JP2022517183A - 電気ノード、電気ノードを製造するための方法、および電気ノードを備える多層構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (20)
- 電気ノード(100、100b、100c、200、200b、200c、300、400、502、602、702、802、1404、1404B、1502、1504)であって、
少なくとも1つの機能要素、好ましくは本質的には電気要素(12、14)を収容するための基板(20、60)であって、前記基板が、第1の側および反対側の第2の側を有し、前記基板が、前記少なくとも1つの機能要素を外部構造体の回路と、誘導的、容量的、または光学的など、電気的または電磁的に接続するためのいくつかの接続要素(16、31)をさらに受け入れている、基板と、
前記少なくとも1つの機能要素が、任意選択で、少なくとも1つの電子部品、およびさらに任意選択で、前記少なくとも1つの機能要素に接続したいくつかの導電性トレースを備え、前記基板に提供され、任意選択で、前記基板の前記第1の側から突出している前記少なくとも1つの機能要素であって、
少なくとも、前記少なくとも1つの機能要素の上に保護カバー(10)を画定する第1の材料層(30)であって、前記第1の材料層が、任意選択で、前記ノードの外面の少なくとも部分を画定する、第1の材料層と、を備え、
前記第1の材料層が、前記ノード内に含まれる、前記ノードに隣接する、および/または前記ノードに少なくとも近接する1つ以上の要素間、好ましくは、前記接続要素と、前記ノード上に成形、注型、またはそれ以外の方法で生成または提供された材料層(90)などの、前記外部構造体の少なくとも1つの要素との間の、少なくとも熱膨張および/または機械的変形関連応力を低減するように配置された弾性材料を含む、電気ノード。 - (1502、1504)前記基板が、前記少なくとも1つの機能要素の少なくとも部分、好ましくは前記第1の材料層(30)の少なくとも部分を収容する凹部または孔(21)を画定する、請求項1に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、流動性であった後に固化するプラスチック材料(90)に付着しており、前記プラスチック材料(90)が、前記第1の材料層と接触して提供され、任意選択で、熱可塑性材料、ポリマーまたは類似材料、リグニンまたは類似材料、TPU、ポリマー、エラストマー材料、PC、PMMA、ABS、PET、PA、GPPS、PCPA(ペンタクロロフェニルアクリレート)、セルロース系熱可塑性材料、およびMS樹脂からなる群から選択される、請求項1または2に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、前記基板および/または前記少なくとも1つの機能要素の材料に付着しており、前記材料が、好ましくは、ポリマー、導電性ポリマー、熱可塑性材料、有機材料、エラストマー材料、電気絶縁材料、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およびスチレンのコポリマー(MS樹脂)、ガラス、有機材料、繊維性材料、ポリエチレンテレフタレート(PET)、金属、木材、無垢木材、ベニヤ、合板、樹皮、木の皮、シラカバの樹皮、コルク、皮革、織物または布地、天然皮革、天然織物または布地材料、織物材料、綿、羊毛、リネン、絹、形成可能な材料、熱形成可能な材料、冷却形成可能な材料、金、銅、スズ、銀、パラジウム、はんだレジスト、熱硬化性はんだレジスト、UV硬化性はんだレジスト、エポキシ、リグニンまたは類似材料、多成分エポキシ、インク、ならびに導電性インクからなる群から選択される少なくとも1つの材料を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、約1~300ppm/K、好ましくは約10~120ppm/Kの範囲内にある熱膨張係数と関連する材料を含むか、またはそれからなる、請求項1~4のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、ホスト材料内の複合材料および/またはいくつかの充填材を含み、前記第1の材料層が、任意選択で、複数のサブ層を含むか、もしくはそれらからなり、および/または前記第1の材料層が、屈折率もしくは選択された光学機能を確立するための他の光学特性などの特徴付け機能特性を有する、好ましくはサブ層内に編成された、互いに異なる材料構成を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料が、熱伝導性材料を含むか、または本質的にそれからなり、前記熱伝導性材料が、任意選択で、前記1つ以上の充填材の形態で提供されている、請求項1~6のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、任意選択で前記1つ以上の充填材の形態で提供される材料を含むか、または本質的にはそれらからなり、前記材料が、光学的に、可視光を任意選択で含む選択された波長に関して、熱または高エネルギー光子に曝露されたときに変色に対して実質的に好ましくは化学的に不活性である、本質的には透明および/または無色の材料、電気絶縁材料、導電性材料、および発光材料からなる群から選択される、請求項1~7のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記基板(20)が、基板材料の平面片、印刷回路基板、剛性印刷回路基板、可撓性印刷回路基板、FR4に基づく回路基板、セラミック電気基板、多層回路基板、3D形成基板、多層基板、フィルム基板、可撓性フィルム基板、3D形成基板、添加製造単層または多層回路基板、電気絶縁および導電性材料の両方を含む添加製造回路基板、熱形成基板、熱形成可能基板、熱可塑性基板、ポリマー基板、印刷フィルム基板、ならびにパターン化導電性ポリマー基板からなる群から選択される、少なくとも1つの要素を備える、請求項1~8のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 熱管理要素(35)、任意選択で冷却または加熱要素をさらに備え、さらに任意選択で、ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも1つの要素を備える、請求項1~9のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記第1の材料層が、概して、前記第1の材料層もしくは前記ノード全体に関して、または局所的に1つ以上の場所において、長方形、台形、円錐形、二等辺台形、前記基板フィルムに面したより短いベースを有する二等辺台形、前記基板フィルムに面したより長いベースを有する二等辺台形、丸い形状、丸い長方形、丸い二等辺台形、三角形、丸い三角形、半円形、ドーム、凸形、ベル形状、キノコ形状、円錐形、半楕円形、および液滴、または柱形状からなる群から選択される、断面形状などの、本質的には少なくとも1つの形状を画定する、請求項1~10のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記少なくとも1つの機能要素が、電子部品、能動部品、受動部品、集積回路、電気機械部品、導電体、印刷導電体、印刷エレクトロニクス生成導電体、電極、接触パッド、導体トレース、電気光学部品、放射線放出部品、発光部品、LED(発光ダイオード)、OLED(有機LED)、側方放射LEDまたは他の光源、上方放射LEDまたは他の光源、下方放射LEDまたは他の光源、放射線検出部品、光検出または光検知部品、光ダイオード、光トランジスタ、光電池デバイス、センサ、微小機械部品、スイッチ、タッチスイッチ、タッチパネル、近接スイッチ、タッチセンサ、大気センサ、温度センサ、圧力センサ、水分センサ、ガスセンサ、近接センサ、容量スイッチ、容量センサ、投影型容量センサまたはスイッチ、単電極容量スイッチまたはセンサ、容量ボタン、多電極静電容量スイッチまたはセンサ、自己容量センサ、相互静電容量センサ、誘導型センサ、センサ電極、微小電気機械(MEMS)部品、UI要素、ユーザ入力要素、振動要素、音生成要素、通信要素、送信機、受信機、送受信機、アンテナ、共振器、無線通信要素、ワイヤレスタグ、無線タグ、タグリーダ、データ処理要素、データ記憶またはメモリ要素、および電子サブアセンブリからなる群から選択される少なくとも1つ以上の電気要素を備える、請求項1~11のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 前記基板(20)に面した側とは反対側である前記第1の材料層(30)の側上の第2の基板(20B)と、その上の少なくとも1つの機能要素(12、14)と、を備え、前記第2の基板が、任意選択で、前記電気ノードをホスト構造体、または具体的には、そのホスト基板(60)に装着するように構成されている、請求項1~12のいずれか一項に記載の電気ノード。
- 多層構造体(600、700、800、1406、1408)であって、
請求項1~13のいずれか一項に記載の少なくとも1つの電気ノードと、
前記少なくとも1つの電気ノード、および任意選択で、好ましくはホスト基板(60)を備えるホスト構造体を少なくとも部分的に覆う材料層(90)と、を備え、前記電気ノード、前記材料層(90)、ならびに任意選択で、熱管理要素、導体、光学要素、および/または電子部品などのいくつかのさらなる要素を上部に収容し、前記電気ノードの前記基板(20)の前記第1の側(1406、1408)または前記反対側の第2の側(600、700、800)が、存在する場合、任意選択で前記ホスト基板(60)に面している、多層構造体。 - 統合電気ノードを備える電気機能構造体を製造するための方法(900)であって、前記方法が、
少なくとも1つの、任意選択で印刷および/または取り付けられた機能要素(12、14)、任意選択で電気要素、または具体的には電子要素、電気機械要素、もしくは電気光学要素を受け入れる基板(20、60)を取得すること(904、906、908)と、前記基板が、前記第1の側および反対側の第2の側を有し、これらと共に、前記少なくとも1つの機能要素を外部構造体の回路(55、64)と電気的または電磁的に接続するための、接触パッド、ばね、ピン、他の有線またはワイヤレス要素を任意選択で含む、いくつかの接続要素(16、31)が提供されている前記基板であって、
前記少なくとも1つの機能要素上に、および好ましくはさらに前記少なくとも1つの機能要素を取り囲む前記基板(20)の前記第1の側の少なくとも一部分上に、固化可能な第1の材料層(30)を事前固化された状態で提供して(910)、前記基板、前記少なくとも1つの機能要素、ならびに任意選択で熱硬化および/または加圧硬化を含む固化の後に保護カバー(10)を画定する前記第1の材料層を備える前記統合電気ノードを確立することと、を含み、
前記第1の材料層が、その固化状態を含み、前記ノード内に含まれる、前記ノードに隣接する、および/または前記ノードに少なくとも近接する1つ以上の要素間、好ましくは、前記接続要素と、前記ノード上に成形または注型されたプラスチック層などの、前記外部構造体の少なくとも1つの要素との間の、少なくとも熱膨張および/または機械的変形関連応力を低減するように配置された弾性材料を備え、任意選択で、第2の基板(20B)が、前記基板(20)に面した側と実質的に反対側である、前記第1の材料層の側に提供される、方法。 - 任意選択で、好ましくは再利用可能または使い捨てであるフィルム状および/またはレセプタクルタイプのモールド(1007、1407、1407B)が、固化中の前記第1の材料層の材料を収容および成形するために利用され(1000、1402、1402B)、前記モールドが、任意選択で、金属、プラスチック、セラミック、木材、布地、セルロース、リグニン、および犠牲材料からなる群から選択される少なくとも1つの要素を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記第1の材料層の材料が、任意選択で、カーテンコーティング(1104)によって、前記基板上に適用され(1100)、次いで、前記電気ノードおよび関連する保護カバー(10)の選択された標的形状に従って、任意選択でローラまたはプレートタイプのモールド(1107)を利用して成形される、請求項15または16に記載の方法。
- 前記第1の材料層の材料が、前記少なくとも1つの機能要素および前記基板上に流動可能な形態(1200)で提供され、そうして、前記材料が、少なくとも前記材料の流動特性に従って、前記保護カバーを画定する前記材料の最終形状を自然にまたは誘導的に確立するように、少なくとも部分的に放出される、請求項15~17のいずれか一項に記載の方法。
- 流動可能な形態(1202)の前記第1の材料層の材料を、前記少なくとも1つの機能要素および前記基板上に少なくとも部分的に提供すること(1300)を含み、前記基板が、前記基板上の材料の流れを制御可能に制限し、前記保護カバー(10)の形状を画定するためのフレームを任意選択で備える、少なくとも1つの恒久的または一時的な誘導構造体(30b)を用いて事前準備されている(911)、請求項15~18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電気ノードを、ホスト構造体に、任意選択で前記ホスト構造体のホスト基板(60)上で、装着することと、好ましくは成形を通じて、前記電気ノード上にプラスチック層(90)を生成することと、をさらに含む(912)、請求項15~19のいずれか一項に記載の方法。
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