TWI523596B - 包覆成型電子外殼 - Google Patents

Description

包覆成型電子外殼

本發明有關一種用於電子元件之外殼，且更特別地是有關一種用於電子元件而包含有一機體的外殼，該機體包括一金屬元件和一聚合物元件。

習知技術是以一金屬或一聚合物材料來製造出用於電路板和其他電子元件之外殼，每一種以上材料所具有之優點係考量其可製造性、成本、韌性、熱性質、電氣性質、重量等。另外，亦習知使用金屬和聚合物材料的組合來製造出一電子外殼，其中該外殼的金屬部位和聚合物部位是分開製造，接著再使用扣件來組裝在一起，用以界定該外殼。所有先前技術之外殼結構呈現出在物理性質、成本、可製造性、複雜度和其他特徵等方面的缺失。於是，依照本發明內容，其意欲提供一種用於電子元件的全新外殼，該外殼部份是由金屬所界定和部份是由聚合物材料所界定，但是毋須分開製造和組裝金屬元件、聚合物元件，用以界定該外殼，且呈現出超過以上所描述之習知外殼以外的其他益處和優點。

依照本發明內容之一項觀點，一種用於電子元件之外殼，其包括一個界定出一被用來接收至少一相關電子元件之凹部的機體。該機體包括一金屬元件和至少一包覆成形 於該金屬元件上之聚合物元件，使得至少一聚合物元件能夠被接合和以機械之方式被相互連接至該金屬元件。該聚合物元件包括至少一電氣隔離區域，用以採用電氣之方式從被安置於該凹部內之該電子元件處，隔離出該金屬元件。該聚合物元件亦包括至少一用於將相關電子元件鎖附至該凹部內之連接特徵。

依照本發明內容之另外一項觀點，一種製造出一電子外殼之方法，其包括提供一界定出一外殼機體之第一部份的金屬元件。該金屬元件界定一散熱片。該項方法更還包括將該金屬元件安置於一模型內，且藉由一射出成形加工程序來將一聚合物元件包覆成型於部份金屬元件上，使得該聚合物元件界定出用於以機械之方式而與該金屬元件相互鎖附的該外殼機體之第二部份。一完整的外殼機體是由該外殼機體之第一部份和第二部份所界定，且包括一用於接收和保持一相關電子元件之凹部。該聚合物元件界定出至少一電氣隔離區域，用以覆蓋住該金屬元件之第一部位，且採用電氣之方式從相關電子元件處，隔離出該金屬元件之第一部位。該電氣隔離區域包括至少一用於將該金屬元件之第二部位曝露出來的開口，使得該金屬元件之被曝露第二部位界定出一電氣接點，該電氣接點則是被用來連接至相關電子元件之一電氣接地連結點。

依照本發明內容之另外一項觀點，一種用於電子元件之外殼，其包括一具有一金屬元件和一包覆成型於該金屬元件上之聚合物元件的機體，用以毋須採用扣件，即可將該聚合物元件連接至該金屬元件。該機體界定一凹部。一 散熱片被界定於該金屬元件內。一印刷電路板是被安置於該凹部內，且包括若干被安裝於該印刷電路板上之電子元件。該聚合物元件包括至少一連接特徵，該連接特徵是用於將該印刷電路板鎖附至在該凹部內之一選擇位置處，使得(i)至少第一電子元件是以電氣之方式被連接至該金屬元件之一接點區域，該接點區域則是經由該聚合物元件之一部位而曝露；(ii)至少第二電子元件是藉由該聚合物元件之電氣隔離區域而從從金屬元件處被電氣隔離；以及(iii)至少第三電子元件是被安置成與在該散熱片下方之該金屬元件的一熱傳導區域相鄰接。該熱傳導區域並未被該聚合物元件覆蓋住，用以曝露於該凹部內。

圖1到圖5說明依照本發明內容所組成之電子外殼E。”電子外殼”一詞是意欲包含一種界定出一空間或凹部之構造，其中該空間或凹部則是被用來接收和保持電子元件，例如是一個或更多個包括被安裝於其上之電子元件的印刷電路板。關於此點，該外殼E包括一機體B，該機體B則包含若干用於界定出一周邊部位之側邊壁面S1、S2、S3、S4，且亦包括一延伸於該等若干側邊壁面之間與將該等若干側邊壁面S1到S4之一末端相互連接的頂端壁面T。該等側邊壁面S1到S4和頂端壁面T界定出一空間或凹部R，該空間或凹部則是被用來接收和保持電子元件，例如是至少一包括被安裝於其上之電子元件(如圖5之所示)的印刷電路板PCB。

該機體B包含一種由一個單一金屬機件元件M(參考圖4)和一個或更多個包覆成型於該金屬元件M上之聚合物元件P(參考圖4)所界定的單一機械式包裝件或元件，用以將該聚合物元件接合或黏著和以機械之方式相互鎖附至該金屬元件M，因此，若是於實體上未能夠將該等金屬M和/或聚合物元件P加以破壞，該聚合物元件P則是無法從該金屬元件M處分開。例如是螺絲、鉚釘或夾子之扣件並未被用來將該聚合物元件P相互連接至該金屬元件M。在所說明之應用實例中，該機體B僅包括單一、單件式聚合物元件P。

圖4為一分解立體圖，其中表示出該單一金屬元件M和被包覆成型於該金屬元件M上之單一聚合物元件P用以界定出該單一元件式機體B。該金屬元件M是由一種具電氣和熱傳導性之金屬(例如是鋁、鋼合金或其他類似金屬材料)所界定，且是被鑄造和/或採用不同方式被界定成為一種單件式構造。該聚合物元件P是由一種射出成形聚合物(”塑膠”)所界定，該射出成形聚合物是在該金屬元件被安置於一模型內之後，接著被包覆成型於該金屬元件M上。於是，聚合物材料流入至在該金屬元件M內所界定之空間，且流入至被界定於該金屬元件M與相關模型元件之間的空間，在包覆成型之加工過程中，該金屬元件M是被安置於該等相關模型元件內。因此，該聚合物元件P包括不同部位，用以在被用來塑成該聚合物元件P之聚合物冷卻和硬化之後，採用機械之方式而將該聚合物元件P相互鎖附至該金屬元件M，經由該包覆成型之加工程序，使得 該金屬元件M和該聚合物元件P不僅是連結在一起，但是亦採用機械之方式而永遠相互連接，在該包覆成型之加工程序中，熔化聚合物材料流入至該金屬元件M之空間內，一旦該成型加工程序完成和該聚合物冷卻與硬化，在不破壞該金屬和/或聚合物元件之狀況下，該聚合物元件P則是無法從該金屬元件M分離。在所說明之實施例中，該頂端壁面T和該等側邊壁面S1到S4的其中之一側邊壁面是由該金屬元件之部位與該聚合物元件P之一個或更多個部位的組合所界定。

相較於該聚合物元件P(或是相較於一種全部聚合物之外殼機體)，該外殼機體B之該金屬元件M是較適宜被用來提供第一組特色和特徵予該外殼E。舉例而言，該金屬元件M的強度使得其成為一用於多重安裝突出物MT之理想位置，該等安裝突出物包括被用來與相關扣件接合在一起之個別不同開口，用以將該外殼E鎖附至一所需的安裝位置或是匹配外殼E。該等安裝突出物是位於該凹部R之外部。

該金屬元件M亦提供一用於功能性電氣/邏輯接地之機構。在所說明之實施例中，該金屬元件M包括一個或更多個電氣接點區域EC，該等電氣接點區域EC是被安置於該凹部R之內部，且被用來以電氣之方式連接至一個或更多個被安置於該凹部R內的電子元件，例如是該印刷電路板PCB之接地電路或是被安裝於該印刷電路板PCB上之一電子元件EB。如同圖形之所示，該等電氣接點區域EC是以電氣之方式連接至該印刷電路板PCB，用以提供電氣接地 作用予被安裝於該印刷電路板PCB上之該等電子元件。如同通常在先前技術中所習知之內容，該金屬元件M本身可以被連接至另一電氣接地位置(例如是一安裝軌道、機殼或是其他部件)，使得該金屬元件M能夠於被容納在該凹部R內的電子元件EB與相關電氣接地位置之間提供電氣接地通路，其中該金屬元件M是以電氣之方式被連接至該相關電氣接地位置。應瞭解的是該金屬元件M亦可遮蔽該凹部之電氣元件，以避免受到電磁干擾(EMI)。

該金屬元件M亦提供一熱流通路，用以將熱量傳導離開該外殼凹部R。該金屬元件特別是包括或界定出至少一散熱片HS。如同圖形之所示，該散熱片HS是由若干藉由氣流通路AP而彼此相互分開之散熱凸片F所界定。該等散熱凸片F係依循一彎曲路徑，用以將與流動經過該氣流通路AP之外界空間相接觸的表面區域增加至最大。

相較於該金屬元件M(或是相較於一種全部金屬之外殼機體)，該外殼機體B之該聚合物元件P是較適宜被用來提供第二組特色和特徵予該外殼E。舉例而言，該聚合物元件P提供較佳的結構順應性和電氣隔離性能。

參考圖2和圖3，從以上二圖形中可以看出，該聚合物元件P之部位P1和P2分別將在該外殼之該頂端壁面T內的該金屬元件M之部位M1、M2內側表面覆蓋住，用以採用電氣之方式，從包含於該外殼凹部R之電氣元件中，隔離出該等部位M1、M2。因此，該聚合物元件P之該等部位P1、P2界定出電氣隔離區域，用以協助保護使用者或是其他人員，避免受到可能經由該金屬元件M而被傳導的高電 壓或電荷。如同在此所示之內容，一些或是全部該電氣接點區域EC是由特別被安置於該等電氣隔離區域P1、P2內之開口或空間所界定，用以將位於下方之金屬元件M曝露出來，用於具有該等電氣元件EB之所需電氣接地連結點。該金屬元件M之一熱傳導區域TR(參考圖2)以是位於每一個即將被曝露的散熱片HS之下方，且並未被該聚合物元件P之隔離區域所覆蓋住為較適宜，用以將從被安置於該凹部R內之電子元件流到該散熱片HS的熱傳導作用增加到最大。

關於結構順應性，被包覆成型至該金屬元件M的該聚合物元件P包括若干用於鎖附一個或更多個電子元件之連接特徵AF，例如是將一印刷電路板PCB鎖附於該凹部R的內部。在一項應用實例中，如同在此所示之內容，該聚合物元件P之第一側壁部位PS1界定出該外殼機體側邊壁面S1之部份，且該聚合物元件P之第二側壁部位PS2界定出該外殼機體側邊壁面S2之部份，以及該連接特徵AF被界定成為該等第一側壁部位PS1和第二側壁部位PS2之部份。如同在此所示之內容，在此所說明之實施例中的該等連接特徵AF是具有一個或更多個由該聚合物元件P之該第一側壁部位PS1和/或該第二側壁部位PS2所界定的印刷電路板保持凸銷N。每一個凸銷N的尺寸和適用性特別是用以將該印刷電路板PCB鎖附至該凹部R內。一印刷電路板PCB特別是被鎖附於該聚合物元件P的每一個凸銷N之間，且該機體之另一部位是由任一金屬元件M或聚合物元件P來界定。如同圖形之所示，該等凸銷N將該印電路板 PCB鎖附抵住由任一金屬元件M或聚合物元件P所界定之支承座ST。如同在此所示之內容，每一個凸銷N以是被安置於該等側壁部位PS1、PS2的至少其中之一側壁部位上為較適宜，一傾斜表面N1是從該等側壁部位PS1、PS2分離出去，該傾斜表面係從該等側壁部位PS1、PS2往外突出，延伸更加深入至該凹部R內，朝向該頂端壁面T。該傾斜表面N1和該聚合物部位P之該等側壁部位PS1、PS2的原有彈性則有助於得到一印刷電路板PCB之滑動式扣接配置方式，進入至該凹部R內，在毋須使用額外扣件之狀況下，到達一個該印刷電路板藉由在圖5中所示之該等凸銷N所能夠鎖附至該凹部R內的位置處。同樣地，藉由該等聚合物側壁部位PS1、PS2之具彈性偏向作用，該印刷電路板PCB可以從該凹部內被移出，用以從每一個凸銷N鬆脫出該印刷電路板PCB。該等連接特徵AF可以另外包括或是由該聚合物元件P之其他構造所界定，該聚合物元件P之其他構造是被用來提供一印刷電路板PCB或具有該機體B之其他電子元件的一種扣接配置方式，用以將該印刷電路板PCB或是其他電子元件保持於在該凹部R內之選擇得到所需位置處，其中該印刷電路板之至少一電子元件EB是經由一接點區域EC而以電氣之方式連接至該金屬元件M，該印刷電路板之至少一電子元件EB是藉由該聚合物元件P之一電氣隔離區域P1、P2而以電氣之方式，從該金屬元件M處被隔離出來，以及其中至少另一電子元件EB被安置成與該金屬元件M之一未被覆蓋熱傳導區域TR相鄰接，用以被安置成用來將熱量傳導進入至該熱傳導區域TR和到達被安置成 與該熱傳導區域TR相鄰接/位於該熱傳導區域TR之下方的相關散熱片HS。

相較於該金屬元件M，該聚合物元件P亦是較適宜用來在該外殼機體B內界定出空氣流動細縫U和其他開口。該聚合物元件P被射出成形，用以包括接頭和其他類似部件所需的此種細縫U和其他開口，使得一旦該聚合物P被包覆成型於該金屬元件M上時，該金屬元件M毋須被銑加工，任一金屬元件M或聚合物元件P亦毋須被施行其他的二次加工。

參考較佳實施例，發明內容已被加以描述，熟習該項技術者應暸解的是針對較佳實施例可以做更新和改變。在此所揭示之較佳實施例並無意將隨後申請專利範圍之範疇加以限制，應可從字義上或依照相關之學理內容來儘可能做更廣泛解釋。

AF‧‧‧連接特徵

AP‧‧‧氣流通路

B‧‧‧外殼機體

E‧‧‧電子外殼

EB‧‧‧電子元件

EC‧‧‧電氣接點區域

F‧‧‧散熱凸片

HS‧‧‧散熱片

M‧‧‧金屬元件

MT‧‧‧安裝突出物

M1‧‧‧金屬元件部位

M2‧‧‧金屬元件部位

N‧‧‧保持凸銷

N1‧‧‧傾斜表面

P‧‧‧聚合物元件

PCB‧‧‧印刷電路板

PS1‧‧‧第一側壁部位

PS2‧‧‧第二側壁部位

P1‧‧‧電氣隔離區域

P2‧‧‧電氣隔離區域

R‧‧‧凹部

ST‧‧‧支承座

S1‧‧‧側邊壁面

S2‧‧‧側邊壁面

S3‧‧‧側邊壁面

S4‧‧‧側邊壁面

T‧‧‧頂端壁面

TR‧‧‧熱傳導區域

U‧‧‧空氣流動細縫

圖1為從依照本發明內容所成形之電子外殼上方看過去的立體圖；圖2為從圖1之電子外殼下方看過去的立體圖；圖3為沿著圖1之剖面線3-3所取的剖面圖；圖4為圖1之電子外殼的分解立體圖；圖5是與圖2相類似，但是亦表示出一包括被安裝於該外殼內部之電子元件的印刷電路板。

AP‧‧‧氣流通路

B‧‧‧外殼機體

E‧‧‧電子外殼

F‧‧‧散熱凸片

HS‧‧‧散熱片

M‧‧‧金屬元件

MT‧‧‧安裝突出物

P‧‧‧聚合物元件

PS1‧‧‧第一側壁部位

PS2‧‧‧第二側壁部位

S1‧‧‧側邊壁面

S2‧‧‧側邊壁面

S3‧‧‧側邊壁面

S4‧‧‧側邊壁面

T‧‧‧頂端壁面

U‧‧‧空氣流動細縫

Claims (11)

1. 一種用於電子元件之外殼，該外殼包含：一機體，其包含一金屬元件和一包覆成型於該金屬元件上之聚合物元件，用以毋須採用扣件，即可將該聚合物元件連接至該金屬元件，該機體界定一凹部；一被界定於該金屬元件內的散熱片；一安置於該凹部內的印刷電路板，且包括被安裝於該印刷電路板上之複數個電子元件；該聚合物元件包括至少一連接特徵，該連接特徵是用於將該印刷電路板鎖附至在該凹部內之一選擇位置處，使得(i)該電子元件中的至少一第一電子元件是以電氣之方式被連接至該金屬元件之一接點區域，該接點區域則是經由該聚合物元件之一部位而曝露；(ii)該電子元件中的至少一第二電子元件是藉由該聚合物元件之電氣隔離區域而從從金屬元件處被電氣隔離；以及(iii)至少該電子元件中的至少一第三電子元件是被安置成與在該散熱片下方之該金屬元件的一熱傳導區域相鄰接，該熱傳導區域並未被該聚合物元件覆蓋住，用以曝露於該凹部內。
2. 一種用於電子元件之外殼，該外殼包含：一個界定出一被用來接收至少一相關電子元件之凹部的機體，該機體包括一金屬元件和至少一包覆成形於該金屬元件上之聚合物元件，使得至少一聚合物元件能夠被接合和以機械之方式被相互連接至該金屬元件，該至少一聚合物元件包含： 至少一電氣隔離區域，用以採用電氣之方式從被安置於該凹部內之該電子元件處，隔離出該金屬元件；至少一用於將至少一相關電子元件鎖附至該凹部內之連接特徵；其中該機體包含若干側邊壁面和一延伸於該若干側邊壁面之間與相互連接該等若干側邊壁面之頂端壁面，且其中該凹部是被界定於該等若干側邊壁面與該頂端壁面之間。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之電子外殼，其中該至少一聚合物元件包含單一、單件式聚合物元件。
4. 如申請專利範圍第2項之電子外殼，其中該至少一連接特徵包含至少一從該等側邊壁面其中之一側邊壁面往外突出進入至該凹部門的凸銷，其中該至少一凸銷的尺寸和適用性是用以將至少一相關電子元件銷附至該凹部內。
5. 如申請專利範圍第4項之電子外殼，其中該至少一凸銷包含一傾斜表面，隨著該傾斜表面延伸朝向該頂端壁面，該傾斜表面是從該凸銷被連接至其上之該側邊壁面分離出去。
6. 如申請專利範圍第2項之電子外殼，其更還包含：一被界定作為該金屬元件之部份的散熱片。
7. 如申請專利範圍第6項之電子外殼，其中該散熱片包含若干藉由氣流通路而彼此分開之散熱凸片。
8. 如申請專利範圍第6項之電子外殼，其中位於該散熱片之下方和被安置於該凹部內的該金屬元件之一部位並未被該至少一聚合物元件覆蓋住，用以增加從該凹部到達該 散熱片之熱傳導作用。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項之電子外殼，其更還包含若干被界定作為該金屬元件之部份和被安置於該凹部之外側的安裝突出物，每一個該等安裝突出物界定出一被用來接收一相關扣件之開口。
10. 如申請專利範圍第2項之電子外殼，其中該至少一電氣隔離區域包括一位於其內之開口，該開口是用於將該金屬元件之一下方部位曝露出來，該金屬元件之下方部位則界定出一被用來接合該至少一電子元件之電氣接地連結點的電氣接點。
11. 如申請專利範圍第1項或第2項之電子外殼，其中該金屬元件是一種單件式構造。