[发明专利]金属壳中的嵌入式电容传感器

说明书

本发明涉及金属壳中的嵌入式电容传感器。因为金属外壳的外观和感觉对消费者有吸引力，金属外壳在诸如智能手机、平板电脑、便携式扬声器等电子设备中越来越流行。遗憾的是，金属外壳通常与传统的电容式传感电极不兼容，传统的电容式传感电极通常设置在印刷电路板或柔性电路上，并且只能用于塑料外壳。为了用金属壳提供电容感测，可以制造专用材料堆以将金属壳嵌入电容传感器。具体地，可以在形成在金属壳上的氧化物层上(例如，通过阳极氧化)沉积导体(导电垫或导电层)。可以提供外部涂层以保护导体。另外的导体和电介质可以包括在材料叠层中以形成双层电容传感器。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及电子设备的金属外壳中的嵌入式电容传感器。

背景技术

移动设备是普遍存在的。与它们交互的方式和移动设备行为的方式随着时间的推移而演变。移动设备的一个重要技术是它们的感测能力。感测可以经由许多模态发生，例如触觉/压力感测，音频感测，光/视觉感测，温度感测和电容感测。不仅这些模态允许我们以各种不同的方式与移动设备交互，这些模态允许移动设备变得“更智能”，使得移动设备可以更好地理解上下文以及用户与移动设备交互的方式。

一种有趣的模态是电容感测。电容式感测已经与触摸屏一起使用了一段时间，以允许用户通过移动设备的屏幕提供用户输入，而不使用物理按钮。在一些应用中，大表面/皮肤上的电容感测甚至可以用于感测握力或手姿势。在一些其他应用中，可以提供两个电极，一个电极在移动设备的每一侧上，用于全手识别。在另一些其它应用中，可以邻近天线设置电极，以检测紧邻天线的手指或手的存在。

发明内容

金属外壳在诸如智能电话、平板电脑、便携式扬声器等的电子设备中越来越流行，因为金属外壳的外观和感觉对消费者有吸引力。遗憾的是，金属外壳通常与传统的电容式传感电极不兼容，传统的电容式传感电极通常设置在印刷电路板或柔性电路上，并且只能用于塑料外壳。为了用金属壳提供电容感测，可以制造专用材料堆以将金属壳嵌入电容传感器。具体地，可以在形成在金属壳上的氧化物层上(例如，通过阳极氧化)沉积导体(导电垫或导电层)。可以提供外部涂层以保护导体。另外的导体和电介质可以包括在材料叠层中以形成双层电容传感器。

附图说明

为了提供对本公开及其特征和优点的更完整的理解，参考结合附图进行的以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：

图1示出根据本公开的一些实施例的具有单个电容感测电极的电容感测系统和当手指接近电极时由系统生成的示例性电容感测响应；

图2示出根据本公开的一些实施例的具有嵌入其中的两种不同设计的电容传感器的电子设备的示例性金属壳的横截面；

图3示出根据本公开的一些实施例的图2中所示的横截面的一部分的示例性放大视图；

图4A-C示出根据本公开的一些实施例的具有第一设计的六个嵌入式电容传感器和相关联的电子器件的示例性金属外壳的不同视图；

图5A-C示出根据本公开的一些实施例的具有第二设计的六个嵌入式电容传感器和相关联的电子器件的示例性金属外壳的不同视图；

图6示出根据本公开的一些实施例的嵌入有电子设备的示例性金属壳的示例性双层电容传感器；

图7示出根据本公开的一些实施例的具有嵌入式双层电容传感器和相关联的电子器件的示例性金属外壳的视图；

图8是示出根据本公开的一些实施例的用于在电子设备的金属外壳上制造电容传感器的方法的流程图；和

图9示出根据本公开的一些实施例的示例性电容感测系统。。

具体实施方式

电容感测及其在移动设备中的应用