KR100908420B1 - 전자 제품용 금속 프레임 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

전자 제품용 금속 프레임 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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Abstract

프레임의 일부가 벌크-응고 비결정질 합금 또는 벌크-응고 비결정질 합금-복합물로 이루어지는, 전자제품 프레임용 금속 프레임 및 상기 프레임을 제조하기 위한 방법이 제공된다. 본 발명의 금속 프레임은 양호하게는 벌크-형성 비결정질 합금 또는 벌크-형성 비결정질 합금-복합물로 이루어지며, 이와 같은 합금 또는 합금-복합물은 적어도 약 1.5%, 양호하게는 약 2.0% 이상의 금속 프레임에 대한 탄성 한계 및 30℃ 이상의 △Tsc를 가지며, 또한 다음의 속성들: 약 4 GPa 이상, 양호하게는 5.5 GPa 이상의 경도값; 약 2 GPa 이상의 항복 강도; 약 10.9884 MPa-sqrt(m) (sqrt:제곱근) 이상, 양호하게는 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성(fracture toughness); 및 적어도 4.5 g/cc 이상의 밀도 중 적어도 하나를 갖는다.
전자 제품용 금속 프레임, 공급원료, 벌크-응고 비결정질 합금

Description

전자 제품용 금속 프레임 및 이를 제조하는 방법{METAL FRAME FOR ELECTRONIC DEVICES AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 전자 하드웨어용 향상된 금속 프레임에 관한 것이며, 양호하게는 Fe 및 Zr을 기반으로 한 벌크-응고 비결정질 합금 및 벌크-응고 비결정질 합금-복합물로 만들어진 금속 프레임에 관한 것이다.
종래의 전자 디바이스는 2개의 부분, 즉 전자 디바이스의 기능적 유용성을 제공하는 전자 부분, 및 상기 전자 부분에 물리적 보호를 제공하는 외부 프레임 부분으로 기능적으로 편의상 나뉘어질 수 있다. 최적의 보호를 제공하기 위해, 상기 프레임은 물리적으로 휴대형 컴퓨터, 개인휴대 정보 단말 장치("PDA"), 또는 셀-폰과 같은 전자 디바이스의 동작 구성요소(예를 들어, 하나 이상의 마이크로프로세서, 메모리 디바이스, 저장 디바이스)를 에워싼다.
예를 들어, 흔히 노트북 컴퓨터라 하는 휴대형 개인용 컴퓨터에서, 상부 케이스로부터 하부 케이스까지 형성되는 하우징은 스크린, 컴퓨터, 및 인터페이스 디바이스를 지지하고 하우징하도록 사용된다. 통상적으로, 상기 케이스는 또한 상기 컴퓨터를 포함하는 다양한 구성요소를 함께 고정시키기 위한 탑재 구조물을 형성한다. 논리 보드 및 디스크 드라이브를 포함하는 다양한 구성요소는 나사나 다른 그 와 같은 고정 수단에 의해 케이스의 상부 절반 또는 하부 절반 중 어느 한 곳에 부착된다. 상기 케이스의 양측 절반 모두의 내부에 차폐 재료로 이루어지는 시트를 설치하거나 관련 구성요소를 환경과 격리시키는 금속 구조물로 상기 관련 구성요소를 에워쌈으로써 전자기 인터페이스("EMT") 보호를 일체화시킨다. 전형적인 노트북 컴퓨터 케이스나 임의의 휴대형 전자 디바이스 케이스를 구성함에 있어서, 디바이스의 프로세싱 전력, 메모리 저장 및 충격 저항을 최대화시키면서 총중량을 최소화시키는 노력이 시도되었다.
이러한 목적을 달성하기 위한 노력으로 많은 설계 요소들이 사용되고 있다. 첫째, 전자 디바이스의 크기를 최소화하기 위해, 전자 부품은 크기가 소형화하고, 중량이 가벼워진 얇은 패널 디스플레이를 디바이스에 일체화시킨다. 둘째, 컴퓨터의 다양한 구성요소를 탑재시키면서 충격으로부터 보호하기 위해 사용되는 구조체를 최소로 유지하며, 실제로 하우징은 통상적으로, 구성요소가 탑재되어 있는 그 몰딩된 내부 면을 따라 보강재, 리브, 및 탑재 보스가 내부에 몰딩되어 있다. 통상적으로, 노트북 컴퓨터 내부의 다양한 회로 보드는 몰딩된 보스 및 리브에 죄는 기구에 의해 직접 탑재된다. 마지막으로, 디바이스의 중량을 최소화시키기 위해, 그러한 컴퓨터를 위한 대부분의 케이스는 매우 단단한 플라스틱 재료 또는 복합물 재료로 된 가벼운 조각들로 구성된다.
휴대형 컴퓨터를 구성하는 이와 같은 방법을 받아들일 수는 있지만, 개선할 여지가 있다. 예를 들어, 재료의 관점에서 보면, 플라스틱 및 복합물은 가볍고 대부분의 전자 케이스에 필요한 복잡한 형상으로 용이하게 처리될 수 있지만, 플라스틱 재료 또는 복합물 재료에서 유용한 구조적 세기 및 내구성은 통상적으로 금속으로부터 얻을 수 있는 것만큼은 되지 못하다. 부가해서, 개별적인 EMI 보호층은 금속 대신에 플라스틱이나 복합물 재료를 사용할 때는 케이스와 전자 디바이스사이에 개재하여야만 한다.
그렇지만, 금속으로부터 전체 케이스를 제조하기 위한 중량 및 비용부담은 군용품과 같은 특수 시장을 제외하고는, 통상적으로 휴대형 전자 디바이스에서는 너무 크다. 예를 들어, 상기 케이스를 상부 절반 및 하부 절반의 다이-캐스트 금속으로 만드는 휴대형 컴퓨터를 형성함으로써 플라스틱 케이스와 관련된 세기 및 내구성의 문제를 해결하기 위한 시도가 수행되어 왔다. 이에 의해 비교적 강하고 내구성이 있는 컴퓨터를 만들 수는 있지만, 손쉽게 휴대하기에는 너무 무겁고 그러한 컴퓨터를 만드는데는 비용이 너무 많이 든다. 다른 방식으로 시트 금속으로부터 다양한 서브어셈블리를 만들었지만 결과적인 컴퓨터는 현저히 강하지 못하다. 부가해서, 대부분의 종래 금속은 적절한 형상으로 형성하기에 매우 곤란하다.
최근, 마그네슘이 비교적 낮은 밀도 및 높은 세기 속성을 갖기 때문에 마그네슘 합금에 대해 연구가 진행되었다. 그렇지만, 그러한 합금은 Al을 기반으로 한 합금과 같은 종래의 합금보다 훨씬 못한 플라스틱 작동 속성을 갖는다. 따라서, 마그네슘 합금은 현재는 통상적으로 다이-캐스팅으로서 제공된다. 그렇지만, 그럼에도 마그네슘 합금은 비교적 두꺼운 제품으로 제한되는 바, 이는 마그네슘 합금을 얇은 제품으로 캐스팅하는 것이 극히 어렵기 때문이다. 부가해서, 캐스팅 시에 피할 수 없는, 작은 구멍과 같은 캐스팅 결함 및 산화물과 같은 개재물(inclusion)이 마그네슘 합금 캐스팅에 포함되고 그 표면 위에 나타날 수 있다. 상기 캐스팅 결함 및 개재물은 마그네슘 합금 캐스팅의 기계적 강도를 저하시키며, 이것들이 표면 위에 나타난다면, 캐스팅의 부식 저항 및 표면 외관에 악영향을 미친다.
또한, 이와 같이 단조된 마그네슘 합금 또는 다른 하이브리드 결정 합금 재료는 내부식성을 향상시켰고, 경량 프레임에서 종래 금속에 필적하는 기계적 강도를 제공하기는 하지만, 그러한 재료의 탄성 한계(영구적으로 변형되기 전 탄성적으로 변형되는 재료의 능력)에 대해서는 지금까지 관심을 기울이지 않았다. 따라서, 전자제품용 케이스는 일반적으로 매우 형편없는 탄성 한계를 나타내는 금속으로 형성되기 때문에, 케이스가 응력 에너지를 탄성적으로 저장하는 능력이 감소하고, 결국 변형 응력을 접할 때 전자제품용 프레임이 영구적으로 변형될 가능성이 증가한다.
따라서, 중량이나 제조 비용을 증가시키지 않고 휴대형 전자 디바이스의 구조적 완결성 및 내구성을 향상시키는 전자 케이스가 요망된다.
본 발명은 적어도 1.5%, 보다 양호하게는 약 2.0% 이상의 금속 프레임을 위한 탄성 한계를 포함하는 향상된 물리적 기계적 속성을 갖는 전자 하드웨어용 금속 프레임에 관한 것이며, 또한 양호하게는, 상기 프레임의 적어도 일부가 Zr/Ti 또는 Fe 중 어느 하나를 기반으로 하는 벌크-응고 비결정질 합금 및 벌크-응고 비결정질 합금-복합물로 만들어지는 고속으로 처리가능한 금속 프레임에 관한 것이다.
일실시예에서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 분자식 (Zr,Ti)a(Ni,Cu,Fe)b(Be,Al,Si,B)c으로 표현되는 합금군으로부터 선택되며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 30 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 약 5 내지 60의 범위 내에 있으며, "c"는 약 0 내지 50의 범위 내에 있다. 다른 이와 같은 실시예에서, 다른 전이 금속, 바람직하게는 Nb, Cr, V, Co와 같은 금속을 20% 원자 백분율까지함유할 수 있다.
다른 실시예에서, 합금군은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 40 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 약 5 내지 50의 범위 내에 있으며, "c"는 약 5 내지 50의 범위 내에 있다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금의 복합물이 프레임에 대해 적절한 강도(stiffness), 충격 저항 및 열전도 속성을 제공하는데 사용된다. 이와 같은 실시예에서, 향상된 강도를 위한 보강재 재료는 탄소 섬유 및 예비적 형성품이 될 수 있거나, SiC 섬유 및 예비적 형성품이 될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 보강재 재료는 양호하게 복합물의 체적 당 20% 내지 80%이다. 추가의 실시예에서, 보강재료의 재료의 방향 및 형상은 적절하게 될 수 있으며, 예를 들어 원하는 속성(예를 들면 탄성계수)이 금속 프레임의 길이 및 폭에 평행한 방향으로 최적화되도록 재료가 정렬된다.
다른 실시예에서, 프레임의 기하학은 강도 및 유연성의 보다 우수한 조합을 제공하도록 적절하게 될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 임의의 원하는 구성이 예를 들어 벌집형 및 물결 모양 구조와 같이 사용될 수 있다.
다른 실시예에서, 금속 프레임은 플라스틱, 알루미늄 등과 같은 서로 다른 재료로 만들어진 다른 부분을 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 약 4 GPa 이상, 양호하게는 5.5 GPa 이상의 경도값을 제공하도록 선택된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 약 2 GPa 이상의 항복 강도를 제공하도록 선택된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 약 10.9884 MPa-sqrt(m)(sqrt: square root) 이상, 양호하게는 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 제공하도록 선택된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 적어도 6.5 g/cc 이하, 양호하게는 4.5 g/cc 이하의 밀도를 제공하도록 선택된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 적어도 2가지 속성을 가지도록 선택되며, 상기 2가지 속성은, 하나는 탄성 한계이고, 다른 하나는 위에서 언급한 범위 내의 경도, 항복 강도, 파괴 인성, 및 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금은 적어도 3가지 속성을 가지도록 선택되며, 상기 3가지 속성은, 하나는 탄성 한계이고, 다른 2가지는 위에서 언급한 범위 내의 경도, 항복 강도, 파괴 인성, 및 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
다른 실시예에서, 본 발명의 금속 프레임은 금속 프레임 어셈블리를 형성하는 적어도 하나의 부분으로 구성된다. 프레임이 적어도 2개 부분으로 만들어지는 실시예에서, 한 부분은 전자 하드웨어에 개별적으로 일체화되고 다른 한 부분은 평면 패널 디스플레이와 일체화될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 금속 프레임의 부 분들은 볼트, 클램핑, 접착제, 리벳 또는 용접 기술과 같은 다양한 기술에 의해 결합되어 그 내용물들을 고정시킨다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금 프레임은 하드 드라이브와 같은 내부의 민감한 구성요소에 대한 충격 및 진동의 감쇄를 위해, 리브 또는 지지 플랫폼과 같은 구조를 제공하도록 설계된다.
다른 실시예에서, 비결정질 합금 및 복합물 프레임은 치수 면에서 미크론 단위 이하의 특성과 같은, (기능적, 인간공학적, 심미성적 형태의 보다 복잡한 특성을 일체화시키는 것과 같은) 복잡한 설계로 제조된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 비결정질 합금의 전자 디바이스 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다. 이와 같은 실시예에서, 비결정질 합금은 재료의 유리 전이 온도 근처에서 캐스팅되거나 몰딩되어 상세한 부분을 복사하거나 보다 복잡한 금속 케이스 설계를 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 금속 프레임은 스탬핑 및/또는 다이-형성 동작에 의해 비결정질 합금 및 복합물의 시트로부터 제조된다. 이와 같은 실시예에서는, 양호하게 스탬핑 및 다이-형성 동작이 유리 전이 온도 근처에서 수행된다. 다른 이와 같은 실시예에서, 금속 프레임은 또한 예를 들어 워터-젯, 레이저 절단, 및 전자 방전 기계가공과 같은 기계가공 및 절단 동작에 의해 비결정질 합금 복합물의 시트로부터 제조될 수 있다. 금속 프레임은 또한 비결정질 합금 복합물을 위한 금속 몰딩 캐스팅 및 용융 침투 프로세스와 같은 캐스팅 동작에 의해 다양한 형태로 제조될 수 있다.
다른 실시예에서, 금속 프레임은 다양한 슬롯 및 홀에 의해 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나 또는 다이-형성되어, 전자 하드웨어, 평면 패널 디스플레이의 동작에 의해 발생되는 열에 대해 향상된 냉각을 제공한다. 이와 같은 실시예에서, 금속 프레임은 또한 다양한 슬롯 및 홀에 의해 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나 또는 다이-형성되어, 내부 사운드 시스템 및 스피커에 향상된 성능을 제공할 수 있다. 마지막으로, 다른 이와 같은 실시예에서, 금속 프레임은 또한 다양한 슬롯 및 홀에 의해 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나 또는 다이-형성되어, 키보드, 마우스, 트랙 패드 및 다른 다양한 부가장치 및 다른 그러한 부착물에 공간을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 키보드 프레임의 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 평면 패널 스크린 프레임의 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 키보드/평면 패널 디스플레이 프레임의 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 평면 패널 스크린 프레임의 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 경첩식으로 움직이는 프레임의 개략도.
도 6은 본 발명의 비결정질 재료의 속성에 대한 그래픽 도시도.
도 7은 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 8은 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 9는 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 10은 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 11은 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 12는 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 13은 본 발명의 비결정질 재료의 속성과 종래 재료의 속성에 대한 그래픽 비교도.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따라 프레임을 제조하기 위한 방법 흐름도.
본 발명은 프레임의 적어도 일부가 적어도 약 1.5%, 양호하게는 약 2.0%보다 큰 금속 프레임에 대한 탄성 한계를 갖는 재료로 형성되는, 향상된 물리적 기계적 속성을 갖는 전자 디바이스용 프레임에 관한 것이며, 그리고 양호하게는 Zr/Ti 또는 Fe를 기반으로 한 벌크-응고 비결정질 합금 및 벌크-응고 비결정질 합금 복합물, 벌크-응고 비결정질 합금 또는 복합물 벌크-응고 비결정질 합금 재료와 같은 고도로 프로세스가능한 재료로 만들어진 프레임에 관한 것이다.
이와 같은 프레임들을 본 명세서에서는 전자제품 프레임/케이스 또는 벌크-응고 비결정질 프레임/케이스라 칭한다.
본 발명에 따른 전자제품 프레임의 대표적인 예가 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 각각의 금속 프레임(10)은 이 금속 프레임의 벽(30)에 의해 형성되는 적어도 하나의 수용부(20)를 포함하며, 상기 수용부(20) 내에는 전자 디바이스의 부품(40)이 수용된다. 또한, 상기 금속 프레임(10)은 전자 부품(40)과의 접근 또는 조작을 위한 적어도 하나의 개구(50)를 포함할 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 금속 프레임이 모두 이러한 기본적인 부품을 포함하지만, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스 자체; 상기 수용부 및 개구의 개수, 크기 및 형상; 및 금속 프레임 내에 포함되는 부품의 특성, 형상, 및 크기는 전자 디바이스의 특성에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 프레임은 PDA 및 노트북 컴퓨터와 같은 데이터 저장 및 처리 디바이스, 디지털 카메라 및 비디오 카메라와 같은 멀티미디어 기록 디바이스, CD 및 DVD 플레이어와 같은 멀티미디어 플레이어, 페이저 및 셀룰러 폰과 같은 통신 디바이스 등의 어떠한 전자 디바이스에서도 사용될 수 있다.
도 1 내지 도 4는 다양한 전자 디바이스에 적절한 금속 프레임 설계의 예시적인 실시예를 도시하고 있다. 예를 들어, 도 1은 키보드와 같은 사용자 인터페이스를 위한 단일의 개구(50)를 갖는 케이스(10)를 도시하며, 이와 같은 사용자 인터페이스는 고정식 또는 휴대형 컴퓨터에 대한 원격 제어 또는 구성요소와 같은 독립형 디바이스로서 사용될 수 있다. 도 2는 평면 패널 디스플레이(40)와 사용자 인터페이스 또는 액세스 포트(40')를 위해 두 개의 개구(50)를 갖는 케이스(10)를 도시 하며, 이와 같은 설계는 휴대형 DVD 플레이어나 휴대형 컴퓨터의 구성요소를 위해 사용된다. 도 3은 셀폰이나 PDA용 케이스를 도시하며, 평면 패널 디스플레이(40) 및 일련의 제어 버튼(40')과 같은 사용자 인터페이스 양쪽 모두를 위해 개구(50)가 제공된다. 한편, 도 4는 뷰 패널을 위한, 예를 들어 평면 패널 텔레비전을 위한 단일의 큰 개구(50)를 갖는 케이스(10)를 도시한다.
도시된 바와 같이, 제안된 프레임 설계 각각은 다양한 크기 및 형상의 수용부(40), 다양한 크기 및 형상의 벽(30), 다양한 크기 및 형상의 전자 부품(40) 및 다양한 크기 및 형상의 개구(50)를 포함한다. 또한, 둘 또는 수개의 개구를 갖는 디바이스만을 도시하였으나, 그러한 개구의 수나 위치는 단지 사용하고자 하는 유형에 따라 다를 뿐이다. 예를 들어, 추가의 개구를 제공하여 적절한 냉각, 적절한 유지를 허용할 수 있거나, 어떠한 크기, 형상, 또는 개수의 부가장치(accessory)의 부착을 허용할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 전자 디바이스의 작동 부품들을 단일의 구조로 일체화하여 수용하는 케이스 및 프레임 설계를 도시하고 있으나, 상기 작동 부품들은 분리형 또는 부착형의 개별 구조로 수납될 수도 있다. 그 일례가 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 경첩으로 연결되어 있는 2개의 개별적인 부분을 갖는 케이스를 도시한다. 이 케이스의 한 부분(60)은 평면 패널 디스플레이를 수납하도록 설계되어 있고, 다른 부분(70)은 사용자 인터페이스와 다른 작업 구성요소들을 수납하도록 설계되어 있다.
케이스의 상세한 구성 다이어그램은 도시되어 있지 않지만, 필요한 경우, 예 를 들어 프레임이 (도 5에 도시된 바와 같이) 적어도 2개의 부분으로 만들어져 있는 경우, 금속 프레임의 부분들은 볼트, 클램핑, 접착제, 리벳 또는 용접으로 그 내용물을 고정시키는 것과 같은 다양한 기술에 의해 결합될 수 있음을 유념해야 한다. 부가해서, 합금 프레임은 리브나 지지 플랫폼과 같은 구조를 제공하도록 설계될 수 있다.
위의 예시적인 케이스의 단지 전면 입체도만을 도시하였지만, 상기 금속 프레임이 뷰잉 패널의 가장자리와 뒷면도 커버할 수 있음을 유념해야 한다. 부가해서, 도면들에서는 가능성 있는 케이스 설계의 5가지 예가 도시되어 있지만, 본 발명의 금속 프레임은 전자 장치의 전자 부품을 에워싸서 보호하는데 적절한 어떠한 형상 및 크기를 취할 수 있음을 유념해야 한다. 예를 들어, 휴대형 컴퓨터에 적절한 금속 프레임 설계가 미국특허 제5,237,486호 및 제4,571,456호(이 문헌들 각각은 그 전체가 본 명세서에 원용된다)에 개시되어 있다.
전자 부품을 에워싸기 위해 주요 수용부로서 설계되어 있는, 도 1 내지 도 5에 도시된 케이스 및 프레임 이외에, 본 발명의 전자제품 프레임은 이미 완전히 에워싸여진 전자 디바이스를 에워싸도록 이용될 수 있음을 유념해야 한다. 예를 들어, 본 발명은 PDA, 셀룰러 폰, 또는 노트북 컴퓨터를 에워싸서 디바이스를 보호하기 위한 추가의 보호층을 제공하는 추가의 이동 케이스에 관한 것이다.
상기 설명은 일반적으로 본 발명의 전자제품 프레임의 구조, 설계, 및 기능에 초점이 맞추어져 있다. 그렇지만, 배경기술에서 언급한 바와 같이, 전자제품 프레임과 관련된 주요 문제는 케이스의 내구성과 케이스의 총중량이 균형을 이루는 것에 있다. 전자 디바이스용 케이스 및 프레임은 상기 프레임이 적절한 보호를 제공하면서 가벼운 중량도 적절하게 유지하도록, 단위 중량 당 내구성의 소정 레벨을 가질 것을 요구받는다.
케이스의 내구성을 결정함에 있어서는, 프레임 재료의 선택 시에 고려해야할 일련의 중요한 물리적 파라미터가 있다. 종래의 전자제품 프레임 및 케이스에 있어서, 공학도는 통상적으로, 물질이 파괴되기 전에 격을 수 있는, 최대응력량으로 규정되는 높은 "최대 인장 강도(ultimate tensile strength)(σuts)"; 및 재료를 선택함에 있어서 가장 중요한 탄성계수(부하의 형태에 따라 영률(Young Modulus) 또는 굽힘계수(Flexural Modulus))를 고려한다. 또한, 프레임의 중량을 가볍게 하기 위해서, 재료는 종래의 전자제품 프레임에 대해 보다 높은 비 최대 인장 강도( specific ultimate tensile strength)(밀도에 대한 최대 인장 강도의 비) 및 보다 높은 비탄성계수(higher specific elastic modulus)(밀도에 대한 탄성계수의 비)를 제공하도록 선택된다. 이와 같은 재료 파라미터는 통상적으로, 파괴까지 전체로서 부담할 수 있는 최대 하중과 프레임 전체의 변형량을 각각 나타낸다. 그렇지만, 프레임의 특정한 설계 특성 또한 상기 (파괴 전까지) 부담 가능한 최대 하중 및 상기 프레임 전체로서의 변형량을 결정함에 있어서 중요한 역할 (및 가능한 우세한 역할)을 한다.
예를 들어, 동일한 재료의 주어진 중량에 대한 변형량을 최소화하기 위해 전체적인 하중 부담 능력을 제공함에 있어서 중실봉(solid bar)보다는 I-빔이 보다 효과적이다. 따라서, 이와 같은 복잡한 설계 특성은 재료의 구조적 단점에 대한 상당한 해결책을 용이하고 효과적으로 제공할 수 있으며, 제공된 재료는 필요한 복잡한 형상으로 처리되고 제조될 수 있다.
이와 같은 특성은 부담 가능한 최대 하중에 대한 프레임의 능력을 표시하고, 또한 프레임이 변형되는 능력의 지표도 제공하지만, 예를 들어, 침해, 손상, 구멍 뚫기 등과 같은 물리적 환경에 의해 야기되는 응력으로부터 상기 에워싸인 전자 부품을 보호할 프레임의 일반적인 내구성 및 능력에 충분한 표시를 제공하지 못한다. 부가해서, 이와 같은 파라미터는 변형 응력(deforming stress)에 의해 야기되는 것과 같은, 변형에 대한 케이스의 반응을 적절하게 규정하지 못한다. 전술한 설계 특성은 선택된 재료의 물리적 속성의 일부의 결손을 해결할 수는 있지만, 물리적 환경에 대한 적절한 내구성 및 적절한 보호와 관련된 문제를 해결하는데 용이하게 활용되지는 못한다는 것을 유념하는 것도 중요하다.
그러한 변형에 대한 케이스의 반응을 서술하기 위해, 사용된 재료의 탄성 변형 한계(εf)를 고려하는 것이 필요하다. 상기 탄성 변형 한계는 상기 재료가 영구적 변형 이전에 지탱될 수 있는 물리적 변형량으로 규정된다. 탄성 한계 대 항복 강도의 관계는 도 6에 도시된 응력/변형 곡선(stress-strain curve)으로 그래프로 도시되어 있다.
전자 케이스의 제작을 위한 재료의 적합성을 결정함에 있어서 탄성 변형 한계의 중요도가 도 7에 가장 잘 도시되어 있다. 이 도면은 전자 케이스의 제작 시에 고급 재료로 자주 사용되는 종래의 Ti 합금과 같은 매우 단단하고 가벼운 재료 대비 본 발명에서 언급하고 있는 바와 같은 벌크-응고 재료를 비교하는 응력-변형 곡선을 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 종래 재료는 비교적 높은 항복 강도를 가지지만, 재료의 탄성 한계가 낮은 경우에는, 재료의 임의의 약간의 변형으로 영구적인 변형이 발생한다. 대조적으로, 본 발명의 케이스는 훨씬 높은 항복 강도를 가질 수 있으며 비교적 높은 탄성 변형을 유지할 수 있도록 설계되어 있다.
본 발명에 따른 케이스의 향상된 내구성을 제공함에 있어서 탄성 한계의 중요도가 도 8에 개략적인 곡선들을 비교함으로써 그래프로 도시되어 있다. 구체적으로, 도 8에서 2개의 그래프로 도시된 곡선들 아래의 영역은 낙하나 충격과 같은 응력으로부터 에너지를 탄성적으로(즉, 영구적으로 손상됨이 없이) 저장하는 2가지의 가상 재료의 능력을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 높은 탄성 한계를 갖는 재료를 선택함으로써, 최종의 전자제품 프레임은 동일한 높은 항복 강도를 갖는 종래의 재료보다는 (탄성적으로 변형하는 동안) 상당히 많은 에너지를 흡수할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 만들어진 케이스는 적어도 1.5%의 탄성 한계를 갖는 재료로 형성되며, 이에 의해 사용 중에 영구적인 변형이나 완전한 실패에 훨씬 덜 민감한 케이스를 제공한다.
전술한 모든 속성은 재료의 밀도(ρ)를 관찰함으로써 더 규정될 수 있으며, 이 밀도는 체적 당 재료 중량을 정의한다. 예를 들어, 항복 강도 대 또는 탄성 한계 대 중량 비율을 사용하여 본 발명의 전자제품 프레임에서의 사용을 위한 비결정질 합금 재료의 적합성을 결정할 수 있다. 재료의 매우 유용한 측정 한가지가 탄성 한계 대 밀도의 비율에 의해 정의되며, 이하의 식으로 정의된다.
Figure 112008086022628-pct00001
(1)
또한, 항복 강도 대 밀도의 비율도 또한 상기 비율과 조합하여 활용되어 향상된 프레임을 생성한다.
Figure 112008086022628-pct00002
(2)
탄성 한계 비율 또는 양호하게는, 상기 비율과의 조합 중 어느 하나를 사용하여 적절한 재료의 범위를 결정할 수 있다.
위에서 언급한 적절한 기계적 속성 이외에, 부식 저항은 전자제품 프레임, 특히 가혹한 환경과 혹독한 동작 조건에 노출되어 겪게 되는 휴대형 전자 디바이스에 매우 중요하다.
마지막으로, 배경기술에서 언급한 바와 같이, 일반적으로 금속으로 만들어진 전자제품 프레임과 관련 있는 두 번째 주요 문제는 필요한 복잡한 형상을 효과적으로 제조하는 것이다. 이와 같은 복잡한 형상을 제조하기 위해서는, 몰딩 및 캐스팅 방법을 사용하는 것이 가장 좋으며, 그렇지 않으면 단조 방법(forging method)과 같은 비용이 많이 드는 프로세싱후 기계가공(post-processing machining)이 필요하게 된다. 그렇지만, Al을 기반으로 하는 합금과 같이, 대부분의 종래 재료의 몰딩 및 캐스팅 속성은 좋지 못하다. 구체적으로, 이와 같은 종래의 합금은 상당한 열화를 보인다. 따라서, 케이스 및 프레임을 위해 선택된 재료는 최소의 처리능력(processability)을 가져야만 한다.
재료의 처리능력은 예를 들어, 재료가 다이 공동(die cavity)으로부터 재생성될 수 있는 특성의 최소 크기에 의해, 형성 시에 필요한 형상 온도나 변형 속도에 의해, 그리고 재료가 형성될 수 있는 완성품의 치수허용공차에 의해, 다양한 방식으로 규정될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 전자 케이스에 필요한 세밀한 치수 때문에, 최소의 처리능력을 갖는 재료만이 활용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일실시예에서, 100 미크론 정도의 표면 특성을 전사할 수 있는 재료만이 본 발명의 전자제품 프레임을 형성하는데 적절하다.
적절한 기계적 내구성, 부식 저항, 및 처리능력을 제공하기 위해, 본 발명은 벌크-응고 비결정질 합금으로 만들어진 전자제품 프레임에 관한 것이며, 특히 Zr/Ti 또는 Fe를 기반으로 한 벌크-응고 비결정질 합금으로 만들어진 전자제품 프레임에 관한 것이다.
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벌크-응고 비결정질 합금은 500K/초 이하의 낮은 냉각속도로 냉각되어도 실질적으로 비결정질 원자 구조를 유지할 수 있는 비결정질 합금군을 지칭한다. 이러한 벌크-응고 비결정질 합금은, 캐스팅 가능한 두께가 최대 0.020 mm이고 105 K/초 이상의 냉각속도를 필요로 하는 종래의 비결정질 합금보다 훨씬 더 두꺼운 0.5 mm 이상의 두께로 생성될 수 있다. 또한, 벌크-응고 비결정질 합금의 냉각속도 속성 때문에, 이와 같은 재료는 캐스팅, 몰딩을 포함하는, 그리고 가소성 재료와 함께 사용되는 열가소성 캐스팅조차도 포함하는 다양한 상이한 기술에 의해 처리될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 벌크-응고 비결정질 합금은 1.5%보다 높은 탄성 변형 한계를 가지며 일반적으로 이러한 합금의 탄성 변형 한계는 약 2.0%이다. 비교해 보면, 종래의 금속은 0.6% 이하의 탄성 변형 한계를 갖는다. 전술한 바와 같이, 보다 높은 탄성 한계가 전자 디바이스에 보다 효과적인 제약을 제공하기 때문에, 상기 탄성 변형 한계는 중요한 인자이다. 예를 들어, 전자 케이스가 낙하나 충격을 겪는 경우, 그 에워싸는 금속이 신축성 있게 늘어나며, 그 충격 및 응답을 흡수하는 이와 같은 금속의 능력은 그 내부에 수납되어 있는 전자 부품에 대한 영구적인 손상을 저지하는 중요한 인자가 된다. 따라서, 탄성 한계가 높을수록 전자 케이스는 내부의 전자 부품을 더 안전하게 보전한다. 부가해서, 도 10에 도시된 바와 같이, 벌크-응고 비결정질 합금은 종래의 금속보다도 훨씬 더 높은, 1.6 GPa 이상의 항복 강도를 갖는다. 재료의 항복 강도가 더 높을수록 손상시키는 잠재적인 힘에 대항하는 저항력도 더 높다. 게다가, 이와 같은 재료의 고유 원자 구조 때문에, 벌크-응고 비결정질 합금은 CD 또는 DVD 또는 표준 하드드라이브와 같은 데이터 저장 디바이스와 같은, 충격 감지 전자 부품에 보다 우수한 충격 및 진동 감쇄를 제공한다.
따라서, 벌크-응고 비결정질 합금은 벌크 비결정질 금속의 높은 수율-세기 및 높은 탄성 한계의 고유 조합을 가지며 이와 같은 금속을 전자 부품을 에워싸는 금속으로서 보다 유용하게 사용할 수 있게 한다. 비결정질 합금의 예시적인 실시예가 미국특허 제5,288,344호, 제5,368,659호, 및 제5,735,975호에 개시되어 있으며, 이러한 문헌 모두는 본 명세서에 원용된다.
전술한 바에 따르면, 적어도 약 1.5%, 양호하게는 약 2.0% 이상의 금속 프레임에 대한 탄성 한계를 가지며, 그리고 다음과 같은 물리적 속성: 약 4 GPa 이상, 양호하게는 5.5 GPa 이상의 경도값; 약 2 GPa 이상의 항복 강도; 및 약 10.9884 MPa-sqrt(m) 이상, 양호하게는 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성(fracture toughness)으로부터 선택되는 적어도 하나의 물리적 속성을 갖는 임의의 벌크-응고 비결정질 합금이 본 발명에서 사용될 수 있다.
또한, 상기 재료가 높은 강도의 대중량비를 제공하도록 약 8.5 g/cc의 밀도가 선택되어야 한다. 따라서, 밀도에 대한 항복 강도의 비(식1)는 2.0 이상이 바람직하며, 반면에 밀도에 대한 탄성 한계의 비(식2)는 0.17 이상이 바람직하다.
양호한 실시예에서, 벌크-응고 비결정질 합금은 전술한 범위 내에서의 탄성 한계와의 조합으로 상기 속성들 중 적어도 2개를 갖도록 선택된다. 대부분의 양호한 실시예에서, 선택된 벌크-응고 비결정질 합금 또는 비결정질 합금 복합물은 전술한 범위 내에서의 탄성 한계와의 조합으로 상기 속성들 중 적어도 3개를 갖는다.
이와 같은 속성들은 원하는 전자 케이스의 유형에 따라 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 양호한 실시예에서, 전자 금속 프레임은 탄성 변형 한계가 1.5% 이상인 금속으로 만들어진다. 다른 경우에는 케이스가 1.5% 이상의 탄성 변형 한계 및 4 GPa 이상의 경도를 갖는 금속으로 만들어진다. 또 다른 경우에는 케이스가 1.5% 이상의 탄성 변형 한계 및 5.5 GPa 이상의 경도를 갖는 금속으로 만들어진다. 또 다른 경우에는 케이스가 1.5% 이상의 탄성 변형 한계 및 10.9884 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 갖는 금속으로 만들어진다. 또 다른 경우에는 케이스가 1.5% 이상의 탄성 변형 한계 및 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 갖는 금속으로 만들어진다. 또 다른 경우에는 케이스가 1.5% 이상의 탄성 변형 한계 및 2 GPa 이상의 항복 강도를 갖는 금속으로 만들어진다.
복수의 속성을 필요로 하는 실시예에서, 전자 금속 프레임은 1.5% 이상의 탄성 변형 한계, 4 GPa 이상의 경도 및 10.9884 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 갖는 금속으로 만들어지거나, 1.5% 이상의 탄성 변형 한계, 5.5 GPa 이상의 경도 및 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 갖는 금속으로 만들어질 수 있다.
재료의 밀도가 고려되는 실시예에서, 전자 금속 프레임은 1.5% 이상의 탄성 변형 한계, 6.5 g/cc의 밀도나 대안으로 4.5 g/cc 이하의 밀도를 갖는 금속으로 만들어질 수 있다.
요약하면, 전자 케이스는 탄성 한계가 1.5% 이상인 금속 재료를 사용한다. 또한 본 발명의 양호한 실시예에서, 전자 하드웨어에서 사용되는 금속 재료는 4 GPa의 경도, 보다 양호하게는 5.5 GPa 이상의 경도를 갖는다. 또한 보다 양호한 실시예에서, 금속 재료는 또한 10.9884 MPa-sqrt(m) 이상, 보다 양호하게는 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 갖는다. 보다 양호한 본 발명의 실시예에서 금속 재료의 밀도는 6.5 g/cc미만이다. 이것들은 금속 프레임의 구조적 속성이 아니라 프레임의 원하는 재료 속성임을 유념해야 한다. 벌크-응고 비결정질 합금의 사용으로 본 발명의 이와 같은 원하는 속성을 제공할 수 있다.
부가해서, 대부분의 전자제품 프레임 및 케이스에서 필요로 하는 많은 상이한 코너 및 각 때문에, 비결정질 합금 재료는 연장 시간 동안 형성될 수 있어야 한다. 도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 벌크 비결정질 합금은 상기 용융 온도로부터 유리 전이 온도까지 자신들의 유동성을 유지하기 때문에, 유리 전이 온도 이하로는 상당한 응력이 누적하지 않는다. 또한, 벌크 비결정질 합금의 응결 수축은 종래 금속의 응결 수축보다 훨씬 덜하다. 이와 같이, 벌크 비결정질 합금의 이러한 특징은 몰딩되거나 캐스팅되어 변형 없이 그리고 비용이 드는 포스트-형성 제조 단계를 요구함이 없이 전자 케이스와 관련된 매우 복잡한 형상을 재생성할 수 있다.
따라서, 일실시예에서는, 재료가 연장 시간 동안 유리 전이 범위 근처의 온도에서 형성될 수 있도록, 20℃/분에서의 차동 스캐닝 열량 측정법(Differential Scanning Calorimetry("DSC") measurement)에 의해 결정되는 바와 같은 30℃이상의 △Tsc, 양호하게는 60℃이상의 △Tsc, 보다 양호하게는 90℃이상의 △Tsc를 갖는 벌크-응고 비결정질이 활용된다. 이와 같은 실시예에서, "유리 전이 온도 근처"는, 형성 동작이 유리 전이 온도이상에서나, 유리 전이 온도보다 약간 아래에서나 또는 유리 전이 온도에서 수행되며, 적어도 결정화 온도 Tx 보다 아래에서 수행되는 것을 의미한다. 최종 몰딩된 제품이 비결정질 합금 공급원로의 높은 탄성 한계를 유지하는 것을 보장하기 위해서는, 몰딩 프로세스의 온도 및 시간이 아래의 표1에 도시된 최대 온도에 따라 양호하게 제한된다(온도 단위는 ℃임).
표1: 몰딩 온도 제한
T Tmax Tmax(Pr.) Tmax(M.Pr.)
Tsc ＞90 Tsc+1/2 Tsc Tsc+1/4 Tsc Tsc
Tsc ＞60 Tsc+1/4 Tsc Tsc Tg
Tsc ＞30 Tsc Tg Tg-30

여기서 Tmax는 몰딩 프로세스 동안의 최대 허용가능 온도이고, Tmax(Pr.)는 선호하는 최대 허용가능 온도이며, Tmax(M. Rp.)은 몰딩 프로세스 동안 가장 선호하는 최대 허용가능 온도이다.
위의 표에서, Tg, Tsc 및 Tx는 20℃/min에서의 표준 DSC 스캔으로부터 결정되고, Tg는 유리 전이의 개시 온도(onset temperature)로서 정의되며, Tsc는 과냉각 액체 영역의 개시 온도로서 정의되며, Tx는 결정화의 개시 온도로서 정의되며, △Tsc는 Tx와 Tsc간의 차이로서 정의된다. 모든 온도 단위는 ℃이다.
위의 기계적, 부식 및 처리능력 요건을 충족하는 Zr 및 Ti를 기반으로 한 군에 기초하여, 벌크-응고 비결정질 합금군은 다음의 분자식: (Zr,Ti)a(Ni,Cu,Fe)b(Be,Al,Si,B)c으로 서술되며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 30 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 약 5 내지 60의 범위 내에 있으며, "c"는 약 0 내지 50의 범위 내에 있다. 상기 분자식은 모든 종류의 벌크-응고 비결정질 합금을 포함하는 것은 아니다라는 것을 유념해야 한다. 예를 들어, 이와 같은 벌크-응고 비결정질 합금은 상당한 농도의 다른 전이 금속을 함유하며, 예를 들어 Nb, Cr, V, Co와 같은 전이 금속을 약 20%까지의 원자 백분율로 함유할 수 있다. 하나의 예시적인 벌크-응고 비결정질 합금군은 다음의 분자식: (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c로 정의되며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 40 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 약 5 내지 50의 범위 내에 있으며, "c"는 약 5 내지 50의 범위 내에 있다. 하나의 예시적인 벌크-응고 비결정질 합금 조성은 Zr41Ti14Ni10Cu12.5Be22.5이다. 또다른 보다 양호한 조성은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c에 의해 정의되며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 40 내지 65의 범위 내에 있고, "b"는 약 7.5 내지 35의 범위 내에 있으며, "c"는 약 10 내지 37.5의 범위 내에 있다. 또다른 양호한 Be가 아닌 Zr/Ti를 기반으로 한 합금군은 분자식 (Zr)a(Nb,Ti)b(Ni,Cu)c(Al)d로 서술되며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 약 40 내지 65의 범위 내에 있고, "b"는 약 0 내지 10의 범위 내에 있으며, "c"는 약 20 내지 30의 범위 내에 있으며, "d"는 7.5 내지 15의 범위 내에 있다. 부가해서, 이러한 Zr/Ti를 기반으로 한 벌크-응고 비결정질 합금은 매우 높은 부식 저항을 갖는다.
적절한 벌크-응고 비결정질 합금의 다른 세트는 철금속(Fe, Ni, Co)를 기반으로 하는 조성이다. 그러한 조성의 예가 미국특허 제6,325,868호, (A. Inoue et.al., Appl. Phys. Lett., Volume 71, p 464(1997)), (Shen et. al., Mater. Trans., JIM, Volume 42, p 2136(2001)), 및 일본특허출원 2000126277(Publ. #. 2001303218 A)에 개시되어 있으며, 이 문헌들은 본 명세서에서 원용된다. 이와 같은 합금의 하나의 예시적인 조성이 Fe72Al5Ga2P11C6B4이다. 이와 같은 합금의 하나의 다른 예시적인 조성이 Fe72Al7Zr10Mo5W2B15이다. 이러한 합금 조성이 Zr을 기반으로 하는 합금 시스템처럼 처리가능한 것은 아니지만, 그럼에도 이와 같은 재료는 본 명세서에서 활용되기에 충분한 약 0.5 mm 이상의 두께에서 처리될 수 있다. 부가해서, 이와 같은 재료의 밀도는 일반적으로 높아서 6.5 g/cc 내지 8.5 g/cc이며, 재료의 경도도 또한 높아서 7.5 GPa 내지 12 GPa 이상이어서 이러한 재료를 몇몇 고내마모용 용도(high wear application)에 특히 흥미를 끌게 한다. 유사하게, 이와 같은 재료는 1.2%보다 높은 탄성 변형 한계 및 2.5 GPa 내지 4 GPa의 항복 강도를 갖는다.
벌크-응고 비결정질 합금의 Zr/Ti 및 Fe를 기반으로 한 군은 이와 같은 재료의 물리적 특성의 고유한 조합 때문에 본 발명의 전자제품 프레임의 구성에 양호하다.
도 7 내지 도 13에 의해 도시된 바와 같이, 본 발명의 벌크-응고 비결정질 합금은 어떠한 영구적인 변형이나 파손 없이 1.5% 이상까지 변형을 지탱할 수 있으며, 및/또는 약 10.9884 MPa-sqrt(m) 이상, 보다 구체적으로는 약 21.9769 MPa-sqrt(m) 이상의 파괴 인성을 가지며, 및/또는 약 4 GPa 이상, 보다 구체적으로는 약 5.5 GPa 이상의 높은 경도값을 갖는다. 종래의 재료와 비교해서, 적절한 벌크 비결정질 합금은 약 2 GPa 이상의 항복 강도 레벨을 가지며 현재 상태의 티타늄 합금을 초월한다.
일반적으로, 벌크 비결정질 합금의 결정 석출물은 위에서 언급한 물리적 속성, 특히 파괴 인성 및 경도에 매우 해롭기 때문에, 가능한 한 작은 부피율(minimum volume fraction)이 바람직하다. 그렇지만, 연성의 금속 결정 상 석출물이 벌크 비결정질 합금의 프로세싱 동안 내부에 놓이는 경우가 있으며, 이러한 연성 석출물은 벌크 비결정질 합금의 특성, 특히 인성 및 연성에 유리한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이와 같은 이로운 석출물을 포함하는 벌크 비결정질 합금 역시 본 발명에 포함된다. 하나의 예시적인 케이스가 (C.C. Hays et.al, Physical Review Letters, Vol 84, p 2901, 2000)에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에서 원용된다.
순수 벌크 비결정질 합금을 위에서 설명하였으나, 이와 같은 합금은 또한 예를 들어 SiC, 다이아몬드, 탄소 섬유와 같은 다른 재료 및 몰리브덴과 같은 금속을 이용해서 다양한 복합물 구조에서 생성될 수 있다. 이와 같은 벌크 비결정질 매트릭스 복합물을 형성하는데 용융 함침법(melt infiltration) 및 열가소 성형법과 같은 다양한 방법이 사용될 수 있다. 벌크 비결정질 금속의 복합물은 미국특허 제5,886,254호 및 제5,567,251호(이러한 문헌 각각은 그 전체가 본 명세서에 원용된다)에 개시되어 있다. 벌크 비결정질 매트릭스 복합물은 탄소 섬유와 같은 다양한 보강재를 포함하기 때문에, 기계적 특성은 특정한 필요에 적합될 수 있다. 몇 가지 예만을 우에서 언급하였지만, 벌크 비결정질 매트릭스 복합물은 탄소 섬유와 같은 다양한 보강재를 포함할 수 있기 때문에, 이와 같은 재료의 기계적 속성은 특정한 필요에 적합될 수 있음을 유념해야 한다. 예를 들어, 탄소 섬유 보강재를 체적 당 50%까지 사용하면 밀도는 3.5 g/cc로 감소될 수 있으며 탄성율은 300 GPa까지 증가하여, 높은 비강성(specific stiffness: 영률/밀도)을 얻을 수 있다. 이러한 수치는 탄소 섬유 및 SiC 미립자 및 섬유와 같은 재료의 부피율을 높이며 더욱 증가될 수 있다. 보다 양호하게는, 벌크 비결정질 합금의 혼합 복합물은 탄소 섬유, SiC 미립자 및 몰리브덴과 같은 다른 금속의 조합으로 만들어져서 5 GPa 이상의 굽힘 강도(flexural strength), 3 g/cc 내지 6 g/cc의 매우 낮은 밀도에서 인성 및 고강도의 뛰어난 조합을 제공한다. 이러한 실시예에서, 보강재 재료는 바람직하게는 체적 당 복합물의 20% 내지 80%이다.
위의 설명은 복합물의 구성을 상세하게 설명하지는 않지만, 보강재 재료의 방향 및 형상은 적합하게 될 수 있으며, 예를 들어 원하는 속성(예를 들어 강도)이 금속 프레임의 길이 및 폭에 평행한 방향으로 최적화되도록 재료가 정렬될 수 있음을 유념해야 한다. 부가해서, 합성 보강재 재료는 섬유, 미립자, 휘스커(whisker), 또는 특정한 사용을 위한 재료의 속성에 적합한 다른 적절한 형상에 제공될 수 있다.
그럼에도 불구하고 두께가 0.010 mm 이상인 다이아몬드, TiN, SiC와 같은 높은 내화 재료 및 높은 경도 재료의 코팅을 제공함으로써 벌크-응고 비결정질 합금 및 복합물의 금속 프레임은 훨씬 경도가 높고 그래서 내구성이 강하게 만들어질 수 있다. 벌크-응고 비결정질 합금은 이와 같은 얇은 코팅에 매우 효과적인 지지를 제공할 것이기 때문에 프레임은 스크래치 및 칩-오프에 대해 보다 양호하게 보호될 것이다.
부가해서, 금속 프레임은 금속 프레임의 심미성 및 색상을 향상시키도록 추가 처리될 수 있다. 예를 들어, 금속 프레임은 향상된 심미성를 위해 청색, 자주색과 같은 원하는 색을 제공하도록 양극 처리(금속의 전자화학적 산화)와 같은 임의의 적절한 전자화학적 프로세싱이 수행될 수 있다. 이와 같은 양극 처리 코팅은 또한 제2의 주입(즉, 유기적 그리고 무기적 컬러링, 평활 보조(lubricity aids) 등)을 허용하기 때문에, 추가의 심미성나 기능적 프로세싱이 상기 양극 처리된 금속 프레임에 대해 수행될 수 있다. 이와 같은 실시예에서는, 임의의 적절한 종래의 양극 처리 프로세스가 사용될 수 있다.
위의 설명이 본 발명의 금속 프레임에서의 벌크-응고 비결정질 합금 재료의 사용에 초점이 맞춰져 있지만, 종래의 재료도 역시 금속 프레임의 다른 부분의 구성에 사용될 수 있음을 유념해야 한다. 예를 들어, 프레임의 내부 벽 또는 외부 벽은 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 폴리아미드 코폴리머 등과 같은 열가소성 재료로 일반적으로 만들어지는 하나 이상의 장식층 및 보호층을 포함할 수 있다. 부가해서, 상기 금속 프레임과 외부의 장식벽 또는 보호벽간에 접착을 제공하기 위해 접착막으로 에워싸여진 합성 열경화가능 발포체(synthetic thermohardenable foam)로 양호하게 만들어진 필터 코어가 될 수 있다.
본 발명은 또한 벌크-응고 비결정질 합금으로부터 금속 전자제품 프레임을 제조하는 방법에 관한 것이다. 도 14는 본 발명의 벌크-응고 비결정질 합금 제품을 형성하는 프로세스에 대한 흐름도를 도시하며, 상기 방법에서는 공급원료를 제공하며(단계1), 몰딩 프로세스의 케이스에서, 이 공급원료는 비결정질 형태의 고체 조각이지만, 캐스팅 프로세스의 케이스에서, 이 공급원료는 용융 온도 이상의 온도의 액체 합금(합금 용탕)이며; 상기 공급원료를 냉각시키는 동안 용융 온도에서 또는 용융 온도 이상에서 원하는 형상으로 캐스팅하거나(단계2a), 상기 공급원료를 유리 전이 온도 이상으로 가열하고 그 합금을 원하는 형상으로 몰딩한다(단계2b). 영구적인 몰드 캐스팅, 다이 캐스팅 또는 평면 플로 캐스팅(planar flow casting)과 같은 연속적인 프로세스와 같은 임의의 적절한 캐스팅 프로세스가 본 발명에서 활용될 수 있다. 하나의 이와 같은 다이-캐스팅 프로세스가 미국특허 제5,711,363호에 개시되어 있으며, 이 문헌은 본 명세서에 원용된다. 마찬가지로, 다양한 몰딩 동작이 사용될 수 있는 바, 예를 들면, 블로 몰딩법(blow molding)(공급원료 재료의 일부를 클램핑하여 이 클램핑된 영역의 반대면에 압력차를 인가하는 방법), 다이-형성법(die-forming)(공급원료 재료를 다이 공동으로의 강제주입법), 및 전사 다이(replication die)로부터 표면 특성의 전사(replication)가 사용될 수 있다. 미국특허 제6,027,586호, 제5,950,704호, 제5,896,642호, 제5,324,368호, 및 제5,306,463호(이 문헌들 각각은 그 전체가 본 명세서에 원용된다)에는 유리 전이 속성을 활용하여 벌크-응고 비결정질 합금의 몰딩된 제품을 형성하는 방법이 개시되어 있다. 후속의 프로세싱 단계를 사용하여 본 발명의 비결정질 합금 제품을 완성할 수 있지만(단계3), 벌크 비결정질 합금 및 복합물의 기계적 특성은 열처리나 기계적 작업과 같은 후속의 프로세스를 위한 어떠한 필요 없이 캐스팅 및/또는 몰딩된 형태로서 얻어질 수 있다는 것을 유념해야 한다. 부가해서, 일 실시예에서, 벌크-응고 비결정질 합금 및 이것들의 복합물은 2-단계 프로세스에서 복잡한 니어-넷 형상(complex near-net shapes)으로 형성된다. 이러한 실시예에서는, 캐스팅 및 몰딩의 정밀성 및 니어-넷 형상이 유지된다.
대안적으로, 금속 프레임은 스탬핑 및/또는 다이-형성 동작에 의해 벌크-응고 비결정질 합금 및 복합물의 시트로부터 제조될 수 있다. 양호하게, 상기 스탬핑 및 다이-형성 동작은 미국특허 제5,324,368호 및 제5,896,642호(이 문헌들 각각은 그 전체가 원용된다)에 개시된 바와 같이 유리 전이 온도 근처에서 수행된다. 상기 금속 프레임은 또한 기계가공 및 절단 동작에 의해 벌크-응고 비결정질 합금 및 복합물의 시트로부터 제조될 수 있다. 양호한 기계가공 및 절단 동작의 예로는 워터-젯(water-jet), 레이저 절단, 전자 방전 기계가공이 있다. 양호하게, 상기 스탬핑 및 다이-형성 동작은 미국특허 제5,324,368호 및 제5,896,642호(이 문헌들 각각은 그 전체가 원용된다)에 개시된 바와 같은 유리 전이 온도 근처에서 수행된다. 부가해서, 상기 금속 프레임은 다양한 슬롯 및 홀들을 이용해서 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나, 또는 다이-형성되어, 전자 하드웨어, 평면 패널 디스플레이의 동작에서 발생되는 열에 대해 향상된 냉각을 제공할 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 상기 금속 프레임은 또한 다양한 슬롯 및 홀을 이용하여 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나 또는 다이-형성되어, 내부 사운드 시스템 및 스피커에 향상된 성능을 제공할 수 있다. 마지막으로, 또다른 그와 같은 실시예에서, 상기 금속 프레임은 또한 다양한 슬롯 및 홀을 이용하여 기계가공되거나, 절단되거나, 스탬핑되거나 또는 다이-형성되어, 키보드, 마우스, 트랙 패드 및 다른 다양한 부가장치 및 다른 그러한 부착물에 공간을 제공할 수 있다.
활용되는 실제의 형성 기술에 관계없이, 종래의 제조 기술을 사용융서 벌크-응고 비결정질 합금 구성요소 근처에 전자제품 프레임의 나머지가 형성된다(단계4). 예를 들어, 본 발명에 따른 휴대형 컴퓨터용 전자제품 프레임 형성 방법이 미국특허 제5,237,486호에 개시되어 있으며, 상기 문헌은 본 명세서에 원용된다.
비교적 간단한 전자제품 프레임 설계가 도 1 내지 도 5에 도시되어 있지만, 벌크-응고 비결정질 금속 및 복합물로 만들어진 구조를 형성하는 그러한 니어-넷 형상 프로세스를 활용하면, 전자제품 프레임 복합물 구조의 보다 복잡하고 향상된 설계가 달성될 수 있음을 유념해야 한다.
본 명세서에서는 특정한 실시예를 개시하였지만, 당업자는 축어적으로 또는 등가의 원리 중 어느 하나에 따른 첨부의 특허청구범위의 범주 내에 존재하는 벌크-응고 비결정질 합금 전자 디바이스 프레임을 생성하기 위해 대안의 벌크-응고 비결정질 합금 전자 디바이스 프레임 및 방법을 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

Claims (77)

  1. 전자 제품용 금속 프레임에 있어서,
    하나 이상의 수용부를 형성하는 복수의 벽을 구비한 본체
    를 포함하며,
    상기 수용부는 하나 이상의 전자 부품을 적어도 부분적으로 에워싸도록 설계되고, 상기 본체의 적어도 일부분은 벌크-응고 비결정질 합금 재료로 형성되며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 1.5% 이상의 탄성 한계를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu,Fe)b(Be,Al,Si,B)c이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 30 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 5 내지 60의 범위 내에 있으며, "c"는 50 이하의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임.
  3. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 5 내지 50의 범위 내에 있으며, "c"는 5 내지 50의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임.
  4. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr)a(Nb,Ti)b(Ni,Cu)c(Al)d이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 65의 범위 내에 있고, "b"는 10 이하의 범위 내에 있으며, "c"는 20 내지 30의 범위 내에 있으며, "d"는 7.5 내지 15의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임.
  5. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 Zr41Ti14Ni10Cu12.5Be22.5인 전자 제품용 금속 프레임.
  6. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 Fe72Al5Ga2P11C6B4 또는 Fe72Al7Zr10Mo5W2B15인 것을 특징으로 하는 전자 제품용 금속 프레임.
  7. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성(fracture toughness)을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  8. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 21.9769 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성(fracture toughness)을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  9. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 4 GPa의 경도값을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  10. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 5.5 GPa의 경도값을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  11. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 2.0%의 탄성 한계를 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  12. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 Fe, Ni, 및 Co로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 기반으로 하는 전자 제품용 금속 프레임.
  13. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 2.0 GPa 이상의 항복 강도를 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  14. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 Fe, Ni, 및 Co로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 기반으로 하며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 탄성 한계는 1.5% 이상이며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 경도는 7.5 GPa 이상인 전자 제품용 금속 프레임.
  15. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 Fe, Ni, 및 Co로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 원소를 기반으로 하고, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 탄성 한계는 1.5% 이상이며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금의 파괴 인성은 적어도 21.9769 MPa-sqrt(m) 이며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 밀도는 6.5 g/cc 이하인 전자 제품용 금속 프레임.
  16. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금으로부터 형성되는 적어도 일부분은 리브형, 벌집형 및 I-빔형으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 지지 구조로 설계되어, 상기 전자 제품용 금속 프레임이 적어도 1.5%의 변형 레벨에서는 가소성 변형을 겪지 않는 전자 제품용 금속 프레임.
  17. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 연성의 금속 결정상 석출물(ductile metallic crystalline phase precipitate)을 포함하는 전자 제품용 금속 프레임.
  18. 제1항에 있어서, 하나의 이상의 개구를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임.
  19. 제18항에 있어서, 상기 개구를 통하여 상기 하나 이상의 전자 부품에 대한 조작이 가능한 것을 특징을 하는 전자 제품용 금속 프레임.
  20. 제1항에 있어서, 상기 전자제품 프레임은 적어도 2개의 개별 부분으로 이루어지는 전자 제품용 금속 프레임.
  21. 제20항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 상기 2개의 개별 부분은 고정 상태 또는 가동 상태로 부착된 전자 제품용 금속 프레임.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 상기 2개의 개별 부분은 접착제, 나사 및 스냅-커넥터로 이루어지는 군 중에서 선택되는 하나의 커넥터에 의해 서로 결합되는 전자 제품용 금속 프레임.
  23. 제1항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분은 TiN, SiC 및 다이아몬드로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 고경도 재료(high-hardened material)로 코팅되는 전자 제품용 금속 프레임.
  24. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금으로 만들어진 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 상기 일부분은 양극처리되는 전자 제품용 금속 프레임.
  25. 삭제
  26. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금으로부터 형성되는 적어도 일부분은 적어도 0.5 mm의 두께를 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  27. 제1항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임은 셀룰러 폰, PDA, 휴대형 컴퓨터, 또는 디지털 카메라용 케이스의 형태인 전자 제품용 금속 프레임.
  28. 제1항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임은 전자 간섭으로부터 상기 전자 부품을 적어도 부분적으로 보호하는 전자 제품용 금속 프레임.
  29. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.17의 탄성 한계 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  30. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.25의 항복 강도 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  31. 제1항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 상기 벌크-응고 비결정질 합금 부분은 100 미크론 이하의 표면 특성을 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  32. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 30℃보다 큰 △Tsc를 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  33. 제1항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 60℃보다 큰 △Tsc를 갖는 전자 제품용 금속 프레임.
  34. 전자 제품용 금속 프레임에 있어서,
    적어도 하나의 수용부를 형성하는 복수의 벽을 구비한 본체
    를 포함하며,
    상기 수용부는 하나 이상의 전자 부품을 적어도 부분적으로 에워싸도록 설계되고,
    상기 본체의 적어도 일부분은 벌크-응고 비결정질 합금 재료로 형성되며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 1.5% 이상의 탄성 한계 및 30℃보다 큰 △Tsc를 가지며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 4.5 GPa 이상의 경도, 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 특성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임.
  35. 전자 제품용 금속 프레임에 있어서,
    적어도 하나의 수용부를 형성하는 복수의 벽을 구비한 본체
    를 포함하며,
    상기 수용부는 하나 이상의 전자 부품을 적어도 부분적으로 에워싸도록 설계되고,
    상기 본체의 적어도 일부분은 벌크-응고 비결정질 합금 재료로 형성되며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 1.5% 이상의 탄성 한계 및 30℃보다 큰 △Tsc를 가지며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 또한 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 5.5 GPa 이상의 경도, 적어도 21.9769 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 속성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임.
  36. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    적어도 1.5%의 탄성 한계 및 30℃보다 큰 △Tsc를 갖는 벌크-응고 비결정질 합금으로부터 블랭크를 준비하는 단계;
    상기 벌크-응고 비결정질 합금의 유리 전이 온도 근처에서 상기 블랭크를 가열하는 단계; 및
    하나 이상의 전자 부품을 에워싸도록 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분을 형성하기 위해 상기 블랭크를 몰딩하는 단계
    를 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 5 내지 50의 범위 내에 있으며, "c"는 5 내지 50의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr)a(Ni,Ti)b(Ni,Cu)c(Al)d이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 65의 범위 내에 있고, "b"는 10 이하의 범위 내에 있으며, "c"는 20 내지 30의 범위 내에 있으며, "d"는 7.5 내지 15의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  39. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 철금속을 기반으로 하고, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 경도는 7.5GPa 이상이며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 밀도는 8.5 g/cc 이하인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  40. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 연성의 금속 결정상 석출물을 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  41. 제36항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임 전체는 벌크-응고 비결정질 합금으로 형성되는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  42. 제36항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자 부품 중 적어도 하나를 조작할 수 있도록 상기 전자 제품용 금속 프레임 내에 하나 이상의 개구를 형성하기 위해 상기 형성된 전자 제품용 금속 프레임을 절단하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  43. 제36항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분을 SiC, 다이아몬드 및 TiN으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 고경도 재료로 코팅하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  44. 제36항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임에 제2 전자 제품용 금속 프레임을 탑재시키는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  45. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금으로 만들어진 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 상기 일부분을 양극 처리하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  46. 삭제
  47. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 경도는 5.5 GPa 이상인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  48. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 파괴 인성은 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  49. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 밀도는 6.5 g/cc 이하인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  50. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.17의 탄성 한계 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  51. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.25의 항복 강도 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  52. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 탄성 한계는 2.0% 이상인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  53. 제36항에 있어서, 100 미크론 이하의 표면 형태를 상기 블랭크에 전사하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  54. 제36항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 60℃보다 큰 △Tsc를 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  55. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    벌크-응고 비결정질 합금으로부터 블랭크를 준비하는 단계;
    상기 벌크-응고 비결정질 합금의 유리 전이 온도 근처에서 상기 블랭크를 가열하는 단계; 및
    적어도 하나의 전자 부품을 에워싸도록 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분을 형성하기 위해 상기 블랭크를 몰딩하는 단계
    를 포함하며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 1.5% 이상의 탄성 한계 및 30℃보다 큰 △Tsc를 가지며, 또한 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 4.0 GPa 이상의 경도, 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 속성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  56. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    벌크-응고 비결정질 합금으로부터 블랭크를 준비하는 단계;
    상기 벌크-응고 비결정질 합금의 유리 전이 온도 근처에서 상기 블랭크를 가열하는 단계; 및
    적어도 하나의 전자 부품을 에워싸도록 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분을 형성하기 위해 상기 블랭크를 몰딩하는 단계
    를 포함하며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 2.0% 이상의 탄성 한계 및 60℃보다 큰 △Tsc를 가지며, 또한 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 5.5 GPa 이상의 경도, 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 고파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 속성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  57. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    용융 온도 이상의 온도의 합금 용탕의 형태로 공급원료를 준비하는 단계; 및
    벌크-응고 비결정질 합금의 전자 제품용 금속 프레임의 일부를 형성하도록 상기 공급원료를 캐스팅하는 단계
    를 포함하며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 적어도 1.5%의 탄성 한계 및 30℃ 이상의 △Tsc를 가지며, 상기 전자 제품용 금속 프레임은 적어도 하나의 전자 부품을 에워싸도록 설계되는
    전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  58. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr,Ti)a(Ni,Cu)b(Be)c이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 75의 범위 내에 있고, "b"는 5 내지 50의 범위 내에 있으며, "c"는 5 내지 50의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  59. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 분자식은 (Zr)a(Nb,Ti)b(Ni,Cu)c(Al)d이며, 여기서 "a"는 원자 백분율로 40 내지 65의 범위 내에 있고, "b"는 10 이하의 범위 내에 있으며, "c"는 20 내지 30의 범위 내에 있으며, "d"는 7.5 내지 15의 범위 내에 있는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  60. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 철금속을 기반으로 하며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 경도는 7.5 GPa 이상이며, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 밀도는 8.5 g/cc 이하인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  61. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금은 연성의 금속 결정상 석출물을 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  62. 제57항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임 전체는 벌크-응고 비결정질 합금으로 형성되는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  63. 제57항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 부품 중 적어도 하나를 조작할 수 있는 적어도 하나의 개구를 상기 전자 제품용 금속 프레임 내에 형성하도록 상기 형성된 전자 제품용 금속 프레임을 절단하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  64. 제57항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 일부분을 SiC, 다이아몬드 및 TiN으로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 고경도 재료로 코팅하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  65. 제57항에 있어서, 상기 전자 제품용 금속 프레임에 제2 전자 제품용 금속 프레임을 탑재시키는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  66. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금으로 만들어진 상기 전자 제품용 금속 프레임의 적어도 상기 일부분을 양극 처리하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  67. 삭제
  68. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 경도는 5.5 GPa 이상인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  69. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 파괴 인성은 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  70. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금의 밀도는 6.5 g/cc 이하인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  71. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.17의 탄성 한계 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  72. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 적어도 0.25의 항복 강도 대 밀도 비율을 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  73. 제57항에 있어서, 상기 벌크-비결정질 합금 재료의 탄성 한계는 2.0% 이상인 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  74. 제57항에 있어서, 100 미크론 이하의 표면 특성을 상기 블랭크에 전사하는 단계를 더 포함하는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  75. 제57항에 있어서, 상기 벌크-응고 비결정질 합금 재료는 60℃보다 큰 △Tsc를 갖는 전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  76. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    용융 온도 이상의 온도의 합금 용탕의 형태로 공급원료를 준비하는 단계; 및
    벌크-응고 비결정질 합금의 전자 제품용 금속 프레임의 일부를 형성하기 위해 상기 공급원료를 캐스팅하는 단계
    를 포함하며,
    상기 전자 제품용 금속 프레임은 적어도 하나의 전자 부품을 에워싸도록 설계되며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 1.5% 이상의 탄성 한계 및 30℃보다 큰 △Tsc를 가지며, 또한 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 4.0 GPa 이상의 경도, 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 속성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
  77. 전자 제품용 금속 프레임을 제조하는 방법에 있어서,
    용융 온도 이상의 온도의 합금 용탕의 형태로 공급원료를 준비하는 단계; 및
    벌크-응고 비결정질 합금의 전자 제품용 금속 프레임의 일부를 형성하도록 상기 공급원료를 캐스팅하는 단계
    를 포함하며,
    상기 전자 제품용 금속 프레임은 적어도 하나의 전자 부품을 에워싸도록 설계되며,
    상기 벌크-응고 비결정질 합금은 2.0% 이상의 탄성 한계 및 60℃보다 큰 △Tsc를 가지며, 또한 2.0 GPa 이상의 항복 강도, 5.5 GPa 이상의 경도, 적어도 10.9884 MPa-sqrt(m)의 파괴 인성, 및 6.5 g/cc 이하의 밀도로 이루어지는 군으로부터 선택되는 물리적 속성 중 적어도 2개를 갖는
    전자 제품용 금속 프레임 제조 방법.
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