CN105979741A - 一种3c电子产品壳体及其制备方法 - Google Patents

一种3c电子产品壳体及其制备方法 Download PDF

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唐臻
谢守德
王长明
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/02Details
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    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K5/04Metal casings

Abstract

一种3C电子产品壳体及其制备方法,该3C电子产品壳体包括金属结构件,所述金属结构件的背面与正面之间贯穿开设有天线槽,所述天线槽包括槽腔和从所述槽腔内贯穿到所述金属结构件的正面的天线分切位微缝,所述天线分切位微缝内填充不导电物质,所述金属结构件的背面具有一体注塑成型的塑胶结构层,所述塑胶结构层至少部分填充所述槽腔。本发明有利于完全消除电子产品金属外壳表面天线分切位暴露的问题,使电子产品金属外壳外观完整连贯,金属质感强,其制作工艺简单,成本低且适合大规模量产,不仅有效满足3C电子产品结构件外观品质要求,同时其具有易于制作、低成本和实用化的优点。

Description

一种3G电子产品壳体及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种3C电子产品壳体及其制备方法。
背景技术
[0002]随着 3C( Computer、Communi cat 1n、Consumer Electronics,计算机、通信和消费电子)电子产品小型化,轻薄化,时尚化,实用化的发展需求,现有电子产品的外壳越来越多的采用质量轻且强度高的金属材料,如铝合金、不锈钢、钛合金等,以满足产品厚度越来越薄,整机的强度越来越高,质量轻,质感出众且散热快的需求。
[0003]虽然使用金属材料可以提高电子产品外壳的强度及质感,但由于通讯电子产品天线信号屏蔽的问题,需要在金属件上加工天线分切位并使用塑胶连接,以解决通讯电子产品信号问题,结构件不能保持完整连贯的外观效果。
[0004]同时受传统加工方式、设备、材料、成本的限制,通讯电子产品金属外壳天线分切位的宽度都有1.2mm以上,使得填充的塑胶材料外漏在金属壳体的外观面上,消费者可以明显看到且与金属材料有明显手感差异,大幅降低了壳体的金属质感及消费者的体验效果,无法满足高端时尚的外观效果但又难以消除。
发明内容
[0005]本发明的主要目的在于克服现有技术的不足,提供一种3C电子产品壳体及其制备方法,能完全消除电子产品金属外壳表面天线分切位暴露的问题,实现电子产品金属外壳外观完整连贯,金属质感强,且其制作工艺简单。
[0006]为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] 一种3C电子产品壳体,包括金属结构件,所述金属结构件的背面与正面之间贯穿开设有天线槽,所述天线槽包括槽腔和从所述槽腔内贯穿到所述金属结构件的正面的天线分切位微缝,所述天线分切位微缝内填充不导电物质,所述金属结构件的背面具有一体注塑成型的塑胶结构层,所述塑胶结构层至少部分填充所述槽腔。
[0008] 进一步地:
[0009]所述金属结构件的正面除所述天线分切位微缝的区域之外具有经阳极氧化形成的阳极氧化层,所述不导电物质为颜色与所述阳极氧化层相近或相同的物质。
[0010]所述天线槽的底面到所述金属结构件的正面的距离为0.15mm〜1.0mm,所述天线槽的宽度为0.4mm〜1.5mm,所述天线分切位微缝在所述金属结构件的正面上的宽度为
0.25mm以内,优选0.15mm以内。
[0011]所述天线分切位微缝的宽度由所述金属结构件的背面至所述金属结构件的正面逐渐变窄。
[0012]所述不导电物质为经固化的胶水或不导电的金属粘合剂。
[0013] —种3C电子产品,具有所述的3C电子产品壳体。
[0014] —种制作所述的3C电子产品壳体的方法,包括以下步骤:
[0015]对金属结构件进行CNC预加工,在所述金属结构件的背面加工出天线槽的槽腔,以及使用激光镭雕或激光切割方式对所述金属结构件进行精加工,以形成最终从所述槽腔内贯通到所述金属结构件的正面的天线分切位微缝,用不导电物质填充到所述天线分切位微缝中(此填充步骤可以在注塑成型之后);
[0016]在所述金属结构件的背面一体注塑成型形成塑胶结构层,并使所述塑胶结构层至少部分填充所述槽腔。
[0017]优选地,所述金属结构件具有与所述天线分切位微缝对应的局部加厚区域,进行所述精加工时不贯穿所述加厚区域,注塑后再去除所述加厚区域以使所述天线分切位微缝贯通。
[0018] 进一步地:
[0019]所述不导电物质为胶水,填充所述天线分切位微缝时,使用真空加压浸渗工艺、点胶工艺或胶水印刷工艺,将胶水施加到所述天线分切位微缝表面处,使胶水逐渐渗透进所述天线分切位微缝中。
[0020]真空加压浸渗工艺包括:先对所述天线分切位微缝进行除油清洗后烘干,再将所述金属结构件置入抽真空环境中并加入胶水,优选真空度为0.096Mpa,使所述天线分切位微缝完全浸泡在胶水中,再对真空环境增加压力,优选为0.4-0.6Mpa,此真空环境中使胶水浸渗至填满所述天线分切位微缝后,再取出所述金属结构件,对非填胶区域进行清洗后,按胶水使用要求对产品和胶水进行加热,使填满所述天线分切位微缝的胶水固化。
[0021]还包括以下步骤:对完成塑胶注塑的所述金属结构件外观面进行处理,使其表面平整统一,再对除所述天线分切位微缝之外的表面进行阳极氧化处理,形成阳极氧化层;所述不导电物质采用与所述阳极氧化层的颜色相近或相同的物质。
[0022]其中,根据具体产品的工艺制程需求,也可先激光镭雕或激光切割后再在金属结构件的背面加工天线槽及周边拉胶结构区域。
[0023]其中,为加强天线分切位区域的结构强度,可同步采用天线分切位先局部区域金属连接加强,注塑成型后再去除的方式,以便于加工制造。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]本发明提供的3C电子产品壳体及其制备方法,有利于消除电子产品金属外壳表面天线分切位暴露的问题,使电子产品金属外壳外观完整连贯,金属质感强,其制作工艺简单,制造成本低且适合大规模量产,不仅有效满足3C电子产品结构件外观品质要求,同时其具有易于制作、低成本和实用化的优点。本发明的优点具体体现在以下方面:
[0026] 1、采用天线槽槽腔和天线分切位微缝的结构,可将电子产品外壳的天线分切位宽度从1.2mm降低到0.25mm以下,将电子产品金属外壳表面天线分切位做到最小,使其达到肉眼难辨的效果,大幅减少传统方案对金属外壳整体连贯一致性的影响,使电子产品金属外壳完整连贯,金属质感强,同时上述结构相对于传统天线分切位也更便于加工;
[0027] 2、较佳地,使用激光镭雕工艺或激光切割工艺实现天线分切位微缝蚀刻效果,安全环保,易于大规模量产的同时,避免了加工对环境的污染,工艺绿色环保;
[0028] 3、较佳地,利用胶水作为不导电物质固化后韧性好的特点,改善传统通讯电子金属外壳产品天线分切位易开裂问题,提高了加工制造良率,降低了生产制造成本。
[0029] 4、较佳地,提供了一种金属+塑胶+不导电物质填充微缝+阳极氧化层的3C电子产品一体成型结构件,易于大规模量产;
[0030] 5、较佳地,用不导电物质填充天线分切位微缝,其他区域表面阳极氧化,不导电物质采用与阳极氧化层相同或相近的颜色,完全消除现有金属产品外观天线分切位对产品外观的影响,使产品表面实现整体连贯的金属质感,满足消费者对3C电子产品金属质感、耐用的需求;
[0031] 6、改善加工制造良率及提高外观效果的同时不影响通讯电子产品的天线信号,适合中框、背盖、环状等各类结构的金属外壳,实用性广。
附图说明
[0032]图1a和图1b为本发明实施例所用的金属结构件粗坯的正面和反面视图;
[0033]图2a和图2b为本发明实施例经CNC预加工得到天线槽的金属结构件示意图及其局部放大图;
[0034]图3a、图3b和图3c为本发明实施例使用激光镭雕加工出天线分切位微缝的金属结构件示意图及其局部放大图;
[0035]图4a、图4b和图4c为本发明实施例使用不导电物质填充天线分切位缝隙后的金属结构件示意图及其局部放大图;
[0036]图5a、图5b和图5c为本发明实施例金属结构件注塑后的产品示意图及其局部放大图;
[0037]图6a和图6b为本发明实施例的电子产品壳体经CNC加工得到摄像头孔、按键孔、电源孔后的结构示意图;
[0038]图7a和图7b为本发明实施例的电子产品壳体外观面除微缝区域外进行阳极氧化形成阳极氧化层后的结构示意图;
[0039]图8a、图8b和图8c为本发明一个实施例最终电子产品壳体的背面视图、E-E剖面图和剖面局部放大图。
具体实施方式
[0040]以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是,下述说明仅仅是示例性的,而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0041] 参阅图1a至图8c,在一种实施例中,一种3C电子产品壳体,包括作为壳身的金属结构件I,所述金属结构件I的背面与正面之间贯穿开设有天线槽,所述天线槽包括槽腔2和从所述槽腔2内贯穿到所述金属结构件I的正面的天线分切位微缝3,所述天线分切位微缝3内填充不导电物质,所述金属结构件I的背面具有一体注塑成型的塑胶结构层4,所述塑胶结构层4至少部分填充所述天线槽的槽腔2。
[0042]具体天线分切位微缝的宽度及数量可根据产品天线要求而定,本申请中不限制。例如,可以是在产品上下两端做0.15_宽度天线分切位微缝各六条,等等。
[0043]在优选的实施例中,所述槽腔2通过CNC加工得到,所述天线分切位微缝3通过激光镭雕或激光切割工艺得到。
[0044]在优选的实施例中,所述金属结构件I的正面除所述天线分切位微缝3的区域之外具有经阳极氧化形成的阳极氧化层5,所述不导电物质为颜色与所述阳极氧化层5相近或相同的物质。本领域技术人员容易理解,所述颜色相近,是指两者的颜色差别达到让普通人的肉眼不易分辨的程度。
[0045]在优选的实施例中,所述槽腔2的底面到所述金属结构件I的正面的距离为0.15mm〜1.0mm,所述槽腔2的宽度为0.4mm〜1.5mm,所述天线分切位微缝3在所述金属结构件I的正面上的宽度为0.25mm以内,更优选在0.15mm以内。
[0046]在优选的实施例中,所述天线分切位微缝3的宽度由所述金属结构件I的背面至所述金属结构件I的正面逐渐变窄。
[0047]在优选的实施例中,所述不导电物质为经固化的胶水或不导电的金属粘合剂,如铝合金粘合剂,但不限于上述物质。
[0048]在优选的实施例中,所述金属结构件I上与所述塑胶结构层4相结合的表面经纳米处理形成有微孔结构。
[0049]所述金属结构件I可以为铝合金、不锈钢、镁合金或钛合金材料。所述金属结构件I可以通过冲压、铝挤、压铸、铸造或CNC加工等方式成型。
[°05°] 在另一种实施例中,一种3C电子产品,其可具有前述任一实施例的3C电子产品壳体。
[0051 ] 参阅图1a至图8c,在另一种实施例中,一种制作前述任一实施例的3C电子产品壳体的方法,至少包括以下步骤:
[0052]对金属结构件I进行CNC预加工,在所述金属结构件I的背面加工出天线槽的槽腔2,以及使用激光镭雕或激光切割方式对所述金属结构件I进行精加工,以形成最终从所述槽腔2内贯通到所述金属结构件I的正面的天线分切位微缝3,然后用不导电物质填充到所述天线分切位微缝3中;
[0053]在所述金属结构件I的背面一体注塑成型形成塑胶结构层4,并使所述塑胶结构层4至少部分填充所述槽腔2。
[0054]在优选的实施例中,加工得到所述槽腔2的底面到所述金属结构件I的正面的距离为0.15mm〜1.0mm,所述槽腔2的宽度为0.4mm〜1.5mm,所述天线分切位微缝3在所述金属结构件I的正面上的宽度为0.25mm,优选0.15mm以内。
[0055]更优选地,使用150瓦光纤激光器对CNC预加工后的天线槽的槽腔2上进行微缝激光切割,所述天线分切位微缝3在所述金属结构件I的正面上的宽度为0.15mm以内,并严格调整控制激光强度,使切割处的微缝宽度稳定均一。
[0056]在具体实施例中,还可以按产品结构及工艺要求,在天线槽上及周边加工出金属拉胶位等产品及工艺所需结构。
[0057]在优选的实施例中,所述金属结构件I具有与所述天线分切位微缝3对应的局部加厚区域(未图示),进行所述精加工时不贯穿所述加厚区域,注塑后再去除所述加厚区域以使所述天线分切位微缝3贯通。
[0058]加厚区域可以是在金属结构件I的背面或正面,另外还可以在金属结构件I的外侧保留连接区域部分。激光精加工时,控制激光切割天线分切位微缝时不贯穿所述加厚区域,而外侧连接区域部分不用激光切割,以实现切割后各区域保持连接的作用,加厚区域可以通过注塑后CNC加工的方式最终去除。由于塑胶填充的结构和一些不导电物质如胶水填充后均与金属有较强粘结性,从而达到连接断开的各金属部分的作用。
[0059]在优选的实施例中,所述不导电物质为胶水,填充所述天线分切位微缝3时,使用真空加压浸渗工艺、点胶工艺或胶水印刷工艺(可根据产品结构及工艺要求实际情况选择使用,不限于上述工艺),将胶水施加到所述天线分切位微缝3表面处,使胶水逐渐渗透进所述天线分切位微缝3中。
[0060]在优选的实施例中,真空加压浸渗工艺包括:先对所述天线分切位微缝3进行除油清洗后烘干,再将所述金属结构件I置入抽真空环境中并加入胶水,优选真空度为
0.096Mpa,使所述天线分切位微缝3完全浸泡在胶水中,再对真空环境增加压力,优选为
0.4-0.6Mpa,此真空环境中使胶水浸渗至填满所述天线分切位微缝3后,再排出真空环境中的胶液,取出所述金属结构件I,对非填胶区域进行清洗后使填满所述天线分切位微缝3的胶水固化。其中,可以按胶水使用要求对产品和胶水进行加热,从而使填满所述天线分切位微缝3的胶水固化。
[0061]在优选的实施例中,对天线分切位微缝3进行非导电物质填充之前,根据产品外观颜色需求,先对非导电物质进行调色,使其与外观颜色趋于一致。
[0062]在优选的实施例中,该方法还包括以下步骤:对完成塑胶注塑的金属结构件I的外观面进行处理,优选包括对外观面进行后续CNC、抛光以及喷砂处理,使其表面平整统一,再对除所述天线分切位微缝3之外的表面进行阳极氧化处理,形成阳极氧化层5;所述不导电物质优选采用与所述阳极氧化层的颜色相近或相同的物质。因此,不仅金属外壳表面天线分切位做到微小,而且微缝外表与金属外壳颜色一致,达到更加难以分辨的效果,使电子产品金属外壳外观完整连贯,金属质感强。
[0063]以下结合附图1a至Sc,进一步描述本发明具体实施例的特征及其优点。
[0064]金属结构件粗坯的材质为金属材料,可以是铝合金,不锈钢,镁合金、钛合金等金属材料。根据产品设计要求,金属厚度一般0.8mm〜1.4mm,局部0.4mm〜0.7mm。根据产品结构,金属粗坯可选择适合的段冲压、铝挤、压铸、铸造等加工工艺实现。金属粗坯上加工2〜3个定位孔,定位孔直径4mm左右,以便后续注塑或CNC加工。
[0065]在金属粗坯上对产品天线分切位上进行CNC预加工,加工出天线槽,以便后续镭雕加工。加工产品背面,根据产品结构及工艺需要,加工后的天线槽厚度为:距离产品外观面距离0.15mm〜1.0mm,为后续激光雕刻做准备。加工宽度视产品结构,尽量窄一些,0.4mm〜
1.5mm之间,周边可以允许有其它结构(如需要的拉胶结构)且不相互冲突。为保证加工精度,可在附近加工出高度方向的基准平面,以便后续加工过程中检测到此预加工槽底部的基准高度。此工序中还可以对金属粗坯上有精度要求的部分尺寸进行精加工。
[0066]使用激光镭雕或激光切割的方式在预加工好的天线槽上进行精加工,贯通产品的天线分切位。激光加工后,天线分切位微缝在外观面上的宽度为0.15mm以内,贯穿产品上的天线分切位区域。激光加工过程中续按要求调整强度,使分切位加工的宽度及侧壁表面均勾一致,以便提尚后工序的稳定性。
[0067]加工完后对产品进行清洗,清理掉天线分切位微缝及周边材料的脏污,保证表面清洁。
[0068]按产品结构及工艺要求对激光加工好天线分切位微缝的产品进行非导电物质填充处理(此工序也可移至注塑成型后)。较佳地,非导电物质可以使用对铝合金有较强粘性的胶水充分的填充进天线分切位微缝中。根据产品结构及工艺,可使用真空加压浸渗方式填胶,对于简单的产品可使用点胶方式对微缝进行填胶,或使用渗透方式填满微缝。如点胶及渗透方式难以完全填满,则可采用治具固定密封方式,同时根据需求可在需要密封部分设计硅胶密封圈密封,将胶水通过压力挤压进微缝中。也可辅助采用抽真空,负压等方式辅助填胶。局部残留在产品外观面或背面的胶水可通过后CNC、打磨抛光等方式去除。对于需要纳米处理的金属部分,预留CNC加工余量,加工去除残留胶水,以便进行纳米处理,保证后工序注塑的塑胶与金属有足够的粘结强度。填充完成后根据胶水使用要求,对产品进行烘烤等操作,使胶水凝固。
[0069]将胶水凝固完后的产品进行纳米处理,再进行注塑成型,填充产品塑胶结构部分并尽量覆盖胶水结构。纳米处理时金属与塑胶结合部分的残料胶水已基本清除,保证足够的粘结面积可进行纳米处理。注塑成型时产品表面的微缝周边胶水也预先清除干净,并与模具贴合,使模具内腔充分的支撑整个产品,防止注塑压力导致的产品变形。
[0070]将纳米注塑完成的产品进行后续的装配尺寸、外观面、摄像头、电源孔、音量孔等结构的CNC工序加工。
[0071 ]将CNC加工完成后的产品进行抛光打磨处理,消除前工序对产品表面的损伤,并将外观面各个结构连接部分之间可能存在的台阶、间隙、凹凸不平问题消除,使其表面平整均
O
[0072]然后对完成产品外观面进行喷砂处理,使其表面平整统一,再对除所述天线分切位微缝之外的表面进行阳极氧化处理,形成阳极氧化层。
[0073] 从而彻底的消除通讯电子产品金属外壳上的天线分切位,实现外观连贯一致,整体统一的阳极氧化的外观效果。
[0074]以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型,而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3C电子产品壳体,包括金属结构件,其特征在于,所述金属结构件的背面与正面之间贯穿开设有天线槽,所述天线槽包括槽腔和从所述槽腔内贯穿到所述金属结构件的正面的天线分切位微缝,所述天线分切位微缝内填充不导电物质,所述金属结构件的背面具有一体注塑成型的塑胶结构层,所述塑胶结构层至少部分填充所述槽腔。
2.如权利要求1所述的3C电子产品壳体,其特征在于,所述金属结构件的正面除所述天线分切位微缝的区域之外具有经阳极氧化形成的阳极氧化层,所述不导电物质为颜色与所述阳极氧化层相近或相同的物质。
3.如权利要求1所述的3C电子产品壳体,其特征在于,所述天线槽的底面到所述金属结构件的正面的距离为0.15mm〜1.0mm,所述天线槽的宽度为0.4mm〜1.5mm,所述天线分切位微缝在所述金属结构件的正面上的宽度为0.25mm以内,优选0.15mm以内。
4.如权利要求1至3任一项所述的3C电子产品壳体,其特征在于,所述天线分切位微缝的宽度由所述金属结构件的背面至所述金属结构件的正面逐渐变窄。
5.如权利要求1至4任一项所述的3C电子产品壳体,其特征在于,所述不导电物质为经固化的胶水或不导电的金属粘合剂。
6.—种3C电子产品,其特征在于,具有如权利要求1至5任一项所述的3C电子产品壳体。
7.—种制作如权利要求1至6任一项所述的3C电子产品壳体的方法,其特征在于,包括以下步骤: 对金属结构件进行CNC预加工,在所述金属结构件的背面加工出天线槽的槽腔,以及使用激光镭雕或激光切割方式对所述金属结构件进行精加工,以形成最终从所述槽腔内贯通到所述金属结构件的正面的天线分切位微缝,用不导电物质填充到所述天线分切位微缝中; 在所述金属结构件的背面一体注塑成型形成塑胶结构层,并使所述塑胶结构层至少部分填充所述槽腔; 优选地,所述金属结构件具有与所述天线分切位微缝对应的局部加厚区域,进行所述精加工时不贯穿所述加厚区域,注塑后再去除所述加厚区域以使所述天线分切位微缝贯通。
8.如权利要求7所述的3C电子产品壳体的方法,其特征在于,所述不导电物质为胶水,填充所述天线分切位微缝时,使用真空加压浸渗工艺、点胶工艺或胶水印刷工艺,将胶水施加到所述天线分切位微缝表面处,使胶水逐渐渗透进所述天线分切位微缝中。
9.如权利要求7所述的3C电子产品壳体的方法,其特征在于,真空加压浸渗工艺包括:先对所述天线分切位微缝进行除油清洗后烘干,再将所述金属结构件置入抽真空环境中并加入胶水,优选真空度为0.096Mpa,使所述天线分切位微缝完全浸泡在胶水中,再对真空环境增加压力,优选为0.4-0.6Mpa,此真空环境中使胶水浸渗至填满所述天线分切位微缝后,再取出所述金属结构件,对非填胶区域进行清洗后,按胶水使用要求对产品和胶水进行加热,使填满所述天线分切位微缝的胶水固化。
10.如权利要求7至9任一项所述的3C电子产品壳体的方法,其特征在于,还包括以下步骤:对完成塑胶注塑的所述金属结构件外观面进行处理,使其表面平整统一,再对除所述天线分切位微缝之外的表面进行阳极氧化处理,形成阳极氧化层;所述不导电物质采用与所述阳极氧化层的颜色相近或相同的物质。
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