(57)【要約】  電気デバイス用の電気ジャンパ（１２０）の製造プロセスが提供される。回路基板（１０２）上の硬化性材料（１２４）の層に押し付けて、パターン化された特徴部を作製するために、高精細表面のスタンプ（３００）が使用される。回路機構（１１０）の上を通過し、電気接点（１２２Ａ、１２２Ｂ）を接続する導電性トレース（１２６）を作製するために、パターン化された特徴部内に導電性液体（２３０）が配置される。いくつかの場合では、スタンプ（３００）はスタンドオフ（３１０）を有する。
2021520070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主表面を有する基板と、
前記基板の前記主表面上に提供された電気回路であって、前記電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を備える、電気回路と、
前記電気回路の少なくとも一部分の上を通過し、前記第１の電気接点と前記第２の電気接点とを電気的に接続する電気ジャンパと、
を備え、
前記電気ジャンパは絶縁層を備え、前記絶縁層は、前記基板の前記主表面上に配置され、前記電気回路の少なくとも一部分を覆っており、少なくとも１つのチャネルが前記絶縁層上に形成されており、導電性トレースが、下側の前記電気回路から電気的に絶縁させた状態で前記第１の電気接点と前記第２の電気接点とを電気的に接続するために、前記チャネル内に形成されている、
電気デバイス。
【請求項２】
前記絶縁層は、硬化性液体の硬化物である、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項３】
前記絶縁層は、第１のリザーバ及び第２のリザーバを更に備え、前記少なくとも１つのチャネルが、前記第１のリザーバと前記第２のリザーバとを流体的に接続する、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項４】
前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバは、前記導電性トレースが、それぞれ、前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバを介して前記第１の電気接点及び前記第２の電気接点に電気的に接続するような、スルーホールである、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項５】
前記電気回路はアンテナを含む、請求項１に記載の電気デバイス。
【請求項６】
電気デバイスを製造する方法であって、
主表面を有する基板と、前記基板の前記主表面上に提供された電気回路であって、前記電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を備える、電気回路と、を提供することと、
硬化性材料の層を、前記基板の前記主表面上の前記電気回路の少なくとも一部分を覆うように提供することと、
高精細表面のスタンプを前記硬化性材料の層に押し付けて、前記硬化性材料の層上に１つ以上のパターン化された特徴部を作成することと、
前記硬化性材料を固化させて絶縁層を形成することであって、前記絶縁層上に少なくとも１つのチャネルを有する、形成することと、
導電性液体を前記チャネル内に配置し、前記電気回路の前記第１の電気接点と前記第２の電気接点とを接続する導電トレースを形成することと、
を含む、方法。
【請求項７】
前記高精細表面のスタンプは、前記高精細表面のスタンプの主表面上に、前記硬化性材料の層と接触する高精細表面の特徴部を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記高精細表面のスタンプは、前記高精細表面のスタンプの前記主表面から突出するスタンドオフを有し、前記スタンドオフは、少なくとも部分的に前記高精細表面のスタンプの周縁部に配置される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記スタンドオフは、前記高精細表面の特徴部の高さ以上の高さを有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記パターン化された特徴部は、第１のリザーバ及び第２のリザーバと、前記第１のリザーバと前記第２のリザーバとを流体的に接続する少なくとも１つのチャネルとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のリザーバ及び前記第２のリザーバをエッチングし、それぞれ、下側にある前記第１の電気接点及び前記第２の電気接点にアクセスするためのスルーホールを形成することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記高精細表面のスタンプは、ＰＤＭＳを含む１つ以上の圧縮性材料を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１３】
前記導電性液体は、導電性粒子を含有するインク組成物を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１４】
前記チャネル内に前記導電性液体を配置することは、前記導電性液体を、主に毛細管圧によって前記チャネル内で流すことを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１５】
下側の前記電気回路から電気的に絶縁させた状態で前記第１の電気接点と前記第２の電気接点とを電気的に接続するために、前記導電性液体を固化させて前記チャネル内に導電性トレースを形成することを更に含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電気回路の上を通過し、電気接点を電気的に接続するジャンパを有する電気デバイス、並びにこの製造方法及び使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジャンパは、電気デバイスに広く使用されている。従来の手法の１つは、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で電気回路の上を通過する絶縁ケーブルを使用することである。次いで、ケーブルの露出した端部をデバイスの電気接点にはんだ付けする。これにより、ケーブルがアンテナの２つの端部を接続しているものの、他のいずれの部分にも接続されない「ブリッジ」現象が発生し、ショートを回避する。業界の他の競合は、誘電層を印刷し、その後、その上に銀を印刷することを試みているが、業界の標準的な慣行は、２層印刷層であるように思われる。
【発明の概要】
【０００３】
電気機器用のジャンパを最適化し、ジャンパをシンプルかつ費用対効果の高い手法で製造することが望まれている。簡潔に述べると、一態様では、本開示は、主表面を有する基板を含む電気デバイスについて記述する。電気回路が、基板の主表面上に提供される。電気回路は、電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を含む。電気ジャンパは、電気回路の少なくとも一部分の上を通過し、第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続する。電気ジャンパは絶縁層を含み、絶縁層は、基板の主表面上に配置され、電気回路の少なくとも一部分を覆っている。少なくとも１つのチャネルが絶縁層上に形成されており、導電性トレースが、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続するために、チャネル内に形成されている。
【０００４】
別の態様では、本開示は、電気デバイスの製造方法について記述する。当該方法は、主表面を有する基板であって、基板の主表面上に電気回路が提供された基板を提供することを含む。電気回路は、電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を含む。当該方法は、硬化性材料の層を、基板の主表面上の電気回路の少なくとも一部分を覆うように提供することと、高精細表面のスタンプ（micro−replication stamp）を硬化性材料の層に押し付けて、硬化性材料の層上にパターン特徴部を作成することと、硬化性材料を硬化させて絶縁層を形成することであって、絶縁層上に少なくとも１つのチャネルを有する、形成することと、導電性液体をチャネル内に配置し、電気回路の第１の電気接点と第２の電気接点とを接続する導電トレースを形成することと、を更に含む。いくつかの実施形態では、当該方法は、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続するために、導電性液体を固化させてチャネル内に導電性トレースを形成することを更に含む。
【０００５】
様々な予期せぬ結果及び利点が、本開示の例示的な実施形態において得られる。本開示の例示的実施形態のこのような利点の１つは、本明細書に記載されるジャンパが、その優れた電気的特性及び機械的特性を損なうことなく、単層構造を有するように最適化されることである。
【０００６】
以上が本開示の例示的な実施形態の様々な態様及び利点の概要である。上記の「発明の概要」は、本開示の特定の例示的な実施形態の、図示される各実施形態又は全ての実現形態を説明することを意図するものではない。以下の図面及び「発明を実施するための形態」は、本明細書に開示される原理を使用する特定の好ましい実施形態を、より詳細に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。
【図１Ａ】一実施形態による、ジャンパを含む電気デバイスの上面図である。
【図１Ｂ】線１Ｂ−１Ｂに沿った、図１Ａの電気デバイスの断面図である。
【図１Ｃ】別の実施形態による、ジャンパを含む電気デバイスの上面図である。
【図１Ｄ】線１Ｄ−１Ｄに沿った、図１Ｃの電気デバイスの断面図である。
【図２Ａ】一実施形態による、硬化性材料層をその上に有する電気デバイスの断面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの硬化性材料の層に高精細表面のスタンプを押し付けるプロセスを示す。
【図２Ｃ】図２Ｂの硬化性材料を硬化させるプロセスを示す。
【図２Ｄ】図２Ｃのプロセスにより得られる絶縁層の断面図である。
【図２Ｅ】図２Ｄの絶縁層のチャネル内に導電性液体を配置するプロセスを示す。
【図２Ｆ】図２Ｅの導電性液体を固化させることにより得られるジャンパの断面図である。
【図３Ａ】一実施形態による、スタンドオフを含む高精細表面のスタンプの上面図である。
【図３Ｂ】線３Ｂ−３Ｂに沿った、図３Ａのスタンプの断面図である。
【図３Ｃ】線３Ｃ−３Ｃに沿った、図３Ａのスタンプの断面図である。
【図３Ｄ】線３Ｄ−３Ｄに沿った、図３Ａのスタンプの断面図である。
【図３Ｅ】線３Ｅ−３Ｅに沿った、図３Ａのスタンプの断面図である。  図面において、類似の参照符号は類似の要素を表す。一定の縮尺で描かれないことがある上記に特定した図面は、本開示の様々な実施形態を説明しているが、「発明を実施するための形態」で指摘するように、他の実施形態もまた企図される。全ての場合に、本開示は、本明細書で開示される開示内容を、明示的な限定によってではなく、例示的な実施形態を示すことによって説明する。本開示の範囲及び趣旨に含まれる多くの他の修正及び実施形態が、当業者によって考案され得ることを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下の定義された用語の用語解説に関して、これらの定義は、特許請求の範囲又は本明細書の他の箇所において異なる定義が提供されていない限り、本出願全体について適用されるものとする。
【０００９】
用語解説
ある特定の用語が、本明細書及び特許請求の範囲の全体を通して使用されており、これらの大部分については周知であるが、何らかの説明が必要とされる場合もある。以下を理解されたい：
用語「硬化性材料」は、未硬化のときには粘性であり、熱、紫外線、又は別のエネルギー源に曝されると固化する材料を指す。硬化性材料は、硬化後、下側の基板に接着することができ、下側の回路に対して電気的に絶縁することができる。
【００１０】
用語「導電性液体」は、毛管現象によってチャネル内を流動可能な液体組成物を指す。本明細書中に記載される導電性液体は、固化させて、導電性トレースを形成することができる。導電性液体は、導電性トレースの形成に使用するのに望ましい性質を有する任意の適切な電子材料を含んでもよい。
【００１１】
特定の層に関する「接近する」という用語は、２つの層が互いに隣り合い（すなわち、隣接し）かつ直接接触しているか、又は互いと近接してはいるが直接接触はしていない（すなわち、これらの層の間に１つ以上の追加的な層が介在している）位置において、別の層と接合しているか、又はそれに取り付けられていることを意味する。
【００１２】
開示のコーティング済み物品における様々な要素の位置に関する、「〜の上部」、「〜上」、「〜の上」、「下」、「上」、「覆う」、「最上の」、「下に存在する」などの方向の用語を使用して、この明細書では、水平に配置された上向きの基材に対する、ある要素の相対位置を指す。しかしながら、別途指示のない限り、基材又は物品は、製造中又は製造後において何らかの特定の空間的向きを有するべきであるということが意図されるわけではない。
【００１３】
数値又は形状への言及に関する用語「約」又は「おおよそ」は、数値又は特性若しくは特徴の±５パーセントを意味するが、明示的に、正確な数値を含む。例えば、「約」１Ｐａ・ｓｅｃの粘度とは、０．９５〜１．０５Ｐａ・ｓｅｃの粘度を指すが、１Ｐａ・ｓｅｃちょうどの粘度も明示的に含む。同様に、「実質的に正方形」の外辺部とは、各横方向縁部が、他のいずれかの横方向縁部の長さの９５％〜１０５％の長さを有する４つの横方向縁部を有する幾何形状を説明することを意図するが、これはまた、各横方向縁部が正確に同じ長さを有する幾何形状を含むものとする。
【００１４】
特性又は特徴に関する用語「実質的に」は、その特性又は特徴が、その特性又は特徴の反対のものが呈される程度よりも高い程度で呈されることを意味する。例えば、「実質的に」透明な基材は、それが透過しない（例えば、吸収する及び反射する）放射線よりも多くの放射線（例えば、可視光）を透過する基材を指す。それゆえに、その表面上に入射する可視光のうちの５０％より多くを伝達する基材は、実質的に透明であるが、その表面上に入射する可視光のうちの５０％以下を伝達する基材は、実質的に透明ではない。
【００１５】
本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、特に内容により明確な指示がない限り、複数の対象を含む。したがって、例えば「化合物」を含有する微細繊維への言及は、２種以上の化合物の混合物を含む。本明細書及び添付の実施形態において使用されるとき、用語「又は」は、その内容が特に明確に指示しない限り、一般的に「及び／又は」を包含する意味で利用される。
【００１６】
本明細書で使用する場合、末端値による数値範囲での記述には、その範囲内に包含されるあらゆる数値が含まれる（例えば１〜５には１、１．５、２、２．７５、３、３．８、４、及び５が含まれる）。
【００１７】
特に指示がない限り、本明細書及び実施形態で使用される量又は成分、特性の測定値などを表す全ての数は、全ての場合において、「約」という用語によって修飾されていると理解されるものとする。これに応じて、特に指示がない限り、前述の明細書及び添付の実施形態の列挙において示す数値パラメータは、本開示の教示を利用して当業者が得ようとする所望の特性に応じて変化し得る。最低でも、各数値パラメータは少なくとも、報告される有効桁の数に照らして通常の丸め技法を適用することにより解釈されるべきであるが、このことは請求項記載の実施形態の範囲への均等論の適用を制限しようとするものではない。
【００１８】
以下に、本開示の様々な例示的実施形態を、図面を具体的に参照しながら説明する。本開示の例示的実施形態には、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変更を加えてもよい。したがって、本開示の実施形態は、以下に記載の例示的実施形態に限定されるものではないが、特許請求の範囲に記載されている限定及びそれらの任意の均等物により支配されるものであることを理解すべきである。
【００１９】
図１Ａは、一実施形態による、ジャンパを含む電気デバイス１００の上面図である。電気デバイス１００は、主表面１０４を有する基板１０２を含む。電気回路１１０が、基板１０２の主表面１０４上に形成されている。電気回路１１０は、導電トレース１１６と、導電トレース１１６によって分離された第１の電気接点１１２及び第２の電気接点１１４を含む。第１の電気接点及び第２の電気接点は、電気回路１１０に接続されたそれぞれの電気トレース（図示せず）を有してもよい。いくつかの実施形態では、電気回路１１０は、電子部品を機械的に支持し、かつ電気的に接続するプリント回路基板（ＰＣＢ）であってもよい。導電性トラック、パッド、及び他の特徴は、非導電性基板のシート層上に及び／又は非導電性基板のシート層間に積層された（laminated）導電材料（例えば銅）の１つ以上のシート層からエッチングすることによって形成することができる。いくつかの実施形態では、電気回路１１０はフレックス回路であってもよく、基板１０２は、例えば、ポリイミド、ポリエステル等のような可撓性プラスチック基板であり得る。フレックス回路は、可撓性プラスチック基板上にスクリーン印刷されて、電気回路１１０を形成することができる。いくつかの実施形態では、基板上の電気接点又は導電トレースはそれぞれ、高分子材料の層（例えばレジスト層）によって被覆されてもよい。電気回路１１０は、ＰＣＢ又はフレックス回路以外の任意の適切な回路であり得ることを理解されたい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、電気回路１１０は、電気的に接続された複数のアンテナを含むアンテナアセンブリを含んでもよく、第１の電気接点１１２及び第２の電気接点１１４は、隣接するアンテナの各端部に位置してもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上のジャンパが、隣接するアンテナの電気接点を電気的に接続するために設けられ得る。いくつかの実施形態では、高周波（ＨＦ）アンテナ構造においては、コイルアンテナの内側及び部分（the inside and part）を、コイルアンテナの外側部分にジャンパを介して接続し、単一アンテナの構造を完成させることができる。その後、アンテナの外側部分を隣接するアンテナに接続し、アンテナのアセンブリを形成することができる。
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｂを参照すると、電気ジャンパ１２０が、電気回路１１０の少なくとも一部分（例えば導電トレース１１６）の上を通過し、第１の電気接点１１２と第２の電気接点１１４とを電気的に接続するために設けられている。電気ジャンパ１２０は絶縁層１２４を含み、絶縁層１２４は、基板１０２の主表面１０４上に配置され、電気回路１１０の少なくとも一部分を覆っている。図１Ａ〜図１Ｂに示されるように、少なくとも１つのチャネル１２２が、基板１０２上の導電トレース１１６と反対側の、絶縁層１２４の上面上に形成されている。チャネル１２２は、第１部１２２Ａと第２端部１２２Ｂとの間に延びる。導電性トレース１２６が、第１の電気接点１１２と第２の電気接点１１４とを電気的に接続するために、チャネル１２２内に形成されている。導電性トレース１２６は、絶縁層１２４を介して、下側の電気回路（例えば、電気回路１１０の導電トレース１１６）から電気的に絶縁されている。いくつかの実施形態では、絶縁層１２４は、硬化性材料の硬化物であり得る。硬化性材料としては、例えば、接着剤、アクリレート、ウレタン、エポキシ等が挙げられ得る。
【００２２】
絶縁層１２４は、例えば、約１０マイクロメートル〜約５．０ｍｍ、又は約５０マイクロメートル〜約１．０ｍｍの厚さを有してもよい。チャネル１２２は、例えば、約５マイクロメートル〜約１．０ｍｍ、又は約１０マイクロメートル〜約２．０ｍｍの深さを有してもよい。概して、絶縁層１２４は、望ましくない電気的短絡を回避するために、チャネルの深さと導電トレース１１６の高さとの合計を超える厚さを有する。
【００２３】
いくつかの実施形態では、チャネル１２２内の導電性トレース１２６は、図１Ａに示されるように、各開放端部１２２Ａ及び１２２Ｂにおいて下側電気接点１１２及び１１４に接続してもよい。導電性トレース１２６は電気接点１１２及び電気接点１１４に向かって連続的に延び、電気接点１１２と電気接点１１４との間に電気接続を形成することができる。いくつかの実施形態では、導電性トレース１２６は、各開放端部１２２Ａ及び１２２Ｂにおいて電気接点１１２及び電気接点１１４にはんだ付けされ得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、絶縁層は、下側の電気接点（例えば、図１Ａの接点１１２及び／又は接点１１４）にアクセスするための１つ以上のリザーバを更に含んでもよい。図１Ｃ〜図１Ｄの図示された実施形態では、絶縁層１２４’は、第１のリザーバ１２６Ａ及び第２のリザーバ１２６Ｂと、第１のリザーバ１２６Ａ及び第２のリザーバ１２６Ｂとを流体的に接続するチャネル１２２’とを含む。第１のリザーバ１２６Ａ及び第２のリザーバ１２６Ｂは、絶縁層１２４’を貫通して、基板１０２上の各電気接点１１２及び１１４にアクセスするスルーホールである。
【００２５】
図１Ｄに示されるように、導電性トレースがチャネル１２２’並びにリザーバ１２６Ａ及びリザーバ１２６Ｂ内に形成されているとき、導電性トレースは、リザーバ１２６Ａ及びリザーバ１２６Ｂを介して第１の電気接点１１２及び第２の電気接点１１４に電気的に接続することができる一方で、チャネル１２２’内の導電性トレースは、絶縁層１２４’を介して、基板１０２上の、下側の導電トレース１１６から電気的に絶縁される。
【００２６】
図２Ａ〜図２Ｆは、一実施形態による、ジャンパを含む電気デバイスの製造プロセスを示す。図２Ａに示されるように、硬化性材料２２４の層が、基板２０２の主表面上の電気回路の少なくとも一部分を覆うように提供される。基板２０２は、図１Ａ〜図１Ｃの基板１０２であり得る。基板２０２は主表面を有し、電気回路が基板の主表面上に提供される。電気回路は、電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を含む。いくつかの実施形態では、硬化性材料としては、例えば、接着剤、アクリレート、ウレタン、エポキシ等が挙げられ得る。例えば、構造用接着剤、感圧接着剤（ＰＳＡ）、エポキシ、他の種類の樹脂等を含む任意の適切な硬化性材料を使用することができることを理解されたい。接着剤２２４の層は、例えば、フレキソ印刷、インクジェット印刷、ピコパルス印刷、ニードル印刷、マイクロピペット印刷等のような印刷／分配などのいくつかの便利なコーティング技術のいずれかを用いて、基板上の局所的領域を覆うように、接着剤流体として適用されてもよい。
【００２７】
図２Ｂに示されるように、硬化性材料２２４の層に押し付けて、その上にパターン特徴部を作成するための高精細表面のスタンプ２１０が提供される。パターン特徴部には、例えば、図１Ａ〜図１Ｂのチャネル１２２などの１つ以上のチャネル、図１Ｃ〜図１Ｄのリザーバ１２６Ａ及びリザーバ１２６Ｂなどの１つ以上のリザーバ等を含み得る。その後、硬化性材料は固化ユニット２２０によって硬化されて、絶縁層２２４’を形成する。図２Ｄに示されるように、絶縁層２２４’は、その上に少なくとも１つのチャネル２２６を有する。いくつかの便利な実施形態では、流体は、例えば、熱、紫外線、又は電子ビーム放射で硬化させることができる。他の便利な実施形態では、流体は、能動的又は受動的乾燥による溶媒蒸発によって乾燥させることができる。図２Ｃの図示される実施形態では、固化ユニット２２０は、高精細表面のスタンプ２１０が依然として定位置にある状態で接着剤層２２４を硬化させるために使用されるＵＶＬＥＤユニットである。流体層２２４を固化させて絶縁層２２４’を形成するために、任意の適切な固化方法を使用することができることを理解されたい。
【００２８】
流体層２２４の固化後、スタンプ２１０は、絶縁層２２４’の上面上に形成されたパターン特徴部（例えば、チャネル、リザーバ等）を露出させるために除去される。チャネル２２６の形成後、図２Ｅに示されるように、導電性液体２３０がチャネル２２６内に配置される。チャネル２２６は、流体が、主に毛管力によって、例えば、一端から他端に向かって流れることを可能にするように構成されている。いくつかの実施形態では、チャネルの少なくとも１つ又は１つのチャネルの少なくとも一部分は、上面が開放していてもよい。いくつかの実施形態では、チャネルの少なくとも１つ又は１つのチャネルの少なくとも一部分は、上壁によって囲まれていてもよい。導電性液体２３０は、主に毛管力によってチャネル２２６内を流動可能な液体組成物であり得る。導電性液体は、例えば、液体キャリア及び１つ以上の電子材料、液体金属、又は金属合金等を含み得る。本明細書中に記載される導電性液体は、１つ以上のチャネル及び／又はリザーバ内に導電性トレースを形成する導電材料の連続層が残るように固化させることができる。適切な液体組成物としては、例えば、銀インク、銀ナノ粒子インク、反応性銀インク、銅インク、導電性ポリマーインク、液体金属又は合金（例えば、低温で融解し、室温で固化する金属又は合金）等が挙げられ得る。銀インクの一例は、ＮｏｖａＣｅｎｔｒｉｘ（Ａｕｓｔｉｎ、ＴＸ、ＵＳＡ）からＰＳＰＩ−１０００  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｓｐｒａｙ  Ｉｎｋの商品名で市販されているものである。導電性液体は、例えば、インクジェット印刷、ピエゾ式分配、ニードル式分配などの分配、スクリーン印刷、フレキソ印刷等によって配置することができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、導電性液体がチャネルの端部に送られるとき、導電性液体は、毛細管圧によって、チャネルを通ってチャネルの一端から他端に向かい、基板上の電気接点（例えば、図１Ａに示されるような電気回路１１０上の第１の電気接点１１２及び第２の電気接点１１４）と直接接触するように、経路を定められ得る。
【００３０】
理論に束縛されることを望むものではないが、導電性液体が毛管現象によってチャネル内を移動する能力にいくつかの要因が影響を及ぼし得ると考えられる。このような要因としては、例えば、チャネルの寸法、導電性液体の粘度、表面エネルギー、表面張力、乾燥などを挙げることができる。これら要因は、参照により本明細書中に組み込まれる米国特許第９，４０１，３０６号（Ｍａｈａｊａｎら）に記載されている。本明細書中に記載されるチャネルは、部分的に、上述の要因の１つ以上によって決定され得る任意の適切な寸法（例えば、幅、深さ、又は長さ）を有することができる。いくつかの実施形態では、チャネルは、例えば、約０．１マイクロメートル〜約１ｍｍ、約０．５マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、又は約１マイクロメートル〜約２００マイクロメートルの範囲内の幅又は深さを有してもよい。
【００３１】
チャネルが第１のリザーバ及び第２のリザーバ（例えば、図１Ｃ〜図１Ｄのリザーバ１２６Ａ及びリザーバ１２６Ｂ）に接続すると、導電性液体はリザーバ内に流れ、各下側の電気接点（例えば、第１の電気接点１１２及び第２の電気接点１１４）と直接接触することができる。いくつかの実施形態では、導電性液体は１つ以上のリザーバ内に配置することができ、導電性液体は、毛細管圧によって、接続されたチャネル及びリザーバへと経路を定められ得る。いくつかの実施形態では、導電性液体は両方のリザーバに同時に分配することができ、チャネル内の導電トレースは、前進する２つの液体前面を、チャネルの中間付近のどこかで合流させることによって完成させることができる。いくつかの実施形態では、各リザーバを接続して導電トレースの通電容量を増加させるために、２つ以上のチャネルを設けることができる。
【００３２】
理論に束縛されることを望むものではないが、リザーバへの導電性流体の分配は、（ｉ）基板上の下側電気接点上の導電トレースに接続すること、及び（ｉｉ）１つのリザーバから他のリザーバへの導電性液体の毛細管流を開始し、それにより、下側電気接点を接続するための導電トレースをチャネル内に形成すること、を含む２つの機能を実施することができると考えられる。従来のジャンパ製造プロセスでは、誘電層に穴が形成されないように誘電層を複数回印刷しなければならない。これにより、誘電層の厚さが厚くなる。誘電層上に印刷される対応する導電トレースは、誘電層による段差高さを考慮してその厚さを増加しなければならず、これにより、比較的厚いジャンパ構造体になる。本開示に記載されるプロセスは、従来のプロセスにおけるそのような課題を効果的に克服することができる。
【００３３】
導電性液体２３０が回路の電気接点に直接接触した後、導電性液体は、図２Ｆに示されるように、導電性トレース２３０’を形成するために固化させることができる。導電性液体１６の固化を向上させるために使用することができる適切なプロセスとしては、例えば、熱若しくは放射線による硬化又は蒸発が挙げられ得る。チャネル及び／又はリザーバ内の導電性トレースは、電気接点を、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で電気的に接続する。
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｆに示される例示的なプロセスでは、基板上に単層構造を有する電気ジャンパを作製することができる。このプロセスは、ジャンパと下側の電気回路との間に、望ましくない電気的短絡を防止するための中間絶縁層を追加する必要性を排除することができる。
【００３５】
図３Ａ〜図３Ｅは、本明細書中に記載される、図２Ｂ〜図２Ｃの例示的なプロセスにあるような絶縁層上のパターン化された特徴部を作製するために使用される高精細表面のスタンプ３００を示す。スタンプ３００は、その主表面３０２上に形成された１つ以上の高精細表面の特徴部（micro−replicated features）を含む。図示される実施形態では、高精細表面の特徴部３２０は、ネガティブレリーフの少なくとも１つのチャネル特徴部３２２によって接続された、ネガティブレリーフの第１のリザーバ特徴部３２６Ａ及び第２のリザーバ特徴部３２６Ｂを含む。スタンドオフ３１０がその主表面３０２から突出している。スタンドオフ３１０は、スタンプ３００の周縁部に位置し、高精細表面の特徴部（例えば、チャネル特徴部３２２、リザーバ特徴部３２６Ａ及びリザーバ特徴部３２６Ｂ等）を少なくとも部分的に取り囲む。
【００３６】
いくつかの実施形態では、スタンドオフ３１０は、高精細表面の特徴部（例えば、リザーバ特徴部３２６Ａ及びリザーバ特徴部３２６Ｂ又はチャネル特徴部３２２）の高さ以上の高さを有することができる。例えば、スタンドオフ３１０は、高精細表面の特徴部の約１倍、１．２倍、１．５倍、又は２倍の高さを有してもよい。スタンプが図２Ｂに示されるように基板に押し付けられると、圧力はスタンドオフ３１０に沿って均一に分配され得る。これは、スタンプの高精細表面の特徴部と基板上の硬化性絶縁層との間の正確な接触を達成するのに役立ち得る。いくつかの場合では、適切なスタンドオフの使用により、作成されたチャネルの低品質な（poor）底面、及び導電トレースがチャネル内に形成されるときの望ましくない電気的短絡を回避することができる。
【００３７】
いくつかの実施形態では、スタンプが、基板上に配置された硬化性材料の層（例えば、図２Ａの参照番号２２４）を有する基板に押し付けられると、そのスタンドオフは、硬化性材料上に少なくとも部分的に倒れ、そのフットプリントを硬化性材料上に残してもよい。このフットプリントは、スタンドオフの形状をネガティブレリーフで有する凹部であってもよい。硬化性材料の残留層を、フットプリントの底面に保持してもよい。いくつかの実施形態では、スタンドオフのフットプリントは、絶縁層上に形成されたパターン特徴部（例えば、チャネル、リザーバ等）を少なくとも部分的に取り囲んでもよい。フットプリントは、円形、楕円形、矩形、円弧形等を有してもよい。
【００３８】
いくつかの実施形態では、ネガティブレリーフのリザーバ特徴部は、ネガティブレリーフの少なくとも１つのチャネル特徴部の高さを超える高さを有することができる。図３Ｅに図示される実施形態では、第１のリザーバ特徴部３２６Ａ及び第２のリザーバ特徴部３２６Ｂはそれぞれ、チャネル特徴部３２２の高さを超える高さを有する。いくつかの実施形態では、リザーバ特徴部は、硬化性絶縁層の厚さと実質的に同じ高さを有してもよく、基板上の導電トレースにアクセスするためのスルーホールを作成することができる。いくつかの実施形態では、チャネル特徴部は、例えば、硬化性絶縁層の厚さの約８０％〜約２０％の高さを有してもよい。
【００３９】
いくつかの実施形態では、リザーバ特徴部は、硬化性絶縁層の厚さをわずかに下回る高さを有してもよい。リザーバが絶縁層上に作成された後、リザーバの底面上に残った材料は、基板上の下側の電気接点（例えば、図１Ｄの参照番号１１２及び参照番号１１４）を少なくとも部分的に露出させるために、例えば、機械的穿孔、レーザ穿孔、反応性イオンエッチング、又は任意の他の適切な技術によって除去することができる。図３Ｄに示す一実施形態では、リザーバ特徴部３２６Ａ’は、高精細表面の特徴部８がその上に形成された底面を有する。高精細表面の特徴部８は、精細材料中にピンホールを生じさせることができる鋭い高精細表面の山部及び谷部を含む。これにより、後続のエッチングプロセスを伴わずに下側電気接点へのアクセスが可能になり、したがって、導電チャネルと下側電気接点（例えば、図１Ｄの参照番号１１２及び参照番号１１４）との間に電気接続を形成するのに役立ち得る。
【００４０】
本明細書中に記載されるスタンプは、圧縮性材料で作製されてもよい。一実施形態では、スタンプは、その主表面３０２上にポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）を含んでもよい。本願で調製した一例では、スタンプは、Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩからＳｙｌｇａｒｄ  １８４  ＰＤＭＳの商品名で市販されているシリコーンエラストマーキットを使用して作製されたポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）で作製した。ＰＤＭＳスタンプは、例えば、未架橋のＰＤＭＳポリマーを、パターン化成形型内に又はパターン化成形型に対して分配した後、硬化させることによって形成することができる。スタンプは、例えば、シリコーン、ガラス、透明セラミック、透明ポリマー等のような任意の適切な材料で作製することができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、スタンプは、下側の硬化性材料のＵＶ硬化を可能にするために透明であり得る。いくつかの実施形態では、スタンプは不透明であってもよく、下側の硬化性材料は熱硬化され得る。いくつかの実施形態では、硬化性材料は、電気回路の側面から硬化され得る。
【００４１】
本願で調製した一例では、硬化性材料は、Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔ，Ｉｎｃ．（ＣＲＡＮＢＵＲＹ、ＮＪ、ＵＳＡ）からＮＯＡ−７３の商品名で市販されている光学接着剤の層であった。スタンプは、その主表面を、その上のパターン化された特徴部を著しく損傷することなく絶縁層から分離可能である限り、任意の適切な材料で作製することができることを理解されたい。
【００４２】
本開示の動作を、以下の実施形態に関連して更に説明する。これらの実施形態は、様々な具体的かつ好ましい実施形態及び技術を更に示すために提供される。しかしながら、本開示の範囲内に留まりつつ、多くの変更及び修正を加えることができるということが理解されるべきである。
【００４３】
例示的な実施形態のリスト
実施形態１〜７、８〜１２、及び１３〜２６はいずれも組み合わせることができることを理解されたい。
【００４４】
実施形態１は、主表面を有する基板と、
基板の主表面上に提供された電気回路であって、電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を備える、電気回路と、
電気回路の少なくとも一部分の上を通過し、第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続する電気ジャンパと、
を備え、
電気ジャンパは絶縁層を備え、絶縁層は、基板の主表面上に配置され、電気回路の少なくとも一部分を覆っており、少なくとも１つのチャネルが絶縁層上に形成されており、導電性トレースが、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続するために、チャネル内に形成されている、
電気デバイスである。
【００４５】
実施形態２は、前記絶縁層は、硬化性液体の硬化物である、実施形態１に記載の電気デバイスである。
【００４６】
実施形態３は、絶縁層は、約５０マイクロメートル〜約２．０ｍｍの厚さを有し、少なくとも１つのチャネルは、約１０マイクロメートル〜約１．０ｍｍの深さを有する、実施形態１又は２に記載の電気デバイスである。
【００４７】
実施形態４は、絶縁層は、第１のリザーバ及び第２のリザーバを更に備え、少なくとも１つのチャネルが、第１のリザーバと第２のリザーバとを流体的に接続する、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の電気デバイスである。
【００４８】
実施形態５は、第１のリザーバ及び第２のリザーバは、導電性トレースが、それぞれ、第１のリザーバ及び第２のリザーバにおいて第１の電気接点及び第２の電気接点に電気的に接続するような、スルーホールである、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の電気デバイスである。
【００４９】
実施形態６は、絶縁層は単層構造を有する、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の電気デバイスである。
【００５０】
実施形態７は、電気回路はアンテナを含む、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の電気デバイスである。
【００５１】
実施形態８は、高精細表面のスタンプであって、
高精細表面のスタンプの主表面上に形成された１つ以上の高精細表面の特徴部と、
高精細表面のスタンプの主表面から突出するスタンドオフであって、少なくとも部分的にスタンプの周縁部に配置されるスタンドオフと、
を備え、
スタンドオフは、高精細表面の特徴部の高さ以上の高さを有する、
高精細表面のスタンプである。
【００５２】
実施形態９は、高精細表面の特徴部は、ネガティブレリーフの少なくとも１つのチャネル特徴部を含む、実施形態８に記載のスタンプである。
【００５３】
実施形態１０は、高精細表面の特徴部は、ネガティブレリーフの少なくとも１つのチャネル特徴部によって接続された、ネガティブレリーフの第１のリザーバ特徴部及び第２のリザーバ特徴部を更に含む、実施形態９に記載のスタンプである。
【００５４】
実施形態１１は、ネガティブレリーフの第１のリザーバ特徴部及び第２のリザーバ特徴部は、それぞれ、ネガティブレリーフの少なくとも１つのチャネル特徴部の高さを超える高さを有する、実施形態１０に記載のスタンプである。
【００５５】
実施形態１２は、スタンプの主表面は、ＰＤＭＳを含む１つ以上の圧縮性材料を含む、実施形態９〜１１のいずれか１つに記載のスタンプである。
【００５６】
実施形態１３は、電気デバイスを製造する方法であって、
主表面を有する基板と、基板の主表面上に提供された電気回路であって、電気回路の一部分によって分離された第１の電気接点及び第２の電気接点を備える、電気回路と、を提供することと、
硬化性材料の層を、基板の主表面上の電気回路の少なくとも一部分を覆うように提供することと、
高精細表面のスタンプを硬化性材料の層に押し付けて、硬化性材料の層上に１つ以上のパターン化された特徴部を作成することと、
硬化性材料を硬化させて絶縁層を形成することであって、絶縁層上に少なくとも１つのチャネルを有する、形成することと、
導電性液体をチャネル内に配置し、電気回路の第１の電気接点と第２の電気接点とを接続する導電トレースを形成することと、
を含む、方法である。
【００５７】
実施形態１４は、スタンプは、スタンプの主表面上に、硬化性材料の層と接触する高精細表面の特徴部を有する、実施形態１３に記載の方法である。
【００５８】
実施形態１５は、スタンプは、スタンプの主表面から突出するスタンドオフを有し、スタンドオフは、少なくとも部分的にスタンプの周縁部に配置される、実施形態１４に記載の方法である。
【００５９】
実施形態１６は、スタンドオフは、高精細表面の特徴部の高さ以上の高さを有する、実施形態１５に記載の方法である。
【００６０】
実施形態１７は、パターン化された特徴部は、第１のリザーバ及び第２のリザーバと、第１のリザーバと第２のリザーバとを流体的に接続する少なくとも１つのチャネルとを含む、実施形態１３〜１６のいずれか１つに記載の方法である。
【００６１】
実施形態１８は、第１のリザーバ及び第２のリザーバをエッチングし、それぞれ、下側の第１の電気接点及び第２の電気接点にアクセスするためのスルーホールを形成することを更に含む、実施形態１７に記載の方法である。
【００６２】
実施形態１９は、スタンプは、ＰＤＭＳを含む１つ以上の圧縮性材料を含む、実施形態１３〜１８のいずれか１つに記載の方法である。
【００６３】
実実施形態２０は、絶縁層は、約５０マイクロメートル〜約２．０ｍｍの厚さを有し、少なくとも１つのチャネルは、約１０マイクロメートル〜約１．０ｍｍの深さを有する、実施形態１３〜１９のいずれか１つに記載の方法である。
【００６４】
実施形態２１は、硬化性材料は接着剤を含む、実施形態１３〜２０のいずれか１つに記載の方法である。
【００６５】
実施形態２２は、硬化性材料は、スタンプが定位置にある状態で硬化させる、実施形態１３〜２１のいずれか１つに記載の方法である。
【００６６】
実施形態２３は、導電性液体は、導電性粒子を含有するインク組成物を含む、実施形態１３〜２２のいずれか１つに記載の方法である。
【００６７】
実施形態２４は、チャネル内に導電性液体を配置することは、導電性液体を、主に毛細管圧によってチャネル内で流すことを含む、実施形態１３〜２３のいずれか１つに記載の方法である。
【００６８】
実施形態２５は、下側の電気回路から電気的に絶縁させた状態で第１の電気接点と第２の電気接点とを電気的に接続するために、導電性液体を固化させてチャネル内に導電性トレースを形成することを更に含む、実施形態１３〜２４のいずれか１つに記載の方法である。
【００６９】
実施形態２６は、スタンプを硬化性材料に押し付けると、スタンドオフのフットプリントを硬化性材料上に形成することを更に含む、実施形態１５〜２５のいずれか１つに記載の方法である。
【００７０】
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「ある実施形態」に対する言及は、「実施形態」という用語の前に、「例示的な」という用語が含まれているか否かに関わらず、その実施形態に関連して説明される具体的な特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の例示的な実施形態のうちの少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、様々な箇所における「１つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの表現の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的な実施形態のうちの同一の実施形態に言及するものとは限らない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
【００７１】
本明細書ではいくつかの例示的な実施形態について詳細に説明してきたが、当業者には上述の説明を理解した上で、これらの実施形態の修正形態、変形形態、及び均等物を容易に想起できることが、理解されよう。したがって、本開示は、ここまで説明してきた例示的実施形態に、過度に限定されるものではないことを理解されたい。特に、本明細書で使用する場合、端点による数値範囲の列挙は、その範囲内に包含される全ての数を含む（例えば、１〜５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４、及び５を含む）ことが意図される。加えて、本明細書で使用される全ての数は、用語「約」によって修飾されるものと想定される。更には、本明細書で参照される全ての刊行物及び特許は、個々の刊行物又は特許を参照により組み込むことが詳細かつ個別に指示されている場合と同じ程度に、それらの全容が参照により組み込まれる。様々な例示的な実施形態について説明してきた。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2021520070.tif 000003
【図１Ｂ】
2021520070.tif 000004
【図１Ｃ】
2021520070.tif 000005
【図１Ｄ】
2021520070.tif 000006
【図２Ａ】
2021520070.tif 000007
【図２Ｂ】
2021520070.tif 000008
【図２Ｃ】
2021520070.tif 000009
【図２Ｄ】
2021520070.tif 000010
【図２Ｅ】
2021520070.tif 000011
【図２Ｆ】
2021520070.tif 000012
【図３Ａ】
2021520070.tif 000013
【図３Ｂ】
2021520070.tif 000014
【図３Ｃ】
2021520070.tif 000015
【図３Ｄ】
2021520070.tif 000016
【図３Ｅ】
2021520070.tif 000017
【国際調査報告】
2021520070.tif 000018
2021520070.tif 000019