KR102096095B1 - 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법 - Google Patents

다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102096095B1
KR102096095B1 KR1020187008267A KR20187008267A KR102096095B1 KR 102096095 B1 KR102096095 B1 KR 102096095B1 KR 1020187008267 A KR1020187008267 A KR 1020187008267A KR 20187008267 A KR20187008267 A KR 20187008267A KR 102096095 B1 KR102096095 B1 KR 102096095B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
connector
substrate film
substrate
manufacturing
layer
Prior art date
Application number
KR1020187008267A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180037283A (ko
Inventor
미코 헤이키넨
파시 라파나
자르모 사스키
Original Assignee
택토텍 오와이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 택토텍 오와이 filed Critical 택토텍 오와이
Publication of KR20180037283A publication Critical patent/KR20180037283A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102096095B1 publication Critical patent/KR102096095B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps
    • H05K3/4015Surface contacts, e.g. bumps using auxiliary conductive elements, e.g. pieces of metal foil, metallic spheres
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28Applying non-metallic protective coatings
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10287Metal wires as connectors or conductors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1327Moulding over PCB locally or completely
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4046Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections using auxiliary conductive elements, e.g. metallic spheres, eyelets, pieces of wire

Abstract

제 1면 및 반대쪽 제 2면을 가지는, 바람직하게는 플렉시블 기판 필름(102), 원하는 기결정된 회로 디자인을 구현하기 위하여, 바람직하게는 상기 기판 필름의 제 1면 상에 프린트된, 선택적으로 접촉 패드들 및/또는 컨덕터들을 규정하는 다수의 전도성 트레이스들(108), 가소성 층과 상기 기판 필름(102)의 제 1면 사이의 회로를 둘러싸도록 상기 기판 필름(102)의 제 1면 상에 몰딩된 가소성 층(104), 및 상기 기판(102)의 반대면인 제 2면으로부터 제 1면에 내장된 회로로의 외부 전기 연결을 제공하는, 바람직하게는 플렉시블 커넥터(114)를 포함하고, 상기 커넥터의 일단은 상기 제 1면 상의 기결정된 접촉 영역(116)에 부착되고, 타단(114B)은 상기 기판 필름의 제 2면 상에 위치하여 외부 요소(118)와 결합되고, 양단부를 연결하는 중간 부분은 상기 기판의 개구부(115)를 관통하여 공급되며, 상기 기판 필름(102)의 두께에 걸쳐 연장되는 상기 개구부는 바람직하게는 실질적인 추가의 여유공간 없이 상기 커넥터를 수용할 수 있는 치수로 구비되는 다층 구조체가 개시된다. 또한 상기 다층 구조체의 제조 방법이 개시된다.

Description

다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법
일반적으로, 본 발명은 전자 소자들, 관련 장치들, 구조체들 및 제조 방법들에 관한 것이다. 특별히, 제한되지는 않으나, 본 발명은 필름층 및 인접하게 몰딩되어 일체로 통합된 가소성 층을 포함하는 구조체의 내부로의 외부 전기 연결의 제공에 관한 것이다.
일반적으로 전자 소자들 및 전자 제품들과 관련하여 다양한 적층 조립체들 및 구조체들이 존재한다.
전자 소자들과 관련 제품들의 통합(integration)에 대한 동기는 관련된 사용 용도만큼 다양할 수 있다. 결과의 솔루션이 궁극적으로 다층성(multilayer nature)을 나타낼 때, 비교적 종종 크기 절감, 중량 절감, 비용 절감 또는 컴포넌트들의 효율적인 통합이 요구된다. 결과적으로, 관련된 사용 시나리오들은 제품 패키지 또는 식품 케이싱, 장치 하우징의 시각적 디자인, 웨어러블 전자 장치들, 개인 전자 장치들, 디스플레이들, 감지기들 또는 센서들, 차량 내부들, 안테나, 레이블들, 차량 전자 소자들 등과 관련될 수 있다.
전자 컴포넌트들, ICs(집적 회로) 및 컨덕터들과 같은 전자 소자들은 일반적으로 복수의 다양한 기술들에 의해 기판 요소 위에 구비될 수 있다. 예를 들어, 다양한 표면 실장 디바이스들(SMD)과 같은 이미 만들어진 전자 소자들이 기판 표면 상에 장착되어, 궁극적으로 다층 구조체의 내부 또는 외부 인터페이스층을 형성할 수 있다. 또한, 용어 “프린트된 전자 소자들(printed electronics)”에 해당되는 기술들은 관련된 기판에 직접 전자 소자들을 실제로 생산하는데 적용될 수 있다. 본 명세서에서 용어 “프린트된”은 제한없이 스크린 프린팅, 플렉소그래피 및 잉크젯 프린팅을 포함하는, 실질적으로 부가적인 프린팅 공정을 통해 전자 장치/전자 소자를 생산할 수 있는 다양한 프린팅 기술을 의미한다. 사용된 기판들은 플렉시블한 프린트된 유기 물질일 수 있으나, 반드시 그런 것은 아니다.
다층 구조체가 다양한 전자 소자들, 거기에 제공되어야 하는 관련 전력, 데이터 및/또는 제어 연결들을 구비할 경우, 전기적 연결 및 관련 배선이 필요하며, 종종 무선 연결이 가능하기도 하다.
일반적으로, 주변 기기들과 적층 구조체에 내장된 전자 소자들의 유선 전기 연결은 상기 구조체의 측면 모서리에 제공되므로, 필요한 외부 배선이, 잠재적으로 상기 구조체로부터 돌출되어, 주변기기에 위치한 커넥터 또는 다른 접촉 소자와 접촉하도록 구성된다.
그러나, 상기와 같은 커넥터들과 외부 배선의 구조는 많은 사용 시나리오에서 차선책으로 사용되는데, 이는 상기 다층 구조체 자체의 특성과 제조 뿐 아니라,관련된 호스트 구조체 및 컴포넌트들의 치수 및 위치설정에 추가적인 제한이 발생하기 때문이다.
본 발명의 목적은 통합된 다층 구조체 및 그 안에 내장된 전자 소자들과 관련하여, 기존의 솔루션들과 관련된 상기 문제점들 중 하나 이상을 적어도 완화하는 것이다.
상기 목적은 본 발명의 다층 구조체 및 관련 제조 방법의 다양한 구체예에 의해 달성된다.
본 발명의 한 구체예에 따르면, 전자 장치용 다층 구조체는,
제 1면과 제 2면을 가지며, 바람직하게는 제 1면 상에 전도성 트레이스와 같은 전자 장치 및 선택적으로 SMD(표면 실장 디바이스)와 같은 전자 컴포넌트들을 수용할 수 있는, 바람직하게는 플렉시블 기판 필름,
원하는 기결정된 회로 디자인을 구현하기 위해, 프린트된 전자 소자 기술에 의해, 바람직하게는 상기 기판 필름의 제 1면 상에 프린트된 접촉 패드들 및/또는 컨덕터들과 같은 다수의 전도성 트레이스들,
가소성 층과 상기 기판 필름의 제 1면 사이의 회로를 둘러싸도록 상기 기판필름의 제 1면 상에 몰딩된 가소성 층, 및
상기 기판의 반대면인 제 2면으로부터 제 1면 상에 내장된 회로로의 외부 전기 연결을 제공하기 위한, 바람직하게는 플렉시블 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터의 일단은 상기 제 1면의 기결정된 접촉 영역에 부착되고, 타단은 상기 제 2면 상에 위치하여, 상기 기판의 개구부를 관통하여 제공되는 중간(또는 '중앙') 부분(바람직하게는, 양단부와 일체로 구성됨)과 연결되며, 상기 기판 필름의 두께에 걸쳐 연장되는 상기 개구부는, 바람직하게는 실질적인 추가의 여유공간(clearance) 없이, 즉 '타이트하게' 상기 커넥터를 수용할 수 있는 치수로 구비된다.
상기 접촉 영역은 상기 커넥터를 상기 기판 상의 회로(예컨대, 프린트된 트레이스들/접촉 패드들)에 기계적으로 부착 및/또는 전기적으로 연결하도록 구성되는 물질(들) 및/또는 소자(들)을 포함할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 예를 들어 전도성 접착제 또는 ACF(비등방성 전도성 필름) 접착이 적용될 수 있다.
기판 및 그 위에 부착되는 물질들/요소들의 원료 물질(트레이스들 및/또는 다른 소자들의 프린팅 물질 등) 및/또는 상기 개구부 및 관련 물질의 두께와 요구되는 곡률(기판 vs. 커넥터)과 같은 모양들의 구성에 따라, 상기 커넥터는 상대적으로 강성(rigid)이거나 플렉시블(구부러질 수 있는) 할 수 있다. 잠재적으로 커넥터의 일단 또는 양단을 제외한 전체 길이에 걸쳐 플렉시블/구부러질 수 있다. 커넥터가 일반적으로 보다 뻣뻣한 물질로 구성되는 경우에도, 기판 상에 부착 및/또는 개구부 삽입(threading)을 용이하게 하기 위하여 구부러질 수 있거나, 예를 들어 연결된 부분을 포함할 수 있다. 상기 접촉 영역의 접촉면과 상기 개구부의 종축(longitudinal axis)은 그 사이에 각도(예를 들어, 90도)를 가질 수 있으며, 따라서 상기 커넥터의 유연성/굴곡성은 필수적이지 않다 하더라도 종종 선호된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 상기 커넥터는, 예를 들어 상기 기판의 평면 접촉 영역에 접촉할 수 있으면서 상기 개구부를 관통하여 삽입되기 쉽게 하기 위하여 실질적으로 고정된 각도를 가지거나 각진 부분을 구비할 수 있다.
상기 기판의 제 1면, 및 관련된 제 1 표면은 관련된 상기 표면 영역에 대하여 가소성 물질, 바람직하게 및 일반적으로 열가소성 물질로 적어도 부분적으로 오버몰딩된다. 선택적으로, 몇몇 오버몰딩 가능한 물질들이 하나 이상의 몰딩층, 예를 들어 기판의 제 1면 상에 측방향으로(side-by-side) 놓이는/또는 복수의 중첩된 층들로 된 스택(stack)을 형성하는 인접층들을 형성하기 위해 사용될 수 있다.
선택적으로, 추가의 제 2 필름이 상기 몰딩층의 타면에 제공된다. 따라서, 그래픽 및/또는 전자 컴포넌트들 및/또는 트레이스들과 같은 전자 소자들에 대한 기판으로서 기능할 수 있는 상기 제 2 필름은 기본 필름 또는 제 1 기판 필름과 마주보는 방향에서 몰딩된 층을 대면한다. 상기 제 2 필름은 제 1 필름과 함께 몰드 내에 위치되고, 즉 삽입되고, 그 사이에 가소성 물질이 주입된다. 대안적으로, 상기 제 2 필름은 예를 들어 접착제, 고온 및/또는 가압 접착을 사용하는 가능한 라미네이션 기술에 의해 상기 몰딩층 상부에 라미네이트될 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 몰딩층을 형성하기 위해 사용되는 상기 (열)가소성 물질은 광학적으로 실질적으로 불투명하거나, 투명하거나, 예를 들어 가시광선이 무시할만한 손실로 투과할 수 있는 반투명한 물질을 포함한다. 원하는 파장에서 충분한 투과율은 예를 들어 약 85%, 90% 또는 95%일 수 있다. 가능하게는, 추가의 몰딩된 (열)가소성 물질은 실질적으로 불투명하거나 반투명할 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 추가의 물질은 투명할 수 있다.
보충적이거나 대안적인 추가의 구체예에서, 하나 이상의 필름들은 기정의된 파장과 관련하여, 예를 들어 가시광 스펙트럼에서 적어도 부분적으로 광학적으로 실질적으로 불투명하거나 적어도 반투명할 수 있다. 상기 필름은 그 위에 또는 그 안에 그래픽 패턴 및/또는 색상과 같은 시각적으로 식별 가능하고 장식적/심미적 및/또는 정보제공적인 특성들을 미리 포함할 수 있다. 상기 특성들은 전자 소자들을 포함하는 필름의 동일 면에 제공되어, 관련된 오버몰딩 공정을 통해 가소성 물질(들)에 의해 밀봉될 수 있다. 따라서, IML(in-mold labeling)/IMD(in-mold decoration) 기술이 적용될 수 있다. 상기 필름(들)은 적어도 부분적으로, 즉 적어도 위치에 따라서, 탑재된 전자 소자들이 방출하는 가시광과 같은 발광에 대하여 광학적으로 투명하거나 반투명할 수 있다. 상기 투과율은 예를 들어 약 85%, 90%, 95% 또는 그 이상일 수 있다.
다른 일 구체예에서, 전자 장치용 다층 구조체를 제조하는 방법은,
전자 소자들을 수용하기 위한 기판 필름을 수득하는 단계,
기결정된 회로 디자인을 구현하도록, 바람직하게는 다수의 전도성 트레이스들 및 선택적으로 전자 컴포넌트들을 상기 기판 필름의 일면에 프린트하는 단계,
선택적으로 기정의된 접촉 영역에 실질적으로 인접하여, 상기 기판 필름의 두께 내에 또는 두께에 걸쳐 슬릿 또는 홀과 같은 개구부를 형성하되, 상기 개구부는 바람직하게는 실질적으로 추가의 여유공간 없이 기정의된 피드스루(feed-through) 위치에, 바람직하게는 플렉시블 커넥터의 치수와 맞는 치수로 형성되는 단계,
커넥터 케이블 또는 배선의 일단과 같은 상기 커넥터의 적어도 일부를 형성된 개구부를 관통하여 삽입하되, 삽입 이전, 삽입 중, 또는 삽입 이후에 상기 커넥터의 일단은 상기 기판 필름의 제 1면 상의 기정의된 접촉 영역에 부착되고, 타단은 상기 삽입 이후에 외부 전도성 소자와의 전기적 연결을 위해 제 2면 상에 위치되는 단계, 및
가소성 층과 상기 기판 필름의 상기 제 1면 사이의 회로를 실질적으로 밀봉하도록 상기 기판 필름의 제 1면 상에 열가소성 물질을 몰딩하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 상기 커넥터를 상기 기판상의 접촉 영역 상에 (및/또는 거기에 연결되는 커넥터의 단부에) 회로(예컨대, 프린트된 트레이스들/접촉 패드들)을 기계적으로 부착 및/또는 전기적으로 연결하도록 구성되는 물질(들) 및/또는 소자(들)을 포함할 수 있다. 이러한 목적으로, 예를 들어 전도성 접착제 또는 ACF(비등방성 전도성 필름) 접착이 적용될 수 있다.
구체적으로, 상기 회로와 상기 커넥터를 전기적으로 연결하기 위하여 상기 접촉 영역에 페이스트 또는 필름과 같은 적절한 비등방성 물질이 먼저 제공될 수 있다. 그런 다음, 상기 커넥터가 상기 비등방성 물질에 대하여 가압될 수 있다. 관련 접착제의 접착을 강화하기 위하여, 선택적으로 열을 적용(예컨대, 흐름을 좋게 )할 수 있다.
다양한 방법 단계들의 상호적 실행 순서는 각 구체예에서 경우에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 개구부는 상기 커넥터의 일단이 상기 기판의 접촉 영역에 부착되기 이전, 도중, 또는 이후에 형성될 수 있다. 따라서, 상기 커넥터는, 예를 들어 바람직한 나사식 삽입(threading) 방향에 따라 상기 기판에 부착되기 이전, 도중 또는 이후에 상기 개구부에 관통, 삽입될 수 있다.
상기 개구부는 드릴링, 카빙, 톱질, 에칭, 커팅(예컨대, 레이저 또는 기계적 블레이드를 이용) 또는 이 분야의 기술자가 이해하고 있는 다른 가능한 방법으로 형성될 수 있다.
상기 개구부는 원하는 형태, 즉 실질적으로 원형 또는 각진 홀, 또는 평평하고 및/또는 좁은 슬릿 형태를 가지도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 실질적으로 평행사변형 (측)단면을 가지거나 실제적으로 좁은 슬릿으로 묘사될 수 있다. 플렉시블 커넥터가 접촉한 상태로 느슨해지지 않고 구부러질 수 있도록 둥근 형태(들)을 가질 수 있다. 바람직하게는, 상기 개구부는, 인터페이스에서 추가의 여유공간이 요구되지 않도록, 상기 커넥터의 수용 부분의 모양/치수와 맞도록 형태와 치수가 결정된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 보충적 밀봉 및/또는 부착 물질이 인터페이스(개구부)에 제공될 수 있다.
다수의 전자 컴포넌트들이 프린팅 및/또는 장착(mounting)에 의해서, 예를 들어 상기 기판 필름의 제 1면 상에 제공되어, 그 위에 원하는 회로를 구현하도록 제공될 수 있고, 상기 회로는 제어, 측정, UI, 데이터 처리, 저장 등의 목적을 가질 수 있다.
선택적으로, 앞서 언급된 몰딩된 가소성 물질의 타면에 추가의 제 2 필름이 제공될 수 있다. 제 2 필름은 플랩을 갖는 기본 제 1 기판과 함께 몰드 내에 위치되고, 그 사이에 가소성 물질을 주입함으로써 스택 구조체를 형성하거나, 상기 제 2 필름이 상기 몰딩된 가소성 층 상에 직접 형성되지 않더라도 적절한 라미네이션 기술을 사용하여 차후에 형성될 수 있다. 상기 제 2 필름은 그의 어떤 면에도, 예컨대 그래픽(따라서 IMD/IML 기술의 적용이 가능함) 뿐만 아니라 전자 소자들을 포함할 수 있다. 그러나, 보호 목적 및/또는 원하는 광학적 투과도, 외관(예컨대, 색상) 또는 촉감과 같은 다른 기술적 특징들을 가질 수 있다.
가능한 몰딩 방법은, 예컨대 사출 성형을 포함한다. 몇몇 가소성 물질들의 경우, 이중 샷(two-shot) 또는 일반적으로 다중 샷(multi-shot) 몰딩 방법을 사용하여 몰딩될 수 있다. 복수의 몰딩 유닛을 갖는 몰딩 장치가 사용될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 물질들을 순차적으로 제공하기 위하여 다수의 장치 또는 하나의 가변 구조형(re-configurable) 장치가 사용될 수 있다.
상기 구조체의 다양한 구체예들에 관하여 상기에서 제시된 고려 사항들은, 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 상기 방법의 변형 구체예들에도 유연하게 적용될 수 있고, 그 반대의 경우도 가능하다.
본 발명의 유용성은 구체예에 따른 복수의 이슈들로부터 발생한다.
일체형 전기 커넥터는 처음에는 플렉시블 스트립과 같은 별도의 단순한 커넥터 소자로부터 편리하게 형성될 수 있다. 상기 소자는 바람직한 금속(은, 구리, 금, 등) 또는 전도성 폴리머와 같은 전도성 물질들을 포함하거나 상기 물질들로 구성될 수 있다. 전용 하우징 또는 예를 들어 강성 회로판을 가지는 복잡하고 공간을 많이 차지하는 커넥터는 생략될 수 있다. 상기 커넥터의 위치는 유연하게 결정될 수 있고 더 이상 다층 구조체의 측면 모서리에 위치할 필요가 없으므로, 상기 구조체 및 호스트 장치들 또는 이들이 구비되는 제품들에 구조적으로 및 잠재적으로 현저한 기능적 융통성을 부가한다. 상기 커넥터는 바람직하게는 구부러질 수 있고/플렉시블하고, 작은 공간만을 차지하여 초기 위치가 더 이상 중요하지 않아지므로, 커넥터들 또는 배선들과 같은 외부 소자들의 연결을 용이하게 한다. 오버몰딩을 적용하는 상기 제안된 제조 방법은 비교적 간단하고, 실제로 유용한 점은, 프린트된 인-몰딩 전자 소자들에 충분한 연결성을 제공하는 것을 위하여 완전히 새롭거나 다른 제조 기술을 채택할 필요가 없다는 것이다.
다른 사용 시나리오들에서, 전기적 연결이 잠재적으로 필요하지 않은 경우, 예를 들어 광학적 연결이 필요한 경우에 유사한 커넥터 구조가 사용될 수 있다. 상기 커넥터는 전도성 물질, 전기 배선 또는 예를 들어 프린트된 트레이스들 대신에 또는 그것들에 더하여, 예를 들어 광섬유를 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 얻어진 다층 구조체는 지능형 의복(예를 들어, 셔츠, 자켓, 또는 바지들, 또는 예를 들어 압축 의복(compression garment)), 다른 웨어러블 전자 소자류(예를 들어, 손목 장치, 모자류 또는 신발류), 차량, 개인 통신 장치(예를 들어, 스마트폰, 패블릿 또는 태블릿) 또는 다른 전자 소자들과 같은 호스트 요소에 원하는 장치 또는 모듈을 형성하는데 사용될 수 있다. 상기 얻어진 구조체의 집적도(integration level)는 높고, 그들의 두께와 같은 원하는 치수는 작을 수 있다.
상기 사용된 기판 필름(들)은 그 위에 그래픽 및 다른 시각적 및/또는 촉각적으로 검출가능한 특징들을 포함할 수 있으며, 그 결과 상기 필름은 전자 소자들의 호스팅 및 보호 외에도 미적 및/또는 정보적 효과를 가질 수 있다. 상기 필름(들)은 적어도 일부 부분에서 반투명 또는 불투명일 수 있다. 이는 원하는 색상일 수 있거나, 또는 원하는 색상의 부분들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 얻어진 다층 구조체는 텍스트, 그림, 기호, 패턴 등과 같은 그래픽을 선택적으로 결정하는 하나 이상의 색상/착색층들을 포함할 수 있다. 이러한 층들은, 예를 들어 특정 색상(들)을 갖는 전용 필름들에 의해 구현될 수 있거나, 기존 필름(들), 몰딩층(들), 및/또는 다른 표면들상에 코팅들(예컨대, 프린팅에 의해)의 형태로 제공될 수 있다.
상기 필름(들)은 관련 제품의 외부 및/또는 내부 표면의 적어도 일부를 형성하도록 구성될 수 있다.
패턴 또는 착색과 같은 시각적 특징들은, 내부층들, 예를 들어 몰딩된 가소성 물질과 대향하는 제 1 및 제2 필름의 면 상에 제공될 수 있고, 따라서, 상기 특징들은 분리되도록 유지되므로, 적어도 필름의 두께에 의해 환경적 영향으로부터 보호된다. 따라서, 예를 들어, 페인트된 표면 특징들을 쉽게 손상시킬 수 있는 다양한 충격들, 마찰, 화학 물질 등은 통상적으로 그들에 도달되지 않는다. 상기 필름은 몰딩된 물질과 같은 기본 특징들을 노출시키기 위한 홀들 또는 노치들과 같은 필요한 특성들을 갖는 원하는 형상으로 용이하게 제조되거나 가공되거나 선택적으로 절단될 수 있다.
상기 몰딩된 열가소성 물질(들)은 몰딩 공정을 고려하여 전자 소자들을 고정하는 것을 포함하는 다양한 목적으로 최적화될 수 있다. 그러나, 상기 물질은 전자 소자들을, 예를 들어 습기, 열, 추위, 먼지, 충격 등과 같은 환경 조건들로부터 보호하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 물질은 광 투과율 및/또는 탄성의 관점에서 원하는 물성을 더 가질 수 있다. 내장된 전자 소자들이 광(light)- 또는 다른 조사선(radiation) 방출용 또는 수신용 컴포넌트들을 포함하는 경우, 상기 물질은 그를 통한 광투과를 허용하기에 충분한 투과율을 가질 수 있다.
용어, “다수의”는 본 명세서에서 하나(1)로부터 시작하는 임의의 양의 정수를 나타낼 수 있다.
용어 “복수의”는 각각 둘(2)에서 시작하는 임의의 양의 정수를 나타낼 수 있다.
용어 “제 1” 및 “제 2”는 하나의 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위해 사용되며, 특별히 명시적으로 언급되지 않았다면, 특별히 우선 순위를 매기거나 순서를 정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 구체예들은 첨부된 종속항들에 개시되어 있다.
다음으로, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다:
도 1은 몰딩 전의 본 발명에 따른 다층 구조체의 일 구체예를 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 구체예의 몰딩 후를 도시한 것이다.
도 3은 도 1과 도 2의 다층 구조체의 구체예의 저면도 및 다른 각도에서 도시된 커넥터 플랩을 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 일 구체예를 개시하는 공정 흐름도이다.
도 1은 몰딩 전 다층 구조체의 일 구체예(100)를 측단면도로 나타낸 것이다. 완성된 다층 구조체는, 예를 들어 전자 기기 또는 소자(예컨대, 케이블, 커넥터 장치)와 같이 그 자체로 완제품이거나 호스트 장치에 조립 부속품 또는 모듈로서 배치될 수 있다.
상기 구조체(100)는 스크린 프린팅, 플렉소그래피 또는 잉크젯 프린팅과 같은 프린트된 전자 소자 기술 수단에 의해 제 1면 및 각 표면 상에 프린트된 전기적으로 전도성인 트레이스들(예컨대, 컨덕터 라인들, 접촉 패드들 등을 규정하는)과 같은 전자 소자들(108) 및 선택적 컴포넌트들(106)을 수용하는 플렉시블 가소성 필름과 같은 하나의 (제 1) 기판 필름(102)을 포함한다. 적어도 상기 트레이스들(108)을 통합하는 상기 프린트된 소자들(108)은 원하는 회로 디자인을 구현하도록 구성된다.
프린트된 버전 대신에 또는 추가적으로, 상기 컴포넌트들은 소위 표면 실장 소자들과 같은, 상기 기판(102) 상에 (표면-) 실장되는 이미 만들어진 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 소자들(108)을 기판 상에 기계적으로 고정하는 데 접착제를 사용할 수 있다. 전도성 접착제와 같은 전도성 물질들 및/또는 솔더가 전기적 및 기계적 연결을 형성하는 데 적용될 수 있다.
상기 기판(102)과 전자 소자들(106, 108)은, 도 2에 도시된 것과 같이, 적어도 하나의 몰딩된 가소성 층(104)으로 적어도 부분적으로 커버된다.
상기 제 1 필름(102)과 같거나 다른 물질로 이루어진 선택적인 제 2 필름(110)이 상기 다층 적층체에 더 존재할 수 있다. 상기 제 2 필름(110)은 전자 소자들(112), 그래픽들(111), 및/또는 유리하다고 간주되는 다른 특성들을 수용할 수 있다. 추가의 필름, 코팅 등이, 예를 들어 심미적 목적, 보호/격리 목적 또는 다른 목적을 위하여 상기 제 2 필름(110)상에 선택적으로 제공될 수 있다.
몰딩 전에 전기전도성 커넥터 소자(114)가 상기 기판(102) 상에 제공될 수 있다. 상기 커넥터(114)는, 예컨대 PC(폴리카보네이트), 폴리이미드 등을 포함할 수 있다. 평평한 슬릿 또는 예컨대 원형 홀과 같은 개구부(115)가 구비되어, 상기 커넥터(114)의 관통 삽입(feed-through) 공간을 제공할 수 있다. 상기 커넥터(114)는, 예를 들어 원형 배선 또는 케이블을 포함하고, 상기 개구부(115)는 예를 들어 드릴을 이용하여 형성된 일반적으로 원형 단면을 가질 수 있다. 대안적으로, 상기 커넥터(114)는 평평한 케이블, (손상 없이) 실질적으로 평평하거나 적어도 더 평평한 형태로 압축될 수 있는 둥근 케이블, 또는 가로와 세로 방향 치수가 현저하게 다른 유사 요소를 포함할 수 있다. 이러한 경우들에 있어서, 상기 평평한 커넥터(114)는 상기 기판(102)에 크기가 맞는 평평한 슬릿 타입 개구부(115)에 의해 수용될 수 있다. 상기 개구부(115)는 상기 기판(102)의 제 1면상의 접촉 영역 위치 및/또는 상기 제 2면상의 외부 소자 연결 위치에 따라, 그리고 종종 그 위치에 실질적으로 이웃하여, 상기 기판(102)의 중앙 영역 또는 필요한 경우 가장자리 영역에 위치할 수 있다.
처음에는 분리된 커넥터(114)의 일단은 상기 기판(102)에 물리적으로 및 전기적으로 부착된다. 타단(114B), 또는 '테일(tail)'은 외부 연결을 제공한다. 따라서, 상기 커넥터(114)의 적어도 일부가 몰딩 전에 상기 개구부로 삽입된다. 구체예에 따라, 그리고 관련 방법의 다양한 단계들의 순서에 따라 단부가 선택될 수 있다. 상기 개구부(115)가 형성되기 전에, 상기 커넥터가 상기 기판(102)의 제 1면 상의 접촉 영역에 먼저 연결되는 경우에는, 그 후에 상기 테일(114B)이 상기 개구부(115)에 나사식으로 삽입되고, 선택적으로 상기 삽입 이전, 삽입 중, 또는 삽입 이후에 추가의 밀봉재를 적용할 수 있다. 이후 오버몰딩 단계가 실시되어 가소성 층(104)이 형성된다. 대안적으로, 상기 개구부(115)가 상기 커넥터(114)의 중간 부분을 먼저 수용하여 적절한 위치로 삽입되도록 하고, 그 후 상기 커넥터(114)의 기판 단부가 오버몰딩 전에 상기 접촉 영역(116)에 고정되도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 시나리오에서, 커넥터(114)는 기판(102)의 제 1면 상의 접촉 영역(116)에 먼저 부착되고, 이후 개구부(115)를 통해 삽입되어 테일(114B)이 제 2면에 도달하게 된다.
상기 테일(114B)은 상기 기판(102)의 제 2면상의 전력, 데이터, 또는 제어 배선, 또는 관련 커넥터와 같은 외부 소자(118)에 연결될 수 있다.
상기 접촉 영역(116)은 (프린트된) 트레이스들, 접촉 패드들, 및/또는 상기 기판(102) 및 커넥터(114)에 물리적으로 부착되는 비등방성 물질과 같은 물질 또는 소자를 포함하여, 원하는 방식, 전형적으로는 원하는 방향(들)로 전기를 전도할 수 있다. 일부 구체예에서, 전기적 결합 요소와 더불어 전용 물리적/기계적 체결(fastening) 요소가 더 사용될 수 있다.
도 3은 몰딩된 층(104)의 맞은편에서 본 기판(102), 즉 아래에서 위로 본 평면도이다. 이 구체예에서, 테일(114B)은 비교적 평평하고 넓은 형태이고, 개구부(115)는 실질적으로 이 디자인(평평하고 넓은 슬릿)에 매칭된다. 상기 테일(114B)은, 화살표로 표시한 바와 같이 슬릿(115)에 삽입되어, 상기 기판(102)의 제 2면(저면), 즉 외부면 상에 일종의 플랩(flap)을 형성한다. 바람직하게는, 적어도 상기 테일(114B)은 상기 삽입 단계 및 이후의 적용 단계를 용이하게 하도록 유연한 것이 바람직하다. 상기에서 논의된 바와 같이, 대안적 구체예에서, 상기 커넥터(114)의 타단(미도시, 상기 기판(102)의 다른 단부, 즉 제 1면 상에 위치)은 상기 제 2면으로부터 제 1면으로 상기 개구부(115)를 통해 삽입되어, 상기 테일(114B)은 항상 상기 기판(102)의 제 2면, 즉 외부면에 남아있게 된다.
물질 선택의 관점에서, 상기 필름(들)(102, 110)은 고분자, 열가소성 물질, PMMA(polymethyl methacrylate), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드, 메틸메타크릴레이트와 스티렌의 코폴리머(MS 수지), 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 및 금속으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 상기 필름(들)(102, 110)은, 예를 들어 환경(즉, 전자 소자들(106, 108, 112) 및 몰딩된 물질(104)이 아닌)과 마주한 면 상에 추가의 물질들/물질층들로 코팅되거나 커버될 수 있다. 기존 층들에 추가하여, 또는 기존 층들을 대신하여, 예를 들어 직물, 생물, 또는 생물 기반 물질(예컨대, 가죽, 나무, 종이, 판지)이 제공될 수 있다. 또한, 예를 들어 고무나 일반적으로 고무질 물질들이 사용될 수 있다. 이러한 층들은 보호 기능, 원하는 촉감의 특성화 기능, 심미적 기능, 또는 특정의 원하는 투광 기능 및/또는 반사 기능 및/또는 표시 기능과 같은 다양한 기능을 가질 수 있다.
오버몰딩 공정으로 제공되는 상기 가소성 층(들)(104)은, 일반적으로 예를 들어 탄성 수지를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 층(들)(104)은 PC, PMMA, ABS, PET, 나일론(PA, 폴리아미드), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(GPPS), 및 MS 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 하나 이상의 열가소성 물질을 포함할 수 있다.
상기 전자 소자들(106, 112)은 수동 컴포넌트들, 능동 컴포넌트들, IC(집적회로) 및/또는 서브-어셈블리들과 같은 하나 이상의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 상기 컴포넌트들은, 다른 가능한 옵션들 중, 프린팅 및/또는 마운팅될 수 있다.
예컨대, 하나 이상의 컴포넌트들이, 우선 예를 들어 FPC(flexible printed circuit) 또는 예를 들어 강성의, 예컨대 FR4 타입(난연성) 보드와 같은 별도의 기판, 예를 들어 회로판에 제공되고, 이후에 전체로서 최종 기판(102, 110)에 실질적으로 부착될 수 있다.
플렉시블 타입, 예를 들어 FPC 타입의 회로 기판이나 유사한 서브-어셈블리의 경우, 그 일단 또는 연장부가 적어도 상기 커넥터(114)와 같은 (전기적) 커넥터의 일부를 구성할 수 있다.
강성이거나 플렉시블한 회로 기판 또는 다른 서브-어셈블리를 기판(102, 110)에 전기적으로 연결하기 위해, 바람직하게는 플렉시블 타입의 추가의 커넥터가 상기 회로 기판 또는 다른 서브-어셈블리에 제공될 수 있다.
회로 기판 또는 다른 서브-어셈블리의 적어도 일부는 선택적으로 상기 기판(102)과 상기 커넥터(114) 사이의 접촉 영역(116)에 위치할 수 있다. 따라서, 상기 커넥터(114)는 상기 회로 기판 또는 다른 서브-어셈블리에 직접적으로 접촉, 및 예를 들어 전기적으로 연결될 수 있다.
더 구체적으로는, 상기 전자 소자들(106, 112)은 광전자 컴포넌트, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서, 신호 프로세서, DSP(디지털 신호 프로세서), 센서, 프로그램 가능한 로직 칩, 메모리, 트랜지스터, 레지스터, 커패시터, 인덕터, 메모리 어레이, 메모리 칩, 데이터 인터페이스, 트랜스시버, 무선 트랜스시버, 트랜스미터, 리시버, 무선 트랜스미터 및 무선 리시버로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 소자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구조체에 탑재되는 전자 컴포넌트들은 적어도 하나의 광전자 컴포넌트를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 광전자 컴포넌트는, 예를 들어 LED(발광 다이오드), OLED(유기 LED), 또는 일부 다른 발광 컴포넌트를 포함할 수 있다. 상기 컴포넌트들은 측면-발광(side-emitting)('측면 발사'(side shooting))일 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 컴포넌트들은 포토다이오드, 포토레지스터, 다른 광검출기 또는 예를 들어 광전지와 같은 수광(light-receiving) 또는 감광(light-sensitive) 컴포넌트들을 포함할 수 있다. OLED와 같은 광전자 컴포넌트는 프린트된 전자 소자 기술(printed electronics technology)의 바람직한 방법을 사용하여 기판 필름 위에 프린트될 수 있다.
실제로, 예를 들어 내장형 ICs, 전용 컴포넌트들, 또는 공유 ICs/전자 소자들(다용도 전자 소자들)에 의해 다양한 감지 기능 및/또는 다른 기능들이 구현될 수 있다.
상기 필름(102, 110)은 각각의 사용 시나리오에 의해 설정된 요건들에 따라 성형될 수 있다. 상기 필름(102, 110)은, 예를 들어, 직사각형, 원형 또는 정사각형의 일반적인 모양을 나타낼 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 필름(102, 110)은 다른 요소들에 부착, 전자 소자들 또는 다른 컴포넌트들의 고정, 광 또는 다른 광조사, 유체 등의 경로 제공 등 다양한 목적을 위한 오목부, 노치부, 절단부 또는 개구부를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 일 구체예를 나타내는 공정 흐름도(400)이다.
본 발명에 따른 다층 구조체를 제조하는 방법의 개시 단계에서, 시작 단계(402)가 실행될 수 있다. 시작 단계(402)에서, 물질, 컴포넌트 및 공구들의 선택, 획득, 교정 및 다른 구성과 같은 필요한 작업들이 수행될 수 있다. 개별 요소들 및 물질 선택이 함께 수행되고, 선택된 제조 공정 및 설치 공정에서 견뎌낼 수 있도록 특별한 관리가 이루어져야만 하며, 이러한 관리는 제조 공정 사양 및 컴포넌트 데이터 시트를 기준으로, 또는 예를 들어 생산된 원형(prototype)을 조사하고 테스트함으로써 미리 확인하는 것이 바람직하다. 몰딩/IMD(인-몰드 장식), 라미네이션, 본딩, 열성형, 절단, 드릴링 및/또는 프린팅 장비와 같은 사용 장비는 상기 시작 단계에서 작동 상태로 준비시킬 수 있다.
단계(404)에서, 전자 소자들을 수용하기 위한 적어도 하나의, 바람직하게는 플렉시블한 기판 필름 또는 다른 바람직한 평면 기판이 얻어진다. 기판 물질로 이미 만들어진 요소, 예를 들어 가소성 필름 롤이 얻어질 수 있다. 일부 구체예들에서, 상기 기판 필름 자체는 원하는 출발 물질(들)로부터 몰딩 또는 다른 방법에 의해 처음부터 내부에서(in-house) 제조될 수 있다. 선택적으로, 상기 기판 필름은 가공처리된다. 상술한 바와 같이, 예를 들어, 개구부, 노치부, 오목부, 절단부 등을 구비할 수 있다.
단계(406)에서, 전자 컴포넌트들과 전기적으로 연결하기 위해, 예를 들어 전도성 라인들, 접촉 패드들(또는 다른 접촉 영역들) 등을 규정하는 다수의 전도성 트레이스들이, 바람직하게는 하나 이상의 프린트된 전자 소자 기술에 의해, 상기 기판 필름(들) 위에 제공된다. 예를 들어, 스크린, 잉크젯, 플렉소그래픽, 그라비어 또는 오프셋 리소그래픽 프린팅을 이용할 수 있다. 또한, 예를 들어 그래픽 프린팅, 시각적 표지들 등을 기판 필름(들) 위에 인쇄하는 것을 포함하는 필름(들)의 탁마(cultivating) 작업이 이 단계에서 더 수행될 수 있다.
몰딩된 가소성 물질에 부착되지 않는 추가의 전자 소자들 및/또는 물질이 선택적으로 프린팅에 의해 상기 기판 상에 구비될 수 있다.
다양한 SMDs와 같은 이미 만들어진 컴포넌트들은 납땜 및/또는 접착제들에 의해 접촉 영역에 부착될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 상기 필름(들) 위에 직접적으로 OLED와 같은 컴포넌트들의 적어도 일부를 실제로 제조하기 위해 프린트된 전자 소자 기술들이 적용될 수 있다.
단계(408)에서, 상기 기판은 커넥터의 피드스루(feed-through)로서 기능하는 개구부를 구비한다. 상기 개구부는, 예를 들어 드릴을 사용하여, 예를 들어 그 안에 슬릿을 형성하도록 상기 물질을 절단하거나 성형함으로써 기판으로부터 물질을 제거하거나, 또는 기판 제조시(즉 공정면에서 408 단계와 404 단계를 조합하여) 기판 물질로 된 벽으로 둘러싸여 규정되는 개구부가 내재되도록(예를 들어, 컬럼이나 기둥과 같은 적절한 몰드 형태로 제조) 기판을 제조함으로써 형성될 수 있다. (다른 이유로 특별히 요구되지 않는 한) 바람직하게는, 상기 개구부의 치수와 모양은, (몰딩 중 및 몰딩 후에 개구부에 남아있게 되는) 상기 커넥터의 타겟 부분을 추가의 작업 없이 수용하도록 형성됨으로써, 몰딩된 물질이 상기 기판의 제 2면으로 진입하는 것을 방지한다. 상기 개구부와 상기 커넥터 사이 계면의 추가 밀봉을 위해, 선택적으로 특정의 밀봉재 또는 밀봉 요소가 사용될 수 있다. 대안적으로, 단계(408)은, 상기 커넥터의 부착/접착 물질의 제공 중에 또는 그 후에 단계(410)과 연결하여 수행될 수 있으나, 형성된 개구부를 통해 상기 기판으로 상기 커넥터의 일단을 삽입하기 전에 수행되어야 함은 물론이다.
단계(409)는 IC(들) 및/또는 다양한 컴포넌트들과 같은 전자 소자들이 구비된 원래 분리된 제 2 기판을 통합할 수 있는 하나 이상의 서브-시스템 또는 '서브-어셈블리'의 선택적인 부착을 나타낸다. 다층 구조체의 전자 소자들의 적어도 일부 또는 전부는 이러한 서브-어셈블리를 통해 기판 필름(들)에 제공될 수 있다. 선택적으로, 상기 서브-어셈블리는 메인 기판에 부착되기 전에 보호용 가소성 층에 의해 적어도 부분적으로 오버몰딩될 수 있다. 예를 들어, 서브-어셈블리와 제 1(호스트) 기판의 기계적 결합을 위해 접착제, 압력 및/또는 열이 사용될 수 있다. 서브-어셈블리의 소자들 사이, 및 상기 소자들과 제 1 기판 위의 나머지 전자 소자들 사이에 전기 연결을 제공하기 위해 적용가능한 옵션들의 예들로는 솔더, 배선 및 전도성 잉크를 들 수 있다. 단계(409)는, 예를 들어 단계(408)의 수행시에 함께 수행될 수 있다. 이와 같이 개시된 단계들의 순서 위치는 단지 예시적일 뿐이다.
일부 구체예들에서, 몰딩 단계 이전 또는 몰딩 단계에서 임의로 이미 전자 소자들을 포함하는 기판 필름(들)이 열성형될 수 있다(단계 418). 열성형된 물질을 포함하는 기판은 목적하는 환경 장치 또는 목적하는 용도에 보다 잘 맞도록 성형될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 이미 형성된 다층 스택이 열성형 공정을 견디도록 설계된 경우에는, 몰딩 이후에 열성형이 수행될 수 있다.
단계(410)에서, 상기 커넥터는 상기 기판의 제 1면 상의 접촉 영역에 부착되어, 상기 개구부를 통해 반대쪽 면인 제 2면으로 부분적으로 삽입된다. 이 두 단계의 선후는 상술한 구체예에 따라 달라질 수 있다.
일부 구체예에서, 기판과의 물리적/기계적 및/또는 전기적 접촉을 보장하기 위한 특정한 결합 물질이, 예를 들어 커넥터와의 연결을 위한 기판 상의 (전도성 접착제/페이스트를 포함하는) 비등방성 필름의 형태로 더 제공될 수 있다.
단계(412)에서, 외부 전기 연결성을 제공하기 위해, 기판 필름의 제 2면 상에 테일이 남아있도록 상기 커넥터를 위치시킨 후, 열가소성 층이 상기 기판 필름의 제 1면과 그 위의 트레이스들 및 다수의 전자 컴포넌트들과 같은 전자 소자들 위에 몰딩된다. 실제로, 상기 기판 필름은 사출 성형 공정의 인서트로 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 상기 기판 요소의 제 1면 및 관련 표면은 몰딩된 가소성 물질이 없는 하나 이상의 영역을 포함할 수 있다.
두 개의 필름들이 사용되는 경우, 두 필름은 각각의 반쪽 몰드에 삽입되고, 가소성 층이 그 사이에 주입된다. 대안적으로, 이후에 적절한 라미네이션 기술을 사용하여, 제 2 필름이 제 1 필름과 가소성 층의 복합체에 부착될 수 있다.
수득된 적층 구조체의 결과의 전체 두께에 관해서는, 사용된 물질들, 및 제조 공정과 후속 사용에 있어서 필요한 강도를 제공하는 관련된 최소 물질 두께에 크게 의존한다. 이러한 측면들은 사례별로 고려해야 한다. 예를 들어, 상기 구조체의 전체 두께는 약 1mm일 수 있지만, 상당히 더 두껍거나 더 얇은 구체예들도 가능하다.
단계(414)는 가능한 후처리 작업을 의미한다. 라미네이션 또는 적절한 코팅(예컨대, 증착) 공정에 의해 추가의 층들이 상기 다층 구조체에 부가될 수 있다. 상기 추가의 층들은 표시적 또는 미적 가치(그래픽, 색상, 모양, 텍스트, 숫자 데이터 등)를 가질 수 있으며, 예를 들어, 추가의 가소성 물질들 대신에 또는 거기에 추가하여 직물, 가죽 또는 고무 물질들을 포함할 수 있다. 전자 소자들과 같은 부가적인 요소들은 기판의 외부 표면과 같은 구조체의 외부 표면(들)에 설치될 수 있다. 성형/절단이 수행될 수 있다. 내장된 커넥터는 케이블, 배선 또는 다른 커넥터와 같은 원하는 외부 요소에 연결될 수 있다.
단계(416)에서, 방법의 수행이 종료된다.
본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그의 균등 범위에 의해 결정된다. 당업자는 개시된 구체예가 단지 예시적인 목적을 위해 구성되었고, 각각의 잠재적 사용 시나리오에 가장 잘 맞도록 상기한 원리들 중 다수를 적용하는 다른 구성이 쉽게 준비될 수 있음을 이해할 것이다. 예컨대, 상기 가소성 물질들을 상기 기판 상에 직접 몰딩하는 대신 또는 직접 몰딩함과 더불어 상기 가소성 층이 미리 준비되어, 예를 들어 접착제, 물리적 접착 방법(나사, 몰트, 못 등), 압력, 및/또는 열을 적용한 적절한 라미네이션 기술에 의해 기판에 부착될 수 있다. 마지막으로, 일부 시나리오들에서, 몰딩 대신 상기 가소성 층 또는 유사한 기능을 갖는 다른 층이 적절한 증착 또는 다른 대안적 방법에 의해 기판상에 형성될 수 있다. 또한, 프린트된 트레이스들 대신에, 상기 트레이스들이 다른 방법으로 제조/제공될 수 있다. 예컨대, 에칭을 이용하여 제조된 전도성 필름이 적용될 수 있다.

Claims (33)

  1. 다층 구조체(100)로서,
    제 1면 및 반대쪽 제 2면을 가지는 기판 필름(102),
    원하는 기결정된 회로 디자인을 구현하기 위하여, 상기 기판 필름의 제 1면 상에 형성된 다수의 전도성 트레이스들(108),
    열가소성 층과 상기 기판 필름(102)의 제 1면 사이의 회로를 둘러싸도록 상기 기판 필름(102)의 제 1면에 몰딩된 열가소성 층(104), 및
    상기 기판 필름(102)의 반대면인 제 2면으로부터 제 1면 상에 내장된 회로로의 외부 전기 연결을 제공하는 커넥터(114)를 포함하고,
    상기 커넥터의 일단은 상기 제 1면 상의 기결정된 접촉 영역(116)에 부착되고, 타단(114B)은 상기 기판 필름의 제 2면 상에 위치하여 외부 요소(118)와 결합되고, 양단부를 연결하는 중간 부분은 상기 기판 필름의 개구부(115)를 관통하여 제공되며,
    상기 기판 필름(102)의 두께에 걸쳐 연장되는 상기 개구부는 실질적인 추가의 여유공간 없이 상기 커넥터(114)를 수용할 수 있는 치수로 구비되되, 몰딩된 물질이 상기 기판 필름의 제2면으로 진입하는 것을 방지하도록 구비되는 다층 구조체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 필름(102)은 플렉시블 기판 필름인 다층 구조체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 트레이스들(108)은 접촉 패드들 및 컨덕터들 중 적어도 하나를 규정하는 다층 구조체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전도성 트레이스들(108)은 상기 기판 필름의 제 1면 상에 프린트된 전도성 트레이스들을 포함하는 다층 구조체.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 커넥터(114)는 플렉시블 커넥터인 다층 구조체.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판 필름(102)은, 상기 접촉 영역(116)에서, 상기 커넥터를 상기 내장된 회로에 물리적으로 고정 및 전기적으로 연결시키기 위해 상기 커넥터에 부착된 소자 또는 물질을 포함하는 다층 구조체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 물질은 전도성 비등방성 물질을 포함하는 다층 구조체.
  9. 제 1항에 있어서,
    적어도 부분적으로 가소성 층(104)으로 둘러싸인 회로 기판을 포함하는 서브-어셈블리(106)가 상기 기판 필름(102)의 제 1면 상에 구비되는 다층 구조체.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 회로 기판은 FPC(flexible printed circuit)인 다층 구조체.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 접촉 영역(116)에, 상기 기판 필름(102)과 상기 커넥터(114) 사이에 위치하는 회로 기판을 포함하는 다층 구조체.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 회로 기판이 실질적으로 강성 FR4 타입인 다층 구조체.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 회로 기판이 플렉시블하고, 그의 일단 또는 연장부가 상기 커넥터(114)의 적어도 일부를 형성하는 다층 구조체.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 열가소성 층(104)의, 상기 기판 필름(102)에 대해 먼쪽의 마주보는 면 상에 추가의 필름(110)을 포함하는 다층 구조체.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 추가의 필름(110)은 그래픽스(111) 및 전자 소자들(112) 중 적어도 하나를 수용하는 다층 구조체.
  16. 제 1항 내지 제5항 중 어느 한 항 또는 제7항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 필름(102)의 제1면 상에 구비되는 하나 이상의 착색층 또는 그래픽 층들을 더 포함하는 다층 구조체.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 그래픽 층들은 원하는 색상, 모양, 그래픽 패턴, 기호, 텍스트, 숫자, 글자와 숫자 및 다른 시각적 표시 중 적어도 하나를 나타내는 다층 구조체.
  18. 전자 소자들을 수용하기 위한 기판 필름을 수득하는 단계(404),
    기결정된 회로 디자인을 구현하도록 다수의 전도성 트레이스들(108)을 상기 기판 필름의 제 1면 상에 제공하는 단계(406),
    상기 기판 필름의 두께 내에 또는 두께에 걸쳐 개구부를 실질적인 추가의 여유공간 없이 커넥터를 수용할 수 있는 치수로 형성하되, 몰딩된 물질이 상기 기판 필름의 제2면으로 진입하는 것을 방지하도록 형성하는 단계(408),
    커넥터의 일부를 상기 개구부를 관통하여 삽입하되, 삽입 이전, 삽입 중, 또는 삽입 이후에 상기 커넥터의 일단은 상기 기판 필름의 제 1면 상의 기정의된 접촉 영역에 부착되고, 타단은 늦어도 상기 삽입 이후에 외부 소자와의 전기적 연결을 위해 제 2면 상에 위치되는 단계(410), 및
    상기 기판 필름의 제 1면 상에 열가소성 층을 형성하기 위하여 열가소성 물질을 몰딩하여, 상기 열가소성 층과 상기 기판 필름의 상기 제 1면 사이의 회로를 실질적으로 밀봉하는 단계(412)를 포함하는 다층 구조체의 제조 방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(406)에서, 상기 전도성 트레이스들(108)은 상기 기판 필름의 제 1면 상에 프린팅에 의해 제공되는 다층 구조체의 제조 방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(406)에서, 전자 컴포넌트들(106)이 상기 기판 필름의 제 1면 상에 더 제공되는 다층 구조체의 제조 방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(406)에서, FPC 또는 강성 회로 기판을 포함하는 서브-어셈블리가 상기 기판 필름의 제 1면 상에 제공되는 다층 구조체의 제조 방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    상기 회로 기판은 FR4 타입인 다층 구조체의 제조 방법.
  23. 제 21항에 있어서,
    상기 회로 기판이 상기 커넥터의 일단과 전기적으로 연결되는 다층 구조체의 제조 방법.
  24. 제 21항에 있어서,
    상기 회로 기판이 상기 커넥터의 일단과 전기적으로 및 물리적으로 연결되는 다층 구조체의 제조 방법.
  25. 제 21항에 있어서,
    상기 커넥터는 실질적으로 상기 FPC의 일단 또는 연장부로부터 형성되는 다층 구조체의 제조 방법.
  26. 제 18항에 있어서,
    상기 개구부는 슬릿 또는 홀인 다층 구조체의 제조 방법.
  27. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(408)에서, 상기 개구부는 기정의된 접촉 영역에 실질적으로 인접하여, 상기 기판 필름의 두께 내에 또는 두께에 걸쳐 형성되는 다층 구조체의 제조 방법.
  28. 제 18항에 있어서,
    상기 단계(408)에서, 상기 개구부는 실질적으로 추가의 여유공간 없이 기결정된 피드스루(feed-through) 위치에, 커넥터의 치수에 맞는 치수로 형성되는 다층 구조체의 제조 방법.
  29. 제 18항에 있어서,
    상기 커넥터는 플렉시블 커넥터인 다층 구조체의 제조 방법.
  30. 제 18항에 있어서,
    상기 커넥터의 상기 일부는 커넥터 케이블 또는 배선의 일단인 다층 구조체의 제조 방법.
  31. 제 21항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브-어셈블리를 상기 기판 필름에 전기적으로 연결하기 위하여, 추가의 커넥터가 제공되는 다층 구조체의 제조 방법.
  32. 제 31항에 있어서,
    상기 추가의 커넥터는 플렉시블 커넥터인 다층 구조체의 제조 방법.
  33. 제 31항에 있어서,
    상기 추가의 커넥터는 상기 서브-어셈블리를 상기 기판 필름 위의 트레이스에 전기적으로 연결하기 위하여 제공되는 다층 구조체의 제조 방법.
KR1020187008267A 2015-09-28 2016-09-28 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법 KR102096095B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562233730P 2015-09-28 2015-09-28
US62/233,730 2015-09-28
PCT/FI2016/050674 WO2017055686A1 (en) 2015-09-28 2016-09-28 Multilayer structure and related method of manufacture for electronics

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197034640A Division KR20190133289A (ko) 2015-09-28 2016-09-28 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180037283A KR20180037283A (ko) 2018-04-11
KR102096095B1 true KR102096095B1 (ko) 2020-04-02

Family

ID=58406215

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197034640A KR20190133289A (ko) 2015-09-28 2016-09-28 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법
KR1020187008267A KR102096095B1 (ko) 2015-09-28 2016-09-28 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197034640A KR20190133289A (ko) 2015-09-28 2016-09-28 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9801286B2 (ko)
EP (2) EP3890460A1 (ko)
JP (2) JP2018532617A (ko)
KR (2) KR20190133289A (ko)
CN (1) CN108029211B (ko)
MX (1) MX2018003866A (ko)
TW (1) TWI636880B (ko)
WO (1) WO2017055686A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2018012535A (es) * 2016-04-13 2019-02-25 Tactotek Oy Estructura multicapa con electronica multicapa incorporada.
US10257925B2 (en) 2017-04-10 2019-04-09 Tactotek Oy Method for manufacturing an electronic assembly
US10667396B2 (en) * 2017-08-25 2020-05-26 Tactotek Oy Multilayer structure for hosting electronics and related method of manufacture
US10561019B2 (en) * 2017-08-25 2020-02-11 Tactotek Oy Ecological multilayer structure for hosting electronics and related method of manufacture
US11357111B2 (en) * 2018-08-27 2022-06-07 Tactotek Oy Method for manufacturing a multilayer structure with embedded functionalities and related multilayer structure
US11166363B2 (en) * 2019-01-11 2021-11-02 Tactotek Oy Electrical node, method for manufacturing electrical node and multilayer structure comprising electrical node
CN111524883B (zh) * 2020-04-29 2022-09-20 业成科技(成都)有限公司 膜内电子组件及其制备方法
US10849235B1 (en) * 2020-05-20 2020-11-24 Tactotek Oy Method of manufacture of a structure and structure

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3042531B2 (ja) * 1988-08-31 2000-05-15 大日本印刷株式会社 被熱転写シート
JP2008294380A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Panasonic Corp 部品内蔵モジュール及びその製造方法
JP2013058516A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Murata Mfg Co Ltd モジュールの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6242596A (ja) 1985-08-20 1987-02-24 松下電器産業株式会社 フレキシブルプリント基板
JPH0351953Y2 (ko) * 1985-12-13 1991-11-08
JPH0645481A (ja) * 1992-07-23 1994-02-18 Dainippon Ink & Chem Inc 樹脂封止電子部品及びその製造方法
JPH10190156A (ja) * 1996-12-25 1998-07-21 Canon Inc 電装部材
JP3042531U (ja) * 1997-04-15 1997-10-21 船井電機株式会社 ケーブルと基板の接続構造
US7237074B2 (en) 2003-06-13 2007-06-26 Sandisk Corporation Tracking cells for a memory system
SE527518C2 (sv) * 2003-11-21 2006-03-28 Mevein Holding Ag Metod och anordning för att montera en elektrisk eller optisk krets, täckskikt för användning vid nämnda metod samt detalj innefattande nämnda täckskikt
JP2006108387A (ja) * 2004-10-05 2006-04-20 Sony Corp フレキシブルプリント配線板補強構造
WO2008050448A1 (fr) * 2006-10-27 2008-05-02 Asahi Denka Kenkyusho Co., Ltd. Structure de connexion électrique
JP4962034B2 (ja) 2007-02-07 2012-06-27 日本電気株式会社 フレキシブルプリント基板を備える機器及びバックライトユニット並びに接続補助部材
WO2009018172A2 (en) 2007-07-27 2009-02-05 Second Sight Medical Products Implantable device for the brain
JP4827971B2 (ja) * 2007-09-21 2011-11-30 三菱電機株式会社 フレキシブル配線基板の固定構造
JP5732250B2 (ja) * 2010-12-28 2015-06-10 日本航空電子工業株式会社 コネクタユニット及びコネクタ装置
KR101292746B1 (ko) * 2012-07-04 2013-08-02 한국몰렉스 주식회사 오프셋 타입 와이어 투 보드 커넥터
JP6208935B2 (ja) * 2012-10-31 2017-10-04 タイコエレクトロニクスジャパン合同会社 コネクタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3042531B2 (ja) * 1988-08-31 2000-05-15 大日本印刷株式会社 被熱転写シート
JP2008294380A (ja) * 2007-05-28 2008-12-04 Panasonic Corp 部品内蔵モジュール及びその製造方法
JP2013058516A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Murata Mfg Co Ltd モジュールの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190133289A (ko) 2019-12-02
TW201720654A (zh) 2017-06-16
WO2017055686A4 (en) 2017-06-15
EP3357310B1 (en) 2021-06-23
JP6955529B2 (ja) 2021-10-27
EP3890460A1 (en) 2021-10-06
TWI636880B (zh) 2018-10-01
WO2017055686A9 (en) 2017-08-17
WO2017055686A1 (en) 2017-04-06
JP2018532617A (ja) 2018-11-08
EP3357310A4 (en) 2019-05-08
US20170094776A1 (en) 2017-03-30
CN108029211A (zh) 2018-05-11
JP2019169722A (ja) 2019-10-03
MX2018003866A (es) 2018-06-15
EP3357310A1 (en) 2018-08-08
KR20180037283A (ko) 2018-04-11
CN108029211B (zh) 2019-09-13
US9801286B2 (en) 2017-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102096095B1 (ko) 다층 구조체 및 관련 전자 제품의 제조 방법
US10667401B2 (en) Multilayer structure and related method of manufacture for electronics
KR102635833B1 (ko) 내장된 전자 소자들을 갖는 다중-물질 구조체
TWI638593B (zh) 用於電子設備之多層結構及相關製造方法
KR102153775B1 (ko) 전자 제품을 제조하는 방법, 관련된 장치 및 제품
US20170094800A1 (en) Method and arrangement for providing electrical connection to in-mold electronics
US10455702B2 (en) Method for manufacturing a multilayer structure for hosting electronics
US11309676B2 (en) Integrated multilayer structure and a method for manufacturing a multilayer structure

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2019101003861; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20191122

Effective date: 20200224

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant