TWI392438B - 形成雙層外殼之方法及系統 - Google Patents

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Description

形成雙層外殼之方法及系統
本發明係關於在金屬部件上形成特徵，且更特定而言，係關於將複雜機械結構之內部特徵施加至金屬部件之表面。
包括金屬部件之器件的製造通常包括在金屬部件之表面上形成特徵(例如，複雜機械結構)。為了確保該等特徵之結構完整性，通常使用黏合材料而將特徵附加至金屬部件之表面。以實例之方式，內部特徵已被獲得且膠合於金屬部件或外殼之表面上的適當位置中。
或者，內部特徵已熔接至金屬部件或外殼之表面。利用熔接過程以將內部特徵附著至金屬部件在內部特徵之數目及複雜性方面為限制的，此使用熔接技術為可能的。此外，金屬部件之裝飾性品質可能由於熔接過程而降級。舉例而言，與熔接過程相關聯之熱可能更改金屬部件之形狀及/或顏色。
亦可使用注射模製過程來形成內部特徵。當製造過程包括注射模製過程時，可在金屬部件或外殼中形成通孔，且可穿過通孔而注射塑膠或樹脂。塑膠或樹脂可在金屬部件(例如，金屬薄片)之一側上形成特徵，而額外塑膠或樹脂可在金屬薄片之另一側上形成底切。與在通孔中硬化之塑膠或樹脂協作的底切可有效地用以將特徵錨定或另外固持於適當位置中。通常，上方定位有底切之金屬薄片之側可 經配置成曝露。亦即，上方定位有底切之金屬薄片之側可為裝置或器件之外部表面。如此，底切在金屬薄片之側上的存在可能在美學上為不良的(例如，當金屬薄片經配置以用於裝飾性目的時)。
因此，需要一種用於在金屬部件或薄片上有效地形成特徵之方法及裝置。亦即，需要一種允許特徵形成於金屬部件或薄片之一側上而大體上不影響金屬部件或薄片之相反側之外觀的系統。
本發明係關於將材料模製至具有結合特徵之基板上。本發明可以眾多方式來建構，包括(但不限於)作為方法、系統、器件或裝置。以下論述本發明之實例實施例。
根據本發明之一態樣，一種用於形成包括基板及模製零件之總成的方法涉及獲得基板，及在基板之表面上形成至少一結合特徵。方法亦包括在結合特徵之表面及基板之表面上的模製。在結合特徵之表面及基板之表面上的模製將模製零件機械地結合至基板。
根據本發明之另一態樣，一種用於形成具有結合特徵之基板的方法包括獲得基板及在基板中形成至少一開口。將可擠壓材料(例如，紫外線(UV)固化膠)回填至開口中，且穿過開口而擠壓可擠壓材料。擠壓可擠壓材料會導致結合特徵形成為突起。
根據本發明之又一態樣，一種電子器件包括大體上容納於外殼內之電子組件。外殼包括金屬部件及模製零件。金 屬部件包括第一表面及具有結合表面之結合特徵。模製零件模製至第一表面及結合表面上。模製零件可包括機械特徵。
本發明之其他態樣及優點將自結合以實例之方式來說明本發明之原理之隨附圖式所採取的以下詳細描述而變得顯而易見。
藉由結合隨附圖式之以下詳細描述而將易於理解本發明。
以下參看各種圖來論述本發明之實例實施例。然而，熟習此項技術者將易於瞭解，本文參看此等圖所給出之詳細描述係出於解釋性目的，因為本發明延伸超過此等實施例。
本發明係關於用於將內部特徵或複雜機械結構施加至金屬部件、外殼或薄片之表面的方法及系統。金屬部件、外殼或薄片可用於結構及/或裝飾性目的。亦即，上方可形成有特徵或機械結構之金屬元件可具有純結構目的、純美學目的或結構目的及美學目的兩者。為了便於論述起見，金屬元件將通常被描述為金屬部件，但應瞭解，金屬元件可為與器件或裝置相關聯之大體上任何適當金屬組件，諸如，外殼、薄片或插入件。
將內部特徵施加至金屬部件之表面可包括形成可模製組件，例如，具有高複雜機械特徵之可模製組件。複雜機械特徵可包括(但不限於包括)結構構件、框架、螺轂、橋接 器、鎖扣、撓曲件、凸緣、架子、楔形物、空穴及/或凹穴。可模製組件可使用任何適當過程而黏合或另外實體地耦接至金屬部件，例如，裝飾性金屬部件(諸如，拋光金屬外殼)。以實例之方式，可模製組件可使用將組件有效地模製至金屬部件上之插入模製過程而黏合至金屬部件。插入模製過程可為注射模製技術，其將熔化材料(諸如，塑膠或樹脂)注射至模具中且在熔化材料冷卻時允許熔化材料接觸及黏合至金屬部件(亦即，位於模具中之金屬部件)。可模製材料經配置以黏合至金屬部件，且可經模製以包括相對複雜機械結構。
在一實施例中，金屬部件可為電子器件之外殼的部分或組件。為電子器件之外殼之部分的金屬部件可為外殼之刃角(bezel)截面、前截面及/或背截面。金屬部件可由廣泛種類之金屬製成，包括(但不限於包括)合金、不鏽鋼及鋁。另外，金屬部件可經由拋光及/或其他表面改良技術而在裝飾性上增強。以實例之方式，金屬部件可為拋光不鏽鋼。
將相對複雜機械特徵有效地黏合至金屬部件之能力允許包括機械特徵及待增強之金屬部件之器件的完整性。舉例而言，當機械特徵與金屬部件有效地模製時，機械特徵與金屬部件之間的黏結相對較強。與金屬部件有效地模製之相對複雜機械特徵可用於各種不同器件中，包括(但不限於包括)具有有限尺寸及空間之攜帶型及高度緊密型電子器件。在一實施例中，器件可為膝上型電腦、桌上型電 腦、媒體播放器、蜂巢式電話、個人數位助理(PDA)、大體上任何掌上型電子器件、電腦滑鼠、鍵盤、遙控器、大體上任何電腦附件，及/或大體上任何電腦周邊裝置。
在金屬部件之表面上形成結合特徵會有效地促進可模製塑膠材料(例如，可經形成以包括複雜機械特徵之可模製塑膠材料)至金屬部件之黏合或結合。舉例而言，為自金屬部件之表面延伸之突起的結合特徵可允許可模製塑膠材料黏合至突起，且因此基本上具有允許可模製塑膠材料結合至金屬部件之增加的結合區域。金屬部件與可模製塑膠材料之間的額外結合或接觸區域提供金屬部件與可模製塑膠材料之間的更強黏結。或者，結合特徵可為在金屬部件之表面下方有效地延伸的底切或空隙。該等底切或空隙亦提供額外表面區域，可模製塑膠可結合至額外表面區域，且因此黏合至金屬部件。
一般而言，結合特徵或使模製零件能夠與金屬部件機械地連鎖之特徵可採用大體上任何適當形式。參看圖1A至圖3B，將根據本發明之一實施例來描述用以形成包括金屬部件及可模製塑膠特徵之總成之結合特徵的實例。最初參看圖1A，將根據本發明之一實施例來描述包括具有方形突出結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件的總成(例如，模製金屬部件)。總成100包括上方形成有大體上方形突起112之金屬部件104。突起112可整體地形成於金屬部件104上。或者，突起112可附著至金屬部件104。以下將參看圖5A至圖5E來描述適合於在金屬部件104上形成突 起112之過程的實例。
突起112通常延伸越過可模製表面114，亦即，上方待結合有模製零件108之金屬部件104的表面。模製零件108結合至表面114且至突起112，或更具體而言，至突起112之表面。換言之，模製零件108有效地圍繞突起112而模製，且因此黏合至突起112之表面。在一實施例中，模製零件108可經配置以包括複雜機械特徵(未圖示)。
熟習此項技術者將理解，相對於z方向118而延伸突起112之高度會增加突起112之表面區域。如此，增加突起112之高度包括可由模製零件108用以黏合至金屬部件104之整體表面區域。因此，在增加結合表面之高度(表面區域)時，改良模製零件108至金屬部件104之黏合。
代替在金屬部件104上形成方形突起112，可將方形空隙或底切代替地形成於金屬部件上。圖1B為根據本發明之一實施例的包括具有方形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。總成100'包括上方形成有大體上方形底切116之金屬部件104'。以下將參看圖7A至圖7E來論述底切之形成。
底切116在金屬部件104'之可模製表面114'下方延伸。可包括機械特徵(未圖示)之模製零件108'結合至表面114且至底切116之表面。一般而言，相對於z方向118'而增加底切116之深度會增加與底切116相關聯之表面區域，且因此增加模製零件108可黏合至之金屬部件104的整體表面區域。
結合特徵之形狀及大小可經配置以增加結合表面之表面 區域，且因此增加金屬部件與可模製零件之間的黏結之強度。一般而言，突起或底切之表面區域愈大，結合區域就愈大。在一實施例中，突起可包括有效地形成底切且提供可模製零件可有效地抓持至之表面的頂部凸緣部分。圖2A為根據本發明之一實施例的包括支撐具有頂部凸緣之突起之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。總成200包括上方形成有具有頂部凸緣部分220之突起212的金屬部件204。頂部凸緣部分220包括底切表面222，底切表面222在模製零件208圍繞突起212而模製時使模製零件208能夠有效地抓持於其上。相對於z方向218而延伸突起212之高度會增加突起212之表面區域。另外，相對於x方向226而延伸底切表面222之寬度亦會增加突起212之表面區域，且因此增加模製零件208可結合至之整體結合表面。
提供模製零件可結合至之表面的角形底切結合特徵可提供於金屬部件上。圖2B為根據本發明之一實施例的包括具有角形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。總成200'包括上方形成有具有角形底部部分224之底切216的金屬部件204'。部分224包括表面230，表面230在模製零件208'模製於底切216中時使模製零件208能夠有效地抓持於其上。
突起及底切可呈現提供增加之結合表面區域之各種不同形狀。在一實施例中，突起及底切可採用近似蘑菇形狀(例如，圓形形狀)。圖3A為根據本發明之一實施例的包括 具有圓形突出結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。總成300包括上方形成有大體上蘑菇形狀圓形突起320之金屬部件304。當模製零件308結合至金屬零件304時，模製零件308結合至突起320之表面。亦即，模製零件308有效地圍繞突起320而模製，且因此黏合至突起320之表面。
圖3B為根據本發明之一實施例的包括具有圓形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。總成300'包括上方形成有大體上蘑菇形狀圓形底切324之金屬部件304'。當模製零件308'結合至金屬零件304'時，模製零件308'之部分填充底切324，藉此將模製零件308'結合至底切324之表面。
圖4為說明根據本發明之一實施例的形成適合於用於電子器件中且包括上方模製有可模製零件之金屬部件之整體總成之方法的過程流程圖。形成包括金屬部件及黏合至其之模製零件(例如，模製塑膠部件)之整體總成的過程401始於步驟405，其中選擇用於模製過程之參數。選擇用於模製過程之參數可包括(但不限於包括)選擇注射模具參數、選擇與用於模製過程中之塑膠相關聯之參數，及選擇與模製過程相關聯之金屬參數。此外，亦可選擇模具組態參數、塑膠之性質及金屬部件之性質。
在選擇用於模製過程之參數之後，在步驟409中提供具有待模製之表面的金屬部件。如先前所提及，金屬部件可為器件之組件。以實例之方式，金屬部件可為與電子器件 相關聯之外殼的組件，或可為意欲併入電子器件中之插入件。待模製之表面通常為模製零件待黏合或另外結合至之金屬部件的表面。若金屬部件為電子器件之裝飾性外部部件，則待模製之表面通常為經配置以大體上在電子器件內部之金屬部件的表面。
待模製之表面在步驟409中被獲得時可包括附著或結合特徵。然而，若待模製之表面不包括附著或結合特徵，則可在任選步驟413中將附著或結合特徵施加至待模製之表面。以下將參看圖5A至圖5E及圖7A至圖7E來描述將附著或結合特徵施加至金屬部件之表面的各種方法。
在步驟417中，將金屬部件大體上定位(例如，置放或緊固)於模製器件之模穴內。舉例而言，當打開模製器件時，金屬部件可定位於模穴內。金屬部件相對於模穴且因此相對於將施加於其上之內部可模製部件而位於所要位置處。可藉由與機器人系統相關聯之機器人臂來完成將金屬部件適當地定位於模穴內。將金屬部件大體上定位於模穴內亦可包括製備模穴及金屬部件、調整與模製器件相關聯之溫度，及/或關閉模製器件。
一旦將金屬部件定位於模穴中，則在步驟421中將注射模具材料注射至模穴中。注射模具材料通常經配置以流動至模穴中、至少部分地接觸金屬部件、在模穴內硬化，且黏合或另外附著至定位於模穴中之金屬部件。在一實施例中，將大體上熔化塑膠或樹脂注射至模穴中。注射模具材料可通常圍繞金屬部件之表面上的附著或結合特徵而模 製。模穴可經組態以界定複數個相對複雜機械特徵。如此，注射模具材料可經有效地模製，使得界定相對複雜機械特徵。
允許注射模具材料冷卻、固化、硬化或另外凝固。固化或硬化注射模具材料之形狀可包括相對複雜機械特徵(例如，若模穴經組態以界定相對複雜機械特徵)。自步驟421，過程流程進行至步驟425，自模穴移除具有由黏合於上方之注射模具材料形成之特徵的金屬部件。亦即，自模穴移除包括金屬構件及模製構件之模製金屬部件。以實例之方式，一旦注射模具材料固化或硬化成與金屬部件接觸，則可打開模製器件，且可自模製器件大體上排出模製金屬部件。
在自模穴移除模製金屬部件之後，可在步驟429中對模製金屬部件執行後處理步驟。該等修整步驟可包括(但不限於包括)機械加工、車螺紋、鍛造、拋光及/或施加塗層。應瞭解，可對模製金屬部件之金屬構件、模製金屬部件之模製構件或對整體模製金屬部件執行修整步驟。一旦對模製金屬部件執行後處理或修整步驟，則在步驟433中將模製金屬部件組裝至電子器件中，且完成形成適合於用於電子器件中之包括金屬部件及模製零件之整體總成的過程。在一實施例中，模製金屬部件為經配置以大體上包裝電子器件之電組件的外殼。
形成於金屬部件之表面上的附著或結合特徵可包括突起及底切。參看圖5A至圖5E，將描述與在金屬部件之表面 上形成突起以有助於可模製部件在其上之附著相關聯的方法，而參看圖7A至圖7E，將根據本發明之一實施例來描述與在金屬部件之表面上形成底切以有助於可模製部件在其上之附著相關聯的方法。
圖5A為說明根據本發明之一實施例的藉由在金屬部件之表面上覆蓋多孔網狀物而在金屬部件上有效地形成突起之方法的過程流程圖。有效地形成突起之過程501始於步驟505，其中獲得具有模具表面(亦即，上方待結合有模製零件之表面)之基板。在一實施例中，基板為金屬部件，且模具表面為可模製零件隨後待黏合至之金屬部件的表面。一旦獲得基板，則在步驟509中判定網狀物待施加至之基板上的位置。可為金屬網狀物之網狀物通常包括提供可藉由模製材料而模製之附著表面的開口。亦即，圍繞網狀物之孔隙來模製可模製材料。網狀物之使用提供可模製材料可結合至之額外表面。在一實施例中，網狀物可大體上施加於圍繞表面之離散點處的大部分表面上。然而，應瞭解，網狀物可代替地施加於圍繞表面之相對較少的離散點處。
在判定用於網狀物之位置之後，在步驟513中將網狀物定位於該等位置處。將網狀物定位於適當位置處可包括切刻網狀物及在適當位置處將網狀物覆蓋於基板上。網狀物有效地形成可模製材料(諸如，塑膠或樹脂)可隨後結合至之突起。在定位網狀物後即完成藉由覆蓋多孔網狀物來有效地形成突起之過程。
圖5B為說明根據本發明之一實施例的藉由將凸緣附著至金屬部件之表面而在金屬部件上形成突起之方法的過程流程圖。熟習此項技術者將瞭解，凸緣可具有各種不同形狀及大小。以實例之方式，凸緣可為"T"形狀、蘑結形狀或矩形形狀。使用凸緣而在基板(例如，金屬部件)上形成突起之過程521始於步驟525，其中獲得基板。一旦獲得基板，則在步驟529中獲得適當形狀之凸緣。凸緣之大小及形狀可變化，且凸緣通常可由廣泛種類之不同材料形成。凸緣可經預成型，例如，凸緣可具有預定形狀，或凸緣可經配置以經由焊接過程而大體上形成。在獲得凸緣之後，在步驟533中將凸緣附著至基板。一般而言，用以將凸緣附著至基板之方法可包括(但不限於包括)將黏合劑施加至凸緣且將凸緣與基板配合，及將凸緣焊接至基板。一旦將凸緣附著至基板，則完成使用凸緣來形成突起之過程。
用以在金屬部件上形成突起之凸緣可由多個層形成。以實例之方式，"T"形狀凸緣可由一組矩形形狀層或組件形成。參看圖5C，將根據本發明之一實施例來描述藉由在金屬部件之表面上大體上堆疊凸緣組件而在金屬部件上形成突起的方法。藉由大體上堆疊凸緣組件而在基板上形成突起之過程541始於步驟545，其中獲得基板(諸如，金屬部件)。接著，在步驟549中獲得凸緣組件。獲得凸緣組件可包括獲得用以形成單一凸緣之不同零件或部件。
在步驟553中，將待形成突起之每一凸緣的第一組件附著至基板。如圖6A所示，將凸緣612之第一組件612a附著 至基板604。可使用任何適當方法來附著每一凸緣之第一組件。一旦將待形成突起之每一凸緣的第一組件附著至基板，則在步驟557中(例如)使用相對較高黏結黏合劑而將每一凸緣之第二組件堆疊及附著至第一組件。參看圖6A，第二組件612b可堆疊於第一組件612a上且附著至第一組件612a。
在每一凸緣之第二組件堆疊於每一凸緣之第一組件上且附著至第一組件之後，過程流程進行至步驟561，其中判定是否存在待附著之額外組件。亦即，判定每一凸緣是否包括仍必須附著之至少一額外組件。若判定不存在待附著之額外組件，則指示為：形成基板上之突起，且完成藉由大體上堆疊凸緣組件而在基板上形成突起之過程。
或者，若步驟561中之判定為存在待附著之至少一額外組件，則暗示為：每一凸緣包括至少一額外組件。如此，在步驟565中，將額外組件堆疊於與凸緣相關聯之組件堆疊上且適當地附著至組件堆疊，例如，堆疊於組件堆疊中之最高組件上且附著至最高組件。以實例之方式，第三組件612c可堆疊於圖6A之組件612b上且附著至組件612b。一旦適當地附著額外組件，則過程流程返回至步驟561，其中判定是否存在待附著之額外組件。
在一實施例中，形成為突起之結合特徵可包括穿過基板中之相對較小開口(例如，微穿孔)而擠壓材料。圖5D為說明根據本發明之一實施例的藉由回填界定於基板內之微穿孔且擠壓微穿孔中之材料而在基板(諸如，金屬部件)上形 成突起之方法的過程流程圖。經由回填及擠壓過程來形成突起之過程581始於步驟583，其中獲得基板。在步驟583中於基板中形成微穿孔。諸如鑽孔過程之過程可用以形成微穿孔。或者，可使用雷射或擠壓過程來形成微穿孔。通常，微穿孔可為基本上致使微穿孔為大體上不可見之大小。亦即，微穿孔可足夠小以致於不可易於被人眼所見。
在基板中形成微穿孔之後，在步驟587中藉由可被擠壓之材料來回填微穿孔。以實例之方式，可藉由紫外線(UV)固化膠來回填微穿孔。接著，可穿過微穿孔而擠壓材料，使得在步驟589中由材料形成突起。經由擠壓過程所形成之突起的形狀可廣泛地變化。如圖6B所示，相對於基板654所形成之突起662a－d可包括(但不限於包括)相對狹長突起662、捲曲突起662b、短突起662，及/或具有捲曲末端之相對狹長突起654。如圖所示，突起662之底部通常不延伸越過基板654之底部。返回至圖5D，一旦擠壓材料，則完成使用回填及擠壓來形成突起之過程。
濺鍍過程亦可用以在基板上形成突起。圖5E為說明根據本發明之一實施例的藉由將物質濺鍍至基板之表面上而在基板上形成突起之方法的過程流程圖。經由濺鍍過程來形成突起之過程591始於步驟593，其中獲得基板(例如，金屬部件)。在步驟589中，使用磁控器件而將物質(例如，用於骨生長(bone growth)濺鍍中之物質)濺鍍至基板之表面上。在步驟593中控制濺鍍，使得物質之大塊可形成近似所要形狀及大小之突起。接著，完成經由濺鍍過程來形成 突起之過程。
如先前所提及，代替在基板之表面上形成突出離開表面之結合特徵，結合特徵可經形成為使得基板之表面經大體上底切。換言之，結合特徵可包括大體上位於基板之表面下方的底切或空隙。如同突起之表面，基板中之底切或空隙的表面提供可模製材料可結合至之額外表面區域，藉此增加可模製材料與基板之間的黏結之整體強度。
可使用各種不同方法以在金屬部件上形成底切。圖7A為說明根據本發明之一實施例的在基板(諸如，金屬部件)上形成底切之方法的過程流程圖，其包括在基板上提供圖案。藉由提供圖案而在基板上形成底切之過程701始於步驟705，其中獲得基板(例如，金屬部件)。一旦獲得基板，則在步驟709中於待形成有底切之基板的表面上提供所要圖案。以實例之方式，遮蔽或絲網印刷基板之表面。遮蔽圖案會允許基板之表面的某些部分保持曝露，而其他部分有效地隱藏。絲網印刷允許圖案(例如，穿孔之圖案)印刷於基板之表面上，使得可識別待自基板移除之材料。
在將所要圖案施加至表面之後，在步驟713中，根據所要圖案來形成略微凸起區域。舉例而言，可藉由諸如物理氣相沈積(PVD)之過程來形成略微凸起區域。在一實施例中，略微凸起區域可具有近似蘑結形狀。一旦形成略微凸起區域，則可在步驟717中移除不與略微凸起區域接觸之圖案的部分。若由絲網印刷形成圖案，則可洗掉絲網印刷。當移除圖案之部分時，底切可保持在略微凸起區域 (例如，蘑菇形狀凸起區域之頂部)下。在移除圖案之剩餘部分後，即完成藉由提供圖案而在基板上形成底切之過程。
亦可藉由蝕刻(例如，化學及/或機械蝕刻)來形成附著特徵(諸如，底切或空隙)。緊接著參看圖7B，將根據本發明之一實施例來描述在基板上形成底切之方法，其包括化學蝕刻。形成底切之過程721始於步驟725，其中獲得基板。一旦獲得基板，則可在步驟729中在基板之適當表面上提供所要圖案。在一實施例中，可遮蔽基板之適當表面。在遮蔽或另外圖案化基板之適當表面之後，在步驟733中施加化學品以化學地蝕刻基板。化學品之施加可形成空隙及/或底切。
應瞭解，基板可包括各種粒狀物。可施加特定化學品以移除特定粒狀物之部分，同時有效地使其他粒狀物不受影響。亦即，可在不同速率下侵蝕基板中之不同粒狀物。用以化學地蝕刻基板之化學品的施加可包括洗掉化學品，且形成在空隙及/或底切之後的經移除粒狀物。在步驟733中施加化學品之後，完成形成底切之過程。
底切或空隙可有效地經機械地蝕刻或切刻至基板之表面中。切刻可使用大體上任何適當切刻裝置來執行，包括(但不限於包括)經組態以切刻之電腦數值控制(CNC)機械。圖7C為說明根據本發明之一實施例的在基板中形成底切之方法的過程流程圖，其包括使用切刻裝置。形成底切之過程741始於步驟745，其中獲得基板。自步驟745，過 程流程移動至步驟749，其中將基板置放或另外定位於切刻裝置上。一旦將基板置放於切刻裝置上，則可在步驟753中程式化切刻裝置以在所要位置中切刻或另外形成底切。在一實施例中，切刻裝置可經程式化以切刻"T"形狀空隙或底切。應瞭解，程式化切刻裝置可包括向切刻裝置提供具有可用以切刻所要大小及形狀之空隙或底切的適當切刻鑽頭。在程式化切刻裝置之後，在步驟757中使用切刻裝置來形成底切。切刻裝置可研磨、刮擦或切掉基板之表面的部分以形成底切。在使用切刻裝置來形成底切後即完成形成底切之過程。
亦可使用雷射切刻方法以在基板之表面上形成底切或空隙。圖7D為說明根據本發明之一實施例的形成底切之方法的過程流程圖，其包括使用至少一雷射。形成底切之過程761始於步驟765，其中獲得基板(諸如，金屬部件)。一旦獲得基板，則在步驟769中將基板定位於至少一雷射下或至少一雷射之路徑中。
在一實施例中，在定位基板之後，在步驟773中可將透鏡定位於雷射與基板之間，以便將雷射聚焦至基板之適當截面上。亦即，透鏡經組態以將雷射聚焦至基板之表面上的所要區域上。步驟773為任選的，其在於可在無透鏡之情況下使用雷射。
在步驟777中，將雷射指向於基板處，使得可切入基板之表面。藉由移動雷射及/或基板，可形成適當大小及形狀之底切或空隙。在切入基板之表面之後，完成形成底切 之過程。
基板之截面可大體上直接經熔掉以形成底切或空隙。圖7E為說明根據本發明之一實施例的在基板中形成底切之方法的過程流程圖，其包括使用至少一熱探針來熔掉基板之部分。形成底切之過程781始於步驟785，其中獲得基板。在步驟789中將經加熱探針施加至基板之適當表面以在基板之表面上的光點中形成鉻擴散。熟習此項技術者將瞭解，鉻擴散可致使基板之表面能夠被腐蝕。
在光點中形成鉻擴散之後，在步驟793中將酸蝕刻施加至基板以導致光點腐蝕。當光點腐蝕時，在基板之表面上有效地形成三維剖面。因此，在表面上形成底切。一旦光點腐蝕，則完成形成底切之過程。
如以上所提及，可經由使用模製器件來形成包括金屬構件及可模製構件之模製金屬部件。將參看圖8來描述模製器件之一實例。圖8為根據本發明之一實施例的用以形成模製金屬部件之模製器件的橫截面側視圖方塊圖表示。模製器件或模具832包括模芯832a及模穴832b。可模製零件待模製至之金屬部件804經配置以由模芯832a固持。模穴832b包括可模製材料(例如，熔化塑膠)可被注射至之開口836。開口836經配置以定位於金屬部件804上，使得模製零件可形成於金屬部件804上且結合至金屬部件804。開口836之形狀及大小可廣泛地變化。在一實施例中，開口836經成形為使得可由在開口836內固化或硬化之可模製材料(未圖示)形成複雜機械特徵。
參看圖9A至圖9C，將根據本發明之一實施例來描述使用模製器件(諸如，圖8之模製器件832)來形成模製金屬部件之過程。圖9A為根據本發明之一實施例的用以將可模製零件結合至包括底切之金屬部件上之模製器件的橫截面側視圖方塊圖表示。模製器件932包括模芯932a及模穴932b。模穴932b包括開口936。包括底切924之金屬部件904由模芯932a固持，而模穴932b定位於金屬部件904上，使得開口936大體上配置於底切924上。
如圖9B所示，可將材料940注射至開口936中。將材料940注射至開口936中包括導致材料940有效地填充底切924。材料940可為經配置以在冷卻時固化或另外硬化之熔化塑膠或樹脂。當材料940冷卻時，材料940有效地形成結合至金屬部件904之模製零件。一旦材料940冷卻，則有效地形成包括材料940及金屬部件904之整體模製金屬部件。如圖9C所示，材料940結合或另外黏合至金屬部件904。材料940可具有由開口936之輪廓所形成的形狀。該形狀可包括至少一相對複雜機械特徵942。
結合特徵之形狀及大小可廣泛地變化。此外，鄰近結合特徵之間的間距可變化。以實例之方式，與底切或空隙相關聯之形狀及尺寸可視粒子系統之需求而變化。一般而言，底切或空隙之深度小於或近似地等於基板或金屬部件之厚度。對於近似地等於基板之厚度的空隙，當在空隙中提供可模製材料以使得突起有效地形成於基板之頂部表面上時，可模製材料不突出越過基板之底部表面。換言之， 可模製材料大體上僅突出於空隙之一末端外。為了有效地防止可模製材料突出越過基板之底部表面，空隙可經成形為使得可大體上防止可模製材料流出空隙之底部。在一實施例中，可防止可模製材料流出空隙之底部的空隙可為大體上楔形的(例如，可具有大體上圓錐形形狀)。
圖10為根據本發明之一實施例的內部已形成有楔形空隙之金屬部件的橫截面側視圖圖示。金屬部件1004具有高度或厚度"t"1044。通常，空隙或底切可具有小於或近似地等於厚度"t"1044之高度。在如所示之實施例中，空隙1024具有近似地等於厚度"t"1044之高度。空隙1024之形狀為楔形或大體上圓錐形，使得在頂部表面1050處，空隙1024具有寬度"w1"1058，且在底部表面1054處，空隙1024具有寬度"w2"1062。寬度"w1"1058通常大於寬度"w2"1062。
儘管已描述本發明之僅少許實施例，但應理解，可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下以許多其他特定形式來體現本發明。以實例之方式，儘管已在金屬部件方面描述本發明，但本發明不限於關於金屬部件所使用。勝於由金屬形成，特徵待黏合至之基板可由其他材料製成，包括(但不限於包括)玻璃或陶瓷。
用以形成特徵之可模製材料可由大體上任何適當塑膠或樹脂形成。舉例而言，可模製材料可由諸如聚碳酸酯或丙烯腈－丁二烯－苯乙烯(ABS)之塑膠形成。應瞭解，可模製材料不限於為塑膠或樹脂。以實例之方式，可模製材料可 為可注射陶瓷，或可模製或可注射金屬(諸如，液體金屬)。在2007年7月12日申請且名為「INSERT MOLDING LIQUID METAL AROUND GLASS」之美國臨時申請案第60/949,449號中描述液體金屬及其使用，該臨時申請案之全文以引用的方式併入本文中。
儘管待結合至可模製部件之金屬部件的表面通常已被描述為包括突起或底切，但金屬部件之表面不限於包括突起或底切。舉例而言，可模製部件待黏合至之金屬部件的表面可包括突起及底切兩者。另外，與金屬部件之表面相關聯之突起及底切的大小及形狀可變化。在一實施例中，不同形狀之突起及/或不同形狀之底切可與單一金屬部件相關聯。
與本發明之方法相關聯的步驟可廣泛地變化。可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下添加、移除、更改、組合及重新排序步驟。以實例之方式，在基板中化學地蝕刻底切及/或空隙可包括施加第一組化學品以蝕刻基板之表面上的尖峰及凹谷、在凹谷中提供液體、拋光表面，及接著施加在與表面不同之速率下"吃掉"凹谷中之液體以形成底切的第二組化學品。因此，認為本實例為說明性而非限制性的，且本發明不限於本文所給出之細節，而可在隨附申請專利範圍之範疇內進行修改。
100‧‧‧總成
100'‧‧‧總成
104‧‧‧金屬部件
104'‧‧‧金屬部件
108‧‧‧模製零件
108'‧‧‧模製零件
112‧‧‧突起
114‧‧‧可模製表面
114'‧‧‧可模製表面
116‧‧‧底切
118‧‧‧z方向
118'‧‧‧z方向
200‧‧‧總成
200'‧‧‧總成
204‧‧‧金屬部件
204'‧‧‧金屬部件
208‧‧‧模製零件
208'‧‧‧模製零件
212‧‧‧突起
216‧‧‧底切
218‧‧‧z方向
220‧‧‧頂部凸緣部分
222‧‧‧底切表面
224‧‧‧角形底部部分
226‧‧‧x方向
230‧‧‧表面
300‧‧‧總成
300'‧‧‧總成
304‧‧‧金屬部件
304'‧‧‧金屬部件
308‧‧‧模製零件
308'‧‧‧模製零件
320‧‧‧大體上蘑菇形狀圓形突起
324‧‧‧大體上蘑菇形狀圓形底切
604‧‧‧基板
612‧‧‧凸緣
612a‧‧‧第一組件
612b‧‧‧第二組件
612c‧‧‧第三組件
654‧‧‧基板
662a‧‧‧突起
662b‧‧‧突起
662c‧‧‧突起
662d‧‧‧突起
804‧‧‧金屬部件
832‧‧‧模製器件
832a‧‧‧模芯
832b‧‧‧模穴
836‧‧‧開口
904‧‧‧金屬部件
924‧‧‧底切
932‧‧‧模製器件
932a‧‧‧模芯
932b‧‧‧模穴
936‧‧‧開口
940‧‧‧材料
942‧‧‧相對複雜機械特徵
1004‧‧‧金屬部件
1024‧‧‧空隙
1044‧‧‧厚度"t"
1050‧‧‧頂部表面
1054‧‧‧底部表面
1058‧‧‧寬度"w1"
1062‧‧‧寬度"w2"
w1‧‧‧寬度
w2‧‧‧寬度
x‧‧‧方向
z‧‧‧方向
圖1A為根據本發明之一實施例的包括具有方形突出結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截 面側視圖圖示。
圖1B為根據本發明之一實施例的包括具有方形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。
圖2A為根據本發明之一實施例的包括具有角形突出結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。
圖2B為根據本發明之一實施例的包括具有角形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。
圖3A為根據本發明之一實施例的包括具有圓形突出結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。
圖3B為根據本發明之一實施例的包括具有圓形底切結合特徵之金屬部件及模製於其上之可模製零件之總成的橫截面側視圖圖示。
圖4為說明根據本發明之一實施例的形成包括上方模製有可模製零件之金屬部件之整體總成之方法的過程流程圖。
圖5A為說明根據本發明之一實施例的藉由在金屬部件之表面上覆蓋多孔網狀物而在金屬部件上形成突起之方法的過程流程圖。
圖5B為說明根據本發明之一實施例的藉由將凸緣附著至金屬部件之表面而在金屬部件上形成突起之方法的過程流 程圖。
圖5C為說明根據本發明之一實施例的藉由在金屬部件之表面上大體上堆疊凸緣組件而在金屬部件上形成突起之方法的過程流程圖。
圖5D為說明根據本發明之一實施例的藉由回填界定於金屬部件內之微穿孔而在金屬部件上形成突起之方法的過程流程圖。
圖5E為說明根據本發明之一實施例的藉由將物質濺鍍至金屬部件之表面上而在金屬部件上形成突起之方法的過程流程圖。
圖6A為根據本發明之一實施例的藉由在基板上堆疊凸緣組件所形成之突起的方塊圖表示。
圖6B為根據本發明之一實施例的使用界定於基板內之微穿孔所形成之微突起的方塊圖表示。
圖7A為說明根據本發明之一實施例的在金屬部件上形成底切之第一方法的過程流程圖，其包括遮蔽金屬部件。
圖7B為說明根據本發明之一實施例的在金屬部件上形成底切之第二方法的過程流程圖，其包括遮蔽金屬部件。
圖7C為說明根據本發明之一實施例的在金屬部件上形成底切之方法的過程流程圖，其包括使用電腦數值控制(CNC)設備。
圖7D為說明根據本發明之一實施例的在金屬部件上形成底切之方法的過程流程圖，其包括使用至少一雷射。
圖7E為說明根據本發明之一實施例的在金屬部件上形成 底切之方法的過程流程圖，其包括使用至少一熱探針。
圖8為根據本發明之一實施例的用以將零件模製至金屬部件上之裝置的橫截面側視圖方塊圖表示。
圖9A為根據本發明之一實施例的用以將零件模製至包括底切之金屬部件上之裝置的橫截面側視圖方塊圖表示。
圖9B為根據本發明之一實施例的與上方已提供有可模製材料之模穴建立介面之金屬部件(例如，圖9A之金屬部件904)的橫截面側視圖方塊圖表示。
圖9C為根據本發明之一實施例的上方已大體上附著有模製部件之金屬部件(例如，圖9A之金屬部件904)的橫截面側視圖方塊圖表示。
圖10為根據本發明之一實施例的內部已提供有楔形穿孔之金屬部件的橫截面側視圖圖示。
(無元件符號說明)

Claims (20)

  1. 一種總成，其包含：一金屬部件，該金屬部件包括(i)一第一表面及一第二表面；(ii)至少一穿孔；以及(iii)一結合特徵，該結合特徵具有一結合表面，該結合表面藉由使用一可擠壓材料而將該可擠壓材料回填至該至少一穿孔而形成，以及擠壓該可擠壓材料穿過該至少一穿孔，以便該結合特徵延伸穿過該金屬部件之該第一表面，但不延伸穿過該金屬部件之該第二表面；及一模製零件，該模製零件模製於該第一表面及該結合表面上，其中該模製零件包括一機械特徵，其中該第一表面包含一底切，且該模製零件被模製於該底切中。
  2. 如請求項1之總成，其中該結合特徵包含至少一突起，且該模製零件模製於該突起上。
  3. 如請求項2之總成，其中該突起係由一膠形成。
  4. 如請求項1之總成，其中該穿孔為一空隙且該第一表面為該金屬部件之一頂部表面，該金屬部件進一步包括該空隙延伸穿過之一底部表面，其中該模製零件延伸穿過該空隙但不延伸越過該底部表面。
  5. 如請求項1之總成，其中該模製零件係由一塑膠或一樹脂形成。
  6. 如請求項1之總成，其中該金屬部件為一用於一電子器件之插入件或一用於該電子器件之外殼。
  7. 一種器件，其包含： 一電子組件；及一外殼，該外殼經配置以至少部分地容納該電子組件，其中該外殼包括一金屬部件及一模製零件，該金屬部件包括(i)一第一表面及一第二表面；(ii)至少一穿孔；以及(iii)一結合特徵，該結合特徵具有一結合表面，該結合表面藉由使用一可擠壓材料而將該可擠壓材料回填至該至少一穿孔而形成，以及擠壓該可擠壓材料穿過該至少一穿孔，以便該結合特徵被形成於該金屬部件之該第一表面，但不形成於該金屬部件之該第二表面，該模製零件模製於該第一表面及該結合表面上，其中該第一表面包含一底切，且該模製零件被模製於該底切中。
  8. 如請求項7之器件，其中該結合特徵包含至少一突起，且該模製零件被模製於該至少一突起上。
  9. 如請求項7之器件，其中該穿孔為一空隙且該第一表面為該金屬部件之一頂部表面，該金屬部件進一步包括該空隙延伸穿過之一底部表面。
  10. 如請求項7至9中任一項之器件，其中該模製零件係由一塑膠或一樹脂形成。
  11. 一種總成，其包含：一金屬部件，該金屬部件包括(i)一第一表面及一第二表面；(ii)至少一穿孔；以及(iii)一結合特徵，該結合特徵具有一結合表面，該結合表面藉由回填一可擠壓材料至該至少一穿孔而形成；以及一模製零件，該模製零件被模製於該第一表面及該結 合表面上，其中該模製零件包括一機械特徵，以及其中該結合特徵延伸進入該金屬部件之該第一表面，但不延伸進入該金屬部件之該第二表面，以及其中該第一表面包含一底切，且該模製零件被模製於該底切中。
  12. 如請求項11之總成，其中該穿孔為一空隙。
  13. 如請求項11之總成，其中該結合特徵包含至少一突起，且該模製零件被模製於該突起上。
  14. 如請求項13之總成，其中該突起係由一膠所形成。
  15. 一種器件，其包含：一電子組件；及一外殼，該外殼經配置以至少部分地容納該電子組件，其中該外殼包括一金屬部件及一模製零件，該金屬部件包括(i)一第一表面及一第二表面；(ii)至少一微穿孔；以及(iii)一結合特徵，該結合特徵具有一結合表面，該結合表面藉由擠壓一可擠壓材料穿過該至少一微穿孔而形成，該模製零件被模製於該第一表面及該結合表面上，其中該結合特徵延伸進入該金屬部件之該第一表面，但不延伸進入該金屬部件之該第二表面，以及其中該第一表面包含一底切，且該模製零件被模製於該底切中。
  16. 如請求項15之器件，其中該結合特徵包含至少一突起，且該模製零件被模製於該突起上。
  17. 一種總成，其包含：一金屬部件，該金屬部件包括(i)一頂部表面及一底部 表面；(ii)至少一穿孔；以及(iii)一結合特徵，該結合特徵具有一結合表面，該結合表面藉由擠壓一可擠壓材料穿過該至少一穿孔而形成；以及一模製零件，使用該結合特徵使該模製零件被模製而緊貼該金屬部件，其中該穿孔延伸穿過該底部表面，其中該結合特徵延伸穿過該金屬部件之該底部表面，而不延伸穿過該金屬部件之該頂部表面，且其中該底部表面包含一底切，且該模製零件被模製於該底切中。
  18. 如請求項17之總成，其中該模製零件包含一機械特徵。
  19. 如請求項17之總成，其中該結合特徵包含至少一突起，且該模製零件被模製於該突起上。
  20. 如請求項19之總成，其中該突起係由一膠所形成。
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