电路板组件的制作方法
【专利摘要】描述了一种电路板组件。电路板组件(1)包括：模块(2)，包括第一柔性基底(7)和安装在第一柔性基底上的器件；以及电路板(3)，包括第二柔性基底(4)，其中模块安装在电路板上。
【专利说明】电路板组件发明领域
[0001 ] 本发明涉及一种电路板组件。
[0002]背景
[0003]电子元件越来越多地被并入到印刷物品中，例如图书、海报以及贺卡，以允许印刷物品变得更具交互性。交互式印刷物品的示例在GB 2464537 A、WO 2004077286A、WO2007035115 A 和 DE 19934312672 A 中进行了描述。
[0004]照惯例，分立器件(例如电容器)和封装器件(比如微控制器)被安装到印刷线路板，并且印刷线路板被安装到或者插入到印刷物品中。
[0005]概述
[0006]本发明旨在便于将器件并入到诸如游戏、图书、贺卡、产品包装以及海报之类的物品中。
[0007]根据本发明的第一个方面，提供一种模块，包括第一柔性基底和安装在第一柔性基底上的器件；以及电路板，包括第二柔性基底，其中模块安装在电路板上。
[0008]这样，不仅是可以使用移动的连续制板工艺(continuous sheet process)或者其他可使用印刷和/或转化工艺(比如GB 2472047 A中描述的过程)实施的大体积工艺(high-volume process)来封装器件以形成模块,而且也可使用相同或者相似的工艺将模块安装到印刷物品或印刷物品的一部分。
[0009]器件包括一组端子。该组端子可连接(例如通过导电胶、油墨或者带粘合)至被提供在第一柔性基底上的第一组接触衬垫。接触衬垫中的一些或全部可比端子大。
[0010]第一组接触衬垫可连接(例如通过导电胶、油墨或者带粘结)至被布置在第二柔性基底上的第二组接触衬垫。
[0011]第一组接触可被布置在第一柔性基底的第一面上，并且不但可充当与器件的接触区域，还可充当与电路板的接触区域。例如，模块可以以反向的状态(或“翻转的”)安装到第二柔性基底上，其中第一组接触衬垫面向第二柔性基底。可替代地，第一基底的部分可折叠到模块下方，使得第一组接触中的一些或者全部的部分面向第二柔性基底，并且模块可以以直立状态安装到第二柔性基底上。第一柔性基底可包括切口或者槽，例如，从第一基底的边缘延伸以允许或者帮助第一基底的一些(但不是其他)部分被折叠。
[0012]第一组接触衬垫可连接到被布置在第一柔性基底上的第三组接触衬垫。这样，第一组接触衬垫可以充当与器件的接触区域，而电连接到第一组接触衬垫的第三组接触衬垫充当与电路板的分离的接触区域。
[0013]第三组接触衬垫可被布置在第一柔性基底的第一面上，但与第一组接触衬垫间隔开并且通过导电迹线连接。因此，第三组接触衬垫可以是第一组接触衬垫的延伸。例如，第一接触衬垫和第三组接触衬垫以及导电迹线可形成在同一导电材料层中。这样，模块可以以反向状态或者直立状态安装到第二柔性基底上，其中第三组接触衬垫被布置在第一柔性基底的折叠部分上。
[0014]第三组接触衬垫可布置在第一柔性基底的相对的第二面上。
[0015]第一组接触衬垫和第三组接触衬垫可使用填充穿过第一柔性基底的第一面和第二面之间的通孔(或者孔)的导电胶或者油墨被电连接。另外或者可替代地，第一组接触衬垫和第三组接触衬垫可以使用从第一面上的第一组接触在第一柔性基底的一个或者多个边缘上方行进到第二面上的第一组接触上的导电胶、油墨、带或者箔被连接。
[0016]第三组接触衬垫可例如使用导电胶、油墨或者带，连接到被布置在第二柔性基底上的第二组接触衬垫。
[0017]被布置在第二柔性基底上的第二组接触衬垫可以或者连接到例如由导电油墨或箔形成的一组导电迹线。
[0018]器件可置于第一柔性基底和第二柔性基底之间。第一柔性基底可置于器件和第二柔性基底之间。
[0019]第一柔性基底可包括纸、卡、纸板或者其他类似的纤维基材料。纸或者卡可包括可成形的纸或者卡。第一柔性基底可被成形(或者被模制)。例如，第一柔性基底可形成凸起。第一柔性基底可包括塑料。例如，该基底可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。第一柔性基底可包括层压制件，例如包括覆盖有塑料层或者介于两个塑料层之间的纤维基材料层。通过使用纤维基材料，可使用较少的材料，这有利于环境保护。纤维基材料可包括循环使用的材料。
[0020]第一柔性基底和第二柔性基底可包括大体上相同的材料。
[0021 ] 器件可使用导电胶、导电油墨或者导电带安装到第一柔性基底上。导电油墨可包括非导电粘合剂。导电油墨或胶可以基于水。导电油墨或胶可以基于溶剂。导电油墨可以是可固化的，例如使用紫外(UV)线。导电油墨或胶可采用浆料形式，即导电浆料。
[0022]第一柔性基底可具有不大于200cm2或者不大于1cm2 (为了不大于裸芯片或芯片)的面积。
[0023]第二柔性基底可包括纸、卡、纸板或者其他类似的纤维基材料。纸或者卡可包括可成形的纸或者卡。第二柔性基底可被成形(或者被模制)。例如，第二柔性基底可形成凸起。第二柔性基底可包括塑料。例如，该基底可包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)或者聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。第二柔性基底可包括层压制件，例如包括被塑料层覆盖或者介于两个塑料层之间的纤维基材料层。
[0024]模块可使用导电胶、导电油墨或者导电带安装到第二柔性基底。封装器件可使用导电胶、导电油墨或者导电带安装到第二柔性基底。导电油墨可包括非导电粘合剂。导电油墨或I父可以基于水。导电油墨或I父可以基于溶剂。导电油墨可以是可固化的，例如使用UV线。
[0025]水基导电油墨或者胶可具有90至300厘泊(cP)之间的施加粘度(applicat1nviscosity).UV固化的导电油墨或者胶可具有约250至600cP的施加粘度。溶剂基导电油墨或者胶可具有100至500cP的施加粘度。
[0026]水基或者溶剂基导电油墨可在体积上具有15 %至80 %的固体含量和/或在重量上具有高达95%的固体含量。UV固化的导电油墨实际上可被认为在体积或重量上是100%。
[0027]导电油墨或胶(例如第一接触衬垫和/或第二接触衬垫和/或粘结材料)可具有至少I μ m或者至少2 μ m的厚度。导电油墨或胶可具有至少5 μ m或者至少10 μ m的厚度。导电油墨或胶可具有不大于100 μ m或者不大于50 μ m的厚度。导电油墨或胶可具有不大于20 μ m或者不大于10 μ m的厚度。例如被柔性版印刷施加的干的导电油墨可具有I至10 μ m之间的厚度。
[0028]第二柔性基底可具有至少500cm2的面积。这样，电路板可具有大的面积,例如A4大小或者更大。
[0029]器件可包括半导体裸芯片。器件可包括微控制器。器件可包括发光二极管。
[0030]第二柔性基底可支撑例如采用指尖大小(例如具有0.2mm2至2_2之间的面积)形式的一个或者多个电容式触摸开关和/或用于触摸板的触摸电极阵列。这样，微控制器和其他器件可直接安装或者通过一个或多个其他柔性基底安装，以形成增强的印刷物(比如海报或者贺卡)，用户可使用触摸为该增强的印刷物提供输入。
[0031]模块可包括例如使用各自的模块安装到第一柔性基底的至少两个器件。此外或可替代地，模块可包括安装到第三柔性基底的至少一个另外的器件，第三柔性基底安装到第二柔性基底。
[0032]电路板组件可包括印刷物品或者印刷物品的一部分(比如封面)。印刷物品可以是贺卡、海报、产品包装、销售点显示器、地图或者小册子。
[0033]印刷物品或者印刷物品的部分可提供第二柔性基底。导电区域(比如导电迹线)可布置在第二柔性基底的第一面上，并且印刷的标记可布置在第二柔性基底的相对的第二面上。
[0034]根据本发明的第二方面，提供一种制造电路板组件的方法，该方法包括在电路板上安装模块，其中模块包括第一柔性基底和安装在第一柔性基底上的器件，并且电路板包括第二柔性基底。
[0035]该方法包括使用导电胶、油墨或者带将器件贴附到第一柔性基底上。该方法可包括在第一柔性基底的接触衬垫上放置胶、油墨或者带，以及使器件和第一柔性基底相接触。
[0036]该方法可包括使用导电胶、油墨或者带将模块贴附到第二柔性基底。该方法可包括在第一柔性基底和/或第二柔性基底上的接触衬垫上放置胶、油墨或者带，以及使模块和第二柔性基底相接触。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是柔性电路板组件的部分的简化透视图；
[0038]图2是柔性模块的简化透视图；以及
[0039]图3示出将图1的柔性模块安装到柔性电路板。
【具体实施方式】
[0040]图1示出柔性电路板组件I的部分。
[0041 ] 此外，参考图2和图3，电路板组件I包括模块2和电路板3。电路板3包括柔性基底4，其具有支撑一组接触衬垫6的面5。基底4由绝缘材料形成，比如卡、纸或者塑料。基底4可采用卡片或者纸片的形式。基底4可以是层压制件。在本示例中，仅示出两个接触衬垫6。然而，可提供许多接触衬垫6，例如二十个或者更多。
[0042]接触衬垫6包括导电油墨，比如银基导电油墨，并且可直接形成于电路板基底4上。接触衬垫6可以是连接到一组导电迹线(未示出)的分立衬垫。然而，接触衬垫6可由导电迹线的区段或者末端提供。在一些示例中，接触衬垫6可由例如直接形成在电路板基底4上的金属箔提供。接触衬垫6可具有至少100 μ m的尺寸(例如宽度和/或长度)。例如，接触衬垫6具有I至1mm之间的宽度。
[0043]模块2包括柔性基底7，例如卡片或者塑料片，其具有第一面8和第二面9、器件10以及在基底7的第一面8上支撑的一组接触衬垫11。模块2可包括保护罩12。接触衬垫11包括导电油墨，比如银基导电油墨，并且可直接形成于模块基底7上。在一些示例中，接触衬垫11可由金属箔提供。接触衬垫11可具有至少100 μ m的尺寸(例如宽度和/或长度)。例如，接触衬垫11具有I至1mm之间的宽度。
[0044]器件10包括一组端子13，比如粘合衬垫。典型地，端子13具有约100 μ m的尺寸。但是，端子13可更大。在本示例中，示出简单的两端子器件10。但是，器件10可具有许多端子，例如20个端子或者更多。端子13电连接到接触衬垫11。例如，每个端子13完全或者部分地与相应的接触衬垫11重叠，并且使用导电胶、油墨或者带(未示出)贴附。
[0045]GB 2472047 A中描述了适合的模块和制作这种模块的方法，通过引用将其合并于此。
[0046]具体参考图3，使用导电油墨14将模块2贴附到电路板3上。模块2被“面朝下”，即被翻转安装到电路板3上，使得器件10置于基底4、7之间。
[0047]模块接触衬垫11电连接到电路板接触衬垫6。例如，每个模块接触衬垫11完全或者部分地与相应的电路板衬垫6重叠，并且使用导电油墨14固定。导电油墨14可包括非导电粘合剂，比如聚醋酸乙烯脂(PVA)、硅树脂或者环氧树脂，以增加粘合力。可使用导电带代替油墨。
[0048]在一些示例中，模块2可“面朝上”安装到电路板3上，使得模块基底7被置于器件10和电路板基底4之间。可以以多种不同的方式实现模块接触衬垫11和电路板衬垫6之间的电连接。
[0049]例如，模块2的相对端可被折叠在模块2的和下方，从而使得模块接触衬垫11的被折叠的部分面向电路板3。
[0050]可替代地，一组通孔可穿过接触衬垫11和模块基底7形成，并填充导电油墨。另一组接触衬垫(未示出)可形成在模块基底7的第二面9上，并且通孔中的导电油墨形成两组模块接触衬垫之间的连接。但是，另一组接触衬垫可被省略，并且用于填充通孔的油墨也可用来提供至电路板接触衬垫6的电连接。油墨可在模块2和电路板3已对准并形成接触之后引入。在这种情况下，油墨可通过毛细管作用被吸入通孔以及模块2和电路板3之间。
[0051]模块2和电路板组件I可以以大体上相同的方式组装，例如，使用连续制板工艺或者其他可使用印刷和/或转化工艺(比如GB 2472047 A中描述的过程)实施的大体积工艺。可使用柔性版印刷工艺。可使用捡-放型机器人。
[0052]模块2和电路板组件I (包括模块2)可在相同的车间甚至是相同的生产线上组装。这可有助于简单地制造电路板组件。
[0053]此外，相同或者相似类型的材料可用于第一基底和第二基底，这有助于减少机械应力。
[0054]可以理解，可以对上文中描述的实施例进行多种修改。
[0055]第一基底和/或第二基底不需要由绝缘材料形成。基底可包括覆盖有绝缘层的导电材料(比如箔)。
[0056]接触衬垫和迹线不一定要使用导电油墨。例如，可使用去金属化膜，其中覆盖塑料膜(比如PET)的金属层(比如铝)通过掩蔽和随后的蚀刻被部分移除(即去金属化)以留下电极和迹线。
[0057]第一基底和/或第二基底无需是平的。基底可被成形(或者被模制)为例如具有凸起和/或波状外形。因此，器件可采用三维(即非平)物品的形式，比如计算机鼠标。基底可由可成形的纸或卡形成，比如毕瑞纤维形式(Billerud FibreForm, RTM)。
[0058]第一基底和/或第二基底可具有不同的轮廓形状。例如，基底不需要具有笔直的边缘，而是可具有弯曲的边缘。第一基底和/或第二基底可包括槽、缝、洞(其与基底的大小相比相对小)和/或孔(其与基底的大小相比相对大)。
【权利要求】
1.一种电路板组件包括: 模块，包括第一柔性基底和安装在所述第一柔性基底上的器件，以及 电路板，包括第二柔性基底，其中所述模块安装在所述电路板上。
2.根据权利要求1所述的电路板组件，其中所述器件包括一组端子，其中所述一组端子连接到被提供在所述第一柔性基底上的第一组接触衬垫。
3.根据权利要求2所述的电路板组件，其中所述第一组接触衬垫连接到被布置在所述第二柔性基底上的第二组接触衬垫。
4.根据权利要求2所述的电路板组件，其中所述第一组接触衬垫连接到被布置在所述第一柔性基底上的第三组接触衬垫，并且所述第三组接触衬垫连接到被布置在所述第二柔性基底上的所述第二组接触衬垫。
5.根据权利要求3或4所述的电路板组件，其中第二组接触衬垫包括一组导电迹线。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述器件被置于所述第一柔性基底和所述第二柔性基底之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底被置于所述器件和所述第二柔性基底之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底包括纸、卡或者纸板。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底包括塑料材料。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底包括层压制件。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底和所述第二柔性基底包括大体上相同的材料。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述器件使用导电胶、导电油墨或者导电带被安装到所述第一柔性基底。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第一柔性基底具有不大于200cm2的面积。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述模块使用导电胶、导电油墨或者导电带被安装到所述第二柔性基底。
15.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述器件包括半导体裸芯片。
16.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述器件包括微控制器。
17.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述模块包括安装在所述第一柔性基底上的至少两个器件。
18.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述模块包括安装在第三柔性基底上的至少一个另外的部件，所述第三柔性基底安装在所述第一柔性基底上。
19.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第二柔性基底包括纸、卡或者纸板。
20.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第二柔性基底包括塑料材料。
21.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第二柔性基底包括层压制件。
22.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第二柔性基底具有至少500cm2的面积。
23.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述第二柔性基底支撑至少一个电容式触摸开关和/或触摸电极阵列。
24.根据前述权利要求中任一项所述的电路板组件，其中所述电路板组件包括印刷物品或者支持印刷标记的印刷物品的部分。
25.—种制造电路板组件的方法，所述方法包括: 将包括第一柔性基底和安装在所述第一柔性基底模块上的器件的模块安装在包括第二柔性基底的电路板上。
【文档编号】H05K3/00GK104247578SQ201380019551
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年3月1日 优先权日:2012年3月2日
【发明者】凯特·斯通 申请人:诺瓦利亚公司