CN108778984A - 具有集成的壁结构用于随后组装电子部件的部件承载件 - Google Patents

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Abstract

一种制造电子装置(100)的方法，其中该方法包括提供部件承载件(102)，该部件承载件包括至少一个导电层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106)的叠层件；提供安装基部(132)，用于将电子部件(108)安装在部件承载件(102)上和/或部件承载件中；以及在将电子部件(108)安装在安装基部(132)上之前，将壁结构(110)与部件承载件(102)整体形成，整体形成的壁结构(110)至少部分地环绕安装基部(132)，以将电子部件(108)安装在安装基部(132)上并由壁结构(110)保护。

Description

具有集成的壁结构用于随后组装电子部件的部件承载件
该发明涉及一种制造电子装置的方法，一种电子装置和一种面板。
微机电系统(MEMS)是可以定义为微型机械和机电元件的技术，包括使用精密加工的技术制成的传感器和致动器。MEMS装置的关键物理尺寸可以从远低于1微米变化到数毫米。MEMS装置的类型可以从没有移动元件的相对简单的结构变化到具有在集成微电子件的控制下的多个移动元件的极其复杂的机电系统。在MEMS中，至少一些元件可以具有一些种类的机械功能，无论这些元件是否可以移动。
在部件承载件(诸如印刷电路板)上安装MEMS装置涉及技术问题，因为敏感的MEMS装置需要保护免受外力。
在制造诸如具有电子部件(诸如安装在其上的MEMS(微机电系统))的PCB的部件承载件的常规程序中，PCB制造商将PCB递送到MEMS客户。然后，MEMS客户将MEMS安装在PCB上并通过将单独的盖粘附到PCB上以覆盖和屏蔽表面安装的MEMS从而保护PCB免受环境影响。这种在组装时加盖的程序很繁琐。
该发明的目标是提供一种可简单制造且同时紧凑的电子装置。
为了实现上述目的，提供了根据独立权利要求的一种制造电子装置的方法、一种电子装置以及一种面板。
根据该发明的示例性实施方式，提供了一种制造电子装置的方法，其中该方法包括提供部件承载件，该部件承载件包括至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构的叠层件；提供安装基部，用于将电子部件安装在部件承载件上和/或部件承载件中；以及将电子部件安装在安装基部上之前(或前)将壁结构与部件承载件整体形成(特别是使得部件承载件与壁结构形成整体的本体)，整体形成的壁结构至少部分环绕安装基部，用于将电子部件安装在安装基部上并由壁结构保护。
根据该发明的另一示例性实施方式，提供一种电子装置，其包括部件承载件，该部件承载件配置为至少一个导电层结构和至少一个电绝缘层结构的叠层件；安装基部，该安装基部配置为将电子部件安装在部件承载件上和/或部件承载件中；以及壁结构，该壁结构与部件承载件整体形成并至少部分地环绕安装基部，用于将电子部件安装在安装基部上，使得电子部件安装在安装基部上时由壁结构保护。
根据该发明的另一示例性实施方式，提供面板(特别是作为整体的本体提供)，该面板括具有上述特征的多个电子装置(特别是其安装基部没有在其上的电子部件)。
在本申请的上下文中，术语“电子部件”可以特别地表示任何有源电子部件(诸如电子芯片，特别是半导体芯片)或任何无源电子部件(诸如电容器)。电子部件的实例是数据储存存储器(诸如DRAM(或任何其他存储器))、滤波器(例如其可以配置为高通滤波器、低通滤波器或带通滤波器，并且可以例如用于频率滤波)、集成电路(诸如逻辑IC)、信号处理部件(诸如微处理器)、功率管理部件、光电接口构件(例如光电构件)、电压转换器(诸如DC/DC转换器或AC/DC转换器)、加密部件、电容器、电感、开关(例如基于晶体管的开关)以及这些和其他功能性电子构件的组合。优选地，电子部件是MEMS(微机电系统)，诸如MEMS传感器或MEMS致动器。
在本申请的上下文中，术语“整体形成的壁结构”可以特别指代壁结构和部件承载件形成单个或整体的本体，而不是由两个预先形成的单独的组成部组成。因此，在壁结构的增材制造期间，部件承载件与整体的壁结构之间的连接可以在不采取任何进一步措施的情况下获得，例如由部件承载件的制造商直接提供。因此，在部件承载件上安装盖等单独的程序在MEMS组装器的一方是不必要的。
根据该发明的示例性实施方式，提供了由部件承载件与整体形成的壁结构组成的电子装置，其全部或部分地环绕用于电子部件的安装基部。这样的整体形成的壁结构不从其外表面附接到部件承载件上，而是通过胶黏物等与其连接，但其与该制造为使用部件承载件的整体件形成对比。通过提供这样的半成品，可以在形成壁结构后非常简单地测量以安装电子部件，诸如将微机电系统安装在安装基部上，其随后由整体的壁结构临时保护，防止机械损坏。在将电子部件表面安装在安装基部上之前，具有整体的壁结构的部件承载件可以输送到客户，该客户只需安装电子部件并可选择地对上述半成品加盖，即在将电子部件预先安装在客户方的部件承载件上之后。因此，在组装时加盖以及壁形成的繁琐的程序可以由简化的壁形成程序代替，该程序可以被适当地集成到部件承载件制造过程中。使用整体的壁结构的部件承载件的机械完整性、密封性能和稳定性明显好于胶合单独的盖等以在PCB上覆盖MEMS的常规的方法。
在下文中，将解释该方法的又一示例性实施方式、电子装置以及面板。
在一个实施方式中，壁结构可以由电绝缘材料制成。然而，在另一实施方式中，壁结构可以由导电材料制成。因此，壁结构还可以通过选择性地启用或禁用沿壁结构的电信号或电力的传播来促成(影响)电子装置的电功能。
在一实施方式中，壁结构可以由抗回流材料制成。换句话说，壁结构可以由将不被在回流焊接期间可能发生的高温(例如高达260℃或甚至高达280℃)劣化或损坏的材料制成，通过这样，一个或多个电子部件可以电气地连接并机械地固定到一个或多个安装基部上。用于相应地合适的温度稳健(鲁棒)材料(其因此可以有利地用于壁结构)是FR4、聚酰亚胺和许多金属材料。
在一个实施方式中，壁结构可以由光学透明材料制成。然而，在另一实施方式中，壁结构可以由光学不透明材料制成。因此，壁结构还可以促成电子装置的光学功能，通过选择性地启用或禁用电磁辐射(诸如可见光)传播通过该壁结构。
在一个实施方式中，壁结构具有上部开口，该上部开口足够大以能够在已经形成壁结构后将电子部件安装在安装基部上。特别地，上部开口的形状和尺寸可以调整，使得其随后可以机械地(即，在形成壁结构后)引导具有特定形状和尺寸的电子部件通过上部开口到安装基部。在这样的实施方式中，在部件承载件上形成(特别是直接地形成)的壁结构可以由部件承载件制造商(诸如PCB制造商)形成。具有安装基部和壁结构(但还没有将电子部件安装在安装基部上)的部件承载件所产生的半成品可以随后向另一用户提供部件组装以将电子部件安装在安装基部上，通过引导电子部件通过在壁的顶部上的上部开口直到安装基部，从而完成组装程序(例如通过焊接)。有利地，壁的形成因此可以并入部件承载件的形成中，并且因此在部件组装期间不必以繁琐的方式执行。
在电子装置的一个实施方式中，电子部件安装在安装基部上。在电子装置的另一实施方式中，安装基部上没有安装电子部件，尽管壁结构已经存在。
鉴于壁结构和部件承载件的整体形成，壁结构与部件承载件之间的接口可以使其彼此不可分离(不会损坏电子装置)、流体密封以及密封。
在一个实施方式中，壁结构可以完全周向地环绕整个安装基部和/或电子部件，即可以是封闭的环形结构。在另一实施方式中，壁结构也可以由多个岛状的单独的壁结构区段组成，其可以通过间隙分隔。此外，壁结构可以是单个、连续但仅部分环绕的结构，仅环绕电子部件或安装基部的一部分。
在一实施方式中，壁结构由增材制造形成。在本申请的上下文中，术语“增材制造”可以特别指代整体的壁结构的制造程序，根据该程序，壁结构通过顺序地添加材料的部分来制造，当其合起来构成壁结构时。通过这种添加式制造，壁结构的稳定和密封形成是可能的，无需将两个部件彼此粘合。
在一实施方式中，壁结构通过部件承载件上的壁结构的三维印刷形成。根据这样的实施方式，可以在激活或控制3D印刷头以直接在部件承载件上形成整体的壁结构之前完成部件承载件的制造(例如通过执行PCB制造程序)。这种三维印刷可以基于固化的粉末实现，通过例如空间受限的热处理，例如通过激光。也可以通过烧结形成金属壁结构。此外，壁结构也可以通过经由喷嘴等喷射液滴形成，以形成壁结构的连接部分，其在离开印刷头的喷嘴时固化。
在一实施方式中，壁结构通过将可固化的液体材料选择性固化在部件承载件上而形成。这种可固化的液体材料可以是可硬化的聚合物，例如是液体，直到在通过热冲击或通过电磁辐射的冲击而转变成固相。部件承载件可以浸入这种可固化的液体中，并且该液体的可限定的体积部分可以通过空间限定的热能的引入来以空间限定的方式固化。
在一实施方式中，可固化的液体材料通过激光处理来硬化。例如，空间高度浓缩的热能源的激光束可以沿浸入可固化的液体中的部件承载件的表面移动，以便选择性地在激光束照射在部件承载件的表面上的那些空间区域中，壁结构的第一部分由该区域中的可固化的液体形成。随后，激光束和/或部件承载件的位置可以移动到另一位置，以便在壁结构的先前形成的基部部分上形成壁结构的下一部分，并且以此类推。
在一实施方式中，可固化的材料是通过使用光(特别是通过光聚合)照射可固化的聚合物。可以特别地选择这种聚合物的焓特性，使得该聚合物仅在某一量的热能，例如由上述激光提供的，超过了其对于特定体积的液体聚合物时，硬化或固化。
在一实施方式中，壁结构通过直接在部件承载件上固化可固化的液体材料的第一部分而形成，从而形成壁结构的第一部分，在固化、降低部件承载件(具有或不具有电子部件)以及刚刚形成的壁结构的第一部分使得新的液体材料在壁结构的第一部分上方填充间隙后，并且在直接在壁结构的第一部分上降低、固化可固化的液体材料的第二部分从而形成壁结构的第二部分后(见图10)。通过这样的程序，在降低后形成壁结构的后续环(或其他形状)之前，可固化的液体的表面部分(例如环形表面部分)在该固化部分与部件承载件一起降低之前固化。例如，环形壁结构的高度可以通过相应的选择的下降步数来自由地定义。
在一实施方式中，该方法还包括将电子部件(这种敏感的MEMS)安装在安装基部上，以便由壁结构保护。该程序可以优选地在形成壁结构后执行。但是，程序也可以可替代地在电子装置上特别是在部件承载件上形成壁结构之前执行。
在一实施方式中，该方法还包括将帽附接到壁结构，以对壁结构相对于环境敞开的顶部加盖，在将电子部件安装在安装基部上之后。敞开的顶部可以完全由帽封闭，例如用于不透气地密封由帽和壁结构形成的盖的内部。
可替代地，敞开的顶部只能通过帽部分地关闭，例如用于保护麦克风或扬声器，如电子部件，在使用期间需要通气孔，以便能够在由帽子和壁结构形成的盖的内部与外部之间传播声波。在半成品电子装置上形成盖(例如扁平的片材)例如可以在客户方完成。这样的盖可以是以非常简单的处理步骤附接到壁结构的顶部的简单的板。通过形成这种盖，电子部件的功能也可以扩展。例如，帽可以形成电子部件的功能性部件，例如MEMS。在一个实施方式中，帽可以包括透镜或由透镜构成，该透镜形成光学电子部件的部件，诸如相机模块、光传感器等。在另一实施方式中，帽可以包括柔性膜或膜片(例如压电材料的)，或者由柔性膜或膜片构成，其也可以促成MEMS的功能。因此，整体的壁结构和帽可以形成可简单制造的盖，用于屏蔽安装在安装基部上在诸如盖下的电子部件，或者也可以与壁结构、电子部件的功能部件一起形成或分别形成。例如，帽可以包括保护性顶板(用于保护免受机械损坏)、透镜(也用于在帽中集成光学功能)和/或膜(用于促进帽的内部与外部之间的机械波的传递)。
在一实施方式中，该方法还包括将另外的电子部件嵌入部件承载件中，并通过至少一个导电层结构的至少一部分将另外的电子部件电连接到该电子部件。MEMS应用可以涉及第一表面安装的电子部件(诸如膜式传感器或致动器)，以及嵌入式电子部件(诸如控制器芯片)，与表面安装的电子部件功能上配合。在所描述的实施方式中，嵌入式电子部件可以嵌入部件承载件中，并且可以与表面安装的电子部件电接触，在将后者安装在安装基部上时。
在一实施方式中，该方法是制造多个电子装置的方法，并且包括提供多个安装基部，用于提供多个安装基部，该多个安装基部用于将多个电子部件安装在部件承载件上和/或部件承载件中，并且将多个壁结构与部件承载件一体地形成，在将电子部件安装在安装基部上之前，整体形成的壁结构中的每个至少部分地环绕安装基部中对应的一个，以将电子部件中对应的一个安装在安装基部中对应的一个上，并由壁结构中对应的一个保护。因此，电子装置可以以批量的程序形成。这是在至少部分同时的程序中制造多个电子装置的非常有效的方式。例如，许多电子部件可以同时或一起在面板层面上形成(根据部件承载件的制造)和/或在晶圆层面上形成(根据电子部件的制造，其可以基于半导体技术制成)。例如，许多电子部件的许多壁结构可以在大型部件承载件(诸如面板)上形成，该大型部件承载件还不止是仅单个电子装置的尺寸。对于许多电子装置而言，这具有壁结构的增材制造只需要执行一次的优点。
在一实施方式中，该方法还包括将由部件承载件、安装基部和壁结构组成的结构单个化成构成电子装置的多个区段，并且其每个都包括部件承载件的一部分、安装基部中的至少一个以及壁结构中的至少一个。这种单个化可以通过锯切、激光切割、蚀刻等执行。电子部件可以被表面安装在面板层面上，或在单个化后进行。
在一实施方式中，将壁结构与部件承载件整体形成的程序由部件承载件制造商(诸如PCB制造商)执行，在使用安装基部和整体形成的壁结构将部件承载件装运到组装器(诸如芯片或MEMS组装器)之前，以便随后将电子部件安装在安装基部上从而由壁结构保护。因此，集成在PCB制造过程中的整体形成的壁结构使得组装器不必要将盖或诸如此类附接到已经做好的PCB。这是有利的，因为在MEMS组装程序期间，从技术角度来看，在PCB制造程序的结尾处形成壁结构已经证明比其组装简单得多。
在一实施方式中，壁结构的高度延伸达到高于电子部件延伸达到的高度。通过采取该措施，敏感的电子部件可以由竖直突出的壁结构保护。
在一实施方式中，电子部件是微电子机械系统(MEMS)。这种MEMS可以是致动器或传感器。MEMS可以具有小型化的可移动元件，诸如膜或悬臂，其可以通过外部冲击(诸如待检测的声波)移动或者可以通过电子装置内部刺激(诸如电信号，该电信号施加到压电膜以根据扬声器功能发出声波而振荡)移动。然而，MEMS的其他致动器应用也是可能的，诸如微泵应用、微引擎应用等。就传感而言，MEMS也可以是能检测来自环境的某些气体的气体传感器。然而，MEMS应用的共同点是敏感的MEMS需要保护免受机械冲击和/或来自环境的化学影响。关于这点，壁结构具有优势。
在一实施方式中，电子装置是半导体芯片(诸如专用于集成电路的ASIC)。电子部件也可以包括二极管或由二极管构成，诸如发光二极管(LED)，例如当电子装置配置为接近传感器(特别是用于检测接近的本体诸如人接近传感器)时。
在一实施方式中，壁结构与部件承载件整体形成。因此，壁结构与电子装置的其余部分之间的连接可以在部件承载件的位置处完成。为了减少电子装置正常使用期间在温度循环存在时由热应力引起的可靠性问题，部件承载件和壁结构的材料可以具有相似或相同的热扩展系数。此外，壁结构可以由与部件承载件相同的材料制造。因此可以省略材料桥。
在一实施方式中，壁结构在部件承载件的印刷电路板材料上整体形成。特别地，壁结构可以与PCB的电绝缘材料(例如预浸料或FR4)整体形成。例如，在壁结构由导电材料制成的情况下(例如出于电磁屏蔽、电气接地或提供另一电子功能的目的)，也可以将壁结构安装在PCB的导电材料上，诸如铜。
在一实施方式中，至少一个电绝缘层结构包括由以下组成的组中的至少一种：树脂(特别是双马来酰胺-三嗪树脂)、氰酸酯、玻璃(特别是玻璃纤维)、预浸材料、聚酰亚胺、液晶聚合物、基于环氧树脂的增强膜、FR4材料、陶瓷以及金属氧化物。尽管通常优选预浸料或FR4，但也可以使用其他材料。
在一实施方式中，至少一个导电层结构包括由铜、铝和镍组成的组中的至少一个。尽管通常优选铜，但也可以使用其他材料。
在一实施方式中，部件承载件成型为板。因此，部件承载件可以成形为如同片的形状，并且可以例如呈现为叠层件型部件承载件。
在一实施方式中，部件承载件配置为由印刷电路板和基板组成的组中的一个。
在本申请的上下文中，术语“印刷电路板”(PCB)尤其可以指代板形部件承载件，其通过将多个导电层结构与多个电绝缘层结构层叠而形成，例如通过施加压力，如果需要的话伴随热能的供应。作为PCB技术的优选材料，导电层结构由铜制成，而电绝缘层结构可以包括树脂和/或玻璃纤维，即所谓的预浸料或FR4材料。各种导电层结构可以通过形成贯穿层压的通孔(例如通过激光钻孔或机械钻孔，并且通过用导电材料(特别是铜)填充他们，从而形成作为通孔连接的过孔)而以期望的方式连接至彼此。除了可以嵌入印刷电路板中的一个或多个电子部件之外，印刷电路板通常配置用于在板状印刷电路板的一个或两个相对表面上容纳一个或多个电子器件。他们可以通过焊接连接到相应的主表面。
在本申请的上下文中，术语“基板”可以特别表示具有与待安装在其上的电子部件基本相同尺寸的小部件承载件。
在一实施方式中，表面安装的电子部件和/或嵌入部件承载件中的至少一个另外的电子部件包括或包含从由以下组成的组选择的电子部件：有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件光电子的接口元件、电压转换器、密码部件、发射机和/或接收器、机电换能器传感器、致动器、微型机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、天线和逻辑芯片。然而，其他电子部件可以表面安装和/或嵌入电子装置中。例如可以用作电子部件的磁性元件。这种磁性元件可以是永磁元件(诸如铁磁元件、反铁磁元件或亚铁磁元件，例如铁氧体磁芯)，或者可以是顺磁元件。
在一实施方式中，部件承载件是叠层件型部件承载件。在这样的实施方式中，部件承载件是多层结构的复合件，如果需要伴随加热，其通过施加压力堆叠并连接在一起。因此，部件承载件可以通过堆叠多层结构形成并通过施加机械压力和热能(即热)来连接它们。
从下文将描述的实施方式的实例可以明显看出上面定义的方面和该发明的其他方面，并且参考实施方式的这些实例进行解释。
本发明将参考实施方式的实例而在下文中更详细地描述，这些实施方式的实例不限制本发明。
图1示出了根据该发明的示例性实施方式的具有安装的MEMS和集成的壁结构的电子装置的横截面视图。
图2示出了图1的电子装置的横截面视图，其中帽在壁结构上，在MEMS上方。
图3示出了具有集成的壁结构的电子装置的横截面视图，其根据该发明的另一示例性实施方式，但还没有在安装在基部上安装的电子部件。
图4示出了根据该发明的又一示例性实施方式的具有安装的MEMS和集成的壁结构的电子装置的横截面视图。
图5示出了图4的电子装置的横截面视图，其中具有集成的透镜的帽在壁结构上，在MEMS上方。
图6示出了根据示例性实施方式的面板的不同视图，该面板包括电子装置的多个预形成件。
图7示出了根据该发明的示例性实施方式不同的结构，这些结构在对根据图6的预行成件进一步处理期间观察到，用于制造电子装置。
图8示出了根据示例性实施方式的面板的不同视图，该面板包括具有集成的壁结构的多个电子装置。
图9示出了根据示例性实施方式的面板的不同视图，该面板包括具有集成的壁结构和安装的MEMS的多个电子装置。
图10示出了根据该发明的示例性实施方式的用于使用增材制造来制造具有集成的壁结构的电子装置的设备以及使用增材制造来制造具有集成的壁结构的电子装置的方法。
附图中的示图是示意性的。在不同的附图中，相似或相同的元件具有相同的附图标记。
图1示出了根据该发明的示例性实施方式的电子装置100的横截面示图，其中安装基部132限定部件承载件102的安装表面(呈现为PCB)，用于将电子部件108(呈现为MEMS(微机电系统))安装(例如通过焊接)在其上。所示的电子装置100也包括集成的壁结构110，与部件承载件102一起形成整体的本体。虽然未在图中详细示出，但是可以在安装基部132处提供一个或多个电接触结构诸如盘(其可以被焊盘覆盖)，用于电接触待安装在其上的电子部件108。此外，虽然也未在图中详细示出，但是可以在安装基部132处可选地提供一个或多个机械接触结构诸如安装孔，用于机械地安装并固定待安装在其上的电子部件108。
电子装置100包括板形和叠层件型部件承载件102，其在此呈现为印刷电路板(PCB)。因此，部件承载件102被配置为导电层结构104和电绝缘层结构106的叠层件。导电层结构104呈现为模式化(图案化)的导电层，其与过孔互连为竖直互连结构。在所示的实施方式中，导电层结构104由铜制成。电绝缘层结构106是连续或模式化的层，包括树脂(诸如环氧树脂)，具有嵌入的纤维(特别是玻璃纤维)，特别是可以由预浸料或FR4材料制成。
在图1所示的场景中，作为电子部件108的MEMS麦克风(可替代地为MEMS扬声器)包括由支撑结构134支撑的压电膜130，并且表面安装在部件承载件102上，更具体地，安装在安装基部132上。在压电膜130下方，部件承载件102具有通孔138，用于实现压电膜130的下表面与环境之间的空气交换。安装基部132是电子装置100的表面部分，导电层结构104的导电材料也暴露在该表面部分处，以便电子部件108的一个或多个电触点与导电材料自动地接触，当机械地安装在安装基部132上时。经由导电层结构104的这种导电材料以及另外的导电材料，表面安装的电子部件108可以与另外的嵌入式电子部件118电气地耦接，例如用于处理由MEMS麦克风感测的声学信号(可替代地用于控制MEMS扬声器以发射声波)的半导体芯片。可替代地，另外的电子部件118也可以表面安装在部件承载件102上。
如可以从图1看出的，电子装置100还包括环形壁结构110，该壁结构与电子装置100整体形成并完全周向地环绕的电子部件108。如同样可以从图1中看出的，壁结构110具有上部开口，该上部开口足够大以便能够在已经形成壁结构110后将电子部件108安装在安装基部132上。换句话说，电子部件108可以从电子装置100的上侧降低，并可以通过上部开口引导到安装基部132，以便在壁形成后能够进行部件安装。将壁结构110与部件承载件102一体地形成可以通过执行増料制造程序来实现，特别是通过在PCB表面上三维地印刷壁结构110或通过参考图10描述的程序而执行程序来实现。因此，PCB制造可以包括以下程序：将导电和电绝缘片材层叠、对至少部分片材图案化、钻(例如激光钻孔或机械钻孔)通孔并用铜填充他们以便过孔形成、可选地嵌入另外的电子部件118、形成表面抛光诸如ENIG等。在正好完成该PCB制造过程后，可以执行形成壁结构110的增材制造程序。在图1的特定实施方式中，在PCB材料上发生壁结构110与部件承载件102的整体形成。根据图1，壁结构110延伸达到高于电子部件108沿竖直方向延伸达到的竖直高度。因此，环形壁结构110不仅机械地保护敏感的电子部件108免受横向位置的影响，而且免受竖直位置的影响(特别是在已经附接了帽200之后，如图2所示)。
图2示出了图1的电子装置100的横截面视图，其中帽200在壁结构110上，在电子部件108上方，其在此配置为MEMS。
因此，电子装置100还包括帽200，这里呈现为平板，该帽被附接以对壁结构110相对于环境202敞开的顶部部分地加盖。为了实现由帽200和壁110形成的杯形罩的外部202与内部204之间的声学连通，在帽200中形成通孔206。
从图2可以看出，电子装置的制造可以通过将帽200简单地附接在环形壁结构110上来完成，以不透气地密封其中的MEMS型电子部件108。然而，如从图2可以看到的，通孔206形成在帽200中，以促进MEMS型电子部件108的膜130与外部环境202之间的声波交换。通过在PCB制造商方提供壁结构110，电子部件108的表面安装以及帽的形成都在MEMS客户方得到显着地简化。
图1中所示的电子装置100是具有安装在其上的MEMS麦克风的PCB。因为MEMS型电子部件108由于其高机械灵敏的压电膜130而需要保护，因此整体形成的壁结构110已经设置在PCB制造商方。因此，由部件承载件102(以PCB技术制造)以及通过三维印刷等与该部件承载件整体形成的壁结构110组成的半成品可以输送到专门从事MEMS技术的客户。然后，这样的客户可以将MEMS型电子装置108表面安装在部件承载件102的安装基部132上，以获得图1中所示的电子装置100。
图3示出了根据该发明的另一示例性实施方式，其具有集成的壁结构110的电子装置100的横截面视图。图3的实施方式与图1的实施方式的不同之处在于，根据图3，电子部件108还没有表面安装在安装基部132上。因此，如图3所示的电子部件100可以是如由PCB制造商制造的最终产品，因为其可以装运到操作拾取和放置机器的组装用户，用于将电子部件108表面安装在安装上基部132。根据所描述的实施方式，与常规的方法相比，集成的壁结构110已经由PCB制造商制造，其易于集成到PCB制造程序中。与此相反，在组装方，在已经将电子部件108安装在基部132之后附接盖是繁琐且困难的过程。由PCB制造商将壁结构110与部件承载件102整体形成更容易，并且因此在将根据图3的电子装置100装运到组装用户之前，以将电子部件108随后放置在安装基部上132上。
图3因此示出了一实施方式，其中电子装置100是整体的壁结构110与部件承载件102的半成品，而电子装置108没有安装在安装基部132上。然后，表面安装该电子装置108并对壁结构110加盖可以是在MEMS方客户处执行的任务。
图4示出了根据该发明的又一示例性实施方式的具有安装的MEMS和集成的壁结构110的电子装置100的横截面视图。图5示出了图4的电子装置100的横截面视图，其中帽200在壁结构110上具有集成透镜500，在MEMS之上。
图4示出了一实施方式，其中整体的壁结构110在部件承载件102上形成，具有已经安装在其上的表面，以表面安装的相机模块的形式的电子部件108。在此实施方式中，图4中所示的电子装置100也涉及，参见图5，将透镜500附接作为帽200的一部分。然后，在电子装置100的操作期间，透镜500将来自环境202的电磁辐射聚焦到作为电子部件108的相机模块上。
以下参照图6到图9的描述说明了通过增材制造在PCB制造的框架中的整体的壁形成可以在面板层面上或晶圆层面上执行，进一步简化和加速了制造程序。
图6示出了根据示例性实施方式的面板的不同视图，该面板600包括电子装置100(在图7中示出)的多个预形成件650。
在经处理的印刷电路板面板600上，形成多个区段602，其排列成行和列，即排列成类似矩阵的图案。在随后的区段602之间，分别形成无效的区域604。在区段602中的每个中，多个部件承载件结构或预形成件650依次形成为类似矩阵的图案，即也形成为行和列。图6中详细地示出了示出了预形成件650的细节。具体地，预形成件650中的每个配备有安装基部132，每个用于安装电子装置108，诸如MEMS。因此，图6表示根据该发明的示例性实施方式制造电子装置100的批处理程序。
图7示出了根据该发明的示例性实施方式不同的结构，这些结构在对根据图6的对应的预行成件650进一步处理期间观察到，用于制造电子装置100。
如可以从图7看出的，在对从图6中所示的面板600的单个部件承载件102单个化之后，然后可以表面安装电子装置108，参见程序步骤700。如可以从随后的程序步骤702看出的，然后形成粘接线704，用于将电子部件108与部件承载件102连接。如可以从程序步骤706看出的，然后整体形成壁结构110，例如通过增材制造。如可以从程序步骤710看出的，然后帽200附接到整体的壁结构110的圆周上表面。
图8示出了根据示例性实施方式的面板600的不同视图，该面板包括具有集成的壁结构110的多个电子装置100。
图8的实施方式与图6和图7的实施方式的不同之处在于，整体的壁结构110已经通过增材制造而在面板层面上形成。然而，根据图8，电子部件108还没有安装在安装基部132上。这意味着整体的壁结构110已经在各种部件承载件100上形成，在其从面板600进行单个化之前。在单个化图8的面板600时，根据图8的电子装置100仍然还没有安装在其上的表面，在基部134上的电子部件108。随后可以将根据图8的面板600单个化成单独的电子部件100。
图9示出了根据另一示例性实施方式的面板600的不同视图，包括具有集成的壁结构110以及作为电子部件108安装的MEMS的多个电子装置100。图9的实施方式与图8的实施方式的不同之处在于，电子部件108已经在面板层面上安装在安装基部134上，在进行单个化之前。
图10示出了根据该发明的示例性实施方式使用增材制造来制造具有集成的壁结构110的一批电子装置100的方法。
根据图10，根据该发明的示例性实施方式，提供面板层面上的部件承载件102(例如PCB面板)并安装在制造设备1010的可移动(参见附图标记1020)平台或支撑部1000上。将部件承载件102和支撑部1000两者浸入容器1060内的液体聚合物1070浴中。在其他实施方式中，壁结构可以基于粉末状或颗粒状材料(例如聚合物材料)形成。液体聚合物1070的可限定部分可以通过使用可移动(参见附图标记1040)激光器1030处理而固化，如将在下面进一步细节中解释的。基于多个随后的固化程序，可以通过增材制造形成多个壁结构110(每个分配给将在所述批处理程序中制造的多个电子装置100中对应的一个)。在将电子部件108安装在经单个化的或仍然连接的电子装置100上后，壁结构110(可以是环)可以被环绕并且从而保护电子部件108(例如敏感的MEMS装置)。因此，壁结构110可以根据图10通过光聚合形成。然而，在该发明的其他实施方式中，电子装置100的壁结构110也可以通过其他增材制造程序，诸如三维印刷。
根据图10制造壁结构110的示例性程序如下：首先，支撑件1000位于第一高度位置处，在该位置处部件承载件102仅稍微低于可固化的液体材料1070的液平面(流体层面)1050。在该配置中，直接在部件承载件102上的第一部分可固化的液体材料1070通过激光处理硬化或固化，从而形成壁结构110的第一部分1080。待固化的第一部分可以通过使用激光束1060照射的一定体积的可固化的液体材料1070来具体选择。在该固化后，通过降低可移动支撑件1000来降低部件承载件102以及与部件承载件102整体连接的壁结构110的第一部分1080，使得可固化的液体材料1070的新液体材料填充在壁结构110的第一部分1080上方的间隙。在降低后，直接在壁结构110的第一部分1080上的相应的第二部分可固化的液体材料1070通过使用激光器1030进行相应的处理而固化，以便从而形成壁结构110的第二部分1090(与第一部分1080整体连接)。该降低和固化的程序可以重复所需的次数，直到所形成的壁结构110具有所需的高度和形状。当完成在部件承载件102上的壁结构110的整体形成时，部件承载件102与壁结构110一起可以从容器1060移除，可以清洁，并且随后可以进一步处理。进一步处理可以涉及将所制造的本体单个化成多个电子部件100。稍后，电子部件108可以表面安装在单独的电子装置100上。
因此，图10示出了一平台，面板600或主部件承载件102放置在该平台上。然后平台与面板600一起放置在填充有可固化的聚合物液体1070的容器1060中。可以由控制装置(未示出)控制的激光器1030然后扫描面板600的表面并发射电磁激光束1060，其首先固化待形成的整体的壁结构110的第一部分1080。随后，降低具有面板600和第一部分1060的平台，作为随后形成第二部分1090等的基础。在完成该制造程序后，清洁和干燥具有整体的壁结构110的面板600，然后将其单个化成各种电子装置100。
应注意的是，术语“包括”不排除其他元素或步骤，并且“一”或“一个”不排除多个。还可以组合与不同实施方式关联描述的元件。
还应注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。
该发明的实现不限于图中所示和以上所述的优选实施方式。相反，即使在完全不同的实施方式的情况下，也可以使用多种变体，这些变体使用根据该发明的原理和所示的解决方案。

Claims (28)

1.一种制造电子装置(100)的方法，所述方法包括：
提供部件承载件(102)，所述部件承载件包括至少一个导电层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106)的叠层件；
提供安装基部(132)，所述安装基部用于将电子部件(108)安装在所述部件承载件(102)上和/或部件承载件中；
在将电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上之前，将壁结构(110)与所述部件承载件(102)整体形成，整体形成的壁结构(110)至少部分地环绕所述安装基部(132)，以将所述电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上，并由所述壁结构(110)保护。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述壁结构(110)由增材制造形成。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述壁结构(110)通过在所述部件承载件(102)上三维地印刷所述壁结构(110)而形成。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述壁结构(110)通过将能固化的、特别是液体或粉末状的材料(1070)选择性地固化在所述部件承载件(102)上而形成，特别是通过光聚合。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述能固化的、特别是液体或粉末状的材料(1070)通过激光处理而固化。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述能固化的材料(1070)包括聚合物。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的方法，其中，所述壁结构(110)由以下形成：
将所述能固化的、特别是液体或粉末状的材料(1070)的第一部分直接地固化在所述部件承载件(102)上，以便从而形成所述壁结构(110)的第一部分(1080)；
在固化后，将所述部件承载件(102)与所述壁结构(110)的第一部分(1080)一起移动，以便新的、特别是液体或粉末状的材料填充所述壁结构(110)的第一部分(1080)上的间隙；
在移动后，将所述能固化的、特别是液体或粉末状的材料(1070)的第二部分直接地固化在所述壁结构(110)的所述第一部分(1080)上，以便从而形成所述壁结构(110)的第二部分(1090)。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括在已经形成所述壁结构(110)后，将所述电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上并由所述壁结构(110)保护。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述方法还包括在形成所述壁结构(110)之后并且在将所述电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上之后，附接帽(200)以对所述壁结构(110)的关于环境(202)敞开的顶部的至少一部分加盖。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括将另外的电子部件(118)嵌入所述部件承载件(102)中并通过所述至少一个导电层结构(104)的至少一部分将所述另外的电子部件(118)电连接到所述电子部件(108)。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的方法，其中，所述方法是制造多个电子装置(100)的方法并且包括：
提供多个安装基部(132)，所述多个安装基部用于将多个电子部件(108)安装在所述部件承载件(102)上和/或部件承载件中；
在将电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上之前，将多个壁结构(110)与所述部件承载件(102)整体形成，整体形成的壁结构(110)中的每个至少部分地环绕所述安装基部(132)中对应的一个，以将所述电子部件(108)中对应的一个安装在所述安装基部(132)中对应的一个上，并由所述壁结构(110)中对应的一个保护。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述方法还包括将包括所述部件承载件(102)、所述安装基部(132)和所述壁结构(110)的结构单个化成构成所述电子装置(100)的多个区段，并且所述多个区段中的每个都包括所述部件承载件(102)的一部分、所述安装基部(132)中的至少一个以及所述壁结构(110)中的至少一个。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，由部件承载件制造商在将所述部件承载件(102)及所述安装基部(132)和整体形成的壁结构(110)一起装运到组装器以便随后将所述电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上并由所述壁结构(110)保护之前，执行将所述壁结构(110)与所述部件承载件(102)整体形成的程序。
14.一种电子装置(100)，包括：
部件承载件(102)，所述部件承载件配置成至少一个导电层结构(104)和至少一个电绝缘层结构(106)的叠层件；
安装基部(132)，所述安装基部用于将电子部件(108)安装在所述部件承载件(102)上和/或部件承载件中；
壁结构(110)，所述壁结构与所述部件承载件(102)整体形成并且至少部分地环绕所述安装基部(132)，以便将所述电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上并由所述壁结构(110)保护；
其中，所述壁结构(110)具有上部开口，所述上部开口足够大以便能够在已经形成所述壁结构(110)后将电子部件(108)安装在所述安装基部(132)上。
15.根据权利要求14所述的电子装置(100)，其中，所述电子装置(100)还包括所述电子部件(108)，所述电子部件安装在所述安装基部(132)上并且，特别是横向地和/或竖直地，由所述壁结构(110)保护。
16.根据权利要求15所述的电子装置(100)，其中，所述壁结构(110)的高度延伸达到高于所述电子部件(108)延伸达到的高度。
17.根据权利要求15或16所述的电子装置(100)，其中，所述电子部件(108)是微机电系统(MEMS)。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述电子装置(100)还包括帽(200)，所述帽被附接以对所述壁结构(110)关于环境(202)敞开的顶部的至少一部分加盖。
19.根据权利要求18所述的电子装置(100)，其中，所述帽(200)包括保护顶板、透镜和膜组成的组中的至少一个。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述壁结构(110)在所述部件承载件(102)的印刷电路板材料上整体形成。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述至少一个电绝缘层结构(106)中的至少一个包括以下组成的组中的至少一个：树脂特别是双马来酰胺-三嗪树脂、氰酸酯、玻璃特别是玻璃纤维、预浸材料、聚酰亚胺、液晶聚合物、基于环氧树脂的增强膜、FR4材料、陶瓷以及金属氧化物。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述至少一个导电层结构(104)包括铜、铝和镍组成的组中的至少一个。
23.根据权利要求14至22中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述部件承载件(102)成形为板。
24.根据权利要求14至23中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述部件承载件(102)被配置为由印刷电路板和基板组成的组中的一个。
25.根据权利要求14至24中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述电子部件(108)和/或嵌入所述部件承载件(102)中的至少一个另外的电子部件(118)从由以下组成的组选择：有源电子部件、无源电子部件、电子芯片、存储装置、滤波器、集成电路、信号处理部件、功率管理部件、光电子的接口元件、电压转换器、密码部件、发射机和/或接收器、机电换能器传感器、致动器、微型机电系统、微处理器、电容器、电阻器、电感、电池、开关、相机、天线和逻辑芯片。
26.根据权利要求14至25中任一项所述的电子装置(100)，其中，所述部件承载件(102)是叠层件型部件承载件。
27.一种面板(600)，包括多个根据权利要求14至26中任一项的，特别是整体连接的，电子装置(100)。
28.根据权利要求27所述的面板(600)，其中，没有电子部件(108)安装在所述电子装置(100)的安装基部(132)上。
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