具有一体天线的单件金属壳的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种具有一体天线的单件金属壳。增强的便携通信设备(110)包括一件式金属后板(219)，该一件式金属后板被配置为通过消除通常隔离设备(110)天线(211、213、215、217)和提供刚度所需的塑料到金属的接合而减小设备(110)厚度。在实施例中，一件式金属后板(219)包括四个一体天线(211、213、215、217)，这四个一体天线在设备(110)的每端处形成天线对(211、213)、(215、217)。用于形成每个天线对(211、213)、(215、217)的开口(203、205)和间隙(207、209)可以用诸如塑料的不导电材料(301、303)来填充。在实施例中，I/O端口(801)通过间隙(207、209)中的不导电材料(301、303)而暴露。
【专利说明】
具有一体天线的单件金属壳
技术领域
[0001]本公开一般涉及移动设备构造，且更具体地，涉及一种用于提供具有一体天线的单件金属壳设计的系统和方法。
【背景技术】
[0002]为了提供更优质的电子设备给消费者，蜂窝电话制造商正日益使用由金属合金制造而成的外部装饰壳。但是，对于高能力电话或“智能电话”中的外壳来说，金属的使用当前需要复杂的制造技术。例如，一种用于提供金属外部同时保持当前天线技术所需的电隔离的技术需要制造商形成单金属壳，其随后被分成多个件，所述多个件由塑料树脂保持在一起。特别地，金属中的塑料分割部允许分隔的外部金属件充当天线，同时保持彼此分隔和/或与金属接地件分隔。
[0003]尽管该技术可以提供所需的电隔离，但是是以牺牲设备一体性作为代价的。需要显著的金属到塑料的互锁几何来保持塑料和金属不分离，且多个塑料分割部在装饰上是不期望的。而且，仅特定等级的塑料可以被使用，因为塑料通常必须耐受后续的处理步骤，诸如模制、阳极氧化等等。这个对于可用塑料的限制可能还限制设备的其它方面，诸如颜色。而且，当塑料分割部跨过设备的全宽度时，双壁部段(金属加塑料)对设备厚度有贡献。
[0004]最后，将认识到，这样的设备通常需要落入功能天线元件的中间的1/0(输入/输出)端口。该放置不仅物理上打断了天线元件，而且还导致天线元件和端口之间的耦合，从而需要采取附加预防措施。
[0005]特定其它设备使用周界金属壳而不是全金属后壳。但是，该配置没有解决上面提到的缺陷。例如，这些设备中的壳的拐角通常用作天线，且因此需要四个或更多的不导电材料的周界分隔器来隔离四个天线。
[0006]尽管本公开涉及一种能够消除该【背景技术】部分中提到的一些缺点的系统，但是应该认识到，任何这样的益处不是对公开的原理的范围的限制，也不是对所附权利要求的限制，除非在权利要求中明确指出。此外，该【背景技术】部分中的技术的讨论反映了发明人自身的意见、考虑和想法，但不旨在准确地记录或全面总结现有技术。因此，发明人将该部分作为针对所讨论细节的承认或认为的现有技术而明确排除在权利要求之外。而且，这里对所期望的行为过程的识别反映了发明人自己的意见和想法，不应该被认为指示了业界认可的期望。
【附图说明】
[0007]尽管所附权利要求通过特殊性阐述了本技术的特征，但是根据结合附图所作的下面详细的描述，这些技术与其目的和优点一起可以被最好地理解，在附图中:
[0008]图1是可以实施当前公开的原理的实施例的示例设备的简化示意；
[0009]图2是根据所述原理的实施例的一件式金属后板的平面图；
[0010]图3是根据所述原理的实施例的进一步包括天线垫片的图2的一件式金属后板的平面图；
[0011]图4是根据所述原理的实施例的进一步包括附加元件的图2和3的一件式金属后板的平面图；
[0012]图5是图2-4的一件式金属后板的顶部的透视图；
[0013]图6是根据所公开的原理的实施例的进一步包括天线垫片如图5中的透视图；
[0014]图7是根据所公开的原理的实施例的进一步包括加强肋的图2-4的一件式金属后板的透视图；以及
[0015]图8是根据所公开的原理的实施例的进一步示出位于天线垫片中的I/O端口的如图1中的设备的底视图。
【具体实施方式】
[0016]在呈现所公开原理的实施例的详细讨论之前，给出特定实施例的概述以帮助读者理解稍后的讨论。如上所提到的，金属用于无线通信设备的外部通常涉及影响设备功能和美感的妥协。例如，金属壳必须被分割以电隔离用作天线的特定部段。这导致难看的塑料接合部段并且在通过天线元件将I/O端口定位时需要额外小心。
[0017]在公开原理的实施例中，为设备配置和制造提供新颖的方法，其中，单件金属外壳被产生为包括多个臂。这些臂在完成的设备中能够用作天线。在其中包括四个这样的臂的示例中，壳可以被配置为具有在壳的一端处的两个臂和在壳的相反端处的两个臂。
[0018]该设计不需要在壳的背部处的塑料接合。而是，每对臂连接到壳的主体且臂在其端部处被塑料或其它电隔离材料的小垫片彼此分隔开。塑料垫片可以被包覆模制到金属壳或者用胶、卡扣、螺丝等等组装到金属壳。因此，壳需要具有仅两个分割部:在部分的任一端处的每个天线对之间一个分割部。这个单件壳提供额外的益处，金属和塑料之间的结合或接合几何仅需要沿着设备周界而存在，因此减小了设备厚度。
[0019]此外，不需要使用纳米模制，因为不存在需要结合的任何小单独金属件。金属是单件的，且仅需要天线对的端部在物理上而不是电气上彼此结合。最后，I/o端口可以放置在一个或两个塑料天线裂缝内，使得从每个天线到I/o端口的物理分隔得到保持，改善了两个天线的总体性能。
[0020]记住这个概述，现在转到结合附图的更详细的讨论，本公开的技术被图示为在合适计算环境中实施。下面的设备描述基于公开原理的实施例和示例且不应被视作限制关于在此未明确描述的可替换实施例的权利要求。因此，例如，尽管图1图示了在其中可以实施公开原理的实施例的示例移动设备，但是将认识到，可以使用其它设备类型，包括但不限于个人计算机、平板计算机和其它设备。
[0021]图1的示意图示出可以在其内实施本公开的多个方面的环境的示例性设备110形成部分。特别地，示意图图示包括若干示例性部件的用户设备110。将认识到，取决于用户偏好、部件可用性、价格点以及其它考量，额外或可替换的部件可用于给定实施中。
[0022]在所图示的实施例中，用户设备110的部件包括显示屏120、应用(例如程序)130、处理器140、存储器150、诸如语音和文本输入设施的一个或多个输入部件160以及诸如文本和听觉输出设施(例如一个或多个扬声器)的一个或多个输出部件170。
[0023]处理器140可以是微处理器、微计算机、专用集成电路等中的任一个。例如，处理器140可以由来自任何所需系列或制造商的一个或多个微处理器或控制器来实施。类似地，存储器150可以驻留在与处理器140相同的集成电路上。此外或可替换地，存储器150可以经由网络，例如经由基于云的存储来存取。存储器150可以包括随机存取存储器(S卩，同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRM)或任何其它类型的随机存取存储器设备)。此外或可替换地，存储器150可以包括只读存储器(即，硬盘驱动器、闪存存储器或任何其它所需类型的存储器设备)。
[0024]由存储器150存储的信息可以包括与一个或多个操作系统或应用相关联的程序代码以及信息数据(诸如程序参数、处理数据等等)。操作系统和应用典型地通过被存储在非瞬时计算机可读介质(例如存储器150)中的可执行指令来实施，以控制电子设备110的基本功能。这样的功能可以包括例如在各种内部部件和存储之间的交互以及去往和来自存储器150的应用和数据的检索。
[0025]进一步，关于这些应用，这些典型利用操作系统来提供更具体功能，诸如文件系统服务和对存储在存储器150中的受保护和不受保护的数据的掌控。尽管许多应用可以提供用户设备110的标准或所需功能，但是在其它情况中，应用提供可选或专门化的功能，并且可以由第三方提供商或设备制造商来供应。
[0026]最后，关于信息数据，例如程序参数和处理数据，该不可执行信息可以被操作系统或应用来参考、操纵或写入。这样的信息数据可以包括例如:在制造期间被预编程到设备中的数据；由设备创建或由用户添加的数据;或者上传到服务器或其它设备、从服务器或其它设备下载或者在服务器或其它设备处存取的多种类型的信息中的任一，在设备正在进行的操作期间设备与上述的服务器或其它设备进行通信。
[0027]设备110可以包括软件和硬件联网部件180以允许去往和来自设备的通信。这样的联网部件180将典型地提供无线互联功能，尽管可能额外或可替换地支持有线互联。
[0028]在实施例中，电源190诸如电池或燃料电池，可能被包括以便提供电力给设备110及其部件。所有或一些内部部件通过一个或多个共享或专用内部通信链路195诸如内部总线来彼此通信。
[0029]在实施例中，设备110被编程，使得处理器140和存储器150与设备110的其它部件交互以执行各种功能。处理器140可以包括或实施各种模块并执行程序以发起不同活动，诸如启动应用、传送数据以及切换各种图形用户界面对象(例如，切换被链接到可执行应用的各种显示图标)。
[0030]转到图2，该图示出了用于诸如图1的设备110的便携通信设备的金属后板201。在所图示的示例中，金属后板201被形成有第一开口 203和第二开口 205，第一开口 203位于金属后板201的上部中而第二开口 205位于金属后板201的下部中。
[0031]此外，断口 207位于金属后板201的顶部中，使得开口 203没有闭合。类似地，断口209位于金属后板201的底部中，使得开口 205没有闭合。第一开口 203、第二开口 205、第一断口 207和底部断口 209的结果是使得在金属后板201的顶部和底部处均形成一对天线臂。特别地，一对天线臂211、213形成在金属后板201的顶部处，另一对天线臂215、217形成在金属后板201的底部处。金属后板201的剩余部分在此被称为金属后板201的主体219。
[0032]图3图示在其上具有额外的结构的了图2的金属后板201。特别地，如图3中所示的金属后板201包括第一垫片301，第一垫片301将在天线臂211、213之间的间隙桥接。垫片由塑料或其它不导电材料制成且在开口 203内包括材料以稳定垫片301且使其它元件绝缘。
[0033]类似地，金属后板201中的底部开口 205包括一对天线臂215、217之间的间隙。在图3中所图示的实施例中，该间隙经由将在天线臂215、217之间的间隙桥接的第二垫片303而桥接。如同第一垫片，第二垫片由塑料或其它不导电材料制成且在开口 205内包括材料以稳定垫片303且使其它元件绝缘。
[0034]继续，图4图示了具有填充有不导电材料401、403的开口的金属后板201。该材料401、403闭合了金属后板201并且允许在外部面对设备的安装。例如，在所图示的实施例中，在金属后板201的顶部中填充的不导电材料401被用作用于相机405和附属闪光灯407的安装部。将认识到，可以在金属后板201的顶部或底部处的不导电材料401、403中安装额外或可替换设备。实际上，在任何位置中都根本不需要安装任何设备。
[0035]现在转到图5，该图示出了金属后板201的顶部的前透视图。在此视图中，可以看出，第一天线臂211和第二天线臂213在金属后板201的主体219的平面中薄，但在与该平面垂直的方向上可以与设备(图1) 一样厚。
[0036]在图5的图示中，还可以看出，天线臂213、215的下侧形成有轻微的肋和缺口，从而帮助与塑料件诸如将在天线臂211、213(图2)之间的间隙桥接的第一垫片301互锁。
[0037]在图6中可以看出第一垫片301和天线臂211、213的互锁和定位，图6示出了安装了第一垫片301的金属后板201的顶部的前透视图。
[0038]尽管一件式金属后板201可能比多件金属后板更坚固，在特定实施中可能仍需要加固。例如，设备110的本体(即没有金属后板201)的刚度也对设备110在整体上的的刚度有贡献。但是，由于一件式金属后板201允许更薄的设备，所以总体设备110，如果更薄，可以比具有更博后板的更厚设备在刚度上更小。
[0039]因此，一个或多个加固件或加强肋可以形成于一件式金属后板201中。图7是示出放置了第一加强肋701和第二加强肋703的金属后板201的前透视图。每个肋701、703与一件式金属后板201成一体，并且延伸到一件式金属后板201的主体219的主平面之外。
[0040]尽管内部设备部件在该视图中未示出，但设备厚度可以通过将肋定位于诸如电池、PCB、小开口等内部设备部件之间而得到保持。而且，肋701、703不需要是笔直的，而是可以包括转弯、角度、凹口以及允许肋通过(c I ear)内部设备部件的其它特征。
[0041]在所图示的示例中，肋701和肋703都没有完全地横贯一件式金属后板201，且第一肋701是参差不齐的而不是均匀笔直。在所述原理的实施中，这些形状被配置为直接接受电池和印刷电路板。
[0042]尽管为了示例所图示的实施例利用两个肋，但是本领域技术人员将理解，比两个更多或更少的肋可以被用作加固件。而且，尽管肋701、703通常被示出为横贯一件式金属后板201的主轴线705，且尽管在每个肋中需要一些横贯元件，但是一个或两个肋701、703可以被以这样的方式指引或形成:它们实际上不接触主轴线705。
[0043]如上所提到的，所述的一件式金属后板的优点在于，天线间隙中的不导电材料还可以服务环绕I/O端口的目的。图8是使用所述后板201且具有I/O端口801(1/0端口801位于将在天线臂215、217之间的间隙桥接的垫片中)的的设备110的简化底视图。这样的端口可以被严重接地，且保持与天线臂215、217的分隔允许更优化的天线性能。
[0044]这里已经公开了一种用于在便携通信设备中使用一件式金属后板的系统和方法。但是，鉴于可以应用本公开的原理的许多可能实施例，应该认识到，这里关于附图描述的实施例的意思仅是说明性的且不应该被视为限制权利要求的范围。因此，这里描述的技术考虑到了可以在所附权利要求及其等价物的范围内的所有这样的实施例。
【主权项】
1.一种便携电子设备壳，包括: 单件导电体，所述单件导电体具有周围且具有在所述周围中形成的一个或多个天线臂，每个天线臂包括所述导电体的条带，所述导电体的条带在一端处电连接到所述导电体的剩余部分且延伸到终端，所述一个或多个天线臂部分地包围在所述壳中的开口；以及不导电材料，所述不导电材料被配置且定位成包围在所述壳中的所述开口的没有被所述一个或多个天线臂部分地包围的剩余部分。2.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，其中，所述单件导电体由导电金属构成。3.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，其中，所述一个或多个天线臂包括两个天线臂，每个天线臂部分地包围在所述壳中的所述开口且在相应的终端之间具有间隙，并且其中，所述不导电材料被配置和定位成填合在所述相应的终端之间的所述间隙。4.根据权利要求3所述的便携电子设备壳，其中，所述壳包括两个开口，每个开口被在其终端之间具有间隙的两个天线臂部分地划界，每个间隙用不导电材料填合。5.根据权利要求4所述的便携电子设备壳，其中，所述两个开口位于所述壳的相反端处。6.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，其中，所述不导电材料被模制到所述导电体上。7.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，其中，所述不导电材料被组装到所述导电体。8.根据权利要求7所述的便携电子设备壳，其中，所述不导电材料经由胶、卡扣或螺丝中的一个或多个而被组装到所述导电体。9.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，进一步包括延伸通过所述不导电材料的电端口，所述电端口与所述导电体电隔离。10.根据权利要求1所述的便携电子设备壳，进一步包括与所述单件导电体一体的至少一个加强肋。11.根据权利要求10所述的便携电子设备壳，其中，所述单件导电体包括内表面和外表面，且所述内表面被配置为直接接受电池和印刷电路板。12.一种便携电子设备，包括: 印刷电路板； 电池;以及 壳，所述壳包括: 单件导电体，所述单件导电体具有周围且具有在所述周围中形成的一个或多个天线臂，每个天线臂包括所述导电体的条带，所述导电体的条带在一端处电连接到所述导电体的剩余部分且延伸到终端，所述一个或多个天线臂部分地包围在所述壳中的开口；以及不导电材料，所述不导电材料被配置且定位成包围在所述壳中的所述开口的没有被所述一个或多个天线臂部分地包围的剩余部分。13.根据权利要求12所述的便携电子设备，其中，所述一个或多个天线臂包括两个天线臂，每个天线臂部分地包围在所述壳中的所述开口且在相应的终端之间具有间隙，并且其中，所述不导电材料被配置和定位成填合在所述相应的终端之间的所述间隙。14.根据权利要求13所述的便携电子设备，其中，所述单件导电体包括两个开口，每个开口被在其终端之间具有间隙的两个天线臂部分地包围，每个间隙用不导电材料填合。15.根据权利要求14所述的便携电子设备，其中，所述两个开口位于所述单件导电体的相反端处。16.根据权利要求12所述的便携电子设备，其中，所述不导电材料被模制到所述导电体上，或组装到所述导电体。17.根据权利要求12所述的便携电子设备，进一步包括延伸通过所述不导电材料的电端口，所述电端口与所述导电体电隔离。18.根据权利要求12所述的便携电子设备，进一步包括与所述单件导电体一体的至少一个加强肋。19.根据权利要求18所述的便携电子设备，其中，所述单件导电体包括内表面和外表面，且所述内表面被配置为直接接受电池和印刷电路板。20.—种用于便携电子设备的天线系统，所述天线系统包括: 导电材料的大体矩形的单板，所述导电材料的大体矩形的单板在其每端处具有开口，每个开口被所述导电材料的一对条带部分地划界，使得在每对条带的端部之间存在间隙；以及 不导电分割部，所述不导电分割部填充在每对条带的端部之间的所述间隙。
【文档编号】H05K5/02GK105846047SQ201610069122
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月1日
【发明人】约瑟夫·L·阿洛雷, 穆罕默德·R·阿卜杜勒-加福, 迈克尔·J·隆巴尔迪
【申请人】摩托罗拉移动有限责任公司