台湾专利TW201322572A 用於連接一電子裝置之電絕緣區段之系統及方法

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专利摘要:
在熔接至區段或為該區段之一整體部分之一連接結構中及/或周圍模製每一關節。該連接結構可為熔接至一區段之一內表面之一托架，且該托架經建構成具有使電容最小化之一橫截面。在一實施例中，一第一托架可熔接至一第一導電區段，且一第二托架可熔接至一第二導電區段。一關節係由被包覆模製在該第一托架及該第二托架內及周圍之一隔絕材料建構，使得該第一導電區段及該第二導電區段連接在一起。該第一導電區段及該第二導電區段以及該等導電區段之各別托架被隔開一預定距離，藉此確保該等導電區段被電絕緣。
公开号:TW201322572A
申请号:TW101131958
申请日:2012-08-31
公开日:2013-06-01
发明作者:Daniel William Jarvis
申请人:Apple Inc；
IPC主号:H05K5-00

专利说明:
用於連接一電子裝置之電絕緣區段之系統及方法
本發明揭示用於連接一電子裝置之區段之系統及方法。詳言之，一電子裝置之組件可由兩個或兩個以上區段裝配，其中此等區段可使用關節而連接在一起。
本申請案主張2011年8月31日申請之美國臨時專利申請案第61/529,710號之權利，該臨時專利申請案之全文係以引用之方式併入本文中。
可使用不同途徑來建構攜帶型電子裝置。在一些狀況下，可藉由將若干組件裝配在一起來建構電子裝置。此等「組件」可包括經組合以形成裝置圍封體(例如，裝置「外殼」)之外部組件，以及可針對電子裝置提供結構支撐或其他功能性之內部組件(例如，內部組件可為微晶片)。基於電子裝置之設計，組件可由諸如金屬、塑膠或任何其他材料之任何合適材料形成。
在一些狀況下，電子裝置之各種組件可作為電路之部分而操作。舉例而言，一特定組件可充當至電子裝置之另一部分之電阻器或電容器。作為另一實例，一組件可用作電子裝置之天線總成之部分。若該組件用於僅單一電路中，則該組件可由單一導電材料片段建構。然而，若該同一組件用於若干不同電路中，則該組件可能需要由導電元件之若干「區段」建構。然而，在此狀況下，可能有必要用隔絕或其他非導電材料來使導電區段中每一者分離，以便確保每一區段在其自有電路中正確地操作。
本發明係有關於用於連接一電子裝置之區段之系統及方法。在一些實施例中，一電子裝置可由諸如一外周邊組件及/或其他組件之若干組件形成。該外周邊組件可藉由包圍該電子裝置而針對該電子裝置提供一外殼結構。在一些狀況下，此外周邊組件可由兩個或兩個以上「區段」裝配。接著可使用關節以將此等區段連接在一起。
在熔接至該區段或為該區段之一整體部分之一連接結構中及/或周圍模製每一關節。該連接結構可為熔接至一區段之一內表面之一托架，且該托架可經建構成具有使電容最小化之一橫截面。在一實施例中，一第一托架可熔接至一第一導電區段，且一第二托架可熔接至一第二導電區段。一關節係由被包覆模製在該第一托架及該第二托架內及周圍之一隔絕材料建構，使得該第一導電區段及該第二導電區段連接在一起。該第一導電區段及該第二導電區段以及該等導電區段之各別托架被隔開一預定距離，藉此確保該等導電區段被電絕緣。在另一實施例中，一關節可藉由與一第一導電區段之一托架建立介面連接且藉由與一第二導電區段之一整體連接結構建立介面連接而將兩個導電區段實體地連接在一起。
在結合隨附圖式而考慮以下詳細描述後，本發明之以上特徵及其他特徵、其性質以及各種優點隨即將變得更顯而易見。
電子裝置可包括經裝配在一起以形成電子裝置之內部特徵及/或外部特徵之若干組件。舉例而言，一或多個內部組件(例如，電路及/或內部支撐結構)可置放於外部組件(例如，外殼結構)內以提供具有所要功能性之電子裝置。如本文所使用，術語「組件」指代電子裝置之相異實體，諸如，特定電子電路(例如，微晶片)、形成電子裝置之外殼之部件(例如，背板、外周邊組件及其類似者)、內部支撐結構(例如，中板)及其類似者。
在一些狀況下，可藉由將兩個或兩個以上不同個別元件(亦即，「區段」)裝配及連結在一起來製造組件。如本文所使用，術語「區段」指代組件之個別部分，其中彼組件可由多個區段形成。接著可使用「關節」將組件之各種區段連接在一起。基於組件及其區段之所要功能性及設計，此等關節可展現各式各樣之形狀及結構。舉例而言，關節可包括在高機械應變區域處加強關節之結構設計、在高扭力區域處抵消扭轉移動之結構設計、將兩個區段連鎖在一起以使得其機械地連接在一起之結構設計、在區段之間提供電絕緣之結構設計，及其類似者。
圖1展示根據本發明之一些實施例的電子裝置之說明性組件之示意圖。詳言之，圖1展示可藉由將若干區段(諸如，區段110、120、130及140)連結在一起而建構之外周邊組件100。外周邊組件100可經建構以形成用於電子裝置之外部周邊表面。詳言之，外周邊組件100可環繞或包繞電子裝置之內部組件(例如，電子電路、內部支撐結構及其類似者)之一些或全部。換言之，外周邊組件100可界定一內部容積，內部組件可置放至該內部容積中。
外周邊組件100之厚度、長度、高度及橫截面可基於任何合適準則予以選擇，該等準則包括(例如)基於結構要求(例如，剛性，或在特定定向上之抗彎曲性、抗壓縮性、抗張力性或抗扭力性)。在一些實施例中，外周邊組件100可充當其他電子裝置組件可被安裝至之結構部件。外周邊組件100之一些結構完整性可來自外周邊組件100所界定之閉合形狀(例如，外周邊組件100形成迴路，因此提供結構完整性)。
外周邊組件100可具有任何合適形狀之橫截面。舉例而言，外周邊組件100可具有實質上矩形橫截面。實質上矩形橫截面之每一隅角可為圓角形狀，因此形成「弧狀(spline)」。如本文所使用，術語「弧狀」指代外周邊組件之圓角隅角部分。在一些實施例中，外周邊組件100可具有呈任何其他合適形狀之橫截面，該形狀包括(例如)圓形形狀、卵形形狀、多邊形形狀或曲形形狀。在一些實施例中，外周邊組件100之橫截面之形狀或大小可沿著電子裝置之長度或寬度而變化(例如，沙漏狀橫截面)。
可使用任何合適程序來建構電子裝置之外周邊組件100。在一些實施例中，可藉由在介面112處將區段110及區段120連結在一起、在介面122處將區段120及區段130連結在一起、在介面132處將區段130及區段140連結在一起且在介面142處將區段140及區段110連結在一起來建構外周邊組件100。雖然圖1中將外周邊組件100說明為由四個區段建構，但熟習此項技術者可瞭解，外周邊組件100可替代地由兩個或兩個以上任何合適數目個區段形成，且該等區段之間的介面可定位於外周邊組件100上之任何部位處。
每一區段110、120、130及140可被個別地建構且稍後經裝配以形成外周邊組件100。舉例而言，可使用衝壓、切削、加工、鑄造或其任何組合中之一或多者來建構每一區段。在一些實施例中，針對區段110、120、130及140所選擇之材料可導電，因此允許該等區段針對電子裝置提供電功能性。舉例而言，區段110、120、130及/或140可由諸如不鏽鋼或鋁之導電材料形成。在一些實施例中，每一區段可充當用於電子裝置之一天線。
為了將個別區段機械地連接在一起，關節114、124、134及144可分別存在於介面112、122、132及142處。在一些實施例中，該等關節中每一者可由可在第一狀態下開始且隨後可改變至第二狀態之材料建構。作為一說明，關節可由在第一液體狀態下開始且接著隨後改變至第二固體狀態之塑膠建構。在液體狀態下時，塑膠可被允許流動至介面112、122、132及142中。在流動至此等介面中之後，塑膠材料隨後可被允許硬化成關節114、124、134及144(例如，塑膠材料被允許改變成第二固體狀態)。在改變成固體狀態後，塑膠材料隨即接著可分別將區段110及區段120、區段120及區段130以及區段140及區段110接合在一起，因此形成單一新組件(例如，外周邊組件100)。在一實施例中，關節134可具裝飾性且不將區段130及區段140實體地連接在一起。在此實施例中，區段130及區段140可熔接在一起，使得其被實體地連接且電連接。在另一實施例中，關節134可根據本發明之原理將區段130及區段140實體地連接在一起。
關節114、124及144不僅分別將區段110及區段120、區段120及區段130以及區段140及區段110實體地連接在一起，該等關節亦使區段110與區段120、區段120與區段130以及區段140與區段110電絕緣。出於此論述之目的，假定：區段130及區段140因為其熔接在一起而電學上相同，且關節134具裝飾性。如下文將更詳細地所解釋，關節114、124及144囊封附接至區段110、120、130及140或為該等區段之整體形成部分之連接結構及/或與該等連接結構一起存在。亦即，當關節在其第一狀態(例如，液體狀態)下時，關節流動至連接結構中及/或圍繞連接結構而流動。一關斷裝置(未圖示)可定位於每一介面處以在關節變換成其第二狀態(例如，固體狀態)時使關節塑形。如圖1所示，關節114及124之形狀不對稱，且關節144之形狀對稱。
連接結構(未圖示)存在於區段110、120、130及140上。一些區段(例如，區段110及區段120)可具有兩個連接結構，而其他區段(例如，區段130及區段140)具有一個連接結構以用於與一關節建立介面連接。在一些實施例中，連接結構可為托架，諸如，(例如)圖2所示之托架。托架可附接或熔接至區段之內側表面。在另一實施例中，連接結構可為原來為區段之部分的區段之整體形成部分。在圖1中，關節114與一托架及一整體形成連接結構建立介面連接，且關節124及144與兩個托架建立介面連接。
可使用任何合適程序以將關節材料置放至介面112、122、132及142中，且可使用任何合適程序以將關節材料自第一狀態改變至第二狀態。在一些實施例中，可使用「模製程序(molding process)」，其中最初在液體狀態下插入關節材料且接著隨後使關節材料硬化。舉例而言，可使用射出模製程序、壓縮模製程序、轉注模製程序、擠壓模製程序、吹氣模製程序、熱形成程序、真空形成程序或旋轉模製程序中之一或多者。在此狀況下，可使用「單射(one shot)」程序，其中在單一步驟中插入關節材料且關節材料接著獨立地改變至其第二狀態。換言之，可在單一步驟中(例如，在「單射」中)形成關節，而無需額外步驟或製造程序。
關節材料可為適於將兩個區段機械地連接在一起且使該兩個區段電絕緣之任何材料。關節材料可為塑膠，諸如，熱塑膠。在一實施例中，關節材料可為玻璃填充耐論。
圖2A至圖2G展示根據本發明之一實施例的說明性托架200之若干視圖，托架200可安裝至區段中之一者。詳言之，圖2A至圖2G分別展示托架200之後視圖、俯視圖、前視圖、左視圖、右視圖、仰視圖及等角視圖。托架200可包括自平面部件240延伸之三個支腿210、220及230。支腿210及支腿220均可以直角(例如，90度)遠離平面部件240而延伸，而支腿230可以介於1度與90度之間的角度遠離支腿230而延伸。支腿230可具有狹槽232以在關節材料處於其第一狀態下時促進關節材料之流動。另外，板240可具有通孔242或任何合適形狀之切口以在關節材料處於其第一狀態下時促進關節材料之流動。支腿210、220及230可分別具有用於熔接至區段中之一者之表面的支腳214、224及234。
托架200可由任何合適材料建構。在一些實施例中，托架200係由諸如金屬(例如，鋼或鋁)之導電材料建構。在一些實施例中，托架200係由與其被熔接至之區段之材料相同的材料建構。舉例而言，托架200及其被熔接至之區段均可由不鏽鋼建構。
應理解，可結合區段而使用任何合適構造之托架。舉例而言，圖2H至圖2N展示根據本發明之一實施例而建構的托架250之若干視圖。托架250在許多方面相似於托架200，此係因為托架250包括支腿及熔接支腳，以及用於促進關節材料流動之切口。然而，托架250之尺寸可經設定為稍微小於托架200之尺寸，例如，以較好地配合於區段之曲形部分中。
現在參看圖3A及圖3B，展示熔接至區段300之托架200之說明性視圖。詳言之，圖3A展示說明性橫截面圖且圖3B展示說明性俯視圖。托架200經展示為處於區段300之凹座310內。凹座310可能已在區段300之製造期間或之後自區段300中被切削。凹座310可充當用於在關節自其第一狀態轉變至第二狀態時保持關節之部分之容器。如圖所示，支腳214、224及234熔接至凹座310。此熔接將托架200實體地錨定至區段300且將托架電連接至區段300。
托架200之邊緣與區段300之邊緣對準。此對準可為實體地切掉托架200及區段300之部分之切割操作的產物。其為托架200及區段300之控制將兩個區段連接在一起之關節之電容之已對準邊緣的總橫截面積。較小橫截面通常引起較少電容。在使用區段作為天線之實施例中，較低電容增強天線效能。可(例如)藉由增加托架200之厚度或使用具有不同橫截面形狀之托架來變化橫截面積。參見作為具有不同橫截面形狀之另一托架400之實例的圖4。
圖5A展示根據本發明之一實施例的(圖1)之區段110及區段140之說明性放大透視圖，區段110及區段140使各別托架200熔接至該等區段。圖5A亦展示熔接至每一托架200之平面部件之頂部的接觸部件520及540。接觸部件520及540具有模仿托架200之切口242且在關節材料處於其第一狀態下時促進關節材料之流動的切口。接觸部件520及540之部分將在關節材料囊封托架200以及部件520及540之後被曝露。該曝露部分可提供一焊墊以用於連結一導體(例如，天線導體)，使得該導體電連接至區段120或區段140中之一者。
間隙510存在於區段110及區段140之側壁之間。間隙510在關節材料之塗覆期間可具有維持於該等側壁與托架200之間的預定距離。當塗覆該材料時，該材料可在托架200、部件520及部件540中及周圍流動，且填充托架200所處之凹座。在該材料固化之後，提供所得關節144(圖5B)。
圖5B展示根據本發明之一實施例的關節144之透視圖。如圖所示，關節144將區段100及140實體地連接在一起，但確保該等區段藉由間隙510之距離而電絕緣。即使關節144固化，接觸部件520及540之部分亦被曝露。應理解，接觸部件520及540係可選的且對於每一關節係不必要的。舉例而言，關節124可不囊封任何接觸部件。
圖6A展示根據本發明之一實施例的圖1之關節124之透視圖。關節124可囊封兩個托架(未圖示)且將區段120及區段130機械地連接在一起，且確保該等區段藉由間隙710而電絕緣。圖6B及圖6C分別展示分別安裝至區段120及區段130之托架200及托架250之透視圖及俯視圖。托架250之尺寸經設定為略小於其對應物托架200且因此可較好地適於安裝於諸如區段120之曲形區段中。
圖7展示沿著圖6A之線A-A所截取之橫截面圖。該橫截面圖展示區段130之側壁732、關節124及托架200。亦展示與板部件240對準之垂直中心軸線701。亦展示水平中心軸線702以平分板部件240。關節124之相等厚度存在於中心軸線701及702之兩個側上。此情形確保關節124在托架周圍均勻地分佈且提供最佳機械連接強度。
圖8A至圖8C展示根據本發明之實施例的介面112之各種說明性視圖。圖8A展示安裝至區段120之托架250且該圖亦展示整合式連接結構850。圖8B及圖8C展示與托架250及連接結構850建立介面連接之關節114。
圖9展示根據本發明之一實施例的用於將兩個導電區段機械地連接在一起之說明性程序。自步驟910開始，提供第一導電區段及第二導電區段。該等導電區段各自具有一內表面及一側壁。舉例而言，該等導電區段可為圖1之區段110及區段120。該等區段為先前已被切削或製造之離散組件。必要時，可自每一區段之一部分中且尤其是自該內表面之一部分中切削一凹座。
在步驟920處，將第一托架熔接至第一導電區段之內表面且將第二托架熔接至第二導電區段之內表面。可在(例如)圖2中看到該等托架。該等熔接將該等托架實體地且電連接至其各別區段。在一些實施例中，托架可熔接於區段之凹座內。在其他實施例中，接觸部件(例如，如圖5所示)可熔接至托架。
在步驟930處，將第一區段及第二區段緊固於適當位置中，且在該兩個區段之間切削預定距離之間隙。該切削精確地切掉每一區段之一部分及該等托架之一部分，且在一些實施例中，可切掉該接觸部件(若存在)之一部分。因為該等區段被緊固，所以所得間隙得以維持。
在步驟940處，在第一托架及第二托架內及周圍模製關節以將第一導電區段及第二導電區段機械地連接在一起，其中第一導電區段及第二導電區段之側壁係藉由關節之部分所佔據的預定距離之間隙而分離。在關節之模製期間，可將一關斷裝置應用於該等區段以塑形及控制關節材料之流動。關節材料在處於其熔融或液體狀態下時環繞托架(及可選接觸部件)且填滿凹座。
在步驟950處，將裝飾性精整程序應用於區段及關節。此程序可涉及削減掉關節之部分且拋光區段以滿足所要美學訴求。
應理解，上文所描述之程序僅僅係說明性的。在不脫離本發明之範疇之情況下，可移除、修改或組合該等步驟中任一者，且可添加任何額外步驟，或可以不同次序執行步驟。
本發明之所描述實施例係出於說明而非限制之目的予以呈現。
100‧‧‧外周邊組件
110‧‧‧區段
112‧‧‧介面
114‧‧‧關節
120‧‧‧區段
122‧‧‧介面
124‧‧‧關節
130‧‧‧區段
132‧‧‧介面
134‧‧‧關節
140‧‧‧區段
142‧‧‧介面
144‧‧‧關節
200‧‧‧托架
210‧‧‧支腿
214‧‧‧支腳
220‧‧‧支腿
224‧‧‧支腳
230‧‧‧支腿
232‧‧‧狹槽
234‧‧‧支腳
240‧‧‧平面部件/板/板部件
242‧‧‧通孔/切口
250‧‧‧托架
300‧‧‧區段
310‧‧‧凹座
400‧‧‧托架
510‧‧‧間隙
520‧‧‧接觸部件
540‧‧‧接觸部件
701‧‧‧垂直中心軸線
702‧‧‧水平中心軸線
710‧‧‧間隙
732‧‧‧側壁
850‧‧‧整合式連接結構
圖1展示根據本發明之一些實施例的電子裝置之說明性組件之示意圖；圖2A至圖2G展示根據本發明之一些實施例的說明性托架之若干視圖；圖2H至圖2N展示根據本發明之一些實施例的另一說明性托架之若干視圖；圖3A及圖3B展示根據本發明之一些實施例的熔接至區段之托架之說明性視圖；圖4展示根據本發明之一些實施例的熔接至區段之另一托架之說明性視圖；圖5A及圖5B展示根據本發明之一實施例的特定關節設計之各種視圖；圖6A至圖6C展示根據本發明之一實施例的另一特定關節設計之各種示意圖；圖7展示根據本發明之一實施例的圖6A之關節之橫截面圖；圖8A至圖8C展示根據本發明之一實施例的又一特定關節設計之各種示意圖；及圖9展示根據本發明之一些實施例的用於將兩個區段機械地連接在一起之說明性程序。
110‧‧‧區段
120‧‧‧區段
140‧‧‧區段
510‧‧‧間隙
520‧‧‧接觸部件
540‧‧‧接觸部件

权利要求:
Claims (23)
[1] 一種電子裝置，其包含：一第一導電區段，其具有一內表面及一側壁；一第二導電區段，其具有一內表面及一側壁；及一第一托架，其熔接至該第一導電區段之該內表面，使得該第一托架之一邊緣與該第一導電帶之該側壁實質上共平面地對準；一第二托架，其熔接至該第二導電區段之該內表面，使得該第二托架之一邊緣與該第二導電帶之該側壁實質上共平面地對準；及一關節，其係由被包覆模製在該第一托架及該第二托架內及周圍之一隔絕材料建構，使得該第一導電區段及該第二導電區段連接在一起。
[2] 如請求項1之電子裝置，其中該第一導電區段及該第二導電區段之該等側壁係藉由一預定距離之一間隙而分離，且其中該關節之一部分駐留於該間隙內。
[3] 如請求項1之電子裝置，其中該第一托架及該第二托架各自包含：一平面部件；及複數個支腳部件，其遠離該平面部件而延伸，且其中該等支腳部件中每一者之一部分熔接至該第一導電區段或該第二導電區段中之一各別導電區段之該內表面。
[4] 如請求項3之電子裝置，其中該平面部件包含一通孔，該關節之一部分駐留於該通孔中。
[5] 如請求項3之電子裝置，其中該複數個支腳部件包含第一支腳部件、第二支腳部件及第三支腳部件。
[6] 如請求項5之電子裝置，其中該第一支腳部件及該第二支腳部件以及該平面部件形成其各別第一或第二托架之該邊緣。
[7] 如請求項5之電子裝置，其中該第三支腳部件包含一隙縫，該關節之一部分駐留通過該隙縫。
[8] 如請求項3之電子裝置，其中該關節具有橫越沿著存在於該第一導電部件與該第二導電部件之間的一間隙所截取之一橫截面而存在的一中心軸線，且其中該平面部件與該中心軸線實質上對準。
[9] 如請求項1之電子裝置，其中該關節滿足一最小電容要求。
[10] 如請求項1之電子裝置，其進一步包含一接觸部件，該接觸部件熔接至該第一托架且係藉由該關節部分地囊封，該接觸部件包含被曝露且未藉由該關節囊封之一部分。
[11] 一種方法，其包含：提供具有一內表面及一側壁之一第一導電區段；提供具有一內表面及一側壁之一第二導電區段；將一第一托架熔接至該第一導電區段之該內表面；將一第二托架熔接至該第二導電區段之該內表面；及在該第一托架及該第二托架內及周圍模製一關節以將該第一導電區段及該第二導電區段機械地連接在一起，其中該第一導電區段及該第二導電區段之該等側壁係藉由該關節之一部分所佔據的一預定距離之一間隙而分離。
[12] 如請求項11之方法，其中模製該關節包含：在該第一導電區段及該第二導電區段內及周圍射出模製一介電材料。
[13] 如請求項11之方法，其進一步包含：將該第一導電區段及該第二導電區段緊固於一固定位置中，該第一導電區段及該第二導電區段使其各別第一托架及第二托架熔接至該等導電區段；及在該第一導電區段與該第二導電區段之間分割該預定距離之該間隙。
[14] 如請求項11之方法，其進一步包含：在模製該關節之後，裝飾性地精整該第一導電帶及該第二導電帶之外表面以及曝露於該間隙中的該關節之一部分。
[15] 如請求項11之方法，其進一步包含：在一接觸部件及該第一托架內及周圍模製該關節之前將該接觸部件熔接至該第一托架，其中該接觸部件之一部分被曝露且未藉由該關節囊封。
[16] 如請求項15之方法，其進一步包含將一導體連結至該接觸部件之該部分。
[17] 如請求項11之方法，其中該模製該關節包含：射出模製、壓縮模製、轉注模製、擠壓模製、吹氣模製、熱形成、真空形成及旋轉模製中之一者。
[18] 一種電子裝置之外周邊組件，該外周邊組件包含：一第一導電區段；一第二導電區段；及一第三導電區段；一第一關節；一第二關節；及一第三關節，且其中：該第一關節將該第一導電區段連接至該第二導電區段；該第二關節將該第二導電區段連接至該第三導電區段；該第三關節將該第三導電區段連接至該第一導電區段；且其中該第一關節、該第二關節及該第三關節中每一者被包覆模製在熔接至該第一導電區段、該第二導電區段及該第三導電區段之一內表面之至少一托架上方。
[19] 如請求項18之外周邊組件，其中該第一導電區段、該第二導電區段及該第三導電區段中至少一者可作為用於該電子裝置之一天線而操作。
[20] 如請求項18之外周邊組件，其中該第一關節為囊封一個托架之一不對稱關節。
[21] 如請求項18之外周邊組件，其中該第二關節為囊封兩個托架之一不對稱關節。
[22] 如請求項18之外周邊組件，其中該第三關節為囊封兩個托架之一對稱關節。
[23] 如請求項20之外周邊組件，其中該第一導電區段包含一整合式連接結構，且其中該第一關節駐留於該整合式連接結構內。

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