總體上,本發(fā)明涉及電子相關(guān)器件、結(jié)構(gòu)以及制造方法。特別地,但不排外地,本發(fā)明涉及提供一種集成多層結(jié)構(gòu),該集成多層結(jié)構(gòu)包括布置在基板膜上的多個(gè)電子部件和設(shè)置在膜上的模塑(molded)層。
背景技術(shù):
1、通常,在電子器件和電子產(chǎn)品的背景下,存在各種不同的層疊組件和結(jié)構(gòu)。
2、電子器件與相關(guān)商品的集成背后的動(dòng)機(jī)可能如同相關(guān)使用背景一樣多樣化。當(dāng)所得方案最終呈現(xiàn)出多層性質(zhì)時(shí),比較常見的是追求小型化、輕質(zhì)化、材料節(jié)省、成本節(jié)省、性能增加或者僅僅是部件的有效填充。進(jìn)而,相關(guān)聯(lián)的使用情景可涉及產(chǎn)品包裝或食物外殼、設(shè)備殼體的視覺設(shè)計(jì)、可佩戴電氣器件、個(gè)人電子設(shè)備、顯示器、檢測(cè)器或傳感器、車輛內(nèi)部、天線、標(biāo)簽、車輛電子器件等。
3、電子器件(諸如,電子部件、ic(集成電路)、以及導(dǎo)體)通??赏ㄟ^(guò)多種不同的技術(shù)設(shè)置到基板元件上。例如,制成的電子器件(諸如,各種表面安裝器件(smd))可安裝在基板表面上,基板表面最終形成多層結(jié)構(gòu)的內(nèi)部或外部相接層。另外,落入術(shù)語(yǔ)“印刷電子器件”之下的技術(shù)可用于實(shí)際直接產(chǎn)生電子器件并且實(shí)質(zhì)上添加于相關(guān)聯(lián)的基板。術(shù)語(yǔ)“印刷”在這方面是指能夠通過(guò)基本增材印刷方法由印刷品產(chǎn)生電子器件/電氣元件的各種印刷技術(shù),包括但不限于絲網(wǎng)印刷、柔性板印刷以及墨噴式印刷。所使用的基板可以是柔性的有機(jī)的印刷材料,然而不總是這種情形。
4、基板可設(shè)置有電子器件并且通過(guò)塑料制品包覆模塑,從而利用至少部分地埋入模塑層中的電氣器件建立多層結(jié)構(gòu)。因此,電氣器件可從環(huán)境中隱藏并且保護(hù)其免受環(huán)境條件(諸如,濕度、物理沖擊或者灰塵)的影響,而模塑層在美學(xué)、轉(zhuǎn)移介質(zhì)、尺寸等方面可進(jìn)一步具有各種附加用途。
5、然而,即使當(dāng)多層結(jié)構(gòu)裝載有各種電子器件時(shí),其可能仍不一定總是單獨(dú)(即,自動(dòng))完全發(fā)揮作用。反之,可能不得不向其提供各種外部電源、數(shù)據(jù)和/或控制連接,這通常需要提供電連接器和相關(guān)布線,即使無(wú)線連接可應(yīng)用,也是同樣情況。在一些情景中,當(dāng)目標(biāo)部件定位在多層結(jié)構(gòu)內(nèi)部深處時(shí),建立所需物理連接和連接本身的布局可能變得相當(dāng)復(fù)雜。
6、而且,由于封裝部件可能例如因降溫(諸如,其對(duì)流)減弱而容易變得過(guò)熱,因此將電子器件埋入多層結(jié)構(gòu)內(nèi)所導(dǎo)致的高集成度和例如相關(guān)材料層的絕緣性可能會(huì)引起有關(guān)相關(guān)的熱管理的問(wèn)題。
7、仍然地,在一些情景中,結(jié)合多層結(jié)構(gòu)使用的電子器件(例如,引用發(fā)光部件)的性質(zhì)可以使得它們?nèi)菀追恋K整體結(jié)構(gòu)和/或其他埋入元件的功用或使其外觀劣化,如考慮到例如上述發(fā)光部件的背景下的光泄露。相應(yīng)地,由于相鄰或鄰近的其他部件或材料所引起的干擾,在多層結(jié)構(gòu)中包含某些電子器件可能會(huì)妨礙它們功能優(yōu)化或者甚至樣式不夠美觀。
8、更進(jìn)一步地,一些電子部件包括移動(dòng)零件(例如,引用機(jī)電器件),其利用電力產(chǎn)生機(jī)械運(yùn)動(dòng),或者反之亦然。因此,將這種元件埋入多層結(jié)構(gòu)內(nèi)(例如,埋入固體材料層內(nèi))可能會(huì)明顯妨礙部件操作,或者不得不執(zhí)行繁瑣的測(cè)量用以在結(jié)構(gòu)內(nèi)準(zhǔn)備例如必要的內(nèi)部空腔從而實(shí)現(xiàn)其中的移動(dòng)零件的充分運(yùn)動(dòng)。
9、此外,在一些應(yīng)用中,部件(諸如,傳感器)恰恰不能定位在例如封閉結(jié)構(gòu)內(nèi)以充分地進(jìn)行其預(yù)期功能,這種功能需要與環(huán)境進(jìn)行交互,諸如,測(cè)量相關(guān)特性。
10、最終,一些部件可能需要這種復(fù)雜的布局或通常大的空間或表面面積,它們作為夾在材料層之間的埋入部件包含于其中在許多使用情景和背景中并不是切實(shí)可行的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于,在集成的多層結(jié)構(gòu)以及埋入其中的電子器件的背景下至少減輕與現(xiàn)有解決方案相關(guān)聯(lián)的上述缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。
2、上述目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)和相關(guān)制造方法的各種實(shí)施方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外,提供了一種用于多層結(jié)構(gòu)的基板以及相關(guān)制造方法。
3、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式,一種集成多層結(jié)構(gòu),包括:
4、第一基板膜,具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè),所述第一基板膜包括電氣上基本絕緣的材料,優(yōu)選地,所述第一基板膜為可成形的和/或熱塑性的,
5、塑料層,諸如,熱塑性或熱固性塑料層,模塑到第一基板膜的所述第一側(cè)上從而至少部分地覆蓋第一基板膜的所述第一側(cè),以及
6、電路,優(yōu)選地,包括至少一個(gè)電子部件、機(jī)電部件和/或電光部件,設(shè)置在第一基板膜的第二側(cè)上,所述電路在功能上連接到第一基板膜的第一側(cè)。
7、在各種實(shí)施方式中,第二(基板)膜可設(shè)置在模塑塑料的相對(duì)側(cè)上。從多層結(jié)構(gòu)的典型的但不是唯一可能的使用情景的觀點(diǎn)看,第一膜的第一側(cè)可被認(rèn)為是面向結(jié)構(gòu)的前側(cè),因此也被配置為面向結(jié)構(gòu)或其主設(shè)備的用戶和/或使用環(huán)境,因此從更接近它們的用戶/環(huán)境/主設(shè)備的視角看,可選的第二膜在包含于結(jié)構(gòu)中時(shí)可被視為結(jié)構(gòu)的前膜,而第一膜可相應(yīng)被視為背膜。然而,技術(shù)人員應(yīng)該想起一事實(shí),即在一些其他實(shí)施方式中,不同于以上情景,方向性(諸如,“前方”或“后方”)的問(wèn)題可能不會(huì)起到類似的作用(例如,如果結(jié)構(gòu)完全埋入于主設(shè)備/主結(jié)構(gòu)中),或者結(jié)構(gòu)可僅對(duì)齊。考慮到第一和第二膜的尺寸、材料、形狀、通孔和/或其他特征(諸如,部件或者通常承載的電路),第一膜和第二膜可彼此相似或不同。
8、第二膜還可以(作為第一膜)用作各種特征的基板,各種特征包括例如設(shè)置在其第一和/或第二側(cè)上的圖形和/或電子器件,可選地安裝的和/或印刷的電子器件和/或跡線、導(dǎo)體、接觸焊盤、遮擋件、冷卻/熱控制、或絕緣元件,因此從與主基板膜或第一基板膜相對(duì)的方向面向模塑層。第二膜可連同第一膜一起定位(即,插入)于模具中,從而使得塑料材料注入到它們之間。可替換地,第二膜可使用例如粘合劑、升高的溫度和/或基于壓力的接合通過(guò)切實(shí)可行的層壓技術(shù)層疊到模塑層上。在一些實(shí)施方式中,第二膜與第一膜通過(guò)在它們之間設(shè)置導(dǎo)電材料而相互電連接。此外或可替換地,膜或膜上的特征可通過(guò)相關(guān)電磁場(chǎng)或電磁通量彼此無(wú)線電連接或電磁連接,或與例如為外部元件(諸如,用戶的手、手指或(其他)觸針)無(wú)線電連接或電磁連接。
9、在各種實(shí)施方式中,第一基板膜和可選的第二基板膜可以包括或由多種材料(諸如,有機(jī)或生物材料,諸如,木材、皮制品或(例如,基于棉花、羊毛、絲或亞麻的)織物),或這些材料彼此的任何組合和/或與塑料或聚合物或金屬的組合組成。膜通常至少包括或者由熱塑性或其他可成形的(諸如,可熱成形的)材料組成。然而,膜材料可至少局部電氣上基本絕緣,例如,電介質(zhì)。在一些其他實(shí)施方式中,材料可至少局部導(dǎo)電。在一些實(shí)施方式中,第二膜可配置有導(dǎo)電(例如,金屬)和/或絕緣(例如,大多為塑料的)材料,從而控制(引導(dǎo)、減弱(屏蔽)、加強(qiáng)等)在結(jié)構(gòu)中例如更深的外電場(chǎng)的特性。
10、通常,在各種實(shí)施方式中,模塑層的任意側(cè)上實(shí)際可存在一個(gè)或多個(gè)彼此相似或不同的(基板)膜和/或其他材料層。它們可以承載電路(諸如,多個(gè)電子部件、跡線、接觸焊盤、屏蔽元件、圖形(例如,形成的基于油墨或油漆著色的形狀或埋入的光學(xué)(例如,折射和/或衍射的)微結(jié)構(gòu))、冷卻元件或熱電元件、和/或其他特征、或不包含它們。在各種實(shí)施方式中,圖形或圖形層可通過(guò)使用例如iml技術(shù)設(shè)置在結(jié)構(gòu)中,其中,設(shè)置有圖形的膜用作模具中的插入件并且然后進(jìn)行包覆模塑使得圖形面向模塑塑料,因此圖形夾在膜材料與模塑塑料之間。
11、一個(gè)或多個(gè)包含的膜可以至少部分地(即,至少局部地)光學(xué)上基本對(duì)于例如可見光譜中的預(yù)定波長(zhǎng)是不透明或半透明的。波長(zhǎng)可包括由多層結(jié)構(gòu)的電子器件(分別引用例如包括發(fā)光部件和光捕獲(例如,傳感)部件)。膜最初可設(shè)置有視覺上可分辨的、裝飾的/美學(xué)的和/或信息化的特征諸如圖形(例如,符號(hào)、標(biāo)志、指示符、圖標(biāo)、圖表、數(shù)字、字母、文字、附圖、幾何設(shè)計(jì)、和/或圖案)和/或通常其上或其中的顏色。諸如圖形或通常光學(xué)形狀的特征可通過(guò)涂覆或印刷和/或例如通過(guò)減成法(諸如,雕刻、鉆孔、壓印或通常減薄)另外設(shè)置。例如,被認(rèn)為對(duì)于感興趣的波長(zhǎng)基本上是透明的膜或其他元件的透射率可以為約80%、85%、90%、95%或更高。
12、在一些實(shí)施方式中,所選擇的(優(yōu)選地,埋入的)結(jié)構(gòu)的特征(諸如圖形)或例如其選擇的面積或體積可通過(guò)下層的發(fā)光元件照亮和/或它們可相當(dāng)大地反射外部光,諸如,環(huán)境光或入射于其上的其他光。例如,可利用照明增強(qiáng)它們的可見性。反射性可以是漫射的和/或反射的。
13、在一些實(shí)施方式中,另一方面,結(jié)構(gòu)(膜、其他材料層或特征)的基本不透明的(例如,著色的)或半透明的面積或體積可被配置成為所選擇的下層結(jié)構(gòu)光學(xué)地遮擋例如外部視覺檢查以及例如可見光和/或其他波長(zhǎng)。因此,膜或其他層實(shí)際上在對(duì)于目標(biāo)波長(zhǎng)所展示的顏色、紋理、透射率(不透明的、半透明的、透明的)等方面可具有期望光學(xué)特性。
14、例如,模塑塑料層的任一側(cè)上的多個(gè)膜和/或其他層可通過(guò)層壓(熱量、壓力、粘合劑等)和/或通過(guò)機(jī)械固定裝置(諸如,鉚釘、螺桿或螺栓)附接到一起。膜可以是柔性的(可逆地彎曲)或基本非柔性的或堅(jiān)硬的(塑性變形)。
15、在各種實(shí)施方式中,第一和/或第二膜可以表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)上的平面形狀。然而,所涉及的形狀可替換地至少局部基本三維并且通過(guò)在下文中要更詳細(xì)地討論的成形(諸如,熱成形或冷成形)來(lái)建立。
16、在各種實(shí)施方式中,第一和/或第二膜可以包括通常在膜的厚度方向上延伸的一個(gè)或多個(gè)貫穿膜的特征(諸如,通孔)。
17、優(yōu)選地,通孔已設(shè)置有或基本填充有導(dǎo)電材料,該導(dǎo)電材料進(jìn)一步優(yōu)選可成形為經(jīng)受住主薄膜的(熱)成形,而針對(duì)其期望特性(諸如,導(dǎo)電性)而不會(huì)遭受至少過(guò)度破損。出于相同的或不同的目的,還可在多層結(jié)構(gòu)的模塑和/或其他材料層中設(shè)置通孔。例如,可在結(jié)構(gòu)的各個(gè)層中設(shè)置光學(xué)通孔或者電磁通孔。
18、在各種實(shí)施方式中,設(shè)置在膜上的所選擇的特征(諸如,跡線、接觸焊盤、電極和/或其他類型的導(dǎo)體或通常導(dǎo)電元件、或部件、或一般電路)可以為或包括這樣的至少部分,該部分對(duì)于所選擇的波長(zhǎng)(例如,可見光或例如包含的發(fā)光部件或光檢測(cè)部件的操作頻率)是光學(xué)不透明的、半透明的或基本透明(透亮的)。
19、在各種實(shí)施方式中,例如,印刷導(dǎo)體、電極、和/或布置在結(jié)構(gòu)中的其他可選導(dǎo)電元件或形狀可設(shè)置有切口或者通常不含不透明材料的內(nèi)部部分,以使例如來(lái)自下層的光源和/或?qū)Ч饧墓饽軌虼┻^(guò)。因此,不同的特征(諸如視覺指示符(例如,圖標(biāo))和/或控制輸入元件(例如,觸摸傳感器))可通過(guò)背光照亮。例如,光源和/或相關(guān)光引導(dǎo)裝置(諸如,導(dǎo)光件)可設(shè)置在第一基板膜的第二側(cè)上以朝向其第一側(cè)布置光,然而設(shè)置有切口的元件(諸如,導(dǎo)體)可設(shè)置在第一側(cè)上,使得光能夠經(jīng)由切口部分傳播通過(guò)其中。
20、在各種實(shí)施方式中,電路包括選自由以下各項(xiàng)所組成的組的至少一個(gè)部件:電子部件、電光部件、機(jī)電部件、輻射發(fā)射部件、發(fā)光部件、led(發(fā)光二極管)、oled(有機(jī)led)、輻射檢測(cè)部件、光檢測(cè)部件、光電二極管、光敏晶體管、光伏器件(諸如,電池)、傳感器、大氣傳感器、氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、微機(jī)械部件(例如,如技術(shù)人員了解的在第一基板膜的第二側(cè)上)、開關(guān)、接觸開關(guān)、接近開關(guān)、觸摸傳感器、接近傳感器、電容性開關(guān)、電容傳感器、投射式電容傳感器或開關(guān)、單電極電容性開關(guān)或傳感器、多電極電容性開關(guān)或傳感器、自電容傳感器、互電容傳感器、感應(yīng)傳感器、傳感器電極、ui元件、用戶輸入元件、振動(dòng)元件(例如,第一基板膜的第二側(cè)上)、通信元件、數(shù)據(jù)處理元件、以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件。仍然地,具有例如電路板以及其自身的部件的電子子組件可設(shè)置在結(jié)構(gòu)的基板和/或其他層上。
21、在各種實(shí)施方式中,多層結(jié)構(gòu)包括例如依據(jù)尺寸、材料(例如,相關(guān)聯(lián)的折射率和透射率)等配置的至少一個(gè)光學(xué)透射元件(諸如,光波導(dǎo)或具體地導(dǎo)光件),從而以期望的方式傳送和引導(dǎo)內(nèi)耦合光。導(dǎo)光件可以例如將內(nèi)耦合光引導(dǎo)至所選擇方向,用以經(jīng)由所選擇的其出射面進(jìn)行外耦合或到達(dá)例如感光傳感器或設(shè)置于內(nèi)部的、相鄰的或者至少光學(xué)耦合至導(dǎo)光件的其他光學(xué)功能元件。
22、例如,導(dǎo)光件可以安裝或建立在第一基板膜的第二側(cè)上。其可以制備和例如預(yù)先(3d)形成并且進(jìn)一步應(yīng)用于模具中,例如作為膜上的間隔件和/或屏障,保護(hù)其他元件(諸如,led)或其他光源或與其相關(guān)聯(lián)的電路免于例如模具引起的過(guò)大壓力。代替或除導(dǎo)光件外,在模塑期間和/或之后,其他合適的元件也可以用作相似的間隔件或屏障以在模塑塑料層之前保護(hù)電路。例如,導(dǎo)光件/屏障可設(shè)置有用于容納元件(諸如,led)的孔。在將元件定位于孔中之后,孔中剩余的空間可填充有另外的防護(hù)材料(例如,合適的塑料或樹脂)。
23、類似地,在各種實(shí)施方式中,同樣在第一基板膜的第一側(cè)上并且例如相關(guān)第一表面上可設(shè)置有例如上述特征中的任意一個(gè)或多個(gè),上述特征為諸如電子部件、光電子器件(例如,led)、電動(dòng)機(jī)械器件、跡線、接觸焊盤、電極、導(dǎo)光件、多部件設(shè)備或裝置、傳感器、開關(guān)等。
24、在各種實(shí)施方式中,結(jié)構(gòu)包括已設(shè)置在第二側(cè)上并且可能至少局部接觸第一基板膜的相關(guān)聯(lián)的第二表面的另一第二模塑層。第二模塑層的材料可能與相對(duì)的第一側(cè)上的第一模塑層相同或不同。
25、可選地,多材料模塑技術(shù)(諸如,多射成型)可用于在一個(gè)過(guò)程中提供若干塑料層,其還可以用于產(chǎn)生在本文中建議的多層結(jié)構(gòu)的所選擇的模塑層。
26、通常,在各種實(shí)施方式中,模塑到包含在多層結(jié)構(gòu)中的任一個(gè)膜上的塑料層可以包括這樣的材料,諸如,聚合物、有機(jī)、生物材料、諸如有機(jī)或石墨的復(fù)合材料、以及其任何切實(shí)可行的組合。材料可以是或者至少包括熱塑性材料??商鎿Q地或此外,模塑層可至少包括或由熱固性材料組成。
27、基板膜的第一側(cè)并且因此相關(guān)聯(lián)的第一表面實(shí)際上對(duì)于相關(guān)表面面積已至少部分地被塑料(諸如,熱塑性或熱固性)材料包覆模塑。所使用的模塑技術(shù)可以在實(shí)施方式之間不同,但是包括例如注射模塑和反應(yīng)模塑(諸如,反應(yīng)內(nèi)射模塑)。模塑工藝可以可選地為上述多種材料和/或作為多射型。例如,可應(yīng)用低壓模塑以防止下面的電子器件被過(guò)大的壓力損壞。類似的考慮通常適用于第二側(cè)和相關(guān)聯(lián)的表面,其可已至少部分地經(jīng)受模塑(諸如,低壓模塑)以覆蓋和保護(hù)下面的電路??蛇x地,可利用若干模塑材料建立一個(gè)或多個(gè)模塑層,例如在基板的第一側(cè)和/或第二側(cè)上并排放置的相鄰層和/或在其上形成多個(gè)疊加層的疊層。建立(例如,印刷)的、安裝的或以另外的方式設(shè)置到基板膜的任一側(cè)的一個(gè)或多個(gè)部件和/或其他電路可被所應(yīng)用的模塑工序至少部分地包覆模塑。
28、在一些實(shí)施方式中,用于建立模塑層的材料可以包括光學(xué)上基本不透明的、透明的和/或半透明的材料。透明或半透明材料可用于使例如其他選擇波長(zhǎng)的可見光或電磁輻射穿過(guò)其中而損失可忽略不計(jì)。例如,在期望波長(zhǎng)處提供相當(dāng)透明度的充分透射率可為約70%、75%、80%、85%、90%或95%或更高,這取決于實(shí)施方式。
29、進(jìn)一步,可以提供一種系統(tǒng),其包括多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式和可選地容納多層結(jié)構(gòu)或者至少部分地在功能上連接至多層結(jié)構(gòu)的主類結(jié)構(gòu)或設(shè)備的實(shí)施方式。
30、在功能上和/或物理上(例如,機(jī)械地)與根據(jù)本發(fā)明的多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式相連接的可選主機(jī)類結(jié)構(gòu)或設(shè)備可包括選自由以下各項(xiàng)所組成的組的至少一個(gè)元件:電子終端設(shè)備、便攜式終端設(shè)備、手持式終端設(shè)備或控制器、個(gè)人電子設(shè)備、車輛、汽車、卡車、飛機(jī)、直升機(jī)、車載電子器件、車輛儀表板、車輛外部、車輛內(nèi)部元件、車輛內(nèi)部面板、車輛照明設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、計(jì)算機(jī)設(shè)備、智能服裝(例如,襯衫、夾克、或褲子,或例如加壓衣)、其他可佩戴電子器件(例如,手腕設(shè)備、頭飾、或鞋襪)、多媒體設(shè)備或播放器、工業(yè)機(jī)械設(shè)備、控制器設(shè)備、個(gè)人通信設(shè)備(例如,智能電話、平板電話或平板電腦)或其他電子器件。
31、根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)其他實(shí)施方式,一種用于制造多層結(jié)構(gòu)的方法,包括:
32、獲得用于容納電子器件的第一基板膜,所述第一基板膜具有第一側(cè)和相對(duì)的第二側(cè),第一側(cè)可選地面向結(jié)構(gòu)的預(yù)定前側(cè),第一基板膜的所述第一側(cè)優(yōu)選地被配置為面向結(jié)構(gòu)或其主設(shè)備的用戶和/或使用環(huán)境,所述第一基板膜包括電氣上基本絕緣的材料,所述第一基板膜優(yōu)選為可成形的和/或熱塑性的,
33、可選地通過(guò)安裝和/或通過(guò)印刷電子器件技術(shù)在第一基板膜的至少所述第二側(cè)上設(shè)置電路,所述電路在功能上連接到第一基板膜的第一側(cè),以及
34、將塑料材料模塑到第一基板膜的第一側(cè)上以至少部分覆蓋所述第一基板膜的第一側(cè)。
35、如上面提到的,例如,在一些實(shí)施方式中,另外的(基板)膜和/或其他材料層可以設(shè)置在結(jié)構(gòu)中,例如用作模塑工序中的插入件,層疊到現(xiàn)有的層中或通過(guò)模塑或印刷直接建立到結(jié)構(gòu)中。
36、因此,例如,如前文所述,第二膜可以可選地設(shè)置在模塑塑料的另一側(cè)上。其可連同第一基板一起定位在模具中,使得通過(guò)在其間注入塑料材料獲得堆疊結(jié)構(gòu),或者如果不直接制造在模塑塑料層上,之后可使用合適的層壓技術(shù)提供第二膜。第二膜還可以在其任一側(cè)(例如,面向模塑塑料層)上設(shè)置有電子器件以及例如圖形(因此可能的如應(yīng)用iml技術(shù))。另外,其可具有保護(hù)目的和/或其他技術(shù)特性,諸如,期望的光學(xué)透射率、外觀(例如,顏色)或感覺。
37、切實(shí)可行的模塑方法包括例如結(jié)合如熱塑性材料的注射模塑和尤其是與熱固性相關(guān)的反應(yīng)模塑(諸如,反應(yīng)注塑成型)。在若干塑料材料的情況下,它們可使用雙射或通常多射模塑法進(jìn)行模塑??衫镁哂卸鄠€(gè)模塑單元的模塑機(jī)??商鎿Q地,多個(gè)機(jī)器或單個(gè)可重新配置的機(jī)器可用于依次提供若干材料。
38、關(guān)于可應(yīng)用的模塑技術(shù)和參數(shù),例如,上述注射模塑和反應(yīng)模塑實(shí)際上是切實(shí)可行的選項(xiàng),這取決于所使用的材料、期望的材料性能、模塑設(shè)備等。為了使得給下面的特征(諸如,電氣器件)帶來(lái)的應(yīng)力最小,低壓(例如,低于約10巴)模塑可用于所選擇的模塑操作中,諸如,第一基板的第二側(cè)以及第一基板上的電路的包覆模塑。在例如期望的機(jī)械特性(諸如,強(qiáng)度)方面,可應(yīng)用不同的模塑技術(shù)以使結(jié)構(gòu)具有不同的材料性能。
39、在各種實(shí)施方式中,一個(gè)或多個(gè)基板膜可以成形(可選地,熱成形)為表現(xiàn)出期望的通常至少局部三維(3d)的目標(biāo)形狀,而不是基本平面的形狀,優(yōu)選地,在提供電路(諸如,電路上的多個(gè)部件、電極、導(dǎo)體和/或接觸焊盤)之后。在模塑之前已位于膜上的元件(諸如,電子器件)的材料、尺寸、位置和其他配置應(yīng)該選擇為耐受通過(guò)成形而引入的力而無(wú)破損。
40、在各種實(shí)施方式中,可選地通過(guò)印刷電子技術(shù)(諸如,絲網(wǎng)印刷或油墨噴射、安裝、沉積、層壓和/或其他可用技術(shù))可向多層結(jié)構(gòu)提供多個(gè)特征(諸如,跡線、接觸焊盤、另外的導(dǎo)電元件、其他電路(諸如,補(bǔ)充部件)、導(dǎo)光件、和/或圖形或圖形層)。例如,跡線可印刷在基板膜上以連接部件。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的,通常在部件構(gòu)建或在其上進(jìn)行安裝之前提供例如跡線和接觸焊盤可能更為實(shí)際。
41、在各種實(shí)施方式中,可在膜中建立多個(gè)通孔以用于例如將其第一側(cè)和第二側(cè)電連接在一起,實(shí)際上同時(shí)針對(duì)例如所涉及膜的兩側(cè)上的電子器件。
42、通常,如本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解的,結(jié)構(gòu)的膜和/或其他層中的通孔或貫通孔可通過(guò)模塑(或通常直接建立帶有孔的基板膜)、鉆孔、化學(xué)方法(例如,通過(guò)蝕刻)、雕刻、鋸、蝕刻、切割(例如,用激光器或機(jī)械式刀片)或者使用任何其他可行的方法提供。通孔可具有期望截面形狀,即,基本圓形或有角的形狀,例如,矩形形狀或細(xì)長(zhǎng)的(狹縫)形狀。
43、可使用選擇的填充方法(諸如,模塑、安裝或印刷)使通孔設(shè)置有選擇材料,諸如,導(dǎo)電和/或光學(xué)透射材料。材料可包括粘合劑、環(huán)氧樹脂、金屬、導(dǎo)電性墨等。材料可為可成形的使得其經(jīng)受住例如彎曲應(yīng)變。
44、在各種實(shí)施方式中,多個(gè)盲孔或變薄的部分也可以通過(guò)雕刻、模塑、鉆孔等設(shè)置在膜和/或其他層中。這種孔可被配置為建立或容納例如電子部件、導(dǎo)電或絕緣元件、圖形、或流體物質(zhì)(例如,液體和/或氣態(tài)物質(zhì))。
45、仍然地,在方法的各種實(shí)施方式中,第一基板膜的第二側(cè)和相關(guān)第二表面也可至少部分被至少一種材料包覆模塑。例如,如前文設(shè)想的,低壓模塑可用于保護(hù)下面的元件(諸如,部件)或其他電路。
46、如其他各處討論的,設(shè)置在多層結(jié)構(gòu)中的電子器件可具有控制、測(cè)量、ui、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)等功能。
47、各種方法項(xiàng)的相互執(zhí)行順序可變化并且根據(jù)每個(gè)具體實(shí)施方式具體的情況確定。例如,第一基板膜的第二側(cè)可在第一側(cè)之前、第一側(cè)之后或者基本上同時(shí)被包覆模塑,例如,可注入模塑材料,使得模塑材料例如經(jīng)由其中現(xiàn)有的或壓力引起的貫通孔從膜的初始側(cè)傳送到相對(duì)側(cè)。
48、如技術(shù)人員所理解的,關(guān)于多層結(jié)構(gòu)的各種實(shí)施方式的前述考慮事項(xiàng)可靈活地應(yīng)用于加以必要修正的相關(guān)制造方法的實(shí)施方式,反之亦然。而且,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可靈活地組合各種實(shí)施方式和相關(guān)特征以得到本文中總體公開的特征的優(yōu)選組合。
49、仍然在與以上討論的許多方面有關(guān)的另一實(shí)施方式中,可提供用于承載例如上述電路和/或其他特征的基板膜,基板膜包括或基本由可成形的可選地可熱成形的材料(諸如,熱塑性材料或熱固性材料)組成?;迥み€包括填充有可成形的并且優(yōu)選地導(dǎo)電材料或這種材料的元件的至少一個(gè)通孔,以將膜的相對(duì)的第一側(cè)和第二側(cè)(并且因此相應(yīng)表面)彼此電耦接。
50、膜和通孔通常可具有在上文中討論的特性。膜可基本上是平坦的,或者在諸如熱成形或冷成形工序的成形之后,膜可至少局部基本呈三維。而且,膜可以在其任一側(cè)上承載電子器件(諸如,各種部件、跡線、焊盤、電極等),因此通孔可已布置為電學(xué)上地并且因此可操作地將其彼此連接。仍然地,一個(gè)或多個(gè)通孔或通常貫通孔可另外或可替換地填充有例如光學(xué)透射材料,其還可以是導(dǎo)電的或絕緣的。優(yōu)選地,在提供至少一個(gè)通孔及其相關(guān)填充之后,通孔的填充材料耐受可能對(duì)膜進(jìn)行的成形和(二次)模塑兩者。
51、而且,可提供一種用于產(chǎn)生以上基板膜的實(shí)施方式的方法,其中,通過(guò)例如在通過(guò)印刷或其他合適的填充方法向通孔填充所選擇的優(yōu)選導(dǎo)電材料(諸如,導(dǎo)電(例如,銀)墨)之后進(jìn)行模塑或鉆孔而產(chǎn)生通孔。在一些實(shí)施方式中,建立和填充通孔可組合成單個(gè)工序。
52、以上基板膜和相關(guān)制造方法可以分別自然建立之前討論的多層結(jié)構(gòu)的實(shí)施方式的一部分或相關(guān)聯(lián)的制造方法。然而,如本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解的,膜和相關(guān)方法也可在其他使用情景和背景中獨(dú)立使用。
53、本發(fā)明的實(shí)用性源于取決于實(shí)施方式的多個(gè)問(wèn)題。
54、通過(guò)引入電子部件和可能的其他特征,諸如,基板膜的第二(在許多使用情景中為“后”)側(cè)上的相關(guān)跡線、焊盤、電極、或光學(xué)器件(相對(duì)的第一或“前”側(cè)通過(guò)塑料材料包覆模塑并且面向結(jié)構(gòu)的用戶/使用環(huán)境),可大大地緩解有關(guān)部件的熱管理的各種擔(dān)憂。實(shí)際上,例如,在通常與相當(dāng)大的熱負(fù)荷相關(guān)聯(lián)的高電力和相似的應(yīng)用中,過(guò)熱的風(fēng)險(xiǎn)可降低。而且,對(duì)特征的精細(xì)溫度控制的選擇得到改進(jìn)。
55、此外,將部件放置到基板膜的第二側(cè)上,第二側(cè)還可以限定(內(nèi)部)外表面或至少靠近多層結(jié)構(gòu)的表面,可更容易地建立到外部元件(諸如,主機(jī)設(shè)備或主機(jī)結(jié)構(gòu))的連接。此外,當(dāng)部件和連接元件(諸如,跡線)的支撐表面更接近結(jié)構(gòu)外部并且它們的可接入性提高時(shí),第二側(cè)上的部件之間的連接可能彼此更容易實(shí)現(xiàn)。
56、在一些實(shí)施方式中,通過(guò)定位在放到基板膜的第一側(cè)上并且可能埋入塑料制品中時(shí)可能會(huì)干擾第二側(cè)上的其他部件或通常多層結(jié)構(gòu)的功能(參見如附近部件或?qū)拥碾娫肼暬蚬鈹_動(dòng)(諸如,光漏))的部件,能夠避免或者至少降低部件的不利影響。例如,基板膜可以用作那些殼體中的附加屏蔽或阻擋層。
57、在一些實(shí)施方式中,在定位為太接近基板的第一側(cè)上的其他部件的情況下可能出故障的敏感部件(諸如,各種感測(cè)電子器件)如果定位在第二側(cè)上則會(huì)無(wú)缺陷地工作。同樣地,某些電子器件(諸如,大氣傳感器)可能需要直接暴露于環(huán)境介質(zhì)(諸如,待測(cè)量的空氣),因此它們不應(yīng)當(dāng)埋入基板的第一側(cè)上的塑料制品中,而是代替地設(shè)置在第二側(cè)上而無(wú)覆蓋的干擾測(cè)量層。
58、在一些實(shí)施方式中,移動(dòng)零件或結(jié)合移動(dòng)零件的部件可布置在基板膜的第二側(cè)上以避免由于例如包覆模塑的塑料制品或第一側(cè)上其他緊密鄰接的層的限制性效果而妨礙它們正常的功能。
59、在一些實(shí)施方式中,將需要特別復(fù)雜的布局或通常大空間或表面面積的部件布置在外部(即,基板膜和可能因此整個(gè)多層結(jié)構(gòu)的第二側(cè)和相關(guān)表面)是更加實(shí)際的。
60、所建議的應(yīng)用包覆模塑的制造方法使用起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單并且被進(jìn)一步視為有益,如果依賴于例如印刷的模內(nèi)電子器件也不會(huì)要求開發(fā)完全新的或特別復(fù)雜的制造技術(shù)。在提供電子器件之后,通過(guò)將膜(熱)成形為期望3d形狀,通孔和例如其上的導(dǎo)體在基板膜仍基本上平坦時(shí)可以進(jìn)一步減少或免除對(duì)基板上的電子器件的繁瑣的3d組裝以及其他3d密集處理的需要。
61、通常,所獲得的多層結(jié)構(gòu)可以用于建立期望的設(shè)備,或例如主設(shè)備或主結(jié)構(gòu)中的模塊,諸如,智能服裝(例如,襯衫、夾克或褲子,或者例如加壓衣)、其他可佩戴電子器件(例如,手腕設(shè)備、頭飾、或鞋襪)、車輛諸如車輛外部或內(nèi)部(例如,車載電子器件)、個(gè)人通信設(shè)備(例如,智能電話、平板電話或平板電腦)或如本文中描述的其他電子器件。所獲得的結(jié)構(gòu)的集成度可較高并且期望尺寸(諸如,其厚度)較小。
62、所使用的膜可被配置為在其上承載有圖形和其他視覺和/或觸覺可檢測(cè)特征,因此除攜帶和保護(hù)電子器件之外,膜還可具有美學(xué)和/或信息效果。膜可以至少局部半透明或不透明。它們可以表現(xiàn)出期望的顏色。所獲得的多層結(jié)構(gòu)因此通??梢越Y(jié)合一個(gè)或多個(gè)顏色/著色層,其可選地確定圖形(諸如,文本、圖片、符號(hào)、圖案等)。這些層例如可通過(guò)某些顏色的專用膜實(shí)現(xiàn),或者(例如,通過(guò)印刷)作為現(xiàn)有膜、模塑層和/或其他表面上的涂層提供。
63、膜和/或模塑層可被配置為建立相關(guān)聯(lián)的主設(shè)備或其他耦合結(jié)構(gòu)的外表面和/或內(nèi)表面的至少一部分。
64、視覺特征(諸如,圖案或著色)可經(jīng)由例如第一膜和/或可能的第二膜(即,面向模塑塑料)的一側(cè)上的內(nèi)層提供,使得特征保持隔離并且因此至少通過(guò)膜的厚度保護(hù)其不受環(huán)境影響。因此,可輕易損壞例如表面噴漆特征的不同的撞擊、摩擦、化學(xué)作用等通常不會(huì)到達(dá)其中。
65、膜可容易制造或加工,可選地,切割成具有必要的特征(諸如,孔或凹口)的期望形狀,用于暴露下面的特征(諸如,模塑材料)和/或建立例如電氣上或光學(xué)上導(dǎo)電的通孔。
66、在模塑過(guò)程方面,可出于各種目的(包括固定電子器件)優(yōu)化模塑的塑料材料。而且,材料可被配置為保護(hù)電子器件不受例如環(huán)境條件(諸如,濕度、熱量、冷、灰塵、沖擊等)的影響。例如,在透光率和/或彈性方面,其可進(jìn)一步具有期望特性。在埋入的電子器件包括發(fā)光部件或其他發(fā)射輻射或發(fā)射接收部件的情況下,材料可具有充分透射率以實(shí)現(xiàn)例如光穿過(guò)其中的透光性。模塑材料可最初展示多種顏色或其可在后來(lái)通過(guò)例如油墨、油漆或涂膜而被著色。
67、本文中的表達(dá)“多個(gè)”可以指從一(1)開始的任何正整數(shù)。
68、表達(dá)“多個(gè)”可相應(yīng)指從二(2)開始的任何正整數(shù)。
69、如果沒有以另外方式明確表述,本文中的術(shù)語(yǔ)“第一”和“第二”用于將一個(gè)元件與其他元件區(qū)分開,而不是為了專門給予它們優(yōu)先權(quán)或?qū)λ鼈冞M(jìn)行排序。
70、所附屬權(quán)利要求中公開了本發(fā)明的不同實(shí)施方式。