(57)【要約】  電気ノード（１００）、方法、ノードストリップまたはシートなどの電気アセンブリ、関連する多層構造、および製造方法が提示されている。電気ノードは、空洞を画定する第１の基板フィルム（１０）、および空洞を少なくとも部分的に充填し、空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子（１２）を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層（３０）を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気ノード（１００）であって、
空洞を画定する第１の基板フィルム（１０）と、
前記空洞を少なくとも部分的に充填し、前記空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子（１２）を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層（３０）と、を備える、電気ノード（１００）。
【請求項２】
前記第１の基板フィルム上かつ前記空洞内に、スクリーン印刷またはインクジェット印刷されるなどして印刷されている前記少なくとも１つの電気素子を備える、請求項１に記載の電気ノード。
【請求項３】
プリント回路板、セラミック電気基板、プリントフィルム基板、またはパターン化された導電性ポリマー基板などの、第２の基板（２０）を備え、前記第２の基板（２０）が、前記第２の基板の第１の面上に配置されるなどした前記少なくとも１つの電気素子を備え、前記第２の基板は、前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われるように配置されている、請求項１または請求項２に記載の電気ノード。
【請求項４】
前記第２の基板は、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置されている、請求項３に記載の電気ノード。
【請求項５】
前記第１の材料層が、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電気素子に電気的に接続された少なくとも１つの電気接点素子（１６）を備え、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの、電気接続を提供するように構成されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電気素子と前記第１の材料層との間のエアポケットを減少させるために、前記少なくとも１つの電気素子上に配置された第２の材料層を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項８】
前記空洞に対して前記第１の基板フィルムの反対側の前記第１の基板フィルム上に配置された少なくとも１つの第２の電気素子を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへの電気的接続を提供するために、前記第１の基板フィルムの少なくとも周辺部分に配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項１０】
前記第１の材料層内にエアポケットを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項１１】
前記第１の基板フィルムが、前記空洞を画定する、熱成形などの、形成された基板フィルム、または射出成形された基板フィルムである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項１２】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の電気ノード。
【請求項１３】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれている、請求項１２に記載の電気ノード。
【請求項１４】
電気ノードを製造するための方法であって、前記方法が、
空洞を画定する第１の基板フィルムを得ることと、
前記空洞を第１の材料で少なくとも部分的に充填することによって第１の材料層を提供することと、を含み、前記空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子が、前記第１の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われる、方法。
【請求項１５】
前記電気ノードに少なくとも１つの電気接点素子を提供することを含み、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記少なくとも１つの電気素子に電気的に接続され、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの、電気接続を提供するように構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへの電気接続を提供するために、前記第１の基板フィルムの周辺部分に配置される、請求項１４または請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１の材料層の前記提供の前に、
前記少なくとも１つの電気素子を前記第１の基板フィルム上かつ前記空洞内にスクリーン印刷またはインクジェット印刷するなどして印刷することを含む、請求項１４〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
第２の基板の第１の面上などに前記少なくとも１つの電気素子を備える、プリント回路板などの前記第２の基板を得ることと、
前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられるように、前記第２の基板を配置することと、を含む、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の基板が、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の材料層が、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項１４〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の基板フィルムを前記得ることが、前記空洞を画定するように基板フィルムを熱成形するなどして形成すること、または前記空洞を構成するように射出成形するなどして成形することによって前記第１の基板フィルムを得ることを含む、請求項１４〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を提供することを含む、請求項１４〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
好ましくは本質的にストリップまたはシートであり、複数の電気ノードを備える電気ノードアセンブリ（２００）であって、
複数の空洞を画定する第１の基板フィルムと、
前記複数の空洞の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層と、を備え、前記第１の材料層の各々が、前記空洞のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、かつ少なくとも１つの電子部品をその中に埋め込み、前記電気ノードが、任意選択で、共通の第１の材料層を形成する前記対応する数の第１の材料層のうちの少なくとも２つをさらに備える、電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項２５】
プリント回路板、セラミック電気基板、プリントフィルム基板、またはパターン化された導電性ポリマー基板などの、第２の基板（２０）を備え、前記第２の基板（２０）が、前記第２の基板の第１の面上に配置されるなどした前記少なくとも１つの電気素子を備え、前記第２の基板は、前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われるように配置されている、請求項２４に記載の電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項２６】
前記第２の基板が、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置されている、請求項２５に記載の電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項２７】
前記第１の材料層が、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項２４〜２６のいずれか一項に記載の電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項２８】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を備える、請求項２４〜２７のいずれか一項に記載の電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項２９】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれている、請求項２８に記載の電気ノードアセンブリ（２００）。
【請求項３０】
多層構造（３００）であって、
空洞を画定する第１の基板フィルムと、前記空洞を少なくとも部分的に充填し、前記空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層と、を備える、少なくとも１つの電気ノードと、
複数の空洞を画定する第１の基板フィルムと、前記複数の空洞の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層と、を備える少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートであって、前記第１の材料層の各々が、前記空洞のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、前記少なくとも１つの電子部品をその中に埋め込む、少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートと、を備え、
前記多層構造が、
ホスト基板であって、前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートが、前記ホスト基板上に配置されている、ホスト基板と、
前記ホスト基板上の前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートを覆う成形または鋳造された材料層と、をさらに備える、多層構造（３００）。
【請求項３１】
前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートは、前記少なくとも１つの電気素子が、または複数の素子が、前記第１の基板フィルムと前記ホスト基板との間にあるように、前記ホスト基板上に配置されている、請求項３０に記載の多層構造。
【請求項３２】
前記空洞に対して前記第１の基板フィルムの反対側の前記第１の基板フィルムの一方に配置された少なくとも１つの第２の電気素子を備える、請求項３０または請求項３１に記載の多層構造。
【請求項３３】
プリント回路板、セラミック電気基板、プリントフィルム基板、またはパターン化された導電性ポリマー基板などの、第２の基板（２０）を備え、前記第２の基板（２０）が、前記第２の基板の第１の面上に配置されるなどした前記少なくとも１つの電気素子を備え、前記第２の基板は、前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われるように配置されている、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項３４】
前記第２の基板が、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置されている、請求項３３に記載の多層構造（３００）。
【請求項３５】
前記第１の材料層が、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項３０〜３４のいずれかいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項３６】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を備える、請求項３０〜３５のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項３７】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれている、請求項３６に記載の多層構造（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電子アセンブリに関連する。特に、しかしながら排他的ではなく、本発明は、射出成形などの成形されたプラスチック材料層を含む電子アセンブリに機能または複数の機能を実装するための電気ノードに関係する。
【背景技術】
【０００２】
電子装置および電子製品のコンテキストでは、様々な異なる積み重ねられたアセンブリおよび構造が存在する。電子装置および関連製品の集積の背後にある動機は、関連する使用コンテキストと同様に多様であり得る。結果として生じるソリューションが最終的に多層性を呈する場合、比較的多くの場合、サイズの節約、重量の節約、コストの節約、または構成要素のただ効率的な集積が求められる。次に、関連する使用シナリオは、製品パッケージまたは食品ケーシング、デバイスハウジングの視覚的設計、ウェアラブルエレクトロニクス、パーソナル電子デバイス、ディスプレイ、検出器またはセンサ、車両内装、アンテナ、ラベル、車両エレクトロニクスなどに関連し得る。
【０００３】
電子部品、ＩＣ（集積回路）、および導体などの電子装置は、概して、複数の異なる技法によって基板素子上に提供され得る。例えば、様々な表面実装デバイス（ＳＭＤ）などの既製の電子装置は、最終的に多層構造の内側または外側の界面層を形成する基板表面上に実装され得る。追加的に、「プリンテッドエレクトロニクス」という用語に該当する技術を適用して、関連する基板に直接かつ付加的に電子装置を実際に生成し得る。「プリンテッド」という用語は、このコンテキストにおいて、実質的に付加的な印刷プロセスを通じた、スクリーン印刷、フレキソ印刷、およびインクジェット印刷を含むが、これらに限定されない印刷物から電子装置／電気素子を生成することができる様々な印刷技法を指す。使用される基板は、可撓性であって、有機印刷物であってもよいが、しかしながら、常にそうであるとは限らない。
【０００４】
さらに、射出成形構造エレクトロニクス（ＩＭＳＥ）の概念は、実際に、電子装置機能を可能な限りシームレスにカプセル化する多層構造の形態で機能デバイスおよびそのための部品を構築することを伴う。ＩＭＳＥの特徴はまた、電子装置が一般に、ターゲット製品全体、部品、または概して設計の３Ｄモデルに従って真の３Ｄ（非平面）形態に製造されることである。３Ｄ基板上および関連する最終製品内で電子装置の所望の３Ｄレイアウトを達成するために、電子装置は、電子装置アセンブリの二次元（２Ｄ）方法を使用して、フィルムなどの最初は平面の基板上に依然として提供され得、その上で、すでに電子装置を収容している基板は、例えば、電子装置などの基礎となる素子を覆い、埋め込む好適なプラスチック材料によって、所望の三次元、すなわち、３Ｄ形状に形成され、オーバーモールドを受けることができ、これにより、環境から素子を保護し、かつ潜在的に隠すことができる。
【０００５】
典型的なソリューションでは、電気回路は、プリント回路板（ＰＣＢ）上または基板フィルム上に生成され、その後、プラスチック材料によってオーバーモールドされている。しかしながら、既知の構造および方法は、依然として関連する使用シナリオに依存する、いくつかの欠点を有する。１つ以上の機能を有する電子装置アセンブリを生成するために、典型的には、これらの機能を達成するためのかなり複雑な電気回路は、ＳＭＤを印刷および／または利用することによって基板上に生成され、次いで、プラスチック材料によってオーバーモールドされる必要がある。しかしながら、既知のソリューションでは、複雑な機能の実装は、非常に密集した構成要素および複雑な幾何学形状を有する構成要素を集積する際の課題から生じる信頼性のリスクおよびアセンブリ歩留まりの問題に直面し得る。さらに、電子装置アセンブリは、例えば、集積の程度を低減し、構造を魅力ないものとする外部制御電子装置の使用を必要とし得る。例えば、信頼性は成形圧力によって影響を受けることが多く、かつ異なる生産段階でのアセンブリ歩留まりは非常に低くなる可能性があるため、密集した構成要素および複雑な幾何学形状の構成要素を直接集積することは、課題が多く、潜在的に非常にリスクが高い。ＰＣＢ上に実装または配置され、プラスチック層で覆われたサブアセンブリは、熱膨張係数のミスマッチに悩まされる可能性があり、それらの複雑な構造のためにオーバーモールドされることが困難であり、サブアセンブリを電気接点から引き裂く可能性のある構造内の応力を呈する。熱管理の課題はまた、概して、過熱などの問題を引き起こす可能性がある。このため、ＩＭＳＥに関連する構造および方法を開発する必要が依然としてある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、成形または鋳造された構造、ならびにその中に埋め込まれた多層構造および電子装置を利用する電子アセンブリのコンテキストにおいて、既知のソリューションに関連する上記の欠点のうちの１つ以上を少なくとも軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
目的は、本発明による、電気ノード、製造のための方法、電気ノード、ノードストリップまたはシートなどの関連するアセンブリ、および多層構造の様々な実施形態で達成される。特に、目的は、それぞれの独立した特許請求の範囲によって定義されるような電気ノード、電気ノードの製造のための方法、電気ノードストリップまたはシート、および多層構造によって達成される。
【０００８】
第１の態様によれば、電気ノードが提供されている。構成要素として実現され得る電気ノードは、空洞を画定する第１の基板フィルムと、空洞を少なくとも部分的に充填し、空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層と、を備える。
【０００９】
様々な実施形態において、空洞は、例えば、その断面、断片および／または全体的な形状に関して、実質的に長方形、ドーム形、丸みを帯びた、半球形、円錐台形、および／または他の好ましい形状（複数可）を有する形状を画定または呈することができる。
【００１０】
第１の基板フィルムなどの基板フィルムは、本明細書において、３つの寸法のうちの１つ（例えば、「厚さ」など）が、他の２つ（例えば、ｘおよびｙ）の寸法に対して著しく短い基板を指し得る。フィルム基板は、少なくとも元来、本質的に平面または平面状の基板であり得る。
【００１１】
様々な実施形態において、第１の材料層は、有利には、エラストマーまたはポリウレタンなどの弾性材料のものであるか、またはそれを含み得、これらの材料は、熱可塑性材料であり得る。
【００１２】
様々な実施形態において、少なくとも１つの電気素子は、スクリーン印刷またはインクジェット印刷などして第１の基板フィルム上かつ空洞内に取り付けられるか、または印刷され得る。
【００１３】
様々な実施形態において、電気ノードは、プリント回路板、セラミック電気基板、フィルム基板、プリントフィルム基板、またはパターン化された導電性ポリマー基板などの少なくとも１つの第２の基板を備え得、当該少なくとも１つの第２の基板は、好ましくは、例えば少なくとも１つの電気素子の１つ以上の電気素子を備え（例えば、ホスティングまたは画定する）、第２の基板は、それによってホスティングされる少なくとも電気および／または他の素子が空洞内に位置付けられ、第１の材料層内に埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われるようにさらに配置され得る。
【００１４】
様々な実施形態において、電気ノードは、少なくとも１つの電気素子に電気的に接続された少なくとも１つの電気接点素子を備え得、少なくとも１つの電気接点素子は、ガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの電気的接続を、典型的には、ノードの環境および／または外部（ホスト構造、外部システムなど）からノードおよび例えば当該少なくとも１つの電気素子に提供するように構成されている。
【００１５】
様々な実施形態において、電気ノードは、例えば少なくとも１つの電気素子と第１の材料層との間のエアポケットを減少させるために、少なくとも１つの電気素子上に配置された第２の材料層を備え得る。
【００１６】
様々な実施形態において、電気ノードは、空洞に対して第１の基板フィルムの反対側の第１の基板フィルム上に配置された、静電容量式感知素子またはアンテナもしくは共振素子などの少なくとも１つの第２の電気素子を備え得る。
【００１７】
様々な実施形態において、少なくとも１つの電気接点素子は、ガルバニック、容量性、または誘導結合素子または複数の素子を介してなど、電気的接続をノードに提供するために第１の基板フィルムの少なくとも周辺部分に配置され得る。
【００１８】
様々な実施形態において、電気ノードは、第１の材料層内にエアポケットを含み得る。エアポケットまたは一般的にガスポケットは、例えば、空気または不活性ガスなどの任意の１つ以上のガスを含有し得る。
【００１９】
様々な実施形態において、第１の基板フィルムは、空洞を画定する、熱成形などの、形成された基板フィルム、および／または射出成形された基板フィルムであり得る。
【００２０】
様々な実施形態において、ノード、または少なくとも１つのノードを備える多層構造またはアセンブリ（本明細書に後でより詳細に説明する）の一実施形態は、冷却または加熱のための、例えば、ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つの素子などの少なくとも１つの熱管理素子を備える。熱管理素子は、完全に空洞内に、または、例えば、第１の基板フィルム上に、または空洞の本質的に開放側から空洞の外側に延在して、部分的に空洞の内側／外側に配置され得る。いくつかの実施形態において、熱管理素子は、例えば、切り込みまたはスルーホールを介して第１の基板フィルムを通して配置されてもよい。さらに、熱管理素子は、存在する場合、第２の基板を通して延在部分に配置されてもよい。
【００２１】
様々な実施形態において、熱管理素子は、ヒートシンクを備えてもよく、ヒートシンクは、例えば、空洞の内側に完全に、または少なくとも部分的に配置され得る。
【００２２】
様々な実施形態において、熱管理素子の一部として、熱管理素子と接続または一体化された導体、接点またはコネクタなどの素子（複数可）は、厚い銅導体などの高い熱伝導率を有する材料を含み得る。
【００２３】
様々な実施形態において、ヒートパイプなどの単独または複数の熱管理素子は、コネクタまたは接点などのノードの１つ以上の他の特徴と接続して配置されてもよく、任意選択で、例えばヒートシンクとして動作したり、熱をノードの内または外に伝導したりする。
【００２４】
例えば、アセンブリまたは多層構造のいくつかの実施形態において、少なくとも１つの熱管理素子は、ノードの本質的に外側に位置することができ、例えば、特定の状況で（オーバー）加熱されやすい高電力ＬＥＤを考慮して、任意選択で、電子部品などの素子と一体化、または接続されてもよい。熱管理素子は、実質的にモノリシック素子、多部品素子（部品は取り外し可能または固定的に接続され得る）、および／またはコネクタもしくは電気素子などのいくつかの他の素子（複数可）と一体であり得る。
【００２５】
様々な実施形態において、熱管理素子は、例えば物理的ではないにしても、ノード、電気素子などの特徴、充填物、基板、導体、それらの接点および／またはそのコネクタ、ノードの外側の他の素子、および／もしくは、例えば少なくとも１つのノードを含む多層構造またはアセンブリの（電子）構成要素に接続または接触するように少なくとも熱的に構成され得る。関連する熱接続は、例えば、対流、伝導、および／または輻射ベースであり得る。
【００２６】
第２の態様によれば、電気ノードを製造するための方法が提供されている。本方法は、空洞を画定する第１の基板フィルムを得ることと、空洞を第１の材料で少なくとも部分的に充填することによって第１の材料層を提供することと、を含み、空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子は、第１の材料層内に埋め込まれるか、または第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われる。
【００２７】
一実施形態において、本方法は、電気ノードに少なくとも１つの電気接点素子を提供することを含み得、少なくとも１つの電気接点素子は、少なくとも１つの電気素子に電気的に接続され、少なくとも１つの電気接点素子は、ノードへのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの電気的接続を提供するように構成される。
【００２８】
一実施形態において、少なくとも１つの電気接点素子は、ノードへの電気的接続を提供するために、第１の基板フィルムの少なくとも周辺部分に配置され得る。
【００２９】
一実施形態において、本方法は、第１の材料層の提供の前に、少なくとも１つの電気素子の少なくとも一部を第１の基板フィルム上にかつフィルムによって画定される空洞内に配置されてスクリーン印刷またはインクジェット印刷などして印刷すること含み得る。印刷に加えて、または印刷の代わりに、少なくとも部分的に既製の電気素子をフィルムの上に実装し得る。
【００３０】
一実施形態において、本方法は、少なくとも１つの電気素子を備えるプリント回路板もしくはその一片、またはフィルムタイプの基板などの、少なくとも１つの第２の基板を得ることと、少なくとも１つの電気素子が空洞内に位置付けられるように第２の基板を配置することと、を含み得る。
【００３１】
一実施形態において、第１の基板フィルムを得ることは、好ましくは、空洞を画定するように基板フィルムを熱成形などして形成することを通じて処理すること、または空洞を構成するように射出成形などして成形することによって第１の基板フィルムを得ることを含み得る。少なくとも１つの電気素子の電気素子などの素子の少なくとも一部は、形成の前に（第１の基板フィルムが、例えば、依然として実質的に平坦であるか、またはよりわずかに三次元であり得る間）または形成の後に、第１の基板フィルムに提供され得る。
【００３２】
第３の態様によれば、ストリップまたはシートなどの、複数の電気ノードを備える電気ノードアセンブリが提供されている。ストリップまたはシートは、複数の空洞を画定する第１の基板フィルムと、複数の空洞の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層と、を備え、当該第１の材料層の各々が、空洞のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、少なくとも１つの電子部品をその中に埋め込む。
【００３３】
一実施形態において、電気ノードストリップまたはシート、もしくは他のアセンブリは、共通の第１の材料層を形成する対応する数の第１の材料層のうちの少なくとも２つを含み得る。
【００３４】
第４の態様によれば、例えば、電子装置をホスティングするための多層構造が提供されている。多層構造は、好ましくは、
空洞を画定する第１の基板フィルムと、空洞を少なくとも部分的に充填し、空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層と、を備える、少なくとも１つの電気ノードと、
複数の空洞を画定する第１の基板フィルムと、複数の空洞の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層と、を備えるストリップまたはシートなどの少なくとも１つの電気ノードアセンブリであって、当該第１の材料層の各々が、空洞のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、少なくとも１つの電子部品をその中に埋め込む、少なくとも１つの電気ノードアセンブリと、を備える。
【００３５】
多層構造は、例えば電子装置をホストするように構成されたホスト基板をさらに好ましくは備え、当該少なくとも１つの電気ノードもしくは当該少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートは、ホスト基板上に配置され得、好ましくは、例えば当該少なくとも１つの電気ノードもしくは当該少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートを覆う成形または鋳造された材料層が、ホスト基板上に追加的に提供される。
【００３６】
一実施形態において、当該少なくとも１つの電気ノードもしくは当該少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートは、少なくとも１つの電気素子が、または複数の素子が、第１の基板フィルムとホスト基板との間にあるように、ホスト基板上に配置され得る。
【００３７】
一実施形態において、多層構造は、空洞に対して第１の基板フィルムの反対側の第１の基板フィルムの一方に配置された少なくとも１つの第２の電気素子を備え得る。
【００３８】
本発明は、電気ノードが、例えば、スイッチモード電源およ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といった機能を多層構造に集積することの複雑さを低減するなどの、既知のソリューションを超えた利点を提供する。多くの場合、配線の量も減少する。本発明による電気ノードに容易に埋め込むことができる機能の数は、利用可能な従来の技術のいずれかを使用する代わりに、ＩＭＳＥで構造およびその機能を実装することから得られる価値を大いに高める。電気ノードは、例えば、効率、低電磁干渉（ＥＭＩ）、または他のパラメータを最適化することができる構造を有する。例えば、スイッチモード回路は、輻射制限を満たすように調整され得、電磁適合性（ＥＭＣ）試験の結果に失敗するリスクが大幅に低減される。ソフトウェア開発の観点から、事前に選択され、事前に製造された電気ノードが既知の構造および既知の機能を有するため、ＩＭＳＥ構造を実装するために必要な労力も大幅に低減され得る。事前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提供することで、機能の実装を可能にすることができる。
【００３９】
追加的に、電気ノードアプローチは、現在利用可能な電気構成要素のはるかに大きな割合の使用を可能にする：市場に発売されるほとんどの新しい構成要素は、潜在的に非常に高い電力密度を有して非常に高密度の小さなパッケージにパッケージ化されていて、印刷分解能、接着剤の拡散および飛散、信頼性の高い充填および空気の排除という物理的な制限のためにＩＭＳＥ構造に直接集積することが非常に困難である。複雑な回路および多くの構成要素をプラスチックに直接埋め込むことの課題に精通していない設計者にとって、電気ノードアプローチは、機能を集積するための大幅に安全な方法である。
【００４０】
本明細書で論じられるように、ノード、アセンブリ、または多層構造内に熱管理素子を含むことによって、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が低減または回避され得る。
【００４１】
以下の詳細な説明に基づいて、様々な他の利点が当業者に明らかになるであろう。
【００４２】
「いくつかの」という表現は、本明細書において、１つ（１）から始まる任意の正の整数を指し得る。
【００４３】
「複数の」という表現は、それぞれ、２つ（２）から始まる任意の正の整数を指し得る。
【００４４】
「第１の」、「第２の」、「第３の」、および「第４の」という用語は、本明細書では１つの要素を他の要素（複数可）から区別するために使用され、別途明示されない限り、それらを特別に優先付けまたは順序付けするためではない。
【００４５】
本明細書に提示される本発明の例示的な実施形態は、添付の特許請求の範囲の適用性に制限をもたらすと解釈されるべきではない。「備える（ｔｏ  ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という動詞は、本明細書ではオープン制限として使用され、引用されていない特徴の存在も排除しない。様々な実施形態に列挙されている特徴および例えば従属請求項は、別途明示されない限り、相互に自由に組み合わせることができる。
【００４６】
本発明の特徴としてみなされる新規の特徴は、特に添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、本発明自体は、その構築およびその動作方法の両方に関して、それらの追加の目的および利点とともに、添付の図面に関連して読むとき、特定の実施形態の以下の説明から最もよく理解されるであろう。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態は、添付の図面の図において、限定するものではなく、例として図示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図２】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図３】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図４Ｄ】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、電気ノード内で利用可能なサブアセンブリを概略的に図示する。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、電気ノード内で利用可能なサブアセンブリを概略的に図示する。
【図６Ａ】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図示する。
【図６Ｂ】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図示する。
【図６Ｃ】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図示する。
【図７】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図示する。
【図８Ａ】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図示する。
【図８Ｂ】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図示する。
【図９】本発明の一実施形態による、電気ノードを概略的に図示する。
【図１０】本発明の一実施形態による、多層構造を概略的に図示する。
【図１１】本発明の一実施形態による、方法の流れ図を図示する。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態による、電気ノードを製造する様々な段階を図示する。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態による、電気ノードを製造する様々な段階を図示する。
【図１３】いくつかの適用可能な熱管理特徴を備えた、電気ノードのさらなる実施形態を概略的に図示する。
【図１４】いくつかの関連する熱管理特徴を備えた、電気ノードのなおさらなる実施形態を概略的に図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
電気ノードの様々な実施形態は、必要に応じて当業者によって任意選択で柔軟に、かつ／または選択的に組み合わされるように、以下に説明される。
【００５０】
図１は、本発明の一実施形態による電気ノード１００を概略的に図示する。図１の電気ノード１００は、ポリカーボネート（ＰＣ）のような、またはＰＣを含む、空洞１５（例えば、検査角度に応じて凹部または突起形状）を画定する第１の基板フィルム１０、および空洞１５を少なくとも部分的に充填し、空洞１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層３０または体積を備える。図１において、静電容量式感知素子または導体などの少なくとも１つの電気素子１２、もしくは発光ダイオードなどのプリンテッドエレクトロニクス構成要素が、スクリーン印刷またはインクジェット印刷などして印刷されており、および／またはそれ以外の場合、第１の基板フィルム１０上、かつ空洞１５内に提供されている。素子１２は、例えば、空洞１５の底部に提供されていてもよい（例えば、実質的に中心にあるか、またはその側壁のより近くに提供されていてもよい）。１つの素子１２のみ、または有利には、例えば、照明などの少なくとも１つの機能を提供することができる電気回路を形成する複数の電気素子１２が存在してもよい。さらに、電気ノード１００に配置され、ガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの電気接続をノード１００に、典型的には、特にノード１００の外側から、例えば、共通のホスト表面、構造、または一般にノード１００を備える基板上に存在する素子（複数可）から、および／またはその外部の素子（複数可）から、提供するように構成された、少なくとも１つの電気接点または概して接続、もしくは接続する素子１６が存在し得る。電気接点素子１６は、印刷導体などの電気導体１４などの中間電気接続素子１４を介して、少なくとも１つの電気素子１２またはそれと直接接続されていない場合はその電気回路と電気的に接続され得、その目的のために素子１２は、端子または接点などのいくつかの接続特徴を備え得る。
【００５１】
様々な実施形態によれば、第１の材料層３０は、例えば、ポリマー、プラスチック、および／またはシリコーンであってもよいか、またはそれらを含んでもよい。様々な有利な実施形態によれば、第１の材料層３０は、弾性であってもよく、それにより、例えば、その中に埋め込まれた、または第１の材料層１０によって少なくとも部分的に覆われた１つまたは複数の電気素子１２に対して機械的保護を提供する。
【００５２】
いくつかの実施形態において、第１の材料層３０は、複数の材料または材料層から構成されてもよい。
【００５３】
図２は、本発明の一実施形態による、電気ノード１００を概略的に図示する。図２の電気ノード１００は、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０、および空洞１５を少なくとも部分的に充填し、空洞１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層３０を備える。図２において、電気ノード１００は、プリント回路板またはその一部分などの第２の基板２０、または少なくとも１つの電気素子１２を備えるさらなるフィルムをさらに備える。さらに、第２の基板２０は、少なくとも１つの電気素子１２が空洞１５内に位置付けられ、第１の材料層３０内に埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われるように配置されている。１つの素子１２のみ、または有利には、第２の基板２０上に照明などの機能を提供することができる電気回路を形成する複数の電気素子１２が存在してもよい。さらに、電気ノード１００に配置され、ノード１００内へのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの電気接続を提供するように構成された電気接点素子１６が存在し得る。図１に関して前に考えたように、電気接点素子１６は、任意選択で電気接続素子１４を介して、少なくとも１つの電気素子１２またはその電気回路と電気的に接続され得る。（空洞１５に面する面に図で示されている）任意の面に、第１のフィルム１０に同様に提供される電気素子などのいくつかの特徴２５が存在し得る。
【００５４】
図３は、本発明の一実施形態による、電気ノード１００を概略的に図示する。図３の電気ノード１００は、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０、および空洞１５を少なくとも部分的に充填し、空洞１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層３０を備える。しかしながら、この場合、空洞１５内に配置された少なくとも２つの電気素子１２が存在し、少なくとも１つは図１のように配置され、少なくとも１つの他のものは図２のように配置されている。
【００５５】
さらに、図１および図２にも適用可能であるが、空洞１５に対して第１の基板フィルム１０の反対側の第１の基板フィルム１０上に配置された少なくとも１つの第２の電気素子２６が存在し得る。図３において、静電容量式感知素子２６などの第２の電気素子２６は、空洞１５に対して対応する位置に配置されるが、第２の電気素子２６は、代替的に、または加えて、第１の基板フィルム１０の他の部分に配置され得る（例えば、図２のアイテム２５を参照）。さらに別の選択肢として、第２の電気素子２６が、第２の電気接続素子２７を通じて、および／またはフィードスルー２８を介して、電気接点素子１６などの特徴に接続され得、電気素子１２に接続されている電気接点素子１６に関して同じまたは異なるものであり得る。
【００５６】
図１〜図３に示されたいずれか１つなどの様々な実施形態によれば、ノード１００は、ノード、特に電気素子１２またはその素子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または素子を備え得る。ヒートシンクおよび／または他の熱管理特徴（複数可）は、例えば、冷却を提供するために、例えば第１の材料層３０内に埋め込まれてもよく、および／またはノード１００の外側に少なくとも部分的に提供されてもよい（例えば成形を使用して、その上に例えばカバープラスチックを提供する前またはその後に、任意選択でフィルム１０などの外側部分に提供される例えばビア／ホールを利用して）。なおさらに、ヒートシンクまたは同様の機能が、外部デバイスの、または、例えば、回路板（例えば、金属コアまたは熱ＰＣＢを考慮する）の熱交換素子と接続して配置されてもよい。概して、熱管理素子または特徴は、含まれる材料（複数可）、寸法、形状、および／またはその（表面）面積によって提供される高い熱伝導率、ならびに例えば放熱特性を有し得る。材料（複数可）は、例えば、熱伝導性ポリマー、ペースト、成形材料（複数可）に加えて、またはその代わりに、多くの金属（例えば銅、銀、アルミニウム）およびそれらの合金を含み得る。いくつかの実施形態において、本質的に熱絶縁体である熱管理素子が、熱導体に加えて、または熱導体の代わりに利用され得る。
【００５７】
熱管理素子３５は、有利には、ノード１００の内側および／または外側に熱エネルギー／熱を分配、伝達、または拡散するように構成され得る。熱エネルギーまたは熱は、ノード１００の選択されたエリアまたは全エリアに伝達され得、次いで、例えば、存在する場合、第２の基板２０またはホスト基板６０を通じて、ノード１００の外側に伝達され得、したがって、例えば、単一の点で冷却を提供することに関してノード１００のより効率的な冷却をもたらす。これは、ノード１００が、高電力ＬＥＤまたはＬＥＤドライバなどのコンパクトな高電力構成要素を備える場合、ホットスポットを回避するために特に有益であり得る。
【００５８】
様々な実施形態において、そのような熱管理素子３５、またはそ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、または好ましくは少なくとも１０Ｗ／ｍＫ、またはより好ましくは少なくとも５０Ｗ／ｍＫ、または最も好ましくは少なくとも１００Ｗ／ｍＫであり得る。当業者によって理解されるように、より低い熱伝導率を有する様々な材料は、熱絶縁体として考慮され得る一方で、より高い熱伝導率に関連付けられた材料は、概して、例えば冷却／熱伝達目的のための熱導体としてより効果的に利用され得る。所望の熱伝導率は、例えば、熱管理素子３５の好適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において、熱伝導率が少なくとも１０Ｗ／ｍＫのプラスチック材料が利用され得る。様々な実施形態において、銅、アルミニウム、亜鉛などの金属材料、またはＳｎ−Ａｇ３．５−Ｃｕ９．０などのスズ−銀−銅（ＳｎＡｇＣｕ）組成物が、熱管理素子３５またはその少なくとも一部において利用され得る。様々なそのような金属の熱伝導率は、少なくとも約６０Ｗ／ｍＫのオーダーのものである。したがって、かなり多くの金属が、典型的なプラスチック材料よりも優れた熱伝導率を提供し、これは、熱管理のために本発明の様々な実施形態で利用され得る。
【００５９】
様々な実施形態において、熱ウェル、熱スラッグ、または熱パッドなどの熱管理素子３５は、例えば、銅または銅合金からなるなど、電気またはエレクトロニクス構成要素のリードフレームによって少なくとも部分的に実装され得る。さらに、例えば熱ウェルは、ＰＣＢなどの基板を通るインレットのマトリックスによって実装され得る。熱ウェルは、多層基板において特に有利に利用され得る。熱スラッグまたはパッドの例は、薄型シュリンクスモールアウトラインパッケージ（ＴＳＳＯＰ）また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み得る。
【００６０】
一実施形態によれば、電気ノード１００は、実際には、第２の基板２０などの回路板、または金属コアを有する、または高温共焼セラミックス（ＨＴＣＣ）または低温共焼セラミックス（ＬＴＣＣ）などの多層セラミックス技術に基づく電気素子１２を備え得、これは、熱伝導を通じた冷却および／または加熱をさらに提供し得る。
【００６１】
一実施形態によれば、熱管理素子（複数可）３５は、専用素子（複数可）に加えて、またはそれを備える代わりに、電気ノード１００のいくつかの素子および／または構成要素と統合され得る。例えば、これは、寸法など、ヒートシンクまたは熱伝導性素子などの熱管理素子３５またはその少なくとも一部として機能するそのような特性で設計された電気導体を利用することを伴い得る。
【００６２】
様々な実施形態において、電気ノード１００は、ヒートシンク、熱スラッグ、熱ウェルのうちの少なくとも１つなどの熱管理素子３５を備え得る。熱管理素子３５は、空洞１５内に、または少なくとも部分的に空洞１５の外側に、例えば、第１の基板フィルム１０上に、または空洞１５の開放側から空洞の外側に延在して、配置され得る。熱管理素子３５は、追加的または代替的に、例えば、切り込みまたはスルーホールを介して第１の基板フィルム１０を通して配置され得る。さらに、熱管理素子３５は、存在する場合、第２の基板２０を通して延在部分に配置されてもよい。追加的にまたは代替的に、熱管理素子３５は、空洞１５の完全にまたは少なくとも部分的に内側に配置されたヒートシンクを備え得る。いくつかの実施形態において、電気接点素子１６は、熱管理素子３５の一部として、厚い銅導体などの高い熱伝導率を有する材料を含んでもよいか、またはそれらからなってもよい。ヒートパイプなどの熱管理素子３５または複数の素子３５は、ヒートシンクとして動作するために、または電気ノード１００の内または外に熱を伝導するために、代替的または追加的に電気接点素子１６と接続して配置されてもよい。
【００６３】
様々な実施形態において、電気ノード１００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、空洞１５内に提供されるなど、熱伝導性の第１の材料層３０を備え得る。なおさらに、第１の材料層３０は、熱伝導性材料を利用することによって、処理ユニットまたは抵抗器などの発熱構成要素を有する対応する位置になど、部分的にのみ提供されてもよく、一方第１の材料層３０の残りは他の材料のものであってもよい。
【００６４】
電気ノード１００がホスト基板６０または構造上に配置された様々な実施形態によれば、熱管理素子（複数可）３５は、ホスト基板６０の熱管理素子（複数可）３５と熱接続されてもよい。例えば、電気ノード１００との対応する位置でホスト基板６０上に配置された、グラファイトまたは銅テープの断片などのグラファイトまたは銅があってもよい。なおさらに、これらの熱伝導性素子は、ホスト基板６０に沿って延在して、例えば、ノード１００から熱を逃がすことができる。
【００６５】
ホスト基板６０または構造上に配置された電気ノード１００を備え、ノード１００上に成形または鋳造された材料層９０を含む様々な実施形態において、成形または鋳造された材料層９０の少なくとも一部は、完全ではないにしても、第１の基板フィルム１０を少なくとも部分的に覆うまたは埋め込む部分など、熱伝導性材料のものであり得る。
【００６６】
図４Ａ〜図４Ｄは、本発明の一実施形態による、電気ノード１００を概略的に図示する。図４Ａ〜図４Ｄは、電気ノード１００を、それぞれ、側断面図、上からの図、下からの図、および斜視図として図示する。印刷または実装された構成要素などの電気素子１２は、好ましくはその中に、例えば空洞１５の底部に配置され、任意選択で、電気素子１２を電気接点素子１６に接続する導体１４は、第１の基板フィルム１０の周辺部分に配置される。
【００６７】
図４Ｂ〜図４Ｄは、第１の基板フィルム１０上に配置されている機能的および／または装飾的素子４１をさらに図示する。図４Ｂ〜図４Ｄの機能素子４１は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）タイプの素子１２によってなど、空洞１５内に配置された光源によって発せられた光を通過させる透明材料の窓であるか、またはそれを備える。これは、例えば、視覚的または光学的インジケータとして、および／または照明目的のために利用され得る。
【００６８】
図５Ａおよび図５Ｂは、５００および５０２において、本発明の一実施形態による、電気ノード１００内で利用可能なサブアセンブリを概略的に図示する。サブアセンブリは、複数の電気素子１２、好ましくは相互接続された素子１２を備え、サブアセンブリの電気回路を形成し得る。この例の場合の電気回路は、ＰＣＢなどの基板２０上の１つのサブアセンブリとして使用できる２チャネルＬＥＤドライバの素子を備える。サブアセンブリは、例えばその周辺部分に、電力、接地、２つのＰＷＭ（パルス幅変調）入力、２つのＬＥＤストリング陽極、および２つのＬＥＤストリング陰極などの電気接点素子１６の形態で、供給コンデンサ、インダクタ、タイミング抵抗器、感知抵抗器、および小型で電力密度の高いドライバＩＣ間の回路の複雑な乱雑さの代わりに、大型で実装しやすい接点パッド上に入力および／または出力を備え得る。次いで、サブアセンブリは、本発明の一実施形態に従って、空洞１５内に配置され、第１の材料層３０によって少なくとも部分的に埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われ得る。しかしながら、それはまた、第１の基板フィルム１０上で、空洞１５または後で空洞１５を確立する領域内に直接生成され得、次いで、第１の材料層３０によって少なくとも部分的に埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われるように配置され得る。しかしながら、１つまたはいくつかの機能を有する、および／または実施するように構成された様々な異なる種類のサブアセンブリまたは電気回路が、本発明の実施形態に従って電気ノード１００内に配置され得、上述の電気回路に限定されないことにさらに留意されたい。
【００６９】
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を概略的に図示する。図６Ａの電気ノード１００は、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０および空洞１５を少なくとも部分的に充填し、空洞１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層３０を備える。図２において、電気ノード１００は、プリント回路板またはその一部分などの、少なくとも１つの電気素子１２を備える第２の基板２０を備える。さらに、第２の基板２０は、少なくとも１つの電気素子１２が空洞１５内に位置付けられ、第１の材料層３０内に埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われるように配置されている。１つの素子１２のみ、または有利には、第２の基板２０上に照明などの機能を提供することができる電気回路を形成する複数の電気素子１２が存在してもよい。さらに、ノード１００に電気接続を提供するために、少なくとも１つの電気素子１２に対して第２の基板２０の反対側に配置された電気接点素子１６が存在し得る。
【００７０】
図６Ａは、電気ノード１００がその上に配置された、ＰＣＢまたは例えばプラスチックおよび／もしくは有機材料のフィルムタイプの基板などのホスト基板６０をさらに図示する。ホスト基板６０は、好ましくは、電気ノード１００が、例えば、導電性接着剤を使用することによって取り付けられ得る電気接点エリア６１を備える。したがって、電気ノード１００は、１つまたはいくつかの機能を実施するように構成された構成要素のようなエンティティである。ノード１００とホスト基板６０との間の電気接続は、ガルバニック接続として示されているが、容量接続または誘導接続として配置されてもよい。さらに、電気ノード１００の第１の基板フィルム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、かつ／または一般的にさらなる材料によって覆われるときに、空洞１５内の構成要素を有利に保護する。
【００７１】
図６Ｂの電気ノード１００は、第２の材料層６５が、少なくとも１つの電気素子１２と第１の材料層３０との間に形成されるエアポケットを減少させるために、内部に、例えば少なくとも１つ電気素子１２上に提供されていることを除いて、図６Ａに示されているものと同様である。第２の層６５の材料（複数可）は、一次充填（第１の層）３０の材料（複数可）とは異なってもよい。第２の材料層６５は、少なくとも１つの電気素子１２、または、多い場合、それらの少なくともいくつかを覆ってもよく、かつ、任意選択でまた、第２の基板２０の少なくとも一部も覆ってもよい。第２の材料層６５は、例えば、液体樹脂などの非常に流れやすく、完全に湿潤された材料を含んでもよいか、またはそれらのものであってもよい。第２の材料層６５は、電子部品などの電気素子１２、および／または構造の一部の間の小さな隙間に流れ込み、これにより、第１の材料層３０の適用を容易にするために、幾何学形状を単純化し、および／または表面（複数可）を「平滑化」する、事前充填材料として有利に使用され得る。
【００７２】
第２の材料層６５は、ＩＣ構成要素のキャピラリーアンダーフィルに典型的に使用される材料、または同様の材料であってもよく、またはそれらを含んでもよい。したがって、材料層６５は、液体有機樹脂結合剤と無機充填剤との混合物であってもよい。有機結合剤は、例えば、エポキシ樹脂混合物またはシアン酸エステルを含み得る。無機充填剤は、例えば、シリカを含み得る。
【００７３】
代替的または追加的に、第２の材料層６５は、少なくとも１つの電気素子１２が、第１の基板フィルム１０上に、かつエアポケットを減少させるために空洞１５内に配置される実施形態で利用され得る。
【００７４】
図６Ｃの電気ノード１００は、保護層６７などの層が第１の基板フィルム１０上に配置されていることを除いて、図６Ａに示されるものと同様である。保護層６７はまた、その表面の１つまたはいずれか１つに、静電容量式感知素子または照明デバイスもしくは光学素子などの機能素子を備え得る。保護層６７は、例えば、図１０を参照してより詳細に説明されるように、例えば保護フィルム、コーティング、シェル構造、および／または成形（プラスチック）層を備え得る。保護層６７は、ノード１００などの１つまたは複数のエンティティ、および／またはホスト基板６０上に提供される電子部品などの他の特徴を覆うことができる。
【００７５】
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図示する。ストリップアセンブリ２００は、例えば、複数の空洞１５、この場合は２つを画定する細長い第１の基板フィルム１０、および複数の空洞１５の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層３０を備える。当該第１の材料層３０の各々は、空洞１５のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、その中に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む。第１の基板フィルム１０上に配置された電気接点素子１６があり得、それは、空洞１５の一方または両方において電気素子１２にさらに接続され得る。
【００７６】
さらに、対応する数の第１の材料層３０のうちの少なくとも２つは、共通の第１の材料層３０を形成し得る。これは、第１の材料層３０が２つの空洞１５の間に本質的に延在し、これにより連続材料層を形成することを伴い得る。
【００７７】
図８Ａおよび図８Ｂは、次いで、本発明の実施形態による電気ノードシートタイプアセンブリ２００を概略的に図示する。図８Ａにおいて、シートアセンブリ２００（以下、シート）は、シート２００の上からの斜視図として示される。図８Ｂにおいて、シート２００は、シート２００の下から斜視図として示される。シート２００は、複数の空洞１５、この場合は４つを画定する第１の基板フィルム１０、および複数の空洞１５の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層３０を備える。当該第１の材料層３０の各々は、空洞１５のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、その中に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む。第１の基板フィルム１０上に配置された電気接点素子１６があり得、それは、空洞１５の１つ、いくつか、または各々において電気素子１２にさらに接続され得る。さらに、対応する数の第１の材料層３０のうちの少なくとも２つは、共通の第１の材料層３０を形成し得る。これは、第１の材料層３０が２つの空洞１５の間に本質的に延在し、これにより連続材料層を形成することを伴い得る。
【００７８】
図７、図８Ａ、および図８Ｂは、第１の基板フィルム１０上に配置されている機能素子４１をさらに図示する。機能素子４１は、前述したように、例えば、ＬＥＤよってなど、空洞１５内に配置された光源によって発せられる光を通過する透明材料の窓を含み得る。
【００７９】
図８Ｂでは、１つの空洞１５内に配置された１つを超える電気素子１２が存在し得ることがさらに図示されている。この場合、「ＯＮ」および「ＯＦＦ」を示す左下の空洞１５は、例えば、それぞれ「ＯＮ」および「ＯＦＦ」である１つの機能素子４１を照明するように構成された２つのＬＥＤを備え得る。一方のＬＥＤの光が他方のＬＥＤのセクションに透過するのを遮断する構造がさらに存在する場合がある。
【００８０】
図９は、本発明の一実施形態による、電気ノード１００を概略的に図示する。図９の電気ノード１００は、第１の材料層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、空気および／または１つもしくはいくつかの不活性ガス、または基本的に任意のタイプのガス、またはそれらの組み合わせなどの任意の選択されたガスを含有し得る。
【００８１】
一実施形態によれば、ポケット８５は、例えば、スイッチなどの微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）構成要素８０の動作を可能にするために利用され得、これは、例えば、正しく動作するために、構成要素８０の一部が十分に動くためにいくらかの自由空間または体積があることを必要とする。構成要素８０は、本明細書では、電気素子１２の１つのタイプである。
【００８２】
図１０は、本発明の一実施形態による、多層構造３００を概略的に図示する。多層構造３００は、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０、および空洞１５を少なくとも部分的に充填し、空洞１５内に配置された少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層３０を備える少なくとも１つの電気ノード１００、または複数の空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０、および複数の空洞１５の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層３０を備える少なくとも１つの電気ノードストリップ２００またはシート２００を備え得、当該第１の材料層３０の各々は、空洞１５のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、その中に少なくとも１つの電子部品１２を埋め込む。多層構造３００は、ホスト基板６０をさらに備え得、当該少なくとも１つの電気ノード１００、または当該少なくとも１つの電気ノードストリップ２００またはシート２００は、ホスト基板６０上に配置されている。さらに、構造３００は、当該少なくとも１つの電気ノード１００、または例えば、当該少なくとも１つの電気ノードストリップ２００またはシート２０をホスト基板６０上で覆う成形または鋳造された材料層９０を備え得る。いくつかの実施形態では、成形または鋳造された材料層９０の反対側に配置された第２の基板フィルム９５などの少なくとも１つのさらなる素子が存在し得る。成形または鋳造された材料層９０は、少なくとも部分的に透明であってよく、これにより光は、層９０を通過することができる。さらに、存在する場合、第２の基板フィルム９５はまた、例えば、空洞１５内のＬＥＤによって発せられる光を通過するための窓などのいくつかの装飾的および／または機能素子４１を含んでもよい。そのうえ、構造３００は、例えば、ホスト基板６０上に提供された（実装、印刷など）、および／または少なくとも部分的に層９０内に埋め込まれた電気部品また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し得る。そのような素子５５のうちの少なくともいくつかは、接点および／または導体トレースなどの適用可能な接続素子を介して、ノード１００、および例えばその中の素子１２に電気的になど機能的に結合され得、任意選択で、例えば、ホスト基板６０上のより大きな回路設計の少なくとも一部を画定する。
【００８３】
一実施形態によれば、少なくとも１つの電気ノード１００または少なくとも１つの電気ノードストリップ２００また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が、または複数の素子１２が、第１の基板フィルム１０とホスト基板６０との間にあるように、ホスト基板６０上に配置され得る。
【００８４】
一実施形態によれば、多層構造３００は、空洞１５に対して第１の基板フィルム１０の反対側の第１の基板フィルム１０上に配置された少なくとも１つの第２の電気素子を備え得る。
【００８５】
図１１は、本発明の一実施形態による、方法の流れ図を図示する。電気ノード１００を製造するための方法の開始時に、起動フェーズ９００が実行され得る。起動中、材料、例えば基板、構成要素およびツールの選択、アクイジション、キャリブレーション、および他のコンフィグレーションタスクなどの必要なタスクが行われ得る。個々の素子および材料の選択が連携し、選択された製造および設置プロセスを生き残るように特別な注意を払う必要があり、これは当然好ましくは、製造プロセス仕様および構成要素データシートに基づいて、または、例えば、生成されたプロトタイプを調査および試験することによって事前にチェックされる。とりわけ、成形／ＩＭＤ（インモールド成形）、ラミネーション、ボンディング、（熱）成形、電子装置アセンブリ、切断、穴あけおよび／または印刷装置などの使用される装置は、こうして、この段階で動作状態までランプアップされ得る。
【００８６】
９１０で、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、空洞１５を画定するように初期基板フィルムを、熱成形、冷成形、または真空もしくは高圧を利用するなどして形成することによって得ることができる。別の代替または追加の実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、射出成形などして成形することによって、任意選択で、空洞１５を含有するそのターゲット三次元形状に直接得ることができる。
【００８７】
９２０で、少なくとも第１の材料層は、第１の材料で空洞を少なくとも部分的に充填することによって（例えば、注入、分配、および／または（低圧）成形によって）提供され得る。空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子１２が、このステップで、第１の材料層内に埋め込まれるか、または第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われ得る。電気素子１２の少なくとも１つの素子は、例えば、任意選択で、当該形成の前または後に実装および／または印刷することによって、例えばフィルム１０上のターゲット表面または材料に配置され得る。
【００８８】
いくつかの実施形態において、本方法は、少なくとも１つの電気接点または接続素子１６を電気ノード１００に提供することを含み得る。少なくとも１つの電気接点素子１６は、少なくとも１つの電気素子１２に電気的に接続され得る。少なくとも１つの電気接点素子１６は、特にノード１００の外側から、ノード１００内にガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの電気接続を提供するように構成され得る。これは、例えば、はんだ付けまたは導電性接着剤を使用することによってなど、例えば、ＰＣＢなどのホスト基板６０の電気接点素子に任意選択で取り付けられ得る電気接点パッド１６を有することを伴い得る。様々な実施形態によれば、少なくとも１つの電気接点素子１６、１つまたはいくつかは、ノード１００内に電気接続を提供するために、第１の基板フィルム１０の周辺部分に配置され得る。
【００８９】
いくつかの実施形態において、上記で言及されているように、本方法は、少なくとも１つの電気素子１２を第１の基板フィルム１０上かつ空洞１５内に、すなわち空洞１５の内面を形成する第１の基板フィルム１０の部分の上に、スクリーン印刷もしくはインクジェット印刷、または他の形態のプリンテッドエレクトロニクス技術などで印刷することを含み得る。代替的または追加的に、接点素子１６などのいくつかのさらなる特徴は、プリンテッドエレクトロニクス技術によって得ることができる。
【００９０】
いくつかの実施形態において、本方法は、プリント回路板などの、少なくとも１つの電気素子１２を備える第２の基板２０を得ることと、少なくとも１つの電気素子１２が第１の材料層３０によって埋め込まれるか、または少なくとも部分的に覆われるように、少なくとも１つの電気素子１２が空洞１５内に位置付けされるように第２の基板２０を配置することと、を含み得る。
【００９１】
様々な実施形態において、回路設計を構築するために、例えば導体ライン（トレース）および／または接点パッドおよび／もしくは電極を画定するいくつかの導電性エリアが、フィルム（複数可）上に、その片側または両側に、好ましくはプリンテッドエレクトロニクス技術の１つ以上の付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、グラビア印刷またはオフセット平板印刷が利用され得る。また、例えば、グラフィックス、視覚的インジケータ、光学素子などをその上に印刷または一般的に提供することを含むフィルム（複数可）を造り出すさらなるアクションもここで行われ得る。したがって、いくつかの非導電性または絶縁性の特徴もまた、好ましくは、関係する構造におけるプリンテッドエレクトロニクス技術によって提供され得る。
【００９２】
様々な実施形態において、いくつかの熱管理素子が、本明細書の他の場所で考察されるように、例えば、素子１２などの他の素子と接続して（任意選択でそれと一体化して）提供されてもよい（実装、印刷、好ましくはプリンテッドエレクトロニクス技術を利用など）。いくつかの実施形態では、１つ以上の熱管理素子またはその一部は、例えば、電気ノードの外側の多層構造のホスト基板６０上に提供されてもよい。コネクタまたは導体などの特徴は、いくつかの実施形態では、その他のまたは潜在的な「一次」機能に加えて、熱管理機能を有してもよく、これは、例えば、材料の選択（例えば、好適な金属などの導電性および熱伝導性両方の材料が使用され得る）および形状／寸法を考慮した特徴の設計において考慮に入れることができる。
【００９３】
様々な実施形態において、１つ以上のノードは、次いで、システム、または具体的には、本明細書の他の場所で説明されるような一体型多層構造、例えば、システム、または特に、ノードに加えて、いくつかのさらなる特徴、任意選択で外部デバイス（複数可）を備える多層構造を確立するために提供され得るか、または利用され得る。
【００９４】
９９９で、方法の実行は終了する。
【００９５】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、本発明の一実施形態による、電気ノードを製造する様々な潜在的な段階を図示する。概して、例えば図１１を参照して説明された様々な態様は、ここでも適用可能である。
【００９６】
図１２Ａにおいて、１２１で、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、空洞１５を画定するように基板フィルム（任意選択で最初は平面）を、熱成形、冷成形、または真空もしくは高圧を利用するなどして形成することによって得ることができる。別の代替または追加の実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、射出成形などして成形することによって得ることができる。１２２で、少なくとも１つの電気素子１２が、第１の基板フィルム１２上、かつ空洞１５内に提供され得る。任意選択で、電気接続素子１４および電気接点素子１６がまた、第１の基板フィルム１０上に提供され得る。１２３で、第１の材料層３０が、空洞１５を少なくとも部分的に充填し、少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように提供され得る。様々な実施形態において、第１の３０および潜在的なさらなる材料層は、選択された処理を使用して、任意選択で少なくとも部分的に凝固させるか、または凝固され、および／または別の方法で柔らかさまたは弾性などの特性の観点から変化し得、これは、例えば、熱、冷却、温度、および／または圧力に曝すこと、および／または、例えば上記および／または他のパラメータに関して好適な環境において、時間の経過に応じることを組み込むことができる。
【００９７】
図１２Ｂにおいて、２２１で、空洞１５を画定する第１の基板フィルム１０を得ることができる。一実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、空洞１５を画定するように基板フィルムを、熱成形、冷成形、または真空もしくは高圧を利用するなどして形成することによって得ることができる。別の代替または追加の実施形態によれば、第１の基板フィルム１０は、射出成形などして成形することによって得ることができる。１２２で、第１の材料層３０が、空洞１５を少なくとも部分的に充填するように提供され得る。１２３で、少なくとも１つの電気素子１２が、少なくとも１つの電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うために、空洞１５内に、好ましくは第２の基板２０上に提供され得る。任意選択で、電気接続素子１４および電気接点素子１６がまた、第２の基板２０上に、または第１の基板フィルム１０上に、または例えば第１の材料層３０の凝固後に、第１の材料層３０上に、または２つ以上の当該素子上に提供され得る。別の実施形態によれば、電気素子１２を含む第２の基板２０は、まず、電気素子１２が空洞内にあるように、または好ましくは基板２０の少なくとも一部にもあるように配置され得、そしてその後になって初めて、第１の材料層３０が空洞１５内に提供されて、電気素子１２を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆う。
【００９８】
本明細書に記載されるような少なくとも１つの電気ノードを備えるシステム（含まれるノードは、構造、材料、含まれる素子および／または関連する機能の点で相互に類似または異なり得る）が提供され得る。システムでは、少なくとも１つのノードは、任意選択で取り外し可能に、外部デバイス、材料、および／または構造に、例えばそれらの選択されたターゲットまたはホスト表面、または基板に取り付けられ得、それらにはノードに対する機械的および／または電気的接続素子などの接続特徴（複数可）が備わっている。
【００９９】
外部デバイスまたは構造に対して、少なくとも１つのノードは、センシング機能、処理機能、電力伝達機能、データ記憶機能、表示、通信、および／またはユーザインターフェース（ＵＩ）機能などの所望の機能を提供し得る。少なくとも１つのノード、および、例えばその中の電子部品などの少なくとも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、および／またはケーブリングを含む１つ以上の接続素子を例えば介して、外部デバイスまたは構造の電子部品などの素子に、電気的、電磁的、熱的、または光学的など、機能的に接続され得る。選択された無線伝達技術および関連要素（送信機、受信機、トランシーバ）を実装することを通じて、追加または代替の無線（例えば、無線周波数）結合も可能である。少なくとも１つのノードおよび外部デバイスまたは構造の素子は、協働的に機能するように構成され得、それにより所望のジョイントエンティティを確立し得る。
【０１００】
いくつかの実施形態において、システムは、好ましくは一体型多層構造として実現され得、そのいくつかの実行可能な実施形態は、これまでも熟考されている。構造は、１つ以上の電気ノードを含み得、任意選択で、電気的など、機能的に一緒に接続される。さらに、構造は、ホスト基板を備え得、任意選択で、成形を通じて所望の三次元形状を確立するために利用され得、または利用されてきた、熱成形可能材料などの成形可能材料を含む。ホスト基板は、電気ノードを収容するように構成され得る。ホスト基板の所望の３Ｄ形状への形成は、電気ノードおよび／またはその上の他の特徴などの特徴の提供の前および／またはその後に行われ得る。
【０１０１】
システムまたはその１つの実現としての多層構造の様々な実施形態では、例えば熱可塑性材料を含む、例えば成形または鋳造された材料層が、ホスト基板上に提供され得、それにより、当該１つ以上の電気ノードの少なくとも１つの少なくとも一部、および／またはその上に提供されるさらなる電気素子（例えば、電子部品（複数可）を含む例えば電子装置）などの他の特徴を埋め込む。多層構造は、ホスト基板および／または構造の他の層に提供され、さらに任意選択で、電気的および／または熱的になど、機能的に当該１つ以上の電気ノードのうちの少なくとも１つと接続されて、例えば、それらの間の制御、電力、熱またはデータ伝達の目的のために所望の接続を確立する、電気素子および／または熱管理素子などのいくつかの追加の特徴を実際に備え得る。
【０１０２】
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、またはプロセッサなどの処理ユニットを備え得る。処理ユニットをノード１００内に配置することによって、そのピンを介して少なくとも直接に処理ユニットへアクセスすることを防ぐことができる。ノード１００内にさらなる構成要素を配置することができ、それを通してアクセスが可能であり、制御されたアクセスのための独自のソフトウェアおよび選択されたプロトコルを含み得る。
【０１０３】
ノード１００の様々な実施形態において、ノード１００によって（例えば、電気素子１２によって）発せられ、受信され、および／または処理される様々な信号は、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、および（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つの要素を含み得る。
【０１０４】
一実施形態によれば、電気ノード１００または関連するシステム／多層構造は、衣類のセキュリティタグに使用され得る。さらに、例えば、車両（例えば、車載電子装置）、照明デバイス、ウェアラブルエレクトロニクス、コンピューティングまたは通信デバイス、家電製品、測定デバイス、および様々な他の製品との接続における使用を容易に見つけることができる。
【０１０５】
様々な実施形態において、様々なＳＭＤなどの電子部品を含む１つ以上の、典型的には既製の、部品または素子は、例えば、はんだおよび／または接着剤によって、フィルム（複数可）または（他の）基板（複数可）上に取り付けられ得るか、または提供され得る。代替的または追加的に、プリンテッドエレクトロニクス技術を適用して、直接フィルム（複数可）または基板（複数可）上に、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。
【０１０６】
他の場所でも考察されるように、電気素子１２は、標準的なピックアンドプレース方法／装置（該当する場合）などの任意の実行可能な位置付けまたは設置技法を利用してフィルム１０上に提供され得る。適用可能なボンディング（例えば、接着剤または他のボンディング物質を使用）、接着、および／またはさらなる固定技法が追加的に利用され得る。さらに、電気素子１２は、印刷、射出成形、またはディップ成形され得る。
【０１０７】
様々な実施形態において、ノード１００、多層構造３００または前述のシステムの電気素子１２および／または他の特徴は、電子部品、電気機械部品、電気光学部品、放射線放出部品、発光部品、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ＯＬＥＤ（有機ＬＥＤ）、サイドショットＬＥＤまたは他の光源、トップショットＬＥＤまたは他の光源、ボトムショットＬＥＤまたは他の光源、放射線検出部品、光検出または光感知部品、フォトダイオード、フォトトランジスタ、太陽光デバイス、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、大気センサ、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、容量スイッチ、容量センサ、投影容量センサまたはスイッチ、単極容量スイッチまたはセンサ、容量ボタン、多極容量スイッチまたはセンサ、自己容量センサ、相互容量センサ、誘導センサ、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）受信機または送信機、無線通信素子、無線タグ、ラジオタグ、タグリーダ、データ処理素子、データストレージまたはメモリ素子、電子サブアセンブリ、光誘導素子、ライトガイド、レンズ、およびリフレクタからなる群から選択される少なくとも１つの素子を備え得る。環境との機能的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、接続が、それにさらに提供され得る（前述でも考慮されたように、例えば流体接続、光学接続、および／または電気接続）。
【０１０８】
ノード１００または多層構造３００はしたがって、ＩＣ（複数可）および／または様々な構成要素などの電子装置を組み込み得る。多層構造３００の電子装置の少なくとも一部は、電気ノード１００を介して提供され得る。任意選択で、ノードおよび／または多層構造の電子部品または熱管理素子などの１つ以上の他の素子は、前述のように、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され得る。例えば、接着剤、圧力、機械的固定特徴、および／または熱が、例えば、ノード１００とフィルム１０または基板２０との機械的結合のために使用され得る。はんだ、配線、および導電性インクは、ノード１００および／または構造３００の素子間、および構造３００内の電子部品などの残りの電気素子との電気接続を提供するための適用可能な選択肢の例である。
【０１０９】
得られた電気ノード１００、ストリップもしくはシート２００などのアセンブリ、および／または多層構造３００の結果として生じる全体的な厚さに関しては、例えば、使用される材料および製造およびその後の使用を考慮して必要な強度を提供する関連する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または数ミリメートルであり得るが、かなりより厚いまたはより薄い実施形態も実現可能である。
【０１１０】
さらなる層は、特に、積層または好適なコーティング（例えば、堆積）手順によって構造３００に添加され得る。層は、保護的、指示的および／または美的価値（グラフィック、色、図形、テキスト、数値データなど）を有し得、例えば、さらなるプラスチックの代わりに、またはさらなるプラスチックに加えて、布地、皮革、またはゴム材料を含有し得る。電子装置などの追加の素子は、基板の外面など、構造３００の外面（複数可）に設置され得る。例えば電気接続を実装するためのコネクタ素子は、ノード１０または構造３００に提供され得、外部デバイス、システムまたは構造の外部コネクタおよび／またはコネクタケーブルなどの所望の外部接続素子に接続され得る。例えば、これら２つのコネクタは、一緒にプラグアンドソケットタイプの接続を形成し得る。
【０１１１】
様々な追加的または補足的な実施形態において、例えばフィルム１０は、例えば木材、皮革もしくは織物、またはこれらの材料のうちのいずれかを互いに、またはプラスチックもしくはポリマーあるいは金属と組み合わせたものに関連して、プラスチック、例えば熱可塑性ポリマー、および／または有機もしくはバイオ材料などの材料（複数可）を含むか、またはそれらからなることができる。フィルム１０は、熱可塑性材料を含んでもよいか、またはそれからなってもよい。フィルム１０は、本質的に可撓性または曲げ可能であり得る。いくつかの実施形態では、フィルム１０は、代替的に、実質的に剛性であってもよい。フィルムの厚さは、実施形態に応じて変化してもよく、例えば、ただの１または数ミリメートル（複数可）の大きさである場合があり、数十または数百ミリメートル、もしくはかなり厚い場合がある。
【０１１２】
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、メチルメタクリレートおよびスチレンのコポリマー（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、バイオ材料、皮革、木材、布地、織物、金属、有機天然材料、固体木材、ベニヤ、合板、皮、樹皮、樺樹皮、コルク、天然皮革、天然布地または織物材料、天然成長材料、綿、ウール、リネン、絹、および上記の任意の組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。
【０１１３】
上記で言及したように、様々な実施形態において、フィルム１０および／または第２の材料層６５などのさらなる層（複数可）の材料（複数可）は、所定の波長、例えば可視スペクトルを考慮して、少なくとも部分的に光学的に実質的に不透明または少なくとも半透明であってもよい。これはまた、成形または鋳造された材料層９０、ならびに第２の基板フィルム９５（存在する場合）にも適用可能である。フィルム１０は、視覚的に区別可能な、装飾的／美的および／または情報提供的な、グラフィックパターンおよび／もしくは色などの特徴がその上またはその中に提供されてもよい。特徴は、電気素子１２と同じ側のフィルム上に提供されていてもよく、その結果、それらも少なくとも部分的に密封されるか、または反対側に提供されていてもよく、それにより、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通じて、プラスチック材料（複数可）によって密封されてもよいか、またはそうでなくてもよい。したがって、ＩＭＬ（インモールドラベル）／ＩＭＤ（インモールド装飾）技法が適用可能である。使用される材料は、少なくとも部分的に、すなわち、少なくとも場所において、その上の電子装置によって放出される可視光などの放射に対して光学的に実質的に透明であり得る。透過率は、例えば、約８０％、８５％、９０％、９５％、またはそれ以上であり得る。
【０１１４】
成形材料（複数可）は、熱可塑性および／または熱硬化性材料（複数可）を含み得る。成形層または他の方法で生成された層（複数可）の厚さは、実施形態に応じて変化し得る。それは、例えば、１ミリメートル未満、１ミリメートル未満、数ミリメートル未満または数十ミリメートル未満の大きさのオーダーであり得る。例えば成形された材料は、例えば電気絶縁性であり得る。
【０１１５】
より詳細には、第２の材料層６５および／または例えば層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物）、およびＭＳ樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの材料を含み得る。
【０１１６】
様々な追加的または補足的な実施形態において、いくつかの電気素子１２、電気接続素子１４、および／またはパッドなどの電気接点素子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、はんだ、およびそ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、可視光などの所望の波長で光学的に不透明、半透明、および／または透明であり得、その結果、例えば、可視光などの放射線をマスクするか、そこから反射させたり、そこに吸収させたり、通過させたりする。
【０１１７】
様々な実施形態において、例えば、グラフィック、着色、または他の視覚的特徴も含む選択された特徴は、内面または層に、例えば、空洞１５に面している（基板）フィルム１０の面に提供されてもよく、その結果、特徴は絶縁されたままであり、それにより、少なくともフィルム１０の厚さによって、および潜在的に、例えば成形されたプラスチック１０の周囲の保護層６７、９０の厚さによって潜在的に有害な環境の影響から保護される。したがって、例えば塗装された、印刷された、または取り付けられた表面の特徴を容易に損傷する可能性のある異なる衝撃、摩擦、化学物質などは、特徴に影響を及ぼさないか、または特徴に到達しない。フィルム（複数可）は、材料層または例えば電気素子などの基礎となる特徴を露出させるための穴またはノッチなどの必要な特徴を有する所望の形状に容易に製造または加工され得、任意選択で切断され得る。
【０１１８】
図１３は、いくつかの適用可能な熱管理特徴、または素子３５を備えた、電気ノード１００のさらなる実施形態を概略的に図示する。図１３の実施形態において、熱管理素子を組み込む様々な他の実施形態と同様に、熱管理素子３５は、空洞１５および／または電気ノード１００の外側に、その少量の部分、もしくは約５０、６０、７０、８０、または９０％、もしくは５０、６０、７０、８０、または９０％を超える素子（例えば、体積、面積、および／または重量）を有するなど、任意選択で少なくとも部分的に配置され得るヒートシンクを含み得る。しかしながら、図１３に概略的に示されるものに従う様々な実施形態において、ヒートシンクは、ノード１００および／または具体的には空洞１５の内部に少なくとも部分的に位置し得る。好ましくは、熱管理素子３５と、空洞１５内に配置されて熱を生成する少なくとも１つの電気素子１２または変換素子などの電気素子との間に、ホスト基板６０および／または第２の基板２０（存在する場合）の開口部を通るような熱伝導経路が存在し得る。熱伝導経路は、追加的または代替的に、経路を形成するように本質的に互いに接触して配置された熱伝導性ペーストおよび／または熱伝導性部分または層を含み得る。様々な実施形態において、熱および電気伝導経路は、熱および電気の両方を伝導する、例えば選択された金属および／または他の材料を含むコネクタまたは導体などの専用素子に加えて、またはその代わりに、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配置され得る。
【０１１９】
様々な実施形態において、熱管理素子３５は、図１３を見るとき、空洞１５の閉じた側または上側に対して空洞１５の反対側に配置され得る。換言すれば、熱管理素子１５は、好ましくは、図１３のように、空洞１５の開放側に配置され得る。熱伝導経路の一部は、第２の基板２０（存在する場合）に沿った伝導熱のためなど、ノード１００または空洞１５内に存在し得る。さらに、ホスト基板６０上および／またはノード１００の外面上に配置された、グラファイトまたは銅テープの断片などの熱伝導性材料、例えばグラファイトまたは銅があってもよい。テープは、例えば、ノード１００の第１の基板フィルム１０の空洞１５の開放側と同じ側に配置され得る。任意選択で、外部デバイスまたはシステムに接続するノード１００のコネクタなどの接続素子は、熱管理素子３５の少なくとも一部をホストし、取り付けられ、または画定することができる。
【０１２０】
図１４は、素子３５などのいくつかの関連する熱管理特徴を備えた、電気ノード１００のさらなる実施形態をさらに概略的に図示する。
【０１２１】
図１４において、熱管理素子３５は、熱伝導性材料を用いた射出成形によって配置され得る。このような熱管理素子３５は、ツーショット成形技法によって提供され得る。好ましくは、ホスト基板および／または第２の基板２０（存在する場合）には、切り込みまたは穴もしくはスルーホールなどの開口部があり得、その結果、ヒートシンクまたはヒートパイプなどの熱管理素子３５の材料は、ノード１００の発熱素子の近くで成形されるようになる。
【０１２２】
本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲およびその等価物によって決定される。当業者は、開示された実施形態が例示の目的のみのために構築され、上記の原理の多くを適用する他の構成は、各潜在的な使用シナリオに最も適合するように容易に準備することができるという事実を理解するであろう。例えば、プラスチックを基板上に（例えば、アイテム６０に）直接成形する代わりにまたはそれに加えて、プラスチック層を前もって準備し、次いで、例えば接着剤、機械的取り付け手段（ネジ、ボルト、釘など）、圧力、および／または熱を適用する好適な積層技法によって基板に取り付けることができる。最後に、いくつかのシナリオでは、成形または鋳造の代わりに、プラスチックまたは他の層は、好適な堆積またはさらなる代替方法を使用してターゲット基板（複数可）上に生成することができる。さらに、印刷された（電気的）導電性トレースの代わりに、トレースは、他の方法で生成／提供することができる。例えば、他の選択肢の中でも、エッチングまたは転写積層を利用して製造される導体フィルムを適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月18日(2020.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
典型的なソリューションでは、電気回路は、プリント回路板（ＰＣＢ）上または基板フィルム上に生成され、その後、プラスチック材料によってオーバーモールドされている。しかしながら、既知の構造および方法は、依然として関連する使用シナリオに依存する、いくつかの欠点を有する。１つ以上の機能を有する電子装置アセンブリを生成するために、典型的には、これらの機能を達成するためのかなり複雑な電気回路は、ＳＭＤを印刷および／または利用することによって基板上に生成され、次いで、プラスチック材料によってオーバーモールドされる必要がある。しかしながら、既知のソリューションでは、複雑な機能の実装は、非常に密集した構成要素および複雑な幾何学形状を有する構成要素を集積する際の課題から生じる信頼性のリスクおよびアセンブリ歩留まりの問題に直面し得る。さらに、電子装置アセンブリは、例えば、集積の程度を低減し、構造を魅力ないものとする外部制御電子装置の使用を必要とし得る。例えば、信頼性は成形圧力によって影響を受けることが多く、かつ異なる生産段階でのアセンブリ歩留まりは非常に低くなる可能性があるため、密集した構成要素および複雑な幾何学形状の構成要素を直接集積することは、課題が多く、潜在的に非常にリスクが高い。ＰＣＢ上に実装または配置され、プラスチック層で覆われたサブアセンブリは、熱膨張係数のミスマッチに悩まされる可能性があり、それらの複雑な構造のためにオーバーモールドされることが困難であり、サブアセンブリを電気接点から引き裂く可能性のある構造内の応力を呈する。熱管理の課題はまた、概して、過熱などの問題を引き起こす可能性がある。このため、ＩＭＳＥに関連する構造および方法を開発する必要が依然としてある。
文献ＷＯ２０１８／１００２４３Ａ２は、光源用の凹部とその上にモールドされたを有して３次元形成された基板フィルムを備える発光多層構造を開示する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造（３００）であって、
空洞を画定する第１の基板フィルムと、前記空洞を少なくとも部分的に充填し、前記空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子を埋め込むか、または少なくとも部分的に覆うように配置された第１の材料層と、を備える、少なくとも１つの電気ノードと、
複数の空洞を画定する第１の基板フィルムと、前記複数の空洞の数に対して少なくとも対応する数の第１の材料層と、を備える少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートであって、前記第１の材料層の各々が、前記空洞のそれぞれの１つを少なくとも部分的に充填し、前記少なくとも１つの電子部品をその中に埋め込む、電気ノードストリップまたはシートである少なくとも１つの電気ノードアセンブリと、を備え、
前記多層構造が、
ホスト基板であって、前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートが、前記ホスト基板上に配置されている、ホスト基板と、
前記ホスト基板上の前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードストリップまたはシートを覆う成形または鋳造された材料層であって、前記成形または鋳造された材料層が前記少なくとも１つの電気ノードまたは電気ノードアセンブリの周囲の領域の少なくとも一部を覆う、前記成形または鋳造された材料層をさらに備える、多層構造（３００）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電気ノードもしくは前記少なくとも１つの電気ノードアセンブリは、前記少なくとも１つの電気素子が、または複数の素子が、前記第１の基板フィルムと前記ホスト基板との間にあるように、前記ホスト基板上に配置されている、請求項１に記載の多層構造。
【請求項３】
前記空洞に対して前記第１の基板フィルムの反対側の前記第１の基板フィルムの一方に配置された少なくとも１つの第２の電気素子を備える、請求項１または請求項２に記載の多層構造。
【請求項４】
プリント回路板、セラミック電気基板、プリントフィルム基板、またはパターン化された導電性ポリマー基板などの、第２の基板（２０）を備え、前記第２の基板（２０）が、前記第２の基板の第１の面上に配置されるなどした前記少なくとも１つの電気素子を備え、前記第２の基板は、前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層によって少なくとも部分的に覆われるように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項５】
前記第２の基板が、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置されている、請求項４に記載の多層構造（３００）。
【請求項６】
前記第１の材料層の少なくとも１つが、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項１〜５のいずれかいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項７】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項８】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれている、請求項７に記載の多層構造（３００）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電気ノードが、前記第１の基板フィルム上かつ前記空洞内に、スクリーン印刷またはインクジェット印刷されるなどして印刷されている前記少なくとも１つの電気素子を備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１０】
前記第２の基板（２０）が、前記電気ノードまたは前記電気ノードアセンブリに構成されている、請求項４〜９のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１１】
前記電気ノードまたは前記電気ノードアセンブリが、前記少なくとも１つの電気素子に電気的に接続された少なくとも１つの電気接点素子（１６）を備え、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの、電気接続を提供するように構成されている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１２】
前記電気ノードまたは前記電気ノードアセンブリが、前記少なくとも１つの電気素子と前記第１の材料層との間のエアポケットを減少させるために、前記少なくとも１つの電気素子上に配置された第２の材料層を備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの第２の電気素子が前記少なくとも１つの電気ノードまたは前記少なくとも１つの電気ノードアセンブリに構成されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノードへの電気的接続を提供するために、前記第１の基板フィルムの少なくとも周辺部分に配置されている、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１５】
前記第１の材料層内にエアポケットを含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１６】
前記第１の基板フィルムが、前記空洞または複数の空洞を画定する、熱成形などの、形成された基板フィルム、または射出成形された基板フィルムである、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１７】
熱管理素子（３５）が前記少なくとも１つの電気ノードまたは前記少なくとも１つの電気ノードアセンブリに構成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の多層構造（３００）。
【請求項１８】
多層構造を製造するための方法であって、前記方法が、
空洞単数又は複数の空洞を画定する第１の基板フィルムを得ること、並びに、前記空洞を第１の材料で少なくとも部分的に充填することによって第１の材料層又は複数の材料層を提供することと、を含み、前記空洞内に配置された少なくとも１つの電気素子又は複数の空洞内に配置された複数の電気素子が、前記第１の材料層内又は前記複数の材料層内に埋め込まれるか、または前記第１の材料層若しくは前記複数の材料層によって少なくとも部分的に覆われる、ことにより少なくとも１つの電気ノード又は少なくとも１つの電気ノードアセンブリを形成することと、
ホスト基板を得ることと、
前記ホスト基板上に前記少なくとも１つの電気ノードまたは前記少なくとも１つの電気ノードアセンブリを配置することと、及び、
前記ホスト基板上の前記少なくとも１つの電気ノードまたは前記少なくとも１つの電気ノードアセンブリを覆う成形または鋳造された材料層を成形又は鋳造することであって、前記成形または鋳造された材料層が前記少なくとも１つの電気ノードまたは電気ノードアセンブリの周囲の領域の少なくとも一部を覆う、
方法。
【請求項１９】
前記電気ノードに少なくとも１つの電気接点素子を提供することを含み、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記少なくとも１つの電気素子に電気的に接続され、前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノード又は前記ノードアセンブリへのガルバニック接続、容量接続、または誘導接続などの、電気接続を提供するように構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの電気接点素子が、前記ノード又は前記ノードアセンブリへの電気接続を提供するために、前記第１の基板フィルムの周辺部分に配置される、請求項１８または請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の材料層又は複数の材料層の前記提供の前に、
前記少なくとも１つの電気素子を前記第１の基板フィルム上かつ前記空洞又は複数の空洞内にスクリーン印刷またはインクジェット印刷するなどして印刷することを含む、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
第２の基板の第１の面上などに前記少なくとも１つの電気素子を備える、プリント回路板などの前記第２の基板を得ることと、
前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられるように、前記第２の基板を配置することと、を含む、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の基板が、前記第１の面全体および前記少なくとも１つの電気素子が前記空洞内に位置付けられ、前記第１の材料層内に埋め込まれるように配置される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の材料層が、それに隣接する素子間の熱膨張関連の応力を低減するための弾性材料を含む、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の基板フィルムを前記得ることが、前記空洞又は複数の空洞を画定するように基板フィルムを熱成形するなどして形成すること、または前記空洞又は複数の空洞を構成するように射出成形するなどして成形することによって前記第１の基板フィルムを得ることを含む、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
ヒートシンク、熱スラッグ、および熱ウェルからなる群から選択される少なくとも１つなどの、任意選択で冷却または加熱する素子である、熱管理素子（３５）を提供することを含む、請求項１８〜２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記熱管理素子が、前記空洞の完全に内側に配置され、前記第１の材料層内に埋め込まれる、請求項２６に記載の方法。
【国際調査報告】
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