KR101225838B1

KR101225838B1 - 금속 베젤에 유리 인서트를 일체형으로 트랩하기 위한 방법 및 제조된 전자 디바이스

Info

Publication number: KR101225838B1
Application number: KR1020127006575A
Authority: KR
Inventors: 카일 예이츠
Original assignee: 애플 인크.
Priority date: 2007-07-12
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2013-01-23
Also published as: EP2530555A1; US20090017263A1; EP2176017A1; US8738104B2; TWI466739B; EP2176017B1; US20140254073A1; TW201221248A; WO2009009764A1; JP2010533070A; US20150360283A1; HK1143109A1; JP5265676B2; JP5661144B2; US9148972B2; EP3540560B1; KR20100036365A; KR20120040274A; KR101165892B1; CN101815594B

Abstract

투명 부재 및 금속 부재로부터 형성된 전체 조립체를 생성하기 위한 방법들 및 장치가 개시된다. 본 발명의 하나의 양태에 따르면, 방법은 인서트 몰딩을 위해 구성된 몰드에 투명 부재를 배치하는 단계, 및 상기 몰드 안에 액체 금속을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 몰드 내의 상기 액체 금속을 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 액체 금속을 경화시키는 단계는 상기 금속을 상기 투명 부재에 바인딩하여 일체형 조립체를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

금속 베젤에 유리 인서트를 일체형으로 트랩하기 위한 방법 및 제조된 전자 디바이스{METHODS FOR INTEGRALLY TRAPPING A GLASS INSERT IN A METAL BEZEL AND PRODUCED ELECTRONIC DEVICE}

[관련 출원]

이 출원은 (ⅰ) 본원에 참고로 통합되는, "Insert Molding Liquid Metal Around Glass"라는 명칭의, 2007년 7월 12일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 60/949,449; 및 (ⅱ) 본원에 참고로 통합되는, "Methods and Systems for Integrally Trapping a Glass Insert in a Metal Bezel"이라는 명칭의, 2007년 12월 13일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 61/013,600의 우선권을 주장한다.

본 발명은 일체형 유리 및 금속 부품들을 생성하는 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.

휴대폰, 디지털 음악 플레이어, 및 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스와 같은 전자 디바이스들의 제조 중에, 하우징 등의 안에 종종 투명한 컴포넌트들이 유지된다. 예로서, 다수의 전자 디바이스들은 금속 하우징에 의해 유지되는 유리 또는 플라스틱 창들을 포함하는 디스플레이들을 갖는다. 일반적으로, 금속 프레임 또는 하우징이 형성되고, 그 형성된 프레임 또는 하우징 안에 유리 컴포넌트 또는 플라스틱 컴포넌트가 삽입된다.

금속 프레임 및 유리 컴포넌트를 함께 적당히 고정(secure)하게 하기 위하여, 금속 프레임과 유리 컴포넌트 사이의 적합(fit)과 관련된 허용 오차(tolerance)들은 엄격하게 유지되어야 한다. 즉, 유리 컴포넌트가 금속 프레임 안에 삽입되어 제자리에 유지될 수 있도록 금속 프레임과 유리 컴포넌트 사이의 허용 오차 정합(tolerance match)이 유지된다. 금속 프레임 및 그 안에 삽입된 유리 컴포넌트를 포함하는 전체 조립체(assembly)는 프레스 핏(press fit)에 의해, 접착 재료를 이용하여, 및/또는 나사와 같은 기계적 구조를 이용하여 함께 유지될 수 있다. 만약 금속 프레임과 유리 컴포넌트 사이의 허용 오차 정합이 엄격하게 유지되지 않는다면, 전체 조립체의 무결성(integrity)은 손상될 수 있다. 비교적 작은 조립체들에 대하여, 허용 오차 부정합이 발생하지 않을 것 같도록 금속 프레임들과 유리 컴포넌트들 사이에 엄밀한 허용 오차들을 유지하는 것은 어려울 수 있다.

그러므로, 금속 프레임 및 유리 컴포넌트, 또는 금속 프레임 및 플라스틱 컴포넌트와 관련된 허용 오차들이 실질적으로 완화되는 것을 허용하는 방법 및 디바이스가 요구된다.

본 발명은 금속 부재와 일체형으로 형성되는 투명 부재를 포함하는 조립체를 가능하게 하는 기법들에 관한 것이다.

본 발명은 방법, 시스템, 디바이스, 또는 장치를 포함하는, 그러나 이들에 제한되지 않는, 다수의 방법으로 구현될 수 있다. 본 발명의 예시의 실시예들이 아래 설명된다.

본 발명의 하나의 양태에 따르면, 방법은 인서트 몰딩(insertion molding)을 위해 구성된 몰드에 투명 부재를 배치하는 단계, 및 상기 몰드 안에 액체 금속을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 몰드 내의 상기 액체 금속을 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 액체 금속을 경화시키는 단계는 상기 금속을 상기 투명 부재에 바인딩하여 일체형 조립체(integral assembly)를 생성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 일체형 조립체를 형성하는 방법은 몰드에 투명 부재를 배치하고 금속 사출 몰딩(metal injection molding; MIM) 프로세스를 이용하여 상기 투명 부재 둘레에 금속을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 일체형 조립체를 생성하도록 상기 금속을 상기 투명 부재에 바인딩하기 위해 상기 투명 부재 둘레에 적어도 부분적으로 상기 금속을 수축시키는(shrinking) 단계를 포함한다. 하나의 실시예에서, 상기 금속을 수축시키는 단계는 대략 20 퍼센트와 대략 30 퍼센트 사이만큼 상기 금속을 수축시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 방법은 투명 부재의 에지에 컴플라이언트 재료(compliant material)의 적어도 하나의 층을 적용하는 단계를 포함한다. 컴플라이언트 재료는 금속 부재 배열의 에지에 바인딩된다. 컴플라이언트 재료를 금속 부재 배열의 에지에 바인딩하는 것은 전체 조립체를 생성한다. 하나의 실시예에서, 상기 컴플라이언트 재료는 개스킷(gasket)이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 장치는 투명 부재, 금속 부재, 및 컴플라이언트 부재를 포함한다. 상기 투명 부재는 제1 채널을 포함하고, 상기 금속 부재는 제2 채널을 포함한다. 상기 컴플라이언트 부재는 상기 컴플라이언트 부재가 상기 투명 부재를 상기 금속 부재에 연결하도록 상기 제1 채널 및 상기 제2 채널 내에 배열된다.

본 발명은 첨부 도면들과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 쉽사리 이해될 것이다. 첨부 도면들에서,
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인서트 몰딩 프로세스를 이용하여, 금속 부재 및 투명 부재, 예를 들면, 유리를 포함하는 일체형 조립체를 생성하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리 플레이트와 같은 투명 부재에 금속을 형성하는 하나의 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MIM(metal injection molding)을 수반하는 일체형 조립체를 생성하는 하나의 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 채널들이 형성된 일체형 조립체에 포함될 수 있는 투명 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 제1 구성의 채널들이 형성된, 투명 부재, 예를 들면, 도 4a의 투명 부재(404)의 개략 사시도를 나타낸 것이다.
도 4c는 본 발명의 실시예에 따른 제2 구성의 채널들이 형성된, 투명 부재, 예를 들면, 도 4a의 투명 부재(404)의 개략 사시도를 나타낸 것이다.
도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재, 예를 들면, 도 4a의 투명 부재(404), 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 접합 피처들(bonding features)이 형성된 일체형 조립체에 포함될 수 있는 투명 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재, 예를 들면, 도 5a의 투명 부재(504), 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재 내의 개구 내에 투명 부재가 삽입되는 조립체의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재에 투명 부재가 효과적으로 접합되는 조립체, 예를 들면, 도 6a의 조립체(600)의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 MIM 프로세스의 굽기(baking) 및 수축(shrinkage) 단계 전의 투명 부재 및 금속 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 MIM 프로세스의 굽기 및 수축 단계 후의 투명 부재 및 금속 부재, 예를 들면, 도 7a의 투명 부재(704) 및 금속 부재(708)의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 컴플라이언트 재료의 층이 그 위에 형성된 투명 부재의 개략 상면도를 나타낸 것이다.
도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 컴플라이언트 재료의 층을 통하여 실질적으로 접촉하는 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 전체 조립체의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다.
도 8c는 본 발명의 실시예에 따른 도 8b의 전체 조립체의 개략 상면도를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컴플라이언트 재료의 층에 의해 실질적으로 분리되는 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 전체 조립체를 형성하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다.
도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 조립체를 포함하는 전자 디바이스의 제1 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 조립체를 포함하는 전자 디바이스의 제2 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 조립체를 포함하는 전자 디바이스의 제3 예를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 일체형으로 형성된 유리 및 금속 부품을 포함하는 하우징을 포함하는 전자 디바이스의 개략 사시도를 나타낸 것이다.

아래에서는 다양한 도면들을 참조하여 본 발명의 예시의 실시예들이 설명된다. 그러나, 본 발명은 이들 실시예들을 넘어 확장하기 때문에, 이 기술의 숙련자들은 이들 도면들에 관련하여 여기에 주어진 상세한 설명은 설명을 목적으로 하는 것임을 쉽사리 알 것이다.

창(window) 등을 포함하는, 전자 디바이스, 예를 들면, 휴대폰 또는 디지털 미디어 플레이어의 전체 하우징의 형성을 용이하게 하기 위해, 그 창을 포함하도록 일체형 조립체(integral assembly)가 형성될 수 있다. 이 일체형 조립체는 전체 하우징(overall housing)일 수 있는데, 전체 하우징은 유리 부재, 또는 플라스틱 부재, 및 금속 부재를 포함할 수 있기 때문이다. 다르게는, 일체형 조립체는 전체 조립체로 조립되도록 배열된 부품일 수 있고, 유리 부재, 또는 플라스틱 부재, 및 금속 부재를 포함할 수 있다. 일체형 조립체가 전체 조립체로 조립되도록 배열된 부품인 경우에, 금속 부재는 사실상 유리 부재의 에지 둘레에 형성되는 베젤(bezel)일 수 있다. 그러한 베젤은 금속으로부터 형성될 수 있지만, 베젤은 일반적으로 컴플라이언트 재료를 포함하는, 그러나, 컴플라이언트 재료를 포함하는 것에 제한되지 않는, 실질적으로 임의의 적합한 재료로부터 형성될 수 있다.

전체 하우징은 유리 부재 및 금속, 또는 플라스틱 부재 및 금속이 단일 통합 부품(single, unified piece)을 형성한다는 점에서 일체형(integral)이다. 유리 부재 및 금속을 포함하는 단일 통합 부품은 일반적으로 유리 부재와 금속 사이에 사실상 어떤 보이드(void), 갭(gap), 또는 공간도 없도록 형성된다. 유리 부재 및 금속은 실질적으로 직접 함께 접합된다.

유리 부재 둘레에 베젤을 형성하기 위해 다양한 상이한 방법들이 이용될 수 있다. 예로서, 유리 부재와 맞물리는 베젤을 일체형으로 형성하기 위해 인서트 몰딩 방법들(insertion molding methods) 및 금속 사출 몰딩(metal injection molding; MIM) 방법들이 이용될 수 있다. 인서트 몰딩은 이미 몰드 내에 있는 인서트 부품(insert piece)을 둘러싸기 위하여 몰드 안에 플라스틱이 주입되는 사출 몰딩 기법(injection molding technique)을 지칭한다. 하나의 실시예에 따르면, 본 발명은 인서트 몰딩 기법을 이용하지만, 금속 인서트 둘레에 플라스틱을 주입하는 것보다는, 유리 인서트 둘레에 액체 형태의 금속을 주입하는 것을 고려한다. 일단 경화되면, 금속 부재 및 유리 부재를 포함하는 단일 부품이 생성된다. 이 단일 부품은, 하나의 실시예에서, 일체형 유리 및 금속 조립체 또는, 더 일반적으로는, 일체형 조립체일 수 있다. 하나의 예에서, 금속 부재는 전자 디바이스의 하우징의 일부분일 수 있고 유리 부재는 전자 디바이스의 유리 창일 수 있다. 유리 창은 디스플레이 또는 터치 스크린을 덮는 보호 차폐물(protective shield)일 수 있고, 또는 그것은 디스플레이 또는 터치 스크린과 실질적으로 일체일 수 있다.

인서트 몰딩 프로세스에서 이용되는 금속은 일반적으로 액체 형태이다. 액체 형태의 금속은 예를 들면 플라스틱처럼 거동할 수 있는 금속들인, 비결정질 합금들, 또는 액체 원자 구조들을 갖는 합금들에 대응할 수 있다. 리퀴드메탈(LiquidMetal)은 액체 형태의 금속에 대한 하나의 적합한 예이다. 액체 금속의 열팽창률과 유사한 열팽창률을 갖는 액체 형태의 실질적으로 임의의 금속 또는, 더 일반적으로는, 재료가 인서트 몰딩 프로세스에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 인서트 몰딩 프로세스에서 이용될 수 있는 금속들은 일반적으로 강철 또는 알루미늄과 같은 사출 몰딩될 수 있는 금속들을 포함한다. 예를 들면, 유리 창 둘레에 베젤을 형성하기 위해 인서트 몰딩 프로세스에서 이용될 수 있는 다른 재료들은, 플라스틱(예를 들면, 폴리카보네이트, ABS 등) 및/또는 세라믹(예를 들면, 알루미나, 지르코니아(zirconia) 등)을 포함할 수 있다.

일체형 조립체는 일반적으로 유리를 포함하지만, 일체형 조립체는 대신에 실질적으로 임의의 적합한 투명 재료를 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 일반적으로, 적합한 투명 재료는 임의의 합성 투명 재료, 예를 들면, 합성 사파이어를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일체형 조립체는 또한 플라스틱과 같은 투명 재료를 포함할 수 있다.

유리 부재 둘레에 베젤을 형성하는 것은 베젤 및 유리 부재와 관련된 허용 오차 문제들을 실질적으로 제거한다. 베젤에 이용되는 재료(예를 들면, 금속)는 유리 부재 둘레에 액체 형태로 제공되기 때문에, 사실상 베젤에 관련하여 유지되어야 하는 허용 오차는 없다. 액체는 유리 부재의 에지 둘레에 흐르고, 응고되면, 사실상 유리 부재를 움켜잡고 유리 부재에 부착된다.

일체형 조립체를 형성하기 위해 유리 인서트 둘레에 재료를 인서트 몰딩하는 대신에, 일체형 조립체는 대신에 금속 베젤이 냉각될 때, 금속 베젤이 유리 인서트 위에 "움켜잡도록"(grab) 사실상 가열된 금속 베젤 내에 유리 인서트를 트랩(trap)하는 것에 의해 형성될 수 있다. 즉, 금속이 유리 인서트 위에 움켜잡도록 유리 인서트 둘레에 금속을 몰딩하고, 그 금속이 수축하여 유리 인서트를 유지하도록 금속을 굽거나 소결시켜 일체형 조립체를 형성하기 위해 MIM 프로세스가 이용될 수 있다. 다른 식으로 말하면, 열팽창/수축을 이용하여, 금속 베젤은 본질적으로 유리 부재 둘레에 감기어 수축된다(shrink wrapped about the glass member).

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인서트 몰딩 프로세스를 이용하여, 금속 부재 및 투명 부재, 예를 들면, 유리를 포함하는 일체형 조립체를 생성하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다. 금속 및 투명 부재를 포함하는 일체형 조립체를 형성하는 프로세스(101)는 투명 부재가 획득되어 준비되는 단계 105에서 시작된다. 투명 부재는 일반적으로 유리이지만, 유리 부재 대신에 몰드 캐비티(mold cavity)에 실질적으로 임의의 투명 부재가 제공될 수 있다는 것을 알아야 한다. 즉, 투명 부재는 유리일 수 있지만, 그것에 제한되지 않는다.

인서트 몰딩 프로세스를 위해 투명 부재를 준비하는 것은 유리 플레이트 부재의 에지들에 유지 피처들(retaining features)을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 유지 피처들은 투명 부재에 관하여 금속이 몰딩될 수 있는 영역들을 제공하고, 그에 의하여 그 2개의 재료들 사이의 연결의 강도를 증가시킨다. 예로서, 유지 피처들은 투명 부재의 에지들에 형성된 유리 돌출부들(protrusions) 및/또는 보이드들(voids)일 수 있다. 돌출부들 및 보이드들은 둘레에 몰딩될 수 있는 피처들을 제공함으로써 연결에 더욱 도움이 되는 언더컷들(undercuts)을 포함할 수 있다. 유지 피처들은 매우 다양할 수 있다. 예를 들면, 유지 피처들은 대형(macro) 또는 소형(micro)일 수 있고, 그러한 대형 또는 소형 유지 피처들을 생성하기 위해 다양한 기법들이 이용될 수 있다. 유지 피처들은 에칭, 머시닝(machining), 마이크로퍼핑(microperfing) 등을 포함하는, 그러나 이들에 제한되지 않는 기법들을 이용하여 형성될 수 있다. 유지 피처들의 예들은 도 4a-d 및 도 5a-b를 이용하여 아래에서 설명될 것이다. 또한 이는 몰드 인터페이스(mold interface) 및/또는 둘레의 몰드(mold around)는 충분한 유지력(retention force)을 제공할 수 있기 때문에, 유지 피처들은 일부 상황들에서는 필요하지 않을 수 있다는 것을 알아야 한다.

단계 109에서, 전체 몰드 장치의 몰드 캐비티에 투명 부재가 제공된다. 몰드는 일반적으로 인서트 몰딩 프로세스를 위해 구성된다. 투명 부재는, 예를 들면, 투명 부재가 몰드 안에 수용될 수 있도록 몰드가 열려 있을 때 몰드 캐비티 안에 배치될 수 있다. 투명 부재는 몰드 캐비티에 관하여 및, 따라서, 그것에 연결될, 금속 부재의 의도된 위치에 관하여 그것의 소망의 위치에 배치되거나 또는 다른 방법으로 위치할 수 있다. 몰드 캐비티 내의 투명 부재의 배치는, 예를 들면, 로봇 팔을 이용하여 달성될 수 있다. 몰드 캐비티에 투명 부재를 제공하는 것은 몰드 캐비티 내의 온도를 조절하고 몰드를 닫는 것에 의해 이후의 단계들을 위해 몰드 캐비티 및 투명 부재를 준비하는 것과 같은 추가의 단계들을 수행하는 것을 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 하나의 예에서, 만약 인서트 몰딩될 투명 부재 및 금속의 열 특성들이 실질적으로 정합하지 않는다면, 몰드 캐비티에 투명 부재를 제공하는 것은 투명 부재를 소망의 온도까지 가열하는 것을 포함할 수 있다. 몰드 캐비티는 금속 부재의 소망의 또는 거의 최종적인(near net) 형상을 형성하는 형상을 가질 수 있다. 그러나, 금속 부재의 최종 형상을 깨끗이 하고(clean up) 및/또는 실질적으로 변경하기 위해 후처리 단계들(예를 들면, 머시닝, 폴리싱(polishing), 샌드블래스팅(sandblasting))이 이용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 일반적으로, 몰드 캐비티는 2개의 부재들이 인터페이스하는 영역에서의(예를 들면 투명 부재의 에지들 둘레와 같은) 투명 부재보다 더 크다.

단계 109로부터, 프로세스 흐름은 단계 113으로 이동하고 그 단계에서는 액체 금속, 또는 액체 형태의 금속이 몰드 캐비티에 제공된다. 액체 금속이 설명되지만, 이 기술의 숙련자들은 액체 금속 대신에 투명 재료에 효과적으로 접합될 수 있는 실질적으로 임의의 액체 재료가 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 투명 부재 및 액체 금속은 일반적으로 함께 작용하도록 미리 선택된다. 예를 들면, 투명 부재 및 액체 금속은 그것들이 유사한 열팽창률을 갖도록 선택될 수 있다. 또한, 투명 부재 및 액체 금속은 투명 부재가 연화하는 온도가 액체 금속이 액체 상태를 유지하는 온도보다 현저하게 낮지 않도록 선택될 수 있다. 투명 부재 및 액체 금속은, 예를 들면 액체 금속이 액체 상태를 유지할 수 있게 하기 위해 투명 부재 및 액체 금속이 가열되는 온도가 투명 재료의 현저한 연화를 일으킬 정도가 되지 않도록 선택될 수 있다. 하나의 실시예에서, 투명 재료는 단련된 유리(tempered glass)의 연화점(softening point)보다 더 높은 연화점을 가질 수 있다. 일부 경우에, 투명 재료는 이 프로세스를 돕도록 처리될 수 있다.

액체 금속이 몰드 캐비티에 제공된 후에, 단일 일체형 부품을 형성하기 위하여 단계 117에서 투명 부재 상의 금속 몰딩 기법(metal on transparent member molding technique)이 수행된다. 하나의 투명 부재 상의 금속 몰딩 기법이 도 2를 참조하여 아래에 설명될 것이다. 투명 부재가 유리인 경우, 단일 일체형 부품은 단일 통합 금속/유리 부품일 수 있다. 예를 들면, 유리가 몰드에 삽입되고, 그 후 액체 금속이 몰드에 주입되어 유리 둘레에서 경화하도록 방치된다. 일반적으로, 액체 형태의 녹은 금속이 몰드 안으로 흐르고, 적절하게 투명 부재를 둘러싸도록 방치되고, 냉각된다. 일단 응고되면, 단계 121에서 몰드로부터 금속 및 투명 컴포넌트들을 포함하는 단일 일체형 조립체가 배출(eject)된다. 즉, 일단 금속이 냉각되어 실질적으로 투명 부재 둘레에서 경화되면, 몰드는 열릴 수 있고, 배출기들은 몰드로부터 일체형 조립체를 풀어놓을 수 있다. 액체 금속은 투명 부재의 전부 또는 일부에 몰딩될 수 있다는 것을 알아야 한다. 그것은 최종 일체형 조립체의 요구에 따라서 앞 표면, 뒷 표면, 및/또는 측 표면들에 몰딩될 수 있다. 하나의 예에서, 액체 금속은 실질적으로 평면인 유리 부재의 측면에(예를 들면, 에지 부분에) 몰딩된다. 이 예에서, 액체 금속은 실질적으로 에지 부분과만 접촉할 수 있고 및/또는 그것은 투명 부재의 하나의 또는 양쪽 평면 표면들(예를 들면, 앞 표면 및/또는 뒷 표면) 둘레에 부분적으로 감을 수 있다.

단계 125에서는 단일 일체형 조립체 또는 몰딩 부분에 대하여 마무리 단계들(finishing steps)이 수행된다. 예로서, 마무리 단계들은 일체형 조립체 또는 그의 일부를 샌드블래스팅하는 것, 일체용 조립체 또는 그의 일부를 그라인딩(grinding)하는 것, 일체형 조립체 또는 그의 일부를 머시닝하는 것, 일체형 조립체 또는 그의 일부를 폴리싱하는 것, 일체형 조립체 또는 그의 일부에 코팅을 추가하는 것 등을 포함할 수 있지만, 그것들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 일반적으로, 마무리 단계들은 마무리 단계들이 금속 부재에 대하여 및 투명 부재에 대하여 개별적으로 수행되도록, 또는 마무리 단계들이 금속 부재 및 투명 부재의 양쪽 모두에 대하여 수행되도록 일체형 조립체에 관하여 수행될 수 있다.

일단 일체형 조립체에 대하여 마무리 단계들이 수행되면, 일체형 조립체는 단계 129에서 전자 디바이스로 조립된다. 하나의 예에서, 금속 부재는 전자 디바이스의 하우징 컴포넌트인 반면, 투명 부재는 전자 디바이스의 창 또는 스크린을 형성하도록 배열된다. 일체형 조립체를 형성하는 프로세스는 본질적으로 일체형 조립체가 전자 디바이스로 조립되면 완료된다. 금속 부재는 전자 디바이스의 전체 하우징의 전부 또는 일부(예를 들면, 베젤의 전부 또는 일부)를 형성할 수 있다. 금속 부재는 전자 디바이스의 하우징의 다른 부분들에 부착하기 위한 유지 피처들을 포함할 수 있다. 이 유지 피처들은 스냅 피처들(snap features), 패스너들(fasteners) 등을 포함할 수 있지만, 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 유지 피처들은 단계 113 동안에 몰딩될 수 있고, 또는 그것들은, 예를 들면, 금속 부재를 머시닝하거나 또는 그 피처들을 금속 부재에 용접 또는 다른 방법으로 부착하는 것에 의해서와 같이, 후처리 단계들에서 형성될 수 있다.

하나의 실시예에서, 투명 부재는 유리 플레이트이고, 몰드 캐비티는 전자 디바이스의 하우징 컴포넌트의 형상을 형성한다. 몰드 캐비티는 대신에 전자 디바이스의 하우징에 통합되도록 배열된 유리 플레이트를 효과적으로 유지하는 베젤의 형상을 형성할 수 있다. 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체가 조립되는 전자 디바이스는 예를 들면 컴퓨터, 랩톱, 및 미디어 플레이어, 전화기, 리모트 컨트롤 등과 같은 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스와 같은 유리 창을 포함하는 실질적으로 임의의 전자 디바이스를 포함할 수 있지만, 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 하나의 예에서, 베젤은 유리 플레이트의 전체 에지를 둘러싼다. 그러나, 이것은 제한이 아니며 베젤은 디바이스의 요구에 따라 에지 주의에 연속적인 방식으로 또는 불연속의 점들 또는 길이들에서 에지의 일부만을 커버할 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한 에지는 제한이 아니며 베젤은, 예를 들면, 앞 표면 및 뒷 표면을 포함하는 유리 플레이트의 다른 영역들을 커버할 수 있다는 것도 알아야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 유리 플레이트와 같은 투명 부재에 금속을 형성하는 하나의 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다. 투명 부재 조립체 상에 금속을 형성하는 프로세스(201)는 투명 부재에의 금속 인서트 몰딩 프로세스를 위한 파라미터들이 선택되는 단계 205에서 시작된다. 파라미터들은 몰드 파라미터들, 투명 부재와 관련된 파라미터들 및 몰딩 프로세스와 관련된 금속 파라미터들을 포함할 수 있다. 파라미터들은 또한 몰드 구성 파라미터들, 유리 특성들, 및 금속 특성들을 포함할 수 있다. 투명 부재의 특성들 및 금속 부재의 특성들과 관련된 파라미터들은 종종 몰드 캐비티에 투명 부재가 배치되기 전에 선택된다는 것을 알아야 한다.

하나의 실시예에서, 파라미터들을 선택하는 것은 투명 부재의 열팽창률을 금속의 열팽창률에 실질적으로 정합시키는 것을 포함할 수 있다. 투명 부재 및 금속의 열팽창률들이 실질적으로 정합하지 않는 경우에, 파라미터들을 선택하는 것은 다른 열팽창률들을 효과적으로 보상하기 위해 투명 부재가 금속과 다르게 가열되어야 하는지 냉각되어야 하는지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 파라미터들의 선택은 인서트 몰딩 프로세스와 관련된 온도들을 선택하는 것을 더 포함할 수 있다. 온도들을 선택하는 것은 금속이 액체 형태로 흐르는 동안에 투명 부재는 현저히 연화되지 않도록 인서트 몰딩 프로세스가 일어나는 적절한 온도를 선택하는 것을 포함할 수 있다.

일단 단계 205에서 파라미터들이 선택되면, 프로세스 흐름은 단계 209로 이동하고 그 단계에서는 액체 형태의 금속이 몰드 캐비티에 주입된다. 액체 형태의 금속은, 예를 들면, 녹은 금속 합금일 수 있다. 액체 형태의 금속에 대한 하나의 적합한 예는 리퀴드메탈이지만, 리퀴드메탈은 인서트 몰딩 프로세스에서 이용하기에 적합할 수 있는 액체 형태의 금속의 일례일 뿐이라는 것을 알아야 한다.

단계 213에서, 액체 형태의 금속은 몰드 캐비티 내에서 흐르고, 경화하고 투명 부재에 부착되도록 방치된다. 예를 들면, 액체 형태의 금속은 몰드 캐비티 내에서 흐르고 투명 부재의 하나 이상의 에지와 접촉할 수 있다. 비교적 복잡한 금속 형상들이 투명 부재 둘레에 몰딩될 수 있다는 것을 알아야 한다. 예로서, 액체 형태의 금속은 실질적으로 투명 부재의 모든 에지들을 둘러싸서 그에 의해 액체 형태의 금속으로부터 형성된 금속 부재의 경계 내에 투명 부재를 효과적으로 트랩하거나 또는 다른 방법으로 일체형으로 투명 부재와 맞물리도록 구성될 수 있다. 금속이 투명 부재에 부착하도록 방치하면, 투명 부재 조립체 상에 금속을 형성하는 프로세스는 완료된다.

전술한 바와 같이, 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체를 형성하기 위해 MIM 프로세스가 이용될 수 있다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 MIM을 수반하는 일체형 조립체를 생성하는 하나의 방법이 설명된다. 금속 및 투명 부재를 포함하는 일체형 조립체를 형성하는 프로세스(301)는 투명 부재가 획득되어 준비되는 단계 305에서 시작된다. MIM 프로세스를 위해 투명 부재를 준비하는 것은 유리 플레이트 부재의 에지들에 유지 피처들을 생성하는 것을 포함할 수 있다.

투명 부재는 단계 305에서 전체 몰드 장치의 몰드 캐비티에 제공된다. 그 후, 단계 313에서, 도 7a를 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이, 실질적으로 투명 부재 둘레에 금속을 제공하기 위해 MIM 프로세스가 이용된다. 금속은 바인더와 혼합되는 금속 분말(metal powder)로서 제공될 수 있다. 금속이 제공된 후에, 단계 317에서 금속에 관하여 적절하게 투명 부재를 센터링(centering)하기 위해 MIM 프로세스가 이용될 수 있다. 하나의 실시예에서, 센터링은 금속이 투명 부재에 부착되고 이후에 수축할 때, 금속이 투명 부재 둘레에 베젤 또는 하우징을 형성하도록 투명 부재를 배치하는 것을 포함할 수 있다.

하나의 실시예에서, 센터링은 대략 화씨 2000도의 온도에서 일어날 수 있지만, 그 온도는 실제로 사용되는 재료들에 따라 변할 수 있다. 따라서, 투명 재료는 그의 연화점이 센터링이 일어날 수 있는 온도보다 현저히 낮지 않도록 선택될 수 있다. 또한, 투명 재료 및 금속은 그들의 열팽창 계수들이 비교적 가깝도록 선택될 수 있다. 금속의 열팽창 계수에 비교적 가까운 열팽창 계수를 갖는 투명 재료를 선택하는 것은 일반적으로 이후에 투명 재료 및 금속으로부터 형성되는 일체형 조립체와 관련된 내부 응력들(internal stresses)을 감소시킨다.

단계 317로부터, 프로세스 흐름은 단계 321로 이동하고 이 단계에서는 투명 재료 둘레에 금속을 수축시키거나 굽기 위해 MIM 프로세스가 이용된다. 일반적으로, 금속은 대략 20 퍼센트와 대략 30 퍼센트 사이에서 수축할 수 있다. 일단 금속이 수축하면, 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체가 형성된다. 일체형 조립체는 단계 325에서 몰드로부터 배출될 수 있다. 일체형 조립체를 배출하는 것은 몰드를 열고, 몰드로부터 일체형 조립체를 배출하는 것을 포함할 수 있다.

단계 329에서 단일 일체형 조립체 또는 몰딩된 부품에 대하여 마무리 단계들이 수행된다. 예로서, 마무리 단계들은 일체형 조립체를 머시닝하는 것, 일체용 조립체를 폴리싱하는 것, 일체형 조립체에 코팅을 추가하는 것 등을 포함할 수 있지만, 그것들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 일체형 조립체에 대하여 마무리 단계들이 수행된 후에, 일체형 조립체는 단계 333에서 전자 디바이스로 조립되고, 일체형 조립체를 형성하는 프로세스는 본질적으로 완료된다.

일체형 조립체의 부품인 투명 부재, 예를 들면, 유리 부재는 전술한 바와 같이 부착 피처들(attachment features)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 유지 피처들은 투명 부재의 에지들에 형성된 돌출부들 및/또는 보이드들일 수 있다. 돌출부들 및 보이드들은 연결에 더욱 도움이 되는 언더컷들을 포함할 수 있다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 언더컷들을 포함하는 투명 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다. 투명 부재(404)는 금속 부재(미도시)와 접촉하도록 배열되거나 구성된 투명 부재(404)의 에지들에 적어도 하나의 채널(412)을 포함한다. 각 채널(412)은 액체 금속을 수용하기 위한 치수로 만들어진다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 채널들(412')은 투명 부재(404')에 형성된 연속적인 채널들일 수 있다. 다르게는, 도 4c에 도시된 바와 같이, 채널들(412")은 금속과 접촉하도록 구성된 투명 부재(404")의 각 에지에서 분할(segment)될 수 있다. 다른 실시예에서, 투명 부재는 금속과 접촉하는 각 에지를 따라서 함몰부들(dimples)과 같은 복수의 불연속의 캐비티들을 포함할 수 있다. 채널들 및 캐비티들은 균일하게 간격을 두고 있거나 또는 서로에 관하여 비대칭의 위치들에 배치될 수 있다. 그러한 채널들 및/또는 캐비티들의 위치는 일반적으로 투명 부재와 금속 사이의 인터페이스의 소망의 요구에 따라 달라진다.

채널들 및 캐비티들은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 채널들 및 캐비티들은 머시닝 또는 컷팅 동작들을 통해 형성될 수 있다. 다르게는, 그것들은 레이저 또는 워터 제트 스트림(water jet stream)과 같은 컷팅 빔을 이용해 형성될 수 있다. 본 발명은 투명 부재를 금속 부재에 접합하는 것을 용이하게 하기 위해 캐비티들 또는 채널들을 이용하는 것에 제한되지 않는다는 것에 유의해야 한다. 예를 들면, 투명 부재는 투명 부재의 에지에 매립되는 못들(pegs) 또는 열장이음들(dovetails)을 포함할 수 있다. 다르게는, 투명 부재의 에지에 중간 부재(intermediate member)가 부착될 수 있다. 예를 들면, 금속 대 유리 부착층이 유리 부재의 에지에 적용될 수 있다. 하나의 예에서, 코닝(Corning)에 의해 제조된 COVAR와 같은 재료가 이용될 수 있다. 채널들은 또한 에칭과 같은 화학적 프로세스를 통해 형성될 수도 있다.

도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 도 4a의 투명 부재(404) 및 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체를 나타낸다. 일체형 조립체(400)는 투명 부재(404)의 채널들(412) 내에 효과적으로 몰딩되는 금속 부재(408)를 포함한다. 금속 부재(408)는 투명 부재(404)의 에지들에 및 채널들(412) 내에 접합된다. 채널들(412)은 다수의 방향으로 투명 부재(404)에 관하여 금속 부재(408)를 제자리에 맞물리게 하고(lock), 그에 의해 금속 부재(408)를 투명 부재(404)에 상당히 고정시킨다. 금속 부재(408)가 투명 부재(404)에 감기어 수축되는 실시예의 경우, 채널들(412)은 투명 부재(404)에 관하여 금속 부재(408)를 센터링하는 것을 돕는, 정렬 효과를 더 제공할 수 있다.

채널들(412)의 형상은 매우 다양할 수 있다. 채널(412)은 직선(rectilinear)일 수 있고, 그에 의해 각이 있는(angled), 모서리를 죽인(chamfered) 및/또는 일직선의, 수직 측벽들을 가질 수 있다. 채널(412)은 또한 곡선(curvilinear)일 수 있고, 그에 의해 (도시된 바와 같이) 곡선 모양의 윤곽을 나타내는 벽들을 가질 수 있다. 하나의 실시예에서, 채널(412)은 (직선이든 곡선이든 간에) 깊이에 관하여 폭이 좁은 안쪽으로 점점 가늘어지는 벽들(inwardly tapering walls)을 가질 수 있고, 몰딩 프로세스들 동안에 흐름의 용이함을 제공할 수 있다. 그러나, (직선이든 곡선이든 간에) 깊이에 관하여 퍼지는 바깥쪽으로 점점 가늘어지는 벽들(outwardly tapering walls)이 이용될 수도 있다는 것을 알아야 한다. 그러한 구현은 금속 부재(408)와 투명 부재(404) 사이에 보다 나은 유지력을 제공할 수 있다. 또한 직선 및 곡선 채널들의 조합이 이용될 수 있다는 것에도 유의해야 한다. 또한, 채널들(412)은 전도된(reverse) T 형상(작은 위쪽 채널, 보다 큰 아래쪽 채널), 또는 그 반대와 같은 다양한 복잡한 홈들(grooves)로서 형성될 수 있다는 것에도 유의해야 한다. 채널들(412)의 정확한 형상은 금속 부재(408) 및 투명 부재(404)의 특성들 및 속성들에 의존할 수 있다. 도시된 실시예에서, 채널들(412)은 적어도 2개의 대향하는 측면들로부터 안쪽으로 점점 가늘어지는 실질적으로 곡선들인 반면, 채널들의 다른 대향하는 측면들은 사실상 일직선의 벽들이다.

다른 실시예에서, 투명 부재의 에지는 에지로부터 떨어져 연장하고 위에 몰딩되도록 배열된 돌출부를 포함할 수 있다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 돌출부와 같은 접합 피처들(bonding features)이 형성된 일체형 조립체에 포함될 수 있는 투명 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다. 투명 부재(504)는 위에 몰딩되도록 배열된 돌출부(514)를 포함한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 돌출부(514)는 일체형 조립체(500)가 형성되도록 금속 부재(508)에 의해 위에 몰딩될 수 있다.

위에 설명한 채널들과 같이, 돌출부(514)의 형상은 매우 다양할 수 있다. 돌출부(514)는 직선(rectilinear)이어서, 각이 있는, 모서리를 죽인 및/또는 일직선의, 수직 측벽을 가질 수 있다. 돌출부(514)는 또한 곡선(curvilinear)이어서, (도시된 바와 같이) 곡선 모양의 윤곽을 나타내는 벽들을 가질 수 있다. (직선이든 곡선이든 간에) 깊이에 관하여 폭이 좁은 안쪽으로 점점 가늘어지는 벽들은 몰딩 프로세스들 동안에 흐름의 용이함을 제공할 수 있다. 그러나, (직선이든 곡선이든 간에) 깊이에 관하여 퍼지는 바깥쪽으로 점점 가늘어지는 벽들이 이용될 수도 있다는 것을 알아야 한다(전도된 사다리꼴). 그러한 구현은 금속 부재(508)와 투명 부재(504) 사이에 보다 나은 유지력을 제공할 수 있다. 또한 직선 및 곡선 형상의 조합이 이용될 수 있다는 것에도 유의해야 한다. 또한, 돌출부(514)는 T 형상(작은 아래쪽 채널, 보다 큰 위쪽 채널) 또는 그 반대와 같은 다양한 복잡한 열장이음들(dovetails)로서 형성될 수 있다는 것에도 유의해야 한다. 정확한 구성은 금속 부재(508) 및 투명 부재(504)의 특성들 및 속성들에 의존할 수 있다.

도시된 실시예에서, 돌출부들(514)은 투명 부재(504)의 적어도 2개의 대향하는 측면들로부터 안쪽으로 점점 가늘어지는 목귀들(chamfers)이다. 도시된 예에서, 점점 가늘어진 부분들(tapered portions)은 한 점에서 만난다. 그러나, 점점 가늘어진 부분들은 대신에 실질적으로 평평한 평탄 영역(plateau region)에서 만날 수도 있다는 것을 알아야 한다.

유지 피처들은 돌출부들 또는 채널들에 제한되지 않고, 그 2개의 실시예의 조합일 수도 있다는 것을 알아야 한다. 예를 들면, 대향하는 에지들의 제1 세트는 돌출부들을 포함할 수 있는 반면 대향하는 측면들의 제2 세트는 채널들을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 각 에지는 돌출부들 및 채널들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에지는 채널들 및 돌출부들에 전용되는 교호의 불연속 영역들(alternating discrete regions)을 포함할 수 있다.

도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예에 따른 금속 부재 내의 개구 안에 투명 부재를 배치하는 대안 실시예를 나타낸다. 이 실시예에서는, 도 6a에 도시된 바와 같이, 금속 부재(608)와 투명 부재(604)의 에지 사이의 인터페이스에 개스킷(620)이 배치된다. 일반적으로, 투명 부재(604)는 금속 부재(608)의 개구 안에 배치된다. 예를 들면, 투명 부재(604)의 바깥쪽 형상은 일반적으로 금속 부재(608)의 안쪽 형상(에서 투명 부재(604)가 그 안에 적합되게 하는 어떤 작은 허용 오차를 뺀 것)과 일치할 수 있다. 예를 들면, 금속 부재(608)는 직선 형상, 곡선 형상 또는 양쪽 모두를 가질 수 있는 링(ring)의 형태일 수 있고, 투명 부재(608)는 그 링의 열린 영역과 실질적으로 동일한 바깥쪽 형상을 갖는 플랫폼일 수 있다. 이 실시예에서, 금속 부재(608)는 채널 또는 컷아웃(cut-out)(612b)을 포함하고 투명 부재(604)는 개스킷(620)을 수용하도록 배열된 채널 또는 컷아웃(612a)을 포함한다. 개스킷(620)은 2개의 상태를 갖도록 구성된다. 개스킷(620)에 대한 제1 상태는 도 6a에 도시되어 있고, 개스킷(620)에 대한 제2 상태는 도 6b에 도시되어 있다. 제2 상태의 개스킷(620)의 형상은 컷아웃들(612a, 612b)의 형상에 실질적으로 합치(conform)하도록 구성될 수 있다.

제1 상태에서는, 개스킷(620)의 단면은 컷아웃 부분들(612a, 612b) 내에서 축소 또는 수축된다. 제2 상태에서는, 도 6b에 도시된 바와 같이, 개스킷(620')의 단면은 컷아웃 부분들(612a, 612b) 내에서 실질적으로 팽창된다. 그것의 팽창된 상태 때문에, 개스킷(620')은 대향하는 에지들로부터 금속 부재(608)와 투명 부재(604) 사이에 투명 부재(604)를 금속 부재(608) 내의 개구 안에 트랩하거나 다르게 고정하는 것을 돕는 바이어스 력(biasing force)을 제공한다. 본질적으로, 개스킷(620)은 팽창 가능한 연속적인 비스킷 조이너(biscuits joiner)이다. 하나의 실시예에서, 캐스킷(620)은 열 또는 화학제와 같은 반응 파라미터에 기초하여 제1 상태로부터 제2 상태로 변화한다. 예를 들면, 냉각된 축소된 개스킷(620)이 팽창된 개스킷(620')으로 팽창하게 하기 위해 냉각된 축소된 개스킷(620)에 열이 가해질 수 있다. 일단 팽창된 상태에서는, 개스킷(620')의 팽창된 형태는 실질적으로 영구적일 수 있고, 또는 만약 다른 반응이 수행된다면, 예를 들면, 냉기가 가해진다면 다시 축소된 상태로 변이되도록 될 수 있다. 개스킷(620)은 또한 전기 자극, 자기 등과 같은 다른 파라미터들에 반응하도록 구성될 수 있다. 하나의 예에서, 열 또는 전기와 같은 자극이 금속 부재(608)를 통하여 가해질 수 있다.

개스킷(620)은 유연성 있는 또는 단단한 재료로부터 형성될 수 있다. 또한, 그것은 연질(soft) 또는 경질(hard) 재료 또는 구성일 수 있다. 하나의 예에서, 개스킷(620)은 형상 기억 재료(shape memory material) 또는 형상 변화 재료(shape changing material)로부터 형성된다.

개스킷 개념, 또는 개스킷(620)과 같은 개스킷을 포함하는 실시예는 몰딩 또는 MIM 개념들과 함께 이용될 수 있다. 사실상, 금속 재료를 통해 이들 프로세스들에 의해 공급되는 열은 상태 변화 자극을 제공할 수 있다.

일체형 조립체를 형성하기 위해 MIM 프로세스가 이용되는 경우, 금속 부재는 금속 부재가 수축될 때, 금속 부재가 투명 부재와 맞물리도록 하는 사이즈로 만들어질 수 있다. 도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 MIM 프로세스의 굽기(baking) 및 수축(shrinkage) 단계 전의 투명 부재 및 금속 부재의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이다. 투명 부재(704)는, 금속 부재(708)가 수축될 때, 금속 부재(708)가 투명 부재(704)와 맞물리도록, 금속 부재(708)에 관하여 배치된다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 금속 부재(708')가 수축되거나 구워질 때, 금속 부재(708')는 수축되어 투명 부재(704)와 맞물려 일체형 조립체(700)를 형성하게 된다.

금속 부재(708')와 투명 부재(704) 사이의 인터페이스는 매우 다양할 수 있다. 투명 부재(704) 및 금속 부재(708')는 그 2개의 부재들을 함께 맞물리게 하는 것을 돕는 돌출부들 및 채널들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 그러한 돌출부들 및 채널들은 위에 설명된 실시예들 중 임의의 것과 유사하게 구성될 수 있다. 간결함을 위하여, 이들 실시예들은 다시 설명되지 않을 것이다. 그러나, 도시된 실시예에서, 투명 부재(704)는 돌출부를 포함하고 금속 부재(708')는 금속 부재(708')가 수축되거나 또는 투명 부재(704)의 둘레에 그 자신을 감을 때 상기 돌출부를 수용하는 채널을 포함한다. 돌출부의 형상은 채널의 형상에 대응할 수 있다. 또한 도 6a 및 6b에 도시된 실시예는 또한 도 7a 및 7b에 도시된 실시예에서 이용될 수도 있다는 것도 알아야 한다. 하나의 예에서, 개스킷은 2개의 상태를 제공하지 않고, 오히려 금속 부재와 투명 부재 사이에 개스킷을 트랩하고 유지하기 위해 금속 부재의 2개의 상태에 의지한다.

하나의 실시예에서, 전체 조립체의 투명 부재와 금속 부재, 예를 들면, 베젤 사이에 인터페이스가 형성될 수 있다. 그러한 인터페이스는 투명 부재가 금속 부재에 의해 효과적으로 지지될 때, 예를 들면, 유리 창이 전체 조립체에서 베젤 또는 하우징에 의해 지지될 때 투명 부재가 금속 부재와 접촉하는 것을 막도록 배열될 수 있다. 인터페이스는 또한 전체 조립체를 포함하는 디바이스가 떨어지는 경우에 충격 흡수층으로서 기능하도록 배열될 수 있다.

투명 부재와 금속 부재 사이의 인터페이스는 임의의 적당한 컴플라이언트 재료로부터 형성될 수 있다. 컴플라이언트 재료는 투명 부재의 에지들 및/또는 금속 부재 상의 적절한 영역들에 적용될 수 있다. 컴플라이언트 재료는, 실리콘, 고무, 열가소성 엘라스토머(thermoplastic elastomer; TPE), 및 포론(poron)을 포함하지만, 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 인터페이스는 투명 부재의 에지들 둘레에 배치되는 형태, 예를 들면, 거품으로 만들어진 형태일 수 있다. 다음으로 도 8a를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 컴플라이언트 재료의 층이 그 위에 형성된 투명 부재가 설명될 것이다. 유리 창일 수 있는, 투명 부재(804)는 부재(804)의 에지들에 적용되는 컴플라이언트 재료(810)의 적어도 하나의 층을 포함한다. 적용되는 컴플라이언트 재료의 양, 및 컴플라이언트 재료(810)에 의해 커버되는 부재(804)의 영역은 매우 다양할 수 있다. 예로서, 컴플라이언트 재료(810)는 부재(804)에 에지를 따라서 특정 영역들에서 적용될 수 있다. 컴플라이언트 재료(810)는, 고무, 실리콘, 플라스틱, 스프링 등을 포함할 수 있지만, 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는다.

컴플라이언트 재료(810)는, 예를 들면 탐파 프린팅 기법(Tampa printing technique)을 이용하여, 부재(804)에 에지들 위에 프린팅될 수 있다. 컴플라이언트 재료(810)에 대하여 소망되는 두께에 따라서, 컴플라이언트 재료(810)의 다수의 층들이 부재(804)에 프린팅되거나 또는 다른 방법으로 적용될 수 있다. 일단 컴플라이언트 재료(810)의 소망의 두께가 달성되면, 부재(804)는 금속 부재, 예를 들면, 베젤 또는 하우징 내의 개구 안에 삽입될 수 있다.

도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 투명 부재(804) 및 금속 부재를 포함하는 전체 조립체의 개략 단면 측면도를 나타낸 것이고, 도 8c는 전체 조립체의 개략 상면도를 나타낸 것이다. 금속 부재(808)는 금속 부재(808)가 투명 부재(804)와 실질적으로 집적 접촉하는 일 없이 투명 부재(804)가 금속 부재(808)에 의해 효과적으로 유지되도록 컴플라이언트 재료(810)에 부착하거나 또는 다른 방법으로 접합하도록 배열된다. 예로서, 컴플라이언트 재료(810)는 투명 부재(804)가 유리 부재인 경우 유리 대 금속 접촉을 실질적으로 막을 수 있다.

투명 부재의 에지들에 적용되는 대신에, 컴플라이언트 재료는 대신에 투명 부재의 상면을 따르는 영역들에 적용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 또한, 투명 부재는 금속 부재 내의 개구의 모서리를 죽인 에지 부분들(chamfered edge portions)에 대응하는 모서리를 죽인 에지들을 포함할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 컴플라이언트 재료의 층에 의해 실질적으로 분리되는 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 전체 조립체를 형성하는 방법을 도시하는 프로세스 흐름도이다. 전체 조립체를 형성하는 프로세스(901)는 투명 부재가 획득되고 준비되는 단계 905에서 시작된다. 하나의 실시예에서, 투명 부재를 준비하는 것은 투명 부재의 에지들의 모서리를 죽이는 것을 포함할 수 있다. 단계 909에서는, 금속 부재가 획득되고 준비된다. 금속 부재가 설명되지만, 금속 부재는, 투명 부재와 함께, 전체 조립체를 형성할 수 있는 적당한 부재의 하나의 예라는 것을 알아야 한다.

일단 투명 부재 및 금속 부재가 획득되고 준비되면, 단계 913에서 투명 부재 및/또는 금속 부재 상에 컴플라이언트 재료의 적어도 하나의 층이 제공된다. 즉, 투명 부재, 금속 부재, 또는 양쪽 모두에 컴플라이언트 재료가 적용될 수 있다. 투명 부재 및/또는 금속 부재의 표면 위에 컴플라이언트 재료를 프린팅하거나 스크리닝(screening)하는 것을 포함하는, 그러나 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는, 임의의 적당한 방법이 컴플라이언트 재료를 적용하기 위해 이용될 수 있다.

컴플라이언트 재료가 적용된 후에, 단계 917에서 컴플라이언트 재료를 통하여 금속 부재 및 투명 부재가 결합된다. 그 결합은 접착 재료, 예를 들면, 액체 접착제, 및/또는 프레스 핏의 이용을 통하여 용이하게 될 수 있다. 그 후, 단계 921에서, 전체 조립체에 대하여 마무리 단계들이 수행된다. 마지막으로, 단계 925에서 전체 조립체를 이용하여 전자 디바이스가 조립되고, 전체 조립체를 형성하는 프로세스가 완료된다.

전술한 바와 같이, 일체형 조립체들은 전자 디바이스들, 예를 들면, 핸드헬드 전자 디바이스들로 조립될 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스는, 예를 들면, 미디어 플레이어, 전화기, 인터넷 브라우저, 이메일 유닛 또는 그러한 것들의 2개 이상의 어떤 조합일 수 있다. 핸드헬드 전자 디바이스는 일반적으로 하우징 및 디스플레이 영역을 포함한다. 도 10a-c를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른, 투명 부재 및 금속 부재를 포함하는 조립체들, 예를 들면, 인서트 몰딩 프로세스를 이용하여 형성된 일체형 조립체가 조립될 수 있는 전자 디바이스들이 설명될 것이다. 설명의 편의를 위해, 투명 부재들은 유리판 창들(glass plate windows)로서 설명될 것이지만, 투명 부재들은 유리 이외의 재료로부터 형성될 수 있다는 것을 알아야 한다.

도 10a는 본 발명의 실시예에 따른 유리/금속 조립체를 포함하는 전자 디바이스의 제1 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 내부 전기 및/또는 통신 컴포넌트들을 포함할 수 있는, 전자 디바이스(1100)는 베젤 또는 하우징(1104) 및 유리 창(1108)을 포함한다. 하나의 실시예에서, 유리 창(1108)은 베젤 또는 하우징(1104)과 일체형으로 형성될 수 있다. 하우징(1104)은 베젤 부분을 포함할 수 있고, 또는 다르게는, 하우징(1104)은 베젤일 수 있다.

다르게는, 유리 창(1108)은 유리 창(1108) 및/또는 베젤 또는 하우징(1104)에 부착되는 컴플라이언트 재료의 층들이 베젤 또는 하우징(1104)과 유리 창(1108) 사이의 완충 층들(cushioning layers)로서 기능하도록 전자 디바이스(1100)의 베젤 또는 하우징(1104) 안에 배치될 수 있다.

유리 창(1108)은 일반적으로 다양한 방법으로 준비되거나 구체화될 수 있다. 예로서, 유리 창(1108)은 평판 디스플레이(LCD) 또는 터치 스크린 디스플레이(LCD 및 터치 층)와 같은 밑에 있는 층 위에 배치되는 보호 유리 부품으로서 구성될 수 있다. 다르게는, 유리 창(1108)은 디스플레이와 사실상 통합될 수 있으며, 즉, 유리 창(1108)은 디스플레이의 적어도 일부분으로서 형성될 수 있다. 또한, 유리 창(1108)은 터치 스크린과 관련된 터치 층과 같은 터치 감지 디바이스와 실질적으로 통합될 수 있다. 일부 경우에, 유리 창(1108)은 디스플레이 영역의 가장 바깥쪽 층으로서 기능한다.

도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 유리/금속 부품을 포함하는 전자 디바이스의 제2 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 전자 디바이스(1100')는 베젤 또는 하우징(1104') 및 유리 창(1108')을 포함한다. 하나의 실시예에서, 유리 창(1108') 및 베젤 또는 하우징(1104')은 인서트 몰딩 프로세스 또는 MIM 프로세스에 의해 생성되는, 일체형 조립체, 즉, 유리/금속 부품을 형성한다. 다르게는, 유리 창(1108')은 유리 창(1108') 및/또는 베젤 또는 하우징(1104')에 부착되는 컴플라이언트 재료의 층들이 베젤 또는 하우징(1104')과 유리 창(1108') 사이의 완충 층들로서 기능하도록 전자 디바이스(1100')의 베젤 또는 하우징(1104') 안에 배치될 수 있다. 전자 디바이스(1100')의 정면 표면은 또한 클릭 휠 컨트롤(click wheel control)(1112)을 포함하기 때문에, 유리 창(1108')은 전자 디바이스(1100')의 정면 표면 전체를 커버하지 않는다. 전자 디바이스(1100')는 본질적으로 정면 표면의 일부분을 커버하는 부분 디스플레이를 포함한다.

도 10c는 본 발명의 실시예에 따른 유리/금속 부품을 포함하는 전자 디바이스의 제3 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 전자 디바이스(1100")는 베젤 또는 하우징(1104") 및 실질적으로 전자 디바이스(1100")의 상면 전체를 채우는 유리 창(1108")을 포함한다. 하나의 실시예에서, 유리 창(1108")은 컴플라이언트 재료가 베젤 또는 하우징(1104")과 유리 창(1108") 사이의 "경계 층"으로서 기능하도록 전자 디바이스(1100")의 베젤 또는 하우징(1104") 안에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 유리 창(1108") 및 베젤 또는 하우징(1104")은 인서트 몰딩 또는 MIM과 같은 프로세스로부터 형성된 일체형 조립체이다. 유리 창(1108") 및 베젤 또는 하우징(1104")이 일체형 조립체인 경우, 유리 창(1108")과 베젤 또는 하우징(1104") 사이의 접합은 그들 사이에 실질적으로 보이드 또는 갭이 없이 직접 접합된다. 하우징(1104")은 개구들을 포함할 수 있고 그 개구들을 통하여 스피커/수신기 및/또는 버튼들이 접근될 수 있다. 하우징(1104")은 또한 디스플레이 및/또는 터치 스크린(1116)이 그 안에 배치되는 개구 또는 리세스(recess)를 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른, 유리 및 금속 컴포넌트들이 실질적으로 그들 사이에 갭 또는 보이드가 없이 접합되는 일체형으로 형성된 유리 및 금속 부품을 포함하는 전자 디바이스의 개략 사시도를 나타낸 것이다. 전자 디바이스(1200)는 전자 디바이스(1200)의 인클로저(enclosure)를 형성하도록 부착되는 정면 하우징(1204a) 및 배면 하우징(1204b)을 포함한다. 정면 하우징(1204a)은, 예를 들면, 전자 디바이스(1200)의 디스플레이 영역을 정의하는 창(1216)을 둘러싸는 베젤 부분(1206)을 포함할 수 있다.

정면 하우징(1204a) 및 배면 하우징(1204b)은 유사한 또는 다른 재료들로부터 형성될 수 있다. 정면 하우징(1204a) 및 배면 하우징(1204b)에서 사용되는 재료들은, 플라스틱, 금속, 세라믹, 유리 등을 포함하지만, 이들을 포함하는 것에 제한되지 않는다. 하나의 실시예에서, 정면 하우징(1204a)은 적어도 제1 재료로부터 형성되고, 배면 하우징(1204b)은 제1 재료와 다른 적어도 제2 재료로부터 형성된다. 예를 들면, 정면 하우징(1204a)은 강철과 같은 제1 금속으로부터 형성될 수 있고, 배면 하우징(1204b)은 알루미늄과 같은 제2 금속으로부터 형성될 수 있다. 또한, 정면 하우징(1204a)은 금속(예를 들면, 강철)으로부터 형성될 수 있고, 배면 하우징(1204b)은 실질적으로 전체적으로 또는 부분적으로 플라스틱 재료(예를 들면, 폴리카보네이트)를 이용하여 형성될 수 있다. 정면 하우징(1204a) 및 배면 하우징(1204b)은 함께 협력하여 전자 디바이스(1200)의 내부 컴포넌트들을 둘러싸고 보호한다. 정면 하우징(1204a) 및 배면 하우징(1204b)은 또한 전자 디바이스(1200)의 장식 형상을 형성할 수 있다(예를 들면, 외관 및 느낌을 규정하는 것을 돕는다). 하우징 부품들(1204a, 1204b)은, 예를 들면, 스냅, 나사, 접착제 및 유사한 부착 수단을 이용하는 것을 포함하는 다양한 방법으로 부착될 수 있다.

본 발명의 소수의 실시예들만이 설명되었지만, 본 발명은 본 발명의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않고 다수의 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예로서, 본 발명의 방법들과 관련된 단계들은 크게 변화할 수 있다. 단계들은 본 발명의 범위의 정신으로부터 벗어나지 않고 추가되고, 제거되고, 변경되고, 재정리(reorder)될 수 있다.

여기에서 설명된 기법들은 핸드헬드 전자 디바이스, 휴대용 전자 디바이스 및 실질적으로 움직이지 않는 전자 디바이스를 포함하지만 이들에 제한되지 않는 다양한 전자 디바이스들에 적용될 수 있다. 이들의 예들은 디스플레이를 포함하는 임의의 공지된 소비자 전자 디바이스를 포함한다. 제한으로서가 아니라, 예로서, 전자 디바이스는 미디어 플레이어, 휴대폰, PDA, 리모트 컨트롤, 노트북, 태블릿 PC, 모니터, 올인원(all in one) 컴퓨터 등에 대응할 수 있다.

금속 부재, 예를 들면, 금속 하우징과, 투명 부재, 예를 들면, 유리 창 사이의 인터페이스는 다양한 상이한 방법들을 이용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 도 6a 및 6b에 관하여 위에서 설명된 바와 같이 적절한 채널들을 효과적으로 채우기 위해 이용될 수 있는 재료를 제공하기 위해 이용되는 방법들은 다양할 수 있다. 하나의 실시예에서, 금속 하우징에 형성된 국소적인 구멍들 또는 개구들을 통하여 그러한 채널 안에 재료가 주입될 수 있다. 그러한 재료는 플라스틱, 접착제, 에폭시, 실리콘, 또는 TPE일 수 있지만, 실질적으로 임의의 적당한 재료가 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

일반적으로, 일체형 조립체는 유리 부재들을 포함하는 실질적으로 임의의 전자 디바이스에서 이용될 수 있다. 캘리포니아주, 쿠퍼티노의 애플사(Apple Inc.)로부터 상업적으로 입수할 수 있는 아이폰(iPhone^TM)과 같은 휴대폰 및 애플사로부터 상업적으로 입수할 수 있는 아이팟(iPod^TM)과 같은 디지털 미디어 플레이어가 설명되었지만, 일체형 조립체를 이용하는 전자 디바이스들은 설명된 그러한 디바이스들에 제한되지 않는다. 그러므로, 본 예들은 제한적인 것이 아니라 설명적인 것으로 간주되어야 하고, 본 발명은 여기에서 주어진 상세들에 제한되지 않아야 하고, 첨부된 청구항들의 범위 내에서 변경될 수 있다.

Claims

일체형 조립체(integral assembly)로서, 투명 부재와 금속 부재를 포함하고, 상기 금속 부재는 비결정질 합금(amorphous alloy)을 포함하고, 상기 투명 부재에 바인딩해서 상기 일체형 조립체를 생성하고, 상기 금속 부재의 열 팽창률과 상기 투명 부재의 열 팽창률은 상기 금속 부재가 상기 투명 부재에 대해 수축 포장되도록 하는, 일체형 조립체.
제1항에 있어서,
상기 비결정질 합금은 상기 투명 부재의 현저한 연화를 일으키기에 충분하지 않은 온도에서 액체 상태를 유지하는, 일체형 조립체.
투명 부재와 금속 부재를 포함하는 일체형 조립체를 형성하기 위한 장치로서, 상기 금속 부재는 비결정질 합금을 포함하고, 상기 장치는,
상기 투명 부재를 몰드 내에 위치시키기 위한 암(arm); 및
상기 금속 부재가 상기 투명 부재에 바인딩해서 상기 일체형 조립체를 생성하도록 상기 금속 부재를 형성하기 위해 상기 비결정질 합금을 상기 몰드 내에서 상기 투명 부재 주위에 제공하는 금속 사출기를 포함하는 장치.
제3항에 있어서,
상기 장치는 상기 투명 부재의 현저한 연화를 일으키기에 충분하지 않은 온도에서 상기 비결정질 합금을 액체 상태로 유지하도록 구성되는, 장치.
제3항에 있어서,
상기 장치는 상기 투명 부재를 상기 금속 부재에 대해 센터링(centering)하도록 구성되는, 장치.
제3항에 있어서,
상기 장치는 금속 사출 몰딩(MIM) 장비를 포함하는, 장치.
제6항에 있어서,
상기 MIM 장비는 상기 비결정질 합금을 상기 투명 부재 둘레에서 수축하거나 굽도록(baking) 구성되는, 장치.