电波可穿透的装置用框架及其制造方法与流程

本发明涉及一种能够实现无线充电、近场无线通信以及电力传送等的装置用框架，尤其涉及一种通过交替配置金属和聚合物，不仅能够使装备外观的金属美感倍增，还能够实现塑料材质耐久性的相对提升，同时还能够通过采用如小于透入深度(skindepth)的金属厚度或者宽度而降低因为金属层而造成的电阻并借此确保有效的无线充电效果，还能够确保如近场无线通信、电力传送等电波顺利穿透的装置用框架及其制造方法。

背景技术：

近年来，无线充电技术得到了急速的发展，被广泛地应用于如手机等日常生活设备中。如上所述的无线充电也被称之为非接触式充电，主要分为利用电磁感应的方式以及利用磁共振的两种方式。电磁感应方式的充电技术是通过在充电板和手机内部的两个线圈中形成感应电流而对电池进行充电的方式，而磁共振方式是通过向相隔1～2m的收发端以相同的频率传送电力而进行充电的方式。

其中，电磁感应方式能够被适用于如手机、笔记本等便携式设备以及电动汽车等，是目前最为大众化的技术，能够使用几百khz～几十mhz的频率，尤其是在手机无线充电技术中主要使用100～300khz的频率。

此外，手机等便携式设备的生产商在此期间为了实现其性能的最大化而通过不懈的技术开发活动已经实现了技术的尖端化，因此在不同的生产商之间很难实现设备性能的明显差异。因此，设备外观设计的重要性日益突出，尤其是构成设备外观的框架材质的选择也随之成为了备受瞩目的焦点。

即，目前为止为了实现设备的轻量化而主要使用塑料材质制造了便携式设备，但是利用塑料材质体现高级质感的设计方式却已经达到了其极限，因此，目前人们正在积极地尝试使用能够在体现丰富质感的同时在耐久性方面也非常优秀的金属框架代替塑料材质。虽然在轻量化方面与塑料材质相比略显不足，但是其重量方面的差异程度相对较小，完全能够被优秀的设计带来的效果所弥补。

但是，在便携式设备中普遍搭载的如近场无线通信(nfc)、三星支付等各种结算方式以及用于无线电力传送的频率范围等，会因为受到金属材料的屏蔽作用的影响而导致无法或难以实现无线充电、近场无线通信等的问题。

即，作为无线充电技术中所包含的功能的一种，具有在发送部和接受部之间利用数字反馈技术检测接受部附近的潜在危险诱发金属物质的功能，这被称之为异物检测功能(foreignobjectdetection，fod)，能够在检测到异物时会立即中断电力的传送。

目前为止主要使用的装置用框架是采用塑料材质制成，而因为电力线无法通过(穿透)如塑料材质等绝缘体，所以不会产生热量或只会产生极低水准的热量，因此，异物检测功能将不会启动，换言之，只要是适用了如上所述的塑料框架，就不会对无线电力传送造成阻碍。

异物检测的标准为当线圈中生成电磁波时在异物(金属)中产生的热量(温度)，通过对如上所述的异物(金属)中所产生的温度进行检测，当上述温度达到一定的标准(约为60℃)以上时，无线充电系统将中断电力的传送。因此，目前具有无法将金属材质的框架适用于搭载有无线充电发送器或接收器的装置中的问题。

因此，为了使便携式设备等各种装置的外观能够顺应使用金属框架的主流趋势，迫切地需要开发出一种即使是在使用金属框架的情况下也能够实现无线充电的框架及其制造方法。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题

本发明的目的在于解决上述现有问题而提供一种即使是在包括无线充电接收器而能够进行无线充电的如便携式设备等的外观中使用比塑料材质更加优秀、质感更加高级切耐久性更加优异的金属材质，也能够顺利地进行无线充电操作的电波可穿透的装置用框架及其制造方法。

本发明的另一目的在于提供一种能够通过在金属之间配置聚合物而赋予全新的美感，尤其是在聚合物的厚度较薄时还能够赋予金属质感，同时又能够使电波穿透的电波可穿透的装置用框架及其制造方法。

本发明的又一目的在于提供一种为了便于进行大规模生产而采取交替配置金属和聚合物的简单的框架制造方法的电波可穿透的装置用框架及其制造方法。

本发明的又一目的在于提供一种通过采取其金属厚度小于透入深度的构成，减小在电波穿透时因为金属而造成的电阻并借此降低发热量的电波可穿透的装置用框架及其制造方法。

技术方案

为了实现上述目的，本发明提供一种包括金属层且电波可穿透的框架，其特征在于：由至少一个金属层和至少一个聚合物(polymer)层交替配置构成，且上述金属层和聚合物层至少在框架的表面上交替配置。

上述框架适用于包括无线充电模块或无线通信模块的设备中，且上述模块为从充电用发送器、接收器以及近场通信模块中选择的至少一个为宜。

上述框架设置在与上述无线充电模块或无线通信模块的主发送方向或主接收方向对应的位置中为宜。

上述框架由多个上下层叠形成并在各个框架之间的至少一部分形成绝缘层，且上述绝缘层为空气、薄膜、涂层中的至少一个为宜。

下层框架与上层框架使用不同的颜色构成，且下层框架的颜色能够通过上层框架的聚合物层进行认知为宜。

在对上层框架和下层框架层叠时，使得下层框架的聚合物层被配置在与上层框架的金属层下部对齐的位置，从而使形成于下层框架中的聚合物层被隐藏为宜。

上述金属层具有小于透入深度的厚度为宜。

上述金属层的厚度为框架的厚度或从表面上向与金属层的长度方向垂直的方向测定出的值为宜。

上述框架安装在能够进行无线电力以及无线通信的设备的至少一个中与上述无线电力以及无线通信的主收发方向对应的位置，且以能够对负责实现无线电力传送或无线通信的模块整体进行覆盖的方式安装为宜。

此外，本发明提供一种包括金属层且电波可穿透的框架的制造方法，其特征在于，包括：第1步骤，通过对板状形态的金属层和聚合物层进行层压或在金属层或聚合物层中形成聚合物层或金属层而制造出金属层和聚合物层的层叠体；第2步骤，通过对上述层叠体进行卷曲而制造出卷形体；以及第3步骤，沿着所选择的任意方向以预先设定的厚度对上述卷形体进行多次切割而制造出上述金属层和聚合物层交替配置的框架。

上述金属层采用薄膜或在聚合物层上通过从镀金、涂层、蒸镀中选择的至少一种方法形成，而上述聚合物层是薄膜或在金属层上通过涂布的方法形成为宜。

在通过对上述层叠体进行卷曲而制造出卷形体的第2步骤之后，还包括：从与上述卷形体的轴方向垂直的上方向下方进行压缩的步骤；为宜。

有益效果

通过如上所述的本发明，即使是在包括无线充电接收器而能够进行无线充电的如便携式设备等的外观中包括比塑料材质更加优秀、质感更加高级切耐久性更加优异的金属材质的情况下，也能够顺利地进行无线充电操作。

此外，本发明通过在金属之间配置聚合物而赋予全新的美感，尤其是在聚合物的厚度较薄时还能够赋予金属质感，同时又能够使电波穿透。

此外，本发明通过提供金属和聚合物交替配置的简单的制造方法，能够适用于大规模的生产。

附图说明

图1是适用本发明之一较佳实施例的外壳中的框架及其表面的放大示意图。

图2是用于对适用本发明之一较佳实施例的无线模块进行说明的平面示意图。

图3是用于对适用本发明之一较佳实施例的框架制造工程进行说明的步骤示意图。

图4是用于对适用本发明之一较佳实施例的第1步骤进行说明的详细示意图。

图5是用于对适用本发明之一较佳实施例的聚合物的一实例进行说明的详细示意图。

图6是用于对适用本发明之一较佳实施例的第2步骤进行说明的详细示意图。

图7是用于对适用本发明之一较佳实施例的主体进行说明的详细示意图。

图8是用于对适用本发明之一较佳实施例的第4步骤进行说明的平面示意图。

图9是用于对适用本发明之一较佳实施例的框架的大小进行说明的平面示意图。

附图标记的说明：

10：设备(装置)

100：框架

101：金属层

103：聚合物层

110：无线模块

113：无线充电模块

115：近场通信模块

120：板状体

130：卷形体

140：主体

具体实施方式

下面，将以附图以及较佳实施例为基础对本发明进行更为详细的说明。此外，在对本发明进行说明的过程中，如果判定对相关的公知构成或功能的具体说明可能会导致本发明的要旨变得不清晰，则将省略其相关的详细说明。

在对本发明进行说明的过程中所定义的术语，是在考虑到其在本发明中的功能的前提下做出的定义，可能会根据从事相关行业工作的技术人员的意图或者惯例等而有所不同，因此应以本说明书中的所有内容为基础做出定义。

本发明中所指的框架能够主要表示构成目标设备外观的盖子，但并不以此为限，也能够是框架内部的d形盖子，还能够代表其他构成设备所需的所有形态的盖子、外壳等。下面，将以外壳为主进行说明。

此外，在此所描述的设备或装置，是包括如手机等用于接收电力的所有装置以及如充电器等用于发送电力的所有装置的概念。

图1是适用本发明之一较佳实施例的外壳中的框架及其表面的放大示意图。

如图所示，即使是在框架100中包括金属的状态下，也能够利用无线模块110执行近场无线通信，而且还能够进行无线充电，尤其是借助于金属特有的质感和强度，不仅能够提升产品(例如，适用框架100的便携式终端设备等)的美观度，还能够通过强度的提升而强化其耐久性。

如上所述的框架100是由金属层101和聚合物层103交替配置构成。

此时，无线模块110是如图2所示的近场无线通信115(例如，nfc)或无线充电模块113(发送器或接收器)为宜。

如上所述的无线通信模块110按照如图所示的方式分别存在于某个中心部和外侧边缘中为宜，但并不以此为限，虽未图示，也能够按照在上下或左右方向间隔一定距离的方式并排配置。

适用本发明的框架100设置在与上述无线充电模块或无线通信模块的主发送方向或主接收方向对应的位置中。尤其是，上述框架100安装在能够进行无线电力以及无线通信的设备的至少一个中与上述无线电力以及无线通信的主收发方向对应的位置，且以能够对负责实现无线电力传送或无线通信的模块整体进行覆盖的方式安装为宜。其具体情况如图9所示。

在制造框架100时，能够按照例如下述方式考虑金属层101的透入深度。但是，透入深度只是用于降低金属层101电阻的一个实例，即使不考虑透入深度也能够正常工作。但是，在电阻成为较大问题的情况下，透入深度能够有效地解决问题。

如上所述的框架100是由金属层101和聚合物层103交替配置构成，此时，至少其中的金属层101的厚度或宽度小于透入深度(skindepth)，即其厚度为几nm至几μm为宜。

其中，透入深度是与电力传送相关的已确定的理论，并不需要对其进行详细说明，但是为了便于理解本发明，下面将对其进行简单的介绍。

透入深度是指电磁波透入到平均物质内部的深度，也被称之为穿透深度(penetrationdepth)。

透入深度与集肤效应(skineffect)相关，而集肤效应是指，当交流电流过导体时相对于中央部分的电流密度，越接近表面位置的电流密度越高的现象。

在假定导体为圆筒形的情况下，如果交流电沿着如上所述的导体的长度方向流动，则导体内部的电流密度分布并不相同。这是因为与导体中心部分的电流交链的磁束数量较多，因此该部分的电感将随之变大。

频率或导体的截面积以及导电率越高，如上所述的集肤效应就越明显。当假定导线中由电流(electriccurrent)i流过时，导线中将生成磁场(magneticfield)。

当如上所述的磁场按照时间发生变化时，根据法拉第的电磁感应定律(faraday'slawofelectromagneticinduction)，将在阻碍上述磁场变化的方向生成电动势(electromotiveforce)。而在上述电动势的作用下生成的电流iw则被称之为涡电流(eddycurrent)。

从理论上来讲，如上所述的涡电流与原有的电流在中心部分将被衰减(i-iw)而在表面部分将被叠加(i+iw)。因此，导线内部的磁场将快速减小。

而在上述现象的作用下，必然会发生如上所述的集肤效应。如上所述的集肤效应在不同物质中均具有其效应显著的从表面的固有极限深度，而如上所述的透入深度也作为规定物质(材料)特性的重要指标使用。

如上所述，透入深度在不同物质中均具有其固有的值，但是即使是相同的物质，如上所述的透入深度会伴随频率发生变化，具体来讲会呈现出反比关系。

例如，当以能够实现无限电力传送的频率100khz作为标准时，所测定到的结果分别为，(al)约为270μm、铜(cu)约为200μm、不锈钢(steel401)约为30μm、铁-硅合金(fe-si)约为7.5μm、铁-镍合金(fe-ni)约为1.3μm。即，在以频率为100khz的交流传送电力时，在等于或小于上述透入深度的区域中的集肤效应较为明显，而且越接近表面，其电流强度就越大。反过来讲，这表示在相同电压(v)条件下的电阻(r)相对较小。本发明的特征在于，为了使外壳中所有区域的上述电阻(r)较小而对金属的厚度或宽度进行了限定。

因此，在对后续说明的卷形体130进行切割时，应按照与金属层101的厚度(图4中的t)对应的宽度d进行切割。其中，上述金属层101的厚度是指框架的厚度或从表面上向与金属层的长度方向垂直的方向测定出的值，即金属层101的宽度。当金属层101的厚度小于透入深度时，框架100作为外壳的耐久性可能较低，因此宽度至少需要达到透入深度以上，而当金属层101的厚度大于透入深度时，金属层101的宽度小于透入深度为宜，这主要是为了降低因为金属层101而导致的电阻。

使用本发明的框架按照如图3所示的步骤制造，下面将结合附图对其进行详细说明。

图3是用于对适用本发明之一较佳实施例的框架制造工程进行说明的步骤示意图。

如图所示，包括：第1步骤，形成板状体120；第2步骤，通过对板状体120进行卷曲而形成卷形体130；第3步骤，通过沿着长度方向对卷形体130进行切割而形成金属层101和聚合物层103交替配置的主体140；以及第4步骤，通过加工制造出框架100。

第1步骤如图5所示，通过将具有预先设定的长度的金属层101以及具有与其对应的长度的聚合物层103进行层压，形成预先设定的长度的板状体120。

聚合物层103能够采用如图5a所示的厚度小于金属层101的薄膜，也能够采用如图5b所示的涂布在金属层101表面的涂料、粘着剂等形态。但是，聚合物层103的厚度也能够大于金属层101的厚度，但是为了能够感受到金属质感，聚合物层103的厚度越小越好。但是，采用能够方便地进行卷曲的厚度为宜。

总的来讲，上述金属层101能够采用薄膜或在聚合物层上103通过从镀金、涂层、蒸镀中选择的至少一种方法形成，上述聚合物层103能够采用薄膜或在金属层101上涂布物质而形成。

如上所述的聚合物层101是存在于各个金属层之间的绝缘体，用于对金属层101的厚度进行分割，通过将裸露面积降至最低而使其难以通过肉眼进行识别为宜。此时，聚合物层103的宽度范围能够是几nm至几十μm。在大于上述值时，会因为能够通过肉眼明显观察到聚合物层103而影响其视觉效果。

因此，使用本发明的框架100即使是采用聚合物层103和金属层101交替配置的结构，也能够确保主要的可识别区域为金属层101区域，从而实现因为金属层101而彰显出的美感以及提升耐久性等效果。

在第1步骤之后，通过按照如图6所示的方式将板状体120卷曲成圆筒形状而形成卷形体。

此时，卷形体130的形状并不限定为圆筒形，如图6a所示的圆筒形之外，还能够将其卷曲成如图6b所示的矩形形态。此外，还能够在完成卷曲之后对卷形体130进行压缩。此外，在压缩过程中还可能会造成卷形体130的变形现象。

如上所述的卷形体130是为了实现金属层101和聚合物层103的交替配置，通过沿着所选择的任意方向以预先设定的厚度对上述卷形体进行多次切割而制造出上述金属层和聚合物层交替配置的框架。

即，举例来讲如图6a所示，通过将a、b、c方向中的某一个方向作为切割方向，制造出具有如图7所示的截面的框架。此外，也能够选择除a、b、c方向之外的其他方向作为切割方向。当卷形体为如图6a所示的圆形时，能够以a为基准沿着左右a'方向以一定的间隔进行切割，或以b为基准沿着上下b'方向或以c为基准沿着圆周方向c'以一定的间隔进行切割。

此外，当卷形体130为如图6b所示的矩形时，能够以a为基准沿着左右a'方向以一定的间隔进行切割，或以b为基准沿着上下b'方向以一定的间隔进行切割。

关于如上所述的切割方向，既能够沿着形成卷形体时所形成的假想轴所延长的长度方向进行切割，也能够沿着与上述轴的长度方向垂直的方向进行切割，还能够沿着上述长度方向和垂直方向之间的角度进行切割。

此时，在对卷形体130进行切割操作的过程中，仅对能够保持一定的金属层101厚度的区域进行切割使用为宜，但本发明并不以此为限，如果只需要考虑电波或电力穿透功能是否存在，就不需要考虑上述厚度等因素。即，只需要考虑金属和聚合物是否被交替配置。

通过如上所述的切割操作形成的主体如图7所示，是由金属层101和聚合物层103交替构成，下面，将结合图7对其进行详细的说明。

图7是用于对适用本发明之一较佳实施例的主体进行说明的详细示意图。

如图所示，主体140是由金属层101和聚合物层103交替配置构成。如上所述的主体140作为框架100的材料使用，如图所示，由至少一个框架100加工而成。

通过单独的加工步骤还能够制造出多个框架100，所制造的框架100如图8所示，通过安装无线模块110而作为装置用框架100提供，作为一实例，如图所示，能够通过安装近场无线通信模块115和无线充电模块113而作为手机用后盖提供。

此外，上述框架100能够由多个上下层叠使用，而且在上述情况下，在各个框架100之间的至少一部分形成绝缘层，且上述绝缘层为空气、薄膜、涂层中的至少一个为宜。这是为了防止因为上下金属层101之间的接触而导致短路现象。

下层框架与上层框架能够使用不同的颜色构成，且下层框架的颜色能够通过上层框架的聚合物层进行认知。在这种情况下，上述框架的聚合物层103应为透明状态。否则，将无法透过上层框架观察到下层框架。

当上层框架和下层框架层叠时，能够通过使得下层框架的聚合物层103被配置在与上层框架的金属层下部对齐的位置，从而使形成于下层框架中的聚合物层103被隐藏，在这种情况下，即使是上层框架的聚合物层103透明的情况下，也能够避免下层框架的聚合物层103裸露到外部。通过上述方式，能够在层叠使用框架时便于对颜色进行调节，或者将金属质感进一步最大化。其中，在上述情况下，金属层101的宽度和聚合物层103的宽度应相同或类似。

上面结合实施例对本发明进行了更为详细的说明，但是本发明并不需要局限于如上所述的实施例，能够在不脱离本发明的技术思想的范围内进行各种变形实施。因此，在本发明中所公开的实施例并不是为了对本发明的技术思想进行限定而仅仅是用于进行说明，本发明的技术思想的范围也并不受到如上所述的实施例的限制。本发明的保护范围应根据下述权利要求书做出解释，与其同等范围内的所有技术思想均应被解释为包含在本发明的权利要求范围之内。