CN110621466B - 电子组件的制造方法及电子组件 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于制造电子组件的方法和电子组件。该方法包括：获得用于容纳电子器件的衬底膜；向衬底膜提供至少电接触垫；将导电构件耦接到电接触垫；以及利用限定用于模制的空腔的模具结构将材料层模制，诸如注塑，到衬底膜上以嵌入弹性导电构件。弹性导电构件被布置为在模制期间从电接触垫延伸穿过空腔，以相对于电接触垫与空腔的不同侧上的元件接触，以保持弹性导电构件的至少一部分在模制之后可接近，以提供通过材料层到电接触垫的电连接。

Description

电子组件的制造方法及电子组件

技术领域

得到该申请的项目已获得欧盟Horizon 2020研究与创新计划的资助，资助号为725076。

本发明总体上涉及电子技术领域。具体而言，然而并非排他地，本发明涉及制造具有多层结构的电子组件。

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多层结构。可使用热成型、模制、粘合剂、基于热和/或压力的层压等来制造多层解决方案。可利用模内装饰(IMD)/模内标签(IML)以结合期望的着色和例如结构内的图形模式。

多层结构的动机或需求可能与相关的使用环境一样多样。当确定的解决方案最终利用多层时，通常会寻求尺寸、重量、成本的节省或仅组件的有效集成。反过来，相关的使用场景可能涉及产品包装或食品包装、设备外壳、显示器、检测器或传感器的视觉设计、车辆内部、天线、标签等。

通常可通过多种不同技术将诸如电子组件、集成电路(IC)和导体之类的电子组件设置到多层结构之中或之上。可将自然可用的电子器件，诸如可用的表面安装装置(SMD)，安装在最终形成多层结构的内层或外层的衬底上。另外，可应用落入术语“印刷电子器件”下的技术以实际直接将电子器件生产到相关的衬底上。在这种情况下，术语“印刷”是指能够产生电子器件/电气元件的各种印刷技术，包括但不限于丝网印刷、柔性版印刷和喷墨印刷。

在尝试的解决方案中，将电子组件布置在衬底上，然后通常用热塑性材料对组件进行包覆成型。包括按钮并且通常用作用户界面的外表面例如通常是与包括电子组件的衬底相同的衬底。然而，在某些情况下，相对于提供外表面的衬底，将电路的某些组件设置在其他位置是有益的。在某些情况下，通过模制层提供电能以进一步促进使用多层电子组件是有益的。在尝试的解决方案中，在模制之后建立通过模制材料的电连接，这通常需要进行机械加工，例如雕刻。仍然需要提供一种用于制造电子组件的方法，其中，通过模制材料层提供电连接，并且不需要后处理来建立电连接。

发明内容

本发明的目的是至少减轻与具有多层结构的电子组件，诸如至少一层容纳电子器件的层和一层模制材料层，相关的上述问题。

该目的通过根据本发明的实施方式的电子组件的实施方式和相关的制造方法来实现。

根据第一方面，提供了一种用于制造电子组件的方法。该方法包括

-获得用于容纳电子器件的优选为柔性的第一衬底膜，

-可选地通过利用诸如丝网印刷的印刷电子器件技术，将至少第一电接触垫设置到第一衬底膜，

-将诸如电连接器的导电构件耦接到第一电接触垫，以及

-利用限定用于模制的空腔的模具结构，将第二材料层模制，诸如注塑，到第一衬底膜上，以嵌入诸如电连接器的导电构件，其中，将导电构件布置为在模制期间从第一电接触垫延伸穿过空腔，以与诸如模具结构的一部分的元件，例如，空腔板或膜或垫片或导体接触，诸如以机械、电气或化学方式，或以它们的组合，诸如以机电方式接触，相对于第一电接触垫在空腔的不同的，优选地相对的，侧面上，以保持至少一部分导电部构件在模制后可接近，以提供通过第二材料层到第一电接触垫的电连接。

第一衬底膜可优选地是柔性的，然而，它也可在某些温度下，即取决于衬底的温度，是刚性的，或者可成形的或柔性的。

“电接触垫”在本文中是指可用于在导电构件与例如布置在与所述垫相同的衬底上的电接触垫电连接的电路之间建立电连接的任何导电元件或贴片，或衬底膜上的电耦合的点或区域。电接触垫可由诸如铜、银、铝的导电材料或诸如包括碳或其他导电颗粒的导电弹性体，或可增强垫上或垫中的表面的视觉质量的其他此类材料制成。电接触垫的形状可以是任何合适的几何形状。可基于要制造的包括所述电接触垫的产品或产品的一部分的形状或特性来有利地选择垫的形状。

“模具结构”在本文中是指限定空腔的结构，模制材料，例如热塑性材料，可布置或注入该空腔中。“模具结构”可包括例如诸如腔板之类的部件，其通常由诸如钢的金属制成，例如低碳钢或铝，以及可选地由(多个)喷射器制成。除了所述部件之外，本文所定义的“模具结构”可包括布置在空腔中的一个或多个元件，诸如分离的或固定的芯部。一个或多个元件可以是芯延伸部、膜、垫片和/或导体，其例如相对于第一衬底膜布置在空腔的相反侧上。因此，一个或多个元件可影响空腔的形状，并因此影响包括模制部件的制造对象的形状。一个或多个元件可在模制之后分离，或者可在模制期间成为电子组件的一部分。

获得还可包括获得优选地是柔性的第二膜，其中，第二材料层至少模制在第一衬底膜和第二膜之间以嵌入导电构件。导电构件可从第一电接触垫延伸以与第二膜接触，例如以机械、电气或化学的方式，或这些方式的组合，诸如以机电的方式接触。第一衬底膜和第二膜中的至少一个可以是柔性的。

所获得的第二膜也可用于容纳电子器件，诸如优选为柔性的第二衬底膜，并且提供还可包括可选地通过利用诸如丝网印刷的印刷电子器件技术将至少第二电接触垫到第二衬底膜提供到相对于第一电接触垫的对应位置，并且模制可包括导电构件，该导电构件从第一电接触垫延伸以接触第二电接触垫，诸如以机械、电气或化学的方式或以这些方式组合，诸如以机电方式接触，以提供从第一电接触垫穿过第二材料层到第二电接触垫的电连接。

第二衬底膜可优选地是柔性的，但是，它也可在某些温度下，即，取决于衬底的温度，是刚性的，或可成形的或柔性的。

第二电接触垫可布置在相应的位置，使得当第一和第二衬底膜可插入或布置在用于模制至少所述膜之间的第二材料层的模具中时，第一和第二电接触垫彼此相对对准。

提供还可包括在第一和第二衬底膜中的至少一个上提供一个或几个电子器件组件，其中所述组件、所述电接触垫和导电构件形成驻留在第一和第二衬底膜上的电路。

导电构件可以是弹性导电构件，诸如导电弹簧连接器。

弹性导电构件可被布置成压缩在元件上，以保持弹性导电构件的至少一部分在模制之后可接近，以提供通过第二材料层到第一电接触垫的电连接。

弹性导电构件可以是封闭的弹性导电构件，用于在模制期间基本维持其弹性。

该方法可包括例如通过压制成形或使用真空或超压将第一衬底膜、第二衬底膜和第二膜中的至少一个成型，诸如热成型或冷成型，为期望的三维形状，有利地对应于模具结构的空腔定义的形状。

根据第二方面，提供了一种电子设备，其包括利用根据第一方面的方法制造的电子组件。

根据第三方面，提供了一种电子组件。该电子组件包括：

-包括电子器件的，优选地至少原始柔性的第一衬底膜，其中，所述电子器件包括至少导电材料，诸如丝网印刷导体或贴片，其限定了第一电接触垫，

-第二材料层，包括模制材料，诸如注塑的热塑性材料，和

-导电构件，诸如电连接器，耦接到第一电接触垫并且从第一电接触垫延伸穿过第二材料层，其中，导电构件的一部分可接近，以用于提供通过第二层到电接触垫的电连接，其中，诸如导电体之类的导电构件基本上完全嵌入，但是在第二材料层中不包括所述可接近以提供电连接的部分。

电子组件可包括相对于第一衬底膜在第二材料层的相反侧上的第二衬底膜。导电构件可从第一电接触垫延伸穿过第二材料层到第二衬底膜。

第二衬底膜可包括电子器件，其中所述电子器件至少包括限定第二电接触垫的导电材料，并且导电构件与第一电接触垫和第二电接触垫电连接，从而在第一电接触垫和第二电接触垫之间提供电连接。

导电构件可以是至少原始弹性的导电构件，诸如导电弹簧连接器。

至少原始弹性的导电构件可以是具有弹性的封闭的弹性导电构件。

此外，第一和第二电垫可分别相对于彼此大致相对地设置在第一衬底膜和第二衬底膜上，从而使至少原始弹性的导电构件延伸穿过所述电垫之间的模制材料层。

根据实施方式，本发明的效用来自多个问题。

可获得具有模制部件的多层结构，其中可经由建立的电连接通过模制材料层将电能馈送到所获得的衬底上的电路，诸如具有按钮和/或传感器的用户界面，从而不需要例如从侧面到所述衬底的单独连接。由于通过导电构件通过模制材料层建立的连接，因此不需要后处理或至少使后处理最小化。

在具有两个膜或衬底或片的实施方式中，当在膜或衬底或片之间产生模制层时，可基本上同时在膜或衬底或片之间建立电连接，因此，不需要后处理来建立所述膜或衬底或片之间的电连接。因此，本发明可用于促进制造分布在两个分开的膜或衬底或片上并且在它们之间具有电连接的电路。

术语“第一”、“第二”和“第三”不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件区分开。

本文提出的本发明的示例性实施方式不应解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本文中用作开放式限制，其不排除也存在未叙述的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。

被认为是本发明的特征的新颖特征具体在所附权利要求中提出。然而，当结合附图阅读时，从以下对具体实施方式的描述中，将最好地理解本发明本身的结构和操作方法，以及其附加的目的和优点。

附图说明

在以下附图的图中，通过实例而非限制的方式示出了本发明的实施方式，附图在下文简要描述。

图1示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。

图2示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。

图3示出了根据本发明实施方式的电子组件。

图4A至图4D示意性地示出了根据本发明的一些实施方式的电子组件。

图5示出了根据本发明实施方式的电子组件。

图6示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。

图7示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。

图8示出了根据本发明实施方式的电子组件。

图9A至图9C示出了根据本发明一些实施方式的电子组件。

具体实施方式

图1示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。在100，涉及启动阶段，可能发生必要的任务(诸如材料、诸如电子组件和连接器的组件、以及工具)的选择、获取、校准和其他配置。必须特别注意，各个元件和材料的选择应协同工作，并使所选制造过程和可能放置结构的目标产品存活下来，这自然优选地基于制造过程规范和组件数据表预先进行检查，或者例如通过调查和测试所生产的原型。因此，在该阶段，诸如注塑、IMD/IML、层压和/或印刷设备的模制可上升至操作状态。

可选地，在步骤110之前或在步骤110，例如，可通过印刷在膜上产生装饰、图形指示、颜色等。在该方法流程中，可省略此可选步骤或更改其位置。替代地或附加地，诸如保护层的其他层可提供有这些特征。例如，可应用丝网印刷或喷墨印刷。通常可使用IMD/IML兼容方法来提供装饰性或指示性(例如指示性)特征。

在110，获得至少一个用于容纳电子器件的优选为柔性的衬底膜。现成的衬底材料，例如，一卷塑料膜，可被获取并可选地被处理，诸如进行涂覆、着色(如果最初不是所需的颜色，或者例如，最佳的透明度或半透明度)、雕刻、浮雕、成型等，或者可通过模制或其他方法从所需原材料中从头开始“从内部”生产衬底本身。可获得已经显示出期望的三维形状的至少一个衬底膜。期望的形状可已经通过模制或成型来产生。所获得的已经成形的衬底膜也可进一步成型。

在120，例如，可通过印刷将至少一个电接触垫、迹线、贴片或导体设置到衬底上的期望位置，并且可通过适当的安装技术分别附接电子组件。可由此形成柔性印刷电路(FPC)结构。安装可包括例如使用粘合剂、糊剂和/或导电墨水来建立和固定期望的机械和电连接。取决于实施方式，项目120可重复地或交替地执行，因此，将它们分成专用执行阶段并不总是必要的，甚至是不可能的。

电子组件可指的是电子器件，例如开关或集成电路或者导体、导电区域、迹线、贴片，和/或也可指机械组件，诸如支撑构件、绝缘元件等，与这些电子组件和/或组件结合使用，并且可通过使用粘合剂、糊剂和/或导电墨水或者通过任何其他方式，诸如通过丝网印刷或本文所述的其他此类方法将它们布置在衬底上。

根据各种实施方式，电接触垫可以是典型的接触垫，包括多个接触垫，可以是例如印刷电路板(PCB)的导电表面，或者可以是基本上远离衬底层延伸的阻挡元件，而不是薄的平面接触垫，或包含导电弹性体。电接触垫可包括一个或几个导电层或元件。

在130，将诸如导电体的导电构件耦接至在步骤120设置至衬底膜的电接触垫。导电构件可有利地以这样的方式耦接，使得该构件的一端耦接到所设置的电接触垫，并且该构件然后优选地基本垂直地远离衬底膜延伸。然而，取决于期望的配置，导电构件可相对于衬底膜在任何位置或方向上延伸。

根据各种实施方式，步骤120和步骤130可基本同时执行，以便同时地或者甚至在可布置在衬底上的其他电子组件之前将导电构件耦接到电接触垫。

在140，优选地塑料层，例如热塑性、热固性、弹性体材料、聚合物、有机、生物材料、复合材料，诸如有机或图形，以及它们的任意组合类型的塑料层被模制在至少导电构件从其延伸的衬底膜的表面上，因此通过使用模具结构来嵌入导电构件。模具结构有利地形成模具腔，包括导电构件的衬底可布置或插入其中。导电构件在模制期间从电接触垫延伸，以与模具结构或插入到模具空腔中的元件接触，例如机械、电气、化学或机电接触，插入到模具空腔中的元件与包括电接触垫的衬底膜相对。导电构件因此从电接触垫一直延伸通过模具空腔一直到模具空腔的相反侧，并且防止或至少显著减少模制材料的量完全嵌入导电构件中，至少使一部分导电构件可接近以提供通过模制材料层到包括在衬底层中的电接触垫的电连接。

在140，导电构件可轻微地压在模具上，以便维持一部分导电构件在模制之后可接近，以便提供通过模制材料层到包括在衬底上的电接触垫的电连接。导电构件所施加的力有利地防止或至少显著减少模制材料的量，以完全覆盖导电构件，从而维持了导电构件的一部分可接近。

考虑到衬底膜或片的潜在性质，衬底膜或片可优选是柔性的。衬底膜或片可包括例如塑料/聚合物，诸如聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯的共聚物(MS树脂)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，或金属。衬底膜或片可包括有机或生物材料，诸如木材、皮革或织物，或这些材料中的任何一种与彼此或与塑料或聚合物或金属的组合。这些材料也可用于模制层和/或保护层中。衬底膜或片也可进一步加工，诸如成形、成型、涂覆等。

衬底膜可包括凸版形式或形状，诸如相对于膜的表面平面的突起、脊、凹槽或凹部，可选地通过孔。这些特征可用于将诸如导体、组件等的元件容纳或至少部分地嵌入在衬底膜内。在保护层中可存在类似的特征。

注塑成型可应用于制造过程中。衬底和可选的保护层(如果已经存在)可用作模具结构或模具中的插入物。任选地，多次注射或多组分成型被施加以提供例如多种材料到多层结构。塑料层可以是至少部分光学透明的和/或包括凹部或通孔，以提供对下面的电子器件的视觉路径，该电子器件可包括光电组件(发光二极管(LED)、光敏检测器)或诸如OLED(有机LED)显示器的显示器。塑料层可附加地或替代地包含不透明的，例如彩色或包含图形的部分，或半透明的部分。为了各种目的，诸如为了光学用途(例如，光耦合、输出耦合、散射或反射)，塑料层可进一步设置有表面凸版形式或其他特征。

根据一些实施方式，可在相对于导电构件耦合至其的衬底膜的模制材料层的相反侧上布置附加层，例如优选为柔性的层或衬底。可在模制之前布置附加层，使得模制材料层然后可模制在衬底膜与附加层或衬底之间。附加层也可例如在模制之后诸如通过使用粘合剂层压到模制材料层上。

在199处，方法执行结束。一旦模制材料已经足够固化，就可将制造的电子组件从模制结构中取出。

图2示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。在200处，涉及启动阶段，可进行必要的任务(诸如材料、组件、诸如电子组件和连接器，以及工具)的选择、获取、校准和其他配置。必须特别注意，各个元件和材料的选择应协同工作，并使所选制造过程和可能放置结构的目标产品存活下来，这自然优选地基于制造过程规范和组件数据表预先进行检查，或者例如通过调查和测试所生产的原型。因此，在该阶段，诸如注塑、IMD/IML、层压、诸如热成型的成型和/或印刷设备等的模制可上升至操作状态。

图2中示出的步骤110、步骤120、步骤130与以上相对于图1所描述的基本上相似。根据各种实施方式，步骤120和步骤130可基本上同时执行，诸如以基本上同时或甚至在电子组件之前将导电构件耦接至电接触垫。

在210处，进行诸如热成型或冷成型的成型，例如通过压制成型或使用负压/过压。在成型期间，可利用模具结构将优选地已经设置有电子器件的优选为柔性的衬底膜成型为期望的基本三维形状。电子器件应优选地放置，以避免在成型过程中产生最大应力的位置，诸如最大压力或曲率的位置。

根据一些实施方式，步骤210也可在步骤120和/或步骤130之前执行，尽管上文在步骤120和130之后进行了描述。

步骤140基本上类似于以上相对于图1描述的步骤。

根据一些实施方式，可在相对于导电构件已耦接其上的衬底膜的模制材料层的相反侧上布置附加层，诸如柔性层或衬底。可在模制之前布置附加层，使得模制材料层然后可模制在衬底膜与附加层或衬底之间。在模制之后，也可诸如通过使用粘合剂将附加层层压到模制材料层上。附加层可以是装饰性的和/或可以是例如用于电容开关的表面。如果用作电容开关的这种表面，则一个或多个导电构件有利地位于距附加层较短的距离处，从而提供高性能的电容开关。

在299处，方法执行结束。一旦模制材料已经充分固化，就可从模具结构中取出制造的三维电子组件，诸如从用于模制的空腔中取出。

图3示意性地示出了根据本发明实施方式的在制造的各个阶段期间的电子组件。图3中所示的尺寸是示例性的，但是在许多实施方式中，衬底膜310可实质上比模制层325更薄。在31，获得衬底膜310，优选地为柔性衬底膜。例如，可通过印刷在膜上产生装饰、图形指示、颜色等。替代地或另外地，诸如保护层的其他层可被提供有这些特征。例如，可应用丝网印刷或喷墨印刷。通常可使用IMD/IML兼容方法来提供装饰性或指示性(例如指示性)特征。

在32，将诸如导电弹簧连接器320的导电构件320预先耦接至设置到衬底膜310的电接触垫315。导电构件320可有利地以这样的方式联接，使得构件320的一端耦接到所设置的电接触垫315，然后构件320从衬底膜310基本垂直地延伸。然而，导电构件320可相对于衬底膜310向任何位置或方向上延伸，主要取决于期望的配置，导电构件320和/或电接触垫315可以是这样的使得构件320在被耦接到垫315之后，沿明显偏离垂直方向的方向延伸，例如偏离达45度或60度。

在32，也可在衬底膜的一个或几个表面上设置其他电子器件，诸如电子组件。其他电子器件至少包括电子接触垫315，但是也可通过可行的制造或安装技术包括电子组件316-318，诸如无源组件、导体、LED或IC。安装技术可包括例如表面安装和通孔安装。诸如印刷的制造可指丝网印刷或喷墨印刷以及各种其他选择。

在33，诸如通过热成型或冷成型来形成至少设置有导电构件320的衬底膜，优选地为弹性衬底膜。在成型期间，优选已经设置有电子器件的衬底膜可成形为期望的基本三维形状。导电构件320和电子器件316-318应优选地设置成避免在成型期间发生最大应力的位置，诸如最大压力或曲率的位置。

在34处，材料层，优选地塑料材料层，例如热塑性、热固性、弹性体材料、聚合物、有机、生物材料、复合材料，诸如有机或图形，以及它们的任意组合类型的塑料材料层被模制在至少导电构件320从其延伸的衬底膜的表面上，从而嵌入导电构件320。可应用注塑成型。衬底和可选的保护层(如果已经存在)可用作模具中的插入物。可选地，多次注射或多组分模制被施加以提供例如多种材料到多层结构。塑料层可以是至少部分光学透明的和/或包括凹部或通孔，以提供对下面的电子器件的视觉路径，该电子器件可包括光电组件(LED、光敏检测器)或诸如OLED(有机LED)显示器的显示器。塑料层可附加地或替代地包含不透明的，例如彩色或包含图形的部分，或半透明的部分。为了各种目的，诸如为了光学用途(例如，光耦合、输出耦合、散射或反射)，可进一步设置有表面凸版形式或其他特征。

根据本发明的实施方式，电连接还可通过将衬底膜成型诸如弯曲或折叠成大致U形而建立并包括延伸穿过模制材料层325的导电构件320。在这种情况下，可将第一电垫315布置在衬底310的第一表面上，然后导电构件320可延伸穿过模制材料层以与模制材料层325相反侧面上的衬底310的第一表面接触。导电构件320还可在衬底310的弯曲或折叠部分上沿着第一表面延伸。

在各种实施方式中，多层电子组件实际上可包括多个柔性膜、模制层和/或保护层，这些柔性膜、模制层和/或保护层的配置(例如尺寸、形状、取向、材料等)可彼此相似或不同，但为了简单起见，图3中所示的实例仅包括衬底膜310和模制材料层325。另外的层，例如建立例如符号、图片或字母数字信息的装饰层或包含指示性图形的层可能已布置到该结构。因此，IMD或IML技术是适用的。

考虑到重叠层的数量，获得的多层电子组件可任选地包含互不相同的多层部分。在某些位置，与在其他位置相比，可能存在更多数量的堆叠层(即，附加层)。通常，这些层可叠置，但是在整体性(一些层可由例如基本上在同一横向平面上的多个分布元件构成)、宽度和/或高度方面不同。所有的层不必彼此叠置，而是可沿多层堆叠的高度不同地定位。自然地，连续的层必须至少在某些地方彼此接触。这些层可包含通孔或窗口。

图4A至图4D示意性地示出了根据本发明的多个实施方式的电子组件。特具体而言，图4A至图4C示出了弹性导电构件320的替代方案，诸如不同类型的弹性导电构件，例如弹簧或弹簧加载的连接器320。弹性导电构件320的至少一部分330是可接近的，以提供通过模制材料层325到电接触垫315的电连接。模制材料325的局部厚度335，即从衬底膜310到模制材料层325的边缘340的局部距离可以是恒定的或可根据位置变化。弹性导电构件320有利地从电接触垫315至少局部地延伸穿过模制材料层325，从而在该特定位置处提供通过模制材料的电连接。

根据本发明的一些实施方式，结合图1至图3描述的导电构件320可以是弹性导电构件，诸如在图4A至图5中描述并在关于图4A至图5的文本中描述的任何构件。

根据图4A至图4C中所示的实施方式，可在模制之后通过模制材料使最初的弹性导电构件320硬化。根据一些实施方式，可在相对于衬底膜310的模制材料层325的相反侧上放置附加层，诸如柔性层或衬底，即，可在模制之前布置附加层，使得模制材料层325可随后在衬底膜与附加层或衬底之间模制。附加层也可布置在模制材料340的边缘上，诸如通过层压，例如在模制之后通过使用粘合剂。附加层可包括用于指示弹性导电构件320在附加层下面的位置的标记，以便易于接近以提供通过模制材料325到电接触垫315的电连接。

图4D示意性地示出了实施方式，根据该实施方式，可在模制之前将元件345，在这种情况下而不是层或片，例如，垫片或导体，布置在由模具结构限定的空腔中，以及弹性导电构件320布置成在衬底膜的电接触垫315和元件345之间延伸。可在模制之后去除元件345，从而暴露弹性导电构件320的部分330以提供通过模制材料层325的电连接。例如，如果元件345导电，则元件345可成为电子组件的一部分，在这种情况下，可接近部分330可以是元件330的与模制材料层325的边缘340大致对准的端部。

根据本发明的实施方式，可存在耦接到第一电接触垫的导电弹性材料，诸如一片导电弹性体。然后例如可将导电弹簧连接器接合到导电弹性材料上，以延伸穿过模制材料层，以提供穿过模制材料层的电连接。在这种情况下，弹性导电构件320包括导电元件的组合。如本文先前所描述的，元件的组合可包括刚性元件，只要存在至少一个弹性元件以整体上为弹性导电构件320提供弹性即可。

图5示出了根据本发明实施方式的电子组件。图5中的弹性导电构件是包括弹簧构件522和壳体524或外壳524的封闭的弹性导电构件520。封闭的弹性导电构件520有利地从电接触垫315至少局部地延伸穿过模制材料层325，以在那个特定位置提供通过模制材料的电连接。因为弹簧构件522被封闭在壳体524内，所以模制材料层325没有有利地使弹簧构件522刚性化，因此，封闭的弹性导电构件520在模制期间保持其弹性。在模制之后，封闭的弹性导电构件520的至少一部分330可接近，以提供通过模制材料层325到电接触垫315的电连接。模制材料325的局部厚度335，即，从衬底膜310到模制的边缘340的局部距离可以是恒定的或可变化的。根据一个实施方式，封闭的弹性导电构件520的主体或外壳524也可以是弹性的，诸如是柔性塑料或橡胶，或者是刚性的，诸如金属。

根据实施方式，可在模制之后直接地或从附加膜的下方，即，通过附加膜，接近封闭的弹性导电构件520的弹簧构件522，使得弹簧构件522可用于提供穿过模制材料层325的电连接。弹簧构件522的静止位置可使得该构件从第一衬底膜的电接触垫延伸，至少局部地比模制材料325的边缘340更远。

根据各种实施方式，可在模制材料层325上利用附加层。附加层也可诸如通过层压，例如通过使用粘合剂，布置在模制材料340的边缘上。附加层可包括用于指示弹性导电构件320在附加层下方的位置的标记。

结合图4A至图5，通过降低模制过程中对严格公差的要求，弹性导电构件的弹性也可以是有利的，因为所述构件可相对于其静止位置被压缩，从而与使用刚性连接器相比，在过程中允许更高的公差。

图6示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。在600，涉及启动阶段，可进行必要的任务(诸如材料、组件、诸如电子组件和连接器，以及工具)的选择、获取、校准和其他配置。必须特别注意，各个元件和材料的选择应协同工作，并使所选制造过程和可能放置结构的目标产品存活下来，这自然优选地基于制造过程规范和组件数据表预先进行检查，或者例如通过调查和测试所生产的原型。因此，在该阶段，诸如注塑、IMD/IML、层压和/或印刷设备等的模制可上升至操作状态。

在610，获得至少两个用于容纳电子器件的，优选为柔性的衬底膜，即第一和第二衬底膜。现成的衬底材料，例如，一卷塑料膜，可被获取并可选地被处理，诸如进行涂覆、着色(如果最初不是所需的颜色，或者例如，最佳的透明度或半透明度)、雕刻、浮雕、成型等，或者可通过模制或其他方法从所需原材料中从头开始从内部生产衬底本身。

步骤120基本上类似于以上关于图1描述的步骤。在与图6所示的实施方式有关的120处，将电接触垫设置到第一衬底膜。

在620，将电接触垫设置到第二衬底膜相对于第一衬底膜的电接触垫的相应位置。相应的位置在此是指这样的位置，该位置例如对准，使得当布置衬底膜以进行模制时，该可选弹性的导电构件320(在步骤130中设置)从第一衬底膜的电接触垫延伸，以与第二衬底膜的电接触垫接触，从而在第一衬底膜和第二衬底膜上的电接触垫之间提供电连接。

步骤130基本上类似于以上关于图1描述的步骤。

在630，优选地塑料层，例如热塑性、热固性、弹性体材料、聚合物、有机、生物材料、复合材料，诸如有机或图形，以及它们的任意组合类型的塑料层被模制在可选弹性的导电构件在其间延伸的第一和第二衬底膜之间，从而通过利用模具结构嵌入可选弹性的导电构件。模具结构有利地形成用于模制的空腔，可将衬底插入该空腔中。该可选弹性的导电构件优选地在模制期间从第一衬底膜的电接触垫延伸以与第二衬底膜的电接触垫接触，即，从电接触垫之间延伸。有利地，该可选弹性的导电构件在模制期间从第一衬底层的电接触垫延伸以与第二衬底层接触，并且防止或至少显著减少完全嵌入可选弹性的导电构件的模制材料的量，使至少一部分可选弹性的导电构件与第二衬底膜的电接触垫接触以在第一和第二衬底层的电接触垫之间提供通过模制材料层的电连接。

在630，可选弹性的导电构件可在模制期间压靠在第二衬底层的电接触垫上，以便在模制之后在第一和第二衬底层的电接触垫之间提供通过第二材料层的电连接。由可选弹性的导电构件施加的力有利地防止完全覆盖可选弹性的导电构件，从而维持可选弹性的导电构件的一部分可接近。弹性导电构件的弹性还可有利于减少模制过程中对严格公差的要求，因为所述构件可相对于其静止位置被压缩，从而允许该过程中的更高公差。

在699，方法执行结束。一旦模制材料已经足够固化，就可从模具中取出制造的电子组件。

图7示出了根据本发明实施方式的方法的流程图。在700，涉及启动阶段，可进行必要的任务(诸如材料、组件、诸如电子组件和连接器，以及工具)的选择、获取、校准和其他配置。必须特别注意，各个元件和材料的选择应协同工作，并使所选制造过程和可能放置结构的目标产品存活下来，这自然优选地基于制造过程规范和组件数据表预先进行检查，或者例如通过调查和测试所生产的原型。因此，在该阶段，诸如注塑、IMD/IML、诸如热成型的成型、层压和/或印刷设备等的模制可上升至操作状态。

步骤610基本上类似于以上关于图6描述的步骤。

在720，将电接触垫设置到第一和第二衬底膜相对于彼此的相应位置。在此，相应的位置是指例如电接触垫对准的位置，使得当布置衬底膜以用于模制时，该可选弹性的导电构件(在步骤130中提供)从第一衬底膜的电接触垫延伸，以与第二衬底膜的电接触垫接触，从而在第一衬底膜和第二衬底膜上的电接触垫之间提供电连接。

步骤130基本上类似于以上关于图1描述的步骤。

在步骤730，进行诸如热成型或冷成型的成型。在成型过程中，优选已经提供有电子器件的衬底膜可成形为期望的基本三维形状。电子器件应优先放置，以避免在成型过程中产生最大应力的位置，诸如最大压力或曲率的位置。可仅形成一个衬底，或者两个衬底可相同或不同地形成。

步骤630基本上类似于以上关于图6描述的步骤。

在799处，方法执行结束。一旦模制材料已经足够固化，就可从模具结构中取出制造的三维电子组件。

图8示出了根据本发明实施方式的电子组件。在31和81，获得衬底膜310，810，优选为柔性衬底膜。例如，可通过印刷在膜上产生装饰、图形指示、颜色等。替代地或另外地，诸如保护层的其他层可被提供有这些特征。例如，可应用丝网印刷或喷墨印刷。通常可使用IMD/IML兼容方法来提供装饰性或指示性(例如指示性)特征。

在32和82，电接触垫315和815被设置在对应的位置820中。此外，电子器件也可被设置在衬底膜的一个表面上。电子器件至少包括电子接触垫315，但是也可通过可行的制造或安装技术包括电子组件316-318，816，818，诸如无源组件、导体、LED或IC。安装技术可包括例如表面安装和通孔安装。诸如印刷的制造可指丝网印刷或喷墨印刷以及各种其他选择。

此外，在32，可选弹性的导电构件320，诸如电导体320或导电弹簧连接器320或封闭的弹性导电构件520，被耦接到设置在衬底膜310上的电接触垫315。可选弹性的导电构件320可有利地以这样的方式耦接，使得构件320的一端耦接到所设置的电接触垫315，然后构件320从衬底膜310基本垂直地延伸。然而，可选弹性的导电构件320可相对于衬底膜310在任何位置或方向上延伸，这主要取决于期望的配置和/或电接触垫315。可选弹性的导电构件320可在其他电子组件316-318之前或基本同时或之后耦接，这些其他电子组件316-318将布置在衬底310上。

在33和83，诸如通过热成型或冷成型来形成衬底膜。在成型期间，优选已经设置有电子器件的衬底膜可成形为期望的基本三维形状，相同或不同的形状。在一些实施方式中，可仅形成衬底之一。可选弹性的导电构件320和电子器件316-318应优选地设置，以避免在成型期间发生最大应力的位置，诸如最大压力或曲率的位置。

在84，材料层325，优选地塑料层，例如热塑性、热固性、弹性体材料、聚合物、有机、生物材料、复合材料，诸如有机或图形，以及它们的任意组合类型的塑料层被模制在可选弹性的导电构件在其间延伸的电接触垫之间的衬底膜之间，从而通过利用模具嵌入可选弹性导电构件。可应用注塑成型。衬底和可选的保护层(如果已经存在)可用作模具中的插入物。可选地，多次注射或多组分模制被施加以提供例如多种材料到结构。塑料层可以是至少部分光学透明的和/或包括凹部或通孔，以提供对下面的电子器件的视觉路径，该电子器件可包括光电组件(LED、光敏检测器)或诸如OLED(有机LED)显示器的显示器。塑料层可附加地或替代地包含不透明的，例如彩色或包含图形的部分，或半透明的部分。为了各种目的，诸如为了光学用途(例如，光耦合、输出耦合、散射或反射)，可进一步提供有表面凸版形式或其他特征。

图9A至图9C示出了根据本发明的一些实施方式。可选弹性的导电构件320可用于连接两个衬底膜310，810以彼此电连接。存在根据本发明的多个实施方式的如何提供电的衬底到衬底的连接的多个实例。图9A示出了一个实例，根据该实例，所述两个衬底310，810可被布置为彼此靠近，使得第一电垫315和第二电垫815相对于彼此位于相应的位置820，并且基本上彼此接触。在这种情况下，可选弹性的导电构件320可以是一小块或少量的导电材料，其被布置为适当地在两个垫315之间建立电连接。由于模制材料，衬底被进一步彼此挤压。两个衬底310，810可基本上布置成彼此直接连接，例如在衬底边缘的区域处，如图9A至图9C所示。然而，电连接也可被布置为至少驻留在衬底之一的中心区域上。在这种情况下，第一电接触垫315可耦接到可选弹性的导电构件320，该导电构件320可基本上驻留在第二衬底膜810上。电耦接点，即电垫315，815可驻留在衬底310，810的相对表面上。

根据本发明的实施方式，诸如图9B和图9C所示的，至少一个衬底的边缘，即它们中的一个或两个，可被折叠或弯曲，以将电垫315、815相对于彼此布置在相应的位置820中。然后可通过导电构件320建立从一个衬底到另一衬底的电连接。从图9A至图9C可看出，电垫315、815可驻留在衬底的任一表面上。

本领域技术人员应根据所使用的材料、尺寸和组件事先知道或通过现场测试确定最佳工艺参数。仅有很少的示例性指南可作为一般指南。当衬底膜是PET并且要在其上重塑的塑料是PC时，熔融的PC的温度可在280至320摄氏度之间，并且适用的模具温度可在约20至95摄氏度的范围内，即，可为例如约80摄氏度。应选择所用的衬底膜和工艺参数，以使衬底在工艺过程中保持基本固态。

潜在地预安装的电子器件优选地已经附接到衬底，使得它们在模制期间保持静态。可选地，可在制造方法的执行期间至少对于选定的阶段利用卷对卷技术，诸如为衬底提供迹线/组件或将层集成在一起。卷对卷的应用要求所用材料层具有一定的灵活性。因此，最终产品(获得的多层结构或最终容纳它的设备)可以是柔性的。然而，本发明在实践中也可适用于具有较硬材料片或通常为所需材料片的场景。

诸如热成型或冷成型的成型可在本发明的各种实施方式中通过加热具有或不具有其他电子组件的衬底至成型的和/或用于成型的模具结构来实施。为了形成物体而施加在物体上的压力可例如通过利用具有合适形状的模具结构的压模施加，或者通过使用施加在衬底表面上的合适的负或正气压来施加，以使其形成合适的形状，优选地，诸如利用腔板。

包含电子组件的目标电子产品或设备可包括例如消费电子设备、工业电子器件、自动化设备、机械、汽车产品、安全或保护设备、计算机、平板计算机、平板手机、诸如手机的移动终端、警报设备、可穿戴电子器件/产品(服装、头饰、鞋类等)、传感器设备、测量设备、显示设备、游戏控制器或控制台、照明设备、多媒体或音频播放器、视听(AV)设备、运动装备、通信设备、运输或携带设备、电池、光学设备、太阳能电池板或太阳能电池能源设备、发射器、接收器、无线控制设备或控制器设备。

除了明确描述的组合之外，可以以组合方式使用在先前描述中描述的特征。尽管已经参考某些特征描述了功能，但是那些功能可由其他特征执行，无论是否描述。尽管已经参考某些实施方式描述了特征，但是无论是否描述，那些特征也可存在于其他实施方式中。

Claims (24)

1.一种用于制造电子组件的方法，所述方法包括：

-获得（110；610）用于容纳电子器件的第一衬底膜（310），其中，所述第一衬底膜（310）限定第一侧和相反侧；

-可选地通过利用印刷电子器件技术，将至少第一电接触垫（315）设置（120；720）到所述第一衬底膜（310）的所述第一侧上的部分所述第一衬底膜上，以及将一个或几个电子组件（316-318）设置在所述第一侧上的部分所述第一衬底膜上，其中，所述第一电接触垫（315）被布置为电连接至所述一个或几个电子组件（316-318），-将导电构件（320；520）耦接（130）到所述第一电接触垫（315），其中，所述导电构件（320；520）为弹性导电构件，以及随后

-利用限定用于模制的空腔的模具结构，将第二材料层（325）模制（140），到所述第一衬底膜（310）的所述第一侧上，以将所述导电构件（320；520）和所述一个或几个电子组件（316-318）弹性嵌入所述第二材料层（325），其中，所述弹性导电构件（320；520）被布置为在模制期间从所述第一电接触垫（315）延伸穿过所述空腔，以相对于所述第一电接触垫（315）与所述空腔的不同侧面上的元件接触，以压缩所述元件，所述元件在所述第一衬底膜（310）的所述第一侧上，以保持所述弹性导电构件（320；520）的至少一部分（330）在所述模制之后可接近，以提供通过所述第二材料层（325）到所述第一电接触垫（315）的电连接。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述印刷电子器件技术为丝网印刷。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述弹性导电构件为导电弹簧连接器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述模制（140）为注塑模制。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述不同侧面为相反侧面。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述元件为所述模具结构或膜或垫片或导体的一部分。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获得（110；610）还包括获得第二膜（810），其中，所述第二材料层（325）至少在所述第一衬底膜（310）和所述第二膜（810）之间模制，以嵌入所述导电构件（320），并且所述导电构件（320；520）从所述第一电接触垫（315）延伸以与所述第二膜（810）接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述导电构件（320；520）从所述第一电接触垫（315）延伸以压缩所述第二膜（810）。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所获得的第二膜（810）是用于容纳电子器件的第二衬底膜，并且所述设置（120；720）还包括通过利用印刷电子器件技术来将至少第二电接触垫（815）设置到所述第二衬底膜相对于所述第一电接触垫（315）的相应位置（820），并且所述模制包括所述导电构件（320；520）从所述第一电接触垫（315）延伸，以便与所述第二电接触垫（815）接触，用于提供从所述第一电接触垫（315）穿过所述第二材料层（325）到所述第二电接触垫（815）的电连接。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述导电构件（320；520）从所述第一电接触垫（315）延伸以压缩在所述第二电接触垫（815）上。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二电接触垫（815）被布置在所述相应位置（820），使得当将所述第一衬底膜（310）和所述第二衬底膜（810）插入模具中以模制至少所述膜（310；810）之间所述第二材料层（325）时，所述第一电接触垫和所述第二电接触垫（315；815）彼此相对地对准。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述设置还包括：将一个或多个电子器件组件（816，818）设置在所述第二衬底膜（810）上，其中，所述组件（316-318，816，818）、所述电接触垫（315；815）和所述导电构件（320；520）形成位于所述第一衬底膜（310）和所述第二衬底膜（810）上的电路。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述弹性导电构件是封闭的弹性导电构件（520），用于在所述模制期间基本维持其弹性。

14.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所获得的第一衬底膜（310）和第二衬底膜中（810）的至少一个是柔性衬底膜。

15.根据权利要求14所述的方法，包括将所述第一衬底膜（310）和所述第二衬底膜（810）中的至少一个成型（210；730）为期望的三维形状。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述成型为热成型或冷成型。

17.一种电子组件，包括：

-容纳电子器件的第一衬底膜（310），其中，所述第一衬底膜（310）限定第一侧和相反侧，并且包括在所述第一侧上的部分所述第一衬底膜上的一个或几个电子组件（316-318），所述电子器件至少包括在所述第一衬底膜（310）上的所述第一侧上的部分所述第一衬底膜上限定第一电接触垫（315）的导电材料，其中，所述第一电接触垫（315）被布置为电连接至所述一个或几个电子组件（316-318），

-在所述第一衬底膜（310）上的所述第一侧中的第二材料层（325），包括模制材料，嵌入所述一个或几个电子组件（316-318），以及

-至少原始弹性的导电构件（320；520），耦接到所述第一电接触垫（315）并从所述第一电接触垫（315）延伸穿过所述第二材料层（325），其中，在所述第一衬底膜（310）上的所述第一侧中的所述至少原始弹性的导电构件（320）的一部分（330）可接近以提供通过所述第二材料层（325）到所述第一电接触垫（315）的电连接，其中，所述至少原始弹性的导电构件（320；520）被嵌入所述第二材料层（325）中。

18.根据权利要求17所述的电子组件，所述模制材料为注塑模制的热塑性材料。

19.根据权利要求17所述的电子组件，所述原始弹性的导电构件（320；520）为导电弹簧连接器。

20.根据权利要求17所述的电子组件，包括相对于所述第一衬底膜（310）在所述第二材料层（325）的相反侧上的第二衬底膜（810），其中，所述导电构件（320；520）从所述第一电接触垫（315）穿过所述第二材料层（325）延伸到所述第二衬底膜（810）。

21.根据权利要求20所述的电子组件，包括：包括电子器件的第二衬底膜（810），其中，所述电子器件至少包括限定第二电接触垫（815）的导电材料，并且所述导电构件（320；520）与所述第一电接触垫和所述第二电接触垫（315；815）电连接，从而在所述第一电接触垫和所述第二电接触垫（315；815）之间提供电连接。

22.根据权利要求17至21中的任一项所述的电子组件，其中，所述至少原始弹性的导电构件（520）是具有弹性的封闭弹性导电构件。

23.根据权利要求20或21所述的电子组件，其中，第一电垫和第二电垫（315；815）相对于彼此大致相对地分别设置在所述第一衬底膜和所述第二衬底膜（310；810）上。

24.一种电子设备，包括根据权利要求17至23中任一项所述的电子组件。

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