模块化结构的加强片的制作方法

本发明所述的实施例大体涉及个人电子设备，并且更具体地涉及其内部结构构件。

背景技术：

通常，个人电子设备采取多种形式，并利用提供耐用性和功能之间平衡的可用材料制造。很多电子设备包括多个内部部件，它们被组装成供外壳“卡扣”于其上的功能单元。例如，具有塑料外壳或盖的设备通常被形成为没有外壳的独立设备，在测试和/或检查之后，在其上施加柔性或相对柔性的塑料外壳。

然而，如果几个外部特征部，诸如按钮、开关等是设备设计的一部分，在组装外部特征部之后施加外壳可能导致对外壳的边缘造成损伤(例如，在按钮上方卡扣外壳时)、美观缺陷(例如，偏转、脱色和/或装饰/美观表面破碎)，并且在一些情况下会打破外壳或外部特征部。

因此，希望在设备结构和组装方法上有创新，克服这些和其他不足。

技术实现要素：

本文描述了与个人电子设备相关的各种实施例。更具体地，描述了为个人电子设备提供内部结构加强片的方法、装置和系统。

根据示例性实施例，公开了一种用于便携式电子设备的外壳组件。该外壳组件至少包括如下部分：具有限定内腔的底壁和侧壁的外壳；以及多个结构构件，该多个结构构件通过可调节接合部连结在一起并布置于内腔内以形成加固外壳壁的内部结构。此外，结构构件中的每个结构构件与外壳的侧壁中的至少一个侧壁的内表面耦接。

根据另一个示例性实施例，公开了一种便携式电子设备。该便携式电子设备至少包括如下部分：具有底壁和侧壁的柔性外壳，底壁和侧壁配合以限定内腔；设置在内腔内的多个结构构件，结构构件中的每个结构构件通过可调节接合部粘附到至少一个侧壁的内表面和多个结构构件中的相邻结构构件，结构构件被布置成与可调节接合部配合以形成内部框架，该内部框架加固外壳的壁；以及基本上平坦的底板，该基本上平坦的底板具有耦接到结构构件中的至少两个结构构件的周边边缘区域，基本上平坦的底板用于增强内部框架的刚性。

根据另一个示例性实施例，公开了一种用于个人电子设备的结构加强片系统。该系统包括基本上平坦的底板，其被配置为布置于外壳内腔内，以及结构加强片，其被配置为围绕底板的周边布置于内腔内。结构加强片被进一步配置为与外壳外部的特征部对准。此外，结构加强片和外壳是共同加工的，以限定用于容纳特征部的共轴孔。

根据另一个示例性实施例，公开了一种组装个人电子设备的方法。该方法可包括形成其中限定了内腔的外壳，以及在外壳的内腔内对准、插入和附接至少结构加强片。至少一个结构加强片与外壳外部的特征部对准，并且至少一个结构加强片附接至内腔的内表面。该方法还包括共同加工外壳和至少一个结构加强片以限定用于容纳特征部的共轴孔。

根据另一个实施例，公开了一种便携式电子设备。该便携式电子设备至少包括如下部分：具有底壁和侧壁的柔性外壳，底壁和侧壁配合以限定内腔；加固外壳的壁的内部框架构件，该内部框架构件包括设置在内腔内的多个结构构件，结构构件中的每个结构构件粘附到侧壁中的至少一个侧壁的内表面，以及接合结构构件中的相邻结构构件的多个可调节接合部，该可调节接合部和结构构件配合以形成内部框架构件，其中结构构件包括多个拐角支撑构件和多个侧面支撑构件；以及基本上平坦的底板，其具有耦接到结构构件中的至少两个结构构件的周边边缘区域，该基本上平坦的底板用于增强内部框架构件的刚性。

根据另一个实施例，公开了一种便携式电子设备，包括：外壳，所述外壳具有配合以限定内腔的底壁和侧壁；多个结构构件，所述多个结构构件设置在所述内腔内，所述多个结构构件中的每个结构构件固定到所述侧壁中的至少一个侧壁的内表面，所述多个结构构件被布置成与可调节接合部一起形成内部框架以加固所述外壳的所述壁；以及平坦的底板，所述平坦的底板具有耦接到所述多个结构构件中的至少两个结构构件的周边边缘区域，所述平坦的底板被配置为增强所述内部框架的刚性。

在一个示例中，所述外壳包括塑料。

根据结合以举例的方式示出所述实施例的原理的附图而进行的以下详细描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。

附图说明

通过参考结合附图所作的以下描述可最佳地理解所述实施例及其优点。这些附图绝不会限制本领域的技术人员在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下可对所述实施例作出的在形式和细节方面的任何改变。

图1a是根据示例性实施例的用于个人电子设备的外壳的透视图。

图1b是图1a的外壳的另选的透视图。

图2是根据示例性实施例的个人电子设备的模块化子组件和结构加强片的分解图。

图3是根据示例性实施例的用于个人电子设备的具有附接的模块化子组件和结构加强片的外壳的平面图。

图4是根据示例性实施例的模块化子组件和结构加强片的紧固接合部的展开图。

图5是根据示例性实施例的模块化子组件和结构加强片的紧固接合部的展开图。

图6是根据示例性实施例的结构加强片和外壳之间的界面的展开图。

图7是根据示例性实施例的模块化子组件和结构加强片之间的界面的展开图。

图8示出了根据示例性实施例的用于紧固模块化子组件和结构加强片的示例紧固路径。

图9a示出了根据示例性实施例的安装了结构加强片的设备外壳的横截面。

图9b示出了根据示例性实施例的具有与结构加强片共同加工的孔的设备外壳的横截面。

图9c-图9d示出了根据示例性实施例的具有经修整的共同加工的孔的设备外壳的横截面。

图9e-图9f示出了根据示例性实施例的在共同加工的孔中安装了外部特征部的设备外壳的横截面。

图10是根据示例性实施例组装个人电子设备的方法的流程图。

具体实施方式

这部分描述了根据本专利申请的方法与装置的表示性应用。提供这些实例仅是为了添加上下文并有助于理解所述实施例。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施例。在其他情况下，为了避免不必要地使所述实施例难以理解，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用也是可能的，使得以下实例不应被视为是限制性的。

在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施例的具体实施例。尽管足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的技术人员能够实践所述实施例，但应当理解，这些实例不是限制性的，从而可以使用其他实施例并且可在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下作出改变。

所述实施例总体涉及个人电子设备，更具体地，涉及其内部结构构件和子组件。根据示例性实施例，可以将个人电子设备的内部结构构件分成结构和/或功能子组件，它们被组装到外壳空腔中而非替代形式中。通过将子组件组装到外壳空腔中，可减小由刚性较小材料(例如塑料)制成的外壳上的应力，实现比常规组装方法更好的美学特性。此外，通过将子组件组装到外壳中，可以通过可调节接合部维持精确的容限，从而允许根据外壳的外部特征部(例如，按钮特征部、开关特征部、充电端口特征部等)对准各个子组件，并且允许在相邻子组件之间对准。在向外壳中安装子组件之后，可以将两者“共同加工”或同时加工，以形成用于安装诸如开关、按钮、端口等外部特征部的孔。

根据至少一个示例性实施例，设备外壳由塑料形成，并且相关联的结构加强片由金属形成。设备外壳和结构加强片都可以在相对同一时间加工以限定孔。可以通过安装边饰和/或金属镀层来对孔进行修整。随后，可以通过经修整的孔来安装诸如开关、按钮、端口等外部特征部。下面将详细描述本公开的示例性实施例。

图1a是根据示例性实施例的用于个人电子设备的外壳100的透视图。外壳100可以是用于蜂窝电话、媒体播放器、平板电脑或任何其他个人电子设备的外壳。在一些实施例中，外壳100可由塑料形成。根据至少一个实施例，外壳100由丙烯腈丁二烯苯乙烯(abs)塑料或功能等价的塑料材料形成。

外壳100可以具有外表面101和在其中限定的内腔102。可以确定内腔102的尺寸以容纳本文描述的用于组装个人电子设备的模块化子组件。外表面101可以是美学表面和/或围绕内腔102的外围表面。此外，外表面101可以包括其上限定的多个外部特征部103、104。外部特征部103、104可以是用于集成输入/输出设备或其他系统的特征部。根据一个实施例，外部特征部103、104包括按钮特征部、开关特征部、充电端口特征部、音频端口特征部、存储器插槽特征部、用户身份模块(sim)卡接收特征部和/或任何其他可行的特征部。围绕内腔102的周边限定上周边边缘107。

图1b是图1a的外壳100的另选的透视图。如图所示，外壳100还可以包括与内腔102和上边缘107相对的后表面105以及相邻的外表面101。如图进一步所示，特征部103、104可以存在于外壳101的表面的任何部分上。

图2是根据示例性实施例的个人电子设备的模块化子组件和结构加强片200(例如，模块化子组件的系统)的分解视图。如图所示，子组件200可以包括布置成接收在外壳100内的多个构件。在一个实施例中，子组件200可以包括至少一个结构加强片214。

通常，子组件201可以是布置成附接至腔102的内表面的底板。底板201可以由相对刚性的材料形成，例如，不锈钢、钢、铝、或任何其他合适的材料。底板201可以是基本上平坦和/或基本上矩形的。底板201还可以充当终端设备的接地层。底板201可以通过粘合构件202附接至外壳100。在一个实施例中，粘合构件202可以是压敏粘合构件。

模块化子组件203可以是侧面支撑构件，其被布置成附接至内腔102的与外表面101相对的内表面。侧面支撑构件203可以由相对刚性的材料形成，例如，不锈钢、钢、铝、或任何其他合适的材料。

模块化子组件205可以是拐角支撑构件，其被布置成附接至邻近内腔102的与外表面101相对的内部拐角。拐角支撑构件205可以由相对刚性的材料形成，例如，不锈钢、钢、铝、或任何其他合适的材料。

支撑构件203、205可以利用接合构件204来接合。根据一个实施例，接合构件204是附接至两个支撑构件203、205并使其保持分开相对固定的预先确定距离的嵌入注塑塑料构件。

模块化子组件200还可以包括跨越构件206，跨越构件206被布置成跨越于拐角支撑构件205、208之间并与特征部104对准。跨越构件可以被布置成附接至内腔102的与外表面101相对的内表面。拐角支撑构件208可以在功能上与拐角支撑构件205较为类似。

模块化子组件200还可以包括侧面支撑构件210，其被布置成通过接合构件209接合到拐角支撑构件208。侧面支撑构件210可以在功能上与支撑构件203较为类似。此外，接合构件209可以在功能上与接合构件204较为类似。

通常，构件203-210可以形成子组件200的底部部分，并且可以被布置成在与任何关联特征部103、104对准/配准之后插入且附接至外壳100。作为进一步说明，模块化子组件200还可以包括构件211-216，其被布置成形成子组件200的顶部部分，并可被布置成在与任何关联特征部103、104对准/配准之后插入且附接至外壳100。例如，侧面支撑构件211被布置成通过接合构件212与拐角支撑构件213接合。此外，拐角支撑构件215被布置成通过接合构件216与侧面支撑构件214接合。通过这种方式，各种支撑构件和接合构件能够一起配合以形成对外壳100进行加固的内部框架。

需注意，尽管已经例示了特定数量的侧面支撑构件和拐角支撑构件，但可以根据示例性实施例的任何期望的具体实施来改变数量以包括更多或更少的个体构件。还需注意，子组件200均可以由钢、不锈钢、铝或任何其他合适的材料形成。此外，子组件200中的每个子组件都可以被称为加强片或结构加强片。根据至少一个实施例，子组件200中的的各个子组件是由金属片或不锈钢金属片形成的。

如上所述，可以将几个不同的拐角构件通过接合构件接合到侧面支撑构件。这些接合构件204、209、212和216可以在嵌入注塑工艺中形成，使得每个接合构件分别附接至相邻支撑构件203、205；208、210；211、213和214、215并使其保持分开相对固定的预先确定距离的嵌入注塑塑料构件(例如，参见图7)。接合构件204、209、212和216可以由塑料和/或电介质形成。

在接合时，可以将被接合构件、跨越构件206和底板201对准/配准并插入/附接至外壳100。例如，图3是根据示例性实施例的具有附接的模块化子组件200的外壳100的平面图。

如图所示，可以将被接合构件214、215与关联特征部103对准并插入外壳100中。此外，可以将被接合构件208、210与关联特征部103对准并插入外壳100中。此外，可以将跨越构件206与关联特征部104对准并插入外壳100中。此外，可以将被接合构件211、213和203、205进一步对准并插入外壳100中。尽管未特别说明，但应当理解，这些构件的对准可以相对于特征部103、104或根据外壳100的其他特征部。因此，外壳100自身充当用于配准/对准子组件200的组件/基准夹具。

可以利用例如粘合剂或胶将构件203-216中的每个构件附接至外壳100的内腔102的内表面。粘合剂或胶可以包括任何合适的粘合剂化学物质，包括压敏、热敏、或任何其他可行的化学物质。

在附接构件203-216时，可以将底板201与外壳100对准/配准并插入其中，与构件203-216的内边缘相邻。这里为了清晰起见未示出粘合构件202。例如，底板201上可以有一个或多个光学基准标记或其他对准特征部131。对准特征部131可以包括坐标点/轴、螺丝孔、焊接柱、焊接螺母、销孔或任何其他合适的特征部。利用与外壳100的特征部103、104相比的对准特征部131的相对位置，可以对准底板201。

之后，可以例如通过焊接(例如，激光焊接)将个体构件201-216彼此紧固。示出了紧固接合部301、302、303、305和306。根据一个实施例，紧固接合部301、302、303、305和306包括搭接接合部，以易于对准和配准相邻构件。此外，如图所示，接合部305和306通常不对准。这可以增强终端设备的结构一体性。然而，根据一些实施例，接合部305和306可大体上对准。如图进一步所示，跨越构件将接合部302、303从接合部301处形成的中线分开。这也可以增强终端设备的结构一体性。然而，根据一些实施例，跨越构件106可以被省去。在下文中，参考图4-图7和图9详细描述图3的注释部分的展开的详细视图。

图4是根据示例性实施例的模块化子组件的紧固接合部的展开图。如图所示，可以将底板201的周边边缘402焊接或通过其他方式紧固(例如通过螺丝、胶等)到相邻支撑构件(示为214)的内边缘405。焊池401可能会渗透边缘402，但不会渗透边缘405，使得外壳100不会变形或受损。这可以通过模块化或改变激光强度和/或持续时间或通过焊接系统的任何其他可行操控来完成。如图进一步所示，底板201的内部部分403的厚度一般大于边缘402的厚度。因此，可以形成良好的焊接而不焊穿构件214。需注意，可以在底板201和构件203、210和211之间形成类似的紧固焊接。

图5是根据示例性实施例的模块化子组件的紧固接合部的展开图。如图所示，接合部301(类似地，接合部302、303、305和306)是搭接接合部，允许区域505收缩或扩张，以适当对准外壳100内的各个构件。在适当对准时，可以通过例如激光焊接和形成焊池501将相邻构件彼此焊接。如图所示，焊池501仅完全渗透搭接接合部的内部部分，由此避免对外壳100造成损伤。

图6是根据示例性实施例的模块化子组件和外壳之间的界面的展开图。如上所述，可以将各个侧面支撑构件和拐角支撑构件粘附到外壳100的内腔102的内表面。例如，可以向外壳100和关联的支撑构件(示为214)中的任一者或两者涂布胶601。在适当对准时，弹簧加载的夹具或偏置构件602可以适度保持对准，同时允许胶或粘合剂601固化。在固化时(或在上述固化和焊接时)，可移除偏置构件602。需注意，尽管仅示出了单个偏置构件602，但在实际实施中，例如，通过围绕外壳100夹持，同时允许胶或粘合剂固化，可以使用多个独立的偏置构件602。

如上文参考图2所述，诸如构件212的接合构件可以是围绕两个相邻支撑构件(例如，侧面支撑和拐角支撑)嵌入注塑的。图7是根据示例性实施例的模块化子组件之间的界面的展开图。如图所示，接合构件212是围绕拐角构件213和侧面构件211嵌入注塑的，并使其保持在相对固定的预先确定的距离da处。距离da可根据任何期望的具体实施来改变。此外，可以对距离da进行改变、最小化或最大化。

如上文参考图4-图5所述，在一些实施例中，可以使用激光焊接来紧固相邻的子组件构件。然而，焊接可能会提供显著热源，这可能会损伤由例如塑料形成的外壳。图8示出了根据示例性实施例的用于紧固模块化子组件的示例紧固路径。如图8中所示，可以在图示结构的不同部分处相继执行各个焊接接合部1、2、3、4，以减少本来会损伤外壳100和/或使外壳100翘曲的局部化热积聚。例如，一个焊接路径可以按照顺时针方式(连续地为接合部5、6、7、8等)相继迭代地遵循箭头a1、a2和a3。在一些实施例中，可以改变或反转上述操作。在其他实施例中，可以包括时间延迟或其他冷却机制以减少局部化热积聚。

在外壳100内紧固模块化子组件200时，例如可以共同加工底板和外壳，以限定邻近特征部103、104的孔，并在其中安装外部特征部。图9a示出了根据示例性实施例的安装了结构加强片的设备外壳的横截面。如图所示，胶或粘合剂601被固化并附接与外壳100相邻并与外表面101相对的支撑构件214。此外，对准孔903与特征部103对准。通常，特征部103可以是预先确定的位置，用于安装外部特征部，例如按钮、开关、外部端口等。实际的外部特征部可能需要安装距离为db。尽管被图示为圆形，但应当理解，所得的孔可为任何期望的形状。

图9b示出了根据示例性实施例的具有共同加工的孔905的设备外壳的横截面。如图所示，孔905是通过外壳100和构件214两者加工的，使得具有共轴孔(即，结构构件214中的孔与外壳100中的孔共轴且配准)。这样一来，现在存在良好限定的外部边缘区域906。为了保护限定的边缘906，可以添加修整。

图9c-图9d示出了根据示例性实施例的具有经修整的共同加工的孔905的设备外壳的横截面。如图9c所示，外壳100的边缘906可以在材料907中电镀。例如，因为孔905已经被加工，所以已经去除了孔905的内表面上存在的任何油漆或表面处理。此外，如果外壳100由能够接受电镀的材料(诸如abs塑料)形成，则可利用例如金属对暴露的经修整的边缘906进行电镀。除了电镀907之外或作为替代，可以在边缘906附近安装大致环形的边饰908，以修整孔905。通常，镀层和/或边饰可有利于防止对加工的边缘906造成化学损伤。

在如图9c和/或图9d所示进行修整时，可以安装外部特征部。图9e-图9f示出了根据示例性实施例的在共同加工的孔905中安装了外部特征部909的设备外壳的横截面。如图所示，外部特征部909(例如按钮、开关等)可以安装于经修整的孔905内，使得特征部的一部分能够与内腔102的外部连通，并且特征部的一部分能够与内腔102的内部相通。例如，用户可以按压按钮的外部部分，由此与外壳100内部的电子系统通信。

图10是根据示例性实施例的组装个人电子设备的方法1000的流程图。方法1000包括在步骤1001处形成外壳。该形成可以包括模制或通过其他方式由塑料形成外壳(例如100)。在一些实施例中，可以对外壳涂漆、边饰、抛光和/或利用透光涂层密封。

之后，方法1000包括在步骤1002处对外壳的内部和外部应用美观细节。例如，可以应用油漆、密封剂和其他美观修整细节。之后，方法1000包括在步骤1003处与外壳对准拐角和跨越子组件并将它们插入外壳中。可以如上所述执行对准和插入。

之后，方法1000包括在步骤1004处将子组件紧固到外壳中。例如，可以使用弹簧加载的夹具或偏置构件保持插入的子组件，直到粘合剂或胶固化。之后，或基本在同一时间，可以在步骤1005处将底板对准外壳并插入外壳中。

然后可以在步骤1006，例如，通过激光焊接、螺丝、螺栓、粘合剂或任何合适的紧固方式，将底板和子组件彼此紧固。如果通过焊接，则可以调整焊接工艺以使接近外壳的热积聚减少或最小化。通过这种方式，可以使对外壳的扭曲和损伤最小化。在紧固之后，可以利用设备部件，例如输入/输出接口、逻辑板、电源/电池、收发器电路和/或其他合适的部件来填充底板和外壳。

在紧固内部支撑构件时，在步骤1007处可通过外壳和安装的支撑构件来共同加工外部特征孔。之后，可以在步骤1008处对限定的孔进行电镀和/或边饰。最后，可以在经修整的孔中安装诸如开关、按钮、端口等外部特征部。

可单独地或以任何组合方式来使用所述实施例的各个方面、实施例、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实现所述实施例的各个方面。所述实施例还可被实施为计算机可读介质上的用于控制生产操作的计算机可读代码，或者被实施为计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，所述数据其后可由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、cd-rom、hdd、dvd、磁带和光学数据存储设备。计算机可读介质还可分布在网络耦接的计算机系统中使得计算机可读代码以分布式方式来存储和执行。

在上述描述中，为了进行解释，所使用的特定命名提供对所述实施例的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施例不需要这些具体细节。因此，对特定实施例的上述描述是出于例示和描述的目的而呈现的。这些描述不旨在被认为是穷举性的或将所述实施例限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。