JP7113027B2 - 電子アセンブリの製造方法および電子アセンブリ - Google Patents
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Description
本発明は概して電子機器の技術分野に関する。特に、排他的ではないが、本発明は多層構造を有する電子アセンブリの製造に関する。
電子機器および電子製品の文脈においては多種多様な多層構造が一般に存在する。多層化された解決策は、熱成形、モールディング、接着剤、熱および/または圧力ベースの積層等を用いて製造され得る。所望の着色およびたとえば図形パターンを構造内に組込むためにインモールド加飾(IMD)/インモールドラベリング(IML)が利用され得る。
本発明の目的は、電子機器を収容する少なくとも1つの層および1つの成形材料層などの多層構造を有する電子アセンブリに関連する上述の問題を少なくとも軽減することである。
-電子機器を収容するための、好ましくは可撓性を有する第1の基板フィルムを得ることと、
-スクリーン印刷などのプリンテッド・エレクトロニクス技術を任意に利用することによって、少なくとも第1の電気コンタクトパッドを第1の基板フィルムに設けることと、
-電気コネクタなどの導電性部材を第1の電気コンタクトパッドに結合することと、
-第2の材料層を第1の基板フィルム上に射出成形するなど成形して、成形用キャビティを規定する金型構造を利用して電気コネクタなどの導電性部材を埋込むこととを含み、導電性部材は、成形時に第1の電気コンタクトパッドからキャビティを通って延在して、第1の電気コンタクトパッドに対してキャビティの異なる側、好ましくは反対側の素子、たとえばキャビティプレートなどの金型構造の一部またはフィルムまたはスペーサまたは導体に、たとえば機械的に、電気的に、または化学的に、またはこれらの組合わせでたとえば電気機械的に接触することによって、導電性部材の少なくとも一部を成形後にアクセス可能であるように維持して、第2の材料層を通って第1の電気コンタクトパッドに至る電気的接続を提供するように配置される。
弾性を有する導電性部材は、素子を圧縮することによって、弾性を有する導電性部材の少なくとも一部を成形後にアクセス可能であるように維持して、第2の材料層を通って第1の電気コンタクトパッドに至る電気的接続を提供するように配置されてもよい。
-電子機器を含む、好ましくは少なくとも当初は可撓性を有する第1の基板フィルムを含み、電子機器は、第1の電気コンタクトパッドを規定するスクリーン印刷された導体またはパッチなどの少なくとも導電性材料を含み、電子アセンブリはさらに、
-射出成形された熱可塑性材料などの成形材料を含む第2の材料層と、
-第1の電気コンタクトパッドに結合されて第1の電気コンタクトパッドから第2の材料層を通って延在する、電気コネクタなどの導電性部材とを含み、導電性部材の一部は第2の層を通って電気コンタクトパッドに至る電気的接続を提供するためにアクセス可能であり、導電体などの導電性部材は、実質的に完全に、しかし電気的接続を提供するためにアクセス可能な一部を含まずに、第2の材料層に埋込まれている。
ボタンおよび/またはセンサを有するユーザインターフェイスなどの得られた基板上の電気回路が、確立された電気的接続を介して成形材料層を通る電力によって供給されることによって、たとえば横から基板への別個の接続が不要となり得る、成形パーツを有する多層構造が得られ得る。導電性部材によって成形材料層を通る接続が確立されているため、後処理は不要であるかまたは少なくとも最小限になる。
図1は本発明の実施形態に従う方法のフロー図を示す。100において、開始段階を参照して、材料、電子部品およびコネクタなどの構成要素、ならびにツール選択、取得、較正および他の構成などの必要なタスクが行なわれ得る。個々の素子および材料選択が共に作用して、選択された製造プロセス、および構造が配置され得る可能な対象製品に耐えるように特別の注意を払う必要がある。これは当然のことながら、たとえば、製造プロセス仕様および構成要素データシートに基づいて、または作製した試作品を調べて試験することによって、予め確認されることが好ましい。したがって、とりわけ、射出成形、IMD/IML、積層、および/またはプリント装置などの成形が、この段階で稼働状況へと設定され得る。
いくつかの実施形態によると、可撓性を有する層または基板などの付加的な層が、導電性部材が結合されている基板フィルムに対して成形材料層の反対側に配置されてもよい。付加的な層は、成形材料層が次に基板フィルムと付加的な層または基板との間に成形され得るように、成形前に配置されてもよい。付加的な層はまた、接着剤を用いることによってなどして、成形後に成形材料層上に積層されてもよい。付加的な層は、加飾用であってもよく、および/またはたとえば容量性スイッチ用の表面であってもよい。そのような容量性スイッチ用の表面として機能する場合、1つまたは複数の導電性部材は付加的な層から少し離れて有利に存在しているため、高性能の容量性スイッチを提供する。
630において、たとえば熱可塑性、熱硬化性、エラストマー性材料、重合体、有機、生体適合材料、有機またはグラフィックなどの複合物、およびそれらの任意の組合せなどからなる好ましくはプラスチック層が、任意に弾性を有する導電性部材がその間を延在する第1および第2の基板層同士の間に成形されることによって、任意に弾性を有する導電性部材を金型構造を利用して埋込む。金型構造は有利に成形用キャビティを形成し、当該基板がこのキャビティに挿入され得る。任意に弾性を有する導電性部材は、好ましくは、成形時に第1の基板フィルムの電気コンタクトパッドから延在して第2の基板フィルムの電気コンタクトパッドに接触し、すなわち当該電気コンタクトパッド同士の間から延在する。任意に弾性を有する導電性部材は、成形時に第1の基板層の電気コンタクトパッドから有利に延在して第2の基板層に接触し、成形材料が任意に弾性を有する導電性部材を完全に埋込むことを防止するかまたはその量を少なくとも大幅に減少させて、任意に弾性を有する導電性部材の少なくとも一部を第2の基板層の電気コンタクトパッドに接触させ続けて、第1および第2の基板層の電気コンタクトパッド同士の間に成形材料層を通る電気的接続を提供する。
720において、電気コンタクトパッドが、第1およびの第2の基板フィルムの互いに対応する位置に設けられる。本明細書において対応する位置とは、たとえば、基板フィルムが成形のために配置されると、(ステップ130において設けられた)任意に弾性を有する導電性部材が第1の基板フィルムの電気コンタクトパッドから延在して第2の基板フィルムの電気コンタクトパッドに接触することによって第1および第2の基板フィルム上の電気コンタクトパッド同士の間に電気的接続を提供するように調整された位置を指す。
730において、熱成形または冷間成形などの成形が行なわれる。成形時、好ましくは既に電子機器が設けられている基板フィルムは、所望の実質的に三次元の形状に形作られ得る。電子機器は、最大圧力または曲率の場所など、最大圧力の場所が成形時に起こらないようにするために配置されていることが好ましい。一方の基板のみが成形されてもよいし、両基板が同じようにまたは異なる方法で成形されてもよい。
799において、方法の実行が終了する。成形材料が十分に固まると、製造された三次元の電子アセンブリが金型構造から取出され得る。
Claims (17)
- 電子アセンブリを製造するための方法であって、前記方法は、
-電子機器を収容するための、可撓性を有する第1の基板フィルム(310)を得ること(110;610)を備え、前記第1の基板フィルム(310)は第1の側および反対側を備え、前記方法はさらに、
-スクリーン印刷などのプリンテッド・エレクトロニクス技術を任意に利用することによって、少なくとも第1の電気コンタクトパッド(315)を前記第1の基板フィルム(310)の前記第1の側に設けること(120;720)と、
-導電性部材(320;520)を前記第1の電気コンタクトパッド(315)に結合すること(130)と、
-第2の材料層(325)を前記第1の基板フィルム(310)の前記第1の側の表面に射出成形するなど成形して(140)、成形用のキャビティを規定する金型構造を利用して前記導電性部材(320;520)および少なくとも前記表面の部分を前記第2の材料層(325)に埋込むこととを備え、前記導電性部材(320;520)は、前記成形時に前記第1の電気コンタクトパッド(315)から前記キャビティを通って延在して、前記第1の電気コンタクトパッド(315)に対して前記キャビティの異なる側、好ましくは反対側の素子、たとえば前記金型構造の一部またはフィルムまたはスペーサまたは導体に接触し、前記素子は前記第1の基板フィルム(310)の前記第1の側にあり、これによって、前記導電性部材(320;520)の少なくとも一部(330)を前記成形後にアクセス可能であるように維持して、前記第2の材料層(325)を通って前記第1の電気コンタクトパッド(315)に至る電気的接続を提供するように配置される、方法。 - 前記得ること(110;610)は、第2のフィルム(810)を得ることをさらに備え、前記第2の材料層(325)は少なくとも前記第1の基板フィルム(310)と前記第2のフィルム(810)との間に成形されて前記導電性部材(320)を埋込み、前記導電性部材(320;520)は前記第1の電気コンタクトパッド(315)から延在して前記第2のフィルム(810)に接触し、任意に前記第2のフィルム(810)を圧縮する、請求項1に記載の方法。
- 得られた前記第2のフィルム(810)は電子機器を収容するための第2の基板フィルムであり、前記設けること(120;720)は、スクリーン印刷などのプリンテッド・エレクトロニクス技術を任意に利用することによって、少なくとも第2の電気コンタクトパッド(815)を前記第1の電気コンタクトパッド(315)に対して前記第2の基板フィルムの対応する位置(820)に設けることをさらに備え、前記成形することは、前記導電性部材(320;520)が前記第1の電気コンタクトパッド(315)から延在して前記第2の電気コンタクトパッド(815)に接触し、任意に前記第2の電気コンタクトパッド(815)を圧縮することによって、前記第1の電気コンタクトパッド(315)から前記第2の材料層(325)を通って前記第2の電気コンタクトパッド(815)に至る電気的接続を提供することを備える、請求項2に記載の方法。
- 前記第2の電気コンタクトパッド(815)は、前記第1および第2の基板フィルム(310,810)が少なくとも前記フィルム(310,810)同士の間の前記第2の材料層(325)の前記成形のために前記金型に挿入されるときに前記第1および第2の電気コンタクトパッド(315,815)が互いに対向して並ぶように、前記対応する位置(820)に配置される、請求項3に記載の方法。
- 前記設けることは、前記第1および第2の基板フィルム(310,810)の少なくとも一方の上に1つまたは複数の電子部品(316~318,816,818)を設けることをさらに備え、前記部品(316~318,816,818)、前記電気コンタクトパッド(310,810)および前記導電性部材(320;520)は、前記第1および第2の基板フィルム(310,810)の両方の上に存在する電気回路を形成する、請求項3または4に記載の方法。
- 前記導電性部材(320;520)は、導電性ばねコネクタなどの弾性を有する導電性部材である、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記弾性を有する導電性部材は、前記素子を圧縮することによって、前記弾性を有する導電性部材の前記少なくとも一部(330)を前記成形後にアクセス可能であるように維持して、前記第2の材料層(325)を通って前記第1の電気コンタクトパッド(315)に至る前記電気的接続を提供するように配置される、請求項6に記載の方法。
- 前記弾性を有する導電性部材は、前記成形時にその弾性を実質的に持続するために密閉された弾性を有する導電性部材(520)である、請求項6または7に記載の方法。
- 得られた前記第1および第2の基板フィルム(310,810)の少なくとも一方は可撓性を有する基板フィルムである、請求項2から5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1および第2の基板フィルム(310,810)の少なくとも一方を所望の三次元形状に熱成形または冷間成形するなど成形すること(210;730)を備える、請求項9に記載の方法。
- 請求項1から10のいずれか1項に記載の電子アセンブリを備える電子装置。
- 電子アセンブリであって、
-電子機器を備える、可撓性を有する第1の基板フィルム(310)を備え、前記第1の基板フィルム(310)は第1の側および反対側を備え、前記電子機器は、前記基板フィルム(310)の前記第1の側に第1の電気コンタクトパッド(315)を規定する少なくとも導電性材料を備え、前記電子アセンブリはさらに、
-前記第1の基板フィルムの表面に射出成形された熱可塑性材料などの成形材料を備える、前記第1の基板フィルム(310)の前記第1の側の第2の材料層(325)と、
-前記第1の電気コンタクトパッド(315)に結合されて前記第1の電気コンタクトパッドから(315)前記第2の材料層(325)を通って延在する、導電体などの導電性部材(320;520)とを備え、前記第1の基板フィルム(310)の前記第1の側の前記導電性部材(320)の一部(330)は前記第2の材料層(325)層を通って前記電気コンタクトパッド(315)に至る電気的接続を提供するためにアクセス可能であり、導電体などの前記導電性部材(320;520)および前記表面の少なくとも一部は前記第2の材料層(325)に埋込まれている、電子アセンブリ。 - 前記第1の基板フィルム(310)に対して前記第2の材料層(325)の反対側に第2の基板フィルム(810)を備え、前記導電性部材(320;520)は前記第1の電気コンタクトパッド(315)から前記第2の材料層(325)を通って前記第2の基板フィルム(810)まで延在する、請求項12に記載の電子アセンブリ。
- 前記第2の基板フィルム(810)は電子機器を備え、前記電子機器は第2の電気コンタクトパッド(815)を規定する少なくとも導電性材料を備え、前記導電性部材(320;520)は前記第1および第2の電気コンタクトパッド(315,815)と電気的に接続して前記第1および前記第2の電気コンタクトパッド(315,815)同士の間に電気的接続を提供する、請求項13に記載の電子アセンブリ。
- 前記導電性部材(320;520)は、少なくとも当初は弾性を有する導電性部材である、請求項12から14のいずれか1項に記載の電子アセンブリ。
- 前記少なくとも当初は弾性を有する導電性部材は、弾性を有する、密閉された弾性を有する導電性部材(520)である、請求項15に記載の電子アセンブリ。
- 前記第1および第2の電気パッド(315,815)は、それぞれ前記第1および第2の基板フィルム(310,810)上に互いに実質的に対向して配置される、請求項12から16のいずれか1項に記載の電子アセンブリ。
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