CN114746239A - 用于制造电子设备壳体的系统和方法 - Google Patents

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H·李
S·D·鲍尔斯
M·尼卡
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Abstract

一种制造电子设备壳体的方法，包括：获得RF透明材料的单片体；以及用纳米晶粒涂层镀覆该单片体的表面以增加该单片体的结构刚性。此后，纳米晶粒涂层的一部分被去除以创建RF窗口。

Description

用于制造电子设备壳体的系统和方法
背景技术
高刚度材料(诸如用高玻璃纤维和/或碳纤维负载增强的金属和塑料)被用于制造消费电子产品的常规壳体。然而，这些材料是导电的，或者具有不期望的介电特性和/或较差的射频(RF)透明度。为了达到期望的RF性能，具有低介电常数和低耗散因子的塑料被用于模制天线窗口。这些塑料常规是纯树脂或具有低纤维含量，这导致这些组件的低刚度。这些塑料不具有要用于模制消费电子产品的主外壳的足够的强度、模量和其他机械特性。高刚度金属或塑料主外壳和低刚度但RF透明天线窗口通过纳米模塑、嵌件模塑或胶合连接，这些连接工艺复杂且昂贵，并且产生较低的机械和外观质量。
发明内容
在一些实施例中，电子设备包含射频(RF)无线通信设备。RF通信设备通过电子设备壳体的一部分来传送和接收RF信号。RF透明材料缺乏结构刚性来支撑和保护电子设备的电子元件。在壳体中切割或模制孔以允许RF信号进出壳体在结构上和美学上是不期望的。
在一些实施例中，一种制造电子设备壳体的方法，包括：获得RF透明材料的单片体；以及用纳米晶粒涂层镀覆该单片体的表面以增加该单片体的结构刚性。此后，纳米晶粒涂层的一部分被去除以创建RF窗口。
在一些实施例中，一种电子设备，包括：RF透明材料的单片体和定位在该单片体的外表面上的纳米晶粒涂层。单片体至少部分地限定电子设备的内部容积，并且RF无线通信设备定位在该内部容积中。单片体的RF窗口定位在通信设备附近。RF窗口是单片体的其中纳米晶粒涂层不存在于RF透明材料的外表面上的一部分。
提供本公开内容以便以简化的形式介绍以下在具体实施方式中还描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附加特征和优点将在以下描述中阐述，且部分会从描述中显而易见，或者可以通过实践本文中的示教来习得。本公开的特征和优点可借助于在所附权利要求书中特别指出的仪器和组合来实现和获得。本公开的特征将从以下描述和所附权利要求书中变得更完全的显见，或者可以通过如下文所阐述的本公开的实践来习得。
附图简述
为了描述可以获得本公开的上文所列举的及其他特征的方式，将通过参考附图中所例示的其特定实施例来呈现更具体的描述。为了更好地理解，贯穿各个附图，相同的元素已由相同的附图标记来指定。尽管一些附图可以是概念的示意性或夸大的表示，但至少一些附图可按比例绘制。可以理解附图描绘了一些示例实施例，将通过使用附图以附加特征和细节来描述和解释这些实施例，在附图中：
图1是根据本公开的至少一个实施例的电子设备的透视图；
图2是根据本公开的至少一个实施例的一种制造电子设备壳体的方法的流程图；
图3是根据本公开的至少一个实施例的镀覆工艺的示意解说；
图4是解说根据本公开的至少一个实施例的经涂覆和未经涂覆面板的刚性比较的图表；
图5是根据本公开的至少一个实施例的制造电子设备壳体的另一方法的流程图；
图6-1是根据本公开的至少一个实施例的在电子设备壳体上激光蚀刻纳米晶粒涂层的俯视图；
图6-2是根据本公开的至少一个实施例的图6-1的电子设备壳体的未经涂覆连接点的仰视图；
图6-3是根据本公开的至少一个实施例的其上具有导电涂层材料的多个单片体的透视图；
图7是解说根据本公开的至少一个实施例的制造电子设备壳体的又一方法的流程图；以及
图8是根据本公开的至少一个实施例的从电子设备壳体上的纳米晶粒涂层掩蔽RF窗口的俯视图。
具体实施方式
本公开一般涉及用于制造电子设备的设备、系统和方法，其中在该电子设备的壳体中具有射频(RF)透明窗口。更具体地，本公开涉及在不进行切割、烧蚀或以其他方式穿透壳体的结构体面板的情况下制造具有RF窗口的电子设备壳体的系统和方法。
在一些实施例中，电子设备具有包括一个或多个主体面板的壳体。每个主体面板部分地限定电子设备的内部容积，并且当主体面板被组装时，该内部容积可包含电子设备的各电子组件。在一些实施例中，电子组件能够因暴露于电磁(EM)场而损坏和/或电子组件的操作受到暴露于EM场的不利影响。在一些实施例中，主体面板向电子组件提供EM屏蔽。在其他实施例中，主体面板包括RF透明材料，并且涂层被施加到RF透明材料的表面以向电子组件提供EM屏蔽。
在一些实施例中，电子设备的通信设备被配置成经由该通信设备通过电子设备壳体的一部分所广播和接收的RF信号与其他通信设备无线地通信。通信设备定位在内部容积内，并且由通信设备广播和接收的RF信号穿过壳体中的RF窗口。在一些实施例中，壳体中的RF窗口是主体面板的一部分，在该部分中RF透明材料是连续的以向电子设备提供结构支撑和强度，而毗邻于通信设备的RF窗口不存在涂层以允许RF信号穿过主体面板。
图1是根据本公开的计算设备的实施例的透视图。在一些实施例中，计算设备100具有热模块与其通信的多个硬件组件。在一些实施例中，计算设备100是如图1所解说的膝上型设备。在一些实施例中，计算设备是平板计算设备、混合计算设备、台式计算设备、服务器计算设备、可穿戴计算设备(例如，智能手表、头戴式设备或其他可穿戴设备)、智能装备(例如，智能电视、数字个人助理或集线器、音频系统、家庭娱乐系统、家庭自动化系统、车载信息娱乐系统)或其他计算机设备。
在一些实施例中，计算设备100具有可移动地连接到彼此的第一部分102和第二部分104。计算设备100包括通过一个或多个总线和接口处于数据通信的位于计算设备100的一个或多个部分中的各种组件。在一些实施例中，热模块与一个或多个组件建立并使用双向通信。组件的示例包括(诸)处理器106、(诸)输入设备108、(诸)显示器110、(诸)硬件存储设备112、(诸)通信设备114和其他组件。
在一些实施例中，(诸)处理器106是执行针对计算设备100的一般计算任务的中央处理单元(CPU)。在一些实施例中，(诸)处理器106是专用于控制计算设备100的一个或多个子系统或与计算设备100的一个或多个子系统通信的片上系统(SoC)或片上系统(SoC)的一部分。
在一些实施例中，(诸)显示器108是液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、薄膜晶体管(TFT)显示器、阴极射线管(CRT)显示器或其他显示器。在一些实施例中，显示器108被集成到计算设备100中，诸如图1的实施例中所解说的。在一些实施例中，显示器108是与计算设备100处于有线或无线数据通信的分立监视器或其他显示器。
在一些实施例中，(诸)输入设备110是鼠标、触控笔、触控板、触敏设备、触敏显示器、键盘或其他输入人机接口设备。在一些实施例中，(诸)输入设备108是计算设备100的一部分，诸如触控板或键盘。在一些实施例中，(诸)输入设备110是与计算设备100处于数据通信的分立设备，诸如与计算设备100处于无线数据通信的触控笔。
在一些实施例中，(诸)硬件存储设备112是非瞬态存储设备，包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储器(诸如CD、DVD等)、磁盘存储器或其他磁性存储设备、或者可用于存储计算机执行指令或数据结构形式的期望程序代码装置并且可被通用或专用计算机访问的任何其他介质。
处理器106、硬件存储设备112、用于输入设备108和/或显示器110的控制硬件、以及电子设备100的其他电子组件可能受到暴露于EM场的不利影响。在一些实施例中，第一部分102和/或第二部分104的结构面板具有定位于其上的EM屏蔽涂层，该EM屏蔽涂层向定位于第一部分102和/或第二部分104的内部容积内的各组件提供EM屏蔽。
在一些实施例中，(诸)通信设备114与(诸)处理器106处于数据通信以允许与一个或多个外部计算设备、网络或组件通信。在一些实施例中，通信设备是网络通信设备，诸如无线(例如，WiFi)天线。在一些实施例中，通信设备是允许在计算设备100与计算设备100附近的电子设备之间的数据通信的短程无线通信，诸如蓝牙连接或WiFi直接连接。在一些实施例中，通信设备是用于数据通信、其他组件和/或附件设备的无线充电或这两者的近场通信(NFC)设备。在一些实施例中，第一部分102和/或第二部分104中的RF窗口116允许通信设备114通过电子设备100的壳体广播和接收RF信号。
现在参考图2，在一些实施例中，制造电子设备的方法218包括获得(220)单片体。在一些实施例中，单片体是电子设备壳体的主体面板。在一些实施例中，单片体是整个电子设备壳体。在一些实施例中，单片体是RF透明材料的连续片。RF透明材料在整个单片体中是连续的。在一些实施例中，单片体具有从第一表面穿过该单片体到相对的第二表面的至少一个孔。在一些实施例中，单片体是电子设备壳体的第一主体面板，并且在其上具有至少一个结构柱以允许连接到电子设备壳体的第二主体面板。
在一些实施例中，获得单片体包括注模单片体。RF透明材料可以是在升高的温度下为塑料并且有助于注模的聚合物。在一些实施例中，获得单片体包括从RF透明材料的坯料或其他前体来机械加工单片体。在一些实施例中，获得单片体包括从RF透明材料的片材或面板形成、冲压或锻造单片体。在至少一些实施例中，获得单片体包括将RF透明材料注模到接近完成的状态并且随后从接近完成的状态机械加工RF透明材料的一部分以产生单片体。
在一些实施例中，RF透明材料是热塑性聚合物。在一些实施例中，RF透明材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。在一些实施例中，ABS是负载纤维的ABS。在一些实施例中，RF透明材料不是直接可电镀的，而是可以通过无电镀覆或其他化学引晶方法被金属化，以使得基板变得可电镀。
该方法进一步包括用导电涂层镀覆(222)单片体的表面。在一些实施例中，导电涂层是纳米晶粒涂层，其中涂层材料的平均晶粒大小小于1微米、小于100纳米(nm)或小于10nm。在一些实施例中，导电涂层是包括金属或金属合金的晶粒的金属涂层。在一些实施例中，导电涂层包括钴、镍或其组合。
在一些实施例中，与具有较大晶粒大小和等同厚度的涂层相比，纳米晶粒涂层提供具有更少表面起伏和/或纹理的更光滑的外表面。在一些实施例中，纳米晶粒涂层提供具有与具有较大晶粒大小和较小涂层厚度的涂层等同的表面起伏和/或纹理的外表面。在一些实施例中，与具有较大晶粒大小的涂层相比，纳米晶粒涂层在薄涂层中展现出更随机的晶粒取向。更随机的晶粒取向允许对于涂层的更各向同性的材料特性，并且纳米晶粒涂层与具有较大晶粒大小的涂层相比可以展现出更少的翘曲。
在一些实施例中，相对于类似或相同材料的传统镀覆，纳米晶粒涂层展现出改进的耐久性和稳定性。在一些实施例中，相对于具有较大晶粒大小的涂层，纳米晶粒涂层展现出改进的热稳定性、改进的太阳辐射稳定性、更低的孔隙率、改进的拉伸强度、更低的热膨胀和其他改进的块状材料特性。
镍涂层可引发某些人的过敏反应。在一些实施例中，根据本公开的纳米晶粒涂层包括钴。钴纳米晶粒涂层保持了本文所公开的机械性能，同时避免了使用者对镍的过敏反应。
在一些实施例中，在美学和/或功能上期望使单片体通过RF窗口是连续的。例如，单片体中毗邻于通信设备的区域对于电子设备壳体的刚性在结构上可以是重要的。在其他示例中，单片体中毗邻于通信设备的区域可以是电子设备的视觉上普遍存在的部分，诸如显示器盖的边框、输入设备附近的表面、或在使用该设备时显眼的且将使用户分心以在电子设备壳体中具有明显的间隙、接缝或其他不连续性的其他区域。
为了允许通信设备通过RF窗口传送和接收RF信号，涂层从RF窗口被去除(224)，同时保持单片体和该单片体在涂层下方的RF透明材料的完整性。在一些实施例中，涂层通过从单片体烧蚀或机械去除涂层来去除。例如，涂层可以被激光、离子束或其他能量粒子流烧蚀。在至少一个示例中，涂层通过从单片体激光蚀刻涂层来去除。在一些示例中，涂层通过涂层的摩擦或侵蚀被机械地去除。例如，涂层可以由砂轮或砂带(诸如砂纸)来去除，或者涂层可以由研磨材料流(诸如喷砂)来去除。
在一些实施例中，掩蔽材料在施加涂层之前被施加到单片体的RF窗口区域。在涂层被施加到单片体的表面和掩蔽材料之后，掩蔽材料从单片体的表面被去除。因此，去除掩蔽材料去除了涂层中施加到掩蔽材料的覆盖部分。在一些实施例中，去除方法的组合被使用。在至少一个实施例中，在掩蔽材料的周界边缘处的涂层被蚀刻或烧蚀以在掩蔽材料周围产生精确的不连续性(例如，边界)，并且掩蔽材料随后从单片体的表面揭起。涂层的初始蚀刻或烧蚀允许去除掩蔽材料和掩蔽材料上的涂层，而不会无意地去除RF窗口区域之外的毗邻涂层。在一些情形中，掩蔽可以利用金属固定装置来完成。该固定装置可以被镀覆以用于导电目的。在一些实施例中，一个或多个金属掩模用作辅助电极或电屏蔽，这减少或屏蔽了电场并防止金属离子沉积或镀覆在RF窗口区域上。在镀覆之后，该固定装置可以被去除以使RF窗口区域未被镀覆。
在一些实施例中，涂层的施加包括将RF透明材料成形为单片体的接近完成的形状。例如，图3解说了RF透明材料326的镀覆方法的实施例。单片体的表面随后被化学地蚀刻以提供第一材料330可被施加到的表面纹理和/或位置328。在一些实施例中，第一材料330是金属。在至少一个示例中，第一金属330是钴或钴合金。第一材料330被施加在允许第一材料330结合到RF透明材料326的无电应用中。在一些实施例中，RF透明材料326是不导电且与电沉积不相容的聚合物。在一些实施例中，RF透明材料326是不导电的聚合物，但该聚合物可镀覆。例如，ABS具有允许电镀的聚丁二烯双键。
在一些实施例中，镀覆的方法进一步包括使用电沉积来在第一材料330上沉积第二材料332。例如，第二材料332可以是电沉积在第一金属上的第二金属。在一些实施例中，第二材料332具有大约5-10微米(μm)的厚度。在一些实施例中，第二材料332具有大于10μm或小于5μm的厚度。第二材料332提供基本平坦且连续的表面，随后在其上施加纳米晶粒涂层材料334。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层334具有一厚度，该厚度在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm中任一者或其间的任何值。在一些示例中，纳米晶粒涂层334具有大于2μm的厚度。在一些示例中，纳米晶粒涂层334具有小于100μm的厚度。在一些示例中，纳米晶粒涂层334具有2μm与100μm之间的厚度。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料334具有小于50纳米(nm)的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料334具有小于25nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料334具有小于15nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料334具有小于10nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料334具有小于5nm的平均晶粒大小。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过物理气相沉积(PVD)来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过化学气相沉积(CVD)来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过等离子体增强型沉积来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过在流体中电镀来施加。
纳米晶粒涂层通过支撑结构和减少主体面板在力作用下的变形来增加单片体的强度。在一些实施例中，当涂覆有30μm与50μm之间的纳米晶粒涂层时，RF透明材料的面板强出5-10倍(例如，在力作用下抗变形)。因此，单片体面板可以从RF透明材料模制或成型为接近完成的状态，并且随后通过施加纳米晶粒涂层来进行加固。如图4的图表中所解说的，在至少一个测试示例中，具有纳米晶粒涂层的ABS单片体在4.9牛顿力下展现出的变形是没有涂层的ABS单片体在小于1.0牛顿力下展现出的变形的一半。
在一些实施例中，制造电子设备壳体的方法418包括注模(436)包括RF透明材料的单片体。经注模单片体的表面随后用纳米晶粒金属涂层来镀覆(438)。在一些实施例中，该方法进一步包括用激光或其他激发波束蚀刻(440)纳米晶粒涂层在RF窗口处的一部分。
现在参考图6-1，在一些实施例中，涂层材料534使用激光542来蚀刻以从RF透明材料526去除RF窗口区域544中的纳米晶粒涂层材料534而不穿透RF透明材料526。以此方式，单片体546在整个RF窗口516中保持结构上连续，从而提供对穿过RF透明材料526的常规孔的强度和美学改进。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料534是导电的。导电性可以为单片体546的内部容积中的电子组件提供接地路径。在一些示例中，电子设备壳体的不同面板可以彼此电绝缘。如图6-2中所解说的，在此类实施例中，单片体546的一个或多个连接点548(例如，单片体546连接到其他主体面板和/或电子组件(诸如母板或电源)的点)已去除纳米晶粒涂层材料534。在一些实施例中，施加到单片体546的内表面上的柱的涂层材料534被蚀刻或掩蔽以从柱去除纳米晶粒涂层，从而使经涂覆的单片体546通过柱电绝缘。在其他实施例中，单片体546的其他连接点548被蚀刻或掩蔽以去除纳米晶粒涂层材料534并且将附连到其上的电子组件与经涂覆的单片体546电绝缘。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料534可以在电子设备壳体的各面板之间提供导电性。图6-3是电子设备500的基座的透视图。在一些实施例中，电子设备500至少包括第一单片体546-1(例如，关于图6-1和6-2所描述的单片体546)和第二单片体546-2。涂层材料534定位于第一单片体546-1的表面和第二单片体546-2的表面上。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料534在第一单片体546-1与第二单片体546-2之间提供导电性(例如，用于RF屏蔽和/或电接地)。
在一些实施例中，第一单片体546-1和第二单片体546-2被分开地镀覆，并且纳米晶粒涂层材料534的后续接触允许其间的导电性。在一些实施例中，在纳米晶粒涂层材料534被镀覆在第一单片体546-1和第二单片体546-2的表面上以创建纳米晶粒涂层材料534的连续表面之前，第一单片体546-1和第二单片体546-2定位成彼此毗邻并且彼此接触，该连续表面整体上是导电的。
现在参考图7，在一些实施例中，制造电子设备壳体的方法618包括：注模(636)RF透明材料的单片体；以及用掩蔽材料来掩蔽(648)该单片体的RF窗口。在一些实施例中，掩蔽材料是掩蔽胶带或其他固体材料。在一些实施例中，掩蔽材料是掩蔽油或其他流体。
该方法进一步包括用纳米晶粒金属涂层和掩蔽材料的至少一部分来镀覆(638)该单片体。该方法随后包括从RF窗口区域去除(650)掩蔽材料，以便在不穿透RF透明材料的情况下创建穿过纳米晶粒金属涂层的RF窗口。
图8是具有经掩蔽的RF窗口区域744的单片体746的实施例的俯视图。纳米晶粒涂层材料734被施加到RF透明材料726和掩蔽材料752的至少一部分。掩蔽材料752从RF透明材料726揭起以创建RF窗口716。在一些实施例中，单片体746具有单个RF窗口716。在其他实施例中，单片体746具有多个RF窗口716。在一些实施例中，RF窗口716的周界754被蚀刻以促成掩蔽材料752的去除。通过围绕掩蔽材料752的周界754蚀刻或烧蚀穿过涂层材料734或穿过涂层材料734的厚度的一部分，掩蔽材料752的去除可具有损坏毗邻于掩蔽材料752且在RF窗口716之外的涂层材料734的较小机会。
工业实用性
本公开一般涉及用于制造电子设备壳体的系统和方法，该电子设备壳体比常规壳体更坚固且对用户而言更美观。根据本公开的壳体的主体面板包括具有RF窗口的单片体，这些RF窗口不具有穿过该单片体的RF透明材料的孔。通过提供穿过涂层材料的RF窗口，RF信号可以穿过RF透明材料，而主体面板为了强度和外观而贯穿整个RF窗口和毗邻区域保持连续。
在一些实施例中，制造电子设备的方法包括获得单片体。在一些实施例中，单片体是电子设备壳体的主体面板。在一些实施例中，单片体是整个电子设备壳体。在一些实施例中，单片体是RF透明材料的连续片。RF透明材料贯穿整个单片体是连续的。在一些实施例中，单片体具有从第一表面穿过该单片体到相对的第二表面的至少一个孔。在一些实施例中，单片体是电子设备壳体的第一主体面板，并且在其上具有至少一个结构柱以允许连接到电子设备壳体的第二主体面板。
在一些实施例中，获得单片体包括注模单片体。RF透明材料可以是在升高的温度下为塑料并且有助于注模的聚合物。在一些实施例中，获得单片体包括从RF透明材料的坯料或其他前体机械加工单片体。在至少一些实施例中，获得单片体包括将RF透明材料注模到接近完成的状态并且随后从接近完成的状态机械加工RF透明材料的一部分以产生单片体。
在一些实施例中，RF透明材料是热塑性聚合物。在一些实施例中，RF透明材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。在一些实施例中，ABS是负载纤维的ABS。
该方法进一步包括用导电涂层镀覆单片体的表面。在一些实施例中，导电涂层是纳米晶粒涂层，其中涂层材料的平均晶粒大小小于1微米。在一些实施例中，导电涂层是包括金属或金属合金晶粒的金属涂层。在一些实施例中，导电涂层包括钴、镍或其组合。
在一些实施例中，与具有较大晶粒大小和等同厚度的涂层相比，纳米晶粒涂层提供具有更少表面起伏和/或纹理的更光滑的外表面。在一些实施例中，纳米晶粒涂层提供具有与具有较大晶粒大小和较小涂层厚度的涂层等同的表面起伏和/或纹理的外表面。在一些实施例中，与具有较大晶粒大小的涂层相比，纳米晶粒涂层在薄涂层中展现出更随机的晶粒取向。更随机的晶粒取向允许对于涂层的更各向同性的材料特性，并且纳米晶粒涂层与具有较大晶粒大小的涂层相比可以展现出更少的翘曲。
在一些实施例中，相对于类似或相同材料的传统镀覆，纳米晶粒涂层展现出改进的耐久性和稳定性。在一些实施例中，相对于具有较大晶粒大小的涂层，纳米晶粒涂层展现出改进的热稳定性、改进的太阳辐射稳定性、更低的孔隙率、改进的拉伸强度、更低的热膨胀和其他改进的块状材料特性。
镍涂层可引发某些人的过敏反应。在一些实施例中，根据本公开的纳米晶粒涂层包括钴。钴纳米晶粒涂层保持了本文所公开的机械性能，同时避免了使用者对镍的过敏反应。
在一些实施例中，在美学和/或功能上期望使单片体通过RF窗口是连续的。例如，单片体的毗邻于通信设备的区域对于电子设备壳体的刚性在结构上可以是重要的。在其他示例中，单片体中毗邻于通信设备的区域可以是电子设备的视觉上普遍存在的部分，诸如显示器盖的边框、输入设备附近的表面、或在使用该设备时显眼的且将使用户分心以在电子设备壳体中具有明显的间隙、接缝或其他不连续性的其他区域。
为了允许通信设备通过RF窗口传送和接收RF信号，涂层从RF窗口被去除，同时保持单片体和该单片体在涂层下方的RF透明材料的完整性。在一些实施例中，涂层通过从单片体烧蚀或机械去除涂层来去除。例如，涂层可以被激光、离子束或其他能量粒子流烧蚀。在至少一个示例中，涂层通过从单片体激光蚀刻涂层来去除。在一些示例中，涂层通过涂层的摩擦或侵蚀被机械地去除。例如，涂层可以由砂轮或砂带(诸如砂纸)来去除，或者涂层可以由研磨材料流(诸如喷砂)来去除。
在一些实施例中，掩蔽材料在施加涂层之前被施加到单片体的RF窗口区域。在涂层被施加到单片体的表面和掩蔽材料之后，掩蔽材料从单片体的表面被去除。因此，掩蔽材料的去除去除了涂层中施加到掩蔽材料的覆盖部分。在一些实施例中，去除方法的组合被使用。在至少一个实施例中，在掩蔽材料的周界边缘处的涂层被蚀刻或烧蚀以在掩蔽材料周围产生精确的不连续性(例如，边界)，并且掩蔽材料随后从单片体的表面揭起。涂层的初始蚀刻或烧蚀允许去除掩蔽材料和掩蔽材料上的涂层，而不会无意地去除RF区域之外的毗邻涂层。在一些情形中，掩蔽可以利用金属固定装置来完成。该固定装置可以被镀覆以用于导电目的。在一些实施例中，一个或多个金属掩模用作辅助电极或电屏蔽，这减少或屏蔽了电场并防止金属离子沉积或镀覆在RF窗口区域上。在镀覆之后，该固定装置可以被去除以保留RF窗口区域未被镀覆。
在一些实施例中，涂层的施加包括将RF透明材料成形为单片体的接近完成的形状。单片体的表面随后被化学地蚀刻以提供第一材料可被施加到的表面纹理和/或位置。在一些实施例中，第一材料是金属。在至少一个示例中，第一金属是钴或钴合金。第一材料被施加在允许第一材料结合到RF透明材料的无电应用中。在一些实施例中，RF透明材料是一种不导电且与电沉积不相容的聚合物。在一些实施例中，RF透明材料326是一种不导电的聚合物，但该聚合物可镀覆。例如，ABS具有允许电镀的聚丁二烯双键。
在一些实施例中，镀覆的方法进一步包括使用电沉积来在第一材料上沉积第二材料。例如，第二材料可以是电沉积在第一金属上的第二金属。在一些实施例中，第二材料具有大约5-10微米(μm)的厚度。在一些实施例中，第二材料具有大于10μm或小于5μm的厚度。第二材料提供基本平坦且连续的表面，随后在其上施加纳米晶粒涂层。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有一厚度，该厚度在具有上限值、下限值或上限值和下限值的范围内，该上限值或下限值包括2μm、5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm中任一者或其间的任何值。在一些示例中，纳米晶粒涂层具有大于2μm的厚度。在一些示例中，纳米晶粒涂层具有小于100μm的厚度。在一些示例中，纳米晶粒涂层具有2μm与100μm之间的厚度。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有小于50纳米(nm)的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有小于25nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有小于15nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有小于10nm的平均晶粒大小。在一些实施例中，纳米晶粒涂层具有小于5nm的平均晶粒大小。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过物理气相沉积(PVD)来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过化学气相沉积(CVD)来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过等离子体增强型沉积来施加。在一些实施例中，纳米晶粒涂层通过在流体中电镀来施加。
纳米晶粒涂层通过支撑所述结构和减少主体面板在力作用下的变形来增加单片体的强度。在一些实施例中，当涂覆有30μm与50μm之间的纳米晶粒涂层时，RF透明材料的面板强出5-10倍(例如，在力作用下抗变形)。因此，单片体面板可以从RF透明材料模制或成型为接近完成的状态，并且随后通过施加纳米晶粒涂层来进行加固。在至少一个示例中，具有纳米晶粒涂层的ABS单片体在4.9牛顿力下展现出的变形是没有涂层的ABS单片体在小于1.0牛顿力时展现出的变形的一半。
在一些实施例中，制造电子设备壳体的方法包括注模包括RF透明材料的单片体。经注模单片体的表面随后用纳米晶粒金属涂层来镀覆。在一些实施例中，该方法进一步包括用激光或其他激发波束蚀刻纳米晶粒涂层在RF窗口处的一部分。
在一些实施例中，涂层使用激光来蚀刻以从RF透明材料去除RF窗口中的纳米晶粒涂层而不穿透RF透明材料。以此方式，单片体贯穿整个RF窗口保持结构上连续，从而提供对穿过RF透明材料的常规孔的强度和美学改进。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层是导电的。导电性可以为单片体的内部容积中的电子组件提供接地路径。在一些示例中，电子设备壳体的不同面板可以彼此电绝缘。在此类实施例中，单片体的一个或多个连接点(例如，单片体连接到其他主体面板和/或电子组件(诸如母板或电源)的点)已去除纳米晶粒涂层。在一些实施例中，施加到单片体的内表面上的柱的涂层被蚀刻或掩蔽以从柱去除纳米晶粒涂层，从而使经涂覆的单片体通过柱电绝缘。在其他实施例中，单片体的其他连接点被蚀刻或掩蔽以去除纳米晶粒涂层并且将附连到其上的电子组件与经涂覆的单片体电绝缘。
在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料可以在电子设备壳体的各面板之间提供导电性。在一些实施例中，电子设备至少包括第一单片体和第二单片体。涂层材料定位于第一单片体的表面和第二单片体的表面上。在一些实施例中，纳米晶粒涂层材料在第一单片体与第二单片体之间提供导电性(例如，用于RF屏蔽和/或电接地)。
在一些实施例中，第一单片体和第二单片体被分开地镀覆，并且纳米晶粒涂层材料的后续接触允许其间的导电性。在一些实施例中，在纳米晶粒涂层材料被镀覆在第一单片体和第二单片体的表面上以创建纳米晶粒涂层材料的连续表面之前，第一单片体和第二单片体定位成彼此毗邻并且彼此接触，该连续表面整体上是导电的。
在一些实施例中，制造电子设备壳体的方法包括：注模RF透明材料的单片体；以及用掩蔽材料来掩蔽该单片体的RF窗口区域。在一些实施例中，掩蔽材料是掩蔽胶带或其他固体材料。在一些实施例中，掩蔽材料是掩蔽油或其他流体。
该方法进一步包括用纳米晶粒金属涂层和掩蔽材料的至少一部分来镀覆该单片体。该方法随后包括从RF窗口区域去除掩蔽材料，以便在不穿透RF透明材料的情况下创建穿过纳米晶粒金属涂层的RF窗口。
在一些实施例中，单片体具有单个RF窗口。在其他实施例中，单片体具有多个RF窗口。在一些实施例中，RF窗口的周界被蚀刻以促成掩蔽材料的去除。通过围绕掩蔽材料的周界蚀刻或烧蚀穿过涂层或穿过涂层的厚度的一部分，掩蔽材料的去除可具有损坏毗邻于掩蔽材料且在RF窗口之外的涂层的较小机会。
根据本公开的系统和方法允许制造比没有涂层的聚合物壳体更坚固的电子设备壳体，同时还提供用于电子组件的EM屏蔽和用于通信设备的天线的RF窗口。单片体比具有切口RF窗口的主体面板更坚固，并且与具有穿过主体面板的孔相比对于用户而言更美观。
本公开涉及根据至少以下各节中提供的示例用于制造电子设备壳体的系统和方法：
1.一种制造电子设备壳体的方法，所述方法包括：
获得射频(RF)透明材料(例如，图3中的326)的单片体；
用纳米晶粒涂层(例如，图3中的334)镀覆该单片体的表面以增加该单片体的结构完整性；以及
去除该纳米晶粒涂层在RF窗口(例如，图6-1中的516)处的一部分。
2.如节1的方法，其中获得单片体包括注模单片体。
3.如节1或2的方法，其中该RF透明材料是热塑性聚合物。
4.如节1或2的方法，其中该RF透明材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。
5.如节4的方法，其中该ABS是负载纤维的。
6.如节1-5中任一者的方法，其中镀覆该表面包括在施加涂层材料之前蚀刻该RF透明材料。
7.如节1-6中任一者的方法，其中该纳米晶粒涂层包括金属。
8.如节1-7中任一者的方法，其中该纳米晶粒涂层是钴或包括钴。
9.如节1-8中任一者的方法，其中去除该纳米晶粒涂层的部分包括激光蚀刻该纳米晶粒涂层。
10.如节1-9中任一者的方法，其中去除该纳米晶粒涂层的部分包括从该单片体的表面去除掩蔽材料。
11.如节10的方法，其中镀覆该单片体的表面包括用该纳米晶粒涂层来镀覆该掩蔽材料。
12.如节1-11中任一者的方法，其中去除该纳米晶粒涂层的部分包括不去除或穿透该RF透明材料。
13.一种电子设备，包括：
包括至少部分地限定该设备的内部容积的RF透明材料的单片体(例如，图6-1中的546)；
定位在该单片体的外表面上的纳米晶粒涂层(例如，图6-1中的534)；
定位在该内部容积中的通信设备(例如，图1中的114)，该通信设备被配置成经由RF信号无线地通信；以及
该单片体中毗邻于该通信设备定位的RF窗口(例如，图6-1中的516)，其中该RF窗口是该单片体的其中该纳米晶粒涂层不存在于该RF透明材料的外表面上的一部分。
14.如节13的电子设备，其中该RF透明材料是聚合物。
15.如节13或14的电子设备，其中该RF透明材料至少1毫米厚。
16.如节13-15中任一者的电子设备，其中该纳米晶粒涂层是金属涂层。
17.如节13-16中任一者的电子设备，其中该单片体是第一单片体，并且该纳米晶粒涂层向第二单片体提供导电性。
18.如节13-17中任一者的电子设备，其中该单片体和该纳米晶粒涂层的结构刚性是单独的单片体的结构刚性的至少两倍。
19.一种制造电子设备壳体的方法，该方法包括：
注模(例如，636，图7)包括射频(RF)透明材料的单片体；
用掩蔽材料掩蔽(例如，648，图7)该单片体的RF窗口区域；
用纳米晶粒金属涂层镀覆(例如，638，图7)该单片体和该掩蔽材料的表面；以及
从该射频窗口区域去除(例如，650，图7)该掩蔽材料，以便创建穿过该纳米晶粒金属涂层的RF窗口。
20.如节19的方法，进一步包括：
用柱掩蔽材料掩蔽该单片体的至少一个结构柱；
用该纳米晶粒金属涂层镀覆该结构柱和该柱掩蔽材料的表面；以及
从该结构柱去除该柱掩蔽材料，以便创建该结构柱的非导电部分。
冠词“一”、“一个”和“该”旨在表示在前面的描述中存在各元素中的一个或多个。术语“包括”、“包含”以及“具有”旨在是包含性的，并表示除所列出的元素以外可以有附加的元素。附加地，将理解，对本公开的“一个实施例”或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除也纳入所述特征的附加实施例的存在。例如，关于本文的实施例描述的任何元件可与本文描述的任何其他实施例的任何元件相组合。本文中所阐述的数字、百分比、比率或其他值旨在包括该值，以及还有“约”或“近似”所阐述的值的其他值，如由本公开的实施例所涵盖的将由本领域普通技术人员所领会的那样。因此，所阐述的值应当被足够宽泛地解释以涵盖至少足够接近用来执行所需功能或实现所需结果的所阐述的值的值。所阐述的值至少包括将在合适的加工或生产过程中预期到的变化，并且可包括在所阐述的值的5％内、1％内、0.1％内或0.01％内的值。
鉴于本公开，本领域普通技术人员将认识到，等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可对本文公开的各实施例进行各种改变、替换和变更。包括功能“装置加功能”款项的等效构造旨在覆盖本文描述为执行所述功能的结构，包括以相同方式操作的结构等同物以及提供相同功能的等效结构两者。申请人的明确意图是，除非在“用于……的装置”一词与相关联的功能一起出现的情况下，否则不对任何权利要求援引装置加功能或其他功能声明。对权利要求的含义和范围内的各实施例的每个添加、删除和修改都将被权利要求所接受。
应当理解，前面描述中的任何方向或参考系仅仅是相对的方向或移动。例如，对“正面”和“背面”或者“顶部”和“底部”或者“左侧”和“右侧”的任何引用仅仅描述了相关元素的相对位置或移动。
本公开可以以其他具体形式来体现，而不背离其精神或特性。所描述的实施例被认为是说明性的而非限制性的。从而，本发明的范围由所附权利要求书而非前述描述指示。落入权利要求书的等效方案的含义和范围内的改变应被权利要求书的范围所涵盖。

Claims (15)

1.一种制造电子设备壳体的方法，所述方法包括：
获得射频(RF)透明材料的单片体；
用纳米晶粒涂层镀覆所述单片体的表面以增加所述单片体的结构刚性；以及
去除所述纳米晶粒涂层在RF窗口处的一部分。
2.如权利要求1所述的方法，其中获得所述单片体包括注模所述单片体。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述RF透明材料是热塑性聚合物。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述RF透明材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述ABS是负载纤维的。
6.如权利要求1所述的方法，其中镀覆所述表面包括在施加涂层材料之前蚀刻所述RF透明材料。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米晶粒涂层包括金属。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述纳米晶粒涂层包括钴。
9.如权利要求1所述的方法，其中去除所述纳米晶粒涂层的所述部分包括激光蚀刻所述纳米晶粒涂层。
10.如权利要求1所述的方法，其中去除所述纳米晶粒涂层的所述部分包括从所述单片体的所述表面去除掩蔽材料。
11.如权利要求10所述的方法，其中镀覆所述单片体的所述表面包括用所述纳米晶粒涂层来镀覆所述掩蔽材料。
12.如权利要求1所述的方法，其中去除所述纳米晶粒涂层的所述部分包括不去除或穿透所述RF透明材料。
13.一种电子设备，包括：
具有根据权利要求1所述的方法的纳米晶粒涂层的单片体；
定位在内部容积中的通信设备，所述通信设备被配置成经由RF信号无线地通信；以及
所述单片体中毗邻于所述通信设备定位的RF窗口，其中所述RF窗口是所述单片体的在其中所述纳米晶粒涂层不存在于所述RF透明材料的外表面上的一部分。
14.如权利要求13所述的电子设备，其中所述RF透明材料是聚合物。
15.如权利要求13所述的电子设备，其中所述RF透明材料至少1毫米厚。
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