TWI468239B - 整合式捕集玻璃插入物於金屬框中之方法及系統 - Google Patents

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Description

整合式捕集玻璃插入物於金屬框中之方法及系統
本發明係關於用於產生整合式玻璃與金屬部件之方法及系統。
本申請案主張基於下列專利申請案之優先權：(i)2007所7月12日提出申請且標題為"插入模製液體金屬於玻璃周圍(Insert Molding Liquid Metal Around Glass)"之第60/949,449號美國臨時專利申請案，其據此以引用方式併入本文中；及(ii)2007年12月13日提出申請且標題為"整合式捕集玻璃插入物於金屬框中之方法及系統(Methods and Systems for Integrally Trapping a Glass Insert in a Metal Bezel)"之第61/013,600號美國臨時專利申請案，其據此以引用方式併入本文中。
在電子裝置(例如蜂巢式電話、數位音樂播放器及手持式計算裝置)之製造期間，通常將透明組件固持於外殼或類似物內。例如，許多電子裝置具有包括由金屬外殼固持之玻璃或塑膠窗口之顯示器。通常，形成一金屬框架或外殼，並將一玻璃組件或塑膠組件插入至所形成之框架或外殼中。
為了將一金屬框架及一玻璃組件適當地緊固在一起，必須嚴格保持關聯於金屬框架與玻璃組件之間的配合之公差。亦即，保持金屬框架與玻璃組件之間的公差匹配以便可將玻璃組件插入至金屬框架中並將其固持就位。一包括 一金屬框架及一插入於其中之玻璃組件的總組合件可使用黏結材料及/或使用機械結構(例如螺桿)藉由壓配合緊固在一起。若不嚴格保持金屬框架與玻璃組件之間的公差匹配，則損害總組合件之完整性。對於相對小的組合件，保持金屬框架與玻璃組件之間的臨界公差以致於不可能出現公差失配也許係困難的。
因此，需要一種使金屬框架與玻璃組件、或金屬框架與塑膠組件之間的公差能夠大致放寬的方法及設備。
本發明係關於能夠實現一包括一與一金屬構件整合式形成之透明構件之組合件的技術。
本發明可以很多種方式實施為(包括但不限於)一方法、系統、裝置或設備。下文闡述本發明之實例性實施例。
根據本發明之一態樣，一種方法包括將一透明構件定位於一組態用於插入模製之模具中、並將一液體金屬提供至該模具中。該方法亦包括使該液體金屬硬化於該模具中。使該液體金屬硬化包括將該金屬結合至該透明構件以產生該整合式組合件。
根據本發明之另一態樣，一種用於形成一整合式組合件之方法包括將一透明構件定位於一模具中並使用一種金屬注射模製(MIM)製程來將金屬提供於該透明構件周圍。該方法亦包括使該金屬至少部分地在該透明構件周圍收縮以將該金屬結合至該透明構件從而產生該整合式組合件。於一實施例中，使該金屬收縮包括使該金屬收縮大約百分之 二十至大約百分之三十不等。
根據本發明之另一態樣，一種方法包括將一順應材料之至少一層施加至一透明構件之一邊緣。將一順應材料接合至一金屬構件佈置之一邊緣。將該順應材料結合至該金屬構件佈置之該邊緣產生一總組合件。於一實施例中，該順應材料係一墊圈。
根據本發明之再一態樣，一種設備包括一透明構件、一金屬構件及一順應構件。該透明構件包括一第一溝道，且該金屬構件包括一第二溝道。該順應材料佈置於該第一溝道及該第二溝道中以便該順應材料將該透明構件耦合至該金屬構件。
下文參照各圖式闡述本發明之實例性實施例。然而，熟習此項技術者將易知，本文中根據此等圖式所給出之詳細說明僅用於解釋說明目的，因為本發明延伸超出此等實施例。
為了促進一包括一窗口或類似物之電子裝置(例如，一蜂巢式電話或一數位媒體播放器)之一整體外殼之形成，一整合式組合件可經形成以包括該窗口。該整合式組合件可係一整合式外殼，因為該整體外殼可包括一玻璃構件(或一塑膠構件)及一金屬構件。另一選擇係，該整合式組合件可係一經佈置以裝配至一總組合件中之部件，且可包括一玻璃構件(或一塑膠構件)及一金屬構件。當該整合式組合件係一經佈置以裝配至該總組合件中之部件時，該金 屬構件可實際上係一形成於一玻璃構件之邊緣周圍的框。儘管此種框可由金屬形成，但一框通常係由包括(但不限於包括)一順應材料之大致任何合適之材料形成。
該整體外殼係整合式的，因為一玻璃構件與一金屬(或一塑膠構件與一金屬)形成一單一統一件。一包括一玻璃構件及一金屬構件之單一統一件通常係如此形成以致於在玻璃構件與金屬之間實際上不存在任何空隙、間隙或空間。玻璃構件與金屬大致直接接合在一直。
可使用各種不同方法來在一玻璃構件周圍形成一框。例如，可使用插入模製方法及金屬注射模製(MIM)方法整合式形成一咬合玻璃構件之框。插入模製係指一種注射模製技術，其中將塑膠注射至一模具中以環繞一已設置於該模具中之插入件。根據一實施例，本發明涵蓋使用插入物模製技術，但不是將塑膠注射於一金屬插入物周圍，而是將一呈液體形式之金屬注射於一玻璃插入物周圍。一旦硬化，則產生一含有一金屬構件及一玻璃構件之單一部件。在一實施例中，該單一部件可係一整合式玻璃與金屬組合件(或一般地說，一整合式組合件)。在一實例中，該金屬構件可係一電子裝置之一外殼之一部分而該玻璃構件可係一電子裝置之一玻璃窗口。該玻璃窗口可係一覆蓋一顯示器或觸控屏之保護屏，或者其可與一顯示器或觸控屏大致整合。
用於插入模製製程的金屬通常呈液體形式。呈液體形式之金屬可例如相當於非晶態合金，其係可具有塑膠性質之 金屬，或具有液體原子結構之合金。LiquidMetal係呈液體形式之金屬的一合適實例。大致任何具有一類似於液體金屬之熱膨脹率之熱膨脹率之金屬(或一般地說，呈液體形式之材料)皆可用於插入模製製程。舉例而言，可用於插入模製製程之金屬通常包括可注射模製之金屬，例如鋼及鋁。可用於插入模製製程以(例如)在一玻璃窗口周圍形成一框之其他材料可包括塑膠(例如，聚碳酸酯、ABS等)及/或陶瓷(例如，氧化鋁、氧化鋯等)。
儘管一整合式組合件通常包括玻璃，但應瞭解，一整合式組合件亦可包括大致任何合適之透明材料。通常，一合適之透明材料可包括任何合成透明材料，例如(舉例而言)合成藍寶石。如先前所提及，一整合式組合件亦可包括一透明材料，例如塑膠。
在玻璃構件周圍形成框大致排除與框及玻璃構件相關聯之公差問題。由於用於框之材料(例如，金屬)以液體形式提供於玻璃構件周圍，因此實際上不存在任何必須相對於框保持之公差。液體在玻璃構件之邊緣周圍流動，且在凝固時，有效地夾鉗並黏著至玻璃構件。
代替在玻璃插入物周圍插入模製材料來形成一整合式組合件，一整合式組合件亦可藉由將玻璃插入物有效地捕集於一受熱金屬框內以便當金屬框冷卻時金屬框"夾鉗"至玻璃插入物上。亦即，可使用一MIM製程來將金屬模製於玻璃插入物周圍以使金屬形成至玻璃插入物上，並烘烤或燒結金屬以使金屬收縮並固持玻璃插入物從而形成一整合式 組合件。換言之，利用熱膨脹/收縮，金屬框基本上收縮包裹於玻璃構件周圍。
圖1係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一用於使用插入模製製程來產生包括金屬構件及透明構件(例如，玻璃)之整合式組合件的方法。一用於形成包括金屬及透明構件之整合式組合件之製程101從其中獲得並製備一透明構件之步驟105處開始。應瞭解，儘管透明構件通常為玻璃，但大致任何透明構件皆可提供於模具空腔中以代替玻璃構件。換言之，透明構件可為(但不限於為)玻璃。
在插入模製製程期間製備透明構件可包括在玻璃板構件之邊緣處產生保持特徵。該等保持特徵提供其中可相對於透明構件模製金屬從而增大該兩種材料之間的耦合強度的區域。例如，該等保持特徵可係形成於透明構件之邊緣中的玻璃突出部及/或空隙。該等突出部及空隙可包括底切以藉由提供可四周模製之特徵來進一步幫助耦合。該等保持特徵可係多種多樣的。例如，該等保持特徵可係宏或微特徵，且可使用各種各樣的技術來產生此等宏或微保持特徵。該等保持特徵可使用各種技術來形成，包括(但不限於)蝕刻、機械加工、微打孔、及類似技術。下文將參照圖4A－D及圖5A－B來闡述保持特徵之實例。亦應瞭解，在一些情形下，保持特徵可不必要，因為模具介面及/或模具四周可提供足夠的保持力。
於步驟109中，將透明構件提供至一整體模具設備之一 模具空腔。模具通常在插入模製製程期間組態。當打開模具以便可將透明構件容納於其中時，透明構件可(例如)定位於模具空腔內。透明構件可相對於模具空腔且因此相對於將耦合至其之金屬構件之既定位置定位或以其他方式設置於其所期望之位置處。透明構件於模具空腔內之定位可(例如)藉助一機械手臂來實現。應瞭解，將透明構件提供於模具空腔中可包括實施附加步驟，例如，藉由調節模具空腔內的溫度並閉合模具來製備模具空腔及透明構件以進行後續步驟。於一實例中，若欲插入模製之透明材料及金屬之熱性質大致不匹配，則將透明構件提供至模具空腔可包括將透明構件加熱至一所期望溫度。模具空腔可具有一形成金屬構件之所期望或近淨形狀之形狀。然而，應瞭解，可使用後處理步驟來清理及/或大致改變金屬構件之最終形狀(例如，機械加工、拋光、噴砂清理等)。一般而言，模具空腔在其中該兩個構件介接之區域處(例如(舉例而言)透明構件之邊緣周圍)大於透明構件。
自步驟109，製程流程移至其中將金屬或呈液體形式之金屬提供至模具空腔之步驟113。儘管闡述液體金屬，但熟習此項技術者應瞭解，可提供大致任何能夠有效地接合至透明材料之液體材料來代替液體金屬。透明構件及液體金屬通常經預選以共同作用。舉例而言，透明構件及液體金屬可經選擇以使其具有類似熱膨脹率。另外，透明材料及液體金屬可經選擇以使透明材料軟化之溫度不顯著低於液體金屬保持液態之溫度。透明材料及液體金屬可經選擇 以使加熱透明材料及液體金屬例如(舉例而言)以使液體金屬能夠保持液態之溫度不足以致使透明材料顯著軟化。於一實施例中，透明材料可具有一高於強化玻璃之軟化點之軟化點。在一些情況下，透明材料可經處理以有助於此製程。
在將液體金屬提供至模具空腔之後，於步驟117處實施一透明構件上金屬模製技術以形成一單一整合式部件。下文將參照圖2闡述一種透明構件上金屬模製技術。當透明構件為玻璃時，該單一整合式組合件可係一單一統一金屬/玻璃部件。舉例而言，將玻璃插入至模具中，且隨後將液體金屬注射至模具中並使其能夠硬化於玻璃周圍。通常，使呈液體形式之熔融金屬流至模具中，使其能夠適當環繞透明構件，並使其冷卻。一旦凝固，則可於步驟121中將包括金屬及透明組件之整合式組合件彈出模具。亦即，一旦金屬冷卻並大致硬化於透明構件周圍，則可打開模具，且彈射器可自模具釋放整合式組合件。應瞭解，液體金屬可模製至透明構件之全部或某一部分。其可端視對最終整合式組合件之需要模製至前表面、後表面及/或側表面。於一實例中，液體金屬模製至大致平坦玻璃構件之側面(例如，至一邊緣部分)。在此實例中，液體金屬可只大致接觸邊緣部分及/或其可部分地包裹透明構件之一個或兩個平坦表面(例如，前面及/或後表面)。
於步驟125中對單一整合式組合件模製部件實施精加工步驟。例如，精加工步驟可包括(但不限於包括)：噴砂清 理整合式組合件或其某一部分、研磨整合式組合件或其某一部分、機械加工整合式組合件或其某一部分、拋光整合式組合件或其某一部分、對整合式組合件或其某一部分添加塗層等等。通常，精加工步驟可相對於整合式組合件實施成個別地對金屬構件及對透明構件實施精加工步驟，或者可對金屬構件及透明構件兩者實施精加工步驟。
一旦對整合式組合件實施精加工步驟，則於步驟129中將整合式組合件裝配至一電子裝置中。於一實例中，金屬構件係該電子裝置之一外殼組件，而透明構件經佈置以形成該電子裝置之一窗口或一屏幕。一旦將整合式組合件裝配至一電子裝置中，則基本完成用於形成整合式組合件之製程。金屬構件可形成該電子裝置之整個外殼(例如，一框之全部或某一部分)。金屬構件可包括用於附著至電子裝置之外殼之其他部分的保持特徵。此等保持特徵可包括(但不限於)卡扣特徵、扣件或類似特徵。保持特徵可於步驟113期間模製，或其可例如(舉例而言)藉由機械加工金屬構件或將該等特徵銲接或以其他方式附著至金屬構件在後處理步驟中形成。
於一實施例中，透明構件係玻璃板，且模具空腔形成電子裝置之外殼組件之形狀。模具空腔亦可形成一有效地固持一經佈置以併入電子裝置之外殼中之玻璃板之框的形狀。可將包括透明構件及金屬構件之整合式組合件併入其中之電子裝置可包括(但不限於包括)大致任何包括玻璃窗口之電子裝置，例如(舉例而言)電腦、膝上型電腦、及手 持式計算裝置，例如，媒體播放器、電話、遙控及類似裝置。於一實例中，框環繞玻璃板之整個邊緣。然而，應瞭解，此並非係限制性的且框可僅端視對裝置之需要而以連續方式覆蓋邊緣之一部分或以一分立方式覆蓋邊緣周圍之點或長度。亦應瞭解，邊緣並非係限制性的且框可覆蓋玻璃板的其他區域，包括(舉例而言)前表面及後表面。
圖2係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一用於將金屬形成至一透明構件(例如一玻璃板)的方法。一用於在透明構件組合件上形成金屬之製程201從其中選擇用於金屬構件至透明構件插入模製製程之參數的步驟205處開始。該等參數可包括模具參數、與透明構件相關聯之參數及與模製製程相關聯之金屬參數。該等參數亦可包括模具組態參數、玻璃性質及金屬性質。應瞭解，與透明構件之性質及金屬構件之性質相關聯之參數通常係在將透明構件定位於模具空腔中之前選擇。
於一實施例中，選擇參數可包括使透明構件之熱膨脹率與金屬之熱膨脹率大致匹配。在透明構件之熱膨脹率與金屬之熱膨脹率大致不匹配之情況下，選擇參數可包括確定是否應以與金屬不同之方式對透明構件進行加熱或冷卻以有效地補償不一樣的熱膨脹率。參數之選擇可進一步包括選擇與插入模製製程相關聯之溫度。選擇溫度可包括選擇一藉以進行插入模製製程之適當溫度以便當金屬呈液體形式流動時不顯著軟化透明構件。
一旦於步驟205中選定參數，則製程流程移至其中將呈 液體形式之金屬注射至模具空腔中的步驟209。呈液體形式之金屬可(例如)係一種熔融金屬合金。呈液體形式之金屬之一合適實例係LiquidMetal，但應瞭解，LiquidMetal僅係可適用於插入模製製程之呈液體形式之金屬的一個實例。
於步驟213中，使呈液體形式之金屬能夠在模具空腔內部流動、硬化並附著至透明構件。舉例而言，呈液體形式之金屬可在模具空腔內流動並與透明構件之一個或多個邊緣接觸。應瞭解，可在透明構件周圍模製相對複雜之金屬形態。例如，呈液體形式之金屬可經組態以大致環繞透明構件之所有邊緣從而將透明構件有效地捕集或以其他方式整合式咬合於一由呈液體形式之金屬形成之金屬構件之界限內。一旦使用金屬能夠附著至透明構件，則完成用於在透明構件組合件上形成金屬之製程。
如先前所提及，可使用一MIM製程來形成包括透明構件及金屬構件之整合式組合件。參考圖3，將根據本發明之一實施例來闡述一種用於產生整合式組合件的方法，該方法涉及一MIM製程。一用於形成包括金屬及透明構件之整合式組合件之製程301從其中獲得並製備一透明構件之步驟305處開始。在一MIM製程期間製備一透明構件可包括在玻璃板構件之邊緣處產生保持特徵。
於步驟305中，將該透明構件提供至一整體模具設備之一模具空腔。然而，於步驟313中，使用一MIM製程來將金屬大致提供於該透明構件周圍，如下文將參照圖7A所 述。該金屬可以與黏結劑混合之金屬粉末形式提供。在提供該金屬之後，於步驟317中使用該MIM製程來使透明構件相對於金屬適當居中。於一實施例中，居中可包括定位透明材料以便當金屬黏著至透明材料並隨後收縮時，金屬在透明材料周圍形成一框或外殼。
於一實施例中，居中可在一大約兩千華氏度之溫度下進行，但該溫度可根據實際使用之材料而不同。因此，透明材料可經選擇以使其軟化點不顯著低於可在其下進行居中之溫度。另外，透明材料及金屬可經選擇以使其熱膨脹係數相對接近。選擇具有相對接近於金屬之熱膨脹係數之熱膨脹係數的透明材料通常減輕與隨後由透明材料及金屬形成之整合式組合件相關聯之內部應力。
自步驟317，製程流程移至步驟321，其中使用該MIM製程來收縮或烘烤透明材料周圍的金屬。通常，金屬可收縮大約百分之二十至大約百分之三十不等。一旦金屬收縮，即刻形成一包括一透明構件及一金屬構件之整合式組合件。可於步驟325中將整合式組合件彈出模具。彈出整合式組合件可包括打開模具並將整合式組合件彈出模具。
於步驟329中對該單一整合式組合件實施精加工步驟例如，精加工步驟可包括(但不限於包括)：機械加工該整合式組合件、拋光該整合式組合件、對該整合式組合件添加塗層等等。在對該整合式組合件實施精加工步驟之後，於步驟333中將該整合式組合件裝配至一電子裝置中，並基本完成用於形成整合式組合件之製程。
屬於整合式組合件之一部分之透明構件(例如，玻璃構件)可包括如上文所提及之附著特徵。例如，該等保持特徵可係形成於透明構件之邊緣中的突出部及/或空隙。該等突出部及空隙可包括用於進一步幫助耦合之底切。圖4A係一根據本發明之一實施例包括底切之透明構件的圖解剖面側視圖。一透明構件404包括至少一個位於佈置或組態用於與一金屬構件(未顯示)接觸之透明構件404之邊緣上之溝道412。每一溝道412皆經確定尺寸以接納液體金屬。如圖4B中所示，溝道412'可係形成於透明構件404'中之連續溝道。另一選擇係，如圖4C中所示，可分段於組態用於與金屬接觸之透明構件404"之每一邊緣上。於另一實施例中，一透明構件可沿與金屬接觸之每一邊緣包括複數個分立空腔(例如凹坑)。該等溝道及空腔可係彼此相對均勻地隔開或放置之不對稱位置。此等溝道及/或空腔之位置通常視對透明構件與金屬之間的介面之所期望之需要而定。
該等溝道及空腔可以各種方式形成。於一實例中，溝道及空腔可藉由機械加工或切削作業來形成。另一選擇係，其可使用一切削光束(例如一雷射或噴水流)來形成。應注意，本發明不僅限於使用空腔或溝道來促進將透明構件接合至金屬構件。舉例而言，透明構件可包括嵌入於透明構件之邊緣中之釘或鳩尾榫。另一選擇係，可將一中間構件附著至透明構件之邊緣。舉例而言，可將一金屬至玻璃黏著層施加至一玻璃構件之邊緣。於一實例中，可使用一例如由Corning製造之COVAR的材料。該等溝道亦可藉由化 學製程(例如蝕刻)來形成。
圖4D顯示一根據本發明之一實施例包括圖4A所示透明構件404及一金屬構件之整合式組合件。整合式組合件400包括一有效地模製至透明構件404之溝道412中之金屬構件408。金屬構件408接合至透明構件404之邊緣及溝道412中。溝道412沿多個方向將金屬構件408相對於透明構件404鎖定就位，從而將金屬構件408有效地緊固至透明構件404。對於一其中將金屬構件408收縮包裹至透明構件404之實施例，溝道412可進一步提供一對準作用，以幫助使金屬構件408相對於透明構件404居中。
溝道412之形狀可相差很大。一溝道412可係直線的，從而具有傾斜、切角式及/或直的、垂直側壁。一溝道412亦可係曲線的，從而具有彎曲成形壁(未顯示)。於一實施例中，一溝道412可具有相對深度變窄之向內逐漸變細的壁(無論係直線的還係彎曲的)，並可為模製製程期間之流動提供方便。然而，應瞭解，亦可使用相對於深度展開之向外逐漸變細的壁(無論係直線的還係彎曲的)。此種構建形式可在金屬構件408與透明構件404之間提供更佳保持力。亦應注意，可使用直線與曲線溝道412之一組合。另外，應進一步注意，溝道412可形成為例如倒T形(小上溝道、較大之下溝道)或反之亦然的各種複雜凹槽。溝道412之具體組態可視金屬構件408及透明構件404之特性及性質而定。於所示實施例中，溝道412大致係自至少兩個對置側向內逐漸變細的拐彎，而溝道之其他對置側實際上係直 壁。
於另一實施例中，透明構件之邊緣可包括一遠離邊緣延伸且經佈置以覆模製之突出部。圖5A係一根據本發明之一實施例之透明構件的圖解剖面側視圖，該透明構件可包括於一其中已形成有接合特徵(例如突出部)之整合式組合件中。一透明構件504包括經佈置以覆模製之突出部514。如圖5B中所示，突出部514可由一金屬構件508覆模製從而形成一整合式組合件500。
類似於上文所述之溝道，突出部514之形狀可相差很大。突出部514可係直線的，其具有傾斜、切角式及/或直的垂直側壁。突出部514亦可係曲線的，其具有彎曲成形壁(未顯示)。相對於深度(無論係直線的或彎曲的)變窄之向內逐漸變細的壁可對模製製程期間之流動提供方便。然而，應瞭解，亦可使用相對於深度展開之向外逐漸變細的壁(無論係直線的還係彎曲的)(倒梯形)。此種構建形式可在金屬構件508與透明構件504之間提供更佳的保持力。亦應注意，可使用直線與曲線形狀之一組合。進一步，亦應注意，突出部514可形成為例如T形(小下溝道、較大之上溝道)或反之亦然的各種複雜鳩尾榫。具體組態可視金屬構件508及透明構件514之特性及性質而定。
於所示實施例中，突出部514係自透明構件504之至少兩個對置邊緣向內逐漸變細之切角。於所示實施例中，該等錐形部分會合於一點處。然而，應瞭解，該等錐形部分亦可會合於一大致平坦的平坦區處。
應瞭解，保持特徵不僅限於突出部或溝道，且可係該兩個實施例之一組合。舉例而言，一第一組對置邊緣可包括突出部而一第二組對置邊緣可包括溝道。於另一實例中，每一邊緣皆包括突出部與溝道之一組合。舉例而言，一邊緣可包括專用於溝道及突出部之交替分立區。
圖6A及6B顯示一根據本發明用於將一玻璃板構件定位於一金屬構件中之一開口內之替代實施例。在此實施例中，如圖6A中所示，一墊圈620放置於金屬構件608與透明構件604之邊緣之間的介面處。通常，透明構件604定位於金屬構件608中之一開口內。舉例而言，透明構件604之外部形狀通常可與金屬構件608之內部形狀(減去某一小公差，以使透明構件604能夠配合於其中)一致。舉例而言，金屬構件608可呈一可具有一直線形狀、曲線形狀或兩者之環之形式，且透明構件608可係一具有一與該環之開放區域大致相同之外部形狀的平臺。在此實施例中，金屬構件608包括一溝道或切口612b且透明構件604包括一經佈置以容納墊圈620之溝道或切口612a。墊圈620組態成具有兩種狀態。墊圈620之第一種狀態顯示於圖6A中，而墊圈620之第二種狀態顯示於圖6B中。處於第二種狀態下之墊圈620之形狀可組態成與切口612a、612b之形狀大致一致。
在第一種狀態下，墊圈620之一截面縮小或收縮於切口部分612a、612b內。在第二種狀態下，如圖6B中所示，墊圈620'之截面大致膨脹於切口部分612a、612b內。由於其膨脹狀態，因此墊圈620'在金屬構件608與透明構件604之 間提供一相對於對置邊緣的偏置力以幫助將透明構件604捕集或以其他方式緊固於金屬構件608中之開口內。實際上，墊圈620係一可膨脹式連續紫膠二氧化矽餅(biscuits)接合器。於一實施例中，墊圈620基於一反應參數(例如熱量或化學品)自第一種狀態變化至第二種狀態。舉例而言，為了使一經冷卻之縮小墊圈620膨脹至膨脹墊圈620'中，可對其施加熱量。一旦處於膨脹狀態下，則墊圈620'之膨脹形式可大致不變，或者可經佈置以在實施另一反應時(例如，在施加低溫時)轉換回至縮小狀態。墊圈620亦可經組態以與其他參數(例如電剌激、磁及諸如此類)起反應。於一實例中，可經由金屬構件608施加一剌激(例如熱量或電力)。
墊圈620可由撓性材料或剛性材料形成。另一選擇係，其可係一軟性或硬性材料或組態。於一實例中，墊圈620係由一形狀記憶材料或形狀變化材料形成。
墊圈概念或一包括一墊圈(例如墊圈620)之實施例可與模製或MIM概念一起使用。事實上，此等製程經由金屬構件所施加之熱量可提供狀態變化剌激。
當使用MIM製程來形成整合式組合件時，可對金屬構件之定尺進行確定以便當金屬構件收縮時，金屬構件咬合透明構件。圖7A係一根據本發明之一實施例在一MIM製程之一烘烤或收縮步驟之前的一透明構件及一金屬構件的圖解剖面側視圖。一透明構件704相對於一金屬構件708定位以便當金屬構件708收縮時，金屬構件708可咬合透明構件 704。如圖7B中所示，當金屬構件708'收縮且咬合透明構件704從而形成整合式組合件700。
金屬構件708'與透明構件704之間的介面可變化很大。透明構件704及金屬構件708'可包括突出部與溝道之任一組合以幫助將該兩個構件鎖定在一起。此等突出部及溝道可以類似方式組態成上文所述之彼等實施例中之任何一者。為簡潔起見，將不再闡述此等實施例。然而，在所示實施例中，透明構件704包括一突出部且金屬構件708'包括一溝道，該溝道在金屬構件708'收縮或將自身包裹於透明構件704周圍時接納該突出部。該突出部之形狀可對應於該溝道之形狀。亦應瞭解，圖6A及6B中所示之實施例亦可用於圖7A及7B所示實施例中。於一實例中，一墊圈不提供兩種狀態，而是依靠金屬構件之該兩種狀態來將該墊圈捕集並固持於金屬構件與透明構件之間。
於一實施例中，可在透明構件與金屬構件之間形成一介面，例如，一總組合件之一框。此種介面可經佈置以防止透明構件在透明構件由金屬構件有效支承時(例如，當一玻璃窗口由一總組合件中之一框或外殼支承時)與金屬構件接觸。一介面亦可經佈置以在一包括一總組合件之裝置掉下之情況下充當一振動吸收層。
透明構件與金屬構件之間的介面可由任一合適之順應材料形成。順應材料可施加至透明構件之邊緣及/或金屬構件上之適當之區域。順應材料包括(但不限於包括)：矽、橡膠、熱塑性彈性體(TPE)及聚氨酯高性能發泡(poron)。 一介面可係一放置於透明構件之邊緣周圍的型材，例如，一由發泡製成的型材。接下來參考圖8A，將根據本發明之一實施例闡述一上面已形成有一層順應材料之透明構件。一透明構件804(其可係一玻璃窗口)包括至少一層施加至構件804之邊緣的順應材料804。施加之順應材料量及由順應材料810所覆蓋之構件804之區域可變化很大。例如，順應材料810可施加於構件804之邊緣一帶的特定區域處。順應材料810可包括(但不限於包括)：橡膠、矽、塑膠、彈簧及類似材料。
順應材料810可例如(舉例而言)使用一種Tampa印刷技術印刷至構件804之邊緣上。根據所期望之順應材料810之厚度，可將多層順應材料810印刷或以其他方式施加至構件804。一旦達到所期望之順應材料810之厚度，可將構件804插入至一金屬構件中之一開口(例如，一框或一外殼)中。
圖8B係一根據本發明之一實施例包括透明構件804及一金屬構件之總組合件的一圖解剖面側視圖，且圖8C係該總組合件之一圖解俯視圖。一金屬構件808經佈置以黏著或以其他方式接合至順應材料810以便透明構件804可有效地由金屬構件808固持而不使金屬構件808與透明構件804大致直接接觸。例如，當透明構件804係一玻璃構件時，順應材料810可大致防止玻璃與金屬接觸。
應瞭解，代替施加至透明構件之邊緣，一順應材料亦可施加至透明構件之頂部一帶的區域。進一步，透明構件可 包括對應於金屬構件中之開口之切角式邊緣部分之切角式邊緣。
圖9係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一用於形成包括由一層順應材料大致分開之透明構件及金屬構件之總組合件的方法。一形成一總組合件之製程901從其中獲得並製備一透明構件之步驟905處開始。於一實施例中，製備透明構件可包括斜切透明構件之邊緣。於步驟909中，獲得並製備一金屬構件。儘管闡述一金屬構件，但應瞭解，一金屬構件係一可連同一透明構件形成一總組合件之合適之構件的一個實例。
一旦獲得並製備透明構件及金屬構件，則可於步驟913中在透明構件及/或金屬構件上提供一順應材料之至少一層。換言之，可將順應材料施加至透明構件、金屬構件或兩者。可使用任何一種合適之方法來施加順應材料，包括(但不限於包含)：將順應材料印刷或遮蔽至透明構件及/或金屬構件之表面上。
在施加順應材料之後，於步驟917中經由順應材料來耦合金屬構件與透明構件。可經由使用黏結材料(例如，液體黏結劑)及/或壓匹配來促進該耦合。然後，於步驟921中，對總組合件實施精加工步驟。最後，於步驟925中使用總組合件來組合件本一電子裝置，並完成用於形成總組合件之製程。
如先前所述，可將整合式組合件裝配至電子裝置(例如，手持式電子裝置)中。一手持式電子裝置可(例如)係一 媒體播放器、電話、網際網路瀏覽器、電子郵件單元或此等裝置中兩者或兩者以上之某一組合。一手持式電子裝置通常包括一外殼及一顯示區。參考圖10A－C，將根據本發明之一實施例闡述可將包括透明構件及金屬構件之組合件(例如，一使用一插入模製製程形成之整合式組合件)裝配至其中之電子裝置。為方便說明，將把透明構件闡述為玻璃板窗口，但應瞭解，透明構件可由除玻璃以外的材料形成。
圖10A係一根據本發明之一實施例包括一玻璃/金屬組合件之電子裝置之一第一實例之圖示。一電子裝置1100(其可包括內部電性及/或通信組件)包括一框或外殼1104及一玻璃窗口1108。於一實施例中，玻璃窗口108與框或外殼1104整合式形成。外殼1104可包括一框部分，或另一選擇係，外殼1104可係一框。
另一選擇係，玻璃窗口1108可定位於電子裝置1100之框或外殼1104內以使一層黏著至玻璃窗口1108及/或框或外殼1104之順應材料有效地充當框或外殼1104與玻璃窗口1108之間的緩衝層。
玻璃窗口1108通常可以各種方式佈置或嵌入。例如，玻璃窗口1108可組態為一定位於一下伏顯示器(例如一平板顯示器(LCD)或觸模螢幕顯示器(LCD及一觸模層)上之保護性玻璃件。另一選擇係，玻璃窗口1108可有效地與一顯示器整合，亦即，玻璃窗口1108可形成為一顯示器之至少一部分。另一選擇係，玻璃窗口1108可與一觸模感測裝置 (例如，一與一觸控屏相關聯之觸模層)大致整合。在一些情況下，玻璃窗口1108充當該顯示區之最外面一層。
圖10B係一根據本發明之一實施例具有一玻璃/金屬部件之電子裝置之一第二實例的圖示。一電子裝置1100'包括一框或外殼1104'及一玻璃窗口1108'。於一實施例中，玻璃窗口1108'與框或外殼1104'形成一整合式組合件，亦即，一藉由一插入模製製程或一MIM製程產生之玻璃/金屬部件。另一選擇係，玻璃窗口1108'可定位於電子裝置1100'之框或外殼1104'內以使一層黏著至玻璃窗口1108'及/或框或外殼1104'之順應材料有效地充當框或外殼1104'與玻璃窗口1108'之間的緩衝層。由於電子裝置1100'之一前表面亦包括一觸控式按鍵轉盤控制1112，因此玻璃窗口1108'不覆蓋電子裝置1100'之整個前表面。電子裝置1100'實質上包括一覆蓋前表面之一部分的部分顯示區。
圖10C係一根據本發明之一實施例包括一玻璃/金屬部件之電子裝置之一第三實例的圖示。一電子裝置1100"包括一框或外殼1104"及一大致填滿電子裝置1100"之整個頂部表面的玻璃窗口1108"。於一實施例中，玻璃窗口1108"可定位於電子裝置1100"之框或外殼1104"內以使一順應材料有效地充當框或外殼1104"與玻璃窗口1108"之間的"邊界層"。於另一實施例中，玻璃窗口1108"及框或外殼1104"係一藉由一例如插入模製或MIM之製程形成之整合式組合件。當玻璃窗口1108"及框或外殼1104"係一整合式組合件時，玻璃窗口1108"與框或外殼1104"之間的一接合器不與 大致任何形成於其之間的空隙或間隙直接接合。外殼1104"可包括可經由其存取揚聲器/接收器及/或按鈕之開口。外殼1104"亦可包括一將一顯示器及/或觸控屏1116定位於其內部之開口或凹進部。
圖11係一根據本發明之一實施例之電子裝置的圖解透視圖，該電子裝置包括一整合式形成之玻璃與金屬部件，例如，一其中玻璃與金屬組件大致不與任何形成於其之間的間隙或空隙接合之玻璃與金屬部件。一電子裝置1200包括經附著以形成電子裝置1200之包體之一前外殼1204a及一後外殼1204b。前外殼1204b可(例如)包括一框部分1206，該框部分環繞一窗口1216以界定電子裝置1200之一顯示區。
前外殼1204a及後外殼1204b可由相似或不相似材料形成。用於前外殼1204a及後外殼1204b之材料之實例包括(但不限於包括)：塑膠、金屬、陶瓷、玻璃及類似材料。於一實施例中，前外殼1204a係由至少一第一材料形成，且後外殼1204b係由至少一不同於第一材料之第二材料形成。舉例而言，前外殼1204a可由一例如鋼的第一金屬形成，且後外殼1204b可由一例如鋁的第二金屬形成。另外，前外殼1204a可由一金屬(例如，鋼)形成，且後外殼1204b可大致完全或部分地由一塑膠材料(例如，聚碳酸酯)形成。前外殼1204a及後外殼1204b共同用來環繞並保護電子裝置1200之內部組件。前外殼1204a及後外殼1204b亦形成電子裝置1200之裝飾形狀(例如，幫助界定外觀及手 感)。外殼部件1204a、1204b可以各種方式附著，包括(例如)使用卡扣、螺桿、黏結劑及類似附著方法。
儘管本文僅闡述了本發明的幾個實施例，然而應瞭解，本發明可以諸多其他特定形式來體現，此並不背離本發明之精神或範疇。例如與本發明之方法相關聯之步驟可變化很大。可對步驟進行添加、去除、修改、組合及再排序，此不會背離本發明之範疇之精神。
本文所述之技術可適用於各種電子裝置，包括(但不限於)：手持式電子裝置、可攜式電子裝置及大致固定電子裝置。此等裝置之實例包括任一已知包括一顯示器之消費者電子裝置。以舉例方式，而非以限制方式，該電子裝置可對應於媒體播放器、蜂巢式電話、PDA、遙控裝置、筆記本電腦、圖形輸入板PC、監控器、合而為一電腦及類似裝置。
一金屬構件(例如一金屬外殼)與一透明構件(例如，一玻璃窗口)之間的一介面可使用各種不同方法來形成。例如，如上文參照圖6A及6B所述之用於提供一可用於有效地填充適當溝道之材料的方法可不同。於一實施例中，可經由形成於一金屬外殼中之局部孔或開口來將一材料注射至此等溝道中。此種材料可係塑膠、膠水、矽或TPE，但應瞭解，可使用大致任何合適之材料。
通常，一整合式組合件可用於大致任何包括玻璃構件之電子裝置。儘管已闡述行動電話(例如可自加利福尼亞州Cupertino之蘋果公司購得之iPhoneTM )及數位媒體播放器 (例如可自蘋果公司購得之iPodTM ，但利用整合式組合件之電子裝置不僅限於所述之彼等裝置。因此，僅應將本發明實例視為舉例說明性而非限制性，並且本發明不僅限於本文所給出之詳細說明，而是可在隨附申請專利之範疇內加以修改。
400‧‧‧整合式組合件
404‧‧‧透明構件
404'‧‧‧透明構件
404"‧‧‧透明構件
408‧‧‧金屬構件
412‧‧‧溝道
412'‧‧‧溝道
412"‧‧‧溝道
500‧‧‧整合式組合件
504‧‧‧透明構件
508‧‧‧金屬構件
514‧‧‧突出部
600‧‧‧組合件
604‧‧‧透明構件
608‧‧‧金屬構件
612a‧‧‧溝道或切口
612b‧‧‧溝道或切口
620‧‧‧墊圈
620'‧‧‧膨脹墊圈
700‧‧‧整合式組合件
704‧‧‧透明構件
708‧‧‧金屬構件
708'‧‧‧金屬構件
804‧‧‧透明構件
808‧‧‧金屬構件
810‧‧‧順應材料
1100‧‧‧電子裝置
1100'‧‧‧電子裝置
1100"‧‧‧電子裝置
1104‧‧‧框或外殼
1104'‧‧‧框或外殼
1104"‧‧‧框或外殼
1108‧‧‧玻璃窗口
1108'‧‧‧玻璃窗口
1108"‧‧‧玻璃窗口
1116‧‧‧顯示器及/或觸控屏
1200‧‧‧電子裝置
1204a‧‧‧前外殼
1204b‧‧‧後外殼
1206‧‧‧框部分
1216‧‧‧窗口
結合附圖閱讀下文詳細說明將容易理解本發明，在附圖中：圖1係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一用於使用一插入模製製程來產生一包括一金屬構件及一透明構件(例如，玻璃)之整合式組合件的方法。
圖2係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一用於將金屬形成至一透明構件(例如一玻璃板)的方法。
圖3係一根據本發明之一實施例之製程流程圖，其圖解闡釋一種用於產生一整合式組合件的方法，該方法涉及一金屬注射模製(MIM)。
圖4A係一根據本發明之一實施例可包括於一其中已形成有溝道之整合式組合件中之透明構件的圖解剖面側視圖。
圖4B係一根據本發明之一實施例其中已形成有呈一第一組態之溝道之透明構件(例如，圖4A所示透明構件404)的圖解透視圖。
圖4C係一根據本發明之一實施例其中已形成有呈一第二組態之溝道之透明構件(例如，圖4A所示透明構件404)的 圖解透視圖。
圖4D係一根據本發明之一實施例包括一透明構件(例如，圖4A所示透明構件404)及一金屬構件之整合式組合件的圖解剖面側視圖。
圖5A係一根據本發明之一實施例可包括於一其中已形成有接合特徵之整合式組合件中之透明構件的圖解剖面側視圖。
圖5B係一根據本發明之一實施例包括一透明構件(例如，圖5A所示透明構件504)及一金屬構件之整合式組合件的圖解剖面側視圖。
圖6A係一根據本發明之一實施例其中將一透明構件插入於一金屬構件中之一開口內之組合件的圖解剖面側視圖。
圖6B係一根據本發明之一實施例其中將一透明構件有效接合至一金屬構件之組合件(例如，圖6A所示組合件600)的圖解剖面側視圖。
圖7A係一根據本發明之一實施例在一MIM製程之一烘烤或收縮步驟之前一透明構件及一金屬構件的圖解剖面側視圖。
圖7B係一根據本發明之一實施例在一MIM製程之一烘烤或收縮步驟之後一透明構件及一金屬構件(例如，圖7A所示透明構件704及金屬構件708)的圖解剖面側視圖。
圖8A係一根據本發明之一實施例上面已形成有一層順應材料之透明構件的圖解俯視圖。
圖8B係一根據本發明之一實施例包括經由一層順應材料 大致接觸之一透明構件與一金屬構件之總組合件的圖解剖面側視圖。
圖8C係一根據本發明之一實施例之圖8B所示總組合件的圖解俯視圖。
圖9係一根據本發明之一實施例之製程流程，其圖解闡釋一用於形成一包括由一層順應材料大致分開之一透明構件與一金屬構件之總組合件的方法。
圖10A係一根據本發明之一實施例包括一包括一透明構件及一金屬構件之組合件之電子裝置之一第一實例的圖示。
圖10B係一根據本發明之一實施例包括一包括一透明構件及一金屬構件之組合件之電子裝置之一第二實例的圖示。
圖10C係一根據本發明之一實施例包括一包括一透明構件及一金屬構件之組合件之電子裝置之一第三實例的圖示。
圖11係一根據本發明之一實施例包括一包括一整合式形成之玻璃與金屬構件之外殼之電子裝置的圖解透視圖。
(無元件符號說明)

Claims (24)

  1. 一種用於形成一整合式組合件之方法，該方法包含：將一構件定位於一模具中；將一液體金屬提供至該模具中；及使該液體金屬硬化以形成一包含一非晶態合金之金屬構件，其中使該液體金屬硬化包括將該液體金屬結合至該構件以產生該整合式組合件，其中該金屬構件之一熱膨脹率係大致等於該構件之一熱膨脹率。
  2. 如請求項1之方法，其中該構件係玻璃且該非晶態合金包含LiquidMetal。
  3. 如請求項1之方法，其中該構件包括至少一個保持特徵，該保持特徵定位於該構件之一邊緣處，該保持特徵經佈置以促進該液體金屬與該構件之間的結合。
  4. 如請求項3之方法，其中該至少一個保持特徵係一突出部或一空隙。
  5. 如請求項1之方法，其中該液體金屬之一熱膨脹率大致等於該構件之一熱膨脹率。
  6. 如請求項1之方法，其中使該液體金屬硬化於該模具中形成一固持該構件之框。
  7. 一種用於形成一整合式組合件之方法，該方法包含：將一構件定位於一模具中；使用一金屬注射模製(MIM)製程將一金屬構件提供於該構件周圍；及使該金屬構件至少部分地收縮於該構件周圍，其中使 該金屬構件收縮將該金屬結合至該構件從而產生該整合式組合件，其中該金屬構件包含一非晶態合金且該金屬構件之一熱膨脹率係大致等於該構件之一熱膨脹率。
  8. 如請求項7之方法，其中該構件係玻璃且該非晶態合金包含LiquidMetal。
  9. 如請求項7之方法，其中該構件包括至少一個附著特徵，該附著特徵大約定位於該構件之一邊緣處。
  10. 如請求項9之方法，其中該至少一個附著特徵包括至少一個溝道。
  11. 如請求項9之方法，其中該至少一個附著特徵包括一切角。
  12. 如請求項7之方法，其中該MIM製程包括使該構件相對於該金屬居中。
  13. 如請求項7之方法，其中使該金屬收縮包括使該金屬收縮大約百分之二十與大約百分之三十之間。
  14. 一種電子裝置，其包含：一組合件，該組合件包括其之間大致未設置有任何空隙之一金屬構件及一構件，該金屬構件與該構件合作以界定該電子裝置之一外部部分；及至少一個電子元件，該至少一個電子元件經佈置以至少部分地由該組合件覆蓋，其中該金屬構件包含一非晶態合金，以及其中該金屬構件之一熱膨脹率係大致等於該構件之一熱膨脹率。
  15. 如請求項14之電子裝置，其中該構件包含玻璃。
  16. 如請求項15之電子裝置，其中該金屬構件包含一框。
  17. 如請求項14之電子裝置，其中該電子裝置包含一蜂巢式電話裝置。
  18. 如請求項14之電子裝置，其中該金屬構件形成該電子裝置之一整個外殼之所有或某些部分。
  19. 如請求項14之電子裝置，其中該電子裝置包含一電氣及/或通信組件。
  20. 如請求項14之電子裝置，其中該非晶態合金在一不足以造成該構件之顯著的軟化之溫度下維持一液態。
  21. 如請求項14之電子裝置，進一步包含在該構件之一邊緣之一順應材料之至少一層。
  22. 如請求項21之電子裝置，其中該構件包括一第一溝道且該金屬構件包括一第二溝道，以及一墊圈係至少部分地定位於該第一溝道中且至少部分地定位於該第二溝道中。
  23. 如請求項14之電子裝置，其中該電子裝置包含一電腦、一膝上型電腦、一手持計算裝置、一媒體播放器、一電話、一遙控器或其任何組合。
  24. 一種整合式組合件，其包含：一構件及一金屬構件，其中該金屬構件包含一非晶態合金，及其中將該金屬構件結合至該構件以產生該整合式組合件，以及其中該金屬構件之一熱膨脹率係大致等於該構件之一熱膨脹率。
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