(57)【要約】反応性フォイルを包装し、提供するための反応性フォイル組立体である。反応性フォイル組立体は反応性フォイルと、フィルムと、フレックス回路と、接着剤とを含む。反応性フォイルはその一部がフィルムと重ならないようにフィルムの上に位置される。フレックス回路もまた、該フレックス回路が反応性フォイルと作動結合されるように前記フィルムの上に位置される。前記の反応性フォイル組立体がある面の上に置かれ、前記フィルムが接着剤によってその面に接着する。反応性フォイルは、電源によって提供され、前記電源に結合されたフレックス回路によって送給されるエネルギパルスによって点火される。反応性フォイルの発熱反応が開始され、それが二つの物体を接合させるために利用しうる溶解されたフォイルを提供する。
2009530867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの反応性フォイルと、
前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部が重ならないように前記の反応性フォイルの下に位置されるフィルムとを含むことを特徴とする反応性フォイル組立体。
【請求項２】
前記の反応性フォイル組立体が包装保護フィルムを含む包装として提供されることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項３】
前記包装がロールの形態での反応性フォイル組立体を含むことを特徴とする請求項２に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項４】
前記包装が積み重ね形態での反応性フォイル組立体を含むことを特徴とする請求項２に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項５】
少なくとも一つのフォームフレームを更に含み、前記の少なくとも一つのフォームフレームの各々が前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部を囲繞することを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項６】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルが交互に積み重ねられた少なくとも二つの材料のナノ層を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項７】
前記の少なくとも二つの材料がアルミニウムとニッケルであることを特徴とする請求項６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項８】
前記の少なくとも二つの材料のナノ層は各々の厚さが約１７４ナノメートルであることを特徴とする請求項６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項９】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルの厚さが約１７５ミクロンであることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１０】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルが少なくとも一つの付加的な材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１１】
前記の少なくとも一つの付加的な材料が前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一方の面にコーティングされることを特徴とする請求項１０に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１２】
前記の少なくとも一つの付加的な材料がインジウム半田の薄いフィルムであることを特徴とする請求項１１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１３】
前記フィルムが該フィルムの中へ構成された少なくとも一つの回路を含み、前記の少なくとも一つの回路が、前記の少なくとも一つの反応性フォイルに作動結合されるように構成された少なくとも一つの反応端を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１４】
前記フィルムに結合された少なくとも一つのフレックス回路を更に含み、前記の少なくとも一つのフレックス回路が、前記の少なくとも一つの反応性フォイルに結合するように構成された少なくとも一つの反応端を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１５】
前記フィルムは、前記の少なくとも一つの反応性フォイルの各々が少なくとも一部を被覆するような開口を含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１６】
前記開口が選択可能な形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１７】
前記の形状が円形、四角形、長方形、三角形、多角形、不規則形状あるいはそれらの組み合わせから構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項１６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１８】
前記フィルムが金属、非金属、プラスチック、繊維、ヤーンおよび高分子材料化合物から構成されるグループから選択された材料から構成されることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項１９】
前記フィルムがカプトン（登録商標）（Ｋａｐｔｏｎ登録商標）フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２０】
前記フィルムの少なくとも一部が取り付け手段を使用して取り付け可能であるように前記フィルムの上に配置された取り付け手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２１】
前記取り付け手段が接着剤であることを特徴とする請求項２０に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２２】
前記接着剤が剥離可能な接着剤であることを特徴とする請求項２１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２３】
前記フィルムの下に位置されるベースフィルムを更に含み、前記の少なくとも一つの反応性フォイルが前記ベースフィルムと重なり、かつ前記フィルムが前記ベースフィルムと重なることを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２４】
前記ベースフィルムが金属、非金属、プラスチック、繊維、ヤーンおよび高分子材料化合物から構成されるグループから選択された材料から構成されることを特徴とする請求項２３に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２５】
前記ベースフィルムがカプトン（登録商標）（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））フィルムであることを特徴とする請求項２３に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２６】
前記フィルムの上に配置された保護フィルムを更に含み、前記フィルムの少なくとも一部が前記保護フィルムと重なり、前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部が前記保護フィルムとは重ならないことを特徴とする請求項１に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２７】
前記の保護フィルムと前記フィルムの境界面に配置された取り付け手段を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２８】
前記の取り付け手段が接着剤であることを特徴とする請求項２６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項２９】
前記の保護フィルムが金属、非金属、プラスチック、繊維、ヤーンおよび高分子材料化合物から構成されるグループから選択されることを特徴とする請求項２６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項３０】
前記保護フィルムがカプトン（登録商標）（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））フィルムであることを特徴とする請求項２６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項３１】
前記保護フィルムの少なくとも一部が折り曲げ形態であることを特徴とする請求項２６に記載の反応性フォイル組立体。
【請求項３２】
反応性フォイルを点火させるための反応性フォイル点火組立体であって、前記反応性フォイル点火組立体が、
反応性フォイルと、
少なくとも一つの反応端を含み、前記の少なくとも一つの反応端の各々が前記反応性フォイルに作動結合されている少なくとも一つのフレックス回路と、を、
含むことを特徴とする反応性フォイル点火組立体。
【請求項３３】
前記の反応性フォイルが少なくとも一つのインジウム半田の薄いフィルムを含み、前記の少なくとも一つのインジウム半田の薄いフィルムが前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一方の面の上にコーティングされることを特徴とする請求項３２に記載の反応性フォイル点火組立体。
【請求項３４】
反応性フォイル組立体を提供する方法において、
フィルムを提供する段階と、
少なくとも一つの反応性フォイルを提供する段階と、
前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部が前記フィルムと重ならないように前記フィルムの上に前記の少なくとも一つの反応性フォイルを取り付ける段階と、を、
含むことを特徴とする反応性フォイル組立体を提供する方法。
【請求項３５】
前記反応性フォイル組立体を巻き込んでロール状にする段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
少なくとも一つのフォームフレームを前記フィルムに取り付ける段階であって、前記の少なくとも一つのフォームフレームの各々が前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部を囲繞する段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルを提供する段階が、前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一方の面にインジニウム半田の少なくとも一つの薄いフィルムを溶着させる段階を含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記フィルムの少なくとも一部に接着剤を設ける段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルが前記ベースフィルムと重なるように前記フィルムの下に位置したベースフィルムを提供し、前記フィルムが前記ベースフィルムと重なる段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記ベースフィルムと前記フィルムとの境界面に接着剤を配置する段階を更に含むことを特徴とする請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記フィルムの上に位置される保護フィルムを提供する段階であって、前記フィルムの少なくとも一部が前記保護フィルムと重なり、かつ前記の少なくとも一つの反応性フォイルが前記保護フィルムと重ならない段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記保護フィルムと前記フィルムとの境界面に接着剤を配置する段階を更に含むことを特徴とする請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記フィルムの上に位置される保護フィルムを提供する段階であって、前記フィルムの少なくとも一部が前記保護フィルムと重なり、前記の少なくとも一つの反応性フォイルが前記保護フィルムと少なくとも部分的に重なる段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記保護フィルムと前記フィルムの境界面に接着剤を配置する段階を更に含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記保護フィルムの少なくとも一部を前記フィルムから離れる方向に折り曲げる段階を更に含むことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
少なくとも一つの反応端を含み、前記フィルムに結合されている少なくとも一つのフレックス回路を提供する段階であって、前記の少なくとも一つの反応端が前記の少なくとも一つの反応性フォイルに作動結合される段階を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項４７】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルに作動結合される少なくとも一つの反応端を含む少なくとも一つのフレックス回路を、前記のフィルムの中へ構成する段階を含むことを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
反応性フォイル点火組立体を提供する方法であって、
反応性フォイルを提供する段階と、
前記反応性フォイルに作動結合される少なくとも一つの反応端を含む少なくとも一つのフレックス回路を提供する段階と、を、
含むことを特徴とする反応性フォイル点火組立体を提供する方法。
【請求項４９】
前記の反応性フォイル点火組立体をロール状に形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一方の面にインジウム半田の少なくとも一つの薄いフィルムを溶着する段階を更に含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
第一の面を第二の面に接合する方法であって、
フィルムを提供する段階と、
少なくとも一つの反応性フォイルを提供する段階と、
前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一部が前記フィルムと重ならないように前記の少なくとも一つの反応性フォイルを前記フィルムの上に取り付ける段階と、
前記のフィルムと前記の少なくとも一つの反応性フォイルの組立体を前記第一の面と前記第二の面との間に位置させる段階と、
前記の少なくとも一つの反応性フォイルを点火する段階と、を、
含むことを特徴とする第一の面を第二の面に接合する方法。
【請求項５２】
少なくとも一つの反応端と電源端を含み、前記の少なくとも一つの反応端が前記の少なくとも一つの反応性フォイルに作動結合されるように前記フィルムに結合されるフレックス回路を提供する段階をさらに含み、前記の反応性フォイルを点火する段階がエネルギパルスを前記反応性フォイルに前記フレックス回路を介して送給することを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】
少なくとも一つの反応端と電源端を含み、前記の少なくとも一つの反応端が前記の少なくとも一つの反応性フォイルと作動結合されるように前記フィルムの中へ構成されたフレックス回路を提供する段階をさらに含み、前記の反応性フォイルを点火する段階が前記フレックス回路を介して前記反応性フォイルにエネルギパルスを送給することを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記の少なくとも一つの反応性フォイルを提供する段階が、前記の少なくとも一つの反応性フォイルの少なくとも一つの面に少なくとも一つのインジニウム半田の薄いフィルムを溶着する段階を更に含むことを特徴とする請求項５１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連特許出願の相互参照）
本特許出願は２００６年３月２４日に出願された米国仮特許出願番号第６０／７８５，７１１号の優先権の特典を請求するもので、その明細書は参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は反応性フォイル（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｆｏｉｌｓ）に関するものである。特に、本発明は包装された反応性フォイル組立体（ｐａｃｋａｇｅｄ  ｒｅａｃｔｉｖｅ  ｆｏｉｌ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
反応性フォイルは、例えば金属、半導体、セラミック、プラスチック、高分子材料化合物などのような各種の材料を接合するために使用される。反応性フォイルは、類似タイプの材料あるいは異種タイプの材料を接合する上で極めて効率的に使用される。反応性フォイルの限定的な適用リストは中でも、チップセットへのヒートシンクの装着、プリント回路基板上での無線周波数（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＲＦ）コネクタの装着、セラミック外装（ｃｅｒａｍｉｃ  ａｒｍｏｒｓ）のタンクへの取り付け、スパッタリングターゲットの装着、フォトセル、キャパシタ、センサ、電子素子などの気密シールを含む。
【０００４】
従来は二つの材料を接合するために、反応性フォイルが前記の二つの材料の間に位置される。次いで、反応性コイルが点火され、反応性フォイルに存在する多数のナノ層の発熱反応を開始させる。単位容積当りで極めて大量のエネルギが何分の一秒（ｆｒａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  ａ  ｓｅｃｏｎｄ）か以内にこの反応によって発生し、この反応性フォイルを溶解させる。解放されたエネルギもまた材料の表面の一部を溶解させ、強力で真に金属的な接合を創り出す。詳しくは、反応性フォイルは多層構造であり、二つ以上の表面の間において強力でかつ永久的な結合を創り出すために使用しうる。そのような反応性フォイルは二つ以上の要素あるいは化合物の（厚さがナノメートルのオーダである）ナノ層であって、その層が交替で配置される形態（ａｌｔｅｒｎａｔｅ  ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）で位置されているナノ層の積み重ねから構成される。反応性フォイルは少なくとも二つの要素あるいは化合物の交替で配置されるナノ層を何千となく溶着させてつくり上げられる。
【０００５】
反応性フォイルの一例はアルミニウムとニッケルの多数のナノ層を含む多層構造体である。アルミニウムとニッケルの数千ものナノ層が交互に溶着されて反応性フォイルを形成する。反応性フォイルがエネルギパルスで点火されると、アルミニウムとニッケルのナノ層が発熱反応を開始する。アルミニウムとニッケルの発熱反応は何分の一秒かの間に単位容積当り大量の熱エネルギを解放する。一旦反応性フォイルが点火されると、その発熱反応は自己伝播性であり、かつ自続式（ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ）である。反応性フォイルは何分の一秒かの間に反応性フォイル全体を溶解するに十分な熱エネルギを産出する。発熱反応の間、反応領域の温度は１５００℃にまで達しうる。反応が開始すると、熱エネルギは予測可能かつ制御可能な態様で流れる。反応フォイルの成分を変えることによって、ナノ層の厚さと数、温度、解放される全エネルギ、および発熱反応の間のエネルギの流速が制御可能である。
【０００６】
反応性フォイルから発生した制御されかつ局所化された熱はいずれの環境においても所望する方向でかつ所望する位置において広い範囲での温度、熱エネルギおよびエネルギの流れを産出するように構成することができる。全体的に、反応性フォイルは熱エネルギを正確に産出する有望な技術である。しかしながら、この技術は以下説明するように種々の欠点で悩まされている。
【０００７】
例えば、二つの材料を接合する間、反応性フォイルは前記二つの材料の面の間に置かれる。反応性フォイルは前記面の間の接合形成の所望箇所の近傍に位置される。接合形成の所望箇所からの反応性フォイルの望ましくない何らかの動きを阻止するために前記の面に圧力が加えられる。しかしながら、これらの従来の方法においては、反応性フォイルは原初位置からずれる可能性があり、それによって接合の形成不良あるいは接合の失敗さえも発生させうる。従って、反応性フォイルの望ましくないずれを阻止するためのシステムや方法に対する要求が存在している。
【０００８】
更に、発熱反応は、例えば二つの面の間での反応性フォイルの圧縮、電気パルス、スパーク、高温フィラメント、およびレーザビームのような手段を使用してエネルギパルスを提供することによって開始される。しかしながら、前記の列挙した手段のいずれも簡単でなく、信頼性がなく、使用が容易でなく、安価でなく、使用者に馴染みにくいものである。従って、反応性フォイルを点火させるための、簡単で、信頼性があり、使用し易く、安価で、かつ使用者に馴染み易い手段に対する要求が存在している。
【０００９】
更に、ある場合には、反応性フォイルが溶解するにつれて、溶解した材料が隣接する領域に飛散しうる。隣接領域への溶解材料の飛散は、例えばキャパシタ、トランジスタ、レジスタ、ダイオード、集積回路などのような隣接する電子部品の損傷をもたらす。従って、溶解材料の飛散から隣接する電子部品を保護するためのシステムおよび方法に対する要求が存在している。
【００１０】
更に、接合位置へのアクセスが困難であり、接合面積が極めて小さい場合に、二つの面を接合するために反応性フォイルが使用しうる。接合面積が小さくて、かつアクセスがしがたいため、小型の反応性フォイルを使用するには接合形成の所望箇所における反応性フォイルの正確なハンドリングと位置決めに関して問題をもたらす。従って、小さくて、アクセスしがたい領域の接合をし易くするシステムと方法に対する要求が存在している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従って、反応性フォイルの望ましくないずれ、反応性フォイルの点火、反応性フォイルからの溶解材料の飛散、極めて小さく、かつアクセスしにくい箇所での反応性フォイルのハンドリングと位置決めに関する問題に対処するシステムと方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一局面において、本発明は二つの物体を接合するための反応性フォイル組立体を提供する。反応性フォイル組立体は反応性フォイルとフィルム（ｆｉｌｍ）を含み、反応性フォイルはフィルムの上に位置される。
【００１３】
別の局面において、反応性フォイルを点火させるための反応性フォイル点火組立体は反応性フォイルと１個以上のフレックス回路（ｆｌｅｘ  ｃｉｒｃｕｉｔｓ）からなる。各フレックス回路は、反応性フォイルに作動結合される１個以上の反応端を含みうる。
【００１４】
更に、各種の局面において、本発明は、簡単で、信頼性があり、使用し易く、安価で、使用者に馴染み易く、かつ接合形成の原初位置からの反応性フォイルの望ましくないずれを阻止する、反応性フォイル点火のためのシステムと方法を提供する反応性フォイル点火組立体を提供する。
【００１５】
更に、各種の局面において、本発明は、点火された反応性フォイルからの溶解材料の飛散から近傍の電子部品を保護する反応性フォイル組立体を提供する。
【００１６】
更に、各種の局面において、本発明は、リワーク性（再生性）のためにきれいな剥離性（ｃｌｅａｎ  ｂｒｅａｋ  ｆｅａｔｕｒｅｓ）を提供する、二つの面を接合するための反応性フォイル組立体を提供する。
【００１７】
更に、各種の局面において、本発明は、さもなければ所望する接合形成箇所がアクセスしにくく、製造が容易でなく、そして使用者に馴染にくい場合において、二つの面を極めて容易に接合するための反応性フォイル組立体を提供する。
【００１８】
本発明の前述した、およびその他の利点や特徴は以下の詳細説明を読み、かつ添付図面を参照すれば明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本明細書において使用される「一つ（ａ）」という用語は特記なき限り少なくとも一つを意味する。本明細書において使用される「上に（ａｂｏｖｅ）」および「下に（ｂｅｌｏｗ）」という用語は単に図面に示すような形態を叙述し、特記なき限り置き換え可能に使用されてきた。（「上に」および「下に」の形態を置き換えするような）明白な変形は当該技術分野の専門家には明らかであり、特許請求の範囲において規定されている本発明の範囲内に含められる。本明細書において使用される、いずれか二つの層に対する「上に位置した（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  ａｂｏｖｅ）」および「下に位置した（ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ  ｂｅｌｏｗ）」という用語は必ずしも前記層が相互に直ぐ隣接している必要はない。すなわち、例えば、もしも第一の層が第二の層の下方に位置しているとすれば、このことは第一の層と第二の層との間に別の材料／層が存在している形態も含みうる。従って、上に、あるいは下に位置している層の間で各種の中間の材料あるいは層が存在してもよい。更に、本明細書で使用される、ある面における「開口（ｏｐｅｎｉｎｇ）」という用語は前記面によって完全に囲繞されているある面における孔あるいは空間に限定されるものでなく、そのような面の境界に沿った突起あるいはくぼみも含む意図のものである。前記開口は円形、半円形、長方形、三角形、多角形、放物線状形、不規則形状あるいはその他諸々の形状の組み合わせを有しうる。本明細書で使用される、「取り付け手段（ａｔｔａｃｈｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）」という用語は二つの物体あるいは面を取り付ける手段を含み、また例えば機械的、化学的、熱的などの各種手段、および例えば中でも取り付け具、接着剤、および半田を含む。これらの取り付け手段は剥離可能な取り付け手段、すなわち、二つの面の間を接着させるが、必要時分離可能に構成されている、例えば粘性のある接着剤を含む。取り付け手段は所期の目的に応じて二つの物体あるいは面の間を作動結合させるのに供される。更に、当該技術分野の専門家は、所期の目的に応じて適当な取り付け手段が使用され、そのような組み合わせは特許請求の範囲によって規定される本発明において実施されることが直ちに認められる。
【００２０】
図１Ａおよび図１Ｂは本発明の各種実施例による反応性フォイル組立体１００をそれぞれ上面図および側面図で示す。反応性フォイル組立体１００は反応性フォイル１０２と該反応性フォイル１０２の下に位置されたフィルム１０４とを含む。フィルム１０４は反応性フォイル１０２の少なくとも一部がフィルム１０４と重ならないように位置されている。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示された形態においては、フィルム１０４は、反応性フォイル１０２がその上ではフィルム１０４と重ならない開口１０６（点線で示す）を含んでいる。この形態においては、反応性フォイル１０２が開口１０６を完全に覆っており、一方他の考えられる形態においては反応性フォイル１０２は前記開口を極部分的に覆うだけでもよい。
【００２１】
当該技術分野において認められるように、反応性フォイル１０２は多層構造であり、二つ以上の要素の交互に配置されたナノ層の積み重ねを含んでいる。ここで、例えば図１Ｂおよびその他の図面に示すもののような反応性フォイル１０２の多層は単に例示のためであり、各々がナノメートルのオーダの厚さを有しているナノ層の厚さの尺度あるいはその数を示すものでないことが注目される。反応性フォイル１０２は二つ以上の要素の交互に配置されたナノ層を数千枚溶着してつくられたものであり、従って反応性フォイル１０２は数ミクロンの厚さを有しうる。
【００２２】
二つの物体（図示せず）を接合するために使用される場合、組立体１００は前記二つの物体の目標とする面の間に位置させればよい。反応性フォイル１０２はエネルギパルスで点火させればよく、点火すると、ナノ層が発熱反応を開始する。発熱反応によって短い時間内で単位容積当り大量のエネルギを解放させる。一旦反応性フォイル１０２が点火されると、発熱反応は自己伝播し、自続式である。反応性フォイル１０２は何分の一秒かの間に該反応性フォイル１０２を完全に溶解させるに十分なエネルギを産出する。前記の反応（および従って発生エネルギ）は予測可能および制御可能な態様で流れる。反応性フォイルの成分を変えることによって、ナノ層の厚さおよび数、温度、解放されるエネルギ、およびエネルギの流速を制御することができる。フィルム１０４は熱的に安定しており、電気的には非伝導性のフィルムであり、例えば金属、非金属、プラスチック、繊維、ヤーン、高分子材料化合物などから構成することができる。
【００２３】
その他のある実施例によれば、反応性フォイル１０２は、機械的手段、化学的手段、熱的接合手段あるいはそれらの組み合わせを含む各種の取り付け手段を使用して第一の面１０８においてフィルム１０４に取り付けられる。（図示していない）取り付け手段は中でも取り付け具や接着剤を含む。フィルム１０４に対する反応性フォイルのこの取り付けは開口１０６に対する反応性フォイル１０２の位置決めを維持できるようにする。更に、前記フィルム１０４の第二の面１１０もまた、第一の面１０８に対して使用されている取り付け手段と類似であるか、あるいは相違する取り付け手段を含む。第二の面１１０のための取り付け手段は接合すべき面に亘ってフィルム１０４を取り付けできるようにする。このようにして、フィルム１０４は概ね安定した形態で接合すべき面の上に位置され、それによって接合すべき面の関連領域の上で概ね正確に反応性フォイル１０２を有利に位置決めできるようにする。従って、反応性フォイル組立体１００をこのように包装することによって、中でも、打ち抜き部分（ｐａｒｔ−ｔｏ−ｄｉｅ）の動き，非整合などのような従来の反応性フォイルによる方策の各種の欠点を有利に排除する。更に、本発明はフィルム１０４の上に単に必要な量だけの反応性フォイルが位置されうるようにして反応性フォイル１０２を経済的に使用し、それによって反応性フォイルの無駄を最小にする。この特徴は著しい費用節約の潜在的な可能性を提供する。
【００２４】
図１Ａおよび図１Ｂに示されている実施例において、例えば反応性フォイル１０２は、該反応性フォイル１０２を形成するために交互に溶着されたアルミニウム（Ａｌ）とニッケル（Ｎｉ）の何千枚ものナノ層を含む多層構造である。アルミニウムとニッケルの各ナノ層の厚さは約１７４ナノメートルであり、一方反応性フォイル１０２の全体の厚さは約１７５ミクロンである。
【００２５】
反応性フォイル１０２は接着剤（図示せず）および好ましくは剥離可能な接着剤を使用してフィルム１０４に取り付けられる。図１Ａおよび図１Ｂに示す実施例において、フィルム１０４はイー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール  アンド  カンパニ  （Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているカプトン（登録商標）（Ｋａｐｔｏｎ（登録商標））フィルムである。当該技術分野の専門家は、カプトン（登録商標）フィルムの使用が限定的である意図はなく、代替的に類似の品質を有するフィルムも特許請求の範囲によって要約されている本発明の範囲から逸脱することなく使用しうることを理解する。
【００２６】
本発明のある局面においては、反応性フォイル１０２は層あるいはその他の形態で付加的な材料を含みうる。ある実施例においては、前記の付加的な材料は少なくとも一つのインジウムの半田層（図示しない）である。インジウム半田層の各々は反応性フォイル１０２の一つあるいはそれ以上の側に溶着しうる。インジウム層でコーティングした反応性フォイル１０２は、例えば電子部品をマザーボードに半田付けする場合に使用しうる。一般に、付加的な材料は前述したように反応性フォイル組立体を使用して形成した接合の特性に付加的な機能あるいは能力を提供する。
【００２７】
反応性フォイル組立体１００はロール状に形成され、消費のために包装される。代替的に、反応性フォイル組立体１００は該フォイル組立体１００と類似の多数の反応性フォイル組立体を積み重ねたものとして包装してもよい。当該技術分野の専門家には各種の包装形態が明らかであり、そのような形態は特許請求の範囲の規定された本発明の範囲内に包含される。
【００２８】
ある実施例においては、反応性フォイル組立体１００は該反応性フォイル１０２の上に位置した包装保護フィルム（図示せず）を更に含む。包装保護フィルムは包装された形態で反応性フォイル組立体１００を提供し、並びに全体的に反応性フォイル１０２を保護する上で有用である。包装保護フィルムはフィルム１０４に剥離可能に取り付けるように構成されており、かつ包装している間、搬送の間、あるいは最終消費前の中間的な動きの間の偶発的な損傷から反応性フォイル１０２を保護するように構成されている。包装保護フィルムを含む反応性フォイル組立体１００は簡単にロール状にするとか、あるいは包装するために積み重ねることができる。包装保護フィルムはフィルム１０４と類似でよく、あるいはその他のプラスチックフィルムを含んでもよい。
【００２９】
各種の実施例において、反応性フォイル組立体は、可撓性、非可撓性、あるいはそれらの組み合わせてよいポーチに包装しうる。ポーチはその内部にシリコンコーティングを含みうる。前記ポーチは引き裂くことができ、前述のように包装した反応性フォイル１００は例えば消費するためにポーチから取り出すことができる。
【００３０】
図２Ａおよび図２Ｂは本発明のその他の諸実施例による反応性フォイル組立体２００を上面図および側面図でそれぞれ示す。反応性フォイル組立体２００は反応性フォイル１０２、フィルム１０４およびフレックス回路２３０を含む。フレックス回路２３０は適当な取り付け手段を使用してフィルム１０４に取り付けられる（あるいはその上に配置される）。フレックス回路２３０は反応端２３２と電源端２３４を含む。反応端２３２は反応性フォイル１０２に作動結合され、反応性フォイル１０２を点火させるためにエネルギパルスを供給する。電源端２３４はエネルギパルスを提供する電源（図示せず）に作動結合されており、該電源端はフィルム１０４を越えて延在しうる。フレックス回路２３０は反応端２３２が反応性フォイル１０２に作動結合されるようにフィルム１０４に取り付けられている。ある実施例においては、フレックス回路２３０はまた、フィルム１０４内につくられてもよく、すなわちフレックス回路２３０は第一の面１０８と第二の面１１０の間に配置させてもよい。他の実施例において、フィルム１０４は電源から反応性フォイル１０２まで電力を供給するように構成されている内部構成の回路（図示せず）を有しうる。本明細書においてフレックス回路２３０およびフィルム１０４に関連して使用されている「結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、限定的でないが、フレックス回路２３０がフィルム１０４に取り付けられている、その上に配置されている、あるいはその中に構成されていることを含む全ての形態を含む意図のものである。
【００３１】
作動時、反応性フォイル１０２は、電源を使用して電源端２３４に給電されると点火され、フォイル１０４の発熱反応が開始する。電源は交流あるいは直流電源でもよく、あるいは反応を開始させるに十分な電流のインパルスをまさしく提供すればよい。電源は、例えば化学電池、電気燃料電池、太陽電池、ダイナモ、発電機などを含む。ある実施例において、電源は９．０Ｖの電池（ｂａｔｔｅｒｙ）である。更に、別の実施例においては、反応性フォイル組立体２００は多数の反応性フォイルを有しうる。そのような実施例において、反応性フォイル組立体２００は、多数の反応性フォイルに対応した多数のフレックス回路を、あるいは多数の反応性フォイルに対応した多数の反応端を有する単一のフレックス回路２３０を含むように構成される。そのような実施例の特定の図面は添付図面には別に含まれていないが、当該技術分野の専門家には明らかである。多数の反応性フォイルの各々は、前記多数の反応性フォイルの各々の少なくとも一部はフィルムとは重ならないように、第一の面１０８においてフィルム１０４の上に位置させてもよい。反応性フォイル組立体２００はロール状に形成し、消費のために包装してもよい。代替的に、反応性フォイル組立体２００は包装されたフォイル組立体２００と類似の多数の反応性フォイル組立体の積み重ねとして包装してもよい。当該技術分野の専門家には各種の包装形態は明らかであり、そのような形態は特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内に包含される。
【００３２】
図３は本発明のある実施例による反応性フォイル組立体３００を示す。本反応性フォイル組立体３００は反応性フォイル１０２、フィルム１０４およびベースフィルム３４０を含む。ベースフィルム３４０はフィルム１０４の下に位置され、適当な取り付け手段を使用して第二の面１１０に取り付けられている。ベースフィルム３４０は熱的に安定しており、非導電性のフィルムであり、ベースフィルム３４０は、例えば金属、非金属、プラスチック、繊維、ヤーン、高分子材料化合物などのような各種の材料を使用して構成すればよい。
【００３３】
ある実施例においては、ベースフィルム３４０はカプトンフィルム（Ｋａｐｔｏｎ  ｆｉｌｍ）であり、フィルム１０４をベースフィルム３４０に取り付けるために使用される取り付け手段は接着剤である。この接着剤（図示せず）はフィルム１０４の境界面（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、すなわち第二の面１１０とベースフィルム３４０との間に配置されている。接着剤は剥離可能な接着剤であり、該接着剤が第二の面１１０に留置されるようにベースフィルム３４０から剥離できるように構成されている。
【００３４】
図４は本発明のある局面による反応性フォイル組立体３００を示す。ベースフィルム３４０はフィルム１０４から半ば剥離されており、剥離可能な接着剤（図示せず）を第二の面１１０に残している。フィルム１０４はベースフィルム３４０から完全に剥離可能であり、反応性フォイル組立体と共にフィルム１０４は接合すべき二つの物体の一方の上に位置され、第二の面１１０が接合すべき物体の一方の目標面に取り付けられる。反応性フォイル組立体３００はロール状に形成され、消費のために包装しうる。代替的に反応性フォイル組立体３００は包装されたフォイル組立体３００と類似の多数の反応性フォイル組立体の積み重ねとして包装しうる。
【００３５】
図５は本発明の各種の実施例による、（図２に示す）反応性フォイル組立体２００、第一の物体５５０、第二の物体５５２および固定システム５５４を含む組立体５００を示す。反応性フォイル組立体２００は第一の物体５５０を第二の物体５５２に接合するために使用される。第一の物体５５０は第一の物体の面５５６を含み、第二の物体５５２は第二の物体の面５５８を含む。反応性フォイル組立体２００は、フィルム１０４の第二面１１０が第一の物体の面５５６の上に位置されるように第一の物体５５０の上に位置される。例えば接着剤のような取り付け手段が、第二の面１１０が第一の物体の面５５６に接着するように第二の面１１０に塗布してもよい。このようにして、反応性フォイル組立体２００は反応性フォイル１０２が第一の物体の目標面に位置されるように第一の物体５５０の上に位置される。次いで、第二の物体５５２は第一の物体５５０に取り付けるように構成されている。第二の物体５５２は反応性フォイル組立体２００の上に位置される。その結果、反応性フォイル組立体２００は第一の物体５５０と第二の物体５５２との間に挟まれる。例えば図示した固定システム５５４のような取り付け手段が第一の物体５５０と第二の物体５５２とを一緒に保持するために使用される。固定システム５５４は第一の物体５５０と第二の物体５５２の間での望ましくないいずれかの相対運動を阻止するために締め付けられる。フレックス回路２３０の電源端２３４が反応性フォイル組立体２００まで届くようにされる。電池の電源端２３４が電源（図示せず）に作動結合しうる。反応性フォイルが点火されると、発熱反応が開始する。反応性フォイルの少なくとも一部は極めて短時間に、好ましくは何分の一秒かの間に溶解する。第一の物体５５０の少なくとも一部あるいは第二の物体５５２の面は共に溶解し、溶解した反応性フォイル（図示せず）は第一の物体の面５５６および第二物体の面５５８において第一の物体５５０と第二の物体５５２の間で金属接合を可能とする。金属接合は反応性フォイルの点火から数秒内で形成される。金属接合が形成された後、残留した反応性フォイル組立体、すなわちフィルム１０４とフレックス回路２３０は固定システム５５４を緩めることによって第一の物体５５０から除去することができる。例えばフィルム１０４とフレックス回路２３０は、例えばマイクロ制御装置で制御された切断装置、あるいは当該技術分野の専門家に直ちに思いつくものであり、かつ本発明の特許請求の範囲に含まれる、除去のためのその他のそのような適当な方法を使用して適当に引き離すか、あるいは切り離すことができる。
【００３６】
図６は本発明のある局面による組立体６００を示す。前記組立体６００は反応性フォイル組立体６１０、ヒートシンク（ｈｅａｔ  ｓｉｎｋ）６６０、およびチップセット６６２を含む。反応性フォイル組立体６１０は反応性フォイル１０２、フィルム１０４、フレックス回路２３０、およびフォームフレーム（ｆｏａｍ  ｆｒａｍｅ）６６４を含む。フォームフレーム６６４は、反応性フォイル１０２の少なくとも一部がフォームフレーム６６４の少なくとも一部によって囲繞されるようにフィルム１０４の上に位置される。更に、反応性フォイル１０２はフォームフレーム６６４によって囲繞される。フォームフレーム６６４は、例えば機械的手段、化学的手段、熱的手段、接着剤などのような各種の手段を使用してフィルム１０４に取り付けられる。更に、ヒートシンク６６０は反応性フォイル組立体６１０が所望する接合形成箇所に位置決めされるようにチップセット６６２に取り付けられる。
【００３７】
フォームフレーム６６４はダム状構造を形成する。ダム状構造は反応フォイル１０２の反応によって発生した溶解材料の飛散を封鎖するように構成されている。このように、フォームフレーム６６４はチップセット６６２の外部すなわち延在した部分あるいは、例えば露出されたキャパシタなどのような近傍の電子部品を溶解材料の飛散によって生じる何らかの損傷から保護する。反応性フォイル組立体６１０はロール状に形成し、消費のために包装しうる。代替的に、反応性フォイル組立体６１０は包装されたフォイル組立体６１０と類似の多数の反応性フォイル組立体の積み重ねとして包装してもよい。各種の包装形態は当該技術分野の専門家には明らかであり、そのような包装形態は特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内に包含される。
【００３８】
図７は本発明の各種の実施例による組立体７００を示す。前記組立体７００は反応性フォイル組立体７１０、ヒートシンク７６０、およびチップセット７６２を含む。反応性フォイル組立体７１０は反応性フォイル１０２、フィルム１０４、フレックス回路２３０、および保護フィルム７７０からなる。保護フィルム７７０は、フィルム１０４の少なくとも一部が保護フィルム７７０と重なり、反応性フォイル１０２が保護フィルム７７０と重ならないように第一の面１０８においてフィルム１０４の上に位置される。更に、保護フィルム７７０は、反応性フォイル１０２が保護フィルム７７０によって囲繞されるようにフィルム１０４の上に位置される。保護フィルム７７０は、例えば機械的手段、化学的手段、熱的手段、接着剤などの各種の取り付け手段を使用してフィルム１０４に取り付けられる。反応フォイル１０２の近傍にある保護フィルム７７０の部分は折り曲げ形態であり、すなわちダム状構造を形成するために図７に示すように持ち上げられている。ダム状構造体は反応性フォイル１０２の反応によって生じる溶解材料の飛散を封鎖する。更に、反応性フォイル組立体７１０が所望する接合形成箇所に位置するようにヒートシンク７６０がチップセット７６２に取り付けられている。このように、保護フィルム７７０はチップセット７６２の外部あるいは延在部分、あるいは近傍の電子部品を保護する。チップセット７６２は抵抗器、集積回路、プロセッサ、マイクロプロセッサ、およびヒートシンクを必要としうるいずれかの電子素子でよい。チップセット７６２はまたピングリッドアレイ（ＰＧＡ）あるいはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）を含みうる。ＰＧＡあるいはＢＧＡのいずれもチップセット７６２をマザーボードに接合し易くするためにチップセット７６２に固定される。反応性フォイル組立体７１０はロール状に形成し、消費のために包装しうる。代替的に、反応性フォイル組立体７１０は包装されたフォイル組立体７１０に類似の、多数の反応性フォイル組立体を重ねたものとして包装してもよい。当該技術分野の専門家には各種の包装形態が明らかであり、そのような形態は特許請求の範囲に規定されている本発明の範囲内に包含される。
【００３９】
図８Ａおよび図８Ｂは本発明の各種の実施例による反応性フォイル点火組立体８００のそれぞれ上面図および側面図を示す。反応性フォイル点火組立体８００は反応性フォイル１０２とフレックス回路２３０を含む。フレックス回路２３０は反応端２３２と電源端２３４を含む。フレックス回路２３０は反応性端２３２が反応性フォイル１０２に作動結合するように反応性フォイル１０２に取り付けられている。フレックス回路２３０は反応性フォイル１０２に作動結合されている。電源端２３４は電源（図示せず）に結合されている。フレックス回路２３０は十分な長さであり、電源端２３４を電源に接続し易くする。
【００４０】
作動時、電源はエネルギパルスを供給し、該エネルギパルスは反応端２３２によって反応性フォイル１０２に供給される。このエネルギパルスは反応性フォイル１０２を点火し、反応性フォイル１０２の発熱反応を開始させる。他の実施例において、反応性フォイル点火組立体８００は、反応端２３２と類似である、多数の反応端を有するフレックス回路２３０を含む。多数の反応端（図示せず）の各々は反応性フォイル１０２と作動結合され、反応性フォイル１０２の所望する溶解パターンを提供するように構成されている。
【００４１】
前述した各種の実施例によって開示された本発明は現在既知レベルの技術よりも数々の利点を提供する。その反応性フォイル組立体は、形に合わせて切断したフィルムを提供することによって、接合形成領域が極めて小さく通常アクセスがしにくい二つの面の接合に対して有利に使用しうる。更に、この反応性フォイル組立体は、経済的な量の反応性フォイルを使用して効率的な態様で関連領域（当該材料が接合されるべき目標の領域）上に反応性フォイルを位置させるために使用しうる。反応性フォイルと比較してフィルムのサイズが大きいため、さもなければ小さくてアクセスがしにくい領域においても、目標位置における反応性フォイルのハンドリングおよび位置決めが際立って便利である。更に、各種実施例を参照して前述した反応性フォイル組立体は、包装して、便利な剥離して、粘着させる部材として最終顧客に提供することができる。更に、反応性フォイル組立体は「ピックアンドプレース」製造方法（“ｐｉｃｋ  ａｎｄ  ｐｌａｃｅ”  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）に合わせて構成しうる。このことにより、さもなければ極めて繊細なハンドリングを必要とする、その消費に至るまでの反応性フォイルの好都合な搬送、ハンドリングおよび位置決めを有利にならしめる。
【００４２】
第一の物体を第二の物体に接合する種々の例は中でも、類似の材料の物体を接合すること、異種材料の物体を接合すること、ヒートシンクをチップセットに装着すること、無線周波数コネクタをプリント回路基板に装着すること、セラミックの外装をタンクに取り付けること、スパッタリングターゲットを装着すること、フォトセル、キャパシタ、センサ、電子素子を密封してシールすること、漏洩の修理することを含む。更に、溶解した反応性フォイルはヒートシンクとチップセットとの間の熱インターフェース材料（ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）として使用しうる。更に、反応性フォイル組立体はまた、軍事用火工技術（ｍｉｌｉｔａｒｙ  ｐｙｒｏｔｅｃｈｎｉｃｓ）、フューズ、構造エネルギ学、発射火薬の点火（ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ  ｉｇｎｉｔｉｏｎ）などのエネルギ学（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ）においても適用される。本発明の各種の実施例によれば、本発明はまた、前述した反応性フォイル組立体を提供する方法を開示する。更に、本発明はまた、前述した第一の面を第二の面に接合する方法としても使用しうる。更に、本発明はまた、前述した反応性フォイル点火組立体を提供する方法としても使用しうる。
【００４３】
本発明は各種の修正や代替形態が可能であり、特定の実施例を例として図示し、かつ本明細書において詳細に説明してきた。しかしながら、本発明は開示した特定の形態に限定される意図はないことを理解すべきである。むしろ、本発明は特許請求の範囲によって規定される本発明の精神と範囲の中に入る全ての修正、均等および代替のものを網羅することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１Ａ】本発明の各種の実施例による反応性フォイル組立体の上面図を示す。
【図１Ｂ】本発明の各種の実施例による反応性フォイル組立体の側面図を示す。
【図２Ａ】本発明のその他の各種実施例による反応性フォイル組立体の上面図を示す。
【図２Ｂ】本発明のその他の各種実施例による反応性フォイル組立体の側面図を示す。
【図３】本発明のその他の各種実施例による反応性フォイル組立体の正面図を示す。
【図４】図３に示す反応性フォイル組立体の長手方向側面図を示す。
【図５】本発明の各種実施例による反応性フォイル組立体を含む組立体を示す。
【図６】本発明のその他の各種実施例による反応性フォイル組立体を含む組立体を示す。
【図７】本発明のその他の各種実施例による反応性フォイル組立体を含む組立体を示す。
【図８Ａ】本発明の各種実施例による反応性フォイル点火組立体の上面図を示す。
【図８Ｂ】本発明の各種実施例による反応性フォイル点火組立体の側面図を示す。
【図１Ａ】
2009530867.tif 000003
【図１Ｂ】
2009530867.tif 000004
【図２Ａ】
2009530867.tif 000005
【図２Ｂ】
2009530867.tif 000006
【図３】
2009530867.tif 000007
【図４】
2009530867.tif 000008
【図５】
2009530867.tif 000009
【図６】
2009530867.tif 000010
【図７】
2009530867.tif 000011
【図８Ａ】
2009530867.tif 000012
【図８Ｂ】
2009530867.tif 000013
【国際調査報告】
2009530867.tif 000014
2009530867.tif 000015