CN108029211B - 用于电子器件的多层结构和相关制造方法 - Google Patents

Abstract

一种多层结构(100)，包括柔性衬底膜(102)，该衬底膜具有第一侧和相反的第二侧；多个导电线路(108)，该多个导电线路可选地限定接触焊盘和/或导体，优选地印刷在衬底膜的第一侧上，用于构建期望的预定电路设计；塑料层(104)，该塑料层被模制到衬底膜(102)的第一侧上，以便将电路封闭在塑料层与衬底膜(102)的第一侧之间；以及优选为柔性的连接器(114)，该连接器用于提供从衬底膜(102)的第二相反侧到第一侧上的嵌入式电路的外部电连接，连接器的一端附接至第一侧上的预定接触区域，而另一端(114B)位于衬底的第二侧以用于与外部元件(118)耦接，连接两端的中间部分被馈送通过衬底中的开口(115)，其中延伸穿过衬底膜的厚度的开口的尺寸优选地被设定，以便容纳连接器而没有显著的附加间隙。提出了一种相应的制造方法。

Description

用于电子器件的多层结构和相关制造方法

技术领域

本发明总体上涉及电子器件、相关联的装置、结构和制造方法。特别地，但非排他地，本发明涉及提供用于包含集成在一起的膜层和相邻的模制塑料层的结构的内部构件的外部电连接。

背景技术

在电子器件和电子产品的背景下，通常存在各种各样不同的堆叠组件和结构。

电子器件与相关产品的集成背后的动机可以如同相关使用背景一样多样化。比较常见地，当所得到的解决方案最终展现出多层性质时，寻求的是部件的尺寸节省、重量节省、成本节省或仅是高效的集成。而相关联的使用场景可以涉及产品包装或食品包装、装置壳体的视觉设计、可穿戴电子器件、个人电子装置、显示器、检测器或传感器、车辆内饰、天线、标签、车用电子器件等。

电子器件诸如电子部件、IC(集成电路)和导体通常可以通过多种不同的技术设置在衬底元件上。例如，现成的电子器件诸如各种表面安装器件(SMD)可以安装在最终形成多层结构的内或外中间层的衬底表面上。此外，可以应用被归入术语“印刷电子(printedelectronics)”的技术来实际上将电子器件直接并且附加地制造到相关联的衬底。术语“印刷”在该背景下指的是能够通过基本上的增材印刷工艺从印刷品生产电子器件/电气元件的各种印刷技术，包括但不限于丝网印刷、柔版印刷和喷墨印刷。使用的衬底可以是柔性的，并且印刷材料是有机的，然而并不一定总是如此。

当多层结构装载有各种电子器件时，可能必须为其提供相关的电力、数据和/或控制连接，这通常需要提供电连接器和相关的布线，虽然有时候也可以应用无线连接。

通常，环境与堆叠式多层结构的嵌入式电子器件之间的有线电连接被设置在该结构的侧边缘处，使得必要的外部布线与位于该结构的周缘并且可能从该结构突出的连接器或其他接触元件接触。

然而，在许多使用场景中，连接器和外部布线的这种配置是次佳的，因为这对相关主结构和部件的尺寸和位置还有多层结构本身的特征和制造有额外的限制。

发明内容

本发明的目的是至少缓解与在整体式多层结构和嵌入其中的电子器件的背景下的现有解决方案相关联的上述缺点中的一个或多个。

该目的通过根据本发明的多层结构和相关制造方法的各种实施方案来实现。

根据本发明的一个实施方案，用于电子装置的多层结构包括：

优选为柔性的(flexible，挠性的、弹性的)衬底膜，该衬底膜能够在其第一侧上容纳电子器件，诸如导电线路(conductive trace)和可选的电子部件诸如SMD(表面安装器件)，所述膜具有第一侧和第二侧，

多个导电线路，诸如接触焊盘(pad)和/或导体，该导电线路优选地通过印刷电子技术印刷在衬底膜的第一侧上，用于构建期望的预定电路设计，

塑料层，该塑料层被模制到衬底的第一侧上，以便将电路封闭在塑料层与衬底膜的第一侧之间；以及

优选为柔性的连接器，该连接器用于提供从衬底膜的第二相反侧到第一侧上的嵌入式电路的外部电连接，连接器的一端附接至第一侧上的预定接触区域，而另一端位于第二侧上，连接的中间或“中央”部分(优选地与两端成整体)被馈送通过衬底中的开口，其中延伸穿过衬底膜的厚度的开口的尺寸优选地被设定，以便容纳连接器而没有显著的附加间隙，即使用“紧密”配合。

接触区域可以包括被配置为将连接器机械附接至和/或将其电连接至衬底上的电路(例如印刷线路/接触焊盘)的材料和/或元件。为此目的，例如可以应用传导粘合剂或ACF(各向异性导电膜)接合。

取决于衬底的材料和附接在其上的材料/元件(诸如用于线路和/或其他元件的印刷材料)和/或开口以及相关材料厚度和形状诸如所需曲率(衬底对比连接器)的配置，连接器可以是相对刚性的或柔性的(可弯曲的)。连接器可以基本上在整个长度上是柔性的/可弯曲的，可能排除连接器的任一端或两端。在通常更硬的材料的情况下，连接器仍然可以包括可弯曲部分或例如铰接部分，以便于其附接在衬底上和/或穿过开口。开口的纵向轴线和接触区域的接触表面可以在它们之间具有角度(例如大约90度)，因此如果不是绝对必要，连接器的柔性/可弯曲性通常是优选的。可替代地或附加地，连接器可以已设置有基本上固定的角度或成角度部分以便于其穿过开口，同时能够接触例如衬底的平面接触区域。

考虑到相关的表面区域，衬底的第一侧以及因而相关联的第一表面已至少部分地由塑料材料(优选且通常为热塑性塑料材料)包覆模制(overmold)。可选地，可以使用若干种可用于包覆模制的材料来构建一个或多个模制层，例如，在衬底的第一侧上左右地(side-to-side，从一边到另一边地)放置和/或在其上形成多个叠覆层的堆叠体的相邻层。

可选地，在模制层的另一侧上提供另外的第二膜。因此，可以用作图形和/或电子器件诸如电子部件和/或线路的衬底的第二膜从与初级衬底膜或第一衬底膜相反的方向面对模制层。第二膜可以已与第一膜一起被定位即***在模具中，使得塑性材料注入到它们之间。可替代地，第二膜可以通过可行的层压技术，使用例如基于粘合剂、高温和/或压力的接合而已被层压到模制层上。

在一些实施方案中，用于构建模制层的(热)塑性材料包括光学上基本不透明、透明或半透明的材料，使得例如可见光能够通过该材料而损失可以忽略。例如，在期望的波长处，足够的透射率可以是大约85％、90％或95％或更高。可能的其他模制的(热)塑性材料可以是基本上不透明或半透明的。在一些实施方案中，其他材料可以是透明的。

在进一步的补充或可替换的实施方案中，考虑到预定波长例如可见光谱中的预定波长，所包括的膜中的一个或多个可以至少部分地是在光学上基本上不透明或至少半透明的。膜可以起初已设置有视觉上可区分的、装饰/美学和/或信息性的特征，诸如其上或其中的图形图案和/或颜色。这些特征可以已设置在膜的具有电子器件的同一侧上，使得它们还已通过相关联的包覆模制过程而由塑性材料(一种或多种)密封。因此，IML(模内标签)/IMD(模内装饰)技术是可适用的。该膜(一个或多个)可以至少部分地，即至少在某些位置，对于辐射诸如由膜上的电子器件发出的可见光是光学上透明或半透明的。例如，透射率可以是大约85％、90％、95％或更高。

根据另一个实施方案，制造用于电子装置的多层结构的方法包括：

获得用于容纳电子器件的衬底膜，

在衬底膜的第一侧上优选地印刷多个导电线路，以及可选地电子部件，以构建预定的电路设计，

在衬底膜(的厚度)中或穿过衬底膜的厚度，可选地基本上邻近于预定接触区域，构建开口诸如缝或孔，其中该开口的尺寸优选地被设定，以便在预定的馈通位置匹配优选为柔性的连接器的尺寸而没有显著的附加间隙，

引导连接器的至少一部分，诸如连接器电缆或导线的一端，穿过所构建的开口，其中连接器的一端在所述引导之前、之时或之后附接至衬底膜的第一侧上的预定接触区域，另一端最晚在所述引导之后被定位在第二侧上，用于电连接到外部导电元件，以及

在所述衬底膜的第一侧上模制热塑性材料，以基本上将电路密封在塑料层与衬底膜的第一侧之间。

该方法可以进一步包括提供以下材料(一种或多种)和/或元件(一个或多个)：该材料和/或元件被配置为将连接器机械附接至和/或将其电连接至在衬底的接触区域上(和/或在连接到那里的连接器端处)的电路(例如印刷线路/接触焊盘)。为此目的，可以应用例如传导粘合剂或特别是ACF(各向异性导电膜)材料以及相关的接合技术。

具体地，可以首先在接触区域上设置合适的各向异性材料，诸如糊剂或膜，以电连接电路和连接器。然后可以将连接器压靠各向异性材料。可选地，可以施加热量以增强相关联的粘合剂的附接(例如通过更好的流动)。

各种方法项的相互执行顺序可以在各个实施方案中根据具体情况确定。例如，可以在将连接器的一端附接至衬底的接触区域之前、之时或之后构建开口。相应地，根据例如期望的穿过方向，可以在将连接器附接至衬底之前、之时或之后引导连接器通过开口。

可以通过钻孔、雕刻、锯切、蚀刻、切割(例如用激光或机械刀片)或使用本领域技术人员所理解的任何其他可行的方法来提供开口。

开口可以具有期望的形状，即可以构建基本上圆形的或有角的孔，或者扁的和/或窄的缝。该开口可以基本上具有例如平行四边形的(侧)横截面，或者该开口可以实际上被描述为窄的缝。该开口可以具有圆弧(rounded)形状(一种或多种)，以使柔性的连接器能够弯曲，与开口接触而没有额外的松弛。优选地，开口的形状和尺寸被设计成与所容纳的连接器部分的形状/尺寸匹配，使得在交界部位处不形成额外的间隙。可替代地或附加地，可以在交界部位(开口)处提供补充密封和/或附接材料。

可以通过例如印刷和/或安装来在衬底膜的第一侧上提供一些电子部件，以在其上构建期望的电路，该期望的电路可以具有控制、测量、UI、数据处理、存储等目的。

可选地，如上所述，可以在模制的塑料的另一侧上提供另外的第二膜。该第二膜可以与承载片状物(flap，襟片、折片)的初级第一衬底一起定位在模具中，使得通过将塑性材料注入其间而获得堆叠结构，或者如果该第二膜不是直接在模制的塑料层上制造的，可以后续使用合适的层压技术来提供第二膜。第二膜可以在其任一侧上具有电子器件以及例如图形(因而可能应用IMD/IML技术)。还有，第二膜可以具有保护的目的和/或其他技术特征，诸如期望的光学透射率、外观(例如颜色)或感觉。

可行的模制方法包括例如注射成型。在若干塑性材料的情况下，它们可以使用双射成型或一般地多射成型方法来模制。可以使用具有多个成型单元的成型机器。可替代地，可以使用多个机器或单个可重配置机器来顺序地提供若干材料。

如技术人员所认识到的，先前提出的关于该结构的各种实施方案的考虑可以在作必要修改之后灵活地应用于该方法的实施方案，并且反之亦然。

根据实施方案，本发明的效用由许多问题引起。

整体式的电连接器可以从起初分离且简单的连接器元件诸如柔性带方便地构建。该元件可以包括导电材料诸如优选为金属(银、铜、金等)或导电聚合物或由导电材料组成。可以忽略具有自己专用的壳体或例如刚性电路板的复杂且耗费空间的连接器。连接器的位置可以灵活地确定，并且不再需要将连接器定位在多层结构的侧边缘处，这大大增加了可以设置连接器的结构和主装置或产品的结构上和可能的还有功能上的通用性。连接器优选地是可弯曲的/柔性的，并且仅需要很小的空间，这有助于将外部元件诸如连接器或布线与之连接，因为它们的初始位置不再那么关键。所建议的应用包覆模制的制造方法相对简单并被认为是真正有益的，并且并不需要仅为了在印刷电子器件或模内电子器件的情况下产生足够的连接性而采用全新的或不同的制造技术。

类似的连接器结构也可以在电连接可能不必要的但是例如光连接是期望的其他场景中找到用途。代替导电材料、电布线或例如印刷线路，或除了导电材料、电布线或例如印刷线路之外，连接器可以包括例如光纤。

通常，所获得的多层结构可以用于在主元件诸如智能服装(例如衬衫、夹克或裤子，或例如压缩服装)、另一可穿戴电子器件(例如腕上(wristop)装置、头部穿戴物或足部穿戴物)、车辆、个人通信装置(例如智能手机、平板手机或平板电脑)或其他电子器件中构建期望的装置或模块。所获得的结构的集成度可以是高的，并且期望的尺寸诸如其厚度是小的。

所使用的膜(一个或多个)可以在其上包含图形和其他视觉和/或触觉上可检测的特征，因此除了寄放和保护电子器件之外，膜还可以具有美学和/或信息性效果。膜(一个或多个)至少在某些位置可以是半透明或不透明的。它们可以具有期望的颜色或包括具有期望颜色的部分。因而，所获得的多层结构可以包含一个或多个颜色层/着色层，该层可选地确定图形诸如文本、图片、符号、图案等。这些层可以通过例如特定颜色(一种或多种)的专用膜来实现，或者可以被设置为现有膜(一个或多个)、模制层(一个或多个)和/或其他表面上的涂层(例如通过印刷)。

该膜(一个或多个)可以被配置为构建相关联的产品的外表面和/或内表面的至少一部分。

视觉特征诸如图案或着色可以经由内部层提供，例如在第一膜和/或第二膜的面对模制塑料的一侧上，使得这些特征至少通过膜的厚度保持与环境影响隔离并免受环境影响。相应地，能够容易地损害(例如被涂的)表面特征的不同冲击、摩擦、化学物质等通常不会触及这些特征。膜可以容易地制造或加工，可选地切割，成具有必要特性的期望形状，诸如用于暴露底下的特征诸如模制的材料的孔或凹口。

考虑到模制过程，可以针对各种目的(包括固定电子器件)而对模制的热塑性材料(一种或多种)进行优化。还有，该材料可以被配置为保护电子器件免受例如环境状况，诸如湿气、热、冷、污物、撞击等。例如，考虑到光透射率和/或弹性，它可以进一步具有期望的性质。在嵌入式电子器件包括发出光或其他辐射的部件或接收光或其他辐射的部件的情况下，该材料可以具有足够的透射率以使光由其透过。

表述“多个”在本文中可以指从一(1)开始的任何正整数。

表述“许多”可以相应地指从二(2)开始的任何正整数。

术语“第一”和“第二”在本文中用于区分一个元件与另一元件，并且如果没有另外明确说明不特别地对它们划分优先顺序或对它们排序。

除非另外明确指出，否则本文中术语“膜”和“箔”通常可以互换使用。

本发明的不同实施方案在所附的从属权利要求中公开。

附图说明

接下来将参考随附附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的多层结构模制之前的一个实施方案。

图2示出了图1模制之后的实施方案。

图3描绘了图1和图2的多层结构的实施方案的仰视图，连接器片状物从另一视角示出。

图4是公开了根据本发明的方法的实施方案的流程图。

具体实施方式

图1通过横截面侧视图示出了多层结构模制之前的实施方案100。完成的多层结构可以构建其自身的最终产品，例如电子装置或元件(例如电缆、连接器装置)，或者设置在主装置中作为集合的部件或模块。

结构100包括(第一)衬底膜102诸如柔性塑料膜，用于容纳通过印刷电子技术，诸如丝网印刷、柔版印刷或喷墨印刷，而印刷在衬底膜的第一侧和相应表面上的电子器件，诸如导电线路(限定例如导体线、接触焊盘等)108和可选的部件106。至少包括线路108的印刷元件被配置成构建期望的电路设计。

除了印刷版本之外或代替印刷版本，部件可以包括(表面)安装在衬底102上的现成部件，诸如所谓的表面安装元件。例如，可以利用粘合剂来将电子器件508机械固定在衬底上。可以应用传导材料，诸如传导粘合剂和/或焊料，来构建电连接以及机械连接。

如图2所示，衬底102和电子器件106、108将至少部分地被至少一个模制的塑料层104覆盖。

与第一膜102具有相同或不同材料的可选的第二膜110也可存在于多层堆叠体中。膜110可以容纳电子器件112、图形111和/或其他被认为是有利的特征。另外的膜、涂层等可以可选地设置在第二膜110上，例如用于美学、保护/绝缘或其他目的。

在模制之前，在衬底102上设置导电连接器元件114。连接器114可以包括例如PC(聚碳酸酯)、聚酰亚胺等。开口115诸如扁缝或例如圆形孔被布置以提供用于连接器114的馈通。连接器114可以包括例如圆形导线或电缆，因此开口115通常可以具有使用例如钻孔机构建的圆形横截面。可替代地，连接器114可以包括扁电缆、可以被压成基本上是扁的或者至少较扁的形状(没有损坏)的圆电缆或者在侧向方向和横向方向上具有相当不均匀的尺寸的类似元件。在这些情况下，扁的连接器114可以通过匹配的扁缝型开口115容纳在衬底102中。开口115可以定位在衬底102的中心区域中，或者当需要时定位在衬底的周缘区域，上述定位取决于衬底102的第一侧上的接触区域的位置和/或第二侧上连接外部元件的位置并且通常基本上接近于衬底的第一侧上的接触区域的位置和/或第二侧上连接外部元件的位置。

起初分离的连接器114的一端物理附接且电附接至衬底102。另一端114B或“尾部”提供外部连接性。因而，在模制之前，连接器114的至少一部分被馈送通过开口115。取决于实施方案和各种相关方法阶段的顺序，其可以是连接器的任一端。如果连接器首先连接至衬底102的第一侧上的接触区域116(这甚至可以在构建开口115之前发生)，尾部114B然后穿过开口115，该开口可以在穿过之前、之时或之后选择性地接收另外的密封材料。随后是制造塑料层104的包覆模制阶段。可替代地，开口115可以首先适于容纳连接器114的穿至合适的位置的中间部分，在此之后并且在包覆模制之前，将连接器114的衬底端固定至接触区域116。在图1描绘的场景下，首先将连接器114附接至衬底102的第一侧上的接触区域116，且此后穿过开口115，使得尾部114B在第二侧上终止。

尾部114B然后可以连接至衬底102的第二侧上的外部元件118，诸如电力、数据或控制布线，或者相关的连接器。

接触区域116可以包括(印刷)线路、接触焊盘和/或以下材料或元件诸如各向异性材料：这些材料或元件物理附着至衬底102和连接器114并且通常以期望的方向以期望的方式传导电。在一些实施方案中，除了电子紧固元件之外，还可以使用专用的物理/机械紧固元件。

图3描绘了当从与模制层104相反的方向即经由平面“自下而上”视图查看时的衬底102。尾部114B在该实施例中包含相对扁而宽的形状，并且开口115基本上匹配该设计(扁而宽的缝)。尾部114B如箭头所示馈送通过缝115，以在衬底102的第二侧(底部)即环境侧构建一种片状物。至少尾部114B优选是柔性的，以便于穿过过程及其后续应用。在如上文讨论的替代实施方案中，连接器114的另一端(图中不可见，在衬底102的另一侧，即第一侧)可以从第二侧馈送通过开口115到第一侧，使得尾部114B始终保持在衬底102的第二侧，即环境侧上。

考虑到材料选择，膜(一个或多个)102、110可以基本上由选自由以下组成的组中的至少一种材料组成：聚合物、热塑性材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS树脂)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和金属，或包括该至少一种材料。

在一些实施方案中，膜(一个或多个)102、110可以包括例如在面对环境(即不是电子器件106、108、112和模制的材料104)的一侧上的另外的材料/材料层，或被这样的材料/材料层涂层或覆盖。例如，除了更常规的层之外或代替更常规的层可以提供纺织品或生物材料或基于生物的材料(例如皮革、木材、纸、硬纸板)。也可以使用例如橡胶或通常的具有橡胶的材料。这种层可以具有不同的功能，诸如保护功能、表征期望的感觉、美学或特定期望的光透射和/或反射功能和/或指示功能。

通过包覆模制过程提供的塑料层(一层或多层)104通常可以包括例如弹性树脂。更具体地，层(一层或多层)104可以包括一种或多种热塑性材料，该热塑性材料包括选自由PC、PMMA、ABS、PET、尼龙(PA、聚酰胺)，聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS树脂组成的组中的至少一种材料。

电子器件106、112可以包括一个或多个部件，诸如无源部件、有源部件、IC(集成电路)和/或子组件。这些部件可以被印刷和/或安装，以及进行其他可行的选项。

例如，可以首先将一个或多个部件设置在分离的衬底上，例如电路板诸如FPC(柔性印刷电路)或例如刚性的、例如FR4型(阻燃剂)的板上，并且随后作为整体(即作为子组件)附接至目标衬底102、110。

在柔性的例如FPC型电路板或类似子组件的情况下，电路板或类似子组件的一端或其延伸部可以构建(电)连接器诸如连接器114的至少一部分。

可以将另外的优选为柔性类型的连接器提供至刚性或柔性电路板或者其他子组件，以将其电连接至衬底102、110。

电路板或其他子组件的至少一部分可以可选地位于衬底102与接触区域116处的连接器114之间。连接器114因而可以直接地接触并且例如电连接至电路板或其他子组件。

更具体地，电子器件106、112可以包括选自由以下组成的组中的至少一种元件：光电部件、微控制器、微处理器、信号处理器、DSP(数字信号处理器)、传感器、可编程逻辑芯片、存储器、晶体管、电阻器、电容器、电感器、存储器阵列、存储器芯片、数据接口、收发器、无线收发器、发射器、接收器、无线发射器以及无线接收器。

还有，由该结构承载的电子部件可以包括至少一个光电部件。例如，该至少一个光电部件可以包括LED(发光二极管)、OLED(有机LED)或一些其他发光部件。这些部件可以是侧面发射(“侧面射出”)的。可替代地或附加地，这些部件可以包括光接收部件或光敏部件诸如光敏二极管、光敏电阻器、其他光电检测器或例如光伏电池。光电部件诸如OLED可以已使用优选为印刷电子技术的方法印刷在衬底膜上。

事实上，通过例如嵌入式IC、专用部件或共享IC/电子器件(多目的电子器件)可以实现不同的感测和/或其他功能。

膜(一个或多个)102、110可以根据各种使用场景所设定的需求来成形。膜102、110可以展现例如矩形、圆形或正方形的一般形状。膜102、110可以进一步包含凹陷、凹口、切口或开口以用于各种目的，诸如附接至其他元件，装配电子器件或其他部件，提供用于光或其他辐射、流体等的通道。

图4包括公开了根据本发明的方法的实施方案的流程图400。

在用于制造多层结构的方法的开始，可以执行启动阶段402。在启动402期间，可以进行必要的任务诸如材料、部件和工具的选择、获取、校准和其他配置。必须特别注意的是，各个元件和材料选择共同配合并经受所选的制造和安装过程，该制造和安装过程自然优选地例如基于制造工艺规范和部件数据单或者通过调查和测试生产原型而被预先检查。所使用的设备(除了别的以外，诸如成型/IMD(模内装饰)、层压、接合、热成型、切割、钻孔和/或印刷设备)因而可以在该阶段进入到操作状态。

在404处，获得用于容纳电子器件的至少一个优选为柔性的衬底膜或其他优选为平面的衬底。可以获取衬底材料的现成元件，例如成卷的塑料膜。在一些实施方案中，衬底膜本身可以首先从期望的初始材料(一种或多种)通过模制或其他方法而在内部生产。可选地，对衬底膜进行处理。如前所述的，衬底膜可以例如设置有开口、凹口、凹陷、切口等。

在406处，优选地通过一种或多种印刷电子技术来在膜(一个或多个)上设置多个导电线路，这些导电线路限定例如用于电耦接电子部件的导体线、接触焊盘(或其他接触区)等。例如，可以使用丝网印刷、喷墨印刷、柔版印刷、凹版印刷或平版印刷。此外，可以在膜(一个或多个)上进行培养膜(涉及例如在膜(一个或多个)上印刷图形、视觉指示符等)的另外的行为。

可以可选地通过印刷将未附着至模制塑料的另外的电子器件和/或材料布置在衬底上。

现成部件诸如各种SMD可以通过焊料和/或粘合剂附接至接触区域。可替代地或另外地，可以应用印刷电子技术来实际上直接在膜(一个或多个)上制造部件诸如OLED的至少一部分。

在408处，衬底设置有开口，用于充当连接器的馈通。开口可以通过使用例如钻孔机从衬底去除材料来生产；通过切割或成形材料以在其中提供例如缝来生产；或者通过以衬底固有地包含由衬底材料的周壁限定的开口(例如由合适的模具形状诸如杆(column)或柱(pillar)生产)的方式制造衬底(因此在加工方面将项408与404合并)来产生。优选地，开口的尺寸和形状被设计成容纳连接器的目标部分(其将在模制之时和模制之后保持在开口处)而没有额外的松弛，使得防止模制材料进入衬底的第二侧(如果不是出于某种原因而特别期望的话)。为了进一步密封开口与连接器之间的交界部位，可以可选地使用特定的密封材料或元件。可替代地，项408可以在附接连接器/提供接合材料之时或之后但显然仍然在经由所构建的开口将连接器的一端引导通过衬底之前，与项410相关地执行。

项409是指一个或多个子***或“子组件”的可能的附接，该子***或“子组件”可以包括设置有电子器件诸如IC和/或各种部件的起初分离的次级衬底。多层结构的至少部分或全部电子器件可以经由这样的子组件提供至衬底膜(一个或多个)。可选地，子组件可以在附接至主要衬底之前至少部分地由保护性塑料层包覆模制。例如，粘合剂、压力和/或热量可以用于子组件与初级(主)衬底的机械接合。焊料、布线和导电油墨是用于提供子组件的元件之间以及与初级衬底上的其余电子元件之间的电连接的可应用选项的实施例。项409也可以在例如执行项408之时执行。所示出的位置仅主要是示例性的。

在一些实施方案中，在模制阶段之前或之时，可选地已包含电子器件的衬底膜(一个或多个)可以被热成型418。包含可热成型材料的衬底可以被成形以更好地适配目标环境/装置或目标用途。附加地或可替代地，在已构建的多层堆叠体被设计成经受这种处理的情况下，可以在模制之后进行热成型。

在410处，将连接器附接至衬底的第一侧上的接触区域并且部分地馈送通过开口到另一侧、第二侧。这两个动作的相互执行顺序可以根据如上文解释的实施方案而变化。

在一些实施方案中，可以在衬底上以各向异性膜(包含传导粘合剂/糊剂)的形式另外提供用于固定与衬底的物理/机械和/或电接触的特定接合材料，以用于耦接连接器。

在412处，在定位连接器使得其尾部保持在衬底膜的第二侧上以实现外部电连接之后，热塑性层被模制在衬底膜的第一侧和其上的电子器件诸如线路和多个电子组件上。实际上，衬底膜可以用作注射成型工艺中的***物。在一些实施方案中，衬底元件的第一侧和相关联的表面可以留有一个或多个没有模制塑料的区域。

在使用两个膜的情况下，两个膜都可以***其自己的半模(mold halves)中，使得塑料层注入它们之间。可替代地，随后可以通过合适的层压技术将第二膜附接至第一膜与塑料层的集合体。

关于所获得的堆叠的结构的所得总厚度，其很大程度上取决于考虑到制造和后续使用而提供必要强度所使用的材料和相关的最小材料厚度。这些方面必须根据个案进行考虑。例如，结构的总厚度可以是大约1mm，但是更厚得多或更薄得多的实施方案也是可行的。

项414指的是可能的后处理任务。可以通过层压或合适的涂覆(例如沉积)工艺将另外的层添加到多层结构中。这些层可以具有指示性或美学价值(图形、颜色、图样、文本、数字数据等)，并且代替另外的塑料或除了另外的塑料外包含例如纺织品、皮革材料或橡胶材料。附加元件诸如电子器件可以安装在该结构的外表面(一个或多个)处，诸如衬底的外部表面处。可以进行成形/切割。嵌入式连接器可以连接至期望的外部元件，诸如电缆、布线或其他连接器。

在416处，方法执行结束。

本发明的范围由所附权利要求及其等同物确定。本领域技术人员将认识到，所公开的实施方案仅仅是为了说明性的目的而构建的，并且可以容易地准备应用上述原理中的多种的其他布置以最好地适合各种潜在的使用场景。例如，代替将塑料直接模制到衬底上或除了将塑料直接模制到衬底上之外，可以预先制备塑料层，且然后通过施加例如粘合剂、机械附接装置(螺钉、螺栓、钉子等)、压力和/或热量的合适的层压技术将塑料层附接至衬底。最后，在一些场景下，代替模制，可以使用合适的沉积或另外的替代方法在衬底上产生具有类似功能的塑料或其他层。还有，代替印刷线路，可以以其他方式产生/提供线路。例如，可以应用利用例如蚀刻来制造的导体膜。

Claims (28)

1.一种多层结构(100)，包括：

衬底膜(102)，所述衬底膜具有第一侧和相反的第二侧，

多个导电线路(108)，所述导电线路印刷在所述衬底膜的所述第一侧上，用于构建预定电路设计，

塑料层(104)，所述塑料层被模制到所述衬底膜(102)的所述第一侧上，以便将所述电路封闭在所述塑料层与所述衬底膜(102)的所述第一侧之间；以及

连接器(114)，所述连接器用于提供从所述衬底膜(102)的所述相反的第二侧到所述第一侧上的嵌入式电路的外部电连接，所述连接器的一端附接至所述第一侧上的预定接触区域(116)，而另一端(114B)位于所述衬底膜的所述第二侧以用于与外部元件(118)耦接，连接两端的中间部分被馈送通过所述衬底膜(102)中的开口(115)，其中延伸穿过所述衬底膜(102)的厚度的所述开口(115)的尺寸被设定，以便容纳所述连接器(114)而没有附加间隙。

2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述衬底膜(102)在所述接触区域(116)处包含附着至所述连接器的元件或材料，以将所述连接器物理固定且电耦接至所述嵌入式电路。

3.根据权利要求1所述的结构，包括在所述衬底膜(102)的所述第一侧上的至少部分地封闭在所述塑料层(104)内的子组件(106)，所述子组件包含电路板。

4.根据权利要求3所述的结构，在所述接触区域(116)处包括设置在所述衬底膜(102)与所述连接器(114)之间的所述电路板。

5.根据权利要求3所述的结构，其中，所述电路板是刚性的。

6.根据权利要求3所述的结构，其中，所述电路板是柔性的，并且所述电路板的端部或延伸部构建所述连接器(114)的至少一部分。

7.根据权利要求1所述的结构，包括在所述塑料层(104)的背离所述衬底膜(102)的一侧上的另外的膜(110)，所述另外的膜在其上容纳图形(111)和/或电子器件(112)。

8.根据权利要求1所述的结构，包括一个或多个嵌入式颜色或图形层，所述嵌入式颜色或图形层展现颜色、图形图案、符号、文本、字母数字和/或其他视觉指示。

9.根据权利要求1所述的结构，包括一个或多个嵌入式颜色或图形层，所述嵌入式颜色或图形层展现颜色、图样、符号、文本、数字和/或其他视觉指示。

10.根据权利要求1所述的结构，其中所述衬底膜是柔性的。

11.根据权利要求1所述的结构，其中所述连接器是柔性的。

12.根据权利要求1所述的结构，其中所述导电线路限定接触焊盘和/或导体。

13.根据权利要求2所述的结构，其中，附着至所述连接器的所述材料包含导电各向异性材料。

14.根据权利要求3所述的结构，其中，所述电路板为柔性印刷电路(FPC)。

15.根据权利要求5所述的结构，其中，所述电路板为FR4型。

16.一种用于制造多层结构的方法，包括：

获得用于容纳电子器件的衬底膜，

在所述衬底膜的第一侧上提供多个导电线路(108)以及提供电子部件(106)，以构建预定的电路设计，

在所述衬底膜中且穿过所述衬底膜的厚度构建开口，其中所述开口的尺寸被设定，以便在预定馈通位置匹配连接器的尺寸而没有附加间隙，

引导所述连接器的一部分穿过所述开口，其中所述连接器的一端在所述引导之前、之时或之后附接至所述衬底膜的所述第一侧上的预定接触区域，另一端在所述引导之后被定位在第二侧以用于电连接到外部元件，以及

在所述衬底膜的所述第一侧上模制热塑性材料，以将所述电路密封在塑料层与所述衬底膜的所述第一侧之间。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述衬底膜的所述第一侧上设置包含FPC或刚性电路板的子组件。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电路板电连接并且物理连接至所述连接器的所述一端。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述连接器由所述FPC的一端或延伸部形成。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，提供另外的连接器，以将所述子组件电连接至所述衬底膜。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，通过印刷提供所述导电线路。

22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述连接器为柔性的。

23.根据权利要求16所述的方法，其中，所述开口为缝或孔。

24.根据权利要求16所述的方法，其中，所述连接器的一部分为连接器电缆或导线的一端。

25.根据权利要求16所述的方法，其中，所述开口邻近于预定接触区域。

26.根据权利要求17所述的方法，其中，所述子组件为FR4型。

27.根据权利要求20所述的方法，其中，所述另外的连接器为柔性的。

28.根据权利要求20所述的方法，其中，将所述子组件连接至所述衬底膜上的线路。