JP2019169722A - 電子機器用の多層の構造および関連製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層の構造自体の特徴および製造において、関連するホスト構造および部品の寸法ならびに配置決定を付加的に制約を軽減する。【解決手段】多層の構造１００において、第１の面および反対側の第２の面を有するフレキシブル基材フィルム１０２と、接触パッドおよび／または導体を随意に画定するいくつかの導電性トレース１０８と、回路をプラスチック層と基材フィルム１０２の第１の面との間に封入するために、基材フィルム１０２の第１の面上に成形されているプラスチック層１０４と、基材フィルム１０２の反対の第２の面から、第１の面上の埋込まれた回路に対して、外部からの電気的接続を提供するためのコネクタ１１４と、を備える。【選択図】図１

Description

全般的に、本発明は、電子機器、関連デバイス、構造および製造方法に関する。詳細に
は、しかし排他的にではなく、本発明は、一体化されたフィルム層と隣接した成形プラス
チック層とを含む構造の内部への、外部からの電気的接続の提供に関する。

一般に、電子機器および電子工学製品との関連で、様々な積重ねアセンブリおよび積重
ね構造が存在する。

電子機器と関連製品との統合の背後にある動機は、関連使用状況と同様に多様である可
能性がある。もたらされる解決策が最終的に多層性質を示す場合、小型化、軽量化、コス
ト節減、またはまさに部品の効果的な統合が探求されることが比較的多い。そして、関連
使用状況は、製品パッケージまたは食品ケーシング、デバイスハウジングのビジュアルデ
ザイン、ウェアラブル電子機器（wearable electronics）、個人用電子デバイス、ディス
プレー、検出器またはセンサ、車両用内装、アンテナ、ラベル、車両用電子機器等に関連
する可能性がある。

電子部品などの電子機器、集積回路（ＩＣ：ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）
、および導体が、一般に、複数の異なる技術により、基板要素上に設けられてもよい。例
えば、様々な表面実装型デバイス（ＳＭＤ：ｓｕｒｆａｃｅ ｍｏｕｎｔ ｄｅｖｉｃｅ
）などの既製電子機器が、多層の構造の内側界面層または外側界面層を最終的に形成する
基板表面上に実装されてもよい。さらに、用語「プリンテッドエレクトロニクス」に該当
する技術が、関連基板に直接かつ付加的に電子機器を実際に作り出すのに適用されてもよ
い。用語「プリンテッド」は、この場合、実質的に付加的な印刷工程により、スクリーン
印刷、フレキソ印刷、およびインクジェット印刷を含むがそれらに限定されない、印刷物
から電子機器／電気素子を作り出すことができる様々な印刷技術を指す。使用される基板
はフレキシブルでありかつ印刷物は有機である可能性があるが、必ずしもそうとは限らな
い。

多層の構造が様々な電子機器と共に搭載されている場合、関連する電力接続、データ接
続、および／または制御接続がそこに設けられなければならない可能性があり、それによ
り、無線接続もまた時々適用可能である可能性があるとしても、通常、電気コネクタおよ
び関連配線の提供が必要になる。

一般的に、必要な外部からの配線が、構造の周縁部に配置されておりかつ構造から突出
している可能性があるコネクタまたは他の接触要素と接触させられるように、環境と積重
ね多層の構造の埋込み電子機器との間の有線電気接続は構造の側縁部に設けられる。

しかし、多くの使用状況では、コネクタと外部配線とのそのような構成は準最適である
。なぜなら、それは、もちろん多層の構造自体の特徴および製造を含めて、関連するホス
ト構造および部品の寸法ならびに配置決定を付加的に制約するからである。

本発明の目的は、一体多層の構造およびそこに埋め込まれている電子機器の観点から、
既存の解決策と関連している上記の欠点の１つまたは複数を少なくとも軽減することであ
る。

本目的は、本発明による多層の構造および関連製造方法の様々な実施形態により達成さ
れる。

本発明の一実施形態によれば、電子デバイス用の多層の構造は、
その第１の面上の、導電性トレースおよび随意にＳＭＤ（表面実装型デバイス）などの
電子部品などの電子機器を収容することができる、好ましくはフレキシブルである、基材
フィルムであり、前記フィルムは第１の面および第２の面を有する、基材フィルムと、
所望の所定の回路設計を成立させるために、プリンテッドエレクトロニクス技術により
、基材フィルムの第１の面上にプリントされていることが好ましい、接触パッドおよび／
または導体などのいくつかの導電性トレースと、
プラスチック層と基材フィルムの第１の面との間に回路を封入するために、基材の第１
の面上に成形されているプラスチック層と、
基材フィルムの第２の反対側の面から、第１の面上の埋込まれた回路に対して、外部か
らの電気的接続を提供するための、好ましくはフレキシブルである、コネクタであり、コ
ネクタの一方の端部が第１の面上の所定の接触領域に取り付けられているのに対して、他
方の端部は第２の面上に配置されており、接続している中間すなわち「中心」部（好まし
くは両端と一体化している）が基材の開口部を通して送り込まれており、基材フィルムの
厚さを貫通して延在している開口部は、実質的な付加的間隙なしで、すなわち「ぴったり
した」適合を用いて、コネクタを収容するような大きさに形成されていることが好ましい
、コネクタと
を含む。

接触領域は、コネクタを機械的に取り付けるようにかつ／またはそれを、基材上の回路
（例えば、プリンテッドトレース／接触パッド）に電気的に接続するように構成されてい
る材料および／または要素を含んでいてもよい。本目的のために、例えば、導電接着剤ま
たは異方性導電膜（ＡＣＦ：ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ ｆｉｌｍ
）結合が適用されてもよい。

基材の材料およびその上に取り付けられている材料／要素（トレースおよび／もしくは
他の要素のための版材などの）、ならびに／または開口部の構造、ならびに関連する材料
厚および必要な湾曲（基材対コネクタ）などの形状に応じて、コネクタは、比較的剛直ま
たはフレキシブル（湾曲可能）であってもよい。コネクタは、潜在的にそのどちらかの端
部または両端部を除いて、コネクタの実質的に全長に亘ってフレキシブル／湾曲可能であ
ってもよい。一般により堅い材料の場合には、コネクタは、湾曲可能なまたは例えば関節
接合された部分を依然として含んでおり、基材上でのその取付けおよび／または開口部の
貫通を容易にしてもよい。開口部の長手方向軸と接触領域の接触面とは、それらの間に角
度（例えば、約９０度）を有していてもよく、そこでコネクタの柔軟性／曲げ性は、必要
とは限らないが、好適であることが多い。あるいはまたはさらに、コネクタは、実質的な
固定角または曲がった部分を設けられており、例えば基材の平面接触領域に接触すること
ができると同時に、開口部を通るその経路決定を容易にしてもよい。

基材の第１の面およびしたがって関連する第１の表面は、関連表面領域を考慮して、プ
ラスチック材料、好ましくはかつ通常は熱可塑性プラスチック材料により、少なくとも部
分的に外側被覆される。随意に、いくつかの外側被覆が適用可能な材料が利用されて、１
つまたは複数の成形層、例えば基材の第１の面上に左右に置かれている隣接層、を構築し
てもよく、かつ／またはその上に複数の重ね合わされた層の積重ねを形成してもよい。

随意に、さらなる第２のフィルムが、成形層の他方の面上に設けられる。したがって、
グラフィック、ならびに／または電子部品および／もしくはトレースなどの電子機器のた
めの基板としての機能を果たし得る該第２のフィルムは、一次のまたは第１の基材フィル
ムと反対の方向から成形層に対向している。第２のフィルムは、第１のフィルムと共に金
型内に配置されており、すなわち挿入されており、プラスチック材料がそれらの間に射出
されることを可能にしてもよい。あるいは、第２のフィルムは、例えば接着剤、昇温、お
よび／または圧力ベースの結合を用いる実行可能な積層技術により、成形層上に薄片を重
ね合わせて作られていてもよい。

いくつかの実施形態では、成形層を構築するのに使用される（熱可塑性）プラスチック
材料は、光学的に実質的に不透明な、透明な、または半透明な材料を含み、例えば、可視
光線がごく僅かな損失でそれを通過することを可能にする。所望の波長での十分な透過率
は、例えば約８５％、約９０％、または約９５％以上であってもよい。可能性があるさら
なる成形（熱可塑性）プラスチック材料は実質的に不透明または半透明である可能性があ
る。いくつかの実施形態では、さらなる材料は透明である可能性がある。

さらなる補足のまたは代替的などちらかの実施形態では、含まれているフィルムの１つ
または複数が、例えば可視スペクトル内の所定の波長を考慮して、少なくとも部分的に光
学的に実質的に不透明であるかまたは少なくとも半透明であってもよい。フィルムは、最
初に、その上のもしくはその中のグラフィックパターンおよび／もしくは色などの、視覚
的に区別できる装飾的／美的かつ／または情報伝達的特徴を設けられていてもよい。電子
機器もまた、関連外側被覆手順によりプラスチック材料により封止されるように、該特徴
は、電子機器を有するフィルムの同じ面上に設けられていてもよい。したがって、インモ
ールドラベリング（ＩＭＬ：ｉｎ−ｍｏｌｄ ｌａｂｅｌｉｎｇ）／インモールド加飾（
ＩＭＤ：ｉｎ−ｍｏｌｄ ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ）技術が適用可能である。フィルムは、
その上に電子機器により発射される可視光線などの放射線に対して、少なくとも部分的に
すなわち少なくとも所々、光学的に透明または半透明であってもよい。透過率は、例えば
約８５％、約９０％、約９５％以上であってもよい。

１つの他の実施形態によれば、電子デバイス用の多層の構造を製造する方法が、
電子機器を収容する基材フィルムを得るステップと、
いくつかの導電性トレース、および随意に電子部品を、基材フィルムの第１の面上に、
好ましくはプリントして、所定の回路の設計を成立させるステップと、
基材フィルムの厚さ内にかつ当該厚さを貫通して、随意に所定の接触領域に実質的に隣
接して、スリットまたは穴部などの開口部を構築するステップであって、該開口部は、実
質的な付加的間隙なしに、所定の送り込み位置にある、好ましくはフレキシブルである、
コネクタの寸法に合致するような大きさに形成されることが好ましい、開口部を構築する
ステップと、
構築された開口部を通して、コネクタケーブルまたはワイヤの一方の端部などの、コネ
クタの少なくとも一部を方向付けるステップであり、コネクタの一方の端部が、前記方向
付けるステップの前に、その時点で、もしくはその後に、基材フィルムの第１の面上の所
定の接触領域に取り付けられ、他方の端部は、どんなに遅くても前記方向付けるステップ
の後、外部導体素子に電気的に接続するために、第２の面上に配置される、方向付けるス
テップと、
基材フィルムの前記第１の面上で熱可塑性プラスチック材料を成形し、回路を、プラス
チック層と基材フィルムの第１の面との間に実質的に封止するステップと
を含む。

本方法は、コネクタを機械的に取り付けるかつ／もしくはそれを基材の接触領域上で（
かつ／もしくはそれに接続しているコネクタ端部の所で）回路（例えば、プリンテッドト
レース／接触パッド）に電気的に接続するように構成されている材料および／または要素
を設けるステップをさらに含んでいてもよい。本目的のために、例えば、導電接着剤また
は特にＡＣＦ（異方性導電膜）材料および関連結合技術が適用されてもよい。

詳細には、ペーストまたはフィルムなどの適切な異方性材料が接触領域上に最初に設け
られて、回路とコネクタとを電気的に接続してもよい。コネクタは、次いで、異方性材料
に押し付けられてもよい。随意に、熱が加えられて、関連接着剤の取付けを強化してもよ
い（例えば、より良好な流動により）。

様々な方法項目の相互実行順序は、各実施形態において、事例特異的に（case-specifi
cally）決定されてもよい。例えば、開口部は、コネクタの一方の端部を基材の接触領域
に取り付けるステップの前に、その時点で、またはその後に、構築されてもよい。したが
って、コネクタは、例えば所望の貫通方向に応じて、それを基材に取り付けるステップの
前に、その時点で、またはその後に、開口部を通して方向付けられてもよい。

当業者に理解されているように、開口部は、ドリル穿孔、彫刻、鋸引き、エッチング、
（例えば、レーザもしくは機械刃を用いた）切削により、または任意の他の実行可能な方
法を用いて、設けられてもよい。

開口部は所望の形状を有していてもよい。すなわち、実質的に円形のもしくは角のある
穴部、または平坦なかつ／もしくは狭いスリット、が構築されていてもよい。開口部は、
実質的に、例えば平行四辺形の（側面）横断面を有していてもよく、またはそれは、実際
には狭いスリットとして説明される可能性がある。開口部は丸い形状を持っており、フレ
キシブルなコネクタが、付加的な緩みなしで、それと接触して曲がることを可能にしても
よい。開口部は、付加的間隙が接続部分に形成されないように、収容されるコネクタ部分
の形状／寸法に合致するように成形され、そのような大きさに合わせられていることが好
ましい。あるいはまたはさらに、補足的な封止材料および／または取付け材料が接続部分
（開口部）に設けられてもよい。

いくつかの電子部品が、基材フィルムの第１の面上に、例えばプリントおよび／または
実装により設けられ、その上に所望の回路を構築してもよく、該回路は制御目的、測定目
的、ＵＩ目的、データ処理目的、格納目的等を有していてもよい。

随意に、さらなる第２のフィルムが、本明細書の前段で述べられている成形プラスチッ
クの他方の面上に設けられてもよい。第２のフィルムは、プラスチック材料を間に射出す
ることにより積重ね構造が得られるように、フラップを担持している一次の第１の基材と
共に、同様に金型内に配置されてもよく、または第２のフィルムは、成形プラスチック層
上に直接製造されないとしたら、適切な積層技術を用いて後に設けられてもよい。第２の
フィルムは、その任意の面に電子機器、および例えばグラフィック（したがって、ＩＭＤ
／ＩＭＬ技術の適用が可能である）を有していてもよい。さらに、第２のフィルムは、保
護目的、および／または所望の光透過率、外観（例えば、色）、もしくは感触などの他の
技術特徴を有していてもよい。

実行可能な成形方法は、例えば射出成形を含む。いくつかのプラスチック材料の場合に
は、それらは、２ショット成形法または一般にマルチショット成形（multi-shot molding
）法を用いて成形されてもよい。複数の成形ユニットを備えた成形機が利用されてもよい
。あるいは、複数の機械または単一の再設定可能な機械が、いくつかの材料を連続的に供
給するために使用され得ると考えられる。

当業者には当然のことながら、本構造の様々な実施形態に関する、以前に提示された検
討事項は、変更すべき所は変更して、本方法の実施形態に柔軟に適用されてもよく、逆の
場合も同じである。

本発明の実用性は、実施形態によって決まる複数の問題に起因する。

組み込まれた電気コネクタが、緩衝片などの、最初に別個のかつ簡単なコネクタ要素か
ら都合よく構築され得る。該要素は、好適な金属（銀、銅、金等）もしくは導電性ポリマ
ーなどの導電性材料を含んでいてもよいか、またはそれらで構成されていてもよい。自体
専用のハウジングまたは例えば、剛直な回路基板を備えた複雑な、場所を取るコネクタが
省かれてもよい。コネクタの位置は柔軟に決定されてもよく、もはやコネクタを多層の構
造の外側縁に配置する必要がなく、それにより、コネクタが配設され得る構造およびホス
トデバイスまたは製品の、構造的多様性および潜在的多様性または機能的多様性が大いに
増大する。コネクタは湾曲可能／フレキシブルであり、僅かな空間のみを必要とすること
が好ましく、それにより、それらの最初の位置がもはや重要という訳ではないので、コネ
クタまたは配線などの外部要素をコネクタと接続することが容易になる。外側被覆を適用
する、提案されている製造方法は比較的単純であり、本当に有益と思われることは、プリ
ンテッドエレクトロニクスおよびインモールドエレクトロニクスの観点から十分な接続性
を生み出すためだけに、完全に新規のまたは異なる製造技術を採用する必要がないことで
ある。

また、同様のコネクタ構造が、電気的接続は不要である可能性があるが、例えば光学的
接続が所望される、他の状況で用途を見出す可能性がある。導電性材料、電気配線、もし
くは例えばプリンテッドトレースの代わりにまたはそれに加えて、コネクタは、例えば光
ファイバを含んでいてもよい。

一般に、得られる多層の構造は、インテリジェント衣類（intelligent garment）（例
えば、シャツ、ジャケット、もしくはズボン、または例えば圧縮衣類（compression garm
ent））、ウェアラブル電子機器（例えば、リストップデバイス、ヘッドウェア、または
フットウェア）の他の部品、乗り物、個人用通信装置（例えば、スマートフォン、ファブ
レット、またはタブレット）、あるいは他の電子機器などのホスト要素内に、所望のデバ
イスまたはモジュールを構築するのに使用されてもよい。得られる構造の統合レベルは高
く、その厚さなどの所望の寸法は小さい可能性がある。

使用されるフィルムは、その上にグラフィックおよび他の視覚的かつ／または触覚的に
検出可能な特徴を含有していてもよく、そして該フィルムは、電子機器のホストとなり（
hosting）、保護することに加えて、美的効果および／または情報伝達的効果を有してい
てもよい。フィルムは、少なくとも所々、半透明または不透明であってもよい。それらは
所望の色であってもよく、または所望の色の部分を含んでいてもよい。したがって、得ら
れる多層の構造は、テキスト、写真、符号、パターン等のグラフィックを随意に決定する
１つまたは複数の色／着色層を組み込んでいてもよい。これらの層は、例えばある色の専
用フィルムにより実施されてもよいか、あるいは既存のフィルム、成形層、および／また
は他の表面上に被覆（例えば、プリントすることにより）として設けられてもよい。

フィルムは、関連製品の外面および／または内面の少なくとも部分を構築するように構
成されている。

パターンまたは着色などの視覚的特徴は、特徴が分離したままであり、したがって少な
くともフィルムの厚さにより環境影響から保護されているように、例えば第１のフィルム
および／または成形プラスチックに対向している第２のフィルムの面上に、内層を介して
設けられてもよい。したがって、例えば塗面特徴に容易に損傷を与え得ると考えられる様
々な衝撃、摩擦、化学薬品等が、通常はそれらに到達しない。フィルムは容易に製造され
るか、または処理され、随意に、成形材料などの下層の特徴を露出するための穴部または
切欠きなどの必要な特性を備えた、所望の形状に切断され得る。

成形熱可塑性プラスチック材料は、成形工程の観点から電子機器を固定することを含む
様々な目的のために最適化され得る。さらに、該材料は、例えば湿気、熱、寒冷、汚れ、
衝撃等の環境条件から電子機器を保護するように構成されていてもよい。材料は、例えば
、光線透過率および／または弾性の観点から所望の特性をさらに有していてもよい。埋込
み電子機器が発光部品もしくは受光部品または他の放射線放射部品もしくは放射線受射部
品を含む場合、材料は、それを通る光透過を可能にするのに十分な透過率を有する可能性
がある。

表現「いくつかの（ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ）」は、本明細書において、１から始まる
任意の正の整数を指してもよい。

表現「複数の（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ）」は、それぞれ、２から始まる任意の
正の整数を指してもよい。

用語「第１の」および「第２の」は、本明細書において、１つの要素を他の要素と区別
するために用いられており、特に明記されない限り、それらに特に優先順位を付けるかま
たはそれらを順序付けるものではない。

特段の明確な指示がない限り、用語「フィルム」および「フォイル」は、本明細書にお
いて略交換可能に用いられている。

本発明の様々な実施形態が添付の独立請求項において開示されている。

次に、本発明は、添付図面を参照して極めて詳細に記載される。

成形前の、本発明による多層の構造の一実施形態の図である。 成形後の、図１の実施形態の図である。 コネクタフラップが別の斜視から示されている、図１および図２の多層の構造の実施形態の底面図である。 本発明による方法の実施形態を開示している流れ図である。

図１は、横断面側面図により、成形前の、多層の構造の実施形態１００を示す。仕上が
った多層の構造は、それ自体の最終製品、例えば電子デバイスまたは電子的要素（例えば
、ケーブル、コネクタデバイス）を構築することができ、または集合部または集合モジュ
ールとして、ホストデバイス内に配設されてもよい。

構造１００は、（例えば、導体線、接触パッド等を画定している）導電性トレース１０
８などの電子機器と、随意に、スクリーン印刷、フレキソ印刷、またはインクジェットな
どのプリンテッドエレクトロニクス技術により、第１の面およびその各表面上にプリント
されている部品１０６とを収容するフレキシブルプラスチックフィルムなどの（第１の）
基材フィルム１０２を含む。少なくともトレース１０８を組み込んでいる印刷素子は、所
望の回路設計を成立させるように構成されている。

プリンテッドバージョンに加えてまたはその代わりに、部品は、いわゆる表面実装要素
などの、基材１０２上に（表面）実装されている既製の部品を含んでいてもよい。例えば
、電子機器１０８を基材上に機械的に固定するために接着剤が利用されてもよい。導電接
着剤および／またははんだなどの導電性材料が、電気的接続およびまた機械的接続を構築
するために適用されてもよい。

図２に示されている通り、基材１０２および電子機器１０６、１０８は、少なくとも１
つの成形プラスチック層１０４により、少なくとも部分的に覆われる。

第１のフィルム１０２と同一材料または異なる材料の随意の第２のフィルム１１０が、
同様に、多層積重ね内に存在していてもよい。フィルム１１０は、電子機器１１２、グラ
フィック１１１、および／または有利と思われる他の特徴を収容していてもよい。さらな
るフィルム、被覆等が、例えば美的目的、保護／絶縁目的、または他の目的のために、第
２のフィルム１１０上に、随意に設けられていてもよい。

成形前に、電気的に導電性コネクタ要素１１４が基材１０２上に設けられている。該コ
ネクタ１１４は、例えばポリカーボネート（ＰＣ：ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリ
イミド等を含んでいてもよい。平坦なスリットまたは例えば円形穴部などの開口部１１５
が、コネクタ１１４へのフィードスルーを提供するために配置されている。コネクタ１１
４は、例えば円形ワイヤまたはケーブルを含んでいてもよく、そして開口部１１５は、一
般に、例えばドリルを使用して構築された円形横断面を有していてもよい。あるいは、コ
ネクタ１１４は、平坦なケーブル、（損傷なく、）実質的に平坦なまたは少なくともより
平坦な形状に圧縮され得る丸いケーブル、または側方方向および横方向にかなり不均一な
寸法を有する同様の要素を含んでいてもよい。これらの場合、平坦なコネクタ１１４は、
基材１０２の、合致する平坦なスリットタイプの開口部１１５により収容されてもよい。
開口部１１５は、基材１０２の第１の面上の接触領域の位置および／または第２の面上の
外部要素に接続する位置に応じてかつそれらにしばしば実質的に隣接して、基材１０２の
中心領域に、または所望があれば周囲領域に、配置されていてもよい。

最初に別個のコネクタ１１４の一方の端部が、物理的かつ電気的の両方で、基材１０２
に取り付けられる。他方の端部１１４Ｂすなわち「尾部」は外部接続性をもたらす。した
がって、成形前に、コネクタ１１４の少なくとも一部が開口部１１５を通して送り込まれ
る（提供される）。該コネクタの少なくとも一部は、実施形態、および様々な関連する方
法段階の順番に応じて、どちらかの端部とすることができる。コネクタが基材１０２の第
１の面上の接触領域１１６に最初に接続された場合、それは開口部１１５を構築する前で
も行われる可能性があり、尾部１１４Ｂは、次いで、貫通の前に、その時点で、またはそ
の後に、さらなる封止材料を随意に受容する可能性がある開口部１１５を通される。この
後に外側被覆段階が続き、該段階の間にプラスチック層１０４が作り出される。あるいは
、開口部１１５は、最初に、コネクタ１１４の中間部分を収容してもよく、該中間部分は
適切な位置に通され、その後、外側被覆の前に、コネクタ１１４の基材端部は接触領域１
１６に固定される。図１に示されている状況では、コネクタ１１４は、基材１０２の第１
の面上の接触領域１１６に最初に取り付けられ、その後、尾部１１４Ｂが第２の面上で終
端するように、開口部１１５を通された。

尾部１１４Ｂは、次いで、基材１０２の第２の面上で、電力配線、データ配線、もしく
は制御配線、または関連コネクタなどの外部要素１１８に接続されてもよい。

接触領域１１６は、（プリンテッド）トレース、接触パッド、ならびに／または基材１
０２およびコネクタ１１４に物理的に付着する異方性材料などの材料もしくは要素を含ん
でいてもよく、所望の方法で、通常は所望の方向に電気を通す。いくつかの実施形態では
、専用の物理的／機械的固定要素が、電気的なものに加えて使用されてもよい。

図３は、成形層１０４の反対方向から検査された場合の、すなわち平面「ボトムアップ
」図による、基材１０２を示す。尾部１１４Ｂは、この例では、比較的平坦な、しかし幅
広の形状を含有し、開口部１１５はこの設計に実質的に合致する（平坦だが幅広のスリッ
ト）。尾部１１４Ｂは、矢印で示されているようにスリット１１５を通して送り込まれて
、基材１０２の第２の面（底面）すなわち環境面上に一種のフラップを構築する。少なく
とも尾部１１４Ｂがフレキシブルであり、該尾部の貫通手続きおよび後の適用を容易にす
ることが好ましい。本明細書の前段で検討されている代替的実施形態では、尾部１１４Ｂ
が基材１０２の第２の面すなわち環境面上に常に留まっているように、コネクタ１１４の
他方の端部（図には見えず、基材１０２の他方の面すなわち第１の面上にある）は、第２
の面から第１の面へ、開口部１１５を通して送り込まれることが可能である。

材料選択を考慮して、フィルム１０２、１１０は、実質的に、ポリマー、熱可塑性プラ
スチック材料、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポ
リイミド、メチルメタクリレートとスチレン（ＭＳ樹脂）の共重合体、ガラス、ポリエチ
レンテレフタレート（ＰＥＴ）、および金属から成る群から選択される少なくとも１つの
材料で構成されているかまたはそれを含んでいてもよい。

いくつかの実施形態では、フィルム１０２、１１０は、例えば環境（すなわち電子機器
１０６、１０８、１１２および成形材料１０４ではなく）に向いている面上に、さらなる
材料／金属層を含んでいてもよいか、またはそれらにより被覆されていてもよいかもしく
は覆われていてもよい。例えば織物材料または生物学的物質またはバイオ素材（例えば、
皮、木、紙、ボール紙）が、より従来の層に加えてまたはその代わりに、設けられていて
もよい。また、例えばゴムまたは略ゴム製の材料が使用されてもよい。そのような層は、
保護機能、所望の感触を特徴付けること、美的機能もしくは特定の所望の光透過機能およ
び／または反射機能および／または指示機能などの、様々な機能を有し得る。

外側被覆手続きにより設けられているプラスチック層１０４は、一般に、例えば弾性樹
脂を組み込んでいてもよい。より詳細には、該層１０４は、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ、Ｐ
ＥＴ、ナイロン（ＰＡ、ポリアミド）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＧＰＰ
Ｓ）、およびＭＳ樹脂から成る群から選択される少なくとも１つの材料を含む１つまたは
複数の熱可塑性プラスチック材料を含んでいてもよい。

電子機器１０６、１１２は、受動部品、能動部品、ＩＣ（集積回路）、および／または
サブアセンブリなどの１つまたは複数の部品を含んでいてもよい。該部品は、実行可能な
選択肢の中で特に、プリントされるかつ／または実装される可能性がある。

例えば、１つまたは複数の部品が、別個の基材、例えばフレキシブルなプリント回路（
ＦＰＣ：ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）などの回路基板、または
例えば剛直な、例えばＦＲ４タイプの（難燃性の）、回路基板上に、最初に設けられ、そ
の後全体として（すなわちサブアセンブリとして）目的基材１０２、１１０に取り付けら
れてもよい。

フレキシブルな、例えばＦＰＣタイプの、回路基板または同様のサブアセンブリの場合
には、その一方の端部または延長部が、コネクタ１１４などの（電気）コネクタの少なく
とも一部を構築していてもよい。

好ましくはフレキシブルタイプのさらなるコネクタが、それを基材１０２、１１０に電
気的に接続するために、剛直回路基板もしくはフレキシブル回路基板または他のサブアセ
ンブリに設けられてもよい。

回路基板または他のサブアセンブリの少なくとも部分が、接触領域１１６において、基
材１０２とコネクタ１１４との間に、随意に配置されてもよい。したがって、コネクタ１
１４は、回路基板または他のサブアセンブリに直接接触してもよくかつ例えば電気的に接
続してもよい。

より詳細には、電子機器１０６、１１２は、光電子工学部品、マイクロコントローラ、
マイクロプロセッサ、シグナルプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉ
ｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、センサ、プログラム可能な論理チッ
プ、メモリ、トランジスタ、レジスタ、コンデンサ、インダクタ、メモリアレイ、メモリ
チップ、データインターフェース、トランシーバ、無線トランシーバ、送信機、受信機、
無線送信機、および無線受信機から成る群から選択される少なくとも１つの要素を含んで
いてもよい。

さらに、構造により担持されている電子部品は、少なくとも１つの光電子工学部品を含
んでいてもよい。該少なくとも１つの光電子工学部品は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオー
ド）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、または何らかの他の発光部品を含んでいてもよい。該部
品は側面発光（「側面発射（side shooting）」）であってもよい。あるいはまたはさら
に、部品は、フォトダイオード、フォトレジスタ、他の光検出器、もしくは例えば光電池
などの受光部品または感光部品を含んでいてもよい。ＯＬＥＤなどの光電子工学部品は、
プリンテッドエレクトロニクス技術の好適な方法を用いて、基材フィルム上にプリントさ
れていてもよい。

実際、例えば様々な検知機能および／または他の機能が、埋込みＩＣ、専用部品、また
は共用ＩＣ／電子機器（多目的電子機器）により実施されてもよい。

フィルム１０２、１１０は、各使用状況により設定される要件に基づいて成形され得る
。それら１０２、１１０は、例えば矩形の、円形の、または四角形の全体形状を示しても
よい。それら１０２、１１０は、他の要素への取付け、電子機器もしくは他の部品の嵌合
、光もしくは他の放射線、流体等のための通路の提供などの様々な目的のために、陥凹部
、切欠き、切れ目、または開口部をさらに含有していてもよい。

図４は、本発明による方法の実施形態を開示している流れ図４００を含む。

多層の構造を製造するための本方法の開始時に、開始段階４０２が実行され得る。開始
４０２の間に、材料、部品および道具の選択、取得、較正、および他の構成などの必要な
作業が行われてもよい。個々の要素および材料の選択が協働し、選択された製造設置工程
を耐え抜くことに、特定の注意が払われなければならず、該工程は、当然、例えば、製造
工程明細書および部品データシートに基づいて、または作り出された試作品を調査し、試
験することより、前もって確認されることが好ましい。したがって、とりわけ成形／ＩＭ
Ｄ（インモールド加飾）、積層、結合、熱成形、切削、ドリル穿孔、および／またはプリ
ント機器などの使用される機器は、この段階で稼動状態まで増強されてもよい。

４０４において、少なくとも１つの、電子機器を収容するための、好ましくはフレキシ
ブルである、基材フィルムまたは他の好ましくは平面基板が得られる。基板材料の既製の
要素、例えばプラスチックフィルムの巻いたもの、が取得されてもよい。いくつかの実施
形態では、基材フィルム自体は、所望の開始材料から、成形または他の方法により、社内
で最初に作り出される。随意に、基材フィルムは加工される。それは、本明細書の前段で
検討されているように、例えば開口部、切欠き、陥凹部、切れ目等を備えて設けられても
よい。

４０６において、電子部品を電気的に連結するために、例えば導体線、接触パッド（ま
たは他の接触領域）等を画定しているいくつかの導電性トレースが、好ましくはプリンテ
ッドエレクトロニクスの１つまたは複数の技術により、フィルム上に設けられる。例えば
、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、またはオフセッ
トリソグラフ印刷が利用されてもよい。また、例えばフィルム上でのグラフィック、視覚
的標識等の印刷を含む、フィルムを高めるさらなる処置が、ここで行われてもよい。

成形プラスチックに付着しない、さらなる電子機器および／または材料が、随意にプリ
ントにより、基材上に配置されてもよい。

様々なＳＭＤなどの既製の部品が、はんだおよび／または接着剤により、接触領域に取
り付けられてもよい。あるいはまたはさらに、プリンテッドエレクトロニクス技術が、Ｏ
ＬＥＤなどの部品の少なくとも一部を、直接フィルム上に実際に製造するのに適用されて
もよい。

４０８において、基材は、コネクタの送り込みの機能を果たす開口部を設けられる。該
開口部は、例えばドリルを使用して基材から材料を除去することにより、材料を切削する
かもしくは成形して、例えばそこにスリットを設けることにより、またはそれが本質的に
、基板材料の周囲壁により画定されている（例えば、柱状（ｃｏｌｕｍｎ ｏｒ ｐｉｌ
ｌａｒ）などの適切な成形形状により作り出された）開口部を含有する方法で、基材を製
造すること（したがって、工程に関して項目４０８を４０４と組み合わせること）により
、作り出されてもよい。（何らかの理由で特に所望されなければ）成形材料が基材の第２
の面に進入しないように、開口部は、付加的な緩みなしでコネクタの目的部分（成形時お
よび成形後に開口部に残存している）を収容できるような大きさに合わせられており、そ
のように成形されていることが好ましい。開口部とコネクタとの間の接続部分をさらに封
止するために、特定の封止材料または要素が随意に利用されてもよい。あるいは、項目４
０８は、コネクタを取り付けた／結合材を設けた時にもしくはその後に、しかしコネクタ
の一方の端部を、構築された開口部を介して基材を貫通して導く明らかにさらに前に、項
目４１０に関連して実行され得ると考えられる。

項目４０９は、１つまたは複数のサブシステムまたは「サブアセンブリ」の、可能性が
ある取付けを指し、当該サブシステムまたは「サブアセンブリ」は、ＩＣなどの電子機器
および／または様々な部品を設けられている、最初に別個の２次基材を組み込んでもよい
。多層の構造の電子機器の少なくとも一部または全てが、そのようなサブアセンブリを介
して、基材フィルムに設けられてもよい。随意に、サブアセンブリは、主基材への取付け
の前に、保護プラスチック層により、少なくとも部分的に外側被覆されてもよい。例えば
、接着剤、圧力、および／または熱が、一次（ホスト）基材とのサブアセンブリの機械的
結合ために使用されてもよい。はんだ、配線、および導電性インクが、サブアセンブリの
要素間に、加えて一次基材上に残存している電気素子間に、電気的接続を提供するために
適用可能な選択肢の例である。また、項目４０８の時点で、項目４０９が実行され得ると
考えられる。その図示の位置は主に例示的に過ぎない。

いくつかの実施形態では、成形段階の前に、またはその時点で、随意に既に電子機器を
含有している基材フィルムは熱成形されてもよい４１８。熱成形可能な材料を含有してい
る基材は成形されて、目的環境／デバイスまたは目的用途により良く適合してもよい。さ
らにまたはあるいは、既に構築されている多層積重ねがそのような処理に耐えるように設
計されている場合、熱成形は成形後に行われ得ると考えられる。

４１０において、コネクタは、基材の第１の面上の接触領域に取り付けられ、他方の第
２の面へ開口部を通して部分的に送り込まれる。これら２つの動作の相互実行順序は、本
明細書の前段で説明されている実施形態に応じて、変わる可能性がある。

いくつかの実施形態では、基材との物理的／機械的接触および／または電気的接触を固
定するための特定の結合材が、例えば、コネクタを連結するために、異方性フィルム（導
電接着剤／ペーストを含有する）の形で、基材上に付加的に設けられてもよい。

４１２において、コネクタを配置させた後、その尾部が、外部からの電気接続性を可能
にするために、基材フィルムの第２の面上に残存しているように、熱可塑性プラスチック
層は、基材フィルムの第１の面、ならびにトレースおよびいくつかの電子部品などのその
上の電子機器上に成形される。実際には、基材フィルムは射出成形工程内で挿入物として
使用されてもよい。基板要素の第１の面および関連表面には、いくつかの実施形態では、
成形プラスチックのない１つまたは複数の領域が残されている。

２つのフィルムが使用されている場合、プラスチック層がそれらの間に射出されるよう
に、それらの両方がそれら自体の金型半片内に挿入され得る。あるいは、第２のフィルム
は、その後、適切な積層技術により、第１のフィルムとプラスチック層との集合体に取り
付けられることが可能であると考えられる。

得られた積重ね構造の、結果として生じる全厚に関して、それは、製造およびその後の
使用の観点から必要な強度をもたらす、使用された材料および関連する最小材料厚に大き
く依存する。これらの態様は個別的に考慮されなければならない。例えば、構造の全厚は
約１ｍｍとすることができると考えられるが、かなりより厚いまたはより薄い実施形態も
また実行可能である。

項目４１４は、可能性がある処理後の作業を指す。さらなる層が、積層手続きまたは適
切な被覆（例えば、蒸着）手続きにより、多層の構造内に加えられてもよい。該層は、指
示的価値または美的価値（グラフィック、色、図、テキスト、数値データ等）である可能
性があり、さらなるプラスチックの代わりにまたはそれに加えて、例えば織物、皮、ゴム
材料を含有する。電子機器などの付加的要素が、基材の外面などの、基材の外表面に設置
されてもよい。成形／切削が行われてもよい。埋込みコネクタは、ケーブル、配線または
他のコネクタなどの所望の外部要素に接続されてもよい。

４１６において、方法の実行が終了される。

本発明の範囲は、その同等物と共に添付の特許請求の範囲により決定される。開示され
ている実施形態が例示目的のためにのみ構成されたこと、および上記原理の多くを適用し
ている他の装置は、各可能性がある使用状況に最適であるように容易に用意され得ると考
えられることは、当業者には当然のことである。例えば、プラスチックを直接基材上に成
形する代わりにまたはそれに加えて、プラスチック層は前もって用意され、次いで、例え
ば接着剤、機械的取付け手段（ねじ、ボルト、釘等）、圧力、および／または熱を適用す
る適切な積層技術により、基材に取り付けられ得ると考えられる。最後に、いくつかの場
合には、成形の代わりに、同様の機能のプラスチック層または他の層が、適切な蒸着また
はさらなる代替的方法を用いて、基材上に作り出され得ると考えられる。さらに、プリン
テッドトレースの代わりに、トレースは、別の方法で作り出され得る／設けられ得ると考
えられる。例えばエッチングを利用して製造される導体フィルムが適用され得ると考えら
れる。

１００ 多層の構造の実施形態、構造
１０２ 基材フィルム、基材、第１のフィルム
１０４ 成形プラスチック層、プラスチック層、成形層
１０６ 部品、電子機器、サブアセンブリ
１０８ 導電性トレース、トレース、電子機器
１１０ 第２のフィルム、フィルム、基材
１１１ グラフィック
１１２ 電子機器
１１４ 導電性コネクタ要素、コネクタ要素、コネクタ
１１４Ｂ 他方の端部、尾部
１１５ 開口部、スリット
１１６ 接触領域
１１８ 外部要素

Claims (13)

1. 多層の構造（１００）であって、
   第１の面および反対側の第２の面を有し、好ましくはフレキシブルである、基材フィル
   ム（１０２）と、
   接触パッドおよび／または導体を随意に画定するいくつかの導電性トレース（１０８）
   であって、所望の所定の回路の設計を成立させるために、前記基材フィルムの前記第１の
   面上に好ましくはプリントされた、導電性トレースと、
   プラスチック層（１０４）であって、前記プラスチック層および前記基材フィルム（１
   ０２）の前記第１の面の間に前記回路を封入するように、前記基材フィルム（１０２）の
   前記第１の面上に成形された、プラスチック層と、
   前記基材フィルム（１０２）の反対の前記第２の面から、前記第１の面上に埋込まれた
   前記回路に対して、外部からの電気的接続を提供するための、好ましくはフレキシブルで
   ある、コネクタ（１１４）であって、前記コネクタの一方の端部が前記第１の面上の所定
   の接触領域（１１６）に取り付けられているのに対して、その他方の端部（１１４Ｂ）は
   、外部要素（１１８）と連結するために、前記基材の前記第２の面上に配置されており、
   ２つの前記端部を接続している中間部は、前記基材フィルム（１０２）の開口部（１１５
   ）を通して送り込まれ、好ましくは、前記基材フィルム（１０２）の厚さを貫通して延在
   している前記開口部（１１５）は、実質的な付加的間隙なしに前記コネクタ（１１４）を
   収容するような大きさに形成されている、コネクタと、
   を含む、構造。
2. 前記基材フィルム（１０２）は、前記接触領域（１１６）に、前記コネクタに付着して
   前記コネクタを前記埋込まれた回路に物理的に固定し、電気的に連結する要素または材料
   を含有し、好ましくは前記付着物が異方性導電材料を含有する、請求項１に記載の構造。
3. 前記プラスチック層（１０４）の内部に少なくとも部分的に封入されているように、前
   記基材フィルム（１０２）の前記第１の面上に、回路基板、随意にＦＰＣ（フレキシブル
   プリント回路）を含有するサブアセンブリ（１０６）を含む、請求項１または２に記載の
   構造。
4. 前記接触領域（１１６）に、前記基材フィルム（１０２）と前記コネクタ（１１４）と
   の間に配設されている前記回路基板を含む、請求項３に記載の構造。
5. 前記回路基板は実質的に剛直であり、随意にＦＲ４タイプである、請求項３または４に
   記載の構造。
6. 前記回路基板はフレキシブルであり、その端部またはその延長部が前記コネクタ（１１
   ４）の少なくとも部分を構築している、請求項３または４に記載の構造。
7. 前記構造は、前記プラスチック層（１０４）の前記面上にさらなるフィルム（１１０）
   を含み、前記さらなるフィルム（１１０）は、前記基材フィルム（１０２）から離れる方
   向を向いており、グラフィック（１１１）および／または電子機器（１１２）を前記さら
   なるフィルム（１１０）の上に随意に収容している、請求項１から６のいずれかに記載の
   構造。
8. 前記構造は、１つまたは複数の埋込み着色層またはグラフィック層を含み、好ましくは
   、前記着色層またはグラフィック層が、所望の色、形、グラフィックパターン、符号、テ
   キスト、数字、英数字、および／または他の視覚的表示を示す、請求項１から７のいずれ
   かに記載の構造。
9. 多層の構造を製造する方法であって、
   電子機器を収容する基材フィルムを得るステップ（４０４）と、
   いくつかの導電性トレース（１０８）、および随意に電子部品（１０６）を、前記基材
   フィルムの第１の面上に、好ましくはプリントすることにより設けて、所定の回路の設計
   を成立させるステップ（４０６）と、
   前記基材フィルムの厚さ内にかつ当該厚さを貫通して、随意に所定の接触領域に実質的
   に隣接して、スリットまたは穴部などの開口部を構築するステップであって、前記開口部
   は、実質的な付加的間隙なしに、所定の送り込み位置にある、好ましくはフレキシブルで
   ある、コネクタの寸法に合致するような大きさに好ましくは形成される、開口部を構築す
   るステップ（４０８）と、
   前記開口部を通して、例えばコネクタケーブルまたはワイヤの一方の端部といった、前
   記コネクタの一部を方向付けるステップであって、前記コネクタの一方の端部が、前記方
   向付けるステップの前に、その時点で、またはその後に、前記基材フィルムの前記第１の
   面上の所定の接触領域に取り付けられ、その他方の端部は、どんなに遅くても前記方向付
   けるステップの後に、外部要素に電気的に接続するために、前記第２の面上に配置される
   、方向付けるステップ（４１０）と、
   前記基材フィルムの前記第１の面上に熱可塑性プラスチック材料を成形するステップ（
   ４１２）であって、プラスチック層と前記基材フィルムの前記第１の面との間に前記回路
   を実質的に封止する、熱可塑性プラスチック材料を成形するステップと、
   を含む、方法。
10. ＦＰＣまたは剛直な回路基板、随意にＦＲ４、を含有するサブアセンブリが前記基材の
    前記第１の面上に設けられている、請求項９に記載の方法。
11. 前記回路基板は、前記コネクタの前記一方の端部に電気的に、随意に物理的に接続され
    ている、請求項１０に記載の方法。
12. 前記コネクタは、前記ＦＰＣの一方の端部または延長部から実質的に形成されている、
    請求項１０に記載の方法。
13. 好ましくはフレキシブルである、さらなるコネクタが設けられて、前記サブアセンブリ
    を前記基材に、随意に当該基材の上のトレースに、電気的に接続する、請求項１０から１
    ２のいずれかに記載の方法。