[实用新型]一体化金属结构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子装置的一体化金属结构件。

背景技术

3C电子装置（Computers, Communication and Consumer electronics）的一体化金属结构件包括一体化金属外壳和一体化金属中框板。

尽管设计、尺寸形状可以有很大的不同，但一体化金属外壳一般为凹形体结构，基本由两大部分组成。第一部分是构成主要外壳结构和外形的金属主结构体（主壳体）；第二部分是接合在凹形金属主结构体内表面的金属次结构部件，用于安装电子元器件或作为加强筋等。由于一体化金属外壳是外观件，对其外部的形状、颜色和表面质量有很高的要求。

一体化金属外壳可以是电子装置外壳的全部也可以是电子装置外壳的一部分。移动电子装置一体化金属外壳的部分可以开有或拼接有用不会屏蔽无线电信号的材料所覆盖的窗口，用于传输无线电信号，如智能手机和部分平板电脑的一体化金属外壳。一体化金属外壳还开有各种用途的孔和槽，如智能手机和平板电脑的耳机孔、摄像头孔、开关孔、音量孔等等。而笔记本电脑上的一体化金属外壳还可有键盘孔、CD槽等。

电子装置中框板位于电子装置的中间，属于承力结构件。电子装置各种电子元器件大都是安装在中框板的两边。通常，安装了电子器件的中框板被外壳、屏幕或键盘等包围起来，因此不是外观件，制造要求低于作为外观件的外壳。但是有的中框板的一些部位构成为电子装置外壳的一部分，对这些外观部位有更高的要求。虽然各种不同的电子装置一体化金属中框板的差异很大，但与一体化金属外壳一样，基本上由两大部分组成：第一部分是构成中框板主体结构和形状的金属主结构体（主框板）；第二部分是接合在金属主结构体上面的金属次结构部件，用于安装电子元器件或加强中框板的整体强度和刚性。

本实用新型包括一体化金属外壳和一体化金属中框板的一体化金属结构件，是指其金属主结构体与金属次结构部件之间通过本实用新型的金属接合方法而接合在一起的一体化金属整体件（unibody）。这种一体化金属结构件最为关键的特征是，其含有次结构部件的横截面的厚度是不均匀的，而不像由一块金属薄板材形成的外壳的横截面那样厚度是均匀的。美国专利公开US20120020920、US20120050988、US20110144265和美国专利US8241622中分别描述的电子装置的一体化金属外壳便属于这种横截面厚度不均匀的一体化金属结构件。

由于不是外观件，电子装置的一体化金属中框板的制造难度不高。例如，一体化不锈钢中框板，可以通过铆接和电火花焊接将铜螺栓等金属次结构部件固定在不锈钢主结构体上，制备出一体化金属结构件。对于镁合金，可以通过压铸制备出一体化镁合金中框板。但是不锈钢和镁合金的导热系数都不高，不利于电子装置内部的热量的散发。如果用导热系数高的铝合金薄板来生产一体化铝合金中框板，则难以像一体化不锈钢中框板那样，通过铆接和电火花焊接来将金属次结构部件固定到薄铝板上。

由于是外观件，一体化金属外壳的制造难度远远大于一体化金属中框板。通过铆接和电火花焊接的方法将金属次结构部件固定到主结构体会破坏外壳的外观，因而难以使用。低温钎焊工艺难以在铝合金、不锈钢和钛合金等不能被低温钎料浸润的金属材料上实施。摩擦焊和搅拌摩擦焊因会影响薄板外壳的外观性无法用于薄腹板（底板）的金属外壳。用胶粘的方法将金属次结构部件粘接到金属外壳主结构体上往往粘接强度不够，且次结构部件体积必须较大。镁合金可以通过压铸来生产一体化镁合金外壳，但是镁合金外壳的外表面不能像铝合金一样通过阳极氧化形成绚丽且具有保护作用的Al₂O₃薄层。另外，由于镁合金强度和弹性模量低，外壳腹板的厚度必须大于不锈钢和铝合金外壳的腹板，这对移动电子装置追求薄是很不利的。

美国专利US8241622 公开了一种电子装置外壳的CNC机加工生产方法，可以生产出性能优异、外表美观的一体化铝合金外壳。但是，这种用整块铝合金厚板材通过CNC机加工的方法需要消耗大量的高速CNC设备加工时间，不仅生产成本很高，而且材料利用率很低。另外由于机加工应力和铝合金板材本身内应力的存在，用CNC铣削设备难以将腹板面积较大（如平板电脑）的一体化铝合金外壳的腹板铣削得薄于0.7mm而不变形。而且使用这种全CNC机加工方法来生产机加工难度高的不锈钢或钛合金一体化金属外壳，成本更是高昂。

综上所述，现有电子装置一体化金属结构件及各种生产技术，存在如下几个问题：

（1）用整块铝合金通过CNC机加工来生产一体化铝合金结构件，生产成本高、材料利用率低。