一种可穿戴设备的制造方法

文档序号:10825168阅读:498来源:国知局
一种可穿戴设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种可穿戴设备,该可穿戴设备包括主体部;主体部包括:金属外壳以及非金属机芯;非金属机芯嵌在金属外壳的内腔里,且非金属机芯的上边沿至少与金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳;可穿戴设备的天线走线与印刷电路板PCB连接后,设置在非金属机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位。本实用新型的技术方案,通过设置非金属机芯的上边沿至少与金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳,并且在上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位部设天线走线,使天线走线能够露出金属外壳,改善可穿戴设备的天线性能。
【专利说明】
一种可穿戴设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及可穿戴设备技术领域,具体设计一种可穿戴设备。
【背景技术】
[0002]目前,可穿戴设备如智能手环这样的全金属外壳产品,通常的天线设计方案有:方案一,在可穿戴设备的(印刷电路板,Printed Circuit Board)PCB上做出天线走线,但PCB板都设置在金属外壳内,当通过该天线进行信号收发时,由于金属外壳对信号的屏蔽作用,导致天线效率差,难以满足使用需求。方案二,采用陶瓷天线,陶瓷天线贴装(通过焊接工艺)在PCB上,由于PCB被封装在智能手环的金属外壳内,导致使用过程中这种陶瓷天线也被金属外壳屏蔽,信号无法发射出去,实际信号收发效果与方案一一致。
[0003]综上可知,现有智能手环的天线一般都被包裹在金属外壳之中,由于金属的屏蔽作用,天线信号不能有效地传输出来,也不能有效的接收外部设备发送的信号,信号效率差。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型提供了一种可穿戴设备,该可穿戴设备的天线设计与现有技术不同,解决了现有技术中天线被包裹在金属外壳之中,受制于金属对信号的屏蔽作用,天线信号不能有效地传输、效率差的问题。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]本实用新型提供了一种可穿戴设备,该可穿戴设备包括主体部;
[0007]主体部包括:金属外壳,以及非金属机芯;
[0008]非金属机芯嵌在金属外壳的内腔里,且非金属机芯的上边沿至少与金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳;
[0009]可穿戴设备的天线走线与印刷电路板PCB连接后,设置在非金属机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位。
[0010]可选地,非金属机芯的材质为内含金属复合物的塑料;
[0011 ]金属外壳的内腔中设置PCB板,PCB板上焊接有连接件;
[0012]塑料机芯的内表面与所述连接件接触的区域设置天线触点,并在天线触点位置开一过孔,该过孔连通塑料机芯的内外表面,天线走线与触点连接,并经过孔引至塑料机芯的外表面后并通过激光直接成型LDS镭射在塑料机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位。
[0013]可选地,金属外壳为管状,塑料机芯为凹陷状;
[0014]该凹陷状塑料机芯设置在管状金属外壳的开口处。
[0015]可选地,该可穿戴设备进一步包括:佩戴部,以及将佩戴部与主体部连接在一起的卡轴,
[0016]卡轴为金属材质;
[0017]塑料机芯的壁部对称设置有连接孔,卡轴的两端分别插入该连接孔且安装后卡轴可活动。
[0018]可选地,通过激光直接成型LDS镭射天线走线时,将卡轴作为天线发射的一部分,以塑料机芯壁部一侧的连接孔为中心,在LDS塑料机芯壁部按照预定形状通过激光直接成型LDS镭射天线走线,使得天线信号能够耦合到卡轴上。
[0019]可选地,预定形状为U形、圆形或半圆弧形。
[0020]可选地,连接件为弹性件。
[0021]可选地,弹性件为弹片或弹簧顶针。
[0022]可选地,可穿戴设备为智能手环或智能手表。
[0023]本实用新型的有益效果是:本实用新型的这种可穿戴设备包括主体部,主体部主要包括有金属外壳和非金属机芯,通过采用非金属机芯,并将非金属机芯嵌在金属外壳的内腔里,且非金属机芯的上边沿至少与金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳,然后再将天线走线与印刷电路板PCB连接后,设置在非金属机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位,从而使得天线走线可以露出金属外壳,打破金属外壳对天线信号的屏蔽,改善可穿戴设备天线的性能。
【附图说明】
[0024]图1是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的结构框图;
[0025]图2是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的主体部结构示意图;
[0026]图3是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备非金属机芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]实施例一
[0028]图1是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的结构框图,参见图1,该可穿戴设备10包括王体部101 ;
[0029]主体部101包括:金属外壳1011,以及非金属机芯1012;
[0030]非金属机芯1012嵌在金属外壳1011的内腔里,且非金属机芯1012的上边沿至少与金属外壳1011的上端面平齐,使非金属机芯1012的上边沿能够部分露出金属外壳1011;[0031 ] 可穿戴设备10的天线走线与印刷电路板PCB(Printed Circuit Board,简称PCB)连接后,设置在非金属机芯1012上边沿的与金属外壳1011的上端面平齐的部位。
[0032]图1所示的可穿戴设备的天线走线设置在非金属机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位。由于非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳,所以天线走线也可以露出金属外壳,从而打破了金属外壳对天线信号的屏幕限制,改善了可穿戴设备的天线性能,提高了可穿戴设备的用户使用体验和竞争力。
[0033]本实用新型实施例中的这种可穿戴设备可以是智能手环或智能手表,并且天线可以是蓝牙信号天线。以下以智能手环为例对可穿戴设备的结构进行具体说明。智能手表的天线结构与智能手环的天线结构基本相同,可以参见本实用新型实施例中智能手环中天线设计结构的具体说明。
[0034]实施例二
[0035]图2是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备的主体部结构示意图,参见图2,智能手环的金属外壳21为管状,非金属机芯的材质为内含金属复合物的塑料;塑料机芯22为凹陷状;该凹陷状塑料机芯22设置在管状金属外壳21的开口处(塑料机芯21类似于堵头,堵在金属外壳21的开口位置)。
[0036]需要说明的是,本实施例中,智能手环的天线为LDS天线。具体的非金属机芯采用LDS塑料制成,这种塑料中包含金属复合物(如金属素子),当通过LDS(激光直接成型,LaserDirect Structuring)激光锡射后,激活金属素子在塑料上扎根,之后再施以电镀金属化,从而在塑胶表面产生金属材质的天线线路。采用LDS天线不仅避免了内部金属干扰,更缩小了智能手环的体积,节约产品空间。
[0037]本实施例中,金属外壳21的内腔中设置有PCB板,PCB板上焊接有连接件;塑料机芯22的内表面与连接件接触的区域设置天线触点,并在天线触点位置开一过孔,该过孔连通塑料机芯的内外表面,天线走线与触点连接,并经过孔引至塑料机芯的外表面后通过激光直接成型LDS镭射在塑料机芯22上边沿221的与金属外壳21的上端面211平齐的部位。实际生产时,触点可采用LDS工艺来实现,如通过LDS激光镭射一个矩形区域作为天线触点。并且,矩形区域的宽度大于比天线走线的宽度,以使得PCB板上的连接件充分、可靠地与天线走线连接。这里的机芯内表面是指包裹在金属外壳21内,未露出金属外壳21的那一面,而外表面是与内表面相对的那一面,夕卜表面至少部分露出金属外壳21。
[0038]天线走线过程具体可以为:智能手环的PCB板设在金属外壳21的内腔里,并与凹陷状塑料机芯22连接(如,在支撑塑料机芯的支架上开设卡槽,将PCB板插在卡槽上),天线走线先与PCB上设置的连接件连接,然后经塑料机芯22底部的过孔穿出,由机芯内部引至机芯外部并将天线走线设置于机芯的边缘位置(即塑料机芯22的上边沿221,)使天线发射端与金属外壳21的上端面平齐。
[0039]另外,由于金属外壳的屏蔽作用,包裹在金属外壳内的天线走线发射的能量很少,应作为天线走线的过渡部分,设置的尽量短,以缩短从PCB板到塑料机芯底部的距离,相对延长天线走线在塑料机芯上边沿的长度,实现增强信号接收/发射的效率的效果。如,在PCB板的连接件与塑料机芯接触的部位(通常为塑料机芯的底部)钻孔,并在钻孔的位置作沉铜处理,形成金属化孔,即过孔。具体的钻孔并做沉铜处理为现有工艺,可以参见现有技术中对这两种工艺的说明,这里不再赘述。
[0040]优选地,本实施例在PCB板焊接弹性件作为连接件,弹性件可以是弹片或者弹簧顶针(pogo pin),对此不做限制。
[0041 ] 实施例三
[0042]图3是本实用新型一个实施例的一种可穿戴设备非金属机芯的结构示意图,在本实施例中,智能手环进一步包括:佩戴部,以及将佩戴部与主体部连接在一起的卡轴32,卡轴32为金属材质。
[0043]塑料机芯31的壁部对称设置有连接孔311,卡轴32的两端分别插入该连接孔311且安装后卡轴32可活动。
[0044]由于卡轴32的作用相当于一个转轴,时刻可能活动,采取天线走线与卡轴32直接接触的方式不稳定,因而本实施例中采用耦合方式,将卡轴32作为天线发射端的一部分,增大天线的发射面积。
[0045]具体实施时,通过激光直接成型LDS镭射天线走线,将卡轴32作为天线发射的一部分,以塑料机芯31壁部一侧的连接孔311为中心,在LDS塑料机芯壁部按照预定形状通过激光直接成型LDS镭射天线走线,使得天线信号能够耦合到卡轴32上。例如,天线走线时,在靠近卡轴时将走线引到卡轴的下方,天线走线离卡轴越近,耦合效果越好。但是,天线走线也不能离卡轴太近,以免引起短路,所以本实施例中在卡轴处围绕连接孔0.5毫米处(以连接孔为圆心,0.5毫米为半径)走一个半圆弧形,使天线信号能够耦合到卡轴上,从而使卡轴成为天线发射的一部分。
[0046]之所以利用卡轴32来增大天线的发射面积,是因为卡轴32是金属材质,天线走线312经过镭射、电镀后也是金属材质的,走线312在卡轴下方0.5_处呈圆弧状,使走线312与卡轴32间的耦合面积加大,此时天线走线312与卡轴32间相当于平板电容的两个板极,板极间的介质为塑胶,这样走线312与卡轴32就形成了一个平板电容,在高频情况下,电容对高频信号是一个导通状态,从而实现走线312与卡轴32的电连接。
[0047]需要说明的是,图3中示出了绕连接孔311按照设定的半圆弧状设计天线走线的示意。但是在本实用新型的其他实施例中,也可以按照其他形状在塑料机芯壁部的连接孔311附近镭射天线走线,如U形或圆形只要满足使得天线走线与卡轴间充分耦合即可。此外,具体在绕连接孔镭射圆形天线走线之前,可以将连接孔在塑料机芯上的位置设置的向下一些,以方便镭射出圆形。
[0048]另外,图3还示意出了在塑料机芯31上边沿的一段天线走线312,由于塑料机芯的上边沿与金属外壳的上端面平齐,所以设置在塑料机芯上边沿的这段天线走线312可以暴露在金属外壳之前,信号收发性能得到大大提升。
[0049]综上所述,本实用新型的这种可穿戴设备包括主体部和佩戴部,主体部主要包括有金属外壳和非金属机芯,通过采用非金属机芯,并将非金属机芯嵌在金属外壳的内腔里,且非金属机芯的上边沿至少与金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳,然后再将天线走线与印刷电路板PCB连接后,设置在非金属机芯上边沿的与金属外壳的上端面平齐的部位,从而使得天线走线可以露出金属外壳,打破了金属外壳对天线信号的屏蔽,改善了可穿戴设备的天线性能,提高了可穿戴设备的竞争力。经实验证明,本实用新型这种可穿戴设备的天线效率(dB值)能够达到-SdB左右,与现有技术方案相比,信号收发效率明显提高。
[0050]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种可穿戴设备,其特征在于,该可穿戴设备包括主体部; 所述主体部包括:金属外壳,以及非金属机芯; 非金属机芯嵌在金属外壳的内腔里,且非金属机芯的上边沿至少与所述金属外壳的上端面平齐,使非金属机芯的上边沿能够部分露出金属外壳; 可穿戴设备的天线走线与印刷电路板PCB连接后,设置在非金属机芯上边沿的与所述金属外壳的上端面平齐的部位。2.根据权利要求1所述的可穿戴设备,其特征在于,所述非金属机芯的材质为内含金属复合物的塑料; 所述金属外壳的内腔中设置所述PCB板,所述PCB板上焊接有连接件; 塑料机芯的内表面与所述连接件接触的区域设置天线触点,并在所述天线触点位置开一过孔,该过孔连通塑料机芯的内外表面,天线走线与触点连接,并经所述过孔引至塑料机芯的外表面后通过激光直接成型LDS镭射在塑料机芯上边沿的与所述金属外壳的上端面平齐的部位。3.根据权利要求2所述的可穿戴设备,其特征在于,所述金属外壳为管状,所述塑料机芯为凹陷状; 该凹陷状塑料机芯设置在管状金属外壳的开口处。4.根据权利要求3所述的可穿戴设备,其特征在于,该可穿戴设备进一步包括:佩戴部,以及将佩戴部与主体部连接在一起的卡轴, 所述卡轴为金属材质; 所述塑料机芯的壁部对称设置有连接孔,所述卡轴的两端分别插入该连接孔且安装后卡轴可活动。5.根据权利要求4所述的可穿戴设备,其特征在于,通过激光直接成型LDS镭射天线走线时,将所述卡轴作为天线发射的一部分,以塑料机芯壁部一侧的连接孔为中心,在LDS塑料机芯壁部按照预定形状通过激光直接成型LDS镭射天线走线,使得天线信号能够耦合到卡轴上。6.根据权利要求5所述的可穿戴设备,其特征在于,所述预定形状为U形、圆形或半圆弧形。7.根据权利要求2所述的可穿戴设备,其特征在于,所述连接件为弹性件。8.根据权利要求7所述的可穿戴设备,其特征在于,所述弹性件为弹片或弹簧顶针。9.根据权利要求1-8中任一项所述的可穿戴设备,其特征在于,所述可穿戴设备为智能手环或智能手表。
【文档编号】H01Q1/22GK205508999SQ201620075698
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年1月26日
【发明人】张建国, 赵培杰, 伊超, 崔文岳
【申请人】歌尔声学股份有限公司
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