CN109859628A - 可穿戴设备及其包胶封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可穿戴设备的包胶封装技术领域，提供了一种可穿戴设备的包胶封装方法，包括S1‑S3三个步骤。还提供了一种可穿戴设备，包括具有内腔的柔性壳体，所述柔性壳体具有开口，于所述壳体的内腔中安置电子组件；所述设备还包括用于封堵所述开口且支起所述壳体的内壁的套接组件，所述套接组件具有用于引出所述电子组件电极的电极端子。本发明通过软硬结合的封装方法，在封装时对套接组件进行封口，有效地解决了现有加工方法电子组件无法直接包胶加工以制备可穿戴设备的问题，使得在整个封装的过程中，电子组件完全不受高温高压的影响，不仅能够保留了可穿戴设备的柔性要求而且还能够防止电子组件在加工过程中受到损坏。

Description

可穿戴设备及其包胶封装方法

技术领域

本发明涉及可穿戴设备的包胶封装技术领域，具体为一种可穿戴设备及其包胶封装方法。

背景技术

随着电子工业的发展和可穿戴设备的兴起，人们已经对电子设备，轻、薄、柔的特性提出了更高的需求，譬如将电池、PCBA或FPCB直接嵌入到其他软胶类材质中去，一旦该制造方法成熟且满足工业生产需求，将极大的促进可穿戴电子设备的发展，基于以上原因必然涉及到对电池或者PCBA/FPCBA一体化封装制造方法。

当前可穿戴设备上常用的包胶材料是硅胶、TPU、TPE、橡胶或者TPSiV，上述材料皆需要在高温高压下成型。成型压力高达400bar以上，温度可高达300℃，普通电子电路板和电子部件尤其是锂电池和磁铁或者不能承受如此大的压力或者不能承受如此高温。即使采用了低压注塑工艺，能有限改善成型压力和温度参数，但依然存在一定的压力和温度，会影响成型良率，同时受限于封装材料的硬度问题，并不能满足可穿戴设备对产品柔性化的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可穿戴设备及其包胶封装方法，通过软硬结合的封装方法，在封装时对套接组件进行封口，有效地解决了现有加工方法电子组件无法直接包胶加工以制备可穿戴设备的问题，使得在整个封装的过程中，电子组件完全不受高温高压的影响，不仅能够保留了可穿戴设备的柔性要求而且还能够防止电子组件在加工过程中受到损坏。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种可穿戴设备的包胶封装方法，包括如下步骤：

S1，采用硬质材料和软质材料配合制备具有内腔且一端开口的壳体，所述壳体由所述软质材料制备而成，所述硬质材料位于所述开口处且用于支起所述开口；

S2，从所述开口处向所述内腔中放置电子组件，并将所述电子组件的电极从所述硬质材料处引出至所述壳体外；

S3，对所述开口进行封口处理。

进一步，所述S1步骤中的具体制作过程为：

先采用所述硬质材料制备第一硬质套接件；

再在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备所述壳体，使所述第一硬质套接件置于所述壳体开口处的内腔中。

进一步，所述S1步骤中的具体制作过程为：

在采用所述硬质材料制备第一硬质套接件的同时，在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备壳体，使成型后的第一硬质套接件位于所述壳体开口处的内腔中。

进一步，在所述S1步骤中，制备完具有所述第一硬质套接件的所述壳体后，继续在所述第一硬质套接件上采用硬质材料制备第二硬质套接件，以封堵所述开口，所述第二硬质套接件具有可将所述电子组件的电极引出的电极端子。

进一步，将所述第一硬质套接件和所述壳体结合的制备工艺为一体成型工艺。

进一步，制备所述第一硬质套接件时，将所述硬质材料嵌入到所述软质材料中，使所述第一硬质套接件靠近所述内腔的面与所述壳体的内壁面平齐。

进一步，在所述S2步骤中，采用的电子组件包括电池、PCBA或FPCBA。

进一步，所述电池、所述PCBA或所述FPCBA的电极通过柔性导线与所述电极端子连接。

进一步，在所述电池、所述PCBA或所述FPCBA外套设护套层，以保护所述电池、所述PCBA或所述FPCBA。

本发明实施例提供另一种技术方案：一种可穿戴设备，包括具有内腔的柔性壳体，所述柔性壳体具有开口，于所述壳体的内腔中安置电子组件；所述设备还包括用于封堵所述开口且支起所述壳体的内壁的套接组件，所述套接组件具有用于引出所述电子组件电极的电极端子。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过软硬结合的封装方法，在封装时对套接组件进行封口，有效地解决了现有加工方法电子组件无法直接包胶加工以制备可穿戴设备的问题，使得在整个封装的过程中，电子组件完全不受高温高压的影响，不仅能够保留了可穿戴设备的柔性要求而且还能够防止电子组件在加工过程中受到损坏。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的包胶封装方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例提供的一种可穿戴设备的局部剖视图；

附图标记中：1-壳体；10-内腔；20-电极端子；21-柔性导线；22-电池、PCBA或FPCBA；30-第一硬质套接件；31-第二硬质套接件；310-阻挡面；4-护套层。

具体实施方式

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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种可穿戴设备的包胶封装方法，包括如下步骤：S1，采用硬质材料和软质材料配合制备具有内腔且一端开口的壳体1，所述壳体1由所述软质材料制备而成，所述硬质材料位于所述开口处且用于支起所述开口；S2，从所述开口处向所述内腔中放置电子组件，并将所述电子组件的电极从所述硬质材料处引出至所述壳体外；S3，对所述开口进行封口处理。在本实施例中，采用软质材料制备的壳体1，满足可穿戴设备对于柔性性能的需求，当可以封装时，直接单独对硬质材料处的开口进行封口处理，就不会对内腔10中的电子组件产生影响，使得本可穿戴设备不仅能够保留其对产品的柔性要求而且还能够防止电子组件受到伤害。

以下为具体实施例：

作为本发明实施例的优化方案，所述S1步骤中的具体制作过程为：先采用所述硬质材料制备第一硬质套接件；再在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备所述壳体，使所述第一硬质套接件置于所述壳体开口处的内腔中。在本实施例中，在制备时，可以先制备第一硬质套接件30，然后再在第一硬质套接件上制备壳体1，优选的，将所述第一硬质套接件30和所述壳体1结合的制备工艺为一体成型工艺，具体为包胶工艺，在成型好第一硬质套接件30后，对其进行包胶从而成型壳体，可以保证整体性而密封性，以满足封装的要求。当然除此以外，其他工艺也可以，只需要将二者连接起来，保证其密封性没问题即可。优选的，在制备完第一硬质套接件30后，为了便于S3步骤的封口处理，可继续在所述第一硬质套接件30上采用硬质材料制备第二硬质套接件，以封堵所述开口，所述第二硬质套接件31具有可将所述电子组件的电极引出的电极端子，第一硬质套接件30相当于是基座，它与柔性材料制备的壳体1接触，可以使将安装在其上的第二硬质套接件31更为稳定牢靠，且便于生产加工。由于所述第一硬质套接件30和所述第二硬质套接件31均为硬质材料制备而成，因此在进行封口时更容易，而且也由于它们本身硬质的特性，也可以同时可以将壳体1的开口支起，以便于安装用于与电子组件的电极电连接的所述电极端子20。另一方面，实际上，本包胶封装方法制备的部分仅为可穿戴设备中具有柔性的一部分，例如表带，但由于在表带中还添加了由硬质材料制备的套接组件，比起全部为柔性，该硬质部分可以更容易与可穿戴设备的其他部分配合安装，例如表冠。

作为本发明实施例的另一个优化方案，所述S1步骤中的具体制作过程为：在采用所述硬质材料制备第一硬质套接件的同时，在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备壳体，使成型后的第一硬质套接件位于所述壳体开口处的内腔中。在本实施例中，在制备时，可以同时制备第一硬质套接件和壳体，优选的，将所述第一硬质套接件和所述壳体结合的制备工艺为一体成型工艺，具体为双料注塑工艺。此工艺和上述的先制备第一硬质套接件再制备壳体的工艺均能达到要求。优选的，在制备完第一硬质套接件30后，为了便于S3步骤的封口处理，可继续在所述第一硬质套接件30上采用硬质材料制备第二硬质套接件，以封堵所述开口，所述第二硬质套接件31具有可将所述电子组件的电极引出的电极端子，第一硬质套接件30相当于是基座，它与柔性材料制备的壳体1接触，可以使将安装在其上的第二硬质套接件31更为稳定牢靠，且便于生产加工。由于第一硬质套接件30和所述第二硬质套接件31均为硬质材料制备而成，因此在进行封口时更容易，而且也由于它们本身硬质的特性，也可以同时可以将壳体1的开口支起，以便于安装用于与电子组件的电极电连接的电极端子20。另一方面，实际上，本包胶封装方法制备的部分仅为可穿戴设备中具有柔性的一部分，例如表带，但由于在表带中还添加了由硬质材料制备的套接组件，比起全部为柔性，该硬质部分可以更容易与可穿戴设备的其他部分配合安装，例如表冠。

作为本发明实施例的优化方案，所述电极端子20与所述第二硬质套接件31之间的安装工艺也为一体成型工艺。上述的电极端子20也通过一体成型工艺将其固定在第二硬质套接件31上，该一体成型工艺具体为模内镶件工艺，可以满足封装的要求，当然现有的其他一体成型工艺也可以。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，在所述S30步骤中，制备所述第一硬质套接件30时，将所述硬质材料嵌入到所述软质材料中，使所述第一硬质套接件30靠近所述内腔10的面与所述壳体1的内壁面平齐。在本实施例中，通过该制备工艺，可以使制备完所述第一硬质套接件30后，并不会过多的改变内腔10的开口处的结构，保证了整体与原先一致，仅仅只是将该处的软质材料巧妙地变成了硬质材料，以便于第二硬质套接件31的安装。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S2步骤中，在所述电子组件外套设护套层4，以保护所述电子组件。在本实施例中，为了保护电子组件的安全，可以在其外套设护套层4。所述护套层4可以采用一些例如具有一定柔性弯曲性能的超薄金属网罩，它能够为日常使用增加更加可靠的安全防护。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S1步骤中，采用的软质材料为硅胶、TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)、TPE(热塑性弹性体材料)、橡胶或TPSiV(热塑性硫化硅胶)。在本实施例中，与现有技术中包胶封装所使用的软质材料相同，可节省成本。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S2步骤中，采用的电子组件还包括电池、PCBA或FPCBA22。在本实施例中，它们作为电子部分，被藏在内腔10中。优选的，可以通过柔性导线21来将它们的电极与电极端子20连接起来，一方面可以使电池、PCBA或FPCBA22远离需要封装的部位，另一方面，柔性的导线可以吸收超声波焊接时的能量传递到电子部件部分，避免损坏电子部件，以进一步保护它们不受伤害。当采用电池时，本方法包胶封装出来的部分可以是硅胶电池表带、TPU电池表带、TPE电池表带、橡胶电池表带或TPSiV电池表带，当采用PCBA或FPCBA时，本方法包胶封装出来的部分可以是内嵌电子组件的TPU表带、硅胶表带、TPE表带、橡胶表带或TPSiV表带。它们再配合表冠安装时，硬质属性的套接组件就很容易与表冠进行联接。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S3步骤中，采用的硬质材料为塑料。在本实施例中，采用的硬质材料为塑料，可以节省成本，优选的，该塑料为尼龙。

作为本发明实施例的优化方案，在所述S4步骤中，对所述套接组件进行封口处理的方式为超声焊接。具体的，对第一硬质套接件30和第二硬质套接件31的接触部分进行超声焊接，由于上述的所述壳体1与所述第一硬质套接件30之间为一体成型连接，第二硬质套接件31与电极端子20为一体成型连接，具体的，该一体成型工艺具体为模内镶件工艺，也可以采用其他一体成型工艺，因此只需要第一硬质套接件30与第二硬质套接件31之间密封焊接即可实现整体的无缝隙封装。

实施例二：

本实施例为实施例一制备的设备，因此本实施例可以与实施例一互相补充。请参阅图2，本发明实施例提供一种可穿戴设备，包括具有内腔10的柔性壳体1，所述柔性壳体1具有开口，于所述壳体1的内腔10中安置电子组件；所述设备还包括用于封堵所述开口且支起所述壳体1的内壁的套接组件，所述套接组件具有用于引出所述电子组件电极的电极端子20。在本实施例中，采用软质材料制备的柔性壳体1，满足可穿戴设备对于柔性性能的需求，而且在制备壳体1时，预先在一端留下开口，电子组件即可从该开口放入到内腔10中，制备完套接组件后，当准备妥当，可以封装时，直接对套接组件进行封口处理，就不会对内腔10中的电子组件产生影响，使得本可穿戴设备不仅能够保留产品的柔性要求而且还能够防止电子组件受到损害。

优化上述方案，请参阅图2，所述套接组件包括均位于所述开口处的第一硬质套接件30和第二硬质套接件31，所述第一硬质套接件30插入所述开口中，且安装在所述柔性壳体1的内壁上，所述第一硬质套接件30具有与所述内腔10连通且供所述第二硬质套接件31插入的第一安装口，所述第二硬质套接件31安装在所述第一硬质套接件30上，且封堵所述第一安装口；所述第二硬质套接件31具有与所述内腔10连通且供所述电极端子20插入的第二安装口，所述电极端子20贴合安装在所述第二硬质套接件31上，且封堵所述第二安装口。在本实施例中，套接组件由第一硬质套接件30和第二硬质套接件31组成，其中第一硬质套接件30相当于是基座，它与柔性材料制备的柔性壳体1接触，可以使将安装在其上的第二硬质套接件31更为稳定牢靠，且便于生产加工。第二硬质套接件31所起的作用是封堵上述的开口，且具有与内腔10连通的第二安装口，电极端子20可以安装在该第二安装口中。由于第一硬质套接件30和第二硬质套接件31均为硬质材料制备而成，因此在进行封口时更容易，而且也由于它们本身硬质的特性，可以将开口支起，以便于各部分的安装。另一方面，实际上，本包胶封装方法制备的部分仅为可穿戴设备中具有柔性的一部分，例如表带，但由于在表带中还添加了由硬质材料制备的套接组件，比起全部为柔性，该套接组件可以更容易与可穿戴设备的其他部分配合安装，例如表冠。

进一步优化上述方案，请参阅图2，所述第一硬质套接件30至少部分嵌入至所述柔性壳体1的内壁中。在本实施例中，第一硬质套接件30可以部分嵌入到柔性壳体1的内壁中，也可以完全嵌入到柔性壳体1的内壁中。其目的一方面是为了配合所述第二硬质套接件31堵住所述开口，另一方面，其主要还是为了给所述第二硬质套接件31提供一个稳固的基座，便于第二硬质套接件31的安装。而优选的，所述第一硬质套接件30嵌入至所述柔性壳体1的内壁中，且所述第一硬质套接件30的外表面与所述柔性壳体1的内壁平齐，如此并不会过多的改变内腔10的开口处的结构，保证了整体与原先一致，仅仅只是将该处的软质部分巧妙地变成了硬质部分，以便于第二硬质套接件31的安装。

进一步优化上述方案，所述第一硬质套接件30与所述柔性壳体1之间为一体成型连接结构。所述壳体1与所述第一硬质套接件30之间为一体成型工艺制备而成，具体为包胶工艺连接在一起，可以保证整体性而密封性，以满足封装的要求。当然除此以外，其他工艺也可以，只需要将二者连接起来，保证其密封性没问题即可。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，所述第二硬质套接件31具有用于阻止所述第二硬质套接件31完全插入所述第一安装口的阻挡面310。在本实施例中，第二硬质套接件31实际上可以看做是一个塞子，用塞子塞进第一安装口中，以堵住该第一安装口，而为了防止完全塞进第一安装口中，设此阻挡面310可以防止所述第二硬质套接件31完全落入到第一安装口中。该阻挡面310可以是所述第二硬质套接件31的一部分，也可以是单独的一部分，只要能够起到阻挡和密封的效果即可。

进一步优化上述方案，请参阅图2，所述第一硬质套接件30具有供所述阻挡面310嵌入的端面，嵌入后，所述阻挡面310的外表面与所述端面平齐。在本实施例中，为了保证本部分能够便于与可穿戴设备的其他部分配合安装，将表面做的平齐会更好，平齐的表面还便于焊接。

作为本发明实施例的优化方案，请参阅图2，所述电子组件包括电池、PCBA或FPCBA22，所述电池、所述PCBA或所述FPCBA安置于所述内腔10中。为了保护电子组件的安全，可以在其外套设护套层4。护套层4可以采用一些例如具有一定柔性弯曲性能的超薄金属网罩，它能够为日常使用增加更加可靠的安全防护。

进一步优化上述方案，请参阅图2，所述电子组件还包括柔性导线21，所述电池、所述PCBA或所述FPCBA的电极通过所述柔性导线与所述电极端子连接。本设备还包括用于保护所述电池、所述PCBA或所述FPCBA的护套层4，所述护套层4位于所述内腔10中。在本实施例中，它们作为电子部分，被藏在内腔10中。优选的，可以通过柔性导线21来将它们的电极与电极端子20连接起来，一方面可以使电池、PCBA或FPCBA22远离需要封装的部位，另一方面，柔性的导线可以吸收超声波焊接时的能量传递到电子部件部分，避免损坏电子部件，以进一步保护它们不受伤害。当采用电池时，本方法包胶封装出来的部分可以是硅胶电池表带、TPU电池表带、TPE电池表带、橡胶电池表带或TPSiV电池表带，当采用PCBA或FPCBA时，本方法包胶封装出来的部分可以是内嵌电子组件的TPU表带、硅胶表带、TPE表带、橡胶表带或TPSiV表带。它们再配合表冠安装时，硬质属性的套接组件就容易与表冠进行联接。

作为本发明实施例的优化方案，所述柔性壳体1为硅胶壳体、TPU壳体、TPE壳体、橡胶壳体或TPSiV壳体。在本实施例中，与现有技术中包胶封装所使用的软质材料相同，可节省成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，采用硬质材料和软质材料配合制备具有内腔且一端开口的壳体，所述壳体由所述软质材料制备而成，所述硬质材料位于所述开口处且用于支起所述开口；

S2，从所述开口处向所述内腔中放置电子组件，并将所述电子组件的电极从所述硬质材料处引出至所述壳体外；

S3，对所述开口进行封口处理。

2.如权利要求1所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于，所述S1步骤中的具体制作过程为：

先采用所述硬质材料制备第一硬质套接件；

再在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备所述壳体，使所述第一硬质套接件置于所述壳体开口处的内腔中。

3.如权利要求1所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于，所述S1步骤中的具体制作过程为：

在采用所述硬质材料制备第一硬质套接件的同时，在所述第一硬质套接件上采用所述软质材料制备壳体，使成型后的第一硬质套接件位于所述壳体开口处的内腔中。

4.如权利要求2或3所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于，在所述S1步骤中，制备完具有所述第一硬质套接件的所述壳体后，继续在所述第一硬质套接件上采用硬质材料制备第二硬质套接件，以封堵所述开口，所述第二硬质套接件具有可将所述电子组件的电极引出的电极端子。

5.如权利要求2或3所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于：将所述第一硬质套接件和所述壳体结合的制备工艺为一体成型工艺。

6.如权利要求2或3所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于：制备所述第一硬质套接件时，将所述硬质材料嵌入到所述软质材料中，使所述第一硬质套接件靠近所述内腔的面与所述壳体的内壁面平齐。

7.如权利要求1所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于：在所述S2步骤中，采用的电子组件包括电池、PCBA或FPCBA。

8.如权利要求7所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于：所述电池、所述PCBA或所述FPCBA的电极通过柔性导线与所述电极端子连接。

9.如权利要求7所述的可穿戴设备的包胶封装方法，其特征在于：在所述电池、所述PCBA或所述FPCBA外套设护套层，以保护所述电池、所述PCBA或所述FPCBA。

10.一种可穿戴设备，其特征在于：包括具有内腔的柔性壳体，所述柔性壳体具有开口，于所述壳体的内腔中安置电子组件；所述设备还包括用于封堵所述开口且支起所述壳体的内壁的套接组件，所述套接组件具有用于引出所述电子组件电极的电极端子。