CN108029197A - 用于在塑料基板上利用表面安装技术的系统、设备及方法 - Google Patents

用于在塑料基板上利用表面安装技术的系统、设备及方法 Download PDF

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Abstract

用于形成针对器件电子电路的模塑塑料基板产品的设备、系统及方法，其中该基板包含一个或多个导电线路，该一个或多个导电线路被镀层并形成在该模塑塑料基板的激光蚀刻活化部分上并定义每一导电线路。一个或多个导电垫片可位于沿着所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置。之后，电气部件可通过使用传导性结合材料而被安装至所述至少一导电垫片。

Description

用于在塑料基板上利用表面安装技术的系统、设备及方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2015年9月16日递交的题为“SYSTEM,APPARATUS AND METHOD FORUTILIZING SURFACE MOUNT TECHNOLOGY ON PLASTIC SUBSTRATES”的美国非临时专利申请No.14/856173的权益，其整体内容作为参考而被结合于此。
技术领域
本公开涉及用于电子器件及系统的电子电路的成形，更为具体地涉及形成用于电子器件及系统的多维(例如，2维、2.5维或3维)模塑互连器件(MID)。
背景技术
随着电子处理器件的演进，小型化及集成电子部件的需求出现上升。当前，通过使用焊接技术来组装多个传统器件部件。对于该技术而言，一般是在一般220至250℃或者更高的无铅工艺温度范围、或者一般180至220℃的锡铅工艺(tin lead process)温度范围下，将部件焊接至刚性或柔性印刷电路基板上以形成印刷电路板组件(PCBA)。一旦形成了PCBA，可将其附着或集成至器件、器件部分或产品底座，从而形成最终产品。
随着3维(3D)打印及高级塑料/热塑性模塑工艺的出现，可制作通常为相对微型的各种和/或独特形状、尺寸和/或维度的器件或产品，且这些独特器件及产品通常要求专用腔体、空间和/或区域以容纳上述PCBA电路。除了诸如大多数传统PCBA电路布置的至少部分非柔性属性这一缺陷之外，将电子器件插入这些器件可能会由于这些产品及器件的相对独特且通常非常微小的特性而产生非常不必要的巨大空间消耗。
因此，急需成形并集成电路及电子器件至电子器件和/或系统的改善型设备、系统及方法。
发明内容
因此，在示例性实施方式中，公开了用于在模塑塑料基板上形成电子电路的系统及方法，包括：激光蚀刻所述模塑塑料基板的至少一部分；对所述模塑塑料基板的激光蚀刻部分进行活化和镀层(plating)，以形成一个或多个导电线路(electrically conductivetrace)；在所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置放置至少一个导电垫片(electrically conductive pad)；以及通过使用传导性结合材料(即，导电粘合剂或焊料等)，将电气部件表面安装至至少一个所述导电垫片。
在实施方式中，公开了一种电子电路，该电子电路包含：模塑多维(例如，2.5维或3维)塑料基板，该基板包含一个或多个导电线路，该一个或多个导电线路包含形成在模塑塑料基板的激光蚀刻、活化部分并定义每一导电线路的镀层；一个或多个导电垫片，放置于所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置；以及电气部件，通过使用传导性结合材料而被表面安装至所述至少一个导电垫片。
在进一步的实施方式中，公开了一种电子器件，该电子器件包括形成至该电子器件的轮廓(shape)的多维(例如，2.5维或3维)电子电路，该电子电路包含：多维模塑塑料基板，该多维模塑塑料基板包括一个或多个导电线路，该一个或多个导电线路包括形成在该模塑塑料基板的激光蚀刻、活化部分并定义每一导电线路的镀层；一个或多个导电垫片，放置于所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置；以及电气部件，通过使用传导性结合材料而被表面安装至至少一个导电垫片。
附图说明
根据以下给出的详细描述及附图，可更为全面透彻的理解本公开，这些附图仅仅是以示例性给出的，因此并不用于限制本公开，其中：
图1示出了在说明性实施方式下利用表面安装技术(SMT)制作模塑互连器件(MID)的代表性组装工艺流程；
图2示出了在说明性实施方式下进行表面准备及激光选择性镀层(LSP)处理的工艺流程；
图3示出了在说明性实施方式下的允许应用导电粘合剂以使得垫片与模塑塑料基板相接触的各种垫片配置；
图4示出了在说明性实施方式下针对通过使用导电粘合剂耦合至传导性垫片之间的基板的部件的垫片配置及设计图案；
图5A-5B示出了在说明性实施方式下针对PCB与塑料上的部件的SMT焊盘配置；
图6A-6C示出了在说明性实施方式下针对PCB、塑料以及LSP层上进行SMT的部件垫片布局；
图6D示出了在说明性实施方式下LSP工艺与其他类似技术工艺之间对比；
图7A-7B示出了在说明性实施方式下模塑塑料基板上的部件垫片布局；
图8示出了在说明性实施方式下基板的表面处理(surface finish)/镀层结构；
图9A-9B示出了在说明性实施方式下针对印刷电路板布置的构造层配置；
图10A-10C示出了电路与3D模塑塑料形状的简化组合以形成3D模塑互连器件；
图11A-11B示出了在说明性实施方式下针对电路板的基准布置及余隙；以及
图12A-12F示出了在说明性实施方式下针对电路板的基准标记的各种实施例。
具体实施方式
在此给出的附图及描述可能已被简化以阐明与对在此描述的器件、系统及方法的透彻理解相关的各个方面，而同时出于清楚的目的省略了可从一般类似器件、系统及方法找到的其他方法。因此，本领域技术人员可以意识到，对于实施在此描述的器件、系统及方法而言，其他元素和/或操作可能也是所需的和/或必要的。但是由于这些元素及操作是本领域所公知的，且由于他们并不能助于更好地理解本公开，因此在此不提供有关这些元素及操作的论述。虽然如此，本公开应被视为包含本领域技术人员所知晓的所有这些元素、变形及对所描述的各个方面的修改。
本文给出了示例性实施方式，以使得本公开能够足够透彻且全面地向本领域技术人员传达所公开的实施方式的范围。在此公开了大量特定细节，诸如特定部件、器件和方法的实施例，以提供对本公开实施方式的透彻理解。虽然如此，对于本领域技术人员而言可以理解的是，所公开的特定细节并非必须被实施，且可通过各种形式来呈现示例性实施方式。因此，示例性实施方式不应该被理解为对本公开的范围进行限制。在一些示例性实施方式中，并未对公知工艺、公知器件结构、及公知技术进行详细描述。
在此使用的术语是仅出于描述特定示例性实施方式的目的，而非意欲进行限制。除非另有指明，在此所使用的单数形式的词“一(a)”、“一个(an)”及“所述(the)”也用于包含复数形式。术语“包括(commprises)”、“包括(commprising)”、“包含(including)”以及“具有(having)”是不排他的，因此其表明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或部件，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、部件和/或其组合的存在或附加。在此所述的步骤、工艺及操作并不应被理解为必须要求按照所论述或阐述的特定顺序来执行他们，除非特别说明了优选或所需的执行顺序。还应该理解的是，还可采用额外的或替代步骤来替代所公开的方面或结合所公开的方面。
当描述了元素或层位于另一元素或层“之上”、“结合至”另一元素或层、“连接至”另一元素或层、或“耦合至”另一元素或层时，其可直接位于该另一元素或层之上、结合至该另一元素或层、连接至该另一元素或层、或耦合至该另一元素或层，或可存在中间元素或层。相反，当描述了一元素直接位于另一元素或层“之上”、“直接结合至”另一元素或层、“直接连接至”另一元素或层、或“直接耦合至”另一元素或层时，则可不存在中间元素或层。用于描述元素之间关系的其他词语应该以类似的方式而被解读(例如，“位于…之间”与“直接位于…之间”、“邻近”与“直接邻近”等)。如在此所使用的，术语“和/或”包含一个或多个所列相关项目的任意组合及所有组合。
虽然在此使用了术语第一、第二、第三等来描述各种元素、部件、区域、层和/或区段，但这些元素、部件、区域、层和/或单元不应该受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素、部件、区域、层、或单元与另一元素、部件、区域、层、或单元相区分。在此所使用的术语“第一”、“第二”以及其他数值术语并不暗示序列或顺序，除非上下文清楚说明。因此，以下的第一元素、部件、区域、层、或单元也可被描述为第二元素、部件、区域、层、或单元，而不背离示例性实施方式的启示。
在此所公开的各种配置阐述了用于利用表面安装工艺(SMT)部件(该部件将被置于一个或多个模塑塑料基板上以形成电子电路)提供电子产品组件的工艺及技术。在某些说明性实施方式中，通过对热塑性塑料部分与集成电路线路/垫片进行注塑成型，可在电路载体设计中应用热塑性塑料及其结构金属化，以形成多维(例如，2.5维或3维)模塑互连器件(MID)。
现参考图1，显示了在说明性实施方式下利用SMT制作MID的组装工艺流程。在框102，在MID结构上执行互连材料沉积(即，滴凃/喷射和/或印刷和/或针转印/冲压等)。在一说明性实施方式中，可使用注射成型及热冲压/压花及积层制造/3D打印来形成MID结构。在另一说明性实施方式中，可使用双次注射成型及激光选择性镀层(LSP)/激光直接成型(LDS)/激光消减成型(LLS)/微型集成处理技术(MIPTEC)。作为非限制性示例，双次注射成型可包含使用两个单独的塑料部分，一个是可镀的而另一是不可镀的。可镀部分(例如可以是掺钯塑料)可形成电路。不可镀部分(例如可以是聚碳酸酯)可满足机械性能并完成模塑。该两部分可被融合在一起，并在之后可经历例如无电镀。在此步骤中，可镀塑料可被金属化，而不可镀塑料可保持非导电性。
在另一说明性实施方式中，框102的MID结构可通过使用激光选择性镀层(LSP)或激光直接成型(LDS)或其他工艺而被形成，这可涉及包含注射成型、激光活化以及金属化的多步工艺。在说明性实施方式中，可使用单个热塑性塑料材料制作利用LSP的MID，从而使得模塑步骤成为单次工艺。在此实施例中，可在塑料自身上创建电路，因为仅需要一部分。在激光活化期间，可使用激光执行生化反应，以将接线图案蚀刻至模塑部分并准备其进行金属化。
在说明书实施方式中，模塑部分可由例如LDS级、Panasonic MIPTEC级材料(包括但不限于常用塑料的各种变形，诸如尼龙或苯乙烯共聚物(ABS)或液晶高分子(LCP)，其可掺杂有金属有机化合物)制备。其他说明性LDS级材料可包括聚碳酸酯材料、聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物(PC/ABS)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)以及聚邻苯二甲酰胺/聚酰胺混合物(PPA/PA)等等，这都是本领域技术人员在此论述的基础上可以理解的。
在MID成形期间，LDS级或其他类似工艺热塑性塑料的分子结构可包含围绕埋入或嵌入材料内部的金属“种子”原子的非传导性原子。当在此情况下向该部分的表面施加激光能量时，其可使得所述非传导性原子远离所述传导性“种子”原子，暴露他们并选择性得活化材料以进行金属化。传导性特性被暴露的激光活化区域将形成粗糙的微蚀刻纹理(可有利于为金属化提供很强的机械结合)，而非传导性部分将保持光滑表面。LDS利用了无电镀的一些益处，从而可实现电路线路及其他传导性特征的金属化。金属化方面(一个或多个)的组成可包含Cu/Ni/Au涂层，其可提供良好的传导性、附着力以及表面光洁度/镀层。
在其他说明性实施方式中(诸如以下结合图3、6A-6C、7-8所述的那些实施方式)，框102的MID结构可通过使用激光选择性镀层(LSP)而被形成。当使用LSP工艺形成MID结构时，在设计电子电路期间，如果可能的话，总是会首先考虑大尺寸(即，0603、0805或以上)及间距(即，0.65mm或以上)的部件。在选择特定塑料基板材料时，应该考虑热膨胀系数(CTE)兼容性。
在框104，可执行材料检验，可人工执行或通过使用机器视觉技术执行。一旦成功完成检验，图1的工艺可进行至SMT部件放置106。在说明性实施方式下，可使用导电粘合剂(ECA)来在低温环境(例如，针对聚碳酸酯(PC)材料，附着可发生在低于温度200℃且优选发生在115℃以下)中将SMT部件附着到塑料基板上。ECA可包含粘结树脂与导电填料(例如，片状银粉)的复合物。粘结剂可被配置为在固化(cure)之前具有低导电性，并仅在被固化及凝固之后可具有高导电性。ECA相比于传统焊接具有许多优点，诸如亲环境性、更精细的间距印刷、更低温度的处理及更加灵活且简化的处理。对于常规/高温塑料基板组件而言，可使用低熔点/常规熔点焊膏材料及在线回流技术来用于部件-基板结合工艺。
在说明书实施方式中，例如对于2D MID结构而言，在步骤106，传统的SMT机器可采用一般SMT贴装工艺。对于2.5D或3D MID结构而言，可使用特定的具备3D功能的放置机器。
对于部件金属化而言，可使用诸如金(Au)、银(Ag)、银-钯(Ag-Pd)等材料进行低温条件(例如，对于聚碳酸酯(诸如PC塑料材料)而言，114℃以下)下的产品应用。可使用镀层(例如镀锡)用于较高温度的塑料基板产品应用(一般而言，高温塑料具有超过150℃的永久操作温度)。
一旦在框106内确定SMT部件放置，则可在框108内执行回流和/或固化工艺(如果需要的话)，之后是电测试110及框112中的检验。可人工或自动(例如，通过使用机器视觉技术)执行检验。另外，可单独或结合其他检验技术来进行其他结构和/或机械检验。
现参考图2，示出了说明性实施方式下的表面准备及LSP处理的工艺。在框102，确定用于导电粘合剂(ECA)结合的表面安装焊盘图案(surface mount land pattern)(一个或多个)，之后是针对所确定图案的垫片配置204。为了提供所需的结合强度及粘附力并增大部件附着的可靠性，可设计模塑塑料基板上的特定垫片布局以增大和/或最大化塑料基板与垫片表面区域接触量。此配置应该通过机械及化学结合而促进更强的结合，还可助于吸收线路、基板、导电粘合剂结合材料以及部件端子之间的CTE的潜在误配所导致的至少一部分力。图3中示出了各种垫片配置，其中示出了在说明性实施方式下位于塑料基板304上的不同示例性垫片(302A-302C)。本领域技术人员应该理解，本公开也预见了其他可允许粘合剂结合应用使得垫片与模塑塑料基板相接触的其他垫片配置和/或几何形状。
在互联材料沉积102期间，过大尺寸的ECA沉积(参见附图6A-6C)可允许ECA直接结合至塑料基板、LSP及部件引线。由于两种有机材料(例如，ECA与PC ABS基板(树脂))之间化学结合，至塑料基板的ECA结合可增强联结强度。图4示出了说明性配置，其中通过使用施加至垫片上的导电粘合剂408，具有凹部或腔体402的垫片406可结合至基板404，并电结合至部件410(例如，LED)。图5A及5B示出了PCB垫片上的SMT布置(图5A)对比于塑料基板垫片上的SMT布置(图5B)的对比说明性示例。
在某些说明性实施方式中，导电粘合剂材料可被配置为在所有方向上具有基本相同的导电性，例如在说明性实施方式中，ECA材料可由具有Ag填料的聚合物构成。传导性粘合剂结合工艺可包含在基板的垫片上印刷和/或滴凃/喷射或针转印/冲压传导性粘合剂材料。之后，部件可被对齐并安装至基板上，且传导性粘合剂内的聚合物树脂可通过热压缩而固化，从而将部件粘结至基板。基本上同时，传导性粘合剂内的传导性填料可形成部件与基板之间的导电路径。在一说明性实施方式中，可在部件与基板之间应用底部填充或全局封顶(globaltop)，从而进行密封及保护。
一般而言，本公开内的ECA材料可具有类似于焊料(例如，体积电阻率：<0.001Ohm/CM)的良好电气特性以及适当的热特性及散热性(例如，热导率>2.5W/mK)。在某些说明性实施方式中，ECA材料应该对RF性能不具有影响(例如，用于天线应用)，应该拥有良好的耐化学性及良好的延展性，以及应该具有与塑料基板材料的化学兼容性。在某些说明性实施方式中，ECA材料可适合于PC塑料基板上的NiAu表面处理以及部件层级的Sn金属化(例如，将Sn金属化SMT部件粘结至塑料基板上的NiAu表面处理)。ECA材料可被配置为具有短固化时间的低固化温度(例如，<100℃)，且可通过例如滴凃/喷射(例如，注射器封装(syringepackaging))或丝网印刷或针转印/冲压应用而被施加。
再次参考图2，可在框206处执行LSP/镀层工艺，以下将参考附图6A-6C对此进行更为详细的描述。所示出的是用于准备表面以结合一个或多个部件(在说明性实施方式中，该部件被示为是LED器件)的配置。当然，本领域技术人员可以理解，本公开预见了结合任意合适的部件。此外，图中所示的维度仅仅被提供以作为部件布局尺寸及维度的参考说明点，而并非意欲以任何方式限制本公开。
图6示出了用于在PCB上进行SMT的LED垫片布局，其中焊接掩模602被应用在部件封装(例如，LED封装)的外侧，该外侧轮廓在图6A的实施方式中被标示为604。部件封装轮廓604可包括被配置为适应部件(例如，LED)引线606的一个或多个电路垫片608。图6B-6C示出了LED垫片布局，其中图6B示出了用于在塑料上进行SMT的LED垫片布局，而图6C仅示出了在说明性实施方式中用于在塑料上进行SMT的LED垫片布局的LSP层。如图6B所示，可布置一个或多个LSP区域布局(610A-610B)，其中第一部分可被布置用于阳极(610A)，而第二部分(610B)可被布置为用于阴极。一旦建立了LSP层(610B)，用于部件(LED)引线(一个或多个)614的电路垫片(一个或多个)616可针对封装轮廓区域612而被布置。图7A-7B示出了说明性实施方式下模塑塑料基板上的部件垫片布局的照相描述。
施加焊接掩模层以覆盖铜线路，从而保护其免受腐蚀、电短路，避免氧化作用及环境影响。如果未施加焊接掩模，则可重新考虑垫片配置设计。为了粘结垫片，可能需要或不需要测试点及基准标记。此外，可针对设计用于塑料基板的每一SMT部件施加丝网印刷物以作为参考指示符及测针记号。
在此公开的LSP工艺相比于其他类似技术提供了某些优点，且图6D示出了示例性实施方式中的LSP工艺。虽然已知方法可能会要求具有活性金属的特定塑料，但LSP可在一般塑料上进行。因此，在激光蚀刻之后，蚀刻部分可在活化过程期间被覆上催化材料(“种子”)，其中随后可执行镀层工艺。由于LSP不需要使用特定活化塑料，因此可将LSP应用于更为广泛的应用以及更为灵活的环境。
一旦在图2的框206执行了LSP/镀层工艺，则可在框208执行基板焊接掩模工艺，其之后是框210内的材料封装以保护所形成的MID。对于框206的基板表面处理/镀层工艺而言，可应用表面处理/镀层，且图8示出了说明性实施方式下的多层表面处理结构。在该实施例中，树脂802可用多层金属804-808分层，其可包含铜(Cu)、镍(Ni)和/或金(Au)等。在一些说明性实施方式中，可将化镍/浸金(ENIG)用于模塑低温塑料基板。对于较低成本的应用而言，可将有机保焊剂(OSP)用于模塑高温/常温塑料基板配置。优选的，应该使用平滑光亮镀层替代不光滑的表面处理，因为粗糙的镀层表面可形成不一致的金属间化合物厚度，其可影响粘结可靠性。
对于图8的金属层而言，每一连续层(从层804至层808)可被配置为具有相继的薄层以容纳每层的特定金属特性。例如，在使用铜层作为层804的情况下，可在早期对铜厚度及维度进行评估以满足终端产品特定应用需求，例如，对于高功率产品应用而言，可能需要较厚且较大的铜维度以实现更佳的散热效果。在示例性实施方式中，作为层806的无电镀镍及作为层808的金可被配置为使得铜层804具有10～18μm的目标厚度、镍层806具有3～6μm的目标厚度、以及金层808具有0.1～0.3μm的目标厚度。当然，本领域技术人员将意识到，这些厚度仅为说明性的而非限制性的，且可使用各种不同厚度及金属。进一步的，对于MID结构上的引线结合而言，可考虑柔软表面处理/镀层，即ENEPIG。
图9A-9B示出了在说明性实施方式下用于对材料进行分层以形成印刷电路板950的配置。在该实施例中，层可包含基础箔层902，该基础箔层902具有夹在一个或多个层压层(906,910)之间的一个或多个预浸渍的复合纤维(“预浸材料(prepreg)”)层(904,908,912)。在说明性实施方式中，预浸材料层可包含基体材料，诸如环氧树脂，其可采用织物形式，且在制造过程中，该基体可用于将层结合在一起和/或结合至其他部件，诸如层906、910。该基体可部分固化以允许更容易对材料进行处理(“B-阶段”)，且而可被配置为在加热下(例如，通过使用炉或者高压釜)经历聚合作用。随后，可将复合纤维层(904,908,912)及层压层(906,910)包覆在覆盖箔层914之内。在某些说明性实施方式中，层压层(906,910)可包含玻璃树脂，且可进一步包含蚀刻在一侧或两侧上的信号层和/或电源层。所述箔层(902，904)可被配置为金属箔(例如，铜箔)。
之后，可对图9A的分层配置进行切割、弯折、成形等，并可进行表面处理/镀层及焊接掩模处理以形成如图9B所示的印刷电路板950。如图10A-10C所示，在使用在此所描述的技术形成互补电路布置1004时，可形成用于器件的模具1002。所示电路布置1004可经由LSP或其他工艺在模具1002上实现以形成完整的模具电路1006。
在一些说明性实施方式中，本公开的塑料器件或MID上的SMT的制造和/或检验可通过自动化机械来完成。因此，可能需要创建基准标记(“基准点”)。一般而言，基准标记或者简而言之基准点为在成像系统的视场内创建或放置的对象，其可出现在所产生的图像内，从而用作参考点或测量点。其可为置于成像主体之内或之上的物件、或位于光学仪器的标线内的标记或标记集。基准标记可被配置为允许SMT贴装设备(placement equipment)准确地在塑料基板/MID上定位并放置部件。这些器件可被配置为通过提供公共可测量点而定位电路图案。在某些说明性实施方式中，可通过使得基板上留下一圆形区域裸露于焊接掩模涂层而制备基准点。在该区域内的圆可暴露其下的金属镀层。该中心金属圆盘可为涂覆了焊料的、镀金的、或以其它方式被处理。
贴装机器可被配置为通过轨式传送带或机器人/夹具来馈送基板以进行组装，分别被夹下或抓住的基板可被可移入机器的组装区域。每一基板可稍微不同于其他基板而被夹持或抓住，且在缺乏适当校准的情况下，该差异(其一般可能仅仅是数十毫米)可能足以毁坏板面。因此，基板可被配置为具有数个基准点以允许贴装机器人(placement robot)精确地确定基板的方位。通过测量基准点相对于存储于机器存储器内的基板平面的位置，该机器可可靠地计算出某一部分必须相对于平面移动的角度(“偏移”)以确保精确放置。
图11A示出了针对被配置有全局基准标记1104及局部基准标记1106的塑料基板板面/MID结构1102上进行SMT的说明性实施方式。图11B示出了在说明性实施方式下相对于基准标记使用的余隙区(clearance area)。在某些说明性实施方式中，全局基准点(1104)可位于基于三点网格的系统上，左下基准点位于0,0基点，其他两个基准点位于正X及正Y方向上。细间距部件可具有设计在该部件的焊盘图案(land pattern)内的两个局部基准点(如果必要的话)。这可允许对平移偏移(x及y位置)以及旋转偏移(θ位置)进行校正。在说明性实施方式中，可在焊盘图案的周界内的对角位置放置两个标记。
在某些说明性实施方式中，每一基准标记为填充有固体的圆。基准点可具有焊接掩模开口，该开口足够大以提供良好的反差且可摆脱焊接掩模以使得能够由所有视觉对准系统进行精确识别。在某些说明性实施方式中，基准标记的最小直径可为1mm且最大直径可为3mm。位于相同基板上的基准标记应优选为在尺寸上的差异不超过25μm。余隙区(图11B)可不包含其他电路特征或标记，且应该维持在基准标记周围。在某些说明性实施方式中，余隙区的尺寸可以等于基准标记的半径。标记周围的一示例性余隙可等于标记直径。
在某些说明性实施方式中，作为示例，基准点可以是裸露的或覆铜的、受明显抗氧化涂层的保护、可被镀镍或镀锡、或可覆有焊料(HASL)。镀层或焊料涂层的示例性厚度可为5至10μm。焊料涂层例如可不超过25μm。如果使用焊接掩模(一个或多个)，那么他们可不覆盖基准点或余隙区，且基准标记的表面的平坦度可以在15μm之内。为了改善性能，基准标记的表面与相邻模塑塑料基板材料之间可存在高度反差。
在本公开下，用户可将SMT部件直接组装(低温下)至3D结构(诸如塑料基板)上以形成最终产品，且能够将机械电子功能集成至单个器件。其他优点可包含但不限于实现了器件微型化、集成化、合理化及特征提升；提供形状灵活性及可缩短工艺链的混合配置；提供了更好的设计灵活度以进一步改善便携性及功能性；提供了在3D表面创建天线结构的能力；通过使用更大或更好的电路图案(一个或多个)增强了信号质量；通过集成减小了部件及基板的数量以及总的组装时间。本公开进一步具有广泛的工业应用，包含但不限于天线应用、车用照明应用、消费者应用(包含入侵检测电路、RFID应答器、无线充电器、电力传输触摸传感器、摄像模块、手环/健身环等)、医疗保健器件(例如，助听器、医药笔(pharmapen)等)、工业应用(例如，传感器、功率控制器、电池箱、开关模块、OLED等)以及微电子器件。
在上述详细描述中，可以看出，在本公开中，各种特征在各个实施方式内出于简洁的目的而被组合在一起。本公开的方法并不应被解读为反映这一意图：后续所要求保护的实施方式需要除了每一权利要求内明确引述的特征之外更多的特征。
进一步的，在此提供了对本公开的说明以使得本领域技术人员能够实施或使用所公开的实施方式。对本公开的各种修改对于本领域技术人员而言是很显然的，且在不背离本公开的本质或范围的情况下，在此所定义的一般性原理可应用至其他变化。因此，本公开并不意欲限于在此所述的实施例及设计，而是将限于根据在此所公开的原理及新颖特征的最宽范围。

Claims (20)

1.一种用于在模塑塑料基板上形成电子电路的方法，包括：
激光蚀刻所述模塑塑料基板的至少一部分；
对所述模塑塑料基板的激光蚀刻部分进行活化和镀层，以形成一个或多个导电线路；
在所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置放置至少一个导电垫片；以及
通过使用导电结合材料，将电气部件表面安装至所述至少一个导电垫片。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述模塑塑料基板包括激光直接成型或热塑性塑料，该热塑性塑料包含围绕嵌入的传导性原子的非传导性原子。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述活化包括：将激光能量施加至所述激光蚀刻部分的表面，以使得非传导性原子远离所述传导性原子并暴露该传导性原子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述模塑塑料基板包括激光选择性镀层热塑性塑料，该激光选择性镀层热塑性塑料仅包含非传导性材料。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述活化包括：向所述激光蚀刻部分涂覆催化材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述模塑塑料基板包括具有2维形状、2.5维形状或3维形状的基板。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述镀层包括：向所述模塑塑料基板的至少部分镀无电镀镍及浸金中的一者或多者。
8.一种电子电路，该电子电路包含：
模塑塑料基板，该模塑塑料基板包括一个或多个导电线路，该一个或多个导电线路包括位于该模塑塑料基板的激光蚀刻活化部分并定义每一导电线路的镀层；
一个或多个导电垫片，位于沿着所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置；以及
电气部件，通过使用传导性结合材料而被表面安装至至少一个所述导电垫片。
9.根据权利要求8所述的电子电路，其中所述模塑塑料基板包括激光直接成型，该激光直接成型包含围绕嵌入的传导性原子的非传导性原子。
10.根据权利要求9所述的电子电路，其中所述活化部分包含被暴露的传导性原子，该传导性原子经由向所述激光蚀刻部分的表面施加激光能量以使得所述非传导性原子远离所述传导性原子而被形成。
11.根据权利要求8所述的电子电路，其中所述模塑塑料基板包括激光选择性镀层热塑性塑料，该激光选择性镀层热塑性塑料仅包含非传导性材料。
12.根据权利要求11所述的电子电路，其中所述活化部分包括涂覆有催化材料的激光蚀刻部分。
13.根据权利要求8所述的电子电路，其中所述模塑塑料基板包含具有2维形状、2.5维形状或3维形状的基板。
14.根据权利要求8所述的电子电路，其中所述镀层包括无电镀镍及浸金中的一者或多者。
15.一种电子器件，该电子器件包含形成至该电子器件的轮廓的2.5维或3维电子电路，该电子电路包括：
2.5维或3维模塑塑料基板，该基板包括一个或多个导电线路，该一个或多个导电线路包括形成在该模塑塑料基板的激光蚀刻活化部分并定义每一导电线路的镀层；
一个或多个导电垫片，放置于所述一个或多个导电线路的一个或多个预定位置；以及
电气部件，通过使用传导性结合材料而被表面安装至至少一个所述导电垫片。
16.根据权利要求15所述的电子器件，其中所述模塑塑料基板包括激光直接成型或热塑性塑料，该热塑性塑料包含围绕嵌入在该热塑性塑料内侧的传导性原子的非传导性原子。
17.根据权利要求16所述的电子器件，其中所述活化部分包含被暴露的传导性原子，该传导性原子经由向所述激光蚀刻部分的表面施加激光能量以使得所述非传导性原子远离所述传导性原子而被形成。
18.根据权利要求15所述的电子器件，其中所述模塑塑料基板包含激光选择性镀层热塑性塑料，该激光选择性镀层热塑性塑料仅包括非传导性材料。
19.根据权利要求18所述的电子器件，其中所述活化部分包括涂覆有催化材料的激光蚀刻部分。
20.根据权利要求15所述的电子器件，其中所述镀层包括无电镀镍及浸金中的一者或多者。
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