CN108141981B - 具有金属壳体的电子设备及用于该设备的金属壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有金属壳体的电子设备，该电子设备包括：金属壳体，其中形成有至少一个电子电路或天线；金属焊盘，设置在金属壳体上且电连接到至少一个电子电路或天线：金属片，附接到金属焊盘的一个表面；电子电路板，通过可拆卸地接触金属片的用于连接的金属构件，电连接到金属壳体的至少一个电子电路或天线。

Description

具有金属壳体的电子设备及用于该设备的金属壳体

技术领域

本发明涉及一种具有金属壳体的电子设备，该金属壳体部分地或全部用作电子电路或天线，更具体地，涉及一种具有金属壳体的电子设备及用于该设备的金属壳体，该金属壳体具有能够防止与用于连接电子电路板的金属构件相接触的金属壳体的金属焊盘被腐蚀的结构，或者防止在装配过程和使用期间由于发生在用于连接的金属构件和金属焊盘之间的摩擦而导致损坏金属壳体的金属焊盘。

背景技术

使用由铝、钛、锌、镁等其中之一的纯金属或包含它们中的至少一种的合金形成的金属壳体的电子设备的数量越来越多。这种金属壳体被广泛使用，因为该金属壳体可以增加电子设备的结构上的硬度，进而更容易使电子设备比传统的电子设备更轻更薄，并且同时可以表现出金属的高质感。

在使用金属壳体的情况下，由于金属吸收无线电波，因此设置在金属壳体内部的天线的性能可能会退化或者天线的安装位置可能被限制。另一方面，由于移动电子设备使用各种频带，因此有必要使用与这些频带适合的各种天线。因此，为了解决这个问题，金属壳体形成为天线或电子电路的一部分。

然而，当在金属壳体中形成至少一个天线或电子电路的组件时，有必要电连接到设置在金属壳体内部的电子电路板。

为了这个目的，如图1所示，通过使用设置在电子电路板110上的诸如C形夹120的接触端子来将金属壳体100的金属部101与电子电路板110相互连接。在图1中，附图标记102表示使金属焊盘101绝缘的聚合物。

然而，在目前主要用作金属壳体100的材料为金属的情况下，例如铝、镁、钛、锌、铁、不锈钢等，当设置在电子电路板110上的镀金接触部如C形夹120与构成天线的金属壳体100的金属部的金属焊盘101直接接触时，可能发生电化学腐蚀、摩擦腐蚀等，使得天线的性能可能退化或由于接触失效可能引发电子设备发生故障。

根据相关技术提出了各种方法并用于解决金属壳体100的问题。

作为用于解决上述问题的现有技术的示例，如图2所示，可以用螺钉130或螺栓将电子电路板110’的端子部与金属壳体100’的金属焊盘101’直接相互连接。这种结构可以防止在金属壳体100’的端子部101’中发生电化学腐蚀或摩擦腐蚀。然而，在这种方法中，由于通过使用小螺钉130或螺栓将电子电路板110’与金属壳体100’耦接，因此需要在金属壳体100’的金属焊盘101’上加工用于旋紧螺钉130或螺栓的小螺孔131。因此，会增加加工成本，并且用于螺钉130或螺栓的最小厚度是有要求的，因而会限制减小金属壳体100’的厚度。

作为用于解决上述问题的现有技术的另一个示例，如图3所示，导电带140可以附接到金属壳体100的金属焊盘101，使得导电带140被置于金属壳体的金属焊盘101和电子电路板110的C形夹120之间。导电带140由可以附接到金属焊盘的导电粘合剂和镀有金、镍、银和铂的其中之一的膜组成。然而，导电带140具有粘合剂可靠性低的问题。此外，由于导电带140附接到金属壳体100的小尺寸的金属焊盘，因此存在使用很多金属焊盘101的金属壳体100量产低的问题。进一步地，在该示例中，由于具有0.15mm或更大的厚度的导电带140被设置在金属壳体100和电子电路板110的C形夹120之间，因此会增加电子设备的厚度。

作为用于解决上述问题的现有技术的另一个示例，如图4所示，金属壳体100的金属焊盘101和电子电路板110的端子部通过使用双面导电带150来相互连接。由于这种方法不使用电子电路板110的C形夹，因此具有可以降低连接部分的厚度的优点。然而，由于双面导电带150附接到金属壳体100的小尺寸的金属焊盘，因此存在使用很多金属焊盘的金属壳体100量产低的问题。此外，当电子设备有缺陷时存在维修困难的问题。

发明内容

本公开是为了克服上述缺点和其他问题而提出来的。本发明的一个方面涉及一种使用具有金属壳体的电子设备及一种用于该电子设备的金属壳体，该金属壳体具有以下结构：能够当使用用于连接的金属构件(诸如C形夹)来连接电子电路板和其一部分被用作天线或电子电路的一部分的金属壳体的金属焊盘时防止发生电化学腐蚀或摩擦腐蚀。

根据本公开的一个方面，具有金属壳体的电子设备可以包括金属壳体，其中形成有至少一个电子电路或天线；金属焊盘，设置在金属壳体上且电连接到至少一个电子电路或天线：金属片，附接到金属焊盘的一个表面；电子电路板，通过可拆卸地接触金属片的用于连接的金属构件，电连接到金属壳体的至少一个电子电路或天线。

金属焊盘和金属片可以通过超声波焊接或电阻焊接彼此接合。

多个接合部可以形成在金属焊盘和金属片之间。

多个接合部可以形成为围绕金属片的中心部。

金属片可以形成为矩形形状，并且多个接合部可以不设置在金属片的角部。

多个接合部可以包括通过熔化金属焊盘的熔化物和金属片的金属形成的熔合部。

可以用双面胶带将金属片固定到金属焊盘。

用于连接的金属构件可以形成为C形夹、弹簧、导电针和导电柱形结构中的任何一种。

接触金属片的用于连接的金属构件的一部分可以由金、银、铂、锡、钴、铜、镍、钛之一或包含它们中至少一个的合金形成。

接触金属片的用于连接的金属构件的一部分可以涂覆有金、银、铂、锡、钴、铜、镍、钛之一。

金属片可以形成为箔、膜或板的形状。

金属片可以由金、银、铂、锡、镍、钴、钛和铜之一或包含它们中至少一个的合金形成。

包括锡、锌、银、金、铟、铜、铋和镍中的至少一个的金属材料可以位于金属焊盘和金属片之间。

根据本公开的另一个方面，一种金属壳体可以包括：金属壳体，包括被用作至少一个电子电路或天线的金属部和聚合物；金属焊盘，设置在金属壳体的金属部；以及金属片，附接到金属焊盘的表面，其中，金属片通过超声波焊接或电阻焊接接合到金属焊盘。

可以通过由超声波焊接或电阻焊接形成的多个接合部将金属片接合到金属焊盘。

多个接合部可以形成为围绕在金属片的中心形成的接触部。

可以用双面胶带将金属片暂时地固定到金属焊盘。

附图说明

图1是示出根据现有技术的用于连接金属壳体和电子电路板的结构的视图；

图2是示出根据现有技术的用于连接金属壳体和电子电路板的另一个结构的视图；

图3是示出根据现有技术的用于连接金属壳体和电子电路板的另一个结构的视图；

图4是示出根据现有技术的用于连接金属壳体和电子电路板的另一个结构的视图；

图5是示出根据本公开的实施例的其中没有设置金属片的金属壳体的局部平面图；

图6是概念性示出在图5的金属壳体的金属焊盘上放置金属片的情形的局部横截面图；

图7是示出根据本公开的实施例的金属壳体的局部平面图；

图8是示出根据本公开的图7的金属壳体沿线8-8获取的局部横截面图；

图9是示出根据本公开的另一个实施例的金属壳体的局部平面图；

图10是根据本公开的实施例的用于将金属片附接到金属壳体的金属焊盘的超声波工具的局部透视图；

图11a和图11b是示出根据本公开实施例的金属壳体中所使用的金属片的另一示例的局部横截面图；

图12a是示出使用双面胶带将金属片暂时附接到金属壳体的金焊盘的情形的视图；

图12b是示出通过超声波焊接将图12a的金属片接合到金属壳体的情形的视图；以及

图13是概念性示出根据本公开的实施例的具有金属壳体的电子设备的局部横截面图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述根据本公开的具有金属壳体的电子设备和其中所使用的金属壳体的某些实施例。

应理解，下面描述的实施例仅用于说明目的，并且本公开可以以不同于本文中所描述的示例性实施例的各种修改来体现。然而，在下面的描述中，将省略公知功能或组件的详细描述，以免不必要地模糊本公开的主题。此外，为便于理解本发明，附图可以不以比例绘制，而一些组件的尺寸可以被夸大。

图5是示出根据本公开的实施例的其中没有设置金属片的金属壳体的局部平面图，图6是示出在图5的金属壳体的金属焊盘上放置金属片的情形的局部横截面图。图7是示出根据本公开的实施例的金属壳体的局部平面图。图8是示出根据本公开的图7的金属壳体沿线8-8获取的局部横截面图。

图5中示出根据本公开的实施例的电子设备所使用的金属壳体1。金属壳体1形成电子设备的外观，金属壳体1可以包括金属部和聚合物5。电子电路板110(见图13)可以设置在金属壳体1的下方。金属部可以被形成为至少一个电子电路或天线。形成在金属部中的电子电路或天线需要电连接到电子电路板110。为了这个目的，金属部提供了电连接到电子电路或天线的金属焊盘3。可以提供与电子电路或天线的数量相对应的数量的金属焊盘3。例如，当根据频带在金属壳体1中形成四个天线时，可以提供四个金属焊盘3。聚合物5被放置在多个电子电路或天线之间以使得多个电子电路或天线彼此绝缘。

图5是用于示出在金属壳体1中显露的两个金属焊盘3和4的视图。图5是示出电子设备的金属壳体1的局部平面图，例如，其中形成有多个天线的移动电子设备的金属壳体1。两个金属焊盘3和4分别电连接到形成为天线或电子电路的金属壳体1的金属部。此外，两个金属焊盘3和4被不导电的聚合物5包围并且彼此绝缘。这里，移动电子设备可以包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等。

图6示出了在图5的金属壳体1的金属焊盘3上放置金属片10的情形，但金属片10并不是通过超声波焊接或电阻焊接附接到金属焊盘3的暴露表面。

将金属片10附接到金属焊盘3的暴露表面，以防止当金属焊盘3与设置在电子电路板110上的用于连接的金属构件120直接接触时发生的电化学腐蚀或摩擦腐蚀。金属片10可以以箔、膜或板的形式形成为与金属焊盘3相对应的形状。例如，金属片10可以形成为与金属焊盘相对应的各种形状，例如四边形、矩形、正方形、圆形等。在本实施例的情况下，金属片10被形成为具有大致正方形形状的箔片。

此外，金属片10可以由诸如金、银、铂、锡、镍、钴、铜、钛中的至少一个和包含这些金属中至少一种的合金来形成。可选地，金属片10可以通过用上述金属涂覆具有电导率的金属板来形成。作为一个示例，金属片10可以通过利用金、银、铂、锡、镍和钴中的一种涂覆铜板来形成。详细地，金属片10可以通过在具有单层或多层预设厚度在0.018mm至0.050mm范围内的铜板上涂覆金、银、铂、锡、镍、钴、铜、钛等中的一种金属或包含这些金属中至少一种的合金来形成。此时，涂覆层可以形成为具有0.01mm或更小的厚度。

为防止电化学腐蚀和摩擦腐蚀，金属片10可以由具有与电子电路板110的用于连接的金属构件120的接触部的金属相同或更好的抗腐蚀性以及相似或更强强度的金属来制作。

图7是示出将图6的金属片10接合到金属壳体1的金属焊盘3和4的情形的局部横截面图。金属片10通过超声波焊接或电阻焊接接合到金属焊盘3和4。

当金属片10通过超声波焊接接合到金属焊盘3时，通过多个接合部20将金属片10和金属焊盘3接合。如图8所示，多个接合部20分别形成为凹形槽形状。如图10所示，多个接合部20中的每一个的形状形成为与超声波工具200的多个突起201相对应的形状。在本实施例的情况下，由于超声波工具200的突起201形成为大致四棱锥形，因此多个接合部20中的每一个形成为具有与四棱锥形相对应的形状的凹形槽。

此外，多个接合部20中的每一个可以包括熔合部21，其中金属焊盘3的金属和金属片10的金属熔化并产生原子间键合。当金属片10通过超声波焊接接合到金属焊盘3时，超声波振动被施加到如图10所示的超声波工具200以在金属片10上形成多个凹形接合部20从而将金属片10接合到金属焊盘3。

此时，如图7所示，多个接合部20沿大致正方形的金属片10的边缘布置，并且在中心部11处不形成接合部20。当金属片10为圆形时，多个接合部20沿圆的边缘布置并且在中心部不形成接合部。金属片10的无接合部20的中心部11被用作与设置在电子电路板110上的用于连接的金属构件120接触的接触区域。因此，由超声波焊接形成的多个接合部20形成为围绕设置在金属片10的中心处的接触区域11。

作为另一个示例，在金属片10形成为大致正方形并且具有圆角的情况下，如图9所示，在金属片10的角部可以不形成接合部20。

图11a示出了具有涂覆层10b的金属片10’的情形，其中将金、银、铂、锡、镍、钴和钛中的一种涂覆到诸如铜板的导电金属板10a的上表面、下表面或两个表面上，通过超声波焊接将导电金属板10a接合到金属壳体1的金属焊盘3。

如图11a所示，金属片10’通过由超声波焊接形成的多个接合部20接合到金属焊盘3。此时，多个接合部20可以包括熔合部21’，其中构成金属片10的金属的一部分和构成金属焊盘3的金属的一部分彼此熔合。

图11b示出了为便于金属焊盘3与金属片10的接合而在金属壳体1的金属焊盘3和金属片10之间形成金属层10c的情形。

金属层10c可以由锡、锌、银、金、铜、铟、铋和镍中的至少一种金属或包括这些金属中至少一种的合金形成。此外，金属层10c可以形成为独立于金属片10而形成的薄板或可以形成为在金属焊盘3的暴露表面上或在金属片10的一个表面上的涂覆层。本实施例的情况下，金属层10c形成为在金属焊盘3的暴露表面上的涂覆层。

在图11b的情况下，当金属片10通过超声波焊接接合到金属壳体1的金属焊盘3时，金属片10和金属焊盘3通过多个接合部20彼此接合。此时，形成金属层10c的金属与多个接合部20的熔合部21’一起熔化，以使得金属焊盘3和金属片10的接合可以更容易。

图12a是示出使用双面胶带50将金属片10暂时附接到金属壳体1的金属焊盘3的情形的视图，图12b是示出使用超声波焊接将图12a的金属片10接合到金属壳体1的金属焊盘3的情形的视图。

根据本公开，当金属片10接合到金属壳体1的金属焊盘3时，在通过超声波焊接将金属片10接合到金属焊盘3之前，如图12a所示，可以利用双面胶带50将金属片10暂时固定到金属焊盘3以使金属片10稳定地附接到金属焊盘3而不脱落。如上所述，如果金属片10被用双面胶带50暂时固定，则当执行超声波焊接时，可以防止金属片10相对于金属焊盘3移动，进而使焊接缺陷的发生减至最低程度。

另一方面，当金属片10通过超声波焊接接合到金属焊盘3时，如图12b所示，在用于接合金属片10和金属焊盘3的多个接合部20中不存在双面胶带50。

根据本公开的实施例的具有上述结构的金属壳体1可以用在各种电子设备中。

图13是概念性示出根据本公开的实施例的具有金属壳体的电子设备的局部横截面图。

参考图13，根据本公开的实施例的具有金属壳体的电子设备500可以包括金属壳体1和电子电路板110。

金属壳体1可以包括其中形成有至少一个电子电路或天线的金属部。该至少一个电子电路可以是电流流经的通路或用于信号传输的通道。此外，该至少一个天线可以形成为使得形成在电子电路板110上的控制器与外部设备无线通信。当形成在电子电路板110上的控制器被配置为能够使用多个频带与外部设备无线通信时，金属壳体1可以设置有与多个频带相对应的多个天线。

设置在金属壳体1中的至少一个电子电路或天线可以包括与它们电连接的金属焊盘3。金属焊盘3将独立于金属壳体1而形成的电子电路板110和形成在金属壳体1中的至少一个电子电路或天线连接，并且金属焊盘3可以由导电金属形成。金属焊盘3与上述金属壳体1的金属焊盘3相同，因此省略其详细描述。

金属片10附接到金属焊盘3的一个表面上，即金属焊盘3的显露的表面。金属片10是用来防止由于金属焊盘3与设置在电子电路板110上用于连接的金属构件120之间的直接连接而发生的电化学腐蚀或摩擦腐蚀，并且金属片10通过超声波焊接或电阻焊接被永久接合到金属焊盘3。将金属片10接合到金属焊盘3的结构与上述金属壳体1的结构相同，所以省略金属片10与金属焊盘3的接合结构的详细描述。

电子电路板110电连接到形成在金属壳体1中的至少一个电子电路或天线。用于连接的金属构件120设置在电子电路板110上以将电子电路板110连接到金属壳体1。

用于连接的金属构件120将设置在金属壳体1中的至少一个电子电路或天线电连接到电子电路板110，并形成与接合到金属壳体1的金属焊盘3的金属片10的可拆卸接触。图13示出了用于连接的金属构件120与金属壳体1的金属片10相接触的情形。当将金属壳体1与电子设备500分离时，金属壳体1的金属片10与电子电路板110的用于连接的金属构件120分离。

设置在电子电路板110上的用于连接的金属构件120可以形成为C型夹、弹簧、导电针、导电柱形结构中的任何一种。在如图13所示的实施例的情况下，使用C型夹作为用于连接的金属构件120。当使用C型夹作为用于连接的金属构件120时，C型夹120的接触部121与接合到金属壳体1的金属片10弹性接触，进而可以稳定地保持金属片10与C型夹120的接触部121之间的接触。

用于连接的金属构件120由具有良好导电性的金属形成。与金属片10的接触部11相接触的部分121可以由金、银、铂、锡、钴、铜、镍、钛等中的一种金属或包含这些金属中至少一种的合金构成。

在另一个实施例中，用于连接的金属构件120可以由具有良好导电性的金属形成，并且可以用金、银、铂、锡、钴、铜等中的一种金属涂覆与金属片10的接触部11接触的用于连接的金属构件120的接触部121。

电子电路板110可以根据电子设备500的类型而不同地形成。例如，当电子设备500为智能手机时，电子电路板100被设置在屏幕400的背面，并且可以被配置为执行例如，诸如语音通话、互联网连接、应用程序执行、拍照等一般智能手机的功能。此时，电子电路板110可以被设置在金属壳体1和屏幕400之间。

当智能手机通过LTE、WiFi、蓝牙等连接到外部设备时，金属壳体1可以设置有用于LTE连接的天线、用于WiFi连接的天线和用于蓝牙连接的天线。它们可以通过与设置在它们中的每一个上的接合到金属焊盘3的金属片10和用于连接的金属构件120之间的接触来连接到电子电路板110。

如上所述，对于根据本公开实施例的具有金属壳体的电子设备，由于接合到金属壳体的金属焊盘的金属片是由与设置在电子电路板上的用于连接的金属构件的接触部的金属具有很小的电势差或没有电势差的金属构成的，因此可以防止在金属片和用于连接的金属构件之间的接触部处发生电化学腐蚀。

此外，对于根据本公开实施例的具有金属壳体的电子设备，由于接合到金属壳体的金属焊盘的金属片是由与设置在电路板上用于连接的金属构件的接触部的金属具有相同或更强强度的金属构成，因此可以防止在金属片和用于连接的金属构件之间的接触部处发生摩擦腐蚀。

另外，对于根据本公开实施例的具有金属壳体的电子设备，薄金属片通过超声波焊接或电阻焊接合到金属壳体的金属焊盘。因此，装配工作是便利的，并且相比于使用螺栓或螺钉将金属壳体和电子电路板彼此附接的现有技术，可以将电子设备制作得更轻薄。

上面已通过示例对本公开进行了描述。本文中所使用的术语是用于描述的目的而不应被解释为限制。根据上述描述对本公开的各种修改和变化是可能的。因此，除非另有说明，否则本公开可以在权利要求的范围内自由地实施。

Claims (15)

1.一种具有金属壳体的电子设备，所述电子设备包括：

金属壳体，其中形成有至少一个电子电路或天线；

金属焊盘，设置在所述金属壳体上且电连接到所述至少一个电子电路或天线；

金属片，附接到所述金属焊盘的一个表面；以及

电子电路板，通过可拆卸地接触所述金属片的用于连接的金属构件电连接到所述金属壳体的所述至少一个电子电路或天线；

其中，所述金属片由与构成所述金属构件的接触部的金属具有小于设定值的电势差或没有电势差的金属构成；

其中，所述金属焊盘和所述金属片经由多个接合部通过超声波焊接彼此接合，所述多个接合部被形成为与超声波工具的多个突起相对应的形状。

2.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，构成所述金属片的金属具有与构成所述金属构件的接触部的金属相同的强度或比构成所述金属构件的接触部的金属更强的强度。

3.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

多个接合部形成在所述金属焊盘和所述金属片之间。

4.根据权利要求3所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述多个接合部形成为围绕所述金属片的中心部。

5.根据权利要求4所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述金属片形成为矩形形状，并且

其中，所述多个接合部没有设置在所述金属片的角部。

6.根据权利要求3所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述多个接合部包括通过熔化所述金属焊盘的熔化物和所述金属片的金属所形成的熔合部。

7.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述金属片由双面胶带被固定到所述金属焊盘。

8.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述用于连接的金属构件被形成为C形夹、弹簧、导电针和导电柱形结构中的任何一种。

9.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述接触所述金属片的用于连接的金属构件的一部分由金、银、铂、锡、钴、铜、镍、钛之一或包含它们中至少一个的合金形成。

10.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述接触所述金属片的用于连接的金属构件的一部分涂覆有金、银、铂、锡、钴、铜、镍、钛之一。

11.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述金属片形成为箔、膜或板的形状。

12.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，

所述金属片由金、银、铂、锡、镍、钴、钛和铜之一或包含它们中至少一个的合金形成。

13.根据权利要求1所述的具有金属壳体的电子设备，其中，包括锡、锌、银、金、铟、铜、铋和镍中的至少一个的金属材料位于所述金属焊盘和所述金属片之间。

14.一种金属壳体，包括：

被用作至少一个电子电路或天线的金属部和聚合物；

金属焊盘，设置在所述金属壳体的所述金属部上；以及

金属片，附接到所述金属焊盘的一个表面，

其中，所述金属壳体的所述金属部通过可拆卸地接触所述金属片的用于连接的金属构件电连接到电子电路板；

其中，构成所述金属片的金属与构成所述金属构件的接触部的金属具有小于设定值的电势差或没有电势差；

其中，所述金属焊盘和所述金属片经由多个接合部通过超声波焊接彼此接合，所述多个接合部被形成为与超声波工具的多个突起相对应的形状。

15.根据权利要求14所述的金属壳体，其中，构成所述金属片的金属具有与构成所述金属构件的接触部的金属相同的强度或比构成所述金属构件的接触部的金属更强的强度。

Images