專(zhuān)利名稱：形成雙層外殼的方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將材料模制到具有結(jié)合特征(binding feature)的襯底上。本發(fā)明可 以以多種方式實(shí)現(xiàn)，包括但不限于實(shí)現(xiàn)為方法、系統(tǒng)或裝置。以下討論本發(fā)明的示例實(shí)施 例。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于生成包括襯底和模制件的組件的方法涉及獲得 襯底并在襯底的表面上形成至少一個(gè)結(jié)合特征。該方法還包括在結(jié)合特征的表面和襯底的 表面上進(jìn)行模制。在結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制將模制件機(jī)械地結(jié)合到襯 底。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種用于生成具有結(jié)合特征的襯底的方法包括獲得襯底 并在襯底中生成至少一個(gè)開(kāi)口?？蓴D壓材料(例如，紫外線(UV)固化膠)回填到開(kāi)口中， 而且通過(guò)該開(kāi)口擠壓可擠壓材料。擠壓可擠壓材料使結(jié)合特征形成為突起。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面， 一種電子設(shè)備包括基本上容納于外殼內(nèi)的電子部件。外 殼包括金屬部件和模制件。金屬部件包括第一表面和具有結(jié)合表面的結(jié)合特征。模制件被模制到第一表面和結(jié)合表面上。模制件可以包括機(jī)械特征。 本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將根據(jù)以下關(guān)于附圖的具體描述而變得顯而易見(jiàn)，附圖 以示例的方式例示了本發(fā)明的原理。


通過(guò)以下關(guān)于附圖的具體描述，本發(fā)明將更容易理解，附圖中 圖1A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有方形、突 出結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖IB是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有方形、底 切結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有成角度 的、突出結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有成角度 的、底切結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有圓形、突 出結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖3B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有圓形、底 切結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了形成整體組件的方法的處理流程圖，該整體組 件包括具有模制到其上的可模制件的金屬部件。 圖5A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)將多孔網(wǎng)篩覆蓋到金屬部件的表面上而 在金屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。 圖5B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)將凸緣附著到金屬部件的表面上而在金 屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。 圖5C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)基本上將凸緣部件堆疊到金屬部件的表 面上而在金屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。 圖5D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)回填限定在金屬部件內(nèi)的微穿孔而在金 屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。 圖5E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)將物質(zhì)濺射到金屬部件的表面上而在金 屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。 圖6A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)在襯底上堆疊凸緣部件而形成的突起的框圖表 示。 圖6B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用在襯底內(nèi)限定的微穿孔形成的微突起的框圖表 示。 圖7A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在金屬部件上形成底切的第一種方法的處理 流程圖，該方法包括對(duì)金屬部件進(jìn)行掩模。 圖7B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在金屬部件上形成底切的第二種方法的處理 流程圖，該方法包括對(duì)金屬部件進(jìn)行掩模。 圖7C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在金屬部件上生成底切的方法的處理流程圖，該方法包括采用計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)設(shè)備。 圖7D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在金屬部件上生成底切的方法的處理流程 圖，該方法包括采用至少一個(gè)激光。 圖7E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在金屬部件上生成底切的方法的處理流程 圖，該方法包括采用至少一個(gè)熱探針。 圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于將零件模制到金屬部件的裝置的截面?zhèn)纫暱驁D 表示。 圖9A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于將零件模制到包括底切的金屬部件上的裝置的 截面?zhèn)纫暱驁D表示。 圖9B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的與其中提供了可模制材料的模具腔交界的金屬部件 (例如，圖9A的金屬部件904)的截面?zhèn)纫暱驁D表示。 圖9C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的模制部分基本上附著到其上的金屬部件(例如，圖9A 的金屬部件904)的截面?zhèn)纫暱驁D表示。 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的其中已提供有楔形穿孔的金屬部件的截面?zhèn)纫晥D解 表示。
具體實(shí)施例方式
以下參照各個(gè)附圖來(lái)討論本發(fā)明的示例實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將很容易 認(rèn)識(shí)到，在此關(guān)于這些圖給出的具體描述是為了解釋的目的，因?yàn)楸景l(fā)明會(huì)延伸超出這些 實(shí)施例。 本發(fā)明涉及用于將內(nèi)部特征或復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)用到金屬部件、外殼或板的表面的 方法與系統(tǒng)。金屬部件、外殼或板可以用于結(jié)構(gòu)性和/或裝飾性目的。即，其上可以形成有 特征或機(jī)械結(jié)構(gòu)的金屬元件可以具有單純的結(jié)構(gòu)性目的、單純的審美目的或者既具有結(jié)構(gòu) 性目的又具有審美目的為了方便討論起見(jiàn)，金屬元件通常將描述為金屬部件，然而應(yīng)當(dāng)認(rèn) 識(shí)到，金屬元件可以是與設(shè)備或裝置關(guān)聯(lián)的基本上任何合適的金屬部件，例如外殼、板或插 入物。 將內(nèi)部特征應(yīng)用到金屬部件的表面可以包括形成可模制部件，例如具有高度復(fù)雜 機(jī)械特征的可模制部件。復(fù)雜機(jī)械特征可以包括(但不限于包括)結(jié)構(gòu)性構(gòu)件、框架、螺轂 (screw boss)、橋接器、卡扣、撓曲件、凸緣、架子、楔形物、腔和/或穴?？赡Ｖ撇考梢岳?用任何合適的處理粘到或者以別的方式物理耦合到金屬部件，例如，如拋光金屬外殼的裝 飾性金屬部件。作為例子，可模制部件可以利用有效地將部件模制到金屬部件上的插入模 制工藝粘到金屬部件。插入模制工藝可以是這樣的注模技術(shù)，即把諸如塑料或樹(shù)脂的熔化 材料注入到模具中，并且當(dāng)熔化金屬冷卻時(shí)允許熔化材料接觸并粘到金屬部件，即位于模 具中的金屬部件。可模制材料被布置成粘到金屬部件，而且可以模制成包括相對(duì)復(fù)雜的機(jī) 械結(jié)構(gòu)。 在一種實(shí)施例中，金屬部件可以是電子設(shè)備的外殼的一部分或者部件。作為電子 設(shè)備的外殼的一部分的金屬部件可以是外殼的邊框部、前部和/或后部。金屬部件可以由 很多種金屬制造，這些金屬包括(但不限于包括)合金、不銹鋼和鋁。此外，金屬部件可以 通過(guò)拋光和/或其它表面改善技術(shù)來(lái)增強(qiáng)其裝飾性。作為例子，金屬部件可以是拋光的不銹鋼。 能夠有效地將相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征粘到金屬部件使得包括機(jī)械特征和金屬部件 的設(shè)備的完整性得到增強(qiáng)。例如，當(dāng)機(jī)械特征與金屬部件有效地模制時(shí)，機(jī)械特征和金屬部 件之間的接合是相對(duì)強(qiáng)的。與金屬部件有效地模制的相對(duì)復(fù)雜機(jī)械特征可以用在很多種不 同的設(shè)備中，這些設(shè)備包括(但不限于包括)具有有限尺寸和空間的便攜式和高度緊湊的 電子設(shè)備。在一種實(shí)施例中，設(shè)備可以是膝上型計(jì)算機(jī)、圖形輸入板計(jì)算機(jī)、媒體播放器、蜂 窩式電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、基本上任何手持式電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)、遙控器、基 本上任何計(jì)算機(jī)附件和/或基本上任何計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備。 在金屬部件的表面上生成結(jié)合特征有效地促進(jìn)可模制塑料材料到金屬部件的粘 合或結(jié)合，其中的可模制塑料材料例如是可以形成為包括復(fù)雜機(jī)械特征的可模制塑料材 料。例如，作為從金屬部件的表面延伸的突起的結(jié)合特征可以允許可模制塑料材料粘到突 起，并由此基本上具有增加的允許可模制塑料材料結(jié)合到金屬部件的結(jié)合區(qū)域。金屬部件 和可模制塑料材料之間另外的結(jié)合或接觸區(qū)域提供了金屬部件和可模制塑料材料之間更 強(qiáng)的接合?？蛇x地，結(jié)合特征可以是有效地在金屬部件的表面之下延伸的底切或空隙。這 種底切或空隙還提供了可模制塑料可以結(jié)合并由此粘到金屬部件的附加表面區(qū)域。
—般來(lái)說(shuō)，結(jié)合特征或者使模制件能夠機(jī)械地與金屬部件互鎖的特征可以采取基 本上任何合適的形式。參照?qǐng)D1A-3B，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于形成包括金屬部件 和可模制塑料特征的組件的結(jié)合特征的例子。首先參照?qǐng)D1A，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的 包括具有方形、突出結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件的組件，例如模制金屬 部件。組件100包括金屬部件104，在金屬部件104上形成有基本上方形的突起112。突起 112可以一體地形成在金屬部件104上?？蛇x地，突起112可以附著到金屬部件104。適于 在金屬部件104上形成突起112的處理的示例將在后面參照?qǐng)D5A-E來(lái)描述。
突起112通常延伸通過(guò)可模制表面114，即金屬部件104的模制件108要接合到其 上的表面。模制件108接合到表面114和突起112，或者更具體而言，接合到突起112的表 面。換句話說(shuō)，模制件108有效地圍繞突起112模制，并由此粘到突起112的表面。在一種 實(shí)施例中，模制件108可以被布置成包括復(fù)雜的機(jī)械特征(未示出)。 如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，相對(duì)于z方向118延伸突起112的高度增加了突起 112的表面區(qū)域。如此，增加突起112的高度包括可以由模制件108用于粘到金屬部件104 的整個(gè)表面區(qū)域。因此，當(dāng)結(jié)合表面的表面區(qū)域的高度增加時(shí)，模制件108到金屬部件104 的粘附性也提高了。 代替在金屬部件104上形成方形突起112，也可以在金屬部件上形成方形空隙或 底切。圖1B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有方形、底切 結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。組件100'包括金屬部件104'，在金屬部件 104'上形成有基本方形的底切116。底切的形成將在后面關(guān)于圖7A-E來(lái)討論。
底切116在金屬部件104'的可模制表面114'之下延伸?？梢园C(jī)械特征(未 示出)的模制件108'接合到表面114和底切116的表面。 一般來(lái)說(shuō)，關(guān)于z方向118'增 加底切116的深度增加了與底切116關(guān)聯(lián)的表面區(qū)域，并由此增加了金屬部件104的模制 件108可以粘到的整個(gè)表面區(qū)域。 結(jié)合特征的形狀和大小可以被布置成增加結(jié)合表面的表面區(qū)域，并由此增加金屬
7部件和可模制件之間的接合強(qiáng)度。 一般來(lái)說(shuō)，突起或底切的表面區(qū)域越大，結(jié)合區(qū)域就越 大。在一種實(shí)施例中，突起可以包括有效地形成底切并提供可模制件可以有效地抓住的表 面的頂凸緣部分。圖2A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表面，該組件包括支持 具有頂凸緣的突起的金屬部件和模制到其上的可模制件。組件200包括金屬部件204，在 該金屬部件204上形成有帶有頂凸緣部分220的突起212。頂凸緣部分220包括底切表面 222，當(dāng)模制件208圍繞突起212模制時(shí)，該底切表面222使模制件208能夠有效地抓到其 上。關(guān)于z方向218延伸突起212的高度增加了突起212的表面區(qū)域。此外，關(guān)于x方向 226延伸底切表面222的寬度也增加了突起212的表面區(qū)域，并由此增加模制件208可以接 合到的整個(gè)結(jié)合表面。 在金屬部件上可以提供成角度的、底切結(jié)合特征，該特征提供模制件可以接合到 其上的表面。圖2B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表面，該組件包括具有成角 度的、底切結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。組件200'包括金屬部件204'， 在該金屬部件204'上形成有帶有成角度的底部224的底切216。底部224包括表面230， 當(dāng)模制件208'模制到底切216中時(shí)，該表面230使得模制件208能夠有效地抓到其上。
突起和底切可以采取提供增加的結(jié)合表面區(qū)域的多種不同形狀。在一種實(shí)施例 中，突起和底切可以采用大致蘑菇形狀，例如圓形形狀。圖3A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件 的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有圓形、突出結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可 模制件。組件300包括金屬部件304，在該金屬部件304上形成有基本蘑菇狀的圓形突起 320。當(dāng)模制件308接合到金屬塊304時(shí)，模制件308被接合到突起320的表面。S卩，模制 件308有效地圍繞突起320模制，并由此粘到突起320的表面。 圖3B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的組件的截面?zhèn)纫晥D解表示，該組件包括具有圓形、底 切結(jié)合特征的金屬部件和模制到其上的可模制件。組件300'包括金屬部件304'，在該金屬 部件304'上形成有基本蘑菇狀的圓形底切324。當(dāng)模制件308'接合到金屬件304'時(shí)，模 制件308'的部分填充底切324，由此將模制件308'結(jié)合到底切324的表面。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了形成整體組件的方法的處理流程圖，其中該整 體組件適于用在電子設(shè)備中并包括具有模制到其上的可模制件的金屬部件。形成包括金屬 部件和粘到該金屬部件的模制件(例如，模制塑料部件)的整體組件的處理401在步驟405 處開(kāi)始，在步驟405中選擇用于模制處理的參數(shù)。選擇用于模制處理的參數(shù)可以包括(但 不限于包括)選擇注模參數(shù)、選擇與用在模制處理中的塑料相關(guān)聯(lián)的參數(shù)及選擇與模制處 理相關(guān)聯(lián)的金屬參數(shù)。此外，還可以選擇模具配置參數(shù)、塑料的屬性和金屬部件的屬性。
在選擇了用于模制處理的參數(shù)后，在步驟409中提供具有要模制的表面的金屬部 件。如前面所提到的，金屬部件可以是設(shè)備的一個(gè)部件。作為例子，金屬部件可以是與電子 設(shè)備關(guān)聯(lián)的外殼的部件，或者可以是要結(jié)合到電子設(shè)備中的插入物。要模制的表面一般是 金屬部件的模制件要粘到或者以別的方式接合到的表面。如果金屬部件是電子設(shè)備的裝飾 性外部部件，則要模制的表面通常是金屬部件的布置成基本上處于電子設(shè)備內(nèi)部的表面。
在步驟409中獲得的要模制的表面可以包括附著或結(jié)合特征。然而，如果要模制 的表面不包括附著或結(jié)合特征，則附著或結(jié)合特征可以在可選步驟413中應(yīng)用到要模制的 表面。將附著或結(jié)合特征應(yīng)用到金屬部件的表面的各種方法將在后面參照?qǐng)D5A-E和圖 7A-E來(lái)描述。
在步驟417中，將金屬部件置于(例如，放到或固定到)基本上模制設(shè)備的模具腔
內(nèi)。例如，金屬部件可以在模制設(shè)備打開(kāi)時(shí)放到模具腔內(nèi)。金屬部件相對(duì)于模具腔并由此
相對(duì)于將應(yīng)用到其上的內(nèi)部可模制部分位于期望的位置?？梢岳门c機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的機(jī)
器手臂來(lái)實(shí)現(xiàn)將金屬部件大致放到模具腔內(nèi)。將金屬部件基本上置于模具腔內(nèi)還可以包括
制備模具腔和金屬部件、調(diào)整與模制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的溫度和/或閉合模制設(shè)備。 —旦金屬部件被置于模具腔中，則在步驟421中將注模材料注入到模具腔中。注
模材料通常被布置成流到模具腔中、至少部分地與金屬部件接觸、在模具腔內(nèi)硬化并粘到
或者以別的方式附著到位于模具腔中的金屬部件。在一種實(shí)施例中，將基本上熔化的塑料
或樹(shù)脂注入到模具腔中。注模材料通常可以圍繞金屬部件的表面上的附著或結(jié)合特征來(lái)模
制。模具腔可以被配置成定義多個(gè)相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征。如此，注模材料可以被有效地模
制，從而定義相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征。 注模材料允許冷卻、固化、硬化或以別的方式凝固。固化或硬化的注模材料的形狀 可以包括相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征，例如，如果模具腔被配置成定義相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征。從步 驟421，處理流前進(jìn)到步驟425，從模具腔中除下具有由所粘附的注模材料形成的特征的金 屬部件。即，從該模具腔中除下包括金屬構(gòu)件和模制構(gòu)件的模制金屬部件。作為例子，一旦 注模材料固化或硬化成與金屬部件接觸，模制設(shè)備就可以打開(kāi)，且模制金屬部件基本上可 以從模制設(shè)備脫出。 在從模具腔除下模制金屬部件以后，在步驟429中，可以在模制金屬部件上執(zhí)行 后加工步驟。這種精加工步驟可以包括(但不限于包括)機(jī)加工、車(chē)螺紋、鑄造、拋光和/ 或施加涂層。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，精加工步驟可以在模制金屬部件的金屬構(gòu)件上、模制金屬部件的 模制構(gòu)件上或者整個(gè)模制金屬部件上執(zhí)行。一旦在模制金屬部件上執(zhí)行了后加工或精加工 步驟，在步驟433中，就將模制金屬部件組裝到電子設(shè)備中，從而完成了形成適于在電子設(shè)
備中使用的包括金屬部件和模制件的整體組件的處理。在一種實(shí)施例中，模制金屬部件是 布置成基本上包住電子設(shè)備的電子部件的外殼。 在金屬部件的表面上形成的附著或結(jié)合特征可以包括突起和底切。根據(jù)本發(fā)明的 實(shí)施例，將參照?qǐng)D5A-E描述與在金屬部件的表面上形成突起從而便于將可模制部分附著 到其上面相關(guān)聯(lián)的方法，而將參照?qǐng)D7A-E描述與在金屬部件的表面上形成底切從而便于 將可模制部分附著到其上面相關(guān)聯(lián)的方法。 圖5A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)將多孔網(wǎng)篩覆蓋到金屬部件的表面上而 在金屬部件上有效地形成突起的方法的處理流程圖。有效地形成突起的處理501在步驟 505處開(kāi)始，在步驟505中獲得具有模制表面的襯底，即，模制件要接合到其上的表面。在 一種實(shí)施例中，襯底是金屬部件，而模制表面是金屬部件的可模制件隨后要粘附到的表面。 一旦獲得了襯底，就在步驟509中確定襯底上網(wǎng)篩要應(yīng)用的位置。網(wǎng)篩(其可以是金屬網(wǎng) 篩)通常包括提供可被模制材料覆模制的附著表面的開(kāi)口。即，可模制材料圍繞網(wǎng)篩的多 孔結(jié)構(gòu)來(lái)模制。網(wǎng)篩的使用提供了可模制材料可以接合到的附加表面。在一種實(shí)施例中， 網(wǎng)篩可以基本上應(yīng)用在大部分表面上的關(guān)于該表面的多個(gè)離散點(diǎn)處。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，網(wǎng) 篩可以代替地被應(yīng)用在關(guān)于表面的相對(duì)少的離散點(diǎn)處。 在確定網(wǎng)篩的位置后，在步驟513中，將網(wǎng)篩放到這些位置。將網(wǎng)篩放到適當(dāng)?shù)奈?置可以包括切割網(wǎng)篩并將網(wǎng)篩覆蓋到襯底上的適當(dāng)位置處。網(wǎng)篩有效地形成突起，諸如塑料或樹(shù)脂的可模制材料可以隨后結(jié)合到該突起。在放置網(wǎng)篩后，就完成了通過(guò)覆蓋多孔網(wǎng) 篩來(lái)有效地形成突起的處理。 圖5B是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)將凸緣附著到金屬部件的表面上而在金 屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，凸緣可以具有多 種不同的形狀和大小。作為例子，凸緣可以是"T"字形狀、蘑菇形狀或矩形形狀。利用凸緣 在襯底(例如，金屬部件)上形成突起的處理521在步驟525處開(kāi)始，在步驟525中獲得襯 底。 一旦獲得了襯底，就在步驟529中獲得合適形狀的凸緣。凸緣的大小和形狀可以變化， 而且通常凸緣可以由很多種不同的材料形成。凸緣可以預(yù)制，例如，凸緣可以具有預(yù)定的形 狀，或者凸緣可以被布置成基本上通過(guò)焊接工藝來(lái)生成。在獲得凸緣后，在步驟533中，將 凸緣附著到襯底。 一般來(lái)說(shuō)，用于將凸緣附著到襯底的方法可以包括(但不限于包括)將 粘合劑施加到凸緣并將凸緣與襯底配合，并且將凸緣焊接到襯底。 一旦凸緣附著到襯底，利 用凸緣形成突起的處理就完成了。 用于在金屬部件上形成突起的凸緣可以由多個(gè)層生成。作為例子，"T"字形凸緣 可以由一組矩形形狀的層或部件生成。參照?qǐng)D5C，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的通過(guò)將凸緣 部件基本上堆疊在金屬部件的表面上而在金屬部件上形成突起的方法的處理流程圖。通過(guò) 基本上堆疊凸緣部件而在襯底上形成突起的處理541在步驟545處開(kāi)始，在步驟545中獲 得諸如金屬部件的襯底。然后，在步驟549中獲得凸緣部件。獲得凸緣部件可以包括獲得 用于生成單個(gè)凸緣的不同零件或部件。 在步驟553中，將要形成突起的每個(gè)凸緣的第一部件附著到襯底。如圖6A所示， 凸緣612的第一部件612a附著到襯底604。每個(gè)凸緣的第一部件可以利用任何合適的方法 附著。 一旦要形成突起的每個(gè)凸緣的第一部件附著到襯底，就在步驟557中例如利用相對(duì) 高的接合粘合劑將每個(gè)凸緣的第二部件堆疊并附著到第一部件。參照?qǐng)D6A，第二部件612b 可以被堆疊并附著到第一部件612a上。 在每個(gè)凸緣的第二部件堆疊并附著到每個(gè)凸緣的第一部件后，處理流前進(jìn)到步驟 561，在步驟561中確定是否有附加的部件要附著。即，確定是否每個(gè)凸緣都包括至少一個(gè) 還要附著的附加部件。如果確定沒(méi)有附加的部件要附著，則指示形成了襯底上的突起，而且 完成了通過(guò)基本上堆疊凸緣部件而在襯底上形成突起的處理。 可選地，如果在步驟561中確定有至少一個(gè)附加部件要附著，則暗示是每個(gè)凸緣 都包括至少一個(gè)附加部件。如此，在步驟565中，適當(dāng)?shù)貙⒏郊硬考询B并附著到與凸緣相 關(guān)聯(lián)的一堆部件，例如，堆疊并附著到一堆部件中最高的部件。作為例子，第三個(gè)部件612c 可以堆疊并附著到圖6A的部件612b。一旦適當(dāng)?shù)馗街烁郊硬考?，則處理流返回步驟561， 在步驟561中確定是否還有附加部件要附著。 在一種實(shí)施例中，形成作為突起的結(jié)合特征可以包括擠壓材料通過(guò)襯底中相對(duì)小 的開(kāi)口 (例如，微穿孔)。圖5D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了通過(guò)回填限定在襯底中的微 穿孔并在微穿孔中擠壓材料而在諸如金屬部件的襯底上形成突起的方法的處理流程圖。通 過(guò)回填和擠壓處理而形成突起的處理581在步驟583處開(kāi)始，在步驟583中獲得襯底。在 步驟583中，在襯底中生成微穿孔?？梢圆捎弥T如鉆孔工藝的工藝來(lái)生成微穿孔?？蛇x地， 可以利用激光或擠壓處理來(lái)生成微穿孔。 一般來(lái)說(shuō)，微穿孔可以具有本質(zhì)上使微穿孔基本 上不可見(jiàn)的尺寸。即，微穿孔可以小到足以不容易被人眼看到。
在于襯底中生成微穿孔以后，在步驟587中，利用可以擠壓的材料回填微穿孑L。作 為例子，微穿孔可以利用紫外線(UV)固化膠來(lái)回填。然后，在步驟589中，可以將材料擠壓 通過(guò)微穿孔，使得由該材料形成突起。通過(guò)擠壓處理形成的突起的形狀可以廣泛地變化。如 圖6B所示，關(guān)于襯底654形成的突起662a-d可以包括(但不限于包括)相對(duì)伸長(zhǎng)的突起 662、巻曲的突起662b、短突起662和/或具有巻曲端的相對(duì)伸長(zhǎng)的突起654。如圖所示，突 起662的底部通常不延伸通過(guò)襯底654的底部。返回圖5D，一旦擠壓了材料，就完成了利用 回填和擠壓而形成突起的處理。 也可以采用濺射處理來(lái)在襯底上形成突起。圖5E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了 通過(guò)將物質(zhì)濺射到襯底的表面上而在襯底上形成突起的方法的處理流程圖。通過(guò)濺射處理 生成突起的處理591在步驟593處開(kāi)始，在步驟593中獲得例如金屬部件的襯底。在步驟 589中，利用磁控管設(shè)備將物質(zhì)(例如，用于骨生長(zhǎng)濺射的物質(zhì))濺射到襯底的表面上。在 步驟593中，濺射被控制成使得物質(zhì)塊可以形成大致期望形狀和大小的突起。然后，通過(guò)濺 射處理生成突起的處理就完成了。 如前面所提到的，代替在襯底的表面上生成突出表面的結(jié)合特征，結(jié)合特征也可 以生成為使得襯底的表面基本上被底切。換句話說(shuō)，結(jié)合特征可以包括基本上位于襯底的 表面之下的底切或空隙。就象突起的表面，襯底中底切或空隙的表面提供了可模制材料可 結(jié)合到的附加表面區(qū)域，由此增加可模制材料與襯底之間結(jié)合的整體強(qiáng)度。
可用采用多種不同的方法來(lái)在金屬部件上生成底切。圖7A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例 的例示了在諸如金屬部件的襯底上形成底切的第一種方法的處理流程圖，該方法包括在襯 底上提供圖案。通過(guò)提供圖案而在襯底上形成底切的處理701在步驟705處開(kāi)始，在步驟 705中獲得例如金屬部件的襯底。 一旦獲得了襯底，就在步驟709中在要生成底切的襯底 的表面上提供期望的圖案。作為例子，對(duì)襯底的表面進(jìn)行掩?；蛘呓z網(wǎng)印刷。對(duì)圖案進(jìn)行 掩模使得襯底表面的有些部分保持暴露，同時(shí)其它部分有效地隱藏。絲網(wǎng)印刷允許將圖案 (例如，穿孔的圖案)印制到襯底的表面上，使得可以識(shí)別出要從襯底除去的材料。
在將期望的圖案應(yīng)用到表面之后，在步驟713中，根據(jù)期望的圖案形成稍微凸起 的區(qū)域。該稍微凸起的區(qū)域例如可以由諸如物理氣相淀積(PVD)的處理形成。在一種實(shí)施 例中，該稍微凸起的區(qū)域可以具有近似蘑菇的形狀。 一旦形成了該稍微凸起的區(qū)域，在步驟 717中，就可以除去不與該稍微凸起的區(qū)域接觸的圖案部分。如果圖案由絲網(wǎng)印刷形成，則 可以洗去絲網(wǎng)印刷。當(dāng)圖案部分被除去后，底切可以保持在該稍微凸起的區(qū)域下，例如蘑菇 狀凸起區(qū)域的頂部。 一除去圖案的剩余部分，就完成了通過(guò)提供圖案而在襯底上形成底切 的處理。 諸如底切或空隙的附著特征還可以通過(guò)蝕刻(例如，化學(xué)和/或機(jī)械蝕刻)形成。 接下來(lái)參照?qǐng)D7B，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在襯底上形成底切的方法，該方法包括化學(xué) 蝕刻。形成底切的處理721在步驟725處開(kāi)始，在步驟725中獲得襯底。 一旦獲得了襯底， 在步驟729中就可以將期望的圖案提供在襯底的適當(dāng)表面上。在一種實(shí)施例中，可以對(duì)襯 底的適當(dāng)表面進(jìn)行掩模。在對(duì)襯底的適當(dāng)表面進(jìn)行掩模或以別的方式構(gòu)圖后，在步驟733 中，應(yīng)用化學(xué)制品來(lái)化學(xué)蝕刻襯底?；瘜W(xué)制品的應(yīng)用可以生成空隙和/或底切。
應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，襯底可以包括各種粒子(grain)?？梢詰?yīng)用特定的化學(xué)制品來(lái)除去特 定粒子的部分，同時(shí)有效地使其它粒子不受影響。即，襯底中不同的粒子可以以不同的速率受到攻擊。應(yīng)用化學(xué)制品來(lái)化學(xué)蝕刻襯底可以包括在生成空隙和/或底切之后洗去化學(xué)制品和除去的粒子。在步驟733中應(yīng)用化學(xué)制品后，形成底切的處理就完成了。
底切或空隙可以有效地被機(jī)械蝕刻或切割到襯底的表面中。切割可以利用基本上任何合適的切割裝置來(lái)執(zhí)行，這里的切割裝置包括(但不限于包括)配置成切割的計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)機(jī)器。圖7C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在襯底中生成底切的方法的處理流程圖，該方法包括利用切割裝置。生成底切的處理741在步驟745處開(kāi)始，在步驟745中獲得襯底。從步驟745，處理流移動(dòng)到步驟749，在步驟749中將襯底放到或以別的方式定位到切割裝置上。 一旦襯底被放到切割裝置上，在步驟753中，切割裝置就可以編程為在期望的位置切割或以別的方式形成底切。在一種實(shí)施例中，切割裝置可以編程為切割"T"字形的空隙或底切。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，編程切割裝置可以包括提供具有適當(dāng)切割頭(cutting bit)的切割裝置，該切割頭可以用于切割期望大小和形狀的空隙或底切。在對(duì)切割裝置編程以后，在步驟757中，采用切割裝置來(lái)形成底切。切割裝置可以銑削、刮擦或者切除襯底表面的部分，以形成底切。 一旦利用切割裝置形成了底切，生成底切的處理就完成了。
也可以采用激光切割方法來(lái)在襯底的表面上形成底切或空隙。圖7D是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了生成底切的方法的處理流程圖，該方法包括利用至少一個(gè)激光。生成底切的處理761在步驟765處開(kāi)始，在步驟765中獲得諸如金屬部件的襯底。 一旦獲得了襯底，在步驟769中就將襯底放到至少一個(gè)激光的下面或者其路徑中。 在一個(gè)實(shí)施例中，在定位了襯底之后，在步驟773中可以將透鏡定位在激光與襯底之間，以使激光聚焦在襯底的適當(dāng)部分。即，透鏡被配置為使激光聚焦到襯底的表面上的期望區(qū)域上。步驟773是可選的，因?yàn)榭梢圆挥猛哥R地使用激光。 在步驟777中，將激光指向襯底，使得可以切入襯底的表面。通過(guò)移動(dòng)激光和/或襯底，可以生成適當(dāng)大小和形狀的底切或空隙。在切入襯底的表面之后，就完成了生成底切的處理。 襯底的部分基本上可以直接融化，以生成底切或空隙。圖7E是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的例示了在襯底中生成底切的方法的處理流程圖，該方法包括利用至少一個(gè)熱探針融化掉襯底的部分。生成底切的處理781在步驟785處開(kāi)始，在步驟785中獲得襯底。在步驟789中，將加熱的探針應(yīng)用到襯底的適當(dāng)表面，以便在襯底的表面上的點(diǎn)中生成鉻擴(kuò)散。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到的，鉻擴(kuò)散可以使襯底表面能夠被腐蝕。 在鉻擴(kuò)散在點(diǎn)中生成以后，在步驟793中將酸蝕刻應(yīng)用到襯底，以造成點(diǎn)腐蝕。當(dāng)點(diǎn)腐蝕時(shí)，就在襯底的表面上有效地生成了三維輪廓。由此，在表面上生成底切。 一旦點(diǎn)腐蝕，生成底切的處理就完成了 。 如以上所提到的，可以通過(guò)使用模制設(shè)備來(lái)生成包括金屬構(gòu)件和可模制構(gòu)件的模制金屬部件。將參照?qǐng)D8描述模制設(shè)備的一個(gè)例子。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于生成模制金屬部件的模制設(shè)備的截面?zhèn)纫暱驁D表示。模制設(shè)備或模具832包括模具芯832a和模具腔832b?？赡Ｖ萍Ｖ频降慕饘俨考?04布置成被模具芯832a保持。模具腔832b包括開(kāi)口 836，例如熔化塑料的可模制材料可以注入到該開(kāi)口中。開(kāi)口 836布置成定位到金屬部件804上，使得模制件可以在金屬部件804上形成并接合到金屬部件804。開(kāi)口 836的形狀和大小可以廣泛地改變。在一種實(shí)施例中，開(kāi)口 836被構(gòu)形為使得復(fù)雜的機(jī)械特征可以由在開(kāi)口 836內(nèi)固化或硬化的可模制材料(未示出)形成。
參照?qǐng)D9A-C，將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的利用模制設(shè)備(例如，圖8的模制設(shè)備832)來(lái)生成模制金屬部件的處理。圖9A是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于將可模制件結(jié)合到包括底切的金屬部件上的模制設(shè)備的截面?zhèn)纫暱驁D表示。模制設(shè)備932包括模具芯932a和模具腔932b。模具腔932b包括開(kāi)口 936。包括底切924的金屬部件904被模具芯932a保持，而模具腔932b定位到金屬部件904上，使得開(kāi)口 936基本上布置到底切924上。
如圖9B所示，材料940可以注入到開(kāi)口 936中。將材料940注入到開(kāi)口 936中包括使材料940有效地填充底切924。材料940可以是布置成當(dāng)冷卻時(shí)固化或以別的方式硬化的熔化的塑料或樹(shù)脂。當(dāng)材料940冷卻時(shí)，材料940有效地形成接合到金屬部件904的模制件。 一旦材料940冷卻，包括材料940和金屬部件904的整個(gè)模制金屬部件實(shí)際上就生成了。材料940接合或以別的方式粘附到金屬部件904，如圖9C所示。材料940可以具有由開(kāi)口 936的輪廓形成的形狀。這種形狀可以包括至少一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械特征942。
結(jié)合特征的形狀和大小可以廣泛地變化。此外，相鄰結(jié)合特征之間的間距也可以變化。作為例子，與底切或空隙關(guān)聯(lián)的形狀和尺寸可以依賴于特定系統(tǒng)的需求而變化。一般來(lái)說(shuō)，底切或空隙的深度小于或大致等于襯底或金屬部件的厚度。對(duì)于大致等于襯底厚度的空隙，當(dāng)可模制材料在空隙中提供使得突起有效地在襯底的頂表面形成時(shí)，可模制材料不會(huì)突出襯底的底表面。換句話說(shuō)，可模制材料基本上只從空隙的一端突出來(lái)。為了有效地防止可模制材料突出襯底的底表面，空隙可以構(gòu)形為使得可以基本上防止可模制材料從空隙的底部流出。在一種實(shí)施例中，可以防止可模制材料從空隙的底部流出的空隙可以基本上成楔形，例如，可以具有基本上圓錐形狀。 圖10是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的其中已形成有楔形空隙的金屬部件的截面?zhèn)纫晥D解表示。金屬部件1004具有高度或厚度"t"1044。 一般來(lái)說(shuō)，空隙或底切可以具有小于或大致等于厚度"t" 1044的高度。在所示實(shí)施例中，空隙1024具有大致等于厚度"t" 1044的的高度?？障?024是楔形的或者基本上是圓錐形狀的，使得在頂表面1050處，空隙1024具有寬度"wl" 1058，而在底表面1054處，空隙1024具有寬度"w2" 1062。寬度"wl"1058通常大于寬度"w2" 1062。 盡管只是描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明主旨或范圍的情況下，本發(fā)明可以體現(xiàn)為許多其它的特定形式。作為例子，盡管本發(fā)明已經(jīng)關(guān)于金屬部件進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于關(guān)于金屬部件的使用。代替由金屬形成，特征要粘附到的襯底也可以由其它材料構(gòu)造，包括(但不限于包括)玻璃或陶瓷。 形成特征的可模制材料可以由基本上任何合適的塑料或樹(shù)脂形成。例如，可模制材料可以由諸如聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的塑料形成。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可模制材料不限于是塑料或樹(shù)脂。作為例子，可模制材料可以是可注入的陶瓷或者可模制或可注入的金屬，例如LiquidMetal。液態(tài)金屬及其使用在于2007年7月12日提交的標(biāo)題為"INSERT MOLDING LIQUID METAL AROUNDGLASS"的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/949， 449中進(jìn)行了描述，該申請(qǐng)通過(guò)引用并入于此。 盡管要接合到可模制部分的金屬部件的表面通常描述為包括突起或底切，但金屬部件的表面不限于包括突起或底切。例如，可模制部分要粘附到的金屬部件的表面可以既包括突起又包括底切。此外，與金屬部件的表面相關(guān)聯(lián)的突起和底切的大小和形狀可以變化。在一種實(shí)施例中，不同形狀的突起和/或不同形狀的底切可以與單個(gè)金屬部件相關(guān)聯(lián)。
與本發(fā)明的方法相關(guān)聯(lián)的步驟可以廣泛變化。在不背離本發(fā)明主旨或范圍的情況下，步驟可以添加、除去、改變、組合及重新排序。作為例子，在襯底中化學(xué)蝕刻底切和/或空隙可以包括應(yīng)用第一組化學(xué)制品以蝕刻襯底的表面上的峰部和谷部、在谷部中提供液體、拋光表面，然后以不同于要生成底切的表面的速率應(yīng)用"吃掉"谷部中液體的第二組化學(xué)制品。因此，這里給出的例子應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是例示性的而不是約束性的，而且本發(fā)明不限于在此給出的細(xì)節(jié)，而可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)修改。
權(quán)利要求
一種用于生成包括襯底和模制件的組件的方法，該方法包括獲得襯底；在襯底的表面上形成至少一個(gè)結(jié)合特征；及在至少一個(gè)結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制，其中在至少一個(gè)結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制將模制件機(jī)械地結(jié)合到襯底。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成至少一個(gè)結(jié)合特征包括將突起附著到襯底，該突起被布置成基本上從表面突出。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，突起是由可擠壓材料形成的，而且形成至少一個(gè)結(jié)合特征包括在襯底中生成穿孔、將可擠壓材料回填到穿孔中并擠壓該可擠壓材料通過(guò)穿孔。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，形成至少一個(gè)結(jié)合特征包括在襯底上生成底切或空隙。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，底切或空隙是利用蝕刻工藝將底切或空隙蝕刻到襯底中而形成的。
6. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，底切或空隙是利用激光將底切或空隙切入襯底而形成的。
7. 如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，襯底是金屬部件，而模制件是由塑料或樹(shù)脂形成的。
8. 如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在至少一個(gè)結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制包括在至少一個(gè)結(jié)合特征和襯底的表面上提供熔化的材料，并在至少一個(gè)結(jié)合特征和襯底的表面上硬化該熔化的材料，以生成模制件。
9. 如權(quán)利要求1-6中任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在至少一個(gè)結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制包括在至少一個(gè)結(jié)合特征中和在襯底的表面上提供熔化的材料，并在至少一個(gè)結(jié)合特征中和在襯底的表面上硬化該熔化的材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，襯底的表面是襯底的頂部，而至少一個(gè)結(jié)合特征從襯底的頂部延伸通過(guò)襯底的底部，至少一個(gè)結(jié)合特征中的熔化材料被布置成不延伸通過(guò)襯底的底部。
11. 一種用于生成具有結(jié)合特征的襯底的方法，該方法包括獲得具有第一表面的襯底；在該襯底中生成至少一個(gè)開(kāi)口；在至少一個(gè)開(kāi)口中回填可擠壓材料；及擠壓所述可擠壓材料，其中擠壓所述可擠壓材料形成結(jié)合特征，所述結(jié)合特征被布置成延伸通過(guò)第一表面。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述可擠壓材料是紫外線(UV)固化膠。
13. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，結(jié)合特征包括結(jié)合表面。
14. 一種組件，包括金屬部件，該金屬部件包括第一表面和結(jié)合特征，所述結(jié)合特征具有結(jié)合表面；及模制件，該模制件被模制在第一表面和結(jié)合表面上，其中模制件包括機(jī)械特征。
15. 如權(quán)利要求14所述的組件，其中，結(jié)合特征是突起，而模制件被模制在該突起上。
16. 如權(quán)利要求15所述的組件，其中，突起是由膠形成的。
17. 如權(quán)利要求14所述的組件，其中，結(jié)合特征是底切或空隙，而模制件被模制到該底切或空隙中。
18. 如權(quán)利要求17所述的組件，其中，結(jié)合特征是空隙，而第一表面是金屬部件的頂表面，金屬部件還包括空隙延伸通過(guò)的底表面，其中，模制件延伸通過(guò)空隙但不延伸通過(guò)底表面。
19. 如權(quán)利要求14所述的組件，其中，模制件是由塑料或樹(shù)脂形成的。
20. 如權(quán)利要求14所述的組件，其中，金屬部件是用于電子設(shè)備的插入物或者用于電子設(shè)備的外殼。
21. —種設(shè)備，包括電子部件；及外殼，該外殼被布置成基本上容納所述電子部件，其中外殼包括金屬部件和模制件，金屬部件包括第一表面和具有結(jié)合表面的結(jié)合特征，而模制件被模制到第一表面和結(jié)合表面上。
22. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，結(jié)合特征是突起，而模制件被模制到該突起上。
23. 如權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中，結(jié)合特征是底切或空隙，而模制件被模制到該底切或空隙中。
24. 如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中，結(jié)合特征是空隙，而第一表面是金屬部件的頂表面，金屬部件還包括空隙延伸通過(guò)的底表面，其中，模制件延伸通過(guò)空隙但不延伸通過(guò)底表面。
25. 如權(quán)利要求21-24中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，模制件是由塑料或樹(shù)脂形成的。
全文摘要
公開(kāi)了用于將內(nèi)部特征或復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)應(yīng)用到金屬部件的表面的方法與裝置。根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種用于生成包括襯底和模制件的組件的方法涉及獲得襯底并在襯底的表面上形成至少一個(gè)結(jié)合特征。該方法還包括在結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制。在結(jié)合特征的表面和襯底的表面上進(jìn)行模制將模制件機(jī)械地結(jié)合到襯底。
文檔編號(hào)B29C45/16GK101795845SQ200880105652
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月13日
發(fā)明者D·韋伯, S·B·林奇, S·P·扎德斯基 申請(qǐng)人:蘋(píng)果公司