装置主体的塑料和导电部件的金属化和阳极化.pdf

提供了一种制造同时包括塑料和导电部件的装置诸如便携式电子设备(10)的主体(12)的至少一部分的方法，其中主体(12)看起来相对无缝，使得塑料和导电部件之间的分界面不可区分。在这方面，塑料部件(18)可以与导电部件组合，以形成便携式电子设备(10)的主体的至少一部分。塑料部件(18)和导电部件的表面可被金属化，例如通过经受气相沉积，以将塑料和导电部件的表面金属化。塑料和导电部件的金属化的表面然后可以被阳极化，从而产生具有外观一致且触觉反应一致的塑料和导电部件的便携式电子设备(10)的主体(12)的至少一部分。

权利要求书1.  一种方法，包括：将塑料部件和导电部件组合，以形成便携式电子设备的主体的至少一部分；在所述塑料部件和所述导电部件的表面上形成金属层，以便将所述塑料部件和所述导电部件的表面金属化；以及将所述塑料部件和所述金属部件的金属化的表面阳极化。2.  根据权利要求1所述的方法，其中在所述塑料部件和所述导电部件的表面上形成金属层包括：使所述塑料部件和所述导电部件的表面经受气相沉积。3.  根据权利要求2所述的方法，其中使所述塑料部件和所述导电部件的表面经受气相沉积包括：使所述塑料部件和所述导电部件的表面经受非导电气相金属化。4.  根据权利要求3所述的方法，其中使所述塑料部件和所述导电部件的表面经受非导电气相金属化包括：在所述塑料部件和所述导电部件的表面上形成对射频信号透明的层。5.  根据权利要求1所述的方法，其中将所述塑料部件和所述导电部件组合包括：对所述塑料部件相对于所述导电部件进行嵌件模塑。6.  根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述塑料部件和所述导电部件的表面上形成金属层之前，用底漆涂敷所述塑料部件的表面。7.  根据权利要求6所述的方法，其中在用底漆涂敷所述塑料部件的表面之前，所述塑料部件的表面相对于所述导电部件的表面是凹陷的，以及其中所述方法还包括：在涂敷所述塑料部件的表面之后对底漆进行抛光，以便与所述导电部件的表面对准。8.  一种装置的主体，包括：塑料部件；与所述塑料部件组合的导电部件；在所述塑料部件和所述导电部件的表面上的金属化层；以及在所述塑料部件和所述导电部件的表面上的所述金属化层上的阳极化层。9.  根据权利要求8所述的装置的主体，其中所述金属化层由对射频信号透明的材料构成。10.  根据权利要求9所述的装置的主体，其中所述金属化层由铝构成。11.  根据权利要求8所述的装置的主体，其中所述塑料部件由聚苯硫醚(PPS)构成。12.  根据权利要求8所述的装置的主体，其中所述阳极化层由金属氧化物构成。13.  根据权利要求8所述的装置的主体，还包括：在所述塑料部件的表面和所述金属化层之间布置的底漆。14.  一种便携式电子设备，包括：包括塑料部件和与所述塑料部件组合的导电部件的外壳的至少一部分，在所述塑料部件和所述导电部件的表面上的金属化层，以及在所述塑料部件和所述导电部件的表面上的所述金属化层上的阳极化层；以及至少部分地布置在所述外壳内的电子电路。15.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述电子电路包括与所述塑料部件对准的天线。16.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述外壳包括：第一和第二部分，所述第一部分具有比所述第二部分更复杂的几何形状，其中所述塑料部件形成所述外壳的所述第一部分，并且所述导电部件形成所述外壳的所述第二部分。17.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述金属化层由对射频信号透明的材料构成。18.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述塑料部件由聚苯硫醚(PPS)构成。19.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述阳极化层由金 属氧化物构成。20.  根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述外壳的至少一部分还包括：在所述塑料部件的表面和所述金属层之间布置的底漆。

说明书装置主体的塑料和导电部件的金属化和阳极化
技术领域
示例实施例一般涉及装置的主体，并且更特别地涉及装置(诸如便携式电子设备)的主体的塑料和导电部件的金属化和阳极化。
背景技术
移动设备(诸如蜂窝电话、膝上型电脑、平板电脑、个人数字助理(PDA)等)的主体可以包括一个或多个金属部件以及一个或多个塑料部件。例如，聚苯硫醚(PPS)部件可被嵌件模塑(insert mold)或二次模塑(overmold)到铝部件上以形成移动设备的主体。尽管可能合乎期望的是用金属形成移动设备的整个主体使得该主体不仅牢固而且具有一致和美观的外观，但是很多移动设备被配置成需要主体包括塑料和金属部件的某种组合。例如，移动设备可以包括在主体内布置的一个或多个天线。为了允许向/从天线传送射频(RF)信号，主体的与天线对准的部分可以由塑料形成。此外，某些移动设备的主体可以包括具有复杂几何形状的部分，其用金属来制造可能是困难、高成本或低效的。因此，移动设备的主体的具有复杂几何形状的部分也可以由塑料形成。
在移动设备的主体内包括塑料部件可能会带来许多问题。从美观的角度来说，塑料部件可能看起来会与金属部件不同，从而潜在地降低移动设备的吸引力。例如，塑料部件可能会在移动设备的主体的金属部件之间形成条纹、接缝或窗口。这样的接缝在从美观角度看优选需要无缝主体的某些情况下可能是不合乎期望的。此外，包括条纹或接缝形式的塑料部件的主体可能会不利地允许由塑料部件物理隔开的金属部件在移动设备的用户携带或拿着移动设备时，通过移动设备的用户而有时无意地被电连接。此外，塑料部件的表面可能会比金属部件的表面更软，塑料部件相对于金属 部件的这种感觉差异潜在地会使移动设备的用户不安。
为了降低较软的塑料部件被划伤的可能性，可以在与金属部件组合之前与该金属部件独立地对塑料部件进行涂敷，例如通过对塑料部件涂刷或者施加硬涂层。结果，塑料部件和金属部件可能会展现出颜色差异，和/或塑料部件和金属部件可能无法完美地相互对准，使得在塑料和金属部件之间存在阶梯或偏移，从而降低移动设备的主体的美观吸引力。
可以将非导电气相金属化(NCVM)涂层施加于同时具有塑料部件和金属部件的移动设备的主体，以便向塑料部件提供金属外观，从而建立更均匀的外观。然而，经过NCVM涂敷的塑料部件仍然会具有与金属部件不同的触觉，并且在将表涂层施加于经过NCVM涂敷的塑料部件的情况下，塑料部件的视觉外观可能不会再是金属般的，即塑料部件可能不再具有与金属部件一致的外观。此外，NCVM涂层的表面硬度低于金属，从而潜在地导致经过NCVM涂敷的塑料部件的增大的磨损，这继而会进一步增加金属和塑料部件之间的视觉差异，使得所得到的移动设备的主体最终变得吸引力更低。
发明内容
根据示例实施例，提供了一种制造同时包括塑料部件和导电部件的装置(诸如便携式电子设备)的主体的至少一部分的方法。结果，根据本发明的示例实施例还提供了装置和便携式电子设备的主体，其中该主体相对无缝，使得塑料和导电部件之间的分界面不可区分。这样，根据本发明的示例实施例制造的主体可以在美学上更有吸引力，同时仍允许塑料部件被包含在主体内，例如与天线相结合或者与具有更复杂几何形状的部件相结合。此外，根据本发明的示例实施例制造的主体可以包括抗划伤的、并且提供与主体的导电部件可比的触觉反馈的塑料部件。
在一个实施例中，提供了一种用于制造设备的主体的至少一部分的方法。在这方面，塑料部件诸如聚苯硫醚(PPS)部件可以例如通过嵌件模塑而与导电部件组合，以形成设备主体的至少一部分。该方法还可以例如 通过使塑料和导电部件的表面经受气相沉积(例如非导电气相金属化)，而在塑料部件和导电部件的表面上形成金属层，以便将塑料和导电部件的表面金属化。在这方面，塑料和导电部件的表面的金属化可以在塑料和导电部件的表面上形成对射频信号透明的层。该实施例的方法还将塑料和导电部件的金属化的表面阳极化，从而产生具有外观一致且触觉反应一致的塑料和导电部件的设备主体的至少一部分。
一个实施例的方法还可以包括：在使塑料部件和导电部件的表面经受气相沉积之前，用底漆(primer)来涂敷塑料部件的表面。在用底漆涂敷塑料部件的表面之前，塑料部件的表面可以相对于导电部件的表面是凹陷的。在这方面，该方法还可以包括：在涂敷塑料部件的表面之后对底漆进行抛光，以便使该表面与导电部件对准。
在另一实施例中，提供了一种装置的主体，其包括塑料部件(诸如由聚苯硫醚(PPS)构成的塑料部件)、以及与塑料部件组合的导电部件。装置的主体还可以包括：在塑料部件和导电部件的表面上的金属化层，诸如由对射频信号透明的材料(例如铝)构成的金属化层。该实施例的装置的主体还包括：在塑料部件和导电部件的表面上的金属化层上的阳极化层，诸如由金属氧化物构成的阳极化层。
在一个实施例中，装置的主体还包括：布置在塑料部件的表面和金属化层之间的底漆。
在另一实施例中，提供了一种便携式电子设备，其包括外壳的至少一部分，该外壳的至少一部分继而包括塑料部件(诸如由聚苯硫醚(PPS)构成的塑料部件)、以及与塑料部件组合的导电部件。外壳的至少一部分还可以包括：在塑料部件和导电部件的表面上的金属化层，诸如由对射频信号透明的材料构成的金属化层。外壳的至少一部分还可以包括：在塑料部件或导电部件的表面上的金属化层上的阳极化层，诸如由金属氧化物构成的阳极化层。
在一个实施例中，电子电路包括与塑料部件对准的天线。另一实施例的外壳可以包括第一和第二部分，其中第一部分具有比第二部分更复杂的 几何形状。该实施例的塑料部件可以形成外壳的第一部分，并且导电部件可以形成外壳的第二部分。在一个实施例中，外壳的至少一部分还可以包括：布置在塑料部件的表面和金属化层之间的底漆。
附图说明
已经这样概括地描述了本发明的某些示例实施例，在下文中将参考附图，其不一定按比例绘制，并且在附图中：
图1是包括布置在外壳内的天线并且可以根据本发明的示例实施例来制造的便携式电子设备的透视图；
图2是具有键盘框架的另一便携式电子设备的透视图，所述键盘框架具有比外壳的其他部分更复杂的几何形状并且也可以根据本发明的示例实施例来制造；
图3是示出根据本发明的示例实施例的为了制造便携式电子设备的主体的至少一部分而执行的操作的流程图；
图4A、4B和4C是便携式电子设备的主体的至少一部分在其根据本发明的示例实施例被制造期间的顺次的不连续的横截面视图；并且
图5A、5B、5C、5D和5E是便携式电子设备的主体的至少一部分在其根据本发明的另一示例实施例被制造期间的顺次的不连续的横截面视图。
具体实施方式
现在将参考示出本发明的一些而不是全部实施例的附图在下文中更充分地描述本发明。确实，这些发明可以以许多不同的形式被实施，且不应被解释为局限于在此阐述的实施例；而是，提供这些实施例，使得本公开将满足适用的法律要求。在全文中类似的附图标记始终指代类似的要素。
在本申请中使用的术语“电路”是指以下全部：(a)仅硬件电路实现(诸如仅在模拟和/或数字电路中实现)；以及(b)电路和软件(和/或固件)的组合，诸如(在可适用的情况下)：(i)处理器的组合，或者(ii) 处理器/软件(包括数字信号处理器)、软件和存储器的一部分，所述处理器、软件和存储器共同工作以使装置(诸如移动电话或服务器)执行各种功能；以及(c)电路，诸如微处理器或微处理器的一部分，其需要软件或固件来进行操作，即使软件或固件在物理上并不存在。
“电路”的定义适用于该术语在本申请中的所有使用，包括在任何权利要求中的使用。作为另一示例，在本申请中使用的术语“电路”也涵盖仅一个处理器(或多个处理器)或处理器的一部分、及其随附软件和/或固件的实现。例如且如果适用的话，术语“电路”也涵盖特定的权利要求要素，用于移动电话的基带集成电路或专用集成电路，或者服务器、蜂窝网络设备或其他网络设备中的类似集成电路。
便携式电子设备诸如移动电话(例如蜂窝电话、智能电话等)、个人数字助理(PDA)、膝上型电脑、平板电脑、导航系统、音乐播放器、游戏机、计算机工作站或许多其他计算设备、内容生成设备、内容消费设备或其组合中的任一个通常包括主体(诸如外壳)，其提供强度和刚性以便保护布置在外壳内的电子电路。便携式电子设备的主体也可配置成具有吸引人的美学外观以吸引用户。如下所述，一些便携式电子设备的主体可以不完全由导电材料形成，而是可以由一个或多个导电部件和一个或多个塑料部件的组合形成。便携式电子设备的主体可包括用于各种原因(包括塑料部件的射频(RF)透明性和/或能够更易于用塑料部件形成复杂的几何形状的能力)的塑料部件。
通过举例的方式，图1示出便携式电子设备10(诸如移动电话、个人数字助理(PDA)等)，其包括：主体12(诸如外壳)；以及电子电路14(诸如一个或多个处理器、一个或多个存储器等)，其被至少部分地布置在且更典型地完全布置在便携式电子设备的主体内，如图1中的虚线所示。布置在本实施例的便携式电子设备的主体内的电子电路可包括用于传送和/或接收信号(诸如RF信号)的天线16。由于主体的导电部件可能会衰减或阻挡向/从天线传送的信号，所以本实施例的便携式电子设备的主体可包括塑料部件18，例如具有例如大约1mm的宽度的塑料窗，其中天线与塑 料部件对准，使得通过该塑料部件向和/或从天线传送信号，所述塑料部件比金属部件更能透过RF并且在一些实例中对于RF信号是透明的。尽管在图1中，天线16被示出为位于距离便携式电子设备10的主体12的内表面的某个距离处，换句话说，在其间存在间隙，但这仅是一个示例。在一个实施例中，天线16可位于距离主体12的内表面小于1mm处，但不接触主体12的任何部分。可替换地，天线16可以定位成接触主体12的塑料部件18的内表面，其中天线16是与主体12分离的部件。此外，天线16可被附接到并因此接触主体12的塑料部件18的内表面，并因此成为主体12的一部分。在又一个实施例中，天线17甚至可位于距离主体12的内表面大于1mm处。天线16可以或者可以不接触主体12的塑料部件18的内表面，但是天线16的导电部件不会接触主体12的任何导电部件。
作为另一个示例，图2示出便携式电子设备10(诸如膝上型电脑)，其具有主体，该主体包括第一部分20(诸如键盘框架)，其具有比外壳的其他(例如第二)部分22更复杂的几何形状。在该实施例中，具有更复杂的几何形状的第一部分可由塑料部件形成，而外壳的具有较不复杂的几何形状的第二部分可以由导电部件形成。在这方面，导电部件可用于向外壳提供强度和刚性，而塑料部件被用于形成外壳的具有更复杂的几何形状的部分，因为具有更复杂的几何形状的结构通常用塑料构成比用金属更容易和/或更低成本。外壳可以具有几何形状复杂的各种结构，其包括例如一个或多个螺丝塔(screw tower)、固定元件、卡扣配合(snap fit)、浮雕(undercut)形状等。尽管未示出，但是图2的实施例的便携式电子设备也可包括至少部分地布置在主体内的电子电路。
为了提供具有同时包括塑料部件和导电部件的主体12(诸如外壳)的便携式电子设备10，可以如图3所示提供一种用于制造装置(诸如电子设备，且更特别地，便携式电子设备)的主体的方法。在这方面，一个或多个塑料部件和一个或多个导电部件可被组合以形成便携式电子设备的主体的至少一部分。参见图3的框30。塑料部件和导电部件可以以各种方式来组合，包括例如通过如例如图4A所示将塑料部件40和导电部件42共同 模塑(co-molding)。关于将塑料部件和导电部件共同模塑，塑料部件可相对于导电部件被嵌件模塑。可替换地，可用塑料部件对导电部件进行二次模塑。不管塑料部件和导电部件以何种方式来组合，塑料部件和导电部件的组合形成主体。
塑料部件40可用包括对于RF信号而言透明的塑料材料的各种塑料材料诸如聚苯硫醚(PPS)形成。可替换地，塑料部件可用聚碳酸酯或聚酰胺材料或其他塑料材料形成。导电部件42也可用包括例如铝、石墨、碳、复合材料等的各种导电材料形成。
如图3的框36以及图4B中所示，塑料部件40和导电部件42的表面可被金属化，例如通过使它们经受气相沉积或者通过在其上印刷金属，以便在塑料部件和导电部件的表面上形成金属层。在一个实施例中，塑料部件和导电部件的表面可以经受物理气相沉积(PVD)诸如PVD溅射过程，以便对塑料部件和导电部件的表面进行真空金属化。例如，塑料部件和导电部件的表面可以经受非导电气相金属化(NCVM)。可替换地，塑料部件和导电部件的表面可以经受化学气相沉积(CVD)以便将塑料部件和导电部件的表面金属化。例如，塑料部件和导电部件的表面可以经受电镀。此外，一个实施例的气相沉积可以包括：物理气相沉积，其后跟随着化学气相沉积，以便允许金属化层的厚度更易于裁制(tailored)。
在一个实施例中，包括塑料和导电部件的表面的全部的便携式电子设备10的主体12的整个表面经受金属化诸如NCVM。这样，便携式电子设备的主体的表面不需要在金属化期间被掩蔽(masked)，从而提高制造过程的效率。由于已经金属化了塑料部件和导电部件的表面，所以由多个金属颗粒构成的层44可以如图4B所示被沉积在塑料和导电部件的表面上，其中通过金属化形成的层对RF信号是透明的。除了RF透明性，通过金属化而沉积的层不仅可以为导电部件也可以为塑料部件提供一致的金属外观。在所示的实施例中，由金属颗粒形成的层被显示为是均匀的，尽管金属颗粒的沉积以及由金属颗粒形成的相应层不需要是均匀的、并且可以响应于金属颗粒的更随机的沉积而是不规则的。通过金属化形成的层可以由 各种材料(包括例如铝)构成。
如图3的框38以及图4C中所示，塑料和导电部件的被金属化的表面然后可以被阳极化。在一个实施例中，包括塑料和导电部件的表面的全部的便携式电子设备10的主体12的整个表面可被阳极化，使得在阳极化期间也不需要掩蔽便携式电子设备的主体的表面，从而进一步提高制造过程的效率。通过阳极化而沉积的涂层46可以由各种材料诸如非导电金属氧化物(例如氧化铝)或其他金属涂层形成，从而减少与形成便携式电子设备的主体的导电部件42的短路相关的问题，因为阳极化涂层在电气上是不导电的。便携式电子设备的主体的阳极化相对较硬并且提供抗划伤性。然而，通过阳极化施加的涂层相对较薄，使得所得到的涂层对向/从便携式电子设备的主体内布置的天线传送的信号(诸如RF信号)是透明的。在一个实施例中，例如，通过阳极化形成的涂层可以具有仅仅50μm的厚度，并且在一个实施例中，具有仅仅10-20μm的厚度。阳极化涂层提供了无缝外观，即使主体由塑料和金属部件两者形成，从而改善便携式电子设备的主体的外观美观度。在这方面，通过阳极化形成的涂层还可被染色以具有各种颜色，和/或可以经受各种表面加工以进一步促进便携式电子设备的外观美观度。
通过在将便携式电子设备10的主体12阳极化之前使塑料和导电部件的表面首先经受金属化诸如物理气相沉积(例如NCVM)，通过金属化形成的层44用于活化塑料部件40的表面以便允许在导电部件42的阳极化的同时对塑料部件进行阳极化。这样，通过金属化形成的层可以具有足够厚的厚度以便支持或活化塑料部件的表面用于后续的阳极化，同时保持足够薄以便对向和/或从天线传送的信号(诸如RF信号)是透明的。在一个实施例中，例如，通过金属化形成的层可以具有0.001μm和10μm之间的厚度。在一个实施例中，如图3中具有虚线轮廓的可选框所示以及如图5A-5E进一步所示，塑料部件40的表面可以在金属化之前被涂底漆(primed)，以便确保通过金属化形成的层附着到塑料部件的表面。在这方面并且如图5A所示，一个实施例的塑料部件的表面可以相对于与塑料部件相邻定位的 导电部件42的表面是凹陷的。在该实施例中，在使塑料和导电部件的表面经受金属化诸如气相沉积(例如NCVM)之前，塑料部件的表面可以被涂敷底漆48诸如紫外(UV)固化的丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯基涂漆或其组合。参见图3的框32和图5B。此后，已经涂敷塑料部件表面的底漆可被抛光以便与导电部件的表面对准。参见图3的框34和图5C。如上所述，塑料部件的表面(诸如塑料部件的涂底漆的表面)以及导电部件的表面可以经受金属化诸如气相沉积(例如NCVM)，以便将塑料和导电部件的表面金属化。参见图3的框36和图5D。也如上所述并且如图3的框38和图5E所示，塑料和导电部件的金属化的表面可以被阳极化。
在某些示例实施例中，结合图3描述的操作中的特定一些可以如下所述被修改或进一步增强。此外，在某些实施例中也可以包括额外的可选操作，例如如图3中用具有虚线的框表示的操作所示。应该理解的是，修改、可选的追加或增强中的每一种可以单独地与上述操作一起被包括，或者与这里描述的特征中的任意其他特征相结合地与上述操作一起被包括。
在这些发明所属的领域中的已经受益于以上描述和关联的附图中展示的教导的技术人员将会想到这里阐述的本发明的各种修改和其他实施例。因此，应理解的是，本发明不限于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例应被包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管以上描述和关联的附图在元件和/或功能的特定示例组合的上下文中描述了示例实施例，但应理解的是，替代实施例可以提供元件和/或功能的不同组合，而不脱离所附权利要求的范围。在这方面，例如，与上面明确描述的内容不同的元件和/或功能的组合也可被预期到可在某些所附权利要求中阐述。尽管这里使用了特定的术语，但它们仅在一般和描述性的意义上使用，而不是为了限制。