专利名称：带电子电路的柔性导体箔的制作方法
技术领域：
本发明涉及带电子电路的柔性导体箔，由至少一层非导电材料组成，在它的至少一个表面上包含导体图形。
由US 5,986,341公开了上述类型的导体箔，其中线圈形状的导电图形印刷在柔性印刷电路板上。该线圈连接到其它薄膜技术元件上，例如，电容器和集成电路，并嵌在硅中，同时硅也作为覆盖箔的粘合剂。
WO 99/38211介绍了也包含半导体元件和传感器的柔性导体箔在将电子和生物系统结合的医疗技术中的应用。进一步的生物应用为使用微系统作为人工视网膜，作为神经刺激器或作为突触。
从EP 0 836 229 A2中可知在介质层的两侧构成无源元件，特别是提供一种电容器。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种柔性导体箔，特别是由于磁性元件的集成，从而发现进一步的应用领域，其中重点在能量转换。
通过权利要求1中所要求保护的柔性导体箔可以实现本发明的该目的。有利的实施例公开在从属权利要求中。
根据本发明，至少两个导体图形形成磁性元件。
近几年来，例如基于聚酰亚胺通常为“柔性箔”并带有导体图形的柔性箔已能得到并已在商业上使用了。然而，特别是在功率电子产品中，大而硬的元件可防止整个电路易弯曲。这种元件包括如变压器等的磁性元件，以及提高耐电强度的电容器。另一方面，半导体元件通常很小，不考虑它们自身的硬度，足以使整个电路易弯曲。现已知以所谓的“裸片”的形式安装它们没有外壳，例如WO 99/38211中所介绍的。SMD形式的低压元件也可以满足这些要求。柔性箔可有利地用于本发明。
根据优选实施例，非导电材料为介质材料，介电常数εr大于4。用于构成一个或多个电容器，其中每次其中一个导体图形或部分导体图形形成各电容器电极。用于柔性印刷电路板或导体箔的材料通常具有3和4之间的介电常数。根据本发明，使用介电常数范围为4到100，优选从10到80的材料。
特别优选，至少其中一个导体图形形成线圈，由此可以由两个或多个相对放置的这种类型的线圈形成变压器。
原则上，可以构成磁性元件作为不需要任何芯材料的无芯平面线圈或变压器。绕组为相同的柔性层形成的平面绕组，作为电路的导体条。假设未来的开关频率越高，无芯磁性元件将变得更有用。
如果例如对于滤波器或屏蔽仍然需要磁芯，那么根据本发明的另一优选实施例，可以使用包括至少一部分柔性磁性材料的多层。由此，例如铁粉可以粘接在柔性塑料基质中，即公知的数据手册“FPC Folie C350，C351”，SiemensMatsushita Component，1999年6月。该材料具有低渗透常数，但也具有低涡流损耗，使它特别适合于用做变压器或线圈芯或作为升高开关频率时的屏蔽。在Vakuumschmelze GmbH’s1998 catalogue“Weichmagnetische Werkstoffe undHalbzeuge”中，已知一种高渗透的μ金属，用于薄柔性箔中。由于高涡流损耗，该材料特别适合于滤波器的应用。
根据本发明的柔性导体箔能够制造多种电路是由于至少其中的两层由不同的材料组成。由此，可以有利地构成磁性元件和电子元件。磁性元件和电容器相互嵌套，由此形成LC或LCT元件。
根据本发明其它的导电或电子元件也可以用在柔性导体箔中，例如，柔性材料的电阻器，柔性聚合物电子元件以及半导体元件，对于特殊的应用，例如在医疗技术中的传感器。需要半导体尽可能地小，以便电路保持柔性。为此，半导体必需放置在尽可能最小的壳体中，例如SMD或倒装芯片，或有利地安装为“裸片”，然后例如借助键合线接触。半导体叠置到柔性导体箔内特殊壳体的两层之间或作为“裸片”。聚合物电子元件提供了特殊的用途选择。有源元件，例如晶体管和二极管，或发光二极管和由此形成的显示器，可以由这种特殊类型的塑料制成。
根据本发明的柔性电路箔优选用于电源、能源或电压转换的电路。此外，可以使用根据本发明的技术特别地制造在电路输入侧和输出侧的例如滤波器。所述滤波器可以是减少差模噪声和共模噪声。T滤波器、pi滤波器和多级滤波器形式的LC滤波器是可行的，也与集成的阻尼电阻器结合。
其它的电路也是可行的，例如，用于显示的专门的电子驱动器，希望整个结构的荧光屏厚度，包括电子元件为10mm，特别是等离子体显示板(PDP)。集成电路的柔性由此非常适合于驱动薄的平板显示器。如果柔性荧光屏配备有根据本发明的柔性导体箔，那么可以得到特别的应用。
其它的应用选择包括提供带有根据本发明的柔性导体箔的衣物；在该上下文中，例如可行地提供身体上携带的放音设备的电源。
下面参考附图详细地介绍本发明。
图1示出了半桥转换器原理的电路图；以及图2示出了这种转换器的层结构。
具体实施例方式
图1为半桥转换器的示意性表示，设计为谐振转换器。与电压源1并联连接的是滤波器2，由电容器构成；借助由两个开关形成的半桥3，过滤的电压可以分接。分接的电压由带有上游谐振电容器5的变压器4转换，最后施加到负载6。
图2示出了所述转换器如何由不同材料的多个柔性层实现的。第一绝缘层81位于两个柔性箔52，53之间，每个柔性箔含有变压器的次级绕组的导体条作为导体图形31，32。次级侧负载的连接41，42提供在每个导体图形31，32上。在次级侧上第一导体图形31下，柔性磁芯11位于另一柔性箔51上。次级侧上的第一导体图形31和第二导体图形32以常规的方式借助穿过第一绝缘层81的电镀通孔33连接。第二绝缘层82位于次级侧带第二导体图形32的柔性箔53上。变压器的初级侧由以下类似结构形成柔性箔54上的第一导体图形21、设置其上的第三绝缘层83以及第二导体图形22，两个导体图形21，22，和前述一样，借助穿过绝缘层83的电镀通孔23连接。含有初级侧上第二导体图形22的柔性箔55还包括用于滤波电容器的第一电极61和用于谐振电容器的第一电极71。初级侧的第一导体图形21进而通过电镀通孔23连接至第二导体图形22。介质材料层50位于所述柔性箔55上。已知的高容性的介质层基于塑料，例如，聚酰亚胺，并且与通常的柔性箔兼容。另一柔性箔56设置在介质材料层50上，除了滤波电容器的第二电极62和谐振电容器的第二电极72之外，还具有为“裸片”形式的半导体开关10和控制器9。这些元件借助导体条以需要的方式连接。为接触滤波电容器的电极61和62，使用键合线15用于连接半导体开关10。用于输入电压的连接14也安装在柔性箔56上。最后，同样位于柔性箔57上的柔性磁芯12也位于第二导体图形22上。
介绍的电路可用于电压转换，例如，由230V主电压到装置中需要的电压。电池充电器件也可以使用这种电路。可以改进制造隔离变压器、正向变换器、全桥转换器等。特别是连接到230V主电压时，合适的电路设计可确保保护性绝缘。也可以使用本发明的技术制造用于功率因子补偿的电路。电路也可以将电池电压转变成电路中需要的电压。此时，电子产品引入到衣物的应用是可行的。在这方面，这里不需要电隔离。用于此目的的常规电路为升压转换器、降压转换器及其改型。
权利要求
1.一种带电子电路的柔性导体箔，由至少一层非导电材料(50，51，52，53，54，55，56，81，82，83)组成，包括至少它的一个表面上的导体图形(21，22，31，32，61，62，71，72)，其特征在于，至少其中两个导体图形(21，22，31，32)或至少其中两个导体图形的一部分形成至少一个磁性元件。
2.根据权利要求1的柔性导体箔，其特征在于，所述导体图形(21，22，31，32，61，62，71，72)设置在柔性箔(52，53，54，55，56)上。
3.根据权利要求1的柔性导体箔，其特征在于，所述非导体材料为介电常数εr大于4的介质材料。
4.根据权利要求1的柔性导体箔，其特征在于，至少其中一个导体图形形成电容器电极(61，62，71，72)。
5.根据权利要求1的柔性导体箔，其特征在于，至少其中一个导体图形(21，22，31，32)形成线圈或变压器。
6.根据权利要求1的柔性导体箔，其特征在于，至少其中一层(51，56)包括部分柔性磁性材料(11，12)。
7.根据权利要求1到6中任意一个的柔性导体箔，其特征在于，至少其中两层由不同的材料组成。
8.根据权利要求1到7中任意一个的柔性导体箔，其特征在于，它包括至少一个柔性材料的电阻器。
9.根据权利要求1到8中任意一个的柔性导体箔，其特征在于，它包括柔性聚合物电子元件。
10.根据权利要求1到9中任意一个的柔性导体箔，其特征在于，叠置至少一个半导体元件(9，10)。
11.根据权利要求1到10中任意一个的柔性导体箔，其特征在于，提供至少一个传感器用于将被测物理量转变成电信号。
12.将权利要求1到11中任意一个的柔性导体箔用于电源、能源或电压转换的电路。
13.一种衣物，具有权利要求1到11中任意一个的柔性导体箔。
14.一种柔性荧光屏，具有权利要求1到11中任意一个的柔性导体箔。
全文摘要
一种带电子电路的柔性导体箔，由至少一层非导电材料组成，它包括至少它的一个表面上的导体图形，特征在于至少其中两个导体图形或至少其中两个导体图形的一部分形成至少一个磁性元件。
文档编号H05K3/46GK1392756SQ02124529
公开日2003年1月22日 申请日期2002年5月6日 优先权日2001年5月9日
发明者E·瓦芬施密德特, M·埃利克斯曼 申请人:皇家菲利浦电子有限公司