电路的增材制造的制作方法

1.本公开涉及电路的制造，并且更特别地涉及在印刷电路板上制造电路。


背景技术：

2.本部分中的陈述仅提供了与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
3.印刷电路板(pcb)用于使用层压在非导电基板的各层之间的导电迹线或构件来支撑并连接电子部件。制造pcb的传统方法包括焊接电子部件(作为举例诸如处理器、二极管和电阻器)以进行电气和机械连接。这些方法可能是耗时的并且会导致在诸如机动车辆的应用中重量增加的pcb。
4.近年来，机动车辆的轻量化已变得越来越重要，同时随着对自主和“智能”车辆的推动，集成到机动车辆中的电子器件的量也在不断增加。越来越多的传感器和电子器件进入到机动车辆中，而轻量化仍然是重要的设计考虑因素。因此，机动车辆设计者面临着集成更多电子部件，同时维持轻质车辆的挑战。
5.本公开解决了与机动车辆中的电子部件的集成相关的这些问题，以及与电子部件的制造相关的其他问题。


技术实现要素：

6.本部分提供了对本公开的总体概述并且不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
7.在一种形式中，提供了一种制造电子组件的方法，所述方法包括：使用增材制造工艺来形成基层；使用增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用增材制造工艺在所述第二导热和导电中间层的至少一部分上形成保护层。
8.在所述方法的可单独地或以任何组合采用的变型中，所述基层是导热材料；所述保护层是不导电材料；所述保护层是导热的；所述电子部件通过机器人放置到所述第一导热和导电中间层上；所述电子部件包括led，并且所述方法还包括使用增材制造工艺在与所述led相邻处形成光学层；所述增材制造工艺中的每一者是相同的；所述增材制造工艺中的每一者包括材料喷射或材料挤出；并且所述层中的每一者包括聚合物材料。
9.在本公开的另一种形式中，提供了一种电子组件，所述电子组件通过某一工艺来形成，所述工艺包括：使用增材制造工艺来形成基层；使用增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿
过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用增材制造工艺在所述第二导热和导电中间层的至少一部分上形成保护层。
10.在所述电子组件的可单独地或以任何组合采用的变型中，所述电子部件包括印刷电路板以及固定到所述印刷电路板的至少两个导电垫，所述导电垫中的每一者包括上表面和下表面，其中所述多个通孔延伸穿过所述印刷电路板以将所述上表面连接到所述下表面。在另一种形式中，每个导电垫包括镀金层，其中所述镀金层沿着所述通孔的内表面、沿着所述上表面并沿着所述下表面延伸。所述电子部件可包括固定到所述导电垫的led以及设置在与所述led相邻处的光学透镜。在另一个变型中，所述电子部件在形成所述第二导热和导电中间层之前放置到支撑垫上。在更进一步的变型中，所述第二导热和导电中间层包括至少一个孔隙以提供通向所述电子部件的通路，所述导电垫使用增材制造工艺来形成，并且所述增材制造工艺中的每一者是相同的，所述增材制造工艺可为材料喷射或材料挤出。
11.在本公开的又一种形式中，一种制造电子组件的方法包括：使用增材制造工艺来形成基层；使用所述增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用所述增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用所述增材制造工艺在所述第二导热和导电中间层的至少一部分上形成保护层。在所述方法的变型中，所述增材制造工艺包括材料喷射或材料挤出。
12.根据本文中提供的描述，另外的适用领域将变得显而易见。应当理解，描述和具体示例仅意图用于说明目的，并且不意图限制本公开的范围。
附图说明
13.为了可以很好地理解本公开，现在将参考附图通过举例的方式描述本公开的各种形式，在附图中：
14.图1是穿过根据本公开的教导构造的电子组件的横截面图；
15.图2a是安装到印刷电路板并根据本公开的教导构造的led的顶视图；
16.图2b是沿着图2a的线2b-2b截取的横截面图；并且
17.图3是示出根据本公开的教导的制造方法的流程图。
18.本文中描述的附图仅用于说明目的，而不意图以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
19.以下描述本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本公开、应用或用途。应当理解，贯穿附图，对应的附图标记指示相似或对应的零件和特征。
20.参考图1、图2a和图2b，示出了电子组件并且所述电子组件大体由附图标记20指示。电子组件包括基层22、第一导热和导电中间层24、第二导热和导电中间层26、保护层28以及电子部件30，所述电子部件包括设置在所述层内的多个通孔(或开口/孔隙)32。
21.在一种形式中，电子部件30是印刷电路板(pcb)34，并且还包括安装在所述pcb上
的led 36。在一个变型中，光学层38(其在一种形式中可为光学透镜)设置在与led 36相邻处。在一种形式中，基层22是导热材料，而在另一种形式中，保护层28是不导电材料。保护层28也可为导热材料。另外，如本文所示和所描述的各个层通常是聚合物材料。
22.导电垫40固定到pcb 34，导电垫40中的每一者包括上表面42和下表面44，其中多个通孔32延伸穿过pcb 34以将上表面42连接到下表面44。因此，通孔32还包括导电内表面46。在一个变型中，每个导电垫40包括镀金层(未示出)，其中镀金层沿着通孔32的内表面46，沿着上表面42并沿着下表面44延伸以增加导电性。然而，应当理解，镀金层是任选的，并且为了降低电子组件20的成本可以被排除在外。
23.如进一步所示，led 36固定到导电垫40、14。另外，基层22包括支撑垫50，并且电子部件30(在这种形式中为pcb 34)设置在支撑垫50上。在该所示的形式中，第二导热和导电中间层26包括至少一个孔隙52以提供通向电子部件30以及led 36的通路。
24.有利地，本公开提供了一种使用增材制造(am)工艺制造电子组件20的方法，所述am工艺为各种应用(包括例如机动车辆)提供了更稳固且轻质的封装。
25.更具体地，且参考图3，制造电子组件20的方法通常包括：使用增材制造工艺来形成基层22；使用增材制造工艺将第一导热和导电中间层24形成到基层22上；将电子部件30放置到第一导热和导电中间层24上；以及使用增材制造工艺在第一导热和导电中间层24上并在电子部件30的至少一部分上形成第二导热和导电中间层26。如先前所示，第二导热和导电中间层26的材料延伸穿过通孔32以接触第一导热和导电中间层24和通孔32，从而在它们之间形成接合。接着，使用增材制造工艺在第二导热和导电中间层26的至少一部分上形成保护层28。
26.在一种形式中，通过机器人(未示出)将电子部件30放置到第一导热和导电中间层24上。另外在另一种形式中，使用增材制造工艺形成与led 36相邻的光学层38。导电垫40也可使用增材制造工艺来形成。
27.用于每一层的增材制造工艺中的每一者可为相同的，作为举例诸如材料喷射。可选地，可针对所有层采用材料挤出以及各种其他am工艺。在另一种形式中，不同的am工艺用于不同的层。
28.除非本文另有明确指示，否则指示机械/热性质、组成百分比、尺寸和/或公差或其他特性的所有数值在描述本公开的范围时应理解为由字词“约”或“大约”修饰。出于各种原因期望进行这种修饰，所述原因包括：工业实践；材料、制造和组装公差；以及测试能力。
29.如本文所使用，短语a、b和c中的至少一个应被解释为使用非排他性逻辑或表示逻辑(a或b或c)，并且不应被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个、以及c中的至少一个”。
30.本公开的描述本质上仅是示例性的，并且因此，不脱离本公开的实质的变型意图在本公开的范围内。不应将此类变型视为脱离本公开的精神和范围。
31.根据本发明，一种制造电子组件的方法，包括：使用增材制造工艺来形成基层；使用增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述
通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用增材制造工艺在所述第二导热和导电中间层的至少一部分上形成保护层。
32.根据一个实施例，所述基层是导热材料。
33.根据一个实施例，所述保护层是不导电材料。
34.根据一个实施例，所述保护层是导热的。
35.根据一个实施例，通过机器人将所述电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上。
36.根据一个实施例，所述电子部件包括led，并且所述方法还包括使用增材制造工艺在所述led相邻处形成光学层。
37.根据一个实施例，所述增材制造工艺中的每一者是相同的。
38.根据一个实施例，所述增材制造工艺中的每一者包括材料喷射或材料挤出。
39.根据一个实施例，所述层中的每一者包括聚合物材料。
40.根据本发明，提供了一种电子组件，所述电子组件通过某一工艺来形成，所述工艺具有：使用增材制造工艺来形成基层；使用增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用增材制造工艺在所述第二导热和导电中间层的至少一部分上形成保护层。
41.根据一个实施例，所述电子部件包括：印刷电路板；以及固定到所述印刷电路板的至少两个导电垫，所述导电垫中的每一者包括上表面和下表面，其中所述多个通孔延伸穿过所述印刷电路板以将所述上表面连接到所述下表面。
42.根据一个实施例，每个导电垫包括镀金层，其中所述镀金层沿着所述通孔的内表面、沿着所述上表面并沿着所述下表面延伸。
43.根据一个实施例，所述电子部件包括固定到所述导电垫的led以及设置在与所述led相邻处的光学透镜。
44.根据一个实施例，所述基层包括支撑垫，并且所述电子部件在形成所述第二导热和导电中间层之前放置到所述支撑垫上。
45.根据一个实施例，所述第二导热和导电中间层包括至少一个孔隙以提供通向所述电子部件的通路。
46.根据一个实施例，所述导电垫使用增材制造工艺来形成。
47.根据一个实施例，所述增材制造工艺中的每一者是相同的。
48.根据一个实施例，所述增材制造工艺中的每一者包括材料喷射或材料挤出。
49.根据本发明，一种制造电子组件的方法，包括：使用增材制造工艺来形成基层；使用所述增材制造工艺将第一导热和导电中间层形成到所述基层上；将电子部件放置到所述第一导热和导电中间层上，所述电子部件包括多个通孔；使用所述增材制造工艺在所述第一导热和导电中间层上并在所述电子部件的至少一部分上形成第二导热和导电中间层，其中所述第二导热和导电中间层的材料延伸穿过所述通孔以接触所述第一导热和导电中间层和所述通孔，从而在它们之间形成接合；以及使用所述增材制造工艺在所述第二导热和
导电中间层的至少一部分上形成保护层。
50.根据一个实施例，所述增材制造工艺包括材料喷射或材料挤出。