CN111800936A - 可折叠柔性电路板 - Google Patents

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R·G·吉普森
B·维拉甘哈姆
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Dura Operating LLC
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Abstract

一种柔性电路板包括柔性基板，该柔性基板具有第一部分、第二部分和限定第一部分和第二部分的一部分的第一面。电气组件设置在第一部分和第二部分中的第一面上。柔性基板在第一部分和第二部分之间折叠，使得第一部分覆盖第二部分并且第一面朝外。

Description

可折叠柔性电路板
技术领域
本发明涉及一种可折叠柔性电路板，更具体地说，涉及一种用于机动车辆的饰件中的可折叠柔性电路板。
背景技术
本节的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能构成或不构成现有技术。
一种机动车辆的外部饰件可包括具有外装饰表面和内支撑表面的刚性基板或支撑构件。外装饰表面可具有高质量光洁度，例如光泽表面。内支撑表面可以包括凸缘和其他特征，以将外部饰件紧固到机动车辆上并为基板提供结构刚性。外装饰表面的上方设置有丙烯酸透明正面。机动车辆的外部饰件也可包括用于外部控制机动车辆某些特征的人机界面(HMI)设备。人机界面可包括提供电容式触摸、照明等的刚性电路板。
然而，机动车辆的许多饰件呈弯曲状，这可增加刚性电路板上的应力。相对于刚性电路板可弯曲的柔性电路板通常不提供刚性电路板的功能。因此，本领域需要提供将刚性电路板的优点与柔性电路板的可弯曲性相结合的HMI设备。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供了一种柔性电路板。柔性电路板包括柔性基板，该柔性基板具有第一部分、第二部分和限定第一部分和第二部分的一部分的第一面。电气组件设置在第一部分和第二部分中的第一面上。柔性基板在第一部分和第二部分之间折叠，使得第一部分覆盖第二部分并且第一面朝外。
在一个方面，电气组件包括在第一部分中的第一面上的LED，其中来自LED的光被提供给第二部分的第一面。
在另一个方面，第一部分包括第一开口且第二部分包括第二开口，LED邻近第一开口设置。
在另一个方面，第一开口中设置有光导向件，该光导向件配置成引导来自LED的光穿过第二开口。
在另一个方面，电气组件包括设置在第二部分中的第一面上的电容式触摸传感器。
在另一个方面，电容式触摸传感器设置在第二开口周围。
在另一个方面，当柔性基板折叠时，第一开口与第二开口对齐。
在另一个方面，柔性基板的第二面上设置有胶带，其中胶带将第一部分粘附到第二部分。
在另一个方面，胶带包括当柔性基板折叠时与第一开口和第二开口对齐的孔。
在另一个方面，电子组件包括设置在第一部分中的第一面上的LED和设置在第二部分中的第一面上的电容式触摸传感器。
在另一个方面，柔性基板的第二面上设置有间隔物，其中间隔物接触第一部分和第二部分。
在另一个方面，第一部分纵向邻近第二部分设置，并且柔性基板纵向折叠。
在另一个方面，第一部分横向邻近第二部分设置，并且柔性基板横向折叠。
在另一个方面，柔性基板包括沿着折叠线设置在第一部分和第二部分之间的狭缝。
在另一个方面，连接器集成到柔性基板中并从柔性基板延伸。
根据本公开的另一个方面，提供了一种机动车辆的饰件。该饰件包括刚性基板、透明盖和设置在刚性基板和透明盖之间的柔性电路板。柔性电路板包括具有第一部分、第二部分和第一面的柔性基板，以及设置在第一部分和第二部分中的第一面上的电气组件。柔性基板在第一部分和第二部分之间折叠，使得第一部分覆盖第二部分并且第一面朝向刚性基板和透明盖朝外。
在一个方面，电气组件包括LED和电容式触摸传感器，电容式触摸传感器邻近透明盖设置，LED邻近刚性基板设置。
在另一个方面，第一部分包括第一开口且第二部分包括第二开口，并且第一开口中设置有光导向件，其中LED邻近第一开口设置，并且光导向件引导来自LED的光穿过第二开口和透明盖。
在另一个方面，柔性电路板和透明盖之间设置有装饰膜。
根据本公开的另一个方面，提供了一种机动车辆的饰件。该饰件包括刚性基板、由至少半透明材料形成的盖、以及设置在刚性基板和盖之间的柔性电路板，该盖限定了饰件的外部的一部分。柔性电路板包括具有第一部分、第二部分和第一面的柔性基板、穿过柔性基板并设置在第一部分中的第一开口、设置在第一开口中的光导向件、设置在第一面上邻近光导向件的LED、穿过柔性基板并设置在第二部分中的第二开口、以及设置在第一面上邻近第二开口的电容式触摸传感器。柔性基板在第一部分和第二部分之间折叠，使得第一开口与第二开口对齐，并且第一部分邻近刚性基板，第二部分邻近透明盖。
附图说明
本文描述的附图仅用于说明的目的，并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。附图中的组件不一定按比例绘制，更重要地是说明本发明的原理。此外，在附图中，在整个图中类似的附图标记表示相应的组件。在附图中：
图1是具有饰件的示例性机动车辆的透视图，该饰件具有根据本公开的原理的可折叠柔性电路板；
图2是机动车辆的外部饰件的前视图；
图3是人机界面设备的分解前视图，该人机界面设备包括膜和根据本公开的原理的用于机动车辆的外饰件中的可折叠柔性电路板；
图4是可折叠柔性电路板的后视图；
图5是沿图3中箭头5-5的方向观察的折叠后的可折叠柔性电路板的横截面；以及
图6是根据本公开的原理的替代柔性电路板的前视图。
具体实施方式
参照图1，具有根据本公开的原理的可折叠柔性电路板的示例性饰件10与示例性机动车辆12一起示出。机动车辆12示为客运车辆，然而，机动车辆12可以是任何类型的机动车辆12，包括卡车、货车、房车、运动型多用途车等。饰件10形成机动车辆12的外表面的一部分。饰件10包括人机界面(HMI)14。饰件10示为B柱饰件。然而，应当理解，本公开的教导可以应用于各种其他外部饰件，包括但不限于A柱外部饰件16、C柱外部饰件18、扰流板外部饰件20、侧板22等。
图2示出了饰件10的放大视图。饰件10通常包括基板24和外部盖26。基板24是刚性的，并且具有前装饰表面28。在一个方面，前装饰表面28是光泽的并且光学连续的。基板24还包括设置在前装饰表面28下方的内部表面30。内部表面30包括各种凸缘、紧固件和其他特征，例如安装凸片32，用于为基板24提供结构支撑并便于将饰件10连接到机动车辆12。基板24还包括支撑其内的HMI 14的切口或凹口34。外部盖26至少部分透明、透明或半透明。外部盖26设置在基板24和HMI 14的上方。外部盖26形成机动车辆12的外表面的一部分。
图3示出了与饰件10分离的HMI 14的一部分的分解图。HMI 14用作输入和/或输出设备。作为输入设备，用户可以通过其输入代码或命令并生成输出。输出可以是解锁机动车辆12、启动电机等。HMI 14通常包括可折叠柔性电路板(FCB)36和膜38。在不脱离本公开的范围的情况下，HMI 14可包括附加组件。
参考图4并继续参考图3，可折叠柔性电路板36包括柔性基板40。柔性基板可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚醚酰亚胺(PEI)或各种其他柔性材料制成。柔性基板40包括第一面42(图3)和第二面44(图4)。柔性基板40进一步分成第一部分46和第二部分48。第一部分46横向邻近第二部分48设置。
可折叠柔性电路板36还包括设置在第一面42上的电气组件50。电气组件50通常包括与触摸感测电路54电连通的控制电路52。控制电路52设置在第一部分46上。控制电路52包括多个发光二极管(LED)56，该多个LED连接到多个导电迹线58(为了清楚起见，仅示出了其中的几个)。每个LED 56都邻近光导向件60设置。光导向件60设置在开口61中，开口61从第一面42延伸穿过柔性基板40至第二面44。控制电路52还可以包括由导电迹线58连接的各种电子部件62。控制电路52连接到尾纤集成连接器64。
触摸感测电路54设置在第二部分48上。触摸感测电路54通常包括多个开口66，该多个开口从第一面42延伸穿过柔性基板40至第二面44。每个开口66周围设置有电容式触摸传感器68。电容式触摸传感器68包括当由用户触摸闭合时完成电路的X电极和Y电极(未示出)。
折叠线70将第一部分46与第二部分48分离。折叠线70在第一部分46和第二部分48之间纵向延伸。在一个方面，折叠线70由第一狭缝70A、第二狭缝70B、和设置在第一狭缝70A和第二狭缝70B之间的连接部分70C限定。在另一个方面，折叠线70不包括狭缝。在又一个方面，以弱化或穿孔的部分(未示出)代替第一狭缝70A和第二狭缝70B。
参考图4，间隔物72粘附到或接触第二面44的第二部分48。在一个方面，柔性基板40的第二面44没有电气组件并且提供平坦表面，从而形成单层柔性电路板。间隔物72包括穿过其设置的孔74，孔74与开口66对齐。可选地，间隔物72可粘附到或接触第二面44的第一部分46。在一个方面，间隔物72是胶带。在另一个方面，间隔物72是使用粘合剂涂层(未示出)粘附到第二面44的聚合物。在另一个方面，间隔物72用作加强件，以在二次成型过程中为可折叠柔性电路板36提供结构支撑，以便形成饰件10，如下所述。
在与饰件10组装之前，将可折叠柔性电路板36沿着折叠线70折叠，使得第一部分42覆盖第二部分44。如本文所使用的，“折叠”包括沿着折叠线70形成使得第一部分42覆盖第二部分44的角度、拐角、小半径弯曲或其他构造。图5示出了折叠后的可折叠柔性电路板36的侧视图。当折叠时，第二面44面向内，而第一面42面向外。此外，第一部分46的开口61和光导向件60与间隔物72的孔74和第二部分48上的开口66对齐。因此，当通电时，来自LED 56的光通过光导向件60、孔74和开口66被提供给第二部分48的第一面42。可折叠柔性电路板36可通过将间隔物72粘附到第二面44的第一部分46和第二部分48来固定。
返回图3，在已折叠了可折叠柔性电路板36之后，膜38设置在第二部分48的第一面42上方，即触摸感测电路54上方。膜38可包括描绘数字、图像等的透明、部分透明或半透明部分。形成饰件10时，将HMI 14放置在模具(未示出)中，并且将第一次试模注射成型到HMI14上以形成基板24。接下来，将第二次试模注射成型到HMI 14上以形成外部盖26。因此，返回图2，第一面42的第二部分48接触外部盖26，并且第一面42的第一部分46接触基板24。可以使用附加层和工艺来完成饰件10。
转到图6，图示了替代的可折叠柔性电路板36’。可折叠柔性电路板36’与可折叠柔性电路板36相似，并且类似的组件用类似的附图标记表示。然而，可折叠柔性电路板36的第一部分46纵向邻近第二部分48设置。因此，折叠线70在第一部分46和第二部分48之间横向延伸。如上所述，当折叠时，第一部分46覆盖第二部分48。
可折叠柔性电路板36、36’具有柔性电路板和刚性电路板的许多优点。可折叠柔性电路板36、36’提供了双面电路板总成，与此同时降低了制造的复杂性。可折叠柔性电路板36、36’使得尾纤集成连接器64与柔性基板40一体形成，从而减少了电接头或连接器的数量。此外，相对于刚性电路板，可折叠柔性电路板36、36’适应弯曲或呈弯曲状的饰件的能力提高。最后，相对于刚性电路板，可折叠柔性电路板36、36’的热膨胀系数与基板24和外部盖26的热膨胀系数更好地匹配。
术语“外部”、“向外地”、“纵向地”和“横向地”是相对于如本申请的附图所示的饰件10和可折叠柔性电路板36的方向而言。因此，尽管饰件10和可折叠柔性电路板36的方向可以相对于给定用途而改变，但是这些术语旨在仍然相对于如图所示的饰件10和可折叠柔性电路板36的组件的方向适用。
另外，在权利要求书和说明书中，某些元件被任意指定为“第一”和“第二”。这些指定，仅旨在在这些元件出现的部分，即说明书或权利要求书或发明内容中保持一致，而在说明书、权利要求书和发明内容之间不一定保持一致。在这种意义上，它们并不旨在以任何方式限制元件，并且在权利要求中标记为“第二”的元件可以指或者可以不指在说明书中标记为“第二”的元件。相反，这些元件可以通过它们的设置、描述、连接和功能来区分。
上述本发明的特征和组件在本质上仅仅是示例性的。不脱离本发明的要旨的变型均包括在本发明的范围内。这些变型不被认为是脱离本公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种柔性电路板，包括：
柔性基板，具有第一部分、第二部分和限定所述第一部分和所述第二部分的一部分的第一面；和
电气组件，设置在所述第一部分和所述第二部分中的所述第一面上，并且
其中所述柔性基板在所述第一部分和所述第二部分之间折叠，使得所述第一部分覆盖所述第二部分并且所述第一面朝外。
2.如权利要求1所述的柔性电路板，其中所述电气组件包括在所述第一部分中的第一面上的LED，其中来自所述LED的光被提供给所述第二部分的第一面。
3.如权利要求2所述的柔性电路板，其中所述第一部分包括第一开口且所述第二部分包括第二开口，所述LED邻近所述第一开口设置。
4.如权利要求3所述的柔性电路板，还包括光导向件，所述光导向件设置在所述第一开口中并且配置成引导来自所述LED的光穿过所述第二开口。
5.如权利要求4所述的柔性电路板，其中所述电气组件包括设置在所述第二部分中的第一面上的电容式触摸传感器。
6.如权利要求5所述的柔性电路板，其中所述电容式触摸传感器设置在所述第二开口周围。
7.如权利要求3所述的柔性电路板，其中当所述柔性基板折叠时，所述第一开口与所述第二开口对齐。
8.如权利要求3所述的柔性电路板，还包括设置在所述柔性基板的第二面上的胶带，其中所述胶带将所述第一部分粘附到所述第二部分。
9.如权利要求8所述的柔性电路板，其中所述胶带包括当所述柔性基板折叠时与所述第一开口和所述第二开口对齐的孔。
10.如权利要求1所述的柔性电路板，其中所述电子组件包括设置在所述第一部分中的第一面上的LED和设置在所述第二部分中的第一面上的电容式触摸传感器。
11.如权利要求1所述的柔性电路板，还包括设置在所述柔性基板的第二面上的间隔物，其中所述间隔物接触所述第一部分和所述第二部分并且加固所述柔性基板。
12.如权利要求1所述的柔性电路板，其中所述第一部分横向邻近所述第二部分设置，并且所述柔性基板纵向折叠。
13.如权利要求1所述的柔性电路板，其中所述第一部分纵向邻近所述第二部分设置，并且所述柔性基板横向折叠。
14.如权利要求13所述的柔性电路板，其中所述柔性基板包括沿着折叠线设置在所述第一部分和所述第二部分之间的狭缝。
15.如权利要求1所述的柔性电路板，还包括集成到所述柔性基板中并从所述柔性基板延伸的连接器。
16.一种机动车辆的饰件，所述饰件包括：
刚性基板；
透明盖；和
单层柔性电路板，设置在所述刚性基板和所述透明盖之间，所述单层柔性电路板具有：
柔性基板，具有第一部分、第二部分和第一面；和
电气组件，设置在所述第一部分和所述第二部分中的所述第一面上，并且
其中所述柔性基板在所述第一部分和所述第二部分之间折叠，使得所述第一部分覆盖所述第二部分并且所述第一面朝向所述刚性基板和所述透明盖朝外。
17.如权利要求16所述的饰件，其中所述电气组件包括LED和电容式触摸传感器，所述电容式触摸传感器邻近所述透明盖设置，所述LED邻近所述刚性基板设置。
18.如权利要求17所述的饰件，其中所述第一部分包括第一开口且所述第二部分包括第二开口，并且所述光导向件设置在所述第一开口中，其中所述LED邻近所述第一开口设置，并且所述光导向件引导来自所述LED的光穿过所述第二开口和所述透明盖。
19.如权利要求17所述的饰件，还包括设置在所述柔性电路板和所述透明盖之间的装饰膜。
20.一种机动车辆的饰件，所述饰件包括：
刚性基板；
由至少半透明材料形成的盖，所述盖限定了所述饰件外部的一部分；和
设置在所述刚性基板和所述盖之间的柔性电路板，所述柔性电路板具有：
柔性基板，具有第一部分、第二部分和第一面；
第一开口，穿过所述柔性基板并设置在所述第一部分中；
光导向件，设置在所述第一开口中；
LED，设置在所述第一面上邻近所述光导向件；
第二开口，穿过所述柔性基板并设置在所述第二部分中；
电容式触摸传感器，设置在所述第一面上邻近所述第二开口，并且
其中所述柔性基板在所述第一部分和所述第二部分之间折叠，使得所述第一开口与所述第二开口对齐并且所述第一部分邻近所述刚性基板且所述第二部分邻近所述盖。
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