CN220191341U - 电子器件和充电座 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例提供一种电子器件，包括：柔性电路板；电子元件，通过第一连接件和第二连接件连接柔性电路板，第一连接件由第一导电材料组成，第二连接件由第二导电材料组成，第一导电材料具有第一熔点，第二导电材料具有第二熔点，第一熔点低于第二熔点；封装层，包覆第一连接件和第二连接件。本申请的实施例提供了一种可加热修复裂痕的软性电子器件，通过熔点较低的第一连接件，在连接件与柔性电路板产生脱层时，可利用低温温度使第一连接件重新熔融，当恢复室温后连接件再与柔性电路板重新键结，以修复脱层并恢复电连接。

Description

电子器件和充电座

技术领域

本实用新型涉及一种电子器件和充电座。

背景技术

图1示出了现有的可穿戴设备(wearable device)(例如电子贴片)，图2示出了其中单个管芯1和柔性电路板3的连接，为了提高柔度(flexibility)，通常在柔性电路板(FPC)3上通过表面安装技术(SMT)安装管芯1，并使用模塑料(例如环氧树脂模塑料)2进行封装，然而实际使用时频繁的挠折或过度的挠折容易使产品有失效风险，例如在应力较大的位置处，例如柔性电路板的转角处受到的拉力和推力较大，模塑料2容易发生断裂(crack)，锡球4与柔性电路板3会有分层/脱层(delamination)现象6(参见图2)，导致电连接失效。

图3示出了现有的可穿戴设备的局部截面图，现有的电子贴片所需的电池5都采外接的形式，导致电子贴片整体体积较大，不利于产品的微小化，因此在电子产品微小化的趋势下，希望将电池5整合于模塑料2内。然而，电池5通常不耐高温，因此在封装过程中的工艺温度必须低于电池的耐热温度(85℃)。另外，可穿戴设备中常用的传感器通常也不耐高温，例如流量传感器的耐热温度小于60℃，光电传感器的耐热温度小于55℃。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电子器件，以至少实现提高电子器件的电稳定性。

为实现上述目的，本申请的实施例提供一种电子器件，包括：柔性电路板；电子元件，通过第一连接件和第二连接件连接柔性电路板，第一连接件由第一导电材料组成，第二连接件由第二导电材料组成，第一导电材料具有第一熔点，第二导电材料具有第二熔点，第一熔点低于第二熔点；封装层，包覆第一连接件和第二连接件。

在一些实施例中，当电子器件处于大于第一熔点并小于第二熔点的第一温度时，第一导电材料是液态的并且位于由封装层、柔性电路板和第二连接件限定的空间中。

在一些实施例中，第一连接件具有凹槽，凹槽容纳第二连接件。

在一些实施例中，第一连接件是围绕第二连接件的环状结构。

在一些实施例中，环状结构具有邻接第二连接件的第一内侧部分和远离第二连接件的第一外侧部分，第一内侧部分和第一外侧部分的厚度实质相同。

在一些实施例中，第一连接件具有接触第二连接件的第二内侧部分和位于第二内侧部分周围的第二外侧部分，第二内侧部分的厚度大于第二外侧部分的厚度。

在一些实施例中，第二连接件位于柔性电路板和第一连接件之间。

在一些实施例中，第二连接件接触柔性电路板和电子元件。

在一些实施例中，第一连接件完全包覆第二连接件的侧壁，且第一连接件与电子元件的接触面积大于第一连接件与柔性电路板的接触面积。

本申请的实施例还提供一种充电座，用于连接上述电子器件并且为电子器件供电，在供电时，电子器件位于充电座的腔中，腔处于大于第一熔点并小于第二熔点的第一温度。

本实用新型的有益技术效果在于：

本申请的实施例提供了一种可加热修复裂痕的软性电子器件，通过熔点较低的第一连接件，在连接件与柔性电路板产生脱层时，可利用低温温度使第一连接件重新熔融，当恢复室温后连接件再与柔性电路板重新键结，以修复脱层并恢复电连接。

附图说明

图1示出了现有技术的可穿戴设备。

图2示出了现有技术中单个管芯和柔性电路板的连接。

图3示出了现有技术的可穿戴设备的局部截面图。

图4示出了形成根据本申请实施例的第一连接件。

图5示出了形成根据本申请实施例的电子元件、无源器件。

图6示出了形成根据本申请实施例的封装层。

图7示出了沿图6的a-a线截取的产生裂缝的状态的截面图。

图8示出了沿图6的a-a线截取的裂缝被修复后的状态的截面图。

图9示出了形成根据本申请的与图4至图8不同的另一实施例的第一连接件。

图10示出了形成根据本申请的该另一实施例的形成在第一连接件上的第二连接件、电子元件、无源器件。

图11示出了形成根据本申请的该另一实施例的封装层。

图12示出了沿图11的b-b线截取的产生裂缝的状态的截面图。

图13示出了沿图11的b-b线截取的裂缝被修复后的状态的截面图。

图14示出了根据本申请的电池位于封装结构外的实施例。

图15示出了与图11不同的实施例，其中用导电柱和第二连接件的组合替换图11所示实施例中的第二连接件。

图16示出了沿图15的c-c线截取的产生裂缝的状态的截面图。

图17示出了沿图15的c-c线截取的裂缝被修复后的状态的截面图。

图18示出了与图11不同的实施例，第一连接件完全包覆第二连接件。

图19示出了沿图18的d-d线截取的产生裂缝的状态的截面图。

图20示出了沿图18的d-d线截取的裂缝被修复后的状态的截面图。

图21示出了根据本申请又一实施例的电子器件的形成过程中的形成第一连接件。

图22示出了根据本申请该又一实施例的电子器件的形成过程中的形成电子元件、无源器件。

图23示出了根据本申请该又一实施例的电子器件的形成过程中的形成封装层。

图24示出了沿图23的e-e线截取的产生裂缝的状态的截面图。

图25示出了沿图23的e-e线截取的裂缝被修复后的状态的截面图。

图26示出了与图23不同的实施例，其中，柔性电路板的焊盘相对于柔性电路板的上表面凸出。

图27示出了对应于图23和图26的俯视图，其中仅示出了柔性电路板以及第一连接件、第二连接件、无源器件。

图28示出了根据本申请实施例的充电座。

具体实施方式

为更好的理解本申请实施例的精神，以下结合本申请的部分优选实施例对其作进一步说明。

本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。

如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。

在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。

为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等不意欲描述对应组件。

下面将结合附图，描述本申请的电子器件100及其形成方法。

参见图4，在柔性电路板10上形成第一连接件31，第一连接件31由第一导电材料组成。在一些实施例中，第一导电材料是现有技术“2022IEEE 72nd Electronic Componentsand Technology Conference(ECTC)”公开的各向同性导电粘合剂(isotropic conductiveadhesive，ICA)，其熔点为80℃。在一些实施例中，采用钢板印刷工艺形成第一连接件31，其中，可以使用具有不同图案和深度的钢板一次性形成第一连接件31的较高的部分，和较矮的部分；也可以使用具有相同图案和深度的不同钢板，先形成第一连接件31的较矮的部分，再形成较高的部分。

参见图5，在第一连接件31上形成电子元件20、以及位于电子元件20之间的无源器件22，电子元件20包括集成电路等。

参见图6，使用封装层40包覆柔性电路板10、第一连接件31和电子元件20，以对柔性电路板10、第一连接件31和电子元件20提供保护。图7和图8示出了沿图6的a-a线截取的不同状态(尤其是第一连接件31的状态不同)的截面图，图7是产生裂缝的状态，图8是修复后的状态，为了更清楚地表示，其中尺寸比例并未完全对应。参见图7，受到应力使得第一连接件31和柔性电路板10之间产生裂缝50时，将温度升高到高于第一连接件31的第一导电材料的熔点，第一连接件31熔化并且再次填充在电子元件20和柔性电路板10之间，再冷却至室温，完成对裂缝50的修复，得到图8所示的结构。其中，第一连接件31和封装层40之间可能存在缝隙，这是由于金属之间的键结力，图7所示的第一连接件31会在熔化后向中间聚集，导致在图8的第一连接件31周围(即和封装层40之间)产生缝隙，但这对电性并不产生影响。

图9至图13示出了与图4至图8不同的实施例，不同之处在于，参见图10，第二连接件32形成在第一连接件31上，并且，在第一连接件31的第一导电材料还处于较软的液态时，就将第二连接件32放在第一连接件31上，使得第一连接件31可以包覆第二连接件32的底部侧壁，并且第二连接件32和第一连接件31嵌合，第二连接件32支撑在柔性电路板10和电子元件20之间。

图12和图13示出了沿图11的b-b线截取的不同状态(尤其是第一连接件31的状态不同)的截面图，图12是产生裂缝的状态，图13是修复后的状态，为了更清楚地表示，其中尺寸比例并未完全对应。参见图12，受到应力(例如柔性电路板10弯曲时)使得第一连接件31和柔性电路板10之间产生裂缝50，将温度升高到高于第一连接件31的第一导电材料的熔点，第一连接件31熔化并且再次填充在第二连接件32和柔性电路板10之间，再冷却至室温，完成对裂缝50的修复，得到图13所示的结构。其中，第一连接件31和封装层40之间可能存在缝隙，这是由于金属之间的键结力，图12所示的第一连接件31会在熔化后向中间聚集，导致在图13的第一连接件31周围(即和封装层40之间)产生缝隙，但这对电性并不产生影响。

在一些实施例中，电子元件20包括电池，并且第二连接件32是焊球，焊球直接形成在电池上，并且一起在图10所示的步骤中放置在第一连接件31上，这种形成过程不需要对焊球进行回流焊，第一连接件31的第一导电材料的第一熔点也低于电池的耐热温度，因此不会对电池产生影响。

在一些实施例中，作为焊球的第二连接件32的第二导电材料的第二熔点为130℃至150℃，高于第一导电材料的第一熔点。

参见图14，在其他实施例中，先将作为焊球的第二连接件32放置在第一连接件31上，再放置电子元件20，经过回流焊连接柔性电路板10、第二连接件32和电子元件20，最后再将电池207连接在封装件的外部，并且通过电池接脚203和锡205连接电池207和柔性电路板10，另外，电池207通过胶带208粘合在柔性电路板10上。在此实施例中，电池207也可以替换为传感器。

图15至图17示出了与图11至图13不同的实施例，其中用导电柱(例如铜柱)150和第二连接件(例如第二导电材料是锡)32的组合替换图11至图13所示实施例中的第二连接件32，图16和图17示出了沿图15的c-c线截取的不同状态(尤其是第一连接件31的状态不同)的截面图，图16是产生裂缝的状态，图17是修复后的状态，为了更清楚地表示，其中尺寸比例并未完全对应。参见图16，受到应力(例如柔性电路板10弯曲时)使得第一连接件31和柔性电路板10之间产生裂缝50，将温度升高到高于第一连接件31的第一导电材料的熔点，第一连接件31熔化并且再次填充在第二连接件32和柔性电路板10之间，再冷却至室温，完成对裂缝50的修复，得到图17所示的结构。其中，第一连接件31和封装层40之间可能存在缝隙，这是由于金属之间的键结力，图16所示的第一连接件31会在熔化后向中间聚集，导致在图17的第一连接件31周围(即和封装层40之间)产生缝隙，但这对电性并不产生影响。

图18至图20示出了与图11至图13不同的实施例，图19和图20示出了沿图18的d-d线截取的不同状态(尤其是第一连接件31的状态不同)的截面图，图19是产生裂缝的状态，图20是修复后的状态，为了更清楚地表示，其中尺寸比例并未完全对应。不同之处在于，参见图19，第一连接件31完全包覆第二连接件32的侧壁，即第一连接件31同样接触柔性电路板10和电子元件20，在此实施例中，在第一导电材料熔化后，即使由于重力的因素第一导电材料会向下流，但由于金属材料之间的键合力，第一导电材料还是会接触电子元件20，这样的话，即使在电子元件20和第二连接件32之间发生脱离，能通过加温和冷却得到良好的修复。

图21至图25示出了根据本申请又一实施例的电子器件100的形成过程。参见图21，在柔性电路板10上形成具有凹槽310的第一连接件31，例如形成具有凹槽310的焊料掩模(SM)。参见图22，在凹槽310中形成作为焊球的第二连接件32，并将电子元件20放置在第二连接件32上，执行回流焊工艺，使第二连接件32的形状并与第一连接件31嵌合，电子元件20即能通过第一连接件31及第二连接件32电连接柔性电路板10。参见图23，形成包覆柔性电路板10、第一连接件31和电子元件20的封装层40。图24和图25示出了沿图23的e-e线截取的不同状态(尤其是第一连接件31的状态不同)的截面图，图24是产生裂缝的状态，图25是修复后的状态，为了更清楚地表示，其中尺寸比例并未完全对应。可以看出，在图24中，第一连接件31是具有一致厚度的环结构，在第一连接件31经过熔化并再固化的图25中，第一连接件31的第一导电材料向中间聚集，使得第一连接件31的中间高，两边低，并且第一连接件31和封装层40之间存在缝隙252，这是由于金属之间的键结力，图25所示的第一连接件31会在熔化后向中间聚集，导致在图25的第一连接件31周围(即和封装层40之间)产生缝隙252，但这对电性并不产生影响。

图26示出了与图23不同的实施例，其中，柔性电路板10的焊盘105相对于柔性电路板10的上表面凸出。

图27示出了对应于图23和图26的俯视图，其中仅示出了柔性电路板10以及第一连接件31、第二连接件32、无源器件22。图23和图26是沿图27的f-f线截取的不同实施例的截面图。

参见图11，本申请的实施例提供一种电子器件100，包括：柔性电路板10；电子元件20，通过第一连接件31和第二连接件32连接柔性电路板10，第一连接件31由第一导电材料组成，第二连接件32由第二导电材料组成，第一导电材料具有第一熔点，第二导电材料具有第二熔点，第一熔点低于第二熔点；封装层40，包覆第一连接件31和第二连接件32。

参见图12和图13，在一些实施例中，当电子器件100处于大于第一熔点并小于第二熔点的第一温度时，第一导电材料是液态的并且位于在由封装层40、柔性电路板10和第二连接件32限定的空间中，第一导电材料在上述空间回流焊。

参见图21和图22，在一些实施例中，第一连接件31具有凹槽310，凹槽310容纳第二连接件32。

参见图27，在一些实施例中，第一连接件31是围绕第二连接件32的环状结构。

参见图22，在一些实施例中，环状结构具有邻接第二连接件32的第一内侧部分311和远离第二连接件32的第一外侧部分312，第一内侧部分311和第一外侧部分312的厚度实质相同。

参见图25，在一些实施例中，第一连接件31具有接触第二连接件32的(位于第二连接件32直接下方的)第二内侧部分313和位于第二内侧部分313周围的第二外侧部分314，第二内侧部分313的厚度大于第二外侧部分314的厚度。

在一些实施例中，第二连接件32位于柔性电路板10和第一连接件31之间。

参见图18，在一些实施例中，第二连接件32接触柔性电路板10和电子元件20。

参见图20，在一些实施例中，第一连接件31完全包覆第二连接件32的侧壁，且第一连接件31与电子元件20的接触面积大于第一连接件31与柔性电路板10的接触面积，并且在沿纵向截取的截面图中，第一连接件31与电子元件20的接触面的宽度大于第一连接件31与柔性电路板10的接触面的宽度。

参见图28，本申请的实施例还提供一种充电座200，用于连接上述电子器件100并且为电子器件100(为方便观察，拆分为第一部分1001和第二部分1002)供电，在供电时，电子器件100位于充电座200的由外壳212和底壁214包围的腔210中，充电座200连接电子器件100的充电端子1005，腔210处于大于第一导电材料的第一熔点并小于第二导电材料的第二熔点的第一温度。在一些实施例中，外壳212可以由隔热材料制成，避免能源浪费且提升使用安全性。充电座200配合上述电子器件100，在充电的同时，可对电子器件100进行加热修复。加热线220位于充电座200的底壁214上，并且不与电子器件100直接接触，加热线220可以位于电子器件100旁边；位于充电座200的底壁214处的凹槽内，以与电子器件100隔开；或者在加热线220和电子器件100之间可以设置有隔离材料。

本申请的实施例提供了一种可加热修复裂痕的软性电子器件，通过低温(约80℃)导电材料(ICA)(第一连接件31)，使不耐高温(约大于85℃)的电池或传感器能够配置在封装结构中，且在可穿戴设备因挠折而使低温导电材料(即第一导电材料)与柔性电路板10产生脱层时，在不影响电池与传感器的情况下，可利用低温温度使低温导电材料重新熔融，当恢复室温后再与柔性电路板10的焊盘105键结，以修复脱层并恢复电连接。进一步地，由于低温导电材料没有内聚力，在加温会坍下去无法撑起电子元件20，易导致封装层40无法填充电子元件20与柔性电路板10之间的间隙。因此借由与焊球/焊料(或导电柱，即第二连接件32)撑起电子元件20，配合低温导电材料修复脱层的情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电子器件，其特征在于，包括：

柔性电路板；

电子元件；

第一连接件和第二连接件，连接所述柔性电路板和所述电子元件，所述第一连接件由第一导电材料组成，所述第二连接件由第二导电材料组成，所述第一导电材料具有第一熔点，所述第二导电材料具有第二熔点，所述第一熔点低于所述第二熔点；

封装层，包覆所述第一连接件和所述第二连接件。

2.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，当所述电子器件处于大于所述第一熔点并小于所述第二熔点的第一温度时，所述第一导电材料是液态的并且位于由所述封装层、所述柔性电路板和所述第二连接件限定的空间中。

3.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述第一连接件具有凹槽，所述凹槽容纳所述第二连接件。

4.根据权利要求3所述的电子器件，其特征在于，所述第一连接件是围绕所述第二连接件的环状结构。

5.根据权利要求4所述的电子器件，其特征在于，所述环状结构具有邻接所述第二连接件的第一内侧部分和远离所述第二连接件的第一外侧部分，所述第一内侧部分和所述第一外侧部分的厚度实质相同。

6.根据权利要求3所述的电子器件，其特征在于，所述第一连接件具有接触所述第二连接件的第二内侧部分和位于所述第二内侧部分周围的第二外侧部分，所述第二内侧部分的厚度大于所述第二外侧部分的厚度。

7.根据权利要求1所述的电子器件，其特征在于，所述第二连接件位于所述柔性电路板和所述第一连接件之间。

8.根据权利要求4所述的电子器件，其特征在于，所述第二连接件接触所述柔性电路板和所述电子元件。

9.根据权利要求8所述的电子器件，其特征在于，所述第一连接件完全包覆所述第二连接件的侧壁，且在沿纵向截取的截面图中，所述第一连接件与所述电子元件的接触面的宽度大于所述第一连接件与所述柔性电路板的接触面的宽度。

10.一种充电座，其特征在于，用于连接权利要求1至9所述的电子器件并且为所述电子器件供电，在供电时，所述电子器件位于所述充电座的腔中，所述腔处于大于所述第一熔点并小于所述第二熔点的第一温度。