CN108349131A - 用于电子器件的多层结构和相关制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种多层结构(200)，包括：优选为柔性的基底膜(102)，该基底膜能够在其第一侧上容纳电子器件(106、108)，诸如导电迹线和可选地电子部件诸如SMD(表面安装器件)，所述膜具有第一侧和第二侧；以及塑料层(204)，该塑料层被模制到基底的第一侧上并且在一个或多个位置(114、114B)处穿过基底突出到第二侧上，在第二侧上形成具有预定功能的一个或多个突出部(218)。提出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
本发明总体上涉及多层结构、电子器件、关联的设备和制造方法。特别地，然而不是唯一地，本发明涉及在上述背景下提供来自模制塑料的不同功能形式。
背景技术
在电子器件和电子产品的背景下，通常存在各种不同的堆叠组件和结构。
电子器件和相关产品的集成背后的动机可能与相关使用背景一样多样化。当最终产生的解决方案呈现出多层性质时，通常就会寻求相对而言尺寸减小、重量减少、成本降低、或者仅仅高效的部件的集成。相关的使用场景又可能涉及产品包装或食品盒、设备壳体的可视化设计、可穿戴电子器件、个人电子设备、显示器、检测器或传感器、车辆内部件、天线、标签、车辆电子器件等。
电子器件诸如电子部件(例如IC(集成电路))和电导体，通常可以通过多种不同的技术设置在基底元件上。例如，现成的电子器件诸如各种表面安装器件(SMD)可以安装在基底表面上，最终形成多层结构的内或外界面层。另外，可以应用被归入术语“印刷电子”的技术来实际生产直接送至以及添加至相关联的基底的电子器件。术语“印刷”在本文中是指能够通过基本上加成印刷工艺由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。使用的基底可以是柔性的并且印刷材料是有机的，然而不一定总是如此。
基底诸如塑料基底膜可以经受如(热)成型和模塑的处理。实际上，使用例如注塑成型可以将塑料层设置在膜上，然后可能嵌入有若干元件，诸如最初设置在膜上的电子部件。塑料层可以具有不同的机械、光学、电学等特性。它可以简单地固定或保护下面的元件，为产品提供期望的触感或外观诸如颜色。模制的塑料层可以进一步被附加的元件或例如箔或膜覆盖，其可以包含例如通过IML/IMD技术获得的图形图案。
所获得的多层或堆叠结构可以根据所包括的特征诸如电子器件和预期使用场景以及相关使用环境而被配置用于各种用途。可能需要不同的光学、感测或例如附接功能。通常，这些功能由特别包括在结构中的专用元件提供。增加堆叠体中的元件的总数往往会增加相关制造工艺的复杂性、时间跨度和成本，同时降低整体结构的集成度并增加整体结构的尺寸和重量。
发明内容
本发明的目的是在整体式多层结构和嵌入在其中的电子器件的背景下至少减轻与现有解决方案相关的上述缺点中的一个或多个缺点。
根据本发明，该目的通过多层结构和相关制造方法的各种实施方式来实现。
根据本发明的一种实施方式，用于电子或光学设备的多层结构包括：
优选为柔性的基底膜，该基底膜能够在其第一侧上容纳电子器件，诸如导电迹线和可选地电子部件诸如SMD(表面安装器件)，所述膜具有第一侧和第二侧，以及
塑料层，该塑料层被模制到基底的第一侧上并且在一个或多个位置处穿过基底突出到第二侧上，在第二侧上形成具有预定功能的一个或多个突出部。
优选地，该一个或多个塑料突出部从基底的第二侧延伸并且在该第二侧上延伸，使得它们一起仅覆盖第二侧的一部分及相关的表面。因此第二侧/表面的一部分不受模制塑料的影响。第一侧和相关的(第一)表面可以完全地或部分地被塑料覆盖。
在一种实施方式中，一个或多个突出部被配置为实现选自由下述组成的组中的至少一个特征或功能的至少一部分：光发射功能、光接收功能、棱镜功能、光耦合功能、光耦出(outcouple，输出耦合)功能、光耦入(incouple，输入耦合)功能、光衍射功能、光折射功能、导光功能、光漫射功能、光散射功能、光准直功能、光学功能、透镜功能、镜像功能、采样功能、光学采样功能、测量功能、感测功能、附接功能、安装功能、对准功能、悬挂功能、凸台-基座(boss-base)特征、连接器、卡扣连接器或紧固件、以及夹接器。代替光或作为对光的补充，可以实现关于其他类型(例如波长)的辐射的相应功能。因此，突出部可以建立凸台-基座、紧固件、样本碗、准直器、漫射器、透镜、棱镜、窗、光塔等等的至少一部分。
在一种补充的或可替代的实施方式中，基底包含用于引导熔融塑料穿过其的至少一个元件，所述至少一个元件选自由下述组成的组：切口、缝、贯穿切口、盲(非贯穿)切口、孔、通孔、局部地去除基底材料的薄化部分、以及可选地没有去除基底材料的弱化部分。例如，基底在模制时可以具有恒定的或变化的厚度。这些元件可以位于基底的任一侧(即，直接面向熔融塑料的第一侧，和/或塑料应当随后穿过基底到达其的第二侧)上。
可选地或另外地，基底可以包含加强其选定部分的特征以防止塑料穿透它们。所述特征可以包括基底的附加材料层和/或其他可选地更耐用(例如硬质或刚性)的材料。
在一些实施方式中，基底的用作模制塑料的馈通点的位置与相邻部分在任何方式上都没有本质地不同。相反，可以在基底的第二侧上通过适当的模具形状在空间上(唯一地)配置馈通位置。例如，在关于基底的期望位置处的凹部或孔或一些其他适用的模具特征可以使塑料在该特定位置处穿过基底，这是由于在其处缺乏由背衬(backing)模具对基底的支撑。模具形式(例如凸形、凹形、圆形、角形、细长等)的形状和尺寸因此限定了所建立的功能突出部的相应尺度，这基本上适用于其中利用例如注塑成型将塑料推过基底以抵靠模具表面的每种实施方式，也包括使用上述元件(切口、孔等)的实施方式。
另外地或可替代地，在一些实施方式中，可以在模制之前将预定的、可能锐利的元件(例如钉子、螺钉或棒类型元件)和/或中空元件(例如衬套类型元件)定位在基底的第一侧/表面上，以因在模制期间通过熔融塑料引入在其上的压力而穿透基底。因此，元件的穿透部分以及突出的塑料然后可以建立所期望的功能突出部。例如，突出部的核心或边界元件可以由这种元件建立。该元件因此可以有助于在基底上的期望位置处建立馈通。
在一种补充的或可替代的实施方式中，基底的第一侧和优选地第一表面容纳有可选地嵌入模制塑料内的图形和/或电子器件，所述电子器件包括选自由下述组成的组的至少一个特征：迹线、印刷迹线、接触焊垫、部件、集成电路(芯片)、发光器件、光感测器件、光电二极管、二极管、OLED(有机LED)、印刷电子部件、天线、加速度计、陀螺仪、电容式开关或传感器、以及光伏电池。可以通过印刷电子技术(例如丝网印刷或喷墨，或其他加成方法)印刷电子器件和/或可以安装电子器件。
在一些实施方式中，基底在模制之前已经成型。可以优选地通过热成型使基底成型为期望的基本上三维(非平面)形状。在成型之前和/或之后，可以将电子器件中的至少一些设置到基底。
因此，基底的第一侧以及由此相关联的第一表面已至少部分地——关于相关表面区域——被塑性材料，优选且通常为热塑性材料，包覆成型(overmold)。可选地，可以利用若干种包覆成型适用的材料建立一个或多个模制层，例如在基底的第一侧上并排设置的相邻层和/或在其上形成多个叠置层的堆叠体。模制材料中的至少一种材料至少部分地限定建立在第二侧上的突出部。
可选地，在模塑层的另一侧上设置附加层或例如膜。因此可以进一步用作图形和/或电子器件(诸如电子部件和/或迹线)的基底的该层诸如膜从与主基底相反的方向面向模制层。第二膜可以与第一膜一起定位(即插入)在模具中，使得塑性材料能够被注塑在它们之间。可替代地，第二膜可以通过使用例如粘合剂、高温和/或基于压力粘合的可行的层压技术被层压到模制层上。
在一些实施方式中，用于建立模制层和至少部分突出部的(热)塑性材料包括光学上基本上不透明的、透明或半透明的材料，能够使得例如可见光以可忽略的损失穿过它。例如，在期望波长处的足够透射率可以是大约85％、90％或95％或更高。其他可能的模制(热)塑性材料可以是基本上不透明或半透明的。在一些实施方式中，其他材料可以是透明的。
在另外的补充或可替代的实施方式中，所包括的(基底)膜中的一个或多个——诸如塑料、金属、织物或一般纤维膜——可以关于例如可见光谱中的预定波长至少部分地在光学上基本上不透明或至少半透明。该膜最初可以在其上或其中设置有视觉上可区分的特征、装饰/美学特征和/或信息性特征，诸如图形图案和/或颜色。该特征可以与电子器件一起设置在膜的同一侧上，使得它们也通过相关联的包覆成型程序被塑性材料密封。因此，IML(模内贴标)/IMD(模内装饰)技术是适用的。膜可以至少部分地，即至少在适当位置，对辐射诸如由在其上的电子器件发射的可见光在光学上透明或半透明。例如，透过率可以是大约85％、90％、95％或更高。
可以提供一种设备，诸如包括多层结构的实施方式的电子设备。该设备可以实现感测或采样功能，诸如流体、液体或气体感测或采样功能。它可以具有辐射诸如光发射或接收功能。它可以是车辆或包含车辆。可替代地，多层结构可用于基础设施和例如建筑物的各种元件中。
根据另一种实施方式，用于制造用于电子设备的多层结构的方法包括：
获得能够容纳电子器件的基底膜，所述膜具有第一侧和第二侧，
优选地在基底的第一侧上印刷若干导电迹线和可选地电子部件以建立预定的电路设计，
将塑料层模制到基底的第一侧上，使得其穿过基底突出到第二侧上并在第二侧形成优选地具有至少一种预定功能的一个或多个突出部。
模制动作自然地可以包括另外的制备活动或相关活动，诸如制造模具和/或将基底置于模具中处于预定位置，使得期望部分由具有优选性质诸如层厚度的塑性材料包覆成型。基底可以成型为在塑料的包覆成型之前呈现出期望的三维(基本上非平面)形状。
在一种实施方式中，该方法还包括制备基底以便包含下述至少一个特征，所述至少一个特征用于使得模制的塑料能够基本上在该特征的位置处/通过该特征的位置穿透到基底的第二侧，所述至少一个特征选自由以下组成的组：切口、缝、贯穿切口、盲(非贯穿)切口、孔、通孔(可选地非常小的孔，或“针孔”)、局部地去除基底材料的薄化部分、以及可选地没有去除基底材料的弱化部分。
该特征可以通过钻孔、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处理方法来设置。
该特征可以具有期望的形状，即可以建立基本上圆形或角形的孔，或者浅和/或窄的缝。它可以基本上具有例如平行四边形的(侧)截面，或者它实际上可以被描述为窄缝。它可以具有圆形形状以使柔性连接器能够弯折成与其接触而不会有额外的松弛。
在一些实施方式中，该方法包括将可能锐利的元件定位在基底的第一侧上，例如定位在其对应的第一表面上，使得塑料的压力引导元件至少部分地穿过基底到达基底的第二侧。如前所述，该元件由此可以可选地至少有助于建立到第二侧的通孔或缝。
优选地，前述元件或特征与匹配模具特征诸如具有期望尺寸和形状的凹部对准，使得存在用于熔融塑料进入基底的第二侧并建立预定义性质的突出部的空间。
根据实施方式，突出部的形状可以包括或限定例如圆锥体、截头圆锥体、立方体形状、金字塔形状、平截头体、棱柱体、圆顶、杆、倒钩/锯齿、吊钩、锚爪等。
如上所述，还可以设置加强基底的某些区域以防止塑料通过其馈通的特征。
在一些实施方式中，该方法涉及控制塑料的模制，使得塑料以例如预定的目标角度碰撞(hit，到达)基底的第一侧，其可能影响在第一侧中引入或扩增的通孔的几何形状和其他性质。它也可能影响所建立的突出部的特性。
可以通过例如印刷和/或安装将若干电子部件设置在基底膜的第一侧上，以在第一侧上建立期望的电路，其可以具有控制、测量/感测、采样、UI、数据处理、存储等用途。
可选地，如上所述，可以在模制塑料的另一侧上设置另外的第二膜。它可以与承载翼片(flap)的主要的第一基底一起置于模具中，使得通过将塑性材料注入其间而获得堆叠结构，或者如果第二膜不是直接制造在模制的塑料层上的话，则可以在之后使用合适的层压技术来设置该第二膜。第二膜可以在其任何一侧上具有电子器件以及例如图形(因此可以应用IMD/IML技术)。它还可以具有保护用途和/或其他技术特征，诸如期望的光学透射率、外观(例如颜色)或触感。
可行的模制方法包括例如注塑成型。在若干种塑性材料的情况下，可以使用双射成型或通常多射成型的方法来模制。可以利用具有多个模制单元的模制机器。可替代地，可以使用多台机器或单个可重新配置的机器来依次提供若干种材料。
如本领域技术人员所理解的，先前提出的关于结构或主设备的各种实施方式的考虑可以在加以必要修改的情况下灵活地应用于方法的实施方式，并且反之亦然。
本发明的实用性从根据实施方式的多个结果(issue)中得以呈现。
通过所提出的方法，可以制造具有期望功能的高度集成的、耐用的、紧凑的、薄的、复合的、价格适宜和/或轻质的多层结构，其中一个或多个功能至少部分地由与塑料的模制侧关于基底相反的侧上的模制塑料的突出部布置。例如，突出部的功能可以在实施方式之间变化，但通常它们可应用于例如各种感测、测量、传输、接收和附接或对准用途。制造过程是高效的，原因在于用于制备突出部的附加的方法步骤不是必要的，并且在大多数情况下可以利用现有的制造设备而无需投资昂贵的特殊装置。
实际上，在一些实施方式中，制造过程的准备可以仅或主要包括在模具中建立多个凹部，使得熔融塑料将突出穿过与其位置相对应的基底，并且最终填充凹部以创建突出部。生产不同的产品和产品变型变得毫不费力，因为只需要修改模具而不需要修改或利用更多数量的不同工艺工具和工艺步骤。
即使要在基底上形成(非贯穿)切口，诸如凹槽，以引导/促进塑料流过基底，但与在基底材料中建立下述更复杂的形状相比，该程序仍保持略微便捷(简单和快速)，这样的更复杂的形状诸如为具有严格的尺寸和形状精度要求的通孔，这还需要使用更复杂的工具，而不是足以用于制备切口的简单且易于修改的切割工具。
如果可以在成型之前避免通孔存在于基底中，那么非常有效且精确的成型方法诸如压力成型也可以充分发挥其潜能。否则，压力可能容易通过这些孔逸出。
通常，所获得的多层结构可用于建立期望的设备或主设备中的模块或一般元件，诸如智能服装(例如衬衫、外套或裤子，或例如压缩服装)、其他可穿戴电子器件(例如腕上设备、头饰或鞋类)、车辆、个人通信设备(例如智能手机、平板手机或平板电脑)、测量设备或其他电子器件/设备。所获得的结构的集成度高并且所期望的尺寸例如其厚度小。
所使用的膜可以在其上包含图形和其他视觉和/或触觉可检测特征，因此除了托管和保护电子器件之外，该膜还可以具有美学和/或信息效果。膜至少在适当的地方可以是半透明或不透明的。它们可以是期望的颜色或包含期望颜色的一部分。所获得的多层结构因此可以包含一种或多种颜色/可选地确定图形诸如文本、图片、符号、图案等的着色层。这些层可以通过例如特定颜色的专用膜来实现，或者作为涂层(例如通过印刷)被设置在现有膜、成型层和/或其他表面上。
该膜可被配置成建立相关产品的外表面和/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例如在第一膜和/或第二膜的面向模制塑料的一侧上的内部层提供，使得特征保持隔离并且因此至少通过膜的厚度保护免受环境影响。因此，可以轻易地损坏例如涂画的表面特征的不同种冲撞、摩擦、化学品等通常不会影响这些特征。该膜可以容易地制造或加工成——可选地切割成——具有必要特性的所期望形状，所述必要特性诸如为用于暴露下面的特征诸如模制材料和/或促进熔融塑料穿透膜的孔或缺口。
考虑到模制过程，模制的热塑性材料可以针对包括使电子器件固定的各种用途进行优化。材料还可以被配置为保护电子器件免受环境条件诸如潮湿、热、冷、灰尘、冲击等的影响。例如，考虑到光透射率、渗透性和/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光或其他辐射发射或接收部件的情况下，该材料可以具有足够的透射率以使光透过。
表述“若干”在本文中可以指从一(1)开始的任何正整数。
相应地，表述“多个”在本文中可以指从二(2)开始的任何正整数。
术语“第一”和“第二”在本文中用于将一个元件与其他元件区分开，并且如果没有另外明确说明，则不特别地对它们区分优先次序或排序。
除非另外明确指出，否则术语“膜”和“箔(foil)”在本文中通常可互换使用。
在所附从属权利要求中公开了本发明的不同实施方式。
附图说明
接下来将参照附图更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了在模制之前根据本发明的多层结构的一种实施方式。
图2示出了模制后的图1的实施方式。
图3示出了所建立的突出部的各种实施方式可以被配置为提供的不同形状和功能。
图4是公开了根据本发明的方法的实施方式的流程图。
具体实施方式
图1通过截面侧视图示出了模制之前的多层结构即未完成的多层结构的实施方式100，基本上包括至少基底元件102和模具(半)118。完成的多层结构可以建立其自身的制成品(end product，最终产品)，例如电子设备或元件，或者作为集合部分或作为模块设置在主设备中。
结构100包括(第一)基底膜102诸如柔性塑料膜，以容纳电子器件诸如导电迹线108(限定例如导体线、接触焊垫、相关联的图案等)和优选地部件106，所述电子器件通过印刷电子技术诸如丝网印刷、柔性版印刷或喷墨印刷在其第一侧和相应表面上。包含至少迹线108的印刷元件被配置为建立所期望的电路设计。也可以在膜102上设置装饰性或指示性印刷。
作为对印刷版本的补充或替代，部件可以包括(表面-)安装在基底102上的现成部件，诸如所谓的表面安装元件。例如，可以利用粘合剂将电子器件508机械地固定在基底上。可以应用导电材料诸如导电粘合剂和/或焊料来建立电气连接和机械连接。
如图2所示，基底102和电子器件106、108要至少部分地被至少一个模制的塑料层204覆盖以形成多层结构200。
也可以在多层堆叠体中存在与第一膜102相同或不同材料的可选第二膜110。膜110可以容纳电子器件112、图形111和/或被认为有利的其他特征。例如为了美学、保护/绝缘或其他目的，可以可选地在第二膜110上设置另外的膜、涂层等。
附图标记114和114B指示用于熔融塑料从第一实际模制侧(图中的顶侧)穿过基底到相反的第二侧(图中的底侧)的两个目标位置。如上文所述，根据实施方式，位置114、114B可以可选地设置有元件117、115，诸如(金属)衬套、芯或支撑件，所述元件促进熔融塑料传播通过基底102(例如切口、缝、孔)并且/或者建立所得到的突出部的内部特征或可见特征(例如最初定位在基底102的第一侧/表面上的元件117)。
模具118优选地设置有若干个表面特征116诸如凹部，其可以容纳在模制过程中穿透基底102的熔融塑料以由模制塑料建立期望的突出部218。模具118和例如其中的凹部116可以设置有可选地可移除的子元件，诸如可能可拧紧的(screwable)突出部状元件，以从接触熔融塑料建立更复杂的突出部形式218。例如，在模具凹部的中间的居中突出部可以在所制造的多层结构的模制突出部218中建立中心凹部。
突出部218可以进一步设置有附加特征诸如(功能性)涂层。
突出部218可以实现很多种不同的功能，其中的一些在图3中简要介绍。对于多层结构关于目标表面的机械附接和/或对准，通过模具形状116等的适当设计，突出部218的形状和尺寸可以被设计成使得所得到的形式以期望的方式匹配目标表面布局。例如，突出部218可以布置成适配于或相容于目标表面的凹部(未示出，但是通常形状诸如目标表面的凹部因此可以让人想到模具118的那些形状)。
图3示出了建立的突出部的各种实施方式可以实现的不同功能，作为对美学、装饰或纯机械(固定、对准等)可能性的补充或者替代。
在302处，突出部建立了光学特征诸如透镜，以用于传输电磁辐射诸如来自多层结构内的光，例如来自嵌入多层结构中的LED或其他光源的光。
在304处，突出部建立了光学特征诸如透镜，以用于接收或者“捕获”光并在结构内将其传输/耦合到可选地光敏元件诸如光电二极管。
在306处，突出部建立了用于保持流体307诸如所期望的流体的样本碗的一部分。例如，为了测量或处理目的，该部分可以用作用于外部辐射诸如光相互作用和/或通过的光学样本通道。
在308处，利用该突出部建立了从多层结构内的源向环境发射光或其他波长的辐射的光塔或其他光耦出结构。
在310处，建立了棱柱形状以在耦出时折射光。
在312处，建立了棱柱以耦入/捕获通过流体诸如气体314的入射光，以用于例如通过多层结构内的元件的相关测量目的。
棱柱也可以由突出部制得，并用来将光分解成颜色、反射光或将光分离成(偏振)分量。
在上述和其他实施方式例中，考虑到不同的预定波长，突出部在光学上可以是基本上透明、半透明或甚至是不透明的。
考虑到适用的材料选择的少数实例，膜102、110可以基本上由至少一种材料组成或包括至少一种材料，所述至少一种材料选择由下述组成的组：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、甲基丙烯酸甲酯与苯乙烯(MS树脂)的共聚物、玻璃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和金属。
在一些实施方式中，膜102、110可以例如在面向环境的一侧上包括其他材料/材料层(即不是电子器件106、108、112和模制材料104)或者被其涂覆或覆盖。例如可以提供织物或生物或生物基材料(例如皮革、木材、纸、纸板)，作为对较常规的层的补充或替代。另外例如可以使用橡胶或一般橡胶的材料。这些层可以具有不同的功能，诸如保护功能、表征期望的触感、美学或者特定期望的光透射和/或反射功能以及/或者指示功能。这些层可以设置有与突出部218在空间上和/或功能上匹配/兼容的特征，诸如凹部、孔等。
通过包覆成型程序提供的塑料层104通常可以包含例如弹性体树脂。更详细地，层104可以包括一种或多种热塑性材料，所述一种或多种热塑性材料包括选自由下述组成的组中的至少一种材料：PC、PMMA、ABS、PET、尼龙(PA、聚酰胺)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(GPPS)和MS树脂。
电子器件106、112可以包括一个或多个部件，诸如无源部件、有源组件、IC(集成电路)和/或子组件(一个或多个部件首先设置在单独的基底上，随后作为整体附接到目标基底102、110)。
更详细地，电子器件106、112可以包括选自由下述组成的组中的至少一种元件：光电子部件、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、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、无线发射器和无线接收器。
如上所述，由结构承载的电子部件可以包括至少一个光电子部件。例如，该至少一个光电子部件例如可以包括LED(发光二极管)、OLED(有机LED)或一些其他发光部件。这些部件可以是侧发射(“侧射”)。可替代地或附加地，它可以包括光接收部件或光敏部件，诸如光电二极管、光敏电阻器、其它光电检测器或例如光伏电池。光电子部件诸如OLED可以使用印刷电子技术的优选方法印刷在基底膜102、110上。
例如，通过嵌入式IC、专用部件或共享IC/电子器件(多用途电子器件)可以实现不同的感测/测量、发射、接收和/或其他功能。
可以根据由每个使用场景设定的要求对膜102、110进行成型。它们102、110可以呈现例如矩形、圆形或正方形的大体形状。它们102、110还可以容纳有凹部、凹口、切口或开口，以用于各种目的诸如附接到其他元件、装配电子器件或其他部件、为光或其他辐射、流体等提供通道。
图4包括公开了根据本发明的方法的实施方式的流程图400。
在用于制造多层结构的方法开始时，可以执行启动阶段402。在启动402期间，可以进行必要任务诸如材料、部件和工具的选择、获取、校准和其他配置。例如，必须特别注意的是，各种元件和材料选择一起运作并能经受选定的制造和安装过程，这自然优选地基于制造过程规范和部件数据表，或者通过调查和测试生产的原型进行预先检查。在此阶段，所使用的设备诸如模制/IMD(模内装饰)、层压、粘合、热成型、切割、钻孔和/或印刷设备等等可以因此提升到操作状态。可以用必要的表面形式等来制备模具。
在404处，获得用于容纳电子器件的至少一个优选为柔性的基底膜或其他优选为平面的基底。可获得现成的基底材料元件，例如塑料膜卷。在一些实施方式中，基底膜本身可首先通过模制或其他方法由所期望的起始材料在内部生产。可选地，处理基底膜。例如，它可以如上文所设想的那样例如涂覆和/或设置有开口、凹口、凹部、切口等。
在406处，优选地通过印刷电子关于相关加成技术的一种或多种技术在膜上设置若干导电迹线，所述若干导电迹线限定例如用于电耦合电子部件的导体线、接触焊垫(或其他接触区域)等。例如，可以利用丝网印刷、喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷或平版印刷。此外，在这里也可以进行另外的完善(cultivate)膜的动作，涉及例如在膜上印刷图形、视觉指示器等。
可以可选地通过印刷在基底上布置不与模制塑料粘附的另外的电子器件和/或材料。
现成部件诸如各种SMD可以通过焊料和/或粘合剂附接到接触区域。可替换地或另外地，可以应用印刷电子技术以直接在膜上实际制造部件诸如OLED的至少一部分。
在408处，基底可以可选地设置有影响在模制时塑料馈通的产生的元件/特征。如前所述，它们可以被引入基底的第一和/或第二表面。例如，可以在基底中在模制塑料应穿过其的位置处形成非贯穿切口。切口可以适当地促进塑料流过基底。项目408可以可选地结合项目406执行或在项目406之前执行。
在一些实施方式中，在对塑料顶层进行模制之前，可选地已经容纳有406中提供的电子器件——诸如迹线和/或安装的部件(例如芯片)——的基底膜可以优选通过热成型418诸如真空或压力成型形成为期望的3d形状。含有热成型材料的基底可以被成型以更好的适配目标环境/设备或目标用途。另外地或可替代地，如果已经建立的多层堆叠被设计成能经受这种过程，则甚至可以在模制之后进行热成型。
考虑到成型技术，例如可以应用压力成型来为基底提供优选特性诸如非常精确、锐利的细节。当基底缺少可能会使能不期望的流动和经由其产生压力下降的(贯穿)孔时，压力成型通常是优选的。
在一些实施方式中，电子器件/子基底的若干子组件可以在409处被设置到主基底，并且例如通过粘合剂固定。
在410处，热塑层被模制到基底膜的第一侧以及其上的电子器件诸如迹线和多个电子部件上。实际上，基底膜可以用作注塑成型工艺中的插入物。在一些实施方式中，基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。当熔融塑料可控地穿透到基底的第二侧时，产生具有期望特性的若干相关联的突出部。
在使用两个膜的情况下，这两个膜可以插入它们自己的半模中，使得塑料层注塑在它们之间。可替代地，随后可以通过合适的层压技术将第二膜附着到第一膜和塑料层的集合体上。
关于所得堆叠结构的总厚度，其严重依赖于所使用的材料及相关的提供考虑到制造和后续使用的必要强度的最小材料厚度。这些方面必须在个案基础上加以考虑。例如，结构的总厚度可以是大约1mm，但是显著更厚或更薄的实施方式也是可行的。
项目412涉及可能的后处理任务。另外的层可以通过层压或合适的涂层(例如沉积)程序加入到多层结构和例如突出部中。这些层可以具有指示性或美学价值(图形、颜色、图案、文本、数字数据等)，并且包含例如织物、皮革或橡胶材料，以代替另外的塑料或作为对另外的塑料的补充。附加元件诸如电子器件可以安装在结构的外部表面处，诸如基底或突出部的外表面。可以进行成型/切割。
在414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式仅为了说明性目的而构建，并且可以容易地制备应用上述原理中的许多的其他布置以最佳地适合每个潜在的使用场景。例如，代替印刷迹线，迹线可以以其他方式产生/提供。例如，可以应用利用蚀刻制造的导体膜。

Claims (12)

1.一种多层结构(200)，包括：
优选为柔性的基底膜(102)，所述基底膜能够在其第一侧上容纳电子器件(106、108)，可选地为导电迹线和电子部件诸如SMD(表面安装器件)，所述膜具有所述第一侧和第二侧，以及
塑料层(204)，所述塑料层被模制到所述基底的所述第一侧上并且在一个或多个位置(114、114B)处穿过所述基底突出到所述第二侧上，在所述第二侧上形成具有预定功能的一个或多个突出部(218)。
2.根据权利要求1所述的结构，其中，所述一个或多个突出部被配置为实现至少一个特征或功能(302、304、306、308、310、312)的至少一部分，所述至少一个特征或功能选自由下述组成的组：光发射功能、光接收功能、棱镜功能、光耦合功能、光耦出功能、光耦入功能、光衍射功能、光折射功能、导光功能、光漫射功能、光散射功能、光准直功能、光学功能、透镜功能、镜像功能、采样功能、测量功能、感测功能、光学采样功能、附接功能、安装功能、对准功能、悬挂功能、凸台-基座特征、连接器、卡扣连接器或紧固件、以及夹接器。
3.根据任一项前述权利要求所述的结构，其中，所述基底包含至少一个元件(115、117)以使熔融塑料可选地基本上在该特征的位置处流过所述基底，所述至少一个元件选自由下述组成的组：切口、缝、贯穿切口、盲切口、孔、通孔、局部地去除基底材料的薄化部分、以及可选地没有去除基底材料的弱化部分。
4.根据权利要求3所述的结构，其中，所述至少一个元件位于所述基底的所述第一侧和/或第二侧上。
5.根据任一项前述权利要求所述的结构，包括在所述基底的所述第一侧上的、优选地至少部分地嵌入模制的塑性材料内的电子器件(106、108)，其中，所述电子器件包括选自由下述组成的组的至少一个元件：迹线、印刷迹线、接触焊垫、部件、表面安装器件(SMD)、集成电路(芯片)、发光器件、光感测器件、光电二极管、二极管、OLED(有机LED)、印刷电子部件、天线、加速度计、陀螺仪、电容式开关或传感器、以及光伏电池。
6.根据任一项前述权利要求所述的结构，包括设置在模制的所述塑料层(204)上的另外的膜(110)，所述另外的膜承载图形(111)和/或电子器件(112)。
7.一种制造用于电子设备的多层结构的方法(400)，包括：
获得能够容纳电子器件的基底膜，所述膜具有第一侧和第二侧(404)，
优选地，可选地通过利用印刷电子技术在所述基底的所述第一侧上提供若干导电迹线和至少一个电子部件，以建立预定的电路设计(406)，以及
将塑料层模制到所述基底的所述第一侧上，使得其穿过所述基底突出到所述第二侧上并且在所述第二侧形成优选地具有至少一种预定功能的一个或多个突出部(410)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，获得带凹部的模具，所述凹部基本上处于与突出部点的目标位置相对应的位置。
9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，包括制备(408)所述基底以便包含下述至少一个特征，所述至少一个特征促进模制的塑料基本上在该特征的位置处穿透到所述基底的所述第二侧，所述至少一个特征选自由下述组成的组：切口、缝、贯穿切口、盲切口、孔、通孔、局部地去除基底材料的薄化部分、以及可选地没有去除基底材料的弱化部分。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中，所述模制方法包括注塑成型。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，包括将所述基底成型以实现预定的基本上三维形状，所述成型可选地包括热成型，优选地包括压力成型。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述基底上设置所述若干导电迹线和所述至少一个电子部件之后，执行所述基底的所述3D成型。
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