用于电子设备的电容式传感器及其形成方法
【专利摘要】本公开涉及用于电子设备的电容式传感器及其形成方法，例如，用于电子设备的电容式传感器组件以及形成电容式传感器组件的方法。电容式传感器组件可以包括顶部部件、与顶部部件相对放置的底部部件、位于顶部部件与底部部件之间的聚硅氧烷层以及邻近聚硅氧烷层放置的第一电气迹线，在顶部部件上形成有中间层。
【专利说明】
用于电子设备的电容式传感器及其形成方法
技术领域
[0001]本公开一般涉及电子传感器，并且更特别地涉及用于电子设备的电容式传感器组件以及形成电容式传感器组件的方法。
【背景技术】
[0002]常规的电子设备典型地包括由多个部件形成的各种不同的输入设备。例如，常规的电子设备典型地包括允许用户与设备交互的触摸显示器。触摸显示器典型地包括可以被放置在电子设备的机壳内的多个传感器组件。传感器组件可以被用来检测何时用户带着与设备交互的期望而触摸了电子设备的外表面。当传感器组件检测到用户的触摸时，传感器组件可以向电子设备的不同的部分发送电气输入信号。
[0003]常规的传感器组件包括多个层和/或部件来检测用户的触摸或者与电子设备的交互。然而，随着传感器组件中的层和/或部件的数量增大，在电子设备内收容组件所需的空间也增大。也就是说，随着传感器组件中的层和/或部件的数量增大，传感器组件的总高度和/或z空间也增大。
[0004]另外，必须在常规的传感器组件的所有层和/或部件之间形成接合。随着层和/或部件的增加，组件的接合变得解开或者脱离的可能性增大。在传感器组件的两层或部件变得脱离的情况下，传感器组件可能具有减少的操作功能或者可能变得不能操作。
【发明内容】
[0005]—般，在此讨论的实施例与电子传感器有关，并且更特别地与用于电子设备的电容式传感器组件以及形成电容式传感器组件的方法有关。在此讨论的电容式传感器组件可以通过利用位于电气迹线之间的聚硅氧烷(silicone)层、和/或在电子设备的预先存在的层内或在电子设备的预先存在的层外形成电气迹线来减少形成组件的层和/或部件的数量。通过在电容式传感器组件内利用聚硅氧烷层，可以在聚硅氧烷层与电容式传感器组件的不同的层和/或部件和/或电子设备的部件之间形成强接合。另外，通过在电子设备的预先存在的层内或者在电子设备的预先存在的层外形成电容式传感器组件的电气迹线，可以减少电容式传感器组件的层或部件的数量，并且可以减少电容式传感器组件的高度或者z空间。作为减少层或部件数量的结果，可以降低或者消除操作故障或者失效的风险。另外，作为电容式传感器组件的高度降低的结果，还可以减少实现电容式传感器组件的电子设备的总高度和尺寸。
[0006]—个实施例可以采取制造电子设备中的电容式传感组件的方法的形式。所述方法可以包括:将聚硅氧烷层耦接到电子设备的外壳的底部部分;将第一电气迹线放置在柔性层内，所述柔性层是与外壳的底部部分相背对地放置于聚硅氧烷层上的；将聚硅氧烷层固化到包括第一电气迹线的柔性层。所述方法还可以包括与聚硅氧烷层相背对地将粘合剂施加到包括第一电气迹线的柔性层；以及使用施加的粘合剂将电子设备的盖子耦接到柔性层。
[0007]另一实施例可以采取制造电子设备中的电容式传感组件的方法的形式。该方法可以包括:在电子设备的盖子的内表面的至少一部分上親接中间层;刻蚀中间层的一部分以便在刻蚀的部分中形成第一电气迹线;将聚硅氧烷层放置在中间层与电子设备的外壳的底部部分之间；以及将聚硅氧烷层固化到包括第一电气迹线的中间层。
[0008]又一实施例可以采取电子设备的形式，该电子设备包括具有顶部部分和耦接到顶部部分的底部部分的外壳。该电子设备还可以包括位于外壳内的电容式传感器组件。电容式传感器包括:位于外壳的顶部部分与底部部分之间的聚硅氧烷层;柔性层，耦接到聚硅氧烷层；以及第一电气迹线，位于柔性层内。
[0009]又一实施例可以米取一种电子设备的形式，该电子设备包括:外壳;親接到外壳的盖子玻璃;形成在所述盖子玻璃的内表面上的中间层；以及位于外壳与盖子玻璃之间的电容式传感器组件。所述电容式传感器包括:聚硅氧烷层，耦接到形成在盖子玻璃的内表面上的中间层；以及第一电气迹线，位于中间层内，邻近聚硅氧烷层。
【附图说明】
[0010]通过结合附图的以下详细描述将容易理解本公开，在附图中相同的附图标记表示相同的结构元件，并且在附图中:
[0011]图1描绘根据实施例的可穿戴的电子设备的一部分的示例性的透视图。
[0012]图2描绘根据实施例的包括电容式传感器组件的图1的电子设备的一部分的沿着线CS-CS截取的示例性截面侧视图。
[0013]图3描绘根据实施例的用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的示例过程的流程图。
[0014]图4A-4D描绘根据实施例的经受图3中描绘的过程的电容式传感器组件的各个部件和图1的电子设备的一部分的示例性截面侧视图。
[0015]图5描绘根据另外实施例的包括电容式传感器组件的图1的电子设备的一部分的沿着线CS-CS截取的示例性截面侧视图。
[0016]图6描绘根据另外实施例的用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的另一示例过程的流程图。
[0017]图7A-7D描绘根据另外实施例的经受图6中描绘的过程的电容式传感器组件的各个部件和图1的电子设备的一部分的示例性截面侧视图。
[0018]图8描绘根据其它实施例的包括电容式传感器组件的图1的电子设备的一部分的沿着线CS-CS截取的示例性截面侧视图。
[0019]图9描绘根据其它实施例的用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的又一示例过程的流程图。
[0020]图10A-10C描绘根据其它实施例的经受图9中描绘的过程的电容式传感器组件的各个部件和图1的电子设备的一部分的示例性截面侧视图。
[0021]请注意本发明附图不一定按比例绘制。该附图意图仅仅描述本发明的典型方面，因此不应该被认为限制本发明的范围。在附图中，在附图之间相同的编号表示相同的元件。
【具体实施方式】
[0022]现在将详细提及附图中示出的代表性的实施例。应当理解以下描述不意图将实施例限制到一个优选实施例。相反地，它意图覆盖可以被包括在如由所附权利要求所限定的所述实施例的精神和范围内的替代方案、变型和等同物。
[0023]以下公开内容一般涉及电子传感器，并且更特别地涉及用于电子设备的电容式传感器组件以及形成电容式传感器组件的方法。
[0024]在此讨论的电容式传感器组件可以通过利用位于电气迹线之间的聚硅氧烷层、和/或在电子设备的预先存在的层内或在电子设备的预先存在的层外形成电气迹线来减少形成组件的层和/或部件的数量。通过在电容式传感器组件内利用聚硅氧烷层，可以在聚硅氧烷层与电容式传感器组件的不同的层和/或部件和/或电子设备的部件之间形成强接合。另外，通过在电子设备的预先存在的层内或者在电子设备的预先存在的层外形成电容式传感器组件的电气迹线，可以减少电容式传感器组件的层或部件的数量，并且可以减少电容式传感器组件的高度或者z空间。作为减少层或部件数量的结果，可以降低或者消除操作故障或者失效的风险。另外，作为电容式传感器组件的高度降低的结果，还可以减少实现电容式传感器组件的电子设备的总高度和尺寸。
[0025]下面参考图1-10C讨论这些和其它实施例。然而，本领域技术人员将容易明白在此给出的对于这些图的详细描述仅出于说明性的目的而不应该被解释为限制性的。
[0026]图1示出了根据实施例的便携的或者可穿戴的电子设备100(在下文中，“电子设备”)的示例性透视图。如图1所示的电子设备100可以被配置为提供与健康有关的信息或者数据，例如但不限于，心率数据、血压数据、温度数据、氧含量数据、饮食/营养信息、医疗提醒、与健康有关的提示或者信息、或者其它与健康有关的数据。电子设备可以可选地将与健康有关的信息传送到分离的电子设备，诸如平板计算设备、电话、个人数字助理、计算机等。另外，除了通信之外，电子设备100还可以提供附加信息，诸如但不限于，时间、日期、健康、状态或者外部地连接或者通信的设备和/或运行在这种设备上的软件、消息、视频、操作命令等等(并且可以从外部设备接收上述中的任何一种)。
[0027]电子设备100可以包括外壳102，该外壳102至少部分地包围显示器104以及一个或更多个按钮106或输入设备。外壳102可以形成用于电子设备100的内部部件的保护壳以及外表面或者部分外表面，并且可以至少部分地包围显示器104。外壳102可以由诸如前件和后件之类的可操作地连接在一起的一个或更多个部件形成。可替代地，外壳102可以由可操作地连接到显示器104的单件形成。外壳102可以由多种不同的材料(包括但不限于:刚玉(通常被称为蓝宝石)、玻璃或者塑料)形成。如在此所讨论的，并且在另一示例中，外壳102可以由导电材料或者具有导电特性的材料形成。
[0028]显示器104可以用任何合适的技术(包括但不限于，使用液晶显示器(IXD)技术的多触摸感测触摸屏、发光二极管(LED)技术、有机发光显不器(OLED)技术、有机电致发光(OEL)技术或者其它类型的显示技术)实现。
[0029]按钮106可以包括用于电子设备100的任何常规的输入/输出(I/O)设备。具体地，按钮106可以包括与电子设备100的内部部件电子地和/或机械地连通的致动部件，以便提供用户输入和/或允许用户与电子设备100的各个功能交互。在一个实施例中，按钮106可以被配置作为由外壳102包围的单部件。可替代地，按钮106可以包括彼此机械/电气连通和/或与电子设备100的内部部件机械/电气连通的多个部件，其包括致动部件。按钮106同样地可以包括传感器，诸如生物传感器、触摸传感器等。
[0030]外壳102还可以具有在相对的端部上形成的凹部108，以便将可穿戴的带子110(部分地示出在图1中)连接到电子设备100。可穿戴的带子110可以被用来将可穿戴的电子设备100固定到用户或者能够接收电子设备100的任何其它对象。在其中电子设备100为智能手表的非限制性示例中，可穿戴的带子110可以将手表固定到用户的腕部。在其它非限制性示例中，电子设备100可以固定到用户的身体的其它部分或者固定在用户的身体的其它部分内。
[0031]盖子112可以位于显示器104的触摸屏上方。也就是说，并且如在此所讨论的，盖子112可以位于显示器104的触摸屏上方并且可以至少部分地位于外壳102的开口内并且耦接到外壳102。盖子112可以保护显示器104免受污染，而不妨碍用户的观看和/或与显示器104和/或电子设备100交互的能力。因而，在特定实施例中，盖子112可以是完全地或者部分地透明的或者半透明的。如在此所讨论的，盖子112可以由刚玉(通常被称为蓝宝石)形成。然而，应当理解盖子112可以由任何合适的透明材料和/或合适的透明材料的组合形成，该合适的透明材料包括但不限于陶瓷、铝土、化学增强玻璃和强化塑料。
[0032]图2描绘根据实施例的沿着线CS-CS截取的图1的电子设备100的一部分的放大的截面前视图。对于这个具体的实施例，图2示出了电子设备100的盖子112和外壳102的一部分的截面前视图。电子设备100还可以包括在盖子112的内表面120的至少一部分上形成的中间层118。在盖子112上形成的中间层118可以位于在盖子112与外壳102之间形成的开口122内，并且可以在电子设备100中不被暴露。中间层118可以是光学致密的和/或基本上半透明或不透明的，使得电子设备100的用户可能不能看透位于中间层118上方的盖子112的部分。在图2中示出的非限制性示例中，并且作为光学特性的结果，中间层118可以围绕盖子112的周边放置以便限定邻近中间层118的电子设备100的交互区域。电子设备100的交互区域可以包括显示器104(参见图1)的触摸屏，如在此所讨论的。
[0033]中间层118可以由各种材料形成。在非限制性示例中，中间层118可以由墨水材料形成。墨水材料可以使用任何合适的沉积技术或者处理(包括但不限于，涂覆、喷涂、掩模和墨水浸没等)被沉积在盖子112的内表面120上。在另一非限制性示例中，中间层118可以被形成为基本上固体的材料层。在非限制性示例中，基本上固体的材料层可以被形成为可以耦接到盖子112的内表面120的塑料层。塑料层可以使用任何合适的耦接技术或者处理(例如，接合、焊接、熔化等等)被耦接到内表面120。
[0034]电子设备100还可以包括位于外壳102内的电容式传感器组件124。在图2中示出的非限制性示例中，电容式传感器组件124可以基本上位于盖子112与外壳102的底部部分或部件126之间。如在此所讨论的，底部部分或部件126可以由与外壳102的其余部分不同的材料和/或不同的部件形成。电容式传感器组件124可以与电子设备100的另外部件和/或显示器104电通信，并且可以被配置为检测经由盖子112提供给电子设备100的输入。也就是说，当力被施加到盖子112的外表面128以便与电子设备100的其它部件和/或显示器104(参见图1)交互时，盖子112可以基本上朝向外壳102的底部部分或部件126偏斜和/或弯曲。结果，电容式传感器组件124可以感测或者检测盖子112的偏斜以便提供向电子设备100的输入。
[0035]电容式传感器组件124可以包括位于电子设备100的开口122内的聚硅氧烷层130。聚硅氧烷层130可以位于形成在盖子112的内表面120上的中间层118与外壳102之间，并且在图2中示出的非限制性示例中，聚硅氧烷层130可以直接耦接到外壳102的底部部分或部件126。如在此所讨论的，聚硅氧烷层130可以使用任何合适的耦接技术(包括但不限于，注射成型、固化、粘附等)耦接到底部部分或部件126。在特定实施例中，聚硅氧烷层130可以将相邻层(诸如图2和后续图中示出的相邻层，例如底部部件126和柔性层132)彼此机械地耦接。
[0036]聚硅氧烷层130还可以是基本上顺从的、柔性的和/或弹性的。结果，当力被施加到盖子112时，聚硅氧烷层130可以基本上变形以允许电容式传感器组件124的电气迹线朝向彼此移动，以便改变迹线之间的电容，并且最终基于施加的力产生要发送给电子设备100的电信号，如在此所讨论的。另外，聚硅氧烷层130的物理特性顺从性(compliance)和/或弹性可以允许电容式传感器组件124的部分(例如，电气迹线)相对快速地返回到中性状态(例如，“回弹”到未压缩的位置)，由此允许检测施加到电子设备100的盖子112的连续地施加的力。此外，并且如在此所讨论的，聚硅氧烷层130可以位于电容式传感器组件124的两个电气迹线之间以使迹线分离，以便检测施加到盖子112的力。
[0037]电容式传感器组件124还可以包括柔性层132。在图2中示出的非限制性示例中，柔性层132可以位于聚硅氧烷层130和中间层118之间。如在此所讨论的，柔性层132可以使用各种耦接或接合技术(例如，粘合剂、固化等)接合和/或耦接到电容式传感器组件124的聚硅氧烷层130。另外，粘合剂134可以被用来将柔性层132耦接到电子设备100的中间层118。在图2中示出的非限制性示例中，粘合剂134可以是可以完全覆盖柔性层132的压敏粘合剂，并且可以位于柔性层132和中间层118之间以便经由中间层118将柔性层132耦接或接合到盖子112。将柔性层132接合到中间层118和/或盖子112的粘合剂134的使用以及电容式传感器组件124的各个层或部件之间形成的其它连接、耦接和/或接合可能导致在电子设备100内形成密封。
[0038]类似于电容式传感器组件124的聚硅氧烷层130，柔性层132可以包括基本上顺从的、柔性的和/或弹性的特性。在非限制性示例中，柔性层可以由弹性体材料形成。结果，并且如在此对于聚硅氧烷层130所讨论的，当力被施加到盖子112时，柔性层132也可以朝向底部部分或部件126变形和/或弯曲。另外，当盖子112上的力被去除或中断时，柔性层132可以返回或“回弹”到中性状态(例如，未压缩的位置)。
[0039]第一电气迹线136可以位于或形成在电容式传感器组件124的柔性层132内。在图2中示出的非限制性示例中，第一电气迹线136可以位于耦接到聚硅氧烷层130的柔性层132内，使得第一电气迹线136可以位于聚硅氧烷层130与电子设备100的盖子112和/或中间层118之间。第一电气迹线136可以具有电容特性和/或第一电气迹线136可以由导电材料(例如铜)形成。虽然图2中仅示出了单个第一电气迹线136，但是应当理解电容式传感器组件124可以包括形成一个或多个第一电气迹线136的一组电气迹线。
[0040]在图2中示出的非限制性示例中，并且如在此所讨论的，第一电气迹线136可以是受驱动的电容迹线(driven capacitive trace)，其可以与电容式传感器组件124的另外电气迹线协作，以便通过测量电容式传感器组件124的协作的电气迹线之间的电容变化来检测施加到电子设备100的盖子112的力。通过测量电容变化，电容式传感器组件124可以检测施加到盖子112的力，并且可以随后将电信号提供到显示器104和/或电子设备100的另外部件，如在此所讨论的。
[0041]如在此所讨论的，外壳102的底部部分或部件126可以由与电子设备100的外壳102的其余部分不同的部件或材料形成。在电容式传感器组件124仅包括形成在盖子112与外壳102的底部部分或部件126之间的单个电气迹线(例如，第一电气迹线136)的情况下，底部部分或部件126可以形成用于第一电气迹线136的协作电气迹线。在图2中示出的非限制性示例中，外壳102的底部部分或部件126可以由导电材料(例如，铜)形成并且可以为第一电气迹线136提供协作电气迹线结构。在第一电气迹线136形成受驱动的电容迹线的情况下，底部部分或部件126可以形成可以与第一电气迹线136协作的感测电容迹线。
[0042]第一电容式传感器组件124可以通过测量第一电气迹线136与通过外壳102的底部部分或部件126形成的协作电气迹线之间的电容变化，来检测施加到盖子112的力。在非限制性示例中，连续的电荷或电流可以被提供到第一电气迹线136和底部部分或部件126两者。电荷或电流可以在第一电气迹线136和底部部分或部件126之间提供预定的稳态或未压缩的、可测量的电容。当力被施加到电子设备100的盖子112时，盖子112、柔性层132和/或聚硅氧烷130可以偏斜和/或可以朝向外壳102的底部部分或部件126弯曲，如在此所讨论的。这可能也导致第一电气迹线136朝向外壳102的底部部分或部件126偏斜，导致第一电气迹线136和底部部分或部件126之间的距离和电容改变。当第一电气迹线136和底部部分或部件126之间的电容改变时，电容式传感器组件124可以检测到力已经被施加到盖子112，并且可以随后将电信号发送到显示器104和/或电子设备100的不同部件。
[0043]图3描绘用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的示例过程。具体地，图3是描绘用于形成电容式传感器组件的一个示例过程200的流程图，该电容式传感器组件具有由第一电气迹线和导电外壳形成的协作电气迹线。在一些情况下，过程200可以被用来形成一个或更多个电容式传感器组件，如上面对于图2所讨论的。
[0044]在操作202中，聚硅氧烷层被耦接或接合到外壳的底部部分或部件。在操作204中，第一电气迹线可以被放置在位于聚硅氧烷层上的柔性层内。在操作206中，聚硅氧烷层可以被固化或接合到包括第一电气迹线的柔性层。在操作208中，粘合剂可以被施加到包括第一电气迹线的柔性层。在操作210中，可以使用施加的粘合剂将外壳的顶部部分或部件或者盖子粘附于柔性层。
[0045]图4A-4D示出了经受可以根据图3的过程200执行的各个操作的用于电子设备100(参见图4D)的电容式传感器组件124。应当理解类似地编号的部件可以以基本上类似的方式起作用。为了清楚，已经省略了对这些部件的重复的说明。
[0046]如图4A所示，聚硅氧烷层130可以耦接或者接合到外壳102的底部部分或部件126的一部分。聚硅氧烷层130可以使用各种接合技术耦接或者接合到底部部分或部件126。在非限制性示例中，形成聚娃氧烧层130的聚娃氧烧材料可以被注射成型(inject1n mold)到外壳102的底部部分或部件126上。在另一非限制性示例中，聚硅氧烷层可以被模切(die-cut) 成型并且随后安装或者放置在外壳 102 的底部部分或部件 126 上。模切的聚硅氧烷层130可以在未固化的状态中被放置在底部部分或部件126上。随后，聚硅氧烷层130可以在被放置在外壳102上之后立即被固化到底部部分或部件126，或者在涉及聚硅氧烷层130和电容式传感器组件124的不同层的后续固化处理期间被固化到底部部分或部件126，如在此所讨论的。图4A中示出的将聚硅氧烷层130耦接或者接合到底部部分或部件126可以对应于图2中的操作202。
[0047]图4B示出了放置在位于聚硅氧烷层130上方的柔性层132内的第一电气迹线136。可以使用各种技术将第一电气迹线136放置在柔性层132内。在非限制性示例中，可以使用任何合适的材料沉积技术将形成柔性层132的材料的一部分沉积在聚硅氧烷层130的上方，并且可以将第一电气迹线放置在沉积在聚硅氧烷层130上的柔性层132的部分上方。在将第一电气迹线136放置在形成柔性层132的材料的沉积部分上之后，可以将用于形成柔性层132的其余材料沉积在第一电气迹线136的上方。在另一非限制性示例中，可以在聚硅氧烷层130上方形成柔性层132，并且可以在柔性层132的一部分中形成沟槽以便容纳第一电气迹线136。在非限制性示例中，第一电气迹线136可以被放置在沟槽内，并且用于形成柔性层132的另外的材料可以填充在沟槽的剩余部分中。图4B中示出的将第一电气迹线136放置在柔性层132内可以对应于图2中的操作204。
[0048]图4B还可以示出聚硅氧烷层130固化到包括第一电气迹线136的柔性层132。在非限制性示例中，外壳102、聚硅氧烷层130和包括第一电气迹线136的柔性层132可以经受固化处理以便使聚硅氧烷层130固化或者接合到柔性层132。另外，并且如在此对于图4A所讨论的，聚硅氧烷层130可以经受固化处理以便将聚硅氧烷层130固化或者接合到外壳102的底部部分或部件126。图4B中示出的将聚硅氧烷层130固化到包括第一电气迹线136的柔性层132可以对应于图2中的操作206。
[0049]图4C示出了将粘合剂134施加到柔性层132。在图4C中示出的非限制性示例中，粘合剂134可以被施加到柔性层132的整个暴露表面，以便确保在柔性层132与电子设备100的后续部件(例如，盖子112)之间实现期望的接合。如在此所讨论的，粘合剂134可以是压敏粘合剂。另外，粘合剂134可以采取与粘合剂相关的任何介质的形式，包括但不限于，带、喷雾和浆料。图4C中示出的将粘合剂134施加到柔性层132可以对应于图2中的操作208。
[0050]图4D示出了使用粘合剂134将盖子112粘附于柔性层132。在图4D中示出的非限制性示例中，在盖子112的内表面120上形成的中间层118可以被直接耦接到粘合剂134，以便将盖子112耦接到柔性层132。在粘合剂134被形成为压敏粘合剂的情况下，盖子112可以被按压到粘合剂134中以便形成接合和/或将盖子112粘附到柔性层132。通过使用粘合剂134将盖子112粘附到柔性层132，可以在盖子112、外壳102和电容式传感器组件124的各个层和部件之间在电子设备100内形成密封。密封可以防止碎片(诸如灰尘或者水)进入电子设备100以及导致对电子设备100的内部部件的损伤。图4D中示出的使用粘合剂134将盖子112粘附到柔性层132可以对应于图2中的操作210。
[0051 ]图5描绘根据另一实施例的沿着线CS-CS截取的图1的电子设备100的一部分的放大的截面前视图。图5中示出的电子设备100包括电容式传感器组件324，该电容式传感器组件324具有与在此对于图2-4D讨论的电容式传感器组件124不同的配置。应当理解，电子设备100和电容式传感器组件324的类似地编号和/或命名的部件可以以基本上类似的方式起作用。为了清楚，已经省略了对这些部件的重复说明。
[0052]如图5所示，并且如在此对于图2类似地讨论的，第一电气迹线336可以放置或者形成在柔性层332内。然而，不同于图2的第一电气迹线136，第一电气迹线336和柔性层332可以被放置在外壳102的底部部分或部件126和聚硅氧烷层330之间。如图5的非限制性示例中所示，可以使用粘合剂334将柔性层332耦接到外壳102的底部部分或部件126。另外，包括第一电气迹线336的柔性层332可以被耦接或者固化到电容式传感器组件324的聚硅氧烷层330。作为柔性层332在电容式传感器组件324中的位置的结果，并且不同于图2的电容式传感器组件124，聚硅氧烷层330可以被直接耦接或者固化到在盖子112的内表面120上形成的中间层118。
[0053]此外，不同于图2的电容式传感器组件124，电容式传感器组件324可以包括第二电气迹线338。在图5中示出的非限制性示例中，第二电气迹线338可以被放置在形成于盖子112的内表面120上的中间层118内。另外，第二电气迹线338可以被放置在聚硅氧烷层330和盖子112之间，并且还可以与位于柔性层332内的第一电气迹线336相背对地邻近聚硅氧烷层330放置。类似于第一电气迹线336，第二电气迹线338可以具有电容特性和/或第二电气迹线338可以由导电材料(例如铜)形成。虽然图5中仅示出了单个第一电气迹线336和第二电气迹线338，但是应当理解电容式传感器组件324的电气迹线中的一个或者两个可以包括一组电气迹线，其形成一个或多个第一电气迹线336和/或一个或多个第二电气迹线338。
[0054]如在此所讨论的，可以使用任何合适的激光刻蚀处理将第二电气迹线338放置或者形成在中间层118内。在非限制性示例中，并且在此详细讨论的，用于形成第二电气迹线338的激光刻蚀处理可以包括激光直接成型(LDS)处理。作为使用LDS处理的结果，中间层118可以由可以掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料形成。
[0055]电容式传感器组件324的第二电气迹线338可以是受驱动的电容迹线，其可以与第一电气迹线336协作以便通过测量第一电气迹线336和第二电气迹线338之间的电容变化来检测施加到盖子112的力，如在此所讨论的。在图5中示出的非限制性示例中，在第二电气迹线338是受驱动的电容迹线的情况下，第一电气迹线336可以是可以与第二电气迹线338协作的感测电容迹线。如在此对于图2中的第一电气迹线136和底部部分或部件126类似地讨论的，可以在电子设备100内利用电容式传感器组件324的第一电气迹线336和第二电气迹线338，以便通过测量各个电气迹线336、338之间的电容变化来检测施加到盖子112的力。
[0056]作为包括第二电气迹线338的电容式传感器组件324的结果，可以不要求外壳102的底部部分或部件126与第一电气迹线336协作来测量电容变化。因而，外壳102，并且具体地，底部部分或部件126可以由任何对于电子设备合适的材料形成，而可以不必由具有导电特性的材料形成。
[0057]图6描绘用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的示例过程。具体地，图6是描绘用于形成电容式传感器组件的一个示例过程400的流程图，该电容式传感器组件具有由第一电气迹线和第二电气迹线形成的协作电气迹线。在一些情况下，过程400可以被用来形成一个或更多个电容式传感器组件，如上面对于图5所讨论的。
[0058]在操作402中，中间层可以耦接到用于电子设备的盖子的内表面。在操作404中，中间层的一部分可以被刻蚀来形成电气迹线。在操作406中，使用聚硅氧烷层将放置在柔性层内的不同的电气迹线接合到中间层。在操作408中，粘合剂可以被施加到包括不同的电气迹线的柔性层。在操作410中，可以使用施加的粘合剂将外壳的底部部分或部件粘附于柔性层。
[0059]图7A-7D示出了经受可以根据图6的过程400执行的各个操作的用于电子设备100的电容式传感器组件324(参见，图7C和7D)。应当理解类似地编号的部件可以以基本上类似的方式起作用。为了清楚，已经省略了对这些部件的重复说明。
[0060]如图7A所示，中间层118可以被耦接到盖子112的内表面120。中间层118可以由各种材料形成，并且因而，可以使用各种技术被耦接和/或施加到盖子112。在非限制性示例中，中间层118可以由墨水材料形成。墨水材料可以使用任何合适的沉积技术或者处理(包括但不限于，涂覆、喷涂、掩模和墨水浸没等)被沉积在盖子112的内表面120上。在另一非限制性示例中，中间层118可以被形成为基本上固体的材料层。在非限制性示例中，基本上固体的材料层可以被形成为可以耦接到盖子112的内表面120的塑料层。塑料层可以使用任何合适的耦接技术或者处理(例如，接合、焊接、熔化等等)被耦接到内表面120。此外，并且如对于图7B详细讨论的，中间层118可以由可以掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料形成。金属-塑料添加剂可以在暴露于激光束时被激活和/或反应。图7A中示出的将中间层118耦接到盖子112的内表面120可以对应于图6中的操作402。
[0061 ] 图7B示出了中间层118已经经受刻蚀处理以形成第二电气迹线338。可以对中间层118执行各种刻蚀处理以便形成第二电气迹线338。在非限制性示例中，中间层118可以经受激光直接成型(LDS)处理。在LDS处理期间，由掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料形成的中间层118的一部分可以被暴露于激光。激光可以导致金属-塑料添加剂反应或者激活，这可以导致中间层118的暴露部分的化学组成改变。随后可以将中间层118浸泡在金属材料(例如，铜)的镀液中，在其中中间层118的暴露部分可以吸引金属材料以形成第二电气迹线338。在另一非限制性实施例中，中间层118可以被掩蔽并且随后被刻蚀以在中间层118的一部分中形成沟槽。然后可以在中间层118中形成的沟槽内沉积导电材料(例如，铜)以形成第二电气迹线338。图7B中示出的刻蚀中间层118以形成第二电气迹线338可以对应于图6中的操作404。
[0062]图7C示出了经由聚硅氧烷层330将包括第一电气迹线336的柔性层332耦接或者接合到中间层118。也就是说，柔性层332可以耦接或者接合到聚硅氧烷层330，并且中间层118也可以与柔性层332相背对地耦接或者接合到聚硅氧烷层330。在非限制性示例中，可以使用各种接合技术将聚硅氧烷层330耦接或者接合到包括第二电气迹线338的中间层118。在非限制性示例中，形成聚硅氧烷层330的聚硅氧烷材料可以注射成型到中间层118上。在另一非限制性示例中，聚硅氧烷层330可以被模切成型并且随后安装或者放置在中间层118上。模切的聚硅氧烷层330可以在未固化的状态中被放置在中间层118上。随后，聚硅氧烷层330可以在被放置在中间层118上之后立即被固化到中间层118，或者在涉及聚硅氧烷层330和电容式传感器组件324的不同层的后续固化处理期间被固化到中间层118，如在此所讨论的。
[0063]如在此对于图4B类似地讨论的，可以使用各种技术将第一电气迹线336放置在柔性层332内。在非限制性示例中，可以使用任何合适的材料沉积技术将形成柔性层332的材料的一部分沉积在聚硅氧烷层330的上方，并且可以将第一电气迹线336放置在沉积在聚硅氧烷层330上的柔性层332的部分上方。在将第一电气迹线336放置在形成柔性层332的材料的沉积部分上之后，可以将用于形成柔性层332的其余材料沉积在第一电气迹线336的上方。在另一非限制性示例中，可以在聚硅氧烷层330上方形成柔性层332，并且可以在柔性层332的一部分中形成沟槽以便容纳第一电气迹线336。在非限制性示例中，第一电气迹线336可以被放置在沟槽内，并且用于形成柔性层332的另外的材料可以填充在沟槽的剩余部分中。
[0064]另外，并且也在此对于图4B讨论的，聚硅氧烷层330可以固化到包括第一电气迹线336的柔性层332。在非限制性示例中，盖子112、中间层118、聚硅氧烷层330和包括第一电气迹线336的柔性层332可以经受固化处理以便使聚硅氧烷层330固化或者接合到柔性层332。聚硅氧烷层330可以经受固化处理以便将聚硅氧烷层330固化或者接合到在盖子112上形成的中间层118。图7C中示出的将柔性层332和/或聚硅氧烷层330耦接或者接合到中间层118可以对应于图6中的操作406。
[0065]图7C还可以示出将粘合剂334施加到柔性层332。在图7C中示出的非限制性示例中，粘合剂334可以被施加到柔性层332的整个暴露表面，以便确保在柔性层332与电子设备100的后续部件(例如，外壳102的底部部分或部件126)之间实现期望的接合。如在此所讨论的，粘合剂334可以是压敏粘合剂。另外，粘合剂334可以采取与粘合剂相关的任何介质的形式，包括但不限于，带、喷雾和浆料。图7C中示出的将粘合剂334施加到柔性层332可以对应于图6中的操作408。
[0066]图7D示出使用粘合剂334将外壳102的底部部分或部件126粘附于柔性层332。在图7D中示出的非限制性示例中，底部部分或部件126可以直接耦接到粘合剂334，以便将外壳102耦接到柔性层332。在粘合剂334被形成为压敏粘合剂的情况下，底部部分或部件126可以被按压到粘合剂334中以便形成接合和/或将外壳102粘附到柔性层332。通过使用粘合剂334将外壳102粘附到柔性层332，可以在盖子112、外壳102和电容式传感器组件324的各个层和部件之间在电子设备100内形成密封。图7D中示出的使用粘合剂334将外壳102的底部部分或部件126粘附到柔性层332可以对应于图6中的操作410。
[0067]图8描绘根据又一实施例的沿着线CS-CS截取的图1的电子设备100的一部分的放大的截面前视图。图8中示出的电子设备100包括电容式传感器组件524，该电容式传感器组件524具有与在此分别对于图2-4D和图5-7D讨论的电容式传感器组件124、324不同的配置。应当理解，电子设备100和电容式传感器组件524的类似地编号和/或命名的部件可以以基本上类似的方式起作用。为了清楚，已经省略了对这些部件的重复说明。
[0068]如图8所示，并且如在此对于图5类似地讨论的，电容式传感器组件524的电气迹线可以被形成在形成于盖子112的内表面120上的中间层118中。在图8中示出的非限制性示例中，第一电气迹线536可以形成在中间层118中。类似于图2的电容式传感器组件124，而与图5的电容式传感器组件324不同，电容式传感器组件524可以不包括形成在盖子112和外壳102之间的不同的第二电气迹线。因而，并且如在此对于图2类似地讨论的，外壳102的底部部分或部件126可以由导电材料形成并且可以充当用于放置在中间层118内的第一电气迹线536的协作电气迹线。放置在中间层118内的第一电气迹线536以及外壳102的底部部分或部件126可以通过测量电气迹线536与底部部分或部件126之间的电容变化来检测施加到盖子112的力，如在此对于图2所讨论的。为了清楚，已经省略了对这些功能的重复说明。
[0069]不同于图2的电容式传感器组件124和图5的电容式传感器组件324，图8的电容式传感器组件524可以不包括柔性层(例如，图2中的柔性层132;图5中的柔性层332)。在其中第一电气迹线536被放置在中间层118内并且底部部分或部件126充当用于第一电气迹线536的协作电气迹线的非限制性示例中，可以从电容式传感器组件524中去除柔性层。另外，因为可以从电容式传感器组件524中去除柔性层，所以也可以从电容式传感器组件524中去除用于将柔性层接合到中间层118的粘合剂层(例如，图2中的粘合剂134)或者用于将柔性层接合到外壳102的粘合剂层(例如，图5中的粘合剂334)。去除柔性层和粘合剂层可以减少电容式传感器组件524的层的数量和高度。另外，从电容式传感器组件524中去除柔性层和粘合剂层也可以减少电子设备100的总尺寸和/或高度。
[0070]聚硅氧烷层530可以耦接到中间层118和外壳102。在图8中示出的非限制性示例中，分别不同于图2和图5中的聚硅氧烷层130、330，聚硅氧烷层530可以耦接、接合和/或固化到在盖子112的内表面120上形成的中间层118和外壳102的底部部分或部件126。因而，聚硅氧烷层530可以是在第一电气迹线536和底部部分或部件126之间形成的唯一的顺从层，这是因为已经从电容式传感器组件524中去除了柔性层和粘合剂层。
[0071]图9描绘用于形成用于电子设备的电容式传感器组件的示例过程。具体地，图9是描绘用于形成电容式传感器组件的一个示例过程600的流程图，该电容式传感器组件具有由第一电气迹线和导电外壳形成的协作电气迹线。在一些情况下，过程600可以被用来形成一个或更多个电容式传感器组件，如上面对于图8所讨论的。
[0072]在操作602中，中间层可以耦接到用于电子设备的盖子的内表面。在操作604中，中间层的一部分可以被刻蚀来形成电气迹线。在操作606中，聚硅氧烷层可以被固化到中间层和用于电子设备的外壳的底部部分或部件。
[0073]图10A-10C示出了经受可以根据图9的过程600执行的各个操作的用于电子设备100的电容式传感器组件524(参见，图10C)。应当理解类似地编号的部件可以以基本上类似的方式起作用。为了清楚，已经省略了对这些部件的重复说明。
[0074]如图1OA所示，中间层118可以被耦接到盖子112的内表面120。中间层118可以由各种材料形成，并且因而，可以使用各种技术被耦接和/或施加到盖子112。在非限制性示例中，中间层118可以由墨水材料形成。墨水材料可以使用任何合适的沉积技术或者处理(包括但不限于，涂覆、喷涂、掩模和墨水浸没等)被沉积在盖子112的内表面120上。在另一非限制性示例中，中间层118可以被形成为基本上固体的材料层。在非限制性示例中，基本上固体的材料层可以被形成为可以耦接到盖子112的内表面120的塑料层。塑料层可以使用任何合适的耦接技术或者处理(例如，接合、焊接、熔化等等)被耦接到内表面120。此外，并且如对于图7B详细讨论的，中间层118可以由可以掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料形成。金属-塑料添加剂可以在暴露于激光束时被激活和/或反应。图1OA中示出的将中间层118耦接到盖子112的内表面120可以对应于图9中的操作602。
[0075]图1OB示出了中间层118已经经受刻蚀处理以形成第一电气迹线536。可以对中间层118执行各种刻蚀处理以便形成第一电气迹线536。在非限制性示例中，中间层118可以经受激光直接成型(LDS)处理。在LDS处理期间，由掺杂有金属-塑料添加剂的热塑性材料形成的中间层118的一部分可以被暴露于激光。激光可以导致金属-塑料添加剂反应或者激活，这可以导致中间层118的暴露部分的化学组成改变。随后可以将中间层118浸泡在金属材料(例如，铜)的镀液中，在其中中间层118的暴露部分可以吸引金属材料以形成第一电气迹线536。在另一非限制性实施例中，中间层118可以被掩蔽并且随后被刻蚀以在中间层118的一部分中形成沟槽。然后可以在中间层118中形成的沟槽内沉积导电材料(例如，铜)以形成第一电气迹线536。图1OB中示出的刻蚀中间层118以形成第一电气迹线536可以对应于图9中的操作604。
[0076]如图1OC所示，聚硅氧烷层530可以被耦接、接合或者固化到外壳102的底部部分或部件126和在盖子112上形成的中间层118的一部分。可以使用各种接合技术将聚硅氧烷层530耦接、接合或者固化到外壳102和中间层118。在非限制性示例中，形成聚硅氧烷层530的聚硅氧烷材料可以注射成型在外壳102的底部部分或部件126与中间层118之间。在另一非限制性示例中，聚硅氧烷层可以被模切成型并且随后安装或者放置在外壳102的底部部分或部件126或者中间层118上。模切的聚硅氧烷层130可以处于未固化的状态中。在放置模切的聚娃氧烧层530之后，包括中间层118的盖子112、外壳102的底部部分或部件126和聚娃氧烷层530全部可以经受固化处理。图1OC中示出的将聚硅氧烷层530耦接、接合或者固化到中间层118和底部部分或部件126可以对应于图9中的操作606。
[0077]虽然在此讨论为电子设备的外壳的底部部分或部件，但是应当理解底部部分或部件126可以不是外壳102的一部分，和/或可以不是电子设备100的外部部件。在另一非限制性示例中，底部部件126可以是电容式传感器组件的底部部件，并且可以是位于形成在盖子112和外壳102之间的开口 122内的内部部件或结构。另外，盖子可以不包括电子设备100的外部部件，和/或可以不是基本上透明的。类似于底部部件126，盖子112可以是电容式传感器组件的顶部部件，并且可以是位于形成在盖子112和外壳102之间的开口 122内的内部部件或结构。
[0078]上述的描述出于说明的目的使用了特定的术语来提供对所描述实施例的彻底理解。然而，本领域技术人员将清楚不需要这些具体细节来实践所描述实施例。因此，在此描述的特定实施例的上述描述是出于例示和描述的目的给出的。它们不意图是穷举的或将实施例限制到所公开的精确形式。本领域技术人员将清楚鉴于以上教导可以有许多变型和变化。
【主权项】
1.一种制造电子设备中的电容式传感组件的方法，所述方法包括: 将聚硅氧烷层耦接到电子设备的外壳的底部部分； 将第一电气迹线放置在柔性层内，所述柔性层是与外壳的底部部分相背对地放置于聚硅氧烷层上的； 将聚硅氧烷层固化到包括第一电气迹线的柔性层； 与聚硅氧烷层相背对地将粘合剂施加到包括第一电气迹线的柔性层；以及 使用施加的粘合剂将电子设备的盖子耦接到柔性层。2.根据权利要求1所述的方法，还包括在电子设备的盖子的内表面的至少一部分上耦接中间层。3.根据权利要求2所述的方法，其中将盖子耦接到柔性层还包括使用施加的粘合剂将中间层直接粘附到柔性层。4.根据权利要求1所述的方法，其中将聚硅氧烷层耦接到外壳的底部部分还包括将聚硅氧烷层固化到外壳。5.根据权利要求1所述的方法，还包括由导电材料形成电子设备的外壳的底部部分。6.一种制造电子设备中的电容式传感组件的方法，该方法包括: 在电子设备的盖子的内表面的至少一部分上親接中间层； 刻蚀中间层的一部分以便在刻蚀的部分中形成第一电气迹线； 将聚硅氧烷层放置在中间层与电子设备的外壳的底部部分之间；以及 将聚硅氧烷层固化到包括第一电气迹线的中间层。7.根据权利要求6所述的方法，还包含: 与中间层相背对地将柔性层接合到聚硅氧烷层；以及 将第二电气迹线放置在柔性层内。8.根据权利要求7所述的方法，还包括: 与聚硅氧烷层相背对地将粘合剂施加到包括第二电气迹线的柔性层；以及 使用施加的粘合剂将电子设备的外壳的底部部分粘附到柔性层。9.根据权利要求6所述的方法，还包括将聚硅氧烷层固化到电子设备的外壳的底部部分。10.根据权利要求9所述的方法，还包括由导电材料形成电子设备的外壳的底部部分。11.一种电子设备，包括: 外壳，包括: 顶部部分；以及 耦接到顶部部分的底部部分；以及 位于外壳内的电容式传感器组件，电容式传感器包括: 位于外壳的顶部部分与底部部分之间的聚硅氧烷层； 柔性层，耦接到聚硅氧烷层；以及 第一电气迹线，位于柔性层内。12.根据权利要求11所述的电子设备，其中电容式传感器组件的第一电气迹线和柔性层位于聚硅氧烷层与外壳的顶部部分之间。13.根据权利要求12所述的电子设备，其中电容式传感器组件还包括位于柔性层与外壳的顶部部分之间的粘合剂，所述粘合剂将柔性层接合到外壳的顶部部分。14.根据权利要求12所述的电子设备，其中外壳的底部部分由导电材料形成。15.根据权利要求12所述的电子设备，其中电容式传感器组件的聚硅氧烷层直接耦接到外壳的底部部分。16.根据权利要求11所述的电子设备，其中电容式传感器组件的第一电气迹线和柔性层位于聚硅氧烷层与外壳的底部部分之间。17.根据权利要求16所述的电子设备，其中电容式传感器组件还包括位于中间层内的第二电气迹线，所述中间层形成在聚硅氧烷层与外壳的顶部部分之间。18.根据权利要求17所述的电子设备，其中电容式传感器组件的聚硅氧烷层直接耦接到中间层。19.一种电子设备，包括: 夕卜壳； 盖子玻璃，親接到外壳； 中间层，形成在所述盖子玻璃的内表面上；以及 位于外壳与盖子玻璃之间的电容式传感器组件，所述电容式传感器包括: 聚硅氧烷层，耦接到形成在盖子玻璃的内表面上的中间层；以及 第一电气迹线，位于中间层内，邻近聚硅氧烷层。20.根据权利要求19所述的电子设备，其中外壳由导电材料形成。21.根据权利要求20所述的电子设备，其中电容式传感器的聚硅氧烷层耦接到外壳。22.根据权利要求19所述的电子设备，其中电容式传感器组件还包括: 柔性层，位于聚硅氧烷层与外壳之间； 第二电气迹线，位于柔性层内。23.根据权利要求22所述的电子设备，其中电容式传感器组件还包括位于柔性层与外壳之间的粘合剂，所述粘合剂将柔性层接合到外壳。
【文档编号】G06F3/044GK105938395SQ201610121548
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】T·S·布什内尔, V·加格
【申请人】苹果公司