电子设备的壳体及包括该壳体的电子设备的制作方法

本发明涉及一种电子设备的壳体以及包括所述壳体的电子设备。

背景技术：

目前，为使电子设备、例如手持通讯设备(通常包括小型便携式计算机、智能手机等)更为坚固以及为实现更多的外观装饰效果，广泛使用金属代替传统的塑胶材料作为手持通讯设备的外壳。

为了进一步减小整个设备的尺寸，使其结构更为紧凑、便于携带，在设计上往往将手持通讯设备的金属外壳或者金属外壳的一部分作为天线的构成部分。为了避免良导体的金属壳体对天线通信信号产生屏蔽作用，一般需要在金属壳体的特定部位开设缝隙，该缝隙有一定的高频阻抗和容抗特性，并作为天线或天线电路的一部分来解决金属壳体队天线通信信号的屏蔽问题。但在金属壳体上开设缝隙，往往会影响手持通讯设备的外观，破坏整个手持通讯设备壳体的一体性(unibody)特点。

为了继续保持手持通讯设备外观上的整体性或一体性特点，则要求在金属壳体上所开设的缝隙的尺寸达到足够小，使得用户裸眼观察缝隙部位时，缝隙不可见或者仅有极低的可见度。

美国专利US 8,373,610 B2公开了一种天线的结构，美国专利申请US 2009/0153412 A1公开了一种天线窗口结构。在前述天线和天线窗口的结构中，开设在金属壳体或部件上的若干条微缝的宽度小于100μm，并且认为在缝隙宽度小于100μm时，缝隙所在区域壳体的表面与其他部分壳体的表面在视觉效果上的差异非常小。因此，即使在壳体上开设缝隙、破坏了壳体的整体性，但通过缝隙尺寸的控制，也能够尽量减小缝隙对壳体视觉整体性的影响。但仅通过控制缝隙的宽度并不能从根本上解决壳体的视觉整体性的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决现有技术中的以上所述的问题。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于电子设备的壳体，所述壳体包括至少一个金属本体和至少一个微层结构，所述微层结构与所述金属本体构成所述电子设备的天线的一部分，并且所述微层结构两端延伸至所述壳体的周边的至少一个边缘，其中，所述微层结构包括至少一个金属层和至少一个填充层，所述金属层和所述填充层层叠。

优选地，所述壳体还可以包括由绝缘材料制成的加强层，所述加强层贴合在所述金属本体和所述微层结构的内侧和/或外侧。

优选地，所述壳体可以呈大致平板状，并且其内侧表面和/或外侧表面是平坦的或是弧形的。

优选地，所述壳体可以包括大致平板状的主体和从所述主体的周边开始沿大致垂直于所述主体所在平面的方向延伸形成的边框。优选地，所述微层结构可以至少部分地位于一个或多个所述边框中。

优选地，所述微层结构可以位于靠近所述壳体的一个或多个边缘处。

优选地，所述填充层的表面颜色与所述金属本体及所述金属层的表面颜色之间的色差ΔEab满足：0≤ΔEab≤5。

优选地，所述填充层可以含有染色剂，从而所述填充层的表面颜色与所述金属本体的表面颜色之间的色差ΔEab满足：0≤ΔEab≤5。

优选地，所述填充层的被暴露的表面可以设有颜色补偿层，从而所述颜色补偿层的表面颜色与所述金属本体及所述金属层的表面颜色之间的色差ΔEab满足：0≤ΔEab≤5。

优选地，所述填充层的表面颜色与所述金属本体及所述金属层的表面颜色之间的色差ΔEab可以满足：0≤ΔEab≤2。

优选地，所述壳体的外表面可以涂覆有装饰层，从而所述填充层上的装饰层的表面颜色与所述金属本体上的装饰层的表面颜色之间的色差ΔEab满足：0≤ΔEab≤5，并且更优选地满足：0≤ΔEab≤2。

优选地，所述装饰层可以是电着装涂层、涂漆层、光学镀膜层或喷砂层。

优选地，所述壳体的外表面可以设有装饰纹路。

优选地，所述装饰纹路可以呈线形、发丝纹形、同心圆形或波浪形。

优选地，每一个所述微层结构可以包括5～10个填充层，并且所述填充层与所述金属层可以交替层叠。

优选地，所述填充层的宽度为10～100μm。

优选地，所述金属层的宽度为0.1～1.0mm。

根据本发明的另一个方面，还提出了一种电子设备，所述电子设备包括根据以上所述的壳体。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的优选实施方式，其中：

图1示出了根据本发明的第一实施方式的壳体的局部横截面视图；

图2示出了图1中的壳体的局部放大视图；

图3a示出了根据本发明的第二实施方式的壳体的正视图、仰视图和侧视图；

图3b和3c分别示出了图3a所示的壳体的从内侧和外侧观察的透视图；

图4a示出了根据本发明的第三实施方式的壳体的正视图、仰视图和侧视图；

图4b和4c分别示出了图4a所示的壳体的从内侧和外侧观察的透视图；

图5示出了根据本发明的第四实施方式的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图6示出了根据本发明的第五实施方式的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图7示出了根据本发明的第六实施方式的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图8示出了根据本发明的第七实施方式的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图9a和图9b分别示出了图8所示的壳体的顶部和底部的局部放大视图；

图10示出了根据本发明的第八实施方式的壳体的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图11示出了图10中的微层结构的局部放大视图；

图12示出了根据本发明的第九实施方式的壳体的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图13a和图13b分别示出了图12中的微层结构的局部放大视图；

图14示出了根据本发明的第十实施方式的壳体的正视图、俯视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图15示出了图14中的微层结构的局部放大视图；

图16示出了根据本发明的第十一实施方式的壳体的正视图、俯视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图；

图17示出了根据本发明的第十二实施方式的壳体的局部放大视图；

图18示出了根据本发明的第十三实施方式的壳体的局部放大视图；

图19示出了根据本发明的第十四实施方式的壳体的局部放大视图；

图20示出了根据本发明的第十五实施方式的壳体的局部放大视图；

图21a和21b分别示出了根据本发明的第十六实施方式的壳体的局部透视图和放大的局部透视图；

图22a和22b分别示出了根据本发明的第十七实施方式的壳体的透视图及其放大的局部透视图；以及

图23a和23b分别示出了根据本发明的第十八实施方式的壳体的透视图及其放大的局部剖视图。

具体实施方式

参见图1，其示出了根据本发明的第一实施方式的壳体100的局部横截面视图。所述壳体100例如用于电子设备，尤其是手持通讯设备。

壳体100包括至少一个金属本体110和至少一个微层结构120。所述微层结构120包括多个金属层121和多个填充层122。参见图2，其示出了图1中P处的局部放大视图。这里，金属层121由延垂直于图面的条状的金属薄片构成。填充层122由绝缘材料构成。其中，所述金属层和所述填充层交替层叠，由此构成所述电子设备的天线的一部分。

可选地，壳体100还可以包括加强层130，所述加强层130由绝缘材料制成，并且贴合在金属本体110和微层结构120的内侧和/或外侧。

在该实施方式中，填充层122构成壳体100中的绝缘微层。另外，金属本体110和金属薄片121还可以事先经过阳极氧化。在这种情况下，所述绝缘微层由金属薄片之间的阳极氧化膜层加上填充层122构成。

为了实现壳体的整体性视觉效果，需要所述绝缘微层不可见，或者至少具有低可见度。例如，绝缘微层的宽度的值例如可以为5～100μm，特别地，填充层可以为10～100μm。金属薄片的宽度例如可以为0.1～1.0mm。

当金属本体110和金属薄片121在结合前经过阳极氧化处理时，经过处理的金属表面可存在一层厚度均匀的阳极氧化膜层，其厚度例如约为1～20μm。由于氧化膜具有绝缘特性，因此更好地确保了各金属薄片之间的绝缘。并且由于阳极氧化膜层是一种多孔结构，这些多孔表面形貌也有利于提高金属之间的连接强度。在这种情况下，从物质构成来看，绝缘微层是由阳极氧化膜层和构成填充层的绝缘材料构成的。

当上述金属壳体100应用到例如手持通信设备上时，所述绝缘微层的主要功能是使得金属壳体100本身具有一定的高频阻抗，以便金属壳体100的内部能够接收和发射高频无线电信号。这里的高频指的是700MHz～3000MHz的电磁频率。

这种微绝缘层结构在目标频段内具有感抗和容抗特性，当通过该隐藏槽以及该隐藏槽所划分出来的壳体各个部分作为辐射装置时，该微绝缘层结构的感抗和容抗特性可以起到匹配电路的作用，使辐射装置在目标频段内产生最佳效果。由于无线电信号的发射与接收通过该隐藏槽以及该隐藏槽所划分出来的壳体各个部分共同来实现，从而使得金属壳体既满足移动终端设备对壳体的机械性能和外观装饰的要求，又实现移动终端设备的无线电通信信号的天线功能。

可以理解的是，尽管在该实施方式中，提供了两个金属本体110和7个金属薄片121，然而其它数量也是可行的。例如，可以在两个金属本体之间设置5个或9个金属薄片，或者提供2个微层结构连接3个金属本体，其中每个微层结构可以分别具有5个或9个金属薄片。另外，甚至也可仅提供1个金属本体。在这种情况下，微层结构可以作为整个金属壳体的边缘部位。优选地，每个微层结构包括5～10个填充层。

在该实施方式中，例如可以利用粘接剂作为结合物来构成填充层122。在这种情况下，使用“粘合法”来执行金属本体110和金属薄片121的结合。所述粘结剂可以是有机粘结剂或无机粘结剂，可以是液体形态或者非液体形态的粘结剂。

替代地，填充层122也可以例如由在受热时可以熔融的有机材料构成，并且使用“熔融法”来执行金属本体110和金属薄片121的结合。其中所述有机材料可以是PE、PP、PET、PPS、尼龙等。

下面参见图3a-16，其中示出了微层结构的不同的实施方式。虽然微层结构部分在视觉效果上与壳体其他部分差别不明显，但为了清楚表示微层结构在壳体上的位置及分布，图3a-16中均以深色线条表示微层结构。

需要说明的是，当微层结构作为所述电子设备的天线的一部分时，一般将微层结构设计为整体上呈窄带状、并且沿所述电子设备的壳体表面分布。形状为窄带状的微层结构具有两个端部，为了实现天线功能，微层结构的至少一个端部应设计为自由端部，即微层结构的至少一个端部的端面应处于所述电子设备的边缘(或表面)。即在结构上，如当有一个微层结构时，该微层结构将金属壳体划分为第一金属壳体和第二金属壳体两部分，且第一金属壳体和第二金属壳体被微层结构完全或部分的分隔开。

图3a示出了壳体200的正视图、仰视图和侧视图，图3b和3c分别示出了壳体200的从内侧和外侧观察的透视图。壳体200包括两个金属本体210和一个微层结构220。两个金属本体210通过微层结构220连接。所述微层结构220包括多个金属层和多个填充层。壳体200呈大致平板状，其内侧表面是平坦的(如图3b所示)，其外侧表面是平坦的或是弧形的(如图3c所示)。

图4a示出了壳体200’的正视图、仰视图和侧视图，图4b和4c分别示出了壳体200’的从内侧和外侧观察的透视图。壳体200’包括三个金属本体210’和两个微层结构220’。三个金属本体210’通过两个微层结构220’连接。所述微层结构220’包括多个金属层和多个填充层。壳体200呈大致平板状，其内侧表面是平坦的(如图4b所示)，其外侧表面是平坦的或是弧形的(如图4c所示)。

图5示出了壳体300的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。与图3a所示的壳体200类似，壳体300包括两个金属本体310和一个微层结构320。不同的是，壳体300包括大致平板状的主体和从所述主体的周边延伸的边框301。在该实施方式中，边框301由金属本体310的直立壁和微层结构320的直立壁构成，所示直立壁沿大致垂直于所述平板状的主体的方向延伸。

图6示出了壳体300’的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体300’包括三个金属本体310’和两个微层结构320’。与图5所示的壳体300类似，壳体300’包括大致平板状的主体和从所述主体的周边延伸的边框301’。

图7示出了壳体400的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体400包括第一金属本体410、微层结构420和第二金属本体430。第一金属本体410和第二金属本体430通过微层结构420相连接。

第一金属本体410包括平板状的主体411、顶壁412、第一侧壁413和第二侧壁414。其中，第一侧壁413、顶壁412、第二侧壁414依次平滑连接成为U形壁。所述U形壁垂直于平板主体411，并且从其边缘延伸。

第二金属本体430与部分的微层结构420一起构成壳体400的底壁415。所述微层结构420在底壁415中沿侧向延伸至第一侧壁413和第二侧壁414。在底壁415与侧壁413、414的两个交界处，即，在壳体400底部的两个拐角处，微层结构420从在底壁415中侧向延伸过渡成延伸至侧壁413、414的自由边缘。

图8示出了壳体400’的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体400’包括第一金属本体410’、两个微层结构420’和两个第二金属本体430’。第一金属本体410’分别在顶部和底部通过两个微层结构420’与两个第二金属本体430’相连接。

图9a和图9b示出了壳体400’的顶部和底部的局部放大视图，其中特别地示出了微层结构420’和第二金属本体430’。该实施方式中的微层结构420’与图7示出的微层结构420类似，顶部的微层结构420’在壳体400’的顶壁中沿侧向延伸，并且在顶部的两个拐角处过渡成延伸至两个侧壁的自由边缘；并且底部的微层结构420’在壳体400’的底壁中沿侧向延伸，并且在底部的两个拐角处过渡成延伸至两个侧壁的自由边缘。

图10示出了壳体400”的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体400”包括第一金属本体410”、微层结构420”和第二金属本体430”。第一金属本体410”和第二金属本体430”通过微层结构420”相连接。

与图7示出的微层结构420类似地，第一金属本体410”包括平板状的主体，以及平滑连接成为U形壁的顶壁和两个侧壁。其中，所述U形壁垂直于平板主体，并且从其边缘延伸。所不同的是，在该实施方式中，微层结构420”并不延伸至两个侧壁中。

具体地，第二金属本体430”与全部的微层结构420”一起构成壳体400”的底壁。换句话说，整个的微层结构420”均处于底壁中。所述微层结构420”在壳体400”的底壁中沿侧向延伸，并且在底壁的两个侧端部附近垂直转向底壁的自由边缘延伸，最后终止于第二金属本体430”的自由边缘。如图11所示，微层结构420”呈大致U形。所述U形的底部与第一金属本体410”的平板状主体邻接，并且其两个侧部位于壳体400”底部的两个拐角附近。

图12示出了壳体400”’的正视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体400”’包括第一金属本体410”’、两个微层结构420”’和两个第二金属本体430”’。第一金属本体410”’分别在顶部和底部通过两个微层结构420”’与两个第二金属本体430”’相连接。

参见图13a和图13b，与图11所示出的微层结构420”类似，两个微层结构420”’分别在壳体400”’的顶壁和底壁中呈大致U形。所述U形的底部与第一金属本体410”’的平板状主体邻接，并且其两个侧部分别位于壳体400”’顶部和底部的两个拐角附近。

图14示出了壳体500的正视图、俯视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体500包括大致平板状的金属主体510、金属顶壁520、两个金属侧壁530和复合底壁540。所述顶壁、侧壁和底壁从金属主体510的边缘垂直于其平板所在表面延伸。

其中，所示复合底壁540由三段金属底壁段541和两个微层结构542构成。所述三段金属底壁段541通过所述两个微层结构542连接，如图15所示。

在该实施方式中，所述两个微层结构542分别位于壳体500的底壁中靠近两个拐角处。然而可以理解的是，微层结构可以位于壳体的底壁中任何合适的位置。微层结构也可以被设置在壳体的顶壁或侧壁中。另外，微层结构的数量可以为除了两个以外的任何其它合适的数量。

图16示出了壳体500’的正视图、俯视图、仰视图、侧视图和从内侧观察的透视图。壳体500’包括大致平板状的金属主体510’、两个金属侧壁530’、复合顶壁520’和复合底壁540’。所述顶壁、侧壁和底壁从金属主体510’的边缘垂直于其平板所在表面延伸。

所述复合底壁540’与图15中所示出的复合底壁540相同，即，由三段金属底壁段541’和两个微层结构542’构成。所述三段金属底壁段541’通过所述两个微层结构542’连接。

所述复合顶壁520’与图15中所示出的复合底壁540类似，即，由三段金属顶壁段521’和两个微层结构522’构成。所述三段金属顶壁段521’通过所述两个微层结构522’连接。

在以上所述的实施方式中，通过为微层结构设置适当的尺寸，尽量减小微层结构中的填充层的宽度，使得填充层与壳体的金属部分的视觉差异降到最小，尽可能保存壳体在视觉上的整体性效果。另外，为了进一步增强由不同材质形成的壳体表面视觉上的“整体性”，以使壳体上填充层所在部位的表面颜色与金属本体及金属层所在部位的表面颜色的色差符合电子设备壳体表面装饰效果的视觉要求，例如可以：对填充层进行颜色补偿；在整个壳体表面涂覆装饰层；和/或在壳体表面增加装饰纹路。

对填充层进行颜色补偿例如可以通过在填充层的材料中添加染色剂来实现，从而使得填充层表面的颜色与金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

色差指在Lab色彩模式中两点之间颜色的变化，即用数值的方式表示两种颜色给人色彩感觉上的差别。若两个彩色样品都按L、a、b标定颜色，其中，L代表亮度，范围在0-100，最暗为0，最亮为100；a是由绿到红的色彩变化，范围在-128～+128，纯绿为负128，纯红为正128，之间分为256级；b是由蓝到黄的色彩变化，范围在-128～+128，纯蓝为负128，纯黄为正128，之间分为256级，则两个彩色样品的颜色标定分别为：彩色样品一标定为L1，a1及b1；彩色样品二标定为L2，a2及b2。则两个彩色样品之间的色差ΔEab可用下列公式计算：色差ΔEab＝[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2。

例如，当0≤ΔEab≤5时，两个彩色样品之间的颜色差异表现在电子设备壳体表面时，该色差属于壳体表面装饰效果可接受的范围。

进一步的，当0≤ΔEab≤2时，两个彩色样品之间的颜色差异表现在电子设备壳体表面时，该色差在肉眼条件下进行观察时几乎不可见，从而使得电子设备壳体表面的“整体性和一体化”效果更好。

如以上所提及的那样，对金属的表面还可以进行阳极氧化处理。参见图17，其中示出了微层结构620和金属本体630。其中，微层结构620包括填充层621和金属薄片622。所述金属本体630和金属薄片622的表面都已进行了阳极氧化处理，从而分别形成阳极氧化层6301和6221。这时，可以在构成填充层621的材料中添加染色剂，以使得填充层表面的颜色与接受了阳极氧化的金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

另外，例如当填充层染色剂不易获得时，对填充层进行颜色补偿还可以通过在填充层的表面增加一层颜色补偿层来实现，从而使得最终填充层表面的颜色与金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

参见图18，其中示出了微层结构720和金属本体730。其中，微层结构720包括填充层721和金属薄片722。所述金属本体730和金属薄片722的表面都已进行了阳极氧化处理，从而分别形成阳极氧化层7301和7221。这时，可以在构成填充层721的表面添加颜色补偿层7211，以使得添加了颜色补偿层7211的填充层表面的颜色与接受了阳极氧化的金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

为了增强壳体的整体性视觉效果，可以在整个壳体表面涂覆装饰层。所述整个壳体表面包括金属本体的表面和微层结构的表面。所述装饰层例如可以包括：电着涂装层(ED)、涂漆层(painting)、光学镀膜层和/或喷砂层。在涂覆喷砂层后，为达到更好的视觉效果，可继续对壳体进行阳极氧化表面处理以获得更多装饰效果、提高壳体表面在视觉上的整体性。

参见图19，其中示出了壳体800的局部放大视图。所述壳体800包括微层结构820和金属本体830，并且微层结构820包括填充层和金属薄片。壳体800的整个外表面被施加有装饰层840，从而使得最终填充层表面的颜色与金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

参见图20，其中示出了壳体800’的局部放大视图。所述壳体800’包括微层结构820’和金属本体830’，并且微层结构820’包括填充层和金属薄片。所述金属本体和金属薄片在与填充层结合之前都已进行了阳极氧化处理。壳体800’的整个外表面被施加有装饰层840’，从而使得最终填充层表面的颜色与金属表面的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

参见图17-20，装饰层的施加使得壳体表面的填充层区域A与金属区域B之间的颜色色差满足0≤ΔEab≤5。

另外，为了增强壳体的整体性视觉效果，还可以在壳体表面增加装饰纹路。

参见图21a和21b，其中分别示出了壳体900的局部透视图和放大的局部透视图。其中，壳体900包括金属本体910、930和微层结构920。所述壳体900的外表面设有直线形的装饰纹路。该装饰纹路的直线形形状与微层结构920在壳体表面所呈现的直线形形状相匹配，使得微层结构的纹理能够隐藏于装饰纹路之中，从而更好地增强了壳体的整体性视觉效果。

参见图22a和22b，其中分别示出了壳体900’的透视图及其放大的局部透视图。其中，壳体900’包括金属本体910’、930’和微层结构920’。所述壳体900’的外表面设有圆弧形的装饰纹路。该装饰纹路的圆弧形形状与微层结构920’在壳体表面所呈现的圆弧形形状相匹配，使得微层结构的纹理能够隐藏于装饰纹路之中，从而更好地增强了壳体的整体性视觉效果。

可以理解的是，在壳体表面设置的装饰纹路可以呈任何适当的造型，只要其可以隐藏微层结构的纹理、增强壳体的整体性视觉效果。例如装饰纹路可以包括：线形、发丝纹形、同心圆形和/或波浪形等等。

参见图23a和23b，其中示出了壳体1000。壳体1000包括第一金属本体1010、微层结构1020、第二金属本体1030和加强层1040。所述加强层1040例如由塑胶制成。

由于金属壳体的微层结构对金属做了切割，虽然在金属缝隙之间填充了介电材料，但仍不能保证整个壳体具有未切割前的强度。

为了增强金属壳体的强度，可继续在金属壳体上增加结构补强部件，可选的方法有：通过注塑增加塑胶支撑结构。如图23a和23b所示，塑胶部分能够支撑金属壳体、增加微层结构所在区域的壳体强度。

在通过注塑增加塑胶支撑结构时，可首先对金属壳体表面进行纳米处理，在金属表面生成5～100um的纳米微孔；在注塑时，热塑性塑胶渗入纳米微孔；注塑完成、塑胶冷却后，进入纳米微孔的塑胶与微孔形成“锚栓”而结合在一起。这种先对金属表面进行处理、再做注塑的方法，可以支持塑胶与金属的大面积平面结合，简化了金属壳体的结构。

通过上述方式制成的壳体，金属与塑胶的结合强度可达到20MPa～50MPa，完全符合电子数码产品的要求。

以上已经参考实施方式对本发明进行了描述，但需要指出的是，以上所述的实施方式均是示例性的，而不是限制性的。在以上所述的实施方式中描述的各个技术特征在不互相抵触的情况下可以任意地在不同的实施方式中结合和使用。并且本领域技术人员可以认识到，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以作出多种变化，这些变化都应被涵盖在本发明的范围之内。