[发明专利]用于感测应用的集成多层结构及其制造方法

说明书

提出了一种用于感测应用的集成多层结构以及制造方法。该多层结构包含至少一个模制或浇铸塑料层和所述塑料层的第一侧和第二侧上的膜层。所述塑料层的第一侧上的膜层设置有电抗感测电子器件。感测电子器件包含至少一个感测元件和用于将感测元件连接到相关联的控制电路系统的电连接件。所述塑料层的第二侧上的膜层具有与感测电子器件的感测元件叠置的感测区域。在所述塑料层的第二侧上的膜层和感测元件之间的电距离通过在膜层的感测区域的位置处的物理特征被局部地减小，以提高相关联的感测灵敏度。

技术领域

本发明总体上涉及电子器件、相关联的设备、结构和制造方法。特别地，然而不排他地，本发明涉及在感测应用中使用的集成多层结构(该集成多层结构具有含有集成在一起的膜层和相邻的模制塑料层的功能结构)，以及用于制造这种结构的方法。

背景技术

在电子器件和电子产品的背景下，存在各种不同的堆叠组件和结构。电子器件和相关的产品集成背后的动机可能与相关的使用背景一样多样化。当最终所得的解决方案呈现多层性质时，相对地，通常会寻求大小节省、重量节省、成本节省或仅仅是部件的有效集成。反过来，相关联的使用场景可以涉及产品包装或食品外壳、设备壳体的视觉设计、可穿戴电子器件、个人电子设备、显示器、检测器或传感器、车辆内部件、天线、标记物、车辆电子器件等。

诸如电子部件、IC(集成电路)和导体的电子器件通常可以通过多种不同的技术设置到基板元件上。例如，诸如各种表面安装设备(SMD)的现成电子器件可以安装在最终形成多层结构的内部或外部界面层的基板表面上。附加地，落入到术语“印刷电子器件”的技术可以直接应用以实际生产电子器件并且附加地应用于相关联的基板。术语“印刷的”在本上下文中是指能够通过基本上附加的印刷工艺从印刷物生产电子器件/电气元件的各种印刷技术，包括但不限于丝网印刷、柔版印刷和喷墨印刷。所用的基板可以是柔性的和印刷的有机材料，然而，情况并非总是如此。

另外，注射模制的结构电子器件(IMSE)的构思实际上涉及以多层结构的形式构建功能设备及用于其的零件，这尽可能无缝地封装电子功能。IMSE的特征还在于，电子器件通常根据整个目标产品、零件或总体设计的3D模型制造成真正的3D(非平面)形式。为了在3D基板上和相关联的最终产品中实现期望的电子器件的3D布局，仍然可以使用电子器件组装的二维(2D)方法将电子器件设置在初始平面基板(诸如膜)上，于是已经容纳电子器件的基板可以形成期望的三维(即，3D)形状，并且例如通过覆盖和嵌入基础元件(诸如电子器件)的合适的塑料材料进行包覆成型，从而保护和潜在地隐藏元件免受环境影响。

在电子设备中具有按钮或其他控制装置是常见的。这些例如可以是基于机械力的应用的按压按钮，或者诸如基于电容感测的电抗感测设备。在一些已知的解决方案中，相对较大的电极被布置在设备的表面上或靠近该表面，诸如在印刷电路板(PCB)上。然后可以有布置成覆盖电极和PCB的附加层。为了操作感测设备，可以在感测元件(诸如电极)处产生电场，并且控制该电场诸如以获得足够好的信噪比，以便例如检测用于控制设备的操作的手指或物体的存在。

已知的解决方案具有缺点，诸如在大电极的情况下，设计邻近传感器的解决方案具有挑战性。它还会占用其他电子器件的空间。感测灵敏度和干扰可能会导致各种问题。已知的解决方案由分离的部件构成，因此增加了成本和组装时间。当这些部件受到注射模制过程中存在的压力时，它们可能会进一步变松。所得的结构变得更加复杂，从而影响可制造性。

发明内容

本发明的目的是至少减轻在集成多层结构和嵌入其中的电子器件的背景下与现有解决方案相关联的上述缺点中的一个或多个。

通过根据本发明的多层结构和相关制造方法的各种实施例来实现该目的。