TWI891790B - 整合式多層結構及其製造方法 - Google Patents

整合式多層結構及其製造方法

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Abstract

整合式多層結構（100、200、240、280、400、580、640、740、900、1300、1400）包含：一基板薄膜（102），其包含實質上電絕緣之材料；在該基板薄膜上提供之一電路設計（106、108、109），該電路設計包含導電元件（106），該等導電元件界定數個接觸區域（107）；在該基板薄膜之邊緣（102E）處的一連接器（110），該連接器包含數個諸如接腳之導電細長接觸元件（118），該等接觸元件連接至該基板薄膜上的該電路設計之該等導電元件之該等接觸區域，同時自該基板薄膜進一步延伸以回應於一外部連接元件（112）與該連接器之配合而耦接至該外部連接元件；以及至少一個塑膠層（104、104B、105），其模製至該基板薄膜上，以便至少部分地覆蓋該電路設計且僅部分地覆蓋該連接器，被覆蓋部分包括該等接觸元件與該等接觸區域之連接點且至少部分地排除該等接觸元件之經組態以耦接至該外部連接元件之延伸部分。提出一種對應之製造方法。

Description

整合式多層結構及其製造方法
大體而言，本發明係關於電子件、相關聯裝置、結構及製造方法。特定言之，然而非排他性地，本發明係關於提供一種連接配置，其用於實現至含有整合在一起的至少一個薄膜層及鄰近模製塑膠層之功能結構的內部之外部電連接。
在電子件及電子產品之上下文中存在多種不同的堆疊總成及結構。
電子件及相關產品之整合背後的動機可如相關使用情境般多樣。當所得解決方案最終展現多層性質時，相對更常尋求組件之大小減小、重量減輕、成本節省或僅高效整合。又，相關聯之使用情境可能係關於產品封裝或食品包裝、裝置外殼之視覺設計、可穿戴式電子裝置、個人電子裝置、顯示器、偵測器或感測器、載具內飾、天線、標籤、載具電子裝置等。
諸如電子組件、積體電路(integrated circuit，IC)及導體之電子件通常可藉由複數種不同技 術設置至基板元件上。舉例而言，諸如各種表面黏著裝置(SMD)之現成電子裝置可安裝於基板表面上，該基板表面最終形成多層結構之內部或外部界面層。另外，可應用歸入術語「印刷電子裝置」之技術以實際上直接地且添加地向相關聯基板產生電子裝置。在此情形下，術語「印刷」係指在整個實質上增材印刷製程中能夠自印刷物產生電子裝置/電元件之各種印刷技術，包括但不限於網版印刷、彈性凸版印刷(flexography)及噴墨印刷。使用的基板可為可撓且有機的印刷材料，然而，未必始終為如此情況。
射出模製結構電子件(IMSE)之概念實際上涉及以多層結構之形式建置功能裝置及其部分，其儘可能無縫地囊封電子功能性。IMSE之特性亦在於通常根據整個目標產品、部分或總體設計之3D模型將電子件製造成真實的3D(非平面)形式。為了在3D基板上及在相關聯之最終產品中達成電子裝置之所要3D佈局，可能仍使用電子裝置組裝之二維(2D)方法將電子裝置設置於諸如薄膜之初始平面基板上，因此已容納電子裝置之基板可成型為所要三維(亦即，3D)形狀且例如藉由覆蓋及嵌入諸如電子裝置之下伏元件的合適塑膠材料進行包覆模製，因此保護且潛在地隱藏該等元件以免受環境影響。
當諸如IMSE結構的多層結構裝載有各種電子件時，其可能未不始終完全隔離地，亦即自主地起作用或操作。實情為，可能必須提供或至少較佳提供各種電力、資 料及/或控制連接，其通常需要提供及組態電連接器及相關佈線或通常的導電元件，即使無線連接亦可偶爾適用。
在一些使用情形中，以下情況若並不有利亦可為可行的：經由堆疊式多層類型結構之中央部分及其構成元件在環境與該結構之嵌入式電子件之間提供有線或大體基於接觸之電連接，具體係藉由例如提供延伸穿過相關聯材料層(諸如所包括之一或多個基板)之一或多個通孔。
然而，由此類連接配置產生之視覺假影或一般視覺效應有時會變得成問題，尤其在(但不限於)整體結構高度透明或至少半透明之情境時。該結構可能至少部分地在視覺上曝露於環境，在此情況下，一或多個連接特徵(諸如其連接器)可易於保持僅憑眼睛即可察覺，其通常至少在設計之美觀性目的方面較不佳。
此外，不同連接配置可偶爾消耗結構中之相當大的面積或體積，此減少可供用於其他元件(諸如電子組件或亦應整合於結構中之一般電路設計)之空間。因此，尤其在考慮例如就相關輻射發射或接收特性或所謂的光學路徑而言最佳位置可能相當受限的光學或光電組件時，其餘元件的定位在空間且有時在所要功能性方面可能變得具有挑戰性。
又，用於多層結構中的許多當前連接方法遭受不同耐久性及可靠性問題，例如在結構及其連接配置經受由諸如彎曲或扭轉力的外力引起的應力，同時在例如電作用 層及諸如模製層的額外層的數目方面進一步限制堆疊式總體設計的組態之使用情形的上下文中。
本發明之目標為尤其但並非僅在含有嵌入式電子件及相關連接性之一體式多層結構之上下文中至少減輕與現存解決方案相關聯的以上缺點中之一或多者。
藉由根據本發明之多層結構及相關製造方法的各種實施例達成該目標。
根據本發明之一個實施例，一種整合式多層結構包含例如平坦及/或可撓性類型之基板薄膜，其包含實質上電絕緣之材料，例如實質上電絕緣之熱塑性材料；在該基板薄膜上提供(諸如，印刷或沈積)之一電路設計，該電路設計包含導電元件(106)，視情況包括跡線，該等導電元件界定數個接觸區域；在該基板薄膜之邊緣處的一連接器，該連接器包含數個諸如接腳之導電細長、視情況實質上剛性之接觸元件，該等接觸元件連接至該基板薄膜上的該電路設計之該等導電元件之該等接觸區域，同時自該基板薄膜進一步延伸以回應於一外部連接元件與該連接器之配合而耦接至該外部連接元件；以及較佳為熱塑性或熱固性電絕緣材料之至少一個塑膠層，視情況多個塑膠層且進一步視情況其中的至少一者駐存在該 基板薄膜之每一側上，該至少一個塑膠層模製至該基板薄膜上，以便至少部分地覆蓋該電路設計且僅部分地覆蓋該連接器，被覆蓋部分包括該等接觸元件與該等接觸區域之連接點且至少部分地排除該等接觸元件之經組態以耦接至該外部連接元件之延伸部分。
在一些實施例中，連接器之一部分(諸如其一或多個接觸元件)可實體地經由基板薄膜(例如，經由其中之至少一個孔)提供。舉例而言，孔可能在提供連接器之前或在視情況藉由連接器自身提供期間(例如，在諸如壓接或一般刺穿活動之相關聯安裝活動期間)已經配置。另外或替代地，連接器之至少一個特徵可界定連接橋，即在基板薄膜之對置側之間及/或延伸至基板薄膜之對置側(例如自基板薄膜之在其邊緣上方之一側延伸至另一側)的弧形或類似結構。然而，連接器可特定地包含在基板薄膜之邊緣上方延伸以連接兩個對置部分的至少一個橋接或弧形部分，其視情況彼此為單體或非單體構造及/或連接器之在基板薄膜之每一側上的橋接或弧形部分。因此，在一些實施例中，連接器可能已至少在功能上(若非實體地)組態穿過基板薄膜。實際上，下文更詳細地論述用於實施連接器之不同實施例。
如上文所提及，在各種實施例中，基板薄膜可已經製備以界定至少一個現成、視情況經鑽孔、衝壓、刺穿、壓製、模製或切割之穿孔，連接器之至少部分(例如，接觸元件及/或外殼)經由該穿孔延伸至該第一側及該第二 側。另外或替代地，連接器本身之至少一部分可經組態以視情況藉由其接觸元件中之一或多者刺穿、衝壓或以其他方式穿透基板薄膜，較佳界定至基板薄膜且特定言之至提供在基板薄膜上之電路設計的接觸區域中之一或多者的壓接連接。壓接連接可包括例如彈簧連接。
在各種實施例中，前述(熱)塑膠或熱固性模製材料可視情況經組態以實質上完全覆蓋基板薄膜之上面收納模製材料之一側上的連接器。然而，連接器之位於基板薄膜之對置側上及/或鄰近於基板薄膜的一部分應較佳保持至少部分地不含模製材料以實現與外部連接元件之連接。
然而，前述外部連接元件在各種實施例中可實際上指代外部結構、外部裝置或外部系統之任何可行的連接特徵，該連接特徵將經由所主張結構之連接器而與本文中所提出之多層結構連接。此類外部連接元件或一般連接可包括或涉及例如(剛性)連接器(例如，具有容納諸如接腳之數個接觸元件之剛性外殼的連接器)、撓曲纜線、撓曲電路或撓曲電路板、接觸接腳、接觸襯墊、焊料連接、焊接至電路板、導電黏著劑(諸如環氧樹脂或膠)、壓接連接、焊接等。
在各種額外或補充實施例中，電路設計進一步包含數個電子組件(例如，被動組件、主動組件、機電組件、光電組件及/或積體電路(IC))。該等組件可包含例如安裝及/或印刷組件。通常，此等組件中之一或多者已至少電 連接至導電元件中之一或多者，諸如電路設計之跡線或特定接觸區域。然而，組件中之一或多者可至少部分地嵌入於經模製之至少一個塑膠層內。
在各種額外或補充實施例中，電路設計進一步包含連接組件，視情況包括橋接件、電路及/或其他裝置，其經組態以將諸如接腳之多個接觸元件連接在一起以實現經由其之(高)電流流動。
在各種額外或補充實施例中，連接器包含用於容納接觸元件(諸如，接腳)之較佳電絕緣之外殼，視情況為塑膠外殼、陶瓷外殼、其組合等。
連接器外殼可視情況界定例如用於收納外部連接元件之至少部分的容座(諸如，具有周向凹部之容座)。或者，其可界定突起以進入由外部連接元件界定之容座。外殼可進一步已至少部分地藉由至少一個塑膠層之一或多個層包覆模製。然而，在一些實施例中，所界定之容座或突起可用於與連接器自身之單獨的可連接部分介接。
連接器，或特定言之其外殼，可經組態以接觸基板薄膜之任一側或兩側(且視情況定位於任一側上)。在一些實施例中，外殼可經組態以延伸穿過薄膜。然而，如上文所提及，在一些實施例中，連接器之至少一個特徵可界定連接橋，即在基板薄膜之對置側之間的弧形或類似結構，其自一側及例如基板薄膜之邊緣上方延伸至另一側(其可指外殼)。
在各種實施例中，外殼可包含預先製備之諸如塑膠之單獨材料片件或由其組成。
在各種實施例中，連接器外殼可至少部分地由模製至基板薄膜上之至少一個塑膠層中的塑膠層界定，視情況包含與至少一個塑膠層之至少一個其他層不同的材料(例如，周圍材料，其可構成例如模製層之主材料的體積及/或重量)。又，外殼建立塑膠層可能已藉由該至少一個塑膠層中之至少一個其他塑膠層至少部分地包覆模製。在任何情況下，外殼及/或連接器之其他部分(諸如，其面向外部連接器且視情況在與其配合時接觸外部連接器的一部分)可能已藉由該至少一個模製塑膠層完全或至少部分地建立。
在各種實施例中，該至少一個塑膠層包含材料互不相同之至少兩個(視情況相鄰)層。
在各種實施例中，該至少一個塑膠層可包含具有熱傳導(因此在結構及例如嵌入式散熱組件之熱管理中發揮作用)及/或透光或不透光材料之功能層。材料可能已經組態用於相對於諸如所包括之光電組件(例如發光(例如(O)LED)或接收組件(例如，光電二極體)或結構中之其他層)之所選特徵透射及/或阻斷(遮蔽)光，以及其他潛在用途。功能層視情況建立連接器外殼的至少部分及/或至少部分嵌入了包括於電路設計中的一或多個電子組件。
在各種實施例中，連接器與例如通常可用於結構中之典型的柔軟及可撓性塑膠薄膜(諸如基板薄膜)相比為實質上剛性的。
在各種實施例中，連接器包含數個彎曲或成角之元件，諸如彎曲或成角之外殼及/或連接器之數個接觸元件中之一或多個接觸元件。舉例而言，彎曲或成角元件可經組態以大體添加連接器至基板及多層結構之機械緊固，同時其可進一步增強相關電耦接及/或促進至外部連接元件之連接。彎曲元件可界定彎曲及/或角形形狀。
在各種實施例中，該數個接觸元件中之至少一個接觸元件可因此彎曲或成角。其可界定彎曲或成角形狀，視情況實質上彎曲、角形或特定言之基本上L形輪廓，使得接觸元件之第一部分實質上垂直於基板薄膜之表面延伸以與外部連接元件連接，而接觸元件之第二部分實質上沿著基板薄膜延伸及/或平行於基板薄膜延伸，從而接觸例如基板薄膜上之電路設計之接觸區域。
在各種實施例中，基板薄膜之邊緣彎曲。其可含有或界定相對於其餘基板薄膜及/或結構之其他元件的彎曲或角度，及/或例如元件/整體結構之表面切線或其法線，該基板薄膜視情況實質上界定例如L形輪廓。
在各種實施例中，連接器之接觸元件中之一或多者可側向地延伸超出基板薄膜之邊緣及/或橫向地遠離基板薄膜，視情況藉此實質上按原樣及/或相對於薄膜界定L 形輪廓。連接器之接觸元件中之一或多者可因此自身彎曲或成角(因此包括相對於彼此彎曲或成角之部分)。
在各種額外或補充實施例中，該至少一個塑膠層中之塑膠層位於基板薄膜之一側上，且接觸元件之接觸外部連接元件之延伸部分位於基板薄膜之相同及/或相對側上。然而，在一些實施例中，可替代地或另外在基板薄膜之含有連接器之特定部分(包括例如接觸元件或至少其末端)之側面上存在塑膠層，該特定部分經組態以與外部連接元件配合。
在各種額外或補充實施例中，視情況由經模製至少一個塑膠層界定的數個較佳彈性機械鎖定部件(界定或包含例如帶倒鉤突起及/或凸台或例如待與之配合之形狀/凹部)已設置於結構中，且經組態以在配合且促進外部連接元件緊固至連接器時接觸外部連接元件。在一些實施例中，尤其連接器，例如其外殼，可含有一或多個此類鎖定部件。出於該目的(例如，以突起-凹部方式)，外部連接部件可自然地包括相容(對應型)鎖定部件。
另外或替代地，一或多個鎖定部件可能已設置於連接器(例如，其外殼)中，以增強將連接器自身或其至少部分(在最初多部件連接器之情況下，參見下文)緊固至其餘結構。諸如基板薄膜或模製層之其餘結構可包含界定或包含其自身之多個相容鎖定部件(亦即，對應物)以用於緊固連接器。又，連接器可由例如在多層結構之製造期間以機械方式接合的若干部件組成。舉例而言，連接器 外殼可屬於多部分類型。因此，連接器之多層結構(例如基板及/或至少一個模製層)或第一部分(亦即第一可接合部分)可界定或主控一或多個鎖定部件，以用於將連接器之另一部分(第二可接合部分)緊固至第一部分及/或其餘多層結構。另一部分可再次自然地含有其自身之相容鎖定部件(對應物)。
在各種額外或補充實施例中，在基板之兩側上存在電路設計之導電區域，該連接器較佳經由該數個接觸部件直接電連接至該等區域。視情況，單一接觸部件可直接機械及電連接至該兩側上之區域。為至少部分實施及/或保證所需機械及/或電連接，黏著劑、視情況導電黏著劑之使用為一個可行的選項。
在各種額外或補充實施例中，接觸元件中之至少一者經組態以視情況經由彈簧力向電路設計之至少一個接觸區域施加壓縮力。
在各種額外或補充實施例中，前述鎖定部件包含至少一個導電材料之彈性部件(諸如板片彈簧)，其直接或經由中間導電元件(諸如導電黏著劑或焊料)、連接器之至少一個接觸元件及基板薄膜之至少一個導電區域(例如電路設計之接觸區域)兩者接觸以增強兩者之間的電耦接。
在各種額外或補充實施例中，一或複數個機械密封部件(視情況包括襯墊)已提供於例如基板薄膜之區域上、至少一個模製層上或尤其連接器之一部分上，其經組 態以便收納外部連接部件及/或連接器之另一部分且較佳在連接元件之間實施氣密密封。
在各種額外或補充實施例中，基板薄膜界定例如非貫通類型之凹部(例如，熱成型凹部)，從而容納連接器之一部分，諸如外殼及/或其接觸元件之一部分。
在各種額外或補充實施例中，基板薄膜基本上為平面的。或者，其可至少局部地展現(即使可能大體上為平坦的)基本上三維形狀，視情況彎曲、成角、傾斜或特定言之為例如圓頂形狀。
在各種額外或補充實施例中，連接器進一步包含若干功能組件，諸如電子、光電、光電及/或微機械組件，視情況包括至少一積體電路。
在各種額外或補充實施例中，連接器(視情況，其外殼)包含至少部分地填充有至少一個塑膠層之材料的腔體(例如，穿孔或非貫通孔)。一般而言，此可增強連接器至基板及/或多層結構之緊固。
在各種實施例中，該結構可包含另一基板薄膜，該另一基板薄膜具有上面帶有導電元件之另一電路設計，其中至少一個塑膠層中之一或多個塑膠層的塑膠材料已設置於基板薄膜之間，基板薄膜之電路設計視情況藉由例如上文所論述之類型連接器及/或連接部件或連接組件電連接。
該連接器之該數個接觸元件包含第一接觸元件，且該連接器進一步包含連接至該另一基板薄膜之該另一電 路設計的一第二接觸元件，自各別基板薄膜延伸的該第一接觸元件與該第二接觸元件之遠端(遠離基板薄膜)末端視情況定位成彼此鄰近。該第一接觸元件與該第二接觸元件可能已連接在一起或至少可連接在一起(例如自其鄰近末端)，視情況利用一較佳可移除式外部連接元件，諸如一外部可拋棄式跨接線或其他外部可拋棄式連接元件。或者，，例如，接觸元件之鄰近末端可能已焊接在一起。
在各種實施例中，該結構可包含壓縮材料之一或多個元件(例如，經組態為滑動件、點、薄片、層或其他沈積物)，其已經較佳地配置於連接器之至少一個接觸元件與基板薄膜之間。該壓縮材料有利地為導電的。在不同情形(諸如，涉及包覆模製或其他條件之高溫或高溫梯度)下，壓縮材料可防止例如歸因於材料之熱膨脹的接觸劣化或斷裂。
在各種額外或補充實施例中，基板薄膜可包含諸如以下各者之材料或由材料組成：塑膠，例如熱塑性聚合物；及/或有機或生物材料，參考例如木材、皮革或織物；或此等材料中之任一者與彼此或與塑膠或聚合物或金屬之組合。基板薄膜一般可包含熱塑性材料或由熱塑性材料組成。薄膜可為基本上可撓性或可彎曲的。在一些實施例中，薄膜可替代地為實質上剛性的。薄膜之厚度可取決於實施例而變化；其僅可為幾十分之一或幾百分之一毫米，或相當厚，量值為例如一毫米或幾毫米。在包括於多層結構中之若干基板薄膜之情況下，其就尺寸(例如厚度及/或長度 /寬度)、形成於其中之局部形狀及/或使用之材料而言為互相類似或不同的。
舉例而言，基板薄膜亦可包含選自由以下各者組成之群組的至少一種材料：聚合物、熱塑性材料、電絕緣材料、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、共聚酯、共聚酯樹脂、聚醯亞胺、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯之共聚物(MS樹脂)、玻璃、聚對苯二甲酸伸乙酯(PET)、碳纖維、有機材料、生物材料、皮革、木材、紡織物、織物、金屬、有機天然材料、實木、薄板、膠合板、莖皮、樹皮、樺樹皮、軟木、天然皮革、天然紡織物或織物材料、天然生長材料、棉、羊毛、亞麻、真絲及以上各者之任何組合。
在另一補充或替代實施例中，關於例如可見光譜中之預定義波長，所包括(基板)薄膜中之一或多者可至少部分地為實質上光學不透明或至少半透明的。薄膜可在其上或其中具備視覺上可辨別、裝飾性/美觀性及/或資訊性特徵，諸如圖形圖案及/或顏色。該等特徵可能已提供於該薄膜之與電子件相同之側上，使得該等特徵亦已藉由該(等)塑膠材料經由相關聯包覆模製程序而至少部分地密封。因此，模內貼標(IML)/模內裝飾(IMD)技術為可適用的。薄膜可至少部分地(亦即，至少在某些位置中)對輻射(諸如，由其上之電子裝置發射的可見光)實質上光學透明。舉例而言，透射率可為約80%、85%、90%、95%或更高。
模製於基板薄膜上之塑膠層可包含諸如聚合物、有機、生物材料、複合物以及其任何組合之材料。模製材料可包含熱塑性及/或熱固性材料。一或多個經模製層之厚度可取決於實施例而變化。其可為例如一毫米、幾毫米或數十毫米之量值級。模製材料可為例如電絕緣的。
更詳細而言，至少一個模製塑膠層可包含選自由以下組成之群組的至少一種材料：彈性樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、PC、PMMA、ABS、PET、共聚酯、共聚酯樹脂、耐綸(PA、聚醯胺)、聚丙烯(PP)、熱塑性聚胺甲酸酯TPU( )、聚苯乙烯(GPPS)、熱塑性聚矽氧硫化橡膠(TPSiV)及MS樹脂。
在一些實施例中，用以建立模製層中之任一者的(熱)塑膠材料包含光學實質上不透明、透明或半透明的材料，使得例如可見光能夠以可忽略的損失穿過該材料。在所要波長下之足夠透射率可例如為約80%、85%、90%或95%或更高。進一步可能地，視情況亦模製，在結構中所使用之(熱)塑膠材料可為實質上不透明或半透明的。在一些實施例中，其他材料可為透明的。
在各種額外或補充實施例中，電路設計之導電接觸區域、元件及/或其他特徵，或設置於基板薄膜上或一般設置於結構中之其他特徵包含選自由以下組成之群組的至少一種材料：導電墨水、導電奈米粒子墨水、銅、鋼、鐵、錫、鋁、銀、金、鉑、導電黏著劑、碳纖維、合金、銀合金、鋅、黃銅、鈦、焊料及其任何組分。所使用的導電材 料在諸如可見光之所要波長下為光學不透明、半透明及/或透明的，以便例如遮蔽諸如可見光之輻射或使輻射自其反射、吸收於其中或使輻射穿過。
在各種實施例中，連接器之接觸元件可包含例如選自由以下各者組成之群組的至少一種材料：銅、導電墨水、銀、金、鉑、導電黏著劑、碳纖維、鋅、黃銅、合金及銀合金。再次，材料可視情況經選擇以便展現例如所要光學性質，諸如透明度、半透明性或不透明性以及所要導電性。
在各種實施例中，視情況包含至少一個接觸元件及/或連接器外殼的連接器之至少一個元件已使用黏著劑、導電黏著劑、化學緊固、熱緊固、機械緊固、壓接、摩擦緊固及/或基於諸如彈簧力之壓縮力的緊固而緊固至基板薄膜及/或其上的(例如，電路設計之)接觸區域。
在各種額外或補充實施例中，該連接器或尤其是其接觸元件中的至少一者包含選自由以下各者組成之群組的至少一個特徵：排針、壓接連接器、彈性接觸部件、彈簧負載接觸部件、彈簧負載接觸接腳或滑動件、接觸襯墊、接觸區域、接觸接腳、較佳具有導電材料之壁及/或底部之孔、插座、凹形插座、凸形插頭或插座、混合插座、接腳插座，及彈簧接腳插座。
又，可提供一種系統，其包含多層結構之實施例及與多層結構之連接器配合相容的外部連接元件之實施例。該系統可進一步包含外部裝置或結構(諸如基本上為 本文中所描述之多層結構(例如電子主機裝置/結構或車輛或車輛部分)之主機裝置或主機結構)之實施例，該多層結構經由外部連接元件連接至該外部裝置或結構。外部連接元件可為外部裝置或結構之可移除式或整體元件。
根據本發明的一個其他實施例，一種用於製造一多層結構的方法包含：獲得一基板薄膜，該基板薄膜包含用於容納電子件之實質上電絕緣之材料；在該基板薄膜上提供一電路設計，該電路設計包含由導電材料製成的導電元件，視情況包括跡線，該等導電元件界定數個接觸區域；在該基板薄膜之邊緣部分處配置至少一個連接器，該連接器包含數個導電細長接觸元件，該等接觸元件連接至該電路設計之該等導電元件之該等接觸區域，同時經進一步組態以自該基板薄膜延伸以回應於一外部連接元件與該連接器之配合而耦接至該外部連接元件；以及視情況利用注射模製來在該基板薄膜上模製較佳為熱塑性或熱固性之材料，以便至少部分地覆蓋該電路設計且僅部分地覆蓋該連接器，被覆蓋部分包括該等接觸元件與該等接觸區域之連接點且至少部分地省略該等接觸元件之經組態以耦接至該外部連接元件之延伸部分。
可利用一或多種技術及技藝提供電路設計。舉例而言，可應用諸如印刷(印刷電子件，諸如網版印刷或噴墨)之加成技術以在基板薄膜上提供諸如跡線及接觸區域 之導電元件。另一方面，可參考應用例如雕刻或蝕刻(諸如雷射蝕刻或雕刻)之技術而利用半加成或減成方法。可由此將導電材料(諸如本文中在別處所論述之一或多個導電材料)提供於基板薄膜上，且接著選擇性地移除導電材料。可安裝組件亦可至少部分地製造好而設置於基板薄膜上。基板薄膜之任一側或兩側可具備電路設計。設計可使用導電材料及元件(例如，連接器或單獨連接部件)經由基板薄膜之孔或邊緣連接。
該方法可進一步包含例如結合上述方法項目或之後向多層結構提供額外材料或層(例如，薄膜及/或模製層)及/或元件。舉例而言，一或多個額外(基板)薄膜或材料層可經由使用例如黏著劑、熱及/或壓力層壓至現有層上而作為預製之元件提供至結構，或藉由模製、印刷或沈積程序而將其自源材料直接建立至結構中。
藉此，例如第二(基板)薄膜可視情況設置於一或多個模製塑膠層之另一側上。第二薄膜可與第一基板薄膜一起位於模具中，使得堆疊結構係藉由在兩者之間注入塑膠材料而獲得，或第二薄膜可在不直接由經模製塑膠層上之源材料製造的情況下隨後使用合適層壓技術而提供。諸如第二薄膜之任何薄膜亦可在其任何側面(例如，面向模製塑膠層)上具備諸如圖形、其他光學特徵及/或電子件之特徵。然而，其可具有保護目的及/或其他技術特性，諸如所需光學透射率、外觀(例如色彩)或觸感。第二薄膜可以操作方式諸如電連接至第一薄膜，視情況藉由一體式 連接器及/或填充有導電材料或具備導體元件之其他連接特徵(諸如模製中間塑膠層中之一或多個通孔)。
在一些實施例中，第二基板薄膜可主控電路設計(例如，提供於諸如若干基板薄膜之若干層中之結構中且可能例如藉由連接器或其他連接部件連接在一起的總電路設計之一部分)，其具有較佳延伸至與第一基板薄膜之接觸元件共同之連接器的自身接觸元件。來自不同基板薄膜之接觸元件可接著視情況藉由諸如跨接線之外部可移除式連接元件而連接於共同連接器處，如上文已經預期。
在各種實施例中，用於製造材料層及相關特徵之可行模製方法包括例如與熱塑性材料結合之注射模製及反應性模製，諸如尤其與熱固物結合之反應性注射模製。在若干塑膠材料之情況下，可使用雙射或大體上多射模製方法來模製塑膠材料。可利用具有多個模製單元之模製機。或者，多個機器或單一可重組態機器可用於依序提供若干不同材料。
關於適用模製製程參數，例如前述注射模製及反應模製通常取決於所使用材料、所需材料特性、模製設備等可信選項。為了對諸如電子件之底層特徵產生最小應力，低壓(例如，小於約10巴)模製可用於選定模製操作中，諸如在其上包覆模製具有電路系統或一般電路設計之基板薄膜之一側。就例如諸如強度之所要機械特性而言，可應用不同模製技術以產生對結構之不同材料特性。
在各種實施例中，連接器之至少部分(例如，其外殼)可自模製材料建立。
在各種實施例中，可應用多射模製以使得能夠建構結構中之潛在但未必不同的模製材料之不同層。至少一個射注可用於通常覆蓋電路設計及/或連接器之所要部分，而至少另一射注(例如，在其他射注之間進行)可建置連接器之至少部分，諸如其外殼之至少部分。
在各種實施例中，電連接器可利用任何合適之技術，諸如使用適用黏著劑之接合(例如熱接合、焊接、壓接或膠合)而緊固於基板薄膜上，正如至少其一或多個預製造部分(按照未直接製造於基板薄膜上/結構中)。較佳地，此類緊固在包覆模製連接器之前發生。
在各種實施例中，一或多個基板薄膜可形成，視情況熱成型或冷成型，以至少局部地(若非更普遍地)較佳在導體及可選的其他電子件(諸如其上之電子組件)之提供之後但在模製塑膠層之前，展現所要、常常基本上三維之目標形狀，諸如凹部或彎曲形狀。形成可用以界定例如薄膜中之凹部，該凹部可用以容納諸如連接器或電子組件之特徵之至少部分。
應選擇在成形及/或模製之前已駐存於薄膜上之元件(諸如電子件)的所使用材料、尺寸、定位及其他組態，以便耐受藉由在不斷裂之情況下成形/模製而誘發至其上的力。
在基板薄膜將具備諸如穿孔之至少一個孔的彼等實施例中，可藉由模製(或大體上直接建立基板薄膜，使得其含有孔)、鑽孔、雕刻、鋸切、蝕刻、刺穿(例如結合壓接)、切割(例如運用雷射或機械刀片)或使用如熟習此項技術者所理解之任何其他可行方法來提供該孔。
然而，至少一個孔可具有所要形狀，亦即，實質上圓形或角形形狀，例如矩形形狀。較佳地，孔的形狀及尺寸經設定以便匹配諸如電路設計之元件(例如組件)或例如連接器元件的任何元件的形狀/尺寸，從而以選定方式且以所要程度至少部分地由孔容納。舉例而言，該孔實際上可使該連接器元件之數個接觸元件能夠通過。
在一些實施例中，該至少一個孔中之孔中之至少一者可最初藉由例如薄化而形成為基板中之盲孔。在彼情況下，在將連接器(例如，壓接連接器)提供至基板後，其突起型接觸元件(諸如接腳)可經組態以刺穿或穿通盲孔之底部進入相關薄膜之另一側。然而，在一些補充或替代實施例中，連接器之此等接腳之接觸元件可經組態以在之前不具備盲孔或其他經特定處理以刺穿的區之位置處刺穿或穿通基板，其自減少所需製造步驟或操作之數目的角度觀之係便利的。因此，待經由薄膜提供之元件在安裝後可自身用於在其中產生必要孔，參看例如壓接連接器或連接器部件。
在各種實施例中，除經由基板薄膜提供例如連接器之一部分外或替代經由基板薄膜提供連接器之一部分， 可在薄膜及/或其他層中建立多個其他孔或通孔，諸如用於例如將對置的第一及第二側電及/或光學連接在一起的多層結構之模製層，在實務上一起參考例如所關注的薄膜/層之兩側上的電子件。大體而言，此類通孔或基本上穿孔可對應地藉由模製(或大體而言，直接建立具有孔之基板薄膜)、鑽孔、化學地(例如，經由蝕刻)、雕刻、鋸切、蝕刻、切割(例如，利用雷射或機械葉片)或使用如熟習此項技術者所理解之任何其他可行方法來提供。通孔可具有所要橫截面形狀，亦即大體上圓形或角形形狀，例如矩形形狀，或細長(狹縫)形狀。
前述通孔可使用諸如模製、安裝或印刷之選定填充方法而具備諸如導電及/或透光材料之選定材料。該等材料可包括黏著劑、環氧樹脂、金屬、導電墨水、諸如氣態或液態物質之流體材料等。材料可為可成形的，使得其可耐受例如彎曲應變。在一些實施例中，通孔可保持開放(未填充)，以便使得例如內部感測器(諸如大氣感測器)能夠穿過其可操作地耦接至環境。
在各種實施例中且如上文已簡要論述，諸如電子組件或其他元件之一或多個特徵可例如藉由(加成)列印電子技術、減成製造技術及/或參考例如表面黏著裝置/表面黏著技術(SMD/SMT)安裝而提供至目標基板，諸如多層結構之薄膜或模製層。可將特徵中之一或多者提供於至少部分由經模製塑膠覆蓋之基板區域上，使得特徵自身亦至少部分地由經模製塑膠覆蓋。
各種方法項之相互執行次序可變化，且在每一特定實施例中針對特定情況判定。舉例而言，第一基板薄膜之第二側可在第一側之前、在第一側之後或實質上同時進行包覆模製；舉例而言，模製材料可經注射以使得其自薄膜之初始側傳播至對置側，例如經由其中之現有或壓力誘發之穿孔。
關於多層結構之各種實施例的先前呈現之考慮因素可在細節上作必要修改後靈活地應用於相關製造方法之實施例，且反之亦然，如熟習此項技術者所瞭解。然而，熟習此項技術者可靈活地組合各種實施例或相關特徵以提出通常本文中所揭示之特徵之新組合。
本發明之效用取決於實施例由多個問題引起。
首先，藉由提供所要電，或特定言之，電流及/或光學(以及其他選項)信號(資料)及/或電力傳送之連接性，所論述功能多層結構可以操作方式方便地體現於更大集合中，其進一步包括其他裝置，諸如所謂的主機裝置或主機系統，或橫向地，子裝置/子組件或子系統。由於所包括之整合式(模內)連接器可經組態以為信號及/或電力傳送提供電流電連接性且視情況提供另一連接性(較佳地包括光學及/或熱連接性)，因此連接器在相關聯實施例中可基本上變成混合式連接器。在一些應用中，參考例如提供於總體多層結構中之不同基板上的電路設計及相關元件，連接器可視情況動態地(可更換地及/或在需要時)利用以使得能夠將結構之不同整體元件連接在一起。
其次，連接器及多層結構之所得連接性可橫向地配置於基板薄膜之邊緣處且經由基板薄膜之邊緣佈置，在許多實施例中，該基板薄膜亦對應於多層結構自身之外部邊緣。因此，基板及結構之更中心區域及體積一般而言可較好地用於其他目的，其可包括但當然不限於組件之定位或作為光學或電功能空間之應用，潛在地具有指示性(輸出)、美觀性或敏感(輸入，例如感測區域或體積)目的或作用。
實際上，存在許多情形，其中基板薄膜之中心部分或整體結構可歸因於例如所用透明材料及/或結構之定位而在外部察覺，考慮到其中含電子多層結構應保持至少部分曝露於環境之各種應用，該等材料可具有功能性及美觀性意義兩者。此可為具有不同電子電器(消費型等級及專業裝置，兩者在例如通信裝置、電腦、家用電器、工業裝置及機器之領域中類似)及例如關於資料輸入、輸出及一般視覺(例如，資訊性或美觀性)功能之車輛電子件的情況。在車輛中，本文中所論述之多層結構可應用於例如多種面板、顯示器或其他車輛內或外表面及組件中。可接著藉由合適的一體式或外部遮罩層或諸如框架之元件容易地掩蔽基板之邊緣處的連接區域以免受自外部感知，而中心部分可供用於其他用途，諸如涉及諸如光學(例如，示意動作、環境光等)或壓力(例如，觸摸)感測器或至少其相關聯之偵測區域之感測元件的整合的資料輸入。然而，諸如光輸出裝置(LED等)之指示/資料輸出元件可配 置於中心部分處或經組態以至少利用其作為資料輸出路徑之一部分，而無起因於已保留所要空間之連接性相關元件的問題。
簡言之，藉由本文中所論述之多層結構及連接器之不同實施例，至外部裝置、系統及結構之較佳連接可方便地、可靠地且以良好視覺品質整合、緊固且嵌入於通常根據IMSE原理製造之功能(例如含有電路設計及各種含電子件)多層結構內。
在一些實施例中，可首先在基板薄膜上(例如，藉由印刷電子技術)之一側或兩側/表面上提供導電區。隨後，接著可將連接器提供至基板薄膜，使得連接器延伸至薄膜之任何單側或兩側，視情況藉由將其部分地經由數個預先製備之孔提供於薄膜中或藉由例如經由壓接連接器在運作中產生孔及/或通常藉由連接器刺穿薄膜(其接觸元件)來產生孔。另外或替代地，圍繞基板之邊緣的連接可用於連接或大體上在基板之兩側上提供相互連接之連接器部分。儘管如此，可稱連接器在有益的使用情況下至少功能性地經提供穿過基板薄膜。
一或多個模製塑膠層可進一步用以將連接器緊固至基板，且額外保護基板。在一些實施例中，作為使用預製連接器部分(諸如可在射出模製期間用作插入件以將其與多層結構整合之預製連接器外殼)的替代或補充，甚至連接器之部分(諸如外殼)可完全或部分地由模製於基板薄膜上之塑膠建立。經由自包覆模製材料建立連接器之至 少部分(例如，外殼之至少部分)，相比於選擇易得的預定義連接器/外殼設計可獲得設計靈活性增益，該等連接器/外殼設計中之一些歸因於其材料或結構設計甚至可能不適合用作模製製程中之插入件。視情況與不同模製材料一起利用多射模製使得能夠選擇最佳可能模製參數且視情況選擇用於每一射注(即用於每一目的)之材料。若外殼由例如另一層/射注提供，則保護性一般模製層/射注因此不受連接器外殼之耐受性或材料需求限制。然而，當可省略移動芯時，可由此簡化第1射注模製程序。
取決於實施例，訂製連接器及通常可用的連接器或連接器組件(例如，插入件外殼及/或接點)兩者可結合本發明而利用。連接件可包含例如多個接腳作為接觸元件，以形成與經印刷佈線襯墊或薄膜上所提供之電路設計之其他導電區的連接。接觸元件(諸如導體元件之接腳)之彈簧力可經組態以便以基板薄膜上之導電接觸區域為目標以增強或確保其間之實體接觸且因此亦增強其間之電接觸。在一些實施例中，可施加(彎曲)諸如接腳之可彎曲接觸元件以便例如藉由相關彈簧力增強與基板上之導電區域的接觸。由至基板上之導電區域的接觸元件所經受的力可包括如熟習此項技術者所瞭解之壓縮力。
通常，連接器應較佳包含導電材料，諸如較佳金屬(銀、銅、金等)或例如導電聚合物，其用於在多層結構之一或多個基板或一般層、連接器元件之內部連接及至 外部連接元件之相容對應物(諸如外部裝置或其對應的連接纜線之連接器)之連接上建立至電路設計之電連接。
在各種實施例中，設置於連接器中之相同接觸元件可方便地經組態以實施與多層結構及外部連接器/裝置之電路設計兩者之電耦接。舉例而言，數個細長接觸元件可直接(在無中間導電元件之情況下)自一個末端或更接近一個末端耦接至多層結構之電路設計且自另一末端耦接至外部連接元件，同時視情況例如自可電絕緣之例如塑膠、陶瓷、橡膠或其他材料之連接器外殼內的中心部分至少部分地圍封。在一些實施例中，連接器之至少一個接觸元件可併有潛在不同導電材料的多個經耦接組件或構成元件，該等導電材料一起構成接觸元件。接觸元件可因此為但未必必須為單體或單件式元件。在一些實施例中，多個接觸元件亦可共用共同組件元件。
連接器應較佳地進一步在例如其外殼及/或諸如接觸元件之所包括電導體中併入結構上足夠耐用之材料(諸如，金屬、塑膠或陶瓷材料)，因此耐受諸如外部連接器之外部元件相對於其之重複安裝及移除。
然而，連接器或多層結構通常可補充有數個鎖定部件，諸如(帶倒鉤)突起、凸台、凹部及/或凸台-基板組合，如上文已經論述。舉例而言，一或多個孔或其他區域可界定於基板薄膜中，模製塑膠在模製期間經由該一或多個孔流動且界定此等部件中之一或多者。諸如連接器部分(例如外殼及/或接觸元件)之預製元件亦可含有鎖定部 件。鎖定部件之一個潛在功能可為將諸如外部連接器之外部連接元件固持於例如與一體式連接器配合之正確位置中且防止其例如無意地變鬆。然而，鎖定部件可用以將連接器部件緊固在一起或緊固至其餘結構。
在各種實施例中，連接器或其組件/部分(例如外殼)可屬於密封類型，例如防水或防塵或以其他方式在環境上密封類型，且因此關於所選固體、流體、氣體、液體等通常提供所需程度之保護(例如所需IP等級、國際保護/進入保護)。連接器可包括密封部件，諸如用於密封例如連接器之不同部分之間、其餘結構(例如，基板薄膜)與連接器之間或連接器與外部連接元件之間的接頭之墊圈。
可應用諸如模製特徵、螺釘或鉚釘之其他特徵以將所提出的多層結構緊固至外部結構、系統或裝置及/或所謂主機裝置。多層結構可界定例如孔，或更特定言之，針對諸如螺釘之選定螺紋固定元件而設定尺寸的螺紋孔。
應用包覆模製之所提出製造方法相對簡單，且亦被視為有益的，並不必需採用全新或不同的製造技術以僅用於在例如印刷及模內電子件之上下文中產生足夠連接性。藉由例如在基板薄膜仍實質上平坦的同時在薄膜上提供導體、連接器及/或視情況其他電子件之後使薄膜形成為所要3D形狀，可減少或排除對基板上之電子件的可能繁瑣且易錯誤的3D裝配之需求。顯然，諸如電子組件或連接器之元件的3D裝配仍係可行的。
類似連接器亦可用於其中電連接可能不必要，但例如需要光學及/或熱連接的其他情形中。替代導電材料、電佈線或例如印刷跡線或除其以外，連接器亦可包含例如光纖。
如上文所提及，所獲得多層結構可用以在不同主機元件中建立所要裝置或模組，諸如車輛或具體言之車輛(內)電子裝置、包括車輛照明之照明裝置、車輛中及其他處之使用者介面、儀錶板電子件、娛樂車輛裝置及系統、車輛內部或外部面板、智慧型服裝(例如襯衫、夾克或褲子，或例如壓縮服裝)、其他可穿戴式電子件(例如，腕上裝置、頭飾，或鞋襪)、個人通信裝置(例如，智慧型電話、平板手機或平板電腦)及其他電子件。所獲得結構之整合程度可為高，且所要尺寸，諸如其厚度可為小的。
所使用薄膜可含有圖形及其他在視覺上及/或觸覺上可偵測之特徵，藉此除代容納及保護電子件之外，薄膜亦可具有美觀性及/或資訊性效應。薄膜至少在某些位置可為半透明或不透明的。其可展現所需顏色或包含對結構之對應部分展現所需顏色之部分。
所獲得多層結構可因此併有視情況判定圖形(諸如文字、圖像、符號、圖案等)之一或多個色彩/彩色層。此等層可藉由例如特定色彩之專用薄膜實施，或提供為現有薄膜、模製層及/或其他表面上之塗層(例如經由印刷)。多層結構之外部薄膜可經組態以建立相關主體產品或主體結構之外表面及/或內表面之至少一部分。
諸如圖案或著色之視覺特徵可經由內部層提供，例如在面向模製塑膠之(基板)薄膜的一側上，使得特徵保持隔離且因此至少受薄膜及視情況模製層之厚度保護以免受環境影響(取決於相對於環境威脅提供薄膜之哪一側)。因此，可易於損壞(例如，經噴漆、經印刷或經安裝表面特徵)之不同影響、摩擦、化學物質等不影響或到達該等特徵。可容易地製造或處理薄膜，視情況將薄膜切割成具有用於曝露諸如模製材料之底層特徵之必要特性(諸如孔或凹口)的所要形狀。
可出於各種目的最佳化模製塑膠材料，包括緊固連接器及/或各種電子件。然而，材料可經組態以保護包括於多層結構中之連接器、電子件及/或其他特徵免受例如環境條件(諸如，濕氣、熱、寒冷、灰塵、衝擊等)影響。
舉例而言，一或多種模製材料可鑒於光透射率及/或彈性而進一步具有所需特性。在嵌入式電子件包括發光或其他輻射發射或接收組件的情況下，材料可經選擇以便具有足夠的光學透射率以使得能夠至少選擇性地(例如，相對於某些波長)穿過其之光/輻射透射。
本發明之各種實施例的其他特性及效用在下文中論述於實施方式中。
表述「若干」在本文中可指自一(1)開始之任何正整數。
對應地，表達「複數個」可指自二(2)開始之任何正整數。
術語「第一」及「第二」在本文中用以區分一個元件與另一元件，且若未以其他方式明確陳述，則不特別地排定其優先順序或對其排序。
當提及多層結構之「不同」或「各種」實施例、相關製造方法或其中所包括之特徵時，除非另外明確陳述或熟習此項技術者另外清楚相關解決方案相互明顯排斥且基本上例如清楚用於實施總體解決方案之相同特徵的替代解決方案，否則實施例將被視為相互補充的且可因此藉由共同或聯合實施例實現，。
在隨附從屬申請專利範圍中揭示本發明之不同實施例。
100:多層結構
102:基板薄膜，薄膜，第一基板薄膜，第一薄膜
102A:對置側
102B:對置側
102E:邊緣
103:薄膜，基板薄膜
104:塑膠層，模製塑膠層
104B:模製塑膠層，塑膠層
105:模製塑膠層，塑膠層
106:導電元件，電路設計
106B:其他元件
107:接觸區域
108:電路設計
109:電路設計，元件，組件
110:連接器
110B:本體部件，連接器外殼，外殼
112:外部連接元件，元件，連接器
113:電纜線
116:孔
118:接觸元件
118A:接觸元件
118B:接觸元件
119:接觸元件
120:主機結構
130:主機裝置，外部實體
200:多層結構
240:多層結構
280:多層結構
400:多層結構
500:多層結構
540:連接器插入件
580:多層結構
600:基板薄膜
640:多層結構
642:外部連接元件，連接元件
700:多層結構
740:多層結構
800:方法
809:項目
810:項目
814:項目
816:項目
900:多層結構
940:密封部件
942:鎖定部件
942B:鎖定部件
944:可附接部分
1002:壓縮材料
1102:壓縮材料
1200:多層結構
1300:多層結構
1400:多層結構
接下來，將參考附圖更詳細地描述本發明，其中：圖1經由橫截面側視圖說明根據本發明之並有模內連接器的多層結構之一般實施例。
圖2A描繪據本發明之多層結構之實施例的橫截面側視圖。
圖2B描繪根據本發明之多層結構之實施例的另一橫截面側視圖。
圖2C描繪根據本發明之多層結構之實施例的又一橫截面側視圖。
圖3在結構及至基板薄膜上之電路設計的連接方面說明連接器(特定言之，連接器之接觸部件)之實施例。
圖4為根據本發明之多層結構之實施例的立體正投影說明，其併有例如類似於圖3中之接觸元件的接觸元件。
圖5A說明在其最終或臨時階段中之多層結構的實施例。
圖5B說明可結合諸如圖5A之實施例中的本發明之實施例而利用的連接器插入件。
圖5C為當藉由塑膠材料包覆模製時的圖5B之插入件的側視圖。
圖6A說明供本發明之各種實施例中使用的具備電路設計及接觸元件之兩個基板薄膜。
圖6B說明在本發明之多層結構之一實施例中提供若干鄰近或堆疊列之接觸元件之實施例，該等接觸元件用於將諸如圖6A之電路設計之若干電子件層連接在一起及/或連接至外部裝置、元件或系統。
圖7A及圖7B說明較佳經由利用多射模製而製造之多層結構的實施例。
圖8為根據本發明之實施例的方法之流程圖。
圖9說明併有多部分連接器之實施例。
圖10說明在接觸元件與電路設計之間利用壓縮材料之實施例。
圖11說明利用壓縮材料之一個其他實施例。
圖12說明根據本發明之多層結構(或相關工作產品)的另一實施例。
圖13及圖14經由橫截面側視圖經由立體正投影草圖說明本發明之某些適用實施例，諸如已經在圖2A中描繪之實施例。
圖1經由(橫截面)側視圖說明根據本發明之多層結構之實施例100。
舉例而言，多層結構100可建立最終產品本身，例如電子裝置，或例如作為聚集體部分或模組安置於或至少連接至主機裝置、主機系統或主機結構120。100可包含出於明晰之原因未在圖中明確展示之數個其他元件或層。項目130在功能上在例如電力及/或資料信號傳送方面指結構100之外部裝置、系統或結構，經由所包括連接器110連接。在一些實施例中，經連接外部實體130可為主機結構120之至少部分。
多層結構100含有至少一個(所謂的第一)基板薄膜102，其具有兩個對置側102A、102B，該等對置側通常具有比薄膜102之實際材料厚度實質上更大的尺寸(寬度、長度)，其中厚度可僅為例如幾毫米或甚至顯著更小(例如，mm之十分之幾或百分之幾)。薄膜102及其餘周圍結構出於說明性目的而展示為平坦的，但如本文所論述，102可形成為展現所需總體及/或局部3D形狀。
項目104指代模製於薄膜102上的塑膠層。在一些實施例中，在結構100中在如圖中所示之薄膜102之另一 對置側102B上可存在至少一種其他補充或替代模製塑膠層或以其他方式形成之層105。舉例而言，105可具有保護、緊固、其他功能及/或美觀目的。若干模製塑膠層104、104B、105可通常藉由數個模製射注建立為鄰近、潛在堆疊之層及/或建立於薄膜102之不同側上，其中利用例如設置於薄膜102中之開口，亦可使用單一射注替代或補充多次射注包覆模製薄膜102之兩側。在一些實施例中，另一塑膠層105之至少部分可由此由在模製期間穿透且流動至薄膜104之對置側中的第一層104之塑膠材料產生，例如經由其中之變薄部分或預製孔(一般而言，僅基板薄膜102中之例示性孔已在圖中指示為項目116；如本文中亦在別處所論述，出於各種目的，諸如通信或固定，可能尚未在薄膜102中建立一或多個孔)，或反之亦然。因此，層105可在薄膜102上建立所要功能形式及特徵，諸如緊固或保護特徵。
在模製塑膠層104之另一側上，可能已提供另一(基板)薄膜103。與第一薄膜102相同或不同材料之此可選薄膜103可適應例如認為有利之電子件、圖形及/或其他特徵。薄膜103可包括例如包含印刷及/或安裝元件(跡線、組件等)之電路設計，但為促進清晰度而已自圖1省略此等設計。因此，薄膜102、103或其上之特徵(諸如電路設計或組件)可連接在一起，如本文中其他處所論述。
儘管如此，第一薄膜102較佳地在任一或兩個側102A、102B及其各別表面上適應電路設計，包含數個導 電元件106，其界定例如接觸區域107(例如，襯墊，亦在任一側或兩側上)及佈線/電導體跡線(潛在地但並非必然，如上文所論述，其藉助於諸如網版印刷、棉塞印刷、彈性凸版印刷或噴墨之印刷電子技術在第一薄膜上經積層產生)。
結構100中可進一步提供數個元件，諸如電子組件及/或其他功能性/裝飾性組件或元件109，諸如光學元件(光導、反射器、漫射器、遮罩、圖形元件等等)、微機械、機電及/或熱管理元件，較佳地提供於任一或兩側102A、102B上之薄膜102及其各別表面上，且更佳形成電路設計之部分。數個導電通孔(例如，填充有導電元件/材料之孔)或其他元件106B可能已經配置穿過基板薄膜102、103及/或其他層(例如，經由模製層104、105)以將例如不同材料層之電路系統或其他特徵連接在一起或連接至外部元件。
電路設計及相關組件或元件109可進一步包含數個(內部)連接組件，視情況包括橋接件、電路及/或其他裝置，其經組態以至少以操作方式諸如以電方式將諸如多個接觸元件之其他導電元件連接在一起以實現經由其之高電流流動。舉例而言，連接組件可(直接)耦接至導電元件106，且例如定位於導電元件上或鄰近於導電元件而定位。
除了印刷實施之外或替代印刷實施，本文所論述之各種元件及組件109可包括為可拋棄式(諸如，可安裝) 之一或多個現成組件。舉例而言，此等組件可安裝於結構100之基板薄膜102、103上。(可安裝)組件可尤其包括所謂的表面安裝組件或表面安裝裝置(SMD)，其可基本上為電子組件而且為光學、微機械、機電或熱管理組件(絕緣、導電，例如散熱片等)以及其他選項。舉例而言，可利用黏著劑或機械鎖定部件來以機械方式將其緊固於基板上。
可應用諸如導電黏著劑及/或焊料之額外導電材料以用於建立或增強諸如導電區域106及組件109之選定特徵之間的電及潛在的機械連接。更一般而言，導電或非導電黏著劑可用於本發明之各種實施例中以將諸如連接器、其組件及/或諸如電子、光電、微機械或熱管理組件之其他元件的特徵緊固至基板且特定言之緊固至例如基板上之電路設計。
鑒於上述內容，組件109可在許多實施例中包括電子組件，諸如被動組件、主動組件、光電子(或光電)組件、機電組件、積體電路(IC)、印刷(諸如網版印刷)組件及/或電子子總成。舉例而言，可首先將一或多個組件109提供於單獨基板上，例如電路板，諸如可撓性印刷電路板(FPC)或例如剛性(例如FR4型(阻燃劑)板)，且隨後整體上(亦即作為子總成)附接至目標基板102。
通常，多層結構100可包含或實施例如選自由以下組成的群組的至少一個特徵(組件、元件)：電子組件、機電組件、電光組件、輻射發射組件、發光組件、發光二 極體(LED)、有機LED(OLED)、側射LED或其他光源、頂射LED或其他光源、底射LED或其他光源、輻射偵測組件、光偵測或感光組件、光電二極體、光電晶體、光伏打裝置、感測器、微機械組件、開關、觸控開關、觸控面板、接近開關、觸摸感測器、大氣感測器、溫度感測器、壓力感測器、水分感測器、氣體感測器、近接感測器、電容開關、電容式感測器、投射電容式感測器或開關、單電極電容開關或感測器、電容按鈕、多電極電容開關或感測器、自電容式感測器、互電容式感測器、電感感測器、感測器電極、微機械組件、UI元件、使用者輸入元件、振動元件、聲音產生元件、通信元件、傳輸器、接收器、收發器、天線、紅外(IR)接收器或傳輸器、無線通信元件、無線標籤、無線電標籤、標籤讀取器、資料處理元件、資料儲存部件、電子裝置子總成、光導引元件、導光板、透鏡及反射器。
項目110較佳至少指電連接器，其已提供於基板薄膜102之邊緣102E(周邊)處。「邊緣」在本文中係指基板薄膜之直接邊緣或至少係指橫跨例如薄膜102之邊緣相鄰表面積或體積之約10%、20%、30%或40%或更小的較大周邊區。在一些實施例中，連接器110可含有在邊緣102E處提供的例如單體或複合構造之外殼或「本體部件」110B。殼體110B可因此完全(在其整體上)或至少部分地處於邊緣區上。連接器110(諸如其外殼/本體部件110B)可包含例如諸如如上文預期之選定塑膠(例如，聚 碳酸酯、聚醯亞胺)、橡膠或陶瓷材料的實質上電絕緣材料。熟習此項技術者仍應理解，包括於結構100中之連接器110不必一定參考例如所採用之排針或卡邊緣連接類型配置而含有特定專用例如插入件或直接原位模製之外殼110B，此係因為所包括之必要接觸元件118仍可由模製塑膠層104、105保護且可能由其緊固，且其118安裝不需要外殼110B。
在提供電連接性方面，實際上，連接器110較佳包含數個導電接觸元件118，諸如接腳或其他特徵。接觸元件118可視情況至少在一定程度上自可能的外殼110B或自由接觸元件界定之容座的底部向外伸出，以實現關於元件112的外部連接性之所要位準。連接器110之接觸元件118可例如側向地(實質上沿著或平行於基板薄膜102之表面方向或主要定向方向)延伸超出基板薄膜102之邊緣，其已在圖1中說明。
或者，一或多個接觸元件118可藉由包括彎曲或以其他方式經組態以更橫向地延伸，視情況平行於表面法線、遠離基板薄膜102在其邊緣處延伸(亦見例如圖2A至圖2B之實施例)。
接觸元件118較佳經組態(材料、尺寸/形狀、定位及對準等)且用於使配備有例如可相容接觸元件119(例如，接腳或接腳容座)之外部連接元件(諸如，另一連接器112)與多層結構100之電路設計(典型地，其所選導電區域106)電(電流)耦接。外部連接元件112可例如經由 多層結構100之內部與與其相關聯之外部或主機裝置130之間的電纜線113提供電連接。
在各種較佳實施例中，接觸元件118不必一定刺穿或穿透至基板薄膜102、103中或穿過基板薄膜(除非利用例如壓接接觸元件118)。然而，連接器110可在一些實施例中(未在圖1中特定地說明)相對於基板薄膜102提供或組裝，使得其在連接器110之至少一些元件(諸如外殼110B及/或接觸元件118)方面延伸至薄膜102之兩側102A、102B。舉例而言，此可用於促進或增強對基板薄膜102之緊固及/或用於增強與電路設計106及其上之接觸區域107的電接觸。在此等情形下，可圍繞及/或經由基板薄膜102導向連接器110的一部分。為了達成此，可利用適當地設定尺寸及塑形，諸如彎曲或角形(例如，彎曲)之接觸元件118及/或預製(例如，藉由鑽孔、切割、蝕刻或模製)或動態產生(例如，在連接器110之刺穿/壓接之後)的孔116。舉例而言，至少一或多個接觸元件118或其部分可自初始安裝側102A、102B輸送至基板薄膜102之相對側102B、102A，以使得能夠例如在基板薄膜102周圍及/或經由其進行與電路設計及/或外部連接元件112之電耦接。
在各種實施例中，實際上可存在配置於基板薄膜102中之一或多個穿孔或非貫通(盲)孔116。舉例而言，諸如任一或每一接觸元件118之與基板薄膜102上之電路設計接觸的末端部分的一部分可參考例如壓接接器或特定 言之其接觸元件及相關聯壓接尖釘與薄膜102中之盲孔或穿孔相關聯。
然而，參考例如圖1中所示之情形，連接器110元件之外殼110B可實質上完全位於薄膜102之任一側102A、102B上。在其他實施例中，亦可經由薄膜102(之邊緣)及/或其周圍部分地配置外殼110B本身。
一或多個鎖定部件(元件)可已額外提供於基板薄膜102之任一或兩側102A、102B上以用於如本文中較早詳述地另外緊固連接器110及/或外部連接元件112(的至少部分)。
基於前述內容，連接器110或其不同元件可因此已使用參考連接器110之各種內部特徵(諸如外殼110B及接觸元件118)的組態及尺寸以及諸如模製於其上之塑膠104、105的額外緊固特徵、鎖定部件及/或例如非導電黏著劑、導電黏著劑、糊狀物等的使用的多種方式而緊固至基板薄膜102。
舉例而言，在基板薄膜102中併有至少一個孔116之一些實施例中，外殼110B及/或接觸元件118可能已在最初配置例如連接器110的穿過薄膜102之一部分或在其之後設定尺寸及/或塑形，使得在連接器110與孔116之邊緣之間不存在過大或實質性鬆弛及/或使得無法至少完全經由薄膜102在任一個或兩個方向上提供連接器110，而至少不加大孔116及潛在的其他周圍特徵。在一些實施例中，模製塑膠104、105可用於密封孔116。在一些 實施例中，連接器110或特定言之其外殼110B可包括諸如凸緣或一般凸出部分的防止其完全裝配穿過孔116的特徵。
在各種實施例中，連接器110或例如其前述外殼110B可製成實質上剛性或硬性的。其可接著較佳地耐受例如外部連接器112分別至或遠離與其之接觸的重複實體安裝及移除。安裝及移除可指簡單推動及拉動型動作，或若程序涉及使用例如如下文中所論述之額外鎖定部件，則需要更複雜活動。可藉助於合適的材料及諸如材料厚度的相關尺寸來獲得連接器110的剛性或一般耐久性。作為剛性部分的補充或替代，連接器110可例如在接觸元件118或其外殼110B中包括彈性、可撓性及/或有彈力的部分。
然而，多層結構100或特定言之其連接器110可含有一或多個機械鎖定部件(為了清楚起見在圖1中未展示)以用於緊固外部連接器112。舉例而言，此類部件可自模製塑膠建立。
在各種實施例中，模製層104、105較佳地嵌入電路設計及連接器110之至少一部分，諸如其互連件。
在一些實施例中，在配合外部連接器112之後，所得聚集結構100、112之所要部分(包括例如連接區域)可具備額外材料以進一步保護及/或緊固連接及相關元件以及其他潛在目標。舉例而言，出於該目的，可利用合適塑膠或其他材料之低壓模製或樹脂施配(提供環氧樹脂)。
薄膜102、103可能已根據由每一使用情形設定之要求而塑形。因此，視情況在將諸如導電區域、連接器及/或電路設計之組件的至少一些特徵提供於薄膜102、103上之後，諸如熱成型之成型可能已應用至薄膜，以至少局部提供例如所需3D形狀，諸如薄膜102、103中之彎曲、凹穴或突起形狀。
關於圖1之草圖所描述之特徵大體而言結合本發明之連接器元件及多層結構的各種實施例(包括下文中更詳細地解釋之解決方案)而自由且選擇性地適用，除非另有說明或熟習此項技術者以其他方式參考例如明顯不存在交集的特徵而清楚。然而，如熟習此項技術者易於理解，下文中所描述之實施例的各種特徵類似地為可自由、選擇性地彼此組合。
圖2A在200處經由橫截面側面草圖描繪本發明之多層結構之實施例(或實施例之一部分)。
以上關於本發明之論述一般(概述)及圖1通常亦適用於圖2A之情形。連接器110包含已在基板薄膜102之邊緣102E處以彎曲組態配置之一或多個接觸元件118。然而，接觸元件118已基本上經組態靠近基板薄膜102之至少一側上之邊緣102E。此處，根據本發明之基本原理(在圖2A中為促進清晰而未說明之電路設計及相關接觸區域107)，接觸元件118可進一步連接至基礎電路設計之接觸區域107，諸如導電材料之積層產生(例如印刷)的平面 元件。接觸元件118可與電路設計之導電墨水或其他導電材料電流接觸。
如作為實例所說明，接觸元件118實際上已經組態以具有彎曲部分。特定言之，接觸元件118已經組態以便圍繞邊緣102E彎曲且自相對側(所展示定向上之底側)朝向環境突出遠離基板薄膜102。接觸元件118之曝露末端可在電流上連接至外部連接元件112，且尤其連接至其尺寸上相容或「匹配」之導電元件，參考例如插座或其他容座。結構200可包括至少一個其他材料層，諸如模製塑膠層105，接觸元件118經由其在相對側上延伸。亦可包括其他基板薄膜。圖13及圖14另外經由立體正投影草圖分別說明類似於圖2A中存在及不存在額外模製層105之一者的情形。
連接器110可再次包括一或多個其他元件，諸如外殼110B。接觸元件118可能已利用例如黏著劑(諸如，非導電或導電黏著劑)而緊固至基板薄膜102。替代地或另外，在接觸元件118或連接器110一般具有壓接類型的情況下，接觸元件118可包括固定或鎖定部件，諸如壓接尖釘或類似突起、延伸部或一般特徵。尖釘/特徵可穿透至薄膜102及/或諸如其上之電路設計/接觸區域的元件中。因此，尖釘可增強或緊固接觸元件118至薄膜102上之電路設計之電接觸(經由尖釘及/或經由接觸元件118之對置側，尖釘自其延伸)，另外通常增強接觸元件118至薄膜102及多層結構之機械緊固。經由尖峰或其他特徵，基本上設 置於薄膜102的一側上的接觸元件118可連接至薄膜102的對置側且例如連接至薄膜上的電路設計。
連接器110可包括外殼，該外殼為至少部分由薄膜102上包覆模製之塑膠製造的預製造元件，如本文中其他處所預期。
在圖2B之實施例240中，接觸元件118仍具有彎曲或成角部分，由此使得能夠側向耦接至基板薄膜102及其上之例如電路設計(接觸區域107)，同時接觸元件118之遠端末端橫向地遠離薄膜102延伸。
相比於圖2A之情形，此處接觸元件118基本上定位且保持(儘管可能存在可在一些實施例中延伸至薄膜102之相對「頂部」側的例如壓接尖釘)於薄膜102之相同的單側(「出口」側，亦即圖式中之底側)上，而非圍繞其或至少在較大程度上自一側102A、102B至另一側穿過其中。
圖2C在280處說明另一實施例，其中與前兩個實施例相比，基板薄膜102本身在其末端處包括彎曲(曲線)部分，其中具有接觸元件118之連接器亦實質上位於該末端處。基板薄膜102可由此界定自其餘結構延伸至選定方向之唇緣、凸緣或類似突起。所關注延伸之定向及尺寸可自然地不同於所說明延伸，此取決於每一使用情形之需求(例如，外部連接元件、主機裝置或主體結構等之形狀及大小)。儘管如此，可至少部分地藉由例如熱成形而經由薄膜之3D成形(塑形)獲得薄膜102之所得3D形狀。或者， 薄膜102可能已經由模製及其他選項由具有包括彎曲之所欲3D形狀之所用原料直接製造。
如由虛線所指示，亦在此實施例以及其他實施例(包括圖2A及圖2B之實施例)中，基板薄膜102之邊緣可但不一定必須為實質上對應於總體多層結構及例如模製層104、105之邊緣，即其餘結構可在所選方向上(在圖2C之情形中在層105之側向)延伸超出薄膜102或薄膜102之邊緣，以使得基板薄膜102之邊緣及與接觸元件118之相關連接器在其較靠中央部分處突出遠離其餘結構。
圖3在300處在結構及至電路設計之連接兩方面說明連接器110(特定而言，接觸元件118)之實施例，該電路設計在基板薄膜102、103上包含導電元件106。出於清楚起見，圖式中未說明包覆模製塑膠層104、105、可選連接器外殼110B及總體多層結構之可能其他元件。
在此實施例及各種其他實施例中，提供於多層結構中之電路設計通常包括接觸區域107，該等接觸區域可僅為例如跡線之總體電路之選定部分，而與諸如跡線之其他電路元件在例如材料及/或尺寸方面無任何特定其他差異，或接觸區域107可含有例如不同於電路設計之一或多個其他區域的一或多種材料或材料組合。舉例而言，接觸區域107之材料可尤其導電，及/或所關注導電材料中之任一者相比於例如設計106中其他處之導電跡線或特徵亦可為黏著類型。
所說明之接觸元件118為自基板薄膜102側向延伸之明顯細長元件，例如，接腳、桿、尖釘或針式元件。在一些實施例中，例如，可利用接腳連接器或至少相關接腳來構造連接器110及本發明之總體多層結構。接觸元件118可為壓接(具有尖釘)或非壓接(例如，使用黏著劑緊固)類型。
圖4在400處說明根據本發明之多層結構之實施例的立體正投影說明，其併有例如類似於如圖3中所示之連接器及/或接觸元件的連接器及/或接觸元件。
塑膠層104此處已藉由在基板薄膜102上模製而產生，使得至少接觸區域107與接觸元件118之間的連接點(接合部之區域或區)被覆蓋且藉此受到保護且亦另外緊固。然而，包含例如諸如跡線(佈線)之導電元件106及例如相關聯電子組件109的電路設計之至少部分至少部分地嵌入於塑膠中。接觸元件118之末端自結構300外部保持可接達，亦即，其自結構或至少自模製塑膠104伸出以用於與外部連接元件112連接。
圖5A在500處說明多層結構之實施例。在所展示之情況下，根據本發明之原理，連接器110在基板薄膜102之邊緣處。界定例如容座的連接器殼體110B可包括於連接器110中，且自如本文中所論述的薄膜102上的預製的元件及/或原位模製建立。
圖5B在540處說明可結合本發明之實施例(諸如，在圖5A之實施例中)利用以提供連接器外殼110B之 至少部分的連接器插入件(預製造片件，其用作對基板薄膜102進行的注射模製或一般包覆模製程序中之插入件)的實施例。可替代地藉由在薄膜102上模製塑膠材料以原位(在薄膜102上自所選(塑膠)源材料)建立殼體110B之至少部分而獲得如藉由預製(例如預模製)插入件提供之粗略類似形狀。可例如藉由如上文所論述之黏著劑或基本上機械鎖定部件將插入件緊固至薄膜102上。
圖5C在580處說明在由塑膠材料包覆模製時圖5B之連接器外殼的插入件類型之一實施例的側視圖。模製塑膠層104至少部分地覆蓋且嵌入殼體110B以及接觸元件118與基板薄膜102上之電路設計之間的連接點。然而，層104較佳地仍至少保留包括接觸元件118之末端(距薄膜102最遠)及例如由外殼110B界定之潛在容座形狀的必需部分，其經曝露用於與匹配(相容)外部連接元件(諸如插塞型連接器)耦接。
圖6A在600處說明兩個基板薄膜102、103，其皆具備包含導電元件106(可相互或多或少類似)的電路設計及指派至用於本發明的各種實施例中的薄膜的各別接觸元件118A、118B。儘管在視覺情形中，每一薄膜102、103在其上包含互相相同或類似數目個互相類似的接觸元件118、118A、118B，但在在其他實施例中，提供至多層結構之每一薄膜102、103的接觸元件118之類型及/或數目可互相不同。薄膜102、103、相關聯電路設計及/或 相關接觸元件118A、118B可以諸如疊置或疊加之所選堆疊或重疊方式對準。
因此，圖6B在640處說明提供若干相鄰或堆疊之接觸元件或基本上成列之接觸元件，諸如金屬接腳或端子，在本發明之多層結構之一實施例中用於將包括於多層結構中之電子件(諸如圖6A之電路設計)之若干層連接在一起及/或連接至外部裝置、元件或系統。因此，可建立例如薄膜至薄膜及電路設計至電路設計連接。
諸如列連接器之多個相互對準(例如，在所包括之接觸元件118中之至少一些或其部分(諸如，端部)方面基本上平行)的連接器110可因此以共同多層結構產生。然而，可構造共同或聯合連接器110，諸如多列連接器(在所展示情況下，基本上為雙列連接器)，從而在空間上使來自不同層(118A、118B)之接觸元件118聚集在一起或至少曝露，其由圍繞所說明多層結構之末端部分之虛線突顯。舉例而言，其可含有如上文所論述之插入件及/或原位製備類型之外殼110B。具有互相類似或不同材料(其又可為用於製備外殼110B之相同材料或不同材料)之數個模製塑膠層104、104B、105已經設置於底層基板薄膜102、103上，較佳地至少設置於薄膜102、103之間，且視情況設置於其相對外部(自結構之視圖)側中之任一者上。
如圖中所示，視情況可移除且例如可再用的外部連接元件642(諸如所謂的跨接線)可在製造結構期間或 之後(例如在後續使用期間)組態至連接器110以將接觸元件118中之兩者或更多者(例如來自結構中存在之不同薄膜102、10或其他層的至少一個接觸元件118A、118B)電連接且視情況基本上短接在一起。藉由連接元件642，結構之多個薄膜102、103上的電路設計可電連接。
圖7A及圖7B分別在700及740處說明較佳經由利用多射模製而製造之多層結構的實施例。在基板薄膜102上，已提供電路設計以及經由相關聯連接點連接至電路設計之多個接觸元件118。包括連接點之薄膜102已藉由塑膠層104使用至少單一模製射注包覆模製。然而，已應用視情況不同材料的至少一個其他射注，以產生至少另一個覆蓋塑膠層104B及/或連接器外殼110B之至少部分。又，如在其他較佳實施例中，接觸元件118保持在外部可存達。
圖9在900處說明併有多部分連接器之實施例。連接器可包括包括例如數個接觸元件118之一部分，該等接觸元件最初經提供且較佳緊固至基板薄膜102或在其上之元件或層(諸如模製塑膠層)。較佳地，該部分已至少考慮到接觸元件118與電路設計之各別接觸區域之間的連接點而由塑膠包覆模製。
連接器之另一部分944(其可能已製造為預製片件)或較小組件之聚集體片件(例如，容納諸如接觸元件的數個導電元件之外殼或其部分)可能接著已與薄膜102上的現有部分接觸且藉由黏著劑、包覆模製塑膠及/或設置 於連接器之任何部分及/或結構中其他處的鎖定部件942(例如，視情況選用的彈性突起，諸如潛在地自模製塑膠建立之帶倒鉤突起)、942B(相容、匹配的特徵或形狀，諸如凹部、斜面或邊緣)緊固至該現有部分。在一些實施例中，隨後連接的可附接部分944可以可移除方式附接且視情況亦保持以可移除方式附接於多層結構中(參見說明圖中之此選項的雙向箭頭)，而在一些實施例中，其可使用例如黏著劑或包覆模製更永久地附接以用於緊固或更永久地互鎖鎖定部件。除其他潛在益處之外，可移除性將促進基於例如外部連接元件之性質動態地更新結構之連接性或替換受損部分。
然而，至少一個密封部件940(視情況，例如橡膠及/或壓縮材料(諸如彈性體)之墊圈)可能已例如設置於基板薄膜102之區域上或至少一個模製層上，或特定言之，設置於連接器自身之一部分上。
作為利用一或多個密封部件940將連接器之部分密封在一起或將連接器或其部分例如密封至基板薄膜102上及/或模製塑膠層上的替代或補充，至少一個密封部件可經組態以便在安裝時接觸外部連接部件。亦可基於圖9中所展示之情形來考慮此情境之實例，若替代地考慮項目944表示外部連接元件(連接器)，且鎖定部件942視情況以可移除方式(例如，藉由抑制由鎖定部件942引入之彈力或彈簧力)緊固其至包括接觸元件118之多層結構之連接器的附接。
較佳地，若在經連接元件之間不存在氣密密封，則密封部件940提供至少所要程度之灰塵保護。
圖10及圖11在1000及1100處說明在接觸元件118與電路設計之間採用壓縮材料1002、1102之各別兩個實施例，該電路設計包含亦界定用於連接器110之接觸元件118之接觸區域107的導電元件106。
在所描繪之情形中，接觸元件為壓接類型。當壓接尖釘或類似突起在包覆模製(諸如射出模製)期間可在本發明之上下文中發生的例如熱及壓力方面經受不同條件時，其可易於斷裂或脫離，由此具有在其與接觸區域107或基板薄膜102之間組態之壓縮材料一般在保持所建立之電接觸及相關聯元件方面視為有益的。自然地，結合不同類型之接觸元件118提供壓縮材料1002、1102可為較佳的。
在圖10中，壓縮材料1002、1102之例項已經組態為在接點118與接觸區域107之間的連接點處的更為局部的點或沈積物，而在圖11中，其為在較大區域上平行於接觸元件118延伸的較大滑動件或薄片狀元件或層。可藉由在連接點處安裝現成元件或使用合適的塗佈、沈積、噴塗或其他方法自源材料直接產生例項來提供壓縮材料1002、1102。
較佳地，壓縮材料1002、1102為導電的，例如導電橡膠(或一般彈性體)、橡膠狀或其他合適複合材料。 然而，其可為可穿透的且最終藉由接觸元件118(諸如其安裝後之壓接尖釘)穿透。
圖12在1200處說明根據本發明之多層結構(或相關工作產品)的另一實施例。舉例而言，圖10及圖11中所描繪的連接器結構及顯然許多其他連接器結構可包括於所展示種類之多層結構中，具體係藉由如本文中其他處所論述之一或多個塑膠層104、104B選擇性地包覆模製該等連接器結構。在所說明之實例中，至少最頂部模製層104、104B僅設置於結構之連接器末端處，且因此在空間上受限。在覆蓋基板薄膜102之較大及/或其他區域的結構中，仍然可能存在例如下伏的一或多個模製層(置放於括弧中的項目104，結合突顯此選項的基板薄膜102)。因此，多層結構1200可具有逐漸改變或較為逐步改變的總厚度。在圖12之情形中，連接器末端或區比相鄰區域厚。
圖8包括在800處的根據本發明之方法之實施例的流程圖。
在用於製造多層結構之方法開始時，可執行啟動階段802。在啟動期間，可進行必要任務，諸如材料、組件及工具選擇、獲取、校準及其他組態任務。必須特別關注到，個別元件及材料選擇一起起作用且經受選定製造及裝設製程，該製程當然較佳基於製造製程規格及組件資料表或藉由例如調查及測試所產生原型而經預先檢查。因此，諸如模製/模內裝飾(IMD)、層壓、結合、(熱)成 型、電子裝置組裝、切割、鑽孔及/或印刷設備以及其他者的所使用設備可在此階段提昇至操作狀態。
在804處，獲得用於容納電子件之塑膠或其他材料的至少一個視情況可撓性之基板薄膜。基板薄膜可最初為實質上平坦的或例如彎曲的。可獲取例如塑膠薄膜之捲筒或薄片之現成元件供用作基板材料。在一些實施例中，基板薄膜自身可首先藉由模製或其他方法自所要起始材料自製。視情況，可在此階段進一步處理基板薄膜。舉例而言，其可具備孔、凹口、凹部、切口等等。
在806處，較佳地藉由印刷電子技術之一或多種加成技術，在基板薄膜之任一側或兩側上提供界定例如導線(跡線)及/或接觸區域以建構電路設計之數個導電元件。舉例而言，可利用網版、噴墨、彈性凸版、凹版或膠版印刷。在一些情況下，亦可利用減成或半加成製程。此處可進行培育薄膜之進一步動作，該等動作涉及例如印刷或大體上在其上提供圖形、視覺指示器、光學元件等。
在808(可選的)處，可例如藉由焊料及/或黏著劑將包括諸如各種SMD之電子組件的一或多個通常現成組件附接至薄膜上之接觸區域。替代地或另外，可應用印刷電子構件技術以實際上將組件(諸如，OLED)之至少部分直接製造至薄膜上。因此，項目1806、1808之執行可如熟習此項技術者所理解在時間上重疊。
項目810指在基板的邊緣處配置至少一個連接器的至少部分。可利用任何可行的定位或安裝技術(諸如， 標準抓放方法/裝備(在適用時))將連接器及/或其組件(諸如，外殼及/或接觸元件)提供至基板。可另外利用涉及例如鎖定部件之使用的適用接合(使用例如黏著劑或其他接合物質)、膠合及/或其他緊固技術。舉例而言，一或多個接觸元件可壓接至基板。如上文所論述，在一些實施例中，例如連接器外殼之至少部分可較佳地自模製至基板上之塑膠原位製造，其參考項目814更詳細地論述。
在一些實施例中，至少一個密封部件可例如在此階段提供(若不早於或遲於)為現成元件(例如，橡膠環或墊圈)，其可另外機械地或化學地(例如，藉由黏著劑)緊固至主體表面(基板、連接器、模製塑膠層等)，或利用合適的生產技術(諸如，噴射、印刷(例如，噴射)或沈積)直接地產生(例如，作為來自源材料之材料層)。主體表面可含有或具備收納表面結構，諸如用於密封元件的隆脊及/或凹部。
在一些實施例中，數個穿孔或至少變薄之部分可首先配置於容納基板薄膜中，使得連接器之一部分(諸如外殼之部分)及/或其電接觸元件(例如，其接腳)可引導穿過其中以與電路設計建立接觸。在一些實施例中，除使用預先製備之孔之外或替代使用預先製備之孔，必要孔可回應於前述壓接或其他合適方法而藉由例如連接器之接觸元件刺穿基板後動態地建立。連接器可經組態以在基板薄膜之任一側或兩側上接觸電路設計。
程序可進一步涉及彎曲例如接觸元件之末端或中心部分以便使其大體上平行於基板及例如其上及/或垂直於其之導電元件/電路設計之表面延伸，以與外部連接元件較佳介接(例如，取決於實施例)。
然而，在如上文所論述之一些實施例中，作為實體地經由基板薄膜提供連接器或其部分的補充或替代，連接器可在基板之對置側上包含例如兩個部分(最初分離或整合)，該等部分藉由在基板之邊緣上方自基板之一側延伸至另一側的至少一個中間特徵(例如，一個橋接特徵或例如基板之各側上之兩個連接的側向延伸部)接合在一起。此配置因此使得連接器結構能夠在功能上至少延伸穿過基板，若並非直接經由例如孔實體地穿過基板。
項目809指可能併入有具備諸如IC之電子件及/或各種組件的最初單獨之次級基板的一或多個子系統或「子總成」的可能附接。多層結構之電子件的至少部分可經由此類次總成提供至基板薄膜。視情況，在附接至主基板之前，子總成可藉由保護性塑膠層至少部分地包覆模製。舉例而言，黏著劑、壓力及/或熱可用於將子總成與主要(主體)基板機械接合。焊料、佈線及導電墨水為用於提供子總成之元件與主要基板上之其餘電元件之間的電連接的適用選項之實例。項目1809亦可例如在項目806或810上執行。其所展示位置僅主要為例示性的。
在一些實施例中，在模製階段之前或模製階段時，較佳已例如含有電路設計(諸如(印刷)導電元件及 視情況電子組件)及/或連接器(參見突顯可替代地或另外在例如項目808與810之間或甚至在項目806或808之前發生形成之事實的雙向彎曲箭頭)之至少部分的基板薄膜可例如使用熱成型或冷成型形成812，以例如展現所需形狀，諸如至少局部三維(基本上非平面)形狀。含有合適可成形材料之基板可因此經塑形以更好地配合目標環境/裝置及/或更好地容納諸如電連接器(例如，在凹部中)之特徵。另外或替代地，形成可在已建立之多層堆疊經設計以經受此處理的情況下在模製之後進行。
在814處，在基板之任一側或兩側上產生、較佳模製(諸如射出模製)至少一個塑膠層，較佳熱塑性或熱固性層，以便較佳至少部分地將連接器且尤其例如相關聯接觸元件之連接點及電路設計之接觸區域嵌入於諸如所選熱塑性或熱固性樹脂之模製材料中。如上文所論述，模製材料可使用若干模製步驟或射注或經由單一步驟提供，其中模製材料可甚至視情況例如經由在其中製備之孔或藉由穿透基板材料自身(例如，經由變薄/較薄部分)自薄膜之一側流過薄膜至對置側。
在一些實施例中，連接器外殼之至少一部分亦可藉由模製，視情況注射模製產生。其可使用與多層結構之一或多個其他特徵或材料層(例如103、104)相同的材料及共同處理步驟(諸如模製射注)模製，或其可由其他材料(諸如其他樹脂)經由單獨處理步驟(諸如模製射注)製備。
實務上，已具備數個其他特徵(諸如電路設計、各種組件、連接器或其組件等)之至少一個基板薄膜可在射出模製製程中用作插入件。基板薄膜之一側在一些實施例中可取決於實施例而不含模製塑膠。
在使用兩個薄膜的情況下，可將兩個薄膜插入於其自身的半模中，以使得塑膠層至少注射於其間。或者，第二薄膜可隨後藉由合適層壓技術附接至第一薄膜與塑膠層之聚集體。
在例如多部分連接器之情況下，連接器之一部分可在模製之後或在若干模製動作之間(例如，參考例如圖9之實施例)提供至結構。
關於所獲得堆疊結構之所得總厚度，其取決於所使用材料及鑒於製造及後續使用而提供必要強度的相關最小材料厚度。此等態樣必須在逐情況基礎上進行考慮。舉例而言，結構之總厚度可為約1毫米或幾毫米之量值級，但顯著較厚或較薄之實施例亦係可行的。
項目816指可能的額外任務，諸如後處理任務。可藉由模製、層壓或合適塗佈(例如沈積)程序將其他層添加至多層結構中。作為其他塑膠之替代或補充，該等層可具有保護、指示及/或美觀性值(圖形、色彩、圖式、文字、數字資料等)，且含有例如織物、皮革或橡膠材料。諸如電子件之額外元件可安裝於結構之外表面處，諸如基板之外表面或其上之模製層，此取決於實施例。可進行成形/切割。連接器可連接至所要的外部連接元件，諸如外部 裝置、系統或結構之外部連接器。舉例而言，此等兩個連接器可一起形成插塞及插座型連接及界面。
在將外部連接元件連接至多層結構之連接器元件之後，所建立之連接及相關元件可藉由額外處理(諸如，塑膠或樹脂施配(環氧樹脂)之低壓模製)進一步緊固及/或保護，藉此所得層可至少部分地將所要元件囊封於例如連接區域中。低壓模塑或樹脂施配可用以保護及/或緊固結構的其他元件，諸如電元件。
在818處，結束方法執行。
本發明之範圍藉由隨附申請專利範圍連同其等效物來判定。熟習此項技術者應瞭解如下事實：所揭示之實施例係僅出於說明之目的而建構，且應用許多上文原理之其他配置亦可易於製備為最好地符合每一潛在使用情境。舉例而言，在一些情形下，替代模製，可使用合適的沈積或另一替代方法在基板上產生塑膠或具有類似功能之其他層。然而，替代印刷跡線，可另外產生/提供跡線。例如，可應用利用蝕刻以及其他選項所製造的導體薄膜。
100:多層結構 102:基板薄膜,薄膜,第一基板薄膜,第一薄膜 102A:對置側 102B:對置側 102E:邊緣 103:薄膜,基板薄膜 104:塑膠層,模製塑膠層 104B:模製塑膠層,塑膠層 105:模製塑膠層,塑膠層 106:導電元件,電路設計 106B:其他元件 107:接觸區域 109:電路設計,元件,組件 110:連接器 110B:本體部件,轉接器外殼,外殼 112:外部連接元件,元件,連接器 113:電纜線 116:孔 118:接觸元件 119:接觸元件 120:主機結構 130:主機裝置,外部實體

Claims (30)

  1. 一種整合式多層結構（100、200、240、280、400、580、640、740、900、1300、1400），其包含： 一基板薄膜（102），具有一外表面，該外表面延伸至該基板薄膜的一最遠邊緣，該基板薄膜包含一電絕緣材料； 一電路設計（106、108、109），提供在該基板薄膜上，該電路設計包含導電元件（106），該等導電元件界定數個接觸區域（107）； 一連接器（110），支撐在該基板薄膜的該外表面上且延伸至該基板薄膜的該最遠邊緣（102E），該連接器包含數個導電細長接觸元件（118），該等接觸元件連接至該基板薄膜上的該電路設計之該等導電元件之該等接觸區域，同時沿著該基板薄膜的該外表面遠離該等接觸區域進一步延伸於該基板薄膜的該最遠邊緣上且自該基板薄膜延伸至其自由端，該等自由端以回應於一外部連接元件（112）與該連接器之配合而選擇性耦接至該外部連接元件，該連接器包含用於該等接觸元件的一電絕緣連接器外殼，該等接觸元件至少部分地定位在與該基板薄膜的該最遠邊緣以及該基板薄膜的該外表面接觸；以及 至少一個塑膠層（104、104B、105），其模製至該基板薄膜上，以便至少部分地覆蓋該電路設計且僅部分地覆蓋該連接器，被覆蓋部分包括該等接觸元件與該等接觸區域之連接點且至少部分地排除該等接觸元件之經組態以耦接至該外部連接元件之延伸部分。
  2. 如請求項1所述之結構，其中該電路設計包含數個電子組件（109）。
  3. 如請求項1或2所述之結構，其中該連接器（110）包含用於該等接觸元件之一電絕緣之連接器外殼（110B）。
  4. 如請求項3所述之結構，其中該連接器外殼包含一預先製備之單獨材料片件或由該材料片件組成，該連接器外殼至少部分地藉由該至少一個塑膠層之一或多個層包覆模製。
  5. 如請求項3所述之結構，其中該連接器外殼（110B）至少部分地由模製至該基板薄膜上之該至少一個塑膠層中的一塑膠層界定，包含與該至少一個塑膠層之至少一個其他層不同的材料，該外殼建立塑膠層至少部分地藉由該至少一個塑膠層之至少一個其他塑膠層包覆模製。
  6. 如請求項1所述之結構，其中該至少一個塑膠層（104、104B,105）包含材料互不相同之至少兩個鄰近層。
  7. 如請求項1所述之結構，其中該至少一個塑膠層包含具有熱傳導及/或透光或不透光材料之一功能層，該功能層建立連接器外殼（110B）之至少部分及/或嵌入了包括於該電路設計中的一或多個電子組件。
  8. 如請求項1所述之結構，其中該基板薄膜之該邊緣彎曲或成角。
  9. 如請求項1所述之結構，其中該至少一個塑膠層中部分地覆蓋該連接器之一塑膠層（104）位於該基板薄膜之一側（102A、102B）上，且該等接觸元件之接觸該外部連接元件（112）的延伸部分之遠端末端位於該基板薄膜之相同側或相對側上。
  10. 如請求項1所述之結構，其中該連接器之該等接觸元件側向延伸超出該基板薄膜（100、200、280、300、400）之該邊緣，藉此界定一I形輪廓，及/或橫向延伸遠離該基板薄膜（200、240），藉此界定一L形輪廓。
  11. 如請求項1所述之結構，其中該連接器之該等接觸元件中之一或多者彎曲或成角。
  12. 如請求項1所述之結構，其包含另一基板薄膜（103），該另一基板薄膜具有上面帶有導電元件（106）之另一電路設計，其中該至少一個塑膠層（104）中之一或多個塑膠層之塑膠材料位於該等基板薄膜（102、103）之間，該等基板薄膜之該等電路設計藉由該連接器及/或一連接部件電連接。
  13. 如請求項12所述之結構，其中該連接器之該數個接觸元件包含一第一接觸元件（118A），且該連接器進一步包含連接至該另一基板薄膜之該另一電路設計的一第二接觸元件（118B），自該等各別基板薄膜（102、103）延伸的該第一接觸元件與該第二接觸元件之遠端末端定位成彼此鄰近。
  14. 如請求項13所述之結構，其中該第一接觸元件與該第二接觸元件利用一以可移除方式附接之連接元件（642）連接在一起。
  15. 如請求項1所述之結構，其中包含至少一個接觸元件及/或連接器外殼或其部分的該連接器之至少一個元件或部分已經由使用選自由以下各者組成之群組的至少一個元件而緊固至該連接器之任何其餘部分、該至少一個塑膠層、該基板薄膜及/或其上之該接觸區域：黏著劑、導電黏著劑、機械緊固、化學緊固、熱緊固、壓接、摩擦緊固及基於壓縮力的緊固。
  16. 如請求項1所述之結構，其中該連接器經組態以提供用於信號及/或電力傳送之電流電連接性且提供另一連接性，藉此使該連接器成為一混合連接器。
  17. 如請求項1所述之結構，其中該連接器包含選自由以下各者組成之群組的至少一個特徵：排針、壓接連接器、壓接接觸元件、壓接尖釘、彈性接觸元件、列連接器、彈簧負載接觸元件、彈簧負載接觸接腳或滑動件、接觸襯墊、接觸區域、接觸接腳、壓接接觸接腳、具有導電材料之壁及/或底部之孔、插座、凹形插座、凸形插頭或插座、混合插座、接腳插座，及彈簧接腳插座。
  18. 如請求項1所述之結構，其中該連接器之該等接觸元件突出遠離該結構之外表面的內部、中間或周邊區域。
  19. 如請求項1所述之結構，其包含位於該連接器之至少一個接觸元件之至少一部分與該基板薄膜之間的壓縮材料（1002、1102）。
  20. 如請求項1所述之結構，其包含一密封部件（940），該密封部件組態於該基板薄膜、該至少一個塑膠層或具體地說組態於設置於該基板薄膜上之該連接器的至少一部分上，以便面向且接觸一外部連接部件或該連接器之另一部分，從而在該等經連接元件之間實施一氣密密封。
  21. 如請求項1所述之結構，其包含一鎖定部件（942），該鎖定部件用於以可移除方式將該連接器之一部分或一外部連接部件緊固至該結構。
  22. 一種用於製造一多層結構之方法（800），其包含： 獲得（804）一基板薄膜，該基板薄膜具有一外表面，該外表面延伸至一最遠邊緣，該基板薄膜包含用於容納電子件之一電絕緣之材料； 至少部分地藉由印刷電子技術在該基板薄膜上提供（806、808）一電路設計，該電路設計包含由導電材料製成的導電元件，該等導電元件界定數個接觸區域； 配置（810）至少一個連接器，該連接器支撐在該基板薄膜的該外表面上且延伸至該基板薄膜的該最遠邊緣部分，該連接器包含數個導電細長接觸元件，該等接觸元件連接至該電路設計之該等導電元件之該等接觸區域，同時經進一步組態以沿著該基板薄膜的該外表面遠離該等接觸區域延伸於該基板薄膜的該最遠邊緣上且自該基板薄膜延伸至其自由端，該等自由端以回應於一外部連接元件與該連接器之配合而選擇性耦接至該外部連接元件，該連接器包含用於該等接觸元件的一電絕緣連接器外殼，該等接觸元件至少部分地定位在與該基板薄膜的該最遠邊緣以及該基板薄膜的該外表面接觸；以及 在該基板薄膜上模製（814）熱塑性或熱固性之材料，以便至少部分地覆蓋該電路設計且僅部分地覆蓋該連接器，被覆蓋部分包括該等接觸元件與該等接觸區域之連接點且至少部分地省略該等接觸元件之經組態以耦接至該外部連接元件之延伸部分。
  23. 如請求項22所述之方法，其包含藉由接合進一步緊固該基板薄膜上之該電連接器。
  24. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其包含形成已具備該電路設計之至少部分且具備該連接器之至少部分的該基板薄膜，以使其成形成至少局部展現一三維的目標形狀。
  25. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其中該連接器之一外殼之至少部分提供為該基板薄膜上之一現成元件。
  26. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其中該連接器之一外殼之至少部分係自該模製材料建立。
  27. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其中該模製包含多射模製，其中利用至少一個射注來自與用於至少一個其他模製射注之材料不同的一材料建立該連接器之一外殼之至少一部分。
  28. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其中獲得包含用於容納電子件之電絕緣材料的另一基板薄膜，且該基板薄膜具備包含導電元件之另一電路設計，該等導電元件界定該另一基板薄膜上之數個接觸區域； 其中該連接器之該數個接觸元件包含一第一接觸元件，且該連接器額外包含連接至該另一基板薄膜上之該數個接觸區域中的一接觸區域之一第二接觸元件，該第一接觸元件與該第二接觸元件之遠端末端經組態以自該等各別基板薄膜延伸且彼此鄰近。
  29. 如請求項28所述之方法，其中該第一接觸元件與該第二接觸元件利用一可移除式外部連接元件連接在一起。
  30. 如請求項22至23中任一項所述之方法，其包含提供一密封部件以使一外部連接部件之內部或該連接器之一部分與該多層結構之其餘部分之間密封。
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