CN108369971B - 用于生产功能模块的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产功能模块(1)的方法。待生产的功能模块包括由金属扁平基板(2)和安置在该金属扁平基板(2)上的电功能层(3)组成的材料复合物并且在材料复合物的接触区域(4，4’)中具有孔(5’，5”)，该孔用于穿过金属扁平基板(2)进行功能层(3)的背面电接触。该方法设定了以下步骤：A.准备金属扁平基板(2)，B.准备功能层(3)，C.在金属扁平基板(2)上施加胶粘层(6)，D.放置分隔件(7)，E.将功能层(3)放置在金属扁平基板(2)上，F.在放置功能层之后沿着分割线(8’，8”)分离材料复合物的一个区段，G.将位于接触区域(4，4’)中的分隔件(7)移除，H.将功能层(3)和金属扁平基板(2)在接触区域(4，4’)中结合以在接触区域(4，4’)中促成金属扁平基板(2)和功能层(3)之间的粘附结合。本发明此外还涉及一种功能模块。

Description

用于生产功能模块的方法

技术领域

本发明涉及一种用于生产功能模块的方法。

背景技术

用于生产功能模块的方法例如由EP 2605280A1中已知。由现有技术中已知的方法可制造以具有其上安置有电功能层的金属基板，也叫做金属扁平基板的扁钢产品形式的功能模块。该金属扁平基板例如可以为钢制带材。以这种形式制造出的功能模块具有简单且可靠的电接触处，用于电接触功能层，其中该电接触处由沿该功能模块的纵向延伸连续形成的导电带材构成。这些导电带材可通过简单可靠的方式在功能模块的生产过程中嵌入该功能模块的结构中。通过功能模块的这种构建方案将导电带材如此安置，使得对该导电带材针对外部气候条件的影响所带来的功能受损进行很大程度上的保护。在具有施加在金属扁平基板上的电功能层的功能模块中，通常或者进行该功能层的侧面电接触或者正面电接触。其原因在于，若要将功能层进行背面电接触，金属扁平基板必须设置孔洞。对于已经制成的功能模块来说，为此已知的方法如铣削或者激光切割却伴随着损伤该功能模块的危险。然而，因此而通常作为替代设置的接触点，不论是侧面接触点还是正面接触点，都附带有缺点。在侧面接触点上尤其在功能模块的安装灵活性方面存在缺点，因为例如必须考虑到相应的可用空间。正面接触点的一个显著缺点是在耐气候性方面经常有问题，因为接触区域要经受气候考验。此外，由于遮蔽，可能会出现基于遮蔽效应的效率损失。出于此原因，存在这样的需求，即提供一方面允许背面电接触，另一方面又可过程可靠地、并且没有损坏风险地生产的功能模块。

发明内容

由此，本发明的目的在于，提供一种可有效并且过程可靠地生产的功能模块，该功能模块具有施加在金属扁平基板上的电功能层，其中给出了电功能层背面电接触点的简单的实现方法。

该目的利用用于生产具有权利要求1所述特征的功能模块的生产方法解决。此外，该目的利用具有权利要求15所述特征的功能模块解决。其它有利的设计方案和扩展方案从从属权利要求以及接下来的说明中给出。权利要求、说明书和附图中的一个或多个特征可以与其中的一个或多个其它的特征结合成为本发明的其它设计方案。所建议的内容仅理解为本发明撰写的构思，而不会限制该构思。

给出一种用于生产功能模块的方法，该功能模块具有由金属扁平基板和安置在该金属扁平基板上的电功能层组成的材料复合物。在该材料复合物的接触区域中设置有孔，该孔用于穿过金属扁平基板进行功能层的电接触。在本申请所用的术语中，这种电接触这叫做背面电接触。

电功能层这一概念表示至少也具有电功能性的功能层。尤其可包括光电功能性，但也可设定其它功能性，例如LED功能性。本文件框架内，功能层的概念总是指上述意义中的电功能层。

根据本发明的方法包括以下步骤：

A.准备金属扁平基板，

B.准备功能层，

C.在金属扁平基板上和/或在功能层上施加胶粘层，以将功能层与金属扁平基板连接，

D.放置分隔件，以避免导致在接触区域中金属扁平基板和功能层之间借助于该胶粘层而产生的粘附结合，

E.将功能层放置在金属扁平基板上，以借助于通过胶粘层而引起的金属扁平基板和功能层之间的粘附结合将功能层和金属扁平基板连接为材料复合物，其中该粘附结合在接触区域由于所放置的分隔件而中断，

F.在放置功能层之后沿着位于接触区域中的分割线将材料复合物的一个区段分离下来，在接触区域中将功能层从金属扁平基板上翻开，并在该金属扁平基板中打孔，

G.将位于接触区域中的分隔件移除，

H.将功能层和金属扁平基板在接触区域中结合以在接触区域中促成金属扁平基板和功能层之间的粘附结合。

所说明的方法步骤的安排不一定仅在所示顺序中才可能，而是步骤A，B，C，D和E中的几个或者全部可部分或完全地同时和/或在同一个工艺流程的框架内进行。但在所示顺序中实施这些步骤提供了最优并由此优选的实施该方法的可能性。

如果将胶粘层施加在金属扁平基板上，那么其在金属扁平基板要安置功能层的表面上进行。如果将胶粘层施加在功能层上，那么其在功能层与金属扁平基板相接触的表面上进行。功能层的该表面通常被视为该功能层的底面。

粘附结合的概念应理解如下，即存在持久的粘附结合，也就是设计成至少在预期寿命或者功能模块的使用寿命规模等级的时间段内存在的粘附结合。中断的粘附结合的特征应理解如下，即或者不存在附着，或者附着的强度降低到足够的程度，使得所设置的将功能层从金属扁平基板上翻起的步骤可在不将功能层和金属扁平基板损毁或造成结构性损伤的情况下实现。换句话说，轻微附着的存在不与中断的粘附结合的特征相悖。

在根据本发明的方法中，可以不事先在金属扁平基板上打孔的情况下，就将功能层放置在金属扁平基板上；同时，找到了在金属扁平基板上以一种很大程度上或者甚至完全避免了对功能层造成损伤的风险的方式打孔的可能性。由此可以有效避免出现由于放置功能层而通过孔边缘发生的功能层的劣化，这种劣化例如在借助于带材加工将功能层层压在打有孔的金属扁平基板上时有时会产生。在带材加工过程中局部出现的高机械力被证明是这种劣化的起因之一。在以步骤F，G和H以该顺序进行的方法的优选的实施操作方式中，避免了在将功能层完全放置在金属扁平基板上之后作为替代所必需的、以另外的方式进行的打孔，例如在已经施加功能层的情况下利用背面铣削或者背面冲孔。用于在完全放置功能层之后不进行所建议的步骤F，G和H而以另外的方式进行打孔的方法在很多方面都显示出是不利的。尤其是需要将已经完全与金属扁平基板连接的功能层保持不受损并且由此产生的对于实施精度的高要求导致了对于另外的、必要的步骤的需求，例如事后进行的背面铣削，这些步骤尤其会带来更高的并由此不利的额外花费。由此，对过程精度的监控变得更昂贵并由此必须不利地实施，或者，替代地或额外地，要使功能模块各个组件的尺寸确定相应匹配于后续所需的步骤，例如冲孔或者铣削，这在很多情况下又会带来对于功能性的不利影响或者至少会带来更高的材料成本。由此得到的、在实现了通过位于金属扁平基板中的孔进行的背面电接触的同时可靠地确保了功能层的完整性的优势相对于目前为止已知的功能模块来说是特别有利的。

例如可以设置覆盖层作为分隔件，该覆盖层尤其形成为覆盖膜。另外可以设定，该分隔件和胶粘层已经以预制的方式提供在同一个胶粘层带中并且胶粘层的施加和分隔件的放置同时在同一个带材加工过程中进行。通过相应预先准备好的胶粘层带的这种应用，即与已经整合的分隔件的共同使用，可以以特别简单精致的方式实施所说明的方法。胶粘层带的这种应用尤其在用于标准带材加工中时同样促成了显著的时间优势，因为尤其不需要将分隔件和胶粘层彼此相对定位。

在该方法的一个优选设计方案中，打孔借助于冲孔进行。冲孔过程可尤其以有利的方式应用在所说明的方法的框架中，因为其可以集成在大规模生产工艺框架内，例如在带材加工之后，而且此外可以达到高过程稳定性和足够的精度。但根据存在的框架条件也可以设定其它用于打孔的方法，例如激光切割或者钻孔。

在该方法的一个示例性设计方案中可以设定，通过分离材料复合物的一个区段来制造功能模块坯件，该区段至少在其侧边尺寸上对应于所设定的功能模块。该功能模块坯件与最终制成的功能模块的区别至少在于，在功能模块坯件中还不存在用于背面电接触的孔。功能模块坯件的生产可尤其与至功能模块的继续加工分开进行。尤其可以设定，方法步骤F，G和H在一个分开的过程步骤，即所谓的后端加工中实施。尤其也可以设定，这些方法步骤与其余方法步骤在空间上分离地实施。

根据该方法的另一个有利的设计方案设定，在接触区域中将功能层从金属扁平基板上翻开分离以及在该金属扁平基板上打孔，将位于接触区域中的分隔件移除以及在接触区域中将功能层和金属扁平基板结合以促成接触区域中在金属扁平基板和功能层之间的粘附结合，这些步骤在将功能模块坯件分离下来之后进行。通过这些步骤的这种顺序和功能模块坯件的制造得到了这样的优势，即在金属扁平基板中的打孔可以在可独立实施的后端加工的框架中实现。由此实现了功能模块坯件生产清晰的程序上的分离，其优点在于方法实施的灵活性；功能模块坯件的生产和上面所说明的后端加工尤其可以在空间上分离地进行。此外还实现了，在功能模块坯件同一个构型的基础上，根据不同的要求，在不同的后端加工中实施彼此不同的构型可能性。

在该方法的另一个有利的设计方案中可以设定，将金属扁平基板形成为金属带材和/或将功能层形成为功能层带。利用金属带材和/或功能层带实现了利用带材加工实施该方法的一些或者全部步骤，带材加工允许大量功能模块时间高效的生产。

金属扁平基板的概念不仅仅表示由金属或者金属合金制成的扁平基板，而是更加普遍地也表示基于金属材料的扁平基板。尤其也包括具有钢的扁平基板。类似地，金属带材这一概念也包括钢制带材。

在该方法的一个设计方案中，例如可以设定，将功能层放置在金属扁平基板上这一步骤以借助于带材加工的胶合的形式进行。

在该方法的一个有利的扩展方案中例如可以设定，准备功能层以准备功能膜的形式进行并且将以功能膜形式准备的功能层借助于功能膜的胶合来放置在金属扁平基板上。以功能膜的形式准备功能层给出了特别精致的方法来准备功能层并以高的处理能力集成到功能模块中。其原因尤其在于，可以以带材的形式提供功能膜，由此可以在常见的带材加工过程中进一步处理。

根据该方法的另一个有利的设计方案可以设定，胶粘层具有至少一个胶粘膜。该胶粘层尤其可以以胶粘膜的形式提供。在准备胶粘膜形式的胶粘层时也可以借助于带材工艺来施加该胶粘层。但在一个替代性地实施形式中，也可以设定，在金属扁平基板和/或在功能层上施加胶粘液，为此优选使用带材涂层工序。

在准备胶粘膜形式的胶粘层时可尤其设定，压缩模量和胶粘膜厚度与分隔件的厚度如此相协调，使得分隔件在施加之后被尽可能地压入胶粘膜中以在与接触区域临接的区域中进行粘附结合。换句话说，可以有利地设定，在厚度和机械特性方面如此选择胶粘膜和分隔件，使得分隔件和胶粘膜在放置在金属扁平基板上之后具有基本相同的平面，也就是说不会出现例如由分隔件引起的明显凸起。由此得到了这样的优势，即功能层和胶粘膜之间的粘附结合在极其靠近胶粘膜和分隔件之间的边缘的位置也变得有效。为此，上面所说明的厚度和机械特性之间的协调如下进行，即在将分隔件完全或者基本完全压入到胶粘膜中后，胶粘膜被挤压走的体积依旧完全或至少大部分处于弹性挤压量中，但胶粘膜的回弹中没有或几乎没有塑性部分。在这种处理方法的一种示例性应用中已经证明，在使用形成为厚度为10微米的分隔纸的分隔件时，总厚度为35微米的由聚乙烯制成的、涂有胶粘液的胶粘膜适用作设置有分隔件的胶粘层。例如可以使用PSA胶带形式的压敏胶带作为胶粘膜，该压敏胶带已经被证明非常适用于在本段中说明的处理方法。

此外可以根据本发明的一个实施形式设定，分隔件与胶粘层一起施加。这种处理方法的一个实例在上面所说明的、具有设置为分隔件的分隔纸的胶粘膜形式的胶粘层的准备过程中给出，设计方案为，在准备过程中就已经将分隔纸施加到胶粘膜上预设的位置上。在这种准备过程中，对于在带材加工中的应用来说有着这样的优势，即通过可相对迅速实施的胶粘膜的准备也已经放置了分隔件。

在本发明的另一个设计方案中，例如可以设定，将分隔件形成为分隔膜。这里，多个分隔膜例如可以提供在一张承载膜上。

在本发明的另一个设计方案中，例如可以设定，在将功能层与金属扁平基板在接触区域中进行结合之后通过该孔对该功能层进行电接触。为此还可以考虑其他的标准工序，但并不是局限于此，例如当功能层形成为功能膜时对功能层进行铣削或者将功能层熔牢，其随后分别都借助于钎焊建立起牢固的电连接。

优选在通过该孔将功能层进行电接触之后，将由此产生的接触点密封。

根据本发明的另一个构建形式，例如可以设定，在将功能层和金属扁平基板在接触区域结合后，在同一个加工步骤中进行通过孔对功能层进行电接触和将由电接触而产生的接触点密封这两个步骤。时间上的之后在这里的意思并不是直接之后，尤其同样可以设定，在将功能层和金属扁平基板结合与电接触以及密封之间还进行另外的步骤，例如放置、施加其它的层，例如装饰漆层或者其它层。在一个加工步骤中进行电接触和密封的优点在于，至少极大程度上避免了污物的引入或者产生的接触点的首次腐蚀并且另外还降低了接触点脱开的风险。

根据该方法的另一个设计方案，可以设定，功能层包括一个薄层光电层。尤其也可以设定，该薄层光电层形成为有机薄层光电层。该功能层优选形成为光电薄膜。

本发明的另一个构思涉及具有以前述方法生产的、可背面电接触的功能层的功能模块，该构思也可独立地继续扩展。

附图说明

接下来参考图示详细说明本发明的一个具体设计方案。图示和伴随着的对由此出现的特征的说明不应理解为将其限制在相应的设计方案上，而是用于示例性设计方案的展示。此外，各个相应的特征可在彼此之间应用，也可以与前文所说明的特征结合使用以得到其它可能的扩展方案以及本发明的优化，尤其是在未示出的额外的设计方案中。

图中：

图1示出了根据本发明方法的实施步骤的示例性设计方案的实施步骤的图示；

图2示出了继续实施图1中根据本发明方法的步骤的示例性设计方案的其它实施步骤的图示；

图3示出了展示实施根据本发明方法的步骤顺序的一个示例性设计方案的流程图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明用于生产功能模块1的方法的实施步骤的示例性设计方案的实施步骤的图示。图1a示出了金属扁平基板2和功能层3的准备过程。功能层3在已经施加了胶粘层6的状态下示出。在图1a中示出的方法步骤由此展示了在上文的说明中已经进行了阐释的方法步骤A和B的示例性设计方案。在另一个步骤中为胶粘层6设置分隔件7，如图1b所示，该分隔件在所示的方法流程中形成为分隔膜。该分隔膜如此定位，使得在将功能层3如图1b中通过所示出的箭头标出的那样放置在金属扁平基板2上时，将待生产的功能模块1的设置为接触区域4,4’的区域按照以下方式准备以进行后续加工，即在功能层3和金属扁平基板2之间没有建立或仅建立了微弱的粘附结合，而在其它区域中，金属扁平基板2以及各放置在该金属扁平基板2上的功能层3通过利用胶粘层6建立的粘附结合牢固连接以进行后续加工。图1b中示出的方法步骤由此示出了在上述说明中阐述的方法步骤D和E的一个示例性设计方案。图1c中可以看到在该方法的示例性实施方案中的中间阶段，在该中间阶段中将金属扁平基板2和功能层3借助于由胶粘层产生的粘附结合彼此连接。在该中间阶段中，粘附结合仅在接触区域、例如在接触区域4，4’中被中断，而该粘附结合在接触区域4，4’之外已经以牢固连接的形式存在了。存在于该粘附结合中的金属扁平基板2和功能层3的组合用作从图1d中可以看到的、将材料复合物的一个区段沿着分割线8’，8”分离下来的方法步骤的初始产品。如在图1d中示意性示出的，借助于沿着在示出的实例中形成为直线的分割线8和8’剪切来生产功能模块坯件10。通过沿着材料复合物的纵向延伸连续分离该材料复合物的区段，在带材加工过程中生产大量的功能模块坯件10。这种功能模块坯件10的特征尤其在于，该功能模块坯件的侧边尺寸已经对应于欲生产的功能模块，但在至少一面上还存在接触区域4，在本实例中还存在另一个接触区域4’，在该接触区域中金属扁平基板2和功能层3之间的粘附结合由于形成为分隔膜的分隔件而中断，由此可在接触区域4，4’中简单地将功能层3从金属扁平基板2上抬起。图1d中所示的方法步骤示出了在上述说明中阐述的工作步骤F的一部分的示例性设计方案。

图2a中可以看到在将功能层3抬起并由此进行的将功能层3从金属扁平基板2上翻起后的功能模块坯件10的状态。此外还可以看到，在翻起状态下在金属扁平基板中借助于冲孔打两个孔5’，5”。在该方法的所示出的、金属扁平基板2上安置有分隔膜的设计方案中，该孔同样穿过该分隔膜，其中，对于分隔膜的工作原理来说，作为替代或者额外地，同样可以在功能层3的底面上，而不是金属扁平基板2的表面上安置分隔膜。图2a所示的方法步骤示出了在上述说明中阐述的方法步骤F的另一部分的示例性设计方案。在从图2b中可以看到的另一步骤中，将分隔膜移除并随后将功能层3和金属扁平基板2结合在一起，如图2c所示。图2b所示的方法步骤示出了在上述说明中阐述的方法步骤G的示例性设计方案；接下来的、从图2c中可以看到的方法步骤示出了方法步骤H的一个设计方案。在移除分隔膜后，通过将功能层3翻回至金属扁平基板2上，在接触区域4中也实现并促成了最终的粘附结合。在实施完该方法步骤之后，得到了接下来可在背面进行电接触的功能模块，如图2d所示。在所示实例中，背面电接触利用穿过孔5’的第一电接触点9’以及利用穿过孔5”的接第二电触点9”进行。在电接触后还要进行对接触点的密封。

图3示意性反映出对应于开头说明的方法步骤顺序。

Claims (17)

1.用于生产功能模块(1)的方法，所述功能模块具有由金属扁平基板(2)和安置在所述金属扁平基板(2)上电的功能层(3)组成的材料复合物，所述材料复合物具有位于所述材料复合物的接触区域(4,4’)中的孔(5’,5”)，所述孔用于穿过金属扁平基板(2)进行对功能层(3)在背面的电接触，其中所述方法设置有下列步骤：

A.准备金属扁平基板(2)，

B.准备功能层(3)，

C.在所述金属扁平基板(2)上和/或在所述功能层(3)上施加胶粘层(6)，以将所述功能层(3)与所述金属扁平基板(2)连接，

D.放置分隔件(7)，以避免导致在接触区域(4,4’)中所述金属扁平基板(2)和所述功能层(3)之间借助于所述胶粘层(6)而产生粘附结合，

E.将所述功能层(3)放置在所述金属扁平基板(2)上，以借助于通过胶粘层(6)而引起的所述金属扁平基板(2)和所述功能层(3)之间的粘附结合将功能层(3)和金属扁平基板(2)连接为材料复合物，其中所述粘附结合在所述接触区域(4,4’)中由于所放置的分隔件(7)而中断，

F.在放置功能层(3)之后沿着位于接触区域(4,4’)中的分割线(8’，8”)将所述材料复合物的一个区段分离下来，在所述接触区域(4,4’)中将所述功能层(3)从所述金属扁平基板(2)上翻开，并在所述金属扁平基板(2)中打孔，

G.将位于接触区域(4,4’)中的分隔件(7)移除，

H.将所述功能层(3)和所述金属扁平基板(2)在所述接触区域(4,4’)中结合以在所述接触区域(4,4’)中促成所述金属扁平基板(2)和所述功能层(3)之间的粘附结合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过分离所述材料复合物的一个区段来制造功能模块坯件(10)，所述区段至少在其侧边尺寸上对应于预设的功能模块(1)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，下述步骤：

在接触区域(4,4’)中将功能层(3)从金属扁平基板(2)上翻开分离以及在所述金属扁平基板(2)中打孔，将位于接触区域(4,4’)中的分隔件(7)移除以及在接触区域(4,4’)中将功能层(3)和金属扁平基板(2)结合以促成在所述接触区域(4,4’)中金属扁平基板(2)和功能层(3)之间的粘附结合，

在将功能模块坯件(10)分离下来之后进行，并且在功能模块坯件(10)的第一边缘上实施，所述功能模块坯件由此继续加工为功能模块(1)。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的方法，其特征在于，将所述金属扁平基板(2)形成为金属带材和/或将所述功能层(3)形成为功能层带。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述金属扁平基板(2)形成为钢带材和/或将所述功能层(3)形成为功能层带。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，将功能层(3)放置在金属扁平基板(2)上这一步骤以借助于带材加工的胶合的形式进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，准备功能层(3)以准备功能膜的形式进行并且将所述功能层(3)借助于功能膜的胶合来放置在金属扁平基板(2)上。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述胶粘层(6)具有至少一个胶粘膜。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，压缩模量和胶粘膜厚度与分隔件(7)的厚度如此相协调，使得所述分隔件(7)在施加之后压入胶粘膜中以在与接触区域(4,4’)临接的区域中进行粘附结合。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分隔件(7)与所述胶粘层(6)一起施加。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述分隔件(7)形成为分隔膜。

12.根据权利要求中1所述的方法，其特征在于，在将所述功能层(3)与所述金属扁平基板(2)在接触区域(4,4’)中进行结合之后通过孔(5’,5”)对所述功能层(3)进行电接触。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，通过所述孔(5’,5”)将所述功能层(3)进行电接触之后，将通过所述电接触产生的接触点(9’,9”)密封。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在同一个加工步骤中进行电接触和由所述电接触而产生的接触点(9’,9”)的密封。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述功能层(3)包括一个薄层光电层。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述薄层光电层形成为光电薄膜。

17.具有能够背面电接触的功能层(3)的功能模块(1)，所述功能模块利用根据权利要求1至16中任意一项所述的方法生产。

Images