CN114690855A - 用于具有壳体集成功能的电子设备的使能装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于制造电子设备的方法以及电子设备，方法被配置成：允许设备的多个功能元件和主机设备互连，其特征在于，方法包括：在至少一个基板膜或片材的表面上提供多个功能元件和使能装置，使能装置连接至多个功能元件并且使能装置被实施为***级芯片、***级封装或***化封装，使能装置包括：存储器以及处理装置；通过使能装置建立网络，多个功能元件与主机设备通过网络基于下述能够选择性地通信：利用编程规则处理接收到的信号，以及通过确认连接器的源连接和/或目的地连接而传输经处理的信号，将基板膜或片材热成型为预定的形状；以及通过将壳体材料模制到热成型基板膜或片材的表面上来向设备提供壳体。

Description

用于具有壳体集成功能的电子设备的使能装置及其方法

本申请为申请日为2014年05月15日的发明名称为“用于具有壳体集成功能的电子设备的使能装置及其方法”的第201480040045.X号的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

一般地，本发明涉及电子设备和相关的部件。特别地但非排他地，本发明与具有集成功能部件和使能装置的电子设备有关，所述使能装置用于可行地给电子设备提供与所述功能部件相关的功能。

背景技术

在电子设备(诸如计算机，其包括台式机、笔记本电脑和掌上电脑设备)的用户界面(UI)中，简单的开关、按钮和旋钮的使用已经被键盘、小键盘、鼠标控制器、语音识别输入装置、触摸显示器和相关的UI装置(如触摸板)所取代。

特别地，触摸表面(诸如触摸板和触摸屏)毫无疑问地成为现代智能手机、平板电脑的“实际上的”UI，并且还是许多台式计算机的辅助UI。一般地，触摸显示器可适用于用于实施触摸敏感功能的若干不同技术。在各种其他潜在的选择中，例如，电容、电阻、红外、光学成像(基于照相机的)、受抑全内反射(frustrated total internal reflection,FTIR)、声学和混合解决方案均是可行的。

很多包括若干触摸敏感表面的电子设备(诸如智能手机)还能够执行若干其他功能，通过安置在设备内的附加部件可以提供所述若干其他功能中的许多功能。例如，通常由这种专用的部件使得实现振动/触觉功能。

进一步地，在很多情况下，将设备的很多功能部件安置为更靠近设备的物理用户界面(例如，通过将功能部件至少部分地嵌入设备的壳体材料中)是可行的。无论将功能部件布置在设备内的电路板上或嵌入在壳体材料中，多个可用的和可能的部件及部件的组合使得如果要将与功能性部件相关的功能用于设备的优点的话，则经常需要在设备设计的很多等级上进行广泛的配置和集成。在以后的阶段，可证明该方法对设计上的改变来说是不灵活的。

传统地，该方法已经使用专用控制器和驱动器用于功能部件或通过在主机设备中包括所需的控制器和驱动器而实现同样的功能。取决于功能部件的数量，这还导致对具有大量源自部件的导体的需要，以便连接至主机设备。另外，由这些导体输送的信号的类型可以是广泛变化的。这需要主机或者能够处理这种类型的信号或者需要在将信号引入到主机之前将信号转换为适当的格式。

传统的方法占用空间、不灵活并且价格昂贵，这对于试图生产顶尖终端产品的设计者和制造者设置了各种限制。功能部件和材料的改进使得设计先进的设备和界面观念成为可能，但是在集成性方面以及有时还在功能性方面，用于实现与这些部件相关的功能的先前解决方案一般表现不佳。

发明内容

本发明实施例的目的是至少缓和现有技术装置(特别是基于触摸的输入装置)中明显的前述缺点中的一个或多个。一般地，该目的通过根据本发明的设备、装置和相应的方法实现。

根据本发明的示例性实施例，该设备可包括壳体-集成功能部件或特定的壳体材料-集成功能部件(诸如电子部件、电光部件、电声部件、压电部件、电子部件和/或电机部件)或至少包括这样的部件的具有功能的元件。所以，该设备可包括以下部分或由以下部分组成：简单的按钮和2D触摸显示器以及在其他潜在的应用中可替代利用的与3D动作跟踪和位置跟踪有关的技术实施。

根据本发明的示例性实施例，与本发明有关的可能使用的功能部件包括基于触摸的控制输入传感部件，诸如压变传感部件、电阻传感部件、电容传感部件和光传感部件。光传感部件和压力传感部件(诸如光检测器、照相机(图像传感器)和压力计量仪)可优选地嵌入在围绕触摸区域和/或在触摸区域下面的壳体材料内，所述触摸区域通常使用一些光学上足够透明的材料(诸如玻璃或塑料)构成。除了前述的光/辐射接收部件之外，光传感部件还被辅以或被认为包含嵌入的发光器件(诸如(有机)发光二极管，(O)LED)，所述发光部件被配置为与接收器合作以实施触摸传感功能(诸如基于自由空间(显示器上的光学网格))的触摸屏或基于(F)TIR的触摸屏。例如，可通过将电阻传感部件和电容传感部件嵌入在预期的触摸区域内而使用电阻传感部件和电容传感部件。在一个可行的实施例中，设备的整个壳体可大体上可选地由关于期望波长具有光学上足够透明的材料模制为一件，触摸传感部件(例如，电阻部件或电容部件)可以嵌入壳体内。

进一步地，与本发明有关，可使用触觉部件和/或振动部件，它们嵌入在壳体材料内，以便能够实现与传感部件的功能性连接。因此对于大体上实时的触摸输入，可布置空间精确、输入位置匹配、触摸反馈。接下来，可响应于一些设备特定动作(诸如进入通信，例如来电话或短消息服务(SMS))而执行振动应用功能。为了给电子设备提供触觉/振动警报或反馈功能，该设备可使用至少一个压电致动器或振动电机。

进一步地，与本发明有关，可使用发光部件(诸如发光二极管(light emittingdiodes,LEDs))，可选地，所述发光部件至少部分嵌入壳体内，以提供与传感部件的功能性连接和/或指示其他操作状态和/或区分电子设备或电子设备的子单元的功能的水平。除了使用发光部件作为指示器之外，可以以任何对本发明的应用有利的方式使用所述部件。作为本发明的教导的示例，可以使用发光部件和电容部件的功能性连接集，以能够实现触摸输入的可见指示，或反之亦然，即，可输出可见注意信号以通知用户做出基于触摸输入的行为或选择。

进一步地，附加元件和相关功能部件可嵌入在壳体材料中。例如，可以嵌入能适用在环境光传感部件和/或近程传感部件中的附加光传感部件(诸如光电二极管或图像传感器)。例如，可使用环境光传感以基于对环境光的观测而自动调节屏幕的亮度，并且可使用近程传感(例如，红外发送器/接收器)在没有任何物理接触的情况下检测附近物体的存在。

各种其他元件还可替代地或附加地集成在壳体内。例如麦克风、通信芯片(例如，无线收发器，诸如蓝牙芯片或无线电频率确认/近场通信标签或收发器)、有线通信接口、存储器和/或设备控制部分(诸如处理单元)等元件可嵌入在壳体内。

根据本发明的示例性实施例，电子设备包括壳体(或“覆盖件(cover)”)和多个至少基本上部分嵌入的功能元件，壳体材料模制成期望的目标形状，功能元件与使能装置相连。

根据本发明的示例性实施例，使能装置包括多个第一连接装置和一个或多个第二连接装置，所述第一连接装置建立多个功能元件与所述使能装置之间的连接，所述第二连接装置连接至主机设备，该主机设备使用与功能部件相关的功能。

多个第一连接装置包括连接器，一个或多个功能元件的导体可连接至所述连接器的连接。有利地，所述连接器提供的可用的连接的数量至少为所使用的功能元件所需的独立连接的数量。取决于连接的元件，连接至连接器连接的导体所输送的信号可以是模拟信号或数字信号，电信号或光信号。

一个或多个第二连接装置可包括无线局域网(WLAN)、蓝牙、红外和/或用于固定/有线连接的接口，诸如通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)端口、LAN(例如，以太网)接口或火线兼容(例如，IEEE1394)接口、控制器局域网(CAN)总线连接或一些其它的电或光I/O连接或无线收发器连接。由这样的连接输送的信号遵从相关连接类型的约定结构和协议。

为了实现根据本发明的目的，进一步地，可以具有几种类型的使能装置，所述使能装置根据每种类型的连接提供的连接的数量分类。因此，可选择“通用”使能装置，以用于基于使用的功能元件的数量和使用与功能元件相关的功能的主机设备的连接的类型的设计。换句话说，提供的使能装置的连接器连接的数量限定了可以使用的与该使能装置连接的独立连接的功能元件的最大数量。为了实现本发明的目的，不需要将使能装置的所有连接器连接连接至导体，即，若干连接器连接可能保持未连接。

连接器可利用一种或多种技术以指示和报警信号传输(诸如功能元件的轮询)或在功能元件发起传输时中断驱动I/O。I/O可被编程，以使得使能装置可将信号传输至指定目的地，或使得功能元件可利用直接访问技术(该直接访问技术取得对使能装置的信号总线的控制)来访问指定目的地。

根据本发明的进一步示例性实施例，根据本发明的使能装置包括存储器以及处理装置，所述存储器用于指令及配置数据的存储和检索，所述处理装置能够根据存储的指令和配置数据将信号从一种已知格式转换为另一种预定格式。

存储器可在一个或多个物理存储器芯片和/或卡之间分配，物理上位于使能装置和/或主机设备内，存储器可包括必要的代码(例如，以计算机程序/应用的形式)，所述代码用于实现使能装置和/或连接器的控制和操作。存储器可包括例如ROM(只读存储器)或RAM(随机访问存储器)类型的实现方式。存储器可进一步涉及方便地可拆卸的存储器卡/条、软盘、光盘(诸如CD-ROM)或固定/可移动的硬盘驱动器，在设备的配置或使用期间，其可连接至模块。

可选地，处理装置(例如，至少一个处理/控制单元(诸如微处理器、DSP(数字信号处理器)、微控制器或(一个或多个)可编程逻辑芯片))包括多个合作单元或并行(子)单元，物理上位于使能装置内和/或至少部分位于主机设备内，可需要所述处理装置以用于指令的实际执行和如上所述可能存储在存储器中的配置数据的处理。

使能装置充当收发器，将从主机设备接收的信号以编址的功能元件兼容的信号格式传送至编址的功能元件，和/或将从功能元件接收的信号以应用的连接类型约定的结构和协议向主机设备传送。进一步地，可选地，使能装置至少部分地起到信号总线提供者的作用，其中智能功能元件或主机可承担对使能装置提供的信号总线的控制。

由于对使能装置的分类来说，每一种类型的连接提供的连接的数量是已知的，因此可容易地给使能装置提供适当的预置指令和配置数据。随后，在特定使用情况下，可容易地以成批的方式并且优选地使用预制配置集对使能装置的配置做出可能的改变或增加。因此，可以避免无论使用专用控制器或是主机设备处定制的软件来逐个手动配置和设计实现。进一步地，可通过使用经测试的和经批准的预置配置集来避免容易出错的配置方法。

根据本发明的示例性实施例，例如，在嵌入壳体材料之前或在嵌入壳体材料期间，可将一个或多个嵌入元件设置在基材(base material)(基板)上。可选地，例如，在嵌入壳体材料之前或在嵌入壳体材料期间，可将使能装置至少部分地设置在基材(基板)上。基材可为柔性(弹性的，flexible)基板，优选地，所述柔性基板包含塑料、硅、橡胶或者这些物质的混合物。基材可为薄衬层(诸如薄膜或薄板)。基材可由一个单个块组成或由几个块组成，这几个块在成型处理之前或在成型处理期间结合在一起。基材可被配置为在基材内提供导电性和/或提供来自电子设备的其他部分的电力和/或提供流至电子设备的其他部分的电力。因此，基材可含有若干凹部、腔体或孔以用于容纳电子器件(诸如电子电路、导体等)。进一步地，电子器件可例如通过使用选定的印刷技术设置在基板上，或作为预制的实体(例如表面安装技术(SMT)实体和/或倒装芯片实体)通过例如胶水或其他粘合剂接合至基板。

进一步地，补充或替代地，通过二次成型(over-molding)(诸如注塑成型)制造壳体。待嵌入在壳体材料的元件以及可选地至少部分使能模块可被直接放置在模具框架中的优选位置上，或者元件和可选地至少部分使能模块可首先设置在基材部件上，所述基材部件随后被放置在模具框架内部。在各种实施例中，元件和可选地至少部分使能模块可被设置为部分地位于基材部件上并且部分地直接位于模具框架的内部。

其它可行的基材或壳体材料制造方法包括例如模内标签(in-mold labeling,IML)技术和模内装饰(in-mold decoration，IMD)技术。接下来，在注塑成型或IML之前，基材可例如通过热塑成型被预成型为优选的和/或预定的形状。

根据本发明的另一方面和先前所提及的嵌入方法，使能装置可为单独封装架构，其中优选实施例包括***级芯片(system on a chip,Soc)装置或***级封装(systems-on-package)集成装置。通过精细光刻、目前的材料和具有高时钟频率的较大的芯片以及晶圆，以合理的费用对大量的功能进行集成是可能的。通常具有在单独的芯片上执行多个功能的双核处理器和多核处理器。

取代将全部或大多数***需求集成在大且复杂的单独芯片上，可将更小的、高产芯片进行重构，以像大芯片(如多芯片模块(multi-chip modules,MCM))一样运转。所述模块可通过使许多用于高信号速度的小、水平形式系数的芯片互连而为SoC提供可替代的方法。

对很多形式的移动设备存在高要求，从而引起对用户手持的且以消费者价格销售的***中的信号处理、闪存和无线通信不断增加的探索。根据本发明的另一方面，可使用IC和部件封装(诸如无论是裸芯片或者封装芯片的3D芯片堆叠)。本发明以及本发明的嵌入方法给需要的从芯片到芯片的互连、封装带来可行的解决方案，这对于这种类型的架构和现有解决方案中的弱点至关重要。这种方法可为***化封装(systems-in-package，SiP)。相比于先前时期的用于高性能计算机的水平MCM，SiP是竖直MCM。

在现有的移动设备(诸如手机)中，通常***部件的大约10％由IC制成。其余的90％为无源部件、板和互连部。该问题可进一步由本发明及其优选实施例通过***级封装(SoP)方法解决。SoP通过将微小级别的分立部件做成微型或纳米级别嵌入式薄膜部件解决了***集成问题，因此减小了***尺寸。

智能先进***封装是由对电子***的新兴需求决定的关键问题。80年代的大型计算机从MCM中获益。高端网络、信号处理和数字通信从SoC中获益，代表了通过来自其他***驱动分类(诸如微处理器、专用集成电路(application specific IC,ASIC))和模拟/混合信号电路)的技术和设计元件的集成的先前产品分类的融合。手机和手持通话器从SiP解决方案中获益。这些益处包括用户IP集成、IP重复使用、混合模拟/数字设计、低设计风险、大存储器的集成、减小的处理复杂度、低开发费用和更短的面市时间。SiP使用横向或纵向集成技术将包括SoC的IC和离散部件聚集到一起。

在本发明的上下文中，作为用于本发明的使能装置的又一个使能方法，对于高需求设备的多功能便携式结构，通过将薄膜部件集成在封装基板上，SoP是进一步可行的实施例平台。延迟效应可大大减小，并且相比于装配在硅上，RF部件(诸如电容、滤波器、天线和高-Q电感器)可更好地装配在封装基板上。可在封装中使用高速、板级、光互连部(取代普通导体)，同时解决了电子ICs的电阻和交叉互扰(cross-talk，串话)问题。进一步地，波导、光栅、检测器和耦合器均可以嵌入在SoP基板中。SoP平台中的RFID、生物电子器件和集成电子和生物电子***(诸如生物传感元件)、控制/反馈电子器件、显示器和RF/无线部件(诸如集成天线)使得该技术对于与本发明相关的***是可行的。

根据本发明的又一个实施例，根据本发明的使能装置可使用任意先前所述方法中的单独封装(Single Package,SP)实现，所述单独封装包括在多个功能元件与主机设备之间的连接和通信装置，所述通信包括所述信号的双向多模拟和/或数字信号通信和处理。进一步地，所述SP可包括硬件和指令集，用于在可选的A/D转换之后处理所述信号。本发明的目标是为了本发明的目的使功能元件的结构和使能装置的元件集成并且切实嵌入。

根据本发明的一方面，提供了允许多个功能元件和使用与所述功能元件相关的功能的主机设备的互连的方法，所述方法包括：

-建立网络，在所述网络内每一个具有连接器连接的所述多个功能元件和主机设备可选择性地通信，

-利用编程规则处理接收到的信号，以及

-通过识别所述连接器的源连接和/或目的地连接而传送所述处理的信号。

根据本发明的一方面提供了一种用于制造电子设备(100)的方法，所述方法被配置成：允许所述设备(100)的多个功能元件(102)与主机设备(114)互连，所述主机设备(114)使用与所述多个功能元件(102)相关联的功能，其特征在于，所述方法包括：

-在至少一个基板膜或片材的表面上提供所述多个功能元件(102)和使能装置，所述使能装置连接至所述多个功能元件(102)并且所述使能装置被实施为***级芯片、SOP封装或SIP封装，所述使能装置包括：存储器，所述存储器用于指令和配置数据的存储和搜索；以及处理装置，所述处理装置能够根据存储的指令和配置数据将信号从一种已知格式转换到另一预定格式；

-通过所述使能装置建立(202)网络，所述多个功能元件和所述主机设备中的每一个均具有连接器连接，所述多个功能元件与所述主机设备通过所述网络而能够基于利用编程规则对接收到的信号进行处理(204)并且基于通过确认所述连接器的源连接和/或目的地连接对经处理的所述信号进行传输(206)来选择性地通信，

-将所述基板膜或片材热成型为预定的形状，所述基板膜或片材在所述基板膜或片材的所述表面上包括所述功能元件和使能装置；以及随后，

-通过将壳体材料模制到经热成型的所述基板膜或片材的所述表面上来向所述设备(100)提供壳体，所述壳体材料至少部分地嵌入有所述多个功能元件(102)和所述使能装置两者。

根据本发明的另一方面提供了一种电子设备(100)，所述电子设备(100)包括壳体，其特征在于，壳体材料被模制成期望的目标形状并且所述壳体材料至少部分地嵌入有多个功能元件(102)和使能装置两者，所述多个功能元件(102)和所述使能装置设置在至少一个基板膜或片材的表面上，所述基板膜或片材在所述壳体材料被模制到所述基板膜或片材上之前通过热成型而被预成型为预定的形状，

所述使能装置被实施为***级芯片、SOP封装或SIP封装，所述使能装置包括：

-第一连接器，所述第一连接器具有多个第一连接装置(104)，以建立所述多个功能元件(102)与所述使能装置之间的连接；

-第二连接器，所述第二连接器具有一个或多个第二连接装置(112)，以连接至主机设备(114)，所述主机设备(114)使用与所述功能元件(102)相关联的功能；

-存储器，所述存储器用于将指令存储到所述存储器以及从所述存储器搜索指令；以及

-处理装置，所述处理装置能够根据存储的指令将信号从一种已知格式转换到另一预定格式。

根据本发明的示例性实施例，该方法被配置为在根据本发明的电子设备的实施例中实施。

如本领域技术人员可理解的，先前提出的涉及电子设备的各种实施例的考虑可灵活地应用到已做必要修正的相关壳体或方法的实施例中，并且反之亦然。

如对上文的简要研究，本发明的不同方面的效用起因于取决于每一个特别的实施例的多个问题。由于相当广泛地利用了价格合理且容易获得的材料、元件和处理技术，用于生产根据本发明的提供多种不同功能和易于连接性的电子设备的制造费用可以保持得很低。可获得的壳体/电子设备可从手持移动设备和游戏机扩展至更大的应用。除了提供设备的仅样机之外，可行的处理技术还提供设备的快速工业规模制造。

设备可保持为薄的、轻的和节能的，以便仅对周围的部件和设计做极小改变就能适应最常用的场景。获得的集成水平很高。考虑到获得的密实结构，可以使设备结构、嵌入元件和连接更坚固，抵抗外部冲击。这将为设备应用的元件和连接提供更好的保护。

但是，壳体结构和连接特别适合各种工业应用，例如包括工业自动/电子控制装置，因为可以对具有例如潮湿和/或含尘空气的恶劣使用环境中提供密封防尘隔离。

关于优选可不使用工具执行(例如通过卡扣执行)的壳体的潜在的可替换性，可以想出许多相关的益处。可为了某些用途而定制设备的壳体，并且壳体设置有相关的嵌入功能元件和用于连接至主机设备的连接替换件。一旦新使用或损坏，可以灵活地将覆盖件更换为新的嵌有类似的或不同的功能元件的覆盖件。所有可能的元件不必都包括在同一壳体中，这使得每一单个壳体更简单、更轻、更小以及还更实惠。

借助于本发明还可将基于触摸的输入与精确的、特定位置的触觉(例如触感)反馈巧妙地联系在一起。

本文中的措辞“若干(a number of)”可涉及从一(1)开始的任何正整数。分别地，措辞“多个(a plurality of)”可涉及从二(2)开始的任何正整数。

附图说明

下面，参照附图，更周全地研究本发明的实施例，附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的电子设备的示例性配置。

图2示出了根据本发明的一个实施例的用于允许多个功能元件与主机设备之间的互连的方法的流程图。

具体实施方式

参照图1，示出了本发明的一个实施例的***简图。除了公开的这些部件之外，电子设备100和/或使能装置可还包括各种其他部件。正如本领域读者可以理解的，取决于可利用本发明的每一个预期使用场景的要求，所公开的部件的配置可与明确描述的部件不同。

可使用基材给待附接/设置至其上的功能元件102、连接器106、控制器110和I/O装置104、106、108、112或它们的部分提供支撑表面，这随后会促进接下来将元件嵌入于设备100的壳体。图1中，为了与使能装置的元件形成对照，此处可将功能部件102和/或具有所描述的功能的其他元件称为多功能覆盖件102。竖直虚线代表将各种部件嵌入于设备100壳体结构内的示例一些可能水平和实现。竖直虚线之间的每一个区域代表构成部件102和使能装置的部分以及电子设备100的部分的示例性分区，每一个区域限定了能够至少部分地嵌入在基材和/或壳体结构内的装置和/或设备100的部分。本领域技术人员将再次理解以下事实，所公开的实施例仅仅用于说明性目的而构建，并且此处研究的创新支点将进一步覆盖所述装置和设备100的可能的分区，以便实现嵌入部件102、104、106、108、110、112的期望的数量、水平、分布和分配。

在本实施例中，将使能装置分离为位于基材上的基本上分开的连接器106单元和控制器110单元，同时连接器106具有与使用的功能元件102的数量相对应的适当数量的第一连接装置104以及用于将主机设备114或其他功能元件与电子设备100连接的简单第二连接装置112。连接器106和控制器110基本上与任何已知的可行的连接件108集成或连接。另外，通过使用第二连接装置112，使能装置(例如与另一个设备、主机设备114或其他功能元件)的配置可由控制器110完成，控制器基本上容纳在电子设备100内，这允许对电子设备以及电子设备的功能元件102和/或使能装置(例如对于不同的主机设备(主CPU)114)和/或其他功能元件的配置。

可选地，基材可建立柔性的基板(例如电路板)，可选地包括塑料、硅、橡胶或这些物质的混合物。因此，基材可为薄衬层(诸如薄膜或薄板)。基材部件可由一个单个块或由在成型处理之前或在成型处理期间连接在一起的几个块组成。基材可被配置为在基材内提供电导性和/或提供来自电子设备100的其他部分的电力和/或提供流至电子设备100的其他部分的电力。因此，基材可包含用于在基板中容纳各种光电子器件(诸如电子电路、导体等)的若干凹部、腔体或孔。可替换地，电子器件和/或功能元件102可例如通过使用选择的印刷技术设置在基板上，或作为预制实体(例如表面安装技术(SMT)实体和/或倒装芯片实体)通过例如胶水或其他粘合剂附接至基板。

在一些实施例中，基材可包含聚酰亚胺(Polyimide,PI)。聚酰亚胺可用于构造柔性的、优选地透明的基材元件或“基板”。

在一些实施例中，FR-4材料被用作基材。例如，可形成印刷电路板(printedcircuit board,PCB)。

功能元件102可包括触摸传感和触觉/振动警报或反馈功能提供元件。进一步地，除了各种还未提及的传感器之外，这些元件还可包括例如声音输入(麦克风)器件、输出器件(蜂鸣器/蜂音器、扬声器)、可见光或不可见光(LED等)、ALS器件、PS器件、处理器件(微处理器、微控制器、数字信号处理器(digital signal processor,DSP))和/或存储器芯片或可编程逻辑芯片。实际上，可以实施无数种技术。

在图1所示的实施例中，基材被设计为围绕并因此例如在覆盖件结构内或在覆盖件结构上限定触摸区域，功能元件102可被选为包括例如压力和/或光传感部件。功能元件102的位置或数量没有限制，并且相当大程度上取决于应用和利用的技术，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。例如功能元件102可均匀分布在图1的覆盖件结构的外周上或更严格地位于关键位置(诸如触摸区域的拐角)中。

所应用的为电子设备100提供触觉/振动警报或反馈功能的触觉和/或振动部件可包括至少一个压电致动器或振动电机。与壳体的有效集成确保对用户的有效触觉反馈。

通过多触觉和/或振动部件的集成，触觉反馈可被调整的更精确。例如，触觉部件可被配置为***的(矩阵等)、可能对称的，均匀覆盖整个表面或均匀“环绕”触摸表面的结构。与触摸传感部件相连的结构可为用户提供更多的特定区域反馈，从而提供高级用户体验。例如，当整个表面被触觉部件均匀(至少功能上均匀，例如在周边)覆盖并且用户在特定点施加压力(例如用手指或触控笔的基于触摸的用法)时，最近的(一个或多个)触觉部件可被配置为通过给出相关的触觉/振动反馈而响应，因此，为用户提供定位准确、有针对性的反馈，而不只是一般意义上的触觉/振动反馈。这在多触摸应用中可能特别有利，在该多触摸应用中，例如，用户可经由多个点同时接触触摸表面。

接下来，本实施例的电子设备100包括根据使用的部件的优选功能和使能装置，该使能装置用于连接主机设备114或其他功能元件，以利用电子设备100和相关的功能。

根据一些其他示例性实施例，基材可被用于为功能元件102提供支撑，而I/O连接器106和/或控制器110可能位于基材的外面。可选地，主机设备114和/或功能元件102可至少部分使用直接访问，以承担对由所述控制器110提供的信号总线上的控制。连接器106可从遵从主机114I/O类型以及功能元件102的类型和数量的连接器种类中选择。

共同限定了覆盖件结构的基材部件或成型壳体的形状和尺寸不会受限制于任何特定形式，并且因此可能被制造为与宽范围的应用相配合。

例如，在确定适当的元件102和其他部件/电子器件时，必须特别注意，单个部件和材料选择同时进行，并且在全部装置的选择制造过程中一直这样，优选地，这自然地基于制造过程与元件数据表的对照或通过分析所制造的原型进行前期检查。

先前所述的基材被制造为期望的形状和尺寸。

具有不同功能的优选的功能元件102(诸如触摸传感部件和触觉和/或振动部件)附接至基材。先前列出的辅助元件和电子器件也可添加到基材上。可替换地，元件102和/或电子器件可设置在基板内。因此，部件、元件和电子器件可包括结构(“多功能覆盖件”)，该结构附接至基材或它们(部件、元件和电子器件)可直接附接至基材。

例如，至少一个基板层(诸如薄板或薄膜)上可首先设置有电子器件(诸如导体)和期望的控制电路。例如，相关的芯片和其他实体可通过倒装芯片接合装置设置到基板上或使用喷墨式打印机而构造。

例如，利用粘合剂(诸如环氧粘合剂)，元件102和电子器件可附接至目标基板。可以使用导电粘合剂(以便能够实现电接触)和不导电粘合剂(仅仅用于固定)。优选地，选择这样的部件，以便承受所使用的壳体部件建立工艺(诸如注塑成型工艺)的压力和温度。

因此，还可以利用适当的印刷技术。例如，通过喷墨式打印机或其他适用设备可将部件印在基板上。

一般地，用于提供印刷电子器件的可行技术可包括丝网印刷、圆网印刷、照相凹版印刷、苯胺凸版印刷(flexography，柔版印刷)、喷墨印刷、移印(tampo printing)、蚀刻(像用PWB-基板，印刷电路板)、转移层压、薄层沉积等。例如，在传导性膏剂中，可以使用基于银的聚合物厚膜(Polymer Thick Film,PTF)膏剂在基板上丝网印刷期望的电路设计。例如，还可以使用基于铜或碳的PTF膏剂。可替换地，通过蚀刻可得到铜/铝层。在又一替换方式中，传导的LTCC(low temperature co-fired ceramic,低温共烧陶瓷)或HTCC(hightemperature co-fired ceramic,高温共烧陶瓷)膏剂可烧结至基板上。进一步地，可使用基于银/金的纳米粒子油墨来制造导体。

例如，膏剂/油墨应优选选择为与印刷技术和基板材料相关，因为不同印刷技术需要来自所使用的油墨/膏剂的不同流变属性。进一步地，不同的印刷技术每时间单位提供不同量的油墨/膏剂，这通常影响可达到的电导率数值。

一般地，在本发明的实施例中，根据应用，所建立的壳体的厚度以及所述元件102和电子器件在壳体内的安装深度可能是多样的，以使得它们可形成表面(整个电子设备100的内表面或外表面)的一部分或完全嵌入(或“隐藏”)在壳体内部。这使得能够实现作为一个整体的构建设备100的韧性、弹性、透明度等的用户化以及所述嵌入元件102的维修能力和保护的用户化。将元件102完全嵌入在壳体内部通常提供更好的保护。可选地，将元件102留在表面提供了更少的保护，但是使所述元件102的维修或更换更容易。取决于应用，当其他元件仅部分嵌入时，某些元件可全部嵌入。

优选地，有利地使用柔性材料使得能够至少实施通过辊至辊(roll-by-roll)方法的方法条款中的一些，这可以在时间方面、费用方面以及甚至空间(考虑到例如运输和存储)方面提供附加的益处。在辊至辊或“卷至卷”方法中，期望的部件(诸如光学和/或电子部件)可放置在连续“滚动”基板上，所述基板可为又长又宽的，在过程期间所述基板以恒速或动态速度从一个或多个源辊行进至至目的地辊。因此，基板可因而包括多个随后可被切断分开的产品。

根据本发明，辊至辊制造还有利地实现产品的快速和节省费用的制造。在辊至辊处理期间，几个材料层可被“飞速”连接在一起，并且前述部件(诸如电子器件)可在实际的连接瞬间之前、之时或之后构造在所述材料层上面。在处理期间，源层和产生的带状聚集实体可进一步受到各种处理。应将层厚度(在促进辊至辊处理方面，更薄的层(诸如“薄膜”)通常是优选的)以及可选地还有其他属性选择为能够使辊至辊处理实现至优选的程度。

设备100可包括可选地作为主机设备114的以下内容或由以下内容组成：移动终端、PDA(personal digital assistant,个人数字助理)、用于工业或其他应用的控制设备、特定-或多用途计算机(台式机/笔记本电脑/掌上电脑)、音乐或多媒体播放器等。正如对于本领域技术人员清楚的是，设备100的各种元件可直接集成在同一壳体内或彼此间至少设置有功能性连通(例如，有线连接或无线连接)。

如果非强制性地，包括在装置内的一个可选部件是存储器，该存储器可在一个或多个物理存储芯片和/或卡之间分配，该存储器可包含必要的代码(例如以计算机程序/应用的形式)，以使得能够实现装置的控制和操作。存储器可包括例如ROM(read onlymemory,只读存储器)或RAM(random access memory,随机访问存储器)-型实施例。存储器可进一步涉及可方便拆卸的存储卡/条、软盘、光盘(诸如CD-ROM)或固定/可移动的硬盘驱动器。

可选地，可能需要包括多个合作或并行(子-)单元的处理部件(例如，至少一个处理/控制单元(诸如微处理器、DSP(digital signal processor,数字信号处理器)、微控制器或(一个或多个)可编程逻辑芯片))以用于应用代码的实际执行，所述应用代码可能存储在上面所提及的存储器内。

显示器和可能的传统的控制输入装置(诸如键盘、按钮、旋钮、声音控制界面、滑动块、摇杆开关等)可为设备100的用户提供与显示器面板相关的数据可视化装置和控制输入装置。然而，为了实施根据本发明的基于触摸的UI，优选地使用多个触摸传感部件。

根据本发明，为了给电子设备100提供触觉/振动警报或反馈功能而优选地使用触觉和/或振动部件。

通常需要用于与其他设备通信的数据接口，例如，无线收发器(GSM(GlobalSystem for Mobile Communication,全球移动通信***)、UMTS(Universal MobileTelecommunication System,通用移动通信***)、WLAN(Wireless Local Area Network,无线局域网)、蓝牙、红外等)和/或用于固定/有线连接的接口(诸如，USB(UniversalSerial Bus,通用串行总线)端口)、LAN(例如，以太网)接口或火线兼容(例如，IEEE1394)接口。

设备100可包括如在此之前所提及的用于为设备100提供期望功能的各种可替换的或辅助的元件(诸如，照相机、麦克风、LED、环境光传感和/或近程传感部件)。不言自明的是，取决于每一单个实施例，可给设备100增加进一步的功能，并且前述的功能可以被改进。

根据本发明的一方面，图2示出了用于允许多个功能元件和使用与所述功能元件相关的功能的主机设备之间的相互连接方法的流程图。

在根据本发明的设备中，步骤202建立相关网络，在该网络内所述多个功能元件和主机设备可选择性地通信，所述多个功能元件和主机设备每个都具有连接器连接。进一步地，一旦借助于建立的网络以及响应于所述选择的通信接收到信号，则步骤204处理所述信号以在步骤206传输处理的信号。信号的处理允许确认相关信号的源连接和/或目的地连接。更进一步地，根据源连接、目的地连接和/或适用的编程规则，信号的处理可包括信号的任何转换、调适、编辑等。因此，显而易见的是，由源连接、目的地连接和/或适用的编程规则确定信号的传输。

由所附的权利要求连同其等价物确定本发明的范围。本领域技术人员将再次理解以下事实：公开的实施例仅仅用于示例性目的而构造，以及此处研究的创新支点将进一步覆盖更好地适合本发明的每一个单个使用情况的实施例、实施例组合、变形和等效物。例如，代替触摸显示器，可应用建议的解决方案来实施触摸板或一些其他具有非强制性显示相关功能的触摸/动作输入设备。然而，取代基于触摸的控制输入传感部件或触觉/振动部件，第一元件和第二元件分别可以包括一些其他类型的功能元件(诸如在此之前所述的功能元件)。

本申请的技术还可以配置如下：

项1.一种电子设备100，包括壳体或“覆盖件”，壳体材料成型为期望的目标形状并且至少部分地嵌入有多个功能元件102，还包括使能装置，并且可选地所述使能装置至少部分地嵌入所述壳体，所述使能装置包括：

-第一连接器，所述第一连接器具有多个第一连接装置104，以建立所述多个功能元件102与所述使能装置之间的连接，

-第二连接器，所述第二连接器具有一个或多个第二连接装置112，以连接至主机设备114，所述主机设备使用与所述功能元件102相关的功能，

-存储器，所述存储器用于指令的存储和搜索，以及

-处理装置，所述处理装置能够根据存储的指令将信号从一种已知格式转换到另一种预定格式。

项2.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述功能元件102和所述使能装置位于相同基材上，可选地，所述基材建立至少一层或一块基板。

项3.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述第一连接器和所述第二连接器为包括所述存储器和处理装置的连接器设备。

项4.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述多个功能元件102包括选自由以下部件组成的组中的至少两个部件：压变传感部件、电阻传感部件、电容传感部件和光传感部件、压电致动器、振动电机、发光器件、麦克风、扬声器、数据处理装置、存储芯片、通信芯片、近程传感器和环境光传感器。

项5.根据任一前述项所述的设备100，其中，与所述多个功能元件102相关的所述功能包括选自由以下功能组成的组中的至少一种功能：触觉反馈、触感反馈、振动、通信、可视信号输出、声音输出、声音输入、数据处理、数据存储、近程传感和环境光传感。

项6.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述多个第一连接装置104包括至少两个连接终端，所述连接终端中的每一个均准备好连接至输送模拟或数字信号的导体。

项7.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述多个第一连接装置104的数量大于或等于所述多个功能元件102的数量。

项8.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述一个或多个第二连接装置112包括选自由以下接口组成的组中的至少一种接口：WLAN接口、蓝牙接口、红外接口、USB端口接口、LAN(例如，以太网)接口、火线兼容(例如，IEEE1394)接口、CAN总线连接接口。

项9.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述指令包括预设指令，所述预设指令表示多个第一连接装置104的第一预选组和一个或多个第二连接装置112的第二预选组。

项10.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述存储器由至少部分地位于所述主机设备114装置内的存储器组成并且经由所述一个或多个第二连接装置112连接至所述使能装置。

项11.根据任一前述项所述的设备100，其中，所述处理装置由至少部分地位于所述主机设备114装置内的处理装置组成并且经由所述一个或多个第二连接装置112连接至所述使能装置。

项12.一种用于允许多个功能元件和使用与所述功能元件相关的功能的主机设备之间的互连的方法，所述方法包括：

-202建立网络，多个所述功能元件与主机设备通过所述网络能选择性地通信，多个所述功能元件与主机设备中的每一个均具有连接器连接，

-204利用编程规则处理接收的信号，以及

-206通过确认所述连接器的源连接和/或目的地连接而传输所处理的信号。

Claims (12)

1.一种用于制造电子设备(100)的方法，所述方法被配置成：允许所述设备(100)的多个功能元件(102)与主机设备(114)互连，所述主机设备(114)使用与所述多个功能元件(102)相关联的功能，其特征在于，所述方法包括：

在至少一个基板膜或片材的表面上提供所述多个功能元件(102)和使能装置，所述使能装置连接至所述多个功能元件(102)并且所述使能装置被实施为***级芯片、SOP封装或SIP封装，所述使能装置包括：存储器，所述存储器用于指令和配置数据的存储和搜索；以及处理装置，所述处理装置能够根据存储的指令和配置数据将信号从一种已知格式转换到另一预定格式；

通过所述使能装置建立(202)网络，所述多个功能元件和所述主机设备中的每一个均具有连接器连接，所述多个功能元件与所述主机设备通过所述网络而能够基于利用编程规则对接收到的信号进行处理(204)并且基于通过确认所述连接器的源连接和/或目的地连接对经处理的所述信号进行传输(206)来选择性地通信，

将所述基板膜或片材热成型为预定的形状，所述基板膜或片材在所述基板膜或片材的所述表面上包括所述功能元件和使能装置；以及随后，

通过将壳体材料模制到经热成型的所述基板膜或片材的所述表面上来向所述设备(100)提供壳体，所述壳体材料至少部分地嵌入有所述多个功能元件(102)和所述使能装置两者。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述使能装置包括第二连接器，所述第二连接器具有用于与所述主机设备(114)连接的一个或多个第二连接装置(112)，并且所述第二连接器经由所述使能装置(102)的第一连接器连接到所述多个功能元件(102)，所述第一连接器具有多个第一连接装置(104)，此外其中，

所述处理包括：对从所述一个或多个第二连接装置(112)或所述多个第一连接装置(104)接收到的信号进行处理；以及对所述信号的源连接和目的地连接进行识别；以及将接收到的信号从与所识别的源连接相关联的一种已知格式转换为与所识别的目的地连接相关联的所述另一预定格式，并且最终其中，

对经处理的所述信号进行的所述传输包括：将经处理的所述信号传输到所识别的目的地连接。

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在至少一个所述基板膜或片材上提供所述多个功能元件和所述使能装置包括：在至少一个所述基板膜或片材上对多个倒装芯片进行倒装芯片键合；以及/或者，利用选自丝网印刷、圆网印刷、照相凹版印刷、柔版印刷、喷墨印刷和移印印刷中的至少一个印刷电子技术进行印刷。

4.一种电子设备(100)，所述电子设备(100)包括壳体，其特征在于，壳体材料被模制成期望的目标形状并且所述壳体材料至少部分地嵌入有多个功能元件(102)和使能装置两者，所述多个功能元件(102)和所述使能装置设置在至少一个基板膜或片材的表面上，所述基板膜或片材在所述壳体材料被模制到所述基板膜或片材上之前通过热成型而被预成型为预定的形状，

所述使能装置被实施为***级芯片、SOP封装或SIP封装，所述使能装置包括：

第一连接器，所述第一连接器具有多个第一连接装置(104)，以建立所述多个功能元件(102)与所述使能装置之间的连接；

第二连接器，所述第二连接器具有一个或多个第二连接装置(112)，以连接至主机设备(114)，所述主机设备(114)使用与所述功能元件(102)相关联的功能；

存储器，所述存储器用于将指令存储到所述存储器以及从所述存储器搜索指令；以及

处理装置，所述处理装置能够根据存储的指令将信号从一种已知格式转换到另一预定格式。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述功能元件和所述使能装置位于相同基材上，所述基材可选地建立至少一层或一块基板膜或片材。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的设备，其中，所述第一连接器和所述第二连接器为包括所述存储器和处理装置的连接器设备。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的设备，其中，所述多个功能元件包括选自下述中的至少两个部件：压变传感部件、电阻传感部件、电容传感部件和光传感部件、压电致动器、振动电机、发光部件、麦克风、扬声器、数据处理装置、存储芯片、通信芯片、近程传感器和环境光传感器。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的设备，其中，与所述多个功能元件相关联的功能包括选自下述中的至少一种功能：触觉反馈、触感反馈、振动、通信、可视信号输出、声音输出、声音输入、数据处理、数据存储、近程传感和环境光传感。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的设备，其中，所述多个第一连接装置包括至少两个连接终端，所述至少两个连接终端中的每一个均准备好连接至输送模拟或数字信号的导体。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的设备，其中，所述多个第一连接装置的数目大于或等于所述多个功能元件的数目。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的设备，其中，所述一个或多个第二连接装置包括选自下述中的至少一种接口：WLAN接口、蓝牙接口、红外接口、USB端口接口、LAN(可选地为以太网)接口、火线兼容(可选地为IEEE1394)接口、以及CAN总线连接接口。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的设备，其中，所述指令包括预设指令，所述预设指令表示多个第一连接装置的第一预选组以及一个或多个第二连接装置的第二预选组。

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