CN101795845A - 形成双层外壳的方法与系统 - Google Patents

Abstract

公开了用于将内部特征或复杂的机械结构应用到金属部件的表面的方法与装置。根据本发明的一方面，一种用于生成包括衬底和模制件的组件的方法涉及获得衬底并在衬底的表面上形成至少一个结合特征。该方法还包括在结合特征的表面和衬底的表面上进行模制。在结合特征的表面和衬底的表面上进行模制将模制件机械地结合到衬底。

Description

形成双层外壳的方法与系统

技术领域

本发明涉及在金属部件上形成特征，更特别地，涉及将具有复杂机械结构的内部特征应用到金属部件的表面。

背景技术

包括金属部件的设备的制造常常包括在金属部件的表面上形成例如复杂机械结构的特征。为了确保这种特征的结构完整性，该特征常常利用粘合材料固定到金属部件的表面。作为例子，内部特征已经获得并粘到金属部件或外壳的表面上适当的位置。

可选地，内部特征已经焊接到金属部件或外壳的表面。就利用焊接技术可能实现的内部特征的个数和复杂性而言，利用焊接工艺将内部特征附着到金属部件是有限制的。此外，金属部件的装饰质量可能由于焊接工艺而劣化。例如，与焊接工艺相关联的热可能改变金属部件的形状和/或颜色。

内部特征还可以利用注模工艺形成。当制造工艺包括注模工艺时，在金属部件或外壳中可以形成透孔，而通过该透孔可以注入塑料或树脂。塑料或树脂可以在例如金属板的金属部件的一侧上形成特征，同时另外的塑料或树脂可以在金属板的另一侧上形成底切(undercut)。与在透孔中硬化的塑料或树脂合作，底切可以有效地用于将特征锚定或者以别的方式保持到适当的位置。金属板上底切所位于的一侧常常可以布置成暴露的。即，金属板上底切所位于的一侧可以是装置或设备的外表面。如此，金属板侧面上底切的存在从审美角度上讲是不期望的，例如当金属板布置成提供装饰目的时。

因此，所需要的是一种用于有效地在金属部件或板上形成特征的方法与装置。即，所期望的是一种允许特征形成在金属部件或板的一侧上而基本上不影响该金属部件或板的相对侧的外观的系统。

发明内容

本发明涉及将材料模制到具有结合特征(binding feature)的衬底上。本发明可以以多种方式实现，包括但不限于实现为方法、系统或装置。以下讨论本发明的示例实施例。

根据本发明的一个方面，一种用于生成包括衬底和模制件的组件的方法涉及获得衬底并在衬底的表面上形成至少一个结合特征。该方法还包括在结合特征的表面和衬底的表面上进行模制。在结合特征的表面和衬底的表面上进行模制将模制件机械地结合到衬底。

根据本发明的另一方面，一种用于生成具有结合特征的衬底的方法包括获得衬底并在衬底中生成至少一个开口。可挤压材料(例如，紫外线(UV)固化胶)回填到开口中，而且通过该开口挤压可挤压材料。挤压可挤压材料使结合特征形成为突起。

根据本发明的又一方面，一种电子设备包括基本上容纳于外壳内的电子部件。外壳包括金属部件和模制件。金属部件包括第一表面和具有结合表面的结合特征。模制件被模制到第一表面和结合表面上。模制件可以包括机械特征。

本发明的其它方面和优点将根据以下关于附图的具体描述而变得显而易见，附图以示例的方式例示了本发明的原理。

附图说明

通过以下关于附图的具体描述，本发明将更容易理解，附图中：

图1A是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有方形、突出结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图1B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有方形、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图2A是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有成角度的、突出结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图2B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有成角度的、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图3A是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有圆形、突出结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图3B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有圆形、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。

图4是根据本发明实施例的例示了形成整体组件的方法的处理流程图，该整体组件包括具有模制到其上的可模制件的金属部件。

图5A是根据本发明实施例的例示了通过将多孔网筛覆盖到金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。

图5B是根据本发明实施例的例示了通过将凸缘附着到金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。

图5C是根据本发明实施例的例示了通过基本上将凸缘部件堆叠到金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。

图5D是根据本发明实施例的例示了通过回填限定在金属部件内的微穿孔而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。

图5E是根据本发明实施例的例示了通过将物质溅射到金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。

图6A是根据本发明实施例的通过在衬底上堆叠凸缘部件而形成的突起的框图表示。

图6B是根据本发明实施例的利用在衬底内限定的微穿孔形成的微突起的框图表示。

图7A是根据本发明实施例的例示了在金属部件上形成底切的第一种方法的处理流程图，该方法包括对金属部件进行掩模。

图7B是根据本发明实施例的例示了在金属部件上形成底切的第二种方法的处理流程图，该方法包括对金属部件进行掩模。

图7C是根据本发明实施例的例示了在金属部件上生成底切的方法的处理流程图，该方法包括采用计算机数控(CNC)设备。

图7D是根据本发明实施例的例示了在金属部件上生成底切的方法的处理流程图，该方法包括采用至少一个激光。

图7E是根据本发明实施例的例示了在金属部件上生成底切的方法的处理流程图，该方法包括采用至少一个热探针。

图8是根据本发明实施例的用于将零件模制到金属部件的装置的截面侧视框图表示。

图9A是根据本发明实施例的用于将零件模制到包括底切的金属部件上的装置的截面侧视框图表示。

图9B是根据本发明实施例的与其中提供了可模制材料的模具腔交界的金属部件(例如，图9A的金属部件904)的截面侧视框图表示。

图9C是根据本发明实施例的模制部分基本上附着到其上的金属部件(例如，图9A的金属部件904)的截面侧视框图表示。

图10是根据本发明实施例的其中已提供有楔形穿孔的金属部件的截面侧视图解表示。

具体实施方式

以下参照各个附图来讨论本发明的示例实施例。然而，本领域技术人员将很容易认识到，在此关于这些图给出的具体描述是为了解释的目的，因为本发明会延伸超出这些实施例。

本发明涉及用于将内部特征或复杂机械结构应用到金属部件、外壳或板的表面的方法与系统。金属部件、外壳或板可以用于结构性和/或装饰性目的。即，其上可以形成有特征或机械结构的金属元件可以具有单纯的结构性目的、单纯的审美目的或者既具有结构性目的又具有审美目的为了方便讨论起见，金属元件通常将描述为金属部件，然而应当认识到，金属元件可以是与设备或装置关联的基本上任何合适的金属部件，例如外壳、板或插入物。

将内部特征应用到金属部件的表面可以包括形成可模制部件，例如具有高度复杂机械特征的可模制部件。复杂机械特征可以包括(但不限于包括)结构性构件、框架、螺毂(screw boss)、桥接器、卡扣、挠曲件、凸缘、架子、楔形物、腔和/或穴。可模制部件可以利用任何合适的处理粘到或者以别的方式物理耦合到金属部件，例如，如抛光金属外壳的装饰性金属部件。作为例子，可模制部件可以利用有效地将部件模制到金属部件上的插入模制工艺粘到金属部件。插入模制工艺可以是这样的注模技术，即把诸如塑料或树脂的熔化材料注入到模具中，并且当熔化金属冷却时允许熔化材料接触并粘到金属部件，即位于模具中的金属部件。可模制材料被布置成粘到金属部件，而且可以模制成包括相对复杂的机械结构。

在一种实施例中，金属部件可以是电子设备的外壳的一部分或者部件。作为电子设备的外壳的一部分的金属部件可以是外壳的边框部、前部和/或后部。金属部件可以由很多种金属制造，这些金属包括(但不限于包括)合金、不锈钢和铝。此外，金属部件可以通过抛光和/或其它表面改善技术来增强其装饰性。作为例子，金属部件可以是抛光的不锈钢。

能够有效地将相对复杂的机械特征粘到金属部件使得包括机械特征和金属部件的设备的完整性得到增强。例如，当机械特征与金属部件有效地模制时，机械特征和金属部件之间的接合是相对强的。与金属部件有效地模制的相对复杂机械特征可以用在很多种不同的设备中，这些设备包括(但不限于包括)具有有限尺寸和空间的便携式和高度紧凑的电子设备。在一种实施例中，设备可以是膝上型计算机、图形输入板计算机、媒体播放器、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、基本上任何手持式电子设备、计算机鼠标、键盘、遥控器、基本上任何计算机附件和/或基本上任何计算机外围设备。

在金属部件的表面上生成结合特征有效地促进可模制塑料材料到金属部件的粘合或结合，其中的可模制塑料材料例如是可以形成为包括复杂机械特征的可模制塑料材料。例如，作为从金属部件的表面延伸的突起的结合特征可以允许可模制塑料材料粘到突起，并由此基本上具有增加的允许可模制塑料材料结合到金属部件的结合区域。金属部件和可模制塑料材料之间另外的结合或接触区域提供了金属部件和可模制塑料材料之间更强的接合。可选地，结合特征可以是有效地在金属部件的表面之下延伸的底切或空隙。这种底切或空隙还提供了可模制塑料可以结合并由此粘到金属部件的附加表面区域。

一般来说，结合特征或者使模制件能够机械地与金属部件互锁的特征可以采取基本上任何合适的形式。参照图1A-3B，将描述根据本发明实施例的用于形成包括金属部件和可模制塑料特征的组件的结合特征的例子。首先参照图1A，将描述根据本发明实施例的包括具有方形、突出结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件的组件，例如模制金属部件。组件100包括金属部件104，在金属部件104上形成有基本上方形的突起112。突起112可以一体地形成在金属部件104上。可选地，突起112可以附着到金属部件104。适于在金属部件104上形成突起112的处理的示例将在后面参照图5A-E来描述。

突起112通常延伸通过可模制表面114，即金属部件104的模制件108要接合到其上的表面。模制件108接合到表面114和突起112，或者更具体而言，接合到突起112的表面。换句话说，模制件108有效地围绕突起112模制，并由此粘到突起112的表面。在一种实施例中，模制件108可以被布置成包括复杂的机械特征(未示出)。

如本领域技术人员将理解的，相对于z方向118延伸突起112的高度增加了突起112的表面区域。如此，增加突起112的高度包括可以由模制件108用于粘到金属部件104的整个表面区域。因此，当结合表面的表面区域的高度增加时，模制件108到金属部件104的粘附性也提高了。

代替在金属部件104上形成方形突起112，也可以在金属部件上形成方形空隙或底切。图1B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有方形、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。组件100’包括金属部件104’，在金属部件104’上形成有基本方形的底切116。底切的形成将在后面关于图7A-E来讨论。

底切116在金属部件104’的可模制表面114’之下延伸。可以包括机械特征(未示出)的模制件108’接合到表面114和底切116的表面。一般来说，关于z方向118’增加底切116的深度增加了与底切116关联的表面区域，并由此增加了金属部件104的模制件108可以粘到的整个表面区域。

结合特征的形状和大小可以被布置成增加结合表面的表面区域，并由此增加金属部件和可模制件之间的接合强度。一般来说，突起或底切的表面区域越大，结合区域就越大。在一种实施例中，突起可以包括有效地形成底切并提供可模制件可以有效地抓住的表面的顶凸缘部分。图2A是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表面，该组件包括支持具有顶凸缘的突起的金属部件和模制到其上的可模制件。组件200包括金属部件204，在该金属部件204上形成有带有顶凸缘部分220的突起212。顶凸缘部分220包括底切表面222，当模制件208围绕突起212模制时，该底切表面222使模制件208能够有效地抓到其上。关于z方向218延伸突起212的高度增加了突起212的表面区域。此外，关于x方向226延伸底切表面222的宽度也增加了突起212的表面区域，并由此增加模制件208可以接合到的整个结合表面。

在金属部件上可以提供成角度的、底切结合特征，该特征提供模制件可以接合到其上的表面。图2B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表面，该组件包括具有成角度的、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。组件200’包括金属部件204’，在该金属部件204’上形成有带有成角度的底部224的底切216。底部224包括表面230，当模制件208’模制到底切216中时，该表面230使得模制件208能够有效地抓到其上。

突起和底切可以采取提供增加的结合表面区域的多种不同形状。在一种实施例中，突起和底切可以采用大致蘑菇形状，例如圆形形状。图3A是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有圆形、突出结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。组件300包括金属部件304，在该金属部件304上形成有基本蘑菇状的圆形突起320。当模制件308接合到金属块304时，模制件308被接合到突起320的表面。即，模制件308有效地围绕突起320模制，并由此粘到突起320的表面。

图3B是根据本发明实施例的组件的截面侧视图解表示，该组件包括具有圆形、底切结合特征的金属部件和模制到其上的可模制件。组件300’包括金属部件304’，在该金属部件304’上形成有基本蘑菇状的圆形底切324。当模制件308’接合到金属件304’时，模制件308’的部分填充底切324，由此将模制件308’结合到底切324的表面。

图4是根据本发明实施例的例示了形成整体组件的方法的处理流程图，其中该整体组件适于用在电子设备中并包括具有模制到其上的可模制件的金属部件。形成包括金属部件和粘到该金属部件的模制件(例如，模制塑料部件)的整体组件的处理401在步骤405处开始，在步骤405中选择用于模制处理的参数。选择用于模制处理的参数可以包括(但不限于包括)选择注模参数、选择与用在模制处理中的塑料相关联的参数及选择与模制处理相关联的金属参数。此外，还可以选择模具配置参数、塑料的属性和金属部件的属性。

在选择了用于模制处理的参数后，在步骤409中提供具有要模制的表面的金属部件。如前面所提到的，金属部件可以是设备的一个部件。作为例子，金属部件可以是与电子设备关联的外壳的部件，或者可以是要结合到电子设备中的插入物。要模制的表面一般是金属部件的模制件要粘到或者以别的方式接合到的表面。如果金属部件是电子设备的装饰性外部部件，则要模制的表面通常是金属部件的布置成基本上处于电子设备内部的表面。

在步骤409中获得的要模制的表面可以包括附着或结合特征。然而，如果要模制的表面不包括附着或结合特征，则附着或结合特征可以在可选步骤413中应用到要模制的表面。将附着或结合特征应用到金属部件的表面的各种方法将在后面参照图5A-E和图7A-E来描述。

在步骤417中，将金属部件置于(例如，放到或固定到)基本上模制设备的模具腔内。例如，金属部件可以在模制设备打开时放到模具腔内。金属部件相对于模具腔并由此相对于将应用到其上的内部可模制部分位于期望的位置。可以利用与机器人系统关联的机器手臂来实现将金属部件大致放到模具腔内。将金属部件基本上置于模具腔内还可以包括制备模具腔和金属部件、调整与模制设备相关联的温度和/或闭合模制设备。

一旦金属部件被置于模具腔中，则在步骤421中将注模材料注入到模具腔中。注模材料通常被布置成流到模具腔中、至少部分地与金属部件接触、在模具腔内硬化并粘到或者以别的方式附着到位于模具腔中的金属部件。在一种实施例中，将基本上熔化的塑料或树脂注入到模具腔中。注模材料通常可以围绕金属部件的表面上的附着或结合特征来模制。模具腔可以被配置成定义多个相对复杂的机械特征。如此，注模材料可以被有效地模制，从而定义相对复杂的机械特征。

注模材料允许冷却、固化、硬化或以别的方式凝固。固化或硬化的注模材料的形状可以包括相对复杂的机械特征，例如，如果模具腔被配置成定义相对复杂的机械特征。从步骤421，处理流前进到步骤425，从模具腔中除下具有由所粘附的注模材料形成的特征的金属部件。即，从该模具腔中除下包括金属构件和模制构件的模制金属部件。作为例子，一旦注模材料固化或硬化成与金属部件接触，模制设备就可以打开，且模制金属部件基本上可以从模制设备脱出。

在从模具腔除下模制金属部件以后，在步骤429中，可以在模制金属部件上执行后加工步骤。这种精加工步骤可以包括(但不限于包括)机加工、车螺纹、铸造、抛光和/或施加涂层。应当认识到，精加工步骤可以在模制金属部件的金属构件上、模制金属部件的模制构件上或者整个模制金属部件上执行。一旦在模制金属部件上执行了后加工或精加工步骤，在步骤433中，就将模制金属部件组装到电子设备中，从而完成了形成适于在电子设备中使用的包括金属部件和模制件的整体组件的处理。在一种实施例中，模制金属部件是布置成基本上包住电子设备的电子部件的外壳。

在金属部件的表面上形成的附着或结合特征可以包括突起和底切。根据本发明的实施例，将参照图5A-E描述与在金属部件的表面上形成突起从而便于将可模制部分附着到其上面相关联的方法，而将参照图7A-E描述与在金属部件的表面上形成底切从而便于将可模制部分附着到其上面相关联的方法。

图5A是根据本发明实施例的例示了通过将多孔网筛覆盖到金属部件的表面上而在金属部件上有效地形成突起的方法的处理流程图。有效地形成突起的处理501在步骤505处开始，在步骤505中获得具有模制表面的衬底，即，模制件要接合到其上的表面。在一种实施例中，衬底是金属部件，而模制表面是金属部件的可模制件随后要粘附到的表面。一旦获得了衬底，就在步骤509中确定衬底上网筛要应用的位置。网筛(其可以是金属网筛)通常包括提供可被模制材料覆模制的附着表面的开口。即，可模制材料围绕网筛的多孔结构来模制。网筛的使用提供了可模制材料可以接合到的附加表面。在一种实施例中，网筛可以基本上应用在大部分表面上的关于该表面的多个离散点处。然而，应当认识到，网筛可以代替地被应用在关于表面的相对少的离散点处。

在确定网筛的位置后，在步骤513中，将网筛放到这些位置。将网筛放到适当的位置可以包括切割网筛并将网筛覆盖到衬底上的适当位置处。网筛有效地形成突起，诸如塑料或树脂的可模制材料可以随后结合到该突起。在放置网筛后，就完成了通过覆盖多孔网筛来有效地形成突起的处理。

图5B是根据本发明实施例的例示了通过将凸缘附着到金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。如本领域技术人员将认识到的，凸缘可以具有多种不同的形状和大小。作为例子，凸缘可以是“T”字形状、蘑菇形状或矩形形状。利用凸缘在衬底(例如，金属部件)上形成突起的处理521在步骤525处开始，在步骤525中获得衬底。一旦获得了衬底，就在步骤529中获得合适形状的凸缘。凸缘的大小和形状可以变化，而且通常凸缘可以由很多种不同的材料形成。凸缘可以预制，例如，凸缘可以具有预定的形状，或者凸缘可以被布置成基本上通过焊接工艺来生成。在获得凸缘后，在步骤533中，将凸缘附着到衬底。一般来说，用于将凸缘附着到衬底的方法可以包括(但不限于包括)将粘合剂施加到凸缘并将凸缘与衬底配合，并且将凸缘焊接到衬底。一旦凸缘附着到衬底，利用凸缘形成突起的处理就完成了。

用于在金属部件上形成突起的凸缘可以由多个层生成。作为例子，“T”字形凸缘可以由一组矩形形状的层或部件生成。参照图5C，将描述根据本发明实施例的通过将凸缘部件基本上堆叠在金属部件的表面上而在金属部件上形成突起的方法的处理流程图。通过基本上堆叠凸缘部件而在衬底上形成突起的处理541在步骤545处开始，在步骤545中获得诸如金属部件的衬底。然后，在步骤549中获得凸缘部件。获得凸缘部件可以包括获得用于生成单个凸缘的不同零件或部件。

在步骤553中，将要形成突起的每个凸缘的第一部件附着到衬底。如图6A所示，凸缘612的第一部件612a附着到衬底604。每个凸缘的第一部件可以利用任何合适的方法附着。一旦要形成突起的每个凸缘的第一部件附着到衬底，就在步骤557中例如利用相对高的接合粘合剂将每个凸缘的第二部件堆叠并附着到第一部件。参照图6A，第二部件612b可以被堆叠并附着到第一部件612a上。

在每个凸缘的第二部件堆叠并附着到每个凸缘的第一部件后，处理流前进到步骤561，在步骤561中确定是否有附加的部件要附着。即，确定是否每个凸缘都包括至少一个还要附着的附加部件。如果确定没有附加的部件要附着，则指示形成了衬底上的突起，而且完成了通过基本上堆叠凸缘部件而在衬底上形成突起的处理。

可选地，如果在步骤561中确定有至少一个附加部件要附着，则暗示是每个凸缘都包括至少一个附加部件。如此，在步骤565中，适当地将附加部件堆叠并附着到与凸缘相关联的一堆部件，例如，堆叠并附着到一堆部件中最高的部件。作为例子，第三个部件612c可以堆叠并附着到图6A的部件612b。一旦适当地附着了附加部件，则处理流返回步骤561，在步骤561中确定是否还有附加部件要附着。

在一种实施例中，形成作为突起的结合特征可以包括挤压材料通过衬底中相对小的开口(例如，微穿孔)。图5D是根据本发明实施例的例示了通过回填限定在衬底中的微穿孔并在微穿孔中挤压材料而在诸如金属部件的衬底上形成突起的方法的处理流程图。通过回填和挤压处理而形成突起的处理581在步骤583处开始，在步骤583中获得衬底。在步骤583中，在衬底中生成微穿孔。可以采用诸如钻孔工艺的工艺来生成微穿孔。可选地，可以利用激光或挤压处理来生成微穿孔。一般来说，微穿孔可以具有本质上使微穿孔基本上不可见的尺寸。即，微穿孔可以小到足以不容易被人眼看到。

在于衬底中生成微穿孔以后，在步骤587中，利用可以挤压的材料回填微穿孔。作为例子，微穿孔可以利用紫外线(UV)固化胶来回填。然后，在步骤589中，可以将材料挤压通过微穿孔，使得由该材料形成突起。通过挤压处理形成的突起的形状可以广泛地变化。如图6B所示，关于衬底654形成的突起662a-d可以包括(但不限于包括)相对伸长的突起662、卷曲的突起662b、短突起662和/或具有卷曲端的相对伸长的突起654。如图所示，突起662的底部通常不延伸通过衬底654的底部。返回图5D，一旦挤压了材料，就完成了利用回填和挤压而形成突起的处理。

也可以采用溅射处理来在衬底上形成突起。图5E是根据本发明实施例的例示了通过将物质溅射到衬底的表面上而在衬底上形成突起的方法的处理流程图。通过溅射处理生成突起的处理591在步骤593处开始，在步骤593中获得例如金属部件的衬底。在步骤589中，利用磁控管设备将物质(例如，用于骨生长溅射的物质)溅射到衬底的表面上。在步骤593中，溅射被控制成使得物质块可以形成大致期望形状和大小的突起。然后，通过溅射处理生成突起的处理就完成了。

如前面所提到的，代替在衬底的表面上生成突出表面的结合特征，结合特征也可以生成为使得衬底的表面基本上被底切。换句话说，结合特征可以包括基本上位于衬底的表面之下的底切或空隙。就象突起的表面，衬底中底切或空隙的表面提供了可模制材料可结合到的附加表面区域，由此增加可模制材料与衬底之间结合的整体强度。

可用采用多种不同的方法来在金属部件上生成底切。图7A是根据本发明实施例的例示了在诸如金属部件的衬底上形成底切的第一种方法的处理流程图，该方法包括在衬底上提供图案。通过提供图案而在衬底上形成底切的处理701在步骤705处开始，在步骤705中获得例如金属部件的衬底。一旦获得了衬底，就在步骤709中在要生成底切的衬底的表面上提供期望的图案。作为例子，对衬底的表面进行掩模或者丝网印刷。对图案进行掩模使得衬底表面的有些部分保持暴露，同时其它部分有效地隐藏。丝网印刷允许将图案(例如，穿孔的图案)印制到衬底的表面上，使得可以识别出要从衬底除去的材料。

在将期望的图案应用到表面之后，在步骤713中，根据期望的图案形成稍微凸起的区域。该稍微凸起的区域例如可以由诸如物理气相淀积(PVD)的处理形成。在一种实施例中，该稍微凸起的区域可以具有近似蘑菇的形状。一旦形成了该稍微凸起的区域，在步骤717中，就可以除去不与该稍微凸起的区域接触的图案部分。如果图案由丝网印刷形成，则可以洗去丝网印刷。当图案部分被除去后，底切可以保持在该稍微凸起的区域下，例如蘑菇状凸起区域的顶部。一除去图案的剩余部分，就完成了通过提供图案而在衬底上形成底切的处理。

诸如底切或空隙的附着特征还可以通过蚀刻(例如，化学和/或机械蚀刻)形成。接下来参照图7B，将描述根据本发明实施例的在衬底上形成底切的方法，该方法包括化学蚀刻。形成底切的处理721在步骤725处开始，在步骤725中获得衬底。一旦获得了衬底，在步骤729中就可以将期望的图案提供在衬底的适当表面上。在一种实施例中，可以对衬底的适当表面进行掩模。在对衬底的适当表面进行掩模或以别的方式构图后，在步骤733中，应用化学制品来化学蚀刻衬底。化学制品的应用可以生成空隙和/或底切。

应当认识到，衬底可以包括各种粒子(grain)。可以应用特定的化学制品来除去特定粒子的部分，同时有效地使其它粒子不受影响。即，衬底中不同的粒子可以以不同的速率受到攻击。应用化学制品来化学蚀刻衬底可以包括在生成空隙和/或底切之后洗去化学制品和除去的粒子。在步骤733中应用化学制品后，形成底切的处理就完成了。

底切或空隙可以有效地被机械蚀刻或切割到衬底的表面中。切割可以利用基本上任何合适的切割装置来执行，这里的切割装置包括(但不限于包括)配置成切割的计算机数控(CNC)机器。图7C是根据本发明实施例的例示了在衬底中生成底切的方法的处理流程图，该方法包括利用切割装置。生成底切的处理741在步骤745处开始，在步骤745中获得衬底。从步骤745，处理流移动到步骤749，在步骤749中将衬底放到或以别的方式定位到切割装置上。一旦衬底被放到切割装置上，在步骤753中，切割装置就可以编程为在期望的位置切割或以别的方式形成底切。在一种实施例中，切割装置可以编程为切割“T”字形的空隙或底切。应当认识到，编程切割装置可以包括提供具有适当切割头(cutting bit)的切割装置，该切割头可以用于切割期望大小和形状的空隙或底切。在对切割装置编程以后，在步骤757中，采用切割装置来形成底切。切割装置可以铣削、刮擦或者切除衬底表面的部分，以形成底切。一旦利用切割装置形成了底切，生成底切的处理就完成了。

也可以采用激光切割方法来在衬底的表面上形成底切或空隙。图7D是根据本发明实施例的例示了生成底切的方法的处理流程图，该方法包括利用至少一个激光。生成底切的处理761在步骤765处开始，在步骤765中获得诸如金属部件的衬底。一旦获得了衬底，在步骤769中就将衬底放到至少一个激光的下面或者其路径中。

在一个实施例中，在定位了衬底之后，在步骤773中可以将透镜定位在激光与衬底之间，以使激光聚焦在衬底的适当部分。即，透镜被配置为使激光聚焦到衬底的表面上的期望区域上。步骤773是可选的，因为可以不用透镜地使用激光。

在步骤777中，将激光指向衬底，使得可以切入衬底的表面。通过移动激光和/或衬底，可以生成适当大小和形状的底切或空隙。在切入衬底的表面之后，就完成了生成底切的处理。

衬底的部分基本上可以直接融化，以生成底切或空隙。图7E是根据本发明实施例的例示了在衬底中生成底切的方法的处理流程图，该方法包括利用至少一个热探针融化掉衬底的部分。生成底切的处理781在步骤785处开始，在步骤785中获得衬底。在步骤789中，将加热的探针应用到衬底的适当表面，以便在衬底的表面上的点中生成铬扩散。如本领域技术人员将认识到的，铬扩散可以使衬底表面能够被腐蚀。

在铬扩散在点中生成以后，在步骤793中将酸蚀刻应用到衬底，以造成点腐蚀。当点腐蚀时，就在衬底的表面上有效地生成了三维轮廓。由此，在表面上生成底切。一旦点腐蚀，生成底切的处理就完成了。

如以上所提到的，可以通过使用模制设备来生成包括金属构件和可模制构件的模制金属部件。将参照图8描述模制设备的一个例子。图8是根据本发明实施例的用于生成模制金属部件的模制设备的截面侧视框图表示。模制设备或模具832包括模具芯832a和模具腔832b。可模制件要模制到的金属部件804布置成被模具芯832a保持。模具腔832b包括开口836，例如熔化塑料的可模制材料可以注入到该开口中。开口836布置成定位到金属部件804上，使得模制件可以在金属部件804上形成并接合到金属部件804。开口836的形状和大小可以广泛地改变。在一种实施例中，开口836被构形为使得复杂的机械特征可以由在开口836内固化或硬化的可模制材料(未示出)形成。

参照图9A-C，将描述根据本发明实施例的利用模制设备(例如，图8的模制设备832)来生成模制金属部件的处理。图9A是根据本发明实施例的用于将可模制件结合到包括底切的金属部件上的模制设备的截面侧视框图表示。模制设备932包括模具芯932a和模具腔932b。模具腔932b包括开口936。包括底切924的金属部件904被模具芯932a保持，而模具腔932b定位到金属部件904上，使得开口936基本上布置到底切924上。

如图9B所示，材料940可以注入到开口936中。将材料940注入到开口936中包括使材料940有效地填充底切924。材料940可以是布置成当冷却时固化或以别的方式硬化的熔化的塑料或树脂。当材料940冷却时，材料940有效地形成接合到金属部件904的模制件。一旦材料940冷却，包括材料940和金属部件904的整个模制金属部件实际上就生成了。材料940接合或以别的方式粘附到金属部件904，如图9C所示。材料940可以具有由开口936的轮廓形成的形状。这种形状可以包括至少一个相对复杂的机械特征942。

结合特征的形状和大小可以广泛地变化。此外，相邻结合特征之间的间距也可以变化。作为例子，与底切或空隙关联的形状和尺寸可以依赖于特定系统的需求而变化。一般来说，底切或空隙的深度小于或大致等于衬底或金属部件的厚度。对于大致等于衬底厚度的空隙，当可模制材料在空隙中提供使得突起有效地在衬底的顶表面形成时，可模制材料不会突出衬底的底表面。换句话说，可模制材料基本上只从空隙的一端突出来。为了有效地防止可模制材料突出衬底的底表面，空隙可以构形为使得可以基本上防止可模制材料从空隙的底部流出。在一种实施例中，可以防止可模制材料从空隙的底部流出的空隙可以基本上成楔形，例如，可以具有基本上圆锥形状。

图10是根据本发明实施例的其中已形成有楔形空隙的金属部件的截面侧视图解表示。金属部件1004具有高度或厚度“t”1044。一般来说，空隙或底切可以具有小于或大致等于厚度“t”1044的高度。在所示实施例中，空隙1024具有大致等于厚度“t”1044的的高度。空隙1024是楔形的或者基本上是圆锥形状的，使得在顶表面1050处，空隙1024具有宽度“w1”1058，而在底表面1054处，空隙1024具有宽度“w2”1062。宽度“w1”1058通常大于宽度“w2”1062。

尽管只是描述了本发明的一些实施例，但应当理解，在不背离本发明主旨或范围的情况下，本发明可以体现为许多其它的特定形式。作为例子，尽管本发明已经关于金属部件进行了描述，但本发明不限于关于金属部件的使用。代替由金属形成，特征要粘附到的衬底也可以由其它材料构造，包括(但不限于包括)玻璃或陶瓷。

形成特征的可模制材料可以由基本上任何合适的塑料或树脂形成。例如，可模制材料可以由诸如聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的塑料形成。应当认识到，可模制材料不限于是塑料或树脂。作为例子，可模制材料可以是可注入的陶瓷或者可模制或可注入的金属，例如LiquidMetal。液态金属及其使用在于2007年7月12日提交的标题为“INSERT MOLDING LIQUID METAL AROUNDGLASS”的美国临时专利申请No.60/949,449中进行了描述，该申请通过引用并入于此。

尽管要接合到可模制部分的金属部件的表面通常描述为包括突起或底切，但金属部件的表面不限于包括突起或底切。例如，可模制部分要粘附到的金属部件的表面可以既包括突起又包括底切。此外，与金属部件的表面相关联的突起和底切的大小和形状可以变化。在一种实施例中，不同形状的突起和/或不同形状的底切可以与单个金属部件相关联。

与本发明的方法相关联的步骤可以广泛变化。在不背离本发明主旨或范围的情况下，步骤可以添加、除去、改变、组合及重新排序。作为例子，在衬底中化学蚀刻底切和/或空隙可以包括应用第一组化学制品以蚀刻衬底的表面上的峰部和谷部、在谷部中提供液体、抛光表面，然后以不同于要生成底切的表面的速率应用“吃掉”谷部中液体的第二组化学制品。因此，这里给出的例子应当被认为是例示性的而不是约束性的，而且本发明不限于在此给出的细节，而可以在所附权利要求的范围内修改。

Claims (25)

1.一种用于生成包括衬底和模制件的组件的方法，该方法包括：

获得衬底；

在衬底的表面上形成至少一个结合特征；及

在至少一个结合特征的表面和衬底的表面上进行模制，其中在至少一个结合特征的表面和衬底的表面上进行模制将模制件机械地结合到衬底。

2.如权利要求1所述的方法，其中，形成至少一个结合特征包括将突起附着到衬底，该突起被布置成基本上从表面突出。

3.如权利要求2所述的方法，其中，突起是由可挤压材料形成的，而且形成至少一个结合特征包括在衬底中生成穿孔、将可挤压材料回填到穿孔中并挤压该可挤压材料通过穿孔。

4.如权利要求1所述的方法，其中，形成至少一个结合特征包括在衬底上生成底切或空隙。

5.如权利要求4所述的方法，其中，底切或空隙是利用蚀刻工艺将底切或空隙蚀刻到衬底中而形成的。

6.如权利要求4所述的方法，其中，底切或空隙是利用激光将底切或空隙切入衬底而形成的。

7.如权利要求1-6中任何一项所述的方法，其中，衬底是金属部件，而模制件是由塑料或树脂形成的。

8.如权利要求1-6中任何一项所述的方法，其中，在至少一个结合特征的表面和衬底的表面上进行模制包括在至少一个结合特征和衬底的表面上提供熔化的材料，并在至少一个结合特征和衬底的表面上硬化该熔化的材料，以生成模制件。

9.如权利要求1-6中任何一项所述的方法，其中，在至少一个结合特征的表面和衬底的表面上进行模制包括在至少一个结合特征中和在衬底的表面上提供熔化的材料，并在至少一个结合特征中和在衬底的表面上硬化该熔化的材料。

10.如权利要求9所述的方法，其中，衬底的表面是衬底的顶部，而至少一个结合特征从衬底的顶部延伸通过衬底的底部，至少一个结合特征中的熔化材料被布置成不延伸通过衬底的底部。

11.一种用于生成具有结合特征的衬底的方法，该方法包括：

获得具有第一表面的衬底；

在该衬底中生成至少一个开口；

在至少一个开口中回填可挤压材料；及

挤压所述可挤压材料，其中挤压所述可挤压材料形成结合特征，所述结合特征被布置成延伸通过第一表面。

12.如权利要求11所述的方法，其中，所述可挤压材料是紫外线(UV)固化胶。

13.如权利要求11所述的方法，其中，结合特征包括结合表面。

14.一种组件，包括：

金属部件，该金属部件包括第一表面和结合特征，所述结合特征具有结合表面；及

模制件，该模制件被模制在第一表面和结合表面上，其中模制件包括机械特征。

15.如权利要求14所述的组件，其中，结合特征是突起，而模制件被模制在该突起上。

16.如权利要求15所述的组件，其中，突起是由胶形成的。

17.如权利要求14所述的组件，其中，结合特征是底切或空隙，而模制件被模制到该底切或空隙中。

18.如权利要求17所述的组件，其中，结合特征是空隙，而第一表面是金属部件的顶表面，金属部件还包括空隙延伸通过的底表面，其中，模制件延伸通过空隙但不延伸通过底表面。

19.如权利要求14所述的组件，其中，模制件是由塑料或树脂形成的。

20.如权利要求14所述的组件，其中，金属部件是用于电子设备的插入物或者用于电子设备的外壳。

21.一种设备，包括：

电子部件；及

外壳，该外壳被布置成基本上容纳所述电子部件，其中外壳包括金属部件和模制件，金属部件包括第一表面和具有结合表面的结合特征，而模制件被模制到第一表面和结合表面上。

22.如权利要求21所述的设备，其中，结合特征是突起，而模制件被模制到该突起上。

23.如权利要求21所述的设备，其中，结合特征是底切或空隙，而模制件被模制到该底切或空隙中。

24.如权利要求23所述的设备，其中，结合特征是空隙，而第一表面是金属部件的顶表面，金属部件还包括空隙延伸通过的底表面，其中，模制件延伸通过空隙但不延伸通过底表面。

25.如权利要求21-24中任何一项所述的设备，其中，模制件是由塑料或树脂形成的。

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