用于安装在电子装置中的印刷电路板之上的装置的框架的制作方法

专利名称：用于安装在电子装置中的印刷电路板之上的装置的框架的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于(诸如便携式通信装置的)电子装置用的(诸如显示器的)装置的框架；更具体地说，本发明涉及一种可安装在通信装置的印刷电路板(PCB)上的显示器框架，该显示器框架提供了对位于框架下方的部件的电屏蔽。
背景技术：
在诸如便携式电话的电子装置中，显示器是该装置的必备部件。在装置上操作的软件控制显示器以有选择地向用户显示诸如当前时间、呼叫方ID、图片和电池电量的信息。典型地，为向用户提供更大和更清晰的图片、文本和指示符，安装大型显示器。显示器通常被直接安装在装置的顶部外壳部分，使显示器的底部表面悬在位于装置的外壳内部的印刷电路板的上方。然而，诸如便携式电话的装置的尺寸持续减小，外壳的总的尺寸在缩小，而显示器的底部和PCB的顶部之间的距离减小。这种较小的空间侵害了正好在显示器下的PCB的区域上放置部件的能力。
因此，存在对一种用于解决现有技术中的不足的、用于安装(诸如用于携带式电话机的显示器的)电子装置的部件的系统的需要。

发明内容
在第一方面，本发明提供了一种将装置安装在电子装置中的印刷电路板(PCB)上方的框架。所述框架包括框架部件，所述框架部件被形成以被定位在PCB上，在PCB的一部分上的表面装置周围；和盖，所述盖用于放置在框架部件的顶部上并用于提供用于装置的支撑基片。在框架中，框架部件可在表面装置的至少一部分上方紧固到PCB；盖可定位在框架部件上，其中装置被安装到盖；而盖的形状被形成以使装置的底部上的元件向下朝向框架的内部空腔延伸。
在框架中，盖和框架部件可由导电材料构成，以便盖和框架提供装置到PCB上的接地平面的电接触，并提供对表面装置的电屏蔽。
在框架中，装置可以是显示器装置，而盖可具有向上延伸以接触装置的底部的导电凸缘。
在框架中，框架装置可具有与PCB相互作用以将框架紧固到PCB的第一柱；并且盖可具有与第一柱相互作用以将盖紧固到框架的第二柱。
在框架中，从装置的底部延伸的元件可被放置在不在表面装置上方的位置中。
在第二方面，本发明提供了一种用于电子装置的印刷电路板(PCB)组件。所述组件包括PCB，该PCB具有安装在PCB的部分上的表面装置；框架部件，所述框架部件形成以位于PCB上、在表面装置上方；用于放置在框架部件的顶部上的盖；被安装在所述盖上的装置。在组件中，当框架部件围绕表面装置被紧固到所述PCB上，并且盖被定位在框架部件上，并且装置被安装到盖时，表面装置至少部分地被定位在盖的下方。
在组件中，盖和框架部件均可由导电材料组成，以便盖和框架提供装置到PCB上的接地平面的电接触。
在组件中，装置可以是显示器装置，而盖可具有向上延伸以接触装置的底部的至少一个导电凸缘。
在组件中，框架装置可具有与PCB相互作用以将框架紧固到PCB的第一柱；并且盖可具有与第一柱相互作用以将盖紧固到框架的第二柱。
在组件中，盖的形状可被形成以允许装置的底部上的元件或特征朝向框架的内部空腔向下延伸。
在组件中，从装置的底部延伸的元件或特征可被放置在不在表面装置上方的位置中。
在其它方面中，本发明提供了上述方面的集合和子集的多种组合。


从仅通过实例举例说明本发明的原理的具体实施例和附图的如下描述，本发明的前述和其它方面将变得更加明显。在附图中，类似元件以类似附图标记指示(而各个元件具有唯一的字母后缀)图1是具有安装到涉及实施例的显示器框架内部的显示器的通信装置的主视图；图2是图1的装置的内部元件的框图；图3是图1的装置的组装和板上组装的PCB的一部分、显示器和显示器框架的俯视透视图；图4是图3的PCB、显示器和显示器框架的俯视分解视图；图5A是图3的显示器框架的中央部分的仰视透视图；图5B-5E是图3的显示器框架的部分的仰视透视图；图6是图3的显示器和显示器框架的仰视分解透视图；和图7是图1的显示器框架及其结构外表的俯视分解透视图。
具体实施例方式
通过举例说明本发明的原理的特定实施例的一个实例或多个实例，提供了如下描述和这里所描述的实施例。这些实例仅用于说明目的，而不是对本发明及该原理的限制。在下述描述中，相似部分在整个说明书及附图中被分别标以相同的附图标记。
图1示意性地显示了手持移动通信装置10及其部件，包括外壳12；输入装置(例如，键盘14)和输出装置(显示器16)，虽然可以可选地使用其它类型的输出装置，但输出装置优选为图形液晶显示器(LCD)。典型地，外壳12是模制聚碳酸酯结构，并可以通过已知的塑料注塑成型技术形成。为有助于组装装置10，外壳12典型地包括以配合布置配合在一起以包围内部装置并形成装置10的外壳的两个或多个件。例如，外壳12可以包括上部外壳和下部外壳。物理上对于装置10，外壳12可沿垂直方向是细长的，或可以采用其它尺寸和形状(包括蛤壳外壳结构)。
参照图2，处理装置(微处理器18)被示意性地显示为联接在键盘14、显示器16和装置10内部的一系列其它装置之间。根据用户对键盘14上的键或姆指轮14B的致动，微处理器18控制显示器16的操作，以及装置10的总体操作。用于微处理器18的示例性的微处理器包括可从Intel获得的Data 950(商标)系列微处理器和6200系列微处理器。
除微处理器18之外，装置10的其它内部装置示意性地显示在图2中。这些装置包括通信子系统100；短距离通信子系统102；一组辅助I/O装置106；串行端口108；扬声器110；以及麦克风112。用于装置10的存储器以闪速存储器116和随机存取存储器(RAM)118的形式提供。内部装置被包围在外壳12内，并典型地被安装在印刷电路板(PCB)上，被附于外壳的内部部分，或利用外壳12内部的一些装置悬挂。
该装置10优选是一种具有声音和数据通信能力的双向射频(RF)通信装置。此外，装置10优选具有通过Internet与其它计算机系统通信的能力。
微处理器18执行的操作系统软件优选存储在诸如闪速存储器116的计算机可读介质中，但也可以存储在诸如只读存储器(ROM)或类似存储元件的其它类型的存储装置中。此外，系统软件、专用装置应用程序，或其部分可被暂时装载在诸如RAM 118的易失存储器中。移动装置接收的通信信号也可被存储到RAM 118。
除其操作系统功能外，微处理器18也能够在装置10上执行软件应用程序。在制造期间或其后的下载期间，控制诸如话音通信模块130A和数据通信模块130B的基本装置操作的一组软件应用程序可被安装在装置10上。蜂窝映射模块(cell mapping module)130C也可在制造期间被安装在装置10上。因此，例如可以是个人信息管理器(PIM)应用程序的显示为另一软件模块130N的附加软件模块可在制造期间或随后的下载期间被安装在装置10中。PIM应用程序优选能够组织和管理诸如电子邮件消息、日程事件、话音邮件消息、约会或任务项的数据项。PIM应用程序也优选能够经无线网络140发送和接收数据项。
包括数据与话音通信的通信功能通过通信系统100，并可能通过短距离通信子系统102执行。通信子系统100包括接收机150；发射机152；和显示作为接收天线154和发射天线156的一副或多副天线。此外，通信子系统100还包括诸如数字信号处理器(DSP)158和本机振荡器(LO)160的处理模块。通信子系统100的具体设计与实现取决于其中装置10期望操作的通信网络。例如，装置10的通信子系统100可被设计以与Mobitex(商标)，DataTAC(商标)或通用分组无线业务(GPRS)移动数据通信网络一起操作，并且还可被设计以与诸如高级移动电话服务(AMPS)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)、个人通信服务(PCS)、全球数字移动电话系统(GSM)等多种话音通信网络的任意种一起操作。分离和集成的其它类型的数据和话音网络也可与装置10一起使用。应该认识到通过子系统100接收和发送的一些信号可能会提供给诸如麦克风112的装置10中的其它部件干扰信号。
网络接入要求根据能够与装置10通信的通信系统的类型变化。例如，在Mobitex(商标)和DataTAC(商标)网络中，移动装置使用与每个装置关联的唯一的个人身份号码(PIN)在网络上注册。然而，在GPRS网络中，网络接入与订户或装置的用户关联。因此，GPRS装置需要通常称作用户标识模块(SIM)卡的订户标识模块，以在GPRS网络上操作。
当所需的网络注册或激活过程已完成时，装置10可以通过通信网络140发送和接收通信信号。由接收天线154从通信网络140接收的信号被选路到接收机150，接收机150提供信号放大、频率降频转换、滤波、频道选择等，并且还可提供模-数变换。接收信号的模-数变换使DSP 158执行诸如信号解调和解码的多种复杂通信功能。采用类似的方式，将发送到网络140的信号由DSP 158处理(例如，调制和编码)，然后提供给发射机152进行数-模变换、频率上变频、滤波、放大并经发射天线156发射到通信网络140(或网络)。
除处理通信信号外，DSP 158还设置用于接收机150和发射机152的控制。例如，通过DSP 158中实现的自动增益控制算法，在接收机150和发射机152中应用于通信信号的增益可得到自适应控制。
在数据通信模式中，诸如文本消息或网页下载的接收信号被通信子系统100处理并被输入到微处理器18。然后，接收的信号被微处理器18进一步处理，用于输出到显示器16，或可选地到一些其它辅助I/O装置106。使用键盘(键区)14与/或诸如触控板、姆指轮、摇臂开关或一些其它类型的输入装置的一些其它辅助I/O装置106，装置用户还可编写诸如电子邮件消息的数据项目。然后，编写的数据项目可经通信子系统100在通信网络140上发射。
在话音通信模式中，装置10的全部操作实质上类似于数据通信模式，除了接收的信号被输出到扬声器110，接收的音频信号被提供给麦克风112用于进一步转换为电信号，并由装置10进一步处理。麦克风112优选是一种能够被安装到PCB 302上的硅基变换器(如图3中所示)。
短距离通信子系统102能够实现装置10与不必是类似装置的其它附近的系统或装置之间的通信。例如，短距离通信子系统可包括红外装置和相关的电路和部件，或蓝牙(商标)通信模块以实现与类似允许系统和装置(similarly-enabled systems and devices)的通信。
电源170用于为移动手持通信装置的所有电子元件提供电力。优选方式是，电源170包括一块或多块电池。更优选的方式是，电源170是单一电池组，尤其是可充电的电池组。电源开关172为装置10提供单独的开/关切换。
参照图1和图3，外壳12的外表和装置10的内部装置的进一步的细节如下。首先，PCB 302提供用于在其上侧和底侧上安装和支撑内部表面装置的基片，并提供通过蚀刻在塑料和铜层内确定的用于装置的一些电子电路。因此，装置能够在其上更密地安装，从而减小了PCB 302的尺寸。典型地通过穿过PCB 302中的安装孔拧入外壳12内部中的容纳螺纹孔中的螺钉，PCB 302可被紧固地安装在外壳12内。作为选择，可以利用从PCB 302延伸到外壳12中对应的安装位置的适合的搭扣配合柄脚，PCB 302可以搭扣配合到外壳12。PCB 302为塑料(或FR4)和铜层的大体平面的夹层。
参照图3，显示了装置10的内部元件的进一步细节。特别是300显示了以透视图显示的PCB 302，PCB 302上安装的部件共同指示为部件304。这种部件304包括具体为图2中描述的组件元件的物理装置。部件304位于PCB 302的顶侧和底侧上。显示器16为大体长方形，且垂直高度较薄，并且以确定在PCB 302的上部表面与显示器16的底部表面之间的空间关系被固定地附于PCB 302。显示器框架306被安装在显示器16和PCB 302之间，提供了相对于PCB 302的空间关系。如图所示，显示器框架306经设置为弹簧钩(snap-hooks)308的柱被固定地安装到PCB302。显示器16安装在显示器框架306的顶部上，并且经设置为弹簧钩310的另一组柱被搭扣配合到PCB 302。
参照图4，提供了显示器16、框架306和PCB 302之间空间关系的进一步的细节。如图所示，在PCB 302上，部件304A在框架306正下方。框架306被形成以使部件304A在框架306之下的区域内被定位在PCB 302上，并使显示器16被安装在部件304A上方。框架306的主要部件是排列以确定扁平、大体长方形框架的一组四个大体长方形杆400。因此，框架306确定了其外部边界大体由杆400确定的内部腔(未示出)。框架306还具有附于框架306的顶部表面的盖312。在该实施例中，盖312由诸如金属的导热和导电材料制成。虽然盖312为大体扁平的，但是它具有包括凹陷区域314A和凸起区域314B的表面特征或表面元件。区域314A和314B的形状和轮廓形成为与显示器16的底侧存在的特征或元件(诸如图6中的部件16B)的形状和轮廓，和由部件304A形成的形状和轮廓互补。因此，显示器16的底侧中的部件16B(图6)伸入凹陷区域314A中，而部件304A伸入凸起区域314B中。这样，显示器16的底侧大体靠着盖312平齐就位，而提供了显示器16的底部与部件304A的顶部之间足够的最小间隙。当显示器16被安装到框架306而框架306和显示器16被安装到PCB 302时，框架306靠着PCB 302平放，而显示器16靠着框架306平放。
可以注意到框架306的形状和位置被形成以便在其内部空间内，部件304A占用一部分空间，而凹陷区域314A的形状从框架306的顶表面下降，并且被形成以配合在不与部件304A重叠的区域中。因此，与凹陷区域314A位于部件304A上方的情况相反，通过相应地选择框架306的高度，显示器16能够被更接近PCB 302地放置。
将认识到当被安装到PCB 302时，框架306提供给PCB 302结构刚性。
参照图4、图5A-5E和图6，在实施例中，框架306经摩擦配合布置被安装到PCB 302。具体而言，弹簧钩308位于框架306的每个角中，并从其角部向下垂直延伸。每个弹簧钩308具有在其底部处水平延伸的钩408。在PCB 302中，对于每个弹簧钩308，在PCB 302中存在相应的缺口402，允许相应的弹簧钩308的至少一部接合PCB 302的侧面和底部。将认识到在其它实施例中，弹簧钩308和凹口402的位置和数量能够被修改以适合装置的尺寸。
在实施例中，显示器16经摩擦配合布置在框架306周围被安装到PCB 302。具体而言，弹簧钩310位于显示器16的每个角部周围，在允许其接合框架306上的弹簧钩308的一部分的位置处。每个弹簧钩310从其角部向下垂直延伸，并具有在其底部处向内水平延伸的钩404。对于每个弹簧钩310，在弹簧钩308中存在相应的凹口406，以允许弹簧钩310的一部分靠着相应弹簧钩308的一侧配合。此外，弹簧钩310被确定大小以在框架306下方向下延伸，以便其钩404装入弹簧钩308、PCB302的侧面和底部或弹簧钩308和PCB 302两者中的凹口中。应该认识到在其它实施例中，弹簧钩310和凹口406的位置、形状和数量能够根据需要使用本技术领域已知技术进行修改。框架306中的柱322位于框架306的底部上间隔开的位置处，并向下延伸。对于每个柱322，在PCB 302中存在匹配开口，从而提供用于将框架306配合到PCB 302的对准机构。在另一实施例中，柱322与PCB 302中的内部铜层电连接。在其它实施例中，包括螺钉和结合柱、胶水或本领域已知的其它技术的其它紧固机构可被用于将框架306紧固到PCB 302。
返回显示器16，其电子连接器318被显示从显示器16的一端的底侧延伸。在使用中，连接器318与PCB 302上的连接器320匹配。连接器320具有连接到PCB 302上的铜迹线(trace)的内部导线，从而提供用于控制显示器16的电接触。由于框架306的形状被形成以具有近似显示器16的相同覆盖区域，并且由于连接器318从显示器16的底部延伸，因此当显示器16被安装到框架306时，缺口410被设置在框架306中，在连接器318会从显示器16向下延伸处的区域。缺口410的形状被形成以使连接器318进入到连接器320，并允许显示器16靠着框架306平坦地被安装。
参照图6和图7，提供了有关框架306和显示器16的外表的进一步的细节。框架306具有确定外部周长的四个杆400和与框架306相关的内腔500。盖312的形状被形成以与框架306的外部尺寸平齐地配合。盖312被紧固地附于框架306。在实施例中，粘合条502是成形双面粘合带，该成形双面粘合带的形状形成为配合在杆400的顶部表面上。因此，当盖312被放置在框架306顶部上时，粘合条502结合到框架306和盖312。并且，盖312具有搭扣配合突起504，该搭扣配合突起504提供了与框架306上相应的搭扣区域506的摩擦配合匹配布置。每个搭扣区域506的形状被形成以容纳其相应搭扣配合突起504的一侧的至少一部分。此外，杆400上的导轨508从杆400的外侧向上延伸，而提供了一组对准导轨，以便当盖312被放置在框架306上时帮助引导盖312的定位。
此外，粘合条510是成形双面粘合带，该成形双面粘合带的形状形成为配合在杆400的底部表面上。因此，当框架306被安装到PCB 302时，除了由弹簧钩308夹紧PCB 302的部分所提供的搭扣配合外，条510提供了进一步的紧固机构以将框架306固定到PCB 302。
可注意到，显示器16具有在其一端附近位于底部表面上的连接器318。因此，杆400A具有形成在其中的凹陷316以允许连接器318靠着框架306配合。
实施例还提供了用于显示器16的增强的电接地。具体而言，在盖312上，围绕凹陷316的对应开口的任一侧周围，凸缘512向上垂直延伸。当显示器16被安装在盖312上时，凸缘512与显示器16的底部摩擦接触，并形成其形状和定位在盖312上，以便凸缘510的延伸端接触显示器16的底部上的接地金属部件，从而建立盖312与显示器16的底部之间的电连接。在实施例中，框架306由诸如PVC或任何适合的塑料材料制成。此外，框架306可具有与盖312接触的金属镀层。此外，框架306可在其中包含金属粒子，或可在其中具有接触盖312的金属分路或连接。在PCB 302的表面层上，可提供将PCB 302中的接地平面连接到任何这种分路或连接或框架306本身的电接触点。在实施例中，粘合条502和510是导电的，从而改进了框架306和PCB 302之间的电接触。因此，提供了从显示器16的底部到PCB 302的接地平面的直接电连接。
此外，实施例还为PCB 302上诸如部件304A的位于框架306下的部件提供了对外部RF信号的电屏蔽。电屏蔽由显示器16的底部的导电部分形成的电笼提供，其中显示器16的底部的导电部分与盖312接触，盖312与粘合条502接触，粘合条502与框架306的导电部分接触，框架306的导电部分与粘合条510接触，粘合条510与PCB 302中的选定接地迹线(track)接触。为有利于框架306和盖312之间的电连接，在一个实施例中，框架306由金属片覆盖，而在另一实施例中，它镀有金属。
应该认识到在其它实施例中，框架306可以由具有不同形状和尺寸的框架和杆替代。例如，框架306和盖312可形成为单件或一体件。同时，其它框架可以以两件或多件提供。此外，其它框架可以是并不确定封闭周边的一个件。此外，框架306可由一系列柱或类似的单个结构替换。
应该认识到虽然实施例已显示与诸如便携电话的通信装置一起使用，但是也可以将任何实施例用于具有电部件的任何装置中。此外，任何实施例可用于提供对PCB的任何部件的间隔关系，并不一定就是显示器。应该认识到术语框架可用于总体描述包括具有盖(例如盖312)的框架(例如框架306)的系统。在这种使用中，框架部分可确定作为框架的框架部件。
虽然参照特定具体实施例对本发明进行了描述，但是在不背离权利要求限定的本发明范围的情况下，对于本领域所属技术人员而言，其多种修改将很明显。
权利要求
1.一种将装置安装在电子装置中的印刷电路板PCB上方的框架，所述框架包括框架部件，所述框架部件形成为位于所述印刷电路板上，在印刷电路板的一部分上的表面装置周围；和盖，所述盖用于放置在所述框架部件的顶部上并用于提供用于所述装置的支撑基片，其中所述框架部件可在所述表面装置的至少一部分的上方紧固到所述印刷电路板；所述盖可定位在所述框架部件上，其中所述装置被安装到所述盖；而所述盖的形状被形成以允许所述装置的底部上的元件朝向所述框架的内部空腔向下延伸。
2.根据权利要求1所述的框架，其中所述盖和所述框架部件的每个都由导电材料形成，以便所述盖和所述框架提供所述装置到所述印刷电路板上的接地平面的电接触，并提供对所述表面装置的电屏蔽。
3.根据权利要求2所述的框架，其中所述装置是显示器装置；并且所述盖具有向上延伸以接触所述装置的底部的至少一个导电凸缘。
4.根据权利要求1到3任意一项所述的框架，其中所述框架具有与所述印刷电路板相互作用以将所述框架紧固到所述印刷电路板的第一柱；和所述盖具有与所述第一柱相互作用以将所述盖紧固到所述框架的第二柱。
5.根据权利要求1到4任意一项所述的框架，其中从所述装置的所述底部延伸的所述元件并不位于所述表面装置的上方。
6.一种用于电子装置的印刷电路板PCB组件，所述组件包括印刷电路板，该印刷电路板具有安装在所述印刷电路板的部分上的表面装置；框架部件，所述框架部件形成以位于所述印刷电路板上、在所述表面装置上方；用于放置在所述框架部件的顶部上的盖；被安装在所述盖上的装置，其中当所述框架部件围绕所述表面装置被紧固到所述印刷电路板，并且所述盖被定位在所述框架部件上，并且所述装置被安装到所述盖时，所述表面装置至少部分地被定位在所述盖的下方。
7.根据权利要求6所述的印刷电路板组件，其中所述盖和所述框架部件的每个都由导电材料构成，以便所述盖和所述框架提供所述装置到所述印刷电路板上的接地平面的电接触。
8.根据权利要求7所述的印刷电路板组件，其中所述装置是显示器装置；并且所述盖具有向上延伸以接触所述装置的底部的至少一个导电凸缘。
9.根据权利要求6到8任意一项所述的印刷电路板组件，其中所述框架具有与所述印刷电路板相互作用以将所述框架紧固到所述印刷电路板的第一柱；和所述盖具有与所述第一柱相互作用以将所述盖紧固到所述框架的第二柱。
10.根据权利要求6到9任意一项所述的印刷电路板组件，其中所述盖的形状被形成以允许所述装置的底部上的元件朝向所述框架的内部空腔向下延伸。
11.根据权利要求10所述的印刷电路板组件，其中从所述装置的所述底部延伸的所述元件并不位于所述表面装置的上方。
12.一种电子装置，包括根据权利要求6到11任一项所述的印刷电路板组件。
全文摘要
本发明提供了一种将一种装置安装在电子装置中的印刷电路板(PCB)上的框架。所述框架包括框架部件，所述框架部件被定位在PCB上，在PCB的一部分区域上的表面装置周围；和盖，所述盖用于放置在框架部件的顶部并用于提供用于装置的支撑基片。在框架中，框架部件在表面装置的至少一部分上方可被紧固到PCB；盖可定位在框架部件上，其中装置被安装在盖上；而盖被形成以允许装置的底部上的一个零件向下延伸冲着框架的内部空腔。
文档编号H05K1/18GK1819753SQ20061000668
公开日2006年8月16日 申请日期2006年2月8日 优先权日2005年2月11日
发明者陈超, 提姆·科尤文斯基, 詹森·格里芬 申请人:捷讯研究有限公司