用于电子器件的多层结构和相关制造方法与流程

文档序号:22760391发布日期:2020-10-31 09:59阅读:来源:国知局

技术特征:

1.集成多层结构(100,500,900,1000,1400,1900,2000),其包含:

衬底膜(102),其具有第一面(102a)和相对的第二面(102b),所述衬底膜包含基本上电绝缘的材料;

电路设计,其包含具有导电材料的多个导电区域(106,306),任选地在所述衬底膜的所述第一面和/或所述第二面上限定接触焊盘和/或细长的导体迹线,优选地通过印刷电子技术印刷;

连接器(110,210,710,1110,1610,1910,2010,2610),其包含任选地细长的多个导电接触元件(118,118b,118c,2110a,2110b,2110c,2210a,2210b,2310a,2310b,2510a,2510b),所述连接器被提供给所述衬底膜,从而使得所述连接器延伸到所述衬底膜的所述第一面和所述第二面两者,并且所述多个导电接触元件连接到所述电路设计的一个或多个导电区域,与此同时被进一步配置为响应于将外部连接元件(112)与在所述衬底膜的所述第一面或所述第二面上的或与所述衬底膜相邻的所述连接器配合而电耦合到所述外部连接元件;以及

至少一个塑性层(104,105),优选地具有热塑性材料,其被模制到所述衬底膜的所述第一面和/或所述第二面上,以便至少部分覆盖所述连接器,任选地基本上完全嵌入所述连接器的在所述衬底的背对所述外部连接元件(112)的相对的连接面(102b)的面(102a)上的一部分,并且增强所述连接器到所述衬底膜的固定。

2.根据权利要求1所述的结构,其中所述电路设计进一步包含多个电子部件(109),诸如至少电连接到所述多个导电区域中的一个或多个的已安装和/或印刷的部件。

3.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述电路设计进一步包含连接部件(108),所述连接部件任选地包括被配置为将诸如插针的多个接触元件连接在一起以任选地使高强度电流能够通过它们的桥、电路和/或其他设备。

4.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器包含优选地电绝缘的、任选地塑性的、陶瓷的、此类材料或类似材料的组合的主体构件(111,711),所述主体构件容纳任选地包含多个插针的所述多个导电接触元件。

5.根据权利要求4所述的结构,其中所述主体构件接触所述衬底膜的所述第一面或所述第二面。

6.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器是基本上刚性的,并且优选地包含(210,710,1110)在所述多个接触元件中的一个或多个弯曲或成角度的接触元件(118,118b,118c)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述至少一个塑性层中至少部分地覆盖所述连接器的塑性层(104)位于所述衬底膜的一面(102a)上,并且所述连接器元件中与所述外部连接元件(112)接触的部分位于所述衬底膜的所述相对面(102b)上。

8.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其进一步包含多个优选地弹性的机械锁定构件(504),任选地倒钩突出部和/或凸台,所述锁定构件,任选地倒钩突出部和/或凸台由所述至少一个塑性层(104,105)限定,并且被配置为在配合时接触所述外部连接元件(112)以增强所述外部连接元件到所述连接器的固定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器的至少一部分由所述至少一个塑性层建立。

10.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器限定进入所述至少一个塑性层(104)的多个突出部(310),诸如倒钩突出部,所述突出部(310)任选地由所述连接器的所述接触元件(118)限定。

11.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述电路设计在所述衬底的所述第一面(102a)和所述第二面(102b)中的一个或两个上具有导电区域(106),所述连接器优选地经由所述多个接触元件直接电连接到在一面或两面上的区域,任选地单个接触元件直接机械地和电气地连接到所述两面上的所述区域。

12.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜限定至少一个预先准备的、任选地经过钻孔、穿孔、穿刺、压制、模制或切割的通孔(116),所述通孔被配置为容纳所述连接器的穿过其中延伸到所述膜的所述第一面和/或所述第二面的一部分(111,118)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜限定至少一个连接器形成的通孔(116),所述连接器的一部分(111,118,711)已经被配置为经由所述通孔从所述第一面或所述第二面分别突出到所述相对的第二面或第一面。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的结构,其中所述连接器(1110,1610)的面向所述衬底膜的表面区域或横截面区域的一个或多个尺寸大于所述至少一个通孔(116)的直径,从而使得所述连接器无法完全穿过所述至少一个通孔装配。

15.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述接触元件(118,118b,118c)中的至少一个被配置为任选地通过弹簧力在所述电路设计的至少一个导电区域(106)上施加压缩力。

16.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器(710,1110)的所述多个接触元件中的至少一个优选地细长接触元件(118)是基本上成角度的,任选地基本上限定l形的轮廓,使得在所述衬底膜的一个面(102b)上所述接触元件的第一部分基本上垂直于所述膜的表面延伸以与所述外部连接元件(112)连接,而在所述衬底膜的所述相对面(102a)上所述接触元件的第二部分基本上平行于所述衬底膜延伸而接触其上所述电路设计的所述多个导电区域中的一导电区域。

17.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其包含配对元件(114,115),任选地是锁定框架,所述配对元件优选地可移除地附接到所述连接器,以增强所述连接器到所述衬底膜的固定并且任选地相对于所述一体式连接器元件固定和/或引导所述外部连接元件。

18.根据权利要求17所述的结构,其中所述配对元件(114)包含具有导电材料的至少一个弹力构件(1730),诸如板簧,所述至少一个弹力构件既接触所述连接器的至少一个接触元件又接触所述衬底膜的至少一个导电区域以增强两者之间的电耦合。

19.根据权利要求17至18中任一项所述的结构,其中所述配对元件限定面向所述衬底膜的表面区域,所述表面区域大于由所述连接器延伸穿过的所述衬底膜的一个或多个通孔限定的区域。

20.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中(1900)所述衬底膜限定凹部(1920),所述凹部容纳所述连接器(1910)的一部分并且优选地在其底部具有通孔,所述连接器经由所述通孔延伸穿过所述衬底膜。

21.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中(2000)所述连接器(2010)任选地在其主体构件中包含成角度的、倾斜的或弯曲的表面,所述连接器相对于所述衬底被配置成使得所述成角度的、倾斜的或弯曲的表面基本上与所述衬底的相邻表面对齐。

22.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其在所述衬底膜的被配置为接收所述外部连接元件区域上包含机械密封构件(624),任选地是垫圈,以优选地在所述衬底膜与放置在其上的所述外部连接元件之间提供气密密封。

23.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器(1110、1610d限定到所述衬底膜上的所述电路设计的压接连接。

24.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中(2100,2200,2300,2400,2500)所述连接器在所述衬底膜的所述相对面上包含至少两个部分(210a,210b,2110a,2110b,2210a,2210b,2310a,2310b,2510a,2510b),所述至少两个部分通过所述衬底膜和/或通过围绕所述衬底膜的所述边缘延伸的至少一个特征(482,2110c,2410c)连接在一起。

25.根据权利要求24所述的结构,其中(2100,2200,2500)两个相对部分中的至少一个包含多个突出部,所述多个突出部被设置成穿过所述衬底膜,任选地进一步穿过(2100)其上所述电路设计的导电区域或邻近(2200)所述区域并连接到所述另一部分。

26.根据权利要求24所述的结构,其中所述至少两个部分已经通过在它们之间建立的多个优选焊接的中间特征(2310d)连接,任选地至少部分地由所述部分的任一个的材料建立。

27.根据权利要求24至26中任一项所述的结构,其中(2400,2500)所述连接器包含至少一个桥接部分(482,2110c,2410c),所述至少一个桥接部分在所述衬底的所述边缘上延伸并连接所述至少两个相对的部分,任选地与所述至少两个相对的部分为整体式构造。

28.根据权利要求24至27中任一项所述的结构,其中(2100,2200,2300)所述连接器限定从所述衬底向侧面延伸的突起部(2110c),以用于与所述外部连接元件耦合。

29.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜基本上是平面的或至少局部地呈现出基本上三维的形状,任选地是弯曲的、成角度的、倾斜的、凹部、袋子或穹顶形状的。

30.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述电路设计进一步包含至少部分地嵌入所述模制的至少一个塑性层内的多个部件(109)。

31.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器进一步包含多个电子和/或连接部件,任选地包含至少一个集成电路。

32.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器,任选地其主体构件和/或用于其的锁定框架包含至少部分地填充有所述模制塑料的腔(722)。

33.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述衬底膜包含选自由以下各项组成的群组中的至少一种材料:聚合物、热塑性材料、电绝缘材料、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(pc)、共聚酯、共聚酯树脂、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(ms树脂)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(pet)、碳纤维、有机材料、生物材料、皮革、木材、纺织品、织物、金属、有机天然材料、实木、单板、胶合板、树皮、树皮绉、桦树皮、软木、天然皮革、天然纺织品或织物材料、棉、羊毛、亚麻、丝绸、其他自然生长的材料和上述材料的任意组合。

34.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述至少一个塑性层包含选自由以下各项组成的群组中的至少一种材料:弹性体树脂、热固性材料、热塑性材料、pc、pmma、abs、pet、共聚酯、共聚酯树脂、尼龙(pa、聚酰胺)、pp(聚丙烯)、tpu(热塑性聚氨酯)、聚苯乙烯(gpps)、tpsiv(热塑性有机硅硫化橡胶)和ms树脂。

35.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述导电区域包含选自以下各项组成的群组中的至少一种材料:导电油墨、导电纳米颗粒油墨、铜、钢、铁、锡、铝、银、金、铂、导电粘合剂、碳纤维、合金、银合金、锌、黄铜、焊料、钛及其任何成分。

36.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述接触元件包含选自以下各项组成的群组中的至少一种材料:铜、银、金、铂、导电粘合剂、碳纤维、锌、黄铜、合金和银合金。

37.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其中所述连接器包含选自由以下各项组成的群组中的至少一个特征:排针、压接连接器、弹力接触元件、弹簧加载接触元件、弹簧加载接触插针或滑片、接触焊盘、接触区域、接触插针、优选地带有导电材料壁和/或底部的孔、插座、母插座、公插头或插座、混合插座、插针插座和弹簧插针插座。

38.根据前述权利要求中任一项所述的结构,其包含选自由以下各项组成的群组中的任选地包括在所述电路设计中或至少电连接或以其他方式可操作地连接到所述电路设计的至少一个特征:电子部件、机电部件、电光部件、发射辐射部件、发光部件、led(发光二极管)、oled(有机led)、侧射led或其他光源、顶射led或其他光源、底射led或其他光源、辐射检测部件、光检测部件、光电二极管、光电晶体管、光伏设备、传感器、微机械部件、开关、触摸开关、触摸面板、接近开关、触摸传感器、大气传感器、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、气体传感器、接近传感器、电容式开关、电容式按钮、电容式传感器、投射式电容式传感器或开关、单电极电容式开关或传感器、多电极电容式开关或传感器、自电容传感器、互电容传感器、电感式传感器、传感器电极、微机械部件、ui元件、用户输入元件、振动元件、发声元件、通信元件、发射器、接收器、收发器、天线、红外接收器或发射器、无线通信元件、无线标签、无线电标签、标签读取器、数据处理元件、数据存储元件、电子子组件、导光元件、光导、透镜、反射镜、覆盖所述连接器的接触元件的至少一部分的封装材料、电子部件或所述衬底膜上的其他特征、将所述连接器的接触元件或电子部件固定到所述衬底上的所述电路设计的导电粘合剂,以及将所述连接器固定到所述衬底的粘合剂。

39.一种系统,其包含根据前述权利要求中任一项所述的多层结构以及包含所述外部连接元件以经由所述连接器连接到所述多层结构的设备。

40.一种用于制造多层结构的方法(1800),其包含:

获得(1804)用于容纳电子器件的衬底膜(102),所述衬底膜具有相对的第一面和第二面(102a,102b);

优选地至少部分地通过印刷电子技术提供(1806)电路设计(106),所述电路设计包含在所述衬底膜的所述第一面和/或所述第二面上的具有导电材料的多个导电区域;

将电连接器(110,210,710,1110,2610)布置(1810,1820,1822,1824)到所述衬底膜,所述连接器包含多个导电接触元件,从而使得所述电连接器延伸到所述衬底膜的所述第一面和所述第二面两者,并且所述多个导电接触元件连接到所述电路设计的所述导电区域,与此同时被进一步配置为响应于将外部连接元件与在所述衬底膜的所述第一面或所述第二面上的或与所述衬底膜相邻的所述电连接器元件配合而电耦合到所述外部连接元件;以及

任选地通过利用注塑成型,在所述衬底膜的所述第一面和/或所述第二面和所述电连接器元件上模制(1814)优选地热塑性材料,以便将所述电连接器至少部分地嵌入所述材料中,任选地完全嵌入所述连接器的位于所述衬底背对所述外部连接元件(112)的相对连接面(102b)的面(102a)上的一部分,从而增强所述电连接器到所述衬底膜的固定。

41.根据权利要求40所述的方法,其包含任选地通过冲压、刺穿和/或压接来引导所述电连接器的一部分,任选地包含其一个或多个接触元件的一部分,穿过所述衬底膜的所述材料以在其中建立多个通孔。

42.根据权利要求40或41所述的方法,其包含为所述衬底膜提供通孔,所述电连接器随后被布置为穿过所述通孔,以便延伸到所述膜的所述第一面和所述第二面两者(1822)。

43.根据权利要求40至42中任一项所述的方法,其包含优选地通过粘结或胶合来固定所述电连接器。

44.根据权利要求40至43中任一项所述的方法,其包含成形(1812),任选地热成形或冷成形所述衬底膜,所述衬底膜设置有所述电路设计的至少一部分以使其任选地成形为以便至少局部地呈现基本三维的目标形状。

45.根据权利要求40至44中任一项所述的方法,其包含将配对元件(1824),任选地将锁定框架,附接到所述电连接器,以增强所述连接器到所述衬底膜的固定并且任选地相对于所述电连接器元件固定和/或引导所述外部连接器元件。

46.根据权利要求40至45中任一项所述的方法,其包含成形,任选地热成形或冷成形所述衬底膜,以限定用于容纳所述连接器(1910)的一部分的凹部(1920),并且优选地在其底部布置通孔,所述连接器经由所述通孔延伸穿过所述衬底膜,其中所述凹部的成形任选地在将所述连接器提供给所述衬底之前或之后进行。

47.根据权利要求40至46中任一项所述的方法,其中所述布置包含相对于所述衬底配置包含成角度的或弯曲的表面和/或接触元件的连接器,使得所述成角度的或弯曲的表面和/或接触元件与所述衬底的相邻表面基本上对齐。

48.根据权利要求40至47中任一项所述的方法,其中所述连接器(110,210)包含至少两个部分(210a,210b,2110a,2110b,2210a,2210b,2310a,2310b,2510a,2510b),任选地最初是至少两个分开的部件,所述至少两个部分布置在所述衬底膜的相对面上,并通过所述衬底膜和/或围绕所述衬底膜的边缘连接在一起。

49.根据权利要求48所述的方法,其中两个相对部分中的至少一个包含多个突出部,所述多个突出部通过冲压或具体地通过压接动作,任选地进一步通过(2100)所述电路设计的导电区域而穿过所述衬底膜设置以将所述突出部连接到所述另一部分。

50.根据权利要求48所述的方法,其中至少两个相对部分通过在它们之间建立的多个优选焊接的中间特征(2310d)连接,任选地至少部分地由所述部分的任一个的材料建立。

51.根据权利要求40至50中任一项所述的方法,其包含提供选自由以下组成的群组中的至少一种元件:所述衬底膜上的电子部件、覆盖所述连接器的接触元件的至少一部分的封装材料、所述衬底膜上的电子部件或其他特征、在所述模制塑性层的相对面上的第二衬底膜、将所述连接器或电子部件的接触元件固定到所述衬底的所述电路设计的导电粘合剂、将所述连接器固定到所述衬底的粘合剂、穿过所述衬底和/或一个或多个模制层的导电贯穿孔,以及任选地由模制材料限定以将所述外部连接元件固定到所述连接器的锁定构件。


技术总结
集成多层结构(100),其包含:衬底膜(102),其具有第一面(102A)和相对的第二面(102B),所述衬底膜包含基本上电绝缘的材料;电路设计,其包含在衬底膜的所述第一面和/或所述第二面上的具有导电材料的多个导电区域(106);连接器(110),其包含多个导电接触元件(118),所述连接器被提供给衬底膜,从而使得其延伸到所述衬底膜的所述第一面和所述第二面两者,并且所述多个导电接触元件连接到电路设计的一个或多个导电区域,与此同时被进一步配置为响应于将外部连接元件(112)与在衬底膜的所述第一面或所述第二面上的或与衬底膜相邻的连接器配合而电耦合到该外部连接元件;以及至少一个塑性层(104,105),优选地具有热塑性材料,其被模制到衬底膜的所述第一面和/或所述第二面上,以便至少部分覆盖连接器并增强连接器到衬底膜的固定。提供了对应的制造方法。

技术研发人员:亚尔莫·萨耶斯基;米科·海基宁;泰罗·海基宁;米卡·帕尼;简·蒂洛宁;罗纳德·哈格
受保护的技术使用者:塔克托科技有限公司
技术研发日:2019.03.18
技术公布日:2020.10.30
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