用于轮胎补片中的压电装置的一个向上、一个向下的连接结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明大体上涉及一种用作轮胎补片的一部分的压电装置，并且更确切地说，涉 及一种用于用作轮胎补片的一部分的压电装置的电连接结构。
【背景技术】
[0002] 电子装置与轮胎结构的结合已经显示出产生很多实践优势。压电装置已与轮胎补 片结合以向用以测量轮胎参数的轮胎补片的各种传感器以及其它组件提供电源。压电装置 还已经用以获取关于在轮胎旋转期间轮胎的各种物理参数的数据。此类信息可以适用于轮 胎监控和警报系统以及适用于轮胎测试和设计。
[0003] 用于压电装置的一种已知结构包含具有一个或多个压电组件的衬底，所述压电组 件例如发电组件以及信号产生组件。每一压电组件可以包含夹层结构，所述夹层结构包含 将压电层夹在中间的上导电层以及下导电层。衬底可以包含各种绝缘层，例如用以保护压 电组件并且使压电组件绝缘的上绝缘层以及下绝缘层。压电装置的各种压电组件可以使用 导电端子电耦合到例如印刷电路板等外部装置上。
[0004] 在用于压电装置的典型连接中，用于衬底的压电组件的导电端子全部接近于衬底 的单个表面定位并且暴露于所述表面，例如压电衬底的上表面。在这些连接中，使用加压连 接在接近于压电衬底的上表面定位的导电端子与下导电层之间进行电连接。这种加压连接 包括使用经局部施加的高压压缩技术使接近上导电层的导体与导电端子连通以及使一导 体与下导电层连通，从而在导电端子与下导电层之间形成电接触。
[0005] 例如，图1描绘了具有已知连接结构30的示例性压电装置10。如图所示，连接结 构30包含多个导电端子32、34、36、38。导电端子32、34、36以及38中的每一者通过压电 装置10的同一绝缘层40暴露于压电装置10的同一表面。导电端子34以及36中的某些 通过加压连接50耦合到压电装置10中的压电组件上。加压连接50要求将安置在压电装 置10的一层中的导体通过高压压缩与安置在压电装置10的另一层中的导体接触。如所描 绘，用于加压连接50所需的空间可能占据压电装置10上的宝贵占据面积。
[0006] 鉴于压电装置在轮胎旋转期间可能经受的应变，将导电端子耦合到压电装置中的 下导电层上的加压连接在压电装置使用期间可能破坏或可能失效。另外，在许多应用中，例 如FR4等相对刚性材料用于衬底的绝缘层。可能难以使用经局部施加的高压压缩技术通过 这些刚性绝缘层形成可实行加压连接。
[0007] 因此，存在用于压电装置的经改进电连接结构的需要。容易使压电装置结合到轮 胎补片中的连接结构将特别有用。
【发明内容】
[0008] 本发明的各方面以及优点将部分在以下描述中进行阐述，或者可以从所述描述中 显而易见，或者可以通过本发明的实践来习得。
[0009] 本发明的一个示例性方面涉及一种轮胎可安装设备。所述轮胎可安装设备包含具 有压电组件的衬底。压电组件包含第一导电层和第二导电层以及布置在第一导电层与第二 导电层之间的压电层。衬底进一步包含安置在第一导电层上的第一绝缘层以及安置在第二 导电层上的第二绝缘层，使得压电组件在衬底中布置在第一绝缘层与第二绝缘层之间。衬 底进一步包含导电端子结构。导电端子结构包含多个导电端子，所述多个导电端子包含电 耦合到第一导电层上的第一导电端子以及电耦合到第二导电层上的第二导电端子。第一导 电端子通过衬底的第一绝缘层暴露并且第二导电端子通过衬底的第二绝缘层暴露。
[0010] 本发明的另一示例性方面涉及一种制造轮胎可安装设备的方法。所述方法包含将 第一支撑杆与在衬底中形成的多个导电端子对准，衬底包括布置在第一绝缘层与第二绝缘 层之间的压电组件。多个导电端子包含通过衬底的第一绝缘层暴露的第一导电端子以及通 过衬底的第二绝缘层暴露的第二导电端子。所述方法进一步包含在形成于衬底的第二绝缘 层中的第二焊料井中提供焊料。第二焊料井与第二导电端子相关联。所述方法进一步包含 将位于第一支撑杆中的电连接器与第二导电端子焊接。
[0011] 在本发明的此示例性方面的特定实施方案中，所述方法可以进一步包含在形成于 衬底的第一绝缘层中的第一焊料井中提供焊料。第一焊料井可以与第一导电端子相关联。 所述方法可以进一步包含将电连接器与第一导电端子焊接。
[0012] 参考以下描述以及所附权利要求书，本发明的这些以及其它特征、方面以及优点 将得到更好的理解。并入在本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图图示了本发明的 实施例，并且与所述描述一起用以说明本发明的原理。
【附图说明】
[0013] 本发明的针对所属领域的技术人员的完整且能够实现的揭示（包含其最佳模式） 在说明书中得到阐述，所述揭示参考附图，在所述附图中：
[0014] 图1描绘了具有已知连接结构的压电装置的平面视图；
[0015] 图2描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性轮胎可安装设备的分解视图；
[0016] 图3描绘了包含根据本发明的示例性实施例的压电组件的衬底的截面视图；
[0017] 图4描绘了包含根据本发明的示例性实施例的导电端子结构的衬底的第一表面 的平面视图；
[0018] 图5描绘了包含根据本发明的示例性实施例的导电端子结构的衬底的第二表面 的平面视图；
[0019] 图6描绘了根据本发明的示例性实施例的导电端子结构的截面视图；
[0020]图7描绘了根据本发明的示例性实施例的轮胎可安装设备的分解视图；以及
[0021] 图8描绘了根据本发明的示例性实施例的示例性方法的流程图。
【具体实施方式】
[0022] 现将详细参考本发明的实施例，本发明的实施例中的一个或多个实例在附图中图 示。每个实例作为本发明的说明而非本发明的限制来提供。事实上，所属领域的技术人员将 清楚，在不脱离本发明的范围或精神的情况下可以在本发明中进行各种修改以及改变。举 例来说，图示或描述为一个实施例的一部分的特征可以与另一实施例一起使用以产生再另 一实施例。因此，希望本发明涵盖此类修改以及变化，所述修改以及变化处于所附权利要求 书以及其等效物的范围内。
[0023] 本发明大体上涉及一种用于用作轮胎可安装设备的一部分的压电装置的经改进 导电端子结构，所述轮胎可安装设备例如，可以与轮胎结合以测量轮胎的各种参数的轮胎 补片。确切地说，压电装置可以包含用以收集能量和/或提供指示轮胎旋转/应变的信号的 一个或多个压电组件。压电组件可以具有夹层结构，夹层结构包含布置在一对导电层之间 的压电层，例如，锆钛酸铅（PZT)层。压电组件可以布置在一对绝缘层（例如FR4层）之间。 压电装置可以实施为衬底或可以采用任何其它合适的形式，例如膜。在压电装置中可以提 供电连接结构以将压电组件电连接到印刷电路板或用作轮胎补片的一部分的其它装置上。 压电组件可以通过电连接结构向位于印刷电路板上的各种装置提供能量和/或信号。
[0024] 与包含全部通过衬底的单个绝缘层（例如，衬底的上层）暴露的多个导电端子的 已知电连接结构不同，根据本发明的各方面的电连接结构以一个向上、一个向下的配置来 布置。在这种配置中，电耦合到压电组件的上导电层上的至少一个导电端子通过衬底的上 绝缘层暴露。另外，电耦合到压电组件的下导电层上的至少一个导电端子通过衬底的下绝 缘层暴露。因此，电连接结构的至少一对导电端子通过衬底的相对表面暴露用于电连接，使 得存在至少一个"向上的"导电端子以及一个"向下的"导电端子。
[0025] 根据本发明的各方面的一个向上、一个向下的电连接结构消除了对于将导电端子 与压电组件的导电层电耦合的加压连接的需要。加压连接的消除提供了许多优点。举例来 说，加压连接的消除改进了在压电组件与印刷电路板之间的电连接的耐久性，从而导致提 高了轮胎补片的可靠性以及使用寿命。此外，在不影响衬底内的电连接的质量的情况下，例 如FR4材料等相对刚性材料可以用作衬底的绝缘层。
[0026] 根据本发明的特定方面，一个向上、一个向下的电连接结构可以与经设计以保持 电连接结构与印刷电路板之间的电连接完整性的连接器组合件组合使用。举例来说，电连 接结构可以布置在第一支撑杆与第二支撑杆之间。安置在第一支撑杆中的电连接器可以焊 接到通过邻接于第一支撑杆的绝缘材料层暴露的"向下的"导电端子上。类似地，电连接器 可以焊接到通过邻接于第二支撑块的绝缘