(57)【要約】  本発明は、電気的機能材料から成る導電パス及び／又は回路素子を備え、少なくとも二つの重畳された基板層を有する三次元回路を製造する方法に関する。方法は下記の工程を組み合わせる。  ａ：少なくとも二つの基板層（１、２、３）として連続したシート状材料を用いる工程。  ｂ：基板層（１、２、３）上に電気的機能材料をプリントする工程。  ｃ：少なくとも二つの基板層をそれぞれに区切るために、シート状材料に少なくとも一つの折り曲げ又は湾曲縁部（５）を設け、折り曲げプロセスはプリントプロセスに連続して行う工程。  ｄ：導電パス及び／又は回路素子がプリントされた後に、シート状材料を折り曲げ又は湾曲縁部の周囲で折り曲げることにより、少なくとも二つの基板層は一方が互いの上方になるように配置される工程。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的機能材料から成る導電パス及び／又は回路素子（４）を備え、少なくとも二つの重畳された、湾曲可能な基板層（１、２、３）を有する三次元回路を製造する方法において、
ａ：少なくとも二つの前記基板層（１、２、３）として連続したシート状材料を用いる工程と、
ｂ：前記基板層（１、２、３）上に電気的機能材料をプリントする工程と、
ｃ：少なくとも二つの前記基板層をそれぞれに区切るために、前記シート状材料に少なくとも一つの折り曲げ又は湾曲縁部（５）を設け、折り曲げプロセスはプリントプロセスに連続して行われる工程と、
ｄ：前記導電パス及び／又は回路素子がプリントされた後に、前記シート状材料を前記折り曲げ又は湾曲縁部の周囲で折り曲げることにより、少なくとも二つの前記基板層は一方が互いの上方になるように配置される工程、
の組合せを特徴とする三次元回路の製造方法。
【請求項２】
電気的絶縁層（６）は前記基板層（１、２、３）の間に配置されていることを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【請求項３】
前記電気的絶縁層は、特に前記基板層を形成する前記シート状材料からなる固体基板であることを特徴とする請求項２記載の三次元回路の製造方法。
【請求項４】
液体若しくは気体状の物質からなる前記電気的絶縁層を、前記基板層（１、２、３）の間に設けることを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【請求項５】
前記基板層（１、２、３）は、前記導電パス及び／又は回路素子の間の電気接点接続によって、互いに電気的に接触することを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【請求項６】
電気的機能材料をプリントすることによって、前記導電パス及び／又は回路素子の間の電気接点接続を生じさせることを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【請求項７】
様々な前記基板層の前記導電パス及び／又は回路素子の間に電気的接点接続を生じさせるため、前記基板に一つ以上の穿孔を設けることを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【請求項８】
前記シート状材料は、複数の三次元回路に設けられていることを特徴とする請求項１記載の三次元回路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電パス及び／又は回路素子を備えた少なくとも二つの重畳された基板層を有する三次元回路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ国特許公開公報第１００１１５９５号には回路装置が開示されている。これによれば、湾曲可能なプリント回路が導電性接着剤を用いて回路板の回路に接続されている。この回路装置によって、従来のはんだ接続と比較して安価な製造及び組立てコストが得られる。
【０００３】
特許文献１には、基板としてフィルム等を用い、且つ、重ねて配置された少なくとも二つのトランジスタを有する集積回路が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】ドイツ国特許公開公報第１００５７６６５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、三次元回路の製造及び組立てコストを更に低減することである。この目的は、請求項１によって特徴づけられる発明によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、電気的機能材料から成る導電パス及び／又は回路素子を備えた少なくとも二つの重畳された基板層を有する三次元回路の製造方法は、下記の工程の組み合わせを特徴とする：
ａ：少なくとも二つの基板層（１、２、３）として連続したシート状材料を用いる工程。
【０００７】
ｂ：基板層（１、２、３）上に電気的機能材料をプリントする工程。
【０００８】
ｃ：少なくとも二つの基板層をそれぞれに区切るために、シート状材料に少なくとも一つの折り曲げ又は湾曲縁部（５）を設ける工程。折り曲げプロセスはプリントプロセスに連続して行われる。
【０００９】
ｄ：導電パス及び／又は回路素子がプリントされた後に、シート状材料を折り曲げ又は湾曲縁部の周囲で折り曲げる工程。これにより、少なくとも二つの基板層は一方が互いの上方になるように配置される。
【００１０】
機能材料として、好ましくはポリマー材料を使用し、且つ湾曲可能な基板層上にプリントする。結果として製造が著しく簡易且つ低コストで行える。
【００１１】
用途に応じて、電気的絶縁層は基板層の間に配置されてもよい。また、電気的絶縁層は、固体基板で構成してもよく、特に基板層として作られたシート状材料から構成してもよく、又その他の材料として液体若しくは気体の形状の材料を適用してもよい。
【００１２】
さらに、基板層は導電パス及び／又は回路素子の間の電気接点接続によって、互いを電気的に接触することができる。
【００１３】
本発明の更なる発展によれば、電気的機能材料をプリントすることによって、導電パス及び／又は回路素子の間の電気接点接続を生じさせることができる。これは、二つの隣接する基板層において、例えば直接対向する箇所を、接触圧力によって互いに接触させることで生じさせることができる。このとき中間層には、二つの接触箇所に相当する場所に、穿孔等によって開口が設けられている（図４）。さらに、折り曲げ又は湾曲縁部によって電気的導電接続がなされる（図５）。最終的には、基板層に対して必要なあらゆる接続は、スルーコンタクトの箇所に、穿孔装置を用いて穿孔を設けることにより実現できる（図６ａ、６ｂ）。コンタクトは、穿孔を基板層の両側に連続的に、随意に複合的に、且つ重ねてプリントすることによって実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明のさらなる利点と発展について、複数の実施の形態および図面を用いて、以下にさらに詳細に説明する。
【００１５】
図１に概略的に示す三次元回路は、三つの重畳された基板層１、２、３から構成され、基板層は導電パス及び／又は回路素子４を備えている。導電パス及び／又は回路素子が、特にポリマーを成分とする電気的機能材料を湾曲可能に形成された基板層上にプリントされている。基板に直接設けられた導電パスによって集積的に接続されたトランジスタ、ダイオード、レジスタ、キャパシタなどの電気及び電子部品を製造することができる。個々の基板層は、例えばフィルム等から成る。
【００１６】
基板層は連続したシート状材料から作られている。基板層はシート状材料の折り曲げまたは湾曲縁部５によって、お互いが分離される。導電パス及び／又は回路素子４が設けられた後に、シート状材料の折り曲げ又は湾曲縁部５の周囲を、二つの基板層が互いに上下に配置されるように折り曲げる。
【００１７】
電気的機能材料がプリントプロセスによって湾曲可能な基板層に設けられることにより、製造は著しく低価格になる。特に、凸版印刷法、輪転グラビア印刷法、又は平板印刷法のプロセスが用いられる。
【００１８】
個々の基板層１、２、３は互いにしっかりと接続されている。例えば接着剤、積層工程、穿孔工程、基板層の一部を溶かす、またはその他の方法によって、接続をしっかりしたものにすることができる。
【００１９】
導電パス及び／又は回路素子の製造、及び折り曲げ工程には、両方ともに既知の従来のプリント技術、及び折り曲げプロセスを用いることが好ましい。
【００２０】
折り曲げプロセスは電子回路素子をプリント動作に連続して行われる。この種の折り曲げの利点は、プリント構造が正確に規定されて、プリント動作によって互いに空間的な関係をもって基板上に固定されることであり、且つ、折り曲げ動作の後に、互いの上方に正確に配置されることである。このため、何百の層を互いの上方に正確に配置することが可能である。本文において「連続して」とは、連続的な組み立てラインにより製造が行われることを意味する。
【００２１】
垂直方向に接続した二つの電子部品（例えば二つの積み重ねたトランジスタ）間の導電距離は非常に短く、実質的には基板層の厚みによって規定される。厚みは典型的には１０乃至１００μｍの範囲内であり、このため接続が一平面のみに設けられた場合に比べてより好ましい。折り曲げプロセスとしては、例えば新聞折り、ナイフ折り（直角折り）、羽根折りなどの既知のプロセスが考えられ、また、特に長手方向及び横断方向の両方向の折りが規定されてもよい。
【００２２】
一般に、絶縁層としては、追加される基板層若しくはフィルム層（図２、３参照）、又は追加された絶縁材料層（図４）のいずれかが、それぞれの層の間に設けられる。
【００２３】
図２に示す実施の形態において、三つの基板層１、２、３は連続したシート状材料から形成され、二つの電気絶縁層６は個々に分離された層として形成されている。一方、図３に示す実施の形態において、基板層１、２、３及び電気絶縁層６は連続したシート状材料から製造され、それぞれの層は互いに折り曲げ又は湾曲縁部５によって分離されている。
【００２４】
回路において、それぞれの層は互いに取り外せないように接続されなければならない。このため、それぞれの層を隣接する層に接着接合するか又は貼り付ける必要がある。この機能は、絶縁ペーストフィルムとして導入されたフィルムの層（図２及び３の符号６）、又は中間層として設けられ、絶縁特性をもつ粘着性の層（図４）のいずれかの絶縁物とを組み合わせることができる。
【００２５】
しかしながら三次元回路は、回路が積み重なった基板層のそれぞれが、互いに電気的に接続できる場合にのみ実現され得る。これは二つの隣接する基板層において、例えば直接対向する箇所７、８を押圧接触により接触させることにより成し得る。このとき、絶縁接着層９において、これらの二つの接触箇所７、８に対応する領域に、開口１０が設けられている（図４）。
【００２６】
さらに、折り曲げまたは湾曲縁部５を用いて電気的導電接続を実現することができる（図５）。設けられている導電性材料１１、１２は折り曲げられても裂けることのないように十分な弾力性を持たなくてはならない。
【００２７】
本発明の回路構造においては、基板層を介して接続を実現する必要がある。そのためには、基板においてスルーコンタクトとなる位置に、穿孔装置１４を用いて穿孔１３を設ける（図６ａ、ｂ）。接続は、穿孔を基板層の両側に連続的に、随意に複合的に、且つ重ねてプリントすることによって実現される。（図６ｃ）。穿孔の孔径及び両側に付された機能材料の表面張力を調節することにより、孔の断面部分において最適なぬれを生じさせる。導電接合点に複数の穿孔を設けて、十分な導電性を得ることが必要となる。例えば、穿孔装置１４としては機械的穿孔装置を用いてもよい。また、レーザーを用いて基板層を焼き抜いて穿孔としてもよい。
【００２８】
本発明に係る製造プロセスの実施の形態を図７に示す。第一の工程において、シート状材料１５をストレージローラー１６から巻き戻し、最初に穿孔装置１４を用いて穿孔をあける。次に、帯状の基板の一方または両方の面にプリント装置１７を用いてプリントする。また、この段階で、その他必要な乾燥プロセスを行うことができる。さらに、中間層をシート状材料の一部、又は分離された層により形成しない場合は、この段階で粘着性を持つ化学構造の絶縁層を塗布する。次に、折り曲げ装置１８によって一つ以上の折り曲げプロセスが行われ、これによって最終的に最適な三次元回路１９が形成される。このように、三次元回路を分離するための切り分け作業は、折り曲げプロセスの後にならないと発生しないため、折り曲げプロセスはプリントプロセスに連続して行われる。
【００２９】
便宜的に、個々の基板層は互いに接着接合される。このとき接着剤はプリントプロセスまたは折り曲げプロセスにおいて付されるものであり、且つ、特に電気的特性としては、絶縁体である。例えば電子的機能部品を設けられた他の帯状の基板２０を、随意に折り曲げプロセスで挿入してもよい。これによって、様々な基板が一緒に配置された三次元回路１９が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】連続した基板層を有する三次元回路を示す図である。
【図２】連続した基板層、及び別の絶縁層を有する三次元回路を示す図である。
【図３】基板層及び絶縁層が連続している三次元回路を示す図である。
【図４】粘着性の絶縁層を備えた連続した基板層を有する三次元回路を示す図である。
【図５】折り曲げまたは湾曲縁部によって電気的導電接続される三次元回路を示す図である。
【図６ａ】コンタクトの形成を概略的に示す図である。
【図６ｂ】コンタクトの形成を概略的に示す図である。
【図６ｃ】コンタクトの形成を概略的に示す図である。
【図７】製造プロセスを概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成20年3月18日(2008.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
電気的機能材料から成る導電パス及び／又は回路素子（４）を備え、少なくとも二つの重畳された、湾曲可能な基板層（１、２、３）を有する三次元回路を製造する方法において、
a：少なくとも二つの前記基板層（１、２、３）として連続したシート状材料を用いる工程と、
b：前記導電パス及び／又は回路素子を、特にポリマーに基づく電気的機能材料を、前記湾曲可能な基板層（１、２、３）上にプリントする工程と、
c：少なくとも二つの前記基板層をそれぞれに区切るために、前記シート状材料に少なくとも一つの折り曲げ又は湾曲縁部（５）を設け、折り曲げプロセスはプリントプロセスに連続して行われる工程と、
d：前記導電パス及び／又は回路素子がプリントされた後に、前記シート状材料を前記折り曲げ又は湾曲縁部の周囲で折り曲げることにより、少なくとも二つの前記基板層は一方が互いの上方になるように配置される工程
の組合せを特徴とする三次元回路の製造方法。
【国際調査報告】
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