使用磁场来增加粘合接头的接合区域
1.相关申请引用
2.本技术是中国国家申请号为201910447396.7、申请日为2019年5月27日、发明名称为“使用磁场来增加粘合接头的接合区域”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
3.所述实施方案整体涉及磁性粘合剂。更具体地，本发明的实施方案涉及分散在粘合剂内的磁性颗粒以及与在组装两个或多个部件期间使用磁场来影响粘合剂的分布相关的技术。
背景技术：4.在组装部件以形成装置时实施各种技术。例如，可使用机械紧固件、焊接、机械干涉或粘合剂来组装部件。已经对各种粘合剂进行了大量的研究。工程师作出重大努力以选择合适的粘合剂来为特定应用提供最佳品质。例如，当为给定应用选择合适的粘合剂时，可以考虑强度、颜色、粘度、柔韧性、固化时间和其他特性。
5.然而，在某些情况下，在组装期间施加粘合剂可被证实是困难的。组装人员可能难以在特定接头中将粘合剂从一个单元均匀地施加到下一个单元。低粘度粘合剂可能倾向于远离预期的接头，从而导致胶结不良。高粘度粘合剂可能难以分配。期望对与施加粘合剂相关的技术进行改善。
技术实现要素：6.本文描述了涉及用于使用磁场来影响液体物质流动的技术的各种实施方案。磁性颗粒分散在具有使得施加到磁性颗粒的运动使液体与磁性颗粒一起流动的特性的液体中。液体的示例性特性可取决于多种因素，包括颗粒尺寸和形状以及液体的粘度。然后，在组装使用这些物质的各种产品的过程中，可以利用液体物质的磁性。
7.公开了一种用于将粘合剂施加到在基板和部件之间形成的接头的方法。该方法包括以下步骤：将包括分散在其中的磁性颗粒的粘合剂施加到基板上对应于接头的位置处；将包括磁性元件的夹具放置成靠近接头以产生磁场，该磁场与粘合剂中的磁性颗粒相互作用以使粘合剂在对应于磁场的方向上流动；以及在磁场的影响下固化粘合剂。
8.在一些实施方案中，一旦粘合剂到达胶凝点，就可移除夹具。在其他实施方案中，可在足以允许粘合剂从液态转变为固态的一段时间之后移除夹具。
9.在一些实施方案中，调节由磁性元件产生的磁场的强度以选择粘合剂在接头处的期望形状。例如，可调整磁场的强度以改变由粘合剂在接头处在部件的一侧或两侧上形成的圆角的形状(例如，半径)。
10.在一些实施方案中，磁性元件是永磁体。在其他实施方案中，磁性元件是电磁体。
11.在一些实施方案中，夹具包括感应加热元件。在此类实施方案中，固化粘合剂可包括使用感应加热元件来加热粘合剂中的磁性颗粒。
12.在一些实施方案中，基板和部件是铁磁性的。在其他实施方案中，基板是非铁磁性的，并且部件是铁磁性的。在其他实施方案中，基板和部件均不是铁磁性的。
13.可使用粘合剂接合以连接至少两个部件来形成用于电子设备的壳体。壳体可包括第一部件和第二部件，第二部件通过磁性粘合剂接合到第一部件以在第一部件和第二部件之间形成接头。在接头处固化的磁性粘合剂的形状基于在组装期间在磁性粘合剂固化时在接头处施加的磁场。
14.组装夹具被描述用来以粘接方式连接两个部件以形成电子设备的壳体。组装夹具包括磁性元件，该磁性元件被配置为被放置成靠近第一部件和第二部件之间的接头。磁性元件在对应于接头的位置处产生磁场。接头包括处于液态的磁性物质，使得该磁性物质在由磁性元件施加在磁性物质上的吸引力的影响下相对于第一部件或第二部件中的至少一者流动。
15.在一些实施方案中，磁性元件是永磁体。在其他实施方案中，磁性元件是包括围绕铁磁芯的线圈的电磁体。在一些实施方案中，组装夹具还包括感应加热元件，该感应加热元件在磁场的影响下被激活以固化磁性物质。
16.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。
附图说明
17.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。
18.图1示出了根据一些实施方案的粘合剂。
19.图2a至图2d示出了根据一些实施方案的用于将部件以粘接方式接合到基板上的组装过程。
20.图3a至图3b示出了根据一些实施方案的用于调节围绕接头的粘合剂的形状的技术。
21.图4示出了根据一些实施方案的用于形成粘合接头的技术。
22.图5示出了根据一些实施方案的用于固化磁性粘合剂的技术。
23.图6a至图6b示出了根据一些实施方案的多层粘合接头。
24.图7a至图7b示出了根据一些实施方案的用于将磁性粘合剂移动到接头中的应用。
25.图8示出了根据一些实施方案的便携式电子设备。
26.图9a至图9b示出了根据一些实施方案的利用无紧固件式固定机构的膝上型计算机。
27.图10是根据一些实施方案的用于在电子设备的壳体的部件之间的接头处形成粘合剂接合的方法的流程图。
28.图11是根据一些实施方案的用于使用磁场来影响磁性物质的方法的流程图。
具体实施方式
29.在该部分描述了根据本技术的方法与装置的代表性应用。提供这些示例仅为了添加上下文并有助于理解所描述的实施方案。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。其他应用是可能的，使得以下示例不应被当作是限制性的。
30.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；使得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。
31.公开了一种液体粘合剂，其包括分散在其中的铁磁性颗粒。仔细地选择铁磁性颗粒的尺寸和几何形状并使其与给定粘合剂匹配，使得粘合剂在磁场的影响下朝向磁场源流动。在一些实施方案中，提供磁场以使得粘合剂被拉到接合到基板的部件的侧面上。粘合剂在磁场和重力场的影响下形成天然圆角，在粘合剂固化后，该天然圆角提供强粘接的接头。使用磁场形成的固化粘合剂的形状为不能通过常规粘合剂或应用技术自然实现的形状。
32.可受益于诸如本文所述的磁性粘合剂的其他应用是接合难以触及的接头或填充部件之间的间隙以靠近电子设备的壳体中的开口形成密封，诸如通过使用磁性粘合剂来形成化妆品密封或接缝。另一种应用是利用磁性粘合剂用于将大部件(诸如电容器)以桩接方式固定到印刷电路板(pcb)上。另一种应用是利用磁性粘合剂用于进行灌封(例如，防水电子部件)。一些磁性粘合剂可包括显著百分比的传导性颗粒，使得粘合剂导电。然后此类粘合剂可用于电磁干扰(emi)屏蔽应用或用于将电子部件连接到pcb上的触点。
33.下文参考图1至图9来论述这些实施方案及其他实施方案；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的所给出的详细描述仅出于说明性目的并且不应理解为限制性的。
34.图1示出了根据一些实施方案的粘合剂100。粘合剂100包括处于未固化状态的液体粘合剂110。在各种实施方案中，液体粘合剂110可为但不限于下列类型的粘合剂中的一种：环氧树脂(单组分和多组分)、氰基丙烯酸酯、聚氨酯或丙烯酸粘合剂。液体粘合剂110具有各种特性，包括粘度、内聚强度、弹性模量和固化条件(例如，热固性、硬化剂需求、固化时间等)。在一些实施方案中，液体粘合剂110可被称为非磁性液体聚合物。粘合剂特性可被调节以实现给定应用的期望属性。例如，低粘度粘合剂可用于一种应用中，并且高粘度粘合剂可用于另一种应用中。
35.粘合剂100还包括分散在液体粘合剂110内的磁性颗粒120。在一些实施方案中，磁性颗粒120为铁磁性颗粒，诸如410系列不锈钢颗粒。应当理解，磁性颗粒120可由任何铁磁性材料诸如钢、铁氧体、钕合金(例如，ndfeb)或表现出磁性品质的其他稀土合金以及其他含铁金属或其合金制得。在其他实施方案中，磁性颗粒120可由任何顺磁性材料或反磁性材料而非铁磁性材料制得。就顺磁性材料而言，其磁力将比铁磁性材料的磁力弱。就反磁性材料而言，其磁力将排斥磁性颗粒120而非吸引磁性颗粒120。尽管本说明书的其余部分可唯一地涉及铁磁性材料，但其他实施方案可另选地将磁性颗粒120实现为顺磁性材料或反磁性材料。
36.在一些实施方案中，磁性颗粒120的形状为不规则的。例如，磁性颗粒120的第一尺寸(例如，长度)可比第二尺寸(例如，宽度)大许多倍。例如，磁性颗粒120的长度可大于100
微米并且厚度可小于25微米。这些不规则形状颗粒可被称为金属薄片。金属薄片的形状可有利于在磁场的影响下与液体粘合剂110一起移动。更具体地，金属薄片具有较大表面积以用于与液体粘合剂110中的聚合物以凝聚方式接合，使得金属薄片不容易穿过流体移动，并且薄片在至少一个方向上的较大横截面有益于向液体粘合剂110施加动量。
37.在一些实施方案中，磁性颗粒120的形状为基本上球形的。在另一些实施方案中，磁性颗粒120可包括以铁磁性材料涂覆的非磁芯，诸如玻璃或陶瓷。在一些实施方案中，磁性颗粒120可具有空芯，诸如以铁磁性材料涂覆的中空玻璃珠。
38.在一些实施方案中，磁性颗粒120的尺寸为基本上均匀的。例如，磁性颗粒120的直径可为50微米并且公差可为
±
5微米。在其他实施方案中，磁性颗粒120的尺寸为不均匀的。例如，一些磁性颗粒120具有250微米的大直径，并且其他磁性颗粒120具有100微米的小直径—比大直径的一半还要小。在一些实施方案中，铁磁性颗粒掺杂不同材料(诸如铝或铜)的附加非铁磁性颗粒散布。非铁磁性颗粒可有助于改善粘合剂的导电性，同时铁磁性颗粒有助于在磁场的影响下促进粘合剂流动。
39.包括液体粘合剂110和磁性颗粒120的粘合剂100在本文中可称为磁性粘合剂100。应当理解，磁性颗粒120可在磁场的影响下作用。磁性颗粒120将与磁场对齐并且经受基于磁场的吸引力。该吸引力将导致磁性颗粒120中的运动，该运动将导致粘合剂100根据磁场以及作用于液体粘合剂110上的任何其他力(例如，重力、毛细力、压差等)而流动。流速的有效性将取决于液体粘合剂110的粘度、内聚强度(例如，液体粘合剂110与磁性颗粒120的接合程度)、磁性颗粒120的尺寸、和液体粘合剂110内的磁性颗粒120的浓度以及所施加的磁场的强度和形状等特性。可调节这些特性以使粘合剂响应于所施加的磁场而可预见地流动，并且固化粘合剂100的流动和所得形状可增加某些粘合接头的接合强度和/或结构强度。
40.在一些示例性实施方案中，磁性颗粒120的尺寸为直径小于150微米，并且液体粘合剂的粘度介于10,000和30,000厘泊(cp)之间。应当理解，颗粒的示例性尺寸和形状和/或液体的粘度可通过应用斯托克斯定律来确定。前述特性仅作为针对一些应用的示例性特性提供，并且在这些限制特性之外的磁性粘合剂被设想为在本公开的范围内。磁性粘合剂100中的磁性颗粒120的浓度按重量计可小于20重量％。在其他示例性实施方案中，磁性颗粒120的浓度可足以使粘合剂100导电。例如，80重量％或更高的按重量计的浓度可足以使粘合剂100导电，同时仍保持足够的粘合剂接合强度。
41.在一些实施方案中，磁性颗粒120的尺寸被选择为大于与液体粘合剂110相关联的最小接合长度。更具体地，粘合剂可在被接合的两个表面之间需要最小间距，以便使聚合物形成粘合剂接合。磁性颗粒120的直径可被选择为大于该最小接合长度，以确保由液体粘合剂110接合的两个表面的间距大于磁性颗粒120的直径。
42.在一些实施方案中，本文所述的技术可用具有促进液体响应于磁性颗粒120的运动而流动的特性的任何液体来实践。例如，本文所述的技术可用具有分散在其中的磁性颗粒120的硅树脂(例如，聚硅氧烷)来实践。将与磁性颗粒120一起移动并且可被导致转变为半固态或固态的任何液体能够以下述方式被利用。
43.图2a至图2d示出了根据一些实施方案的用于将部件以粘接方式接合到基板上的组装过程200。在过程200的第一步骤200-1中，如图2a所示，提供了基板210和部件220以在
基板210和部件220之间的接头230处形成粘合剂接合。在一些实施方案中，接头230为t接头，但在其他实施方案中，接头230可为对接接头、搭接接头或任何其他类型的技术上可行的接头。
44.基板210和以粘接方式连接到基板210上的部件220可为类似的材料或不同的材料。在一些实施方案中，基板210和部件220中的一者或两者可为铁磁性材料诸如钢。在其他实施方案中，基板210和部件220均不是铁磁性的。非铁磁性材料的示例包括金属(例如，铝合金、300系列不锈钢、铜等)、塑料(例如，pe、ptfe等)、陶瓷(例如，玻璃、釉质等)，或复合材料诸如被封入树脂中的碳或玻璃纤维、塑料涂覆金属、具有镶嵌塑料或玻璃的金属等。
45.在过程200的第二步骤200-2中，如图2b所示，磁性粘合剂100靠近接头230分配。尽管磁性粘合剂100包括分散在其中的磁性颗粒120，但在该过程中的该步骤期间，磁性颗粒120不被磁化。因此，磁性颗粒120(并且因此粘合剂100)不被吸引到基板210或部件220上。
46.磁性粘合剂100中的液体粘合剂110将由于自然力诸如重力、毛细力和压差而流动，以在接头230中和/或周围扩展到基板210上。应当理解，粘合剂100可手动或自动分配。例如，组装技术人员可在基板210上手动刷涂磁性粘合剂100，或者组装技术人员可通过注射器将磁性粘合剂100手动分配到基板210上。另选地，机器人可通过喷嘴、丝网印刷工艺等自动分配磁性粘合剂100。
47.在过程200的第三步骤200-3中，如图2c所示，磁体240被放置成靠近接头230。由磁体240产生的磁场250使得磁性粘合剂100中的磁性颗粒120与磁场对齐。磁性颗粒120与磁体240经受吸引力，该吸引力用于影响接头230内和其周围的磁性粘合剂100的形状。例如，如图2c所示，磁性粘合剂100在接头230的任一侧上沿部件220的侧面蔓延，以在接头230的任一侧上形成磁性粘合剂100的圆角(例如，圆形过渡)。
48.在如图2c所示的示例中，部件220是铁磁性的，而基板210是非铁磁性的。因此，铁磁性部件220影响磁场250的形状并且影响接头230处的磁性粘合剂100的形状。在其他示例中，部件220和基板210是非铁磁性的，并因此，靠近接头230的磁场250的形状和/或强度是不同的，从而影响接头230处的磁性粘合剂100的不同形状。在其他实施方案中，基板210和部件220均是铁磁性的，这将进一步影响靠近接头230的磁场250的形状和/或强度。
49.在一些实施方案中，在靠近接头230处用包括能够产生磁场的磁性元件的夹具代替磁体240。例如，夹具可包括缠绕在铁磁芯周围以形成电磁体的导电线圈。可以将电流施加到线圈以产生类似于图2c的永磁体240的磁场。可控制电流以改变磁场的强度，并因此控制接头230处的磁性粘合剂100的形状和/或强度。另选地，夹具可包括磁体240以及一个或多个其他部件诸如夹具、定位销和/或感应加热元件，如下文更全面描述的。
50.在过程200的第四步骤200-4中，如图2d所示，允许固化磁性粘合剂100。磁体240在磁性粘合剂100固化时保持靠近接头230，从而维持接头230处的磁性粘合剂100的形状，直到磁性粘合剂100已足够地固化以至于当磁体240被移除时维持形状。在一些实施方案中，磁体240保持靠近接头230，直到磁性粘合剂100到达液体粘合剂110中的液体聚合物的胶凝点，该胶凝点足以在没有磁场影响的情况下维持磁性粘合剂100的形状。换句话讲，磁体240被保持在靠近接头230的适当位置，直到液体粘合剂110经历从液体到凝胶或固体的状态转变，该转变的特征在于液体粘合剂110的粘度的显著变化。在一些实施方案中，固化液体粘合剂110可包括等待规定时间以用于使液体粘合剂110凝固(例如，以用于使粘合剂的两个
组分之间进行化学反应以使粘合剂硬化)。在其他实施方案中，固化液体粘合剂110可包括加热液体粘合剂110或使液体粘合剂110经受紫外(uv)光以固化液体粘合剂110。
51.应当理解，过程200的步骤可以不同的顺序执行。例如，在将部件220引入到基板210之前，可以将磁性粘合剂100施加到基板210。又如，可在磁性粘合剂100被分配在接头230处之前将磁体240放置成靠近接头230。例如，可在磁性粘合剂100被分配在基板210上之前将磁体240放置成靠近基板210。磁场可导致磁性粘合剂100在部件220被引入到基板210之前移动，这有益于在形成基板210和部件220之间的接头230之前将磁性粘合剂100引导至正确的位置。该技术对于将粘合剂拉入传统上难以通过分配机构到达的区域可能特别有用。
52.图3a至图3b示出了根据一些实施方案的用于调节围绕接头230的磁性粘合剂的形状的技术。如图3a所示，包括液体粘合剂和磁性颗粒的第一粘合剂310被分配在接头230处并经受来自磁体240的磁场。第一粘合剂310从部件220的侧面蔓延到高度h1312。相比之下，如图3b所示，包括液体粘合剂和磁性颗粒的第二粘合剂320被分配在接头230处并经受来自磁体240的磁场。第二粘合剂320从部件220的侧面蔓延到高度h2322，该高度大于高度h1312。
53.应当理解，围绕接头230的固化粘合剂的形状可通过改变液体粘合剂的特性来定制。例如，第一粘合剂310可比第二粘合剂320更粘稠。粘度增加可抑制粘合剂在特定磁场的影响下的移动。可影响接头230处的粘合剂的形状的其他特性包括：调节粘合剂中的磁性颗粒的浓度；改变磁性颗粒的材料；调节粘合剂的配方(例如，不同的聚合物或粘合剂类型可表现出不同的内聚强度、粘度等等)；等等。
54.除了改变粘合剂的特性之外，接头230中的粘合剂的形状还可通过改变靠近接头230的磁场来影响。例如，在第一粘合剂310和第二粘合剂320在结构上为相同粘合剂的情况下，可通过改变磁体240的强度来改变接头处的粘合剂的形状。施加到第一粘合剂310的较弱磁场可导致蔓延到第一高度h1312，而施加到第二粘合剂320(与第一粘合剂310相同)的较强磁场可导致蔓延到第二高度h2322。
55.还应当理解，可以通过改变部件220和/或基板210中的铁磁性材料的浓度来改变形状，因为这将对靠近接头230的所得磁场的形状产生影响。换句话讲，靠近接头230放置的任何铁磁性材料将影响接头230周围的磁通量，并且因此影响液体粘合剂中的磁性颗粒经受的磁场的强度和/或取向。
56.图4示出了根据一些实施方案的用于形成粘合接头的技术。应当理解，可基本上同时形成多个粘合接头。例如，可通过布置多个铁磁性部件220以形成马蹄形磁体的等效物来基本上同时形成两个t接头。如图4所示，磁体440被放置成靠近部件220，但磁体440的磁偶极的极性被布置成平行于基板210的表面。这使得铁磁性部件220形成类似于马蹄形磁体的磁路，从而导致磁场450，该磁场被导向在靠近两个t接头(接头410和接头420)的铁磁性部件220的两端之间。
57.在一些实施方案中，在磁体440被放置成靠近接头之前，磁性粘合剂100被分配在位于第一接头410和第二接头420下方的基板上。然后，磁体440使粘合剂在每个接头处沿部件220蔓延，如图4所示。在其他实施方案中，将磁性粘合剂100靠近一个接头分配并且允许其在施加磁场之前流动到另一个接头。尽管未在图4中明确示出，但第二磁体可靠近第一接头410和/或第二接头420放置在基板210相对于磁体240的相对侧上以帮助使粘合剂100从
一个接头流动到另一个接头。然后可移除第二磁体，并且主磁体240可被放置成靠近接头以促进粘合剂朝向部件移动以增加接头的强度。
58.应当理解，使用低粘度粘合剂并随后施加磁场可以实现使用常规技术难以触及的接头的粘合。例如，在组装期间，可能触及接头410以分配磁性粘合剂100，但不可能触及接头420(例如，由于位于组件的内部区域中)。用于在接头420处形成粘合剂接合的常规手段可包括在将部件220带到靠近基板210之前施加粘合剂。然而，该技术通常导致粘合剂在形成接头之前远离接头向外流动，从而弱化了部件220和基板210之间的粘合剂接合。使用磁性低粘度粘合剂的技术使得能够在一个位置(诸如接头410)处分配粘合剂，并且随后在粘合剂由于磁场而被影响到粘合接头的最终位置之前将粘合剂移动到第二位置。与常规技术相比，该技术浪费更少的粘合剂并且/或者获得更强的粘合剂接合。
59.图5示出了根据一些实施方案的用于固化磁性粘合剂的技术。应当理解，磁性粘合剂100包括液体粘合剂110和磁性颗粒120。此外，一些类型的粘合剂在高温下固化，这类粘合剂可被称为热固性粘合剂。然而，当固化这些粘合剂时可能需要仔细，以免损坏基板210和/或部件220。
60.在一些实施方案中，基板210和部件220由材料诸如塑料形成。将热量施加到组件以固化粘合剂100可导致基板210和/或部件220的变形或脱色。因此，期望能够加热粘合剂而不加热周围物体。由于磁性粘合剂100中的磁性颗粒120的性质，可采用感应加热技术来加热磁性颗粒120，从而向液体粘合剂110提供热量，该热量使得液体粘合剂110固化(例如，凝固)而不加热基板210和部件220。
61.如图5所示，感应加热元件510可以与磁体240一起包括在夹具500中。感应加热元件510可包括导电线圈，该导电线圈能够传输高电流穿过线圈以在线圈外部产生波动磁场。一旦磁性粘合剂100在来自磁体240的磁场的影响下成形，就可以激活感应加热元件510以加热磁性粘合剂100中的磁性颗粒120，从而固化液体粘合剂110。应当理解，当基板210和部件220由与感应加热不相容的材料(例如，塑料、某些金属等)制成时，感应加热元件510不在基板210或部件220中产生热量。
62.虽然在磁性颗粒120中产生的热量通过液体粘合剂110传导到基板210和/或部件220，但是液体粘合剂110的热导率可以远小于基板210和/或部件220的热导率。因此，热量以比将热量从液体粘合剂110传递到周围物体更快的速率在基板210和/或部件220中耗散，这防止基板210和/或部件220经历温度升高到可能损坏基板210和/或部件220的点。
63.在一些实施方案中，感应加热元件510可独立于磁体240利用。换句话讲，用于利用感应加热元件510来固化包括分散在其中的颗粒(这些颗粒与响应于波动磁场而产生热量是相容的)的粘合剂的技术可以与利用磁场来促进粘合剂的运动或流动以影响固化粘合剂的形状分开实施。
64.在其他实施方案中，夹具500可在上述组装过程之后的拆卸过程中使用。在粘合剂100已固化之后，感应加热元件可用于加热磁性颗粒120，从而损坏固化粘合剂中的粘合剂接合并允许拆卸接头。
65.图6a至图6b示出了根据一些实施方案的多层粘合接头。在一些实施方案中，可使用两种或更多种粘合剂来在接头中形成粘合剂接合。应当理解，低粘度粘合剂更有利于将接头填充紧密和形成基板210和部件220之间的接合。然而，低粘度粘合剂可能不会在接头
周围形成粘合剂接合的正确形状，并且/或者粘合剂接合可能干扰靠近接头的其他部件的适配。因此，可使用两种或更多种不同的粘合剂来在接头处形成多层粘合剂接合。
66.例如，如图6a所示，可在接头处施加具有低粘度的第一粘合剂610。可以将磁体放置成靠近接头，并且允许第一粘合剂610固化，从而在第一形状的接头处形成粘合剂接合。如图6b所示，可在接头处施加具有更高粘度的第二粘合剂620。可以将磁体放置成靠近接头，并且允许第二粘合剂620固化，从而在第二形状的接头处形成粘合剂接合，该第二形状覆盖第一粘合剂610的第一形状。应当理解，可针对用第一粘合剂610形成粘合剂接合的第一步骤以及用第二粘合剂620形成粘合剂接合的第二步骤应用不同的磁体240，从而根据两个不同的磁场来形成不同的形状。另选地，可将电磁体放置成靠近接头，并且可通过向电磁体施加不同电流来在电磁体中诱导不同的磁场强度以形成第一粘合剂610和第二粘合剂620的期望形状。
67.应当理解，第一粘合剂610可用于促进部件之间更好的粘合剂接合，而第二粘合剂620可用于提供接头的最终形状，这由于接头的物理形状而提供附加的结构强度。在其中形成接头的最终期望形状所必需的粘合剂的属性不利于在部件和基板之间形成强粘合剂接合的一些情况下，在不使用第一粘合剂610的情况下利用第二粘合剂620来形成接头的最终形状可能是有问题的。
68.图7a至图7b示出了根据一些实施方案的用于将磁性粘合剂100移动到接头中的应用。应当理解，磁场不仅用于在接头处形成成形的粘合剂接合(诸如通过在t接头的一侧或两侧上形成圆角)，而且还用于实现其他的有益结果。例如，如图7a所示，在电子设备的壳体710和显示器组件720之间形成常规搭接接头。壳体710包括靠近壳体中的开口形成的凸缘712。显示器组件720被设计成以粘合方式接合到凸缘。粘合剂可形成液体屏障，该液体屏障使电子设备防水。用于在壳体710和显示器组件720之间形成粘合剂接合的常规技术包括在凸缘712上分配粘合剂730，然后将显示器组件720按压到开口中以压缩凸缘712和显示器组件720之间的粘合剂730。然而，这些技术并不理想，因为粘合剂流由通过将显示器组件720移动到壳体的开口中而引起的压差确定，并且因此粘合剂流可能是不可预测的。例如，粘合剂可流出到电子设备的内部容积中，而不是围绕显示器组件向上流动以填充显示器组件720和壳体710的边缘之间的间隙。
69.如图7b所示，磁性粘合剂730可受到磁场的影响，以围绕显示器组件720向上流动并进入显示器组件720和壳体710之间的间隙中。并非将显示器组件720按压到开口中以使粘合剂基于压差流动，而是可在将磁体240放置成靠近显示器组件720和壳体710之间的间隙的同时，将显示器组件720更温和地移动到开口中。然后，磁性粘合剂730将基于由磁体240产生的磁场的影响而围绕显示器组件720向上流动。使用该技术在显示器组件720和壳体710之间形成的粘合剂接合比使用压差来使粘合剂流动而形成的常规粘合剂接合更均匀，当粘合剂接合也被用于在电子设备的壳体710和显示器组件720之间形成防水密封件时，前者发生泄露的机会更少，密封效果更好。
70.应当理解，如图7a至图7b所示的技术不限于电子设备的壳体和显示器组件之间的接头，但通常适用于在任何两个部件之间形成的接头。此外，本文所述的技术可用于形成由磁场成形的任何粘合剂接合。例如，该技术可应用于消费电子设备、工业设备、机械组件和放置在印刷电路板上的电路部件。例如，磁性粘合剂可用于改善用于将电子部件(诸如电容
器或集成电路封装)以桩接方式固定到pcb的粘合剂接合的强度。这些粘合剂接合的强度的增加可改善设备的电子部件的冲击等级或振动处理。
71.图8示出了根据一些实施方案的便携式电子设备800。如图8所示，便携式电子设备800包括壳体802，该壳体在壳体802的前表面上具有开口。显示器组件804设置在壳体802中的开口中。显示器组件804可包括用于呈现视觉信息的装置，诸如液晶显示器(lcd)元件层或有机发光二极管(oled)层。显示器组件804还可包括用于检测显示器组件804的表面上的触摸输入的触摸传感器，诸如电容式触摸传感器。
72.在一些实施方案中，便携式电子设备800包括覆盖在显示器组件804的顶表面上的保护性覆盖件。保护性覆盖件可包括玻璃层。便携式电子设备还可包括输入元件806，诸如按钮或触敏表面。输入元件806可通过保护性覆盖件的开口来触及。
73.便携式电子设备800可采用平板电脑或移动电话(例如，蜂窝电话)的形式。在一些实施方案中，便携式电子设备800的壳体802包括在壳体802的前开口内的凸缘，诸如凸缘712。可使用上文参考图7a和图7b所述的技术以使磁性粘合剂730流入壳体802和显示器组件804之间的间隙中来将显示器组件804接合到凸缘。
74.图9a至图9b示出了根据一些实施方案的利用无紧固件式固定机构的膝上型计算机900。如图9a所示，膝上型计算机900包括顶部部分902和基座部分904。顶部部分902包括具有开口的壳体。显示器组件906固定在包括在顶部部分902中的壳体的开口中。基座部分904包括限定内部容积的壳体。膝上型计算机900的功能部件(包括但不限于处理器、存储器、天线、射频收发器、储能设备、一个或多个印刷电路板等)可固定在内部容积内。基座部分904还可包括输入设备诸如键盘和/或触控板，这些输入设备固定到壳体并且可通过基座部分904的顶表面触及。
75.在组装期间，功能部件通常固定在基座部分904的壳体内，然后将覆盖件紧固到壳体上以将开口封闭到内部容积中以保护设置在其中的功能部件。当顾客作出购买决定时，膝上型计算机的外观和触感可能是重要的决定因素。因此，膝上型计算机制造商的一个目标可以是改善膝上型计算机的工业设计。可改善工业设计的一种方式是从壳体的外表面移除可见紧固件的量。
76.如图9b所示，使用无紧固件式固定机构将部件914固定到膝上型计算机900的基座部分904的壳体910的内部容积内的支撑结构912。在一些实施方案中，支撑结构912包括形成于壳体910中的肋。常规来讲，螺钉或其他机械紧固件将用于通过使机械紧固件穿过形成在部件914中的通孔并使机械紧固件与支撑结构912接合来将部件914固定到支撑结构912。相比之下，无紧固件式固定机构将紧固装置包封在部件914的内侧上，使得紧固装置从部件914的外表面不可见。
77.在一些实施方案中，无紧固件式固定机构包括将支撑结构912固定到部件914的固化磁性粘合剂920。磁性粘合剂920在固化之前的特征在于具有分散在液体粘合剂材料内的铁磁性颗粒，这些铁磁性颗粒具有有助于促进液体粘合剂材料根据磁场流动的尺寸和形状。磁性粘合剂920可类似于上述磁性粘合剂100。在组装期间放置在壳体910的表面上的磁体940产生靠近部件914和支撑结构912之间的接头的磁场。固化磁性粘合剂920在部件914和支撑结构912之间的接头的至少一侧上形成圆角。
78.在部件914和支撑结构912之间形成的接头可被替换，可能很显著地从部件914和
壳体910之间的接缝替换，该接缝从部件914的外表面可见。因此，在将部件914带到靠近壳体910之前，将磁性粘合剂920分配在部件914的内表面上。可在将部件914带到靠近壳体910之后将磁体940放置在壳体910上。另选地，可在将部件914带到靠近壳体910之前已将磁体940保持在适当位置。
79.应当理解，固化磁性粘合剂920在部件914和支撑结构912之间的接头的至少一侧上形成圆角。圆角的形状取决于由磁体940产生的磁场的强度、以及磁体940相对于接头的位置和壳体910、支撑结构912和部件914以及靠近接头定位的任何其他部件(诸如功能部件960)的材料。可以调整磁场以获得期望的圆角形状。期望的圆角形状可被设计成适应接头周围的附加部件。例如，功能部件960可以是触控板部件，其靠近支撑结构912固定到壳体910。因此，应当调整圆角的形状以防止干扰功能部件960，包括防止将功能部件960意外地粘附到支撑结构，这可能使得更难以维修膝上型计算机900。
80.在一些实施方案中，部件914和壳体910之间的接缝也可用磁性粘合剂930密封。类似于图7a至图7b中描述的过程，可将磁性粘合剂930分配在壳体910的表面上，然后通过靠近接缝将磁铁950放置成靠近部件914和/或壳体910的外表面来使其流入接缝。一旦被固化，磁性粘合剂930就可形成阻挡液体进入壳体910的内部容积的屏障。
81.应当理解，在其他实施方案中，固定到支撑结构912的部件914可通过紧固到壳体910的单独覆盖件包封在壳体910的内部容积内。换句话讲，固定到支撑结构912的部件914可为在膝上型计算机900的任何外表面上不可见的内部部件。在其他实施方案中，部件914可包括固定到膝上型计算机900的顶部部分902的壳体的显示器组件906。
82.图10是根据一些实施方案的用于在电子设备的壳体的部件之间的接头处形成粘合剂接合的方法1000的流程图。可使用包括磁性元件和任选的感应加热元件的夹具来实现方法1000。在一些实施方案中，可使用由控制系统控制的一个或多个致动器使夹具自动化。
83.在1002处，将粘合剂施加到基板上对应于形成在基板和部件之间的接头的位置处。粘合剂包括分散在其中的磁性颗粒。在一些实施方案中，粘合剂处于液态，其粘度足以使粘合剂能够响应于磁性颗粒在磁场影响下表现的运动而流动。
84.在1004处，将磁性元件放置成靠近接头以产生磁场。磁场与粘合剂中的磁性颗粒相互作用以使粘合剂沿对应于磁场的方向流动。在一些实施方案中，磁性元件是永磁体。在其他实施方案中，磁性元件是电磁体。
85.在1006处，在磁场的影响下固化粘合剂。粘合剂从液态转变为固态以在接头处形成粘合剂接合，粘合剂接合的形状至少部分地由靠近接头的磁场的强度和取向确定。
86.图11是根据一些实施方案的用于使用磁场来影响磁性物质的方法1100的流程图。可用在液态下可转变为固态并且表现出足以响应于分散在液体物质中的磁性颗粒的运动而促进液体物质的受控流动的特性的任何液体物质来实践方法1100。
87.在1102处，将包括磁性颗粒的物质分配到基板上。在一些实施方案中，该物质以液态分配，并且在液态下表现出至少10,000cp的粘度。该物质可包括浓度为至少20重量％的铁磁性颗粒，这些颗粒的主尺寸为长度小于200微米。
88.在1104处，提供磁场以使物质从第一位置流动到第二位置。物质在由分散在物质中的磁性颗粒经受的吸引力的影响下朝向磁场源流动，该吸引力使得磁性颗粒更朝向磁场源。
89.在1106处，物质在磁场的影响下经历从液态到固态的转变。在一些实施方案中，状态转变是通过向物质引入辐射(例如，uv光)或热量引起的。在其他实施方案中，状态转变在暴露于环境(例如，空气)之后的一段时间内发生或响应于物质的组分之间发生的自然化学反应而发生。在一些实施方案中，一旦物质到达胶凝点(其中物质的聚合物中的交联导致液体粘度显著增加)，就可减少或移除磁场。
90.可单独地或以任何组合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施所述实施方案的各个方面。所述实施方案还可实施为在非暂态计算机可读介质上的计算机可读代码。非暂态计算机可读介质为可存储数据的任何数据存储设备，该数据之后可由计算机系统读取。非暂态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设备。非暂态计算机可读介质也可分布在网络耦接的计算机系统上，使得计算机可读代码以分布方式存储和执行。
91.为了说明的目的，前述描述使用具体命名以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，不需要具体细节即可实践所述实施方案。因此，具体实施方案的前述描述被呈现用于例示和描述的目的。前述描述不旨在为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，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。
技术特征：1.一种电子设备，包括：基板；部件，所述部件具有第一接合表面和第二接合表面，所述部件通过多层粘合接头被固定到所述基板；第一磁性粘合剂，具有：(i)第一磁性颗粒的第一有序布置，以及(ii)根据所述第一有序布置的第一形状，使得所述第一磁性粘合剂与所述第一接合表面和所述基板接合接触，以及第二磁性粘合剂，具有：(i)第二磁性颗粒的第二有序布置，以及(ii)根据所述第二有序布置的第二形状，使得所述第二磁性粘合剂覆盖所述第一磁性粘合剂、所述基板和所述第二接合表面，并与所述第一磁性粘合剂、所述基板和所述第二接合表面接合接触。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一磁性颗粒和所述第二磁性颗粒包括铁磁性颗粒，并且其中：(i)所述第一有序布置包括所述第一磁性颗粒以根据所述第一形状的方式而被线性布置和分布，并且(ii)所述第二有序布置包括所述第二磁性颗粒以根据所述第二形状的方式而被线性布置和分布。3.根据权利要求1所述的电子设备，其中当所述第二磁性粘合剂处于未固化状态并且所述第二磁性颗粒经受具有磁场线的磁场时，所述第二磁性颗粒被驱使根据所述磁场线来运动以形成所述第二有序布置，使得所述第二磁性粘合剂呈现所述第二形状。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中：所述第一磁性粘合剂包括第一粘度，并且所述第二磁性粘合剂包括不同于所述第一粘度的第二粘度。5.根据权利要求3所述的电子设备，其中所述第二磁性粘合剂在未固化状态下包括粘度在10,000至30,000厘泊范围内的液体聚合物。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一磁性粘合剂沿所述第一接合面延伸至第一高度，并且所述第二磁性粘合剂沿所述第一接合面延伸至不同于所述第一高度的第二高度。7.一种电子设备，包括：顶部部分，所述顶部部分包括显示器组件；以及基座部分，与所述顶部部分耦合，所述基座部分包括：第一壳体部件；从所述第一壳体部件延伸的支撑布置；以及第二壳体部件，通过磁性粘合剂被接合到所述支撑布置，所述磁性粘合剂具有线性排列和分布的磁性颗粒，使得所述磁性粘合剂具有形状并且覆盖所述支撑布置和所述第二壳体部件，并且与所述支撑布置和所述第二壳体部件接合接触。8.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁性粘合剂包括分散在非磁性液体聚合物中的磁性颗粒，并且其中所述磁性粘合剂的所述形状是基于所述磁性颗粒(i)与磁场线对齐并且(ii)根据外磁场提供的磁场强度而分布。9.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁性颗粒包括铁磁性金属。10.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁性颗粒包括以铁磁性金属涂覆的非铁磁芯。
11.根据权利要求8所述的电子设备，其中使用感应加热元件在所述磁性颗粒中产生热量来固化所述非磁性液体聚合物。12.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁性粘合剂在所述显示器组件和所述第一壳体部件之间提供防水密封件。13.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述支撑布置被设置在所述第一壳体部件的内部容积内。14.根据权利要求7所述的电子设备，其中所述磁性粘合剂被设置在所述第一壳体部件和所述第二壳体部件之间。15.一种将粘合剂施加到在基板和部件之间形成的接头的方法，所述方法包括：将粘合剂施加到基板上对应于所述接头的位置处，其中所述粘合剂包括分散在其中的磁性颗粒；将磁性元件放置成靠近所述接头以产生磁场，所述磁场与所述粘合剂中的所述磁性颗粒相互作用以使所述粘合剂在对应于所述磁场的方向上流动；以及在所述磁场的影响下固化所述粘合剂。16.根据权利要求15所述的方法，还包括一旦所述粘合剂到达胶凝点就移除所述磁性元件。17.根据权利要求15所述的方法，还包括调节由所述磁性元件产生的所述磁场的强度，所述磁场对应于在所述接头处的所述粘合剂的期望形状。18.根据权利要求15所述的方法，其中所述磁性元件包括永磁体。19.根据权利要求15所述的方法，其中所述磁性元件包括电磁体。20.根据权利要求15所述的方法，其中固化所述粘合剂包括使用感应加热元件来加热所述磁性颗粒。
技术总结本发明题为“使用磁场来增加粘合接头的接合区域”。本专利申请涉及使用磁性粘合剂来连接部件的组装技术。提供了包括磁性颗粒的液体粘合剂，所述液体粘合剂具有允许所述粘合剂在固化之前在磁场的影响下流动的足够属性。用于连接部件的方法包括以下步骤：将粘合剂施加到基板上对应于接头的位置处；将磁性元件放置成靠近所述接头以产生磁场，所述磁场与所述粘合剂中的所述磁性颗粒相互作用以使所述粘合剂在对应于所述磁场的方向上流动；以及在所述磁场的所述影响下固化所述磁性粘合剂。用于连接部件的组装夹具包括磁性元件和任选的感应加热元件。所述组装技术可用于由两个或更多个部件形成电子设备的壳体。件形成电子设备的壳体。件形成电子设备的壳体。
技术研发人员：J
受保护的技术使用者：苹果公司
技术研发日：2019.05.27
技术公布日：2022/11/1
