用于将聚合物材料粘结到阳极化金属的蚀刻的制作方法

所描述的实施方案整体涉及用于蚀刻金属部件的表面的技术。更具体地讲，所描述的实施方案涉及用于在金属部件的表面处形成联锁结构以用于将聚合物材料附接到金属部件的系统和方法。

背景技术：

消费设备的外壳通常由金属和非金属材料的组合构成，以便提供功能、结构和美观增强。然而，金属可缺乏附接到这些非金属材料的自然能力。用于修改金属以便促进附接到非金属材料的技术可能需要相当大量的时间、费用和努力。此外，尽管能够将非金属材料附接到金属材料，但是这些技术可能无法在金属材料与非金属材料之间提供必要量的牵拉强度。另外，这些技术可能无法抑制底层金属暴露于水分和污染物，从而大大减少了金属的使用寿命。

技术实现要素：

该文章描述了涉及用于蚀刻金属部件表面的技术的各种实施方案。具体地讲，各种实施方案涉及用于在金属部件的表面处形成联锁结构以用于将聚合物材料附接到金属部件的系统和方法。

根据一些实施方案，描述了便携式电子设备的多件式外壳。多件式外壳包括金属基底和覆盖金属基底的金属氧化物层，该金属氧化物层具有外表面，该外表面包括通向底切区域的开口，其中开口被表征为具有第一宽度，并且底切区域被表征为具有大于第一宽度的第二宽度。多件式外壳还包括非金属块体层，该非金属块体层包括延伸到底切区域中的突出部分，使得非金属块体层与金属部件联锁。

根据一些实施方案，描述了便携式电子设备的复合外壳。复合外壳包括具有由金属氧化物层覆盖的金属基底的部件，该部件包括具有开口的凹陷联锁结构，所述开口从第一部件的外表面延伸并且终止于金属基底附近，其中凹陷联锁结构(i)被表征为具有底切几何形状，并且(ii)由金属氧化物层覆盖。复合外壳还包括具有块体部分的非金属部件，该块体部分包括延伸到凹陷联锁结构中并且与凹陷联锁结构联锁的突出特征结构。

根据一些实施方案，描述了用于形成多件式外壳的方法，该多件式外壳包括由金属氧化物层覆盖的金属基底。该方法包括通过将金属基底暴露于电化学蚀刻工艺以在金属基底内形成底切区域。该方法还包括形成金属氧化物层，该金属氧化物层覆盖金属基底的限定底切区域的区域，其中金属氧化物层包括外表面，该外表面具有通向底切区域的开口。该方法还包括通过用非金属层的突出部分填充底切区域来将非金属层粘结到金属氧化物层。

根据一些实施方案，描述了复合部件。复合部件可包括第一部件，该第一部件具有由第一材料形成的基底并且具有外表面，延伸到基底中的联锁结构随机分布在该外表面上，其中联锁结构包括开口，该开口被表征为在外表面处具有第一宽度，并且通向底切区域，该底切区域被表征为具有大于第一宽度的第二宽度。复合部件还可包括第二部件，该第二部件由第二材料形成并且包括在外表面处的块体层以及微部分，该微部分具有(i)第一部分，该第一部分从块体层延伸穿过开口，以及(ii)第二部分，该第二部分从第一部分延伸，并且完全填充底切区域而且保持在底切区域内。

根据一些实施方案，描述了电子设备的多件式外壳。多件式外壳可包括第一零件，该第一零件包括由金属氧化物层覆盖的金属基底，该金属氧化物层具有外表面，通向凹陷结构的具有第一宽度的开口随机分布在该外表面上方，该凹陷结构具有第二宽度并且从外表面延伸到金属基底中，其中凹陷结构(i)彼此分离至少最小间隔距离，并且(ii)被表征为具有底切几何形状。多件式外壳还可包括由非金属材料形成的第二零件，该第二零件具有带有突出特征结构的块体部分，该突出特征结构延伸穿过开口并且进入凹陷结构，而且填充凹陷结构，使得第一零件和第二零件联锁在一起。

根据一些实施方案，描述了用于在部件的外表面处形成多个联锁结构的方法，该部件包括由主金属氧化物层覆盖的金属基底。该方法可包括通过将部件暴露于金属蚀刻溶液以在与主金属氧化物层的外表面处的主金属氧化物缺陷对应的位置处形成第一联锁结构，其中第一联锁结构包括开口，该开口在外表面处具有第一宽度，该外表面通向主凹陷部分，该主凹陷部分具有底切几何形状，该底切几何形状具有大于第一宽度的第二宽度。该方法还可包括在形成第一联锁结构之后，通过从金属蚀刻溶液移除部件并且将部件暴露于天然气氛来允许形成天然氧化物层。该方法还可包括通过将部件暴露于金属蚀刻溶液以在与天然氧化物层的天然氧化物缺陷对应的位置处形成第二联锁结构。

根据结合以举例的方式示出所述实施方案的原理的附图而进行的以下详细描述，本发明的其他方面和优点将变得显而易见。

提供本发明内容的目的仅为概述一些示例性实施方案，以便提供对本文所述主题的一些方面的基本了解。因此，应当了解，上述特征仅为示例，并且不应解释为以任何方式缩窄本文所描述的主题的范围或实质。本文所描述的主题的其它特征、方面和优点将通过以下具体实施方式、附图和权利要求书而变得显而易见。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图标记表示类似的结构元件。

图1示出根据一些实施方案的各种设备的透视图，所述设备具有可使用本文所述的技术处理的金属表面。

图2a-图2g示出根据一些实施方案的用于在金属部件的外表面处形成联锁结构的工艺的剖视图。

图3示出根据一些实施方案的具有联锁结构的金属部件的剖视图。

图4-图5示出根据一些实施方案的具有多个联锁结构的金属部件的视图。

图6a示出根据一些实施方案的具有联锁结构的金属部件的一部分的剖视图。

图6b示出根据一些实施方案的具有桥接联锁结构的金属部件的一部分的剖视图。

图7a-图7b示出根据一些实施方案的具有使用本文所述的技术的联锁结构的金属部件的视图的示例性图像。

图8示出根据一些实施方案的用于处理金属部件的方法。

图9示出根据一些实施方案的用于处理金属部件的方法。

图10示出根据一些示例的指示金属部件的底切比率和牵拉强度之间的关系的曲线图。

图11示出根据一些示例的指示金属部件的蚀刻时间和蚀刻深度之间的关系的曲线图。

图12a-图12e示出根据一些实施方案的用于在阳极化金属部件的外表面处形成联锁结构的工艺的剖视图。

图13a-图13c示出根据一些实施方案的具有联锁结构的阳极化金属部件的各种剖视图。

图14a-图14c示出根据一些实施方案的粘结到非金属部件的阳极化金属部件的各种剖视图。

图15a-图15b示出根据一些实施方案的具有多个联锁结构的阳极化金属部件的视图。

图16示出根据一些实施方案的用于处理金属部件的方法。

图17示出根据一些实施方案的用于处理金属部件的方法。

图18示出根据一些示例的指示阳极化金属部件的阳极化工艺和牵拉强度之间的关系的曲线图。

图19示出根据一些示例的指示阳极化金属部件的阳极化工艺和空气泄漏之间的关系的曲线图。

图20示出根据一些示例的指示阳极化金属部件的阳极化工艺的类型和空气泄漏之间的关系的曲线图。

图21a-图21c示出根据一些示例的使用本文所述的技术粘结到非金属部件的阳极化金属部件的视图的示例性图像。

具体实施方式

在该部分描述了根据本申请的方法与装置的代表性应用。提供这些示例仅是为了添加语境并有助于理解所述实施方案。因此，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，可在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所述实施方案。在其他情况下，为了避免不必要地模糊所述实施方案，未详细描述熟知的处理步骤。其他应用也是可能的，使得以下示例不应被视为是限制性的。

在以下详细描述中，参考了形成说明书的一部分的附图，并且在附图中以例示的方式示出了根据所述实施方案的具体实施方案。虽然这些实施方案被描述得足够详细，以使本领域的技术人员能够实践所述实施方案，但是应当理解，这些示例不是限制性的；从而可以使用其他实施方案，并且可以在不脱离所述实施方案的实质和范围的情况下作出修改。

本文所述的实施方案阐述了用于在金属部件的表面处形成联锁结构以便于将非金属材料(例如，聚合物材料等)附接到金属部件的技术。具体地讲，便携式电子设备的外壳可使用金属材料和非金属材料的组合，以便为这些外壳提供结构和/或美观改进的组合。然而，金属可缺乏附接到非金属材料(例如，聚合物、玻璃、陶瓷等)的自然能力。例如，某些金属，诸如不锈钢和阳极化铝，可包括金属基底和覆盖金属基底的金属氧化物层。具体地讲，金属氧化物层通常防止由液体和其他污染物引起的底层金属基底的腐蚀，否则会减少金属部件的使用寿命。虽然金属氧化物层可有利于抑制底层金属基底的腐蚀，但金属/氧化物可被表征为具有光滑和平坦的外表面光洁度，这可能导致难以将非金属材料附接到外表面。

用于将非金属材料附接到金属部件的一种技术可包括将凹口加工到金属部件的外表面中。然而，这种加工工艺在被依赖以生产大量外壳时可能具有缺点，因为该加工工艺可涉及相当大量的时间、费用和努力。此外，在金属部件的外表面处形成的凹口可被表征为具有大致光滑的表面。然而，这些光滑表面可能缺乏防水密封，该防水密封可抑制水分和其他污染物到达金属部件的底层金属基底。具体地讲，这些光滑表面限定从金属部件的外表面到底层金属基底的直接泄漏路径。此外，诸如通过注塑工艺用聚合物材料填充这些凹口通常不能解决该问题，因为聚合物材料的形状简单地反映了这些凹口的光滑表面。

本文所述的实施方案阐述了用于在金属部件的外表面处形成单独和离散的联锁结构的技术。具体地讲，这些离散联锁结构中的每个可能够接收非金属材料的附接特征。在一些示例中，这些单独的联锁结构可被称为蚀刻联锁结构，其由于将金属部件暴露于蚀刻工艺而形成。在一些示例中，这些联锁结构中的每个可包括用于捕获附接特征结构的底切区域。在一些示例中，这些联锁结构中的每个可由金属氧化物层覆盖以进一步增加牵拉强度并且增加耐水性。

根据一些实施方案，优选的是，联锁结构能够将显著量的附接强度施加到非金属材料的附接特征结构上，诸如以防止非金属材料被强制地拉离金属部件。例如，如果便携式设备的外壳掉落在地板上或遭受物理损坏，则非金属材料可试图与金属部件分离。有利的是，这些联锁结构的附接强度(例如，牵拉强度)越大，非金属材料与金属部件分离的可能性越小。

应当注意，本文所述的实施方案中的技术可防止具有联锁结构的金属部件的外表面的过度蚀刻。具体地讲，联锁结构在外表面处的过度蚀刻可能是不期望的，因为它实际上可能显著降低金属部件与非金属材料之间相对于具有适度量的蚀刻的外表面的附接强度。如本文所述，外表面的过度蚀刻可以指联锁结构的形成，该联锁结构覆盖外表面的总表面积的约80％至约100％之间。相比之下，外表面的适度量的蚀刻可以指联锁结构的形成，该联锁结构覆盖外表面的总表面积的约25％至约70％之间。具体地讲，外表面的过度蚀刻由在单个区域处彼此重叠的多个空隙表征，这导致在单个区域处形成单个交错的联锁结构。交错联锁结构与联锁结构形成对比，因为交错联锁结构包括开口，该开口的大小(例如，直径)大于设置在开口下方的捕获区域。在一些示例中，交错联锁结构的开口大于捕获区域，因为外表面的过度蚀刻蚀刻掉更靠近外表面而不是远离外表面的金属部件的大部分材料。实际上，过度蚀刻的外表面被表征为具有粗糙和不均匀的外表面。此外，外表面的过度蚀刻可导致多个联锁结构部分地形成在彼此上方和之上，这可导致这些联锁结构中的每个之间的间隔距离减小，单个区域处空隙形成的密度增加，以及减损每个联锁结构的明确定义的形状和大小。例如，由于过度蚀刻外表面而形成的交错联锁结构彼此紧邻或重叠设置。因此，这些交错联锁结构保持附接到非金属材料的能力受到显著影响。具体地讲，与金属部件的过度蚀刻相关联的交错联锁结构可损害金属部件的结构完整性并且形成不均匀的附接表面以用于将非金属材料附接到金属部件。另外，过度蚀刻还可改变金属部件的几何形状或尺寸，这因此使得金属部件超出规定的制造公差水平。此外，过度蚀刻可改变金属部件的间隙和结构。这尤其导致具有天线裂缝或线路的外壳的金属部件，因为改变间隙大小和天线裂缝的结构可不利地影响包括在外壳的空腔内的无线天线的性能。例如，在裂缝处形成的蚀刻联锁结构可能够接收非金属材料(例如，注模塑料)。然而，如果联锁结构在这些裂缝处被过度蚀刻，则会导致金属部件和非金属材料之间的粘结强度降低。

根据一些实施方案，联锁结构可与具有适度量的蚀刻(例如，在外表面的总表面积的约25％至约70％之间)的外表面相关联。与形成为彼此重叠或接触的交错联锁结构相比，联锁结构通常被足够量的间隔距离分离，这通常防止每个联锁结构的相应附接强度的任何折衷。另外，具有适度量的蚀刻的外表面相对于过度蚀刻的外表面表现出减小的凹坑密度。此外，联锁结构还被表征为具有开口，该开口的大小(例如，直径)小于设置在开口下方的底切区域。在一些实施方案中，联锁结构的底切区域可被如此称呼，因为金属部件的材料(例如，金属氧化物、金属基底等)悬伸并且限定底切区域。在一些示例中，因为表面处的金属部件的大部分材料保持完整，所以联锁结构的开口大小显著小于底切区域的大小。实际上，具有联锁结构的适度蚀刻表面呈现出大致光滑的表面，并且在一些情况下，金属部件的限定开口的侧面具有大致均匀的厚度。

铝通常被引用为消费级便携式电子设备的首选材料。实际上，铝具有期望的属性，诸如高比强度和刚度，并且相对容易加工。此外，铝可被阳极化以产生各种耐用的美学成品，这些成品可抵抗由于日常处理造成的劣化。铝可与非金属材料结合使用，诸如玻璃和聚合物。例如，便携式电子设备的显示器可被粘结到外壳的铝框架。铝框架通常被细分为各种电隔离部件，诸如以防止外壳内承载的天线的电磁干扰。例如，铝可用于在外壳边缘周围形成结构带，使得显示器被粘结到一个面，并且玻璃被粘结到相对面。此外，电绝缘裂缝可围绕外壳的周边形成。

为了使结构带在其整个寿命期间赋予外壳足够的结构强度、坚固性、刚度以及耐热性和耐水性，外壳需要在金属材料(例如，铝)和非金属材料(例如，聚合物)之间形成强粘合剂粘结。实际上，面对附加绝缘裂缝(用于改善天线性能)以及甚至更小的粘合面积(用以最小化重量和空间)，满足这些要求在技术上更具挑战性。此外，对防水外壳的日益增长的需求要求这些粘合剂粘结不仅必须保持强度，而且还要防止水分泄漏-即使在外壳经受多次应变循环之后也是如此。此外，应当注意，在航空航天工业中，由于金属部件之间需要电隔离，因此不能在便携式电子设备中使用用于将金属紧固到非金属材料诸如机械紧固件(例如，铆接机)的常规机构。例如，非金属材料(例如，聚合物)用于电隔离附接在一起的不同金属部件。此外，诸如铬酸阳极化和硼酸-硫酸阳极化之类的替代形式通常产生差的粘合剂性能。实际上，这些工艺产生轻微扇形结构，该结构不能提供便携式电子设备在恶劣环境中经受消费者使用所需的必需附接强度、防水性和牵拉强度。实际上，随着便携式电子设备的外壳变得更小并且/或者这些外壳的设计变成仅仅是外围金属带，允许在金属和非金属之间粘结的面积大大减小。因此，越来越强调更坚固的金属与非金属的粘结。如本文更详细地所述，本文所述的用于将金属附接到非金属的实施方案使强度比常规机制提高至少50％。

如本文所用，术语阳极膜、阳极化膜、阳极层、阳极化层、阳极化涂层、阳极层、阳极氧化层、金属氧化物层、氧化膜、氧化层、钝化层、钝化膜、和氧化物层可互换使用，并且是指任何适当的氧化物层。氧化物层形成在金属基底的金属表面上。金属基底可包括多个合适的金属或金属合金中的任一个。在一些实施方案中，金属基底可包括钢合金(例如，不锈钢)。不锈钢的类型可包括任何数量的示例，诸如316l型不锈钢。在一些实施方案中，金属基底可包括铝，并且铝在氧化时能够形成氧化铝。在一些实施方案中，金属基底可包括铝合金。在一些实施方案中，金属基底可包括钛或钛合金。在一些实施方案中，非金属层可包括与金属材料混合或组合的大部分非金属材料，使得非金属层主要由非金属材料构成。在其他实施方案中，由金属构成的部件也可使用与本文所述相同的工艺和技术附接到金属部件。如本文所用，在适当的情况下，术语部件、层、区段和部分也可互换使用。

这些和其他实施方案在下文中参考图1、图2a-图2g、图3、图4-图5、图6a-图6b、图7a-图7b、图8-图11、图12a-图12e、图13a-图13c、图14a-图14c、图15a-图15b以及图16-图21讨论。然而，本领域的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1示出可使用如本文所述的技术处理的各种便携式设备。如本文所述的技术可用于处理便携式设备的外壳的金属表面(例如，金属氧化物层等)以供消费者使用。图1示出智能手机102、平板电脑104、智能手表106和便携式计算机108。根据一些实施方案，金属表面可以指由金属氧化物层覆盖的金属基底。在一些示例中，金属氧化物层可由金属基底形成。具体地讲，当这些便携式设备掉落、刮擦、碎裂或磨损时，金属氧化物层可用作用以保护金属基底的附加保护涂层。

在一些示例中，诸如在金属基底包括铝或铝合金的情况下，金属氧化物层可形成在金属基底上方并且可包括孔结构，该孔结构通过金属氧化物层形成并且可从金属氧化物层的外表面延伸到阻挡层，该阻挡层将金属氧化物层与底层金属基底分离。另外，根据一些实施方案，金属氧化物层的孔结构中的每个可能够接收染料颗粒，该染料颗粒可使金属氧化物层具有与染料颗粒相关联的特定颜色。在一些示例中，金属氧化物层可包括多种不同的染料颜色。

根据一些实施方案，非金属材料(或块体层)可附接到金属表面的外表面。具体地讲，包括金属和非金属材料的组合的这些便携式设备的多层外壳可为这些便携式设备的功能提供改进的结构和电磁干扰减少益处。在一个示例中，这些便携式设备可包括能够用其他电子设备接收和传输数据信号的无线天线/收发器。然而，直接覆盖无线天线的金属表面可导致一定量的不期望的电磁干扰，这些电磁干扰可影响便携式设备接收和/或传输这些数据信号的能力。然而，非金属材料(诸如热塑性塑料)通常是非导电的(即，电介质)，因此可使影响便携式设备的电磁干扰的量最小化，同时仍然赋予便携式设备的外壳足够量的结构刚度和保护性质。在一些示例中，非金属材料还可包括染料颗粒，诸如以使非金属材料具有与染料颗粒相关联的特定颜色。在一些示例中，非金属材料可包括无机颜料和填料，以便使非金属材料具有特定的颜色以及增强的机械强度。

如本文更详细地所述，金属表面可包括联锁结构，该联锁结构能够接收和保持非金属材料，诸如以防止非金属材料被强制拉离金属部件并且/或者与金属部件分离。例如，如果这些便携式设备102、104、106、108掉落或经受物理损坏，则非金属材料可表现出从金属部件拉离的趋势。有利的是，这些联锁结构可防止非金属材料与金属部件分离；因此，保留外壳的整体结构构成。用于形成这些便携式设备102、104、106、108中的任一个的金属表面的技术在下文中参考各种实施方案讨论，所述实施方案参考图2a-图2g、图3、图4-图5、图6a-图6b、图7a-图7b、图8-图11、图12a-图12e、图13a-图13c、图14a-图14c、图15a-图15b以及图16-图21描述。

用于将非金属材料粘结到金属部件的蚀刻

图2a-图2f示出根据一些实施方案的经历用于在金属部件的外表面处形成联锁结构的工艺的金属部件的剖视图。图2a示出在经历用于在金属部件200外表面202处形成联锁结构的工艺之前的金属部件200。在一些实施方案中，金属部件200可具有适于随后的蚀刻工艺的任何厚度，由此外表面暴露于蚀刻溶液。在一些实施方案中，金属部件200具有成品部件的近净形状，诸如便携式设备102、104、106和108的外壳。外表面202可对应于用于将非金属层附接到金属部件的附接表面或界面。

根据一些实施方案，图2a中所示的金属部件200表示在表面处理工艺(诸如非电解钝化工艺)之后的金属部件200。具体地讲，金属部件200可包括金属氧化物层206，该金属氧化物层由于非电解钝化工艺而设置在金属基底204上方。在一些示例中，在经历钝化工艺之前，清洁金属基底204的表面。在一些示例中，在非电解钝化工艺期间，通过将金属基底204暴露于空气或水分中，可通过自发过程氧化金属基底204以形成天然金属氧化物层。例如，金属基底204可包括钢合金(例如，不锈钢)。具体地讲，不锈钢可包含约72％的铁和约16％-18％的铬。存在于不锈钢中的铬合金元素可与氧气反应并且使金属基底204易于经历非电解钝化工艺，诸如以形成设置在金属基底204上方的金属氧化物层206(例如，氧化铬)。在一些示例中，金属氧化物层206可以包括氧化铬膜，其中氧化铬膜也可被称为钝化层，该钝化层在包括不锈钢的金属基底204上方形成。在一些示例中，氧化铬膜可包含cr2o3氧化物。另外，在钝化层外部形成的多孔氧化物可包含ni/fe氧化物。

根据一些示例，金属基底204是具有高度、宽度和深度的三维结构，并且金属基底204可具有任何类型的几何形状，所述几何形状适于形成金属氧化物层206并且适于将非金属层附接到金属部件200。在一些示例中，金属基底204的几何形状可包括矩形、多边形、圆形、倾斜边缘、角形边缘、椭圆形等。在一些示例中，金属基底的纹理可以是大致平坦的或非均匀的表面。

在其他示例中，在金属氧化物层206包括铝或铝合金的情况下，金属氧化物层206可通过电解阳极化工艺形成。在一些实施方案中，通过转换到金属氧化物层206来转换或消耗金属基底204的一部分。在其他示例中，金属氧化物层206可通过任何合适的阳极化工艺形成。

根据一些示例，金属氧化物层206可具有介于约1纳米至数百纳米之间的厚度。在一些示例中，厚度介于约3纳米至约500纳米之间。在一些示例中，金属氧化物层206的厚度介于约10纳米至约100纳米之间。可通过调节金属基底204暴露于钝化工艺的时间量来控制金属氧化物层206的厚度。根据一些实施方案，在金属氧化物层206包括铝或铝合金的情况下，金属氧化物层206可包括由孔壁限定的孔结构，该孔结构被表征为具有在大致垂直于金属部件200的外表面202的中心平面的方向上伸长的大致柱形形状。

图2b示出在经历用于在金属部件210外表面202处形成第一联锁结构212的工艺之后的金属部件210的剖视图。根据一些实施方案，用于形成第一联锁结构212的工艺可涉及诸如通过将金属部件200暴露于蚀刻溶液来蚀刻金属部件200。根据一些示例，蚀刻溶液可包括氯化铁(fecl3)。在一些示例中，存在于蚀刻溶液中的fecl3的浓度介于约150g/l至约250g/l之间。具体地讲，当金属部件210在第一循环期间暴露于蚀刻溶液时，蚀刻溶液可使得第一联锁结构212形成在金属部件210的外表面202处。在一些情况下，第一联锁结构212可以指具有多角度侧表面或多裂纹的蚀刻结构。

在一些示例中，第一联锁结构212形成在反应部位(外表面202的第一区域211)处，其中金属氧化物层206中存在弱点或缺陷。在一些示例中，蚀刻溶液可使得金属氧化物层206的对应于第一联锁结构212的位置的一部分被移除以形成第一联锁结构212。应当注意，在一些示例中，第一联锁结构212可以指在金属氧化物层206的多个弱化区域处形成的多个联锁结构，如参考图2g更详细地所述。例如，存在于fecl3中的氯化物可与存在于金属氧化物层206中的金属氧化物相互作用，从而溶解金属氧化物键并且暴露金属基底204。

根据一些示例，蚀刻工艺的每个蚀刻循环具有约30秒至约300秒之间的持续时间。在其他示例中，每个蚀刻循环的持续时间为约60秒至约150秒。具体地讲，调节蚀刻循环的持续时间可直接影响在外表面202处形成的联锁结构中的每个的大小(例如，直径、宽度等)。另外，蚀刻溶液的化学性质也可直接影响联锁结构中的每个的大小。例如，蚀刻溶液(例如，fecl3)的较高浓度可直接有助于增加联锁结构中的每个的大小。

如图2c所示，金属部件220可形成在第一联锁结构212上方形成的钝化氧化物层222。在完成第一蚀刻循环之后，可从蚀刻溶液中移除金属部件210并将其暴露于空气中的氧气，以便促进在对应于第一联锁结构212的暴露的金属基底204上方形成钝化氧化物层。在一些示例中，金属部件210可暴露于氧气持续约10秒。在其他示例中，暴露的持续时间介于约1分钟至约5分钟之间。另外，可清洁金属部件210的外表面202，以便移除可能存在的任何液体或污染物，以进一步促进在第一联锁结构212的暴露金属基底204上方形成钝化氧化物层。例如，外表面202可用自来水或去离子水清洁和冲洗，以便移除fecl3的任何残留物。另外，反渗水也可用于移除fecl3的任何残留物。在一些情况下，外表面202的清洁可能是优选的，以便抑制或阻止第一联锁结构212的生长，从而促进在外表面202的其他区域处的附加联锁结构的形成和生长。另外，可在每个蚀刻循环之后(即，在形成每个联锁结构之后)清洁外表面202，以便促进在外表面202的新区域(即，非蚀刻区域)处的生长和形成。

在一些示例中，钝化氧化物层222为约10纳米。根据一些实施方案，钝化氧化物层222生长到足以密封金属基底204并且防止污染物到达金属基底204的厚度。另外，因为钝化氧化物层222密封金属基底204，所以钝化氧化物层222可充当阻挡层以防止底层金属基底204的金属腐蚀。在一些示例中，钝化氧化物层222可被称为再钝化层，该再钝化层通过再钝化工艺形成。在再钝化工艺期间，钝化氧化物层222在具有缺陷的金属基底204的第一区域上方生长。有利的是，在该第一区域上方形成再钝化层可使得在随后的蚀刻循环期间在相同区域处引发或形成另一个联锁结构变得更加困难。有利的是，以这种方式，当金属部件220在随后的蚀刻循环期间再次暴露于蚀刻溶液时，蚀刻溶液可使得联锁结构形成在与第一区域211不同的其他区域中，因为第一区域211不再是最容易被化学蚀刻的。但是在一些实施方案中，金属部件220再次暴露于蚀刻溶液可在第一区域211处形成补充联锁结构。然而，这些补充联锁结构的大小将远小于第一联锁结构212的大小，并且通常不会影响第一联锁结构212的结构完整性。

在第一联锁结构212上方形成钝化氧化物层222之后，金属部件220暴露于随后的蚀刻工艺(例如，第二蚀刻循环)，如参考图2d所述。图2d示出在经历随后的蚀刻工艺之后的金属部件230的剖视图，其中金属部件230再次暴露于蚀刻溶液。在钝化氧化物层222形成在第一联锁结构212上方时，第一联锁结构212远不易于使随后的联锁结构在第一区域211处生长或增加现有第一联锁结构212的大小。在一些示例中，降低的敏感性可归因于在第一联锁结构212上方形成的钝化氧化物层222可以更耐腐蚀。在一些示例中，降低的敏感性可归因于第一区域处的电化学势降低，如将参考图2f更详细地所述。相反，蚀刻溶液可使得第二联锁结构232形成在外表面202的第二区域233处。在一些示例中，第二联锁结构232可以指在金属氧化物层206的多个弱化区域处形成的多个联锁结构，如参考图2g更详细地所述。但在一些示例中，当通过将附加空隙添加到第一联锁结构212上来将金属部件220再次暴露于蚀刻溶液时，可能优选的是使现有第一联锁结构212进一步生长。在一些示例中，辅助/补充联锁结构可从第一联锁结构212生长并形成。然而，应当注意，在这种情景下，第一联锁结构212的结构通常保持完整。

在一些示例中，蚀刻溶液蚀刻掉第二区域233，该第二区域对应于金属氧化物层206中具有缺陷或弱点的区域。例如，区域中的缺陷可以指金属氧化物层206中存在的铬量的不足。在另一个示例中，区域中的缺陷可以指在晶界上方形成的高应力钝化氧化物层(例如，222)。在另一个示例中，区域中的缺陷可以指高应力边缘。根据一些实施方案，金属氧化物层206可包括能够形成联锁结构的若干反应部位(例如，有助于被蚀刻)。如本文参考图2g所述，反应部位(例如，第一区域211)可有助于被蚀刻以形成联锁结构212、232。另外，反应部位(例如，第二区域233)可有助于被蚀刻以形成联锁结构242、244。此外，反应部位(例如，第三区域255)可有助于被蚀刻以形成联锁结构246。在第二蚀刻循环之后，将金属部件230从蚀刻溶液移除，使得金属部件230再次暴露于空气并且使第二联锁结构232经历非电解钝化工艺。由于非电解钝化工艺，钝化氧化物层234形成在第二联锁结构232上方。

根据一些实施方案，联锁结构(例如，212、232)的整体大小可直接影响它们各自的牵拉强度(例如，金属部件和非金属层之间的附接强度)。在一些情况下，金属部件暴露于蚀刻循环(例如，第一蚀刻循环、第二蚀刻循环等)的持续时间可直接影响联锁结构的整体大小。例如，在一种情景下，将金属部件200暴露于持续时间为约45秒的第一蚀刻循环可使得第一联锁结构212具有比暴露于持续时间为约30秒第二蚀刻循环的第二联锁结构232更大的牵拉强度。

根据一些实施方案，进入金属部件(例如，230)的穿透深度的量可被认为是每个相应联锁结构(例如212、232)的整体大小的特性。在一些示例中，联锁结构212、232可具有进入金属部件230的穿透深度，该穿透深度介于约25微米至约200微米之间。应当注意，这些联锁结构中的每个的整体穿透深度可直接归因于负责形成联锁结构的蚀刻循环的持续时间。

根据一些实施方案，金属部件230的第一联锁结构212能够接收非金属材料的附接特征结构(或微部分)，如参考图2f更详细地所述。根据一些实施方案，金属部件230的第一联锁结构212可被表征为具有通向底切区域(wu1)的开口(wo1)。在一些示例中，第一联锁结构212可被表征为延伸到金属基底204中的凹陷结构，并且底切区域具有底切几何形状。开口(wo1)的大小可被表征为具有小于底切区域(wu1)的大小的宽度或直径。在一些示例中，开口(wo1)的宽度与底切区域(wu1)的宽度的比率为0.5∶1以及更高。在一些示例中，该比率为至少0.5∶1至约1∶6。然而，应当注意，开口和底切区域的宽度具有任何足够的大小以捕获并保持非金属材料的随后设置在金属部件上的一部分，只要开口的大小小于底切区域的大小。

如图2d进一步所示，金属部件230的第二联锁结构232也可能够接收非金属材料的附接特征结构。在一些示例中，由于暴露于相等持续时间的相应蚀刻循环，第一联锁结构212和第二联锁结构232可具有类似的整体大小(例如，穿透深度、宽度等)。

随后，可根据需要使金属部件230经受附加蚀刻循环，以在外表面202的不同区域处形成附加联锁结构。在将金属部件的每次迭代暴露于蚀刻溶液之后，可将金属部件230从蚀刻溶液中移除，由蚀刻溶液冲洗，并且暴露于空气，以便在最近形成的联锁结构中形成钝化氧化物层。例如，如图2e所示，金属部件230可进一步经受附加工艺以形成附加联锁结构。如图2e所示，金属部件240可包括附加联锁结构，例如，第三联锁结构242、第四联锁结构244和第五联锁结构246。在一些实施方案中，任何单个蚀刻循环都可在金属氧化物层206的具有缺陷的区域处产生若干或大量的联锁结构，如将参考图2g更详细地所述。当这些附加联锁结构暴露于空气并且由蚀刻溶液冲洗时，钝化氧化物层可在金属基底204的对应于这些联锁结构的暴露部分上方形成。应当注意，在暴露部分上方形成的钝化氧化物层具有与金属氧化物层206至少相似的性质。例如，每个联锁结构的钝化氧化物层可具有与先前形成的对应于联锁结构的位置的金属氧化物层206基本上相同的厚度。在一些情况下，在联锁结构上方形成的相应钝化氧化物层可保护底层金属基底204以免暴露于污染物。另外，在一些示例中，相应的钝化氧化物层呈现通常对应于对应联锁结构的形状的形状(例如，边界)。还应当理解，当金属部件(例如，金属部件230)从蚀刻溶液移除并且暴露于空气时，一个或多个先前形成的联锁结构212、232的相应钝化氧化物层可进一步生长/增加厚度。

如图2e所示，联锁结构(例如，212、232、242、244和246)的开口可彼此分离大于最小间隔距离的间隔距离。在一些示例中，最小间隔距离为约数十至数百微米，使得相邻联锁结构的开口彼此不重叠并且导致相邻联锁结构的相应蚀刻壁的不稳定。在一些示例中，最小间隔距离对应于蚀刻壁，该蚀刻壁将底切区域限定为大致完整的。例如，参见图2e，联锁结构242和244的开口分离间隔距离(sd3)，使得限定相应联锁结构中的每个的底切区域的壁不会因相邻联锁结构的存在而不稳定。以这种方式，通常保持底切区域的形状和大小。在一些示例中，任何数量的联锁结构(例如，212、232、242、244和246)可彼此离散且独立地形成。另外，图2e示出联锁结构(例如，212、232、242、244和246)的开口之间的间隔距离通常可改变，因为联锁结构可在金属氧化物层206中存在缺陷的位置中形成。例如，联锁结构(例如，212、232、242、244和246)中的至少一个在整个外表面202上随机分布并且随机形成。如前在本文中所述，联锁结构中的任一个可形成在金属氧化物层206的具有缺陷或弱点的区域中。然而，在其他示例中，联锁结构的开口之间的间隔距离可为大致均匀的。在另外的其他示例中，这些联锁结构(例如，212、232、242、244和246)的开口之间的间隔距离可诸如通过以下方式来单独调节和控制：掩蔽外表面202的区域以免被蚀刻，如将参考图9更详细地所述。在其他示例中，联锁结构(例如，212、232、242、244和246)中的每个的相应大小可以是随机的。

在一些实施方案中，示于图2e中的金属部件240表现出一定量的适度蚀刻，由此将金属部件240的外表面202的约25％至约65％用联锁结构蚀刻。在其他示例中，联锁结构覆盖外表面的约40％至约50％之间。在一些示例中，这些联锁结构的开口覆盖外表面202的约40％至约60％之间。通过对外表面进行适度蚀刻，每个联锁结构的相应牵拉强度可以是最佳的。有利的是，被表征为具有适度蚀刻的外表面的金属部件240在金属部件240和非金属层(例如，聚合物层等)之间赋予强的粘附性，如图2f所示。

图2f示出根据一些实施方案的具有设置在金属部件240上方的非金属层252的多层部件250(例如，复合部件)的剖视图。在一些实施方案中，将非金属层252粘结或附接到金属部件240。在一些示例中，非金属层252可被表征为具有突出特征结构的块体层。例如，非金属层252可以指聚合物材料，诸如聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(“pet”)、聚芳醚酮(“paek”)或聚醚醚酮(“peek”)，当处于熔融状态时，可允许所述聚合物材料流入金属部件240的联锁结构(例如，212、232、242、244、246)。在一些示例中，非金属层252除了其他材料(例如，金属、非金属等)之外还可包括非金属材料，只要非金属层252足够并且能够被联锁结构接收。在一些示例中，非金属层252可具有足以附接到金属部件240的外表面202的任何量的粘度或表面张力。当聚合物材料流入这些联锁结构时，聚合物可穿透到这些联锁结构的底切区域(wu)中并且填充底切区域(wu)，以及限定这些底切区域(wu)的壁的多角度侧表面。在流入这些底切区域(wu)之后，可允许聚合物材料硬化成突出部分或附接特征结构256。因此，可允许将聚合物材料从熔融状态转变为固态。在变为固态后，聚合物材料可使非金属层252能够物理地附接或粘结到金属部件240，以便形成多层部件250。如图2f所示，处于固态的非金属层252可被设置成使得其与金属部件240的外表面202相对齐平。由此形成的多层部件250可具有外表面254，该外表面可对应于便携式设备(例如，102、104、106和108)的外表面。

如图2f所示，金属部件240的联锁结构(例如，212、232、242、244、246)在接收并且附接到非金属层252的附接特征结构256时可限定锚定部分(例如，ap1-5)，该锚定部分能够捕获非金属层252并且将该非金属层保持到金属部件240。在一些示例中，具有带底切区域(wu)的联锁结构的多层部件250的标志使得相对于通过常规工艺形成的具有交错联锁结构的金属部件将非金属层252从金属部件240牵拉或分离相当困难。

如图2g所示，通过单个蚀刻循环，可在金属氧化物层206处形成多个联锁结构。具体地讲，单个蚀刻循环可在具有缺陷的金属氧化物层206的区域处产生大量联锁结构。例如，图2g示出联锁结构(例如，212、232)可在第一蚀刻循环之后在金属氧化物层206的第一区域211处形成。另外，图2g示出联锁结构(例如，242、244)可在第二蚀刻循环之后在金属氧化物层206的第二区域233处形成。例此外，图2g示出联锁结构(例如，246)可在第三蚀刻循环之后在金属氧化物层206的第三区域255处形成。在一些示例中，联锁结构246可形成在第二区域233的联锁结构(例如，242、244)之间。应当注意，虽然可在蚀刻循环之后在金属氧化物层206的具有缺陷的区域处形成任何数量的联锁结构，但通过单个蚀刻循环而形成的联锁结构的数量不会覆盖超过金属氧化物层206的总表面积的大部分(例如，＞65％)。具体地讲，随后可能需要蚀刻循环以形成附加联锁结构，该联锁结构足以覆盖金属氧化物层206的外表面(例如，25％至约65％)而不牺牲金属氧化物层206的结构刚度。具体地讲，随后的蚀刻循环可被形成尽可能多的附加联锁结构以覆盖外表面，而不会使每个联锁结构生长成其相应的相邻联锁结构，并且导致相邻联锁结构的壁的不稳定。

根据一些实施方案，蚀刻溶液可包括一种或多种不同类型的化学品。具体地讲，为了蚀刻金属部件200，可能需要弱化或破坏形成在金属部件200的外表面202上的钝化氧化物层的步骤。首先，蚀刻溶液可包括氯化物(cl-)，以便弱化形成在金属部件200的外表面202上的钝化氧化物层。蚀刻溶液中的氯化物可由氯化铁(fecl3)或盐酸(hcl)或者以cl作为其阴离子的任何其他盐和酸提供。在一些示例中，铁离子可氧化金属部件200以促进联锁结构的形成。例如，存在于不锈钢中的较高铬浓度(例如，通常大于13％)可导致形成钝化氧化物层。具体地讲，钝化氧化物层的存在可使得难以蚀刻不锈钢。另外，由于不锈钢具有高电化学势，可能存在少量能够蚀刻钝化氧化物层的化学品(即，氧化剂)，以便促进在金属部件200的外表面202处形成蚀刻的联锁结构。其次，一旦钝化氧化物层在高温(例如，介于约70℃至约85℃之间)下用氯化物(cl-)充分弱化或破坏，则底层金属基底204可暴露于蚀刻溶液。在一些示例中，不锈钢的真正电化学势为约-0.46v(无任何钝化)。在这种情况下，任何具有高于-0.46v的电化学势的氧化剂可用作阴极以形成具有不锈钢的电化学电池(或电池)，该不锈钢可用作阳极以便导致蚀刻发生。

在一些示例中，钝化氧化物层的蚀刻可通过电解工艺来进行。例如，电解蚀刻溶液可包括hcl、h2so4、hno3或h3po4中的至少一种。在一些示例中，钝化氧化物层的蚀刻可通过无电工艺来进行。在一些示例中，无电蚀刻溶液可包括hcl、fecl3、h2o2、cucl2、h2so4、hf或hno3中的至少一种。具体地讲，使用氟化物可溶解钝化氧化物层。在一些示例中，氧化剂具有介于约0v至约2.4v之间的电化学势。因此，这些上述氧化剂中的任何一种可能够用作阴极，以便形成具有不锈钢阳极的电化学电池。

根据一些示例，蚀刻溶液可包括至少≥150g/l的fecl3的浓度，以便促进多个联锁结构(例如，212、232、242、244、246)的形成。此外，为了促进多个联锁结构的形成，蚀刻溶液的温度可介于约50℃至约90℃之间。此外，如前在本文中所述，多个联锁结构中的每个的整体大小(例如，穿透深度、宽度等)可直接取决于每个相应蚀刻循环的持续时间。因此，应当注意，优选的是，在蚀刻循环中的每个期间应仔细监测这些因素，以便仔细控制联锁结构中的每个的形成和生长。例如，如果蚀刻溶液的浓度太高(例如，＞300g/l)，则所得的联锁结构将具有光滑的壁表面(即，没有多裂纹)。因此，沿着限定这些联锁结构的底切区域(wu)的壁的表面粗糙度的缺乏可显著损害非金属层252与金属部件(例如，240)之间的粘附量。另外，应当注意，如果fecl3的浓度太高会导致形成太多的联锁结构，使得相邻联锁结构将生长成彼此并且导致蚀刻壁的不稳定。另外，如果蚀刻循环的持续时间太长(例如，＞150秒)，则联锁结构可生长到整体大小(例如，＞150微米)，该整体大小不再有效或可用于捕获和保持非金属层252。因此，限定联锁结构212的壁不再明显彼此分离，并且联锁结构相反被表征为交错联锁结构。

交错联锁结构与联锁结构形成对比，因为交错联锁结构包括开口，该开口的大小(例如，宽度等)大于设置在开口下方的捕获区域。在一些示例中，交错联锁结构的开口大于捕获区域，因为外表面的过度蚀刻蚀刻掉更靠近外表面而不是远离外表面的金属部件的大部分材料。实际上，交错联锁结构通常具有大于约150微米的穿透深度，并且通常是超过例如＞150秒的蚀刻循环的症状。此外，外表面的过度蚀刻可以是金属部件的症状，该金属部件长时间(例如，＞150秒)暴露于单个循环的蚀刻工艺。因此，多个空隙在外表面的相同区域处在彼此上形成，以形成交错联锁结构。

另外，蚀刻溶液可包括酸，诸如盐酸(hcl)或盐酸与硫酸，其可在初始形成后促进第一联锁结构212的生长。在一些实施方案中，第一联锁结构212可生长为具有足以捕获和保持非金属层252的一部分的大小和形状。具体地讲，酸的存在实际上可使壁平滑，从而减少沿着壁的多裂纹或多角度侧表面的形成，该壁限定第一联锁结构212的开口和底切区域。一般来讲，当通过清洁工艺来移除存在于外表面202处的酸时，联锁结构停止生长。

图3示出根据一些实施方案的多层部件(例如，多层部件250)的放大剖视图300。应当注意，在每个蚀刻循环期间，蚀刻溶液通常仅影响金属氧化物层206的易于蚀刻的部分(例如，存在铬缺乏、晶界上方的高应力钝化膜、高应力边缘等)。图3示出多层部件250可包括从外表面202朝向金属基底204延伸的联锁结构212。联锁结构212可延伸到金属基底204的部分中，从而继蚀刻循环之后将金属基底204的部分暴露于空气。随后，可氧化金属基底204的暴露部分以形成钝化氧化层306，该钝化氧化层通常可与金属氧化物层206的性质相似。在一些示例中，钝化氧化层306可呈现通常对应于联锁结构212的形状的形状。

在一些实施方案中，联锁结构212可包括通向底切区域(wu)的开口(wo)，该开口能够捕获并保持非金属层252的附接特征结构256。底切区域(wu)也可由悬突304限定，该悬突具有大致弯曲的形状或三角形形状并且将开口(wo)与底切区域(wu)分离。在一些实施方案中，开口(wo)和底切区域(wu)由具有多角度侧表面326a-326b(或多裂纹)的壁限定。具体地讲，多角度侧表面326a-326b可独特地限定多个口袋，所述口袋可以在熔融状态下填充有非金属层252，以便促进非金属层252与金属部件240之间的更大量的粘附强度。具体地讲，因为非金属层252的材料填充在由多角度侧表面326a-326b限定的口袋中，所以可以不存在将附接特征结构256与联锁结构212分离的气隙或间隔。因此，非金属层252的材料可抵靠多角度侧表面326a-326b齐平。另外，应当注意，多角度侧表面326a-326b可限定泄漏抑制路径328，该泄漏抑制路径可抑制水分到达金属基底204。具体地讲，因为多角度侧表面326a-326b限定了可用非金属层252填充的多个口袋，所以泄漏抑制路径328被表征为具有不均匀的宽度并且具有曲折、急转弯、扭曲、急剧的角度变化和尖锐的接头，它们可抑制通过开口(wo)进入的水分绕过底切区域(wu)到达金属基底204。在一些示例中，泄漏抑制路径328被表征为是螺线形路径，该螺线形路径防止水分到达金属基底204。

根据一些实施方案，一个或多个辅助联锁结构(ws)可在蚀刻循环之后由联锁结构212形成。在一些示例中，辅助联锁结构(ws)的大小小于联锁结构212。在一些示例中，辅助联锁结构(ws)还被表征为具有多角度侧表面，该多角度侧表面限定螺线形路径，该螺线形路径防止水分到达金属基底204。此外，辅助联锁结构(ws)可通过暴露金属基底204的下面区域来形成，该下面区域是在联锁结构212下方、与联锁结构212偏移、或邻近联锁结构212中的至少一种情况，以便进一步延伸底切区域(wu)的总面积。在形成该辅助联锁结构之后，还可形成辅助钝化氧化物层308以密封金属基底204的暴露部分，并且防止污染物到达金属基底204。在一些示例中，这些辅助联锁结构(ws)可通过将金属部件(例如，金属部件240)再次暴露于蚀刻溶液来形成。例如，钝化氧化层306中的缺陷可使得联锁结构212仍然易于被进一步蚀刻。但是相对于在不同区域中形成另一个联锁结构(例如，联锁结构232)而将辅助联锁结构(ws)形成到先前形成的联锁结构212上可能更困难。在一些示例中，可能优选的是生长成现有第一联锁结构212。然而，应当注意，在这种情景下，第一联锁结构212的形状通常保持完整，并且多角度侧表面326a-326b通常也是完整的。

图4-图5示出根据一些实施方案的具有多个联锁结构的外壳的部件400的不同透视图，所述联锁结构设置在部件400的外表面处。图4示出具有联锁结构410a-410c的部件400的俯视图，所述联锁结构被蚀刻到部件400的外表面404的多个区域中。在一些示例中，这些联锁结构410a-410c可被表征为彼此独立或离散地形成，使得每个联锁结构410不会物理地干扰另一个的结构。在一些示例中，这些联锁结构410a-410c的开口中的每个可分离大于最小间隔距离的间隔距离，使得相邻联锁结构410不具有彼此重叠或不稳定的壁(例如，不影响底切区域的形状或大小)。在一些示例中，至少联锁结构410a、410b、410c在整个外表面404上随机分布并且随机形成。

在一些情况下，联锁结构410a-410c中的每个由于单独的蚀刻循环而形成。在一些示例中，蚀刻循环的持续时间基于约30秒至约300秒之间。在形成每个联锁结构之后，可将部件400从蚀刻溶液移除，清洁，并且再次暴露于蚀刻溶液，使得另一个限定的联锁结构可形成在新区域(即，未蚀刻区域)处。因此，多个联锁结构410a-410c形成在外表面404的多个区域处。在一些示例中，部件400可被表征为具有适度蚀刻的表面，该表面包括联锁结构410，该联锁结构覆盖外表面404的总表面积的介于约25％至约65％之间。在其他示例中，部件400可被表征为具有比过度蚀刻部件的凹坑密度值更低的凹坑密度值。

与具有适度蚀刻表面的部件400相比，常规工艺可产生被表征为具有交错联锁结构的过度蚀刻部件。过度蚀刻部件被表征为具有覆盖有构成交错联锁结构的空隙的外表面的总表面积的介于约80％至约100％之间。具体地讲，交错联锁结构可包括多个单独空隙，所述空隙通过单个蚀刻循环而被蚀刻到外表面中，其中这些多个单独的空隙生长到彼此上/彼此重叠。换句话讲，这些空隙中的每个空隙之间没有间隔距离。另外，过度蚀刻部件的交错联锁结构的穿透深度介于约150微米至约400微米之间。

图5示出部件400的透视剖视图，如图5中的参考线407所指示。如图5所示，部件400具有多个联锁结构410a-410c，所述联锁结构具有良好限定的底切区域(wu)。换句话讲，联锁结构410的良好限定的底切区域被表征为具有大于相同联锁结构410的开口(wo)的大小(wu)。换句话讲，开口(wo)与底切区域(wu)之间的大小比率为0.5∶1或更大。在一些示例中，该比率介于约0.5∶1至约1∶6之间。有利的是，联锁结构410相对于交错联锁结构具有显著增加的牵拉强度。

相比之下，过度蚀刻部件具有交错联锁结构，该交错联锁结构的大小(例如，宽度、直径)至少等于或大于捕获区域的大小。换句话讲，开口与捕获区域之间的大小比率为0.5∶1或更大。因此，交错联锁结构相对于联锁结构(例如，212、232)具有降低的牵拉强度。另外，交错联锁结构具有壁，该壁具有光滑侧表面(即，缺少多角度)，因此有助于通常缺乏开口与捕获区域之间的大小差异。另外，应当注意，构成交错联锁结构的空隙的壁已不稳定和/或缺乏壁。因此，光滑侧表面无法完全附接或粘结到块体层，使得沿着块体层与壁之间的接头存在气隙，这因此可允许水分和其他污染物容易地到达金属基底。另外，由于彼此重叠的多个空隙，过度蚀刻表面的外表面通常是不均匀的(即，缺少大致平坦的表面)。因此，过度蚀刻部件难以与块体层形成紧密密封。

另外，图5示出联锁结构410具介于约25微米至约200微米之间的穿透深度(h2)。由于每个联锁结构410的减小的穿透深度，在联锁结构410中的每个联锁结构与其相应的壁412之间可存在离散间隔(即，壁412是完整的)。此外，如将参考图6a更详细地所述，联锁结构410具有带有多角度侧表面或多裂纹的壁412，因此有助于开口(wo)与底切区域(wu)之间的显著大小差异。如本文所述，术语联锁结构410的底切区域可以指具有壁412的金属部件或外壳的内部区域，该壁形成将开口(wo)与底切区域(wu)分离的悬突。

图6a示出根据一些实施方案的具有联锁结构612的金属部件610的剖视图。在一些示例中，金属部件610被表征为具有适度蚀刻的外表面(例如，介于约25％至约65％之间)。联锁结构612被表征为具有悬突613，该悬突包括限定底切区域(wu)的壁616。联锁结构612被表征为具有开口(wo)，该开口的大小(例如，宽度、直径等)小于底切区域(wu)的大小。具体地讲，底切区域(wu)被表征为由于存在悬突613以及沿着壁616的表面形成的多角度侧表面和裂纹而具有不均匀宽度。底切区域(wu)和这些多裂纹可被填充有层608以限定泄漏抑制路径，该泄漏抑制路径抑制水分到达金属基底204。

另外，应当注意，金属部件610的外表面603被表征为由于缺乏在适度蚀刻的金属部件610中形成的空隙而是大致平坦的。有利的是，紧密密封可形成在附接到金属部件610的层608之间以进一步抑制水分到达金属基底204。

图6b示出根据一些实施方案的具有桥接联锁结构622的金属部件620的剖视图。桥接联锁结构622可包括通向桥接区域(wb)的多个开口wo1、wo2。在一些示例中，桥接区域(wb)可将相邻形成的联锁结构(例如，联锁结构212、232)连接或桥接在一起，使得桥接联锁结构212和232的总宽度大于其相应开口(wo1、wo2)的总大小。开口wo1和wo2可被金属部件620的金属氧化物层206或金属基底204的一部分分离。在一些示例中，金属部件620可被表征为被适度蚀刻。在一些示例中，金属部件620可被表征为具有大致平坦的外表面603。

另外，限定桥接区域(wb)的水平壁626可包括沿着水平壁626形成的多角度侧表面和裂纹。这些多裂纹可被填充有层608以限定泄漏抑制路径，该泄漏抑制路径抑制水分到达金属基底204。应当注意，金属部件620可通过如本文所述的工艺中的任一种来形成。

在一些示例中，当相邻联锁结构212、232形成得彼此靠近以使得它们相应的底切区域(wu1、wu2)彼此连接时，可形成桥接联锁结构622。如图6b所示，该情景还可说明用于形成辅助联锁结构(ws)的技术的变型形式，如参考图3所述。应当注意，保持桥接在一起的联锁结构212、232中的每个的大致形状。然而，壁616的限定多角度侧表面的部分是暴露的。还应当理解，这些联锁结构212、232之间的最小间隔距离也被保持。

图7a-图7b示出根据一些实施方案的在蚀刻工艺之后的金属部件的示例性电子显微镜图像。图7a示出金属部件700的外表面704的俯视图，其中金属部件700可被表征为具有适度蚀刻的外表面。如图7a所示，多个联锁结构702a-702c形成在外表面704的不同区域处，并且具有被大于最小间隔距离的间隔距离(sd)分离的相应开口，使得相邻联锁结构702a-702c的开口通常不会彼此重叠。在一些示例中，相邻联锁结构702a-702c之间的间隔距离介于约10微米至约500微米之间。在其他示例中，联锁结构702a和702b之间的间隔距离为约150微米。

图7b示出金属部件700的外表面704的10倍放大区域706的俯视图。具体地讲，图7b示出放大区域706的联锁结构702b-702c具有粗糙侧表面，所述侧表面限定这些联锁结构的开口，所述联锁结构具有进入底切区域中的多裂纹或多角度侧表面。

图8示出根据一些实施方案的用于在金属部件的外表面处形成联锁结构的方法800。如图8所示，方法800可任选地开始于步骤802，其中通过氧化金属基底204的一部分来任选地处理部件(例如，金属基底204)以形成设置在金属基底204上方的金属氧化物层206。在一些示例中，金属氧化物层206可通过非电解钝化工艺或电解阳极化工艺中的至少一种来形成。在其他示例中，还可通过使金属基底204经受清洁工艺或纹理化工艺来任选地处理金属基底204的外表面。具体地讲，纹理化工艺可有利于提供粗糙外表面，该粗糙外表面可促进金属氧化物层206在那些粗糙区域处的生长。

在步骤804处，联锁结构(例如，第一联锁结构212)可通过将金属部件200暴露于蚀刻溶液来形成在金属部件200的外表面202的第一区域处。具体地讲，蚀刻溶液可包括用于弱化或破坏钝化氧化物层的氯化物(cl-)和用于蚀刻弱化的钝化氧化物层的氧化剂(例如，fecl3、hcl等)的组合，从而在外表面202处形成第一联锁结构212。

随后，在步骤806处，将金属部件210从蚀刻溶液移除。在一些示例中，来自存在于外表面202上的蚀刻溶液的任何剩余酸(例如，hcl)可进一步有助于增加第一联锁结构212的大小。当将金属部件210从蚀刻溶液移除时，金属基底204的其中形成第一联锁结构212的暴露部分可被氧化。具体地讲，形成的钝化氧化物层222可通过由蚀刻溶液冲洗金属部件210并暴露于空气而导致，该钝化氧化物层可用于密封金属基底204的暴露部分以免受水分和污染物的影响。

在步骤808处，金属部件220可被任选地清洁，诸如以从金属部件220的外表面202移除蚀刻溶液中的任一种。例如，清洁工艺可涉及用去离子水冲洗外表面202。实际上，清洁工艺也可使第一联锁结构212的生长停止。

在步骤810处，另一个联锁结构(例如，第二联锁结构232)可通过将金属部件220再次暴露于蚀刻溶液来形成在金属部件220的外表面202的第二区域处。

随后，在步骤812处，该工艺(例如，用户、计算设备等)可涉及确定在金属部件230的外表面202处形成的联锁结构(例如，212、232)的量是否满足覆盖外表面202的表面积的联锁结构的阈值量。例如，阈值量在总表面积的介于约25％至约65％之间，这可对应于适度蚀刻的表面。应当注意，优选的是，阈值量小于80％，因为这可导致金属部件230的牵拉强度显著受损。在一些示例中，电子显微镜或任何合适的3-d图像扫描系统可用于确定联锁结构的量何时满足阈值量。

在步骤814处，响应于确定联锁结构的量满足阈值量，则该方法可继续在金属部件230上进行修整工艺。在一些实施方案中，修整工艺可涉及将非金属层252附接到金属部件230。具体地讲，非金属层252可被粘结或附接到金属部件230。例如，虽然非金属层252在高温下处于熔融状态，但是可允许其流入金属部件230的联锁结构(例如，212、232)。当聚合物材料流入这些联锁结构时，聚合物可穿透到这些联锁结构的底切区域(wu)中并且填充限定这些底切区域的壁的多角度侧表面。在流入这些底切区域(wu)之后，可允许聚合物材料硬化成突出部分或附接特征结构256。在变为固态后，非金属层252物理地附接或粘结到金属部件240，以便形成多层部件250。在其他示例中，修整工艺可涉及在金属部件230的外表面202上进行修整工艺或清洁工艺。

现在返回到步骤812，如果联锁结构的量不满足阈值量，则可在金属部件230的外表面202处形成附加联锁结构。在形成附加联锁结构之后，可进行3-d映射以确定足够量的联锁结构是否覆盖外表面。可重复这些步骤，直到联锁结构的量满足阈值量。

图9示出根据一些实施方案的用于在金属部件的外表面处形成联锁结构的方法900。如图9所示，方法900可开始于步骤902，其中使用3-d图像扫描系统、电子显微镜或其他合适的系统来扫描金属部件200的外表面202。在步骤904处，在一些示例中，可扫描金属部件200的外表面202以便确定金属氧化物层206的具有缺陷(例如，存在铬的缺乏，高应力钝化氧化膜等)的区域，所述缺陷可使这些区域在随后的蚀刻工艺期间易于被蚀刻。在其他示例中，可扫描外表面202，以便识别其中期望将非金属层252附接到金属部件200的那些特定区域的区域，诸如在那些区域对应于具有多层外壳或复合部件的外表面的部件的情况下。例如，可扫描外表面202以确定用于接收非金属层252的区域。

在步骤906处，外表面202的区域中的一个或多个可被任选地修改，诸如通过在一个或多个特定区域上进行纹理化工艺，以便在金属氧化物层206内产生易于被蚀刻的缺陷或弱点。例如，设置在金属基底204上方的金属氧化物层206可被有意地纹理化，以便影响金属氧化物层206的区域中存在的铬的量。以这种方式，用户可控制外表面202的哪些区域将被蚀刻以形成联锁结构。在其他示例中，蚀刻溶液可侵蚀金属氧化物层206的区域，该区域具有加工缺陷、晶界弱点、或金属氧化物层206中存在的颗粒的弱点。在其他示例中，这些一个或多个区域可被激光蚀刻。在其他示例中，可故意地诱导特定区域以形成具有比其他区域更大量的铬的更厚的金属氧化物层206，使得这些其他区域可易于被蚀刻。

另外，在步骤908处，可诸如通过使用光刻工艺来任选地掩蔽被识别为易于受蚀刻工艺影响的区域中的一个或多个。通过掩蔽这些一个或多个区域，它们被覆盖并且通常防止它们暴露于蚀刻工艺，而不管这些一个或多个区域的化学或冶金性质。应当注意，这些一个或多个区域可包括由于蚀刻工艺而被识别为易于形成蚀刻联锁结构的区域。

在步骤910处，联锁结构(例如，212、232)可通过以下方式最初形成在外表面202的一个或多个不同区域处：将外表面202的未被掩蔽的那些区域暴露于蚀刻工艺，同时防止掩蔽区域被蚀刻。在步骤912处，可将金属部件230从蚀刻溶液移除以便停止蚀刻工艺。在一些示例中，可通过使用去离子水清洁存在于外表面202上的任何剩余蚀刻溶液，诸如以防止联锁结构进一步生长。

在步骤914处，响应于确定联锁结构的量满足阈值量，则该方法可继续在金属部件230上进行修整工艺。在一些实施方案中，修整工艺可涉及将非金属层252附接到金属部件230。具体地讲，非金属层252可被粘结或附接到金属部件230。在其他示例中，修整工艺可涉及在金属部件230的外表面202上进行修整工艺或清洁工艺。

图10示出根据一些示例的指示作为底切比率的函数的牵拉强度的关系的曲线图。具体地讲，该曲线图指示底切比率(即，底切区域(wu)相对于开口(wo)之间的比率)与对金属部件的牵拉强度(mpa)的影响之间的因果关系。根据一些示例性试验，金属部件可蚀刻以形成联锁结构。蚀刻的联锁结构表现出的底切比率范围介于约0.7至约0.95之间。具有底切比率为约0.7的蚀刻的联锁结构的金属部件的样品表现出约7mpa的牵拉强度。具有底切比率介于约0.75至约0.85之间的蚀刻的联锁结构的金属部件的样品表现出约12-13mpa的牵拉强度。具有底切比率为约0.92的蚀刻的联锁结构的金属部件的样品表现出约20的牵拉强度。应当注意，牵拉强度的增加有利于保持金属部件与非金属材料之间的附接，特别是当金属部件经受物理侵害时。

图11示出根据一些示例的指示作为蚀刻时间的函数的蚀刻深度的关系的曲线图。具体地讲，该曲线图指示蚀刻时间(秒)与对金属部件的蚀刻深度(微米)的影响之间的因果关系。根据一些示例性试验，蚀刻金属部件持续30秒或60秒。蚀刻持续30秒的金属部件表现出介于约29微米至约31微米之间的蚀刻穿透深度。蚀刻持续60秒的金属部件表现出约39微米的蚀刻穿透深度。因此，这些示例性试验支持这些联锁结构中的每个的整体穿透深度可直接归因于蚀刻循环的持续时间。

另外，如本文所述，在蚀刻的金属部件上进行其他实验性试验。在一些示例性试验中，进行蚀刻金属部件的边界面积的试样牵拉强度测试。蚀刻金属部件与非金属材料之间的边界面积(或粘附面积)为50mm²或0.5cm²。非金属材料包括塑料树脂av651，它是聚芳醚酮(paek)。在示例性试验中，没有蚀刻联锁结构的非蚀刻金属部件表现出的试样牵拉强度为0。换句话讲，为0的试样牵拉强度指示在金属部件与非金属材料之间缺乏粘附性(或粘结性)。相比之下，具有蚀刻联锁结构的蚀刻金属部件表现出的试样牵拉强度为37kgf或74kgf/cm²。另外，具有蚀刻联锁结构的蚀刻金属部件表现出的试样牵拉强度范围介于60-100kgf/cm²之间。

在一些示例性试验中，进行带牵拉强度测试。在一些示例中，在包括具有蚀刻联锁结构的金属部件的电子设备(例如，智能手机102)的大致矩形内部框架上进行带牵拉强度测试，如本文所述。内部框架可包括四个拐角，每个拐角可被单独地称为裂缝。这些裂缝可能够接收模制塑料，并且因此可被称为边界面积。内部框架的四个拐角中的每个可包括加工的联锁结构，该联锁结构在蚀刻工艺之前与内部框架一体地形成。随后，内部框架的拐角中的一些暴露于蚀刻工艺以形成蚀刻的联锁结构。另外，将模制塑料(例如，av651)插入加工的联锁结构和蚀刻的联锁结构中。在示例性试验中，具有左上拐角(没有蚀刻的联锁结构)的内部框架的样品表现出约28kgf的带牵拉强度(tl)。相比之下，具有左上拐角(具有蚀刻的联锁结构)的内部框架的样品表现出约101kgf的带牵拉强度(tl)。因此，这些示例性试验支持蚀刻联锁结构的存在相对于加工的联锁结构表现出更优越的保持与非金属材料的附接的能力。

在一些示例性试验中，在电子设备(例如，智能手机102)的蚀刻金属部件上进行空气泄漏测试。具体地讲，在包括具有蚀刻联锁结构的金属部件的电子设备的大致矩形内部框架的裂缝上进行空气泄漏测试，如本文所述。空气泄漏测试可用于确定裂缝的密封能力。这是特别值得注意的，因为内部框架的裂缝通常是内部框架的被蚀刻以形成蚀刻的联锁结构的仅有区域。在一些示例中，内部框架的裂缝包括pu涂层，该涂层充当被注入到蚀刻的联锁结构中的模制塑料之间的密封剂。在试验中，具有带有蚀刻联锁结构的裂缝的内部框架的样品经受-0.5巴的测试压力并且表现出小于0.05标准立方厘米每分钟(sccm)的泄漏率。在其他样品中，具有带有蚀刻联锁结构的裂缝的内部框架表现出介于约0.05sccm-0.2sccm之间的泄漏率。相比之下，具有没有蚀刻联锁结构(例如，加工的联锁结构)的裂缝的内部框架的样品表现出大于1.0sccm的泄漏率。应当注意，电子设备通常具有0.2sccm的可接受公差极限。因此，具有没有蚀刻联锁结构的裂缝的内部框架的样品未能在0.2sccm的可接受公差极限内赋予可接受的泄漏率。因此，没有蚀刻联锁结构的内部框架相对于具有蚀刻联锁结构的内部框架表现出较差的水密封剂质量。

用于将非金属材料粘结到阳极化金属部件的蚀刻

图12a-图12e示出根据一些实施方案的经历用于在金属部件的外表面处形成联锁结构的工艺的金属部件的剖视图。图12a示出在经历用于形成联锁结构的电化学蚀刻工艺之前的金属部件1200。在一些示例中，金属部件1200具有成品部件的近净形状，诸如便携式设备102、104、106和108的外壳。在一些示例中，金属部件1200可被粘结到非金属部件以呈现成品部件，诸如便携式设备102、104、106和108的外壳。还应当注意，本文所述的技术不限于用于将非金属材料粘结到阳极化金属部件的蚀刻，并且还可用于金属部件(诸如不锈钢)的一般蚀刻。

如图12a所示，金属部件1200包括金属基底1204。金属基底1204包括外表面1202，该外表面能够接收块体部分，该块体部分在电化学蚀刻工艺之后由非金属材料形成。在一些示例中，金属基底1204由铝构成或者是铝合金。另外，金属基底1204可包括合金元素，诸如镁、锌、硅、铁、锆、铜等。根据一些实施方案，金属基底1204是具有一定几何形状的三维结构，所述几何形状适于形成金属氧化物层并且适于将非金属层附接到金属部件1200。在一些示例中，金属基底1204具有一定几何形状，所述几何形状被表征为是矩形、多边形、圆形、倾斜边缘、非线性、角形边缘、椭圆形等。

根据一些实施方案，图12b表示表面处理工艺(诸如电化学蚀刻工艺)之后的蚀刻金属部件1210。具体地讲，图12b示出在电化学蚀刻工艺之后，蚀刻金属部件1210的外表面1202包括第一联锁结构1214-1、第二联锁结构1214-2、第三联锁结构1214-3和第四联锁结构1214-4的开口。根据一些实施方案，联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3和1214-4)中的每个可由于单个电化学蚀刻工艺或多个电化学蚀刻工艺而形成。例如，第一联锁结构1214-1和第二联锁结构1214-2由于将金属基底1204暴露于第一电化学蚀刻工艺而形成。此后，在金属基底1204上进行第二电化学蚀刻工艺，从而形成第三联锁结构1214-3和第四联锁结构1214-4。

根据一些实施方案，联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4进入蚀刻的金属部件1210中的穿透深度的量基于联锁结构1214中的每个的相应大小。在一些示例中，联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4具有进入外表面202中的长度(即，穿透深度)，该长度大于5微米。优选地，联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4具有至少50微米的深度以便于附接到非金属层。应当注意，这些联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4中的每个的整体穿透深度可直接归因于电化学蚀刻工艺的参数(例如，持续时间、电流密度、溶液浓度等)。根据一些实施方案，联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4的直径介于约20微米至约70微米之间。

根据一些实施方案，蚀刻金属部件1210的联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4中的每个能够接收非金属材料的附接特征结构(或微部分)，如参考图12d更详细地所述。根据一些实施方案，联锁结构(例如，第一联锁结构1214-1)被表征为具有通向底切区域(wul)的开口(wo1)。在一些示例中，第一联锁结构1214-1的开口(wol)延伸到金属基底1204的底切区域(wu1)中。联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)可被表征为具有底切几何形状。底切几何形状被限定为开口(wo1)的宽度小于底切区域(wu1)的宽度。另外，底切几何形状还可被限定为联锁结构的深度(d)大于开口(wo1)。在一些示例中，开口(wo1)的宽度与底切区域(wu1)的宽度的比率介于约1∶1.1至1∶1.3之间。在一些示例中，开口(wo1)的宽度与底切区域(wu1)的宽度的比率为1∶2。应当注意，只要wo1∶wu1之间的比率小于1∶1，wo1和wu1的宽度便可具有任何足够的大小以捕获并保持非金属层的一部分。

另外，金属基底1204的限定开口(wo)和底切区域(wu)的壁可包括多角度侧表面和裂纹。随后，在用非金属材料填充这些联锁结构的同时，这些多角度侧表面用非金属材料填充和/或衬里，以防止外部水分到达金属基底204。

如图12b所示，联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)的开口(wo)可分离最小间隔距离(sd)。在一些示例中，开口通常彼此均匀分布，使得在这些开口之间存在大致均匀的间隔距离。例如，图12b示出开口(wo2)与开口(wo1)和开口(wo3)均匀分布。然而，在其他示例中，开口还可彼此随机分布。实际上，应当注意，在电化学蚀刻工艺期间，外表面1202的部分可被掩蔽以防止形成联锁结构，使得预定图案的联锁结构1214可形成在金属部件1210处。

在一些示例中，最小间隔距离为约数十至数百微米，使得相邻联锁结构的开口彼此不重叠并且导致相邻联锁结构的相应蚀刻壁1216的不稳定。在一些示例中，最小间隔距离对应于蚀刻壁，该蚀刻壁将底切区域(wu)限定为大致完整的。例如，参见图12b，联锁结构1214-3和1214-4的开口(wo)分离间隔距离(sd3)，使得限定相应联锁结构1214-3、1214-4中的每个的底切区域(wu)的壁1216不会因相邻联锁结构的存在而不稳定。以这种方式，通常保持底切区域(wu)的形状和大小。在一些示例中，任何数量的联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)可彼此离散且独立地形成。然而，应当注意，联锁结构占外表面2303的介于约25％至约70％之间。通过对外表面1202进行适度蚀刻，每个联锁结构的相应牵拉强度可以是最佳的。有利的是，被表征为具有适度蚀刻的外表面的蚀刻金属部件1210在蚀刻金属部件1210与非金属层(例如，聚合物层等)之间赋予强的粘附性，如参考图12c更详细地所述。

根据一些实施方案，在电化学蚀刻工艺之前，金属基底1204的外表面1202是相对平坦的。在电化学蚀刻工艺之后，外表面1202可保持相对平坦以便保持金属部件1200的先前存在的几何形状(例如，形状)。

根据一些实施方案，电化学蚀刻工艺是指从金属基底1204的外表面1202移除一定量的金属材料以赋予外表面1202不同的纹理。在一些示例中，电化学蚀刻工艺涉及将金属基底1204暴露于具有在2-15g/l范围内的硝酸钠的碱性溶液。硝酸钠是脱氧剂。将金属基底1204在介于约20℃至约50℃之间的任何温度范围内暴露于ph水平介于9-11之间任何水平的溶液。另外，将金属基底1204以介于1-10amp/dm²之间的阳极电流密度暴露于溶液，持续时间介于1-15分钟之间。具体地讲，调节施加的电流密度可直接影响大小(例如，联锁结构的直径等)、联锁结构的密度以及联锁结构的数量。

此外，应当注意，电化学蚀刻工艺可优选地使用无氯化物工艺。实际上，使用基于氯化物的溶液(诸如盐酸)可导致由铝合金形成的那些金属基底的腐蚀。此外，应当注意，在常规电磨砂化工艺(例如，光刻等)中使用的许多传统强酸(例如，盐酸、硝酸等)不适用于形成联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)，如本文所述。具体地讲，用于电磨砂化工艺的这些传统强酸需要交流电处理设备，并且因此不易与阳极化设备和工艺兼容。此外，即使使用用于电磨砂化工艺的这些强酸，它们也不能产生底切几何形状，这是如本文所述的联锁结构的独特特性。相反，这些类型的强酸(例如，铬-硫酸、硫酸铁、硫酸等)将在阳极化金属部件的蚀刻工艺期间形成具有微米级粗糙度的半球形孔或浅的、轻微扇形的切口。应当注意，这些轻微扇形切口通常不足以提供必要的金属和非金属粘结强度，该金属和非金属粘结强度是为具有带有必要防水和牵拉强度的结构带的便携式电子设备提供外壳所需的。相比之下，联锁结构被表征为具有底切几何形状或椭圆形形状。

根据一些实施方案，图12c表示阳极化工艺之后的阳极化金属部件1220。具体地讲，图12c示出在阳极化工艺之后，金属氧化物层1224由金属基底1204的材料形成，包括限定联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)的金属基底1204的金属材料。如图12c所示，金属氧化物层1224覆盖外表面1202的相应平坦区域以及金属基底1204的联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4。有利的是，金属氧化物层1224充当阻挡层，该阻挡层防止外部污染物到达底层金属基底1204/使到达底层金属基底1204的外部污染物最小化。实际上，金属氧化物层1224可赋予阳极化金属部件1220耐腐蚀性。

另外，金属氧化物层1224形成在壁1216上方，该壁限定联锁结构中的每个的开口(wo)和底切区域(wu)。金属氧化物层1224可具有与联锁结构的下面形状对应的形状。因此，金属氧化物层1224还可包括多角度侧表面和裂纹。随后，在用非金属材料填充这些联锁结构的同时，这些多角度侧表面用非金属材料填充，以防止外部水分到达金属基底204。

根据一些示例，金属氧化物层1224具有介于约500微米至约700微米之间的厚度。此外，金属氧化物层1224包括孔径为约40纳米的孔结构(未示出)。应当注意，虽然由金属基底1204的被氧化的材料形成金属氧化物层1224可减小开口(wo)的大小和/或底切区域(wu)的大小，但联锁结构1214仍然保持底切几何形状。有利的是，孔结构与联锁结构1214结合，以便于将非金属层附接到阳极化金属部件1220。

在一些示例中，在经历阳极化工艺之前，蚀刻的金属部件1210经受两级逆流冲洗，以便移除蚀刻溶液(例如，硝酸钠等)。在阳极化工艺期间，将蚀刻的金属部件1210暴露于阳极化溶液，诸如磷酸。在一些示例中，磷酸可以约10重量％至约12重量％的浓度使用。另外，对蚀刻的金属部件1210施加的电流密度介于约0.5a/dm²至约0.8a/dm²之间。将蚀刻的金属部件1220暴露在介于约20℃至约24℃之间的温度持续介于约20分钟至约25分钟的持续时间。值得注意的是，磷酸阳极化生成金属氧化物层1224，其厚度介于约500nm-700nm之间，孔隙率为数十纳米的规模。所得金属氧化物层1224可容易地被非金属材料(例如，环氧树脂)润湿，从而形成强粘合剂粘结。在其他示例中，将蚀刻的金属部件1210暴露于硫酸阳极化溶液，诸如200g/l的硫酸，温度为约20℃，电流密度介于约1-3a/dm²之间，持续时间介于约20分钟至约60分钟之间。在其他示例中，将蚀刻的金属部件1210暴露于硼酸-硫酸阳极化工艺。

在一些实施方案中，在阳极化工艺期间，将金属部件1210暴露于蚀刻工艺(例如，暴露于磷酸)，可将该蚀刻工艺应用于所产生的金属氧化物层1224以便增强非金属层与阳极化金属部件1220的粘附性。在阳极化工艺之后，阳极化金属部件1220可由阳极化溶液冲洗并干燥。此后，可将阳极化金属部件1220粘结到非金属层，如参考图12d所示。

图12d示出根据一些实施方案的具有附接到阳极化金属部件1220的非金属层1232的多层部件1230(例如，复合部件)的剖视图。在一些示例中，非金属层1232可被表征为具有突出特征结构的块体层。例如，非金属层1232可以指聚合物材料，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(“pet”)、聚芳醚酮(“paek”)或聚醚醚酮(“peek”)，当处于熔融状态或液态时，可允许所述聚合物材料流入阳极化金属部件1230的联锁结构(例如，1214-1、1214-2、1214-3、1214-4)。在一些示例中，非金属层1232除了其他材料(例如，金属、非金属等)之外还可包括非金属材料，只要非金属层1232足够并且能够被联锁结构接收。在一些示例中，非金属层1232可具有足以附接到阳极化金属部件1220的外表面1222的任何量的粘度或表面张力。当非金属材料流入联锁结构时，聚合物可穿透到这些联锁结构1214-1、1214-2、1214-3、1214-4的底切区域(wu)中并且填充底切区域(wu)以及金属氧化物层1224的孔结构。在流入这些底切区域(wu)和孔结构之后，可允许非金属材料硬化成突出部分或附接特征结构1236。具体地讲，图12d示出第一突出部分1236-1粘结在第一联锁结构1214-1处，第二突出部分1236-2粘结在第二联锁结构1214-2处，第三突出部分1236-3粘结在第三联锁结构1214-3处，并且第四突出部分1236-4粘结在第四联锁结构1214-4处。此外，非金属层1234的非金属材料可填充金属氧化物层1224的孔结构(未示出)，并且由该孔结构保持。此后，非金属材料可从液态转变为固态。在变为固态后，非金属层1234被物理地附接或粘结到阳极化金属部件1220，以便形成多层部件1230。如图12d所示，处于固态的非金属层1234可被设置成使得其与阳极化金属部件1220的外表面1222相对齐平。由此形成的多层部件1230可具有外表面1234，该外表面可对应于便携式设备(例如，102、104、106和108)的外壳。应当注意，多层部件1230可以指围绕外壳的外围带，其中非金属层1234可在外壳的不同金属部分之间赋予电隔离。

图12e示出根据一些实施方案的桥接阳极化金属部件1240的剖视图。具体地讲，桥接阳极化金属部件1240类似于阳极化金属部件1220，不同之处在于包括桥接联锁结构1244。桥接联锁结构1244可包括彼此桥接或连接的多个联锁结构1214。在一些示例中，当相邻联锁结构形成得彼此靠近以使得它们相应的底切区域(wu4、wu5)连接时，形成桥接联锁结构1244。

图13a-图13c示出根据一些实施方案的具有联锁结构的阳极化金属部件的各种剖视图。图13a示出可对应于阳极化金属部件1220的阳极化金属部件1300。图13a示出包括从外表面1302朝向金属基底1304延伸的联锁结构1314的阳极化金属部件1300。联锁结构1314可延伸到金属基底1304的部分中，从而暴露金属基底1304的部分。然而，金属氧化物层1306覆盖金属基底1304。金属氧化物层1304可呈现通常对应于联锁结构1314的形状的形状。

图13b示出根据一些实施方案的图13a的联锁结构1314的放大剖视图。联锁结构1314包括具有宽度(w1)的开口(wo)，该开口通向底切区域(wu)，能够捕获并保持非金属层1232的突出部分(例如，1236)，如本文更详细地所述。底切区域(wu)具有大于(w1)的宽度(w2)。底切区域(wu)也可由悬突1320限定，该悬突具有将开口(wo)与底切区域(wu)分离的阶梯状形状。在一些实施方案中，开口(wo)和底切区域(wu)由具有多角度侧表面1322的壁1324限定。在一些示例中，壁1324由金属氧化物材料形成。应当注意，壁1324可呈现来自蚀刻金属部件1210的蚀刻壁的形状。

另外，图13b示出联锁结构1314的深度(d)大于开口(wo)的宽度(w1)。在一些示例中，宽度：深度比率介于约0.6至约0.9之间。

图13c示出根据一些实施方案的阳极化金属部件1300的外表面1302的放大剖视图。具体地讲，图13c示出金属氧化物层1306包括从外表面1302朝向金属基底1304延伸的孔结构1312。孔结构1312通常是柱状形状，其在大致垂直于阳极化金属部件1300的外表面1302的中心平面的方向上伸长。此外，孔结构1312由壁1316限定。另外，孔结构1312包括可填充有非金属材料的底表面1318。应当注意，孔结构1312与联锁结构1314的不同之处至少在于，联锁结构1314由于电化学蚀刻工艺而形成。

图14a-图14c示出根据一些实施方案的具有联锁结构的多件式部件的各种剖视图。图14a示出可对应于多件式部件1230的多件式部件1400。图14a示出图13a-图13c的阳极化金属部件1300被接合到非金属层1408，该非金属层包括固定特征结构1430，该固定特征结构延伸到阳极化金属部件1300的联锁结构1314中并且由该联锁结构保持。如图14a所示，金属基底1304的限定联锁结构1314的材料(例如，铝)被金属氧化物层1306覆盖。

图14b示出根据一些实施方案的图14a的联锁结构1314的放大剖视图。联锁结构1314包括具有宽度(w1)的开口(wo)，该开口通向底切区域(wu)，能够捕获并保持非金属层1408的固定特征结构1430。将开口(wo)与底切区域(wu)分离的阶梯形状有利于在联锁结构1314与非金属层1408之间提供增加的保持。开口(wo)和底切区域(wu)由具有多角度侧表面1322的壁1324限定。

图14b示出多角度侧表面1322可用非金属材料(例如，固定特征结构1430)填充或衬里。有利的是，因为非金属材料填充由多角度侧表面1322形成的口袋，所以在突出部分与壁1324之间可以没有气隙或间隔。另外，应当注意，多角度侧表面1322可限定泄漏抑制路径，该泄漏抑制路径抑制水分到达金属基底1304。具体地讲，因为多角度侧表面1322限定了可用非金属材料填充的多个口袋，所以泄漏抑制路径被表征为具有不均匀的宽度并且具有曲折的螺线形路径，它们可抑制通过开口(wo)进入的水分绕过底切区域(wu)到达金属基底1304。

图14c示出根据一些实施方案的多件式部件1400的外表面1402的放大剖视图。具体地讲，图14c示出金属氧化物层1306的孔结构1312可填充有非金属材料。例如，孔结构1312可填充有非金属层1408的固定特征结构1430。有利的是，图14a图14c示出非金属层1408通过联锁结构(例如，1314)和孔结构(例如，1312)附接到阳极化金属部件1300，从而增强阳极化金属部件1300与非金属层1408之间的保持和抗拉性。在一些示例中，填充和/或保持在孔结构1312内的非金属层1408的非金属材料可被称为纳米级的化学粘结，而填充和/或保持在联锁结构1314内的固定特征结构1430可以被称为微米级的机械粘结。

图15a-图15b示出根据一些实施方案的具有多个联锁结构的部件1500的不同透视图，所述联锁结构穿过部件1500的外表面形成。图15a示出具有联锁结构1514-1、1514-2、1514-3的部件1500的俯视图，所述联锁结构被蚀刻到部件1500的外表面1502的不同区域中。虽然图15a示出联锁结构1514-1、1514-2、1514-3彼此离散地形成，但应当注意，联锁结构1514也可彼此相交。在一些示例中，联锁结构1514-1、1514-2、1514-3中的每个的开口由最小间隔距离分离，使得壁不会彼此重叠或不稳定(例如，不影响底切区域的形状或大小)。

根据一些示例，联锁结构1514可覆盖外表面1502的总表面积的介于约25％至约70％之间。应当注意，外表面1502的过度蚀刻(x＞70％)可导致分离联锁结构1514中的每个的壁的不稳定。另外，外表面1502的蚀刻不足(x＜25％)可能不允许到非金属层(例如，非金属层1232)的足够附接点。

图15b示出部件1500的透视剖视图，如图15a中的参考线1510所指示。如图15b所示，部件1500具有多个联锁结构1514-1、1514-2、1514-3。联锁结构1514中的每个包括延伸到底切区域(wu)中的开口(wo)。在一些示例中，开口(wo)的宽度与底切区域(wu)的宽度的比率介于约1∶1.1至1∶1.3之间。在一些示例中，开口(wo)的宽度与底切区域(wu)的宽度的比率为1∶2。实际上，在一些示例中，增加开口(wo)的宽度相对于底切区域(wu)的宽度的差异可增加部件1500与非金属层(例如，非金属层1232)之间的牵拉强度。

另外，图15b示出联锁结构1514-1、1514-2、1514-3被金属氧化物层1506覆盖。联锁结构1514-1、1514-2、1514-3的直径介于约20微米至约70微米之间。联锁结构1514具有至少5微米的厚度。但是联锁结构1514可具有至少50微米的厚度，以便使联锁结构1514从非金属层1232(从诸如具有30％玻璃填料的聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)之类的材料)接收玻璃纤维。

图16示出根据一些实施方案的用于将聚合物层粘结到金属部件的方法1600。如图16所示，方法1600可任选地开始于步骤1602，其中部件(例如，金属基底1204)任选地用修整工艺处理。在一些示例中，修整工艺可包括金属基底1204的外表面的磨光、抛光、成形或纹理化中的至少一种。在一些示例中，修整工艺可包括化学清洁(例如，去油脂、酸蚀刻等)或冲洗金属基底1204的外表面。

在步骤1604处，锁定结构(例如，联锁结构1214)可通过将金属基底1204暴露于电化学蚀刻工艺而形成在金属部件1200的外表面1202的一个或不同区域处。具体地讲，电化学蚀刻工艺涉及将金属部件1200暴露于蚀刻溶液。在一些示例中，蚀刻溶液可包括浓度介于约2-15g/l之间的硝酸钠的碱性溶液。然而，在其他示例中，蚀刻溶液可包括浓度介于约150-250g/l之间的氯化铁(fecl3)。可将金属部件1200暴露于9-11的ph，阳极电流密度为1-10amp/dm²，持续时间介于约1-15分钟之间。在一些示例中，在电化学蚀刻工艺期间，可使用蜡、胶带或其他屏蔽技术的组合来掩蔽外表面1202的预定区域。

在一些示例中，金属部件1200可使用硝酸盐溶液来蚀刻。例如，可将金属部件1200暴露于电化学蚀刻工艺，暴露时间为900秒，ph水平介于约9-12之间，并且硝酸钠溶液介于0.5-2g/l之间，温度介于35℃和45℃之间。在其他示例中，使金属部件1200经受约1-10a/dm²的施加电流密度。

随后，在步骤1606处，作为阳极化工艺的结果，由金属基底1204形成金属氧化物层1224以便形成阳极化金属部件1220。金属氧化物层1224覆盖金属基底1204和联锁结构1214。在一些示例中，阳极化工艺包括将金属基底1204暴露于磷酸溶液、氯化铁或硝酸钠。

在步骤1608处，在阳极化工艺之后和/或期间，方法1600任选地包括将金属基底1204暴露于蚀刻工艺。例如，金属基底1204暴露于硝酸钠，这可蚀刻金属氧化物材料并且在金属氧化物层1224的壁1324内形成限定联锁结构1314的多角度侧表面1322。有利的是，多角度侧表面1322可限定螺线形路径，该螺线形路径防止水分到达金属基底1304。此外，多角度侧表面1322可增加非金属层1408与阳极化金属部件1300的粘附性。

在步骤1610处，聚合物层(例如，非金属层1232)附接到金属氧化物层1224。具体地讲，非金属层1232可以指非金属材料，该非金属材料在处于液态时可被允许流入阳极化金属部件1220的联锁结构1214中。当非金属材料流入这些联锁结构1214时，非金属材料可穿透到这些联锁结构1214的底切区域(wu)中并且填充底切区域(wu)以及金属氧化物层1224的孔结构。在流入这些底切区域(wu)和孔结构之后，可允许非金属材料硬化成突出部分或附接特征结构1236。

图17示出根据一些实施方案的用于将非金属层接合到金属部件的方法1700。如图17所示，方法1700开始于步骤1702，其中使用3-d图像扫描系统、电子显微镜或其他合适的系统来扫描部件(例如，金属基底1204)的外表面。

在步骤1704处，可扫描外表面1202，以便识别其中期望将非金属层1232附接到金属基底1204的那些特定区域的区域，诸如在那些区域对应于具有多层外壳或复合部件的外表面的部件的情况下。

在步骤1706处，外表面1202的区域可诸如通过使用光刻工艺来掩蔽。通过掩蔽这些一个或多个区域，它们被覆盖并且通常防止它们暴露于蚀刻工艺，而不管这些一个或多个区域的化学或冶金性质。

在步骤1708处，锁定结构(例如，联锁结构1214)可通过以下方式形成在外表面1202的一个或多个选定区域处：将外表面1202的未掩蔽区域暴露于电化学蚀刻工艺，同时防止掩蔽区域被蚀刻。除了掩蔽之外，可使用胶带、蜡来保护外表面1202的不需要蚀刻的其他区域，并且使用聚合物将这些区域与电解质屏蔽。在电化学蚀刻工艺之后，可通过使用去离子水清洁存在于外表面1202上的任何剩余蚀刻溶液，诸如以防止联锁结构1214进一步生长。结合步骤1708，可监测和控制在外表面1202内形成的联锁结构1214的浓度和/或数量。另外，可监测和控制联锁结构1214的直径和厚度。

在步骤1710处，作为阳极化工艺的结果，由金属基底1204形成金属氧化物层1224以便形成阳极化金属部件1220。金属氧化物层1224覆盖金属基底1204和联锁结构1214。在一些示例中，阳极化工艺包括将金属基底1204暴露于磷酸溶液。在一些示例中，阳极化工艺包括将金属基底1204暴露于蚀刻工艺。

在步骤1712处，方法1700包括任选地将非金属层1232附接到阳极化金属部件1220以形成复合部件1230。具体地讲，非金属层1232可被粘结或附接到阳极化金属部件1220。在一些示例中，可在复合部件1230上进行修整或清洁工艺。

图18示出指示作为金属部件的处理类型的函数的牵拉强度的关系的曲线图。在示例性试验中，单独测试附接到非金属层的不同金属部件的牵拉强度。不同的金属部件包括(i)铝部件、(ii)阳极化铝部件以及(iii)被测试的蚀刻的阳极化铝部件。铝部件既未被蚀刻以形成联锁结构，也未被阳极化。在示例性试验中，铝部件表现出约0kg/f的拉力。使用磷酸溶液对阳极化铝部件进行阳极化。阳极化铝部件表现出介于约78-135kg/f之间的拉力。使用硝酸盐溶液来蚀刻蚀刻的阳极化铝部件以形成联锁结构，并且随后使用磷酸溶液来进行阳极化。蚀刻的阳极化铝部件表现出介于约130-210kg/f之间的拉力。在一些示例中，蚀刻的阳极化铝部件更具体地表现出157+/-21kg/f的拉力。应当注意，用硝酸盐溶液蚀刻阳极化铝部件以形成联锁结构的工艺有利于增加蚀刻的阳极化铝部件与非金属层之间的牵拉强度。

图19示出指示作为金属部件的处理类型的函数的空气泄漏的关系的曲线图。在示例性试验中，单独测试附接到非金属层的不同金属部件的空气泄漏。不同的金属部件包括(i)具有平坦表面的金属部件、(ii)阳极化铝部件以及(iii)被测试的蚀刻的阳极化铝部件。具有平坦表面的金属部件既未被蚀刻也未被阳极化。在示例性试验中，具有平坦表面的所有金属部件都表现出远低于与防漏气性相关联的阈值的空气泄漏。使用磷酸溶液对阳极化铝部件进行阳极化。所有蚀刻的阳极化铝部件都表现出空气泄漏等级，该等级满足防漏气性阈值。因此，示例性试验表明，用硝酸盐溶液蚀刻金属部件以形成联锁结构也减少了蚀刻的阳极化铝部件与非金属层之间的空气泄漏。这可以证明，相对于阳极化铝部件，蚀刻的阳极化铝部件使蚀刻的阳极化铝部件与非金属层之间的空气泄漏接头的数量和/或大小最小化。

图20示出指示作为金属部件的处理类型的函数的空气泄漏的关系的曲线图。在示例性试验中，单独测试附接到非金属层的不同金属部件的空气泄漏。不同的金属部件包括均用磷酸阳极化的(i)阳极化铝部件和(ii)蚀刻的阳极化铝部件。90％的阳极化铝部件表现出低于与空气泄漏相关联的阈值的空气泄漏量。相比之下，97％的蚀刻的阳极化铝部件表现出满足或超过与空气泄漏相关联的阈值的空气泄漏量。在一些示例中，在x＜0.2sccm，0.6巴下测量阳极化铝部件的空气泄漏。

图21a-图21c示出根据一些实施方案的阳极化金属部件的示例性电子显微镜图像。图21a示出阳极化金属部件2102的剖视图。如图21a所示，将阳极化金属部件2102附接到包括玻璃钢的聚合物层2110。在位置a处，将聚合物层2110在平坦表面2104处附接到阳极化金属部件2102。在位置b处，通过联锁结构2106将聚合物层2110附接到阳极化金属部件2102。

图21b示出位置b的放大剖视图。具体地讲，聚合物层2110的玻璃纤维2114和聚合物材料2112填充在联锁结构2106中。在一些示例中，联锁结构2106具有至少5微米的厚度，以便接收玻璃纤维2114。联锁结构210的悬突2108增加了将聚合物层2110与联锁结构2106分离所需的牵拉强度的量。

图21c示出位置a的放大剖视图。具体地讲，阳极化金属部件2102的金属氧化物层的孔结构可能不够大到接收玻璃纤维2114。然而，孔结构可能够接收并被填充有非金属材料(例如，聚合物材料2112)。

可单独地或以任何组合方式来使用所述实施方案的各个方面、实施方案、具体实施或特征。可由软件、硬件或硬件与软件的组合来实现所述实施方案的各个方面。所述实施方案还可被实施为计算机可读介质上的用于控制生产操作的计算机可读代码，或者被实施为计算机可读介质上的用于控制生产线的计算机可读代码。计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储装置，该数据之后可由计算机系统读取。计算机可读介质的示例包括只读存储器、随机存取存储器、cd-rom、hdd、dvd、磁带和光学数据存储装置。计算机可读介质还可分布在网络耦接的计算机系统中，使得计算机可读代码以分布的方式被存储和执行。

在上述描述中，为了解释的目的，所使用的特定命名提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施方案不需要这些具体细节。因此，对特定实施方案的前述描述是出于例示和描述的目的而呈现的。这些描述不旨在被认为是穷举性的或将所述的实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。