堆栈结构、方法及平坦有源元件层技术

本发明专利技术公开一堆栈结构由多个层组成，包括：一基材；印刷在基材上的多个导电型样；以及在所述多个层中的两层之间形成的至少一层弹性节，所述弹性节层包括用于致动或感测中的至少一种的传感区域。堆栈结构是通过多次折迭基材形成的。堆栈结构另包括：一粘着层，印刷于导电型样及基材上，但未完全覆盖，并形成至少一储气室，用以在传感区域受压时保持空气排出。堆栈结构不包括导电通孔或电连接结构。可以创造性地使用被印刷在单一个基材上的一结构来制造多层传感器或致动器结构。本发明专利技术还公开了一种形成由多个层组成的堆栈结构的方法、一种平坦有源元件层、一种由至少两个平坦有源元件层形成的堆栈结构、及一种由多个平坦有源元件层形成的堆栈结构。层形成的堆栈结构。层形成的堆栈结构。

【技术实现步骤摘要】
堆栈结构、方法及平坦有源元件层


[0001]本专利技术涉及一种为在致动器(actuator)或传感器中所使用的一弹性体薄膜致动器(elastomeric film actuator)提供电边缘绝缘(electrical edge insulation)的方法，并且另涉及一堆栈致动器(stacked actuator)或传感器结构，其使用书本结合边(book binding edge)和多层之间的粘合剂连接以防止横向位移并改善各层之间的电气连接，本专利技术另包括有利的封装方法和促进有效制造成本的方法。

技术介绍

[0002]存在有多种技术可以促进设备——例如消费电子设备——中的电感应机械运动。一种常见的技术是使用偏心旋转质量块(ERM)振动电机，ERM振动电机使偏离于旋转点的小型旋转质量块运动，质量块的旋转产生向心力，导致整个电动机左右运动并振动。促进电感应机械运动的另一种常见技术是使用线性谐振致动器(LRA)，线性谐振致动器利用磁场和电流向线圈产生力，所述线圈抵抗弹簧的力向上和向下驱动磁体，而所述磁体的运动使整个线性谐振致动器运动，从而产生电感应的机械运动。另一种常见技术是使用压电致动器，该压电致动器响应于施加的电荷在压电材料中产生机械变化(例如变形)，所述机械变化产生电感应机械运动。
[0003]这些用于电感应机械运动的技术通常具有高功耗、低耐用性、短寿命、带有外部电机和/或质量的复杂设计、低可扩展性(尤其是在弹性表面上)、对大面积致动的不良适应性和其中至一种特点的组合。

技术实现思路

[0004]本申请可以创造性地使用被印刷在单一个基材上的一结构来制造多层传感器或致动器结构，其中该单一个基材并不包含通过创造性型样并折迭以获得最终结构的通孔。
[0005]虽然本申请的附图示了致动器或传感器是连接到电路板或具有连接器的控制单元的元件，然而此处描述的传感器或致动器可以替代地是一表面安装元件或以其他方式在而无需分立的连接器之下电连接至合适的传感电路。在这种情况下，可以不存在任何突出杆(protruding stem)，反之，该连接是通过多个连接焊盘进行连接，该些连接焊盘通过例如各向异性导电膜(anisotropic conductive film)或导电粘合剂连接到一电路板或一控制单元。
[0006]根据本专利技术的示例性实施例，一堆栈结构是由多个层组成，并且包括：一基材；印刷在该基材上的多个导电型样；以及形成在两层之间的至少一层的多个弹性节，一层的多个弹性节层包括有用来的致动或感测的其中至少一个操作的一传感区域。该堆栈结构是通过多次折迭该基材所形成的。该堆栈结构并不包括导电通孔或电连接结构。
[0007]该堆栈结构另包括一粘着层，该粘着层被涂敷于(但不完全覆盖)该多个导电型样和基材上。该基材的每一次折迭均将该粘着层向内折迭以通过粘合该多个层中的每一层来形成该堆栈结构。该基材的下方的一部分包括至少两个导电型样，且该部分没有被该粘着
层覆盖，使得当该基材折迭时，该堆栈结构在该多个层中的某一层将包括有一储气室(air reservoir)。当该传感区域被压缩时，置换的空气会被传输到该储气室。
[0008]在另一实施例，该基材的下方的一部分包括有三个导电型样，该三个导电型样并没有被该粘着层覆盖，使得当该基材折迭时，堆栈结构会包括位于该多个层的一顶层中的第一储气室和位于该多个层的一底层的中一第二储气室。该堆栈结构另包括：在该多个层的一中间层中的至少两个孔以连接该第一储气室和该第二储气室。当该传感区域被压缩时，置换的空气会通过该两个孔传输到该第一储气室和该第二储气室。
[0009]在另一实施例，该粘着层是仅形成于该传感区域的两侧，而该传感区域的其他两侧至少部分地对环境开放。当该传感区域被压缩时，被置换的空气通过敞开的两侧被传送到环境中。
[0010]该堆栈结构另包括绝缘层，该绝缘层形成于该导电层型样上并部分地覆盖该基材。在基材上形成多个切孔以便于折迭该基材以形成该堆栈结构。该堆栈结构另包括形成在该堆栈结构的一背层的一部分上的一加强件，以促进与特定连接端口的电连接。
[0011]该堆栈结构可以通过卷对卷(roll
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to
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roll)方法形成。
[0012]本专利技术还提供了一种形成该堆栈结构的方法，包括有：提供一基材；在所述基材上印刷多个导电型样；在所述多个层的两层之间形成至少一层的多个弹性节，该层的多个弹性节层包括有一传感区域以用于致动或感应中的其中至少一种；以及多次折迭该基材以形成该堆栈结构。该堆栈结构不包括多个导电通孔或多个电连接结构。
[0013]该方法另包括：在导电型样和基材上印刷或层压一粘合层，但不完全覆盖导电型样和基材。对于该基材的每一次折迭，该粘着层被向内折迭以通过粘合该多个层中的每一层来形成该堆栈结构。
[0014]印刷或层压该粘着层的步骤包括有：印刷或层压该粘着层，令至少两个导电型样下方的部分基材不被粘着层所覆盖，使得当折迭该基材时，该堆栈结构会包括有位于其中一层的一储气室。该方法另包括：通过将空气置换到该储气室来压缩该传感区域。
[0015]在另一实施例，三个导电型样下方的部分基材没有被粘着层所覆盖，使得当该基材折迭时，该堆栈结构会包括位于多个层中的一顶层的第一储气室和位于该多个层的一底层中的第二储气室。该方法另包括：在多个层的一中间层形成至少两个孔以连接该第一储气室和该第二储气室；以及通过该两个孔将空气置换到该第一储气室和该第二储气室来压缩该传感区域。
[0016]在另一实施例中，印刷或层压一粘着层的步骤包括：仅在该传感区域的两侧形成该粘着层，以及令该传感区域的其他两侧至少部分地对环境开放。该方法另包括：通过敞开的两侧将空气置换到环境中来压缩该传感区域。
[0017]该方法另包括：在导电层型样上形成一绝缘层并部分覆盖该基材；在该基材上形成多个切孔以使该基材能够折迭以形成该堆栈结构；以及在该基材的一背层的一部分上形成一加强件，以利电气连接邀特定连接端口。
[0018]本专利技术的上述实施例可以创造性地使用被印刷在单一个基材上的一结构来制造多层传感器或致动器结构。
附图说明
[0019]图1是根据本专利技术一些示例性实施例的一静电致动器(例如静电致动器结构)的单一层的至少一部分的剖面图。
[0020]图2是根据本专利技术一些示例性实施例的布置成一个间隔的二维列
‑
行网格阵列的多个弹性支撑节的平面图。
[0021]图3是根据本专利技术一些示例性实施例的布置成一个间隔的三角形网格阵列的多个弹性支撑节的平面图。
[0022]图4是根据本专利技术一些示例性实施例的一静电致动器的单一层的至少一部分的剖面图。
[0023]图5是根据本专利技术一些示例性实施例的具有四个静电致动层的一静电致动器的至少一部分的剖面图。
[0024]图6是根据本专利技术一些示例性实施例的一静电致动器的单一层的至少一部分的剖面图。
[0025]图7是根据本专利技术一些示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由多个层组成的堆栈结构，其特征在于，包括：一基材；印刷在所述基材上的多个导电型样；以及在所述多个层的两个层之间形成的一层弹性节，所述一层弹性节包括传感区域并用于致动或传感中的至少其中一种；其中所述堆栈结构是由折迭所述基材而成，所述堆栈结构不包括多个导电通孔。2.如权利要求1所述的堆栈结构，其特征在于，另包括：印刷或层压在所述多个导电型样和所述基材上但不完全覆盖所述导电型样和所述基材的粘着层；其中所述堆栈结构是通过多次折迭形成的，并且所述基材的每一次折迭会将所述粘着层向内折迭，以通过粘合所述多个层中的每一层来形成所述堆栈结构。3.如权利要求2所述的堆栈结构，其特征在于，所述基材下方的部分包括至少两个所述导电型样并且是没有被所述粘着层覆盖，使得当所述基材折迭时，所述堆栈结构包括在所述多个层的至少其中一层中的储气室；当该传感区域被压缩时，置换的空气被传送到该储气室。4.如权利要求3所述的堆栈结构，其特征在于，在下方包括所述至少两个所述导电型样的所述基材的所述部分并没有被所述粘着层覆盖，使得当所述基材被折迭时，所述堆栈结构包含第一储气室与第二储气室，所述第一储气室是在所述多个层的一顶层中，所述第二储气室是在所述多个层的一底层中；以及，所述堆栈结构另包括：在所述多个层的中间层的至少其中一个孔，用来连接所述第一储气室和所述第二储气室；其中，当所述传感区域被压缩时，置换的空气通过两个孔传输到所述第一储气室和所述第二储气室。5.如权利要求2所述的堆栈结构，其特征在于，所述粘着层仅形成于所述传感区域的两侧，而所述传感区域的另外两侧至少部分地对外开放；当所述传感区域被压缩时，被置换的空气通过开口的所述两侧被传送到环境中。6.如权利要求2所述的堆栈结构，其特征在于，所述堆栈结构另包括绝缘层，所述绝缘层形成在所述多个导电层型样上并部分地覆盖这些型样以及所述基材的部分。7.如权利要求1所述的堆栈结构，其特征在于，所述堆栈结构另包括形成在所述基材上的切割孔或线性切口或切口，以用来促进所述基材的折迭以形成所述堆栈结构。8.如权利要求1所述的堆栈结构，其特征在于，所述堆栈结构另包括形成在所述堆栈结构的背层的部分上的加强件。9.如权利要求1所述的堆栈结构，其特征在于，所述堆栈结构通过卷对卷方法形成。10.一种形成由多个层组成的堆栈结构的方法，其特征在于，该方法包括：提供基材；在所述基材上印刷多个导电型样；在部分导电型样上形成至少其中一层弹性节；以及折迭所述基材以形成所述堆栈结构，所述至少其中一层弹性节是位于所述多个层中的两层之间，所述至少其中一层弹性节包括用于致动或感测中的至少其中一种的传感区域；其中所述堆栈结构不包括导电通孔或电连接结构。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法另包括：在所述多个导电型样和所述基材上印刷或层压粘着层，但不完全覆盖所述多个导电型样和所述基材；其中，折迭所述基材的步骤包括：对所述基材进行多次折迭，其中所述基材每折迭一次，均将所述粘着层向内折迭，通过粘合所述多个层中的每一层来形成所述堆栈结构。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，印刷或层压所述粘着层的步骤包括：印刷或层压所述粘着层，使得至少两个导电型样下方的所述基材的部分不被所述粘着层覆盖，使得当所述基材折迭时，所述堆栈结构包括储气室，所述储气室位于所述多个层中的一层；以及所述方法另包括：通过将空气置换到所述储气室来压缩所述传感区域。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述至少两个导电型样下方的所述基材的部分没有被所述粘着层覆盖，使得当所述基材折迭时，所述堆栈结构包括第一储气室与第二储气室，所述第一储气室位于所述多个层中的顶层，所述第二储气室位于所述多个层中的底层，并且所述方法另包括：在所述多个层的中间层形成气孔，以连接所述第一储气室和所述第二储气室；以及通过将空气经由气孔转移到所述第一储气室和所述第二储气室来压缩所述传感区域。14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，印刷或层压所述粘着层的步骤包括：仅在所述传感区域的两侧形成所述粘着层，及令所述传感区域的另一侧对环境开放；以及所述方法另包括：通过开口侧将空气置换到环境中来压缩所述传感区域。15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，另包括：在所述多个导电层型样的部分上形成绝缘层，并覆盖所述基材的部分。16.如权利要求10所述的方法，其特征在于，另包括：在所述基材上形成切孔或线状切口或切口，以利于所述基材的折迭以形成所述堆栈结构。17.如权利要求10所述的方法，其特征在于，另包括：在所述堆栈结构的背层的部分上形成加强件。18.一种由多个层组成的堆栈结构，其特征在于，包括：一基材；印刷在所述基材上的多个导电型样；以及所述多个层中的两层之间形成至少其中一层弹性节，所述至少其中一层弹性节层包括传感区域，用于致动或传感中的其中至少一种；其中密封或半密封的袋子包住所述堆栈结构，所述密封或半密封的袋子由具有折迭形状或松散形状的柔性材料形成，允许袋子内部体积改变，以适应环境空气压力，不阻碍所述堆栈结构的所述致动或所述感测的压缩运动。19.如权利要求18所述的堆栈结构，其特征在于，所述密封或半密封的袋子的结构是单面弹性或预成型柔性薄膜，其通过粘着层粘附到所述基材上，并且粘附到所述基材的一侧
并环绕所述堆栈结构形成覆盖袋结构。20.如权利要求18所述的堆栈结构，其特征在于，粘附是通过将所述密封或半密封的袋子密封到所述基材的附加结构来实现。21.如权利要求18所述的堆栈结构，其特征在于，所述密封或半密封的袋子被塞入所述堆栈结构的下方，并且所述密封或半密封的袋子的外侧粘附到所述基材上以形成密封或半密封结构。22.如权利要求20所述的堆栈结构，其特征在于，所述附加结构是垫圈。23.一种平坦有源元件层，其特征在于，包括：一基材，包括一有源区及一凸臂；一电极，形成于所述基材上，并包括形成于所述基材的所述有源区上的用于感测或致动的有源区以及形成于所述基材的所述突出臂上的连接区，其中所述电极包括围绕所述有源区周边的第一凹痕线，所述第一凹痕线延伸至连接区并到达所述连接区的两个边缘，所述第一凹痕线完全贯穿所述电极，使各边缘电性隔离；以及一绝缘层，形成于所述电极上，覆盖所述有源区并部分覆盖所述连接区，所述绝缘层填充所述电极的所述第一凹痕线。24.如权利要求23所述的平坦有源元件层，其特征在于，所述平坦有源元件层另包括具有一或多条凹痕线的第二凹痕线，所述第二凹痕线形成于所述第一凹痕线内并围绕所述有源区的外围形成，延伸至所述连接区并到达所述两个边缘；所述第二凹槽完全贯穿所述电极，使所述边缘电性隔离。25.如权利要求24所述的平坦有源元件层，其特征在于，所述第一凹痕线和所述第二凹痕线中的至少其中一个是部分地穿透所述基材。26.如权利要求23所述的平坦有源元件层，其特征在于，所述绝缘层是弹性层。27.如权利要求23所述的平坦有源元件层，其特征在于，所述平坦有源元件层是所述传感器的一部分。28.如权利要求23所述的平坦有源元件层，其特征在于，所述平坦有源元件层是所述致动器的一部分。29.一种由至少两个平坦有源元件层形成的堆栈结构，其特征在于，包括：一第一基材；一第一导电表面，整体形成于所述第一基材上，包括第一有源区及第一连接区；一第二基材；一第二导电表面，整体形成于所述第二基材上，包括第二有源区及第二连接区；一压缩空间，位于所述第一导电表面的所述第一有源区与所述第二基材之间；一弹性层，形成在所述第一导电表面的所述第一有源区上或所述第二基材的暴露表面上，所述弹性层包括跨越所述压缩空间并接触所述第二基材的多个弹性节，所述多个弹性节被配置为响应于所述第一导电表面与所述第二导电表面之间的电压差或响应外力，令所述第一导电表面和所述第二导电表面朝向彼此相对运动而被压缩；一导电粘合剂，至少接触所述第一导电表面的所述第一连接区和所...

【专利技术属性】
技术研发人员：维尔，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：