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QUERVERWEIS
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Diese Anmeldung beansprucht gemäß 35 U.S.C. § 119 (e) die Priorität des Anmeldedatums der vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/382,884, eingereicht am 2. September 2016, deren Offenbarung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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HINTERGRUND
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Die heutigen mobilen Geräte, Smartphones, elektronischen Bücher, Tablet-Computer und Laptop-Computer (die hier allgemein als „Host-Geräte” bezeichnet werden) beinhalten typischerweise eine Host-Geräte-Platte, die einen großen Glasbereich umfasst (d. h. eine Glasplatte, von der mindestens ein Teil als Anzeige- und/oder Eingabevorrichtung fungieren kann), die eine Oberfläche der Vorrichtung bildet. Die Host-Geräte-Platte kann eine Anzeigevorrichtung und/oder eine Eingabevorrichtung (z. B. einen Touchscreen) umfassen. Viele Hersteller solcher Geräte sind daran interessiert, Fingerabdrucksensoren in diese Geräte zu integrieren, um die Benutzerauthentifizierung und den Zugriff auf das Gerät zu erleichtern. Kapazitive Fingerabdrucksensoren bieten eine kostengünstige Lösung. Thermische, Ultraschall- oder optische Fingerabdrucksensoren sind alternative Lösungen.
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Fingerabdrucksensoren können nicht gut funktionieren, wenn sie unter Glasplatten des Typs angeordnet sind, der typischerweise in Host-Geräten verwendet wird. Glas, das die notwendige mechanische Strapazierfähigkeit für ein tragbares, praktisches Verbrauchergerät bietet, kann zu dick sein und/oder elektrische Eigenschaften aufweisen, die nicht unbedingt optimal für den Fingerabdrucksensor sind, um bestimmte Akzeptanz-/Ablehnungsraten zu erfüllen.
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Einige Hersteller haben ein spezielles Abdeckelement verwendet, das nur den Fingerabdrucksensor abdeckt, wie beispielsweise ein Saphirfenster. Die Host-Geräte-Platte des Host-Geräts passt um das dedizierte Saphir-Fenster. Saphir ist jedoch sehr teuer und erhöht daher die Materialkosten des Host-Geräts erheblich.
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Eine andere Lösung in der Entwicklung von mehreren Herstellern besteht darin, eine Glas-Host-Geräte-Platte zu nehmen und dann einen Bereich zu entfernen oder abzuätzen, der den Fingerabdrucksensor abdeckt, um die Dicke dieses Teils der Platte lokal zu reduzieren (d. h. zu „verdünnen”). Dies beeinträchtigt jedoch die Festigkeit der Glasplatte in dem verdünnten Bereich nachteilig und kann eine beträchtliche Spannungskonzentration am Übergangsbereich zwischen der Glasscheibe mit voller Dicke und dem verdünnten Bereich erzeugen. Der Verdünnungsprozess ist auch kostspielig und schwer zu kontrollieren. Es ist auch schwierig, diesen verdünnten Glasbereich dünn genug zu erhalten, um eine übermäßige Verschlechterung des Fingerabdruckbildes sowohl hinsichtlich des Signal-Rausch-Verhältnisses (”SNR”) als auch der Unschärfe zu verhindern und jegliche Defekte im Übergangsbereich von dünnem zu dickem Glas, die bei der Verdünnung erzeugt werden, können die Wahrscheinlichkeit des Versagens in diesem Bereich drastisch erhöhen und dadurch die Strapazierfähigkeit der Glasplatte gefährden.
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Der vorliegende Anmelder hat einen kapazitiven Fingerabdrucksensor entwickelt, der effektiv arbeitet, auch in Bezug auf SNR und Unschärfe, hinter einem Abdeckelement aus Glas, wie gehärtetem Boraluminiumsilikat-Glas und nicht aus Saphir, und darüber hinaus in der Lage ist, Anforderungen an die mechanische Strapazierfähigkeit wie Fallversuche, Schock- und Vibrationstests, Kugelfallversuche, Trommeltests etc. zu genügen.
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Diese Offenbarung beschreibt praktische Herstellungsverfahren zur Herstellung des Abdeckelements.
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Die vorläufigen US-Patentanmeldungen Nr. 62/258,284; 62/349,256; und 62/374,339, „Elektronischer Sensor, geträgert auf einem starren Substrat”, und die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852, die die Priorität hiervon beansprucht, wobei die jeweiligen Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben „umhüllte Sensor”-Designs, die mit einem Glasabdeckelement abgedeckt sind. Solche umhüllten Sensordesigns umfassen ein starres Substrat, das in eine flexible Schaltungsbaugruppe eingehüllt ist, umfassend leitfähige Spurensensorelemente, ein Schaltungselement wie eine integrierte Schaltung oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung „ASIC”), und leitende Verbindungen, die die Sensorelemente mit dem Schaltungselement verbinden, alle auf einem flexiblen Substratmaterial angeordnet.
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Die vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 62/354,210, „Verstärkungsplatte für eine Fingerabdrucksensorabdeckung” und die US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003, die die Priorität hiervon beansprucht, wobei die jeweiligen Offenbarungen hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind, beschreiben „umhüllte Sensor”-Designs, abgedeckt mit einem Glasabdeckelement, das zur Unterstützung der Strapazierfähigkeit mit einer keramischen Schicht verstärkt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Im Folgenden wird eine vereinfachte Zusammenfassung dargestellt, um ein grundlegendes Verständnis einiger hierin beschriebener Aspekte zu schaffen. Diese Zusammenfassung ist kein ausführlicher Überblick über den beanspruchten Gegenstand. Es sollen weder Schlüssel- oder kritische Elemente des beanspruchten Gegenstandes identifiziert werden, noch dessen Umfang beschränkt werden. Ihr einziger Zweck ist es, einige Konzepte in einer vereinfachten Form als Vorbereitung auf die detailliertere Beschreibung vorzustellen, die später dargestellt wird.
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Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 beschreibt einen umhüllten flexiblen Sensor, der von einem Abdeckelement mit optionaler Verstärkungsschicht bedeckt und dann in eine mobile Vorrichtung integriert werden kann. Die Glasplatte auf dem mobilen Gerät hat einen Ausschnitt, sodass sie um das Abdeckelement auf dem Sensor passt.
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Dies ist in 1 dargestellt, wobei 80 die Host-Geräte-Platte (z. B. ein Glas-Display/Interface-Bildschirm oder eine Platte eines Mobilgeräts) ist, 10 ist die Fingerabdrucksensoranordnung, die in dem in der Host-Geräte-Platte ausgebildeten Ausschnitt (einer Öffnung oder Vertiefung) angeordnet ist, 88 ist ein optionaler Abstandsrahmen um die Fingerabdruck-Sensor-Anordnung in der Aussparung in der Host-Geräte-Platte und 92 ist ein Abdeckelement. (Eine Verstärkungsschicht ist in 1 nicht gezeigt, könnte aber zwischen dem Abdeckelement 92 und dem Sensor 10 angeordnet sein.)
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Beispielhafte Anordnungen, die eine Verstärkungsschicht aufweisen, sind in der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003 beschrieben, von denen eine Ausführungsform in 2 gezeigt ist. Die Anordnung 40 umfasst ein Deckglas 12 eines Benutzerschnittstellenbildschirms eines Smartphones oder eines ähnlichen Geräts mit einer darin ausgebildeten Öffnung 14 zum Aufnehmen eines Fingerabdrucksensors oder einer Sensor-Baugruppe 16. In einer Ausführungsform kann der Fingerabdrucksensor 16 eine Anordnung umfassen, die ein starres Substrat, wie ein Glas- oder Keramiksubstrat, enthält, um das ein flexibles Dielektrikum gewickelt ist, auf dem leitende Bahnen informiert sind, die, wenn sie über das starre Substrat gefaltet sind, zusammenwirken, um eine Sensormatrix zu bilden. Ein Schaltkreiselement 18, wie beispielsweise ein ASIC, kann an dem flexiblen Substrat angebracht und mit dem leitfähigen Element verbunden sein. Beispielhafte Ausführungsformen von Fingerabdrucksensoren dieses Typs sind in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Die Öffnung 14 kann vollständig durch das Deckglas 12 gebildet sein oder ein Sackloch bilden, das sich nicht vollständig durch das Deckglas erstreckt und in dem der Fingerabdrucksensor 16 angeordnet ist. Der Fingerabdrucksensor 16 kann in der Öffnung 14 in einem Abstandshalter 20 angebracht sein, der den Fingerabdrucksensor 16 teilweise oder vollständig umgibt, und der Abstandshalter und der Sensor können innerhalb der Öffnung 14 mit einem geeigneten Klebstoff befestigt werden, wie in der US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2017/0147852 und der US-Patentanmeldung Nr. 15/628,003 beschrieben.
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Die Anordnung 40 kann so konfiguriert sein, dass die Glasabdeckung 22 mit der Oberseite des Deckglases 12 bündig ist, gegenüber dieser zurückversetzt ist oder darüber hinausragt. Eine Verstärkungsplatte 24 mit hoher Festigkeit und hoher Dielektrizitätskonstante (Dk) ist zwischen dem Fingerabdrucksensor 16 und der Glasabdeckung 22 angeordnet und durch eine Klebeschicht 26 eng mit der Glasabdeckung 22 verbunden. Zusätzlich kann die Verstärkungsplatte 24 an dem Fingerabdrucksensor 16 durch eine Klebeschicht 28 befestigt sein. In verschiedenen Ausführungsformen ist die Verstärkungsplatte mindestens gleich groß wie die Glasabdeckung, so dass die Glasabdeckung vollständig von der Platte abgestützt wird – d. h. kein nicht gestützter Glasüberhang gegenüber der Verstärkungsplatte. Bei Ausrichtungstoleranzen kann dies bei einigen Ausführungsformen bedeuten, dass die Verstärkungsplatte etwas größer als die Glasabdeckung sein müsste. In anderen Ausführungsformen würden Verstärkungsmaterial und Glas zuerst miteinander verbunden und dann die Form der Abdeckung aus den gebundenen Materialien, z. B. durch Laser, herausgeschnitten, so dass die Ausrichtungstoleranz zwischen Glasabdeckung und Platte im Wesentlichen Null ist (d. h. keine Fehlausrichtung).
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Ein Ziel dieser Offenbarung ist es, eine Struktur, einen Werkstoffsatz und ein Verfahren zur Herstellung des Glasabdeckelements (22, 92), einer optionalen Verstärkungsschicht (24) und eines Abstandsrahmens (24, 88) in großen Mengen bereitzustellen, zur Montage über einen Fingerabdrucksensor (16, 10).
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Das beschriebene Verfahren ist kostengünstig, da es leicht verfügbare Fertigungseinrichtungen verwendet. Die resultierenden Artikel, die durch die hier beschriebenen Techniken hergestellt werden, erfüllen die erforderlichen Toleranzen für Größe, Dicke und Ebenheit, die für die Anwendung des Fingerabdrucksensors erforderlich sind, wodurch Montageprobleme minimiert werden, wenn sie mit einem Fingerabdrucksensor in einem mobilen Gerät integriert sind. Auch die Verwendung eines dünnen Glasabdeckelements wird erleichtert, um jegliche negativen Auswirkungen dieses Elements auf die Fingerabdrucksensorfunktion, wie beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), zu minimieren.
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Die von der Anmelderin durchgeführten Tests haben gezeigt, dass es Vorteile bei der Verstärkung des Abdeckelements mit einer hochdielektrischen Keramikschicht gibt. Diese zusätzliche Schicht verbessert die mechanische Strapazierfähigkeit, Funktion und Zuverlässigkeit des Sensors bei gleichzeitiger Minimierung der Verschlechterung der Sensorleistung. Die keramische Schicht ist typischerweise ein monolithischer keramischer Einsatz (d. h. ein einstückiges, homogenes keramisches Material anstelle eines geschichteten Materials oder eines Verbundmaterials (wie ein Polymer mit einem hohen Dk-Keramik-Füllstoff)), hoch Dk-keramikhaltige Verbundeinsätze, oder hoch Dk keramikhaltige Füllmaterialien. Diese Erfindung beschreibt praktische Verfahren zur Herstellung dieser Schicht und deren Aufnahme mit dem Abdeckelement in einem kostengünstigen und wiederholbaren Verfahren.
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Weiterhin haben die Versuche der Anmelderin gezeigt, dass das Abdeckelement geeigneter in die Host-Geräte-Platte eingepasst werden kann, wenn es von einem Abstandsrahmen umgeben ist. Der Abstandsrahmen kann starr oder biegsam sein. Mögliche Materialien für den Abstandsrahmen sind ein oder mehrere Materialien, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem bearbeitbaren oder formbaren Kunststoff, Epoxiden, modifizierten Acrylen, Flüssigkristallpolymeren, Polybutylenterephthalat (PBT), leitfähigen Polymeren, Polymeren mit Kohlenstoff- oder Graphit-Füllstoff, Silikon basierten Materialien, Polymerschäumen, Silikonschäumen, leitfähigen thermoplastischen oder duroplastischen Formmassen, leitfähigen Schäumen und leitfähigen Silikonen. Diese Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Bereitstellen des Abstandsrahmens um den Rand des Abdeckelements.
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Weitere Merkmale und Charakteristika des Gegenstandes dieser Offenbarung sowie Arbeitsweisen, Funktionen verwandter Strukturelemente und Kombinationen von Teilen und Herstellungseinsparungen werden deutlicher bei der Betrachtung der folgenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Beschreibung bilden, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind und einen Teil der Beschreibung bilden, veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen des Gegenstandes dieser Offenbarung.
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1 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Host-Geräte-Platte mit einem Abstandsrahmen, der innerhalb eines Ausschnitts angeordnet ist, und einer Sensoranordnung, die innerhalb des Abstandsrahmens angeordnet ist, und eines Abdeckelements, das oberhalb des Abstandsrahmens und der Sensoranordnung angeordnet ist.
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2 ist ein Querschnitt einer Fingerabdrucksensor-Installation, die eine Abdeckung und eine Verstärkungs- oder Stützplatte verwendet, wie hierin offenbart.
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3 zeigt eine Glasscheibe, die in getrennte, diskrete Abdeckelemente vereinzelt ist.
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4 zeigt eine Glasscheibe, die in getrennte, diskrete Abdeckelemente vereinzelt ist, die auf einem lösbaren Träger angeordnet sind und durch ein Tuchformungs- oder filmunterstütztes Formungsverfahren verformt ist.
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5 ist ein Flußdiagramm, in dem die Schritte eines in 4 dargestellten Verfahrens aufgelistet werden.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Während Aspekte des Gegenstandes der vorliegenden Offenbarung in einer Vielzahl von Formen ausgeführt werden können, sollen die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen lediglich einige dieser Formen als spezifische Beispiele des Gegenstandes offenlegen. Dementsprechend soll der Gegenstand dieser Offenbarung nicht auf die so beschriebenen und dargestellten Formen oder Ausführungsformen beschränkt sein.
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Sofern nicht anders definiert, haben alle hier verwendeten Begriffe, Notationen und andere Fachbegriffe oder Terminologie dieselbe Bedeutung, wie sie allgemein von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung gehört, verstanden wird. Alle Patente, Anmeldungen, veröffentlichten Anmeldungen und sonstigen Veröffentlichungen, auf die hier Bezug genommen wird, werden durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen. Wenn eine in diesem Abschnitt dargelegte Definition einer in den Patenten, Anmeldungen, veröffentlichten Anmeldungen und anderen Veröffentlichungen, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind, enthaltenen Definition widerspricht oder anderweitig mit dieser unvereinbar ist, so hat die in diesem Abschnitt dargelegte Definition Vorrang gegenüber der Definition, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Sofern nicht anders angegeben oder sich aus dem Zusammenhang anderes ergibt, bedeutet „ein” oder „eine” wie hierin verwendet „mindestens ein/eine” oder „ein oder mehrere”.
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Diese Beschreibung kann relative räumliche und/oder Orientierungsbegriffe bei der Beschreibung der Position und/oder Orientierung eines Bestandteils, einer Vorrichtung, einer Lage, eines Merkmals oder eines Teils davon verwenden. Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder anderweitig durch den Kontext der Beschreibung vorgegeben, werden diese Begriffe, einschließlich ohne Einschränkung, oben, unten, über, unter, oben, auf, obere, untere, links von, rechts von, vor, hinter, neben, benachbart, zwischen, horizontal, vertikal, diagonal, längs, quer, radial, axial, etc., zur Vereinfachung in Bezug auf einen solchen Bestandteil, Vorrichtung, Lage, Merkmal oder einen Teil davon in den Zeichnungen verwendet und sollen nicht einschränkend sein.
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Weiterhin sind, wenn nicht anders angegeben, jegliche spezifischen Abmessungen, die in dieser Beschreibung erwähnt werden, lediglich repräsentativ für eine beispielhafte Implementierung einer Vorrichtung, die Aspekte der Offenbarung verkörpert und sollen nicht einschränkend sein.
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Die Verwendung des Begriffs „etwa” gilt für alle hier angegebenen numerischen Werte, unabhängig davon, ob er explizit angegeben ist oder nicht. Dieser Begriff bezieht sich allgemein auf einen Bereich von Zahlen, den ein Fachmann als eine vernünftige Abweichung zu den genannten numerischen Werten (d. h. mit äquivalenter Funktion oder äquivalentem Ergebnis) im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung erachten würde. Zum Beispiel und ohne Absicht beschränkend zu sein, kann dieser Begriff so ausgelegt werden, dass er eine Abweichung von ±10 Prozent des gegebenen numerischen Wertes umfasst, vorausgesetzt, dass eine solche Abweichung die Endfunktion oder das Ergebnis des Wertes nicht verändert. Daher kann unter bestimmten Umständen, wie es der Fachmann erkennen würde, ein Wert von etwa 1% als ein Bereich von 0,9% bis 1,1% ausgelegt werden.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Satz” auf eine Sammlung von einem oder mehreren Objekten. So kann beispielsweise ein Satz von Objekten ein einzelnes Objekt oder mehrere Objekte enthalten. Objekte eines Satzes können auch als Mitglieder des Satzes bezeichnet werden. Objekte eines Satzes können gleich oder verschieden sein. In einigen Fällen können Objekte eines Satzes eine oder mehrere gemeinsame Eigenschaften teilen.
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Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „benachbart” darauf, dass etwas nahe oder angrenzend ist. Benachbarte Objekte können voneinander beabstandet sein oder sie können in tatsächlichem oder direktem Kontakt miteinander sein. In einigen Fällen können benachbarte Objekte aneinander gekoppelt oder integral miteinander ausgebildet sein.
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Wie hierin verwendet, beziehen sich die Begriffe „im Wesentlichen” und „substantiell” auf einen beträchtlichen Grad oder Ausmaß. Wenn sie in Verbindung mit z. B. einem Ereignis, einem Umstand, einem Charakteristikum oder einer Eigenschaft verwendet werden, können sich die Begriffe auf Fälle beziehen, in denen das Ereignis, die Umstände, die Charakteristika oder die Eigenschaften genau auftreten, sowie Fälle, in denen das Ereignis, der Umstand, das Charakteristikum oder die Eigenschaft in enger Annäherung auftritt, wie etwa unter Berücksichtigung typischer Toleranzstufen oder Variabilität der hier beschriebenen Ausführungsformen.
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Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „optional” und „wahlweise”, dass der nachfolgend beschriebene Bestandteil, die Struktur, das Element, das Ereignis, der Umstand, das Merkmal, die Eigenschaft usw. auch enthalten sein können oder nicht, und dass die Beschreibung Fälle einschließt, in denen der Bestandteil, die Struktur, das Element, das Ereignis, der Umstand, das Merkmal, die Eigenschaft usw. enthalten ist oder auftritt und Fälle, in denen es nicht enthalten ist oder nicht auftritt.
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Hierin beschriebene Konzepte leihen sich aus dem Konzept der ”Fan-out-Wafer-Level-Verpackung” (FO-WLP). Fan-out-Wafer-Level-Verpackung bezieht sich auf ein Verfahren, das typischerweise die folgenden Schritte umfasst:
- 1. Einen Halbleiterwafer in diskrete Matrizen zerteilen. Dies kann in vielen Fällen nach einer Wafer-Sonde (elektrischer Test) erfolgen.
- 2. Die Matrize wird gepickt und auf ein Waferband oder einen anderen geeigneten Träger gelegt, um den Wafer mit einem größeren Abstand zwischen der Matrize zu rekonstituieren. Wenn der Wafer zuvor getestet worden ist, würden nur Einheiten, die den Sonden-Test bestehen, in den rekonstituierten Wafer aufgenommen.
- 3. Der rekonstituierte Wafer wird übergeformt, um Lücken zwischen Matrizen zu füllen. Filmunterstütztes Formen kann eingesetzt werden, um zu verhindern, dass die Formmasse auf die Oberfläche der Matrize eingreift.
- 4. Erstellen einer Verbindung unter Verwendung von Umverteilungsschaltungsschichten („Umverteilungsschichtmuster”), die über einen ursprünglichen Fußabdruck der Matrize hinausragt. Dies wird oft durchgeführt, um eine größere Verbindungsneigung für die Verbindung der Matrize mit einem Verpackungssubstrat oder einem gedruckten Schaltungselement zu ermöglichen.
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In verschiedenen Ausführungsformen werden einige FO-WLP-Prinzipien verwendet, um ein Glasabdeckelement mit einem geformten Abstandsrahmen (oder Dichtung/Stoßfänger/Kantenschutz) zu schaffen, der einige oder alle Umfangskanten des Abdeckelements bedeckt. Dies wird hierin als ein geformtes Abdeckelement bezeichnet. Dies kann vorteilhafte Eigenschaften gegenüber Glas aufweisen, wie zum Beispiel die Bereitstellung eines schützenden, umlaufenden „Stoßfängers” und die Erleichterung von engen Maßtoleranzen auf dem resultierenden Abdeckelement in dem Fall, in dem ein kompressibles „Stoßfänger” -Material verwendet wird, das eine spätere Integration unterstützen kann.
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Ein hier beschriebener Ansatz verwendet die ersten 3 Schritte des oben beschriebenen generischen FO-WLP-Verfahrens zusammen mit zusätzlichen Schritten, um ein geformtes Abdeckelement wie folgt zu erzeugen:
- 1. Wie in 3 gezeigt, verwendet das Verfahren anstelle eines Halbleiterwafers eine Glasscheibe 101 (3(a)). Für eine Verwendung als Fingerabdruckabdeckung kann die Dicke des Glases 60 bis 140 μm und vorzugsweise 70–100 μm betragen. Die Glasscheibe 101 wird in getrennte, diskrete Abdeckelemente 103 (3(c)) geschnitten oder vereinzelt (Schritt 102) (3(b)). In diesem Zusammenhang bedeutet „vereinzeln” die Handlung oder den Prozess der Trennung von verbundenen Einheiten in einzelne Teile oder Stücke, wie die Handlung oder den Prozess der Trennung von Teilen in einzelne Einheiten von größeren verbundenen Einheiten, Chargen oder Produktionsläufen. Eine Methode besteht darin, die Scheibe mittels Laser zu vereinzeln (d. h. Laserschädigung und Spaltung), um separate Abdeckelemente 103 zu erzeugen. Alternative Verfahren umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Laserablation, mechanische Bearbeitung, Trennsäge, chemisches Ätzen und Wasserstrahlschneiden. Es ist nicht notwendig, dass alle separaten, diskreten Abdeckelemente die gleiche Größe und/oder Form haben wie gezeigt.
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Wie in 4 und 5 gezeigt ist, werden im Schritt 108 separate Abdeckelemente 103 genommen und auf ein lösbares Fixiermedium 104 gelegt, wie z. B. einen Träger, um die Glas„scheibe” zu rekonstituieren. Standardmäßige Auswahl- und Platzierungsausrüstungen können verwendet werden, wie sie zum Beispiel für die Spanverpackungsmontage und/oder Oberflächenmontage-Technologie verwendet werden, wie jene, die von Universal Instruments, Juki Automation, Fuji, Hitachi, Manncorp, Panasonic und Essemtec hergestellt werden, unter vielen anderen Lieferanten. Ein geeigneter lösbarer Träger wäre ein Trennband oder ein Trägerband, wie z. B. UV-ablösbares Band, aber es gibt auch andere Optionen wie eine Vakuum-Spannvorrichtung, einen auflösbaren Träger, ein wärmeablösbares Trägerband usw. Das Band oder ein anderer lösbarer Träger hält die Stücke während der parallelen Verarbeitung an genauen Stellen und relativ zueinander ausgerichtet zusammen, erlaubt aber eine leichte Entfernung von dem Trennband in späteren Stadien des Herstellungsprozesses. Ein UV-Band ist eine Art von Trennband, bei dem die Klebeverbindung durch Einwirkung von UV-Licht der geeigneten Wellenlänge und Intensität nach dem Zerteilen aufgebrochen oder wesentlich geschwächt wird, so dass der Klebstoff während des Schneidens stärker sein kann, während er trotzdem eine saubere und leichte Entfernung nach UV-Freisetzung ermöglicht.
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Im Schritt 108 werden die einzelnen Sensorglasabdeckelemente 103 auf dem Fixiermedium 104 so angeordnet, dass sie voneinander getrennt sind und dass eine Lücke zwischen jedem Abdeckelement und jedem benachbarten Abdeckelement vorhanden ist.
- 3. Verwenden Sie ein Formgebungsverfahren, um Kanten der Abdeckelemente 103 einzukapseln und vorzugsweise ein filmunterstütztes Formverfahren 109, wobei ein Dichtungsfilm und/oder ein Klebstofffilm verwendet werden würde, um zu verhindern, dass die Formmasse beim Formen auf die Oberfläche des Abdeckelements austritt:
- A. Es kann entweder ein globales („Tuch”) Formen 105 (Schritt 109a) oder ein Strukturformen 106 (Schritt 109b) verwendet werden. Tuchformmittel-Formmasse füllt alle Zwischenräume zwischen den Abdeckelementen – d. h. die gesamte Lücke zwischen benachbarten Glasabdeckelementen wird gefüllt – und erfordert einen nachfolgenden Vereinzelungsvorgang der geformten Abdeckelemente (wie in Schritt 110a gezeigt), wie beispielsweise durch Laserschneiden der gehärteten Formmasse, um die Abdeckelemente nach dem Formen zu vereinzeln und die fertige, geformte Abdeckelementkontur zu erzeugen. Andere Vereinzelungsmethoden könnten ebenfalls verwendet werden, einschließlich mechanischer Bearbeitung, Zerteilen, Laserablation, chemisches Ätzen oder Wasserstrahlschneiden. Alternativ würde bei dem Strukturformungsansatz 106 eine Formmasse lokal an den Kanten der einzelnen Abdeckelemente angebracht werden, würde aber die Lücken zwischen den Glasabdeckelementen nicht vollständig einkapseln, wodurch die Notwendigkeit einer Vereinzelung vermieden wird, sondern die fertige Teilkontur in einem Schritt erzeugt wird. Sowohl im Tuchformungsansatz als auch im Strukturformungsansatz könnte ein filmunterstütztes Formverfahren 109 vorteilhaft sein, um ein Ausbluten von Formmasse auf die Oberflächen des Abdeckelements während des Formvorgangs zu verhindern.
- B) Die Größe des geformten Abdeckelements 107 (Länge und Breite) kann so gewählt werden, dass sich eine leichte Presspassung an eine Aussparung in einer Host-Geräte-Platte zur Aufnahme des geformten Abdeckelements ergibt, abhängig von dem Verfahren der Integration des geformten Abdeckelements in die Host-Geräte-Platte. Alternativ kann das geformte Abdeckelement etwas kleiner als die CG-Öffnung sein.
- C. Für jede Art von Formvorgang 105 oder 106 kann der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) der Formmasse vorzugsweise auf das Glas abgestimmt werden, um die Belastung und den Verzug während des Formvorgangs und der anschließenden Aushärtung oder Verfestigung der Formmasse und der Abkühlung der Anordnung zu minimieren. Eine wenig schrumpfende Formmasse (d. h. eine, die ein relativ geringes Maß an Schrumpfung während des Aushärtens aufweist) kann auch vorteilhaft sein, um eine Verzerrung, Belastung und Verzug des Glases zu verhindern.
- 4. Nach der Vereinzelung (Schritt 110a) oder nach dem Strukturformen (Schritt 109b) lösen Sie die geformten Abdeckelemente 103 aus dem Träger 104. Im Falle eines Trägers aus UV-Band wird UV-Licht eingesetzt, um die geformten Abdeckelemente aus dem Band freizugeben, wie in den Schritten 110b und 111a in 5.
- 5. Nehmen und platzieren Sie die geformten Abdeckelemente 107 in Schalen oder in Band- und Spulenträger (Schritte 110c und 111b in 5), so dass sie für den nächsten Schritt des Herstellungsprozesses bereit sind. Die geformten Abdeckelemente können in eine Host-Geräte-Platte integriert werden, wie beispielsweise ein Abdeckglas eines mobilen Gerätes (z. B. wie in der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/382,864 beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
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Anstatt die geformten Abdeckelemente zu erzeugen, könnten die obigen Schritte 1 bis 5 verfolgt werden, um geformte hochdielektrische keramische Verstärkungsschichten herzustellen, die bereit sind, an dem Abdeckelement befestigt zu werden.
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Alternativ könnte vor dem Schritt 1 eine hochdielektrische Keramikschicht an der Glasplatte angeklebt, dann die Schritte 1 bis 5 wie oben beschrieben verfolgt werden, um ein zweischichtiges geformtes Abdeckelement zu erzeugen. Die Formmasse würde die beiden Schichten einkapseln, wobei am Ende des Verfahrens ein Einzelteil (ein geformtes zweischichtiges Abdeckelement) hergestellt würde. Die Bindung der Keramikschicht mit hoher dielektrischer Konstante könnte unter Verwendung eines geeigneten Klebstoffs oder durch ein alternatives Verfahren, wie beispielsweise eine anodische (elektrostatische) Bindung, erfolgen.
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Alternativ kann das gesamte Abdeckelement aus einem keramischen Material wie Zirkonoxid hergestellt sein und kann wie oben verarbeitet werden, um ein geformtes Zirkonoxid-Abdeckelement mit dem Polymer-„Stoßfänger” zur Integration in eine Vorrichtungsabdeckung herzustellen.
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Während der Gegenstand dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf bestimmte erläuternde Ausführungsformen, einschließlich verschiedener Kombinationen und Unterkombinationen von Merkmalen, ziemlich detailliert beschrieben und gezeigt wurde, wird der Fachmann ohne Weiteres andere Ausführungsformen und Variationen und Modifikationen davon erkennen, die im Rahmen der vorliegenden Offenbarung eingeschlossen sind. Darüber hinaus sind die Beschreibungen solcher Ausführungsformen, Kombinationen und Unterkombinationen nicht dazu bestimmt, zu vermitteln, dass der beanspruchte Gegenstand Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen erfordert, die nicht die in den Ansprüchen ausdrücklich erwähnten sind. Dementsprechend soll der Umfang dieser Offenbarung alle Modifikationen und Variationen umfassen, die in dem Geist und Umfang der folgenden beigefügten Ansprüche enthalten sind.
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Eine Vielzahl von geformten Abdeckelementen werden hergestellt, indem zuerst eine einzelne Scheibe eines Abdeckmaterials, wie Glas, in eine Vielzahl von separaten, diskreten Abdeckelementen vereinzelt wird, wobei die Abdeckelemente in voneinander beabstandeten Positionen auf einem ablösbaren Träger angeordnet werden und ein geformtes Material auf den Umfang jedes Abdeckelements aufgebracht wird. Das geformte Material kann durch eine Tuchformtechnik aufgebracht werden, wodurch Lücken zwischen benachbarten Abdeckelementen gefüllt, und dann die Abdeckelemente vereinzelt werden, wobei ein Teil des Abdeckmaterials auf dem Umfang jedes Abdeckelements zurückbleibt und dann die vereinzelten, geformten Abdeckelemente von dem lösbaren Träger gelöst werden. Alternativ wird das geformte Material durch eine Strukturformtechnik aufgebracht, wobei Formmaterial auf den Umfang jedes Abdeckelements aufgebracht wird, ohne die Lücken zwischen benachbarten Abdeckelementen vollständig zu füllen, und die geformten Abdeckelemente dann von dem lösbaren Träger gelöst werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- 35 U.S.C. § 119 (e) [0001]
