手机设备的子组件.pdf

手机设备(10)的子组件(15)包括：片(36)，具有与之耦合的操作标记(226)；以及可操作地耦合到片(36)的用户接口基板(56)。此外，在一个示例中，子组件(15)可以进一步包括可操作地耦合在用户接口基板(56)与片(36)之间的键盘(48)。此外，在另一示例中，子组件(15)可以进一步包括键盘(48)和显示器(52)，键盘(48)和显示器(52)中的每一个都可操作地耦合在用户接口基板(56)与片(36)之间。

1.  手机设备的子组件，包括：
片，具有与之耦合的操作标记；以及
用户接口基板，可操作地耦合到所述片。

2.  权利要求1所述的子组件，进一步包括显示器，所述显示器可操作地耦合在所述用户接口板与所述片之间。

3.  权利要求2所述的子组件，其中所述显示器是电泳显示器。

4.  权利要求2所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以覆盖所述显示器，并且所述片包括透明的部分。

5.  权利要求2所述的子组件，进一步包括在所述用户接口板下面的阻挡层。

6.  权利要求1所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以配合在所述手机设备的后壳体内。

7.  权利要求1所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以与所述手机设备的后壳体的侧壁耦合。

8.  权利要求1所述的基板，其中，所述用户接口基板被粘附到所述片。

9.  手机设备的子组件，包括：
片，具有与之耦合的操作标记；
用户接口基板，可操作地耦合到所述片；以及
键盘阵列，可操作地耦合在所述用户接口基板与所述片之间。

10.  权利要求9所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以覆盖所述键盘阵列。

11.  权利要求9所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以配合在所述手机设备的后壳体内。

12.  权利要求9所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以与所述手机设备的后壳体的侧壁耦合。

13.  手机设备的子组件，包括：
片，具有与之耦合的操作标记；
用户接口基板，可操作地耦合到所述片；
显示器，可操作地耦合在所述用户接口板与所述片之间；以及
键盘阵列，可操作地耦合在所述用户接口板与所述片之间。

14.  权利要求13所述的子组件，其中，设定所述片的尺寸以覆盖所述显示器和所述键盘阵列。

15.  权利要求13所述的子组件，其中，所述片和所述用户接口基板限定至少一部分音频端口。

16.  权利要求13所述的子组件，其中，所述用户接口基板被粘附到所述片。

17.  权利要求16所述的子组件，进一步包括可操作地耦合到所述用户接口基板的金属底盘。

18.  权利要求17所述的子组件，其中，所述金属底盘被粘附到所述用户接口基板。

手机设备的子组件
技术领域
本发明一般涉及移动设备，并且更具体地涉及采用显示器和其他用户接口的手机设备。
背景技术
举例来说，新兴市场中蜂窝覆盖的扩展要求材料和加工成本都很低的电话设计。此外，这些市场中的成功将要求在设计、比例和外观方面都引人注意且富有竞争力的电话设计。现有的低成本电话设计典型地使用具有附加主壳体部件和内部部件层叠的设计方法，其导致厚度增加。
电话结构的通用方法典型地包括分离的显示模块组件以及印刷电路板组件，这些组件被装载到壳体组件中，该壳体组件包括后盖和前盖，且后盖和前盖典型地利用螺钉、卡扣零件或类似的联锁装置来紧固。使用多个分离的子模块组件和壳体结构，相较于消费者的低成本产品需求来说较为昂贵。
并且，电话麦克风音频端口以及前后扬声器端口必须进行良好密封。如果密封被破坏，可能存在从扬声器到麦克风的不期望的路径，该路径导致不期望的回声，或者可能影响响度和频率响应。在传统的电话中，前壳体被用来密封电话，但是这种方法增加了电话的成本和尺寸。
由此，需要改进的移动设备结构和制造这种结构的方法。
此外，对于键盘来说，公知键盘被用在很多类型的设备中，包括但是不局限于诸如蜂窝电话的手持设备、诸如桌上型电话的非手持设备、以及采用按键作为用户接口的一部分的任何其他设备。在移动设备以及例如用户不看着键盘的其他设备中，能够发生键盘可用性的问题。公知一些手机设备包括贝尔键盘布局(bell keypad layout)，还包括触觉键分隔器(divider)，所述贝尔键盘布局除了包括诸如“发送”键的其他功能键之外，还包括数字0-9和其他功能键。可以在由摩托罗拉公司出售的PEBL^TM翻盖电话上找到一个示例。这种电话可以包括隆起的硅树脂部分，该硅树脂部分成S曲线形状以及对应的镜像S曲线形状。这两个形状在键盘中心的下方分离，以便非水平的数字1、5和3被多个S曲线和镜像S曲线隆起硅树脂突出所包围。由此，隆起的突出可以在非水平的键盘数字1、5和3的上方和下方处于平行取向，而在S部分和镜像S部分之间具有位于电话的中心数字，诸如数字2、5、8和0下方中心的空间。这种配置能够协助用户当他们没有看着电话时，在垂直方向上的数字之间提供适当的垂直触觉分离。然而，在水平方向上，因为隆起的硅树脂部分是弯曲的，所以用户可能不经意地下滑到下一行数字，而不是在水平行中选择数字。例如，因为隆起的触觉分离向下且在水平行之间弯曲，所以潜在地能够不经意地相对于第二水平行中的数字4、5和6选择水平行中的数字1、2和3。
公知其他键盘设计，其使用，例如按键自身，诸如在直线上水平延伸的隆起的薄按钮。然而，因为隆起部分用作按键，并且因为隆起部分是水平笔直交叉的，所以难以在不看着电话的情况下在水平方向上区分开正在选择哪个数字。还公知其他设计，其采用隆起的可下压的按钮，这些按钮在水平线配置中以“V”形配置。然而，如上述类型，这些隆起部分是按键自身，并且要求分离部件用于每个按键，导致了多个分离件，潜在地增加了设备成本，增加了设备的制造复杂度，并且降低了设备的可靠性。
因此，存在对于改进的键盘的需求。
附图说明
通过审阅下述结合以下附图对本发明进行的详细描述将更好地理解和认识本发明及其提供的相应的优点和特征，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
图1是描绘本发明一个实施例的手机设备的一个示例的、从前方所示的分解的组件视图；
图2是描绘本发明一个实施例的手机设备的一个示例的、从后方所示的分解的组件视图；
图3是描绘本发明一个实施例的沿着图1中的线3-3得到的图1的手机设备的组装版本的纵向截面图；
图4是描绘本发明一个实施例的沿着图1中的线4-4得到的图1的手机设备的组装版本的横向截面图；
图5是描绘本发明一个实施例的图4中所示的截面图的一部分的放大图；
图6是描绘本发明一个实施例的手机设备的一个示例的层压的前部子组件的部分示意图；
图7是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的部分的、从前方所示的分解的组件视图；
图8是描绘本发明一个实施例的图2的手机设备的、从后方所示的分解的组件视图；
图9是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的部分的、从前方所示的分解的组件视图；
图10是描绘本发明一个实施例的图2的手机设备的部分的、从后方所示的分解的组件视图；
图11是描绘本发明一个实施例的沿着图8中线11-11得到的图8的手机设备的组装版本的扬声器腔的横向截面图；
图12是根据本发明一个实施例的图1中所示的手机设备的一部分的透视图；以及
图13是说明根据本发明一个实施例的键盘的一个示例的组装的图1中的电话的前视图。
具体实施方式
简单说来，手机设备的子组件包括片和可操作地耦合到该片的用户接口基板，所述片具有与之耦合的操作标记。此外，在一个示例中，子组件可以进一步包括可操作地耦合在用户接口基板与所述片之间的键盘。此外，在另一示例中，子组件可以进一步包括键盘和显示器，所述键盘和显示器的每一个都可操作地耦合在用户接口基板与所述片之间。
如此，手机设备的子组件将用户接口基板与片进行组合，以为手机设备的前部提供薄且成本有效的构造。诸如显示器和键盘的用户接口功能被集成到子组件中，同时该子组件的结构提供了刚性和外部保护。本领域技术人员将认识到其他优点。
图1是描绘本发明一个实施例的手机设备10的一个示例的、从前方所示的分解的组件视图。相同手机设备10的后方视图在图2中示出。手机设备10能够被具体化为具有任何适当功能性的任何适当的手机设备，包括但是不局限于无线电话、因特网器具、手持式计算机、个人数字助手、数字娱乐设备、无线电通信设备、跟踪设备、个人训练设备、全球定位设备或它们的组合。仅仅出于说明的目的，例示了无线电话设备。
手机设备10包括层压的前部子组件15以及支持该层压的前部子组件15的后壳体20，其中，集成电路基板24、电池28和扬声器32以非层叠的布置、彼此邻近地保持在后壳体20中。在一个示例中，层压的前部子组件15包括片36和用户接口基板56。层压的前部子组件15还可以包括粘合剂片40。粘合剂片40可以是压敏粘合剂，并且可以有多个部分。如所示出的，粘合剂片40被分成三个部分，顶部的小条、底部的小条、以及穿过中间的主“A”形部分。在不同的区域中，基于这些区域要粘附到的下层结构，可能需要不同厚度的粘合剂。层压的前部组件还可以包括键盘基板44(例如，诸如硅树脂或其他适当材料的弹性体基板)、键盘接触阵列48、显示器52、支持显示器52的用户接口基板56、用户接口基板粘合剂60以及金属底盘64。手机设备10可以进一步包括麦克风68、充电插口72、顶部天线76、底部天线80、电池盖84、集成电路基板固定螺钉88、以及后壳体固定螺钉92。
用户接口基板56包括顶部表面96和底部表面204(见图2)。用户接口基板56进一步包括上部100和下部104。显示器52可操作地耦合到用户接口基板56的上部100。显示器52耦合到显示电极图案604(见下面讨论的图6)，该显示电极图案604形成于用户接口基板56的上部100的顶部表面96上。在用户接口基板56的下部104中形成键盘接触阵列108。键盘接触阵列108可以是构图的、导电的材料，诸如从用户接口基板56的一层暴露的铜或其他导电材料，用户接口基板56诸如印刷电路板。用户接口基板56可以是包括诸如FR4的树脂基材料或任何其他适当材料的印刷电路板(PCB)。例如，用户接口基板56可以是在顶部表面96上具有构图的铜合金层的PCB。用户接口基板56可以在顶部表面96和底部表面204上都具有构图的导电材料。也可以使用其他基板材料，诸如树脂基复合材料、聚酯、柔性基板材料、陶瓷或本领域公知的任何其他适当的基板材料。构图的导电材料可以可替代地包括导电油墨层。用于用户接口基板56的其他材料包括由Hitachi Chemical公司制造的型号为MCL-E-67的FR4，或者由DuPont制造的。用于键盘接触阵列48的其他材料包括由松下公司制造的ESP-10触觉片，或由Alps Electric，Inc.制造的SK5AB系列接触片。
用户接口基板56可以进一步包括用于键盘和显示器52的信息照明。例如，可以将两个LED(未示出)可操作地耦合到用户接口基板56上的光导507的端部(见图5)。两个狭窄的光导507可以沿着用户接口基板56的顶部表面的右和左侧放置，并且由回绕用户接口基板56的边缘的冲压金属支架112来固定。光导507与LED对齐，从而在手机设备10的整个长度上传送光，并且将光分布到键盘以及显示器52的顶上。金属支架112还可以用作光反射器。
金属底盘64包括顶部表面116和底部表面208(见图2)。金属底盘64可以是冲压金属片，诸如不锈钢或任何适当材料，诸如铝、铜、钢或它们的合金，并且可以通过任何其他工艺来加工，诸如本领域中公知的铸造、锻造、钻、切割或模制。
在层压的前部子组件15组装的过程中，用户接口基板56可操作地耦合到金属底盘64。例如，用户接口基板56的底部表面204可以经由用户接口基板粘合剂60被粘附到金属底盘64的顶部表面116。用户接口基板粘合剂60可以是粘合剂片或者具有两侧粘合剂的复合膜，诸如3M制造的9495MP。用户接口基板粘合剂60可以是本领域中公知的任何类型的粘合剂，诸如压敏粘合剂、热固粘合剂或者紫外线固化粘合剂。可替代地，可以使用物理联锁的组合将用户接口基板56组装到金属底盘64，所述物理联锁诸如螺钉、成形钩、咬合插栓(snap catch)、软焊或焊接，代替用户接口基板粘合剂60或者与其组合。
金属底盘64可以为层压的前部子组件10提供结构强度和刚性。金属底盘64还提供下述功能部件，所述功能部件有利于方便手机设备的组装和拆卸，以及用于在后壳体中的部件与手机设备10的前部之间的隔离结构，所述后壳体中的部件诸如顶部和底部天线76和80。然而，作为替代，可以除去金属底盘64。例如，金属层，诸如多层PCB中的内铜层，可以被添加到用户接口基板56，以用作接地平面/屏蔽，以及用于强化用户接口基板56。此外，机械耦合功能部件，诸如槽、突出部和螺钉孔座(screw boss)，可以被形成、模制、切割或嵌入在用户接口基板56中，以便用户接口基板56可以操作为可移动地固定后壳体20的螺钉、突出部、槽或其他功能部件。
诸如通过导电层压粘合剂(见图6)或其他适当的附着技术，将显示器52可操作地耦合到用户接口基板56的顶部表面96。显示器52具有顶部表面136和底部表面702(见图7)。可以通过例如使用层压粘合剂将显示器52的背部粘附到用户接口基板56，来将作为子组件的显示器52耦合到用户接口基板56。在另一实施例中，可以使用导电粘合剂来将显示器52的底部表面702粘结到用户接口基板56的显示电极图案604。显示器52的层可以被层压到用户接口基板56上。例如，在显示器52是电泳显示器的情况下，电泳显示器(EPD)的层可以直接顺序地被层压到用户接口基板56上，如图6所示以及如下所述。在EPD显示器或类似层状显示器的情况下，在用户接口基板56的顶部表面上的显示电极图案604(见图6和7)可以被用作背板电极来控制显示器52。
键盘接触阵列48被紧固到用户接口基板56的顶部表面96。键盘接触阵列48具有顶部表面148和底部表面216，并且可以进一步包括拓扑功能部件，诸如本领域中公知的可下压圆顶(dome)。键盘接触阵列48可以包括例如本领域中公知的保持在柔性载体片中的金属圆顶152的阵列。例如，键盘可以包括在塑料载体片中的不锈钢圆顶152。圆顶152不必是金属的，而是可以包括其他导电材料或诸如碳或石墨的材料的组合。键盘接触阵列48可以被粘附到用户接口基板56的顶部表面96。除了金属圆顶实际驻留的地方之外，塑料载体片被层压到PCB上遍及整个背部表面216。典型地，这是经由已经应用到塑料载体膜的背部表面216的丝网印刷压敏粘合剂来实现的。典型地，该粘合剂也用来实际上将金属圆顶保持在塑料载体片上的适当位置处。由此，将圆顶152阵列悬置在用户接口基板56的键盘接触阵列108上方。当按下阵列48中的接触圆顶时，在圆顶的导电材料与键盘接触阵列108的导电材料之间实现电连接。
键盘基板44可以用来为键盘1200的用户提供触觉提示(tactilecue)(见图12)。键盘基板44可以由硅树脂材料或其他适当材料制成，键盘基板44可以被紧固到键盘圆顶阵列48或用户接口基板56。然而，优选地，将键盘硅树脂基板44的顶部表面120附着到片36的背部表面224。键盘基板44包括顶部表面120和底部表面220(见图2)。键盘基板44的顶部表面120可以包括适当成形的键分隔器。在该示例中，它们被示为从键盘硅树脂基板44的顶部表面120向外延伸的弧形键分隔器。这些弧形键分隔器可以延伸穿过组装的手机设备10中的片36中的弧形槽172，以为手机设备10的用户提供改进的触觉反馈。
片36经由粘合剂片40被紧固到用户接口基板56，以形成层压的前部子组件15。此外，该片能够被粘附到支架112。然而，能够使用非粘合剂片或任何适当的耦合机制。片36具有顶部表面156和底部表面224(见图2)。片36具有上部160和下部164。片36是平面的，且不具有向上或向下延伸的侧壁。片36可以被紧固到用户接口基板56。例如，片36的底部表面224的周边可以通过粘合剂片40被粘附到用户接口基板56的顶部表面96。例如，粘合剂片40粘结到用户接口基板56的上和下边缘，粘结到光导支架112的右和左边缘，以及粘结到显示器52的整个周边。结果是，粘合剂片40的整个周边可以被组装，以大体上防止灰尘进入手机设备10，并且尤其防止灰尘进入显示器可视区域。粘合剂片40可以是粘合剂片或具有两侧粘合剂的复合膜。粘合剂片40可以是本领域中公知的任何类型的粘合剂，诸如压敏粘合剂、热固粘合剂或紫外线固化粘合剂。例如，粘合剂片40可以是诸如由3M制造的9495MP的材料。
片36提供了能够承受与用户的直接接触以及暴露到环境中的凹凸不平的表面。片36可以是硬涂层的透明材料，诸如聚碳酸酯、丙烯酸或聚对苯二甲酸乙二醇酯。如果需要，也可以使用其他材料，诸如由Mitsubishi Engineering-Plastics公司制造的Iupilon NF2000，以及由GEPlastics制造的HP92S。片36可以用作用户与键盘32进行交互的外表面，以及作为显示器52的透明防护盖。
为了有利于操作者使用手机设备10，片36可以包括操作标记226(如下讨论见图2)，诸如字母数字图形或其他图形，以有利于设备10的操作。片36可以包括导航键168，用于例如在手机设备10上导航菜单。导航键168可以被模制在片36中，或可以被机械地耦合到层压的前部子组件15。
片36用作显示器52的保护透镜。此外，片36与粘合剂片40的组合将灰尘和其他污染物密封在显示器52之外。可以设定片36的尺寸以配合到显示器52或键盘或显示器52及键盘的之上。还可以设定片36的尺寸以配合到后壳体20之内。可以设定片36的尺寸以在后壳体20的外侧壁304(见图3)上方延伸。
本领域技术人员将知道，在本发明的范围内，可以将没有示出的顶部片状物，诸如防刮擦膜或运输防护膜放置在片36的上面。
后壳体20被组装以支持层压的前部子组件15。后壳体20包括：基壁230(见图2)，其具有顶部表面176和底部表面228(见图2)；向上延伸的外侧壁178；以及外侧壁上的脊180(还参见图5)，适于容纳层压的前部子组件15的片36。后壳体20进一步包括内侧壁182，其适于支持层压的前部子组件15的金属底盘64，或支持保持在后壳体20中的其他部件，诸如集成电路基板24、扬声器32、顶部和底部天线76和80、以及充电插口72。内侧壁182还适于形成后壳体20内的电池隔间184，而无需在电池28下方的基壁230，以便在不将后壳体20从层压的前部子组件15拆卸下的情况下就能够维护电池28。后壳体20可以是树脂基材料，使用本领域中公知的喷射模制技术对其进行模制。后壳体材料可以是单种材料或复合材料。例如，后壳体20可以包括由GE Plastics制造的Lexan EXL1414以及由Bayer制造的BayblendT85。
后壳体20适于容纳相对大的部件，诸如集成电路基板24、电池28和扬声器32，以便这些部件可以在后壳体20中以非层叠配置彼此邻近地保持在后壳体20中。也就是说，具有集成电路基板68、电池100和扬声器32的组中没有一个成员层叠在另一成员的任何部分上。电池28在后壳体20内固定在扬声器32与集成电路基板24之间。这些部件占用后壳体20中相对大量的容积。此外，由于层压的前部子组件15所获得的薄轮廓，一旦组装了，则集成电路基板24、电池28和扬声器32的厚度，可以确定组装的手机设备10的相对高度。通过以邻近且非层叠布置将集成电路基板24、电池28和扬声器32分布在后壳体20的长度上，最小化了组装的手机设备10的厚度。
集成电路基板24经由螺钉88被组装到金属底盘64。可替代地，它能够经由螺钉、或咬合插栓、或类似机制被保持在后壳体20中。如上所述，集成电路基板24通过到金属底盘的螺钉进一步地可操作地耦合到层压的前部子组件15。集成电路基板24具有顶部表面186和底部表面232(见图2)，并且适于承载多个集成电路插件、芯片或其他电子器件。集成电路基板24可以是包括诸如FR4的树脂基材料的印刷电路板(PCB)，其上具有构图的、导电材料或任何适当材料。例如，集成电路基板24可以是在顶部表面186上具有构图的铜层的PCB。集成电路基板24可以在顶部表面186和底部表面232上均具有构图的导电材料，并且可以是多层印刷电路板，诸如由WUS和UnimicronTechnology公司或任何其他适当制造商提供的多层印刷电路板。可以使用其他基板材料，诸如本领域中公知的树脂基复合材料、柔性基板材料或陶瓷。集成电路基板24可以承载和互连用于手机设备10的主要收发器芯片集或引擎。集成电路基板24可以承载电子器件的任何一个或组合，所述电子器件包括本领域中公知的中央处理单元、存储器、调制器和解调器。集成电路基板24可以经由集成电路基板24的顶部表面186上的连接器188电耦合到用户接口基板56。可以使用被螺纹固定在金属底盘64上的螺钉孔座1020(见图10)中的螺钉88，将集成电路基板24机械地耦合到金属底盘64。顶部天线76和整体连接器192可以位于音频腔1104中，并且以与扬声器32和电连接器238相似的方式，通过金属底盘64和基板粘合剂层60中的开口耦合到用户接口基板56。螺钉孔座1020可以与金属底盘压配合，或者与底盘集成。通过移除后壳体20和电池28，可以触及集成电路基板24以进行维修或替换。
电池28保持在后壳体20内的电池隔间中。电池28通过本领域中公知的弹簧接触进一步被耦合到集成电路基板24。电池28可以是本领域中公知的任何电存储单元。电池28能够是可再充电的。可以通过电池盖84上的插栓功能部件189，将电池盖84机械地耦合到后壳体20。通过移除电池盖84，可以容易地移除电池28。
扬声器32被保持在后壳体20中。使用电连接器238将扬声器32进一步耦合到集成电路基板24，该电连接器238穿过金属底盘64和用户接口粘合剂60，并且与用户接口基板56底部上的导电焊盘相连。导电焊盘耦合到导电迹线，该导电迹线通过连接器268和188与集成电路基板相连。朝向手机设备10的前方布置扬声器32的音频输出侧190，而扬声器32的背侧236(见图2)则由后壳体20保持住。扬声器32可以是本领域中公知的任何类型，诸如固态扬声器、陶瓷扬声器或环绕线圈扬声器。扬声器32可以用于例如提供低音量电话音频、扩音器音频、铃音音频、或振动。扬声器32可以进一步包括电连接器238(见图2)，诸如弹簧连接器。
顶部天线76和底部天线80可以被保持在后壳体20中。顶部天线76可以以与扬声器类似的方式，通过用户接口基板56进一步耦合到集成电路基板24。在用户接口基板56上到天线的耦合可以采取阻抗受控的传输线的形式，该形式通过采用共面波导传输线或者多层传输线结构来完成，所述共面波导传输线具有主要由单层上的导体迹线之间的间隔限定的阻抗，这适于低成本组件，所述多层传输线结构诸如带线或微带线。如果需要，底部天线可以以与扬声器和顶部天线类似的方式来耦合，或者以任何其他适当的方式来耦合。例如，底部天线80能够被直接耦合到集成电路基板24的底部上的电接触或其其他表面上。所述两个天线元件76和80可以被附着到壳体20的底部表面176上的后壳体20。可替代地，可以使用单个天线。天线76和80可以包括整体连接器192，用于将天线76和80可操作地耦合到层压的前部子组件15。连接器192可以为弹簧连接器的形式，其中，对冲压金属进行成形以在负载下弯曲。在组装的手机设备10中，连接器192穿过金属底盘64中的电端口246(见图2)以接触用户接口基板56。从后壳体20施加在连接器192上的力将连接器192保持在适当的位置处，而弹簧连接器的弯曲或弹性行为确保电连接而无需软焊。虽然也可以使用本领域中公知的其他天线类型，但是双平面天线被示出作为顶部和底部天线76和80，并且由冲压金属制成。在具有如由金属底盘64限定的全长屏蔽的手机设备10中，双平面天线可以是有用的。
麦克风68可以以任何适当方式保持在后壳体20中。麦克风68可以耦合到集成电路基板24。例如，可以通过例如将来自麦克风68的引线直接软焊到集成电路基板24，来将麦克风68电耦合到集成电路基板24。可以通过后壳体20中的适于支持麦克风68的内侧壁182，来将麦克风68保持在后壳体20中。后壳体20中的内侧壁182可以进一步支持麦克风68紧靠用户接口基板粘合剂层60，其被紧固到用户接口基板56。充电插口连接器72也被保持在后壳体20中，并且可以被紧固到集成电路基板68。麦克风主要通过将围绕麦克风的垫圈(grommet)压配合到在金属底盘64中形成的功能部件中而被保持住，所述功能部件如功能部件285所示。壳体20中的功能部件施加压力到麦克风的背部，以将其密封紧靠基板56的背部表面204。
图2是描绘本发明一个实施例的手机设备的一个示例的、从后方所示的分解的组件视图。除了上述的实施例之外，手机设备10的后方视图更好地说明了某些方面。
可以在片36上应用操作标记226。例如，可以将装饰油墨应用到片36的底部表面224，以向手机前部提供颜色和装饰，并且提供操作标记226，诸如图形，来辅助手机设备10的操作。装饰油墨中的开口提供显示器52的可视窗口。可替代地，如本领域中公知的，可以使用贴花、嵌花、或其他图形膜、颜料、或涂层。
键盘硅树脂基板44的底部表面220可以包括延伸242或柱塞(plunger)，当用户在键盘硅树脂基板44上施加力时，该延伸242或柱塞致动键盘圆顶阵列48的圆顶152。
为了在没有布线或软焊的情况下有利于部件或层之间的电信号的通路，可以在手机设备10中的结构中限定电端口。例如，金属底盘64可以限定电端口246，用于穿过顶部天线76的连接器192。类似地，用户接口基板粘合剂60可以限定电端口250，在将金属底盘64与用户接口基板粘合剂60进行组装后，该电端口250将天线电端口延伸到用户接口基板56。可以在用户接口基板56的底部表面204上包括电接触焊盘254，作为导电路径，并且该电接触焊盘254接受天线连接器192。通过在组装手机设备10时后壳体20接触天线76所施加的机械力，将天线连接器192紧靠接触焊盘254保持。
类似地，金属底盘64可以限定电端口258，用于穿过扬声器32的连接器238。用户接口基板粘合剂60可以限定电端口262，在将金属底盘64与用户接口基板粘合剂60进行组装后，该电端口262将扬声器电端口延伸到用户接口基板56。可以在用户接口基板56的底部表面204上包括接触焊盘266作为导电焊盘以接受扬声器连接器238。通过在组装手机设备10时后壳体20接触扬声器32的底侧236所施加的机械力，将扬声器连接器238紧靠接触焊盘266保持。
用于集成电路基板24的连接器268可以被紧固到用户接口基板56的底部表面204。可以在金属底盘64中限定用于穿过连接器268的电端口272。在将金属底盘64与用户接口基板56进行组装之后，集成电路基板24的电连接器188可以被插入到用户接口设备连接器268中，以可操作地连接基板。
电部件1002(见图10)，包括用于显示器52的驱动器，可以被紧固到用户接口基板56的底部表面204的下部104。然而，用户接口基板56的底部表面204的上部100(与显示器52相对的侧)可以保持没有部件，以便有利于电泳显示膜52的层压。
还参考图3和图11，为了有利于在扬声器32与手机设备10的外部之间以及在手机设备10的外部与麦克风68之间的声音的通路，可以通过在层压的前部子组件15、粘合剂片40和金属底盘(如果使用它们)的层中层叠的开口，来限定麦克风音频端口316和扬声器音频端口320。例如，对于扬声器32，由金属底盘64限定音频端口部分274，由用户接口基板粘合剂60限定音频端口部分276，由用户接口基板56限定音频端口部分278，由粘合剂片40限定音频端口部分280，并且由片36限定音频端口部分282。将知道，为了便于说明，图11没有示出扬声器上方的所有层的细节。例如，图11没有示出形成端口的部分的显示器52和粘合剂片40。手机设备10的组装通过在每一层中限定的音频端口部分的垂直层叠部，在扬声器32的音频输出侧190与片36的顶部表面156之间创建了穿过手机设备的连续音频端口。以类似的方式，对于扬声器68，由金属底盘64限定音频端口部分285，由用户接口基板粘合剂60限定音频端口部分286，由用户接口基板56限定音频端口部分288，由粘合剂片40限定音频端口部分292，并且由片36限定音频端口部分294。手机设备10的组装在麦克风68与片36的顶部表面156之间创建了穿过手机设备的连续麦克风音频端口。麦克风68被橡胶垫圈围绕，如图3所示。垫圈经由过盈配合沿圆周密封到麦克风的主体，并且还经由在所形成的功能部件285中的过盈配合沿圆周密封到金属底盘64，还经由压力密封到基板56的背侧204，该压力由后壳体20中的肋壁182施加。
密封垫296密封扬声器32的音频输出侧190以防止在手机设备10中的扬声器32与麦克风68之间的音频泄漏或回声，并且密封在底盘64到壳体20的界面处的音频腔。当组装手机设备10时，在后壳体20中的内侧壁182机械地支持扬声器32紧靠密封垫296。环绕金属底盘64、用户接口基板56以及片36的整个周边的粘合剂层60和40，密封了音频端口282以防在端口孔中的泄漏。
图3是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的组装版本的纵向截面图。该截面图示出薄且、层压的前部子组件15，其包括金属底盘64、用户接口基板粘合剂60以及用户接口基板56的叠层，在手机设备10的下部304中键盘和键盘硅树脂基板44层压在用户接口基板56之上，并且在手机设备10的上部308中显示器52层压在用户接口基板56之上。粘合剂片40以及片36横跨下部304和上部308被层压，以完成层压的前部子组件15。除了其他的优点，层压的前部子组件15提供了显示和键盘输入的用户接口功能，同时密封和保护手机的内含物并展现了非常薄的轮廓。
截面图示出支持层压的前部子组件的后壳体20。具体说来，外侧壁178支持片36，而内侧壁182支持层压的前部子组件的其他层，诸如金属底盘64和用户接口基板56。后壳体20保持大的部件，诸如集成电路基板24、电池28和扬声器32。内侧壁182支持扬声器32和集成电路基板24。内侧壁182限定电池隔间184(见图1)，同时通过耦合到电池盖84间接地支持电池28。此外，由内侧壁182支持麦克风68。由后壳体20的基壁230支持顶部天线76和底部天线80。
沿着手机设备10的长度邻近且不层叠地保持集成电路基板24、电池28和扬声器32。这种布置最小化了手机设备10的厚度。沿着手机设备10的底部保持顶部天线76和底部天线80，而金属底盘64被安置在手机设备10的天线76和80与片36之间。如前所述，由层压的前部子组件15的数个层中的端口，来限定扬声器音频端口320和麦克风音频端口316。
图4是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的组装版本的横向截面图。图5是描绘本发明一个实施例的图4所示的截面图的一部分的放大图。详细示出在片36与后壳体20之间的界面。在该示例中，沿着后壳体的侧壁设置支持表面，以支持片36。在该示例中，在后壳体20的外侧壁178中形成脊180以容纳片36，以便片36部分地在后壳体20的外侧壁178上方延伸同时配合到后壳体20内。可替代地，后壳体20可以简单呈现平坦的表面而没有凹口，这样，如果设定片36的尺寸在外侧壁178上延伸，则片36将不配合到后壳体20内。可替代地，可以设定片36的尺寸以配合到后壳体20内而不在外侧壁178上方延伸。此外，斜切片36的边缘504以提供平滑的界面边缘。本领域技术人员将知道，在本发明的范围内，在片36与后壳体20之间的界面的其他实施例也是可能的。
电池盖84机械地耦合到后壳体20，以便后壳体20经由电池盖84支持电池28。虽然描绘了后壳体20与电池盖84之间的闩锁布置506，但是本领域技术人员将知道，在本发明的范围内，在后壳体20与电池盖84之间的界面的其他实施例也是可能的。在所示示例中，门经由图4的极右侧所示的钩沿一侧钩住。有三个这样的钩，并且能够在图1的很底部看到(未标记)。门向下旋转，且图1所示的两个塑料插栓功能部件189与冲压金属叶片弹簧闩锁(未示出)啮合，该金属叶片弹簧闩锁被组装到壳体20。功能部件506是简易掣子(detent)，以协助闩锁并保持盖边缘平坦。不是钩在一侧上且闩锁在另一侧上，将认识到能够将门钩在底部边缘上并闩锁在顶部边缘处，或者反之亦然，或可以使用任何适当的门配置。
通过光导支架112将光导507紧固到用户接口基板56。示出了显示器52的数个附加的功能部件。背部阻挡膜508被布置在用户接口基板56与用户接口基板粘合剂层60之间。背部阻挡膜508防止湿气从用户接口基板56的背侧进入显示器52。将适当散布的密封剂512沿着显示器52的边缘应用到用户接口基板56。散布的密封剂512防止湿气进入显示器52中。在显示器52上布置前部阻挡膜516，以防止湿气进入显示器52中。
图6是描绘显示器52的一个实施例的手机设备的一个示例的层压的前部子组件的一部分的示意图，该显示器52的一个实施例例如包括一类电泳显示器，诸如由美国马萨诸塞州、剑桥的E Ink公司生产的基于E Ink(商标)成像膜的显示器。如下所述，描绘了用户接口基板56和显示器52的叠层的示例连同附加的粘合剂以及密封或阻挡层。在该示例中，显示器52包括导电层压粘合剂608、电泳油墨612、氧化铟锡涂层616以及前部电极片620。显示器52被层压到驻留在用户接口基板56上的显示电极图案604(见图7)或者背部电极图案上。显示电极图案604可以包括，例如，被选择性蚀刻的金属层。选择性蚀刻在从下面的用户接口基板56上移除金属层的地方，留下显示电极图案604和插入的空间606。
显示器52的ITO涂层616可以通过导电环氧树脂连接到用户接口基板56上的显示电极图案604上的焊盘，该焊盘没有示出。如本领域中公知的，电泳油墨612中的微囊体包含带正电和负电的白和黑粒子。通常，当在显示器52和显示膜620上的ITO涂层616与显示(背部)电极图案604之间施加适当的电压时，白粒子将被吸引到一个电极，而黑粒子将被吸引到另一电极。该吸引力将移动粒子，从而引起显示器52的部分呈现黑或白。可以包括紫外线过滤器的前部阻挡膜516被布置在显示器上方以防止湿气进入到显示器52中。
可替代地，如有源矩阵电泳显示器的情况，可以使用薄膜晶体管作为显示电极图案(背部电极)。如上所描述的，可以布置背部阻挡片508、前部阻挡膜516和散布的密封剂512来防止湿气穿透进入显示器52中，其中所述前部阻挡膜516进一步包括前部阻挡片628和光学清晰的粘合剂624。
图7是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的部分的、从前方所示的分解的组件图。用户接口基板56的顶部表面96包括显示电极图案604。当跨显示器52和显示电极616以及电极图案604(前部和后部电极)施加合适的电压时，显示电极图案604限定将在显示器52上呈现的形状、数字和图片。显示器的“背景”自身是有源电极，所以它能够被驱动为白或黑。更详细示出键盘接触阵列108。由背部阻挡膜508限定扬声器音频端口276。图7中还有标记628和624。由用户接口基板56限定扬声器音频端口278。显示器52被组装到用户接口基板56。前部阻挡膜516被组装到显示器52。散布的密封剂512被环绕显示器52的周边布置。显示器的层中的切口708适于至少部分地围绕用户接口基板音频端口278的区域。虽然示出了半圆(radius)切口708，但是本领域技术人员将认识到，可以使用多种切口形状，包括完全围绕音频端口278的形状。电泳显示器52到显示电极图案604的叠层使得该设计特征成为可能。
图8是描绘本发明一个实施例的图2的手机设备的、从后方所示的分解的组件视图。如在前部层压子组件15中组装的，更详细示出了后壳体20的底部表面228和金属底盘64的底部表面208。由后壳体20限定电池隔间180。后壳体20包括螺钉孔座812。层压的前部子组件15包括螺钉孔座816以固定螺钉92，并且由此将后壳体20机械地耦合到前部层压子组件15。集成电路基板24和麦克风68附着到金属底盘64。虽然在图8中示出，充电插口72被组装到后壳体20，通过支持肋壁被保持在适当位置处，如图1所示。在基板24和金属底盘64中的切口允许在充电插口上的弹簧接触与基板24上的接触焊盘紧密配合。在后壳体20上限定的突出部804与金属底盘64上限定的槽808可操作地耦合，以将后壳体20与前部层压子组件15连接。本领域技术人员将知道，能够在前部层压子组件15或后壳体20中形成其他耦合形状。可操作用于密封扬声器音频端口274的密封垫296被紧固到金属底盘64。密封垫296可以适于形成：围绕并密封音频端口274的第一环822；以及第二环826，其大于且围绕第一环822，并密封音频腔1104，密封在底盘64到后壳体20的界面处的音频腔(见下面讨论的图11)。可替代地，第一和第二环能够由分离的密封垫来构建，其可能更适于音频端口274与底盘64到后壳体20的界面不在相同平面内的布置。
图9是描绘本发明一个实施例的图1的手机设备的部分的、从前方所示的分解的组件视图。更详细地示出在层压的前部子组件15的金属底盘64和用户接口基板56的层压层中限定的音频端口274和278的垂直层叠。显示器52部分地围绕用户接口基板56的音频端口278。扬声器32被组装在音频端口层叠下方，电连接器238通过端口穿过金属底盘64的电端口258。具有网筛920的圆形牌(medallion)916被组装到片36中。当将片36组装到用户接口基板56时，网筛920形成用于扬声器32的最终音频端口。
图10是描绘本发明一个实施例的图2的手机设备的部分的、从后方所示的分解的组件视图。更详细示出分别在层压的前部子组件15的金属底盘64、用户接口基板56和片36的层压层中限定的扬声器音频端口274、278和282的垂直层叠。密封垫296密封用于扬声器32的音频端口274。更详细示出分别在层压的前部子组件15的金属底盘64、和用户接口基板56的层压层中限定的麦克风音频端口部分286和288以及292的垂直层叠。可以将粘合剂片40应用到片36的周边。可以将键盘基板44耦合到片36。可以将键盘阵列48耦合在键盘基板44与用户接口基板56之间。电部件1002，其包括用于显示器52的驱动器，可以被紧固到用户接口基板56。可以将麦克风68紧固到集成电路基板24。在金属底盘64中限定螺钉孔座1020，以固定用于附连集成电路基板24的螺钉88。
图11是描绘本发明一个实施例的图8的手机设备的组装版本的扬声器腔的横向截面图。该图示出在手机设备10中的音频出口和密封的功能部件。通过穿过组合电端口263的电连接器238，将扬声器32耦合到用户接口基板56的电接触266，所述组合电端口263包括由金属底盘64限定的电端口258以及由用户接口基板粘合剂层60限定的电端口。电连接器238可以是如所示的弹簧接触，或另一类型的压力接触，或其他非压力连接器。可以使用螺旋形弹簧，可以使用杆形弹簧(beam spring)、弹性体接触、或任何适当的连接器。电连接器238可以是金的或镀金的。
扬声器32上方的扬声器音频端口320包括层叠的下面列出的音频端口部分：由金属底盘64限定的音频端口部分274；由用户接口基板粘合剂层60限定的音频端口部分；由用户接口基板56限定的音频端口部分278；以及由片36限定的音频端口部分。用户接口基板粘合剂层60可操作地用于将组合电端口263从组合音频端口320分离。也就是说，粘合剂层60的存在防止来自扬声器32、通过组合音频端口320传输的音频又通过组合电端口263泄漏返回到手机设备10中。此外，密封垫296被夹在扬声器32与金属底盘64之间。密封垫296也防止来自扬声器32、通过音频端口320传输的音频又通过组合电端口263泄漏返回到手机设备10中。
后壳体20还可以适于提供在扬声器32下方的音频腔1104。例如，后壳体20可以适于在后壳体20的内侧壁182上支持扬声器32，同时将基壁230的内表面1108和外侧壁178的内表面1112间隔远离扬声器32。音频腔1104可以增加扬声器32的低音响应(以及响度)，这在将扬声器32用作扩音器时尤其有用。后壳体可以进一步适于提供槽口1116以在外侧壁178上支持密封垫296。密封垫296可以适于形成：第一环822，围绕并密封音频端口274；以及第二环826，其大于并围绕第一环822，密封音频腔1104。本领域技术人员将知道，后壳体和密封垫界面的其他实施例也是可行的。可替代地，能够在后壳体中形成分离的壁以封入音频腔1104，而不是将这些壁与壳体的侧壁集成到一起。或者，能够使用完全分离的构件来形成音频腔的侧壁1112和背壁1108，诸如模制的弹性体罩，其可以允许消除密封垫296的外部分826。(c)能够使用分离的密封垫来密封扬声器和音频腔。密封垫296可以限定：第一环，环绕扬声器32进行密封；以及环绕该第一环的第二环，环绕音频腔1104(见图11)进行密封，例如如图8中所示。顶部天线76和整体连接器192可以位于音频腔1104中，并且以与扬声器32和电连接器238相似的方式，通过金属底盘64和基板粘合剂层60中的开口耦合到用户接口基板56。
参考图12和13，键盘1200包括多个键1202，在这里示出为贝尔键盘配置，如所示，除了“*”、“#”以及诸如电源键和其他键的功能键之外，还具有数字0-9。然而，将知道，可以使用任何适当的键盘配置。还参考图1，键盘1200包括多个键分隔器1204、1206、1208和1210，这些键分隔器相对于多个键1202安置，且在键盘基板44(见图1)上找到。多个键分隔器1204-1210的每一个包括隆起的引导部分1212、1213和1214以及触觉提示部分1216以及1218，该触觉提示部分1216以及1218插在多个隆起的引导部分1212、1213和1214之间。然而，将知道，可以使用任何适当数目(更少或更多)的隆起引导部分和触觉提示部分。在该示例中，数字键1-9被安置在水平行1220中，并且在水平行中的键被安置在平行的弧形键分隔器之间，该平行的弧形键分隔器分别诸如键分隔器1206和1208，或者键分隔器1208和1210。
在该示例中，键盘1200还包括分段的键分隔器1222，该分段的键分隔器1222被安置在多个键上方，在本示例中被安置在第一行数字键1、2、3上方。分段的键分隔器1222示出两个分段部分1224和1226。并且在该示例中，分段的键分隔器1222被邻近于导航键168安置。还可以按照需要使用其他键分隔器1230和1232。
触觉提示部分1218和1216在水平方向上为手指或其他对象提供横向触觉提示。在所示示例中，一组平行的弧形键分隔器还提供弧形轨道，在该弧形轨道之间可以引导手指。如该示例中所示，触觉提示部分1216和1218相对于多个隆起引导部分凹进。然而，将知道，触觉提示部分1216和1218也可以相对于多个隆起引导部分1214、1213和1212隆起。如上面指出的，键盘1200可以以任何适当方式制造，并且在该示例中，包括以有利于操作的方式紧固的片36、键盘基板44、键盘阵列48和构图的接触108。片36包括在其上的键盘标记，还包括槽，可操作地设定该槽的尺寸以容纳多个弧形键分隔器。虽然示出了弧形键分隔器，但是也可以使用直线键分隔器或其他适当成形的键分隔器。
还如所示，触觉提示部分1216和1218从键中心偏移。例如，数字7连同与键相关联的字母“pqrs”相对于其相应的隆起引导部分居于中心，并且相应的触觉提示部分从该键的中心偏移。
由此，本领域技术人员将认识到上面图示描述的结构的很多优点。手机设备的子组件组合了用户接口基板和片，以为手机设备的前部提供薄且成本有效的构造。诸如显示器和键盘的用户接口功能被集成到子组件中，同时该子组件的结构提供了刚性和外部保护。
上面对于本发明的详细描述以及这里描述的示例，是出于示例说明和描述的目的而提出的。虽然在上面结合特定设备描述了本发明的原理，但是将清楚地理解，该描述仅仅作为示例而不是对本发明范围的限制。