电子设备的壳体及电子设备的制作方法

1.本技术涉及电子设备壳体技术领域，特别是涉及一种电子设备的壳体及电子设备。


背景技术：

2.5g时代对手机整机功耗需求更高，电池容量加大，但是整机还是需要朝轻薄化方向演进，那就需要对结构件进行减薄。
3.目前常用的都是采用玻璃/陶瓷/复合板材/pc注塑零件，素材厚度尺寸最薄在0.5mm，对后盖厚度尺寸减薄是一个强需求。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题是提供一种电子设备的壳体及电子设备，能够在减薄电子设备的壳体的厚度，满足用户的使用需求。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种电子设备的壳体，所述电子设备的壳体包括纤维层，所述纤维层包括多个非导电纤维；以及多个导电纤维，所述多个导电纤维与所述多个非导电纤维交叉设置形成网络结构，相邻导电纤维之间被所述非导电纤维分隔设置；以及强化层，设置于所述纤维层的表面。
6.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备的壳体，所述电子设备的壳体包括：导电纤维板，包括导电纤维层，包括多个导电纤维，所述多个导电纤维平行且间隔设置；以及强化层，设置于所述导电纤维层的表面；以及非导电纤维层，包括多个非导电纤维，设置于所述强化层远离所述导电纤维层的一侧。
7.为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，包括：壳体及功能器件，其中所述壳体定义有容置空间；所述功能器件容置于所述容置空间内；其中，所述壳体为如上所述的电子设备的壳体。
8.本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术利用非导电纤维与导电纤维进行复合编织，使天线信号可以从非导电纤维空隙区域通过，通过这种方式可将壳体尺寸减薄到0.3mm以下，同时保证壳体强度，符合电子设备轻薄化方向，提升用户体验。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
10.图1是本技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
11.图2是本技术一实施例提供的电子设备的壳体的结构示意图。
12.图3是本图2中纤维层的结构示意图。
13.图4是申请另一实施例提供的电子设备的壳体中纤维层的结构示意图
14.图5是本技术一实施例提供的电子设备的壳体的制备方法的流程图。
15.图6是本技术另一实施例提供的电子设备的壳体的结构示意图。
16.图7是图6中导电纤维层的结构示意图。
17.图8是本技术另一实施例提供的电子设备的壳体的结构示意图。
18.图9是图8中非导电纤维层的结构示意图。
19.图10是本技术另一实施例提供的电子设备的壳体的结构示意图。
20.图11是本技术另一实施例提供的电子设备的壳体的制备方法的流程图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.众所周知，当障碍物的尺寸小于波长时，波就可以绕过障碍物而继续传播。目前5g网络信号频率为28
×
109赫兹，通过波长的计算公式：波长＝光速/频率，其中光速为3
×
108米/秒，可以计算得到5g网络的波长大概是10.7mm。
23.本技术提供一种电子设备1，请参阅图1，在一实施方式中，电子设备1包括壳体10及功能器件20。其中，该壳体10定义有容置空间11，功能器件20设置于该容置空间11内，该壳体10能够起到保护功能器件20(例如，主板、电池、天线模组等)的作用，其中天线模组可用于发射或接收信号。
24.具体地，电子设备1可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手环或智能手表等，此处不做限定。
25.请参阅图2和图3，在一实施方式中，壳体10可以包括纤维层12以及强化层13，设置于所述纤维层12的表面。
26.其中，所述纤维层12包括多个非导电纤维122以及多个导电纤维120，所述多个导电纤维120与所述多个非导电纤维122交叉设置形成网络结构，相邻导电纤维120之间被所述非导电纤维122分隔设置。
27.具体地，所述导电纤维120是指易于传导电流的纤维类材料，所述导电纤维120的导电率可以为大于2.5s/cm，所述导电纤维120可以为碳纤维、金属纤维和碳纳米管线中的至少一种。本技术一实施例中所述导电纤维120为碳纤维。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90％以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。所述碳纤维的规格可以为0.5k/1k/2k/3k/5k/10k/12k等规格，即由不同数量的纤维单丝糅合在一起形成一定粗细的纤维线。其中，所述碳纤维单丝的尺寸在0.001～0.01mm，常用的有0.002/0.003mm。所述碳纤维的直径为0.05～10.7mm，本技术一实施例中，所述直径为0.05～0.5mm。本技术另一实施例中，所述碳纤维的直径为0.05～0.3mm，例如，0.05mm，0.1mm，0.15mm，0.2mm，0.25mm，0.3mm，因此可以制备出厚度在0.3mm及
以下的壳体。本技术另一实施例中所述碳纤维的规格为3k，所述碳纤维的直径为0.3mm。
28.所述非导电纤维122是指常温下不易于传导电流的纤维类材料，所述非导电纤维122的导电率小于10
‑8s/cm。所述非导电纤维122可以为玻璃纤维和氮化硼纤维中的至少一种。本技术一实施中，所述非导电纤维122为玻璃纤维。所述玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几个微米，相当于一根头发丝的1/20
‑
1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料，电绝缘材料和绝热保温材料。
29.根据玻璃中碱含量的多少，玻璃纤维可分为无碱玻璃纤维(氧化钠0％～2％，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8％～12％,属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13％以上，属钠钙硅酸盐玻璃)。所述玻纤纤维同样有0.5k/1k/2k/3k/5k/10k/12k等规格，所述玻璃纤维的直径大于0.03mm，例如，可以为0.1mm，0.2mm，0.3mm，0.4mm，0.5mm，0.6mm，1mm，1.5mm，1.8mm，2mm，3mm，4mm，5mm，6mm，7mm，8mm，9mm，10mm，12mm，14mm，16mm，20mm，30mm等。本技术一实施例中所述玻璃纤维的规格为3k，所述玻璃纤维的直径为0.3mm。
30.所述多个玻璃纤维与所述多个碳纤维交叉设置形成网络结构，且相邻碳纤维被所述玻璃纤维隔开，因此相邻碳纤维之间的间距约为玻璃纤维的尺寸。相邻碳纤维可以被一个玻璃纤维分隔，也可以被多个纤维分隔，只要保证相邻碳纤维之间有间距即可。所述玻璃纤维与相邻碳纤维之间的夹角大于或等于0度小于或等于90度，例如可以为15度、30度、45度等，所述夹角可以根据需要进行选择，此处不做具体限定。本技术一实施例中，相邻碳纤维被一个玻璃纤维分隔。即玻璃纤维与碳纤维交错编织设置，这样，在玻璃纤维的重叠区域，必然会出现一个区域是非导电的，而天线信号可以从此处绕开而发射和接收。
31.所述强化层13的材质为环氧树脂，目的是填充所述纤维层12镂空的位置，使所述壳体具备一定的强度，强度在500mpa以上。所述强化层可以设置于所述纤维层的至少一个表面。由于所述强化层可填充所述纤维层12镂空的位置，所述壳体10的厚度可与所述纤维层12的厚度相当或相等，所述壳体的厚度可为0.05～10.7mm，所述壳体的强度大于500mpa。一些实施例中，所述壳体的厚度可为0.1～0.3mm，可以使所述壳体同时满足轻薄化和高强度的需求。
32.此外，参见图4，在一应用场景中，所述壳体10可以进一步包括功能层14，设置于所述强化层13远离所述纤维层12的一侧，所述功能层14包括颜色层和光学膜层中至少一种，其中所述颜色层用于提供壳体的颜色效果，所述光学膜层用于提供壳体的高反高亮效果。
33.本技术还提供一种电子设备的壳体的制备方法。请参阅图5，在一实施方式中，该电子设备的壳体的制备方法可以包括：
34.步骤s11：提供多个碳纤维和多个玻璃纤维；
35.步骤s12：所述多个碳纤维和所述多个玻璃纤维交错编织形成纤维层；
36.步骤s13：在所述纤维层的表面设置强化层；
37.步骤s14：在所述强化层的表面设置功能层；以及
38.步骤s15：设置功能层后，对所述纤维层进行成型加工处理。
39.在步骤s11中，所述碳纤维的规格为3k，即碳纤维的宽度尺寸0.3mm，亦可采用2k规格，即碳纤维的宽度尺寸0.2mm，尺寸越大强度越大，可以根据强度需要进行选择，所述碳纤维的宽度尺寸只需小于信号波长即能使信号通过。所述玻璃纤维亦可以采用宽度尺寸为0.2mm或0.3mm。
40.所述多个碳纤维包括多个第一碳纤维和多个第二碳纤维，所述第一碳纤维的结构与所述第二碳纤维的结构相同。所述多个玻璃纤维包括多个第一玻璃纤维和多个第二玻璃纤维，所述多个第一玻璃纤维的结构与所述多个第二玻璃纤维的结构相同。
41.在步骤s12中，所述碳纤维与所述玻璃纤维交错编织，具体地，多个第一碳纤维平行且间隔设置，相邻第一碳纤维之间被第一玻璃纤维隔开，在垂直于所述多个第一碳纤维长度的方向上再依次排列多个平行且间隔设置的第二碳纤维，且相邻第二碳纤维被所述第二玻璃纤维间隔开，所述第二碳纤维依次与多个第一碳纤维和多个第一碳纤维交错编织，所述第二玻璃纤维依次与多个第一碳纤维和多个第一碳纤维交错编织。
42.在步骤s13中，所述强化层的材质为树脂，本技术一实施例中所述强化层的材质为环氧树脂。在所述碳纤维层设置强化层的方式不限可以根据需要进行选择，具体地，可以将所述碳纤维层经过浸润环氧树脂并压制固化后，结合在一起，所述树脂填充到所述纤维层镂空的区域以及所述纤维层的至少一表面，得到具有一定强度的板材。
43.在步骤s14中，所述功能层包括颜色层和光学膜层中至少一种，其中所述颜色层用于提供壳体的颜色效果，所述光学膜层用于提供壳体的高反高亮效果。所述颜色层或光学膜层的设置方式不限可以根据需要进行选择。
44.在步骤s15，设置功能层后，对所述纤维层进行成型加工处理，以使得纤维层具有预设的三维形状；
45.其中，可以采用高压成型设备对基体进行3d高压成型，以使纤维层具有预设的弧度。
46.对上述结构进行天线仿真测试，障碍物的间距为0.3mm，同时障碍物的尺寸为0.3mm的碳纤制作的壳体可以通过目前手机天线信号测试，即信号通过上述手机壳体后信号衰减大概为1gb，符合壳体的要求。
47.对上述结构进行强度测试，纯碳纤浸润树脂后的强度在700mpa作用，碳纤和玻纤编织后的纤维层浸润树脂后的强度在500～600mpa。
48.参见图6和图7，本技术另一实施例提供了一种电子设备的壳体10a，包括：导电纤维板11a，所述导电纤维板11a包括导电纤维层110a和强化层112a设置于所述导电纤维层110a的表面，所述导电纤维层110a包括多个导电纤维1100a，所述多个导电纤维1100a平行且间隔设置。
49.所述导电纤维1100a可以为碳纤维、金属纤维和碳纳米管线中的至少一种。本技术一实施例中所述导电纤维1100a为碳纤维。所述碳纤维的直径为0.05～0.375mm。本技术一实施例中所述碳纤维的规格为3k，即所述碳纤维的直径为0.3mm。相邻碳纤维之间的距离为大于0.03mm，例如0.1mm、0.2mm、0.3mm等，只要保证碳纤维的尺寸小于信号波长10.7mm，相邻碳纤维之间有间距即可。本技术一实施例中相邻碳纤维之间的距离为0.3mm。
50.所述强化层112a的材质为环氧树脂，目的是填充所述导电纤维层110a镂空的位置，使所述壳体具备一定的强度，因此，相邻碳纤维被填充的树脂分隔，相邻碳纤维之间的
树脂的宽度最小为0.01mm。相邻碳纤维之间的树脂区域是非导电的，而天线信号可以从此处绕开而发射和接收。
51.参见图8和图9，在一应用场景中，所述电子设备的壳体可以进一步包括保护层，用于提供所述壳体10a的韧性。本技术一实施例中所述保护层为非导电纤维层12a，所述非导电纤维层12a包括多个非导电纤维120a，设置于所述强化层112a远离所述导电纤维层110a的一侧。
52.所述非导电纤维120a可以为玻璃纤维和氮化硼纤维中的至少一种。本技术一实施中，所述非导电纤维120a为玻璃纤维。所述玻璃纤维的直径大于0.03mm，例如0.03～30mm，所述玻璃纤维的尺寸还可以更大，只要能够保证相邻碳纤维之间有间距，且尺寸小于壳体的尺寸即可。本技术一实施例中所述玻璃纤维的规格为3k，即所述玻璃纤维的直径为0.3mm。此外，本技术一实施例中多个玻璃纤维相互交错编织成网络结构。
53.所述玻璃纤维与相邻碳纤维之间的夹角大于或等于0度小于或等于90度，例如可以为15度、30度、45度等，所述夹角可以根据需要进行选择，此处不做具体限定。在玻璃纤维与树脂重叠区域是非导电的，而天线信号可以从此处绕开而发射和接收。
54.此外，在一应用场景中，参见图10，所述壳体10a可以进一步包括功能层13a，设置于所述导电纤维板11a远离所述非导电纤维层12a的一侧，所述功能层13a包括颜色层和光学膜层中至少一种，其中所述颜色层用于提供壳体的颜色效果，所述光学膜层用于提供壳体的高反高亮效果。
55.本技术另一实施例还提供一种上述电子设备的壳体的制备方法。请参阅图11，在一实施方式中，该电子设备的壳体的制备方法可以包括：
56.步骤s21：提供多个碳纤维和多个玻璃纤维；
57.步骤s22：所述多个碳纤维间隔排布形成碳纤维层，并在碳纤维层的表面设置强化层形成碳纤维板；
58.步骤s23：所述多个玻璃纤维形成玻璃纤维层；
59.步骤s24：使所述碳纤维板与所述玻璃纤维层结合；以及
60.步骤s25：设置功能层后，对所述纤维层进行成型加工处理。
61.在步骤s21中，所述碳纤维的直径为0.3mm，所述玻璃纤维的直径为0.3mm。
62.在步骤s22中，所述强化层的材质为树脂。所述碳纤维平行且间隔设置形成碳纤维层，相邻碳纤维之间的间距为0.3mm，然后将排布好的碳纤维浸润到树脂中并固化所述树脂，使所述多个碳纤维通过树脂结合到一起，因此相邻按纤维之间被所述树脂隔开。
63.此外，在一应用场景中，多个碳纤维也可以编织形成网络结构。
64.在步骤s23中，所述多个玻璃纤维可以相互交错编织形成一层玻璃纤维层，所述玻璃纤维层的厚度为0.3mm。由于相邻碳纤维之间仅仅由树脂连接，相邻碳纤维之间的区域比较脆，所述玻璃纤维可以起到增强所述碳纤维板强度和韧性的作用。
65.在步骤s24中，将所述碳纤维板与所述玻璃纤维层一起加热压制固化从而使二者结合形成一体结构，这样在玻璃纤维与碳纤维板中树脂重叠的区域，天线亦可通过。
66.上述方法的优点是，可使设置强化层后的碳纤维在长度方向的强度达1500mpa以上。
67.本实施方式中的利用非导电材料与导电材料进行复合编织，设计尺寸，使天线信
号可以从非导电材料空隙区域通过，通过这种方式可将壳体尺寸减薄到0.3mm以下，同时保证壳体强度，符合电子设备轻薄化方向，提升用户体验。
68.上述本实施方式中并不限定各步骤的顺序，在实际应用时，可根据产品结构等需求选择合适的顺序制作。
69.以上仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。