CN105308543B - 树脂封装的便携式媒体设备 - Google Patents

Abstract

提供便携式多媒体设备和它们的制造技术，其以功能零件嵌入树脂基质从而免除对如中间框架和/或外罩的传统结构部件的需要为特征。可通过使用可流动的液态树脂来提供所述树脂基质，所述可流动的液态树脂在模腔内的所述功能部件周围流动。随后可将所述液态树脂固化成所述树脂基质。

Description

树脂封装的便携式媒体设备

背景

多年以来，便携式多媒体设备(PMD)设计已经不断地发展成高度复杂、紧密集成以及全功能的产品，如智能手机、平板电脑、电子阅读器以及其他设备。由于PMD的复杂性，此类设备的制造商通常从不同的供应商购买部件，所述供应商反过来可从其他供应商购买子部件，等等。因此，许多部件经常被模块化或标准化，例如，半导体芯片包装、显示屏幕模块、触摸屏幕模块、连接器、布线等，允许PMD制造商在部件选择和特征挑选中有很大程度的灵活性。随后，PMD制造商必须根据各种约束如整体设备尺寸、重量、人体工程学考虑、平衡等布置这些部件和子部件。

部件和子部件的这种布置通常依靠提供整体结构支撑框架，所述整体结构支撑框架不同于提供电气功能、仅为一个PMD设计或类似PMD设计家族而特定制造的许多部件或子部件。这种结构支撑框架通常包括在工业中被称作“中间框架”的部件。这种结构支撑框架还可或替代地包括如外壳或外罩的部件，所述部件可采用多种形式，包括前/后盖，其是卡扣的、拧紧的、胶合的、或者以其他方式保持在一起或到中间框架。在一些实例中，中间框架可以完全或基本上是内部部件，尽管在其他实例中，中间框架的部分可形成设备外部的零件或基本零件。这些主要结构部件经常是十分复杂的，并且由于PMD中所需的紧密性必须经常从PMD组装工艺异位制造并精确公差。这可增加此类部件的制造成本。

附图简述

可参照以下附图来更好地理解本公开的许多方面。附图中的部件未必按比例绘制，而是将重点放在清楚地示出本公开的原理。此外，在附图中，贯穿若干视图相同参考标号始终指示对应零件。

图1描绘常规便携式多媒体设备(PMD)的分解图。

图2描绘图1的PMD的本质上不是主要结构的部件的分解图。

图3描绘图1的PMD的本质上是主要结构的部件的分解图。

图4描绘PMD的前部和后部的照片，其中外罩和中间框架已经被固化半透明树脂代替。

图5是一种用于不需要使用中间框架或其他单独制造的主要结构部件而制造PMD的技术的流程图。

图6A到图6L”’描绘在用于制造树脂基质PMD的制造技术的各种阶段的简化的截面侧视图。

图7A和图7B描绘在图6A到图6L”’的技术上的变化形式的一些阶段的简化的截面侧视图。

详述

本文描述的是各种PMD设计和它们的制造技术，所述技术通过使用共形树脂基质来支撑各种内部功能部件，不需要在常规、非基质PMD设计中发现的典型结构零件，例如，其不需要中间框架、外壳等。PMD的各种功能部件可电组装到设备组件中，所述设备组件随后放入模腔中。随后，液态树脂可流入模腔中来基本上封装设备组件，尽管设备组件的一些部分，例如，插头、插孔、连接器、扬声器、触摸/显示表面等可从模腔中隔开或以其他方式不含树脂。随后，树脂可固化到固态基质中，从而提供整体结构部件，所述整体结构部件对基本上所有的功能内部部件提供共形支撑。

本文可参照“结构的”或“主要结构的”部件和“功能的”或“主要功能的”部件。应理解，术语“结构的”或“主要结构的”部件指的是主要存在来充当用于将其他部件以基本刚性方式相对于彼此定位在空间中的框架，并在PMD的正常操作期间支撑那些部件的部件。结构的或主要结构的部件还可用作用于将PMD的外部负载转移到功能部件的外部处理表面。如先前讨论的，结构的或主要结构的部件也可提供其他功能性，但是这种其他的功能性是由这样的部件提供的结构框架的辅助。

如用来描述它们的术语建议的，主要结构部件的作用本质上是主要结构的。主要结构部件有时可包括提供其他功能性的部件或部件的子部分，如人体工学夹具、天线框架、按钮盖、或提供其他功能性的其他零件。主要结构部件可提供框架，其他部件，例如，通常不比主要结构部件稳健的部件，可直接安装或通过其他部件或子部件间接安装在所述框架上。

相反，术语“功能的”或“主要功能的”部件指的是主要存在来将电气功能性的一些方面提供到PMD的部件。当然，功能的或主要功能的部件还可有利于支撑其他部件(或其自身)或有利于PMD的整体硬度和强度，但是这不是它们主要的功能，并且它们一般不可以用基本上非电气部件代替而不使得PMD不起作用或不牺牲至少一些PMD电气功能性。例如，PMD可包括电源，例如，电池，其可包含在电池外壳内；电池包括在PMD中以便提供电功率而不是用于结构目的。然而，由于电池自身的结构，电池还可有利于PMD的整体刚度和强度。移除电池并用主要结构部件代替它将引起PMD由于断电而停止运转。类似地，为了将电信号变成外部可观察的图形内容的目的，包括PMD的显示模块。当然，显示模块也可提供一些结构元件，例如，盖玻璃，其防止使用的显示元件受到来自外部源或灰尘的损害，并且其可有利于PMD的整体刚度和强度。然而，显示模块整体不是具有提供结构支撑的主要目的的部件，且因此将不会分类为主要结构部件。

在本公开中，参照“结构部件”或“主要结构部件”还应理解为指的是主要提供结构支撑并相对于PMD组装工艺异位加工或成形的部件，如加工或注射模制的中间框架，而不是相对于PMD组装工艺同位加工或成形的部件，如树脂基质。

如先前提到的，在许多当前的PMD中广泛使用的结构部件的一种类型是中间框架。在一些实例中，中间框架可以完全或基本上是内部部件，尽管在其他实例中，中间框架的部分可形成设备外部的零件或基本零件，例如，iPhone 4^TM中间框架组件的外部周长实际上形成iPhone 4^TM的外侧。许多中间框架可具有基本上对应于PMD的整体覆盖面积的覆盖面积，尽管如果完全内部的话，它们可以是稍小以在PMD的外包壳内安装。

PMD的中间框架和其他主要结构部件通常由刚性材料(如金属、塑料、或复合材料)制造，并可使用净形或近净形制造技术(如铸造或注塑)来加工或生产。如较早提到的，这些主要结构部件经常非常复杂，并由于PMD中所需的紧密型，必须经常制造到精确公差。这种主要结构部件可包括许多特征件，如螺纹孔、通孔、凸耳、脊、支撑凸台、埋头孔、电缆窗口等，以便有助于在组装线中的各种组装阶段处将部件和子部件安装到主要结构部件。另外，主要结构部件可包括将此类安装特征件连接到单一集成的零件或组件中的结构特征件。此类结构特征件可包括梁、板、肋、切口等。

因此，例如，显示模块和具有用于焊接至它的PMD的处理器的印刷电路板可通过多个螺钉安装到中间框架。电池也可利用单独多个螺钉连接到中间框架。无线模块，例如，无线天线模块，也可通过另一些多个螺钉与中间框架连接。

由于对较小、较轻和较薄的电子设备的需求，设计中间框架和其他主要结构部件的工程师必须经常推动用来制造此类部件的材料的性能限制。可花费大量努力来确定用于中间框架的各种部分的最小尺寸是什么，中间框架的各种部分将在仍然允许连接到中间框架的部件安装在PMD的目标包封内时提供整体PMD刚度和强度的所需程度。由于现代分析软件，设计最优化可导致一些此类尺寸被减小到数百分之一或数千分之一英寸的量级的某处。在此类情况下，正常工程公差，例如，±0.005，可实际上对零件的强度具有显著影响，并且，因此，必须被更精确的公差代替。这可增加此类部件的制造成本。

图1描绘PMD的分解图。在图1中示出的PMD 100包括前盖102(其在这种情况下也充当显示面板)、显示模块106、无线模块108、中间框架110、框架112、印刷电路板(PCB)114、电池116和后盖118。其他PMD可包括类似的部件，尽管一些部件可被省略或与其他部件组合和可包括另外的部件(例如，扬声器)。应理解，本文讨论的概念可应用到多个不同的PMD设计，并且这些另外的执行落入本公开的范围内。

当完全组装时，中间框架110可对PCB 114、显示模块106和电池116提供结构支撑。框架110可反过来被框架112支撑，所述框架112还可支撑前盖102和后盖118。这些部件中的一些可拧紧在一起，例如，螺钉可以穿过中间框架110周长周围的孔或槽孔并进入位于框架112上的螺纹孔中以便将中间框架110夹到框架112。这些部件中的一些可卡扣在一起或以其他方式连接。例如，前盖可卡扣或胶合(或使用双面胶压胶)到框架112。大部分，示出的各种部件可被组装以便随后在很少损坏或无损坏部件的情况下拆卸，例如，螺钉和其他可移除紧固系统的使用可允许拆卸设备以便修理、定制或其他的目的并随后重新组装(当然，一些部件可需要更换，例如，在这种组装中使用的双面胶可需要被新的双面胶代替)。一般来说，PMD的制造商已经避免采取导致此类PMD被不可逆地组装(至少，在不招致对此类PMD的内部部件的大量损害的情况下不可逆)的产品设计和制造方法。

本发明者已经意识到，可在基本上没有单独生产的主要结构部件(例如，没有中间框架、框架、前盖或后盖中的一个或多个)的情况下，通过将PMD的显示模块的部分以及基本上所有的PMD的内部、功能部件嵌入在随后被固化成固态树脂基质的液态树脂基质中来制造PMD。这可具有将PMD变成在内部具有很少或没有孔隙空间或自由气隙的基本固态组件的效果。功能部件可以跨过功能部件的可与树脂基质接触的部分的分布方式悬浮在树脂基质内并由树脂基质支撑。

除了在结构上支撑功能部件，树脂基质还可用于密封内部功能部件免于暴露于湿气或其他环境污染物(例如，灰尘)。这可使大部分或所有PMD防水，使得其适合用在通常被视为对电子设备不利的环境中，例如，游泳池、恶劣天气、海滩、建筑工地等。因为液态树脂可在功能部件周围流动，并随后固化成固态树脂基质，所以树脂可占据相同的流体流动路径，湿气稍后可试图占据所述相同的流体流动路径，因此防止液体和微粒到达嵌入在基质内的功能部件。

这个技术允许对于PMD中的高耐受结构部件需要的显著较少或甚至消除所述需要。这是因为树脂可在功能部件周围流动，并随后随功能部件固化在适当位置中，因此导致与功能部件接触的树脂基质跨过几乎所有功能部件表面区域，无论功能部件相对于彼此如何精确定位，所述功能部件表面区域通过液体状态的树脂是可湿的。事实上，树脂基质变成基本上整体的结构部件，所述基本上整体的结构部件符合功能部件在倾倒树脂并固化成树脂基质时存在的任何三维布置，从而大大免除对预加工或预成形的结构部件的需要。与短语“结构”部件或“主要结构部件”相反，如上文讨论的，短语“基本上共形的整体结构部件”可用于指在PMD的功能零件周围浇铸的树脂基质。应理解，树脂基质的共形性质可仅仅是基本上共形的，因为可能有树脂基质的一些部分由于气泡或其他偶然的空隙(例如像为了起作用而必须至少一定程度上保持不含树脂的按钮或扬声器的部件)不完全与功能部件接触。此外，应理解，参照主要结构部件或结构部件，在不进一步限定为“基本上共形的整体结构部件”的情况下，指的是传统、单独制造的结构部件，如中间框架、前盖、后盖、外罩等，而不是树脂基质共形零件。

与以单独制造的结构部件为特征的常规PMD相比，树脂封装的PMD不可轻易拆卸而不潜在引起对功能部件的显著损害。例如，固态树脂基质可被加工或压碎远离功能部件，但是这样的程序可造成对嵌入的功能部件的物理损害的高风险。一些固态树脂材料可使用各种化学品而溶解掉，例如，可使用一批甲苯、丙酮、和甲基乙基酮(MEK)溶解环氧树脂，并且可使用一批异丙醇溶解一些聚酯树脂，但是此类溶剂还可溶解非树脂部件或损害功能部件中的电子部件。一般来说，虽然可能从PMD中移除树脂基质，但是这样做的成本将通常超过生产同样类型的新PMD的成本，使这样的拆卸在经济上不可行。

相对于图1中的PMD在下文进一步讨论树脂基质PMD概念。如果将根据本文概括的树脂基质技术而不是使用常规结构部件来组装图1中的PMD，那么可以显著减少需要的部件的数量。例如，可在树脂基质PMD中使用的图1中的部件可以是减少的部件组，所述减少的部件组包括无线模块108、显示模块106、PCB 114和电池116。在图2中示出这些功能部件。

无线模块108可包括与无线通信相关联的一个或多个接收器、发射器、收发器、信号调节器、天线或其他部件。在一些实施方式中，无线模块108可集成到另一个功能部件中，例如，PCB 114中。无线模块可被配置来根据一个或多个无线标准，例如，根据3G、4G、蓝牙、802.11或WiMAX标准，来提供通信能力。

电池116可以是单电池设计或可以是多电池电池组。电池116可充当PMD的电源，尽管可另外地或替代地使用其他电源，例如，超级电容器、光伏电池等。

PCB可包括多个微处理器和通过PCB上或中的导电迹线电气互连的其他电子部件。PCB还可包括到其他功能部件的电气连接，如到电源的电源连接。

相反，图3描绘在树脂基质PMD中可省略的图1中的结构部件，具体地，前盖102、中间框架110、框架112和后盖118。各种螺钉(未示出)也可省略。当然，图2和图3描绘当将现有常规PMD转换成树脂基质PMD时，从这种常规的PMD设计中可包括或省略的部件。如果一个人从刚开始设计PMD成为树脂基质PMD，那么此类部件可显得不同，例如，可省略或重新配置意图将功能部件与结构部件连接的螺钉孔或其他特征件。

图4描绘原型PMD的前部和后部的照片，其中设备的外部形状和内部结构支撑由固化的半透明环氧树脂而不是离散的结构部件提供。在这个实例中，使用的树脂是EP5340环氧树脂，由Eager Polymers提供。EP5340环氧是具有极好的湿润特性的双零件、低粘度、可铸的树脂，使其非常适合封装可具有很厚余隙的PMD功能部件。当固化时，EP5340环氧是半透明的。在图4的PMD 400的前/后视图中可见的是显示模块406、电池416和PCB 414，所有这些被封装在树脂基质420中。在图4中示出的原型中使用的EP5340环氧在固化之前还与红色/橘色染料混合，其引起树脂基质当固化时是半透明的橘色/红色的颜色。

用来提供树脂基质PMD的树脂不限于EP5340环氧-可存在可用来制造树脂基质PMD的许多可能的树脂。例如，可使用如由Epoxies Etc.^TM提供的20-3035低密度环氧灌注混合物的双部件环氧树脂，以及单一部件环氧树脂。一般来说，可基于因素，如粘性和湿润特性(来帮助在PMD功能部件周围及其之间流动)、固化行为(固化的时间和固化温度，其可分别影响制造生产量和功能部件生存性)、强度、密度、气味和其他因素来选择使用的树脂。一些其他潜在适合制造树脂基质的材料可包括聚酯树脂、聚氯酯和具有足够低的固化温度以避免损害PMD的功能部件的其他可流动的、可固化的材料。

一般来说，目前常用的PMD的许多功能零件暴露的最大额定温度在80℃到90℃范围内。选择用于封装此类功能部件的树脂可被选择以便具有在这种部件温度限制之下的最大固化温度。在一些实施方式中，树脂可被选择来具有稍微高于(例如，约高于10％)部件温度限制的固化温度-这种暂时的超温暴露不会不利影响功能部件，并可允许使用具有较短固化时间的树脂，因此增加制造生产量。在一些实施方式中，如果被封装的功能部件额定温度足够高，那么可使用具有显著较高固化温度(例如，170℃)的树脂。然而，此类高温度功能部件在成本上可大大高于低温度部件。

在图4中示出的用来生产树脂基质PMD的技术概括在图5中的实质部分中，其描绘树脂基质PMD制造技术的流程图。

功能部件电气组装到设备组件中，即，通过焊料连接、电缆连接或其他电气连接技术制成电气连接，使得电气组装功能部件形成电气可操作组件。这在图5的框502中表示。在设备组装层级处做出这些连接中的一些，例如，通过电缆或连接器将两个部件连接在一起，然而在制造流中已经较早地做出其他(或甚至由供应商)，例如电气连接到PCB的一个或多个处理器可已经供应有PCB，并可在做出在框502中的设备组件的电气连接时不需要到PCB的单独电气连接。

由于在本实例中树脂基质420的半透明性质，各种内部功能部件是可见的，包括在后视图中是可见的具有附连到其上的一个或多个处理器的电池416和PCB 414，以及在前视图中是可见的显示模块406。然而，应理解，可以设想半透明或透明程度可显著变化的实施方式，包括例如，从基本上透明到基本上不透明的范围的实施方式。

随后将电气组装功能部件放置到模具中，所述模具具有符合便携式电子设备的外部包封的模腔。这由图5的框504表示。模腔可被工程化来具有要求的PMD的无论什么外部形状-它不限于便携式电子设备的形状，但是可对应于各种现有的PMD设计的任何一个或对应于完全新的PMD设计。在这种情况下，模具是浇铸在现有的、完全组装的便携式电子设备周围的乳胶模具，随后在已经设置乳胶模具材料来形成模腔之后来移除所述便携式电子设备。

电气组装功能部件放置在模腔内，而不需要精确放置，尽管一些功能部件相对于模腔更精确定位。例如，尽管大部分功能部件可完全封装在树脂基质内，但是可需要避免在树脂中封装被配置来示出图形内容的显示模块的部分，其在本文被称为“显示部分”，因为树脂可模糊或扭曲由显示模块示出的图形内容。因此，在图4中示出的实例中，显示模块406被定位在与PMD的非树脂基质版本中的显示模块相对于模腔的相同的位置，并且显示模块406的显示部分还从模腔的剩余部分中隔开，以便防止液态树脂在显示部分上流动。同时，坝件通过直接支撑显示模块充当内部功能部件的支撑，所述显示模块反过来直接或间接地支撑各种其他内部功能部件。这反映在图5的框506中。

在一些实施方式中，显示模块(或在树脂基质中仅仅部分封装的其他功能部件)通过抵靠模腔内部表面的部分放置显示部分可从模腔中隔开，所述模腔内部表面的部分覆盖在温和的粘合剂中，因此通过在显示部分与模腔内部表面之间结合的粘合剂，将显示模块附着到模腔内部表面。

在功能部件放置在模腔并隔开显示部分之后，通过一个或多个树脂入口将液态树脂倾倒入模腔中。这反映在图5的框508中。真空源应用到模腔来在固化期间辅助将液态树脂除气并防止树脂基质内的孔隙空间的形成。这反映在图5的框510中。尽管在一些实施方式中可能不需要将真空应用到模腔，但是利用真空可帮助消除或使孔隙空间或不良模具-树脂接触最小化。

在将液态树脂倾倒入模腔之后，允许液态树脂固化成固态树脂基质。取决于选择的树脂，这种固化可以是基于时间的，或可需要另外的环境刺激，例如，暴露到紫外光或暴露到特定温度。固化阶段在图5的框512中表明。

在液态树脂已经固化成树脂基质之后，打开模腔并移除产生的完全功能树脂基质PMD。这在图5的框514中表示。如果需要，那么可执行移除的PMD的另外的加工或净化，如在图5的框516中示出的。

可实践这个技术上的各种变化。例如，在设置树脂基质之后，产生的PMD可经受进一步处理，例如，抛光、蚀刻、纹理化、雕刻、加工等。在一些实施方式中，使用的模具可以是通用或粗糙的模具，并基本上固化后加工，例如，远离基本上所有树脂基质的外部表面加工一些材料，可按顺序在PMD上执行来将粗糙模塑的PMD转变成成品产品。在常规PMD中，组装PMD的加工(除了装饰处理如雕刻之外)不会发生，因为与这种处理相关联的振动和/或热量可由于此类振动运动趋于集中在结构部件的支撑接口处而损害容纳在结构部件内的功能部件。然而，在树脂基质PMD中，任何振动输入基本上均匀地应用在所有功能部件上，因为树脂基质基本上完全与功能部件接触。因此，树脂基质PMD中的功能部件看不出在常规PMD中的功能部件可看出的振动应力集中，允许加工树脂基质PMD，而功能部件内的风险减少。另外，由于树脂基质PMD的基本上防水的性质，在加工过程期间可使用液态冷却剂(如果需要的话)，以便防止对加工中的PMD内的功能部件的热损害。

在一些实施方式中，可使用光学透明或半透明树脂，以便允许在树脂基质内嵌入的功能部件是可见的。这种美学效应可迎合某些市场细分。在其他实施方式中，在固化之后可涂抹树脂基质，或在固化之前树脂基质可与染料或着色的粉末混合，例如，在被引入到模腔之前，使得产生的树脂基质不是半透明或透明的而是着色的。这可允许以多个不同颜色(或甚至由零售客户选择的自定义颜色)供应PMD，并可从视野中模糊内部部件。

在一些实施方式中，添加剂可与液态树脂混合，以便获得各种技术效果。例如，液态树脂可与微珠、微球或其他微粒混合。微珠或其他微粒可以是中空的，并可因此用作减少PMD的整体密度(因为此类微珠是密封的结构，在模塑过程期间将真空应用到液态树脂不会引起微珠内的气体排出)。这种密度减少可用来抵消较重部件(例如，电池和显示模块)的重量，以及归于树脂的重量。在一些实施方式中，整体树脂基质密度可以这种方式调整，使得PMD在水中具有正浮力，如果它落到水池或水的其他主体，那么防止其下沉。

可与液态树脂混合来形成复合基质的其他材料可包括纤维或其他增强材料、热传导或耐热材料，以便加强或减少树脂基质的热传导性(取决于所需要的热传导性)等。例如，可将碳或玻璃纤维引进树脂中，以便生产具有优秀强度和韧性的纤维增强复合基质。

应理解，尽管树脂基质PMD可不需要主要结构部件，但是仍然可使用一些中间结构部件，以便在固化过程期间对功能部件提供一些支撑。此类中间结构部件在没有功能部件在树脂基质中的随后的封装的情况下，不能够在PMD的正常处理期间支撑功能部件而无极大的破坏风险。例如，在一些实施方式中，可需要使用垫片，例如，插入在显示模块与PCB之间的塑料结构，来将显示模块间隔远离PCB-塑料结构可靠在显示模块上并支撑PCB。然而，塑料结构通常将不能够在PMD的正常使用期间提供这种支撑，并仅在模塑过程期间支撑PCB。

一些中间支撑结构可更强和更稳健。例如，上文讨论的塑料结构还可包括到显示模块和到PCB的螺纹连接，以便在插入到模腔中期间提供稳定性。此外，尽管此类连接在组装过程期间可足够提供功能部件的结构支撑，但是它们不被设计或意图来在被客户正常处理期间提供有意义的功能部件支撑-这种支撑反而基本上由树脂基质提供。

图6A到图6L”’描绘在树脂基质PMD生产中的各种阶段的简化横截面图，并绘画般地描绘图5中的一些时期。

在图6A中，可通过在PMD的各种功能部件之间建立电气连接来产生设备组件634(参见图6D的组装设备组件和参考数字指示)。例如，无线模块608、两个PCB 614、电池616和显示模块606中的一个或多个可通过电缆或电线626彼此电气连接。在这个实例中，一个PCB614可具有在组装到设备组件中之前焊接至它的一个或多个处理器。另外，间隔物624，即，中间结构部件，可用来相对于显示模块606将一个PCB 614固定在空间中-间隔物624可以是足够牢固来相对于显示模块606将PCB 614保持在相对固定的位置，但是在PMD的正常使用(不存在树脂基质)期间可不足够牢固来这样做。

在图6B中，制备底部模具630来接收设备组件。这种制备可涉及用脱模剂涂布模具，以便帮助稍后移除PMD。这种制备的另一个方面可以是将温和的粘合剂或其他材料应用到底部模具630的显示模块支撑表面632，这在图6C中示出。温和的粘合剂或其他材料可帮助将设备组件保持在适当位置，并密闭模腔中的显示模块的显示部分(参见图6L的用于描绘在这个实例中显示模块的显示部分)。

在图6D中，设备组件634可放入底部模具630中并定位，使得显示模块606的显示部分相对于由底部模块630的模腔限定的整体PMD外部包封放在所需位置中。

在图6E中，顶部模具628可放在底部模具630的顶部，因此将设备组件634困在内部，如在图6F中参见的。如果需要，也可用脱模剂处理顶部模具。顶部模具628可包括一个或多个树脂入口636，以及一个或多个真空端口638。此类树脂入口和真空端口可另外或替代地定位在底部模具630中。树脂入口636和真空端口638可与形成在顶部模具628与底部模具630之间的模腔640流体连通。模腔640可包含设备组件634。在一些实施方式中，设备组件634可在模腔640内一定程度上宽松地组装，但是在设备组件634内的功能部件可不接触模腔640的壁，除了，例如，显示模块支撑表面632或其他、类似的支撑表面(例如，尽管未示出，但是可使用类似的支撑表面或特征件来定位外部插头或连接器，所述外部插头或连接器可需要相对于PMD的外部定位在特定的位置中)。

在图6G中，液态树脂642通过树脂入口636流动到模腔640中。液态树脂642到树脂入口636的供应可以是重力进给供应或可以是加压供应，这取决于树脂的粘性、树脂入口636的尺寸和长度和其他因素。如果将真空应用到真空端口638，那么这可帮助将液态树脂642汲取到模腔640中。如在图6H和图6I中示出的，液态树脂的流动可继续，直到模腔640基本上完全充满液态树脂642。如可以参见的，液态树脂642可在显示部分的周长周围在显示模块606前面上流动(由于在这个视野显示模块606的显示部分朝向下，在图中定位在显示模块606的下侧上)，因此在显示部分周围形成边框。

在这点上，可允许液态树脂642硬化或固化(这可需要将液态树脂暴露到足够开始固化的适当环境刺激)成树脂基质642’。

在图6J中，从模具组件中可移除顶部模具，并且在图6K中，从底部模具中可移除产生的树脂基质PMD 600。在一些实施方式中，顶部和/或底部模具可包括协助PMD 600移除的特征件，例如，起模针或帮助脱模操作的其他特征件(未示出)。当PMD 600从模具中脱模时，一些额外的固态树脂材料可保留在从PMD 600中突出的浇口(树脂入口在模具中可采取“浇口”的形式)或浇口残痕(浇口涉及在树脂可从浇口或树脂入口进入模腔所在的位置)644的形式中。

图6L描绘具有朝向上的显示模块606的显示部分646的PMD600，即，在较早的图6中的显示模块606的取向中翻转。如可以参见的，所有图6A中的功能部件已经完全封装在树脂基质642’内，除了显示模块606。显示模块606仅仅部分封装在树脂基质642’内。显示部分646可免于树脂基质642’，允许在显示部分646中显示的图形内容的清晰观看(并允许与定位在显示部分内的触屏控制的不受禁止的相互作用)。然而，显示模块606的剩余部分648可嵌入在树脂基质642’内，所述剩余部分648可包括环绕显示部分646的边缘、显示模块606的侧面、显示模块606的后表面和显示模块606的被配置来接收电源和数据的电气接口。

图6L’到图6L”’描绘可使用图6A到图6K的模具和技术制造的PMD 600的其他实例。如可以参见的，从单元到单元的PMD内的许多功能部件的准确位置可有多种变化。通过树脂基质的共形性质容易适应这种变化。

应理解，尽管本文讨论的实例已经利用PCB来提供电路和处理器安装位置，但是如本文讨论的PMD可利用其他结构来提供类似的功能性。例如，使用柔性衬底(例如柔性电路)可提供具有远大于传统电路板的柔性的印刷电路衬底(PCS)。

在一些实施方式中，尽管基本上树脂基质PMD内的所有自由空间可被树脂基质占据，但是可设计PMD的一些区域来保持不含树脂基质。例如，尽管PMD内的许多功能部件是不具有移动零件的固态设备，但是PMD的一些功能性可需要包含此类移动零件的PMD的移动零件和区域，其可需要不含树脂基质，以便确保此类零件的适当操作。

例如，许多扬声器和麦克风，它们可包括在PMD(尤其是在如智能手机的PMD中)中，利用平衡隔膜位置与电信号之间关系的振动膜片。如果膜片封装在树脂基质中，那么它们不能够自由地振动，并且利用这种隔膜的扬声器或麦克风将会无用。因此，在树脂基质内的密封的外壳中可提供此类功能部件。如果此类功能部件需要对PMD的外部(例如，扬声器托架或麦克风端口)接入，那么可有必要密封外部接入端口，防止液态树脂潜在泄漏进入到外部接入端口中，类似于显示模块的显示部分如何可不含液态树脂。例如，此类技术可用来允许插头、插孔或其他连接器插座或端口放在PMD的外部周长上，而不使得它们由于插座充满树脂基质而不起作用。

对于不完全包裹在树脂基质中的功能部件，可能有必要提供保护此类功能部件不受由于液体暴露的损害的另外的特征件，如果需要这样的保护的话。例如，在显示模块不完全封装在树脂基质中的情况下，例如显示部分的暴露的部分可被密封易受湿气伤害的部件(如显示模块的电气部件)免于暴露到湿气的保护的盖玻璃覆盖。

在沿PMD的外围定位的外部可接近的插孔、插头、或连接器的情况下，可采取各种方法。例如，一种方法是将此类特征件一定程度上凹到树脂基质中，并在此类特征件不在使用中时提供密封凹口的可移除兼容插头。当然，在此类特征件在使用中时这种方案可不保护这些特征受湿气暴露。

替代的方案是使用防短路电路来防止暴露到湿气以引起短路。如果使用这样的电路，那么这可防止损害无论特征件是否在使用中，即，连接到外部电缆。

无论用来保护此类电气连接器端口的方案如何，电气连接器端口可，在必须保持不含树脂基质的部分外部以便帮助外部电缆/插头连接，否则封装在树脂基质中，以便防止电气连接器端口中的湿气到达树脂基质内的其他功能部件。

在一些实施方式中，PMD的设计可根本不包括任何外部可接近的电气连接器端口。例如，通常因为两个原因需要这样的端口：数据传输和电源供应。在许多PMD中，使用无线技术可提供数据传输，使得这样的端口不再必要严格。使用无线技术也可提供电源传输，例如，以与内部可再充电电池耦合的感应充电环路为特征的感应充电系统。因此，一些PMD可不以到可以到达电源、无线接口、一个或多个处理器或印刷电路板或衬底的树脂基质(在一些实例中，除了显示模块的显示部分前面的树脂基质的可能的缺乏之外)中的任何穿透结构件为特征。

其他功能部件可通过液态树脂密封或部分密封来防止侵入。例如，经常制造显示模块使得少量气隙或膨胀间隙存在在保护显示元件的盖玻璃与支撑显示元件的衬底之间；通过垫圈、密封剂、或粘合剂绕显示部分的周长周围可密封此气隙，以便防止灰尘或其他污染物(包括如液态树脂的液体)进入盖玻璃与衬底之间的气室。

在一些情况下，功能部件可提供在允许功能部件改变尺寸和/或形状的外壳中。例如，在树脂基质PMD中，电池可提供在提供电池肿胀或膨胀空间的外壳或其他结构中。当充电时，许多可再充电的电池与它们的未充电状态相比可膨胀或肿胀。为了防止树脂基质中的应力断裂受到这种膨胀，通过将此类功能部件包裹在防止液态基质充满气隙的外壳中，小的气隙可维持在此类功能部件与树脂基质之间。在一些实施方式中，气隙可充满一些其他的可压缩物质，例如，多孔硅橡胶。

除上文相对于图4讨论的乳胶模具之外，也可使用其他模塑技术。例如，用刚性材料可加工模具，类似于传统注射模塑模具可如何生产，而不是浇铸在预先存在的零件周围。对于刚性模具，可需要提供兼容的插入件来针对保持不含树脂的功能部件的部分密封。

图7A和图7B描绘类似于在图6B到图6K中示出的模具的横截面图，但是具有通过由兼容材料制成的真空夹盘750提供的显示部分支撑表面。真空夹盘750可具有密封表面或接口，所述密封表面或接口被配置来充当防止通过液态树脂液体侵入进入到自由体积中的坝件或屏障，在这个情况下，所述自由体积困在显示模块706与真空夹盘750之间。可提供真空夹盘端口752来允许在自由体积上抽真空；真空可引起显示模块压到密封表面，以便形成不透液体密封。如果还将真空应用到真空端口738来使模腔脱气，那么可需要调节在真空夹盘端口752上抽的真空，使得其在低于由真空端口738提供的压力下。

在上文讨论的制造技术上的另一个变化可涉及暂时将设备组件的显示模块粘合到支撑结构，并随后将设备组件下降到腔体中，所述腔体是预充满的，或在下降设备组件之后利用树脂充满。在一些实施方式中，例如，支撑结构可以是模具的上半部的零件。在其他实施方式中，模具可以是打开的模具没有上半部，并且支撑结构可通过模具的打开部分仅突出至模具。在固化完成之后，显示模块可从支撑结构脱粘合以便释放PMD。

在一些实施方式中，如显示模块的功能部件可通过例如锥形销的结构或多个结构在模具上压到密封表面或支撑表面，所述锥形销从模具的相对表面外突出进入到将充满液态树脂的体积中并与功能部件接触。在此类实施方式中，可稍后通过用树脂的单独应用填充它们或通过将预成形的插入件胶合到穿透结构件中来消除这种进入到树脂基质中的穿透结构件。

如先前讨论的，PMD的显示模块的显示部分可不含树脂基质，以便允许没有障碍的观看。许多PMD还包括覆盖显示部分的大部分(如果不是所有的话)的触敏部分。保持显示模块的显示部分不含树脂基质还可帮助触摸输入技术的可靠操作。例如，尽管在一些实施方式中有可能利用光学透明的环氧树脂的薄层来形成一些PMD的显示部分中的树脂基质而不牺牲明显的画面质量，但是这种薄层可干扰一些触敏技术，例如，表面电容，由于此类材料经常是电绝缘的事实。在其他实施方式中，使用的触敏技术可能够提供触摸输入，尽管存在树脂基质的薄层(例如投射式电容)，并且PMD可因此在显示部分上具备树脂基质的薄层。在一些实施方式中，PMD的触敏部分可延伸超过显示部分的限制，例如，来提供触控板或与显示部分分开的其他输入区域。在这种实施方式中，取决于使用的触敏技术的性质，如果这种材料的存在将干扰使用的触敏技术，那么也可保持触敏部分不含树脂基质。如本文讨论的显示模块可包括显示单元，例如，液晶显示器或电子墨水显示器以及触敏技术。在一些情况下，显示模块可由两个离散系统组成，例如覆盖在显示单元(它们可甚至保持分开直到在设备组件被组装处的点)上的触敏层，然而在其他实例中，触敏技术可以是显示模块的整体部分，例如，从为单一、集成单元的显示供应商接收。

各种实施方式的实例已经在附图中示出，并在上文中进一步描述。应理解，本文的讨论不意图将权利要求书限制到描述的具体实施方式。相反，意在覆盖可以包括在由所附权利要求书定义的本发明的精神和范畴之内的替代方案、改进、和等价形式。在之前描述中，已经提出了许多具体实施方式细节，以便提供对本发明的透彻的了解。可在没有这些具体的实施方式细节中的一些或全部的情况下实践本发明。在其他情况下，众所周知的过程操作尚未进行详细描述，以免不必要地混淆本发明。

任何上文的实施方式可单独或以任何组合与彼此一起使用。尽管各种实施方式的动机可是现有技术的各种缺陷，所述现有技术的各种缺陷在说明书中的一个或多个位置中讨论或暗指，但是实施方式不必要解决任何这些缺陷。换句话说，不同实施方式可解决可在说明书中讨论的不同缺陷。一些实施方式可仅仅部分解决可在说明书中讨论的一些缺陷或只有一个缺陷，而一些实施方式可不解决任何这些缺陷。

尽管本文已描述了各种实施方式，但应了解所述实施方案仅是以举例的方式呈现而不具限制性。因此，本公开的宽度和范围不应被任何本文描述的实施方式所限制，而是应该仅根据所附权利要求及其等效物来限定。

应理解，除非在任何上文描述的实施方式中的特征被清楚地标示为与彼此不相容，或周围环境暗示它们是互相排斥的并不轻易在互补和/或支持的感觉中组合，本公开的全体考虑并预想这些实施方式的特定特征可以是选择性组合的，以便提供一个或多个综合的但是略有不同的技术方案。因此，应进一步了解，已经仅仅作为实例的方式给出上文的描述，并且在本公开的范围内可做出具体修改。

条款：

1.一种便携式多媒体触屏平板电脑，所述平板电脑包括：

触屏显示模块，所述触屏显示模块具有：

显示部分，其基本对应于所述触屏显示模块的被配置来显示图形内容的区域；

触敏部分，其至少部分地与所述显示部分重叠；以及

剩余部分，其包括所述触屏显示模块的边缘、用于接收电源和显示数据的电气接口以及所述触屏显示模块的后表面；

电池；

至少一个发射器、接收器、天线或收发器，其被配置来通过选自由3G、4G、蓝牙、802.11和WiMAX组成的组中的至少一个通信标准来发射和接收数据；

感应充电系统，其与所述电池电气耦合；

一个或多个处理器，其被配置来与所述触屏显示模块、所述电池和所述无线接口通信；

印刷电路衬底(PCS)，所述PCS具有导电迹线，所述导电迹线被配置来在所述触屏显示模块、所述电池、所述无线接口以及所述一个或多个处理器之间传达电信号；以及

树脂基质，其中所述电池、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示模块的剩余部分完全嵌入到所述树脂基质内，并且其中所述树脂基质充当所述平板电脑的基本共形的整体结构部件，所述基本共形的整体结构部件将所述触屏显示模块、所述电池、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此固定在空间中。

2.根据条款4所述的便携式多媒体触屏平板电脑，其中所述树脂基质在所述显示部分的外围周围延伸，并且所述显示部分基本上不含所述树脂基质。

3.根据条款4所述的便携式多媒体触屏平板电脑，其中所述PCS选自由印刷电路板和印刷柔性电路组成的组。

4.一种便携式多媒体触屏电子设备，所述设备包括：

触屏显示模块，所述触屏显示模块具有：

显示部分，其基本对应于所述触屏显示模块的被配置来显示图形内容的区域；

触敏部分，其至少部分地与所述显示部分重叠；以及

剩余部分，其包括所述触屏显示模块的边缘、用于接收电源和显示数据的电气接口以及所述触屏显示模块的后表面；

电源；

无线接口；

一个或多个处理器，其被配置来与所述触屏显示模块、所述电源以及所述无线接口通信；

印刷电路衬底(PCS)，所述PCS具有导电迹线，所述导电迹线被配置来在所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口以及所述一个或多个处理器之间传达电信号；以及

树脂基质，其中所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示模块的所述剩余部分基本嵌入到所述树脂基质内，并且其中所述树脂基质充当所述设备的基本共形的整体结构部件，所述基本共形的整体结构部件将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此固定在空间中。

5.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在所述显示部分的外围周围延伸，并且所述显示部分基本上不含所述树脂基质。

6.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述PCS选自由印刷电路板和印刷柔性电路组成的组。

7.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在不需要单独制造的离散结构框架的情况下充当所述设备的主要整体结构框架，以便将所述触屏显示器、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此而固定。

8.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在不需要单独制造的离散结构框架的情况下充当所述设备的主要整体结构框架，所述设备的主要整体结构框架具有基本上与所述设备相同的整体覆盖面积，并包括选自由螺纹孔、通孔、凹口、切口、加强肋及其组合组成的组的一个或多个特征件。

9.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述便携式多媒体触屏电子设备不包括中间框架。

10.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述便携式多媒体触屏电子设备不包括与所述树脂基质分开的外罩。

11.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，所述电源具有定位在密封外壳内的一个或多个电池单元，其中膨胀间隙存在在所述一个或多个单元与所述密封外壳之间，所述膨胀间隙不含树脂基质。

12.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

一个或多个电气连接器端口，其沿所述树脂基质的外围定位，并与所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示器的所述剩余部分中的一个或多个电气连接，所述一个或多个电气连接器端口被配置来抵抗湿气进入到所述便携式多媒体触屏电子设备的内部。

13.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

一个或多个电气连接器端口，其沿所述树脂基质的外围定位，并与所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示器的所述剩余部分中的一个或多个电气连接，所述一个或多个电气连接器端口通过使用防短路电路保护免受来自湿气暴露的电子干扰。

14.根据条款4所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

感应充电系统，其被电气配置来对所述电源充电，所述感应充电系统也完全嵌入在所述树脂基质内，其中所述树脂基质不具有进入到所述树脂基质到达所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器、所述PCS以及所述剩余部分的任何穿透结构件。

15.一种制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法包括：

通过利用印刷电路衬底(PCS)在触屏显示模块、电源、无线接口以及一个或多个处理器中的至少一些之间进行电气连接，来将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS组装到设备组件中，其中：

所述触屏显示模块具有显示区域，所述显示区域基本对应于所述触屏显示模块的用来显示图形内容的区域；以及剩余区域，所述剩余区域包括所述触屏显示模块的边缘、用于接收电源和显示模块数据的电气接口以及所述触屏显示模块的后表面，并且

所述印刷电路衬底(PCS)具有导电迹线，所述导电迹线被配置来在所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口以及所述一个或多个处理器之间传达电信号；

使可固化的树脂流动到所述设备组件中；以及

将所述树脂固化成树脂基质，从而形成所述设备的基本共形的整体结构部件，所述基本共形的整体结构部件将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此固定在空间中。

16.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，其中所述触屏显示模块的所述剩余部分、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS之间的基本所有自由空间充满所述可固化的树脂，并且所述触屏显示模块设备的所述显示部分保持基本不含所述可固化的树脂。

17.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，其中：

固化所述可固化树脂将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此固定在空间中，而不需要中间框架或其他单独制造的整体结构框架。

18.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法还包括：

在使所述可固化的树脂流动到所述设备组件中之前，将所述设备组件放到模腔中；

使所述可固化的树脂流动到所述模腔中，其中当所述可固化的树脂流动到所述模腔中时，所述可固化的树脂流动到所述设备组件中；以及

在所述模腔上抽真空，以便在固化之前使所述可固化的树脂脱气。

19.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法还包括：

在所述固化之后，将所述一个或多个特征件加工到所述树脂基质中，其中所述一个或多个特征件不只包括雕刻。

20.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法还包括：

在所述固化之后，抛光所述树脂基质。

21.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法还包括：

在所述可固化的树脂流动到所述设备中的期间，通过所述显示部分支撑基本所有所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS。

22.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，所述方法还包括：

使所述可固化的树脂流动到在所述显示部分周围的所述触屏显示模块的边框区域。

23.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，其中将中空的微珠分布在所述可固化的树脂内。

24.根据条款15所述的制造便携式多媒体触屏电子设备的方法，其中将增强纤维分布在所述可固化的树脂内，并且所述树脂基质是复合基质。

Claims (11)

1.一种便携式多媒体触屏电子设备，所述设备包括：

触屏显示模块，所述触屏显示模块具有：

显示部分，其基本对应于所述触屏显示模块的被配置来显示图形内容的区域；

触敏部分，其至少部分地与所述显示部分重叠；以及

剩余部分，其包括所述触屏显示模块的边缘、用于接收电源和显示数据的电气接口以及所述触屏显示模块的后表面；

电源；

无线接口；

一个或多个处理器，其被配置来与所述触屏显示模块、所述电源以及所述无线接口通信；

印刷电路衬底PCS，所述PCS具有导电迹线，所述导电迹线被配置来在所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口以及所述一个或多个处理器之间传达电信号；以及

树脂基质，其中所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示模块的所述剩余部分基本嵌入到所述树脂基质内，并且其中所述树脂基质充当所述设备的基本共形的整体结构部件，所述基本共形的整体结构部件将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此固定在空间中。

2.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在所述显示部分的外围周围延伸，并且所述显示部分基本上不含所述树脂基质。

3.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述PCS选自由印刷电路板和印刷柔性电路组成的组。

4.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在不需要单独制造的离散结构框架的情况下充当所述设备的主要整体结构框架，以便将所述触屏显示模块、所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述PCS相对于彼此而固定。

5.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述树脂基质在不需要单独制造的离散结构框架的情况下充当所述设备的主要整体结构框架，所述设备的主要整体结构框架具有与所述设备基本相同的整体覆盖面积，并包括选自由螺纹孔、通孔、凹口、切口、加强肋及其组合组成的组的一个或多个特征件。

6.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述便携式多媒体触屏电子设备不包括中间框架。

7.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其中所述便携式多媒体触屏电子设备不包括与所述树脂基质分开的外罩。

8.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，所述电源具有定位在密封的外壳内的一个或多个电池单元，其中膨胀间隙存在在所述一个或多个单元与所述密封的外壳之间，所述膨胀间隙不含树脂基质。

9.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

一个或多个电气连接器端口，其沿所述树脂基质的外围定位，并与所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示模块的所述剩余部分中的一个或多个电气连接，所述一个或多个电气连接器端口被配置来抵抗湿气进入到所述便携式多媒体触屏电子设备的内部。

10.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

一个或多个电气连接器端口，其沿所述树脂基质的外围定位，并与所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器以及所述触屏显示器的所述剩余部分中的一个或多个电气连接，所述一个或多个电气连接器端口通过使用防短路电路保护免受来自湿气暴露的电子干扰。

11.根据权利要求1所述的便携式多媒体触屏电子设备，其还包括：

感应充电系统，其被电气配置来对所述电源充电，所述感应充电系统也完全嵌入在所述树脂基质内，其中所述树脂基质不具有进入到所述树脂基质到达所述电源、所述无线接口、所述一个或多个处理器、所述PCS以及所述剩余部分的任何穿透结构件。