JP2001505706A - 超小型で平坦な信号伝送ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 超小型で平坦な信号伝送ケーブルは、相対する第１と第２の面、及び約０．００３インチ未満の厚さを有する少なくとも１つの支持フィルムを備える。本ケーブルは、さらに、支持フィルムの第１面の上に配置された少なくとも１つの接着剤層を備える。接着剤層は、好ましくは、約０．００１インチ未満の厚さを有する。約０．００２インチ未満の横寸法を有する少なくとも１つの予め作成された信号伝送導体が、接着剤層の中に埋設される。本信号伝送ケーブルのパッケージもまた開示される。本パッケージは、ほぼ平坦な面を有する少なくとも１つの保持フィルム層、及び保持フィルムの平坦な面の上に配置された感圧接着剤の層をさらに備える。保持フィルムは伝送ケーブルの支持フィルムの第２面に接着によって固定される。

Description

【発明の詳細な説明】 超小型で平坦な信号伝送ケーブル 発明の分野 本発明は、広くは、伝送ケーブルとその製造方法に関する。より詳しくは、本 発明は、他の同様なケーブルに比較してコストが安く且つ信頼性があり、さらに 、別なデバイスに接続するための好ましい方法を可能にする、新規な超小型で平 坦な信号伝送ケーブルに関する。 発明の背景 超小型の相互接続ケーブルは、電子記憶デバイスと別な電子アセンブリを相互 接続する技術において周知である。このような相互接続は、電子部品又は他の目 的物の２つ以上の金属パッド間の電気的連絡を提供する。 例えば、図１は、光学的又は化学的エッチングプロセスによって製造された、 全体的に10で示されているフレキシブルプリント回路ケーブル又は「フレックス 回路」を例示する。フレックス回路10は、例えば、銅のような１つ以上のプリン トされた導電体層と交互になる層12のような１つ以上の誘電体層を備える。エッ チングの後、銅の導電体層は、誘電体層12の上に配置された複数の導体14を有す るように処理される。 フレックス回路10に関する１つの欠点は、その名前に反し、ワイヤーを成端さ せる又は道筋づけるときの多くの場合に有用な多軸的に自由に動かないことであ る。また、銅の導体は絶縁されないため、それらは電気ショートを受け易い。フ レックス回路に関するもう１ つの欠点は、その構成が、化学的エッチングプロセスに適する材料に制約される ことである。 フレックス回路10のさらにもう１つの欠点は、その製造上の理由により、長方 形の横断面形状に限定されることである。化学的エッチングは、例えば、誘電体 層12の上面18に対してほぼ垂直なエッジ16を生成させる。しかしながら、円形や 隋円形の導体の形状のような予め作成された導体の形状のものが、商業的供給源 より市販されている。これらの導体形状の長所のいくつかは、高められた多軸可 撓性、改良された疲労寿命、改良された電気的特性、及びすみ肉ハンダボンディ ングや超音波ワイヤーボンディングのような普通のボンディング法との適合性で ある。フレックス回路10は、垂直エッジ16を有する導体14に限られるため、長方 形以外の導体形状の長所を全く得ることができない。フレックス回路10のさらな る欠点は、連続した長さで製造できないことである。 また、フレックス回路10の他に、このような超小型ケーブルを押出することも 周知である。図２は、導体22を完全に包む絶縁性媒体24の中に、各々を22と示し た平行な導体を有する、全体的に20と示す押出ケーブルの例を示す。押出ケーブ ル20は、任意の数の導体横断面を有して製造されることができる。押出ケーブル に関する１つの欠点は、成端用の導体を露出させるため、一般に、絶縁媒体の除 去工程を必要とすることである。この除去工程は、実施するのに時間がかかり、 コストが高い。押出ケーブルのさらなる欠点は、押出され得る絶縁材に制約され ることである。 ケーブルの極めて小さいサイズのため、超小型ケーブルのパッケージ化がその ようなケーブルのメーカーに重大な挑戦を提示しているということに注目する価 値がある。 以上は、現状の超小型信号伝送ケーブルに存在することが知られ る制約を説明する。即ち、上記の制約の１つ以上を克服することに結びつく，改 良されたケーブルを提供することが有益なことは明らかである。従って、下記に より十分に開示する特徴を備えた適切な代替策が提供される。 発明の要旨 本発明は、今日まで知られているものを凌駕して、超小型で平坦な信号伝送ケ ーブルの技術を進歩させる。本発明の１つの態様において、超小型で平坦な信号 伝送ケーブルは、相対する第１と第２の面と約C．００３インチ未満の厚さを有 する少なくとも１つの支持フィルムを備える。本ケーブルは、さらに、支持フィ ルムの第１面の上に配置された少なくとも１つの接着層を備える。接着層は、好 ましくは、約０．００１インチ未満の厚さを有する。約０．００２インチ未満の 横寸法を有する少なくとも１つの予め作成された信号伝送導体が、接着剤層の中 に埋設される。 本発明のもう１つの態様において、上記のような超小型で平坦な信号伝送ケー ブル用のパッケージが、ほぼ平坦な面を有する少なくとも１つの保持フィルムの 層と、その保持フィルムの平坦な面の上に配置された感圧接着剤の層を備える。 保持フィルムは、伝送ケーブルの支持フィルムの第２面に接着によって固定され る。 このように、本発明の目的は、改良された信号伝送のため、任意の横断面形状 を備えた予め作成された導体を有する超小型で平坦な信号伝送ケーブルを提供す ることである。 本発明のもう１つの目的は、大量生産によって製造すると安価であり、連続的 長さで製造可能な超小型ケーブルを提供することである。 本発明のさらにもう１つの目的は、任意の数の適切な材料から製 造可能な超小型ケーブルを提供することである。 本発明のさらなる目的は、絶縁が可能であり、且つ接着剤によって支持フィル ムに対して選択的に配置可能な導体を有する超小型ケーブルを提供することであ る。 本発明のさらにもう１つの目的は、超音波ワイヤーボンディングやハンダ付け のような、金属パッドに導体を取り付ける周知の方法に適合する電子的相互接続 を提供することである。 図面の簡単な説明 上記の要旨、及び本発明の好ましい態様の下記の詳細な説明は、添付の図面と 併せて読み進める時、より的確に理解されるであろう。本発明の説明のため、図 面には現状で好ましい態様が示されている。ここで、本発明は示されたそのまま の配置や手段に限定されるものではないことを理解すべきである。 図１は、従来技術の可撓性プリント回路ケーブル又はフレックス回路の横断面 図である。 図２は、別な従来技術の押出ケーブルの横断面図である。 図３は、本発明の超小型で平坦な信号伝送ケーブルの横断面図である。 図４は、図３と同様な横断面図であり、導体の上に配置された絶縁材を備えた ケーブルの導体を示す。 図５は、本発明のもう１つの好ましい態様の超小型で平坦な信号伝送ケーブル を示す横断面図である。 図６は、本発明のさらにもう１つの好ましい態様の超小型で平坦な信号伝送ケ ーブルの横断面図である。 図７は、はぎ取られた導体部分を示す本発明の超小型で平坦な信号伝送ケーブ ルの平面図である。 図８は、本発明の教示によるパッケージの横断面図である。 発明の詳細な説明 次に図面に関し、同様な参照数字は複数の図面の全体を通じて対応するパーツ を表すが、本発明の超小型で平坦な信号伝送ケーブルは、図３に30と全体的に示 されている。そこに示されたように、本ケーブル30は、３つの主要な構成部分を 備えており、即ち、支持フィルム32、その支持フィルム32の上に施された接着剤 層34、及びその接着剤層34の中に埋設された複数の導体36である。本発明のケー ブル30は、強度と剛性の必要に応じて任意の数の支持フィルムと接着剤層を有す ることができ、それらもまた本発明の範囲の中に含まれることを理解すべきであ る。また、本ケーブル30は、同様に任意の数の導体を備えて製造されることがで きる。 支持フィルム32は、上方に向いた（第１）面38と、相対する下方に向いた（第 ２）面40を備える。図３に示されたように、上に向いた面38は、その上に配置さ れた接着剤層34を有する。好ましくは、本ケーブル30の支持フィルム32は、例え ばポリイミドのような適切なポリマー材料から作成される。この材料は、スプー ルやリールに巻かれて市販されており、宇部興産（株）より登録商標ＵＰＩＬＥ Ｘとして購入することができる。支持フィルム32は、本ケーブル30にその必要な 強度と剛性を与える。好ましくは、支持フィルム32は、約０．００３インチ未満 の厚さを有する。また、支持フィルム32は、ポリエステル、又はフルオロポリマ ー材料の例えば多孔質ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレ ン、フッ化エチレンプロピレン、又はペルフルオロアルコキシポリマーから作成 されることができる。 この点に関し、本願における用語多孔質のポリテトラフルオロエ チレン（ＰＴＦＥ）は、例えば、伸長又は引張プロセス、製紙プロセス、フィラ ー材がＰＴＦＥ樹脂と混和され次いで除去されて多孔質構造を残存させるプロセ ス、又は粉末焼結プロセスなどの任意の公知のプロセスによって調製可能な膜を 意味するものとする。好ましくは、多孔質ＰＴＦＥは、米国特許第３９５３５６ ６号、同４１８７３９０号、同４１１０３９２号に記載のような相互に接続され た結節とフィブリルの微細構造を有する多孔質延伸膨張ポリテトラフルオロエチ レン膜であり、これらの特許は本願でも参考にして取り入れられており、それら を製造するための好ましい材料とプロセスを十分に記載している。 接着剤層34は、任意の適切な装置と方法により、支持フィルム32の第１面38の 上に施される。接着剤層の空隙が導体36を支持フィルム32に不十分に結合させる ことがあるため、好ましくは、接着剤層34は均一な厚さと密度を有するべきであ る。好ましい接着剤34は、架橋された配合ポリエステルポリマーである。接着剤 層34は約０．００１インチ未満の厚さを有する。 接着剤層34を支持フィルム32に施す１つの好ましい方法は、溶媒を添加するこ とによって接着剤を液体化させることである。その後、液体化した接着剤／溶媒 の混合物が支持フィルムの第１面38に施される。混合物を施した後、溶媒を除去 する任意の適切な方法により、支持フィルム32が乾燥される。これにより、接着 剤層を一様にするためのドクターブレード又は他の同様な装置によって処理可能 な接着剤層34が得られる。この適用プロセスの間、支持フィルム32がそのスプー ルやリールから取り出され、接着剤層34が硬化した後、別なスプールの上に再び 巻き取られる。 予め作成された導体36は任意の適切な形状でよく、約０．００２インチ未満の 幅寸法を画成することができる。通常のボンディング 法によって導体と平坦な金属パッドの間のボンディングが可能なように、導体36 は金属であり、例えば金、アルミニウム、金メッキの銅である。複数の導体36が 必要とされる場合、導体は、間隙を設けて所定の間隔で、平行な同じ平面内に配 置される。一般に、導体36は、約０．００１５インチ〜約０．０１００インチの 間隙で離される。 導体36は、外力又は温度を使用する任意の適切な方法によって接着剤層34の中 に埋設される。導体36は、位置を調整され且つ間隔を設けられて所望の構造にさ れ、好ましくはニップポイントに通され（ローラーに通しながら）、そこで支持 フィルム32と導体36の間の適切な結合を保証するように熱が加えられることもで きる。導体36を支持フィルム32に固定した後、ケーブル30が冷され、任意の周知 の仕方で回収される。 図４に移って、個々の導体36は、例えば、ポリウレタン、ポリイミド、多孔質 ポリテトラフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、又はフッ化エチレ ンプロピレンのような適切な絶縁材の層42で絶縁されることができる。個々の導 体36は、例えば、押出、テープ巻回、ディップコーティングのような通常の方法 によって個々に絶縁されることができる。また、ある場合には、プロセスを容易 にするため、支持フィルム32に使用される材料よりも高い融点を有する材料が導 体の絶縁に使用されることも考えられる。さらに、導体36は、ケーブル30の中に 取り込む前に、限定されるものではないが、銅、アルミニウム、金、銀、炭素を 充填されたフルオロポリマー、メッキされたポリマー、メッキされたフルオロポ リマー、又はメッキされた多孔質ポリテトラフルオロエチレンのような導電性材 料でコーティングされることもできる。 次に図５に関し、支持フィルム46、接着剤層48、及び複数の導体 50を有するもう１つの好ましい態様のもう１つの超小型ケーブルが全体的に44で 示されている。本ケーブル44は、ケーブル30と実質的に同じであるが、但し、導 体を支持フィルム46に、よりしっかりと結合させるため、導体50が接着剤層34に よってほぼ完全に囲まれている点が異なる。 図６は、導体がいろいろな間隙で間隔を設けられた点を除けばケーブル30と実 質的に同じケーブルを、全体的に52で示している。 上記の他に、１つ以上の接地面（図示せず）が本発明の任意の態様に含められ てよいことを認識すべきである。適切な接地面材料は、金属ホイル又は他の導電 性材料であることができる。支持フィルム32と接着剤層34の厚さがそれぞれ０． ００３インチと０．００１インチを下回れば、本発明の具体的な態様は数多くあ る。上記のように、１以上の支持フィルムが使用されてよい。あるいは、１以上 の支持フィルム上に、独立フィルム又はコーティングとして１以上の接着剤層が 使用されることもできる。 本発明のケーブル（30、44又は52）を構成するための成形設備は、上記のケー ブル構成成分（例えば、支持フィルム、接着剤層、及び導体）が、熱又は圧力下 の連続プロセスによって一緒に形成される、機械化されたドラム又はローラーか らなる。導体又は支持フィルムは、それらの相互の関係位置がコントロールされ るようにガイドされることができる。成形設備は、各導体を適所に保持するよう に機械化されることができる。また、成形設備は加熱されることができ、あるい は、ケーブルの構成成分が成形設備に入る前にそれらの一部又は全部に熱が加え られることもできる。構成成分が高温に保持されるプロセス温度と時間は、導体 が接着剤層の中に埋設されるように選択される。 ケーブルが作成された後、余分な材料を除去し、仕上げられた ケーブルの寸法や各エッジから各導体までの距離をコントロールするため、エッ ジのトリミングが必要なことがある。これは、任意の適切な方法によって行うこ とができ、例えば、回転刃、固定刃、又はレーザーがある。図７に示したように 、本発明のケーブルは、導体の埋設プロセス前に一方の端又は両方の端の近くの 支持フィルムの一部を除去することにより、成端の用意をすることができる。ま た、導体36は、絶縁されているならば、レーザーアブレーション技術のような任 意の適切な方法によってはぎ取られることができる。このことは、例えば、成端 パッドに道筋づけるためのケーブルの自由な多軸的動きを可能にすることができ る。 図８に関し、ケーブル30を受け入れるためのパッケージング材料（パッケージ ）のストリップが全体的に54と示されている。示されたように、パッケージ54は 、２つの層、保持フィルム56、及びもう１つの接着剤層58を備える。パッケージ は、その上にケーブル30を受けるための任意の適切な仕方で構成されることがで き、商業的供給先の例えば、ミネソタ州のミネアポリスにあるスリーエム社から 購入することができる。この配置は、ケーブル30、44又は52がそのリールから巻 き出されて下向きにされる、あるいは、支持フィルム32の第２面40がパッケージ 54の接着剤層58に向くような位置にされる。ケーブル30に適切に加えられる力の 公称値は、ケーブルをパッケージ54に、離脱可能に結合させる。得られたパッケ ージ式ケーブルは、さらに包装・輸送のため、次いで別なリールに巻き取られる 。 本パッケージ54は、ケーブルを損傷させることなくコントロールされた均一な 仕方でケーブルを接着剤58から剥がすことによりケーブルがそれから取り出され ることを可能にするため、本発明の超小型ケーブルにとって特に適切である。 本発明のいくつかの代表的な態様を上記に詳しく説明してきたが、 当業者は本願に記載した新規な教示や特長から大きく逸脱することなく多くの変 更があり得ることを容易に認識するであろう。したがって、それらの変更はいず れも請求の範囲に限定される本発明の範囲に含められるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，Ａ Ｕ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ， ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，Ｋ Ｇ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 ラッセル，ロバート エイ. アメリカ合衆国，アリゾナ 85018，フェ ニックス，イースト ピンチョット アベ ニュー 4113

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．相対する第１と第２の面、及び約０．００３インチ未満の厚さを有する少 なくとも１つの支持フィルム、 前記支持フィルムの前記第１面の上に配置された少なくとも１つの接着剤 層であって、約０．００１インチ未満の厚さを有する接着剤層、及び 約０．００２インチ未満の横寸法を有する少なくとも１つの予め作成され た信号伝送導体であって、前記接着剤層の中に埋設された導体、 を備えた超小型で平坦な信号伝送ケーブル。 ２．前記導体が、その周りに配置された絶縁層を有する請求項１に記載のケー ブル。 ３．少なくとも１つの光ファイバーをさらに備えた請求項１に記載のケーブル 。 ４．前記導体が、金、アルミニウム、銅、金メッキされた銅、銀メッキされた 銅、ニッケルメッキされた銅、及び錫メッキされた銅からなる群より作成された 請求項１に記載のケーブル。 ５．前記絶縁層が、ポリウレタン、ポリイミド、多孔質ポリテトラフルオロエ チレン、ポリテトラフルオロエチレン、及びフッ化エチレンプロピレンからなる 群より作成された請求項２に記載のケーブル。 ６．前記導体が導電性材料でコーティングされた請求項１に記載のケーブル。 ７．前記導電性材料が、銅、アルミニウム、炭素を充填されたフルオロポリマ ー、金、及び銀からなる群より選択された請求項６に記載のケーブル。 ８．前記支持フィルムがポリイミドから作成された請求項１に記載のケーブル 。 ９．前記支持フィルムが、ポリエステル、多孔質ポリテトラフルオロエチレン 、ポリテトラフルオロエチレン、及びフッ化エチレンプロピレンからなる群より 作成された請求項１に記載のケーブル。 １０．前記接着剤層が、架橋された配合ポリエステルポリマーを含んでなる請 求項１に記載のケーブル。 １１．相対する第１と第２の面と約０．００３インチ未満の厚さを有する少な くとも１つの支持フィルム、 前記支持フィルムの前記第１面の上に配置された少なくとも１つの接着 剤層であって、約０．００１インチ未満の厚さを有する接着剤層、及び 約０．００２インチ未満の横寸法を有する少なくとも１つの予め作成さ れた信号伝送導体であって、前記接着剤層の中に埋設された導体、 を備えた型式の超小型で平坦な信号伝送ケーブルのパッケージであって 、 ほぼ平坦な面を有する少なくとも１つの保持フィルムの層及び 前記保持フィルムの平坦な面の上に配置された感圧接着剤の層、 をさらに備え、 前記保持フィルムが伝送ケーブルの前記支持フィルムの第２面に接着に よって固定されたパッケージ。 １２．ケーブルの前記導体が、その周りに配置された絶縁層を有する請求項１ １に記載のパッケージ。 １３．前記ケーブルが少なくとも１つの光ファイバーをさらに備 えた請求項１１に記載のパッケージ。 １４．前記絶縁層が、ポリウレタン、ポリイミド、多孔質ポリテトラフルオロ エチレン、ポリテトラフルオロエチレン、及びフッ化エチレンプロピレンからな る群より選択された材料から作成された請求項１２に記載のパッケージ。 １５．ケーブルの前記導体が導電性材料でコーティングされた請求項１１に記 載のパッケージ。 １６．前記導電性材料が、銅、アルミニウム、炭素を充填されたフルオロポリ マー、金、及び銀からなる群より選択された請求項１５に記載のパッケージ。 １７．ケーブルの前記支持フィルムがポリイミドから作成された請求項１１に 記載のケーブル。 １８．ケーブルの前記接着剤層が、架橋された配合ポリエステルポリマーを含 んでなる請求項１１に記載のパッケージ。 １９．パッケージの前記保持フィルムがポリイミドから作成された請求項１１ に記載のパッケージ。