TWI791797B - 複數層結構及電子元件的相關製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種積體複數層結構包含：一基材薄膜，其具有一第一側及一相對第二側，且該基材薄膜包含實質電絕緣材料；一電路設計，其包含在該基材薄膜之該等第一及/或第二側上的導電材料之多數導電區域；一連接器，其包含多數導電接觸元件，該連接器設置在該基材薄膜上使得它延伸至該基材薄膜之該等第一與第二側且該等多數導電接觸元件連接於該電路設計之一或多數導電區域，同時進一步組配成回應一外連接元件與該基材薄膜之該第一或第二側上或與該基材薄膜相鄰的該連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合；及至少一塑膠層，其宜為熱塑性材料且模製在該基材薄膜之該第一及/或第二側上以便至少部份地覆蓋該連接器且加強該連接器與該基材薄膜之固結。在此亦提出一種對應之製造方法。

Description

複數層結構及電子元件的相關製造方法
產生本申請案之計畫在第725076號贈款協議下已收到來自歐盟展望2020研究及創新計畫的資助。
本發明大致有關於電子元件、相關裝置、結構及製造方法。特別地，但不是唯一地，本發明有關對包含整合在一起之一薄膜層及相鄰模製塑膠層的一功能結構內部提供外部電氣連接。
目前在電子元件及電子產品之領域中已有各種不同堆疊總成及結構。
整合電子元件及相關產品背後之動機會隨著相關使用領域而多樣化。當產生之解決方案最後具有一複數層本質時，經常需要減少尺寸、減少重量、節省成本、或只是有效地整合組件。此外，相關使用情形可有關於產品包裝或食品包裝、裝置殼體之視覺設計、耐磨電子元件、個人電子裝置、顯示器、偵測器或感測器、車輛內部、天線、標籤、車輛電子元件等。
如電子組件、IC(積體電路)及導體之電子元 件通常可藉由多種不同技術設置在一基材元件上。例如，如各種表面安裝裝置(SMD)之現成電子元件可安裝在最後形成一複數層結構之一內或外連接層的一基材表面上。此外，屬於該用語「印刷電子元件」之技術可應用於事實上在相關基材上直接地或加成地產生電子元件。該用語「印刷」在這上下文中表示可由該印刷物透過一實質加成印刷程序產生電子元件/電氣元件的各種印刷技術，該等印刷技術包括但不限於：網版印刷、膠版印刷及噴墨印刷。使用之基材可為可撓且印刷材料有機物，但不一定如此。
當一複數層結構載有各種電子元件時，它可能不會完全獨立地，即自主地作用。相反地，必須提供或例如偶爾在有特殊需要時至少較佳地提供各種電力、資料及/或控制連接，且即使在某些情形中可應用無線連接，通常亦需要提供電氣連接器及相關配線或一般導電元件。
射出成型結構電子元件(IMSE)之觀念事實上涉及建構呈一複數層結構形式且儘可能無縫地密封電子功能性的多數功能裝置及用於該等功能裝置之多數部件。IMSE之特性亦係該等電子元件通常依據整體目標產品、部件或一般設計之3D模型被製成一真正3D(非平面)形式。為達成在一3D基材上及在相關最終產品中之一所需3D電子元件的布置，該等電子元件仍可使用電子元件總成之二維(2D)方法設置在如一薄膜之一初始平面基材上，因此已收容該等電子元件之基材可形成一所需三維，即3D形狀且例如藉由覆蓋及掩埋如電子元件之該等下層元件來進 行覆蓋模製，因此相對環境保護及可隱藏該等元件。
通常，在環境與一堆疊複數層型結構之埋入電子元件間的有線或通常以接觸為主之連接設置在該結構之一側緣使得必要外配線與設置在該結構之一周緣且可能由該周緣突出的一連接器或其他接觸元件接觸。但是，在許多使用情形中，因為考慮該複數層結構本身之形貌體及製造，該連接器及外配線之構態容易對該相關主結構及組件之尺寸及定位產生額外之限制，所以該連接器及外配線之構態是次佳的。
此外，在各種可用連接方法中，特別是在有關複數層結構暴露於使用環境且使用者對例如關於該產品之外觀及美感有某些可能為高期待的應用中，由一連接配置產生之可見人工因素或大致視覺效果會有問題。例如，在被如LED之光源進一步照亮之透明或半透明堆疊結構的情形中，由美觀及功能(例如就光管理而言)觀點來看，通常受到該等連接元件影響之表面缺陷、不一致及外觀產生多數額外問題。
另外，例如在該等結構及其連接受到如彎曲或扭力之外力產生之應力的使用情形中，在複數層結構中使用之許多現有連接方法具有不同耐用性及可靠性問題，且在例如電氣主動層及如模製層之其他層的數目方面，進一步限制堆疊設計之構態。
本發明之目的係至少避免與一體複數層結 構及埋在其中之電子元件之領域內的現有解決方案相關的一或多數上述缺點。
該目的係藉由依據本發明之複數層結構及相關製造方法之各種實施例來達成。
依據本發明之一實施例，一種適用於一電子裝置之整合複數層結構包含：一(第一)基材薄膜，其具有亦稱為該薄膜之對應第一與第二表面的一第一側及一第二側，該基材薄膜包含實質電絕緣材料；一電路設計，其包含在該基材薄膜之該第一及/或第二側上，最好藉由印刷電子技術選擇地界定接觸墊及/或長導體線路之導電材料的多數導電區域，該電路設計更選擇地包含電氣地連接於該等多數導電區域中之一或多數導電區域的多數電子組件，例如安裝及/或印刷組件；一連接器，其選擇地包含一銷或集管箱，該連接器包含多數導電接觸元件，該連接器係設置在該基材薄膜上，且最好是穿過它，使得該連接器延伸至該基材薄膜之該等第一與第二側且該等多數導電接觸元件連接於該電路設計之該等導電區域中的一或多數導電區域，同時更組配成回應一外連接元件與在該基材薄膜之該第一或第二側上或與該基材薄膜相鄰的該一體連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合；及至少一塑膠層，其宜包含熱塑性材料且模製在該基材薄膜之該第一及/或第二側上以便至少部份地覆蓋該連接 器且強化該一體連接器與該基材薄膜之固結。
在較佳實施例中，如上所述地，該連接器之一部份係設置成例如透過該基材薄膜中之至少一孔實體地穿過該基材薄膜。另外地或替代地，該連接器之至少一形貌體可在該基材之相對側間界定由一側延伸越過該基材邊緣至另一側的一連接橋或類似結構。因此，該連接器可依據實施例設置成至少功能地，最好包括實體地穿過該基材薄膜。事實上，以下更詳細地說明用於實施該連接器之不同實施例。
在各種實施例中，前述(熱)塑性材料可組配成實質完全地覆蓋收納該模製材料的該基材之一側上的該連接器。但是，設置在該基材之相對側及/或與該基材相鄰的該連接器之一部份可至少部份地維持沒有例如該模製材料。
此外，前述外連接元件可表示可透過該連接器與在此所述之複數層結構連接的一外結構、外裝置或外系統的任何可行連接形貌體。該連接元件或一般連接可包括例如一(剛性)連接器、撓性電纜、撓性電路或撓性電路板、(多數)接觸銷、(多數)接觸墊、焊料連接、與一電路板之焊接、如環氧樹脂或黏膠之導電黏著劑、壓接、焊接等。
在各種另外或補充實施例中，該電路設計更包含至少電氣地連接於該等多數導電區域中之一或多數導電區域的多數電子組件，例如多數安裝及/或印刷組件。
在各種另外或補充實施例中，該電路設計更包含選擇地包括一橋接部、一電路及/或其他裝置之一連接組件，該連接組件係組配成將如銷之複數接觸元件連接在一起以使高電流通過它們。
在各種另外或補充實施例中，該連接器包含一最好電絕緣(包括例如塑膠、陶瓷、其任何組合或類似材料)之本體構件，其收納如多數銷之該等多數導電接觸元件。該本體構件可組配成接觸該基材薄膜之該第一或第二側。該本體構件可組配成延伸穿過該薄膜。此外，該本體構件之尺寸可作成大致配合該基材中之一孔，且該本體構件在沒有實質空隙之情形下延伸穿過該孔。
在各種另外或補充實施例中，與例如典型鬆弛且可撓塑膠薄膜不同，該一體連接器元件係實質剛性且具有多數彎曲元件，例如該等多數接觸元件中之一或多數接觸元件。該等彎曲元件可大致組配成增加該連接器與該基材及複數層結構之機械固結力，同時可進一步加強相關電耦合。
在各種另外或補充實施例中，該至少一塑膠層之一塑膠層係設置在該基材薄膜之一側(第一或第二)，且用於接觸該外連接元件的該連接器之一部份係設置在該薄膜之相對側上。但是，在某些其他實施例中，在包含組配成與該外連接元件對接之該連接器一部份的該基材薄膜之該側上可具有替代或另外之塑膠層。
在各種另外或補充實施例中，選擇地界定或 包含多數倒鉤突起及/或凸塊且宜由該模製之至少一塑膠層界定的多數最好彈性之機械鎖固構件係設置且組配成當對接時接觸該外連接元件且促進該外連接元件與該一體連接器之固結。
在各種另外或補充實施例中，該連接器之一部份，例如當與該外連接器對接時面向且選擇地接觸該外連接器的該連接器之一部份係由該至少一模製塑膠層建立。
在各種另外或補充實施例中，該連接器包含進入該至少一塑膠層之多數突起，例如多數倒鉤突起。
在各種另外或補充實施例中，在該基材之該等第一與第二側中之一或最好兩側上具有該電路設計之多數導電區域，該連接器宜透過該等多數接觸構件直接電氣地連接於在一側或最好兩側上的該等區域，或透過一單一接觸構件直接機械地且電氣地連接於該等兩側上之該等區域。為了至少部份地實施所需機械及/或電氣連接，使用黏著劑或導電黏著劑是一可行選項。
在各種另外或補充實施例中，該基材薄膜界定至少一現成或鑽孔、衝壓、刺穿、壓製、模製或切割形成的貫穿孔，且該連接器透過該貫穿孔延伸至該等第一與第二側。
在各種另外或補充實施例中，該基材薄膜界定至少一貫穿孔，且該連接器之一部份組配成透過該貫穿孔由該第一或第二側分別地延伸至該相對第二或第一 側。該貫穿孔可藉由例如相關刺穿或壓接動作而在安裝時由該連接器本身建立。
在各種另外或補充實施例中，面向該基材薄膜的該連接器之一部份或其本體的表面積尺寸係作成比該至少一貫穿孔之直徑大，使得該連接器未完全地插穿過該至少一貫穿孔。
在各種另外或補充實施例中，該等接觸元件中之至少一接觸元件係組配成選擇地透過彈力施加壓力在該電路設計之至少一導電區域上。
在各種另外或補充實施例中，該等多數接觸元件中之至少一接觸元件彎曲，或實質地界定一彎角或特別是L形輪廓，使得該接觸元件之一第一部份在該基材薄膜之第一或第二側上與該薄膜之表面實質垂直地延伸以便與該外連接器連接，同時該接觸元件之一第二部份在該基材之該相對第二或第一側上與該基材薄膜實質平行地延伸，因此接觸該基材薄膜上之該電路設計的該等多數導電區域中之一導電區域。
在各種另外或補充實施例中，設置一對應體或通常一鎖固元件，或一鎖固框架。它可選擇地可分離地附接在該一體連接器上以加強該一體連接器與該基材薄膜之固結及/或相對該一體連接器引導該外連接元件。
在各種另外或補充實施例中，前述對應體或鎖固元件包含該導電材料之至少一彈性構件，例如一板片彈簧，該至少一彈性構件接觸該一體連接器之至少一接觸 元件及該基材薄膜之至少一導電區域以加強兩者間之電耦合。
在各種另外或補充實施例中，該對應/鎖固元件界定面向該基材薄膜之一表面積，該表面積比由該一體連接器延伸穿過的該基材薄膜之一或多數貫穿孔界定的一面積大。
在各種另外或補充實施例中，一機械密封構件或一密封墊設置在該基材薄膜之一區域上且宜組配成可收納該外連接器以便在該基材薄膜與放在該基材薄膜上之該外連接器間提供一氣密密封。
在各種另外或補充實施例中，該基材薄膜界定一凹部，該凹部收納該連接器之一部份，例如該本體構件之一部份及/或其接觸元件且宜在其底部具有一貫穿孔，並且該連接器透過該貫穿孔延伸穿過該基材薄膜。
在各種另外或補充實施例中，該連接器或在其本體構件中包含一彎角、傾斜或彎曲表面，該連接器係相對該基材組配成使得該彎角、傾斜或彎曲表面實質地接續該基材之相鄰表面，例如其輪廓。
在各種另外或補充實施例中，該連接器組配成刺穿、衝穿或貫穿該基材薄膜，因此較佳地界定與該基材且特別地與設置於該基材上之電路設計的一或多數導電區域的一壓接。該壓接可包括例如彈簧連接。
在各種另外或補充實施例中，該連接器包含至少二部份或(子)連接器，該等至少二部份或(次)連接器 設置在該基材薄膜之該等相對側且至少功能地穿過該基材薄膜，即事實上例如透過該薄膜中之一孔實體地穿過該薄膜及/或如在此另外更詳細所述地環繞該薄膜之邊緣連接在一起。
在各種另外或補充實施例中，該等二相對部份中之至少一部份包含多數突起，該等突起設置成穿過該基材薄膜或進一步穿過該基材薄膜上之該電路設計的多數導電區域或與該等區域相鄰，並且與另一部份連接。
在各種另外或補充實施例中，該等至少二部份藉由在它們之間建立的多數較佳焊接中間形貌體連接，或至少部份地由該等部份中之任一部份的材料連接。
在各種另外或補充實施例中，該連接器包含至少一橋接部份，該至少一橋接部份延伸越過該基材之邊緣且連接該等至少二相對部份，或係與該等至少二相對部份呈一體之構造。
在各種另外或補充實施例中，該連接器界定一凸起，該凸起由該基材側向地延伸用於與該外連接元件耦合。
在各種另外或補充實施例中，該基材薄膜大致呈平面狀或至少局部地具有一大致三維形狀或彎曲、彎角、傾斜或圓頂形狀。
在各種另外或補充實施例中，該電路設計更包含或至少電氣地連接於宜至少部份地埋在該模製至少一塑膠層內之多數組件，例如電子或光電子組件或裝置。
在各種另外或補充實施例中，該連接器更包含多數電子及/或連接組件，或至少一積體電路。
在各種另外或補充實施例中，該一體連接器或其本體構件包含至少部份地被該模製塑膠填充之一空腔。通常這可加強該連接器元件與該基材及複數層結構之固結。
在各種另外或補充實施例中，該(等)基材薄膜可包含(多數)材料或由(多數)材料構成，例如，如熱塑性聚合物之塑膠及/或關於例如木材、皮革或織物之有機或生物材料或這些材料之任一材料彼此或與塑膠或聚合物或金屬的一組合。該基材薄膜可包含熱塑性材料或由熱塑性材料構成。該薄膜可大致可撓或可彎曲。在某些實施例中，該薄膜亦可為實質剛性。該薄膜之厚度可依據實施例變化；它可只為數十或數百毫米或厚很多，例如一或數毫米之數量級。
該基材薄膜可例如包含至少一材料，該至少一材料選自於由：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)、共聚酯、共聚酯樹脂、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、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、碳纖維、有機材料、生物材料、皮革、木材、布料、織物、金屬、有機天然材料、實心木材、薄木板、夾板、樹皮部、樹皮、樺樹皮、軟木塞、天然皮革、天然布料或織物材料、天然生成材料、棉花、羊毛、亞麻布、蠶絲及上述者之任何組 合構成的群組。
在另一外補充或替代實施例中，該等內含薄膜中之一或多數薄膜可對預定波長而言，例如在可見光譜中，至少部份地實質光學地不透明或至少半透明。該薄膜可具有可目視區別、裝飾/美觀及/或提供資訊之多數形貌體，例如圖形圖案及/或圖形圖案上或中之顏色。該等形貌體可設置在該薄膜之與該等電子元件的相同側使得它們亦透過相關覆蓋模製程序至少部份被該(等)塑膠材料密封。因此，可使用IML(模內貼標)/IMD(模內裝飾)技術。該(等)薄膜可至少部份地，即至少在某些地方對如由該電子元件發射之可見光的輻射實質光學地透明。該透射率可為例如大約80%、85%、90%、95%或95%以上。
模製在該(等)基材薄膜上之該(等)塑膠層可包含如聚合物、有機物、生物材料、複合材及其任何組合的多數材料。該模製材料可包含(多數)熱塑性及/或熱固性材料。該(等)模製層之厚度可依據實施例變化。它可為例如一、數或數十毫米之數量級。該模製材料可為例如電絕緣。
更詳而言之，該至少一模製塑膠層可包含至少一材料，該至少一材料選自於由：彈性樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、PC、PMMA、ABS、PET、共聚酯、共聚酯樹脂、尼龍(PA，聚醯胺)、PP(聚丙烯)、TPU(熱塑性聚脲)、聚苯乙烯(GPPS)、TPSiV(熱塑性聚矽氧硫化橡膠)及MS樹脂構成之群組。
在某些實施例中，用於建立該模製層之該(熱)塑性材料包含可讓例如可見光用可忽略之損失通過它的實質光學地不透明、透明或半透明材料。在所需波長之充分透射率可為例如大約80%、85%、90%、95%或95%以上。可能之其他模製(熱)塑性材料可為實質不透明或半透明。在某些實施例中，該其他材料可為透明。
在各種另外或補充實施例中，該等導電區域包含至少一材料，該至少一材料選自於由：導電墨水、導電奈米墨水、銅、鋼、鐵、錫、鋁、銀、金、白金、導電黏著劑、碳纖維、合金、銀合金、鋅、黃銅、鈦、焊料及其任何組分構成之群組。所使用之導電材料可在例如可見光之所需波長為光學地不透明、半透明及/或透明，以便遮蔽或容許如可見光之輻射可例如由其反射、在其中被吸收或通過。
在各種另外或補充實施例中，該連接器之接觸元件包含至少一材料，該至少一材料選自於由：銅、銀、金、白金、導電黏著劑、碳纖維、鋅、黃銅、合金及銀合金構成之群組。此外，亦可選擇多種材料以便除了所需導電性以外亦展現如透明性、半透明性或不透明性之所需光性質。
在各種另外或補充實施例中，該連接器包含至少一形貌體，該至少一形貌體選自於由：銷頭、壓接連接器、彈性接觸構件、彈簧負載接觸構件、彈簧負載接觸銷或條、接觸墊、接觸區域、接觸銷、較佳地具有導電材 料之多數壁及/或底部的孔、插座、母插座、公插頭或插座、混合式插座、銷插座及彈簧銷插座構成的群組。
此外，可提供一種系統，其包含該複數層結構之一實施例及適合與該結構之該連接器元件對接的該外元件之一實施例。
依據本發明之一其他實施例，一種用於製造一複數層結構之方法包含以下步驟：取得用於收納電子元件之一(第一)基材薄膜，例如一可撓塑膠薄膜，該基材薄膜具有相對第一與第二側及各表面，且最好至少部份地藉由印刷電子技術來提供一電路設計，該電路設計包含在該基材薄膜之第一及/或第二側上的導電材料之多數導電區域；將一電氣連接器配置在該基材薄膜上，該電氣連接器包含多數導電接觸元件，或至少功能地且宜實體地穿過該基材薄膜，使得它延伸至該基材薄膜之該等第一與第二側且該等多數導電接觸元件連接於該電路設計之該等導電區域，同時進一步組配成回應一外連接元件與該基材薄膜之該第一或第二側上或與該基材薄膜相鄰的該連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合；及選擇地使用射出成型在該基材薄膜之該第一及/或第二側及該連接器元件上模製熱塑性材料以便將該電氣連接器至少部份地埋在該材料中，或完全地掩埋該連接器之一部份，且該連接器之該部份位在當對接時遠離該外連接元件的該基材之該側上，藉此加強該連接器與該基材薄膜 之固結。
該方法可更包含以下步驟：例如與上述方法項目一起或在後來對該複數層結構提供另外(多數)材料或(多數)層(例如(多數)薄膜及/或(多數)模製層))及/或(多數)元件。可使用例如黏著劑、熱及/或壓力透過在一現有層上積層來對該結構提供一或多數另外(基材)薄膜或材料層作為預先準備元件，或藉由例如模製、印刷或沈積程序將它們直接由源材料建立在該結構中。
因此，例如一第二(基材)薄膜可選擇地設置在該模製塑膠之另一側。該第二薄膜可與該第一基材薄膜一起放置在一模中，因此藉由將該塑膠材料射出成型在其間獲得一堆疊結構，或者若未直接製造在該模製塑膠層上，則可後來使用一適當積層技術提供該第二薄膜。該第二薄膜亦可在其任一側(例如面向該模製塑膠層之側)具有如圖形之多數形貌體、多數其他光學形貌體及/或多數電子元件。此外，它可具有一保護目的及/或其他技術特性，例如所需光學透射率、外觀(例如顏色)或觸覺。該第二薄膜可選擇地藉由該一體連接器及/或其他連接形貌體，例如被導電材料填充或具有導體元件之一或多數通路操作地，例如電氣地連接於該第一薄膜。
在各種實施例中，可行之用於製造材料層及相關形貌體之模製方法包括例如關於例如熱塑性材料之射出成型及如特別關於熱固之反應射出成型的反應成型。在數種塑膠材料之情形中，它們可使用一二次或通常多次 模製法來模製。可使用具有複數模製單元之一模製機器。或者，可使用複數機器或一單一可重組機器來依序提供數種材料。
考慮可使用之模製程序參數，依據使用之材料、所需材料性質、模製設備等，例如前述射出成型及反應成型通常係值得信任選項。為了對如電子元件之下層形貌體產生最小應力，可在例如覆蓋模製該第一基材之該第二側及該第二側上之電路的選擇模製操作中使用低壓(例如小於大約10巴)模製。可使用不同模製技術來使該結構在例如強度等所需機械性質方面產生不同材料性質。
在各種實施例中，宜在提供導體及如在該導體上之電子組件的任選其他電子元件後，但在模製該塑膠層前，可形成或熱成型或冷成型一或多數基材薄膜以便至少局部地具有一所需之通常大致三維目標形狀。成型可用於界定例如在該薄膜中之一凹部，該凹部可用於收納如連接器之一形貌體的至少一部份。在成形及/或模製前已存在該薄膜中之如電子元件之元件的使用材料、尺寸、定位及其他構態應選擇成可耐受因成形/模製對該薄膜產生之力且不會破裂。
在各種實施例中，一基材薄膜具有如一貫穿孔之至少一孔。該孔可藉由模製(或通常直接建立具有該孔之基材薄膜)、鑽孔、雕刻、鋸切、蝕刻、刺穿(例如連同壓接)、切割(例如利用雷射或機械刀)或使用所屬技術領域中具有通常知識者了解之任何其他可行方法來提供。
此外，該至少一孔可具有一所需形狀，即一實質圓形或角形，例如一矩形。較佳地，該孔之形狀及尺寸係作成可以一選擇方式配合該連接器元件之形狀/尺寸且配合到所需範圍。例如，該孔可使該連接器元件之多數接觸元件通過同時仍小到足以使該連接器元件之本體完全地覆蓋該孔且因此例如密封它。
在某些實施例中，該至少一孔之該等孔中的至少一孔可藉由例如薄化初始地形成為該基材中之一盲孔。在此情形中，在將該連接器元件設置在該基材上時，如銷之突起型接觸元件可組配成刺穿或衝穿該盲孔之底部以便進入相關薄膜之另一側。但是，在某些補充或替代實施例中，如該連接器元件之(多數)銷的(多數)接觸元件可組配成在沒有(多數)盲孔之(多數)位置或上前方(多數)其他特別經處理供刺穿之區域刺穿或衝穿該基材，這種方式由減少所需製造步驟或操作之數目的觀點來看是便利的。因此，欲設置成通過該薄膜之該(等)元件本身可用於在安裝時在該薄膜中產生必要之孔。
在各種實施例中，除了提供通過一基材薄膜之連接器的一部份以外，可在該(等)薄膜及/或如該複數層結構之(多數)模製層的(多數)其他層中建立多數其他孔或通路以便例如電氣地及/或光學地連接其相對第一與第二側在一起，且實務上係電氣地及/或光學地連接例如在相關薄膜/層之兩側上的電子元件在一起。通常，可藉由模製(或通常直接地建立具有該孔之該基材薄膜)、鑽 孔、化學地(例如透過蝕刻)、雕刻、鋸切、蝕刻、例如利用雷射或機械刀切割、或使用所屬技術領域中具有通常知識者了解之任何其他可行方法對應地提供該等通路或基本之貫穿孔。該等通路可具有一所需橫截面形狀，即一實質圓形或角形，例如一矩形或長(狹縫)形。
前述通路可使用如模製、安裝或印刷之一選擇填充方法提供如導電及/或光學透射材料之(多數)選擇材料。該等材料可包括黏著劑、環氧樹脂、金屬、導電墨水、如氣態或液態物質之流體材料等。該材料可形成為使得它可耐受例如彎曲應變。在某些實施例中，該(等)通路可仍保持暢通(未填充)以使例如大氣感測器之內部感測器可與通過其中之環境操作地耦合。
在各種實施例中，藉由例如(加成)印刷電子技術、削減製造技術及/或關於例如SMD/SMD(表面安裝裝置/表面安裝技術)之安裝，可將如電子組件或其他元件之一或多數形貌體設置在如該複數層結構之一薄膜或模製層的一目標基材上。該等形貌體中之一或多數形貌體可設置在多數基材區域上，且該等基材區域至少部份地被該模製塑膠覆蓋使得該等形貌體本身亦至少部份地被它覆蓋。
各種方法項目之共同執行順序可在各特定實施例中改變且個案地決定。例如，可在該第一側前、在該第一側後或實質同時地覆蓋模製該第一基材薄膜之該第二側；例如，可注入模製材料使得它例如透過在該薄膜 中之一現有或壓力產生貫穿孔由該薄膜之初始側擴散至相對側。
所屬技術領域中具有通常知識者可了解關於該複數層結構之各種實施例的前述考慮可就實際之情形彈性地應用於相關製造方法之實施例，且反之亦然。此外，各種實施例及相關特徵可由所屬技術領域中具有通常知識者彈性地組合以得到大致在此揭露之特徵的多數較佳組合。
本發明之實用性由依據該實施例之多數結果產生。
用於對一外裝置、系統或結構提供例如電力及/或通訊之電氣連接的一電氣連接器結構或連接器元件或一連接器可方便地、可靠地且有良好目視品質地整合、固定及埋置在大致依據例如IMSE原理製成之一功能電路設計及各種包含電子元件之複數層結構內。
在某些實施例中，(多數)導電區域可例如藉由印刷電子技術先設置在一基材上且在其一或兩側/表面上。接著，選擇地藉由使該連接器部份地穿過該薄膜中之多數預先準備孔或藉由透過壓接該連接器及/或例如藉由該連接器(之接觸元件)刺穿該薄膜而在空白處產生該等孔，可在該基材上設置該連接器使得它延伸至該基材之兩側。另外地或替代地，可使用環繞該基材邊緣之連接來連接或在該基材之兩側大致提供互相連接之連接器部份。然而，該連接器可說是至少功能地設置成穿過該基材薄膜。
因此，該連接器之電氣接觸元件宜依需要實體地且電氣地連接於該基材之一或兩側的該(等)區域。亦可進一步使用該模製塑膠層將該連接器固定在該基材上且亦保護它。
依據該實施例，定製連接器及一般可用連接器可與本發明一起使用。該連接器可包含例如複數銷作為接觸元件以便連接設置在該薄膜上之電路設計的印刷配線墊或其他導電區域。如該導體元件之銷的該等接觸元件之彈力可組配成對準該基材薄膜上之導電接觸區域以便加強或確保在其間之實體連接及因此電氣連接。在某些實施例中，可使用(彎曲)如銷之可彎曲接觸元件以便例如藉由相關彈力加強與該基材上之導電區域的接觸。所屬技術領域中具有通常知識者可了解該等接觸元件施加在該基材上之導電區域的力可包括一壓力。
通常，該連接器元件宜包含例如較佳之金屬(銀、銅、金等)或如導電聚合物之導電材料，該導電材料係用於建立與該複數層結構之一或多數基材或大致多數層上的電路設計的電氣連接、該連接器元件之(多數)內連接及與如一外裝置之連接器或用於該外裝置之一連接纜線的一外連接元件的可配合對應體的連接。在各種實施例中，設置在該連接器元件中之相同接觸元件可組配成與該複數層結構之電路設計及該外連接器/裝置都產生電耦合。例如，多數長接觸元件可由一端或較靠近一端耦合至該複數層結構之電路設計且由另一端耦合至該外連接元 件，同時例如由如塑膠、陶瓷、橡膠或其他材料之可電絕緣的一連接器本體內的一中心部份至少部份地封閉。可省略大致在該複數層結構外具有本身專用殼體的複雜且佔據空間之連接器。該(等)連接器元件之位置可彈性地決定且不再一定需要將該等連接器定位例如在一複數層結構之側緣，如此可大幅增加它們可設置之該結構及主裝置或產品的結構及功能多樣性。
該連接器宜例如在其本體及/或如接觸元件之電氣連接器中更包含結構上充分耐用之(多數)材料，例如金屬、塑膠或陶瓷材料，因此可耐受相對該連接器重複地安裝及移除如外連接器的一外元件。
此外，該連接器元件可在該複數層結構中補充多數鎖固構件，例如(倒鉤)突起、凸塊及/或以凸塊為基礎之組合。例如，可在該基材薄膜中界定在模製時該模製塑膠流動且界定該等構件之一或多數孔或其他區域。該等鎖固構件之一可能功能可為將如一外連接器扣持在例如與該一體連接器對接之一正確位置，及例如防止它不小心變鬆。
另外，可設置多數對應體或一般固定元件，例如鎖固框架以便固定(例如用於模製及/或一般地)及/或對齊該連接器與該基材。例如，若該連接器由該基材薄膜之一側設置到該基材薄膜之相對側使得它例如透過該基材薄膜中之一孔部份地穿過該基材薄膜，則該對應元件可設置在該相對側並與該連接器之突出部份接觸且選擇地 與該基材本身接觸。該固定元件或框架可為如該連接器之銷的該等接觸元件施加在該基材上之導電(接觸)區域的彈力提供支持，因此有利於確保在其間之相關實體/電氣連接。可在射出成型時替代地或另外地使用該框架作為一密封構件。它可包括用於收納該等模製塑膠之多數模流動空腔或孔。在某些實施例中，該框架可組配成建立用於該對接外連接器之一固定及/或引導形貌體。
在各種實施例中，該連接器或組件/其部份(例如本體)可為密封型者，例如防水或防塵或其他環境密封型者，且因此大致提供關於選擇之固體、流體、氣體、液體等之一所需保護程度(例如所需IP等級，國際保護/侵入保護)。
可使用如模製形貌體、螺絲或鉚釘之其他形貌體來將建議複數層結構固定在一外結構及/或主裝置上。該複數層結構可界定例如一孔或更詳而言之，尺寸作成用於如一螺絲之一選擇螺紋固定元件的一螺孔。
使用覆蓋模製之建議製造方法比較簡單且被視為是有利的是不必只為了在印刷及模內電子元件之領域內產生足夠連接性而採用完全新或不同製造技術。藉由例如在該密封材料仍為實質平面時在提供多數導體及任選之其他電子元件後，使該(等)薄膜形成一3D形狀可減少或免除在一基材上進行可能冗長且容易錯誤之電子元件3D組裝的需求。
一類似連接器亦可使用在可能不需要電氣 連接，但需要例如光/熱連接之其他情形中。取代或外加於導電材料、電配線或例如印刷線路，該連接器可包含例如光纖。
製得之複數層結構可用於在不同主元件中建立一所需裝置或模組，該等主元件係例如：車輛或特別是車輛(內)電子元件、包括車輛照明之照明裝置、車輛及其他地方中之使用者介面、儀表板電子元件、車輛內娛樂裝置及系統、車輛內或外面板、智慧服裝(例如裙子、夾克或褲子、或例如一緊身衣)、其他可穿戴電子元件(例如腕上裝置、頭戴裝置或足戴裝置)之構件、個人通訊裝置(例如，智慧型電話、平板手機或平板)及其他電子元件。製得之結構的整合程度可為高且如其厚度之所需尺寸可為小。
該(等)使用之薄膜可包含圖形及其他可目視地及/或觸感地偵測之形貌體，因此除了承載及保護該等電子元件以外，該薄膜可具有美觀及/或提供資訊之效果。該(等)薄膜可至少在某些地方為半透明或不透明。它們可呈現一所需顏色或包含使該結構之對應部份呈現一所需顏色的多數部份。該製得複數層結構可因此具有選擇地決定如文字、圖畫、符號、圖案等之圖形的一或多數顏色/彩色層。這些層可藉由例如某些顏色之專用薄膜實施，或(例如透過印刷)提供作為現有(多數)薄膜、(多數)模製層及/或多數其他表面上之塗層。該複數層結構之(多數)外薄膜可組配成建立相關主產品或主結構之外及/或內表面的至少一部份。
如圖案或顏色之目視形貌體可透過多數內 層設置例如在面向該等模製塑膠之一(基材)薄膜側，使得依據該薄膜相對於環境威脅設置在哪一側，該等形貌體至少藉由該薄膜及選擇之模製層的厚度保持與環境作用隔離且因此受到保護而不受環境作用影響。因此，容易破壞例如塗刷、印刷或安裝表面形貌體之不同衝擊、摩擦、化學藥品等不會影響或觸及該等形貌體。該薄膜可輕易地製造或處理或切割成具有必要特性之所需形狀，例如用於暴露如該模製材料之下層形貌體的多數孔或缺口。
該(等)模製塑膠材料可最佳化以便達成包括固定該連接器及/或各種電子元件之各種目的。此外，該(等)材料可組配成保護該連接器、電子元件及/或包含在該複數層結構中之其他形貌體不受例如水分、熱、冷、髒污、震動等之環境條件影響。它可進一步具有例如關於光透射率及/或彈性之所需性質。若該埋置電子元件包括發射或接收光或其他輻射之組件，則該(等)材料可具有足夠透射率以使光/輻射可至少選擇地(例如在某些波長)透射。
該用語「多數」可在此表示由一(1)開始之任何正整數。
該用語「複數」可表示分別地由二(2)開始之任何正整數。
該等用語「第一」與「第二」在此用於區別一元件與另一元件，且若未另外明白地聲明，未特別地使它們具有優先順序或順序。
當在此提及該複數層結構、相關製造方法或包括於其中之特徵的「不同」或「各種」實施例時，除非另外明白地聲明或所屬技術領域中具有通常知識者了解相關解決方案係用於實施該解決方案之相同特徵的互相清楚地排斥替代解決方案，否則該等實施例應被視為互相補充且可因此在共同實施例中實現。
本發明之不同實施例揭露在附加依附項中。
100,500,900,1000,1400,1900,2000:(複數層)結構
102,103:薄膜
102A,102B:相對側；初始安裝側
104:塑膠層；模製層；模製塑膠層；模製塑膠；塑膠材料；塑膠
105:塑膠層；模製層；層；模製塑膠；塑膠
106:導電區域(線路)；導體
108:連接組件
109:組件
110,210,1110,1910,2010,2610:連接器
111:本體(構件)
112:外連接元件；外連接器
113:纜線
114,115:鎖固元件
116:(貫穿)孔
118:接觸元件
118B:彎曲端
118C,1730:彈簧
119:相容接觸元件
120:主裝置、主系統或主結構
210A,210B:(連接器)部份
306:接觸區域
310:突起
430:分隔元件；形貌體
450,460:變化例
452:連接
482:(導電連接橋)結構
504:鎖固構件
624:密封構件
710,1610:連接器(元件)
711:本體
724:鎖固形貌體
722:空腔
1622:凹部/突起
1800:流程圖
1802:起動階段
1804,1806,1808,1809,1810,1812,1814,1816,1818,1820,1822,1824:項目
1920:3D成型形貌體
2110A,2110B:(接觸)部份
2110C:(耦合或連接)部份；側延伸部
2210A,2210B:部件
2310A,2310B:堆疊連接器部份
2310D:形貌體
2410C:橋接部份
2510A:第一部份或部件
2510B:第二部份或部件
F:箭號
以下參照附圖更詳細地說明本發明，其中：圖1透過一側視圖顯示具有一體連接器元件之依據本發明之一複數層結構的一般實施例。
圖2顯示該複數層結構之一基材薄膜的一實施例，且一連接器之一實施例初始地設置在該基材薄膜上。
圖3由該基材薄膜之相對側顯示圖2之實施例。
圖4A顯示具圖2至3之實施例，且該連接器之一部份彎曲遠離該基材之表面。
圖4B顯示圖2至3之實施例的二變化例，其中該基材薄膜之二相對側具有透過該基材薄膜耦合在一起之連接器或連接器部份。
圖4C進一步顯示該連接器在該基材兩側具有互相連接之連接器部份或(子)連接器。
圖4D顯示圖2至3之實施例的另一變化例， 其中除了直接穿過該基材薄膜連接以外或取代直接穿過該基材薄膜連接，在該基材薄膜兩側之該等連接器部份或連接器互相連接成環繞該基材邊緣。
圖5A顯示上述實施例且一塑膠層模製在該基材上。
圖5B顯示在模製該塑膠層後，大致依據圖4D之解決方案在該基材薄膜之相對側之多數連接器或多數連接器部份間的連接。
圖6顯示與該複數層結構之一體連接器對接之一外連接元件的實施例。
圖7顯示可與在此揭露之一複數層結構一起使用之一連接器的一實施例。
圖8顯示圖7之連接器部份地設置成穿過一基材中之一孔。
圖9顯示圖7至8之連接器部份地設置成穿過在該基材上模製有一塑膠層的該基材，藉此大致形成在此說明之一複數層結構的一實施例。
圖10係關於圖9之情形的側視圖。
圖11顯示可與在此揭露之一複數層結構一起使用之一連接器的另一實施例。
圖12顯示圖11之連接器部份地設置成穿過該基材。
圖13顯示圖11至12之連接器部份地設置成穿過該基材，且該等接觸元件之端部彎曲並與該基材平行 地延伸以加強與在該基材上之導電材料的接觸。
圖14顯示圖13之連接器部份地設置成穿過在該基材上模製有一塑膠層的該基材，藉此大致形成在此說明之一複數層結構的一實施例。
圖15提供一基材上之導電區域與可與本發明一起使用之一連接器的一接觸元件，主要是一彎曲銷之二實施例間的接觸的放大圖。
圖16顯示可與在此揭露之一複數層結構一起使用之一連接器的另一實施例，該連接器定位在一基材上使得其接觸元件延伸穿過該基材且與至少在該基材之相對側的導電區域連接。
圖17顯示圖16之連接器，且宜具有多數彈性構件之一對應元件設置在該基材之相對側。
圖18係依據本發明之一方法之一實施例的流程圖。
圖19顯示依據本發明之一連接器及相關複數層結構的另一實施例。
圖20顯示依據本發明之一連接器及相關複數層結構的又一實施例。
圖21A顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的另一實施例。
圖21B由另一角度顯示圖21A之實施例。
圖22顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的另一實施例。
圖23顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的另一實施例。
圖24顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的另一實施例。
圖25A顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材在其互相組配及安裝時的一實施例。
圖25B顯示安裝後之圖25A的實施例。
圖26A顯示依據本發明之一連接器的另一實施例。
圖26B顯示圖26A之實施例的剖視圖。
圖27A顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的實施例。
圖27B由該基材之另一側顯示當該連接器部份地配置成穿過該基材之貫穿孔時圖27A的實施例。
圖27C由一側顯示當該連接器配置在該基材上時圖27A的實施例。
圖27D顯示圖27C之一立體圖。
圖1透過一(橫截面)側視圖顯示依據本發明之一複數層結構100的一實施例。
該複數層結構100可建立一最終產品本身，例如一電子裝置，或設置在一主裝置、主系統或主結構120中或至少與其連接成為例如一集合體部件或模組。該複數層結構100可包含未明白顯示在圖中以便清楚顯示之多數 其他元件或層。
該結構100包含具有如已在此說明之二相對側102A、102B的至少一所謂第一基材薄膜102。
物件104表示模製在該薄膜102上之一塑膠層。在某些實施例中，如圖所示，在該結構100中，例如在該薄膜102之另一相對側102B上至少有另一補充或替代模製塑膠層或建立層105。該層105可具有例如一保護、固定及/或美觀之目的。通常，在本發明之各種實施例中可使用(多數)導電或非導電黏著劑來將如該連接器之多數形貌體固定在該基材上且特別地在例如該電路設計上。
在某些實施例中，該另一塑膠層105之至少一部份可由該第一層之塑膠材料104形成，該第一層之塑膠材料104在模製時例如透過其中之一薄化部份或預先準備孔貫穿且流入該薄膜102之相對側。因此，該層105可建立多數所需(功能)形式及如該薄膜102上之固定或保護形貌體的多數形貌體。
在該模製塑膠層104之另一側上，可設置另一(基材)薄膜103。具有該第一薄膜102之相同或不同材料的任選薄膜103可收納例如被視為有利之電子元件、圖形及/或其他形貌體。
然而，該第一薄膜102宜在一或兩側102A、102B及其各表面上收納一電路設計，該電路設計包含如接觸墊及配線/電導體之多數導電區域106，且該導電區域 106宜藉由如網版印刷、移印、膠版印刷或噴墨之印刷電子技術在該電路設計上加成地產生。
如電子組件及/或如光學元件(光波導、反射器、遮罩、圖形元件等)及/或熱(例如絕緣或傳導)元件之其他功能/裝飾元件109的多數另外元件可進一步設置在該結構100中，例如在選擇地形成該全部電路設計之一部份的薄膜102上。多數例如導電通路可配置成穿過該(等)基材薄膜102、103及/或其他層，例如(多數)模製層104、105以便將例如不同材料層之電路或其他形貌體連接在一起或連接於多數外元件。
物件110表示一較佳電氣連接器或連接器元件。在某些實施例中，該連接器110可包含例如單體或複合構造之一本體構件111。如其本體構件111之連接器110可包含例如實質電絕緣材料，例如如前所述之選擇塑膠(例如聚碳酸酯、聚醯亞胺)或陶瓷材料。但是，就提供電連接性而言，該連接器110宜包含多數導電接觸元件118，例如由該本體111選擇地突出之多數銷或其他形貌體。該等接觸元件118被用來電氣地(電流地)耦合如具有例如多數相容接觸元件119的另一連接器112之外連接元件與該複數層結構100之電路設計(通常是其選擇之導電區域106)。該外連接元件112可例如透過纜線113提供該複數層結構100之內部及與其相關之(多數)外或主裝置間的電氣連接。
該連接器110相對於該基材薄膜102設置或 組裝成使得它延伸至該薄膜102之兩側102A、102B。例如，該連接器元件110之一部份可使用多數預先準備(例如藉由鑽孔、切割、蝕刻或模製)或動態地產生(例如在刺穿/壓接該連接器110時)之(多數)孔116有利地導引穿過該基材薄膜102使得其至少一或多數接觸元件118由該初始安裝側102A、102B移動至該基材薄膜102之相對側102B、102A以便穿過該基材薄膜102達成電耦合。
該電路設計可更包含選擇地包括一橋接部、一電路及/或其他裝置之多數(內)連接組件108，該等連接組件108係組配成將例如多數銷之複數接觸元件118至少操作地，例如電氣地連接在一起以便透過它們產生高電流。該連接組件108可(直接地)耦合在該(等)導電區域106上且例如定位在它們上或與它們相鄰。
在各種實施例中，可在該基材薄膜102中配置一或複數孔。例如，由該連接器110之本體111延伸之各接觸元件118的端部可與一專用或共用孔連接以便通過該薄膜102。
但是，該連接器110之本體111可實質完全地設置在該薄膜102之任一側102A、102B。在其他實施例中(例如圖1所示者)，該本體111本身亦可部份地配置成穿過該薄膜102。
例如對應體及/或鎖固框架型之一或多數鎖固元件114、115可設置在該基材102之一或兩側102A、102B以便另外地固定該連接器110。
依據前述者，參考如本體111及接觸元件118之一體形貌體的構態與尺寸使用各種手段及使用如模製在該基材薄膜上之塑膠104、105、鎖固元件114、115及/或例如非導電黏著劑、導電黏著劑、糊等的另外固定形貌體，可因此將該連接器110固定在該基材薄膜102上。
例如，該本體111及/或接觸元件118之尺寸及/或形狀可作成在開始配置例如該連接器110之一部份穿過該薄膜102時或配置後，使得該連接器110與該孔116之邊緣間沒有過多或實質空隙及/或使得該連接器110至少在未擴大該孔116及可能其他周圍形貌體之情形下可設置成朝任一或兩方向至少完全地穿過該薄膜102。在某些實施例中，該等模製塑膠104、105可用於密封該孔116。在某些實施例中，該連接器110或特別是其本體111可包括防止它完全地插穿過該孔116之一凸緣或大致是一膨出部份。
在各種實施例中，該連接器110或例如特別是其前述本體111可作成實質為剛性或堅硬。因此它可更佳地耐受例如將外連接器112分別地重複實體安裝成與其接觸或脫離與其接觸。該安裝及脫離可簡單稱為推與拉型動作或若該程序包括使用例如下所述之另外鎖固構件，則需要更複雜之動作。該連接器110之剛性或通常是耐用性可藉由適當材料及如材料厚度之相關尺寸來獲得。除了剛性部份以外或取代剛性部份，該連接器110可在該等接觸元件118或其本體111中包括彈性、可撓及/或 彈簧部份。
此外，該複數層結構100或特別是其連接器110可包含用於固定該外連接器112之一或多數機械式鎖固構件(未顯示在圖1中以便清楚地顯示)。該(等)構件可由例如該等模製塑膠建立。以下參照圖5A與5B更詳細地說明一可使用鎖固構件之一實施例。
在各種實施例中，該(等)塑膠層104、105宜掩埋該電路設計及該接觸元件118之至少一部份。
除了例如印刷形態以外或取代印刷形態，該等元件及/或電子組件109可包括(表面)安裝在該基材102上之多數現成組件，例如所謂表面安裝元件。例如，黏著劑可用於將該等電子元件機械地固定在該基材上。可使用如導電黏著劑及/或焊料之另外導電材料在如導電區域106及組件109之選擇形貌體間建立電氣及機械連接。
該等組件109可因此包括被動組件、主動組件、光電子(或光電)組件、IC(積體電路)、如網版印刷之印刷組件及/或電子次總成。例如，一或多數組件109可先設置在例如一FPC(可撓印刷電路)之一電路板或如FR4型(耐燃)之剛性板的另一基材上，且接著整個(即一子總成)附接至該目標基材102上。
通常，該複數層結構100可包含或實施例如至少一電子組件、其他功能元件或其他形貌體，其選自於由：電子組件、機電組件、光電組件、輻射發射組件、發光組件、LED(發光二極體)、OLED(有機LED)、側射出 LED或其他光源、頂射出LED或其他光源、底射出LED或其他光源、輻射偵測組件、光偵測或感光組件、光二極體、光電晶體、光伏裝置、感測器、微機械組件、開關、觸控開關、觸控面板、近接開關、觸控感測器、大氣感測器、溫度感測器、壓力感測器、水分感測器、氣體感測器、近接感測器、電容開關、電容感測器、投射電容感測器或開關、單電極電容開關或感測器、電容按鈕、複數電極電容開關或感測器、固有電容感測器、互電容感測器、感應感測器、感測器電極、微機械組件、UI元件、使用者輸入元件、振動元件、聲音產生元件、通訊元件、發射器、接收器、收發器、天線、紅外線(IR)接收器或發射器、無線通訊元件、無線標籤、無線電標籤、標籤閱讀機、資料處理元件、資料儲存元件、電子次總成、光引導元件、光波導、透鏡及反射器構成之群組。
在某些實施例中，對接該外連接器112後，包括例如該連接區域的獲得集合結構100、112之(多數)所需部份可具有用於進一步保護及/或固定該連接及相關元件及其他可能目的之另外材料。例如，低壓成型或樹脂分散(提供環氧樹脂)可用來達成此目的。
該(等)薄膜102、103可依據由各使用情形設定之要求來成形。因此，選擇地在該薄膜102、103上提供如導電區域、連接器及/或該電路設計之組件後，可對該薄膜102、103施加如熱成形之成型以便在該薄膜102、103中至少局部地提供例如一袋形之一所需3D形狀。
除非另外聲明或所屬技術領域中具有通常知識者了解是例如清楚互斥之形貌體，否則關於圖1之圖所述的形貌體可自由地且選擇地應用於大致包括以下更詳細說明之解決方案的本發明連接器元件及複數層結構的實施例中。此外，所屬技術領域中具有通常知識者可輕易地了解以下所述實施例之各種形貌體可類似地自由地、選擇地互相組合。
圖2在200顯示複數層結構之一實施例的一基材薄膜102，且一連接器210在初始階段設置在該基材薄膜102上。該連接器210可壓接或以其他方式安裝在該薄膜102上使得例如其接觸元件穿過它。
圖3在300由該基材薄膜102之相對側102A顯示圖2之實施例。該圖顯示多數導電區域106，該等導電區域106包括例如用於該連接器210之接觸元件118的多數接觸區域306，該連接器210係設置成穿過該薄膜102。該連接器210之接觸元件118及/或如可能之本體111的其他元件可在該薄膜102上界定懸伸及/或倒鉤之突起310，該等突起310特別在藉由一塑膠層104、105覆蓋模製時加強該連接器210與該塑膠層之固結。
圖4A在400顯示圖2與3之實施例，且該連接器元件210之一端彎曲遠離該基材薄膜102之表面，同時圖5A在500大致顯示圖2至4之實施例，且至少一塑膠層104、105進一步模製在該基材102上。例如，一塑膠材料層可模製在該基材薄膜102之一側及各表面102A上，且它 可由此透過(多數)現成或動態形成之孔突出在另一側102B上。或者，至少一塑膠層可直接模製在側102B上。
在圖4A中，仍存在用於維持例如該連接器210之接觸元件118的彎曲部份用適當間距互相對齊的一分隔元件430，而在圖4B至4D及5A至5B中，該等形貌體430已移除。替代地或另外地，形貌體430可表示例如用於與一外連接元件連接之一連接部份，且該連接部份可因此在製造後留在該連接器中。
用於固定該外連接器112的可能具有倒鉤/懸伸部份之一或多數有利地可撓的鎖固構件504可設置在該薄膜102上，且任選地至少部份地由該等模製塑膠104、105界定。
在圖4B中，該連接器210之二變化例450、460與該基材102一起顯示。在該等及類似實施例中，該連接器210可至少初始地具有多件式本質。
在450，該連接器210包含二部份(例如連接器部分或半部)或主要(子)連接器210A、210B，其等可設置在該基材薄膜102之相對側102A、102B且藉由例如壓接穿過該薄膜102連接452在一起。多數一體形貌體或210A、210B之材料或多數專用分開連接形貌體可大致組配成提供該等連接。
該等連接器部份或(子)連接器210A、210B可實質相等(如圖所示)、互相類似或完全不同。在某些實施例中，該等部份210A、210B可具有例如公與母型之相 容連接部份以便增加互連性。較佳地，如在此其他地方預期地，該等部份210A、210B係或至少包含導電材料。該等部份210A、210B可組配成對例如在該基材薄膜102之兩側102A、102B之(外)連接器的相容連接元件提供一連接能力。
此外，該電路設計之導電區域106可位在且透過各部份210A、210B連接於在該基材薄膜102之一或兩側102A、102B的連接器210，但在圖中只在側102A顯示該等導電區域106。該連接器210可因此在某些實施例中組配成將在該基材102之相對側102A、102B的該電路設計之多數導電區域106電氣地耦合在一起。
在460，顯示一大致類似解決方案，但部份210A此時省略用於連接於一連接元件之接觸元件118或至少包含與部份210B明顯不同之接觸元件118。
雖然有方法可用，但使用部份210A、210B可例如更容易地或有效地將該連接器210固定在該基材薄膜102上，或可使用一選擇之安裝方法，例如選擇之壓接方法來提供該連接器210。
在圖4C中之470，顯示依循例如上述原理之一複數側、初始多件式連接器結構之另一僅作為示範的圖。
在圖4D中之480，顯示用於連接定位在該基材薄膜102之相對側102A、102B的連接器部份的替代或另外的構態。亦顯示一導電連接橋結構482，例如由該基 材之一側延伸至另一側且繼續環繞該基材薄膜102之邊緣(邊界)的多數設置或印刷之可能長的導電元件。該結構482可大致由初始地與該(等)部份102A、102B一體成型之多數形貌體藉由例如彎曲及/或由多數分開之連接形貌體建立。在某些實施例中，該等部份102A、102B及結構482甚至可在設置在該基材102上時便已是單體或一體結構。因此，即使不是至少只例如透過其中之一貫穿孔實體地直接穿過該基材來建立由該連接結構482提供的連接，該連接器210亦可功能地設置成穿過該基材薄膜102(即，由一側至另一側)。
圖5B在510大致顯示圖4D之實施例，且(多數)塑膠層104、105模製在該基材薄膜102上。
圖6在600顯示一外連接元件112之一實施例，該外連接元件112在這例子中主要是對接在該複數層結構之一體連接器210上且最好如圖所示地藉由該等鎖固構件504(其懸伸/倒鉤部份被該連接器112之一凹部收納)另外地固定的一連接器。
呈例如密封墊形式之一密封構件624(包含例如橡膠或塑膠，最好是彈性之材料)可設置在該基材102上並面向且接觸該外連接器112。
圖7在700顯示可與在此建議之複數層結構一起使用的一連接器元件710之一實施例。例如一所謂TMM連接器之連接器元件710包含多數接觸元件118，如圖所示，其呈突穿該本體711之長彎曲(L型)銷形式。該 等尺寸可隨著每一實施例變化，但可依據量度為例如由數至數十毫米之數量級。該本體711可包括如一凹部之一鎖固形貌體724，該凹部係用於收納如一鎖固框架之一對應鎖固元件114、115的一相容突起。該本體711可另外地或替代地包括用於收納模製塑膠以便進一步加強其固結之一空腔722。
圖8在800顯示圖7之連接器為部份地設置成朝一箭號所示之方向穿過一基材中的一孔116。因此，該等接觸元件118與在這例子中係在該基材薄膜上之大致線路形狀的導電區域106形成一實體及電氣連接。當該等接觸元件118具有長銷本質且其端部彎曲以便在該薄膜上實質平行地接續該等線路106時，相較於例如多數實質點型接觸區域，增加在兩者及因此該建立之電氣接觸間的接觸面積。
圖9在900透過橫截面圖顯示圖7至8之連接器710為部份地設置成穿過該基材，且該基材上模製有一塑膠層104，藉此主要地形成在此揭露之複數層結構的一實施例。該塑膠層104將該連接器元件固定在該基材上同時另外地保護它。圖10在1000顯示關於同一者之側視圖。
圖11在1100顯示可與在此揭露之一複數層結構一起使用之一連接器1110的另一實施例。該連接器1110具有一本體，且複數長接觸元件或主要為銷型之複數長接觸元件118的至少相對端由該本體朝二相對方向實質地延伸。
圖12在1200顯示圖11之連接器1110為利用其接觸元件118藉由例如壓接、刺穿及/或使用與如該連接器1110中之接觸元件間距一致的預先準備孔部份地設置成穿過該基材。因此，建立與該基材上之導電區域106的實體及電氣連接。
圖13在1300顯示圖11至12之連接器，且該等接觸元件118另外地彎曲以便連接且接續具有導電材料之導電區域106的該基材之表面。由於相較於圖12之基本解決方案較大之接觸面積，因此可使用所示解決方案來加強該連接器與該基材上之電路設計間的電氣接觸。
圖14在1400顯示圖13之連接器為部份地設置成穿過該基材，且該基材上模製有一塑膠層104，藉此主要地形成大致在此說明之複數層結構的一實施例。
圖15在1500與1510提供使一基材上之導電區域間之接觸最佳化的放大圖及可供本發明之各種連接器元件110使用之一接觸元件(例如，一彎曲、彎角銷)的不同但仍只作為示範的實施例。
在左方，在1500顯示如一銷之一接觸元件118為彎曲，請參見端118B，且被壓接或大致被壓向該基材102以建立一彎角形狀且有效地施加例如一彈簧型力在該基材102上(朝向該基材102之壓力)且特別在該(等)導電區域106上以便加強且確保建立之實體與電氣連接。較佳地，選擇例如該接觸元件118之金屬或其他導電材料使得來自該基材/導電區域之不必要反彈作用被消除 或至少減少。
在右方，在1510顯示該連接器110之二接觸元件118主要地界定施加壓力，請參見箭號F，在該基材/導電區域106上的彈簧118C。
此外，115顯示一對應/鎖固元件或鎖固框架之一實施例，其可與彈簧型接觸元件一起或與其分開地使用以便進一步將該連接器元件110固定在該基材102上。在某些實施例中，相同之對應/鎖固元件115可進一步界定用於如前所述之外連接器的一鎖固及/或對齊形貌體。
圖16在1600顯示可與在此揭露之一複數層結構一起使用之一連接器元件1610的又一實施例，其定位在一基材上使得由一本體突出之接觸元件118延伸穿過該基材102且與至少在該基材之相對側的導電區域106連接。
在可應用於其他所述實施例之這實施例中，該基材薄膜102形成為可包含與該連接器1610之位置大致一致的一長凹部/突起或袋形狀1622。該凹部/突起1622可收納該連接器1610之至少一部份及例如在圖17中之1700顯示之一對應/鎖固元件114。
該對應元件114可組配成確保及/或加強該連接器1610相對該基材102及例如導電區域106之電耦合。該對應元件114可包含用於達成該目的之多數彈性構件，其主要界定例如一板片或其他種類之彈簧1730。
該對應元件114透過一部份剖視圖顯示，即 端殼部份移除，但事實上它可包含如塑膠或陶瓷材料之適當材料的堅固頂部、側部及/或端部，同時收納透過該元件114之至少部份地開口底部連接於該等接觸元件118的多數加強連接且可能具彈性的構件1730。
至少一塑膠層可模製在該對應元件114及該基材102之相關側上以達成例如固定及保護之目的(未明白地顯示)。此外，該基材102之相對側可具有模製塑膠層。
圖19在1900顯示依據本發明之一大致剛性連接器1910及相關複數層結構之另一實施例。該連接器1910之至少一部份可定位在例如該基材薄膜102之一凹部或「袋部」的一3D成型形貌體1920中(或該成型可在將該連接器1910定位在該基材102上後發生)，且該3D成型形貌體1920可接著藉由塑膠104覆蓋模製。
所示設計具有在該薄膜102中之一孔或特別是例如一缺口，該連接器1910及例如其接觸元件118突出穿過該孔且朝向環境延伸。
該電路設計之導電區域106可界定例如導電墨水之導體線路/接觸區域以便連接於該連接器1910且穿過該連接器連接於外系統、裝置或結構。如該連接器1910之多數銷的該等接觸元件118宜組配成(例如彎角或彎曲；請參見圖中之銷的直角)使得它們與該薄膜102及例如該袋部中之導電區域106平行以便例如加強電耦合及/或降低該基材102上之高度。
在這及其他實施例中，可透過標準拾取及放 置方法及設備來附接該連接器1910。附接材料可依個別實施例決定。例如，一定製工具用夾具可設計成容許放置適當部件且亦容許該部件通過該固化製程。
選擇地，在所示及其他實施例中，如樹脂或特別是黏著劑(例如環氧樹脂或黏膠)之選擇密封物可施加或分配在該連接器1910之該等接觸元件，例如多數銷上以便在該模製程序期間確保確實之附接。因此該密封物可設置在例如該模製塑膠104之側上。該等接觸元件118與導電區域106間之電耦合可藉由使用如導電環氧樹脂之導電黏著劑進一步加強。替代地或另外地，就例如密封物或另一模製層而言，可在該基材102之相對側為該連接器1910設置保護及/或固定材料。在某些實施例中，該外連接元件可在設置該另一材料前與該連接器1910連接(對接)以便相對該基材102及連接器1910保護及/或固定該外連接元件。
圖20在2000顯示依據本發明之一連接器2010及相關複數層結構的另一實施例。該連接器2010可定製或定製成形以便在例如其本體構件中具有一所需彎曲、傾斜或彎角表面。該彎曲或彎角表面可設計成接續例如該基材102之表面的一選擇較大設計之輪廓，這對於例如維持相關表面均一(平坦)或其厚度一致是較佳的。此外，該基材薄膜102可包含一貫穿孔以使該連接器可至少部份地滑過。可使用如前述拾取及放置型解決方案之可使用設備及方法來放置該連接器1910。一定製工具用夾具 可設計成容許放置適當部件及容許該部件通過剩餘製程。
在此亦可應用關於圖19之實施例的上述說明想到密封物、導電黏著劑、複數模製層等之可能使用方式。
圖21A在2100顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的另一實施例。
在這及類似實施例(亦請例如參見圖4B至4D與5B)中，該連接器可至少初始地為主要多件式，其中至少二初始分開部件定位在一基材之不同側且連接在一起。或者，該連接器可由一元件構成或至少包含具有將該基材收納在其側壁界定部份間之一大致「U」形輪廓的一部件。
如以往可預期地，如鎖固框架之所謂對應元件可與該等連接器一起使用。該等對應元件可包含電絕緣材料及如彈簧構件之任選導電形貌體。但是，在圖21A之實施例中，該連接器結構係由至少二較佳導電相對(相對地構成)接觸部份或部件2110A、2110B建立，該等部份2110A、2110B大致為兩半部且任選地進一步組合地或由它們中之任一者界定用於一外連接元件之一耦合或連接部份2110C，且該耦合或連接部份2110C呈由該基材102且由整體複數層堆疊物例如側向地延伸之一凸起或突起的形式。
取代或外加於由在該基材102之任一側102A、102B上之連接器直接提供的多數連接形貌體，該 部份2110C可因此使外結構、裝置或系統之外連接元件與本發明之複數層結構連接且可大致地設置成與該基材102相鄰。該部份2110C延伸在該基材102之邊緣上。該部份2110C可界定如用於該外連接元件之多數孔(如圖所示)或多數突起的多數連接形貌體。在該部份2110C由兩部份2110A、2110B界定之情形中，外加於或替代穿過該基材102實現之耦合，該部份2110C可進一步將該等兩部份2110A、2110B連接在一起。替代地或替代地，該部份2110C可作為一安裝工具使用以便達成對齊例如該等部份2110A、2110B及例如在後來移除等可能用途。
一第一部份2110A可界定例如呈多數導電條或板形式之一或多數導電接觸區域。該第一部份2110A可因此例如呈實質平坦及/或長形。該等接觸區域可組配成接觸該基材102上之電路設計的多數導電線路106。在該基材102之另一側上的一第二相對部件2110B可進一步界定例如呈多數條形式之一或多數導電接觸區域。該等區域可組配成接觸該基材102上之多數導電線路106。
通常具有例如平面及/或長形狀之該第二部件2110B宜界定如倒鉤、釘狀及/或彎曲突起之多數導電突起。該等突起可組配成回應例如壓接或其他安裝動作而穿過該基材102之材料及例如該基材上之一電路設計的多數導體/導電區域106及/或進入其中之現成貫穿孔，且亦在穿過它(刺穿或進入預先準備之孔)時與該相對第一部件2110A連接。
通常，該等導體106可設置在該基材102之一或兩側102A、102B及相關表面上。所示連接器結構可因此組配成當可使用時，除了對外系統及裝置提供電連接性以外，亦將兩側上之該等導體連接在一起。取代壓接或除了壓接以外，可對該等部件2110A、2110B施加例如雷射光束焊接或點焊。接著，製得之結構可設置如在其任一側上之多數模製層的多數其他形貌體。
圖21B由另一角度顯示圖21A之實施例且顯示該基材102之第二側102B。在這例子中，該第二側102B沒有用於與該連接器之第二部件2110B連接的多數導電區域，但如上所述，在其他實施例中該第二側102B可另外地包含接觸該部件2110B的多數導電區域。在某些其他實施例中，只有該基材102之第二側102B可具有用於該連接器之多數導電接觸區域。
圖22在2200顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及相關基材的另一實施例。通常，關於上述實施例之說明亦可應用於此。一差異在於雖然在圖21A與21B之解決方案中，連接器部件2110B之突起穿過該基材102及導電區域(導體)106，但在此當某些突起大致由其側邊連接於該部件2210A及任選之導體106，因此只穿過該基材102但實質未穿過例如該等導體106時，非全部部件2210B之突起都穿過該等導體106或部件2210A。在某些實施例中，藉由該構態可完全避免刺穿該等導體106或在該導體中提供多數現成孔來收納該連接器之突起。因此， 可使在該連接器與該等導體106間之耦合面積達到最大且使該等導體106中建立之貫穿孔最少。在某些實施例中，在對應於部件2210B之突起的位置，該部件2210A仍具有如凹部或凹孔之多數形貌體(其實施例顯示在圖中)以便收納或更佳地固定該等突起及因此該部件2210A。
如所屬技術領域中具有通常知識者可了解的是圖21A、21B、22之實施例及在此所述之各種其他實施例的連接器可取代邊緣而替代地設置在其他地方，例如更靠近或大致在該基材102之中心。
圖23在2300顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及相關基材的另一實施例。上述說明大致可應用，但一不同點係在此該堆疊連接器部份2310A、2310B係藉由延伸穿過該基材102之多數形貌體2310D連接在一起且宜藉由如點焊或雷射光束焊接來建立。因此，該等部份2310A、2310B宜施加壓力在該中間基材102及該基材上之多數導體106以加強其間之連接。該連接器可進一步界定該側延伸部2110C。
圖24在2400顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及相關基材的另一實施例及變化例。通常，關於上述實施例之說明亦可應用於此。在此，該連接器之相對平面部份或部件在側邊例如透過穿過該基材之該(等)形貌體且亦透過如圖所示地在該基材之邊緣(邊界)上由該基材一側延伸至另一側並最好接觸或至少緊靠該邊緣之連接中間部，例如「U」形的橋接部份2410C而連接在一起。 該連接器之相對部份及中間橋接部份本質上可為單體。
圖25A在2500顯示依據本發明之一複數層結構之一連接器及基材的一實施例。通常關於上述實施例之說明亦可應用於此。該連接器之第二部份或部件2510B(該連接器可為單體且初始地界定例如一「A」或弧形)具有穿過該基材之多數突起，例如銷、鉚釘及柱，使得具有如貫穿孔之建立於其中之相容凹部的該第一部份或部件2510A可接著藉由例如加壓或壓接動作之可施加動作固定於該第二部份或部件上，因此該部份2510A接著實質地沿著該基材之表面延伸，如圖25B所示。在這及其他實施例中，就例如各種非導電或導電黏著劑而言，亦可完全地使用用於將該連接器與該基材、該基材上之導體或數個連接器部份/部件固定在一起的其他固結選項。
圖18包括依據本發明一方法之一實施例的流程圖1800。
在用於製造該複數層結構之方法開始時，可執行一起動階段1802。在起動期間，可進行如材料、組件及工具選擇、取得、校準及其他組配工作等必要工作。必須特別小心的是個別元件及材料選擇一起工作且在選擇之製造及安裝程序後繼續存在，且當然最好例如依據製程規格及組件資料表單或藉由檢查及測試產出之原型來預先檢查該選擇之製造及安裝程序。如模製/IMD(模內裝飾)、積層、黏合、(熱)成型、電子元件組裝、切割、鑽孔及/或印刷設備等之使用設備可因此在這階段提升至操作狀態。
在1804，取得用於收納電子元件之至少一塑膠或其他材料的任選可撓基材薄膜。該基材薄膜可初始地呈實質平面或例如彎曲。可取得例如一捲或一片塑膠薄膜之一現成元件作為該基材材料使用。在某些實施例中，該基材薄膜本身可先藉由模製或其他方法由(多數)選擇材料在室內製造。或者，該基材薄膜可在這階段進一步處理。例如，它可如先前預期地具有多數孔、多數缺口、多數凹部、多數切口等。
在1806，界定例如多數導體線(多數線路)及/或多數接觸墊以構成一電路設計之多數接觸區域宜藉由印刷電子技術之一或多數加成方法設置在該(等)基材薄膜上且在其一或兩側上。可使用例如：網版、噴墨、膠版、凹版或平版印刷法。此外，可在此進行包括印刷或大致提供圖形、目視指示器、光學元件等在該(等)薄膜上之培養該(等)薄膜的其他動作。
在1808(任選)，可例如藉由焊料及/或黏著劑將包括如各種SMD之電子組件的一或多數典型現成組件附接在該(等)薄膜上之接觸區域上。替代地或另外地，可直接地在該(等)薄膜上施加印刷電子技術以便真正地製造如OLED之組件的至少一部份。因此，所屬技術領域中具有通常知識者可了解地的是可暫時地重疊項目1806、1808之執行。
項目1810表示將一電氣連接器設置在該基材上，且一對應程序之可能階段更詳細地顯示在1820。 該連接器可使用如標準拾取與放置方法/設備(當可使用時)之任何可用定位或安裝技術來設置。可另外地使用可使用之黏合(使用例如黏著劑或其他黏合物質)、膠合及/或其他固定技術。
在1822，可如前所述地在一主基材薄膜中配置多數預先準備之貫穿孔或(多數)至少薄化之部份使得該如該本體之一部份及/或其如多數銷之多數電接觸元件的該連接器之一部份可穿過它們以便與該電路設計建立一接觸。在某些實施例中，除了使用(多數)預先準備孔以外或取代使用(多數)預先準備孔，可在藉由例如該連接器之接觸元件回應一壓接或其他適當方法刺穿該基材來動態地建立該(等)必要孔。該連接器可組配成接觸在該基材薄膜之一或兩側上的電路設計。
該程序可進一步包括彎曲例如該等接觸元件之端部以便依據實施例與該薄膜之表面及該薄膜上之接觸區域實質平行地(若未平行，事實上是朝它稍微傾斜)及/或與其垂直地延伸而與例如一外連接器更佳地連接。
此外，在某些實施例中，如前所述地，外加於或取代將該連接器及其一部份實體地設置成穿過該基材薄膜，該連接器可包含兩部份或部件(開始時分開或形成一體)，該等兩部份或部件係例如在該基材之相對側且藉由從該基材之一側至另一側延伸其邊緣上的至少一中間形貌體(例如一橋接形貌體或例如在該基材各側上之二連接側向延伸部)接合在一起。該配置因此使該連接器結 構若未透過例如一孔直接實體地穿過它，可至少功能地延伸穿過該基材。
在1824，可安裝如一鎖固框架之至少一任選對應/鎖固元件以加強該連接器與該基材之固結(例如由一方向/在與該連接器之初始安裝方向/安裝側相對的一基材側/表面)且可藉由如關於前述板片彈簧之彈性構件的多數內含之電接觸產生或加強構件來加強該連接器與該基材上之電路設計的電接觸。
項目1809係可附接一或多數次系統或「次總成」，該一或多數次系統或「次總成」可加入具有如(多數)IC及/或各種組件之電子元件的一初始分開之第二基材。該複數層結構之電子元件的至少一部份可透過該次總成設置在該(等)基材薄膜上。或者，可在附接在該主基材前藉由一保護層至少部份地覆蓋模製該次總成。例如，可使用黏著劑、壓力及/或熱來使該次總成與該主要(主)基材機械地黏合。焊料、配線及導電墨水係用於在該次總成之該等元件之間且與該主基材上之剩餘電氣元件提供電氣連接的可用選項例。亦可例如在項目1806或1810執行項目1809。其所示位置主要只是用來示範。
在某些實施例中，可在1812使用例如熱成型或冷成型形成在該(等)基材薄膜之模製階段前或時較佳地已包含例如印刷導電區域及任選之電子組件的該電路設計之至少一部份及/或該連接器(請參見強調成型可替代地或另外地在例如項目1808與1810之間或甚至在項 目1806或1808前進行的雙向彎曲箭號)，以呈現例如所需三維(大致非平面)形狀之一所需形狀。包含適當可成型材料之基材可因此成形為更佳地配合該目標環境/裝置及/或如參照先前數個例子(凹部/「袋部」)所述更佳地收容如該電氣連接器的多數形貌體。另外地或替代地，若該已建立複數層堆疊物設計成可在該處理後繼續存在，則成型可在模製後進行。
在1814，將最好是熱塑性層之至少一塑膠層模製在該基材薄膜之該等第一及/或第二側上以便較佳地至少部份地將該電氣連接器元件埋在該模製材料中。例如，該等模製塑膠可任選地完全掩埋例如該電氣連接器元件之一部份，該電氣連接器元件之一部份在與該複數層結構對接時位在遠離該外連接器的該基材之一側上。相反地，在欲面向且收納該外連接器的該基材之一側上，該電氣連接器之其他部份可沒有模製塑膠或只被埋在其中到不妨礙該外連接器與該複數層結構連接的程度。如前所述，若在該一基材薄膜之兩側設置模製材料，則它可使用數個模製步驟或數次注射，或透過一單一步驟來提供，其中該模製材料由該薄膜之一側透過一孔流動通過該薄膜至相對側，且該孔係已製備於其中或例如藉由貫穿該基材材料本身來製備。
實務上，該基材薄膜可在一射出成型程序中作為一插入物。在某些實施例中，該基材薄膜之一側可沒有該等模製塑膠。
若使用兩薄膜，則它們兩者都可插入其自己的模半部中使得該塑膠層注射在它們之間。或者，該第二薄膜可在後來藉由適當積層技術附接在該第一薄膜與塑膠層之一集合體上。
該製得堆疊複數層結構產生之總厚度取決於例如對製造及後續使用提供必要強度之使用材料及相關最小材料厚度。這些特性必須逐件地考慮。例如，該基材之總厚度可為大約1mm或數毫米，但比較厚或比較薄實施例亦可行。
項目1816係可能之後處理工作。多數其他層可藉由積層或適當塗布(例如沈積)程序加入該複數層結構。該等層可具有保護、指示及/或美觀價值(圖形、顏色、圖、文字、數值資料等)且替代其他塑膠或除了塑膠以外亦包含例如織物、皮革或橡膠材料。如電子元件之另外元件可安裝在該結構之該(等)外表面，例如該基材之外表面。可進行成形/切割。該連接器元件可連接於一所需外連接元件，例如一外裝置、系統或結構之外連接器。例如，這二連接器可一起形成一插頭與插座型連接。
該外連接元件與該複數層結構之內一體連接器元件連接後，可藉由如塑膠之低壓模製或樹脂分散(環氧樹脂)的其他處理來進一步固定及/或保護該建立之連接及相關元件，因此產生之層可至少部份地將所需元件密封在例如該連接區域中。亦可使用低壓模製及樹脂分散來保護及/或固定該結構之其他元件，例如電氣元件。
在1818，結束執行方法。
本發明之範圍係由附加申請專利範圍與其等效物一起決定。所屬技術領域中具有通常知識者可了解的事實係該等揭露實施例係只為說明之目的構成，且可輕易地準備應用許多上述原理之其他配置以便最佳地適合各可能使用情形。例如，取代將該等塑膠直接地模製在該基材上或除了將該等塑膠直接地模製在該基材上以外，可預先地製備一塑膠層且接著藉由施加例如黏著劑、機械附接裝置(螺絲、螺栓、釘子等)、壓力及/或熱之適當積層技術將該塑膠層附接在該基材上。最後，在某些情形中，可使用一適當沈積或另外之方法在該基材上產生類似功能之塑膠或其他層來取代模製。此外，可以其他方式產生/提供該等線路來取代印刷線路。例如，可使用利用蝕刻及其他選項製造之一導體薄膜。
圖26A顯示依據本發明之一連接器2610的另一實施例。圖26B顯示圖26A之實施例的剖視圖。連接器2610可包含多數導電接觸元件118。該連接器2610可設置或配置在該基材薄膜102上使得它例如藉由其接觸元件118延伸至該基材薄膜102之第一側102A及第二側102B。該等多數導電接觸元件118可連接於該電路設計之一或多數導電區域，例如該基材102上之該等導體或導電區域106。或者，該等接觸元件118中之一或多數接觸元件係組配成任選地透過彈力施加例如壓力在例如至少一導電區域106上。該連接器2610可進一步組配成回應一外 連接元件112與該基材薄膜102之第一或第二側上的連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合。
如圖26A與26B所示，可配置一貫穿孔116，該貫穿孔116係組配成收納該薄膜之延伸穿過該薄膜至該第一側及/或該第二側的該連接器2610之一部份，如該等導電接觸元件118。
雖然未顯示在圖26A與26B中，但可有最好熱塑性材料之至少一塑膠層，且該塑膠層模製在該基材薄膜之該第一側102A及/或第二側102B以便至少部份地覆蓋該連接器2610，或實質地完全掩埋該連接器之一部份且加強該連接器2610與該基材薄膜102之固結，而且該連接器之一部份係在遠離該外連接元件112之一相對連接側102B的該基材之一側102A上。
圖27A顯示依據本發明之一複數層結構之連接器2610及基材102的實施例。該連接器2610大致類似於例如圖26A與26B所示者。圖27B由該基材之另一側顯示當該連接器部份地配置成穿過該基材時圖27A之實施例。圖27C由一側顯示當該連接器配置在該基材上時圖27A之實施例。圖27D顯示圖27C之實施例的立體圖。用虛線畫出之元件相對觀察者位在該基材102之相對側。
圖27A至27D顯示將該連接器2610配置在該基材102上之一程序的各種階段。當該連接器2610配置在該基材102上時，如圖27A至27D所示，該等導電元件118可有利地變成與該基材102上之該等導體或導電區域 106接觸以便在其間形成電氣連接。若有任何貫穿孔，可藉由將該等導電元件118配置成穿過該貫穿孔116來將該連接器2610配置在該基材102上。
100:(複數層)結構
102,103:薄膜
102A,102B:相對側；初始安裝側
104:塑膠層；模製層；模製塑膠層；模製塑膠；塑膠材料；塑膠
105:塑膠層；模製層；層；模製塑膠；塑膠
106:導電區域(線路)；導體
108:連接組件
109:組件
110:連接器
111:本體(構件)
112:外連接元件；外連接器
113:纜線
114,115:鎖固元件
116:(貫穿)孔
118:接觸元件
119:相容接觸元件
120:主裝置、主系統或主結構

Claims (51)

  1. 一種整合式複數層結構，其包含：一可撓的基材薄膜，其具有一第一側及一相對第二側，該基材薄膜包含實質電絕緣材料，其中該基材薄膜至少局部地呈現一本質上三維形狀；一電路設計，其包含多數導電材料之導電區域，該等導電區域選擇地界定接觸墊及/或長導體線路且最好藉由印刷電子技術印刷在該基材薄膜之該等第一及/或第二側上；一連接器，其包含多數導電、選擇地長接觸元件，該連接器係設置在該基材薄膜上使得它延伸至該基材薄膜之該等第一與第二側且該等多數導電接觸元件與該電路設計之該等導電區域中之一或多數導電區域連接，同時進一步組配成回應一外連接元件與該基材薄膜之該第一或第二側上或與該基材薄膜相鄰的該連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合；及至少一塑膠層，其宜為熱塑性材料且模製在該基材薄膜之該第一及/或第二側上以便至少部份地覆蓋該連接器、選擇地實質完全地掩埋在該基材之一側上的該連接器之一部份，且加強該連接器與該基材薄膜之固結，而該基材之該側面向遠離在該外連接元件之一相對連接側。
  2. 如請求項1之結構，其中該電路設計更包含至少電氣地連接於該等多數導電區域中之一或多數導電區域的多數電子組件，例如多數安裝及/或印刷組件。
  3. 如請求項1或2之結構，其中該電路設計更包含選擇地包括一橋接部、一電路及/或其他裝置之一連接組件，該連接組件係組配成將如銷之複數接觸元件連接在一起以便選擇地使高電流通過它們。
  4. 如請求項1或2之結構，其中該連接器包含一最好電絕緣、任選之塑膠、陶瓷、其任何組合或類似材料的本體構件，該本體構件收納選擇地包含多數銷之該等多數導電接觸元件。
  5. 如請求項4之結構，其中該本體構件接觸該基材薄膜之該第一或第二側。
  6. 如請求項1或2之結構，其中該連接器元件係實質剛性且宜在該等多數接觸元件中包含一或多數彎曲或彎角接觸元件。
  7. 如請求項1或2之結構，其中至少部份地覆蓋該連接器的該至少一塑膠層之一塑膠層設置在該基材薄膜之一側，且用於接觸該外連接元件的該連接器之一部份設置在該基材薄膜之該相對側上。
  8. 如請求項1或2之結構，更包含多數最好是彈性之機械鎖固構件或倒鉤突起及/或凸塊，其由該至少一塑膠層界定且組配成當對接時接觸該外連接元件以便加強該外連接元件與該連接器之固結。
  9. 如請求項1或2之結構，其中該連接器之至少一部份係由該至少一塑膠層建立。
  10. 如請求項1或2之結構，其中該連接器 界定進入該至少一塑膠層之多數突起，例如多數倒鉤突起，該等突起係由該連接器之該等接觸元件選擇地界定。
  11. 如請求項1或2之結構，其中在該基材之該等第一與第二側中之一或兩側上具有該電路設計之多數導電區域，該連接器宜透過該等多數接觸構件直接電氣地連接於在一側或兩側上的該等區域，或透過一單一接觸構件直接機械地且電氣地連接於該等兩側上之該等區域。
  12. 如請求項1或2之結構，其中該基材薄膜界定至少一預先準備或鑽孔、衝壓、刺穿、壓製、模製或切割形成的貫穿孔，且該貫穿孔係組配成收納延伸穿過該薄膜至該薄膜之該等第一及/或第二側的該連接器之一部份。
  13. 如請求項1或2之結構，其中該基材薄膜界定至少一連接器產生之貫穿孔，且該連接器之一部份組配成透過該至少一貫穿孔由該第一或第二側分別地突出至該相對第二或第一側。
  14. 如請求項12之結構，其中面向該基材薄膜的該連接器之一表面積或橫截面積的一或多數尺寸係作成比該至少一貫穿孔之直徑大，使得該連接器未完全地插穿過該至少一貫穿孔。
  15. 如請求項1或2之結構，其中該等接觸元件中之至少一接觸元件係組配成選擇地透過彈力施加壓力在該電路設計之至少一導電區域上。
  16. 如請求項1或2之結構，其中該連接器之該等多數接觸元件中之至少一最好長形之接觸元件實質地彎曲，或實質地界定一L形輪廓，使得該接觸元件之一第一部份在該基材薄膜之一側上與該薄膜之該表面實質垂直地延伸以便與該外連接器連接，同時該接觸元件之一第二部份在該基材之該相對側上與該基材薄膜實質平行地延伸，因此接觸該電路設計之該等多數導電區域之一導電區域。
  17. 如請求項1或2之結構，更包含一對應元件或一鎖固框架，該對應元件或該鎖固框架最好可分離地附接在該連接器上以便加強該連接器與該基材薄膜之固結及選擇地相對該一體連接器元件固結及/或引導該外連接元件。
  18. 如請求項17之結構，其中該對應元件包含導電材料之至少一彈性構件，例如一板片彈簧，且該至少一彈性構件接觸該連接器之至少一接觸元件及該基材薄膜之至少一導電區域以加強兩者間之電耦合。
  19. 如請求項17之結構，其中該對應元件界定面向該基材薄膜之一表面積，該表面積比由該連接器延伸穿過的該基材薄膜之一或多數貫穿孔界定的一面積大。
  20. 如請求項1或2之結構，其中該基材薄膜界定一凹部，該凹部收納該連接器之一部份且宜在其底部具有一貫穿孔，並且該連接器透過該貫穿孔延伸穿過該 基材薄膜。
  21. 如請求項1或2之結構，其中該連接器選擇地在其本體構件中包含一彎角、傾斜或彎曲表面，該連接器係相對該基材組配成使得該彎角、傾斜或彎曲表面實質地對齊該基材之該相鄰表面。
  22. 如請求項1或2之結構，包含在該基材薄膜之一區域上的一機械密封構件或一密封墊，其宜組配成可容納該外連接元件以便在該基材薄膜與放在該基材薄膜上之該外連接元件間提供一氣密密封。
  23. 如請求項1或2之結構，其中該連接器界定與該基材薄膜上之該電路設計連接的一壓接。
  24. 如請求項1或2之結構，其中該連接器在該基材薄膜之該等相對側包含至少二部份，且該等至少二部份穿過該基材薄膜及/或藉由環繞該基材薄膜之邊緣延伸的至少一形貌體連接在一起。
  25. 如請求項24之結構，其中二相對部份中之至少一部份包含多數突起，該等突起設置成穿過該基材薄膜或進一步穿過該基材薄膜上之該電路設計的多數導電區域或與該等區域相鄰，並且與另一部份連接。
  26. 如請求項24之結構，其中該等至少二部份藉由在它們之間建立的多數較佳焊接中間形貌體連接，或至少部份地由該等部份中之任一部份的材料連接。
  27. 如請求項24之結構，其中該連接器包含至少一橋接部份，該至少一橋接部份延伸越過該基材之 邊緣且連接該等至少二相對部份，或係與該等至少二相對部份呈一體之構造。
  28. 如請求項24之結構，其中該連接器界定一凸起，該凸起由該基材側向地延伸用於與該外連接元件耦合。
  29. 如請求項1或2之結構，其中該基材薄膜呈現一彎曲、彎角、傾斜、凹部、袋部或圓頂形狀。
  30. 如請求項1或2之結構，其中該電路設計更包含至少部份地埋在該模製至少一塑膠層內之多數組件。
  31. 如請求項1或2之結構，其中該連接器更包含多數電子及/或連接組件，或至少一積體電路。
  32. 如請求項1或2之結構，其中該連接器或該連接器之一本體構件及/或用於該連接器之一鎖固框架包含至少部份地被該模製塑膠填充之一空腔。
  33. 如請求項1或2之結構，其中該基材薄膜包含至少一材料，該至少一材料選自於由：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)、共聚酯、共聚酯樹脂、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、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、碳纖維、有機材料、生物材料、皮革、木材、布料、織物、金屬、有機天然材料、實心木材、薄木板、夾板、樹皮部、樹皮、樺樹皮、軟木塞、天然皮革、天然布料或織物材料、棉花、羊毛、亞麻布、蠶絲、 其他天然生成材料及上述者之任何組合構成的群組。
  34. 如請求項1或2之結構，其中該至少一塑膠層包含至少一材料，該至少一材料選自於由：彈性樹脂、熱固性材料、熱塑性材料、PC、PMMA、ABS、PET、共聚酯、共聚酯樹脂、尼龍(PA，聚醯胺)、PP(聚丙烯)、TPU(熱塑性聚脲)、聚苯乙烯(GPPS)、TPSiV(熱塑性聚矽氧硫化橡膠)及MS樹脂構成之群組。
  35. 如請求項1或2之結構，其中該等導電區域包含至少一材料，該至少一材料選自於由：導電墨水、導電奈米墨水、銅、鋼、鐵、錫、鋁、銀、金、白金、導電黏著劑、碳纖維、合金、銀合金、鋅、黃銅、焊料、鈦及其任何組分構成之群組。
  36. 如請求項1或2之結構，其中該等接觸元件包含至少一材料，該至少一材料選自於由：銅、銀、金、白金、導電黏著劑、碳纖維、鋅、黃銅、合金及銀合金構成之群組。
  37. 如請求項1或2之結構，其中該連接器包含至少一形貌體，該至少一形貌體選自於由：銷頭、壓接連接器、彈性接觸構件、彈簧負載接觸構件、彈簧負載接觸銷或條、接觸墊、接觸區域、接觸銷、較佳地具有導電材料之多數壁及/或底部的孔、插座、母插座、公插頭或插座、混合式插座、銷插座及彈簧銷插座構成的群組。
  38. 如請求項1或2之結構，包含選擇地包括在該電路設計中或至少電氣地或操作地連接於該電路 設計之至少一形貌體，且該至少一形貌體選自於由：電子組件、機電組件、光電組件、輻射發射組件、發光組件、LED(發光二極體)、OLED(有機LED)、側射出LED或其他光源、頂射出LED或其他光源、底射出LED或其他光源、輻射偵測組件、光偵測組件、光二極體、光電晶體、光伏裝置、感測器、微機械組件、開關、觸控開關、觸控面板、近接開關、觸控感測器、大氣感測器、溫度感測器、壓力感測器、水分感測器、氣體感測器、近接感測器、電容開關、電容按鈕、電容感測器、投射電容感測器或開關、單電極電容開關或感測器、複數電極電容開關或感測器、固有電容感測器、互電容感測器、感應感測器、感測器電極、微機械組件、UI元件、使用者輸入元件、振動元件、聲音產生元件、通訊元件、發射器、接收器、收發器、天線、紅外線接收器或發射器、無線通訊元件、無線標籤、無線電標籤、標籤閱讀機、資料處理元件、資料儲存元件、電子次總成、光引導元件、光波導、透鏡、反射器、覆蓋該連接器之一接觸元件之至少一部份的密封材料、該基材薄膜上之電子組件或其他形貌體、將該連接器或電子組件之一接觸元件固定在該基材上之該電路設計上的導電黏著劑及將該連接器固定在該基材上之黏著劑構成的群組。
  39. 一種系統，其包含：如請求項1至38中任一項之複數層結構；及一裝置，其包含該外連接元件以便透過該連接器與該複數層結構連接。
  40. 一種用於製造一複數層結構之方法， 其包含以下步驟：取得用於收納電子元件之一可撓的基材薄膜，該基材薄膜具有相對的第一與第二側；最好至少部份地藉由印刷電子技術來提供一電路設計，該電路設計包含在該基材薄膜之該等第一及/或第二側上的多數導電材料之導電區域；形成該基材薄膜以至少局部地呈現一本質上三維形狀；將一電氣連接器配置在該基材薄膜上，該連接器包含多數導電接觸元件，使得它延伸至該基材薄膜之該等第一與第二側且該等多數導電接觸元件連接於該電路設計之該等導電區域，同時進一步組配成回應一外連接元件與該基材薄膜之該第一或第二側上或與該基材薄膜相鄰的該連接器對接而與該外連接元件電氣地耦合；及選擇地使用射出成型較佳地在該基材薄膜之該第一及/或第二側及該電氣連接器元件上模製熱塑性材料以便將該電氣連接器至少部份地掩埋在該材料中、選擇地完全掩埋在該基材之一側上的該電氣連接器之一部份，該基材之該側係面向遠離在該外連接元件之一相對連接側，藉此加強該電氣連接器與該基材薄膜之固結。
  41. 如請求項40之方法，包含以下步驟：選擇地藉由衝壓、刺穿及/或壓接將選擇地包含該電氣連接器之一或多數接觸元件的一部份的該電氣連接器之一部份穿過該基材薄膜之材料以便在該基材薄膜中建立多數 貫穿孔。
  42. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：使該基材薄膜具有一貫穿孔，接著將該電氣連接器配置成穿過該貫穿孔以便延伸至該薄膜之該等第一與第二側。
  43. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：最好藉由黏合或膠合固定該電氣連接器。
  44. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：形成，選擇地熱成型或冷成型，具有該電路設計之至少一部份的該基材薄膜使它選擇地成形以便至少局部地呈現一實質三維目標形狀。
  45. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：將一對應元件或一鎖固框架附接在該電氣連接器上以加強該連接器與該基材之固結且選擇地相對該電氣連接器元件固定及/或引導該外連接元件。
  46. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：形成，選擇地熱成型或冷成型，該基材薄膜以界定用於收納該連接器之一部份之一凹部及宜在其一底部配置一貫穿孔，且該連接器透過該貫穿孔延伸穿過該基材薄膜，其中在該基材上設置該連接器前或後選擇地進行該凹部之該形成步驟。
  47. 如請求項40或41之方法，其中該配置步驟包含以下步驟：相對該基材組配包含一彎角或彎曲表面及/或接觸元件之該連接器使得該彎角或彎曲表面及/或 接觸元件實質地對齊該基材之相鄰表面。
  48. 如請求項40或41之方法，其中該連接器包含選擇地初始為至少二分開部件之至少二部份，該等至少二部份配置在該基材薄膜之相對側上且穿過該基材薄膜及/或環繞該基材薄膜之邊緣連接在一起。
  49. 如請求項48之方法，其中二相對部份中之至少一部份包含設置成藉由加壓或詳而言之壓接動作，穿過該基材薄膜，或進一步穿過該電路設計之多數導電區域，以便連接該等突起及另一部份。
  50. 如請求項48之方法，其中至少二相對部份藉由在它們之間建立的多數較佳焊接中間形貌體連接，或至少部份地由該等部份中之任一部份的材料連接。
  51. 如請求項40或41之方法，包含以下步驟：提供至少一元件，該至少一元件選自於由：該基材薄膜上之電子組件、覆蓋該連接器之一接觸元件之至少一部份的密封材料、該基材薄膜上之電子組件或其他形貌體、該模製塑膠層之相對側上的第二基材薄膜、將該連接器之一接觸元件或電子組件固定在該基材上之該電路設計上的導電黏著劑、將該連接器固定在該基材上之黏著劑、穿過該基材及/或一或多數模製層之導電通路及藉由該模製材料選擇地界定以便將該外連接元件固定在該連接器上之鎖固元件構成的群組。
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