КОРПУС ПОРТАТИВНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА
HOUSING FOR A PORTABLE ELECTRONIC DEVICE

КОРПУС ПОРТАТИВНОГО ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА
Изобретение относится к портативным электронным устройствам и может быть использовано в конструкциях корпусов и съемных панелей для сотовых телефонов, смартфонов, USB-флеш-накопителей, ноутбуков и т.п.
Известны электронные портативные устройства, где корпус выполнен из металла по технологии штамповки, литья под давлением или фрезеровки. К недостаткам указанных технологий следует отнести высокую себестоимость оснастки, металлоемкость.
Наиболее близким по технической сущности является мобильный телефон (Патент CN 102995070; МПК C25D 1/02; C25D 1/10; Н04М 1/02: 2013-03-27), где заявлен способ изготовления металлических стенок корпуса мобильного телефона с использованием технологии односторонней гальванопластики при электрохимическом осаждении металла на матрицу, стенки матрицы выполнены с технологическим уклоном не менее 16 градусов для последующего съема толстостенной стенки из осажденного металла.
Недостатком описанного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как такой способ изготовления предполагает использование только технологии осаждения металла на матрицу, требуется выполнение относительно толстого слоя металла для свободного съема с матрицы, что приводит к удорожанию, продолжительности процессов гальванопластики и повышению массы изделия, такая технология ограничивает выполнение стенок с глубоким сложным рельефом, при наращивании металла на толстостенные детали сложно обеспечить равномерную толщину стенок и избежать появления дендритов, внутренних напряжений и других дефектов, затруднительно изготовление и извлечение из матрицы стенок из «мягких» драгоценных металлов, не предусмотрено использование этой технологии при производстве легких съемных накладок-наклеек, что ограничивает дизайн и потребительские свойства портативных устройств.
В основу предлагаемого изобретения поставлена задача разработки корпуса портативного электронного устройства, обеспечивающего уменьшение массы корпуса, себестоимости и времени процесса гальванопластики, возможность изготовления тонких стенок корпуса из мягких металлов, выполнение корпуса более сложной формы с глубоким рельефом, повышение жесткости корпуса, защита внутренней части осажденного слоя металла диэлектрическим покрытием, защита от коррозии, расширение ассортимента портативных электронных устройств.
Поставленная задача решается тем, что заявляется корпус портативного электронного устройства, состоящий из внешних стенок, во внутренней части корпуса размещены электронные компоненты, в корпусе выполнены технологические окна, по меньшей мере, одна из внешних стенок корпуса выполнена рельефной по технологии гальванопластики при электрохимическом осаждении слоя металла, при этом дополнительно под осажденным слоем металла установлен опорный сердечник, опорный сердечник выполнен из материала группы неметаллов, опорный сердечник жестко соединен с внутренней стороной осажденного слоя металла.
Корпус состоит из внешних стенок и служит для защиты от механических повреждений, размещения и доступа к электронике портативного устройства. По меньшей мере, одна из внешних стенок корпуса выполнена методом гальванопластики - процесса электрохимического осаждения слоя металла на форме, передающей точную копию исходной модели. Предпочтительно такой осажденный слой металла выполняется из драгоценных металлов (серебро, золото) или цветных металлов, в некоторых случаях может использоваться многослойная гальванопластика (например, золото-медь - кадмий - золото-серебро). Глубокий рельеф может быть высоким (горельеф), быть низким (барельеф), углубленным, т.е. вырезанный на плоскости контур или другой известной формы, с внутренней стороны осажденный слой металла, как правило, имеет углубления образованные рельефом.
Опорный сердечник служит для формирования металлического слоя, укрепления тонкого слоя осажденного металла, управления процессами осаждения металла, выступает как диэлектрик, исключающий возникновения электрического замыканий на осажденном слое металла. Опорный сердечник может быть монолитным, в виде сот, с ребрами жесткости, в виде не удаляемой закладной детали, набором из нескольких элементов или другой известной формы. На внутренней стороне опорного сердечника могут выполняться элементы креплений (клепки, защелки, фиксаторы, клеевые основы, винтовые соединения и т.п.) для соединения с другими компонентами портативного электронного устройства. Опорный сердечник предварительно выполняется в виде готового элемента или заливается во внутреннюю часть осажденного слоя металла в виде компаунда (например, эпоксидная или акриловая смола). Предпочтительно, материалом опорного сердечника служат полимеры (например, полиэтилен, полиуретан и т.п.), или композиты - неоднородные материалы, состоящие из связующего и армирующего вещества (например, стеклопластик, углепластик и т.п.).
В варианте выполнения опорного сердечника в виде не удаляемой закладной детали опорный сердечник служит для образования формы и рельефа корпуса. Закладная деталь может быть в виде односторонней рельефной стенки или в виде пространственного пустотелого корпуса. Данная технология позволяет формировать бесшовный монолитный корпус из металла в виде одной цельной детали. На закладной детали заранее задаются технологические и декоративные окна, элементы с поднутрениями, глубокие сложные рельефы. Наружные части закладной детали покрывают токопроводящим слоем (например, графит), после чего идет процесс осаждения металлического слоя. При такой технологии производства корпусных приборов методом гальванопластики матрица не используется.
В варианте выполнения опорного сердечника в виде детали, присоединяемой к уже осажденному слою металла, опорный сердечник может быть представлен в виде компаунда заливаемого во внутреннюю часть осажденного слоя металла с последующей полимеризацией компаунда, или в виде заранее изготовленного элемента, соединяемого с осажденным слоем металла склейкой, фиксацией или другим известным способом. Процесс соединения тонкостенного осажденного слоя металла с опорным сердечником проходит до момента разъединения с матрицей. После жесткого соединения осажденного слоя металла и опорного сердечника извлечение из матрицы проходит с распределенной нагрузкой и с меньшей вероятностью разрушить или деформировать металлический слой. Такой вариант позволяет использовать жесткие, разъемные или эластичные матрицы.
В варианте соединения опорного сердечника и осажденного слоя металла после отделения от матрицы процесс так же проходит в виде заливки компаунда или соединением с готовым опорным сердечником.
Внешняя стенка может быть выполнена в виде элемента корпуса или в виде съемного жесткого кейса, или съемного жесткого бампера.
Внешняя стенка может быть выполнена в виде легковесной съемной накладки-наклейки или в виде элемента съемной накладки (например, как декоративный рельефный элемент из металла, установленный на кожаной основе накладки). Легковесная съемная накладка может быть жесткой или гибкой и устанавливается на тыльную сторону корпуса портативного электронного устройства. На легковесной съемной накладке в качестве соединительного элемента может быть установлена клейкая лента, клеевая основа или другой известной способ соединения.
Каждый из перечисленных выше вариантов обеспечивает уменьшение массы, себестоимости и времени процесса гальванопластики, возможность изготовления тонких стенок корпуса из «мягких» металлов, выполнение корпуса более сложной формы с глубоким рельефом, повышение жесткости корпуса, защиту внутренней части осажденного слоя металла диэлектрическим покрытием, защиту от коррозии, расширение ассортимента портативных электронных устройств.
Заявляемое устройство работает следующим образом: внешняя стенка выполнена путем осаждения тонкого слоя металла по технологии гальванопластики, при этом под осажденным слоем устанавливается опорный сердечник из полимера или композитного материала. Опорный сердечник может быть установлен как не удаляемая закладная деталь, или позже соединяется с осажденным слоем металла в виде заливки компаунда или соединением с готовым сердечником. Это позволяет сократить производственные процессы и уменьшить себестоимость продукции. На поверхность панели можно выполнить глубокий рельеф, и обеспечивается высокая прочность при относительно небольшом весе корпуса. Полимерный опорный сердечник обеспечивает защиту от короткого замыкания на металлической панели и от коррозии задней части осажденного слоя металла, позволяет выполнить на внутренней стороне элементы крепления с другими частями устройства.
Таким образом, заявляемая конструкция обеспечивает более технологичное производство и новые функциональные возможности.
Сопоставительный анализ заявляемого корпуса портативного электронного устройства с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый корпус отличается от известного:
- дополнительной установкой опорного сердечника под осажденным слоем металла;
- выполнением опорного сердечника из материала группы неметаллов;
- жестким соединением опорного сердечника с внутренней стороной осажденного слоя металла;
Заявляемая конструкция обеспечивает:
- уменьшение массы корпуса, себестоимости и времени процесса гальванопластики;
- разработку новой технологии изготовления корпусной техники;
- возможность изготовления тонких стенок корпуса из мягких металлов;
- выполнение корпуса более сложной формы с глубоким рельефом;
- повышение жесткости корпуса;
- защиту внутренней части осажденного слоя металла диэлектрическим покрытием;
- защиту от коррозии;
- расширение ассортимента портативных электронных устройств.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о том, что совокупность признаков заявленного решения не известна из уровня техники, а следовательно, заявленное изобретение соответствует критерию «новизна».
Сущность заявленного изобретения для специалиста явным образом не следует из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Предлагаемая конструкция корпуса портативного электронного устройства может быть изготовлена с использованием известных в технике конструктивных деталей с использованием известных технологий. Возможность промышленного использования заявляемого корпуса портативного электронного устройства позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «промышленная применимость».
Примеры конкретного выполнения заявляемого корпуса портативного электронного устройства описывается ниже со ссылками на прилагаемые чертежи
Заявленная конструкция иллюстрируется: Фиг. 1 - вариант корпуса телефона с глубоким рельефом, внешняя стенка выполнена из золота, осажденного на опорный сердечник, выполненного в виде не удаляемой закладной детали, фиг. 2 - вариант корпуса USB-флеш-накопителя, представленного в виде монолитной бесшовной детали, внешняя стенка выполнена из серебра, осажденного на пустотелый опорный сердечник из полимерного материала, 3 - вариант внешней стенки в виде жесткого кейса, опорный сердечник выполнен составным из композитного материала, фиг. 4 - вариант внешней стенки в виде легковесной съемной накладки.
Пример №1. На фиг. 1 изображены следующие элементы: корпус 1 (телефон), электронные компоненты 2, технологическое окно 3, осажденный слой металла 4 (золото) и опорный сердечник в виде закладной детали 5, внешняя стенка 6 с глубоким рельефом 7, крепление опорного сердечника 8 и электронных компонентов 2.
Внешняя стенка 6 выполнена путем осаждения тонкого слоя золота 4 по технологии гальванопластики на опорный сердечник в виде полимерной не удаляемой закладной детали 5, предварительно на детали 5 был выполнен необходимый рельеф 7. Обеспечивается высокая прочность при относительно небольшом весе корпуса 1. Полимерный опорный сердечник 5 обеспечивает защиту от короткого замыкания на металлической панели, позволяет выполнить на внутренней стороне элементы крепления 8 с другими частями устройства 2.
Пример №2. На фиг. 2 - вариант корпуса 21 в виде монолитной бесшовной детали (USB-флеш-накопитель). Опорный сердечник 23 предварительно выполнен как пустотелая полимерная не удаляемая деталь, на которую осаждается слой серебра 22 и формируется внешняя стенка 24 без использования матриц. Рельеф 25 изначально задан на опорном сердечнике 23.
Пример №3. На фиг. 3 - вариант внешней стенки корпуса в виде жесткого кейса 31, внешняя стенка 34 выполнена составной из опорных сердечников из композитных материалов 33 и 36 и осаждения слоя металла 32. Рельеф 35 выполнен в сердечнике 33. В сердечнике 36 выполнено декоративное окно. Использование нескольких сердечников позволяет управлять процессом осаждения металла для формирования сложно профильной панели.
Пример №4. На фиг. 4 - вариант внешней стенки корпуса в виде легкой съемной накладки-наклейки 41. В слой металла 42, выполненного путем осаждения металла на матрице, залили компаунд, который после полимеризации отвердевает и принимает форму опорного сердечника 43. На опорном сердечнике 43 выполнен элемент крепления в виде фиксатора 46, с помощью фиксатора 46 сердечник 43 соединен с гибкой стенкой 44 с клейким слоем 45. Такая накладка-наклейка может быть приклеена к портативному электронному устройству.
Использование предлагаемого устройства позволит расширить ассортимент и повысить эффективность портативных электронных устройств за счет появления новых эксплуатационных и технических возможностей.