(57)【要約】フレキシブル回路として有用な複合材が、第２の表面の反対側に第１の表面を有する導電体の少なくとも一部分を含む。第１の均質ポリマーフィルムが、前記導電体の少なくとも一部分の前記第１の表面と接触する。第２の均質ポリマーフィルムが、前記第１のフィルムの少なくとも一部分と前記導電体の前記少なくとも一部分の前記第２の表面とに接触する。前記第１および第２のフィルムが滲出して導電体の前記少なくとも一部分を囲む連続相を形成する。ハーメチックシールを有するフレキシブル回路の製造方法は、第２の表面の反対側に第１の表面を有する少なくとも１つの導電トレースを提供する工程を含む。前記第１の表面の少なくとも一部分が、第１の均質ポリマーフィルムに付着される。第２の均質ポリマーフィルムが、前記第１のフィルムの少なくとも一部分と前記第２の表面の少なくとも一部分とに接触される。その後、前記第１および第２のフィルムに一時、選択された温度で加圧することにより、ポリマーの滲出が促され、導電トレースの少なくとも一部分を囲む連続相が形成される。
2004510604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２の表面の反対側に第１の表面を有する導電体の少なくとも一部分と、
前記導電体の前記少なくとも一部分の前記第１の表面と接触している第１の均質ポリマーフィルムと、
前記第１のフィルムの少なくとも一部分と前記導電体の前記少なくとも一部分の前記第２の表面とに接触している第２の均質ポリマーフィルムと、を含み、
前記第１および第２のフィルムが滲出して前記導電体の前記少なくとも一部分を囲む連続相を形成する、複合材。
【請求項２】
前記均質ポリマーフィルムが液晶ポリマーフィルムである、請求項１に記載の複合材。
【請求項３】
前記第１および第２のフィルムが、ある一定時間にわたって高温で加圧する間に滲出する、請求項１に記載の複合材。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の複合材を含むフレキシブル回路。
【請求項５】
前記第１および第２のフィルムが、ある一定時間にわたって高温で加圧する間に滲出する、請求項４に記載のフレキシブル回路。
【請求項６】
ハーメチックシールを有するフレキシブル回路の製造方法であって、
第２の表面の反対側に第１の表面を有する少なくとも１つの導電トレースを提供する工程であって、前記第１の表面の少なくとも一部分が、第１の均質ポリマーフィルムに付着される工程と、
第２の均質ポリマーフィルムを、前記第１のフィルムの少なくとも一部分と前記第２の表面の少なくとも一部分とに接触して配置する工程と、
前記第１および第２のフィルムに一時ある一定温度で加圧してポリマーの滲出を促し、前記導電トレースの少なくとも一部分を囲む連続相を形成する工程と、
を含むフレキシブル回路の製造方法。
【請求項７】
前記均質ポリマーフィルムが液晶ポリマーフィルムである、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は概して、液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルム積層体に関し、さらに詳細には、ＬＣＰフィルムの被覆層に積層されて導電回路トレースを封入し、それらを環境汚染から保護するＬＣＰ基板フィルムを含むフレックス回路に関する。
【０００２】
発明の背景
サーマルインクジェットプリンタは、画像記録媒体上にインクを射出することによって高品質の印刷を行う高速かつ低騒音のデバイスである。シート状の紙など、画像記録媒体は、画像形成の間にプリントヘッドが紙の表面の上を移動するとき、インクによってだけ衝撃を与えられる。
【０００３】
サーマルインクジェットプリントカートリッジは、気化されたインクを１つ以上のオリフィスを通して射出して記録媒体上にインクドットを生じることによって、動作する。インクの射出は、少量のインクの速やかに加熱した後に急速に行われる。オリフィスは、ノズル板上にアレイとして配置されてもよい。プリントヘッドが記録媒体の端から端まで移動するとき、一定の順序でインクの射出が行われ、所望の画像の印刷部分をもたらす。典型的には、プリントヘッドの通過のたびに、記録媒体が移動し、次にプリントヘッドが通過し、完全な画像が現われるまで、隣接領域にインクを堆積させる。
【０００４】
一般的なインクジェットプリントカートリッジは、プリントヘッド、プリントヘッドに供給される液体インクを保有するインクリザーバ、およびプリントヘッドに信号を送るフレックス回路を備える。プリントヘッドは、ニッケルノズル板を有する構造体など、様々な従来の構造体のいずれであってもよく、またはテープ自動ボンディング（Ｔａｐｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）（ＴＡＢ）を用いて形成されてもよい。
【０００５】
プリントヘッドカートリッジへの損傷が、様々な仕方で生じることがある。一般的な問題には、インクジェットプリントヘッドチャンバーおよびノズルの表面に対するインクジェットインク組成物による攻撃がある。浸蝕による、表面に対する攻撃は、インク液滴の射出の前およびその間に生じる。液滴の射出プロセスは、約３００℃の温度で行われる。かかる高温は、プリントヘッドで生じる摩耗を速めることがある。保護塗膜は、浸蝕の速度を遅らせることによって、プリントヘッドの寿命を延ばすことができる。
【０００６】
有機ポリマーを用いてフレックス回路部品を粉塵および湿度などの環境因子から保護することは周知である。プリントヘッドの浸蝕を妨ぐには不適当であるが、有機ポリマーは、インクジェットプリントヘッドに近接したプリント回路配線などの構造体を粉塵および湿度などの環境因子からおよび特にインクジェットインクの噴霧から保護するのに有用である。インクジェットプリンタの動作中に存在しているインクの噴霧は、通常は銅から作製された電子信号搬送導電トレースから構成される配線上にインク液滴として堆積することがある。インクの液滴は、イオン性成分を含有する。個々の回路トレース間の間隔については、イオン伝導性インク液滴が、隣接したトレース間の間隙に広がり、電気ショートを起こすことがあり得る。電気ショートがあると、インクジェットプリンタは誤動作することがある。明らかに、回路トレースが、保護電気絶縁塗膜がなく露出される場合、電気ショートが生じる可能性がずっと高い。かかる保護塗膜がある場合でも、導電回路トレースの領域のインク液滴の堆積は、最終的にトレース間の電気ショートを起こすことがある。インクジェットインクが溶剤並びにイオン性成分を含有するので、これは可能性がある。インク中の溶剤が特定の絶縁塗膜を徐々に溶解して、下にある回路トレースを露出させる。溶剤の攻撃は、インクジェットインク中にも存在している界面活性剤によって容易に促進されることがある。インクジェットインク組成物に関する情報は、例えば、ＪＰ３０９７７７１、米国特許第４，８５３，０３７号、同第４，７９１，１６５号、同第４，７８６，３２７号、ＥＰ２５９００１、米国特許第４，６９４，３０２号、同第５，２８６，２８６号、同第５，１６９，４３８号、同第５，２２３，０２６号、同第５，４２９，８６０号、同第５，４３９，５１７号、同第５，４２１，８７１号、同第５，３７０，７３０号、同第５，１６５，９６８号、同第５，０００，７８６号および同第４，９９０，１８６号を参照することによって得られる。
【０００７】
インクジェットチャンバおよびノズルの劣化に伴う問題は、インクジェットカートリッジの有用な設備寿命に影響を及ぼす。フレックス回路を配線する、回路トレース間の電気ショートの問題は、信号制御回路が損なわれるときのプリントヘッドの早期不良の、より有意な問題を引き起こす。このタイプの不良は第一に、フレックス回路のために用いられる最も一般的な基板ポリマーであるポリイミドのフィルム上に形成された導電トレースに関連する。この適用のためのポリイミドポリマーの望ましい性質には、高い誘電率および熱安定性などがある。ポリイミド上の導電トレースは典型的には、インクジェットインク噴霧などの様々な汚染物質による腐蝕を妨ぐための保護塗膜層を必要とする。最適な保護のために、カバーコート材料が、化学攻撃を抑え、ガス放出による汚染を回避し、導電回路トレースおよびポリイミド回路支持基板によく付着する。ポリイミドフィルムを用いて更に増大する主な欠点は、ポリイミドが高周波デバイスの性能を妨げるレベルまで湿分を吸収することに関する。より高周波の動作は、吸湿に対する感受性のより小さい電子パッケージング材料の同定または開発を必要とする。
【０００８】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムは、改善された高周波性能を有するフレキシブル回路用の基板としてますます用途がある。概してそれらは、より低い誘電損失を有し、ポリイミドフィルムほど湿分を吸収しない。液晶ポリマーのこれらの有益な性質は以前から知られているが、加工が難しいことから、液晶ポリマーを複雑な電子アセンブリに適用するのが妨げられた。
【０００９】
多軸、例えば二軸フィルム加工技術の開発が、フレキシブル回路の適用のための液晶ポリマーフィルムの使用を拡大した。米国特許第４，９７５，３１２号には、ＸＹ方向の注文通りの熱膨張率を有し、厚さが約１００μｍ以下の多軸延伸サーモトロピック液体結晶性ポリマーフィルムから作製されたプリント配線ボード基板が記載されている。このタイプの材料は、フレックス回路基板にポリイミドフィルムを使用することよりもいくつかの有望な利点を提供する。かかる有望な利点は、液晶フィルム基板の１つ以上の層によって支持された単一層または多層回路構造体を製造する容易に利用できる加工技術の使用につながる。多層フレキシブル回路は、ドリルおよびメッキで加工してメッキしたスルーホールを形成する、互いに貼り合わせた片面または両面フレキシブル回路の３つ以上の層の組合せである。これは、多数のはんだ付け作業をする必要がなく様々な層間に導電路を作る。
【００１０】
米国特許第４，７３７，３９８号には、金属箔および金属箔に積層したポリマー層を含む積層フィルムが記載されている。０．００５〜０．０７６ｍｍの範囲の金属箔を異方性溶融相形成ポリマーに積層して厚さ０．０１〜０．２５４ｍｍのポリマー積層体を形成することができる。得られた積層体は、電気および電子配線を有する様々な用途のための基板を提供する。
【００１１】
液晶ポリマーフィルム同士を積層するか、または他の材料に積層してもよいことは周知である。米国特許第５，２４８，５３０号によって、十分な接着性を得るために、このプロセスは、ＬＣＰが溶融および流動して、積層された層間の接着を生じるまでそれを加熱することを必要とする。残念なことに、ＬＣＰがその軟化点または融解点より高い温度に加熱されるとき、その分子配向および全形状は、ポリマーが流動するときに変化する傾向がある。この問題は、米国特許第５，２４８，５３０号に記載されているように、より高融点のＬＣＰ層がより低融点のＬＣＰの層中に密閉されるかまたは間に挟持された同時押出液晶ポリマー（ＬＣＰ）フィルムまたはシートを含む材料を用いることによって克服することができる。ＬＣＰ成分は、同じダイから同時押出しされる。次に、このフィルムまたはシートを、外側のより低融点のＬＣＰおよび内側のより高融点のＬＣＰの融点の間の温度で他の材料上に積層してもよい。上に記載した条件下で、内側のＬＣＰがその形状、配向および機械的特性を維持するのに対し、外側の溶融ＬＣＰ成分は流動して他の材料と接着する。ＥＰ０７６４６５１５に記載された別の積層構造体は、多孔性ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の最も外側領域、液晶ポリマーの内側領域、およびＬＣＰが多孔性ＰＴＦＥ中に浸透することによって生み出された中間領域、によって形成された少なくとも３つの異なった領域を有する複合材料を提供する。ＰＴＦＥの、ＬＣＰへの積層は、サーモトロピックＬＣＰの融点より１０℃〜５０℃高い範囲の温度で動作する加熱段プレスを用いる。複合構造体は、溶融状態のＬＣＰによって形成される。
【００１２】
液晶ポリマー材料は、電気および電子回路およびデバイス用の保護および封入材料としてほとんど注目されてこなかった。ドイツ特許ＤＥ　１９８　３８　２６６号には、射出キャスティング方法による電気回路の封入のための機器および方法が記載されている。日本特許ＪＰ２００００６８２６３号は、チップスケールパッケージ内の無被覆チップなどの集積回路デバイスの表面を被覆するために絶縁ＬＣＰを用いる。ＬＣＰ層がチップの表面と接触する明確な分画境界（ｄｅｍａｒｃａｔｉｏｎ　ｂｏｕｎｄａｒｙ）がある。たいていの電子デバイスのパッケージングが離層または回路の金属腐蝕のいずれかによって不良になるので、チップ表面とＬＣＰ層との間の、境界に沿ってのいずれの分離も、回路デバイスの結合性を損なうことがある流体および他の薬剤への接点を提供する。
【００１３】
周知の電子パッケージング材料に伴う欠陥を鑑みて、本発明は、かかる欠点を軽減し、使用者に更に利点を提供するために開発された。かかる改良および利点が、本発明の様々な別の実施態様に対してより詳細に本明細書中に記載される。
【００１４】
発明の概要
本発明はその様々な開示された実施態様において、電子デバイスと共に使用するためのフレックス回路を実装するために有用な複合構造体を提供する。好ましくは本発明によるフレックス回路は、ＬＣＰフィルム基板と、液晶ポリマーの保護被覆フィルムに積層されたプリント回路と、を含む。本明細書に開示された積層構造体は、ポリイミド基板を有する従来通り実装された電子回路デバイスと比較して改善された性能を提供する。本発明はまた、回路の結合性を損なうことがある環境汚染物質への導電回路トレースの暴露を低減させるために気密性を保持したまま、電気的相互接続を容易にする。
【００１５】
ＬＣＰフィルムのパッケージは、ポリイミドのフレックス回路と比較したとき、改善された性能を提供する。例えば、ＬＣＰの低吸湿、低いガス透過率、すぐれた寸法安定性、および低い熱膨張率が、回路の組立ておよび動作の間に回路の汚染の可能性および寸法の応力を最小にする。低い誘電率および低い損失正接の特徴は、ポリイミドフレックス回路に有用な範囲外になる、マイクロ波周波数などの周波数で、ＬＣＰが有効に動作することを可能にする。ＬＣＰフィルム積層体を用いる実装フレックス回路は、時間決めして加熱および加圧する間にポリマーと金属との間の接着性および接着部の形成のために実質的にハーメチックシールされる。本発明によるパッケージング方法は、汚染物質の混入などによる攻撃に高い耐性がある接着複合材を製造する。加熱および加圧する間のハーメチックシールの形成は、ＬＣＰフィルムの滲出（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）を促し、ＬＣＰの融点以下の温度でも、フィルム間の分画境界のいずれの形跡をも除去する。滲出は、回路構造体の寸法変化のないときに生じる。
【００１６】
さらに詳細には、本発明は、第２の表面の反対側に第１の表面を有する導電体の少なくとも一部分を含む複合材を提供する。第１の均質ポリマーフィルムが、導電体の少なくとも一部分の第１の表面と接触する。第２の均質ポリマーフィルムが、前記第１のフィルムの少なくとも一部分と前記導電体の前記少なくとも一部分の前記第２の表面とに接触する。第１および第２のフィルムが滲出して導電体の前記少なくとも一部分を囲む連続相を形成する。
【００１７】
本発明による別の実施態様は、第２の表面の反対側に第１の表面を有する導電体の少なくとも一部分を含む複合材を用いてハーメチックシールを有するフレキシブル回路を提供する。第１の均質ポリマーフィルムが、導電体の一部分の第１の表面に接触している。第２の均質ポリマーフィルムが、第１のフィルムの少なくとも一部分と導電体の一部分の第２の表面とに接触し、第１および第２のフィルムが滲出して導電体の一部分を囲む連続相を形成する。
【００１８】
本発明はまた、第２の表面の反対側に第１の表面を有する少なくとも１つの導電トレースを提供する工程を含む、ハーメチックシールを有するフレキシブル回路の製造方法を含む。第１の表面の少なくとも一部分が、第１の均質ポリマーフィルムに付着される。第２の均質ポリマーフィルムが、第１のフィルムの少なくとも一部分と第２の表面の少なくとも一部分とに接触される。その後、第１および第２のフィルムに一時、選択された温度で加圧することにより、ポリマーの滲出が促され、導電トレースの少なくとも一部分を囲む連続相が形成される。
【００１９】
定義
以下の定義は、本発明を記載するために本明細書中で用いた用語を説明する。
「回路の保護複合材（Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）」は、同様な均質ポリマーフィルム基板上に支持されたプリント回路の回路トレースの上の被覆層として均質ポリマーフィルムを積層することによって本発明によって形成された複合構造体を指す。複合材を形成する積層は、フィルムに時間決めして加熱および加圧する間に行われ、回路トレースの周りの連続相、およびフィルム層の間の明確な分画境界を有さない滲出層を生成する。
【００２０】
用語「均質ポリマーフィルム（ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ　ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ　ｆｉｌｍ）」は、本発明によって複合材を形成するために使用するの適したフィルム層を指す。フィルムの性質は層の全体にわたって同じであり、フィルムは単一の融解温度を有する。均質ポリマーフィルムは、本発明の好ましい実施態様のために必要とされるとき、充填剤および他の添加剤を含有してもよい。
【００２１】
用語「ハーメチックシールされた（ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ　ｓｅａｌｅｄ）」または用語「実質的にハーメチックシールされた（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ　ｈｅｒｍｅｔｉｃａｌｌｙ　ｓｅａｌｅｄ）」の使用は、腐蝕したりまたは他の仕方で損傷を与えるか保護構造体の機能を損なうことがある薬剤の混入による、導電体などの保護構造体への接触を防ぐ材料の遮断層の存在を示す。ハーメチックシールされたパッケージは、一般に用いられるポリイミドフィルムよりずっと小さい程度ではあるが、本発明によって用いられる好ましい液晶ポリマーフィルムが湿分浸透しやすいという事実のために、完全に不浸透であると見なされない。
【００２２】
本発明による「多層複合材（ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）」は、付加的なプリント回路および／または本発明による回路保護複合材に適用された被覆層を有する複合構造体を指す。
【００２３】
用語「滲出（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）」は、明確に画定された分画境界を有しない連続したポリマー相の拡散帯を作り出す、時間決めして加熱および加圧する間の、積層状態の均質ポリマーフィルム間のポリマーの移動性を指す。
【００２４】
本明細書中で「連続相（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｐｈａｓｅ）」とも称される「滲出層（ｉｎｆｕｓｉｏｎ　ｌａｙｅｒ）」は、高温で加圧下で積層ポリマーの滲出から得られる拡散帯である。
【００２５】
上に記載した有利な効果は概して、回路の保護複合材の本明細書に開示した典型的なデバイスおよび機構に適用される。これらの利点が提供される特定の構造体を、以下に詳細に記載する。
【００２６】
本発明は、以下に、実施例としてだけ、および添付した図面を参照して、より詳細に説明される。
【００２７】
発明の詳細な説明
必要に応じて、本発明の詳細な実施態様を本明細書中に開示する。しかしながら、様々な形状および別の形状で具体化されてもよい開示された実施態様は、本発明の例として役立つにすぎないことは理解されたい。図は必ずしも縮尺通りではなく、いくつかの形が特定の成分を詳細に示すために誇張されるか、または小さくされている場合がある。したがって、本明細書中に開示された特定の構造および機能の詳細は限定的であると解釈されるべきでなく、請求項の基準としてのみおよび本発明を様々に使用するために当業者に教示するための代表例として解釈されるべきである。
【００２８】
同じ数字がいくつかの図を通じて同じ部分を明示する図を参照すると、図１は、本発明による複合構造体１０の一部分の断面図を提供する。複合構造体１０は、導電体１２、１４の両方の面の上の第１の均質ポリマーフィルム１８および第２の均質ポリマーフィルム２０に加熱および加圧する間に生み出された滲出層１６によって囲まれた第１の導電体１２および第２の導電体１４を備える。
【００２９】
図２は、本発明による多層複合構造体３０の断面図を示す。この図は、上方の滲出層３４によって囲まれた上方の導電体３２と下方の滲出層３８によって囲まれた下方の導電体３６とを示す。複合材３０の製造は、一方の面に上方の導電体３２、他方の面に下方の導電体３４を有する均質ポリマー支持フィルム４０の使用を必要とする。上方の導電体３２の上に配置された上方の均質ポリマーフィルム４２と下方の導電体３４の上に配置された下方の均質ポリマーフィルム４４は、上方および下方の均質ポリマーフィルム４２、４４に加熱および加圧した後に図２に示した多層複合材３０を製造する。
【００３０】
図３は、第１の均質ポリマーフィルム１８および第２の均質ポリマーフィルム２０に時間決めして加熱および加圧することによって形成された滲出層１６によって囲まれた第１の導電体１２および第２の導電体１４を示す図１の断面の斜視図を提供する。フィルム１８、２０間に明確に画定された分画境界、または境界面がなく、または導電体１２、１４の近くの連続相１６の間隙がない。この状態は、滲出層１６中に実質的にハーメチックシールされた導電体１２、１４を提供する。ハーメチックシールは、本発明による複合材１０の上に堆積することがある流体などの環境汚染物質による連続相１６の浸透を妨ぐために、吸湿率など、生得物理的性質に依存する。本発明による好ましい複合材は、液晶ポリマーフィルムを含む。先行の考察は、ポリイミドポリマーと比較して、液晶ポリマーの性質が、それらが遮断層、封入剤または被覆層の適用において用いられるときに改善された回路の保護を改善することを示唆する。
【００３１】
図４は、その上面に複数の導電トレース５０を有する第１の均質ポリマーフィルム１８の上に第２の均質ポリマーフィルム２０を積層中の本発明による複合材の実施態様を示す。時間決めして加熱および加圧積層する間に作り出された複合部分４６は、フィルム１８、２０の間の滲出層１６の形成を示す。滲出層１６は、両方のフィルム１８、２０の材料がそれらの間の境界面全体にわたって移動すると考えられるときに形成される拡散層である。材料を移動またはブレンドして滲出層１６を形成することにより、加熱および加圧する前にフィルム１８、２０の間に存在する分画境界４８を除去して複合部分４６を形成する。材料の移動は、回路、特にフレックス回路を示す複数の導電トレース５０の各々の周りの、滲出層１６である、連続相の形成につながる。
【００３２】
前に記載したように、滲出層１６の形成は、本発明の顕著な特徴である。圧力、時間および温度の条件を注意深く選択することによって、滲出層１６の連続相の形成が、均質ポリマーフィルム１８、２０の融点より低い温度で起こる。この発見は、米国特許第５，２４８，５３０号におけるような先行する教示内容とは正反対であり、そこにおいては、低融点のＬＣＰを高融点のＬＣＰと同時押出することにより、異なった融解性質を有する反対側の表面を有する非均質フィルムを提供する。非均質フィルムは、フィルムの接着性および寸法安定性のために溶融および固体ＬＣＰの組合せを提供するために必要であった。驚くべきことに、本発明による時間決めされた圧力および温度を用いることで、一体化複合構造体が、均質ポリマーフィルムをそれらの融点より低い温度から同フィルムの融点より最高５℃高い温度まで加熱する間に形成される。本発明による、よりよい複合材の形成は、均質ポリマーフィルムを積層してフィルム間に回路トレースを好ましくは示す導電体を囲む滲出層を形成する、時間、温度および圧力の条件のバランスに依存する。均質ポリマーフィルムの融点より低い温度で積層構造体を加熱することは、導電トレースの周りに滲出層の連続相を生成するためにより長い時間またはより高い圧力を必要とすることがある。より高い積層温度で、滲出層の形成が、より低い圧力またはより短時間で起こることがある。
【００３３】
本発明によって複合材を形成する方法は、以下のように図４を参照して示されるように比較的少数の工程で達成されてもよい。均質ポリマーフィルム支持体１８上の導電トレース５０の回路パターンの選択が、プリント回路材料、好ましくは、軟質プリント回路材料を提供する。回路パターンの上に配置された第２の均質ポリマーフィルム２０が、プリント回路に被覆層を提供する。導電トレース５０の封入と共に行われるフィルムの積層は、フィルム１８、２０を複合材１０に統合して滲出層１６を生じるために時間、温度および圧力のバランスのとれた一組の条件を選択することを必要とする。適した条件の選択により、導電トレースが、インクジェットプリンタによって生成されたインクの噴霧を含有する環境汚染物質による攻撃に対して実質的にハーメチックシールされる、複合材１０を製造する。
【００３４】
実験
回路の保護複合材の作製
回路トレースを保護して実質的にハーメチックシールする本発明による回路保護複合材の研究は、最初に、フレックス回路を作製し、その後に、被覆層フィルムを適用および積層することを必要とした。アディティブおよびサブトラクティブ法（Ａｄｄｉｔｉｖｅ　ａｎｄ　ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）は、プリント回路の製造に周知である。いずれかの方法を用いて、回路の保護複合材に用いられるフレックス回路を提供することができる。導電回路トレースが、市販の液晶ポリマーの表面の上に形成された。適した市販の液晶ポリマーは、商品名ＶＥＣＴＲＡでＨｏｅｃｈｓｔ　Ｃｅｌａｎｅｓｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、商品名ＸＹＤＡＲでＡｍｏｃｏ　Ｃｏｍｐａｎｙから、並びにＷ．Ｌ．　Ｇｏｒｅ　ａｎｄ　Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ（日本）およびＫｕｒａｒａｙ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（日本）から入手可能なことが知られている。ＬＣＰフィルムは、フレックス回路のアディティブおよびサブトラクティブ製造法の選択に応じて、金属層を有していてもよい。好ましくはフレックス回路は、厚さ１２μｍの銅層を有する５０μｍのＬＣＰフィルムを有する積層体を用いてサブトラクティブ法によって作製される。銅トレースの表面は、銅サブトラクティブエッチング方法の後に処理されなかった。
【００３５】
カバーレイＬＣＰフィルムを、軟質プリント回路の回路トレースの上に配置した。回路の保護複合材の最も単純な形は、ポリマーフィルム間に導電回路トレースを有するサンドイッチ構造体である。最終複合材の製造は、時間決めして加熱および加圧することを必要とする。これは、連続ロール間加工（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　ｒｏｌｌ　ｔｏ　ｒｏｌｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）を用いて、または単一カバーレイシートを用いてバッチ方式で達成されてもよい。
【００３６】
積層条件
積層条件は、用いたＬＣＰフィルムに依存する。好ましくは、ＬＣＰの結晶転移点は、２９０℃〜３５０℃の範囲である。温度を２９０℃〜３２０℃に上げた後、１３８０ｋＰａ（２００ｐｓｉ）〜２０７０ｋＰａ（３００ｐｓｉ）の圧力を、４５秒〜９０秒の範囲の時間、適用した。好ましくは積層条件には、約３００℃の温度、２０７０ｋＰａ（３００ｐｓｉ）の圧力および６０秒の時間、が挙げられる。得られた回路保護複合材は、平坦であるように見え、フィルム変形のカールまたは同様な形を示さなかった。またＬＣＰフィルムの形状または寸法の形状の目立った変化はなかった。
【００３７】
複合材の形成プロセスの終了後に、ＬＣＰ被覆フィルムは、銅回路トレースへの強い接着を示し、ＬＣＰフィルムがそれらを支持した。断面を見ると、本発明による回路保護複合材はボイドがなく明確な分画境界が２つのＬＣＰフィルムの間に目視できなかった。外側ＬＣＰフィルムを複合材の他の部分から分離しようとすると、ＬＣＰを不規則に裂く結果となった。これは、プリント回路とカバーレイフィルムとの間の最初の境界面に不良が生じなかったことを意味する。
【００３８】
複合材の加工
ＬＣＰフィルムを、デザインされたパターンで予め打ち抜くか、またはいずれのパターンもなしに積層することができる。後者の場合、どちらかのＬＣＰフィルムの化学エッチングまたはレーザー融蝕が、積層して本発明による回路保護複合材を形成した後に電気接触パッドへの開口を有するパターン化ＬＣＰ　フィルムをもたらす。様々なレーザーを用いて、回路保護複合材のＬＣＰ層を融蝕することができる。融蝕方法は好ましくは、７０アンペアの電流で作動して１０６４ｎｍの波長を有する放射線の１３マイクロ秒のパルスを生じるＰａｃＴｅｃｈレーザー機を使用する。この条件でＬＣＰが溶融して銅トレースの表面を露出する小さい孔を提供する。８ｍｍのはんだボールを前記孔に挿入して５０アンペアの電流のレーザーパルスで前記はんだボールを溶融することによって露出した銅トレースに接続してもよい。得られた接続は０．４オームの電気抵抗を示した。
【００３９】
インク爆弾試験
本発明による複合材を、ＬＣＰの被覆層が積層されたポリイミドフレックス回路と比較した。本発明の構造体およびポリイミド回路を用いる構造体の試料を、８．５のｐＨを有するＨＰ１３５という名称のインクジェットインクを保有する圧力容器内に置いた。圧力容器を閉じた後に、その温度を２００℃に上げ、６０分間、そこに保持した。前記容器を冷却した後に、試料を除去し、被覆層を回路から剥離しようとした。全ての場合、ＬＣＰ被覆層を、ＬＣＰとポリイミドフィルムとの間の明確に画定された分画境界に沿って除去した。一方、明確な分画境界を有さない本発明による回路保護複合材は、層に分離するのに強く抵抗した。
【００４０】
本発明による回路保護複合材は、電子パッケージとしての用途の可能性があり、集積回路パッケージング（ＩＣＰ）、インクジェットプリンタ、ハードディスクドライブ、医療用および生物医学用器具および自動車の用途および液晶ディスプレイなどの分野の製品の用途に耐磨耗性および電気絶縁保護層を提供する。
【００４１】
フレキシブル回路として有用な複合材、およびその成分を、本明細書中に記載した。当業者によって理解されるであろう、これらおよび他の変型は、以下に特許請求されるようにこの発明の所定の範囲内である。前に記載したように、本発明の詳細な実施態様を本明細書に開示する。しかしながら、開示された実施態様は、様々な形で具体化されてもよい本発明の例として役立つにすぎないことは、理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による複合材の断面図である。
【図２】本発明による多層複合構造体の断面図である。
【図３】本発明による複合材の斜視図を提供し、それから延在する導電体を示す。
【図４】本発明による複合材を形成する前のプリント回路の上の被覆層の配置を示す斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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