层

110e：电镀金属层

112、114：按键部

116、118：垫块

119：保护层

120、130：感应组件

122、132：第一导线

122a、132a：感应图案

124、134：第一接点

140：天线线圈

142：第二接点

P：按压区

具体实施方式

图1是本申请一实施例的电子装置的示意图。图2是图1的外壳的示意图。图3A是图2的外壳的局部放大图。请参考图1至图3A，在本实施例中，电子装置50包括机体60以及外壳100。外壳100包覆机体60。外壳100包括壳体110以及感应组件120与130。壳体110具有按键部112与114。感应组件120包括第一导线122以及两第一接点124，而感应组件130则包括第一导线132以及两第一接点134。第一导线122与132配置于壳体110的内表面上，且第一导线122与132分别在按键部112与114形成应变感应图案122a与132a。第一接点124与134配置于壳体110的内表面上，并且分别连接第一导线122与132的两端。第一接点124与134分别电性连接至机体60。应变感应图案122a与132a适于在按键部112与114形变时，分别随着按键部112与114变形使电阻值变化，而产生电信号。更具体来说，壳体110包括底部110a以及立于底部110a周围的侧壁110b，其中按键部112与114例如是位于侧壁110b上，而第一接点124与134则是位于底部110a上。

一般来说，电子装置50例如是智慧手机、个人数字助理或平板电脑，而外壳100的壳体110则例如是塑胶壳体或碳纤维壳体，也可以是塑胶与金属所构成的复合壳体。另一方面，感应组件120与130的材质例如是铜、镍或银等具有良好导电性的金属，且可通过激光直接成型（Laser Direct Structuring,LDS）的技术形成于壳体110的内表面上，其中激光直接成型（Laser Direct Structuring,LDS）是一种激光加工、射出与电镀制作工艺的三维铸模互连装置（3D-Molded Interconnect Device,3D-MID)生产技术，此技术通常应用于手机天线、汽车用电子电路、提款机外壳及医疗级助听器等方面。

前述具有感应组件120与130的外壳的制作方法，大致说明如下。首先，通过射出（注塑）成型技术形成壳体110，其中壳体110上定义出按键部112与114。在后续的制作工艺中，在对应于按键部112与114的壳体110的内表面上电镀形成感应组件120与130，其中感应组件120与130的的走线布局与配置可参照上述说明，于此不赘述。

以下是针对电镀形成感应组件120与130于壳体110的内表面上的方法作进一步的说明。首先，于壳体110的内表面进行粗化处理，例如以激光活化（laser activation）的方式活化内表面，而有利于后续电镀的制作工艺的进行。以使内表面具有对应至后续制作工艺中将形成的感应组件120（包括第一导线122与第一接点124）以及感应组件130（包括第一导线132与第一接点134）的微结构（图未示），藉以让后续制作工艺中所形成的走线与接点可固设于内表面110a。

图3B是图3A的外壳沿I-I剖面线的剖面示意图。图3C是图3A的外壳沿J-J剖面线的剖面示意图。之后，将壳体110置放于含有金属微粒的溶液中，前述金属微粒可以是锡、银、铜、铬或镍等金属离子，以使前述金属微粒附着于粗化且活化后的内表面，而形成籽晶金属层110d。最后，将壳体110置放于电镀液中，以电镀（如化学镀）形成电镀金属层110e于籽晶金属层110d上。电镀金属层110e贴附于籽晶金属层110d上，而感应组件120与130可具有籽晶金属层110d与电镀金属层110e此两分层（分别如图3B与图3C所示），并且可通过粗化后的内表面的微结构而稳固定设置于壳体110上。至此，即大致完成外壳100的制作。

在此，第一导线122与132所个别形成的应变感应图案122a与132a例如是曲折排列的栅状图案。此外，相较于一般的应变规的厚度大约介于200至300微米之间，通过上述制作方法所得的感应组件120与130的厚度大约介于0.5至50微米之间，更能符合现有电子产品轻薄化的设计需求。

在本实施例中，外壳100还包括第二导线以及第二接点142，其中第二导线例如是天线线圈140。天线线圈140配置于壳体110的内表面上。第二接点142分别连接于天线线圈140的两端。具体而言，天线线圈140以及第二接点142的材质也例如是铜、镍或银等具有良好导电性的金属，且可通过激光直接成型（Laser Direct Structuring,LDS）的技术形成于壳体110的内表面上。

换言之，天线线圈140以及第二接点142可以是在上述电镀形成感应组件120以及130于壳体110的内表面上的同时，以相同于电镀形成感应组件120以及130于壳体110的内表面的制作方法而形成于壳体110的内表面上。因此，天线线圈140以及第二接点142也可具有如图3B与图3C所示的籽晶金属层110d与电镀金属层110e此两分层，其厚度也大约介于0.5至50微米之间。

在本实施例中，壳体110具有垫块116与118。一般而言，垫块116与118例如是与壳体110一体成型，而突出于壳体110的底部110a的内表面。第一接点124与134分别配置于垫块116与118的顶面上，且第一导线122与132分别沿着壳体110的内表面以及垫块116与118的侧面进一步延伸至垫块116与118的顶面，以连接第一接点124与134。

另一方面，第二接点142例如是与第一接点134共同配置于垫块118的顶面上，且第一导线132以及天线线圈140分别沿着壳体110的内表面以及垫块118的侧面延伸至垫块118的顶面，以分别连接第一接点134以及第二接点142。当然，在其他可能的实施例中，也可视实际需求来调整第一接点124与134以及第二接点142的配置方式，例如将第二接点142与第一接点124共同配置于垫块116的顶面上，或者将第一接点124与134以及第二接点142配置于同一垫块上，也可以将第一接点124与134以及第二接点142是分别配置于不同垫块的顶面上，本申请对此并不加以限制。具体而言，垫块的设计可提高前述接点的配置高度，以使得接点与机体之间电性连接更为可靠。

请继续参考图1至图3A，在本实施例中，感应组件120与130是成对地设置于壳体110上。另外，对应于感应组件120与130的按键部112与114的壳体110的外表面110c共同作为一组按键的按压区P。更详细而言，对应于感应组件120与130的按键部112与114的壳体110的刚性小于壳体110的其他相邻部位的刚性，其中刚性即意指着弹性系数（Modulus ofElasticity）或弯折强度（bending stiffness）。也就是说，当施加相同力量在对应于感应组件120的按键部112或感应组件130的按键部114的壳体110（亦即按压区P）与壳体110的其他相邻部位时，对应于感应组件120的按键部112以及感应组件130的按键部114的壳体110可产生较大的变形量。此时，按键部112的应变感应图案122a或按键部114的应变感应图案132a例如是呈现拉伸状态，因此位于按键部112的第一导线122或按键部114的第一导线124会变窄且变长，以致按键部112的应变感应图案122a或按键部114的应变感应图案132a随着壳体110变形使电阻值变化，而产生电信号。

当机体60侦测到前述电信号时，配设于机体60内的控制单元（图未示）可依据前述电信号而产生控制信号，以令电子装置50执行对应的操作功能。具体而言，感应组件120与130例如是音量调节的相关元件，也可以是控制电源开关、摄录影像或控制显示页面的滚动等功能的相关元件。值得一提的是，相较于电容式的按键设计而言，本申请的应变式感应图案的无缝按键设计可大幅降低使用者意外误触的情形。

另一方面，前述电信号可反应出使用者施力于按键部112或114后对应的应变感应图案122a或132a形变的程度。也就是说，当使用者持续施力于按键部112或114且按压的力量越大时，对应的应变感应图案122a或132a会随着壳体110变形使电阻值变化，而产生持续性的电信号。此时，应变感应图案122a或132a不仅可作为开关（switch）所用，更可作为连续性的控制器，例如应用在浏览器的手机软件上，来控制显示页面的滚动，故当使用者持续施力于按键部112或114且按压的力量越大时，可加速滚动显示页面的速度，藉以增加使用者操作上的灵活度。

在本实施例中，壳体110的按键部112与114的厚度例如是小于壳体110的其他相邻部位的厚度，也就是说，在相同材料构成壳体110的情况下，通过改变壳体110的厚度，以使得不同部位的壳体110的结构强度或刚性能有所区别。换言之，施加相同力量于壳体110的厚度较薄的按键部112或114时，可产生较大的变形量，以提高感应组件120与130的灵敏度。

图4A是图3A的外壳的内表面涂布有保护层的示意图。图4B是图4A的外壳沿A-A剖面线的剖面示意图。图4C是图4A的外壳沿B-B剖面线的剖面示意图。请参考图4A，在本实施例中，壳体110还包括保护层119。保护层119披覆于壳体110的内表面，以覆盖第一导线122与124以及天线线圈140（图未示），并且暴露出第一接点24与134以及第二接点142。进一步来说，保护层119可防止壳体110上的各个线路彼此间的信号干扰，也可避免线路的氧化，其中保护层119的材质例如是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、非导电性塑胶或非导电性高分子材料。

请参考图4B以及图4C，在感应组件120与130、天线线圈140以及第二接点142通过激光直接成型技术形成于壳体的内表面之后，保护层119例如是全面性涂布于壳体110的内表面上，其中以感应组件130为例，保护层119会随着第一导线132与壳体110之间的高低起伏的表面而变化。当然，保护层119也同时披覆于垫块118的顶面上，其中保护层119的厚度是以不超过第一接点134的高度为原则。

图5是图1的电子装置的局部放大图。请参考图4A以及图5，在本实施例中，机体60包括电路板62以及多个弹性接点64。弹性接点64配置于电路板62上，且弹性接点64分别抵靠于第一接点124与134。一般来说，弹性接点112例如是导电弹簧，可利用焊接、锁固或嵌设等方式固设于电路板62上的多个接垫62a。具体而言，当机体60与外壳100相互卡合时，弹性接点64例如是处于压缩状态，可有效确保第一接点124与134与电路板62之间的电性连接。

综上所述，本申请的外壳以及应用此外壳的电子装置是通过激光直接成型（LaserDirect Structuring,LDS）技术为激光加工、射出与电镀制作工艺的三维铸模互连装置（3D-Molded Interconnect Device,3D-MID)生产技术，在壳体的按键部（亦即按键）的内侧形成应变式感应组件，以达到无缝（seamless）的按键设计。此外，天线线圈的制作也可与应变式感应组件的制作同时进行。如此，可大幅度简化制作工艺步骤、缩减组装时程、降低制造成本以及提高组装良率。此外，由于本申请的电子装置采用无缝按键设计，因其壳体与按键部之间并不具有间隙，不仅可保持电子装置的外观的完整性，还可避免灰尘或水气侵入电子装置内部，进而确保电子装置的寿命及其可靠度。

虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本申请，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本申请的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本申请的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。

Claims (13)

1.一种电子装置的外壳，包括：

壳体，具有两按键部；以及

感应组件，包括：

两第一导线，配置于该壳体的一内表面上，且该两第一导线分别在该两按键部形成两应变感应图案；以及

多个第一接点，其中该壳体具有两垫块，突出于该内表面，部分该些第一接点配置于该两垫块的其一的顶面上，并且分别连接该两第一导线的其一的两端，且该两第一导线的其一沿着该内表面以及该两垫块的其一的侧面延伸至该两垫块的其一的顶面，以连接部分该些第一接点，

另一部分该些第一接点配置于该两垫块的另一的顶面上，并且分别连接该两第一导线的另一的两端，且该两第一导线的另一沿着该内表面以及该两垫块的另一的侧面延伸至该两垫块的另一的顶面，以连接另一部分该些第一接点，

各该应变感应图案适于在对应的该按键部产生形变时，随着对应的该按键部变形使电阻值变化，而产生一电信号。

2.如权利要求1所述的电子装置的外壳，还包括保护层，披覆于该壳体的内表面，以覆盖该两第一导线，并且暴露出该些第一接点。

3.如权利要求1所述的电子装置的外壳，还包括：

一第二导线，配置于该壳体的内表面上，其中第二导线为天线线圈；以及

两第二接点，分别连接于该天线线圈的两端。

4.如权利要求3所述的电子装置的外壳，其中另一部分该些第一接点以及该些第二接点共同配置于该两垫块的另一的顶面上，该天线线圈沿着该内表面以及该两垫块的另一的侧面延伸至该两垫块的另一的顶面，以连接该些第二接点。

5.如权利要求3所述的电子装置的外壳，还包括保护层，披覆于该壳体的内表面，以覆盖该两第一导线以及该天线线圈，并且暴露出该些第一接点以及该些第二接点。

6.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中该壳体的各该按键部的刚性小于该壳体的其他相邻部位的刚性。

7.如权利要求6所述的电子装置的外壳，其中该壳体的各该按键部的厚度小于该壳体的其他相邻部位的厚度。

8.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中该感应组件的数量为两个，成对地设置于该壳体上，对应于该两感应组件的该两按键部的外表面共同作为一组按键的按压区。

9.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中该壳体包括底部以及立于该底部周围的一侧壁，该两按键部位于该侧壁上，且该些第一接点分别位于突出于该底部的该两垫块的顶面上。

10.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中该壳体的内表面具有一对应至该两第一导线的微结构，以使该两第一导线固设于该内表面。

11.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中各该第一导线具有籽晶金属层以及电镀金属层，各该籽晶金属层附着于该内表面，而各该电镀金属层贴附于对应的该籽晶金属层。

12.如权利要求1所述的电子装置的外壳，其中该电信号可反应各该应变感应图案形变的程度。

13.一种电子装置，包括：

机体；以及

如权利要求1所述的外壳，包覆该机体。