TWI656663B - 照明設備及其製法、連續製造系統、電子裝置及其製法 - Google Patents

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Abstract

示出的實施例面向一專用電子封裝(ASEP(Application Specific Electronics Packaging))系統，相對於現在採用的製造電子產品和MID的「批量」工藝，其能使追加產品的製造採用卷軸到卷軸(連續流)的製造工藝(100，110，120，130，140)。通過一些ASEP的實施例，將連接器、感測器、LED、熱管理裝置、天線、RFID裝置、微處理器、記憶體、阻抗控制以及多層功能性直接集成於一產品是可能的。

Description

照明設備及其製法、連續製造系統、電子裝置及其 製法
本發明涉及電子裝置及此類裝置的製造。相關申請：本申請主張於2015年6月29日提交的美國臨時專利申請US62/186102、於2015年11月12日提交的美國臨時專利申請US62/254574、於2015年11月17日提交的美國臨時專利申請US62/256477以及於2016年4月22日提交的美國臨時專利申請US62/326539的優先權，所有這些臨時專利申請通過援引其整體上併入本文。
模塑互連裝置(MID)是通常包括塑膠部件和電子電路跡線的三維機電零部件。一塑膠基材或基座被創建且電路和裝置鍍敷(electroplated)、層設或植入在塑膠基材上。MID通常具有比傳統製造的裝置更少的部件，這導致了節省空間和重量。MID裝置的應用包括行動電話、自動取款機、車輛的方向盤元件、RFID部件、照明設備(light)、醫療裝置以及許多消費品。
目前用於製造MID的工藝包括：雙射成型(two-shot molding)和雷射直接成型(LDS)。雙射成型涉及使用二個獨立的塑膠部分，一個塑膠部分可鍍敷而另一個塑膠部分不可鍍敷。可鍍敷部分形成電路，而不可鍍敷部分滿足機械功能並完成成型。二個部分熔接到一起且電路通過採用化學鍍敷形成。可鍍敷塑膠是金屬化的，而不可鍍敷塑膠保持是非導電的。相比之下，LDS涉及注塑成型(injection molding)、雷射活化塑膠材料以及隨後金屬化的步驟。雷射在所述部分(part)上刻蝕一佈線圖案且準備將該佈線圖案金屬化。對於LDS，僅需要一單一熱塑性材料，由此使成型步驟是單射(one-shot)工藝。
然而，存在對用於快速且高效地製造三維結構的一改進的系統和工藝的需求包括部件的一組合。尤其是，存在需要在更小的空間內增加電子封裝，以包含更高速運行的更多的功能，同時使用更少的能量(power)並減少發熱，上述所有功效皆有助於降低一製造成本。
示出的實施例面向一專用電子封裝(ASEP(Application Specific Electronics Packaging))系統，相對於現在採用的製造電子產品和MID的「批量」工藝，其能使追加(additional)產品的製造採用卷軸到卷軸(連續流)的製造工藝。 通過一些ASEP的實施例，將連接器、感測器、LED、熱管理裝置、天線、RFID裝置、微處理器、記憶體、阻抗控制以及多層功能性直接集成於一產品是可能的。
ASEP系統的一實施例涉及通過在模製一基材後且在電鍍前連續沉積晶種層跡線來創造裝置的一工藝。跡線的晶種層設置於所述基材(其可以是3D)的一表面上是以一卷軸到卷軸製造工藝進行的。一種用以製備裝置的工藝優選包括沖壓形成一引線框架的一柔性載帶、模製一塑膠基材於所述載帶上、沉積連接於由所述載帶形成的一內部匯流排的跡線的一晶種層、電鍍跡線的晶種層以形成電子電路跡線以及部件組裝。如果需要，可設置一焊接掩膜步驟，這個工藝流程可在所述基材之前和之後進行且也可在內層上進行。這些和其它方面的特徵將在下面進簡單詳細地說明。
於是，本發明照明設備在一些實施態樣中，包括：一基座、一光導管，以及一裝置。該光導管連接於所述基座。該裝置由安裝於所述基座內的一專用電子封裝系統形成，所述專用電子封裝系統具有設置於其上的至少一個發光二極體，所述光導管位在所述至少一個發光二極體的上方。
在一些實施態樣中，形成所述專用電子封裝系統包括：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個 裝置，各裝置上的所述部件中的至少一個是一發光二極體；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
在一些實施態樣中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基材；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
在一些實施態樣中，所述部件安置於在所述基材上形成的凹穴內。
本發明照明設備在一些實施態樣中，透過一工藝製備，所述工藝包括：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置，各裝置上的所述部件中的至少一個是一發光二極體；使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件；安裝所述裝置於具有一光導管的一基座中；以及使所述發光二極體和所述光導管對準。
在一些實施態樣中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基材；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
於是，本發明方法在一些實施態樣中，用以形成一照明設備，包括：形成由一導電材料製成的一連續載帶；模製多個非導電的基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置，各裝置的所述部件中的至少一個是一發光二極體；使所述多個裝置中的其中之一與 所述載帶的剩餘部分分離而成單件；安裝所述裝置於具有一光導管的一基座中；以及使所述發光二極體和所述光導管對準，從而來自所述發光二極體的光能沿所述光導管被傳輸。
在一些實施態樣中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基板；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
在一些實施態樣中，凹穴模製於所述基材，從而所述載帶部分露出。
本發明方法在一些實施態樣中，用以製造電子設備，包括：形成由一導電材料製成的一連續載帶；模製多個非導電的基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
於是，本發明連續製造系統在一些實施態樣中，包括步驟：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；噴塗一導電層於所述基材的一表面上；雷射燒灼，以在所述基材的表面上形成跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
於是，本發明裝置在一些實施態樣中，包括：一單件的載帶部；一基材，模製於所述單件的載帶部上；晶種層跡線，位在所述基材上；鍍敷金屬跡線，位在所述晶種層跡線上；以及一部 件，電連接於至少一個鍍敷金屬跡線。
在一些實施態樣中，所述裝置包括一印刷電路板、一柔性電路、一連接器、一熱管理裝置、EMI屏蔽件、一高電流導體、一RFID裝置、一天線，一無線電源裝置、一感測器、一MEMS裝置，一LED裝置、一微處理器、一記憶體裝置、一ASIC、一無源裝置、一阻抗控製裝置以及一機電裝置中的至少一個。
在一些實施態樣中，所述單件的載帶部包括金屬。
在一些實施態樣中，所述單件的載帶部包括一柔性材料。
在一些實施態樣中，所述柔性材料包括一柔性聚醯亞胺材料。
在一些實施態樣中，所述鍍敷金屬跡線包括電鍍金屬跡線。
在一些實施態樣中，所述晶種層跡線包括燒結油墨。
在一些實施態樣中，所述晶種層跡線包括燒結膏。
於是，本發明裝置在一些實施態樣中，包括：一單件的部載帶；一基材，模製於所述單件的載帶部上；導電的材料，沉積於所述基材上，所述基材具有形成於其上的電隔離部；以及一部件，電連接於所述材料的至少一個電隔離部。
20‧‧‧照明設備
22‧‧‧裝置
24‧‧‧基座
24a‧‧‧部分
24b‧‧‧部分
28‧‧‧光導管
30‧‧‧基座
32‧‧‧壁部
34‧‧‧通道
36‧‧‧孔
38‧‧‧發光二極體
40‧‧‧載帶
42‧‧‧塑膠基材
43‧‧‧內部匯流排
44‧‧‧跡線
46‧‧‧零件
48‧‧‧焊接掩膜
50‧‧‧部件
52‧‧‧載帶孔
54‧‧‧引導框架
56‧‧‧指部
58‧‧‧孔
60‧‧‧孔
62‧‧‧電子電路跡線
64‧‧‧插針觸頭
66‧‧‧圖案
68a‧‧‧物料源卷軸
68b‧‧‧第二卷軸
70‧‧‧雷射
72‧‧‧粗糙的通道
74‧‧‧導電油墨
76‧‧‧雷射
80‧‧‧凹穴
82‧‧‧打線接合部
84‧‧‧非導電材料
86‧‧‧導孔
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一製造工藝的一流程圖。
圖1A是一製造工藝的進一步的步驟的一流程圖。
圖2是一載帶上的裝置在製造的不同階段的一示圖。
圖3是從一載帶上分離出的一完整的裝置的一示圖。
圖4是一卷軸到卷軸(reel-to-reel)的載帶的一象徵性示圖。
圖5是用以在一基材上形成一電子電路跡線的一多雷射連續工藝的一流程圖。
圖6是示出一組件的形成的一流程圖。
圖7-圖12示出經歷圖6所示出的工藝的一組件的一實施例。
圖13示出由該製造工藝形成的一汽車用照明設備的一立體圖。
圖14是該汽車用照明設備的一分解立體圖。
圖15是一載帶和模製的基材的一部分的一斷面圖，且示出安置(seated)其上的一部件。
圖16是一載帶和模製的基材的一部分的一替代的斷面圖。
圖17是一俯視圖，示出具有卷軸到卷軸製造的一聚醯亞胺柔性芯部(core)的ASEP應用的一例子，其中，裸晶粒(die)、有源器件以及無源器件封裝到模製及成像(imaged)基材的凹槽中。
圖18是示出圖17的ASEP應用的例子的一立體圖。
本發明針對一專用電子封裝(ASEP)系統和方法。該工藝對諸如：印刷電路板、柔性電路、連接器、熱管理裝置(feature)、EMI屏蔽件、高電流導體、RFID裝置、天線、無線電源、感測器、MEMS裝置、LED、微處理器以及記憶體、ASIC、無源或其他電氣裝置以及機電裝置等裝置的形成有益。
用以一ASEP製造工藝的一實施例的一流程圖(flow diagram)示出在圖1中，而一流程框圖(flow chart)示出在圖6中。在圖1的步驟1中，一沖壓出的載帶40由一合適的金屬或其他材料製成。接著，在步驟2中，一獨立的塑膠基材42包覆成型(overmolded)於沖壓出的載帶40。上述二個步驟引用在圖6中的附圖標記100處。跡線44的一晶種層隨後在圖1中的步驟3沉積於塑膠基材42的表面，且引用在圖6中的附圖標記110處，可從步驟3a中提供的視圖認識到，這允許使由載帶40形成的一內部匯流排(buss)43電連接於塑膠基材42的表面上的跡線44的晶種層。在圖1的步驟4中，通過施加一電壓電勢到載帶40(其經由內部匯流排43連接於跡線44的晶種層)來電鍍的跡線44的晶種層，且這引用在圖6中的附圖標記120處，以形成一零件46，且隨後使零件46 行進穿過一電鍍槽(electroplating bath)。一焊接掩膜(solder mask)48可以應用於步驟5。部件元件出現在圖1的步驟6中且引用在圖6中的附圖標記130處，其中部件50連接於塑膠基材42以形成完整的裝置。如果部件50被焊接，則可採用一回流焊接工藝，以形成所述完整的裝置。如果部件50被打線接合(wire bonded)，則焊接掩膜步驟可以去掉。在一優選實施例中，所述裝置採用卷軸到卷軸技術製造。載帶40的側邊上的載帶孔52示出在各步驟的示圖，且在一連續的流程中這些載帶孔52使載帶40沿一生產線(manufacturing line)移動。圖1的流程圖以一特定順序示出六個工藝步驟，但本領域技術人員將認識到的是，在某些應用中不是所有的步驟都需要且由此步驟的順序可適當地修改。
在步驟1中，載帶40是沖壓/成形(stamped/formed)。載帶40可由一金屬(諸如銅合金(或其他任何所需的導電材料))沖壓/成形，以形成一引導框架(lead frame)54，或者載帶40由一聚醯亞胺柔性材料(諸如具有一層或多層(在某些實施例中，柔性材料可具有四層或更多層)的柔性電路)沖壓/成形，以形成一引導框架54。如圖1所示，引導框架54可具有指部56，指部56具有設置於其上的孔58。
在步驟2中，塑膠基材42模製於引導框架54之上。孔60可設置成與指部56的孔58對齊。
如圖1的步驟3所示的跡線44的一晶種層的連續沉積優選在如步驟2所示的模製後且在如步驟4所示的電鍍之前完成。晶種層沉積由例如將在下面更詳細說明的一噴墨工藝、一加網工藝(screening process)或一氣溶膠完成。跡線44的晶種層與由載帶40提供的內部匯流排43之間的連接能允許電鍍所有的金屬(諸如銅、鎳、金、銀、錫、鉛、鈀以及其他材料)。沉積連接於內部匯流排43的跡線44的一晶種層工藝以及隨後的電鍍，能使金屬的沉積快於已知的化學鍍工藝。此外，當採用卷軸到卷軸技術來實施時，與更傳統的批量(batch)工藝相比，鍍覆工藝更順暢且成本更低。圖1的流程圖僅示出應用於塑膠基材42的一側的製造工藝，但該製造工藝可同樣應用於塑膠基材42的背側和內層。應注意的是，一金屬的載帶40的使用會最適用於除了金屬載帶外僅有兩層(位在塑膠基材42的兩側)的的一結構。如果需要另外的層，那麼確認的是，使用由一柔性聚醯亞胺形成的一載帶40更有益於允許增加另外的內層。超過一個的載帶40可設置於塑膠基材42。
在一實施例中，載帶40由柔性材料(諸如具有一層或多層的柔性電路(在某些實施例中，柔性材料可有四層或更多層))沖壓/成形(步驟1)，以形成引導框架54。在一實施例，載帶40由一銅合金(或任何其他需要的導電材料)沖壓/成形，以形成引導框架54。模製步驟(步驟2)可依賴單射或雙射工藝或其他傳統 的模製工藝。接下來的模製工藝，使用一光刻(lithographic)圖案化或雷射圖案化(步驟3)以形成一圖案，從而形成跡線44的晶種層。隨後，跡線44的晶種層被電鍍(步驟4)，以形成電子電路跡線62。電鍍步驟(步驟4)可包括一多步鍍敷工藝，多步鍍敷工藝包括附加厚度的銅或其他適合的材料。
在另一實施例中，可使用諸如那些包括在Mesoscribe科技公司的技術中的技術，以在一表面上沉積一全(full)厚度的銅(或其他導電材料)。一皮秒雷射器可隨後用以在導電材料中隔離(isolate)出所需的電路圖案。這種方法可用於取代如本文其他地方所述的鍍敷步驟，或者用以除了鍍覆之外的需要一個或更多的電鍍金屬的場合。
圖2示出以製造的各個階段形成於一載帶40上的一裝置22。首先示出在A處示出的不具有一塑膠基材42的一形成的載帶40。具有電子電路跡線62的一塑膠基材42示出在B處，在C處增設了插針觸頭(pin contact)，另外的電路金屬化示出在D處，而一完整的裝置22示出在附圖標記E處。完整的裝置22可與連接的載帶40上分離，以使裝置22成為單個，如圖3所示。儘管在圖2中載帶40示出位在裝置22的一側，但是裝置22的兩側均可設置載帶40。
如前所述，形成一ASEP裝置22的工藝出於速度和成本原因考慮優選是連續的。諸如圖4中示意示出的卷軸到卷軸技術允 許在與的一載帶40連接的同時形成裝置22，載帶40從一物料源卷軸68a放卷出且隨後收集於一第二卷軸68b上。可以認識到的是，二個卷軸68a、68b之間會進行若干工藝步驟。
圖5示出一連續工藝的一個實施例，其可利用一多雷射工藝，以用以在塑膠基材42上創建一電子電路跡線62。塑膠基材42可採用一樹脂在一標準模具中模製，樹脂可被雷射活化或者塑膠基材42可為一簡單的塑膠。可以認識到的是，塑膠基材42斷面示出在圖5中。在步驟9中，使用一雷射70燒蝕(ablate)塑膠基材42的表面，以形成一圖案66。利用雷射70使所需的互連圖案66被刻在模製的塑膠基材42上。在一LDS工藝中，雷射活化材料包括一添加劑，所述添加劑是由來自雷射70的聚焦光束誘發一反應活化。通過燒灼聚合物基體並使樹脂內的金屬活化，雷射70形成一圖案66，圖案66允許在隨後化學鍍敷(示出在步驟10)過程中附著(attachment)一金屬，以形成電子電路跡線62。還可行的是，圖案66也能通過噴墨工藝來塗布(applied)，噴墨工藝將合適的鍍敷引導在活化的表面上，從而鍍敷附著以形成電子電路跡線62。由於化學鍍敷往往慢，因此可取的是將零件46放置於一電解電鍍槽(bath)中。
如果工藝不是一LDS工藝，那麼雷射70將會燒蝕塑膠基材42的表面且簡單地移除一些材料。事實證明，一些塑膠基材42 的移除做到了形成一粗糙的通道72，且因此粗糙的通道72能更好地直接接收一導電油墨或導電膏(conductive paste)74。在步驟10中，一導電油墨或導電膏74可採用一噴墨、氣溶膠或加網工藝來塗布，以提供一電路跡線圖案。
導電油墨或導電膏74可具有高導電性和低粘接劑(binder)含量，以增加其導電性。導電油墨或導電膏74還應在鍍敷槽中具有與所需的分配(dispense)方法相容的高化學穩定性和一粘度。沉積的導電油墨或導電膏74隨後通過如步驟11所示的一雷射或快速加熱(flash heat)76燒結。燒結步驟(步驟11)說明確保導電油墨或導電膏74粘附於塑膠基材42且還確保導電油墨或導電膏74是導電的(因為這通常是這樣的情況，即所塗布的導電油墨或導電膏74的導電性不足以允許一電勢施加於電子電路跡線62上)。可以認識到的是，化學鍍敷工藝可跳過燒結步驟(步驟11)，因為不需要燒結化學鍍敷層。最後，在步驟12中，進行電鍍，從而設置一所需厚度的銅(或其他所需的導電的元素)以形成電子電路跡線62。增加的厚度使得電流承載能力增加，且一般來說，電鍍工藝往往形成一具有一高導電性的材料，因此所得到的電子電路跡線62的性能將提高。
一優選的系統和工藝採用集成於一單工作站(station)的多個雷射70、76。一第一雷射70燒蝕表面(步驟9)而一第二雷 射76在導電油墨或導電膏74在步驟9塗布後立刻燒結材料(步驟10)。這種設計節省製造工藝的空間且有助於保證各雷射70、76正確的對位(registered)。此外，集成多個雷射70、76於一單工作站能使材料的處理更快。
在另一實施例中，塑膠基材42的一表面上的一圖案66可用一雷射、一等離子體工藝(其可以是一真空或大氣工藝)、一UV工藝和/或一氟化工藝製備。一旦表面具有通過選出(chosen)工藝形成於其上的圖案66，那麼圖案66可通過所需的工藝設置油墨或膏並隨後燒結。燒結可經由提供充足的熱能以熔化油墨中的奈米顆粒的一雷射或其他所需要的工藝來完成。優選地，圖案66電連接於載帶40，從而一電勢可置於圖案66上且圖案66可被電鍍以形成電路跡線62。上述工藝可應用於由XAREC提供的一間規聚苯乙烯(SPS)並提供電路跡線62對表面的良好的固持性。
適合用以添加劑製造的其他材料是液晶聚合物(LCP)，因為許多LCPs具有適合用以模製的良好的耐溫性和尺寸穩定性。事實證明，對於LCP材料，如果使用一雷射工藝(與其他工藝相比)預處理表面，電路跡線62的固持性將會得到令人驚訝的(surprising)的提高。一旦表面通過雷射而變得粗糙，可使用各種各樣系統(包括一nScrypt微型泵、一Optmec氣溶膠、一絲網(screen)印刷工藝或一噴墨工藝)使一導電油墨沉積於雷射標 記的圖案上。油墨隨後可被一雷射、一光子快速固化工藝、一傳統的熱暴露且用以銅基油墨、一乾燥箱中的一甲酸環境來燒結。
另一將電路跡線62設置在LCP上的替代方法是採用一等離子體工藝將銅直接引導在表面上。所得到的電路跡線62不像一純銅跡線那樣導電，但卻足以允許將一電壓電勢置於電路跡線62上。使用等離子體的一個問題是圖案66往往比所期望的要精細(fine)。然而，已經確定的是，通過使用一雷射(諸如一皮秒雷射器)可以形成一粗的圖案且隨後再進行更精確的處理，上述雷射可用於從表面燒蝕掉不需要的銅，卻不顯著影響表面。雷射由此移除邊緣，以形成提供所需功能的一圖案66。可以認識到的是，等離子體工藝可避免對一燒結或任何預處理步驟的需求，且銅材料經由等離子體工藝直接地設置於表面比傳統的導電油墨要便宜得很多。圖案66一旦形成，可按如上所述進行電鍍，以形成電路跡線62。
從圖7-圖12可以認識到的是，公開的工藝允許得到令人關注的結構。圖7示出一引導框架54，在通過使引導框架54形成為載帶40的一部分的製造工藝中，引導框架54可以以卷軸到卷軸的方式輸送(從卷軸68a到卷軸68b)。具體地，引導框架54形成為載帶40的一部分且隨後可被嵌件成型(insert-molded)於諸如圖8所示的一塑膠基材42內，且隨後按如上所述的方式處理，以在塑膠基材42的一表面上設置一圖案66，諸如圖9設置的那樣。應注 意的是，引導框架54具有指部56，孔58設置於指部56上。這些孔58與形成塑膠基材42的模製材料中的出入孔(access apertures)60(見圖1)對齊。已確認的是，這使電連接於隨後形成的電路跡線容易且使通過施加一電壓在引導框架54上以在電子電路跡線上提供一電壓成為可能，且因此利於電鍍。因此，引導框架54的孔60的使用有益於製造目的。
如圖10和圖11所示，塑膠基材42可以被焊接掩膜，且部件50焊接於電子電路跡線62(見圖2)，且隨後得到的裝置22可從載帶40分離成單件。可替代的或除了焊接掩膜/焊接外，部件50可打線接合於電子電路跡線62。如圖12所示得到的裝置22可以是大體地以添加劑方式形成的一集成的裝置22。由於電鍍是一相對有效的工藝，通過一鍍敷槽的具有一少於三十分鐘的相對短的停留(dwell)時間的一往復路徑也許是足夠的，因此使總工藝少於一小時，同時能實現一組複雜的幾何形狀和構造。自然地，添加另外的鍍敷層可能增加製造工藝的總時間，但與傳統的使用PCBs的工藝相比仍舊大幅地減少端到端(from end to end)的總時間。
在製造工藝應用於內層的一實施例中，首先，適當的跡線設置於塑膠基材42的一第一層的外表面上，且如果需要，部件可設置於塑膠基材42的第一層的外表面且被焊接或打線連接以變成電連接於這些跡線。然後，塑膠基材42的一第二層可模製於外表 面和部件的全部或一部分之上。另外的跡線可按如上所述設置於第二層上且隨後另外的部件可置於新的表面上且這些部件可隨後按如上所述的方式連接於這些跡線。可按需要添加更多的層，注意的是，各層可具有一不同的拓撲結構。因此，沒有限制，一第一層可以是相對扁平/平的而一第二層可以以提供一非平面的一方式形成於第一層之上。自然地，也可以做成相反的。得到的結構可因此具有內層的一三維形狀，內層根據需要變化且可與外層不匹配(match)。
如圖15所示，在一實施例中，塑膠基材42模製於載帶40上時，塑膠基材42是不連續的，這樣凹穴80形成於塑膠基材42且載帶40的材料露出。部件50直接設置於載帶40的露出的外表面上。部件50可通過打線接合部82打線接合於在塑膠基材42上形成的電子電路跡線62。載帶40作為用以部件50的一散熱器。一非導電材料84(諸如一粘接劑)，可設置於部件50和打線接合部82之上；這個非導電材料84隨後形成塑膠基材42的外表面的部分。適合的非導電材料84包括但不限制於一非導電的粘接劑。
如圖16所示，在一實施例中，當塑膠基材42模製於載帶40上，塑膠基材42是不連續的，從而導孔86形成於塑膠基材42以露出載帶40。導孔86電鍍，以形成跡線62和載帶40之間的一導電的路徑。部件50可設置在導孔86上。部件50可通過打線接合部 82打線接合於電子電路跡線62。載帶40再次作為用以穿過導孔86的部件50的一散熱器。搭配參閱圖15，一非導電材料84(諸如一粘接劑)可設置於部件50和打線接合部82之上；這種非導電材料84隨後形成塑膠基材42的外表面的一部分。適合的非導電材料84包括但不限制於一非導電的粘接劑。如果需要，導孔86可形成於在塑膠基材42形成的一凹穴80內，且部件50安置在凹穴80內。
上述的各種實施例針對裝置22進行說明；然而，這些僅是採用ASEP技術可形成的裝置的幾個例子。通過ASEP，使得連接器、感測器、LED、熱管理、天線、RFID裝置、微處理器、記憶體、阻抗控制以及多層功能性直接集成到一產品中成為可能。
如圖13所示，一個例子是照明設備20，其包括可採用ASEP技術形成的諸如裝置22的一裝置。儘管照明設備20在下面例子中的目的是用以一車輛或汽車，但它可以只是用以一一般目的的照明設備。例如，照明設備20可用於室內或室外的照明、用以或在一展出中使用、用以個人或服飾(apparel)或作為移動個人裝置的一部分。照明設備20的可能用途不勝枚舉，特別是考慮到在或連同設備和機械使用(作為一例子)。
汽車用照明設備20包括一基座24、裝置22以及一光導管28。基座24可形成為如圖14所示的二個部分24a、24b。基座24具有：一壁部32，形成貫穿壁部32的一通道34；以及一孔36，延 伸穿過壁部32且與通道34連通。孔36可橫向於通道34。採用一ASEP製造工藝形成的裝置22安裝於基座24的通道34內。光導管28穿過基座24內的孔36延伸且安裝於一發光二極體(LED)38的上方，發光二極體38形成為如本文所述的裝置22上的部件50(或多個部件50的其中一個)。
圖1與圖1A結合提供正在製備的汽車用照明設備20(見圖13)的一代表表示且製備汽車用照明設備20的接下來的步驟。圖1A的步驟7和8以及圖6的附圖標記140示出裝置22與其他裝置分離成單件且與基座24和光導管28組裝。參見上述圖1和圖6的說明，以獲得更進一步的細節。搭配參閱圖14，當裝置22形成後，裝置22安裝於基座24的通道34內和基座24的二個部分24a、24b組裝在一起。插針觸頭64保持露出。光導管28安裝穿過基座24的孔36且設置於發光二極體38的上方。這完成汽車用照明設備20的組裝。汽車用照明設備20現在準備好與一車輛組裝。
如上面所提及的，本文說明了各種實施例且提供了可採用ASEP技術形成的裝置的各種例子。在另一例子中，多層柔性電路可與一高溫/3D基材(諸如LCP或SPS)卷軸到卷軸嵌件模製。導孔可模製於基材的表面，導孔會在印刷於柔性電路的塑膠層和內層表面上的跡線之間形成一電氣通路。這些跡線形成一「電匯流排條(buss bar)」於載帶，載帶能在噴墨沉積導電層塗布於裝置之 後使跡線被電鍍。儘管相對於塊體金屬(bulk metal)，奈米顆粒的Cu或Ag油墨的導電的跡線非常細且不是高導電的，但其導電性已經高得足以提供用以對表面上印刷的跡線的一晶種層。
儘管噴墨技術對於印刷電路圖案到3D表面具有局限性，但是該技術的確具有大約2mm的一景深(depth of field)，這能使印刷電路圖案到凹槽、凹穴，且裸矽晶粒可置於小的突起特徵(features)上。當晶粒打線接合於行進到凹穴中的跡線後，晶粒和系統之間形成一電連接，這消除了對傳統的矽的封裝的需求。通過不必使用傳統的封裝矽裝置，最終產品的尺寸可大幅減小，且矽封裝的花費被省去。此外，具有50微米的線和間隔的電路圖案可採用噴墨技術可靠印刷。
與傳統的PCBs或柔性材料在傳統的消減(subtractive)製造工藝中使用每平方米400加侖的水的製造不同，跡線設置於一ASEP產品的表面是追加性的(additive)。使用水的工藝步驟僅是電鍍後的立刻的一漂洗工藝。製造具有如標準電路板的相同導電性、金屬類型以及表面光潔度的電路且減少水的使用的一完全追加性工藝對可持續的電子產品製造是十分可取的。
圖17(俯視圖)和圖18(立體圖)示出與裸晶粒、有源裝置以及無源裝置卷軸到卷軸製造的一聚醯亞胺柔性芯部的一ASEP應用的一概念設計，且裸晶粒、有源裝置以及無源裝置封裝 成到模製及成像基材的凹部內。在裝置打線接合或焊接就位之後，它們可以採用一非導電材料「頂部封裝(glob topped)」。如果需要，可以開發使元件中不可視的電子產品的應用。
這樣一方法的優點是能大幅減少電子產品的尺寸和成本。通過印刷跡線到裸晶粒置於其中的凹穴內、晶粒貼附晶粒並將晶粒打線接合於電鍍跡線，能其使裸晶粒直接集成於塑膠殼體內。在“頂部封裝”部件後，人們也許甚至不知道在裝置中存有電子產品。此外，例如，通過對裝置採用多層柔性內層，可形成一密度非常高的電子產品；部件可位在零件(part)的前側和後側。
本文引用的所有參考文獻(包括出版物、專利申請和專利)在此通過援引併入，以達到就像每個參考文獻單獨且具體地通過引用說明以併入且每個參考文獻其全部內容被闡述的同樣的程度。
在描述本發明(特別是在以下權利要求的上下文中)的上下文中使用的術語針對輔音的「一」和針對母音的「一」和針對定冠詞的「所述」和「至少一個」以及類似的指代將解釋為覆蓋單數和複數，除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾。使用的術語「至少一個」後跟著一個或多個的專案的一列表(例如，「A和B中的至少一個」)將解釋為指的是選自所列出的項目的一個項目(A或B)或者所列出的項目的二個或多個的任意組合(A和B)，除非 本文另有說明或與上下文明顯矛盾。「包括」、「具有」、和「包含」以及「含有」的術語將被理解為開放式術語(即，意思是「包括但不限於」)，除非另有說明。本文中的值的範圍的引用僅僅旨在用作單獨提及每一個單獨落在該範圍內的值的一速記方法，除非本文另有說明，並且每個單獨的值併入說明書中，正如它在本文中單獨列舉的一樣。本文描述的所有工藝可以以任何適合的循序執行，除非本文另有說明或與上下文明顯矛盾。本文中提供的任何和所有例舉性或示例性的語言(例如「諸如」)僅僅是為了更好地闡明本發明，並不造成對本發明的範圍的限制，除非另有主張。說明書中的任何語言不應解釋為表示任何未主張的部件對本發明的實踐是必要。
本文描述了本發明的優選實施例，包括發明人已知的用以實施本發明的最佳模式。本領域的普通技術人員可通過閱讀前面的說明對這些優選實施例實施變形，這是得顯而易見的。發明人期望本領域技術人員適當地採用這些變形，並且發明人預計本發明通過不同於本文所具體說明的之外的方式來實現。因此，本發明包括所有的修改和與適用法律所允許的隨附申請專利範圍的主題的等同結構。此外，所有可能的變形的上述部件的任意組合包括在本發明內，除非本文另有說明或上下文明顯矛盾。

Claims (31)

  1. 一種照明設備，包括：一基座；一光導管，連接於所述基座；以及一裝置，由安裝於所述基座內的一專用電子封裝系統形成，所述專用電子封裝系統具有設置於其上的至少一個發光二極體，所述光導管位在所述至少一個發光二極體的上方。
  2. 如請求項1所述照明設備，其中，形成所述專用電子封裝系統包括：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置，各裝置上的所述部件中的至少一個是一發光二極體；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
  3. 如請求項2所述照明設備，其中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基材；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
  4. 如請求項2所述照明設備，其中，所述部件安置於在所述基材上形成的凹穴內。
  5. 一種照明設備，透過一工藝製備，所述工藝包括：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置，各裝置上的所述部件中的至少一個是一發光二極體；使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件；安裝所述裝置於具有一光導管的一基座中；以及使所述發光二極體和所述光導管對準。
  6. 如請求項5所述照明設備，其中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基材；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
  7. 如請求項5所述照明設備，其中，所述部件安置於在所述基材上形成的凹穴中。
  8. 一種照明設備的製法，用以形成一照明設備，包括：形成由一導電材料製成的一連續載帶；模製多個非導電的基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置，各裝置的所述部件中的至少一個是一發光二極體；使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件；安裝所述裝置於具有一光導管的一基座中；以及使所述發光二極體和所述光導管對準，從而來自所述發光二極體的光能沿所述光導管被傳輸。
  9. 如請求項8所述照明設備的製法，其中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基板；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
  10. 如請求項8所述照明設備的製法，其中，凹穴模製於所述基材，從而所述載帶部分露出。
  11. 一種電子裝置的製法，用以製造電子裝置，包括：形成由一導電材料製成的一連續載帶；模製多個非導電的基材於所述載帶上；形成跡線於所述基材上；電鍍所述跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
  12. 如請求項11所述電子裝置的製法，其中，形成所述跡線包括：用一雷射燒灼所述基材；在燒灼的表面上沉積一油墨；以及燒結所述油墨。
  13. 如請求項11所述電子裝置的製法，其中，凹穴模製於所述基材，從而所述載帶部分露出。
  14. 一種連續製造系統，包括步驟：形成一連續載帶；模製多個基材於所述載帶上；噴塗一導電層於所述基材的一表面上；雷射燒灼，以在所述基材的表面上形成跡線；將部件電連接於所述跡線，以形成多個裝置；及使所述多個裝置中的其中之一與所述載帶的剩餘部分分離而成單件。
  15. 一種電子裝置，包括：一單件的載帶部；一基材，模製於所述單件的載帶部上；晶種層跡線，位在所述基材上；鍍敷金屬跡線，位在所述晶種層跡線上；以及一部件，電連接於至少一個鍍敷金屬跡線。
  16. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述電子裝置包括一印刷電路板、一柔性電路、一連接器、一熱管理裝置、EMI屏蔽件、一高電流導體、一RFID裝置、一天線，一無線電源裝置、一感測器、一MEMS裝置，一LED裝置、一微處理器、一記憶體裝置、一ASIC、一無源裝置、一阻抗控制裝置以及一機電裝置中的至少一個。
  17. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述部件安置於在所述基材上形成的一凹穴中。
  18. 如請求項17所述電子裝置，其中，所述凹穴形成於所述基材，從而使所述單件的載帶部一部分露出。
  19. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述單件的載帶部包括金屬。
  20. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述單件的載帶部包括一柔性材料。
  21. 如請求項20所述電子裝置，其中，所述柔性材料包括一柔性聚醯亞胺材料。
  22. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述鍍敷金屬跡線包括電鍍金屬跡線。
  23. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述晶種層跡線包括燒結油墨。
  24. 如請求項15所述電子裝置，其中，所述晶種層跡線包括燒結膏。
  25. 一種電子裝置，包括：一單件的部載帶；一基材，模製於所述單件的載帶部上；導電的材料，沉積於所述基材上，所述基材具有形成於其上的電隔離部；及一部件，電連接於所述材料的至少一個電隔離部。
  26. 如請求項25所述電子裝置，其中，所述電子裝置包括一印刷電路板、一柔性電路、一連接器、一熱管理裝置、EMI屏蔽件、一高電流導體、一RFID裝置、一天線、一無線電源裝置、一感測器、一MEMS裝置、一LED裝置、一微處理器、一記憶體裝置、一ASIC、一無源裝置、一阻抗控制裝置以及一機電裝置中的至少一個。
  27. 如請求項25所述電子裝置，其中，所述部件安置於在所述基材上形成的一凹穴中。
  28. 如請求項27所述電子裝置，其中，所述凹穴形成於所述基材，從而所述單件的載帶部的一部分露出。
  29. 如請求項25所述電子裝置，其中，所述單件的載帶部包括金屬。
  30. 如請求項25所述電子裝置，其中，所述單件的載帶部包括一柔性材料。
  31. 如請求項30所述電子裝置，其中，所述柔性材料包括一柔性聚醯亞胺材料。
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