本申請根據(jù)35 U.S.C.§119要求2014年8月12日提交的美國臨時申請系列號62/036320以及2014年3月14日提交的美國臨時申請系列號61/953019的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，且依賴于各自的內(nèi)容并通過引用將其內(nèi)容整體結(jié)合于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及嵌入玻璃中的傳感器及其制造過程，且更具體地涉及具有嵌入玻璃襯底中的傳感器元件的電子設(shè)備的蓋組件。

背景技術(shù)：

存在對將諸如指紋傳感器之類的傳感器元件結(jié)合到具有觸摸屏的電子設(shè)備(諸如蜂窩電話、平板電腦和筆記本)中的增長的需求。傳感器元件對于消費者來說可以是方便的并且有用的。例如，指紋傳感器是有利的，因為它們增加了超出密碼保護的額外的安全層，使得如果你的設(shè)備被偷，小偷在沒有你的指紋的情況下，不能夠獲得對存儲在該設(shè)備中的你的個人信息的訪問。

許多具有觸摸屏的電子設(shè)備具有由玻璃制成的保護蓋。將諸如指紋傳感器之類的傳感器元件結(jié)合到此類設(shè)備的挑戰(zhàn)是，如果傳感器元件被放置在蓋玻璃下面，那么如果蓋玻璃太厚的話，傳感器的靈敏度和分辨率是不足的。由此，存在將傳感器元件嵌入保護蓋玻璃內(nèi)的需求，使得蓋玻璃的厚度不影響傳感器元件的靈敏度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本公開的一個實施例是電子設(shè)備的蓋組件，該蓋組件包括：包括第一表面、與第一表面相對的第二表面、以及第一表面中的開口的襯底；包括第一側(cè)以及與第一側(cè)相對的第二側(cè)的傳感器元件，其中傳感器元件嵌入所述開口中，使得傳感器元件的第一側(cè)與襯底的第一表面齊平；在襯底中的開口的周界(perimeter)與傳感器元件的第一側(cè)的周界之間的間隙；以及設(shè)置在間隙中的聚合材料，使得聚合材料與傳感器元件的第一側(cè)以及襯底的第一表面齊平。

在一些實施例中，傳感器元件可包括從包括玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷以及聚合材料的組中選取的襯底。在一些實施例中，傳感器元件襯底具有表面，該表面是傳感器元件的第一側(cè)。在一些實施例中，傳感器元件襯底具有多個延伸穿過它的通孔(via hole)。該通孔在形狀上可基本為矩形或基本為圓形。該通孔可由傳導元件填充，其中傳導元件可為導電或?qū)岬摹?/p>

在一些實施例中，在傳感器元件襯底的表面上設(shè)置耐磨層。在一些實施例中，傳感器元件進一步包括連接至傳感器元件襯底的與傳感器元件的第一側(cè)相對的表面的電路組件。在一些實施例中，傳感器元件為指紋傳感器。在一些實施例中，傳感器元件襯底是與襯底不同的顏色。在一些實施例中，所述聚合材料具有與襯底基本相同的折射率。

在一些實施例中，傳感器元件包括傳輸光的衍射光學元件。在其他的實施例中，傳感器元件包括由傳導聲波的光纖形成的多個波導。

本公開的又一實施例是包括上述蓋組件的電子設(shè)備。

本公開的再進一步實施例是用于制造電子設(shè)備的蓋組件的過程，該過程包括：形成具有第一表面、相對的第二表面以及從第一表面延伸至第二表面的多個通孔的傳感器襯底；用傳導元件填充多個通孔；將傳感器襯底放置在從襯底的第一表面延伸至相對的第二表面的開口中，使得在襯底中的開口的周界與傳感器襯底的第一側(cè)的周界之間存在間隙，其中傳感器襯底的第一表面與襯底的第一表面齊平，以及用聚合材料填充間隙，使得聚合材料與傳感器襯底的第一側(cè)以及襯底的第一表面齊平。

在一些實施例中，形成傳感器襯底包括：將交替的玻璃板坯(slabs)和犧牲玻璃板坯的組件放置在兩個玻璃板之間，以形成預(yù)制件；牽拉所述預(yù)制件穿過加熱區(qū)以重新拉制(redraw)預(yù)制件，其中預(yù)制件被成比例地收縮；以及在重新拉制之后蝕刻犧牲玻璃板坯以形成多個通孔。在一些實施例中，可在蝕刻犧牲玻璃板坯之前執(zhí)行以下步驟：將多個收縮的預(yù)制件放置在兩個玻璃板之間，以形成第二預(yù)制件；牽拉第二預(yù)制件穿過加熱區(qū)，以重新拉制第二預(yù)制件，其中第二預(yù)制件被成比例地收縮。在一些實施例中，犧牲玻璃板坯具有與玻璃板坯以及玻璃板不同的成分，且其中犧牲玻璃板坯在蝕刻溶液中比玻璃板坯以及玻璃板更快溶解。在一些實施例中，玻璃板坯以及玻璃板具有光引發(fā)籽晶，且所述過程進一步包括在重新拉制之后，但在蝕刻犧牲玻璃之前光引發(fā)所述籽晶，以形成玻璃陶瓷傳感器襯底。

在一些實施例中，形成傳感器襯底包括在所述多個通孔中的每一個的期望位置中跨傳感器襯底平移脈沖激光，以形成激光損壞區(qū)域；以及蝕刻激光損壞區(qū)域以形成多個通孔。

以下的詳細描述將闡述附加的特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點部分地對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說根據(jù)該描述將是顯而易見的，或者通過實施本文所述的實施例可認識到，包括以下詳細描述、權(quán)利要求書以及附圖。

應(yīng)當理解的是，以上一般描述和以下詳細描述兩者僅僅是示例性的，并旨在提供用于理解權(quán)利要求本質(zhì)和特性的概觀或框架。各個附圖被包括以提供進一步理解，各個附圖被收入并構(gòu)成本說明書的一部分。附圖示出一個或多個實施例，并與說明書一起用來解釋各實施例的原理和操作。

附圖說明

圖1是具有帶有嵌入的傳感器元件的蓋組件的示例性電子設(shè)備的俯視圖；

圖2A是圖1的示例性電子設(shè)備沿著A-A線取得的第一示例性截面圖。

圖2B是圖1的示例性電子設(shè)備沿著A-A線取得的第二示例性截面圖。

圖3是圖1的示例性傳感器元件的俯視圖。

圖4是替代的示例性傳感器元件的俯視圖。

圖5是具有通過激光損壞和蝕刻過程形成的通孔的傳感器襯底陣列的俯視圖。

圖6A-6C示出在形成具有通孔的傳感器襯底的重新拉制過程期間形成的示例性預(yù)制件。

圖7是將傳感器元件定位在蓋襯底的開口中使用的示例性組件的透視圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將具體參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。在可能時，將在所有附圖中使用相同的附圖標號來指示相同或類似的部件。

將傳感器元件結(jié)合到具有帶有保護玻璃蓋的觸摸屏的電子設(shè)備內(nèi)造成一些挑戰(zhàn)。例如，傳感器元件通常被定位在保護玻璃下面，以保護傳感器元件免受損壞。然而，這降低了傳感器元件的靈敏度和分辨率。而且，在一些實例中，如果覆蓋傳感器元件的玻璃太厚的話，那么傳感器元件將不會正確地工作。例如，對于電容性指紋傳感器，傳感器靈敏度隨著覆蓋它的玻璃襯底的厚度迅速地降低。玻璃厚度對于傳感器在減弱的能力中運行將需要小于200μm，且對于最好的性能將需要小于5μm。然而，具有小于5μm的厚度的蓋玻璃將在耐損壞方面不會提供最好的保護。

上述問題的一種解決方案是將傳感器元件嵌入蓋玻璃內(nèi)，使得傳感器元件與蓋玻璃的外表面齊平。如本文所使用的，當表面中的每個的平面彼此偏移200微米或更少時，兩個表面互相齊平。圖1和圖2示出了具有蓋組件12的電子設(shè)備10的示例性實施例，該蓋組件具有嵌入在蓋襯底16中的傳感器元件14。在一些實施例中，蓋襯底16可以是玻璃。蓋襯底16可具有外表面18，該外表面18形成電子設(shè)備10的外部，以及內(nèi)表面20，該內(nèi)表面20面向電子設(shè)備10的內(nèi)部。蓋襯底16在外表面18中可具有開口22。在一些實施例中，例如在圖2A中所示，開口22可從蓋襯底16的外表面18延伸至蓋襯底16的內(nèi)表面20。

具有第一側(cè)24以及相對的第二側(cè)26的傳感器元件14可被定位在蓋襯底16的開口22中。在一些實施例中，傳感器元件14的第一側(cè)24與蓋襯底16的外表面18齊平。如圖2A中所示，傳感器元件14的第一側(cè)24可跨第一側(cè)24的整個寬度與蓋襯底16的外表面18齊平(例如，傳感器元件14的第一側(cè)24可與蓋襯底16的外表面18共面)。在一些實施例中，傳感器元件14的第一側(cè)24的周界與開口16的周界之間可存在間隙。在一些實施例中，間隙的尺寸可在從大約0.1mm到大約0.5mm的范圍內(nèi)。在一些實施例中，間隙的尺寸可以是大約0.1mm、大約0.2mm、大約0.3mm、大約0.4mm或大約0.5mm。可在間隙中設(shè)置聚合材料28，以提供沖擊吸收，并藉此將傳感器元件14與蓋襯底16機械地隔離，以防止或最小化傳感器元件14與蓋襯底16之間的界面處的應(yīng)力集中。在一些實施例中，聚合材料28可以是彈性粘合劑。在一些實施例中，聚合材料28可以是硅基材料、聚氨酯基材料或者丙烯酸鹽基材料。在一些實施例中，聚合材料28可以是，例如，硅樹脂基太陽牌(Permatex)81730或丙烯酸鹽基樂泰(Loctite)37613。在一些實施例中，聚合材料28可具有500Mpa或更小、50MPa或更小、5Mpa或更小、或0.5MPa或更小的彈性模量。在一些實施例中，聚合材料28可具有與蓋襯底16的折射率匹配或基本相同的折射率。在一些實施例中，聚合材料28被設(shè)置在間隙中，使得聚合材料與傳感器元件14的第一側(cè)24以及蓋襯底16的外表面18齊平。

在一些實施例中，傳感器元件14可包括但不限于：指紋傳感器、溫度計、脈動血氧計、壓力傳感器或者基于光學的傳感器。傳感器元件14可包括傳感器襯底30與電路組件32。傳感器襯底30可具有第一表面34(該第一表面可與傳感器元件14的第一側(cè)相同)以及相對的第二表面36。傳感器襯底30可以是合適的材料，包括但不限于玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、硅或聚合材料。在一些實施例中，傳感器襯底30可包括涂層或?qū)?，例如，藍寶石層或金剛砂膜。在一些實施例中，傳感器襯底30可具有從第一表面34延伸至第二表面36的通孔38的陣列。通孔38的示例性布置在圖3和圖4中示出。在一些實施例中，布置通孔38使得有大約700dpi、大約600dpi、大約500dpi或大約400dpi的分辨率。通孔38可按需成形，以最大化分辨率和/或信噪比。例如，通孔38可如圖3所示的在形狀上基本為圓形，或可如圖4所示的在形狀上基本為矩形。如下討論的，用于最大化通孔的分辨率和/或信噪比的方法包括但不限于激光損壞以及蝕刻過程或重新拉制過程。

可用傳導元件40來填充通孔38，傳導元件40諸如金屬，包括但不限于錫(例如，焊料)、銅、金、銀、鉑、鎢或它們的合金。在一些實施例中，傳導元件40可以是導電的、導熱的或者它們的組合。在一些實施例中，傳導元件40可將能量從傳感器襯底的第一表面34(其也是傳感器元件14的第一側(cè)24)傳輸至電路組件32，該電路組件32被連接至傳感器襯底30的第二表面36。電路組件32可依賴于特定類型的傳感器而變化，并可包括本領(lǐng)域已知的電路組件。而且，電路組件32可通過本領(lǐng)域已知的手段被連接至傳感器襯底30。通孔38與傳導元件40在傳感器襯底的第一表面34(其也是傳感器元件14的第一側(cè)24)處的存在意味著通孔38以及傳導元件40與蓋襯底16的外表面18齊平。由此，傳導元件40可直接暴露于它們在不存在上方的保護玻璃層的情況下傳輸?shù)哪芰吭?。因此，電子設(shè)備10的厚度可被最小化，且傳感器元件14可在沒有保護玻璃層干擾的情況下正確地工作。

在一些實施例中，傳感器元件14的厚度可大于蓋襯底16的厚度。在這樣的實施例中，傳感器襯底30可具有與蓋襯底16基本相同的厚度，且電路組件32不在開口22中。在其他的實施例中，傳感器元件14具有與蓋襯底16的厚度基本相同的厚度。在一些實施例中，傳感器襯底30可具有小于蓋襯底16的厚度的厚度，且電路組件32的一部分可存在于開口22中，并且一部分可延伸超出蓋襯底16的內(nèi)表面。

在一些實施例中，傳感器襯底30可以是不透明的，使得電路組件32通過傳感器襯底30是不可見的。在一些實施例中，傳感器襯底30可以是不透明的陶瓷或玻璃陶瓷。在一些實施例中，傳感器襯底30可以是著色(tinted)玻璃或染色(dyed)玻璃。襯底30是不透明的另一個好處是它可使得傳感器元件對用戶可見，因為它是與蓋襯底16不同的顏色。在一些實施例中，傳感器襯底30可被成形為指示哪個方向來刷掃(swipe)傳感器元件14以便激活它，例如，以箭頭的形狀。

在一些實施例中，傳感器元件14可以是背光照明的，以突出傳感器元件14位于蓋組件12中的什么地方。在一些實施例中，如例如在圖2A和圖2B中所示，發(fā)光膜33可被定位在聚合材料28的下面以提供背光照明。在這樣的實施例中，發(fā)光膜33可延伸在聚合材料28的下面以及蓋襯底16的內(nèi)表面20的一部分和傳感器襯底30的第二表面26的一部分的下面。發(fā)光膜33可以是將發(fā)射將傳輸穿過聚合材料28使得可從蓋襯底16的外表面18看見它的光的任何合適的材料。合適的材料包括但不限于無機電致發(fā)光膜、有機電致發(fā)光膜以及有機發(fā)光二極管(OLED)膜。在一些實施例中，發(fā)光膜33可以是具有或不具有用于改變顏色的添加的熒光粉的藍色電致發(fā)光膜。在一些實施例中，聚合材料28可用光散射顆?；蚬馍⑸渲樽?bead)來填充。例如，在一些實施例中，聚合材料28可包括具有與聚合材料28不同的折射率的透明的珠子或顆粒。在其他實施例中，聚合材料28可包括在吸收從發(fā)光膜33發(fā)射的光之后發(fā)射期望的顏色的熒光珠子或顆粒。在一些實施例中，發(fā)光膜33可電連接至電路組件32，使得電路組件32可控制發(fā)光膜33的開/關(guān)狀態(tài)。在一些實施例中，電路組件32可包括用于使發(fā)光膜33脈動(pulsing)或閃爍(flashing)的控制。

用于制造具有嵌入的傳感器元件14的電子設(shè)備10的蓋組件12的過程可包括準備具有通孔38的傳感器襯底30、用傳導元件40填充通孔38、將電路組件32附連至傳感器襯底30以形成傳感器元件14、將傳感器元件14置于蓋襯底16的開口22中、以及用聚合材料28填充開口22的周界與傳感器元件14的周界之間的間隙。上述只是制造蓋組件的示例性步驟的列表，并可包括額外或更少的步驟。

在一些實施例中，可使用激光損壞以及蝕刻過程形成具有通孔38的傳感器襯底30。在這樣的實施例中，可在單個板42上形成多個具有通孔38的傳感器襯底，如例如在圖5中所示?？墒褂眉す鈸p壞以及蝕刻過程形成通孔38，諸如在2013年11月27日提交的美國專利申請No.:14/092,544中所描述的過程，其通過引用被整體結(jié)合于此。簡言之，可跨板42平移脈沖激光光束以在板42中對應(yīng)于需要通孔38的地方的區(qū)域上創(chuàng)建激光損壞。隨后，激光損壞的區(qū)域可被蝕刻以形成通孔38。在一些實施例中，如果傳感器襯底30是玻璃，那么板42是玻璃。在其他實施例中，如果傳感器襯底30是玻璃陶瓷，那么板42處于玻璃狀態(tài)以用于激光損壞以及蝕刻過程，且隨后可使用已知技術(shù)接著被陶瓷化以形成玻璃陶瓷。圖3示出使用激光損壞以及蝕刻過程形成的具有通孔38的示例性傳感器襯底30。在一些實施例中，激光損壞與蝕刻過程可導致圓形的過孔(vias)。在一些實施例中，過孔可具有大約40m的直徑。在一些實施例中，通孔38可具有50μm的中心到中心間距，以實現(xiàn)500dpi的分辨率，或62.5μm的中心到中心間距，以實現(xiàn)400dpi的分辨率。

在一些實施例中，激光損壞與蝕刻過程可包括使用反應(yīng)離子蝕刻來在傳感器襯底30的第一表面34上精確蝕刻淺鋸齒形缺口(indent)37的第一步驟，如例如在圖2B中所示。隨后，傳感器襯底30可在每個鋸齒形缺口37的中心處被激光損壞。下一步，激光損壞的區(qū)域可被蝕刻以形成通孔38。在這樣的實施例中，鋸齒形缺口37的周界可大于通孔38的周界，且鋸齒形缺口37相比通孔38可在一起間隔更靠近。

在其他實施例中，可使用重新拉制過程形成具有通孔38的傳感器襯底30。在這樣的實施例中，可形成預(yù)制件，其中玻璃和犧牲玻璃的交替板坯被放置在兩個玻璃板之間。在一些實施例中，玻璃板坯以及犧牲玻璃板坯具有相同的長度和高度，但是具有不同的寬度。在一些實施例中，犧牲玻璃板坯的寬度小于玻璃板坯的寬度。在一些實施例中，玻璃板坯的寬度可小于犧牲玻璃板坯的寬度。隨后可使用傳統(tǒng)技術(shù)重新拉制預(yù)制件，例如通過牽拉所述預(yù)制件穿過加熱區(qū)以形成收縮的預(yù)制件。重新拉制過程成比例地收縮所述預(yù)制件。在一些實施例中，重新拉制比例可為5倍縮小、10倍縮小、15倍縮小或20倍縮小。例如，如果預(yù)制件測得為80mm乘200mm，且重新拉制比例為20，那么收縮的預(yù)制件將測得為4mm乘10mm。在一些實施例中，收縮的預(yù)制件中的犧牲玻璃可被蝕刻掉以形成通孔。在一些實施例中，蝕刻過程可包括將收縮的預(yù)制件放置在蝕刻溶液中，以蝕刻掉或溶解犧牲玻璃。蝕刻溶液可以是酸溶液。在一些實施例中，犧牲玻璃具有與玻璃板坯以及玻璃板不同的成分。例如，犧牲玻璃在蝕刻溶液中可比玻璃板坯以及玻璃板更快溶解。例如，在美國專利No.4102664、5342426以及5100452中教示了具有不同溶解速率的玻璃成分的示例，它們中的每個通過引用被整體結(jié)合于此。在這樣的實施例中，收縮的預(yù)制件可在未掩蔽玻璃板坯以及玻璃板的情況下被放置在蝕刻溶液中，因為犧牲玻璃將在玻璃板坯與玻璃板的顯著蝕刻可發(fā)生之前被蝕刻掉。

在一些實施例中，玻璃板坯和玻璃板可包括光引發(fā)籽晶。在這樣的實施例中，在重新拉制過程之后，但在蝕刻掉犧牲玻璃以形成通孔之前，可使傳感器襯底暴露于光，以激活光引發(fā)籽晶來將玻璃轉(zhuǎn)變成玻璃陶瓷。

在一些實施例中，取決于期望的通孔尺寸，可多次執(zhí)行預(yù)制件組裝及重新拉制過程。例如，在形成多個收縮的預(yù)制件之后，收縮的預(yù)制件可隨后被端至端組裝，并被放置在兩個玻璃片之間，并且再次經(jīng)受重新拉制過程以形成第二預(yù)制件。在這樣的實施例中，犧牲玻璃可在最終的重新拉制過程之后被蝕刻掉。在一些實施例中，在執(zhí)行最后的重新拉制過程之前，可用四個玻璃片在頂部，底部，左側(cè)以及右側(cè)上(每一側(cè)上一個)包圍收縮的預(yù)制件的組件，而非在兩個玻璃片之間。

圖6A-6C示出包括三個重新拉制步驟的示例性重新拉制過程。圖6A示出第一預(yù)制件44，該第一預(yù)制件44包括夾在兩個玻璃片50之間的交替的玻璃板坯46與犧牲玻璃板坯48的組件。在一些實施例中，八個玻璃板坯46與八個犧牲玻璃板坯可被組裝在交替的布置中。犧牲玻璃板坯的示例性尺寸可以是8mm寬乘24mm厚，玻璃板坯46的示例性尺寸可以是2mm寬乘24mm厚，且玻璃片50的示例性尺寸可以是80mm寬乘32mm厚。這導致第一預(yù)制件為80mm寬乘32mm厚?？墒沟谝活A(yù)制件44經(jīng)受重新拉制過程并收縮以形成收縮的第一預(yù)制件52。在一些實施例中，重新拉制比例可以是8，使得第一預(yù)制件從80mm寬乘32mm厚成比例地收縮到10mm寬乘4mm厚。圖6B示出包括在兩個玻璃片56之間端至端布置的收縮的第一預(yù)制件52的組件的第二預(yù)制件54。在一些實施例中，五個測得為10mm寬乘4mm厚的收縮的第一預(yù)制件52可被組裝在各自為50mm寬乘3mm厚的玻璃片56之間?？墒沟诙A(yù)制件54經(jīng)受重新拉制過程并收縮以形成收縮的第二預(yù)制件58。在一些實施例中，重新拉制比例可以是5，使得測得為50mm寬乘10mm厚的第二預(yù)制件54可被成比例地收縮，使得收縮的第二預(yù)制件58測得為10mm寬乘2mm厚。圖6C示出包括由頂部和底部上的兩個玻璃片62以及在左側(cè)和右側(cè)的兩個玻璃片64界定的收縮的第二預(yù)制件58的組件的第三預(yù)制件60。在一些實施例中，五個測得為10mm寬乘2mm厚的收縮的第二預(yù)制件58可被組裝在頂部和底部上的具有70mm寬乘4mm厚的尺寸的玻璃片62以及在左側(cè)和右側(cè)的具有尺寸10mm寬乘2mm厚的玻璃片64之間?？墒沟谌A(yù)制件60經(jīng)受重新拉制過程并收縮以形成收縮的第三預(yù)制件。在一些實施例中，重新拉制比例可以是5，使得具有70mm寬乘10mm厚的尺寸的第三預(yù)制件60可成比例地收縮，以形成具有14mm寬乘2mm厚的尺寸的第三收縮的預(yù)制件。在一些實施例中，收縮的第三預(yù)制件可被切成薄片，例如，0.6mm厚的薄片。在一些實施例中，收縮的第三預(yù)制件可被切成具有與蓋襯底16相同的厚度的薄片。薄片隨后可被進一步處理以蝕刻掉犧牲玻璃，以創(chuàng)建通孔。在這個示例性過程中，可實現(xiàn)200的總尺寸減小(8X 5X 5)。

圖4示出了具有使用重新拉制過程形成的通孔38的示例性傳感器襯底30。在一些實施例中，重新拉制過程導致了在形狀上基本為矩形的通孔，例如，具有大約40μm的寬度以及至少大約100μm的長度。在一個實施例中，尺寸可以是40μm乘120μm。在一些實施例中，一個通孔的邊緣至相鄰的通孔的邊緣之間的間隙可以是大約10μm。矩形通孔的陣列相對圓形通孔可以是有利的，因為它通過在給定的區(qū)域內(nèi)最大化通孔的集中而增加了信噪比(S/L)。

在一些實施例中，一旦在傳感器襯底30中形成通孔38，可用傳導元件40填充通孔38。如上文所討論的，在一些實施例中，傳導元件40是金屬。在這樣的實施例中，可使用本領(lǐng)域已知的技術(shù)用金屬填充通孔38以形成傳導元件40，所述技術(shù)包括但不限于濺射、電鍍、金屬膏施加、氣相沉積，或者它們的結(jié)合。在一些實施例中，當使用激光損壞以及蝕刻過程來形成通孔時，可從單個襯底板，例如板42，形成傳感器襯底的陣列。在填充通孔之后，可使用本領(lǐng)域已知的切割(dicing)與成形技術(shù)形成各個傳感器襯底。在其他實施例中，當使用重新拉制過程來形成具有通孔的傳感器襯底時，重新拉制的收縮的預(yù)制件可被切成傳感器元件，且可用臨時的熱塑性粘合劑將傳感器元件附連至板，以執(zhí)行蝕刻犧牲玻璃和填充通孔的過程。

在一些實施例中，在用傳導元件40填充通孔38之后，可使用已知技術(shù)拋光傳感器襯底30的第一表面34，以去除從通孔38突出的過量金屬。在一些實施例中，可使用已知技術(shù)給傳感器襯底30的第一表面34涂布耐磨層。在一些實施例中，耐磨層可以是透明的。耐磨層的材料可包括但不限于二氧化硅層或三氧化二鋁層。

可使用傳統(tǒng)技術(shù)來形成電路組件32并將其附連至傳感器襯底30的第二表面36，由此形成傳感器元件14.例如，在一些實施例中，電路組件32的各層可逐層地直接沉積在傳感器襯底30的第二表面36上。在其他的實施例中，電路組件32可與傳感器襯底30分開組裝，并隨后被附連至傳感器襯底30的第二表面36，例如使用導電粘合劑或焊料。

如圖7所示，用于將傳感器元件14定位在蓋組件12中的過程可包括抵靠板66放置蓋襯底16的外表面18。傳感器元件14可被定位在蓋襯底16的開口22中，使得傳感器元件14的第一側(cè)24接觸板66。使蓋襯底16的外表面18以及傳感器元件14的第一表面24接觸板66，如圖7所示，可確保外表面18與第一側(cè)24是齊平的。為了簡單起見，圖7沒有描繪電路組件32。楔子68可被用于將傳感器元件14定位在開口22的中心內(nèi)。接下來，聚合材料28可被分配在傳感器元件14與開口22之間的間隙中。在一些實施例中，合適的壓力可被施加至板66及傳感器元件14，以防止聚合材料28在板66與蓋襯底16之間跑動。隨后，可固化聚合材料28。在一些實施例中，板66可具有防粘涂層(release coating)，以防止聚合材料28附著至板66。在一些實施例中，板66可以是玻璃板。在這樣的實施例中，可將紫外光定位在板66下面，且紫外光可穿過板66以至少部分地固化聚合材料28。在一些實施例中，如果紫外光未完全將聚合材料28固化，那么一旦從板66移除蓋組件12，可加熱聚合材料28，以將聚合材料28完全固化。在一些實施例中，一旦傳感器元件14被放置在蓋組件12中，且聚合材料28被固化，那么可使用標準技術(shù)沉積發(fā)光膜33，所述標準技術(shù)包括但不限于用諸如環(huán)氧樹脂之類的粘合劑粘合。

在一些實施例中，傳感器元件14可以是壓力傳感器。在這樣的實施例中，通孔38未被填充。在一些實施例中，未在傳感器襯底30中形成通孔。例如，傳感器元件14可以是基于光學的傳感器，并包括傳輸光的衍射光學元件。在一些實施例中，傳感器元件14可以是脈動血氧計，且傳感器襯底30可以是透射玻璃。

在一些實施例中，傳感器元件14可以是垂直于傳感器元件的與蓋襯底16的外表面18齊平的那側(cè)的傳導超聲波或聲波的波導束。在這樣的實施例中，具有多個光纖的光纖束可被形成為期望的形狀，并被切成用于傳感器元件14的期望的厚度。所切的光纖束可被放置在蓋襯底16的開口22中，且所切的光纖束的周界與開口之間的間隙可由聚合材料28填充。光纖可用作波導。在一些實施例中，光纖束中的每根光纖可具有芯以及圍繞芯的包層。在一些實施例中，芯可具有比包層更高的剪切波傳播速度。在一些實施例中，光纖束可由不同玻璃的組合或由不同聚合物的組合制成。在一些實施例中，包層可以是玻璃，且芯可以是聚合物。

在一些實施例中，通孔或波導可被布置在一行或兩行中，以形成刷掃傳感器，使得由用戶跨通孔或波導的行(多行)刷掃他的手指來激活傳感器。在其他的實施例中，通孔或波導可被布置在多個行和列的矩陣中，例如，在5乘5矩陣中，以形成區(qū)域傳感器。

如上文所討論的，本文公開的是電子設(shè)備的蓋組件，該蓋組件克服了將傳感器元件結(jié)合到具有觸摸屏的電子設(shè)備中的挑戰(zhàn)，其中，傳感器元件被嵌入蓋玻璃組件中的開口中，使得傳感器元件與蓋玻璃組件的外表面齊平。這允許傳感器元件中的傳導元件處于觸摸屏的表面處。本文還公開了用于形成以提高通孔的分辨率和/或信噪比的方式在傳感器元件中使用的傳感器襯底的激光損壞與蝕刻的方法以及重新拉制的方法。

對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是在不背離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可作出各種修改和變化。