特許 7360447 インターフェース構成、インターフェース構成の製造方法、及びインターフェース構成をホストする多層構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-03

(45)【発行日】2023-10-12

(54)【発明の名称】インターフェース構成、インターフェース構成の製造方法、及びインターフェース構成をホストする多層構造

(51)【国際特許分類】

   H01L 25/00 20060101AFI20231004BHJP

   H05K 3/28 20060101ALI20231004BHJP

   H05K 1/16 20060101ALI20231004BHJP

【ＦＩ】

H01L25/00 A

H05K3/28 G

H05K1/16 E

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2021510368

(86)(22)【出願日】2019-08-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-16

(86)【国際出願番号】 FI2019050601

(87)【国際公開番号】W WO2020043939

(87)【国際公開日】2020-03-05

【審査請求日】2022-02-22

(31)【優先権主張番号】16/113,555

(32)【優先日】2018-08-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】519361106

【氏名又は名称】タクトテック オーイー

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】シムラ、トミ

(72)【発明者】

【氏名】ブライシー、ヴィンスキ

(72)【発明者】

【氏名】ヘイッキネン、ミッコ

(72)【発明者】

【氏名】ヒンティッカ、ユハ－マッティ

(72)【発明者】

【氏名】ピルコネン、ミンナ

(72)【発明者】

【氏名】ラーッパナ、パシ

(72)【発明者】

【氏名】ヘイッキラ、トゥオマス

(72)【発明者】

【氏名】サースキ、ヤルモ

(72)【発明者】

【氏名】ハルヴェラ、ユハニ

【審査官】井上 和俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１７９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０２２７２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１７８７０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００８３２０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２５／００

Ｈ０５Ｋ ３／２８

Ｈ０５Ｋ １／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インターフェース構成（１３００、１４００、１５００、１６００、２０００）であって、外部システム（４６、２００）と前記インターフェース構成のホスト構造（３００）との間において、電気的接続又は電磁気的接続を提供するためのインターフェース構成（１３００、１４００、１５００、１６００、２０００）であって、
前記インターフェース構成は、
熱成形可能な材料からなり、実質的な平面状から３次元形状に形成されてキャビティを規定する第１基板フィルム（１０）と、
少なくとも１つの電気素子の１つ又は複数の電気素子を含む第２基板と、
少なくとも部分的に前記キャビティを充填するように構成されるとともに、少なくとも部分的に前記キャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子（１２）を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層（３０）であって、前記第１材料層（３０）は前記キャビティを注入、分配又はモールドに適切な材料であって、充填後に少なくとも部分的に固化させることができる材料を、少なくとも部分的に充填することで得られ、前記少なくとも１つの電気素子が、前記外部システムと前記ホスト構造の電子機器との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含む、第１材料層（３０）と、
前記第２基板上の第１接続素子（４５）であって、前記外部システム（４６）に対して接続するように構成されるとともに、さらに、前記コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、第１接続素子（４５）と、
前記ホスト構造に対して接続し、かつ取り付けられるように構成され、前記コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、少なくとも１つの第２接続素子（１６）と、
を含む、インターフェース構成。

【請求項2】

前記少なくとも１つの第２接続素子（１６）は、いくつかの電気導体及び／又はコンタクトを備える、請求項１に記載のインターフェース構成。

【請求項3】

前記第１基板フィルム上においてかつ前記キャビティ内において、少なくとも部分的に印刷された前記少なくとも１つの電気素子を含む、請求項１又は２に記載のインターフェース構成。

【請求項4】

前記適応は、信号変換、電圧変換、電流変換、電力変換、電力調整、信号経路適応、信号経路移行、信号経路接続、信号経路分離、信号選択、信号増幅、信号減衰、電圧制限、電流制限、及び、信号フィルタリング、からなる群から選択される少なくとも１つの因子を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項5】

前記信号は、電気信号、電磁信号、光信号、電流、電圧、電力信号、アナログ信号、デジタル信号、制御信号、及び、データ信号、からなる群から選択される少なくとも１つの因子を含む、請求項１～４のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項6】

前記第２基板は、プリント回路基板、セラミック電気基板、プリントフィルム基板、又は、パターニングされた導電性ポリマー基板である、請求項１～５のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項7】

前記少なくとも１つの電気素子と前記第１材料層との間のエアポケットを低減させるために、前記少なくとも１つの電気素子上に配置された第２材料層を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項8】

前記少なくとも１つの電気素子は、信号フィルタリング素子、保護回路素子、レギュレータ、電源、ＳＭＰＳ電源、スイッチ、受電コイル、送電コイル、コイル、インダクタ、増幅器、減衰器、集積回路、処理ユニット、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、信号プロセッサ、ロジックアレイ、ロジックチップ、プログラマブルロジック、キャパシタ、及び、入力キャパシタ、からなる群から選択される少なくとも１つの素子を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項9】

前記第１接続素子は、電気機械的コネクタを含む、請求項１～８のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項10】

前記第１接続素子は、無線接続素子を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項11】

前記第１接続素子は、
前記外部システムの互換的接続部材に対して対向して接続するために、少なくとも部分的に前記キャビティの外部に存在している又は少なくとも部分的に前記キャビティの外部へと延びている第１部分と、
前記第１部分と前記コンバータ素子との間の接続を少なくとも機能的に確立するように構成され、少なくとも部分的に前記キャビティに対して配置されている又は少なくとも部分的に前記キャビティへと延びている、第２部分と、を含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項12】

前記コンバータ素子及び／又は前記第１接続素子は、ＣＡＮ、ＬＩＮ、ＵＳＢ３．０、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ、ＨＭＩ、ＳＰＩ、ＵＡＲＴ又は非同期シリアル通信、Ｉ２Ｃ、ＬＡＮ、イーサネット（登録商標）、及び、ＰｏＥ、からなる群から選択される少なくとも１つの有線での接続又は通信に関する技法又は技術に基づいて有線接続を提供するように適応している、請求項１～１１のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項13】

前記コンバータ素子及び／又は前記第１接続素子は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＬＡＮ／ＷｉＦｉ、及び、ＮＢ－ＩｏＴ、からなる群から選択される少なくとも１つの無線での接続又は通信に関する技法又は技術に基づいて無線接続を提供するように適応している、請求項１～１２のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項14】

前記第１基板フィルムは、熱成形された基板フィルムであり、前記キャビティを規定している、請求項１～１３のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項15】

熱管理素子（３５、３６）を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載のインターフェース構成。

【請求項16】

外部システムとインターフェース構成のホスト構造との間の接続を提供するための前記インターフェース構成を製造するための方法であって、
熱成形可能な材料からなり、実質的な平面状から３次元形状に形成されてキャビティを規定する第１基板フィルムを得ることと、
少なくとも１つの電気素子を含む第２基板を得ることと、
前記第２基板の前記少なくとも１つの電気素子を少なくとも部分的に前記キャビティ内に配置することであって、前記少なくとも１つの電気素子は、前記外部システムと前記ホスト構造の電子機器との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含む、配置することと、
前記外部システムに対して接続するように構成された第１接続素子を前記第２基板に配置することであって、さらに、前記第１接続素子は、前記コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続される、配置することと、
前記ホスト構造に対して接続し、かつ取り付けられるように構成され、前記コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、少なくとも１つの第２接続素子を配置することと、
第１材料によって少なくとも部分的に前記キャビティを充填するとともに、前記キャビティ内に配置された前記少なくとも１つの電気素子を埋め込む又は少なくとも部分的に覆うことにより、前記キャビティを注入、分配又はモールドに適切な材料であって、充填後に少なくとも部分的に固化させることができる第１材料層を提供することと、を含む、方法。

【請求項17】

前記第２接続素子を、前記コンバータ素子に対して少なくとも電気的に接続されるようにして、配置することを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

多層構造（３００）であって、
電子機器（５５）をホストするように構成されたホスト基板（６０）と、外部システム（２００）と前記多層構造の前記電子機器（５５）との間の接続を提供するように構成された請求項１～１５のいずれか一項に記載のインターフェース構成（１３００、１４００、１５００、１６００）と、を含み、
前記多層構造は、
前記ホスト基板上に構成された前記第１基板フィルムを少なくとも部分的に埋め込む又は少なくとも部分的に覆うモールド材料層又はキャスト材料層（９０）を、さらに含む、多層構造。

【請求項19】

前記電子機器は、前記ホスト基板上に配置された少なくとも１つの電気部品又は電子部品（５５）を含み、前記部品は、前記インターフェース構成の前記第２接続素子（１６）、および前記ホスト基板（６０）上のいくつかの導電性トレースを介して、前記コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続されている、請求項１８に記載の多層構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、電子アセンブリに関する。特に、しかし排他的にではなく、本発明は、外部システムと、特にモールド材料層又はキャスト材料層を含む構造などの電子構造と、の間の接続を提供するための、電気的インターフェースなどのインターフェース構成に関する。

【背景技術】

【0002】

電子機器及び電子工学製品との関連で、様々な積層アセンブリ及び積層構造が存在する。電子機器と関連製品との統合の背後にある動機は、関連する使用状況と同様に多様なものであり得る。もたらされる解決策が最終的に多層性を示す場合には、小型化、軽量化、コスト節減、あるいは、部品どうしの正に効果的な統合が探求されることが、比較的多い。そして、関連する使用状況は、製品パッケージ又は食品ケーシング、デバイスハウジングの視覚的設計、ウェアラブル電子機器、パーソナル電子デバイス、ディスプレイ、検出器又はセンサ、車両用内装、アンテナ、ラベル、車両用電子機器、等に関連し得る。

【0003】

電子部品、ＩＣ（集積回路）、及び導体などの電子機器は、一般に、複数の異なる技法によって、基板部材上に提供することができる。例えば、様々な表面実装デバイス（ＳＭＤ）などの既製の電子機器を、多層構造の内側インターフェース層又は外側インターフェース層を最終的に形成することとなる基板面上へと、実装することができる。これに加えて、「プリント電子機器」という用語に該当する技術を適用することにより、関連する基板に対して直接的に及び追加的に電子機器を実際に製造することができる。「プリント」という用語は、この場合、限定するものではないけれどもスクリーン印刷やフレキソ印刷やインクジェット印刷を含めて、実質的に追加的な印刷プロセスによって印刷物から電子機器／電気素子を製造し得る様々な印刷技法を指す。使用される基板は、フレキシブルなものとすることができ、印刷材料は、有機物とすることができるけれども、必ずしもそうであるとは限らない。

【0004】

さらに、射出成形構造電子機器（ＩＭＳＥ）という概念は、実際に、機能デバイス及びその部品を多層構造という形態で構築することを含み、電子的機能性を、可能な限りシームレスに封入する。ＩＭＳＥに関する特徴点は、また、電子機器が、一般的に、対象製品全体の又は部分設計の又は全体設計の３Ｄモデルに従って、真の３次元（３Ｄ）（すなわち、非平面）形態で製造されることである。電子機器の所望の３Ｄレイアウトを、３Ｄ基板上において及び関連する最終製品内で実現するため、電子機器を、依然として、２次元（２Ｄ）の電子機器組立方法を使用することにより、フィルムなどの初期的には平面状の基板上に提供することができ、この際、既に電子機器を収容している基板を、所望の３Ｄ形状へと形成することができ、例えば電子機器などの直下の素子を覆って埋め込む適切なプラスチック材料によってオーバーモールドすることができ、これにより、それら素子を環境から保護し得るとともに、潜在的に環境から隠すことができる。

【0005】

典型的な解決策では、電気回路は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上にあるいは基板フィルム上に製造され、その後に、それら電気回路は、プラスチック材料によってオーバーモールドされる。しかしながら、公知の構造及び方法は、関連する使用状況に応じて、いくつかの欠点を有している。１つ又は複数の機能性を有した電子アセンブリを製造するためには、典型的には、それら機能性を達成するためのかなり複雑な電気回路を、印刷によって及び／又はＳＭＤの利用によって基板上に製造しなければならず、その後、プラスチック材料によってオーバーモールドしなければならない。しかしながら、公知の解決策では、複雑な機能性の実装は、非常に密度の高い部品及び複雑な形状を有した部品を統合するという課題に由来する信頼性リスクとアセンブリ歩留まりの問題点とに直面し得る。さらに、電子アセンブリは、例えば、統合度合いを低下させて構造の魅力を低減させる外部制御電子機器の使用を必要とする場合がある。高密度の部品及び複雑な形状を有した部品を直接的に統合することは、例えばモールド圧力によって信頼性が影響を受けることが多いことのために、また、異なる製造段階におけるアセンブリ歩留まりが非常に低くなり得ることのために、困難であって潜在的に非常にリスクを有する可能性がある。ＰＣＢ上に実装又は配置されてプラスチック層によって覆われたサブアセンブリは、熱膨張係数の不一致を免れることができず、その複雑な構造のためにオーバーモールドが困難であって、構造内において、サブアセンブリの電気的コンタクトを引き裂き得る応力を受ける可能性がある。また、熱管理における課題は、一般に、過熱などの問題を引き起こす可能性がある。

【0006】

多くのＩＭＳＥ設計では、ＩＭＳＥ部品又はＩＭＳＥデバイスからのすべての電気信号を、たいていの場合、ＡＣＡ（異方性導電性接着剤）によってＩＭＳＥ基板上に接着されたフレキシブル回路基板テール（「フレックス」）を使用して、例えば個別に接続している。ＩＭＳＥ接続に関する現在のアプローチは、部品又はデバイスからのすべての電気的接続を実際に取り出すことであり、部品は、取り出されるべき１０個以上の又は数十個以上の信号を優に有することができる。ＩＭＳＥ構造と外部システムとの間の電気的接続は、一般に、いずれかの方向において、電力転送（電圧／電流供給）ならびに／もしくはデータ転送（制御データ及び／又は他のデータ）を含むことができる、もしくは、それらを実装することができる。さらに、システムに対向した接続は、大きく相違しており、例えば、いくつかの実装では、選択されたバスタイプの電力接続のみが配置され、他の実装では、例えばネットワーク接続が配置される。

【0007】

例えば、「フレックス」タイプの接続は、通常は手作業が必要であることが判明しているため、製造の自動化をある程度維持しながら、様々な使用状況で信頼性高い方法で実装することが困難であることが証明されている。他方、機械的により良好で（耐久性、安全性、等）、より自動化に適した多くのコネクタでは、電気及び電力に関するすべての信号／接続を部品から取り出すための所望の接続密度に到達することができない。したがって、様々な外部システムを、様々なＩＭＳＥ部品又はＩＭＳＥデバイスに対してインターフェースするための解決策であるとともに、頑丈で多用途であるだけでなく自動化にも適した解決策を開発することが、なおも要望されている。

【発明の概要】

【0008】

本発明は、本発明の原理に従って、インターフェース構成又はインターフェーシング構成、インターフェース構成を製造するための方法、及び、インターフェース構成をホストする多層構造、に関する様々な実施形態によって実現される。特に、目的は、それぞれの独立請求項によって規定されるような、インターフェース構成、製造方法、及び多層構造、によって達成される。

【0009】

第１の態様によれば、後述する電気ノードの実施形態などの実質的に電気部品又は電子部品と任意選択的にされるもしくはそのような部品を任意選択的に含むインターフェース構成であるとともに、外部システムとインターフェース構成のホスト構造との間において接続を提供するためのインターフェース構成が、提供される。インターフェース構成は、有利には、キャビティを規定する第１基板フィルムと、少なくとも部分的にキャビティを充填するように構成されるとともに、少なくとも部分的にキャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層であって、少なくとも１つの電気素子が、外部システムとホスト構造の電子機器との間にわたって転送されるべき、電力信号、制御信号、及び／又はデータ信号（厳密には制御信号以外）などの信号に適応するように構成された少なくとも１つのコンバータ素子を含む、第１材料層と、好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置された第１接続素子すなわち第１接続性素子であって、外部システムに対して接続するように構成されるとともに、さらに、コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、第１接続素子すなわち第１接続性素子と、を含む。

【0010】

様々な実施形態では、キャビティは、例えば、その横断面、部分、及び／又は全体的な形状に関して、実質的に、長方形形状、ドーム形状、丸い形状、半球形状、円錐台形状、及び／又は、他の好ましい１つ又は複数の形状、を規定することができるあるいは呈することができる。

【0011】

様々な好ましい実施形態では、インターフェース構成は、ホスト構造の面上に物理的に設けられるとともに、外部システム（例えば、１つ又は複数の外部デバイスならびに／もしくは構造を含む）の電気的特徴物又は電子的特徴物を、ホスト構造の電気的特徴物又は電子的特徴物に対してインターフェースするように構成された、構成要素、（スマート）コネクタ、あるいは、あるタイプの素子、として実現することができるもしくは見なすことができる。この構成は、その多くの実施形態において、双方の接続面（外部システム対ホストデバイス／ＩＭＳＥ構造）を考慮した電気機械的なものとすることができる、あるいは、より詳細に後述するように、インターフェースの少なくとも一方の面上において無線接続に依存することができる。いずれかのシステム（外部システム対ホスト構造）に対する接続性は、なおも実施形態に依存するものであって、完全ではないにしても、少なくとも選択的に、例えば機械的コネクタタイプ及びさらには例えば内部のピン／信号分割を考慮した例えば機械的態様に関して選択された、ならびに／もしくは、その電気的態様（例えば電力信号、制御（データ）信号、及び／又は、（他の）データ信号仕様）に関して選択された、通信インターフェース規格に従うことができる。

【0012】

様々な実施形態では、第１基板フィルムなどの基板フィルムは、本明細書においては、３次元のうちの１つの次元（例えば、「厚さ」などのｚ）が他の２つの次元（例えば、ｘ及びｙ）と比較して顕著に短い基板を、指す。フィルム基板は、少なくとも元々は、実質的に平面状の又は平面的な基板とすることができる。しかしながら、後述するように、実質的に３次元的な、又は少なくとも３次元的より大きな、形状を確立するように形成することができる。

【0013】

様々な好ましい実施形態では、コンバータ素子は、実質的に、例えば集積回路を含む部品などの単一の素子を指すことができ、あるいは、例えば電気導体を使用して少なくとも機能的に一緒に接続されることにより本明細書において説明するコンバータ素子を機能的に確立することとなる例えば複数の部品及び／又は素子を含む複数の素子からなるシステムを指すことができる。好ましくは、コンバータ素子の少なくとも１つの構成部分は、例えば１つ又は複数の素子又はその構成要素は、あるいは、単一素子又は単一構成要素の一部は、キャビティ内に配置される。しかしそれでも、キャビティ内では、それを、充填材料によって埋め込むことができる又は覆うことができる。

【0014】

様々な好ましい実施形態では、構成は、いくつかの電気導体及び／又はコンタクトを好ましくは備えた少なくとも１つの第２接続素子であって、ホスト構造に対して接続するように構成され、好ましくはホスト構造に対して取り付けられるように構成され、さらに、コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、少なくとも１つの第２接続素子を含む。第２接続素子は、選択された通信スキーム及び／又は電力転送スキームに従って、また、関連する仕様（電圧、パルス長、変調、等の、転送信号の例えば数及びタイプを指定する）に従って、インターフェース（及び具体的には、内部のコンバータ素子）と、ホスト構造の少なくとも選択された残りの電子機器と、の間にわたって、例えば電気信号を使用して、電力データ又は制御データ又は（他の）データを転送することを、可能とする。

【0015】

様々な実施形態では、インターフェースは、第１基板フィルム上においてかつキャビティ内において、スクリーン印刷又はインクジェット印刷などによって少なくとも部分的に印刷された少なくとも１つの電気素子を含むことができる。印刷に代えてあるいは印刷に加えて、電子部品の実装などの、少なくとも部分的に既製の素子の取付を、行うことができる。

【0016】

様々な実施形態では、上述したように、適応は、例えば、信号変換、電圧変換、電流変換、電力変換、電力調整、信号経路適応、信号経路移行、信号経路接続、信号経路分離、信号選択、信号増幅、信号減衰、電圧制限、電流制限、及び／又は、信号フィルタリング、を参照することができる。適応は、コンバータ素子によって実行することができ、また、任意選択的には、インターフェース構成に含まれるいくつかのさらなる素子によって実行することもできる。例えば、第１接続素子及び／又は第２接続素子は、適応の目的のために少なくとも限定された機能を含むことができる。

【0017】

様々な実施形態では、信号は、電気信号、電磁信号、光信号、電流、電圧、電力信号、デジタル信号、アナログ信号、アナログ電気信号、デジタル電気信号、制御信号、及び、（他の）データ信号、からなる群から選択される少なくとも１つの因子を含む。

【0018】

様々な実施形態では、構成は、プリント回路基板、セラミック電気基板、（プリント）フィルム基板又はパターニングされた導電性ポリマー基板、などの第２基板を含み、この第２基板は、少なくとも１つの電気素子からなる１つ又は複数の電気素子を含み、第２基板は、少なくとも１つの電気素子からなる１つ又は複数の電気素子が、キャビティ内に配置されていて、第１材料層によって埋め込まれているようにして又は少なくとも部分的に覆われているようにして、任意選択的にさらに配置することができる。

【0019】

様々な実施形態では、構成は、少なくとも１つの電気素子と第１材料層との間の不必要なエアポケットを低減させるために（例えば、サイズを最小化するために、あるいは、エアポケットを実質的に完全に取り除くために）、少なくとも１つの電気素子上に配置された第２材料層を含む。

【0020】

様々な実施形態では、少なくとも１つの電気素子は、コンバータ素子のみをあるいは少なくともコンバータ素子を任意選択的に含むものであって、信号フィルタリング素子、保護ダイオード又は過渡抑制部品などの保護回路素子、レギュレータ、電源、スイッチドモード電源（ＳＭＰＳ）、受電コイル、送電コイル、コイル、インダクタ、増幅器、減衰器、集積回路、処理ユニット、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、信号プロセッサ、ロジックアレイ、ロジックチップ、プログラマブルロジック、キャパシタ、及び、入力キャパシタ、からなる群から選択される少なくとも１つの素子を含む。

【0021】

様々な実施形態では、第１接続素子は、実質的に電気機械的コネクタを含み、２つの相互に互換的な電気機械的コネクタのオス型部材又はメス型部材を任意選択的に含む。コネクタは、例えば選択されたインターフェース規格に従うように当該技術分野で公知のものとすることができる、あるいは、独自のものとすることができる。

【0022】

様々な実施形態では、第１接続素子は、コイル又は容量性素子などの無線接続素子を含む。

【0023】

様々な実施形態では、第１接続素子は、任意選択的に電気機械的コネクタ（コンピュータバスコネクタ、車両ハーネスコネクタ、オートメーションバスコネクタ、等）とされる第１部分又は一部分であって、外部システムの電気機械的コネクタなどの互換的接続部材に対して対向して接続するために、少なくとも部分的にキャビティの外部に存在している又は少なくとも部分的にキャビティの外部へと延びている第１部分又は一部分と、いくつかの導体などの第２部分であって、第１部分とコンバータ素子との間の接続を、好ましくは電気的に又は電磁気的になどのようにして少なくとも機能的に確立するように構成された第２部分と、を含むことができる。

【0024】

様々な実施形態では、コンバータ素子及び／又は第１接続素子は、すなわち一緒に機能し得る２つのものは、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＵＳＢ３．０（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）、ＵＳＢ２．０、ＵＳＢ、ＨＭＩ（Ｈｕｍａｎ－Ｍａｃｈｉｎｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）又は非同期シリアル通信、車両バス通信、バス通信、オートメーションバス通信、コンピュータバス通信、シリアル通信、パラレル通信、Ｉ２Ｃ（Ｉｎｔｅｒ－Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、イーサネット（登録商標）、及び、ＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））、からなる群から選択される少なくとも１つの有線での接続又は通信に関する技法又は技術又は関連規格に基づいて有線接続を提供するように適応している。例えば、第１接続素子は、例えば選択された規格によって規定されたターゲット技術の少なくとも選択された機械的（例えば、コネクタ仕様）態様を採用するように構成することができ、他方、コンバータ素子は、信号伝達／信号の態様に従うように構成することができ、その後、外部システムとホストとの間における信号処理あるいは具体的には適応化の態様を処理するように構成することができる。

【0025】

様々な実施形態では、コンバータ素子及び／又は第１接続素子は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷＬＡＮ／ＷｉＦｉ、及び、ＮＢ－ＩｏＴ（ＮａｒｒｏｗＢａｎｄ ＩｏＴ）、からなる群から選択される少なくとも１つの無線接続に関する技法又は技術又は関連規格に基づいて無線接続を提供するように適応することができる。第１接続素子は、例えば、コンバータ素子によって制御されるコイルなどの例えばトランスデューサを含むことができる。

【0026】

様々な実施形態では、第１基板フィルムは、熱成形などによって成形された基板フィルムとされ、あるいは、射出モールドされた基板フィルムとされ、キャビティを規定している。初期的には、フィルムは、例えば実質的に平面的なもの（２Ｄ）とし得るけれども、（３Ｄ－）成形及び／又は他の適切な処理により、少なくともキャビティを、内部に確立することができる。少なくとも１つの電気素子をなす電気素子などの素子の少なくとも一部は、形成の前にあるいは形成の後に、フィルムに対して提供されたものとすることができる。

【0027】

様々な実施形態では、インターフェース構成は、例えば冷却又は加熱のための少なくとも１つの熱管理素子を含むことができ、少なくとも１つの熱管理素子は、任意選択的に、ヒートシンク、サーマルスラグ、及び、サーマルウェル、のうちの少なくとも１つの素子を含む。熱管理素子は、実質的に、モノリシック素子とすることができる、ならびに／もしくは、複数部材型素子（部材どうしは、取り外し可能に接続することができる、あるいは、固定的に接続することができる）とすることができる、ならびに／もしくは、コネクタ又は電気素子などのいくつかの他の素子と一体的なものとすることができる。

【0028】

様々な実施形態では、熱管理素子は、例えば物理的にはそうではないとしても、少なくとも熱的には、電気素子、充填物、基板、導体、コンタクト及び／又はコネクタ、外部の他の素子、ならびに／もしくは、インターフェースを含む多層構造であって本明細書において詳細に想定している多層構造の例えば（電子的）構成要素、などのインターフェース構成の特徴物に対して、接続又はコンタクトするように構成することができる。関連する熱的接続は、例えば、対流、伝導、及び／又は放射に基づくものとすることができる。

【0029】

様々な実施形態では、熱管理素子は、キャビティの内部に配置することができ、あるいは、少なくとも部分的にキャビティの外部に配置することができ、例えば、第１基板フィルム上に配置することができ、あるいは、キャビティの実質的に開放した面からキャビティ外へと延びることができる。熱管理素子は、これに加えてあるいはこれに代えて、例えば、切り込み又は貫通穴を介して、第１基板フィルムを貫通して配置することができる。さらに、熱管理素子は、第２基板が存在する場合にはこの第２基板を貫通して延びるように構成することができる。

【0030】

例えば上述した多層構造のいくつかの実施形態では、少なくとも１つの熱管理素子は、例えば高出力ＬＥＤが特定の条件下で（過剰に）加熱されやすいことを考慮して、インターフェースの実質的に外部に配置することができ、任意選択的には、電子部品などの素子に対して一体化又は接続することができる。

【0031】

様々な実施形態では、熱管理素子は、ヒートシンクを含むことができ、このヒートシンクは、実際に、例えば完全にあるいは少なくとも部分的に、キャビティの内部に配置することができる。

【0032】

様々な実施形態では、熱管理素子の一部とされたあるいは熱管理素子に対して接続されたあるいは熱管理素子に対して一体化された第１接続素子及び／又は第２接続素子などの１つ又は複数の素子は、太い銅導体などの、大きな熱伝導性を有した材料を含むことができる。

【0033】

様々な実施形態では、ヒートパイプなどの１つ又は複数の熱管理素子は、ヒートシンクとして動作するために、すなわち、インターフェース構成の内外にわたって熱を伝導するために、第１接続素子などの適切な素子に対して接続して配置することができる。

【0034】

一態様によれば、外部システムとインターフェース構成のホスト構造との間の電気的接続又は電磁気的接続などの接続を提供するためのインターフェース構成を製造するための方法が提供され、この方法は、
－キャビティを規定する第１基板フィルムを得ることと、
－外部システムとホスト構造の電子機器との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含む少なくとも１つの電気素子を少なくとも部分的にキャビティ内に配置することと、
－外部システムに対して接続するように構成された、第１電気機械的コネクタ又は無線接続素子を任意選択的に含む第１接続素子を、好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置することであって、さらに、第１接続素子は、コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続される、配置することと、
－第１材料によって少なくとも部分的にキャビティを充填するとともに、キャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込む又は少なくとも部分的に覆うことにより、第１材料層を提供することと、を含む。

【0035】

様々な実施形態では、ホスト構造に対して接続するための第２接続素子が、コンバータ素子に対して好ましくは電気的になどのようにして少なくとも機能的に接続されるようにして、提供される。

【0036】

様々な実施形態では、例えば電子機器又は電気部品をホストするための多層構造は、任意選択的にいくつかの電気的トレース及び電子部品とされる例えば電子機器であるとともにそれらのうちの少なくともいくつかが好ましくは電気ノードタイプの部品としてさらに任意選択的に実装される例えば電子機器をホストするように構成されたホスト基板と、任意選択的に実質的に電気部品あるいは具体的には電子部品とされる、好ましくは電気ノードタイプの実質的に電気部品あるいは具体的には電子部品とされる、インターフェース構成であるとともに、外部システムと多層構造の電子機器との間の接続を提供するように構成されたインターフェース構成と、を含み、
インターフェース構成は、
－キャビティを規定する第１基板フィルムと、
－少なくとも部分的にキャビティを充填するように構成されるとともに、少なくとも部分的にキャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層であって、少なくとも１つの電気素子は、外部システムと多層構造との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含む、第１材料層と、
－好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置されるとともに、外部システムに対して接続するように構成された第１接続素子であって、コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された第１接続素子と、を含み、
多層構造は、
－ホスト基板上に構成された第１基板フィルム、そして好ましくはインターフェース構成を少なくとも部分的に埋め込む又は少なくとも部分的に覆うモールド材料層又はキャスト材料層を、さらに含む。

【0037】

様々な実施形態では、多層構造は、ホスト基板に対しての接続を提供するためにホスト基板に取り付けられるとともに、コンバータ素子に対して少なくとも機能的に接続された、第２接続素子を含む。

【0038】

様々な実施形態では、電子機器は、ホスト基板上に配置された少なくとも１つの電気部品又は電子部品を含み、部品は、インターフェース構成の第２接続素子を好ましくは介して、ホスト基板上へと好ましくは印刷されたさらに好ましくは電子機器プリント技術を利用して印刷されたいくつかの導電性トレースを任意選択的に介して、コンバータ素子に対して、好ましくは電気的に又は電磁気的になどのようにして少なくとも機能的に接続されている。

【0039】

様々な実施形態では、コンバータ素子は、好ましくは第１接続素子及び第２接続素子を介して、コンバータ素子を外部システムに対して機能的に接続するためのいくつかの第１端子及び第２端子を、あるいは同様の接続特徴物を、含むことができる。

【0040】

様々な実施形態では、多層構造は、本明細書において説明するように、少なくとも１つの熱管理素子を含むことができる。

【0041】

本発明の有用性を考慮すると、本発明は、実施形態に応じて、電気ノードを利用するインターフェース構成が、例えばスイッチモード電源及び高密度ピッチマイクロコントローラを形成する電気回路などの機能を多層構造へと統合する際の複雑さを低減するという点において、公知の解決策と比較して、様々な利点を提供する。多くの場合、配線の量も低減される。本発明による電気ノードへと容易に組み込み得る機能の数は、任意の利用可能な従来技術を使用することに代えて、ＩＭＳＥを使用して構造及びその機能を実装することから得られる価値を大幅に向上させる。電気ノードは、例えば、効率に関して、小さな電磁干渉（ＥＭＩ）に関して、又は他のパラメータに関して、最適化され得る構造を有している。例えば、スイッチモード回路は、電磁適合性（ＥＭＣ）試験において結果が不合格になるリスクを大幅に低減しつつ、放出制限を満たすように調整することができる。ソフトウェア開発の観点からは、事前に選択されて事前に製造された電気ノードが既知の構造と既知の機能とを有していることのために、ＩＭＳＥ構造を実装するのに必要な労力も、また、大幅に低減することができる。事前に構成可能な機能モデルに基づいてドライバコードを自動生成する可能性をドライバに対して提供することにより、機能性の実装を可能とすることができる。

【0042】

これに加えて、インターフェース又はインターフェース構成を製造するための電気ノードアプローチは、現在利用可能な電気部品に関するはるかに多くの割合の使用を可能とするものであり、それは、市場に出回っている新しい部品のほとんどが、プリント解像度、接着剤の広がり及び飛び跳ね、信頼性高い充填、空気の排除、などの物理的な制限のために、ＩＭＳＥ構造へと直接的に組み込むことが非常に困難であるような、非常に高密度で小さなパッケージへとパッケージ化されていて、潜在的に非常に大きな電力密度を有しているからである。複雑な回路及び多くの部品をプラスチック内へと直接的に埋め込むという課題に対して精通していない設計者にとっては、電気ノードアプローチは、機能を統合するための著しく安全な方法である。ＩＭＳＥ部品の集積度が増大するにつれて（より多くの機能がプラスチックの内部に集積される）、必要とされる外界との接続は、ますます少なくなる。本発明は、膨大な種類の部品間で共有可能な資産を作成することによってサプライチェーンを簡素化するとともに組立及び修理を容易とすることにより、システム設計を大幅に簡素化し得るいくつかの非常に有望なインターフェースを、提供する。

【0043】

例えば、車両電子機器システム（例えばＣＡＮ／ＬＩＮバス接続を提供する）、オートメーションシステム、又は他の電子機器システム、などの外部システムと、インターフェース構成のＩＭＳＥ構造などのホスト構造と、の間にわたって電力転送及び／又は通信（制御データ及び／又は他のデータ）を実装するために必要とされる、異なるインターフェース回路及び例えば保護回路を、インターフェース構成に巧妙に採用することができ、これにより、好ましくは電気ノードタイプの、単一部品にさえ低減することができ、これは、前もって準備されて検証（例えば、テスト）され、その後、必要に応じて、ホスト構造のホスト基板上へと提供することができる。その場合、インターフェース構成は、一方の当事者（例えば、企業）によって製造及び／又は検証され得るとともに、例えば他の当事者によってホスト構造内に提供される。

【0044】

したがって、電子機器の製造プロセス及び検証プロセスのアウトソーシングが、より容易となり、部品の選択肢が広がる、カスタマイズが容易となる、等がもたらされる。しかしそれでも、例えば外部システムのうちの、例えば第１接続素子及びコンバータ素子の関連する態様（処理、必要なハードウェア、等）を含んでいる対向面は、プロセス固有又はケース固有のものとすることができ、あるいは、プラットフォーム化することができ、他方、ホスト構造のうちの、例えば第２接続素子及びコンバータ素子の関連する態様を含んでいる対向面は、様々な用途及びユースケースにわたって同じままとすることができ、このことは、関連する設計プロセス、製造プロセス、及び、テスト／検証プロセスを簡素化して合理化することにより、（ＩＭＳＥ）ホスト構造の製造コストを低減させることとなる。

【0045】

本明細書において説明するように、インターフェース内に、あるいは、インターフェースを含む多層構造内に、熱管理素子を設けることにより、電子部品の過熱などの多くの潜在的な熱管理関連の問題点を、低減することができる又は回避することができる。

【0046】

様々な他の利点は、以下の詳細な説明に基づいて当業者には明らかになるであろう。

【0047】

「いくつかの（ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ）」という表現は、本明細書では、１から始まる任意の正の整数を指すことができる。

【0048】

また、「複数の（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ）」という表現は、２から始まる任意の正の整数を指すことができる。

【0049】

「第１」、「第２」、及び「第３」という用語は、本明細書では、ある構成要素を他の１つ又は複数の構成要素から識別するために使用するものであり、特に明記しない限り、それらに対して特別な優先順位付けをしたり順序付けをしたりするものではない。

【0050】

本明細書において提示する本発明の例示的な実施形態は、添付の特許請求の範囲に関する適用可能性に対して制限を与えないものとして、解釈されるべきである。「含む（ｔｏ ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞は、本明細書では、未記載の特徴点の存在を排除しない開放的な限定として使用される。様々な実施形態及び従属請求項に記載された特徴点は、特に明記しない限り、相互に自由に組み合わせることができる。しかしそれでも、本明細書において開示するインターフェース構成の様々な実施形態は、当業者であれば容易に理解されるように、多層構造又は製造方法の所望の実施形態において、又はその逆において、（必要な変更を加えて）柔軟に採用することができる。

【0051】

本発明の特徴として考えられる新規な特徴点は、添付の特許請求の範囲に特に記載されている。しかしながら、本発明自体は、その構造及びその操作方法の双方に関して、追加的な目的及び利点と共に、添付図面と関連して読んだ時には、特定の実施形態に関する以下の説明から最もよく理解されるであろう。

【0052】

本発明のいくつかの実施形態は、例示のために、限定するものではなく、添付図面の図に図示されている。

【図面の簡単な説明】

【0053】

【図1】図１は、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図2】図２は、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図3】図３は、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図4A】図４Ａは、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図4B】図４Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図4C】図４Ｃは、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図4D】図４Ｄは、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図5A】図５Ａは、本発明の一実施形態による電気ノードにおいて利用可能なサブアセンブリを概略的に示している。

【図5B】図５Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードにおいて利用可能なサブアセンブリを概略的に示している。

【図6A】図６Ａは、本発明のいくつかの実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図6B】図６Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図6C】図６Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図7】図７は、本発明の一実施形態による電気ノードストリップを概略的に示している。

【図8A】図８Ａは、本発明の一実施形態による電気ノードシートを概略的に示している。

【図8B】図８Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードシートを概略的に示している。

【図9】図９は、本発明の一実施形態による電気ノードを概略的に示している。

【図10】図１０は、本発明の一実施形態による多層構造を概略的に示している。

【図11】図１１は、本発明の一実施形態による方法に関するフロー図を示している。

【図12A】図１２Ａは、本発明の一実施形態による電気ノードの製造に関する様々な段階を示している。

【図12B】図１２Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードの製造に関する様々な段階を示している。

【図13】図１３は、本発明の一実施形態によるインターフェースを示している。

【図14】図１４は、本発明の他の一実施形態によるインターフェースを示している。

【図15】図１５は、本発明のさらなる実施形態によるインターフェースを示している。

【図16】図１６は、本発明のさらに他の実施形態によるインターフェースを示している。

【図17】図１７は、本発明の一実施形態による方法に関するフロー図を示している。

【図18】図１８は、いくつかの適用可能な熱管理特徴物を備えた電気ノードの他の実施形態を概略的に示している。

【図19】図１９は、いくつかの関連した熱管理特徴物を備えた電気ノードのさらに他の実施形態を概略的に示している。

【図20】図２０は、本発明によるインターフェースの一実施形態に関連した熱管理に関する様々な適用可能な態様を示している。

【発明を実施するための形態】

【0054】

本明細書において説明する電気ノードの様々な例又は実施形態は、当業者であれば必要に応じて柔軟に及び／又は選択的に任意選択的に組み合わせられるべきものであって、本明細書において想定するようなシステムどうしの間のインターフェース構成の例えば少なくとも一部を形成するなどの、すなわち、インターフェースノード又は同様の構成要素としてなどの、様々な用途での使用に適している。インターフェースノードは、有利には、電子部品と同様の方法で、ホスト構造上に又は多層構造上に、配置することができる。よって、インターフェースノードは、外部システムのためのインターフェースを、１つの少なくとも構成要素のようなユニットで、好ましくは提供し得るとともに、これに加えて、本明細書において提示するような電気ノードタイプの構造によってその少なくとも一部が保護され得る他の構成要素を含むことができる。

【0055】

図１は、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図１における電気ノード１００は、ポリカーボネート（ＰＣ）からなるものなどの、あるいは、ＰＣを含むものなどの、第１基板フィルム１０であって、キャビティ１５（例えば、検査角度に応じて、凹所形状又は凸部形状）を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成されるとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むようにあるいは少なくとも部分的に覆うように構成された、第１材料層３０又は容積と、を含む。図１においては、少なくとも１つの電気素子１２は、容量性感知素子又は導体又はプリント電子部品などであって、例えば発光ダイオードなどであって、第１基板フィルム１０上において、かつ、キャビティ１５内において、スクリーン印刷又はインクジェット印刷などによって印刷されている、及び／又は、他の方法によって設けられている。素子１２は、例えば、キャビティ１５の底部上に設けられたものとすることができる（例えば、実質的に中央に位置する、あるいは、キャビティの側壁に近い位置に設けられる）。素子１２は、１つだけであってもよく、あるいは、有利には、複数の電気素子１２が存在してもよく、例えば、照明などの少なくとも１つの機能を提供し得る電気回路を形成する。さらに、少なくとも１つの電気的コンタクト素子が、あるいは、一般的には接続素子１６が、存在してもよく、これは、電気ノード１００に対して配置されるとともに、典型的には、例えば、ガルバニック接続又は容量性接続又は誘導性接続などの電気的接続を、典型的には特にノード１００の外部から、例えば共通のホスト面又は構造上に存在する１つ又は複数の素子から、あるいは一般的には、ノード１００を有した基板上に存在する１つ又は複数の素子から、及び／又は、ノード１００の外部に存在する１つ又は複数の素子から、ノード１００の内部へと、提供するように構成されている。電気的コンタクト素子１６は、プリント導体などといったような電気導体１４などの中間電気的接続素子１４を介して、少なくとも１つの電気素子１２に対してあるいはその電気回路に対して、電気的に接続することができ、少なくとも１つの電気素子１２に対してあるいはその電気回路に対して直接的に接続されていない場合には、その目的のために、素子１２は、端子又はコンタクトなどのいくつかの接続特徴物を含むことができる。

【0056】

様々な実施形態によれば、第１材料層３０は、例えば、ポリマー、プラスチック、及び／又はシリコーンとすることができる、あるいは、それらを含むことができる。様々な有利な実施形態によれば、第１材料層３０は、弾性を有することができ、これにより、例えば、内部に埋め込まれたあるいは第１材料層１０によって少なくとも部分的に覆われた１つ又は複数の電気素子１２に対して、機械的保護を提供する。

【0057】

いくつかの実施形態では、第１材料層３０は、複数の材料あるいは複数の材料層を含むことができる。

【0058】

図２は、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図２における電気ノード１００は、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成されるとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層３０と、を含む。図２においては、電気ノード１００は、さらに、プリント回路基板などの、あるいはその一部などの、あるいは別のフィルムなどの、第２基板２０であって、少なくとも１つの電気素子１２を含む第２基板２０を含む。さらに、第２基板２０は、少なくとも１つの電気素子１２が、キャビティ１５内に位置しているようにして、かつ、第１材料層３０内に埋め込まれているようにして又は第１材料層３０によって少なくとも部分的に覆われているようにして、配置されている。第２基板２０上には、１つの電気素子１２のみが存在してもよく、有利には、複数の電気素子１２が存在してもよく、照明などの機能を提供し得る電気回路を形成する。さらに、電気的コンタクト素子１６が存在してもよく、これは、電気ノード１００に対して配置されるとともに、ガルバニック接続又は容量性接続又は誘導性接続などの電気的接続を、ノード１００の内部へと、提供するように構成されている。図１に関して上記において想定したように、電気的コンタクト素子１６は、電気的接続素子１４を任意選択的に介して、少なくとも１つの電気素子１２に対してあるいはその電気回路に対して、電気的に接続することができる。また、第１フィルム１０に対して、その任意の面上に（キャビティ１５を向いた面が、図示されている）、電気素子などのいくつかの特徴物２５を、提供することができる。

【0059】

図３は、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図３における電気ノード１００は、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成されるとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層３０と、を含む。しかしながら、この場合には、キャビティ１５内には、少なくとも２つの電気素子１２が配置されており、少なくとも１つの電気素子は、図１のように配置され、少なくとも１つ他の電気素子は、図２のように配置されている。

【0060】

さらに、図１及び図２にも適用可能であるように、第１基板フィルム１０上には、第１基板フィルム１０のうちの、キャビティ１５とは反対側の面上に、少なくとも１つの第２電気素子２６が配置されていてもよい。図３においては、容量性感知要素２６などの第２電気素子２６は、キャビティ１５に対して対応する位置に配置されているけれども、第２電気素子２６は、これに代えてあるいはこれに加えて、第１基板フィルム１０の他の部分に配置されてもよい（例えば、図２の特徴物２５を参照されたい）。さらに他の選択肢として、第２電気素子２６は、第２電気的接続素子２７を介して、及び／又は、フィードスルー２８を介して、電気的コンタクト素子１６などの特徴物に対して接続することができ、ここで、電気的コンタクト素子１６は、電気素子１２に関連した電気的コンタクト素子１６と同じものあるいは異なるものである。

【0061】

図１～図３に示す任意の実施形態などの様々な実施形態によれば、ノード１００は、ノードを冷却するためのヒートシンクなどの、特に１つ又は複数の電気素子１２を冷却するためのヒートシンクなどの、いくつかの熱管理特徴物又は熱管理素子３５を含むことができる。ヒートシンク、及び／又は、１つ又は複数の他の熱管理特徴物は、例えば冷却を提供するために、例えば第１材料層３０内に埋め込まれることができる、ならびに／もしくは、ノード１００の少なくとも部分的に外部に提供することができる（例えばモールドを使用して上面上にカバープラスチックを例えば提供することの、任意選択的に前にあるいは後に、フィルム１０などの外部部分に設けられた例えばビア／穴を利用して）。さらにまた、ヒートシンク又は同様の機能性は、外部デバイスの熱交換素子と関連して、あるいは、例えば回路基板（例えば、金属コアＰＣＢ又はサーマルＰＣＢを考慮している）の熱交換素子と関連して、配置することができる。一般に、熱管理素子又は熱管理機能は、含有されている１つ又は複数の材料、寸法、形状、及び／又は、その（表面）面積によって提供される、大きな熱伝導性及び例えば熱放散特性を有することができる。１つ又は複数の材料は、例えば、熱伝導性ポリマー、ペースト、１つ又は複数のモールド材料に加えてあるいはそれに代えて、多くの金属（例えば、銅、銀、アルミニウム）及びそれらの合金を含むことができる。いくつかの実施形態では、熱伝導体に加えてあるいは熱伝導体に代えて、実質的に熱絶縁体である熱管理素子を利用することができる。

【0062】

熱管理素子３５は、有利には、ノード１００又はインターフェース構成の内部において、ならびに／もしくは、ノード１００又はインターフェース構成の外部へと、熱エネルギー／熱を、分配するように又は搬送するように又は拡散するように構成することができる。熱エネルギーすなわち熱は、ノード１００又は構成の、選択された領域へとあるいは全体領域へと、搬送され得るとともに、その後、ノード１００又は構成の外部へと、例えば、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０を介して、あるいは、ホスト基板６０を介して、搬送されることができ、したがって、単一ポイントにおいて冷却を提供することと比較して、ノード１００又は構成の冷却を、例えばより効率的なものとすることができる。これは、ノード１００又は構成が、高出力のＬＥＤ又はＬＥＤドライバなどのコンパクトな高出力部品を含む場合に、ホットスポットを回避する目的で、特に有益とすることができる。

【0063】

様々な実施形態では、熱を伝導するためのそのような熱管理素子３５の熱伝導率は、あるいは、そのような熱管理素子３５の少なくとも一部の熱伝導率は、好ましくは少なくとも２Ｗ／ｍＫとすることができ、また、好ましくは少なくとも１０Ｗ／ｍＫとすることができ、また、より好ましくは少なくとも５０Ｗ／ｍＫとすることができ、また、最も好ましくは少なくとも１００Ｗ／ｍＫとすることができる。当業者であれば理解されるように、より小さな熱伝導率を有した様々な材料は、熱絶縁体と見なすことができ、他方、より大きな熱伝導率を有した材料は、一般に、熱伝導体として、例えば冷却／熱伝達という目的で、より効果的に利用することができる。所望の熱伝導率は、例えば、熱管理素子３５に関する適切な材料選択によって、得ることができる。いくつかの実施形態では、少なくとも１０Ｗ／ｍＫという熱伝導率を有したプラスチック材料を、利用することができる。様々な実施形態では、銅、アルミニウム、亜鉛、あるいは、Ｓｎ－Ａｇ３．５－Ｃｕ９．０のような錫－銀－銅（ＳｎＡｇＣｕ）組成物、などの金属材料を、熱管理素子３５において、あるいは、その少なくとも一部において、利用することができる。様々なそのような金属の熱伝導率は、少なくとも約６０Ｗ／ｍＫという程度である。よって、かなり多くの金属が、典型的なプラスチック材料よりも良好な熱伝導率を呈し、これらの金属を、熱管理のために、本発明の様々な実施形態において利用することができる。

【0064】

様々な実施形態では、サーマルウェル、サーマルスラグ、又はサーマルパッドなどの熱管理素子３５は、電気部品又は電子部品の、銅又は銅合金からなるものなどの、例えばリードフレームによって、少なくとも部分的に実装することができる。さらに、例えばサーマルウェルは、ＰＣＢなどの基板を貫通した複数のインレットからなるマトリクスによって、実装することができる。サーマルウェルは、特に有利には、多層基板において利用することができる。サーマルスラグ又はサーマルパッドの例は、薄型シュリンクスモールアウトラインパッケージ（ＴＳＳＯＰ）上に又はクワッドフラットノーリード（ＱＦＮ）パッケージ上に配置された熱伝導性材料を含むことができる。

【0065】

様々な実施形態によれば、電気ノード１００は、実際に、第２基板２０などの回路基板を含むことができ、もしくは、金属コアを有した電気素子１２を、あるいは、高温共焼セラミクス（ＨＴＣＣ）又は低温共焼セラミクス（ＬＴＣＣ）などの多層セラミクス技術に基づく電気素子１２を、含むことができ、これらは、熱伝導を介して、冷却及び／又は加熱をさらに提供することができる。

【0066】

一実施形態によれば、熱管理素子３５は、１つ又は複数の専用素子を含むことに加えてあるいはそれに代えて、電気ノード１００のいくつかの素子及び／又は構成要素と統合することができる、あるいは、ノード１００の一実施形態を好ましくは含むインターフェース構成のいくつかの素子及び／又は構成要素と統合することができる。例えば、これは、ヒートシンク又は熱伝導性素子などの熱管理素子３５としてあるいはその一部として機能する例えば寸法などの特性を有して設計された電気導体の利用を伴うことができる。

【0067】

様々な実施形態では、電気ノード１００又はインターフェース構成（より詳細に後述する）は、ヒートシンク、サーマルスラグ、サーマルウェルのうちの少なくとも１つのものなどの熱管理素子３５を含むことができる。熱管理素子３５は、キャビティ１５内に配置することができる、あるいは、例えば第１基板フィルム１０上において、少なくとも部分的にキャビティ１５の外部に配置することができる、あるいは、キャビティ１５の開放面からキャビティの外部へと延びることができる。熱管理素子３５は、これに加えてあるいはこれに代えて、例えば切り込み又は貫通穴を介して、第１基板フィルム１０を貫通して配置することができる。さらに、熱管理素子３５は、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０を貫通して延びるように、配置することができる。これに加えてあるいはこれに代えて、熱管理素子３５は、完全にキャビティ１５内に配置された又は少なくとも部分的にキャビティ１５内に配置されたヒートシンクを含むことができる。いくつかの実施形態では、第１接続素子４５（例えば、図１３～図１６に示す）及び／又は第２接続素子１６は、熱管理素子３５の一部として、厚い銅導体などの大きな熱伝導率を有した材料から構成することができる、あるいは、そのような材料を含むことができる。ヒートパイプなどの１つ又は複数の熱管理素子３５は、これに代えてあるいはこれに加えて、ヒートシンクとして動作するために、すなわち、電気ノード１００又はインターフェース構成の内外にわたって熱を伝導するために、第１接続素子４５に関連して配置することができる。

【0068】

様々な実施形態では、電気ノード１００又はインターフェース構成は、例えば保護層に加えて、例えば熱管理素子３５として動作するように、熱伝導性の第１材料層３０を、キャビティ１５内に設けられているなどのようにして、含むことができる。さらにまた、第１材料層３０は、熱伝導性材料を利用することによって、処理ユニット又は抵抗器などの熱生成部品に対して対応した位置などにおいて、部分的にのみ提供することができ、第１材料層３０の残部は、他の材料から形成することができる。

【0069】

電気ノード１００又はインターフェース構成がホスト基板６０上に又はホスト構造上に配置されている様々な実施形態によれば、１つ又は複数の熱管理素子３５は、ホスト基板６０の１つ又は複数の熱管理素子３５に対して熱的に関連することができる。例えば、ホスト基板６０上において、電気ノード１００に対応した位置に、あるいは、構成のキャビティ１５に対応した位置に、グラファイトテープ片又は銅テープ片などの、グラファイト又は銅を配置することができる。さらにまた、これらの熱伝導性素子は、例えばノード１００又は構成から、熱を遠くへと伝導させるために、ホスト基板６０に沿って延びることができる。

【0070】

ホスト基板６０又はホスト構造上に配置された電気ノード１００又はインターフェース構成を含むとともに、ノード１００又は構成上に、モールド材料層又はキャスト材料層９０を含む様々な実施形態においては、モールド材料層又はキャスト材料層９０の少なくとも一部は、完全ではないにしても、第１基板フィルム１０を少なくとも部分的に覆う又は埋め込む部分などにおいては、熱伝導性材料から形成することができる。

【0071】

図４Ａ～図４Ｄは、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図４Ａ～図４Ｄは、電気ノード１００を、それぞれ、側断面図、平面図、底面図、及び斜視図、として示している。プリント部品又は実装部品などの電気素子１２は、例えばキャビティ１５の底部上において、好ましくはそのキャビティ１５の内部に、配置されており、任意選択的に、電気素子１２と電気的コンタクト素子１６とを接続する導体１４が、第１基板フィルム１０の周縁部に配置されている。

【0072】

図４Ｂ～図４Ｄは、第１基板フィルム１０上に配置された機能的な及び／又は装飾的な素子４１をさらに示している。図４Ｂ～図４Ｄにおける機能素子４１は、キャビティ１５内に配置された光源が放射する光を例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）タイプの素子１２が放射する光を透過させる透明材料製ウィンドウとされる、あるいは、そのようなウィンドウを含む。それは、例えば、視覚的インジケータ又は光学的インジケータとして、及び／又は、照明の目的のために、利用することができる。

【0073】

図５Ａ及び図５Ｂは、５００及び５０２において、本発明の一実施形態による電気ノード１００において利用可能なサブアセンブリを概略的に示している。サブアセンブリは、サブアセンブリの電気回路を形成する複数の電気素子１２を、好ましくは相互接続された素子１２を、含むことができる。この例における電気回路は、ＰＣＢなどの基板２０上における１つのサブアセンブリとされ得る２チャネル型ＬＥＤドライバをなす素子を含む。サブアセンブリは、例えばその周縁部分に、入力及び／又は出力を、供給キャパシタと、インダクタと、タイミング抵抗と、感知抵抗と、小型かつ高電力密度のドライバＩＣと、の間の回路の複雑な混乱状態に代えて、大型の実装しやすいコンタクトパッド上における、電力、グランド、２つのＰＷＭ（パルス幅変調）入力、２つのＬＥＤストリングアノード、及び２つのＬＥＤストリングカソード、のためのものなどの、電気的コンタクト素子１６の形態で、含むことができる。その後、サブアセンブリを、キャビティ１５内に配置し得るとともに、本発明の一実施形態に従って、第１材料層３０によって少なくとも部分的に埋め込むことができる又は少なくとも部分的に覆うことができる。しかしながら、サブアセンブリは、また、第１基板フィルム１０上において、キャビティ１５内に、あるいは、キャビティ１５を後に確立することとなる領域内に、直接的に製造することもでき、その後、第１材料層３０によって少なくとも部分的に埋め込むことができる又は少なくとも部分的に覆うことができる。しかしながら、１つ又は複数の機能性を有したならびに／もしくは１つ又は複数の機能性を実行するように構成された様々に異なる種類のサブアセンブリ又は電気回路を、本発明の一実施形態による電気ノード１００内に配置し得ること、また、それらサブアセンブリ又は電気回路が、上述した電気回路に限定されないことに、さらに留意すべきである。

【0074】

図６Ａ～図６Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図６Ａにおける電気ノード１００は、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成されるとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層３０と、を含む。図２においては、電気ノード１００は、プリント回路基板又はその一部などとされた第２基板２０であって、少なくとも１つの電気素子１２を含んでいる第２基板２０を含む。さらに、第２基板２０は、少なくとも１つの電気素子１２が、キャビティ１５内に配置されているとともに、第１材料層３０内に埋め込まれているようにして又は第１材料層３０によって少なくとも部分的に覆われているようにして、構成されている。１つの電気素子１２のみが存在してもよく、また、有利には、複数の電気素子１２が存在してもよく、電気素子１２は、第２基板２０上において、照明などの機能を提供し得る電気回路を形成している。さらに、ノード１００内への電気的接続を提供するために、第２基板２０のうちの、少なくとも１つの電気素子１２とは反対側の面上に、電気的コンタクト素子１６を配置することができる。

【0075】

図６Ａは、さらに、ＰＣＢなどの、あるいは、例えばプラスチック材料及び／又は有機材料からなるフィルムタイプの基板などの、ホスト基板６０であって、上面上に電気ノード１００が配置されたホスト基板６０を示している。ホスト基板６０は、好ましくは、導電性接着剤の使用によって電気ノード１００が例えば取り付けられ得る電気的コンタクト領域６１を含む。よって、電気ノード１００は、１つ又は複数の機能を実行するように構成された一構成要素的な存在である。電気ノード１００とホスト基板６０との間の電気的接続は、ガルバニック接続として図示されているけれども、容量性接続又は誘導性接続として構成することもできる。さらに、電気ノード１００の第１基板フィルム１０は、例えばプラスチックによってオーバーモールドされた時には及び／又はさらなる材料によって全体的に覆われた時には、有利には、キャビティ１５内の構成要素を保護する。

【0076】

図６Ｂにおける電気ノード１００は、少なくとも１つの電気素子１２と第１材料層３０との間に形成される例えばエアポケットを低減させるために、例えば少なくとも１つの電気素子１２上に、第２材料層６５が内部に設けられている点を除いては、図６Ａに示すものと同様である。第２層６５をなす１つ又は複数の材料は、第１充填材料（第１層）３０をなす１つ又は複数の材料とは、異なるものとすることができる。第２材料層６５は、少なくとも１つの電気素子１２を覆うことができ、あるいは、多数の電気素子１２が存在する場合にはそれらの少なくともいくつかを覆うことができ、任意選択的に、第２基板２０の少なくとも一部を覆うことができる。第２材料層６５は、液体樹脂などの、非常に流動性が大きくて十分な湿潤性を有した材料を含むことができる、あるいは、例えば、そのような材料とすることができる。第２材料層６５は、有利には、電子部品などの電気素子１２及び／又は構造の一部の間の小さな隙間内へと流れ込む予備充填材料として使用することができ、これにより、第１材料層３０の適用を容易とするために、幾何学的形状を単純化する、ならびに／もしくは、１つ又は複数の面を「平滑化」する。

【0077】

第２材料層６５は、ＩＣ部品のキャピラリアンダーフィルにおいて典型的に使用される材料又は同様の材料とすることができる、あるいは、そのような材料又は同様の材料を含むことができる。よって、材料層６５は、液体有機樹脂バインダと無機フィラとの混合物とすることができる。有機バインダは、例えば、エポキシ樹脂混合物又はシアン酸エステルを含むことができる。無機フィラは、例えば、シリカを含むことができる。

【0078】

これに代えてあるいはこれに加えて、第２材料層６５は、少なくとも１つの電気素子１２が第１基板フィルム１０上に配置されておりかつキャビティ１５内に配置されている実施形態においては、エアポケットを低減させるために、利用することができる。

【0079】

図６Ｃにおける電気ノード１００は、保護層６７などの層が第１基板フィルム１０上に配置されている点を除いては、図６Ａに示すものと同様である。保護層６７は、また、その一方の面上に又はどちらかの面上に、容量性感知素子又は照明デバイス又は光学素子などの機能性素子を含むことができる。保護層６７は、例えば図１０を参照してより詳細に説明するように、例えば、保護フィルム、コーティング、シェル構造、及び／又は、モールド（プラスチック）層、を含むことができる。保護層６７は、ノード１００などの１つ又は複数の存在を覆うことができる、及び／又は、ホスト基板６０上に設けられた電子部品などの他の特徴物を覆うことができる。

【0080】

図７は、本発明によるアセンブリ２００の電気ノードストリップタイプの実施形態を概略的に示している。ストリップ２００は、複数のキャビティ１５を規定する、この場合には２つのキャビティ１５を規定する、例えば細長い第１基板フィルム１０と、複数のキャビティ１５の数に対して少なくとも対応する数の第１材料層３０と、を含む。第１材料層３０のそれぞれは、それぞれ対応するキャビティ１５を少なくとも部分的に充填するとともに、内部に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む。第１基板フィルム１０上には、電気的コンタクト素子１６を配置することができ、これらの電気的コンタクト素子１６は、さらに、キャビティ１５の一方又は双方において、電気素子１２に対して接続することができる。

【0081】

さらに、対応する数の第１材料層３０のうちの、少なくとも２つは、共通の第１材料層３０を形成することができる。これは、第１材料層３０が２つのキャビティ１５の間にわたって実質的に延びること、これにより、連続した材料層を形成することを、伴うことができる。

【0082】

次に、図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードシート２００を概略的に示している。図８Ａにおいては、シート２００は、シート２００の上方からの斜視図として示されている。図８Ｂにおいては、シート２００は、シート２００の下方からの斜視図として示されている。シート２００は、複数のキャビティ１５を規定する、この場合には４つのキャビティを規定する、第１基板フィルム１０と、複数のキャビティ１５の数に対して少なくとも対応する数の第１材料層３０と、を含む。第１材料層３０のそれぞれは、それぞれ対応するキャビティ１５を少なくとも部分的に充填するとともに、内部に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む。第１基板フィルム１０上には、電気的コンタクト素子１６を配置することができ、これらの電気的コンタクト素子１６は、さらに、キャビティ１５の１つにおいて又はいくつかにおいて又はそれぞれにおいて、電気素子１２に対して接続することができる。さらに、対応する数の第１材料層３０のうちの、少なくとも２つは、共通の第１材料層３０を形成することができる。これは、第１材料層３０が２つのキャビティ１５の間にわたって実質的に延びること、これにより、連続した材料層を形成することを、伴うことができる。

【0083】

図７、図８Ａ、及び図８Ｂは、第１基板フィルム１０上に配置された機能素子４１を、さらに示している。機能素子４１は、上述したように、例えば、キャビティ１５内に配置された光源が放射する光を例えばＬＥＤが放射する光を透過させる透明材料製ウィンドウを含むことができる。

【0084】

図８Ｂにおいては、１つのキャビティ１５内に、２つ以上の電気素子１２を配置し得ることが、さらに図示されている。この場合、「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」を描いている左下のキャビティ１５は、例えば、それぞれ「ＯＮ」及び「ＯＦＦ」とされた機能素子４１を照明するように構成された２つのＬＥＤを含むことができる。一方のＬＥＤからの光が他方のＬＥＤセクション内へと侵入することを遮断する構造を、さらに提供することができる。

【0085】

図９は、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に示している。図９における電気ノード１００は、第１材料層３０内に、エアポケット８５などのポケットを含む。ポケット８５は、空気などの、及び／又は、１つ又は複数の不活性ガスなどの、任意の選択されたガス、あるいは、基本的に任意のタイプのガス、あるいは、それらの組合せ、を含有することができる。

【0086】

一実施形態によれば、ポケット８５は、スイッチなどの例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）構成要素８０の動作を可能とするために利用することができ、そのような構成要素８０は、例えば正規に動作するためには、構成要素８０の一部が十分に移動できるだけのある程度の自由空間又は自由容積があることを必要とするものである。構成要素８０は、本明細書においては、１つのタイプの電気素子１２である。

【0087】

図１０は、本発明の一実施形態による多層構造３００を概略的に示している。多層構造３００は、少なくとも１つの電気ノード１００であって、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成されるとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成された第１材料層３０と、を含む少なくとも１つの電気ノード１００を含むことができる、もしくは、多層構造３００は、少なくとも１つの電気ノードストリップ又はシート２００であって、複数のキャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、複数のキャビティ１５の数に対して少なくとも対応した数の第１材料層３０と、を含み、第１材料層３０のそれぞれは、それぞれ対応するキャビティ１５を少なくとも部分的に充填するとともに、内部に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む、少なくとも１つの電気ノードストリップ又はシート２００を含むことができる。

【0088】

多層構造３００は、ホスト基板６０をさらに含むことができ、少なくとも１つの電気ノード１００、あるいは、少なくとも１つの電気ノードストリップ又はシート２００は、ホスト基板６０上に配置される。

【0089】

さらに、構造３００は、ホスト基板６０上において、少なくとも１つの電気ノード１００を、あるいは、例えば少なくとも１つの電気ノードストリップ又はシート２００を、覆っているモールド材料層又はキャスト材料層９０を含むことができる。

【0090】

いくつかの実施形態では、モールド材料層又はキャスト材料層９０とは反対側の面上には、第２基板フィルム９５などの少なくとも１つのさらなる素子を配置することができる。モールド材料層又はキャスト材料層９０は、少なくとも部分的に透明なものとすることができ、このため、光は、層９０を透過することができる。

【0091】

さらに、第２基板フィルム９５が存在する場合にはこの第２基板フィルム９５は、例えばキャビティ１５内のＬＥＤが放射する光を透過させるウィンドウなどの、いくつかの装飾的な及び／又は機能的な素子４１を含むこともできる。

【0092】

しかしそれでも、構造３００は、ホスト基板６０上に設けられた（取り付けられた、印刷された、等）、及び／又は、例えば層９０内に少なくとも部分的に埋め込まれた、電気部品あるいは具体的には電子部品５５などの、いくつかの素子をホストすることができる。そのような素子５５の少なくともいくつかは、コンタクト及び／又は導体トレースなどの適用可能な接続素子であるとともに、例えばホスト基板６０上におけるより大きな回路設計の少なくとも一部を任意選択的に規定する適用可能な接続素子を介して、ノード１００に対して、及び、内部の例えば素子１２に対して、電気的に結合するなどのようにして機能的に、結合することができる。

【0093】

一実施形態によれば、少なくとも１つの電気ノード１００、あるいは、少なくとも１つの電気ノードストリップ又はシートタイプのアセンブリ２００は、少なくとも１つの電気素子１２あるいは複数の電気素子１２が、第１基板フィルム１０とホスト基板６０との間にあるようにして、ホスト基板６０上に配置することができる。

【0094】

一実施形態によれば、多層構造３００は、第１基板フィルム１０のうちの、キャビティ１５とは反対側の面上において、第１基板フィルム１０上に配置された少なくとも１つの第２電気素子を含むことができる。

【0095】

図１１は、本発明の一実施形態による方法に関するフロー図を示している。例えばインターフェースという目的のための、電気ノード１００を製造するための方法の開始時には、開始段階９００を実行することができる。開始時には、例えば基板などの材料、構成要素、及びツールの、選択、取得、較正、及び他の構成作業などの必要な作業を実行することができる。個々の素子及び材料の選択が協働し、選択された製造設置プロセスに耐えることに、特別な注意を払う必要があり、製造設置プロセスは、当然、例えば、製造プロセス仕様書及び構成要素データシートに基づいて、又は製造された試作品を調査して試験することより、前もって確認されることが好ましい。とりわけ、モールド／ＩＭＤ（インモールド加飾）、積層、結合、（熱）成形、電子機器組立、切削、ドリル穴開け、及び／又は、印刷のための機器などの使用機器は、このようにして、この段階で動作状態にまで引き上げることができる。

【0096】

９１０においては、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を規定するための初期基板フィルムに対して、熱成形、冷間成形、あるいは、真空又は高圧を利用した成形、などの成形を行うことによって、得ることができる。他の代替的な又は追加的な実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を含有した３次元的ターゲット形状へと任意選択的には直接的に、射出モールドなどのモールドによって得ることができる。

【0097】

９２０においては、少なくとも第１材料層を、第１材料によって少なくとも部分的にキャビティを充填することにより（例えば、注入することにより、分配することにより、及び／又は、（低圧で）モールドすることにより）、提供することができる。キャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を、このステップにおいて、第１材料層内に埋め込むことができる、あるいは、第１材料層によって少なくとも部分的に覆うことができる。電気素子１２のうちの少なくとも１つの素子は、例えば成形の任意選択的に前に又は後に、取付及び／又は印刷によって、例えばフィルム１０上において、ターゲット面又はターゲット材料に対して、配置することができる。

【0098】

いくつかの実施形態では、方法は、電気ノード１００に対して、少なくとも１つの電気的コンタクト素子又は電気的接続素子１６を提供することを含むことができる。少なくとも１つの電気的コンタクト素子１６は、少なくとも１つの電気素子１２に対して電気的に接続することができる。少なくとも１つの電気的コンタクト素子１６は、ガルバニック接続、容量性接続、又は誘導性接続などの電気的接続を、ノード１００内へと、特にノード１００の外部から、提供するように構成することができる。これは、例えば、電気的コンタクトパッド１６を有することを伴うことができ、電気的コンタクトパッド１６は、例えばＰＣＢなどのホスト基板６０の電気的コンタクト素子に対して、半田付けなどによって、又は、導電性接着剤を使用することによって、任意選択的に取り付けることができる。様々な実施形態によれば、少なくとも１つの電気的コンタクト素子１６は、１つ又は複数であり、ノード１００内への電気的接続を提供するために、第１基板フィルム１０の周縁部分に、配置することができる。

【0099】

いくつかの実施形態では、上述したように、方法は、スクリーン印刷又はインクジェット印刷又は電子機器プリント技術の他の形態などによって、少なくとも１つの電気素子１２を、第１基板フィルム１０上においてかつキャビティ１５内において、すなわち、第１基板フィルム１０のうちの、キャビティ１５の内面を形成する部分上に、印刷することを含むことができる。これに代えてあるいはこれに加えて、コンタクト素子１６などのいくつかのさらなる特徴物を、電子機器プリント技術によって得ることができる。

【0100】

いくつかの実施形態では、方法は、プリント回路基板などの第２基板２０であって、少なくとも１つの電気素子１２を含む第２基板２０を得ることと、少なくとも１つの電気素子１２がキャビティ１５内に配置されていて、少なくとも１つの電気素子１２が第１材料層３０によって埋め込まれるようにして又は少なくとも部分的に覆われるようにして、第２基板２０を配置することと、を含むことができる。

【0101】

様々な実施形態では、回路設計を構築するために、例えば導体ライン（トレース）及び／又はコンタクトパッド及び／又は電極を規定するいくつかの導電性領域が、１つ又は複数のフィルム上において、その一方又は双方の面上に、好ましくは電子機器プリント技術の１つ又は複数の追加的技法によって、提供される。例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、又はオフセットリソグラフ印刷、を利用することができる。また、例えば、フィルム上におけるグラフィックスや視覚的インジケータや光学素子等に関しての、印刷あるいは一般的には提供を含む、１つ又は複数のフィルムを進展させるさらなる操作を、ここで行うことができる。したがって、また、いくつかの電気的に非伝導性のすなわち絶縁性の特徴物を、関心のある構造において、好ましくは電子機器プリント技術によって、提供することができる。

【0102】

様々な実施形態では、いくつかの熱管理素子を、本明細書において説明するように、例えば、素子１２などの他の素子に関連して（任意選択的に、一体化される）、提供することができる（取り付けられる、印刷される、電子機器プリント技術が好ましくは利用される、等）。いくつかの実施形態では、１つ又は複数の熱管理素子を、あるいは、その一部を、例えば多層構造のホスト基板６０上において、電気ノードの外部から、提供することができる。コネクタ又は導体などの特徴物は、いくつかの実施形態では、他の機能又は潜在的な「一次」機能の他に、熱管理機能も有することができ、これは、例えば、材料選択（例えば、適切な金属などの、電気的にも熱的にも伝導性の材料を、使用することができる）、及び、形状／寸法、を考慮した特徴物の設計において、考慮することができる。

【0103】

様々な実施形態では、その後、１つ又は複数のノードを、本明細書において説明するようなシステムを確立するために、あるいは具体的には統合的な多層構造を確立するために、提供することができあるいは利用することができ、例えば、システムは、あるいは特に多層構造は、ノードに加えて、いくつかのさらなる特徴物を、任意選択的にさらなる１つ又は複数のデバイスを、含む。

【0104】

９９９においては、方法の実行を終了する。

【0105】

図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の一実施形態による電気ノードの製造に関する様々な潜在的な段階を示している。一般に、例えば図１１に考慮して説明した様々な態様を、ここでも適用することができる。

【0106】

図１２Ａにおいては、１２１において、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を規定するために、基板フィルム（任意選択的に、初期的には平面状）に対して、熱成形、冷間成形、あるいは、真空又は高圧を利用した成形、などの成形を行うことによって、得ることができる。他の代替的な又は追加的な実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、射出モールドなどのモールドによって得ることができる。１２２においては、少なくとも１つの電気素子１２を、第１基板フィルム１２上において、かつ、キャビティ１５内において、提供することができる。任意選択的に、電気的接続素子１４及び電気的コンタクト素子１６を、また、第１基板フィルム１０上において、提供することができる。１２３においては、第１材料層３０を、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように、さらに、少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように、提供することができる。様々な実施形態では、第１材料層３０及び潜在的なさらなる材料層を、選択された処理を使用して、任意選択的に、少なくとも部分的に固化させることができ、固化させることができ、及び／又は、柔らかさ又は弾性などの特性の観点から他の方法で変化させることができ、そのような処理は、例えば、加熱、低温、温度、及び／又は圧力、を受けることを含むことができ、ならびに／もしくは、上記のパラメータや他のパラメータに関して、例えば適切な環境内で、時間の経過に応答することを含むことができる。

【0107】

図１２Ｂにおいては、２２１において、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を規定するために、基板フィルムに対して、熱成形、冷間成形、あるいは、真空又は高圧を利用した成形、などの成形を行うことによって、得ることができる。他の代替的な又は追加的な実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、射出モールドなどのモールドによって得ることができる。１２２においては、第１材料層３０を、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するために、提供することができる。１２３においては、少なくとも１つの電気素子１２を、好ましくは第２基板２０上において、少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むために又は少なくとも部分的に覆うために、キャビティ１５内に提供することができる。任意選択的に、電気的接続素子１４及び電気的コンタクト素子１６を、また、第２基板２０上に、又は第１基板フィルム１０上に、又は例えば第１材料層３０の固化後に第１材料層３０上に、又は２つ以上の素子上に、提供することができる。他の実施形態によれば、電気素子１２を含む第２基板２０は、まず、電気素子１２がキャビティ内にあるようにして、もしくは好ましくは、電気素子１２が基板２０の少なくとも一部にもあるようにして、配置することができ、その後においてのみ、第１材料層３０がキャビティ１５内に提供され、これにより、電気素子１２を埋め込む又は少なくとも部分的に覆うものとされる。

【0108】

本明細書において説明するような少なくとも１つの電気ノードを含むシステム（含まれるノードは、構造、材料、含まれる素子、及び／又は、関連する機能性、の点で、互いに同様であってもよく、また、互いに異なっていてもよい）を、提供することができる。システムにおいては、少なくとも１つのノードは、例えば、ホストデバイス、材料、及び／又は、構造に対して、例えば、選択されたターゲット又はホスト面に対して、又はその基板に対して、任意選択的に取り外し可能に、取り付けることができ、それらには、ノードのための、機械的な及び／又は電気的な接続素子などの１つ又は複数の接続特徴物を設けることができる。

【0109】

ホストデバイス又は構造（例えば、ＩＭＳＥ構造、ＩＭＳＥ部品、又はＩＭＳＥデバイス）のために、ならびに／もしくは、システムの他のデバイス又は構造のために、少なくとも１つのノードは、感知機能、処理機能、電力転送機能、データストレージ機能、表示、通信、及び／又は、ユーザインターフェース（ＵＩ）機能、などの所望の機能性を提供することができる。少なくとも１つのノードは、及び、ノード内の電子部品などの例えば少なくとも１つの電気素子は、例えばいくつかの導電性トレース、ピン、コネクタ、配線、及び／又はケーブルを含む例えば１つ又は複数の接続素子を介して、ホストならびに／もしくはいくつかの外部デバイス又は構造の電子部品などの素子に対して、電気的に、電磁気的に、熱的に、又は光学的に、などのように機能的に、接続することができる。選択された無線転送技術及び関連素子（送信機、受信機、トランシーバ）を実装することにより、追加的な又は代替的な無線（例えば、無線周波数）結合も、同様に可能である。少なくとも１つのノードは、ならびに、ホスト／外部デバイス又は構造の素子は、協調的に機能するように構成することができ、このため、所望の共同エンティティを確立することができる。

【0110】

いくつかの実施形態では、システムは、好ましくは一体型の多層構造として実現することができ、そのような多層構造のいくつかの実現可能な実施形態は、上述したものである。構造は、１つ又は複数の電気ノードを含むことができ、電気ノードは、任意選択的に、電気的になどのようにして機能的に、互いに接続される。しかしそれでも、構造は、ホスト基板を含むことができ、ホスト基板は、熱成形可能な材料などの成形可能な材料を任意選択的に含むものであって、成形によって所望の３次元形状を確立するために利用することができる又は利用されている。ホスト基板は、電気ノードを収容するように構成することができる。所望の３次元形状へのホスト基板の成形は、ホスト基板上への電気ノード及び／又は他の特徴物などの特徴物の提供の前に、ならびに／もしくは、そのような提供の後に、行うことができる。

【0111】

システムに関しての、あるいは、システムの一実現例としての多層構造に関しての、様々な実施形態では、例えば熱可塑性材料を含む、例えばモールド材料層又はキャスト材料層を、ホスト基板上に提供することができ、これにより、１つ又は複数の電気ノードのうちの、ならびに／もしくは、ホスト基板上に提供されるさらなる電気素子（例えば、１つ又は複数の電子部品を含む電子機器）などの他の特徴物のうちの、少なくとも１つに関する少なくとも一部が埋め込まれる。多層構造は、実際に、ホスト基板に対して及び／又は構造の他の層に対して提供される、電気素子及び／又は熱管理素子などの、いくつかの追加的な特徴物を含むことができ、これらは、さらに、例えば制御、電力、加熱、又は、データ転送、という目的で所望の接続を確立するために、１つ又は複数の電気ノードのうちの少なくとも１つに対して、電気的に及び／又は熱的になどのようにして任意選択的に機能的に、接続される。

【0112】

一実施形態によれば、電気素子１２は、マイクロコントローラ、信号プロセッサ、又はプロセッサ、などの処理ユニットを含むことができる。処理ユニットをノード１００内に配置することにより、そのピンを介した少なくとも直接的な処理ユニットへのアクセスを、防止することができる。ノード１００内には、ノード１００を介したアクセスが可能なさらなる構成要素を配置することができ、そのような構成要素は、独自のソフトウェア、ならびに、制御可能なアクセスのための選択されたプロトコルを含むことができる。

【0113】

一実施形態によれば、電気ノード１００は、あるいは、関連するシステム／多層構造３００は、衣類に関するセキュリティタグにおいて使用することができる。しかしそれでも、電気ノードは、例えば、車両（例えば、車載電子機器）、照明デバイス、ウェアラブル電子機器、コンピューティングデバイス又は通信デバイス、民生用電子機器、測定デバイス、及び、様々な他の製品に関連して、容易に用途を見出すことができる。

【0114】

様々な実施形態では、例えば様々なＳＭＤといったような電子部品などの電気素子を含む１つ又は複数の典型的には既製の部品又は素子を、例えば半田及び／又は接着剤によって、１つ又は複数のフィルム上に、あるいは、（他の）１つ又は複数の基板上に、取り付けることができるあるいは提供することができる。これに代えてあるいはこれに加えて、電子機器プリント技術を適用することにより、１つ又は複数のフィルム上へとあるいは１つ又は複数の基板上へと、直接的に、ＯＬＥＤなどの構成要素の少なくとも一部を、実際に製造することができる。

【0115】

また、本明細書において説明するように、電気素子１２を、標準的なピックアンドプレース方法／機器（適用可能である場合）などの任意の実現可能な位置決め技法又は設置技法を利用して、フィルム１０上に提供することができる。適用可能な結合技法（例えば、接着剤又は他の結合物質を使用すること）、適用可能な接着技法、及び／又は、適用可能なさらなる固定技法を、追加的に利用することができる。さらに、電気素子１２を、印刷、射出モールド、又は、ディップモールド、することができる。

【0116】

様々な実施形態では、ノード１００又は多層構造３００又は上記のシステムにおける、電気素子１２及び／又は他の特徴物は、電子部品、電気的機械的部品、電気的光学的部品、放射放出部品、発光部品、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、側方照射ＬＥＤ又は他の光源、上方照射ＬＥＤ又は他の光源、下方照射ＬＥＤ又は他の光源、放射検出部品、光検出部品又は光感知部品、フォトダイオード、フォトトランジスタ、光起電デバイス、センサ、マイクロメカニカル部品、スイッチ、タッチスイッチ、タッチパネル、近接スイッチ、タッチセンサ、雰囲気センサ、温度センサ、圧力センサ、水分センサ、ガスセンサ、近接センサ、静電容量性スイッチ、静電容量性センサ、投影型静電容量性のセンサ又はスイッチ、単一電極型静電容量性のスイッチ又はセンサ、静電容量性ボタン、多電極型静電容量性のスイッチ又はセンサ、自己静電容量性センサ、相互静電容量性センサ、誘導性センサ、センサ電極、マイクロメカニカル（ＭＥＭＳ）部品、ＵＩ素子、ユーザ入力素子、振動素子、音生成素子、通信素子、送信機、受信機、トランシーバ、アンテナ、共振器、赤外線（ＩＲ）式の受信機又は送信機、無線通信素子、無線タグ、無線周波数タグ、タグリーダ、データ処理素子、データストレージ素子又はメモリ素子、電子的サブアセンブリ、光誘導素子、光ガイド、レンズ、及び、反射器、からなる群から選択される少なくとも１つの素子を含むことができる。環境との機能的な接続を必要とするセンサが、例えばノード１００内に配置される場合には、そのようなセンサに対して、接続（上記において想定されているように、例えば、流体的な接続、光学的な接続、及び／又は、電気的な接続）を、さらに提供することができる。

【0117】

よって、ノード１００又は多層構造３００は、１つ又は複数のＩＣならびに／もしくは様々な構成要素などの電子機器を含むことができる。多層構造３００の電子機器の少なくとも一部は、電気ノード１００を介して、提供することができる。任意選択的に、構造３００のうちの、ノード、ならびに／もしくは、電子部品や熱管理素子などの１つ又は複数の他の素子は、本明細書において上述したように、保護プラスチック層によって少なくとも部分的にオーバーモールドすることができる。ノード１００を例えばフィルム１０又は基板２０に対して機械的に結合するために、例えば、接着剤、圧力、機械的固定特徴物、及び／又は、加熱を、使用することができる。半田、配線、及び導電性インクは、ノード１００及び／又は構造３００の素子どうしの間に電気的接続を提供するための、また、構造３００内における電子部品などの残りの電気素子に対しての電気的接続を提供するための、適用可能な選択肢の例である。

【0118】

得られた電気ノード１００、ストリップ又はシート２００などのアセンブリ、及び／又は、多層構造３００、の結果的な全体的な厚さは、例えば、使用される材料に依存し、また、製造及びその後の使用の観点から必要な強度を提供する関連した最小材料厚さに依存する。これらの態様は、ケースバイケースで考慮される必要がある。例えば、構造の全体的な厚さは、約１ｍｍ又は数ミリメートルであり得るけれども、かなり厚い実施形態やかなり薄い実施形態も実現可能である。

【0119】

さらなる層を、特に、積層又は適切なコーティング（例えば、蒸着）手順によって、構造３００に対して追加することができる。それらの層は、保護のためのもの、指示のためのもの、及び／又は、美的価値のためのもの（グラフィックス、色、図、テキスト、数値データ、等）とし得るとともに、さらなるプラスチックに代えてあるいはそれに加えて、例えば、布、革、又はゴム材料、を含むことができる。電子機器などの追加的な部材を、基板の外面などの、構造３００の１つ又は複数の外面に設置することができる。例えば電気的接続を実装するためのコネクタ素子を、ノード１０又は構造３００に対して提供することができ、外部デバイスやシステムや構造の、外部コネクタ及び／又はコネクタケーブルなどの、所望の外部接続素子に対して接続することができる。例えば、これらの２つのコネクタは、互いに、プラグアンドソケットタイプの接続を形成することができる。

【0120】

様々な追加的な又は補足的な実施形態では、例えば、フィルム１０は、例えば熱可塑性ポリマー等のプラスチックなどの、ならびに／もしくは、例えば木材や革や布地や又はこれら材料の任意の組合せ又はこれら材料の任意のものとプラスチックとの組合せ又はこれら材料の任意のものとポリマーとの組合せ又はこれら材料の任意のものと金属との組合せ等の有機材料又は生体材料などの、１つ又は複数の材料を含むことができるあるいはそのような１つ又は複数の材料から構成することができる。フィルム１０は、熱可塑性材料を含むことができるあるいは熱可塑性材料から構成することができる。フィルム１０は、実質的に、フレキシブルなものあるいは曲げ可能なものとすることができる。いくつかの実施形態では、フィルム１０は、それに代えて、実質的に剛直なものとすることができる。フィルムの厚さは、実施形態に依存して変更され得るものであり、その厚さは、数十ミリメートル又は数百ミリメートルといった大きさとすることができ、あるいはかなり厚いものとすることができ、例えば、１ミリメートル又は数ミリメートルという大きさとすることができる。

【0121】

フィルム１０は、例えば、ポリマー、熱可塑性材料、電気絶縁材料、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリカーボネート（ＰＣ）、コポリエステル、コポリエステル樹脂、ポリイミド、メタクリル酸メチルとスチレンとからなるコポリマー（ＭＳ樹脂）、ガラス、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、炭素繊維、有機材料、生体材料、革、木材、布、布地、金属、有機天然材料、無垢材、ベニヤ、合板、木の皮、樹皮、白樺の樹皮、コルク、天然皮革、天然の布素材又は布地素材、天然素材、綿、羊毛、麻、絹、及び、これらの任意の組合せ、からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことができる。

【0122】

上述したように、様々な実施形態では、フィルム１０をなす１つ又は複数の材料は、ならびに／もしくは、第２材料層６５などのさらなる１つ又は複数の層をなす１つ又は複数の材料は、例えば可視スペクトル内の波長などの所定の波長に関して、少なくとも部分的に光学的に実質的に不透明なものあるいは少なくとも半透明なものとすることができる。これは、また、モールド材料層又はキャスト材料層９０に対しても、さらに、第２基板フィルム９５が存在する場合にはこの第２基板フィルム９５に対しても、同様に適用可能である。フィルム１０は、このフィルム上に又はこのフィルム内に、グラフィックパターン及び／又は色などの、視覚的区別が可能な特徴物、装飾的／審美的な特徴物、ならびに／もしくは、情報的な特徴物、を備えたものとすることができる。特徴物は、フィルムのうちの、電気素子１２と同じ面上に提供されたものとすることができ、これにより、特徴物を、少なくとも部分的にシールされたものとすることもできる、もしくは、特徴物は、フィルムのうちの、電気素子１２とは反対側の面上に提供されたものとすることができ、これにより、特徴物は、例えば電気ノード１００の関連するオーバーモールド手順を介して１つ又は複数のプラスチック材料によってシールされたものとも、また、シールされていないものとも、することもできる。したがって、ＩＭＬ（インモールドラベリング）／ＩＭＤ（インモールドデコレーション）技法が適用可能である。使用される材料は、上面上の電子機器が放射する可視光などの放射に対して、少なくとも部分的にすなわち少なくとも場所によって、光学的に実質的に透明なものとすることができる。透過率は、例えば、およそ、８０％、８５％、９０％、９５％、あるいはそれ以上、とすることができる。

【0123】

１つ又は複数のモールド材料は、１つ又は複数の熱可塑性材料、及び／又は、１つ又は複数の熱硬化性材料を含むことができる。１つ又は複数のモールド層の厚さは、あるいは、他の方法によって製造される１つ又は複数の層の厚さは、実施形態に依存して変更され得る。そのような厚さは、例えば、１ミリメートル、数ミリメートル、又は、数十ミリメートル、という大きさの程度とすることができる。例えば、モールド材料は、電気絶縁性のものとすることができる。

【0124】

より詳細には、第２材料層６５及び／又は例えば層９０などの、含まれる層は、エラストマー樹脂、熱硬化性材料、熱可塑性材料、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ、ＰＥＴ、コポリエステル、コポリエステル樹脂、ナイロン（ＰＡ、ポリアミド）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＴＰＵ（熱可塑性ポリウレタン）、ポリスチレン（ＧＰＰＳ）、ＴＰＳｉＶ（熱可塑性シリコーン加硫ゴム）、及び、ＭＳ樹脂、からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含むことができる。

【0125】

様々な追加的な又は補足的な実施形態では、いくつかの電気素子１２、電気的接続素子１４、及び／又は、パッドなどの電気的コンタクト素子１６は、導電性インク、導電性ナノ粒子インク、銅、鋼、鉄、スズ、アルミニウム、銀、金、白金、導電性接着剤、炭素繊維、合金、銀合金、亜鉛、真鍮、チタン、半田、及び、これらの任意の構成要素、からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含む。使用される導電性材料は、例えば可視光などの所望の波長において、光学的に不透明なもの、半透明なもの、及び／又は透明なものとすることができ、これにより、可視光などの放射を、遮蔽することができる、あるいは、反射したり吸収したり透過させたりすることができる。

【0126】

様々な実施形態では、例えば、グラフィック、着色、又は、他の視覚的特徴物をも含む選択された特徴物は、層の内面上に、例えば、（基板）フィルム１０のうちの、キャビティ１５を向いた面上に、提供することができ、これにより、特徴物は、隔離されたままであり、よって、少なくともフィルム１０の厚さの分だけは、及び、潜在的に例えばモールドプラスチック１０からなる周囲の保護層６７、９０の厚さの分も、潜在的に有害な環境影響から保護されている。したがって、例えば塗装された又は印刷された又は取り付けられた表面特徴物を容易に損傷させ得る様々な衝撃や摩擦や化学薬品等が、特徴物に対して影響を与えたり、特徴物へと到達したり、することはない。１つ又は複数のフィルムは、材料層又は例えば電気素子などの直下の特徴物を露出するための穴又はノッチなどの必要な特徴点によって、所望の形状へと、容易に製造することができあるいは容易に加工することができ、任意選択的に切断することができる。

【0127】

図１３は、１３００において、本発明の一実施形態によるインターフェース構成を示している。インターフェース構成は、任意選択的に、例えば、外部システム２００（例えば、１つ又は複数の外部デバイスならびに／もしくは構造を含む）と、インターフェース構成のホスト構造３００と、の間の、好ましくはＩＭＳＥ構造又はＩＭＳＥ部品又はＩＭＳＥデバイス、及び、好ましくは内部の電気素子又は電子素子（回路、構成要素、等）５５のような例えば様々なさらなる素子と、の間の、接続を提供するための、実質的に電気部品あるいは具体的には電子部品、とすることができる、もしくは、そのような部品を含むことができる。インターフェース構成は、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０と、少なくとも部分的にキャビティ１５を充填するように構成され得るとともに、キャビティ１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むように又は少なくとも部分的に覆うように構成され得る第１材料層３０と、を含むことができ、ここで、少なくとも１つの電気素子１２は、外部システム２００とホスト構造３００の電子機器との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含むことができる。さらに、インターフェースは、好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置されているとともに外部システム２００に対して接続するように構成された第１接続素子４５を含むことができ、ここで、第１接続素子４５は、有利には、コンバータ素子に対して少なくとも機能的にさらに接続されている。

【0128】

様々な実施形態では、第１接続素子４５などの接続素子は、物理的にもそうではないとしても、電気的になどのようにして少なくとも機能的に互いに接続された複数の部分又は一部を含むことができる。そのような場合、例えば、第１接続素子４５は、完全ではないにしてもかなりの範囲で、キャビティの外部に配置された一部又は部分（例えば、機械的コネクタの少なくとも一部）と、例えば素子１２に対して接続するためにキャビティ１５内に少なくとも部分的に位置している少なくとも１つの他の一部又は部分と、を含むことができる。接続素子４５のうちの、完全ではないにしても少なくとも部分的にキャビティ１５の外部に位置している一部又は部分は、例えば、ＵＳＢ２．０又は３．０準拠コネクタなどのＵＳＢのオス型部分又はメス型部分を規定するコネクタ部分とすることができ、他方、キャビティ１５内の部分は、そのようなＵＳＢコネクタが接続される電気的コンタクトであって、そのようなＵＳＢコネクタから受信された又はそのようなＵＳＢコネクタに対して送信された信号のために、適切な量の導電体又は導電経路を含むなどのようにして構成された電気的コンタクトを含むことができる。

【0129】

図１３から容易に推察され得るように、インターフェース構成は、好ましくは、例えば図１～図１０及び図１８～図１９のいずれかに関して上述したならびに／もしくはそれらの図に図示した電気ノード１００の実施形態を利用することによって、実装することができる。これに加えて、電気ノード１００は、インターフェース構成として使用された時には、あるいは、インターフェース構成内において使用された時には、好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置されるとともに外部システム２００に対して接続するように構成された上述の第１接続素子４５を、少なくとも含むことができ、ここで、第１接続素子４５は、さらに、素子１２に対して例えば内部のコンバータ素子に対して一体化されていない場合には、素子１２に対して例えば内部のコンバータ素子に対して、例えば電気的になどのようにして少なくとも機能的に、接続することができる。そのような内部接続は、導体トレース、ピン、及び／又はコンタクトなどの、いくつかの導電性特徴物を使用して行うことができる。

【0130】

様々な実施形態では、第１コネクタ素子４５は、一般に、電気的な（電気機械的な）コネクタを含むことができ、あるいは、そのようなコネクタを規定することができ、そのようなコネクタは、例えば、ボディ又はハウジングと、導電性材料を含むピン又はレセプタクル（例えば、穴を有したソケットであって、その壁及び／又は底部には、例えばコーティングという形態で、導電性材料が設けられている）などのいくつかの接続部材と、を有することができる。いくつかの実施形態では、ボディ／ハウジングは、省略することができる。

【0131】

特に、図１３に示す実施形態では、第１コネクタ素子４５は、コネクタのうちの、コンバータ素子に対して少なくとも接続して配置されたオス型部分を含む。オス型部分は、少なくとも部分的にキャビティ１５の内部に位置することができる、あるいは、上記において想定したように、第１接続素子４５のうちの、キャビティ１５の完全に外部にある部分に相当することができる。図１３においては、オス型部分は、既製の穴を挿通するなどのようにして、ホスト構造のホスト基板６０を挿通して延びている、もしくは、オス型部分は、ホスト基板６０を挿通してそのような部分を穿孔するとともに、インターフェース構成の、コンバータ素子などの、少なくともいくつかの電気素子又は電子部品に対してコンタクトすることによって、配置されたものとすることができる。

【0132】

第２接続素子１６を提供することができ、この第２接続素子１６は、ホスト構造３００の電子機器に対して接続するために、電気ノードの様々な実施形態に関して上述した例えばいくつかの電気的コンタクトを含む。また、第２接続素子１６は、上述した適切な導電性特徴物を使用して、素子１２に対して、及び例えば内部のコンバータ素子に対して、機能的に例えば電気的に、さらに接続することができる。これに代えてあるいはこれに加えて、第２接続素子１６は、選択された電気コネクタを含むことができ、このような電気コネクタには、例えば、ボディと、ピン又はレセプタクルなどのいくつかの導電性接続部材と、が設けられている。

【0133】

部材４６は、外部システム２００のコネクタ又は他の接続素子であって、インターフェース構成の一方４５に対して互換的な（例えば、プラグソケット関係又はオスメス関係、ならびに／もしくは、通信に関連した互換性）コネクタ又は他の接続素子を指す。

【0134】

第２接続素子１６は、ホスト基板６０上などのようにして、ホスト構造又は多層構造３００に対して配置されたさらなる１つ又は複数の電気素子又は電子素子５５に対して、接続することができる。第２接続素子１６は、一般に、電気的（電気機械的）コネクタを含むことができ、あるいは、そのようなコネクタを規定することができ、そのようなコネクタは、例えば、ボディ又はハウジングと、導電性材料を含むピン又はレセプタクル（例えば、穴を有したソケットであって、その壁及び／又は底部には、例えばコーティングという形態で、導電性材料が設けられている）などのいくつかの接続部材と、を有することができる。いくつかの実施形態では、ボディ／ハウジングは、省略することができる。

【0135】

図１３は、また、図３に関して本明細書において上述したようなインターフェース構成において利用され得るいくつかの熱管理素子３５を示している。熱管理素子３５は、明瞭さのためにすべての図には図示されていないけれども、実質的に、本明細書において説明するあらゆる電気ノード１００又は構成に関して、配置することができる。

【0136】

インターフェース構成の様々な実施形態は、様々な異なる技術分野において利用することができる。例えば、自動車用途に関しては、避雷器に対しての接続インターフェースを、さらには、ＣＡＮ又はＬＩＮを、利用することができる。この場合、一般的な互換性（オープンドレイン、プルアップ／ダウン、等）のために、少なくとも３つのソフトウェア構成可能な制御信号を、提供することができる。その場合、インターフェース構成の第１接続素子４５は、例えば、適切な物理的コネクタインターフェースと共に、約１０本のワイヤ又は導体を含むものとして構成することができる。他の例は、データ送信に加えて電力を含む４本のワイヤを含む第１接続素子４５に対して互換的な、例えばＵＳＢ２．０等の、ＵＳＢを利用することである。ＨＭＩ及び同様のサブシステムの使用のためのさらに他の例は、ソフトウェア構成可能なシリアルデータインターフェースとすることができ、ＳＰＩは、４本のワイヤを含み、ＵＡＲＴ及びＩ２Ｃは、２本のワイヤを含むけれども、単一ワイヤという手段も可能である。一実施形態によれば、第１接続素子４５は、１０個のピンを含んでいるコネクタを含む。さらにまた、ＰｏＥに基づくインターフェースを実装することができる。

【0137】

様々な実施形態によれば、インターフェース構成は、処理ユニットを含むように構成することができ、好ましくは、例えば通信関連機能のための伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）又は他の適切なプロトコルを実行させるために、メモリ等のような他の必要な構成要素を含むように構成することができる。これに代えてあるいはこれに加えて、電力供給及び／又は通信接続を構成するためなどの状況においては、接続は、選択された無線技術に基づくものとすることができる。無線通信技術は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、８０２．１１（ＷＬＡＮ／ＷｉＦｉ）、又は、ＮＢ－ＩｏＴなどの、構成に関する様々な実施形態において利用することができる。

【0138】

第２通信素子１６は、少なくとも１つの又は２つの導体又はピンを含むものなどの、非常に単純なものとすることができる。ＵＡＲＴを利用する場合は、導体又はピンの数は、６個とすることができる。

【0139】

図１４は、１４００において、本発明の一実施形態によるインターフェース構成を示している。図１４は、図１３に関して既に説明したインターフェース構成の対応する素子を図示しているけれども、第１接続素子４５は、実質的に、コネクタのメス型部分を含む（あるいは、コネクタは、オス型／メス型のハイブリッドタイプとすることができる）。第１接続素子４５は、この場合には、好ましくは、キャビティ１５の内部へと完全に配置し得るけれども、メス型部分は、キャビティ１５の外部へと、少なくとも部分的に延びることもできる。外部システム２００（ここでは図示されていないが、図１３を参照されたい）を、コネクタの対応するオス型部分によって、穴を挿通することにより、あるいは、ホスト基板６０を挿通してその部分を穿孔して、インターフェース構成のコンバータ素子などの少なくともいくつかの電気素子又は電子部品に対してコンタクトすることにより、多層構造３００に対して接続することができる。さらに、インターフェース構成１４００は、図１３に関して図示して説明したものなどのように、ホスト基板６０上においてなどのようにして、コンバータ素子と、ホスト構造又は多層構造３００に対して配置されたさらなる１つ又は複数の電気素子又は電子素子５５に対してさらに接続され得る第２接続素子１６と、を含むことができる。

【0140】

図１５は、１５００において、本発明の一実施形態によるインターフェース構成を示している。図１５は、例えば図１３に関して既に説明したインターフェース構成の対応する素子を図示しているけれども、第１接続素子４５は、コイルを含む。コイルは、好ましくは、例えば外部システム２００の他のコイル又は磁気素子に対しての電磁気的接続を確立するように構成することができる。したがって、第１接続素子４５は、外部システム２００との間にわたっての、電力送信及び／又は通信接続の無線的な確立を可能とすることができる。第１接続素子４５は、この場合には、好ましくは、キャビティ１５の内部へと完全に配置され得るけれども、これに代えて、第１接続素子４５は、第２基板２０のうちの、第１材料層３０とは反対側の面上になどのようにして、キャビティ１５の外部へと少なくとも部分的に配置することができる。コイルは、さらなる１つ又は複数の電気素子又は電子素子５５内において利用されるなどのようにして、ホスト構造又は多層構造３００内において利用されるために、誘導電圧及び／又は誘導電流を、適切な１つ又は複数の信号へと変換するためのコンバータ素子に対して接続することができる。よって、外部システム２００（ここでは図示されていないが、図１３を参照されたい）を、例えばホスト基板６０を介して、対応するコイル又は他の磁気素子によって、多層構造３００に対して接続することができる。

【0141】

図１６は、１６００において、本発明の一実施形態によるインターフェース構成を示している。図１６は、例えば図１３に関して既に説明したようなインターフェース構成の対応する素子を示している。しかしながら、多層構造３００は、インターフェース構成に加えて、好ましくはインターフェース構成に対して接続された電気ノード１００であって、例えば第２接続素子１６に対して接続されたものなどの、電気ノード１００を含むことができる。さらになお、必須ではないけれども、さらなる１つ又は複数の電気素子又は電子素子５５を、電気ノード１００の一実施形態の内部にあるようにして配置することができる。

【0142】

図１７は、本発明の一実施形態による方法に関するフロー図を示している。この実施形態は、図１１のより一般的な実施形態とは対照的に、特にインターフェース用途に対処するものと見なすことができる。しかしながら、図１１の説明に関連して想定した様々な詳細及び適用可能な設計原理は、ここでも適用可能であり、その逆もまた準用される。インターフェース用の（すなわち、インターフェース）構成１３００、１４００、１５００、１６００を製造するための方法の開始時には、開始段階９００を実行することができる。開始時には、例えば基板などの材料、構成要素、及びツールの、選択、取得、較正、及び他の構成作業などの必要な作業を実行することができる。個々の素子及び材料の選択が協働し、選択された製造設置プロセスに耐えることに、特別な注意を払う必要があり、製造設置プロセスは、当然、例えば、製造プロセス仕様書及び構成要素データシートに基づいて、又は製造された試作品を調査して試験することより、前もって確認されることが好ましい。とりわけ、モールド／ＩＭＤ（インモールド加飾）、積層、結合、（熱）成形、電子機器組立、切削、ドリル穴開け、及び／又は、印刷のための機器などの使用機器は、このようにして、この段階で動作状態にまで引き上げることができる。

【0143】

９１０においては、キャビティ１５を規定する第１基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を規定するための初期基板フィルムに対して、熱成形、冷間成形、あるいは、真空又は高圧を利用した成形、などの成形を行うことによって、得ることができる。他の代替的な又は追加的な実施形態によれば、第１基板フィルム１０は、キャビティ１５を含有した３次元的ターゲット形状へと任意選択的には直接的に、射出モールドなどのモールドによって得ることができる。

【0144】

９３０においては、少なくとも１つの電気素子を、少なくとも部分的にキャビティ内に配置することができ、ここで、少なくとも１つの電気素子を、外部システムとホスト構造の電子機器との間にわたって転送されるべき信号に適応するように構成された少なくともコンバータ素子を含むものとする。

【0145】

９４０においては、第１電気機械的コネクタ又は無線接続素子を任意選択的に含む第１接続素子であって、外部システムに接続するように構成された第１接続素子を、好ましくは少なくとも部分的にキャビティ内に配置することができ、第１接続素子を、さらに、コンバータ素子に少なくとも機能的に接続する。

【0146】

９５０においては、第１材料によって少なくとも部分的にキャビティを充填し、キャビティ内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込む又は少なくとも部分的に覆うことによって、第１材料層を、提供することができる。

【0147】

いくつかの実施形態では、方法は、インターフェース構成に対して、第２接続素子１６を配置することを含むことができる。第２接続素子１６は、コンバータ素子に対して、少なくとも機能的に、任意選択的には物理的に、接続することができる。第２接続素子１６は、ホスト基板６０などのホスト構造に対して取り付けるように構成又は適合することができる。様々な実施形態によれば、第２接続素子１６は、１つ又は複数であり、第１基板フィルム１０の周縁部に配置することができる。

【0148】

いくつかの実施形態では、方法は、スクリーン印刷又はインクジェット印刷又は電子機器プリント技術の他の形態などによって、少なくとも１つの電気素子１２の少なくとも一部を、第１基板フィルム１０上においてかつキャビティ１５内において、すなわち、第１基板フィルム１０のうちの、キャビティ１５の内面を形成する部分上に、印刷することを含むことができる。これに代えてあるいはこれに加えて、第２接続素子１６などのいくつかのさらなる特徴物を、電子機器プリント技術によって得ることができる。

【0149】

いくつかの実施形態では、方法は、プリント回路基板などの第２基板２０であって、コンバータ素子又は他の電気素子の１つ又は複数の部分などの少なくとも１つの電気素子１２を含む第２基板２０を得ることと、少なくとも１つの電気素子１２がキャビティ１５内に配置されていて、少なくとも１つの電気素子１２が第１材料層３０によって埋め込まれるように又は少なくとも部分的に覆われるように、第２基板２０を配置することと、を含むことができる。

【0150】

様々な実施形態では、回路設計を構築するために、例えば導体ライン（トレース）及び／又はコンタクトパッド及び／又は電極を規定するいくつかの導電性領域が、１つ又は複数のフィルム上において、その一方又は双方の面上に、好ましくは電子機器プリント技術の１つ又は複数の追加的技法によって、提供される。例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、又はオフセットリソグラフ印刷、を利用することができる。また、例えば、フィルム上におけるグラフィックスや視覚的インジケータや光学素子等に関しての、印刷あるいは一般的には提供を含む、１つ又は複数のフィルムを進展させるさらなる操作を、ここで行うことができる。したがって、また、いくつかの電気的に非伝導性のすなわち絶縁性の特徴物を、関心のある構造において、好ましくは電子機器プリント技術によって、提供することができる。

【0151】

９９９においては、方法の実行を終了する。

【0152】

図１８は、素子３５などのいくつかの適用可能な熱管理特徴物を備えた電気ノード１００のさらなる実施形態を概略的に示している。図１８においては、熱管理素子３５は、例えば、その少ない部分を有するなどのように、もしくは、素子の約５０％、約６０％、約７０％、約８０％、又は約９０％あるいはそれ以上（例えば、体積、面積、及び／又は重量）を有するなどのように、少なくとも部分的に、キャビティ１５及び／又は電気ノード１００の外部に配置され得るヒートシンクを含むことができる。しかしながら、図１８に概略的に示す１つの実施形態による様々な実施形態では、ヒートシンクは、ノード１００及び／又は具体的にはキャビティ１５の内部に少なくとも部分的に位置することができる。好ましくは、熱管理素子３５と、キャビティ１５内に配置されていて熱を生成する少なくとも１つの電気素子１２又はコンバータ素子などの電気素子と、の間には、ホスト基板６０内の開口を通過するなどのような、及び／又は、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０内の開口を通過するなどのような、熱伝導経路が、存在することができる。これに加えてあるいはこれに代えて、熱伝導経路は、熱伝導性ペーストを、及び／又は、熱伝導経路を形成するために互いに実質的にコンタクトして配置された熱伝導性の部品又は層を、を含むことができる。様々な実施形態では、熱伝導経路及び電気伝導経路は、専用素子に加えてあるいはそれに代えて、例えば選択された金属及び／又は他の材料を含むとともに熱及び電気の双方を伝導する例えばコネクタ又は導体などの少なくとも１つの共通素子によって、少なくとも部分的に構成することができる。

【0153】

様々な実施形態では、熱管理素子３５は、図１８において見た時に、キャビティ１５のうちの、閉塞面又は上面とは反対側の面上に配置することができる。言い換えれば、熱管理素子１５は、好ましくは、図１８などにおけるキャビティ１５の開放面上に配置することができる。熱伝導経路の一部は、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０に沿った熱の伝導のため、などのために、ノード１００又はキャビティ１５の内部に存在することができる。さらに、ホスト基板６０上には、及び／又は、ノード１００の外表面上には、グラファイトテープ片又は銅テープ片などの、例えばグラファイト又は銅のような熱伝導性材料を、配置することができる。テープは、例えば、ノード１００又はインターフェース構成のうちの、第１基板フィルム１０のキャビティ１５の開放面と同じ面上に、配置することができる。

【0154】

図１９は、素子３５などのいくつかの関連した熱管理特徴物を備えた電気ノード１００のさらに他の実施形態を概略的に示している。

【0155】

図１９においては、熱管理素子３５は、熱伝導性材料を使用した射出モールドによって構成することができる。そのような熱管理素子３５は、ツーショットモールド技法によって提供することができる。好ましくは、ホスト基板６０には、及び／又は、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０には、切り込み又は穴又は貫通穴などの開口を設けることができ、これにより、ヒートシンク又はヒートパイプなどの熱管理素子３５をなす材料は、ノード１００の熱生成素子の近くにモールドされるようになる。

【0156】

図２０は、本発明によるインターフェース構成の一実施形態２０００に関連した熱管理の様々な適用可能な態様を示している。図２０のインターフェース構成又はノード１００は、第１接続素子４５と、外部システム２００のうちの、インターフェース構成のその第１接続素子４５に対して互換的なコネクタ４６又は他の接続素子と、を含むことができる。この構成は、ヒートシンクに対して物理的に接続されていない場合には少なくとも熱的に接続されているヒートシンク及びヒートパイプなどのいくつかの熱管理素子３５、３６を、さらに含むことができ、これは、少なくとも機能的には多部材型熱管理素子を確立するものとさらに考えることができる。ヒートパイプは、好ましくは、ホスト６０を挿通して、及び／又は、第２基板２０が存在する場合にはこの第２基板２０を挿通して、配置することができる。図２０においては、ヒートシンクは、ノード１００すなわちインターフェースノードの外部にあり、他方、ヒートパイプは、少なくとも部分的にノード内に配置されている。

【0157】

いくつかの実施形態では、熱管理素子３５は、コネクタ４５、４６のうちの任意の１つ又は複数のコネクタの、例えばハウジング１５０内に配置されたヒートシンクを含むことができる。これは、図２０に示されている。好ましくは、ヒートシンクは、熱伝導経路を介して、例えばヒートパイプを含む熱伝導経路を介して、ノード１００及び／又はキャビティ１５内の電気素子に対して、接続することができる。これは、増幅器又はレーザ部品などの、ノード１００内の高出力部品を冷却するに際して、有利な構成とすることができる。ヒートシンク又は他の熱管理素子は、空気などの冷却流体によって、あるいは、水のような液体などの冷却流体によって、さらに冷却可能とすることができる。したがって、インターフェース構成の少なくとも１つのコネクタ４５は、熱／電気に関するハイブリッド型コネクタとすることができる。

【0158】

本発明の範囲は、その均等物とともに添付の特許請求の範囲によって決定される。当業者であれば、開示された実施形態が単に例示の目的のためだけに構築されたこと、及び、上記の原理の多くを適用した他の構成が、それぞれの潜在的な使用状況に最も適合するように容易に準備され得ることは、理解されよう。例えば、プラスチックを基板６０上に直接的にモールドすることに代えてあるいはそれに加えて、プラスチック層を、前もって準備することができ、その後、例えば、接着剤、機械的取付手段（ねじ、ボルト、釘、等）、圧力、及び／又は熱を適用する適切な積層技法によって、基板に対して取り付けることができる。最後に、いくつかの状況では、モールド又はキャストに代えて、適切な堆積方法を使用してあるいはさらなる代替可能な方法を使用して、プラスチック又は他の層を、１つ又は複数のターゲット基板上に製造することができる。しかしそれでも、印刷された（電気的に）導電性のトレースに代えて、トレースを、他の方法で製造／提供することができる。例えば、他の選択肢の中でも、エッチング又は転写ラミネーションを利用して製造された導体フィルムを適用することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】