(57)【要約】回路素子を水分及び汚染物質から穂とするよう、回路素子をカバー層と基板との間に封入するために、液晶ポリマーから成るカバー層を液晶ポリマー基板に取り付けられた回路素子から成る屈曲回路に取り付けるための方法及び装置が開示される。
2008508745.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気回路の回路素子を、該回路素子がその上に取り付けられる基板と、該基板及び前記回路素子の上に位置するカバーシートとの間に封止するための装置であって、
前記基板及び前記カバーシートはそれぞれ液晶ポリマーから成り、
加熱流体の第一源と冷却流体の第二源とに接続される中空内部を有するアイソスタチックなプレスと、
前記カバーシートと接触する適切な位置にある、前記アイソスタチックなプレスに取り付けられる可撓膜と、
前記基板及び前記カバーシートを支持するための支持体とを含み、
前記アイソスタチックなプレスは、前記可撓膜が前記カバーシートと接触し、前記基板上の前記回路素子の形状と実質的に一致するよう、少なくとも部分的に加熱流体で充填されるときに、前記支持体に向かって方向付けられ、前記アイソスタチックなプレス及び前記可撓膜は、十分な力及び熱を加えて、前記カバーシート及び前記基板の双方を形成する前記液晶ポリマーを互いに接着させることによって、前記回路素子を前記２つの間に封止する、
装置。
【請求項２】
前記可撓膜は、高密度ポリエチレン、ブチルゴム、及び、エチレンプロピレンジエンモノマーゴムから構成される群から選択される材料から成る、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記可撓膜は、前記カバーシートとの接触のために非粘着表面から成る、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
可撓又は「屈曲」回路が、電気回路が隅部の周りで屈曲されなければならない或いは動作中に屈曲されなければならない広範な用途で使用されている。屈曲回路は薄く、軽量で、可撓であり、経路指定性(routability)を示す。伝統的には、ポリイミド膜が、それらの良好な熱安定性及び機械的強度の故に、屈曲回路の製造における基板として使用されてきた。しかしながら、ポリイミド膜の他の特性は、その上に取り付けられる電気素子が動作し得る速度及び周波数を制限する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）が、屈曲回路におけるポリイミド膜の代替として近年開発された。ＬＣＰは、熱的に安定した熱可塑性芳香族ポリエステルであり、２５０℃を超える上方使用温度及び良好な固有難燃特性を備える。ＬＣＰ膜は、ポリイミド膜と比較して、約１０分の１の水分吸収量と、より低い水分膨張係数とを有する。より低い水分吸収は、より高い周波数信号及びデータ処理をもたらす。加えて、ＬＣＰ膜は、ポリイミド膜と比較して、より低い誘電率と、１ｋＨｚから４５ＧＨｚまでの機能的周波数範囲に亘るより低い損失又は散乱因子を有し、無視し得る水分効果を備える。
【０００３】
ＬＣＰ膜を備える屈曲回路の組立ては、水分及び他の汚染物質が優勢なより要求の厳しい環境における使用をもたらすことが期待される。特にそのような種類の用途においては、屈曲回路のＬＣＰ基板に適用される回路素子は、損傷から保護されなければならない。ポリイミド膜内の水分及び汚染物質からの保護をもたらすよう採用されているはんだマスクコーティングが、ＬＣＰ基板との使用のために検討された。加えて、ＬＣＰの熱可塑的な性質の故に、ＬＣＰ基板へのＬＣＰ膜カバー層の適用が、回路素子を効果的に封入する手段として提案された。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、そのような封入動作を遂行する効率的且つ信頼性のある方法及び装置が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、損傷、及び／又は、水分及び汚染物質の存在に起因する動作効率の減少から回路素子を保護するために、ＬＣＰカバー層を、ＬＣＰ基板上に取り付けられる回路素子から構成される屈曲回路に取り付けるための方法及び装置に向けられる。
【０００６】
現時点で好適な実施態様において、装置は、オイル又は他の流体の源に接続される中空内部を有するアイソスタチックなプレスを含み、その流体の温度は正確に制御され且つ維持され得る。オイルは、ほぼ２８３℃から３２０℃の範囲内の温度まで加熱され、タンクからプレスの内部に移転される。プレスの基部は、ＬＣＰに付着しない非粘着表面で被覆された可撓材料から成る板又は膜を有する。
【０００７】
屈曲回路は、回路素子が露出されるよう支持体上に配置される。次に、ＬＣＰカバー層が屈曲回路の上に配置され、その時の後、プレスは、移動してカバー層と接触するよう活性化される。プレスの基部にある可撓膜は、回路素子の形状と実質的に一致することができ、よって、それらの周りのＬＣＰカバー層を下に位置する可撓回路のＬＣＰ基板に付勢する。プレスによって適用される温度及び圧力は、ＬＣＰカバー層及び基板を限定的な程度まで「流れ」或いは溶解させ、よって、２つの間の回路素子が実質的に封入されるよう、互いに付着して確実な結合を形成させるのに十分である。
【０００８】
本発明の現時点で好適な実施態様の構造、動作、及び、利点は、添付の図面を参照して以下の記載を検討した後さらに明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面を今や参照すると、本発明の装置１０が概略的に例証されている。装置１０は、中空内部を備えて形成された筐体１４を有するアイソスタチックなプレス１２を含む。筐体１４の基部は、ＬＣＰに粘着しないＴｅｆｌｏｎ（Ｒ）又は他の離型剤で被覆された露出面と、疎水性膜で被覆された内面とを有する、可撓膜１６を取り付ける。好ましくは、可撓膜１６は、高密度ポリエチレン、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンモノマーゴム、又は、類似の材料から成る。
【００１０】
以下により詳細に議論されるように、プレス１２は、支持体２２上に配置された屈曲回路２０の上に位置するカバー層１８に対して熱及び圧力を適用するよう動作可能である。現時点で好適な実施態様において、プレス１２は、その中空内部への加熱オイル又は類似の流体の導入によって加熱され、それらの流体の温度は約２８３℃から３２５℃の範囲内で比較的正確に制御され且つ維持され得る。弁３２を含む加熱素子（図示せず）を有する第一貯槽２４が、供給ライン２６によってマニフォルド２８に接続されている。ポンプ３０及び弁３２が、図示のように、第一貯槽２４とマニフォルド２８との間で、供給ライン２６内に配置されている。次に、マニフォルド２８は、入力ライン３４によってプレス１２の頂部にある１つのポートに接続され、出力ライン３８によって第二のポートに接続されている。弁３２を含む再循環ライン４２が、マニフォルド２８と第一貯槽２４の頂部との間に接続されている。
【００１１】
動作中にプレス１２によって得られる比較的高温に鑑みれば、温度を下げる冷却能力を提供することが有利である。そのために、周囲温度にある点を除き第一貯槽２４と同一の流体を含む第二貯槽４４が設けられている。第二貯槽４４の底部は、ライン４６によってマニフォルド２８に接続され、再循環ライン４８が、マニフォルド２８を第二貯槽４４の頂部に接続している。ポンプ３０及び弁３２が、第二貯槽４４とマニフォルド２８との間でライン４６内に配置され、弁３２が、再循環ライン４８内に取り付けられている。
【００１２】
プレス１２は、プレス頂面に沿って等間隔で取り付けられた多数の空圧又は水圧ピストン５０によって支持体２２に対して移動される。従来的には、プレス１２が可撓膜の表面全域に亘ってカバー層１８及び屈曲回路２０に均一な圧力を加えることを保証するために、ピストン５０は、空気又は流体（図示せず）の源によって独立して駆動される。プレス１２の詳細な構造は本発明の一部を形成せず、従って、ここではさらに議論されない。
【００１３】
システム動作
上記に議論されたように、本発明の方法及び装置１０は、回路素子を水分及び汚染物質から保護するために、回路素子を封入するための手段を提供するよう設計されている。屈曲回路２０は、ＬＣＰから成る基板５２で構成され、ＬＣＰ上には多数の回路素子５４が取り付けられている。カバー層１８もＬＣＰから成り、ＬＣＰは、その熱可塑的な性質の故に、約２８３℃の温度で「流れる」か或いは溶解し始める。屈曲回路２０上にカバー層を配置し、熱及び圧力を適用することによって、カバー層１８及び基板５２は確実な結合を伴って接着し合い、回路素子５４をそれらの間に完全に封入する。
【００１４】
装置は、図２のフロー図に概略的に描写されているように、商業的に入手可能なコントローラ５６によって動作される。初期的に、第一貯槽２４内のオイル又は他の流体は、その内部の加熱素子（図示せず）を活性化することによって、２８３℃から３２５℃の範囲内の温度に上げられる。コントローラ５６は、リード線５８を通じた信号入力を介して加熱素子を活性化するよう動作するか、或いは、それらは第一貯槽２４に配置されるスイッチ（図示せず）によって独立して活性化され得る。次に、コントローラ５６は、リード線６０及び６２を通じて信号を入力して、それぞれポンプ３０を開始し且つ弁３２を開放し、このようにして、第一貯槽２４から出る加熱オイルの流れを開始する。回路封入の準備のためにプレス１２を加熱するのが望ましいとき、コントローラ５６は、それぞれリード線６４及び６６を通じた信号入力によって、第二貯槽４４からのライン４６内のポンプ３０及び弁３２を不活性化する。加熱オイルは、マニフォルド２８を通じてプレス１２内に流入し、プレス１２の内部に入る入力ライン３４内に流入する。好ましくは、プレス１２内の加熱オイルの温度は、加熱オイルを、第一貯槽２４から、マニフォルド２８及び入力ライン３４を通じて、プレス１２内に、次に、プレス１２から出て、出力ライン３８及びマニフォルド２８を通じて、マニフォルド２８を第一貯槽２４に接続する再循環ライン４２に連続的に再循環することによって制御され且つ維持される。加熱オイルがマニフォルド２８から第一貯槽２４内に通るのを可能にするために、コントローラ５６は、ライン６８を通じる信号入力を介して、再循環ライン４２内の弁３２を開放する。
【００１５】
適切な温度にあるプレス１２を用いることで、封入プロセスが行われ得る。屈曲回路１６は、ＬＣＰ基板５２上の回路素子５４が露出されるよう、支持体２２上に位置付けられている。次に、ＬＣＰカバー層１８が、基板５２及び回路素子の上に配置される。コントローラ５６はピストン５０を動作し、プレス１２を支持体２２に向かって移動させる。プレス１２の底部にある可撓膜１６がカバー層１８と係合した後、２００ｐｓｉのオーダの均一な圧力で、可撓板１６は、その下の回路素子５４の形状と実質的に一致する。次いで、カバー層１８は、回路素子５４の周りで基板５２と接触させられる。ＬＣＰカバー層１８及びＬＣＰ基板５２の双方を少なくとも２８３℃以上であるが約３２０℃以下の融解温度まで加熱し、それらを互いに結合させることによって、それらの間に回路素子５４を封入するのに十分な時間期間に亘って、プレス１２はこの位置に維持される。
【００１６】
１つ又はそれよりも多くの封入プロセスの完了後、比較的冷たい周囲温度のオイルを第二貯槽４４からプレス１２内に循環することによって、プレス１２の温度を下げ得る。コントローラ５６は、ポンプ３０を不活性化し、第一貯槽２４に接続されたライン２６内の弁３２を閉塞すると同時に、ポンプ３０を活性化し、第二貯槽４４に接続されたライン４６内の弁３２を開放するよう動作する。コントローラ５６は、再循環ライン４２内の弁３２を閉塞し、次に、ライン７０を通じてそのような弁３２に信号を入力することによって、マニフォルド２８から第二貯槽４４に延びる再循環ライン４８内の弁３２を閉塞する。その結果、周囲温度オイルは、プレスの温度を下げるよう、プレス１２内で再循環される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示される装置の動作を示すブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
2008508745.tif 000005