CN103379743B - 电子组件和将金属体连接于柔性载体的导电线路上的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子组件，包括至少一柔性载体（2）和设于柔性载体（2）上的多个独立的金属体（1），所述柔性载体（2）上设有导电线路，导电线路的连接面与所述多个金属体（1）的连接面分别形成联接，所述相互联接的连接面于每一连接处设有至少一轨道（3），每一所述连接处通过超声波焊接的方式形成联接，所述轨道（3）在超声波焊接时作为导能筋。本发明还提供了一种将金属体连接于柔性载体的导电线路上的方法。

Description

电子组件和将金属体连接于柔性载体的导电线路上的方法
技术领域
本发明涉及一种电子组件，尤其涉及一种包括柔性载体和连接在柔性载体上的金属体的电子组件，并且涉及一种将金属体固定及电连接于柔性载体的导电线路上的方法。
背景技术
传统的电子组件，比如印刷电路板上，电子元件的固定和连接方式通常为胶接或焊接。对于胶接而言，克服虚接及提高结合力是业界一直努力的目标。另外，由于胶体的导电能力较差，导致使用胶粘的方式连接的电路板不适用于大电流场合。而且，胶粘工序很费时，
而焊接存在的问题则是焊接产生的热量（以下简称为焊接热）对柔性载体材料及电子元件的影响。能承受这样的焊接热的柔性载体材料通常包括具有热稳定性能的聚酰亚胺及其他高性能塑料。但这样的柔性载体材料相较其他的普通塑料而言制造成本高。此外，这种柔性承载板在焊接时还是可能因微小的干扰而产生虚焊的危害。
再有一种现有的多功能印刷电路板，所述电路板上利用蚀刻的方式形成导电部。导线元件通过超声波焊接的方式与所述导电部连接。该电路板使用了硬质的载体材料，比如具有较高机械强度及热稳定性的纤维增强塑料，以使该电路板能经得起超声波焊接工序所产生的热负荷及机械压力。然而，该现有的方案不适用由柔性载体材料构成的电路板，因为不论是柔性承载板本身还是形成于其上的复杂的导电线路都难以承受超声波焊接时所产生的热负荷和机械压力。
因此，函需一种能够克服上述缺陷的方案。
发明内容
本发明一方面提供了一种电子组件，包括至少一柔性载体和设于柔性载体上的多个独立的金属体，所述柔性载体上设有导电线路，导电线路的连接面与所述多个金属体的连接面分别形成联接，所述相互联接的连接面于每一连接处设有至少一轨道，所述每一连接处通过超声波焊接的方式形成联接，所述轨道在超声波焊接时作为导能筋。
较佳的，所述柔性载体包括由热塑性塑料形成的载体膜。
较佳的，所述导电线路和金属体至少在连接面处由铝或铝合金构成。
较佳的，所述轨道的***侧壁作为散热面。
较佳的，所述导电线路和所述金属体至少其中之一在其连接面处设有突起，所述突起在超声波焊接时作为导能筋。
可选的，所述突起形成于所述金属体上，所述金属体的连接面于突起的***设有凹槽。
可选的，所述突起以金属附加层的形式形成于所述导电线路的轨道上，所述金属附加层与所述轨道由相同的材料形成。
较佳的，所述金属体包括一接触部，所述接触部为公连接器或按钮插座。
本发明另一方面提供一种将多个独立的金属体连接于柔性载体的导电线路上的方法，所述金属体和导电线路的连接面相互形成材料间的直接粘接，从而构成如权利要求1至8任意一项所述的电子组件，其中，金属体和导电线路其中之一的连接面形成于一布满导电线路的薄膜上，所述方法包括：在所述导电线路和所述金属体至少其中之一形成铝或铝合金导能筋；以轨道的形式在所述薄膜的导电线路上形成所述薄膜导电线路的连接面；利用超声波焊接将所述金属体和导电线路的连接面进行连接。
较佳的，在超声波连接时，所述金属体和导电线路直接接触的连接面至少其中之一被施加压力。
较佳的，所述金属体和导电线路的连接面由铝或铝合金构成。
较佳的，在超声波焊接时，设有导电线路的所述载体被放置于一金属板上。
上述电子组件中，通过在相互联接的连接面处设置一轨道，轨道在超声波焊接时作为导能筋，有利于限制超声波焊接的范围，降低超声波焊接对导电线路和柔性载体的影响。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1是本发明一实施例的电子组件的立体组合图；
图2是图1所示电子组件的侧视图；
图3是图1所示电子组件的元件于未连接状态的侧视图；
图4是本发明另一实施例的电子组件的立体图；
图5是图4所示电子组件的柔性载体的立体图；
图6为图4所示电子组件于未连接状态的剖视图；
图7为图4所示电子组件于连接完成状态的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
请参阅图1和图2，本发明一电子组件包括载体2和元件1。所述元件1设置于载体2上。图1仅示出该载体2的局部。所述载体2上布满导电线路（图未示），所述元件1与所述导电线路电连接。本实施例中，所述元件1近似方形，在其他实施例中，元件也可以为其他形状。
所述载体2由柔性材料构成，因而该载体2呈柔性。所述载体2包括由热塑性材料制成的薄膜。热塑性材料因具有稳定的弹性及绝缘性使其尤其适用于汽车电气应用。此外，热塑性材料的成本也很低。本实施例中，所述载体的厚度小于0.3mm。
所述载体2用于与元件1连接的连接面设有轨道3。所述轨道3位于所述导电线路上。所述轨道3可通过在载体2的表面紧密结合一层金属箔，再利用蚀刻的方式选择性地将部分金属箔去除而形成。
所述元件1通过超声波焊接于载体2的轨道3上。超声波焊接是利用高频振动波传递到两个连接面，在加压的情况下，使两个连接面相互摩擦而熔合。超声波焊接熔合强度高，导电性好，并且避免了虚焊的危害。当形成连接时，所述两个直接接触的连接面至少其中之一被施加压力，从而使两连接面实现可靠牢固的连接。另外，设于连接面上的轨道3作为导能筋，缩小了两个连接面连接处的范围，即缩小了超声波焊接范围，因此，避免了柔性载体2和导电线路遭到焊接热的破坏。作为导能筋的轨道3确保超声波焊接具有低热量以及在焊接处的周围具有低机械压力的优点。较佳的，所述轨道的***侧壁作为散热面，以利于散发超声波焊接时所产生的热，从而减少传递给其周围的金属部分的热量，避免元件1和柔性载体2受影响。
作为替换方案，轨道也可由碳层构成。一层薄薄的碳层也可以作为导能筋。所述碳层可由喷黑打印机喷印而成。
优选地，导电线路和元件1至少在连接面处由铝或铝合金制成。铝的性能尤其适合用于超声波焊接。另外，铝也适用于导电线路，铝的导电性能与重量比相较铜和银小，这使得铝尤其适用于轻量构造的应用。
在替换实施例中，所述轨道3也可通过胶粘剂粘接于载体2上。那样的话，位于轨道3与载体2之间的胶粘剂在超声波焊接时也作为隔热材料以保护不耐热的载体2。
本实施例中，所述元件包括第一部分4和第二部分5。所述第一部分4面向载体2并用于与轨道3连接。第二部分5位于第一部分4背对载体3的一侧。所述第一部分4和第二部分5由两种不同的材料构成。第一部分4为铝层或铝合金层，因为铝具有优良的超声波焊接性能。而第二部分5由银构成。
请同时参阅图3，优选地，所述元件1的第一部分4的底部，即面朝载体2的一面，具有突起6。该突起6在超声波焊接工艺中构成一个导能筋，可以使超声波的振动能量集中于此，从而在突起6处最先熔合。如此，可以进一步缩小超声波焊接的范围，降低超声波焊接对元件和导电线路的影响。较佳的，所述元件1的底部于突起6的***形成凹槽9，这样可以进一步防止超声波焊接时产生的热量传递至其周围。更优地，所述轨道3上也形成这样的突起。
所述突起6在元件1成型时便已形成，以便用于区别元件1的第一部分4和第二部分5。由于超声波高频振动作用在铝层4使得热量聚集，因而后续需要固定于银层5上的其他部分可以通过压接的方式固定。
图2中所示的已经连接的载体2和元件1的组件在超声波焊接完成后可以直接投入使用。也即是说，本发明的方法中，在金属体焊接于载体上后不再需要任何准备工序便可直接投入使用，本发明的方法更为简便。
请参阅图4和图5，在本发明另一实施例中，一金属附加层7形成于轨道3上，该金属附加层7在超声波焊接时具有导能筋的作用。图4所显示的元件1包括一接触部8。所述接触部8在本实施例中为公连接器的形式。所述公连接器具体地可以用于连接线缆端子。在其他实施例中，所述接触部还可以是按钮插座，所述按钮插座用于形成按钮开关。
图6和图7分别为图4所示的电子组件在超声波焊接前和焊接后的剖视图。图6中同样可以看到金属附加层7。所述金属附加层7一体地结合于所述轨道3中。优选地，所述金属附加层7和轨道3由相同的材料构成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电子组件，包括至少一柔性载体和设于柔性载体上的多个独立的金属体，所述柔性载体上布满导电线路，导电线路的连接面与所述多个金属体的连接面分别形成联接，其特征在于：所述相互联接的连接面于每一连接处设有至少一轨道，所述每一连接处通过超声波焊接的方式形成联接，所述轨道在超声波焊接时作为导能筋，所述每个金属体包括第一部分和第二部分，所述第一部分面向载体，并由铝材料组成，所述第二部分背对载体的一侧，并由银材料组成。
2.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于：所述柔性载体包括由热塑性塑料形成的载体膜。
3.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于：所述导电线路和金属体至少在连接面处由铝或铝合金构成。
4.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于：所述轨道的***侧壁作为散热面。
5.根据权利要求1所述的电子组件，其特征在于：所述导电线路和所述金属体至少其中之一在其连接面处设有突起，所述突起在超声波焊接时作为导能筋。
6.根据权利要求5所述的电子组件，其特征在于：所述突起形成于所述金属体上，所述金属体的连接面于突起的***设有凹槽。
7.根据权利要求5所述的电子组件，其特征在于：所述突起以金属附加层的形式形成于所述导电线路的轨道上，所述金属附加层与所述轨道由相同的材料形成。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的电子组件，其特征在于：所述金属体包括一接触部，所述接触部为公连接器或按钮插座。
9.一种将多个独立的金属体连接于柔性载体的导电线路上的方法，所述金属体和导电线路的连接面相互形成材料间的直接粘接，从而构成如权利要求1至8任意一项所述的电子组件，其中，金属体和导电线路其中之一的连接面形成于一布满导电线路的薄膜上，所述方法包括：
所述柔性载体的导电线路和所述金属体至少其中之一形成铝或铝合金导能筋，所述每个金属体包括第一部分和第二部分，所述第一部分面向载体，并由铝材料组成，所述第二部分背对载体的一侧，并由银材料组成；
在所述薄膜的导电线路上设置有轨道，所述轨道构成所述薄膜导电线路的连接面；
利用超声波焊接将所述金属体和柔性载体的导电线路的连接面进行连接。
10.根据权利要求9所述的将金属体电连接于柔性载体的导电线路上的方法，其特征在于：在超声波连接时，所述金属体和导电线路直接接触的连接面至少其中之一被施加压力。
11.根据权利要求9或10所述的将金属体电连接于柔性载体的导电线路上的方法，其特征在于：所述金属体和柔性载体的导电线路的连接面由铝或铝合金构成。
12.根据权利要求9或10所述的将金属体电连接于柔性载体的导电线路上的方法，其特征在于：在超声波焊接时，设有导电线路的所述载体被放置于一金属板上。
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