TW201922066A - 用於收容電子設備之多層結構及相關製造方法 - Google Patents

Abstract

一種多層結構，其包含：具有一第一側之一第一基體薄膜，該第一基體薄膜包含電氣上實質絕緣材料，該第一基體薄膜較佳地為可成形且視情況熱塑性；一塑膠層，其模製至該第一基體薄膜之該第一側上，以便至少部分將其覆蓋；及電路，視情況其包含一電子、機電及/或光電組件，提供於該第一基體薄膜之第二側上，該電路功能連接至該第一基體薄膜之該第一側。

Description

用於收容電子設備之多層結構及相關製造方法

針對本申請之項目已接收到來自歐盟地平線2020研究及創新計劃依據贈予協定第725076號之資金籌集。

發明領域 大體上，本發明係關於電子設備、相關聯之裝置、結構及製造方法。詳言之，然而並不排他，本發明係關於提供併有配置於一基體薄膜上之許多電子組件及提供於該薄膜上之一模製層的一整合之多層結構。

發明背景 通常，在電子設備及電子產品之情境中，存在多種不同堆疊之總成及結構。

電子設備與有關產品之整合背後的動機可多如有關之使用情境一樣。當所得解決方案最終展現出多層本質時，探尋相對經常之大小節省、重量節省、材料節省、成本節省、效能增益或僅高效之組件堵塞。又，相關聯之使用情形可關於產品封裝或食品包裝、裝置外殼之視覺設計、可佩戴電子設備、個人電子裝置、顯示器、偵測器或感測器、車輛內部、天線、標籤、車輛電子設備等。

諸如電子組件、IC(積體電路)及導體之電子設備可通常藉由多個不同技術提供至一基體元件上。舉例而言，諸如各種表面安裝裝置(SMD)之容易製造的電子設備可安裝於最終形成一多層結構之內或外界面層之一基體表面上。另外，屬於項目「印刷電子設備」下之技術可應用於實際直接且基本上附加於相關聯之基體來生產電子設備。術語「印刷」在此上下文中指能夠經由實質上附加性之印刷製程自印刷品生產電子/電氣元件之各種印刷技術，包括但不限於絲網印刷、柔版印刷及噴墨印刷。使用之基體可為可撓性且印刷材料有機物，然而，情況並非始終如此。

基體可具備電子設備且藉由塑膠模製，以便與至少部分內嵌於該模製層中之電子設備建立一多層結構。因此，該等電子設備可經對環境隱藏，且針對諸如水分、實體衝擊或灰塵之環境條件加以保護，然而，就美學、傳送介質、定尺寸等而言，模製層可進一步具有各種條件性用途。

然而，甚至在多層結構裝載有各種電子設備時，其可仍然不始終完全獨立地(亦即，自主地)發揮功能。取而代之，至其之各種外部電力、資料及/或控制連接可能必須加以提供，此通常需要提供電氣連接器及有關佈線，即使無線連接可能亦為可適用的。在一些情境中，當目標組件位於多層結構內深處時，建立所需之實體連接及連接自身之佈局可變得相當複雜。

仍然，自多層結構內的內嵌之電子設備產生之高階整合及(例如)有關材料層之絕緣性質可引起關於相關聯之熱管理的關注問題，此係因為囊封之組件可(例如)歸因於減少之冷卻(諸如，其對流)而易於過熱。

仍然，在一些情境中，待結合多層結構利用的電子設備(例如，參考發光組件)之本質可使得其易於干擾發揮功能，或使總體結構及/或其他內嵌之元件之外觀降級，此係考慮到(例如)在前述發光組件之情況下的光洩漏。對應地，歸因於由鄰近或附近其他組件或材料引起之干擾，多層結構內的某些電子設備之包括可阻止其以最適宜或更充分之方式發揮功能。

再另外，一些電子組件併有移動零件(例如，參考機電裝置)，其利用電來創造機械運動或反之亦然。因此，將此等元件內嵌於一多層結構內，例如，在實心材料層內，可明顯地防止組件操作，或必須執行枯燥之措施以用於製備(例如)在結構內之必要的內部空腔以實現移動零件在其中之充分運動。

另外，在一些應用中，諸如感測器之組件卻不能定位於(例如)封閉結構內來適時地執行需要與環境互動的其意欲之功能，諸如，有關特性之量測。

最終，一些組件可需要如此複雜之佈局或通常大的空間或表面積，使得其作為夾在材料層之間的內嵌之組件之包括在許多使用情形及情境中特別不可行。

發明概要 本發明之目標為至少減輕在整體多層結構及內嵌於其中之電子設備之情況下與現有解決方案相關聯的以上缺點中之一或多者。

該目標係藉由根據本發明之一種多層結構及有關製造方法來達成。仍然，存在用於在該多層結構及有關製造方法中使用之一基體。

根據本發明之一個實施例，一種整合式多層結構包含 一第一基體薄膜，其具有一第一側及一相對第二側，該第一基體薄膜包含電氣上實質絕緣材料，該第一基體薄膜較佳地可成形及/或為熱塑性， 一塑膠層，諸如，熱塑性或熱固性塑膠層，其模製至該第一基體薄膜之該第一側上，以便至少部分將其覆蓋，及 電路，較佳地包含至少一個電子、機電及/或光電組件，其提供於該第一基體薄膜之該第二側上，該電路功能連接至該基體薄膜之該第一側。

在各種實施例中，可將一第二(基體)薄膜提供於模製塑膠之相對側上。自多層結構之一典型但非唯一可能之使用情形之觀點看來，可將第一薄膜之第一側考慮為面對該結構之前側，使得其亦經組配以面向該結構或其收容裝置之一使用者及/或使用環境，因此自使用者/環境/收容裝置之角度看來，可選第二薄膜當包括於結構中時可被考慮為結構之前薄膜，更靠近其，而第一薄膜可對應地被考慮為後薄膜。然而，技術人員應記起以下事實：在一些其他實施例中，諸如「前」或「後」的方向性之問題可能並不起到類似作用(例如，若結構充分內嵌於收容裝置/收容結構中)，或結構可能恰恰與在以上情形中不同地對準。第一及第二薄膜可關於其尺寸、材料、形狀、通孔及/或其他特徵(諸如，組件或通常收容之電路)相互類似或不同。

第二薄膜，其亦可（如第一薄膜）充當用於各種特徵(包括例如，提供於其第一及/或第二側上之圖形特徵及/或電子設備，視情況安裝及/或印刷之電子組件及/或跡線、導體、接觸墊、遮蔽物、冷卻/熱控制件或絕緣元件)之基體，因此自與主要或第一基體薄膜相對之一方向面向模製層。該第二薄膜可已經與第一薄膜一起定位(亦即，插入)於一模具中，使塑膠材料能夠注入於其間。替代地，可已使用(例如)黏著劑、基於升溫及/或升壓之結合藉由可行之層壓技術將該第二薄膜層壓至該模製層上。在一些實施例中，藉由在第二薄膜與第一薄膜之間提供導電性材料來將第二薄膜電氣連接至第一薄膜。另外或替代地，薄膜或其上之特徵可相互電氣或電磁連接，或藉由有關電磁場或磁通量而電氣或電磁連接至外部元件，諸如，使用者之手、手指或(其他)觸控筆。

在各種實施例中，第一及可選第二基體薄膜可包含許多材料或由許多材料組成，該等材料諸如有機或生物材料(諸如，木頭、皮革或織物(例如，基於棉花、羊毛、絲綢或亞麻布))，或此等材料相互及/或與塑膠或聚合物之任何組合，或金屬。薄膜可通常由熱塑性或其他可成形(諸如，可熱成形)材料組成，或至少包含熱塑性或其他可成形材料。仍然，薄膜材料可至少局部電氣上實質絕緣，例如，介電。在一些其他實施例中，材料可至少局部導電。在一些實施例中，該第二薄膜可組配有傳導性(例如，金屬)及/或絕緣(例如，多數塑膠)材料，以便控制(引導、衰減(屏蔽)、加強等)(例如)在結構中較深處的外部電場之特性。

通常，在各種實施例中，在模製層之任一側上可實際上存在一或多個相互類似或不同的(基體)薄膜及/或其他材料層。其可載有諸如許多電子組件、跡線、接觸墊、屏蔽元件、圖形特徵(例如，形成之基於墨水或漆的有顏色之形狀，或內嵌之光學(例如，折射及/或繞射)微結構)、冷卻元件或熱電偶之電路，及/或其他特徵，或無此等特徵。在各種實施例中，可藉由利用例如IML技術將圖形特徵或圖形特徵層提供於結構內，其中將提供圖形特徵之薄膜用作模具中之一插入物，且接著包覆模製，使得圖形特徵面向經包覆模製之塑膠，圖形特徵因此夾在薄膜材料與模製之塑膠之間。

關於預定義之波長(例如，在可見光譜中)，包括之薄膜中之一或多者可至少部分(亦即，至少在適當位置中)視情況實質上不透明或半透明。參考(例如)分別包括發光組件及光捕獲(例如，感測)組件，該等波長可包括由多層結構之電子設備發射或接收之波長。該(等)薄膜可一開始已具備視覺上可區分、裝飾性/美觀及/或提供資訊之特徵，諸如，圖形(例如，符號、標識、指示符、圖符、圖表、數字、字母、書寫文字、繪圖、幾何設計及/或圖案)及/或通常在其上或其中之色彩。諸如圖形或通常光學形狀之特徵可藉由(例如)塗佈或印刷附加性地及/或經由諸如雕刻、鑽孔、壓印或通常薄化之減除性方法來提供。舉例而言，關於所關注之波長考慮為實質上透明的薄膜或其他元件之透射率可為約80%、85%、90%、95%或更高。

在一些實施例中，結構之選定(較佳地，內嵌)特徵(諸如，圖形)或例如其選定面積或體積可由下伏發光元件照射，及/或其可相當多地反射外部光，諸如，環境光或入射於其上之其他光。舉例而言，照射可用以增強其可見性。反射性可為擴散性的及/或鏡面性的。

在一些實施例中，結構(薄膜、其他材料層或特徵)之實質上不透明(例如，有顏色)或半透明面積或體積可另一方面經組配以便將選定下伏結構對(例如)外部視覺檢驗及關於(例如)可見光及/或其他波長光學遮蔽。就展現之色彩、紋理、鑒於目標波長之透射率(不透明、半透明、透明)等而言，該等薄膜或其他層可因此實際上具有所要的光學特性。

在模製塑膠層之任一側上的多個薄膜及/或其他層可經由層壓(熱量、壓力、黏著劑等)及/或藉由機械固定構件(諸如，鉚釘、螺釘或螺栓)附接在一起。薄膜可為可撓性的(可反射彎曲)或基本上非可撓性或硬(塑性變形)。

在各種實施例中，第一及/或第二薄膜可在結構中展現平坦形狀。然而，關注之形狀可替代地為至少局部基本上三維，且經由下文將更詳細地論述之成形(諸如，熱成形或冷成形)來確立。

在各種實施例中，第一及/或第二薄膜可包含通常在薄膜之厚度方向上延伸之一或多個穿透薄膜特徵(諸如，通孔)。

較佳地，通孔可已提供或基本上填充有導電材料，該導電材料進一步較佳地可成形以經受得住例如收容薄膜之(熱)成形，而不遭受關於其所要的性質(諸如，導電性)之至少過多破壞。出於相同或不同目的，通孔可已亦提供於多層結構之模製及/或其他材料層中。舉例而言，光學或電磁通孔可提供於結構之各種層中。

在各種實施例中，提供於該(等)薄膜上的諸如跡線、接觸墊、電極及/或其他類型之導體或通常傳導性元件或組件或通常電路之選定特徵可為或包含關於選定波長(例如，可見光)或(例如)包括之發光或光偵測組件之操作頻率光學上不透明、半透明或實質上透明(清透)的至少部分。

在各種實施例中，例如，配置於結構中之印刷導體、電極及/或其他視情況導電元件或形狀可具備切口或大體不透明無材料內部部分以使光(例如，來自下伏光源及/或光導)能夠穿過。因此，諸如視覺指示符(例如，圖符)及/或控制輸入元件(例如，觸碰感測器)之不同特徵可藉由背部發光而照射。舉例而言，光源及/或有關光引導構件(諸如，光導)可提供於第一基體薄膜之第二側上，以安排光朝向其第一側，而諸如導體的提供切口之元件可提供於第一側上，從而使光能夠經由切口部分傳播穿過其。

在各種實施例中，電路包含選自由以下各者組成之群組的至少一個組件：電子組件、光電組件、機電組件、輻射發射組件、發光組件、LED(發光二極體)、OLED(有機LED)、輻射偵測組件、光偵測組件、光電二極體、光電電晶體、光伏裝置(諸如，電池)、感測器、大氣感測器、氣體感測器、溫度感測器、水分感測器、微機械組件(例如，在第一基體薄膜之第二側上，如由技術人員瞭解)、開關、觸控開關、接近開關、觸碰感測器、接近性感測器、電容性開關、電容性感測器、突出之電容性感測器或開關、單電極電容性開關或感測器、多電極電容性開關或感測器、自電容感測器、互電容性感測器、電感性感測器、感測器電極、UI元件、使用者輸入元件、振動元件(例如，在第一基體薄膜之第二側上)、通訊元件、資料處理元件及資料儲存元件。仍然，具有(例如)電路板及其自身之組件的電子子總成可提供於結構之基體及/或其他層上。

在各種實施例中，該多層結構包含至少一個光學透射性元件，諸如，光學波導，或具體言之，光導，其經組配(例如，就尺寸、材料(例如，相關聯之折射率、透射率)等而言)以便按所要的方式傳送及引導內耦合之光。該光導可例如將內耦合之光導引至一選定方向，用於經由其一選定退出表面外耦合或到達(例如)提供於該光導內、鄰近該光導提供或至少光學耦合至該光導之一光敏感測器或其他光學功能元件。

舉例而言，該光導可安裝或建立於第一基體薄膜之第二側上。其可事先準備及例如(3D)形成，且進一步應用於一模具中，例如，作為薄膜上之間隔物及/或障壁，保護諸如LED之其他元件或與其相關聯之其他光源或電路免受(例如)由該模具造成之過多壓力。替代波導或除了波導之外，亦可將其他合適元件用作類似間隔物或障壁，以在塑膠層之模製前、模製期間及/或之後保護電路。光導/障壁可具備用於容納諸如LED之元件之一洞。在將元件定位於該洞中後，該洞中之其餘空間可用另外保護性材料(例如，合適的塑膠或樹脂)填充。

類似地，在各種實施例中，亦在第一側上，且例如，在第一基體薄膜之有關第一表面上，可提供(例如)前述特徵中之任何一或多者，諸如，電子組件、光電子設備(例如，LED)、機電設備、跡線、接觸墊、電極、光導、多組件裝置或配置、感測器、開關等。

在各種實施例中，該結構包含一另外第二模製層，其已提供於第二側上，且潛在地至少局部接觸第一基體薄膜之相關聯的第二表面。第二模製層之材料與在相對第一側上的第一模製層相同，或不同。

視情況，可利用諸如多射模製的能夠多材料模製技術在一個製程中提供若干塑膠層，此亦可應用於產生本文中建議的多層結構之選定模製層。

通常，在各種實施例中，模製至多層結構中包括的薄膜中之任一者上之該(等)塑膠層可包含諸如以下之材料：聚合物、有機物、生物材料、諸如有機物或石墨之複合物，以及其任何可行組合。該(等)材料可為或至少包含熱塑性材料。替代地或另外，該(等)模製層可由熱固性材料組成或至少包含熱固性材料。

關於有關之表面區域，基體薄膜之第一側及因此相關聯之第一表面已實際上至少部分藉由塑膠(諸如，熱塑性或熱固性材料)模製。使用之模製技術可在實施例之間有變化，但包括(例如)注入模製及反應性模製(諸如，反應注射性模製)。模製製程可視情況具有前述多材料及/或作為多射類型。舉例而言，可應用低壓模製以防止因過多壓力而損壞下伏電子設備。類似考慮通常適用於第二側及相關聯之表面，該第二側及相關聯之表面可已至少部分經受諸如低壓模製之模製以覆蓋且保護下伏電路。視情況，可利用若干模製材料來建立一或多個模製層，例如，在基體之第一及/或第二側上並排臥著及/或在其上形成多個疊加層之一堆疊的鄰近層。可已至少部分藉由應用之模製程序來包覆模製建立(例如，印刷)、安裝或另外提供至基體薄膜之任一側的一或多個組件及/或其他電路。

在一些實施例中，用以建立該(等)模製層之材料可包含視情況實質上不透明、透明及/或半透明材料。可利用透明或半透明材料使例如可見光或其他選定波長之電磁輻射能夠穿過其，伴有可忽略的損耗。取決於實施例，舉例而言，在所要的波長下提供實質透明度之充分透射率可為約70%、75%、80%、85%、90%或95%或更高。

仍然，可提供一種系統，其包含多層結構之一實施例及容納或至少功能連接至該多層結構該的任選收容型結構或裝置之一實施例。

功能及/或實體(例如，機械)連接至根據本發明的多層結構之一實施例的該視情況收容型結構或裝置可包括選自由以下各者組成之群組的至少一個元件：電子終端機裝置、攜帶型終端機裝置、手持型終端機裝置或控制器、個人電子裝置、車輛、汽車、卡車、飛機、直升機、車載電子設備、車輛儀錶盤、車輛外部、車輛內部元件、車輛內部面板、車輛照明裝置、量測裝置、電腦裝置、智慧型衣物(例如，襯衫、外套或褲子，或例如壓縮衣物)、其他成件之可佩帶電子設備(例如，腕戴裝置、頭飾物或鞋襪類)、多媒體裝置或播放機、工業機械、控制器裝置、個人通訊裝置(例如，智慧型電話、平板手機或平板電腦)或其他電子設備。

根據本發明之一個其他實施例，一種用於製造一多層結構之方法包含 獲得用於容納電子設備之一第一基體薄膜，該第一基體薄膜具有視情況面向該結構之一預定義之前側的的一第一側，該第一基體薄膜之該第一側經較佳地組配以面向其收容裝置之該結構之一使用者及/或使用環境；及一相對第二側，該第一基體薄膜包含電氣上實質絕緣材料，該第一基體薄膜較佳地為可成形及/或熱塑性， 視情況藉由安裝及/或藉由印刷電子設備技術在該第一基體薄膜之至少該第二側上提供電路，該電路功能連接至該第一基體薄膜之該第一側，及 在該第一基體薄膜之該第一側上模製塑膠材料，以便至少部分將其覆蓋。

如前文間接提到，在一些實施例中，另外(基體)薄膜及/或其他材料層可提供於該結構中，例如，用作一模製程序中之一插入物，層壓至一現有層上，或藉由(例如)模製或印刷直接建立至該結構內。

藉此，例如，視情況可將一第二薄膜提供於該模製塑膠之另一側上，如前文所提到。其可與該第一基體一起位於一模具中，使得藉由在其間注入該塑膠材料而獲得一堆疊結構，或可稍後使用一合適層壓技術(若不直接在該模製塑膠層上製造)來提供該第二薄膜。該第二薄膜亦可在其任一側(例如，面向該模製塑膠層)上具備電子設備，以及例如圖形特徵(例如IML技術之應用因此係可能的)。仍然，其可具有保護性目的及/或其他技術特性，諸如，所要的光學透射率、外觀(例如，色彩)或感覺。

可行之模製方法包括(例如)與(例如)熱塑性材料有關之注入模製，及尤其與熱固性材料有關之反應性模製(諸如，反應注入模製)。在若干塑膠材料之情況下，其可使用兩射或通常多射模製方法來模製。可利用具有多個模製單元之一模製機器。替代地，多個機器或一單一可重組配機器可用於依序提供若干材料。

取決於使用之材料、所要的材料性質、模製設備等，關於可適用之模製技術及參數，例如，前述注入模製及反應性模製為實際上可行的選項。為了造成對下伏特征(諸如，電子設備)之最小應力，可在選定模製操作(諸如，第一基體以及其上之電路的第二側之包覆模製)中使用低壓(例如，小於約10巴)模製。就(例如)諸如強度之所要的機械性質而言，可應用不同模製技術對結構產生不同材料性質。

在各種實施例中，一或多個基體薄膜可經形成，視情況熱成形，以展現所要的、通常至少局部三維(3D)目標形狀，而非實質上平的形狀，較佳地，在於其上提供諸如許多組件、電極、導體及/或接觸墊之電路後。在模製前已駐留於薄膜上之諸如電子設備的元件之材料、尺寸、定位及其他組配應經選擇，以便無破壞地承受因形成而對其誘發之力。

在各種實施例中，可對該多層結構提供許多特徵(諸如，跡線、接觸墊、另外傳導性元件、諸如補充組件之其他電路、光導及/或圖形特徵或圖形特徵層)，視情況，藉由諸如絲網印刷或噴墨之印刷電子設備技術、安裝、沈積、層壓及/或其他可適用技術。舉例而言，可將跡線印刷於一基體薄膜上以連接組件。如熟習此項技術者瞭解，例如，在組件建置或安裝於其上前，跡線及接觸墊可提供起來更加實際。

在各種實施例中，可在該(等)薄膜中建立許多通孔，用於(例如)將其第一與第二側一起電氣連接，實務上，指(例如)在所關注之薄膜之兩側上的電子設備電氣連接在一起。

通常，在薄膜及/或結構之其他層中的通孔或通常透孔可藉由模製(或通常，直接藉由洞建立基體薄膜)、鑽孔、化學(例如，經由蝕刻)、雕刻、鋸切、蝕刻、切割(例如，用雷射或機械刀片)或使用如由熟習此項技術者理解之任一其他可行方法。通孔可具有一所要的橫截面形狀，亦即，實質上圓形或有角度之形狀，例如，矩形形狀，或細長(狹縫)形狀。

可使用諸如模製、安裝或印刷之一選定填充方法對通孔提供選定材料，諸如，導電及/或光透射性材料。該等材料可包括黏著劑、環氧樹脂、金屬、傳導墨水等。材料可為可成形的，使得其承受(例如)彎曲應變。

在各種實施例中，亦可藉由雕刻、模製、鑽孔等在該(等)薄膜及/或其他層中提供許多盲洞或變薄之部分。此洞可經組配以建立或容納(例如)電子組件、傳導性或絕緣元件、圖形特徵或流體物(例如，液體及/或氣態物)。

仍然，在該方法之各種實施例中，亦可至少部分藉由至少一種材料來包覆模製第一基體薄膜之第二側及有關第二表面。舉例而言，可利用低壓模製保護下伏元件，諸如，如本文中較早先預期之組件或其他電路。

在多層結構中提供之電子設備可具有控制、量測、UI、資料處理、儲存等用途，如本文中其他處所論述。

各種方法項之相互執行次序可變化，且可在各特定實施例中針對具體情況來判定。舉例而言，可在第一側前、第一側後或實質上同時包覆模製第一基體薄膜之第二側；舉例而言，可注入模製材料，使得其自薄膜之初始側傳播至相對側，例如，經由其中的現有或壓力誘發之透孔。

係關於多層結構之各種實施例的先前提出之考慮可加以必要的變更而靈活應用於有關製造方法之實施例，且反之亦然，如由技術人員瞭解。仍然，各種實施例及有關特徵可由熟習此項技術者靈活地組合以提出本文中大體揭示的特徵之較佳組合。

仍然在關於以上論述之許多態樣的再一實施例中，可提供一種基體薄膜，其用於收容(例如)前述電路及/或其他特徵，且包含諸如熱塑性材料或熱固性材料之可成形、視情況可熱成形材料，或基本上由該材料組成。基體薄膜進一步包含填充有可成形且較佳地導電材料或此材料之元件的至少一個通孔，以將薄膜之對置的第一與第二側(及因此各別表面)相互電氣耦接。

薄膜及通孔可通常具有前文論述之性質。薄膜可為實質上平坦的，或在諸如熱成形或冷成形程序之成形後，其可為至少局部實質上三維。仍然，該薄膜可在其任一側上載有諸如各種組件、跡線、墊、電極等之電子設備，在其上可已配置通孔以電氣且因此操作性地將其相互連接。仍然，一或多個通孔或通常透孔可已額外或替代地填充有(例如)可進一步導電或絕緣之光透射性材料。較佳地，通孔之填充材料承受可能在提供至少一個通孔及其有關填充物之後對薄膜執行之成形及(包覆)模製。

仍然，可提供一種用於產生以上基體薄膜之一實施例之方法，其中該通孔係藉由(例如)模製或鑽孔、接著藉由經由印刷或其他合適的填充方法用諸如傳導性(例如，銀)墨水之選定較佳導電材料對其填充來產生。在一些實施例中，可將建立及填充通孔組合成一單一程序。

以上基體薄膜及有關製造方法可自然地分別建立先前論述之多層結構或相關聯之製造方法的一實施例之一部分。然而，該薄膜及有關方法可亦在其他使用情形及情境中獨立地找到用途，如易於由熟習此項技術者理解。

取決於該實施例，本發明之實用性自多個問題引起。

藉由在基體薄膜之第二(在許多使用情形中，「後」)側上引入電子組件及潛在其他特徵(諸如，有關跡線、墊、電極或光學器件)(相對之第一或「前」側由塑膠材料包覆模製且面向結構之使用者/使用環境)，可極大地減輕關於該等組件之熱管理的各種關注問題。實務上，例如，可在高功率且類似應用(其常與相當大之熱負載相關聯)中減小過熱之風險。仍然，改良對於該等特徵之細緻熱控制之選項。

此外，將組件置放於基體薄膜之第二側(其亦可界定(內)外表面或至少靠近多層結構之表面)上，至諸如收容裝置或收容結構之外部元件的連接可建立起來更簡單。又，當組件及用於諸如跡線之連接元件的支撐表面更靠近結構外部且其可接取性增大時，在第二側上的組件之間的連接可相互更容易地實施。

在一些實施例中，藉由在第二側上定位當置放於基體薄膜之第一側上且潛在地內嵌於塑膠中時可干擾其他組件或通常多層結構之功能(關於例如至附近組件或層的電氣雜訊或諸如光洩漏之光學干擾)之一組件，可避免或至少減少組件之不利效應。舉例而言，在彼等情況下，基體薄膜可充當一額外屏蔽或障壁層。

在一些實施例中，若位置過於靠近在基體之第一側上的其他組件則可能出故障之諸如各種感測電子設備之敏感性組件若定位於第二側上，則可無瑕疵地工作。同樣地，諸如大氣感測器之某些電子設備可需要直接曝露於待量測的諸如空氣之環境介質，於是，其不應內嵌於在基體之第一側上的塑膠中，而是提供於第二側上，無上覆之量測干擾層。

在一些實施例中，歸因於(例如)在第一側上的包覆模製之塑膠或其他緊緊毗連著的層之限制效應，移動組件或併有移動零件之組件可安置於基體薄膜之第二側上以避免阻止其恰當地發揮功能。

在一些實施例中，需要特別複雜佈局或通常大空間或表面積之組件安置於基體薄膜及潛在地因此整個多層結構之外部(亦即，第二)側及有關表面上更實際。

應用包覆模製的建議之製造方法採用起來相對直截了當，且若依賴於(例如)印刷或模具中電子設備，進一步考慮為有益之處並不使開發完全新或特別複雜之製造技術成為必要。藉由在於該(等)薄膜上提供電子設備、通孔及(例如)導體之後將該(等)薄膜(熱)成形至一所要的3D形狀，同時基體薄膜仍然實質上平坦，可進一步減少或消除對在基體上的電子設備之繁重之3D組裝及其他3D密集型加工之需求。

通常，可使用獲得之多層結構建立一所要的裝置，或例如，在如本文中描述之一收容裝置或收容結構中之一模組，該收容裝置或收容結構諸如智慧型衣物(例如，襯衫、外套或褲子，或例如壓縮衣物)、其他成件之可佩帶電子設備(例如，腕戴裝置、頭飾物或鞋襪類)、諸如車輛外部或內部(例如，車載電子設備)之車輛、個人通訊裝置(例如，智慧型電話、平板手機或平板電腦)或其他電子設備。獲得之結構之整合級別可較高，且所要的尺寸(諸如，其厚度)較小。

使用之薄膜可經組配以在其上載有圖形特徵及其他視覺及/或觸覺上可偵測特徵，於是，除了收容及保護電子設備外，薄膜亦可具有美學及/或提供資訊效應。該(等)薄膜可至少在適當位置處係半透明或不透明的。其可展現所要的色彩。獲得之多層結構可因此通常併有一或多個色彩/帶色彩之層，其視情況判定諸如文字、圖像、符號、圖案等之圖形。此等層可由(例如)某一(些)色彩之專用薄膜實施，或提供為在現有薄膜、模製層及/或其他表面上的塗層(例如，經由印刷)。

該(等)薄膜及/或模製層可經組配以建立相關聯之收容裝置或其他耦接之結構的外及/或內表面之至少一部分。

諸如圖案或著色之視覺特徵可經由內部層提供，例如，在第一及/或潛在第二薄膜之正面向模製塑膠之側上，使得該等特徵保持隔離，且因此至少由薄膜之厚度保護免受環境效應。因此，可易於損壞(例如)漆塗之表面特徵的不同衝擊、磨擦、化學品等通常不會危及該等特徵。

該(等)薄膜可易於製造或加工(視情況，切割)成所要的形狀，具有必要的特性，諸如洞或凹口，用於暴露諸如模製材料之下伏特征及/或建立(例如)電氣或光學上傳導性通孔。

鑒於模製製程，模製塑膠材料可針對包括緊固電子設備之各種目的而最佳化。仍然，該材料可經組配以保護電子設備免受(例如)環境條件，諸如，水分、熱量、寒冷、灰塵、衝擊等。舉例而言，鑒於光透射率及/或彈性，其可進一步具有所要的性質。倘若內嵌之電子設備包括光或其他輻射發射或接收組件，則該材料可具有足夠的透射率以實現(例如)穿過其之光透射。模製材料可原先展現許多色彩，或其可稍後藉由(例如)墨水、油漆或薄膜塗層來著色。

表達「許多」可在本文中指自一(1)開始之任一正整數。

表達「多個」可分別指自二(2)開始之任一正整數。

術語「第一」和「第二」在本文中用以將一個元件與其他元件區分，且不具體將其優先化或排序(若未另外明確地陳述)。

本發明之不同實施例在隨附附屬請求項中揭示。

較佳實施例之詳細說明 圖1藉由橫截面側視圖經由在100處之一多層結構之一個僅示範性實現來說明本發明之各種實施例之許多通用概念。項目101指潛在使用環境(室外、室內、車輛內等)及位於該環境中的結構100之人類使用者(若有)，而由虛輪廓線指示之項目110指一收容裝置或收容結構110。

完工的多層結構100可實際上建立其自已之終端產品(例如，電子裝置)，或作為一聚合部分或模組而安置於一收容裝置中。結構100可天然地包含圖中未展示之許多另外元件或層。

結構100含有至少一個基體薄膜102，其在其第二側102B(在許多但非所有可行之使用情況中，其可因此被考慮為後外部側，而第一側或「前」側102A可被考慮為面向意欲之使用環境及使用者101)上容納許多電子組件104。第二側102A可因此面向一可能的收容裝置或結構110，且潛在地與可能的收容裝置或結構110整合或甚至至少部分內嵌於可能的收容裝置或結構110中，如圖中所展示，或面向(例如)環境，但卻指向實質上與第一側102A相反之方向。舉例而言，諸如許多組件104之電路可已經直接製造，諸如，印刷於基體102上，視情況，藉由諸如絲網印刷、移印(tampo printing)、柔版印刷或噴墨印刷之印刷電子設備技術。

提供於第二側102B上之組件104較佳地功能性或「操作性」地連接至第一側102A第，且在許多情況下，始終連接至環境101，因為組件104可經組配以感測事件或環境101之特性，諸如，使用者動作(例如，觸摸或接近性/無接觸輸入)或(例如)照明條件或其他光學或電/電磁特性，或(例如)分別將光或其他形式之輻射發射至其。仍然，出於諸如傳訊(通訊)或電力傳送之各種原因，在薄膜102之兩側及有關表面上的組件104可(例如)相互光學或電氣連接。本文中提及之功能連接(例如，電氣、光學及/或電磁)可為直接或間接的，亦即，無或具有中間組件或元件。

電路可包含許多另外元件106，諸如，導電接觸墊或跡線(導體)，其視情況藉由印刷電子設備技術在第二側102B上提供，以配置(例如)至組件104之電氣連接及/或在其間之電氣連接。元件106之至少部分可至少局部定位於薄膜表面與關注之組件104之間。舉例而言，「接觸墊」可在本文中指任一導電元件或貼片，或在基體薄膜上電氣耦接之點或區域。接觸墊以及其他導體或跡線可包含傳導性材料或由傳導性材料製成，諸如，銅、銀、鋁或傳導性彈性體(包含(例如)碳或其他傳導性粒子)，或可視情況增強墊駐留於其上或其內的表面之視覺品質之其他此等材料。接觸墊之形狀可為任一合適的幾何形狀。

除了印刷型式之外或替代印刷型式，組件104亦可包括(表面)安裝於基體102上的易於製造之組件，諸如所謂之表面安裝式元件。舉例而言，可將黏著劑用於將電子設備機械緊固於基體上。諸如傳導性黏著劑及/或焊料之額外傳導性材料可已經塗覆以用於在諸如導體跡線106與組件104之各種元件之間建立電氣及亦機械連接。

組件104可藉此包括被動組件、主動組件、IC(積體電路)、印刷(諸如，絲網印刷)組件及/或電子子總成，如前文所預期。舉例而言，一或多個組件可首先提供於一單獨之基體上，例如，諸如FPC(可撓性印刷電路)或例如剛性(例如，FR4型(阻燃))板之電路板，且隨後整體(亦即，作為子總成)附著至目標基體102。

如前文間接提到，結構100，及具體言之，例如與其整合在一起之電子設備104、106可以無線方式(例如，藉由光學、超音波、射頻、電容性或電感性耦合)及/或有線地操作性連接(替代可能之機械固定或除了可能之機械固定外)至諸如收容裝置或結構110之外部元件。在後者情況中，可利用諸如電氣或光學佈線、連接器、電纜等之合適連接元件105。舉例而言，外部連接可方便地實施於薄膜102之第二側102B上。

在各種實施例中，連接元件105可包含一電路板，諸如，視情況撓曲或剛性(例如，FR4)類型之印刷電路板。在各種實施例中，連接元件105可包含至少一個電子組件，諸如，電晶體或積體電路(IC)，例如，操作放大器(其可天然地亦自個別組件建構)。

連接元件105可因此經組配以容納在(例如)薄膜型(通常相當薄且可撓性)基體上安裝或製造起來較困難或實際上不可能之組件。可使用(例如)黏著劑、膏狀物、傳導性黏著劑、機械固定構件等將連接元件105緊固至基體薄膜102。例如，在基體薄膜102上之實際電路設計與連接元件105之間的電氣連接可(例如)由相同或專用特徵實施，該特徵諸如焊料、傳導性黏著劑或膏狀物、佈線、接觸區域/墊、接腳、撓曲電纜及/或關於電導率為各向異性材料之元件，視情況，ACF(各向異性傳導性薄膜)。

返回至較佳地具有至少部分電子或電氣本質之組件104，在種種選項當中，其可尤其包括選自由以下各者組成之群組的至少一個電子元件：光電子組件、微控制器、微處理器、信號處理器、DSP(數位信號處理器)、感測器、開關、觸控開關、接近開關、可程式化邏輯晶片、記憶體、電晶體、電阻器、電容器、電感器、電容性開關、電極元件、記憶體陣列、記憶體晶片、資料介面、收發器、無線收發器、傳輸器、接收器、無線傳輸器及無線接收器。

仍然，由結構100收容之組件104可包括至少一個光電子組件。該至少一個光電子組件可包括LED(發光二極體)、OLED(有機LED)或某一其他發光組件。該等組件可為側射(「側邊射擊」或「側邊擊發」)、底射或頂射。替代地或另外，組件104可包括一光接收或光敏組件，諸如，光電二極體、光敏電阻器、其他光偵測器或例如光伏電池。諸如OLED之光電子組件可已使用印刷電子設備技術之較佳方法(替代安裝)印刷於基體薄膜102上。實際上，例如，不同感測及/或其他功能性可由內嵌之IC、專用組件、共用IC/電子設備(多用途電子設備)及/或其他電路實施。基體薄膜102及在其處之電子設備104、106可經組配以便建立所要的電路設計。

模製塑膠層112至少於提供薄膜102之第一側102A上。可進一步存在提供於薄膜102之第一側102A及有關表面上的組件104及其他特徵(光導、圖形特徵、跡線、接觸墊等)。因此，在第一側102A上之組件104、其他電路及/或另外特徵可至少部分內嵌於模製材料104中。在一些實施例中，雖然前文亦論述，但薄膜102之第二側102B亦可至少部分包覆模製，視情況，以便將一或多個組件104及/或其他特徵106(例如，跡線、接觸墊、電極、散熱片或其他冷卻元件/熱電偶)至少部分內嵌於模製材料中。使用之模製技術及參數可在側102A、102B之間有變化。為了避免造成對組件104之壓力或熱損壞，舉例而言，可利用低壓模製(例如，較佳地，小於約15巴壓力，更佳地，小於約10巴)將其內嵌。視情況，隨後亦可應用(更)高壓力模製以將另外層引入至堆疊結構100。

與第一薄膜102相同或不同材料之可選第二薄膜103亦可存在於多層堆疊中。薄膜103亦可在其第二(所展示)及/或第一(外部，潛在地直接面向且接觸環境101)側及表面上容納電子設備104、圖形特徵及/或考慮為有利之其他特徵。

另外薄膜及/或諸如圖形特徵或有色彩之薄膜或層、塗層等108之其他材料層可視情況提供於任一薄膜102、103之任一側上，例如，為了美學、保護性/絕緣、電氣及/或其他目的。

關於材料選擇，薄膜102、103可實質上由選自由以下各者組成之群組的至少一種材料組成或包含該至少一種材料：聚合物、熱塑性材料、共聚多酯、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、聚醯亞胺、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯之共聚物(MS樹脂)、玻璃、聚對苯二甲酸乙酯(PET)、碳纖維、有機材料、生物材料、皮革、木頭、紡織品、織物及金屬。又，關於本發明可利用共聚多酯樹脂材料(例如，Durastar™)，例如，在結構之基體薄膜102、103及/或其他元件中(例如，作為模製材料)。使用之材料可至少局部導電，或更通常地，絕緣。仍然，關於不透明/透明、透射率等，光學性質可取決於實施例而變化。

在各種實施例中，薄膜102、103可為可撓性的，且因此例如，在結構100之製造期間經反復處置(諸如，彎曲)，而不會破壞。仍然，可選擇其材料以便採用且保留回應於(例如)熱成形或冷成形程序之新形狀。

可根據由各使用情形設定之要求來將薄膜102、103成形。薄膜102、103可展現例如矩形、圓形或正方形之大體形狀。薄膜102、103可實質上無孔或含有凹座、凹口、通孔、切口或開口，視情況用其他材料填充，此係出現諸如以下之各種目的：至其他元件之附接、傳導電及(例如)有關電力或其他信號、裝配電子設備及其他組件、提供用於光或其他輻射、流體等之過道。

較佳地藉由包覆模製程序(使用例如注入模製之逐項技術)在薄膜102之任一側上、但較佳地至少在第一側102A上提供之一或多個層112可通常併有彈性體樹脂，外加其他選項。更詳細地，層112可包括一或多種熱塑性材料，該一或多種熱塑性材料包括選自由以下各者組成之群組的至少一種材料：PC、PMMA、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)、共聚多酯、共聚多酯樹脂、PET(聚對苯二甲酸乙酯)、耐綸(PA，聚醯胺)、PP(聚丙烯)、TPU(熱塑性聚胺基甲酸酯)、聚苯乙烯(GPPS)、TPSiV(熱塑性矽酮硫化膠)及MS樹脂。在一些實施例中，可替代地或另外將熱固性材料與諸如反應性模製之合適模製方法一起利用。

薄膜層102、103以及塑膠層112或潛在另外層108(油漆、墨水、黏著劑、薄膜等)可經組配以展現可在外部察覺之所要的色彩或圖形圖案。舉例而言，可利用IML(模具中加標籤)程序在結構100中配置內嵌之圖形。

圖2在200處說明根據本發明的多層結構之另一實施例。該實施例可用有關照射之圖符或其他圖形或通常用視覺導引方式來實施(例如)觸控或接近開關(感測器)功能性。

薄膜102之第二側已具備包括許多組件104之電路設計，包含諸如LED 204之至少一個發光組件(光源)，其可(例如)關於其接觸/支撐表面側面射擊，以及另外元件，例如，接觸墊及/或跡線106。具有許多必要之感測電極205及(例如)控制電子設備的諸如互電容或自電容感測器或感測開關之感測電子設備可另外包括於安裝或製造之電子組件104中。

在此實例中，薄膜102之第一側可保持基本上無電子設備，但含有一圖形特徵層108，具有待由組件204照射且藉由因此對層108(之材料)著色、塗佈、切割、薄化及/或成形來建立的例如圖符108A或其他視覺、裝飾性及/或提供資訊之特徵。特徵108A可至少局部為光學透射性，諸如關於使用之材料實質上透明或半透明，及/或包括(例如)切口以使光能夠穿過。特徵108A可視覺指示與開關205相關聯的控制輸入之本質，例如，經由一特性化圖符及/或文字。在一些實施例中，層108可包含(例如)透明或不透明(遮蔽)材料，於是特徵108A可已至少部分分別由半透明/不透明或透明/半透明材料實施。在一些實施例中，層108僅在特徵108A處包含材料。

與在該圖中明確描繪之情形大不相同，熟習此項技術者將瞭解，在多層結構之一些替代性或補充實施例中，提供於薄膜102之第二側102B上的至少一個光源204及在其光徑中之可選光引導或傳送元件可經組配，使得由光源204發射之光至少部分實質上遠離薄膜102引導，並不朝向或穿過該薄膜。

在特徵104、106中之任一者中，例如，光學清透(實質上透明或至少半透明)導體可用以允許由組件204發射之光照耀透過在薄膜之另一側上的開關區及印刷圖形特徵。開關104之電極205亦可足夠透明或半透明。替代地或另外，亦可使用諸如自電容開關之基本上固體開關，其具有(例如)切口用於允許光穿過。

諸如光導220或其他光傳送或引導部件之再一光學裝置可提供(諸如，層壓或熱堆疊)至基體薄膜102之背部。光導220可經獨特地形成以遵循(例如)模製中電子及一般結構200之輪廓。光導220可經組配以在其內傳播由組件204發射之內耦合之光，且經由一選定表面朝向使用者及使用環境及(例如)在相關聯之光徑中待照射的圖形圖符或其他特徵108A外耦合該光。舉例而言，光導220可首先形成為固體薄片，其可接著經加工(諸如，沖切或沖孔)以允許用於諸如LED之光源置放之洞。在一些實施例中，光導220可因此至少部分涵蓋或鄰接光源204。

因此，可按需要將光發射組件204定位於薄膜102上，例如，以減少其對使用環境之可見性(例如，組件204可位於由層108提供之遮蔽材料後)，及/或減小易於自自結構200內到達使用者之直接及擴散光引起的可察覺之熱點。項目204A指擴散由光導220發射之光，在模製層204A中傳播且最終退出至使用者所在的使用環境。觸碰或接近性感測電子設備205、圖符108A及照明配置204、220、204A可經相互組配以便至少粗略地指示觸碰場或通常手勢場230之位置，用於在使用環境中註冊使用者輸入。

在此實施例中，至外部元件(諸如，收容裝置之電子設備)的諸如電氣連接之連接可視情況經由結構200之背側(例如，在右邊展示的薄膜102之第二(背)側)排他性地提供。連接可涉及(例如)連接性尾(例如，撓曲電纜或薄膜)、剛性連接器及/或僅傳導性墊。

單薄膜概念暗示用於製造之低成本選項。此外，在薄膜102之第一側及因此整個結構或部分之潛在前側上的模製塑膠112提供(例如)在一表面上之水或水分敏感性可為關注問題之應用。

圖3在300處說明多層結構之再一實施例，該多層結構大體相當類似於圖1之多層結構，但在基體薄膜102之第一側上存在電路(例如，用於前述開關)，諸如，實質上清透(透明或至少半透明)電極305及(例如)導體跡線及/或墊106A以使由在第二側上之光源204發射之光通過。特徵106A、305中之任一者可替代地或另外具備不透明傳導性材料，以及許多切口面積或體積，從而使光能夠穿過。舉例而言，許多印刷(否則為實心)、光學上實質上不透明導體/電極區域可併有此等切口，從而界定用於(例如)照射之指示符型圖符之較佳形狀。舉例而言，可建立至在薄膜102之兩側上的電子設備之電氣連接，此可經由該結構及有關佈線之邊緣與該等側分開來進行。藉由該解決方案，將薄膜102亦用作電絕緣體，在薄膜102之第一側上的開關電路及/或其他電子設備可與(例如)在第二側上之LED或其他發光電子設備隔離。

圖4在400處說明多層結構之又一實施例，該多層結構再次與先前多層結構僅適度不同。一個差異在於，在薄膜102之兩側上的電子設備之間的電氣連接由許多傳導性通孔406(亦即，薄膜102中之(預切割或另外建立之)透孔)建立，該等傳導性通孔具備導電材料，諸如，傳導性墨水。在一些實施例中，例如，可將諸如銀之傳導性金屬印刷至現有透孔內以致使其為傳導性通孔406。替代地，例如，經由可應用之狹縫或通常透孔，可使可撓性導體或撓曲電纜螺紋穿過薄膜102。

因此，在涉及至外部元件之電氣連接的一些實施例中，可能有必要僅將薄膜102之第二側直接連接至諸如收容裝置之一外部元件，如關於先前實施例所論述，此與單獨地將薄膜102之兩側與其連接大不相同。薄膜102之第一側與外部元件之間的連接可藉由中間通孔及在第二側上之連接元件來建立。

另外，在一些實施例中，可利用許多介電/絕緣或密封物層來確保穩定的透孔設計，從而亦允許更好之可成形性。

圖5在500處說明多層結構之又再一實施例，該多層結構通常再次讓吾人想到先前多層結構，但在定位於模製層112之前部的一額外第二薄膜103上(亦即，在相對於第一薄膜102之另一側上)載有(例如)圖形特徵。該設計藉此包含至少兩個薄膜102、103，在其間定位模製塑膠層112。在模製塑膠層112之另一側上的面向第一薄膜102之第一側之第二薄膜103容納或鄰近一圖形層508，該圖形層併有大體根據已關於圖2之描述表達之圖符或其他視覺特徵508A。歸因於其餘結構對特徵508A的減小之朦朧及成影效應，此實施例可產生(例如)改良之成像能力。圖形層508及有關特徵508A可位於薄膜103(未展示)之第二側上，及/或在直接面向使用環境(未在圖中展示)之第一側上。

兩個薄膜102、103可含有或具有相互相同或不同之材料。舉例而言，在一些實施例中，背部第一薄膜102可具有塑膠材料，而前部第二薄膜103可含有(例如)金屬、紡織品/織物或有機/生物材料(諸如，木頭或皮革)。通常，歸因於在相當多之實施例中良好地為使用者可見及/或可觸碰，除了基於前面論述之技術性質之外，第二薄膜103之材料亦可基於美學或觸覺性質(諸如，觸感)來選擇。

圖6在600處說明該多層結構之再一稍有修改之實施例。一開關電極305已定位於第一基體薄膜102之第一側上。如關於圖4之描述研討之許多傳導性通孔亦可應用於此處。項目606指在薄膜102之第二側上的特徵，其延伸穿過薄膜102至第一側，用於注入(模製)或(例如)附著目的。在一些實施例中，項目606可指自模製材料112自身形成至薄膜102的延伸部或突出部。項目606可因此併有填充有固體材料之透孔。

圖7在700處說明該多層結構之再一涉及「引導光」或「引導照明」之實施例。尤其，諸如頂部發射LED　704之發光電子組件已提供於薄膜102之第一側上，而諸如電極205之至少某一開關電路已提供於第二側上。仍然，圖形特徵層508已提供於在多層結構700之前部分中的第二薄膜103上。舉例而言，項目705可指可通常關於由組件704發射之光實質上不透明的層508中之圖符或其他視覺/光學特徵，例如，開口或實質上透明或半透明部分。與先前實例大不相同，光704A現在經由諸如模製層112之中間元件直接自光源704發射至環境。薄膜102之第一及第二側可分開來電氣連接至外部元件，及/或再次穿過薄膜102之傳導性通孔可用以將兩側電氣連接在一起。

熟習此項技術者將易於領會以下事實：就選定特徵而言，本發明之以上僅示範性實施例可靈活且容易地加以組合以提出另外實施例。仍然，關於(例如)如本文中其他處論述的提供至薄膜102之第二側上之模製層，可將另外特徵引入至以上或混合實施例。

圖8展示揭示根據本發明的用於製造一多層結構之方法之一實施例之流程圖800。

在用於製造多層結構之方法之開頭，可執行起動階段802。在起動802期間，可發生必要之任務，諸如，材料、組件、設備及工具選擇、獲取、校準及其他組配。必須具體地關心設計、組件及材料選擇一起工作，且經受得住選定製造製程，此天然地較佳地基於製造製程規範及(例如)組件資料表或藉由調查且測試許多生產之原型來預先檢查。諸如尤其模製/IML、層壓、結合、(熱)成形、電子設備組裝、切割、鑽孔及/或印刷設備的使用之設備可因此上升至已在此階段或稍後階段之操作狀態。

在804，獲得用於容納電子設備之至少一個基體薄膜。如前文預期，在一些實施例中，僅需要一個基體薄膜，而在一些其他實施例中，潛在不同材料之多個基體薄膜包括於該多層結構中。但並不有必要所有最終需要之薄膜皆載有電路。可獲得易於製造之元件(例如，一卷或片塑膠薄膜)用於用作基體材料。在一些實施例中，可首先藉由自所要的起始材料模製或其他方法在室內生產基體薄膜自身。基體薄膜可實質上均勻，且含有基本上僅一個材料層，或替代地，其可含有層壓在一起以形成有關堆疊的不同材料之多個層。一開始，基體薄膜可為實質上平的(基本上二維，意謂與長度及寬度相比，相當不大之厚度)。

在806，參考前文已回顧之各種可行多層構造，用於電氣耦接電子組件的諸如導體跡線、電極及/或接觸墊之許多導體可選擇性提供於薄膜上，較佳地，藉由印刷電子設備技術中之一或多種技術。舉例而言，可利用絲網、噴墨、柔版印刷、凹版印刷或偏移微影印刷。又，此處可發生培育薄膜之進一步動作，涉及(例如)在該(等)薄膜上印刷圖形、視覺指示符等。在一些實施例中，除了印刷於基體上或替代印刷於基體上，圖形層或遮蔽層可藉由將單獨的圖形/不透明薄膜或薄片層壓至關注之基體上來提供。

在801，大體描繪用於提供經由一基體薄膜之電氣連接之方法。此係關於實施例，其中薄膜之第一及第二側應相互電氣連接以耦接有關電子設備，及/或其中在兩側上之電子設備應連接至外部元件(例如，電源、處理器或通訊元件)，其可僅僅經由第二側進行，其限制條件為第一側進一步電氣耦接至第二者。

首先，在818，可藉由(例如)鑽孔或切割將具有(例如)有角度、圓或細長(狹縫)橫截面形狀之透孔提供於薄膜中。在一些其他實施例中，可模製或另外製造該薄膜以便在其中直接含有透孔。在820，利用(例如)印刷電子設備技術用諸如銀墨水之傳導性材料填充透孔。替代地，可將諸如桿、電線或(撓曲)電纜之傳導性元件插入於該洞中。較佳地，應小心地確保填充材料或元件準確匹配洞尺寸，以避免在隨後模製期間塑膠材料經由該洞之不當穿透。在822，建立之傳導性通孔可經後加工，且具備諸如保護性障壁層之許多另外材料層。替代電氣傳導性通孔或除了電氣傳導性通孔外，可藉由將(例如)光纖安置於延伸穿過基體薄膜之一洞中來以類似方式建立光學或其他功能連接。

在808，可藉由安裝及/或印刷將許多電子組件提供於該(等)薄膜上。較佳地，當在使用中時駐留於背部中(因此將在使用者/使用環境與自身之間的前部具有一模製層)之至少該薄膜與(例如)一LED或開關電路一起至少提供於其第二(亦即，背部)側上，然而取決於討論中之特定實施例，其第一側亦可含有許多組件及/或其他電路，或保持無組件及/或其他電路。

諸如各種SMD之易於製造之組件可藉由焊料及/或黏著劑附著至基體上之接觸區域。替代地或另外，可應用印刷電子設備技術以實際將諸如OLED的組件之至少部分直接製造至該(等)薄膜上。

然而，舉例而言，可在此階段或結合項目806經由安裝或經由印刷之直接製造將諸如光導或其他光學元件之各種另外特徵提供至該(等)薄膜。

又，可將用於將多層結構電氣連接至諸如收容裝置之一外部裝置的諸如電氣連接器或接觸墊之連接元件製備(例如)至基體薄膜之第二(後)側。

依據在圖1至7中說明的先前描述之實施例，如對熟習此項技術者明顯地，諸如項目806及808的各種方法項目之執行可實務上在各種實施例中交替或重合。舉例而言，在轉換至加工潛在地亦包括類似任務之相對側之前，基體之一側可首先具備跡線、組件及另外特徵，甚至模製層(見項目812)。

項目809指一或多個子系統或「子總成」至基體薄膜之可能附著。子總成可併有具備諸如IC之電子設備及/或各種組件之一初始分開之次級基體。可經由此子總成將多層結構之電子設備之至少部分提供至基體薄膜。視情況，子總成在附著至主基體前，可至少部分由一保護性塑膠層包覆模製及/或由其他材料(例如，環氧樹脂)覆蓋。舉例而言，可將黏著劑、壓力及/或熱量用於該子總成與主要(收容)基體之機械結合。焊料、佈線及傳導性墨水為用於提供子總成之元件與收容結構之其餘電氣元件之間的電氣連接之可適用選項之實例。

在810，較佳地已含有諸如各種組件及/或其他電路之電子設備的一或多個基體視情況經形成以至少局部展現一所要的基本上三維形狀，而非初始實質上平坦形狀。可適用成形方法包括(例如)熱成形及冷成形。

在812，將至少一個(例如，熱塑性或熱固性)材料層模製於第一基體薄膜之第一側上，以至少覆蓋在其上之有關表面及潛在特徵，諸如，跡線、組件及/或圖形層。在已提供一第二薄膜之一些實施例中，視情況，併有(例如)圖形特徵，該(等)塑膠層可模製於其間。替代地，第二薄膜可稍後層壓至在多層結構之前部分中的模製層上。可適用模製技術包括(例如)注入模製(熱塑性)及反應注入模製(熱固性)。

實務上，可將一基體薄膜用作一插入物，例如，在一注入模製製程中。倘若使用兩個(第一及第二)薄膜，其中之兩者皆可插入於其自身之模具半部分中，使得將塑膠層注入於其間。

視情況，又可至少部分包覆模製第一基體薄膜之第二側，例如，以在塑膠材料內將電子設備內嵌於該第二側上，用於保護或其他原因。連續模製操作之次序可由技術人員選擇，以便最佳擬合各實施例及有關使用情形。

視情況，可結合模製程序利用一或多個間隔元件以在模製期間導引、保護在基體薄膜上之選定特徵(電子設備、通孔/透孔、光學器件等)及/或將該等選定特徵與模製塑膠及/或模具結構(諸如，壁)分開，以保持其乾淨遠離模製材料及/或減小對其誘發之應力。稍後可接著移除或剝離此等間隔元件。

為了保護諸如電子組件之易碎特徵，利用之包覆模製技術可採用相對低之模製壓力(例如，15巴或更小，更佳地，約10巴或更小)。在不太敏感之部分中，可利用較高壓力來產生不同材料性質。

除了包覆模製外或替代包覆模製，亦可藉由(例如)灌封或樹脂分配來保護選定電子組件及/或其他特徵。

關於獲得之堆疊結構的所得總厚度，其嚴重取決於鑒於製造及隨後用途而提供必要強度的使用之材料及有關最小材料厚度。此等態樣必須基於逐個情況來考慮。舉例而言，結構之總厚度可為約一或數毫米，但相當更厚或更薄之實施例亦充分可行。

項目814指潛在後加工任務。可藉由層壓或合適之塗佈(例如，沈積)程序將另外層添加至多層結構。該等層可具有保護性、指示性、觸覺及/或美學價值(圖形、色彩、數字、文字、數值資料、表面輪廓等)，且替代另外塑膠或除了另外塑膠之外，含有(例如)紡織品、皮革或橡膠材料。諸如電子設備或連接元件(例如，電氣佈線、電纜敷設)之額外元件可安裝於結構之外表面(諸如，在結構之背部分中的基體薄膜之外部表面)處。可發生成形/切割。連接元件可連接至一所要的外部元件，諸如，外部收容裝置或收容結構之連接器。該多層結構可安裝於一目標裝置或結構(例如，外殼)中(若有)。

在816，結束方法執行。

本發明之範疇係藉由隨附申請專利範圍連同其等效內容一起判定。熟習此項技術者將瞭解以下事實：揭示之實施例僅係針對例示性目的來建構，且可易於準備應用以上原則中之許多者的其他配置以最佳地適合各潛在使用情形。舉例而言，替代將塑膠直接模製至基體上或除了將塑膠直接模製至基體上外，塑膠層亦可預先製備，且接著藉由應用(例如)黏著劑、機械附接構件(螺釘、螺栓、釘子等)、壓力及/或熱量之合適層壓技術附著至基體。最後，在一些情形中，替代模製，可使用合適之沈積或另外替代方法將類似功能之塑膠或其他層生產於該基體上。仍然，替代印刷之跡線，該等跡線可另外生產/提供。例如，可應用在各選項當中利用蝕刻製造之一導體薄膜。

100、300、400、500、600、700‧‧‧多層結構

101‧‧‧使用環境及使用者

102‧‧‧基體薄膜

102A‧‧‧第一側或「前」側

102B‧‧‧第二側

103‧‧‧第二薄膜

104、204‧‧‧組件

105‧‧‧連接元件

106‧‧‧元件/導體跡線

106A‧‧‧體跡線及/或墊

108‧‧‧另外層

108A‧‧‧圖符/特徵

110‧‧‧收容裝置或結構

112‧‧‧模製塑膠

200‧‧‧結構

204A‧‧‧模製層

205‧‧‧觸碰或接近性感測電子設備

230‧‧‧觸碰場或通常手勢場

305‧‧‧實質上清透(透明或至少半透明)電極/特徵

406‧‧‧傳導性通孔

508‧‧‧圖形層

508A‧‧‧特徵

606‧‧‧特徵/延伸部或突出部

704‧‧‧組件/頂部發射LED

704A‧‧‧光

705‧‧‧圖符或其他視覺/光學特徵

800‧‧‧流程圖

801‧‧‧用於提供經由一基體薄膜之電氣連接之方法

802、804、806、808、809、810、812、814、816、818、820、822‧‧‧步驟

接下來，將參看附圖更詳細地描述本發明，其中： 圖1說明根據本發明的一多層結構及潛在極關使用環境之一個實施例。 圖2說明該多層結構之另一實施例。 圖3說明該多層結構之再一實施例。 圖4說明該多層結構之又一實施例。 圖5說明該多層結構之又再一實施例。 圖6說明該多層結構之再一實施例。 圖7說明該多層結構之再一實施例。 圖8為揭示根據本發明的方法之一實施例之流程圖。

Claims (26)

1. 一種整合之多層結構，其包含 一第一基體薄膜，其具有一第一側及一相對第二側，該第一基體薄膜包含電氣上實質絕緣材料， 一塑膠層，其模製至該第一基體薄膜之該第一側上，以便至少部分將其覆蓋，以及 電路，其提供於該第一基體薄膜之該第二側上，該電路功能連接至該第一基體薄膜之該第一側。
2. 如請求項1之結構，包含在該塑膠層之背對該第一基體薄膜之側上的一第二基體薄膜，視情況，在其上容納圖形特徵及/或電路，其中該第二基體薄膜視情況包含聚合物、有機材料、生物材料、皮革、木頭、紡織品、織物及/或金屬。
3. 如請求項2之結構，其中該第二基體薄膜具有一第一及相對第二側，該第二側面向該模製塑膠層且具有許多特徵，視情況至少包含提供於其上之電路。
4. 如請求項1至3中任一項之結構，包含一內嵌色彩或圖形層，其較佳地展現一選定色彩、數字、圖符、圖形圖案、符號、文字、數值、文數字及/或其他視覺指示特徵。
5. 如請求項1至4中任一項之結構，其中視情況界定跡線、電極及/或接觸墊之許多電導體已經印刷於該第一基體薄膜之該第二側上，且視情況連接至提供於其上之至少一個組件，其中該等導體之至少部分視情況在諸如可見光之選定波長下光學上實質上透明。
6. 如請求項1至5中任一項之結構，其中該電路包含一光源，視情況，一LED，該結構較佳地進一步包含一光導，該光導提供於該第一基體薄膜之該第二側上以引導由該光源發射且內耦合至該光導之光以在其內傳播且經由一選定表面朝向該第一基體薄膜及塑膠層退出，其中該第一基體薄膜及塑膠層包含光學透射性材料，較佳地關於由該光源發射之該等波長，實質上透明或至少半透明材料，該等波長視情況包含可見光。
7. 如請求項1至6中任一項之結構，包含提供於該基體薄膜之該第一側上且至少部分內嵌於該塑膠層中之另外電路，該另外電路視情況包含電子、光電或電磁組件，該組件視情況包括一光源，諸如，一LED。
8. 如請求項1至7中任一項之結構，其中視情況併有跡線、電極及/或接觸墊之許多電導體已經印刷於該第一基體薄膜之該第一側上，且視情況連接至提供於其上之至少一個組件，其中該等導體之至少部分視情況在視情況包含可見光之選定波長下光學上實質上透明。
9. 如請求項1至8中任一項之結構，其中至少該第一基體薄膜至少局部展現一成形之實質上三維非平坦形狀。
10. 如請求項1至9中任一項之結構，包含延伸穿過該第一基體薄膜、較佳地連接在其兩側上之電路之一導電通孔。
11. 如請求項1至10中任一項之結構，在該第一基體薄膜之該第二側上包含一保護層，較佳地，視情況熱塑性或熱固性塑膠材料之模製層，較佳地，覆蓋該至少一個組件之至少部分，該保護層之該材料視情況與該塑膠層之該材料不同。
12. 如請求項1至11中任一項之結構，其中該電路包含選自由以下各者組成之群組的至少一個組件：電子組件、光電組件、機電組件、輻射發射組件、發光組件、LED(發光二極體)、OLED(有機LED)、輻射偵測組件、光偵測組件、光電二極體、光電電晶體、諸如電池之光伏裝置、感測器、大氣感測器、氣體感測器、溫度感測器、水分感測器、微機械組件、開關、觸控開關、接近開關、觸碰感測器、接近性感測器、電容性開關、電容性感測器、突出之電容性開關或感測器、單電極電容性開關或感測器、多電極電容性開關或感測器、自電容感測器、互電容性感測器、電感性感測器、感測器電極、UI(使用者介面)元件、使用者輸入元件、振動元件、通訊元件、資料處理元件及資料儲存元件。
13. 如請求項1至12中任一項之結構，其中該模製塑膠層包含選自由以下各者組成之群組的至少一種材料：彈性體樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、PC、PMMA、ABS、PET、共聚多酯、共聚多酯樹脂、耐綸(PA，聚醯胺)、PP(聚丙烯)、TPU(熱塑性聚胺基甲酸酯)、聚苯乙烯(GPPS)、TPSiV(熱塑性矽酮硫化膠)及MS樹脂。
14. 如請求項1至13中任一項之結構，其中該第一基體薄膜包含選自由以下各者組成之群組的至少一種材料：聚合物、熱塑性材料、電絕緣材料、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯(PC)、共聚多酯、共聚多酯樹脂、聚醯亞胺、甲基丙烯酸甲酯與苯乙烯之一共聚物(MS樹脂)、玻璃、聚對苯二甲酸乙酯(PET)、碳纖維、有機材料、生物材料、皮革、木頭、紡織品、織物及金屬。
15. 如請求項1至14中任一項之結構，在該第一基體薄膜之該第二側上包含諸如一散熱片之一冷卻元件，或一熱電偶，該熱電偶經組配以視情況經由冷卻控制該電路之溫度。
16. 如請求項1至15中任一項之結構，在該第一基體薄膜之該第二側上包含視情況界定一光導之一間隔物，其經組配以在該塑膠層之模製期間及/或之後，保護該電路之至少部分，視情況，包含一光源，其中該間隔物較佳地含有一洞以用於容納該電路之該至少部分，其中之其餘空間視情況填充有另外保護性材料。
17. 一種收容裝置，其包含如請求項1至16中任一項之結構。
18. 如請求項17之收容裝置，包含選自由以下各者組成之群組的至少一個元素：電子終端機裝置、個人電子裝置、攜帶型終端機裝置、手持式終端機裝置或控制器、車輛、汽車、卡車、飛機、直升機、車載結構、車載面板、車載電子裝置、車輛儀錶盤、車輛外部元件、車輛照明裝置、量測裝置、電腦裝置、智慧型衣物、一件可佩戴電子設備、多媒體裝置或播放機、工業機械、控制器裝置及個人通訊裝置。
19. 一種用於製造一多媒體結構之方法，包含 獲得用於容納電子設備之一第一基體薄膜，該第一基體薄膜具有一第一側及一相對第二側，該第一基體薄膜包含電氣上實質絕緣材料，該第一基體薄膜較佳地可成形及/或為熱塑性， 視情況藉由安裝及/或藉由印刷電子設備技術在該第一基體薄膜之至少該第二側上提供電路，該電路功能連接至該第一基體薄膜之該第一側，及 視情況藉由注入模製或反應性模製在該第一基體薄膜之該第一側上模製塑膠材料，以便至少部分將其覆蓋。
20. 如請求項19之方法，包含較佳地藉由低壓注入模製來模製在該第一基體薄膜之該第二側上的一第二塑膠層。
21. 如請求項19至20中任一項之方法，包含至少局部或更寬泛地形成該第一基體以展現一選定基本上三維形狀，隨後在該薄膜上提供該電路之至少部分，諸如，一或多個組件及/或跡線。
22. 如請求項19至21中任一項之方法，包含視情況經由層壓及/或印刷在該結構中內嵌至少一個色彩或圖形層，其較佳地定義一選定色彩、數字、圖符、圖形圖案、符號、文字、數值、文數字及/或其他視覺指示特徵。
23. 如請求項19至22中任一項之方法，包含在該塑膠層之背對該第一基體薄膜的側上提供一第二薄膜，視情況在其上容納圖形特徵及/或電子設備。
24. 如請求項19至23中任一項之方法，包含在該第一基體薄膜中提供一導電通孔以電耦接在其兩側上的電路。
25. 一種用於在電子裝置中使用之基體薄膜，包含可成形、視情況可熱成形材料或基本上由該材料組成，包含實質上填充有視情況為可熱成形傳導墨水之可成形且導電材料之至少一個通孔，以將該薄膜之該等相對第一與第二側相互電耦接。
26. 一種方法，其包含獲得用於收容電子設備的可成形材料之一基體薄膜，在該基體薄膜中建立一通孔，及給該通孔提供導電之可成形材料，視情況，可成形傳導墨水，較佳地，經由印刷，其中該材料將該基體薄膜之一第一側電氣連接至該基體薄膜之一對置第二側，且實質上在該基體薄膜之一第一側與該基體薄膜之一對置第二側之間延伸。