专利名称：电装置或机电装置微装方法及微装体的制作方法
技术领域：
本发明涉及电装置或机电装置微装方法及微装体。本发明尤其涉及电装置或机电装 置内置于柔性塑料基层内的 一种微装方法，还涉及该装置内置于柔性塑料基层内的 一种 微装体。
背景技术：
以往，在电装置及机电装置的封装中，采用金属丝焊接或倒装接合技术在表面上安 装该装置。由于电力部件或机电部件是刚性的，因而如果在柔性基层上进行表面安装， 则当基层受到弯曲时，部件或柔性基层的一个或多个接点便可能爆脱或断开。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供可解决传统技术的上述不足的一种方法及装置。 为此，本发明提供一种在柔性基层上微装电装置或机电装置的方法，还提供一种微装体， 其配有的柔性基层在受到弯曲时不会爆脱或断开。
为了实现上述目的，采用一种将电装置或机电装置内置于柔性塑料基层内的新颖的 微装方法，还采用一种将该装置内置于柔性塑料基层内的微装体。通过将装置或部件内 置于柔性塑料基层内，可以有助于在标签、纸板及其它封装体上印刷导电天线。比如， 采用聚乙烯或类似的材料，可有助于印刷导电墨汁或导电媒质，其可在同一材料表面上 的类似部件之间建立电路。可采用任何印刷方法，包括丝网印刷、轮转凹印、偏置及箔 片印刷。
本发明的另一目的是提供一种微装体，其包括
a. —个柔性介电塑料基层，其由介电层来组成，且在一个表面上配有导电膜层；
b. 至少二个电路内接线，各自在所述一个表面的铜膜上配有一个接片，所述内接线 在至少二个方向上，沿塑料基层的边沿来延伸，从而形成至少二个凸缘；
c. 一个空穴，在所述塑料基层上形成，从而使至少二个内接线的接片伸入所述空穴
内；
d. 电装置与机电装置之一，其在塑料基层的空穴内配有触点，这些触点与内接线的
4接片相接，并焊接固定。
所述微装体可做改进，其中，基层的外形在安装时具有定向作用。导电膜最好为铜 质。凸缘可在其自由边上具有空心V形槽，用于虹吸墨汁。在^t装体中，空穴内的装置 附近配有微小空间，空穴的至少一个边角最好配有泄放槽。用一层敷形涂层来覆盖装置 的顶部及底部。
本发明的另一目的是提供一种微装体形成方法，包括下列步骤
a. 提供一个柔性介电塑料基层，其由介电层来组成，且在一个表面上配有导电膜层；
b. 形成至少二个电路内接线，各自在所述一个表面的铜膜上配有一个接片，所述内 接线在至少二个方向上沿塑料基层的边沿来延伸，从而形成至少二个凸缘；
c. 在所述塑料基层上形成一个空穴，从而使至少二个内接线的接片伸入所述空穴
内；
d. 对电装置与机电装置之一定位，其在塑料基层的空穴内配有触点，这些触点与内 接线的接片相接；
e. 将触点焊接固定到接片上。
所述的微装体形成方法还可包括下列步骤确定基层的外形，从而在安装时具有定 向作用。
在所述方法中，导电膜最好为铜质。凸缘可在其自由边上具有空心V形槽，用于虹 吸墨汁。该方法还可包括下列步骤为空穴内的装置提供释放空间。可用一层敷形涂层
来覆盖装置o
本发明的另一目的在于，提供一种微装体，包括所述第一微装体，其作为插入体， 安装于空穴内具有电连接点的第二基层或PCB上；插入体的凸缘，其固定于电连接点上。
所述的微装体还可包括一个天线，其处于第二基层上，且与电连接点相耦合。天线 可以是一种导电墨汁。
本发明的另一目的是一种微装体形成方法，其中，采用所述第一微装体作为插入体， 将插入体安装到空穴内具有电连接点的第二基层或PCB上，将插入体的凸缘固定到电连 接点上。此外，可在第二基层上形成天线，且与电连接点相耦合。可利用导电墨汁在第 二基层上形成天线。
根据下列实施方式说明及附图，可进一步明晓本发明的其它目的及长处。
图1是本发明的微装体俯视图； 图2是图1所示微装体的侧视图；图3是图1所示微装体的仰视图4A、 4B及4C分别是本发明另一实施方式的俯视图、仰视图及侧视图； 图5A、 5B及5C分别是穿孔工具的侧视图、工具的仰视图及穿孔图形； 图6表示微装体，其RFID装置内置于基层内，并与天线相接； 图7是图6所示的RFID装置与天线之间的连接的力文大图8是安装于柔性基层内、安装于柔性基层上且与印刷天线相接的RPID装置的侧视图;
图9表示纸片，其配有固定于顶部的标签或基片；
图IO是标签的侧视图11是另 一种标签的侧-现图；以及
图12是纸片壁的侧视图。
具体实施例方式
本发明的方法包括提供一种插入体，其利用超声焊接，来使电路与装置相接，从而 使电装置(即，半导体、电阻器、电容)或机电装置(开关、传感器、连接器)与柔性 基层相接，具体方法是，采用WO01/65595 A2规定的装置内置方法，本文中整体引用了 其具体内容。在该方法中，在基层的相反侧提供柔性介电基层，该柔性介电基层内配有 导电箔层，最好是铜质。首先，利用已知的光成像技术，有选择地除去部分导电荡，在 介电基层材料的预选区域周围保留内接导电电路，从而在介电基层的顶部形成内接导电 电路。接下来，利用光成像技术，除去介电基层预选区域外围的底部导电箔，从而使所 述外围的介电基层材料外露。接着，利用激光来除去所述外围的介电基层材料，从而在 介电基层材料内形成一个空穴而不破坏空穴内导电电路的内接部分。然后，在空穴内插 入电子部件，其厚度最好不大于预选的介电基层厚度，而且至少有一个触点的位置对应 于所述空穴内的内接导电电路的位置，从而当完全插入后，介电部件上的触点可与所述 内接电路的外伸部分相接触。最后，将介电部件上的触点与内接电路的外伸部分焊接到 一起(最好利用超声焊接方法)，从而将电部件固定到基层材料的空穴内。
图1、 2及3表示按所述方法制造的插入体2,其中，导电层厚度为18微米，而且 未被介导材料破坏。如图所示，柔性基层IO采用介电材料，比如PET或LCP或其它适 当的介电塑料材料，在顶部层叠铜膜ll,其内置有一个电装置(即，半导体、电阻器、 电容器)或机电装置(开关、传感器、连接器)。如图所示，所列示的一种非限制性示例 是RFID装置12 (比如IGN0205 UCODE ),其由接片14来连接，并超声焊接到RFID装 置12的触点15上。通过激光烧蚀来形成的空穴必须具有芯片12的尺寸及形状，其二个 相邻边最好比芯片12大12微米(参见17),并在边角配有释放槽13。接片14是内接电路16的一部分，其形成第一火线内接线18及第二地线内接线20。顶部铜膜的厚度可为 12至20微米，图示的1/2盎司铜的厚度为18微米。如图2及3所示，铜膜11及内接线 18和20在介电基层10上延伸，从而形成凸缘22。可对凸缘22及内接线18和20进行 焊接(比如超声焊接)或软钎焊，从而固定到欲安装插入体2的PCB或其它基层的电路 触点或接线上。PCB或其它基层的电路触点或接线最好为铜质。在RFID装置芯片后面 的空间内充填一层敷形涂层24,其材料为环氧树脂，比如Dymax公司生产的Dymax9616, 其地址为Torrington, CT06790。尽管基层10可以对称，但基层10的外周形状最好只以 一种方式来与PCB或其它基层相接。为此，图3所示的基层IO具有弓形外周25,最好 在一侧或一端具有预定的半径，而在另一侧或一端则具有直线边27。在PCB或其它基 层上形成的空穴具有互补形状，从而使插入体2只适于一个方向。
图4A、 4B及4C表示插入体2的优先方式，其具有一个RFID芯片，比如 IGN0205UCODE,它安装在PCB上，其它基层或纸片等与天线相接，天线最好印刷形 成。柔性基层10是一种PET,其厚度约为0.125毫米，铜膜ll的厚度约为13微米。基 层10为圆形，且除去了边沿34上的对弦。在铜膜11上悬挂基层10的弓形区37,从而 在任意一端凸缘36。按上述方法将RFID装置安装在基层上，内接线40从接片38上延 伸到凸缘36上。二个凸缘36均具有一个切口 42,其沿着结构的纵向来延伸。切口或凹 槽42从壁面44开始延伸，且由基层弓形边36来包绕，从而向凸缘36的边沿46来延伸， 以便形成一个空心状V形轮廓，用于虹吸墨汁。在RFID装置的背面充填环氧树脂，在 基层10的背部及RFID装置的顶部涂覆敷形涂层48。敷形涂层48的最后厚度约为0.200 毫米。其它尺寸参见图4A、 4B及4C,以下参考该图。
图4A、 4B及4C (插入体)的安装结构如图5A、 5B、 5C中的6、 7、 8所示。第二 PET层50是一个示例，可以采用PCB或纸片，且可配有电接线或电路。PET材料用于 通过穿孔52来设置部件，其尺寸适于容纳插入体2,同时允许凸缘36处于材料的表面 上。穿孔工具54配有空穴钻头60、凹沟62及定位销64,在穿凿孔眼52时，PET基层 50与凹沟56处于顶部安装面上。当穿凿插入体的空穴时，在PET基层上穿凿定位孔58。 插入体2处于空穴52内，在基层50上印刷导电材料70，从而覆盖凸缘36,并在凹沟上 向下延伸到壁面上，从而使插入体2获得极佳的导电性。基层上的印刷图像可以是天线 形状，如图所示，也可以是任何其它的图形。如图6及7所示，还配备一个印刷片72， 用作天线70的感应电容。除了在基层的前后形成印刷天线之外，还可以利用业内已知的 光成像技术，在PET基层50上形成铜膜天线，其中，当用Ag墨汁或SnPb焊剂将插入 体2置入PET基层50内并充填敷形材料时，将插入体2的凸缘36焊接到铜膜天线的触 点上(以天线70及片材72这一形式)。为形成可印刷的格式，比如雇员徽章、信用卡及RF天线，可在具有预定尺寸(即，300毫米X450毫米)的PET板上钻孔，以形成各种 图片。对各印刷图片，在预定位置上设置部件插入体2。按上述方式来准备多个板材并 堆放起来。将PET板材放置到压力机上，并加热到175 °C ，时间为35分钟，压力为2500PSI。 完全处理后，PET基层材料便达到融化温度，插入体凸缘的底面被压缩，并融入PET 基层材料内，从而形成平面状表面结构。如上所述，配有凸缘部件的PET板材用于印刷 导电材料。作为这种材料的一种示例，请参见New Jersey Rocky Hill公司的Parelec产 品目录。
作为上述另一种方法，微型凸缘部件可设于侧面，方法如下。在印刷导电材料之前， 采用PET材料基层来制造膜片开关或需要多个电装置或机电装置的部件。在规定位置上 穿孔，并形成至少二个定位孔。在炉内或用热板将基层材料预热到适当的低温(对PET 材料为135°C)。将部件放置到空穴内，微型凸缘处于顶面上。将配有定位销的手动加热 铁块放置到部件上，通过向下施加的压力，将部件内置到材料中。
图9表示纸片80,它的标签82粘接在纸片80上，它包括图8所示的结构84，在 图8所示的另一种结构84中，它粘接安装到纸片80上。
图10-12所示的标签有各种形式。图10中，结构体84粘接于标签的顶部上，导电 膜86固定到标签的背面，用作结构体84上天线的补充电容。粘接面88用于将标签固定 到纸片80上。图ll中，结构体84内置于标签内，配有导电膜90及粘接层，用于与纸 片80相连接。图12表示纸片80的壁面，结构体84由覆层92来固定，导电膜94由覆 层96来固定到纸片的内表面上。此外，结构体84也可以内置于纸片壁内，将天线印刷 到纸片上，并按图4-8所示的方式来配备导电墨汁。
尽管结合实施方式说明了本发明，但可以进行改动及修正，而不脱离本发明权利 要求的范围。这种改动及修正处于本发明权利要求的范围内。
权利要求
1、一种微装体，包括a. 一个柔性介电塑料基层，其由介电层来组成，且在一个表面上配有导电膜层；b. 至少二个电路内接线，各自在所述一个表面的铜膜上配有一个接片，所述内接线在至少二个方向上沿塑料基层的边沿来延伸，从而形成至少二个凸缘；c. 一个空穴，在所述塑料基层上形成，从而使至少二个内接线的接片伸入所述空穴内；以及d. 电装置与机电装置之一，其在塑料基层的空穴内配有触点，这些触点与内接线的接片相接，并焊接固定。
2、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，基层的外形在安装时具有定向作用。
3、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，导电膜为铜质。
4、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，凸缘在其自由边上具有空心V形 槽，用于虹吸墨汁。
5、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，空穴内的装置附近配有微小空间。
6、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，空穴的至少一个边角配有泄放槽。
7、 根据权利要求1所述的微装体，其特征在于，用一层數形涂层来覆盖装置。
8、 一种微装体形成方法，包括下列步骤a. 提供一个柔性介电塑料基层，其由介电层来组成，且在一个表面上配有导电膜层；b. 形成至少二个电路内接线，各自疼所述一个表面的铜膜上配有一个接片，所述内 接线在至少二个方向上沿塑料基层的边沿来延伸，从而形成至少二个凸缘；c. 在所述塑料基层上形成一个空穴，从而使至少二个内接线的接片伸入所述空穴内；d. 对电装置与机电装置之一定位，其在塑料基层的空穴内配有触点，这些触点与内 接线的接片相接；以及e. 将触点焊接固定到接片上。
9、 根据权利要求7所述的微装体形成方法，其特征在于，还包括下列步骤确定基 层的外形，从而在安装时具有定向作用。
10、 根据权利要求7所述的微装体形成方法，其特征在于，导电膜为铜质。
11、 根据权利要求7所述的微装体形成方法，其特征在于，还包括下列步骤使凸缘在其自由边上具有空心V形槽，用于虹吸墨汁
12、 根据权利要求7所述的微装体形成方法 穴内的装置提供释放空间。
13、 根据权利要求7所述的微装体形成方法 层敷形涂层来覆盖装置。
14、 一种微装体，包括a. 权利要求l所述的微装体，其作为插入体 层或PCB上；以及b. 插入体的凸缘，其固定于电连接点上。
15、 根据权利要求14所述的微装体，其特征在于，还包括 一个天线，其处于第二 基层上，且与电连接点相耦合。
16、 根据权利要求15所述的微装体，其特征在于，天线是一种导电墨汁。
17、 一种微装体形成方法，包括a. 采用权利要求1所述的微装体作为插入体；b. 将插入体安装到空穴内具有电连接点的第二基层或PCB上；以及c. 将插入体的凸缘固定到电连接点上。
18、 根据权利要求17所述的微装体形成方法，其特征在于，还包括下列步骤在第 二基层上形成天线，且与电连接点相耦合。
19、 根据权利要求17所述的微装体形成方法，其特征在于，还包括下列步骤利用 导电墨汁在第二基层上形成天线。,其特征在于，还包括下列步骤为空 ,其特征在于，还包括下列步骤用一，安装于空穴内具有电连接点的第二基
全文摘要
一种微装体，包括一个插入体，其中，柔性介电塑料基层由介电层来组成，且在一个表面上配有导电膜(铜)层，其形成光像，从而产生至少二个电路内接线，各自在铜膜上配有一个接片。内接线在至少二个方向上沿塑料基层的边沿来延伸，从而形成至少二个凸缘。在塑料基层上形成空穴，从而使至少二个内接线的接片伸入所述空穴内。电装置或机电装置之一在塑料基层的空穴内配有触点，这些触点与内接线的接片相接，并焊接固定。一种形成方法及插入体的使用方法，该插入体处于另一个基层，比如PCB层内，该基层配有电接点或电路，插入体通过凸缘来与该电接点或电路相接。
文档编号H01L23/495GK101432873SQ200580032304
公开日2009年5月13日 申请日期2005年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者约翰·格雷戈里 申请人:全球内部公司