專利名稱：帶電子電路的柔性導(dǎo)體箔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶電子電路的柔性導(dǎo)體箔，由至少一層非導(dǎo)電材料組成，在它的至少一個(gè)表面上包含導(dǎo)體圖形。
由US 5,986,341公開了上述類型的導(dǎo)體箔，其中線圈形狀的導(dǎo)電圖形印刷在柔性印刷電路板上。該線圈連接到其它薄膜技術(shù)元件上，例如，電容器和集成電路，并嵌在硅中，同時(shí)硅也作為覆蓋箔的粘合劑。
WO 99/38211介紹了也包含半導(dǎo)體元件和傳感器的柔性導(dǎo)體箔在將電子和生物系統(tǒng)結(jié)合的醫(yī)療技術(shù)中的應(yīng)用。進(jìn)一步的生物應(yīng)用為使用微系統(tǒng)作為人工視網(wǎng)膜，作為神經(jīng)刺激器或作為突觸。
從EP 0 836 229 A2中可知在介質(zhì)層的兩側(cè)構(gòu)成無(wú)源元件，特別是提供一種電容器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種柔性導(dǎo)體箔，特別是由于磁性元件的集成，從而發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步的應(yīng)用領(lǐng)域，其中重點(diǎn)在能量轉(zhuǎn)換。
通過權(quán)利要求1中所要求保護(hù)的柔性導(dǎo)體箔可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的該目的。有利的實(shí)施例公開在從屬權(quán)利要求中。
根據(jù)本發(fā)明，至少兩個(gè)導(dǎo)體圖形形成磁性元件。
近幾年來(lái)，例如基于聚酰亞胺通常為“柔性箔”并帶有導(dǎo)體圖形的柔性箔已能得到并已在商業(yè)上使用了。然而，特別是在功率電子產(chǎn)品中，大而硬的元件可防止整個(gè)電路易彎曲。這種元件包括如變壓器等的磁性元件，以及提高耐電強(qiáng)度的電容器。另一方面，半導(dǎo)體元件通常很小，不考慮它們自身的硬度，足以使整個(gè)電路易彎曲?，F(xiàn)已知以所謂的“裸片”的形式安裝它們沒有外殼，例如WO 99/38211中所介紹的。SMD形式的低壓元件也可以滿足這些要求。柔性箔可有利地用于本發(fā)明。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，非導(dǎo)電材料為介質(zhì)材料，介電常數(shù)εr大于4。用于構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)電容器，其中每次其中一個(gè)導(dǎo)體圖形或部分導(dǎo)體圖形形成各電容器電極。用于柔性印刷電路板或?qū)w箔的材料通常具有3和4之間的介電常數(shù)。根據(jù)本發(fā)明，使用介電常數(shù)范圍為4到100，優(yōu)選從10到80的材料。
特別優(yōu)選，至少其中一個(gè)導(dǎo)體圖形形成線圈，由此可以由兩個(gè)或多個(gè)相對(duì)放置的這種類型的線圈形成變壓器。
原則上，可以構(gòu)成磁性元件作為不需要任何芯材料的無(wú)芯平面線圈或變壓器。繞組為相同的柔性層形成的平面繞組，作為電路的導(dǎo)體條。假設(shè)未來(lái)的開關(guān)頻率越高，無(wú)芯磁性元件將變得更有用。
如果例如對(duì)于濾波器或屏蔽仍然需要磁芯，那么根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，可以使用包括至少一部分柔性磁性材料的多層。由此，例如鐵粉可以粘接在柔性塑料基質(zhì)中，即公知的數(shù)據(jù)手冊(cè)“FPC Folie C350，C351”，SiemensMatsushita Component，1999年6月。該材料具有低滲透常數(shù)，但也具有低渦流損耗，使它特別適合于用做變壓器或線圈芯或作為升高開關(guān)頻率時(shí)的屏蔽。在Vakuumschmelze GmbH’s1998 catalogue“Weichmagnetische Werkstoffe undHalbzeuge”中，已知一種高滲透的μ金屬，用于薄柔性箔中。由于高渦流損耗，該材料特別適合于濾波器的應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明的柔性導(dǎo)體箔能夠制造多種電路是由于至少其中的兩層由不同的材料組成。由此，可以有利地構(gòu)成磁性元件和電子元件。磁性元件和電容器相互嵌套，由此形成LC或LCT元件。
根據(jù)本發(fā)明其它的導(dǎo)電或電子元件也可以用在柔性導(dǎo)體箔中，例如，柔性材料的電阻器，柔性聚合物電子元件以及半導(dǎo)體元件，對(duì)于特殊的應(yīng)用，例如在醫(yī)療技術(shù)中的傳感器。需要半導(dǎo)體盡可能地小，以便電路保持柔性。為此，半導(dǎo)體必需放置在盡可能最小的殼體中，例如SMD或倒裝芯片，或有利地安裝為“裸片”，然后例如借助鍵合線接觸。半導(dǎo)體疊置到柔性導(dǎo)體箔內(nèi)特殊殼體的兩層之間或作為“裸片”。聚合物電子元件提供了特殊的用途選擇。有源元件，例如晶體管和二極管，或發(fā)光二極管和由此形成的顯示器，可以由這種特殊類型的塑料制成。
根據(jù)本發(fā)明的柔性電路箔優(yōu)選用于電源、能源或電壓轉(zhuǎn)換的電路。此外，可以使用根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)特別地制造在電路輸入側(cè)和輸出側(cè)的例如濾波器。所述濾波器可以是減少差模噪聲和共模噪聲。T濾波器、pi濾波器和多級(jí)濾波器形式的LC濾波器是可行的，也與集成的阻尼電阻器結(jié)合。
其它的電路也是可行的，例如，用于顯示的專門的電子驅(qū)動(dòng)器，希望整個(gè)結(jié)構(gòu)的熒光屏厚度，包括電子元件為10mm，特別是等離子體顯示板(PDP)。集成電路的柔性由此非常適合于驅(qū)動(dòng)薄的平板顯示器。如果柔性熒光屏配備有根據(jù)本發(fā)明的柔性導(dǎo)體箔，那么可以得到特別的應(yīng)用。
其它的應(yīng)用選擇包括提供帶有根據(jù)本發(fā)明的柔性導(dǎo)體箔的衣物；在該上下文中，例如可行地提供身體上攜帶的放音設(shè)備的電源。


下面參考附圖詳細(xì)地介紹本發(fā)明。
圖1示出了半橋轉(zhuǎn)換器原理的電路圖；以及圖2示出了這種轉(zhuǎn)換器的層結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
圖1為半橋轉(zhuǎn)換器的示意性表示，設(shè)計(jì)為諧振轉(zhuǎn)換器。與電壓源1并聯(lián)連接的是濾波器2，由電容器構(gòu)成；借助由兩個(gè)開關(guān)形成的半橋3，過濾的電壓可以分接。分接的電壓由帶有上游諧振電容器5的變壓器4轉(zhuǎn)換，最后施加到負(fù)載6。
圖2示出了所述轉(zhuǎn)換器如何由不同材料的多個(gè)柔性層實(shí)現(xiàn)的。第一絕緣層81位于兩個(gè)柔性箔52，53之間，每個(gè)柔性箔含有變壓器的次級(jí)繞組的導(dǎo)體條作為導(dǎo)體圖形31，32。次級(jí)側(cè)負(fù)載的連接41，42提供在每個(gè)導(dǎo)體圖形31，32上。在次級(jí)側(cè)上第一導(dǎo)體圖形31下，柔性磁芯11位于另一柔性箔51上。次級(jí)側(cè)上的第一導(dǎo)體圖形31和第二導(dǎo)體圖形32以常規(guī)的方式借助穿過第一絕緣層81的電鍍通孔33連接。第二絕緣層82位于次級(jí)側(cè)帶第二導(dǎo)體圖形32的柔性箔53上。變壓器的初級(jí)側(cè)由以下類似結(jié)構(gòu)形成柔性箔54上的第一導(dǎo)體圖形21、設(shè)置其上的第三絕緣層83以及第二導(dǎo)體圖形22，兩個(gè)導(dǎo)體圖形21，22，和前述一樣，借助穿過絕緣層83的電鍍通孔23連接。含有初級(jí)側(cè)上第二導(dǎo)體圖形22的柔性箔55還包括用于濾波電容器的第一電極61和用于諧振電容器的第一電極71。初級(jí)側(cè)的第一導(dǎo)體圖形21進(jìn)而通過電鍍通孔23連接至第二導(dǎo)體圖形22。介質(zhì)材料層50位于所述柔性箔55上。已知的高容性的介質(zhì)層基于塑料，例如，聚酰亞胺，并且與通常的柔性箔兼容。另一柔性箔56設(shè)置在介質(zhì)材料層50上，除了濾波電容器的第二電極62和諧振電容器的第二電極72之外，還具有為“裸片”形式的半導(dǎo)體開關(guān)10和控制器9。這些元件借助導(dǎo)體條以需要的方式連接。為接觸濾波電容器的電極61和62，使用鍵合線15用于連接半導(dǎo)體開關(guān)10。用于輸入電壓的連接14也安裝在柔性箔56上。最后，同樣位于柔性箔57上的柔性磁芯12也位于第二導(dǎo)體圖形22上。
介紹的電路可用于電壓轉(zhuǎn)換，例如，由230V主電壓到裝置中需要的電壓。電池充電器件也可以使用這種電路?？梢愿倪M(jìn)制造隔離變壓器、正向變換器、全橋轉(zhuǎn)換器等。特別是連接到230V主電壓時(shí)，合適的電路設(shè)計(jì)可確保保護(hù)性絕緣。也可以使用本發(fā)明的技術(shù)制造用于功率因子補(bǔ)償?shù)碾娐?。電路也可以將電池電壓轉(zhuǎn)變成電路中需要的電壓。此時(shí)，電子產(chǎn)品引入到衣物的應(yīng)用是可行的。在這方面，這里不需要電隔離。用于此目的的常規(guī)電路為升壓轉(zhuǎn)換器、降壓轉(zhuǎn)換器及其改型。
權(quán)利要求
1.一種帶電子電路的柔性導(dǎo)體箔，由至少一層非導(dǎo)電材料(50，51，52，53，54，55，56，81，82，83)組成，包括至少它的一個(gè)表面上的導(dǎo)體圖形(21，22，31，32，61，62，71，72)，其特征在于，至少其中兩個(gè)導(dǎo)體圖形(21，22，31，32)或至少其中兩個(gè)導(dǎo)體圖形的一部分形成至少一個(gè)磁性元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，所述導(dǎo)體圖形(21，22，31，32，61，62，71，72)設(shè)置在柔性箔(52，53，54，55，56)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，所述非導(dǎo)體材料為介電常數(shù)εr大于4的介質(zhì)材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，至少其中一個(gè)導(dǎo)體圖形形成電容器電極(61，62，71，72)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，至少其中一個(gè)導(dǎo)體圖形(21，22，31，32)形成線圈或變壓器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，至少其中一層(51，56)包括部分柔性磁性材料(11，12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，至少其中兩層由不同的材料組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，它包括至少一個(gè)柔性材料的電阻器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，它包括柔性聚合物電子元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，疊置至少一個(gè)半導(dǎo)體元件(9，10)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到10中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔，其特征在于，提供至少一個(gè)傳感器用于將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。
12.將權(quán)利要求1到11中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔用于電源、能源或電壓轉(zhuǎn)換的電路。
13.一種衣物，具有權(quán)利要求1到11中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔。
14.一種柔性熒光屏，具有權(quán)利要求1到11中任意一個(gè)的柔性導(dǎo)體箔。
全文摘要
一種帶電子電路的柔性導(dǎo)體箔，由至少一層非導(dǎo)電材料組成，它包括至少它的一個(gè)表面上的導(dǎo)體圖形，特征在于至少其中兩個(gè)導(dǎo)體圖形或至少其中兩個(gè)導(dǎo)體圖形的一部分形成至少一個(gè)磁性元件。
文檔編號(hào)H05K3/46GK1392756SQ02124529
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2002年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月9日
發(fā)明者E·瓦芬施密德特, M·埃利克斯曼 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司