KR102555883B1 - 가요성 하이브리드 상호 연결 회로 - Google Patents

가요성 하이브리드 상호 연결 회로 Download PDF

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Abstract

가요성 하이브리드 상호 연결 회로 및 그 형성 방법이 제공된다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로는 회로의 두께를 따라 적층되고 이격된 다중 전도성 층으로 구성된다. 각각의 전도성 층은 하나 또는 그 초과의 전도성 요소를 포함하며, 그 중 하나는 고주파(HF) 신호 라인으로 작동할 수 있다. 동일한 및 다른 전도성 층에 있는 다른 전도성 요소는 HF 신호 라인 주변에 전자기 차폐부를 형성한다. 동일한 회로의 일부 전도성 요소는 전력 전송에 사용된다. 모든 전도성 요소는 하나 또는 그 초과의 내부 유전체 층에 의해 지지되고 외부 유전체 층으로 둘러싸인다. 전체 적층부는 얇고 가요적이고 비평면 표면에 등각으로 부착될 수 있다. 각각의 전도성 층은 동일한 금속 시트를 패턴화함으로써 형성될 수 있다. 다수의 패턴 시트가 내부 및 외부 유전체 층과 함께 라미네이트되어 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 형성한다.

Description

가요성 하이브리드 상호 연결 회로
관련 출원에 대한 교차 참조
본 출원은 발명의 명칭이 “가요성 하이브리드 상호 연결 회로(FLEXIBLE HYBRID INTERCONNECT CIRCUITS)”이고 2018년 10월 29일에 출원된 미국 가 특허 출원 제 62/752,019호의 35 U.S.C.§119(e) 하에서의 이익을 청구하며, 상기 미국 가 특허 출원 모두가 모든 목적을 위해 인용에 의해 본원에 포함된다.
상호 연결 회로는 전력 및/또는 신호를 한 위치에서 다른 위치로 전송하는 데 사용된다. 일부 적용 예에는 배터리 팩(예를 들면, 개별 배터리 상호 연결), 태양 광 어레이(예를 들면, 태양 전지 패널에서 개별 셀 상호 연결), 운송 수단(예를 들면, 와이어 하니스), 조명 기구(예를 들면, 다수의 발광 다이오드 연결), 다양한 유형의 전기 및 전자 회로, 등을 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 기존의 상호 연결 회로는 신호를 전송할 수 있지만, 이러한 신호는 종종 직류 신호 또는 저주파 신호로 제한된다. 고주파(HF) 대체 전류 신호의 전송은 다양한 과제를 제시한다. 예를 들어, HF 신호 전송에는 신호 라인의 정확한 임피던스 제어가 필요하다. 또한, HF 신호 전송은 전자기 간섭 및 혼선을 유발할 수 있으며, 이는 바람직하지 않다. 신호 라인을 둘러싼 다양한 도체 및 유전체는 HF 신호를 흡수할 수 있으며, 이는 또한 바람직하지 않으며 종종 별도의 회로, 전력 전송용의 하나의 회로 및 신호 전송용의 다른 회로를 필요로 한다.
필요한 것은 동일한 회로에서 HF 신호와 전력을 전송할 수 있는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로이다.
가요성 하이브리드 상호 연결 회로 및 그 형성 방법이 제공된다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로는 회로의 두께를 따라 적층되고 이격된 다중 전도성 층으로 구성된다. 각각의 전도성 층은 하나 또는 그 초과의 전도성 요소를 포함하며, 그 중 하나는 고주파(HF) 신호 라인으로 작동할 수 있다. 동일한 및 다른 전도성 층에 있는 다른 전도성 요소는 HF 신호 라인 주변에 전자기 차폐부(shield)를 형성한다. 동일한 회로의 일부 전도성 요소는 전력 전송에 사용된다. 모든 전도성 요소는 하나 또는 그 초과의 내부 유전체 층에 의해 지지되고 외부 유전체 층으로 둘러싸인다. 전체 적층부(stack)는 얇고 가요적이고 비평면 표면에 등각으로 부착될 수 있다. 각각의 전도성 층은 동일한 금속 시트(metal sheet)를 패턴화함으로써 형성될 수 있다. 다수의 패턴 시트가 내부 및 외부 유전체 층과 함께 라미네이트(laminate)되어 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 형성한다.
이들 및 다른 예는 도면을 참조하여 아래에서 추가로 설명된다.
도 1a는 일부 예들에 따라, 하네스로서 작동 가능한, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 포함하는, 조립체의 개략도이다.
도 1b는 일부 예들에 따라, 도 1a의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 개략적인 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 다른 예의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 일부 예들에 따라, 도 1a의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 신호 전송 부분, 분리 부분, 및 전력 전송 부분의 개략적인 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 신호 전송 부분의 일 예의 확대 단면도이다.
도 2c는 일부 예들에 따라, 도 2a의 분리 부분의 확대 단면도이다.
도 2d는 도 2a의 신호 전송 부분의 다른 예의 확대 단면도이다.
도 2e 내지 도 2g는 신호 전송 부분의 다른 예의 단면도이다.
도 2h 및 도 2i는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 신호 전송 부분의 2개의 추가 예의 개략적인 단면도이다.
도 2j는 일부 예들에 따른, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 에지 부분의 개략적인 단면도이다.
도 2k 내지 도 2m은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 신호 전송 부분 및/또는 전력 전송 부분에 사용하기 위한 전도성 요소의 예들이다.
도 3a는 전도성 요소의 나란히 배열된 종래 회로의 평면도를 도시한다.
도 3b는 전도성 요소들의 적층 배열을 갖는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 평면도를 도시한다.
도 3c 및 도 3d는 도 3b의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에서 전도성 요소의 일관된 상대적 위치를 도시한다.
도 4a 내지 도 4e는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 전도성 요소에 대한 연결을 형성하는 상이한 단계들 및 예들을 도시한다.
도 4f 내지 도 4i는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 전도성 요소들 사이에 연결을 형성하는 추가 예들을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 전도성 요소 및 내부 유전체에 의해 형성된 적층부의 에지 위로 연장하는, 외부 상호 연결 점퍼를 사용하여 전도성 요소를 상호 연결하는 예들을 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 외부 유전체 층들 사이에 위치된 내부 전도성 탭의 전도성 요소를 사용하여 전도성 요소를 상호 연결하는 예들을 도시한다.
도 7은 전도성 요소에 대한 액세스를 제공하는 패턴화된 내부 유전체 층의 예를 예시한다.
도 8a 및 도 8b는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에서 패턴화되지 않은 차폐부의 예를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에서 패턴화된 차폐부의 예를 예시한다.
도 10a 및 도 10b는 일부 예들에 따른, 접힌 상태에서 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 제조하고 회로의 설치 동안 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 후속 전개의 예를 예시한다.
도 10c는 회로를 4개의 회로 스트립으로 분할하는 회로의 3개의 개구(opening)를 포함하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 개략적인 평면도를 도시한다.
도 10d는 회로의 일단이 평면 내에서 타단에 대해 90° 회전된 도 10에 도시된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 개략적인 평면도를 예시한다.
도 10e 및 도 10f는 상이한 위치들에서 도 10c에 도시된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 절연체 스트립의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10g는 일시적으로 함께 결합된 다수의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 포함하는 생산 조립체의 일 예를 예시한다.
도 10h는 상호 연결 허브 및 상호 연결 허브에 연결된 다수의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 포함하는 상호 연결 조립체의 일 예를 도시한다.
도 10i 및 도 10j는 상호 연결 허브를 3개의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에 부착하기 전후의 상호 연결 조립체의 예를 도시한다.
도 10k는 일부 예들에 따른, 바디 패널에 장착되고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에 연결된 상호 연결 허브의 측 단면도를 도시한다.
도 11a 및 도 11d는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로에서 적층부를 형성하는 전도성 요소에 연결된 다양한 탭의 예를 도시하고, 상기 탭은 적층부으로부터 멀리 연장한다.
도 11e 및 도 11f는 일부 예들에 따른, 서로에 대해 오프셋되고 전이부에 의해 상호 연결된 2개의 부분을 갖는 전도성 요소의 개략적인 평면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 전도성 요소들 사이의 전기적 연결의 상이한 예를 도시하고 상기 전기적 연결은 이러한 전도성 요소의 탭을 사용하여 형성된다.
도 13a는 일부 예들에 따라, 패턴화된 전도성 시트를 내부 및 외부 유전체에 적층하는 것에 대응하는 공정 흐름도이다.
도 13b 내지 도 13e는 일부 예들에 따라, 내부 및 외부 유전체에 패턴화된 전도성 시트의 라미네이팅하는 동안 다양한 단계의 개략도이다.
도 14a 및 도 14b는 일부 예들에 따른, 프로그램 가능 상호 연결 허브에 의해 2개의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 동일한 세트의 전도성 요소에 제공되는 2개의 상이한 전기 연결의 개략도이다.
도 14c는 3개의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로 및 종래의 트위스트 페어 케이블(twisted pair cable)에 연결된 상호 연결 허브를 포함하는 상호 연결 조립체의 예를 예시한다.
다음의 설명에서, 제시된 개념의 완전한 이해를 제공하기 위해 수많은 특정 세부 사항이 설명된다. 제시된 개념은 이러한 특정 세부 사항의 일부 또는 전부 없이 실행될 수 있다. 다른 경우에, 주지된 공정 작업은 설명된 개념을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 자세히 설명하지 않았다. 일부 개념이 특정 예와 함께 설명될 것이지만, 이러한 예는 제한하려는 의도가 아님을 이해할 것이다. 반대로, 첨부된 청구 범위에 의해 정의된 바와 같이 본 개시 내용의 사상 및 범위 내에 포함될 수 있는 대안, 수정, 및 등가물을 포함하도록 의도된다.
소개/적용 예들
상호 연결 회로는 회로의 상이한 부분 사이에 전력 및/또는 신호를 전달하는 데 사용된다. 이러한 회로는 운송 수단, 가전제품, 전자 제품 등과 같은 다양한 애플리케이션에 사용될 수 있다. 이러한 상호 연결 회로의 일 예는 일반적으로 둥근 단면 프로파일을 가진 전기 전도체를 사용하는 하네스이다. 기존의 하네스에서, 각각의 전도체는 단단한 원형 와이어 또는 작은 원형 와이어의 표준 세트일 수 있다. 중합체 외피는 각각의 개별 도체를 절연한다. 또한, 다수의 절연 도체가 큰 번들을 형성할 수 있다.
불행히도, 이러한 종래의 하네스는 무거워서 개별 전도체 및 이들 전도체를 묶음으로써 야기되는 상당한 두께 때문에 좁은 공간을 통과하기 어려울 수 있다. 또한, 개별 전도체는 기하학적 형상(둥근 단면 프로파일) 및 배열(번들링)로 인해 환경에 대한 열적 연결이 불량하다. 특히, 원형 단면 프로파일은 가능한 모든 형상 중에서 가장 작은 둘레 대 면적 비율을 갖는다. 결과적으로, 기존의 하네스는 작동 중에 열 손실이 적고 단면이 큰 전선이 필요하며 이로 인해 하네스의 무게, 크기, 및 비용이 추가된다. 마지막으로, 둥근 와이어는 일반적으로 값 비싼 차폐 물질 없이는 HF 신호를 전송할 수 없다.
종래의 하네스 및 기타 유사한 회로의 이러한 결함은 본 명세서에 설명된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로로 해결된다. 가요성 하이브리드 상호 연결부는 2개의 외부 유전체와 외부 유전체들 사이에 배치된 신호 전송 부분을 포함한다. 신호 전송 부분은 다수의 전도성 요소에 의해 형성되며, 그 중 하나는 신호 라인으로 작동할 수 있다. 신호 라인은 2개 또는 그 초과의 차폐부들 사이에 배치될 수 있으며, 이들 중 적어도 2개는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 폭을 따라 신호 라인에 대해 오프셋된다. 또한, 추가 차폐부가 사용될 수 있다(예를 들어, 신호 라인은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 폭을 따라 신호 라인에 대해 오프셋된 두 개의 다른 차폐부들 사이에 배치될 수 있다). 이들 전도성 요소 모두는 하나 또는 그 초과의 내부 유전체에 의해 서로에 대해 지지되고, 일부 예에서는 외부 유전체에 의해 지지되며, 이는 또한 환경으로부터 전도성 요소를 밀봉한다.
일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로는 또한 전력 전송 부분을 포함한다. 전력 전송 부분은 전자기 간섭을 감소시키기 위해 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 폭을 따라 신호 전송 부분에 대해 오프셋될 수 있다. 전력 전송 부분의 전도성 층의 수는 신호 전송 부분의 전도성 층의 수와 동일하다.
종래의 와이어 하니스와 달리, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로는 낮은 두께 프로파일을 가지며, 이는 내부 및 외부 유전체뿐만 아니라 모든 전도성 층의 두께에 의해 결정된다. 또한 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께는 일정한다. 일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께는 5mm 미만 또는 심지어 1mm 미만이며, 이는 종래의 번들형 하니스의 두께보다 실질적으로 더 작다. 이러한 얇은 두께는 얇은 전도성 요소를 사용하여 달성된다. 전도성(예를 들면, 전력 전송 부분)은 넓은 전도성 요소를 사용하여 달성된다. 또한, 얇은 두께와 넓은 폭의 조합은 환경과의 우수한 열 접촉을 가능하게 한다(예를 들면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로가 운송 수단 바디 패널과 같은 히트 싱크에 부착되고 이에 순응하는 경우). 이 두께 폭 기능을 사용하면 두 방향(두께 방향 및 폭 방향)으로 여러 전도성 요소를 적층할 수 있다.
일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 종횡비(폭 대 두께의 비율)는 3 초과 또는 심지어 10 초과이다. 즉, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로는 얇고 평평한 단면 프로파일을 가질 수 있다(즉, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 길이에 수직인 단면 평면 내). 이러한 양태는 가요성을 유지하고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 다양한 비평면 표면에 맞추는 동시에 이러한 표면에 열적 결합을 제공한다. 일부 예들에서, 외부 유전체 중 하나는 지지 구조물에 부착하기 위한 접착층을 포함하며, 이는 또한 히트 싱크 또는 히트 스프레더로 작동할 수 있다.
도 1a는 바디 패널(210)에 부착된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 포함하는 조립체(200)의 개략도이다. 바디 패널(210)이 카 도어로 도시되어 있지만, 당업자는 다양한 다른 유형의 운송 수단 패널(예를 들어, 지붕) 및 운송 수단 유형(예를 들면, 항공기, 선박)도 범위 내에 있다는 것이 이해될 것이다. 더욱이, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 배터리 하우징, 가전제품(예를 들어, 냉장고, 세탁기/건조기, 난방, 환기, 및 에어컨), 항공기 배선 등과 같은 다른 유형의 구조물의 일부이거나 그에 부착될 수 있다. 바디 패널(210)은 히트 싱크 또는 히트 스프레더로서 작동할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1a에 도시된 예로 돌아가면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 바디 패널(210)에 부착되고 바디 패널(210)에 의해 지지될 수 있다. 예를 들어, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는, 추가로 후술하는 바와 같이, 바디 패널(210)에 부착하기 위한 접착제(예를 들어, 열 전도성 접착제)를 포함할 수 있다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 가요성은 얇은 두께와 큰 종횡비에 의해 달성된다. 이러한 가요성은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)가 바디 패널(210)의 다양한 비평면 부분에 순응하고 부착할 수 있게 한다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)와 바디 패널(210) 사이의 접촉 인터페이스(interface)를 최대화하면 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)로부터 바디 패널(210)로 더 많은 지원과 더 많은 열 방출을 제공한다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)와 바디 패널(210) 사이의 부착은 도 1b에 추가로 도시되고, 아래에 설명된다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 위한 열 질량/히트 스프레더로서 기능하는 것외에도, 바디 패널(210)은 전자기 차폐를 제공할 수 있다(예를 들어, 바디 패널(210)이 금속이고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 신호 라인에 충분히 가까이 위치할 때).
도 1을 참조하면, 일부 예들에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 다양한 전기 장치(220)에 연결하기 위한 하나 또는 그 초과의 커넥터(105a-105c)를 포함한다. 전기 장치(220)의 일부 예들은 스피커, 조명, 도어 잠금 장치, 창문 조절기, 파워 미러, 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 스트립라인, 마이크로스트립, 및/또는 동일 평면 도파관을 포함하지만 이에 제한되지 않는 데이터를 전송하기 위해 사용되는 종래의 인쇄 회로 구조를 포함한다.
가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 예
도 1b는 도 1a의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 개략적인 단면도이고, 일반적으로 폭(X-축선을 따라 연장), 두께(Y-축선을 따른) 및 길이(Z-축선을 따른)를 식별한다. 당업자는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)가 그 가요성으로 인해 그 방향을 변경할 것이라는 것을 이해할 것이다. 구체적으로,가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 생산, 취급, 설치, 및/또는 작동 중에 식별된 축선들 중 어느 하나를 중심으로 구부릴 수 있으며, 폭, 두께, 및 길이의 방향이 변경될 수 있으며 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 상이한 위치에서 상이할 수 있다.
도 1b를 참조하면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다양한 내부 구성 요소를 집합적으로 밀봉하는 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)를 포함한다. 더욱이, 도 1b는 신호 전송 부분(130) 및 전력 전송 부분(190)을 포함하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 도시한다. 일부 예들에서, 전력 전송 부분(190)은 부재한다. 신호 전송 부분(130) 및 전력 전송 부분(190)은 제 1 외부 유전체(110)와 제 2 외부 유전체(120) 사이에 배치된다. 추가로 후술하는 내부 유전체와 같은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 구성 요소와 함께, 제 1 외부 유전체(110), 및 제 2 외부 유전체(120)는 또한 신호 전송 부분(130) 및 전력 전송 부분(190)의 전도성 요소를 지지한다.
일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 도 1b에 도시된 신호 전송 부분(130) 및 추가 신호 전송 부분(131)과 같은 다중 신호 전송 부분을 갖는다. 다수의 신호 전송 부분은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따라 서로에 대해 오프셋된다. 도 1b는 신호 전송 부분(130)과 부가 신호 전송 부분(131)이 전력 전송 부분(190)에 의해 분리된 예를 나타낸다.
전력 전송 부분(190)이 존재할 때, 전력 전송 부분(190)은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭(도 1b에서 X 방향)을 따라 신호 전송 부분(130)에 대해 오프셋된다. 신호 전송 부분(130)과 유사하게, 전력 전송 부분(190)은 전도성 층으로 배열된 다수의 전도성 요소를 포함할 수 있다. 일부 예에서, 신호 전송 부분(130)의 전도성 층의 수는 전력 전송 부분(190)에서와 동일하며, 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이 3개의 전도성 층이 두께를 따라 적층부를 형성한다. 대안적으로, 상이한 수의 전도성 층이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력 전송 부분(190)의 전도성 요소는 전자기 차폐를 필요로 하지 않는다. 그 결과, 전력 전송 부분(190)은 더 적은 전도성 층(예를 들어, 1개 또는 2개)을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 신호 전송 부분(130)은 단 하나의 측면 차폐만을 필요로 하고, 신호 전송 부분(130)의 모든 전도성 요소를 형성하기 위해 2개의 전도성 층만이 사용된다. 추가 차폐는 예를 들어, 도 1b의 바디 패널(210)과 같은 외부 구조에 의해 제공될 수 있다.
가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 접착 층(121) 또는 보다 구체적으로 열전도성 접착 층을 사용하여 바디 패널(210)(또는 지지 구조 또는 히트 싱크와 유사한 임의의 다른 것)에 부착될 수 있다. 접착 층(121)은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 일부이지만, 바디 패널(210)(또는 다른 유사한 지지 구조 또는 히트 싱크)은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 일부가 아님에 유의해야 한다.
도 1c를 참조하면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)와 같은 하나 또는 그 초과의 내부 유전체를 포함한다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 제조 동안, 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)가 내부 유전체(165) 내로 조합될 수 있다(예를 들면, 라미네이트된다). 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)의 경계는 내부 유전체(165)에서 구별될 수 있거나 구별되지 않을 수 있다. 대안적으로, 일부 예들에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 제조는 단일 내부 유전체(165)를 사용하는 것을 포함한다.
제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)는 절연 및 상이한 전도성 요소에 대한 지지를 제공한다. 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)에 의해 추가적인 절연 및 지지가 제공된다. 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)는, 예를 들어, 도 1c에 도시된 바와 같이, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 에지(102)까지 연장될 수 있다. 이와 같이, 에지(102)는 제 1 외부 유전체(110), 제 2 외부 유전체(120), 제 1 내부 유전체(160), 및 제 2 내부 유전체(170)에 의해 형성될 수 있다. 그러나, 전도성 요소는 (외부 연결을 형성하는 것 외에는) 에지(102)까지 연장하지 않아 이러한 요소의 전기 절연을 보장한다.
이 예에서, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 더 적은 굽힘을 필요로 하며 "소다 스트로(soda straw)" 결함으로 지칭될 수 있는 밀봉된 공간에 충전되지 않은 갭(gap)을 남기는 경향이 적다. 이들 갭은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100) 내에서 수분 침투 및 이동을 허용할 수 있다. 에지(102)는 "키스-컷팅(kiss-cutting)" 또는 다른 유사한 기술에 의해 형성될 수 있다. 임의의 특정 이론에 제한되지 않고, 이러한 에지 형성 기술 중 일부는 적어도 에지(102)를 따라 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)의 혼합을 야기하여 더 효과적인 밀봉을 야기할 수 있다고 믿어진다. 대안적으로, 제 1 외부 유전체(110)는, 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 에지에서 제 2 외부 유전체(120)를 직접 인터페이스하고 에지(102)를 형성한다. 일부 예에서, 하나 또는 그 초과의 전도성 요소는 에지(102)로 또는 그 너머로 돌출한다.
도 2a를 참조하면, 신호 전송 부분(130)은 둘 또는 그 초과의 전도성 층으로 배열된 다중 전도성 요소를 포함한다. 이들 층은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)(Y-축선)의 두께를 따라 적층된다. 전력 전송 부분(190)이 존재할 때, 전력 전송 부분(190)은 하나 또는 그 초과의 전도성 층으로 배열된 하나 또는 그 초과의 전도성 요소를 포함한다. 도 2a는 신호 전송 부분(130) 및 전력 전송 부분(190) 각각에 있는 3개의 전도성 층을 도시한다. 그러나, 각각의 부분에 있는 다른 수의 전도성 층은 범위 내에 있다.
도 2a를 참조하면, 신호 전송 부분(130)은 신호 라인(132) 및 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)와 같은 하나 또는 그 초과의 선택적인 차폐부를 포함한다. 이들 구성 요소 각각은 전도성 요소로 지칭될 수 있다. 이 예에서, 제 3 차폐부(138)는 하나의 전도성 층을 형성한다. 제 2 차폐부(136), 신호 라인(132), 및 제 3 차폐부(138)는 또 다른 전도성 층을 형성한다. 제 4 차폐부(139)는 또 다른 전도성 층을 형성한다. 즉, 도 2a의 신호 전송 부분(130)의 예는 3개의 전도성 층을 갖는다. 그러나, 다른 수의 전도성 층이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 2e는 제 3 차폐부(138)를 갖지 않는 신호 전송 부분(130)의 일 예를 도시한다. 즉, 신호 라인(132)은 제 4 차폐부(139)에 의해 일 방향으로 Y-축선을 따라서만 차폐된다. 도 2f는 마이크로스트립으로 지칭될 수 있는 신호 전송 부분(130)의 다른 예를 도시한다. 이 예에서, 신호 라인(132)은 제 4 차폐부(139)에 의해 Y-축선을 따라 그리고 한 방향으로만 차폐된다. X-축선을 따라 차폐가 없다. 다른 예로는 동일 평면 도파관(차폐부 없음)과 스트립 라인(양쪽에 차폐부)이 있다. 도 2g는 4개의 전도성 층을 갖는 신호 전송 부분(130)의 또 다른 예를 도시한다. 신호 라인(132), 3개의 층을 형성하는, 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)에 추가하여, 이 신호 전송 부분(130)은 또한 고가 전도성 요소(137)를 포함한다.
신호 라인(132)은 HF 신호를 전달하도록 구성되는 반면, 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139) 중 하나 또는 그 초과는 신호 라인(132) 주위에 전자기 차폐부를 형성한다. 특히, 이러한 차폐부는 외부 전자기 노이즈로부터의 간섭을 방지한다. 이들 차폐부는 또한 신호 라인(132)이 외부 환경으로 방사되는 것을 방지한다(예를 들어, 전자기 노이즈를 유발함).
도 2a의 예를 참조하면, 신호 라인(132)은 (X-축선을 따라) 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따라, 제 1 차폐부(134)와 제 2 차폐부(136) 사이에 배치된다. 신호 라인(132)은 또한(Y-축선을 따라) 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이에 배치된다. 이 예는 4면 차폐 또는 밀폐 차폐라고 할 수 있다. 또한, 이 예에서, 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139) 각각은 (X-축선을 따라) 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따라 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136) 각각과 중첩된다. 제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139) 각각 사이(그리고 유사하게, 제 2 차폐부(136)와 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139) 각각 사이)의 간격은 전자기파의 침투를 방지하기에 충분히 작다.
도 2a의 예를 참조하면, 신호 라인(132) 및 하나 또는 그 초과의 차폐부(예를 들어, 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)) 각각은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 길이에 수직인 평면 내에서 실질적으로 직사각형 단면 프로파일을 갖는다. 직사각형 프로파일은 금속 시트로부터 이들 구성 요소를 형성한 결과일 수 있다(예를 들어, 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이 금속 포일을 패턴화). 구체적으로, 각각의 전도성 층은 별도의 금속 시트로 형성될 수 있다. 따라서, 신호 라인(132), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136)는 동일한 시트로 형성된다. 더욱이, 동일한 전도성 층 내의 모든 전도 요소의 두께는 동일할 수 있다(예를 들어, 동일한 금속 시트로 형성됨).
일부 예에서, 신호 라인(132), 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139) 중 적어도 하나의 종횡비(폭 대 두께의 비율)는 적어도 약 2, 적어도 약 5, 또는 심지어 적어도 약 10이다. 높은 종횡비는 인터페이스 면적을 증가시킴으로써 히트 싱크(예를 들어, 도 1b의 바디 패널(210))에 대한 열 전도도를 향상시키는 동시에 비교적 낮은 두께의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 유지한다.
도 2a를 참조하면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께(Y-축선)를 따른 신호 라인(132)과 제 3 차폐부(138) 사이의 갭의 크기는 0.8mm 미만, 보다 구체적으로 0.6mm 미만, 또는 심지어 0.4mm 미만일 수 있다. 또한, 신호 라인(132)과 제 4 차폐부(139) 사이의 갭, 제 2 차폐부(136)와 제 3 차폐부(138) 사이의 갭, 및 제 2 차폐부(136)와 제 4 차폐부(139) 사이의 갭의 크기도 이 범위 내에 있을 수 있다. 이러한 갭은 신호 라인(132)이 약 0Hz 내지 100GHz의 주파수에서 작동될 때 외부 및 내부 전자기장을 차단할 수 있게 한다. 전반적으로, 갭은 신호 라인(132)에서 무선 주파수(RF) 신호의 전송에 의해 야기되는 전자기장의 입사 파의 파장보다 작다. 이와 같이, 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 제 4 차폐부(139) 중 하나 또는 그 초과는 신호 라인(132) 주위에 패러데이 케이지를 효과적으로 형성한다.
제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138) 사이의 갭의 크기는 제 1 내부 유전체(160)의 두께 및 물질 및 후술하는 바와 같이 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 형성하는 동안 이들 구성 요소를 라미네이팅하는데 사용되는 처리 조건에 따라 달라진다. 유사한 방식으로, 제 1 차폐부(134)와 제 4 차폐부(139) 사이의 갭의 크기는 제 2 내부 유전체(170)의 크기 및 물질 및 이들 구성 요소를 라미네이팅하는데 사용되는 처리 조건에 의존한다. 도 2a를 참조하면, 제 1 내부 유전체(160)는 제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138) 사이뿐만 아니라 신호 라인(132)과 제 3 차폐부(138) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 3 차폐부(138) 사이에서 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 이와 같이, 제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138)뿐만 아니라 신호 라인(132)과 제 3 차폐부(138) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 3 차폐부(138) 사이의 갭의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다(예를 들어, 20% 미만 또는 심지어 10% 미만의 변동 내에서). 유사하게, 제 2 내부 유전체(170)는 제 1 차폐부(134)와 제 4 차폐부(139) 사이뿐만 아니라 신호 라인(132)과 제 4 차폐부(139) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 4 차폐부(139) 사이로 연장될 수 있다. 이와 같이, 제 1 차폐부(134)와 제 4 차폐부(139) 사이뿐만 아니라 신호 라인(132)과 제 4 차폐부(139) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 4 차폐부(139) 사이의 갭의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138) 사이의 갭은 제 1 차폐부(134)와 제 4 차폐부(139) 사이의 갭과 실질적으로 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 1 내부 유전체(160)와 제 2 내부 유전체(170)는 모두 동일한 두께와 물질을 가질 수 있다. 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)에 의해 달성되는 갭의 정밀한 제어는 커패시턴스에 반비례하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 임피던스의 정밀한 제어를 가능하게 한다.
일부 예에서, 신호 라인(132)은 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139) 각각으로부터 전기적으로 절연된다. 이 절연은 HF 신호가 신호 라인(132)을 통해 전송될 때 신호 손실을 방지한다. 선택적으로, 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139) 중 둘 또는 그 초과(예를 들어, 모두)가 상호 연결될 수 있다. 상호 연결을 통해 모든 차폐부(예를 들어, 접지용)에 하나의 공통 외부 연결을 형성할 수 있다. 더욱이, 연결되지 않은("플로팅(floating)") 차폐부는 서로간에 용량성 결합에 민감할 수 있으며 신호 라인(132)에 용량적으로 결합될 수도 있다. 이러한 연결의 다양한 예가 아래에 설명된다.
일부 예에서, 신호 라인(132), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136) 각각의 두께는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 동일하다. 또한, 신호 라인(132), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136) 각각의 구성은 동일할 수 있다. 예를 들어, 신호 라인(132), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136)는 동일한 금속 시트로 제조될 수 있다. 보다 일반적으로, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 각각의 전도성 층은 동일한 금속 시트로 제조될 수 있다.
도 2h 및 도 2i는 신호 전송 부분(130)의 2개의 추가 예의 개략적인 단면도이다. 이들 각각의 예에서, 신호 전송 부분(130)은 제 1 신호 라인(132) 및 제 2 신호 라인(133)을 포함하고, 둘 다 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이에 배치된다. 신호 라인과 차폐부는 Y 방향을 따라 적층부를 형성한다. 용어 "제 3" 및 "제 4"는 이전 예와의 일관성을 위해 사용되며 다른 구성 요소의 존재를 암시하지 않는다. 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139)는 신호 전송 부분(130)의 방향을 제한하지 않고 상부 및 하부 차폐부로 지칭될 수 있다.
제 1 신호 라인(132) 및 제 2 신호 라인(133)은 X 방향을 따라 서로에 대해 오프셋된다. 그러나, 도 2a를 참조하여 전술한 다양한 예와는 달리, 도 2h 및 도 2i에 도시된 신호 전송 부분(130)은 사이드 차폐부가 없다. 즉, X 방향으로 제 1 신호 라인(132) 및 제 2 신호 라인(133)에 대해 오프셋된 차폐부가 없다. 제 1 신호 라인(132) 및 제 2 신호 라인(133) 각각과 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139) 각각 사이의 간격이 제 1 신호 라인(132) 및 제 2 신호 라인(133)에 의해 전달되는 신호의 파장보다 실질적으로 작을 때(예를 들어, 2X 또는 심지어 10X) "측면" 차폐 구성물은 필요하지 않을 수 있다.
도 2h를 참조하면, 제 1 신호 라인(132), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)의 우측 단부는 (Y 축선을 따라) 정렬된다. 유사하게, 제 2 신호 라인(133), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)의 좌측 단부는(Y 축선을 따라) 정렬된다. 이 특징은 (X 축선을 따라) 신호 전송 부분(130)의 전체 풋 프린트를 감소시켜 더 콤팩트하게 만든다.
도 2i를 참조하면, 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139)의 우측 단부는 제 1 신호 라인(132)의 우측 단부를 지나 우측(X 축선을 따라)으로 연장한다. 유사하게, 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139)의 좌측 단부는 제 2 신호 라인(133)의 좌측 단부를 지나서 좌측으로 연장한다(X 축선을 따라). 이 설계는 제 1 신호 라인(132)과 제 2 신호 라인(133)을 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이의 공간 안쪽에 더 깊게 배치하고 측면 개구부로부터 이 공간으로 멀어지게 함으로써 추가적인 차폐를 제공하여, 전자기 간섭의 위험을 줄인다.
도 2j는 상호 연결 회로(100)의 에지(102) 근처의 상호 연결 회로(100)의 일부를 도시한다. 전도성 요소(350)는 내부 유전체(165)에 의해 둘러싸인다. 또한, 전도성 요소(350)는 내부 유전체(165)의 표면(167)으로부터 제 1 거리(D1)에 그리고 에지(102)로부터의 제 2 거리(D2)에 위치된다. 제 1 거리(D1) 및 제 2 거리(D2)는 신호 또는 전력이 전도성 요소(350)를 통해 전송될 때 내부 유전체(165)가 유전 파괴를 경험하지 않도록 선택된다. 일부 예에서, 제 1 거리(D1)는 적어도 50 마이크로미터, 보다 구체적으로는 적어도 100 마이크로미터이다. 동일하거나 다른 예에서, 제 2 거리(D2)는 적어도 100 마이크로미터, 보다 구체적으로는 적어도 200 마이크로미터이다. 제 1 거리(D1)는 내부 유전체(165)의 표면(167)이 제 1 외부 유전체(110)와 추가로 인터페이스하기 때문에 제 2 거리(D2)보다 작을 수 있으며, 이는 환경으로부터 전도성 요소(350)에 추가적인 전기적 격리를 제공한다. 마찬가지로, 내부 유전체(165)의 반대 표면은 추가적인 전기 절연을 제공하는 제 2 외부 유전체(120)와 인터페이스한다.
일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 하나 또는 그 초과의 전도성 요소는 예를 들어 도 2k 내지 도 2m에 도시된 바와 같이 기재 서브 층(base sublayer) 및 표면 서브 층(surface sublayer)을 포함한다. 기재 및 표면 서브 층은 상이한 구성과 상이한 서버 기능을 가지고 있다. 도 2k를 참조하면, 전도성 요소(350)는 기재 서브 층(1002) 및 표면 서브 층(1006)을 포함하고, 기재 서브 층(1002)과 직접 인터페이스한다. 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)는 표면 서브 층(1006) 위에 라미네이팅될 수 있다. 보다 구체적으로, 표면 서브 층(1006)의 적어도 일부는 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)(또는 이들 유전체를 부착하기 위해 사용되는 접착제)를 직접 인터페이스할 수 있다. 표면 서브 층(1006)은 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)의 접착을 개선하기 위해 구체적으로 선택될 수 있다.
기재 서브 층(1002)은 알루미늄, 티타늄, 니켈, 구리, 및 강철로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속 및 이들 금속을 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 기재 서브 층(1002)의 물질은 최소 비용을 유지하면서 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)의 원하는 전기적 및 열적 전도도를 달성하도록 선택될 수 있다.
표면 서브 층(1006)은 주석, 납, 아연, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금, 인듐, 텅스텐, 몰리브덴, 크롬, 구리, 이들의 합금, 유기 납땜 성 보존제(OSP), 또는 기타 전도성 물질로 구성된 그룹에서 선택된 금속을 포함할 수 있다. 표면 서브 층(1006)의 물질은 기재 서브 층(1002)을 산화로부터 보호하고, 장치에 대한 전기적 및/또는 열적 접촉을 형성할 때 표면 전도성을 개선하고, 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)에 대한 접착 성을 개선하고, 및/또는 기타를 위해 선택될 수 있다. 또한, 일부 예에서, 표면 서브 층(1006) 위에 OSP의 코팅을 추가하면 표면 서브 층(1006) 자체가 시간에 따라 산화되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 알루미늄은 기재 서브 층(1002)에 사용될 수 있다. 알루미늄은 우수한 열 및 전기 전도성을 가지지만 공기에 노출될 때 알루미늄의 표면 산화물을 형성한다. 산화 알루미늄은 전기 전도성이 좋지 않으며 전도성 요소(350)와 전도성 요소(350)에 전기적으로 연결되는 다른 구성 요소 사이의 계면에서 바람직하지 않을 수 있다. 또한, 적절한 표면 서브 층이 없는 경우, 알루미늄의 표면 산화물 사이에 양호하고 균일한 접착력을 달성하고, 많은 접착 층은 도전이 될 수 있다. 따라서 알루미늄 산화물이 형성되기 전에 주석, 납, 아연, 니켈, 은, 팔라듐, 백금, 금, 인듐, 텅스텐, 몰리브덴, 크롬, 또는 구리 중 하나로 알루미늄을 코팅하면 이 문제가 완화되고 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)와 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 구성 요소 사이의 전기 전도성 또는 접착력을 손상시키지 않고 알루미늄을 기재 서브 층으로 사용할 수 있다.
표면 서브 층(1006)은 약 0.01 마이크로미터와 10 마이크로미터 사이, 보다 구체적으로 약 0.1 마이크로미터와 1 마이크로미터 사이의 두께를 가질 수 있다. 비교를 위해, 기재 서브 층(1002)의 두께는 약 10 마이크로미터와 1000 마이크로미터 사이, 보다 구체적으로 약 100 마이크로미터와 500 마이크로미터 사이일 수 있다. 이와 같이, 기재 서브 층(1002)은 부피 기준으로 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)의 적어도 약 90% 또는 더 구체적으로 적어도 약 95% 또는 심지어 적어도 약 99%를 나타낼 수 있다.
일부 예에서, 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)는 예를 들어, 도 2l에 도시된 바와 같이 기재 서브 층(1002)과 표면 서브 층(1006) 사이에 배치된 하나 또는 그 초과의 중간 서브 층(1004)을 더 포함한다. 중간 서브 층(1004)은 기재 서브 층(1002) 및 표면 서브 층(1006)과 상이한 조성을 갖는다. 일부 예에서, 하나 또는 그 초과의 중간 서브 층(1004)은 기재 서브 층(1002)과 표면 서브 층(1006) 사이의 금속간 형성을 방지하는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 중간 서브 층(1004)은 크롬, 티타늄, 니켈, 바나듐, 아연, 및 구리로 구성된 그룹에서 선택된 금속을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)는 롤링된 금속 호일을 포함할 수 있다. 전착된 호일 및/또는 도금된 금속과 관련된 수직 그레인 구조와 달리, 압연된 금속 호일의 수평의 세장형 그레인 구조는 주기적 부하 조건에서 전도성 요소의 균열 전파에 대한 저항을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다. 이것은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 피로 수명을 증가시키는 데 도움이 될 수 있다.
일부 예에서, 전도성 요소(350)(또는 다른 전도성 요소)는, 예를 들어, 도 2m에 도시된 바와 같이, 전도성 요소(350)의 표면(1009)을 형성하고 전도성 표면(1007)의 반대편에 배치되는 전기 절연 코팅(1008)을 포함한다. 이 표면(1009)의 적어도 일부는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)에 노출된 채로 남아 있을 수 있고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)로부터의 열 제거를 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 전체 표면(1009)은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)에서 노출된 채로 남아 있다. 절연 코팅(1008)은 상대적으로 높은 열 전도성과 상대적으로 높은 전기 저항을 위해 선택될 수 있으며, 이산화규소, 질화규소, 양극 산화된 알루미나, 산화알루미늄, 질화 붕소, 질화알루미늄, 다이아몬드, 및 탄화규소로 구성된 그룹에서 선택된 물질을 포함할 수 있다. 대안적으로, 절연 코팅은 열 전도성, 전기 절연 무기 입자가 적재된 중합체 매트릭스와 같은 복합 물질을 포함할 수 있다.
일부 예에서, 전도성 요소는 납땜 가능하다. 전도성 요소가 알루미늄을 포함하는 경우, 알루미늄은 기재 서브 층(1002)으로서 위치될 수 있는 반면, 표면 서브 층(1006)은 납땜의 용융 온도보다 초과의 용융 온도를 갖는 물질로 제조될 수 있다. 그렇지 않으면, 표면 서브 층(1006)이 회로 결합 동안 용융되면, 산소가 표면 서브 층(1006)을 통해 침투하여 기재 서브 층(1002) 내에서 알루미늄을 산화시킬 수 있다. 이는 차례로 두 서브 층의 계면에서 전도도를 감소시키고 잠재적으로 기계적 접착력의 손실을 유발할 수 있다. 따라서, 150-300℃ 범위의 온도에서 적용되는 많은 솔더의 경우, 표면 서브 층(1006)은 아연, 은, 팔라듐, 백금, 구리, 니켈, 크롬, 텅스텐, 몰리브덴, 또는 금으로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 예를 들어 고주파 신호가 신호 라인 아래로 전송되는 경우, 표피 효과로 인한 저항 손실을 최소화하기 위해 표면 서브 층 조성 및 두께가 선택될 수 있다.
도 2a를 참조하면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 전력 전송 부분(190)을 더 포함한다. 신호 전송 부분(130)과 유사하게, 전력 전송 부분(190)은 제 1 외부 유전체(110)와 제 2 외부 유전체(120) 사이에 배치된다. 또한, 전력 전송 부분(190)은 (도 2a에서 X-축선을 따라) 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따른 신호 전송 부분(130)에 대해 오프셋된다. 전력 전송 부분(190)과 신호 전송 부분(130) 사이의 거리가 분리 부분(195)으로서 지칭될 수 있다. 분리 부분(195)의 폭은 신호 라인(132) 폭의 적어도 2배, 보다 구체적으로는 적어도 4배 또는 심지어 적어도 6배일 수 있다.
도 2a의 예를 참조하면, 전력 전송 부분(190)은 3개의 전도성 층으로 형성되고 3개의 전도성 요소를 포함하며, 이는 제 1 전력 도체(192), 제 2 전력 도체(194), 및 제 3 전력 도체(196)로 지칭될 수 있다. 그러나, 이들 전력 도체 중 2개는 선택적이다. 즉, 전력 전송 부분(190)은 임의의 수의 전력 도체, 즉 1개, 2개, 3개, 4개 등을 가질 수 있다. 2개 또는 그 초과의 전력 도체가 존재하고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 적층될 때(도 2a의 Y-축선을 따라), 이들 도체 모두가 전력 전송에 사용될 수 있다. 대안적으로, 하나 또는 그 초과가 차폐부로 사용하거나 전혀 존재하지 않을 수 있다.
도 2a의 예를 참조하면, 제 3 전력 도체(196)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 제 1 전력 도체(192)와 제 2 전력 도체(194) 사이에 배치되어 적층부를 형성한다(도 2a의 Y-축선을 따라). 제 1 내부 유전체(160)는 제 1 전력 도체(192)와 제 3 전력 도체(196) 사이에 배치될 수 있고 서로에 대해 제 1 전력 도체(192) 및 제 3 전력 도체(196)를 지지하는데 사용될 수 있다. 유사하게, 제 2 내부 유전체(170)는 제 2 전력 도체(194)와 제 3 전력 도체(196) 사이에 배치되고 서로에 대해 제 2 전력 도체(194) 및 제 3 전력 도체(196)를 지지하는데 사용될 수 있다.
제 1 전력 도체(192)와 제 3 전력 도체(196) 사이의 갭의 크기는 제 1 내부 유전체(160)의 두께 및 물질 및 후술하는 바와 같이 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 형성하는 동안 이들 구성 요소를 라미네이팅하는데 사용되는 처리 조건에 의존한다. 유사한 방식으로, 제 2 전력 도체(194)와 제 3 전력 도체(196) 사이의 갭의 크기는 제 2 내부 유전체(170)의 크기 및 물질 및 이들 구성 요소를 라미네이팅하는데 사용되는 처리 조건에 의존한다. 제 1 전력 도체(192)와 제 3 전력 도체(196) 사이의 갭은 제 2 전력 도체(194)와 제 3 전력 도체(196) 사이의 갭과 실질적으로 동일할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 일부 예들에서, 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170) 둘 모두가 두께와 재질이 동일할 수 있다.
제 1 전력 도체(192), 제 2 전력 도체(194) 및 제 3 전력 도체(196)에 의해 형성된 적층부는 제 3 차폐부(138), 신호 라인(132), 및 제 4 차폐부(139)에 의해 형성된 적층부와 유사할 수 있다. 일부 예에서, 제 3 차폐부(138) 및 제 1 전력 도체(192)는 동일한 금속 시트로 형성될 수 있다. 유사하게, 신호 라인(132) 및 제 3 전력 도체(196)는 동일한 금속 시트로 형성될 수 있다. 마지막으로, 제 2 전력 도체(194) 및 제 4 차폐부(139)는 동일한 금속 시트로 형성될 수 있다.
제 1 전력 도체(192), 제 2 전력 도체(194), 및 제 3 전력 도체(196)를 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 적층하면, 지금부터 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명되는 바와 같이 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 라우팅하는 동안 도체를 교차하는 문제가 제거된다.
도 3a는 전도성 요소, 즉 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)가 나란히 배열된 기준 회로(100)의 평면도를 도시한다. 기준 회로(300)가 도 3a에 도시된 바와 같이 라우팅될 때. 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)의 상대적인 배향은 제 1 단부(101)와 제 2 단부(103) 사이에서 뒤집힌다. 구체적으로, 제 1 단부(101)에서, 제 1 전도성 요소(350)는 제 2 전도성 요소(360)에 대해 Z 축선을 따라 위쪽으로 이동된다. 한편, 제 2 단부(103)에서, 제 1 전도성 요소(350)는 제 2 전도성 요소(360)에 대해 Z 축선을 따라 아래로 이동된다. 이러한 방향 변화는 "크로스-오버(cross-over)"라고 지칭될 수 있다.
도 3b는 전도성 요소의 적층 배열을 갖는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 평면도를 도시한다. 도 3c 및 3d를 참조하면, 제 1 전도성 요소(350)는 제 1 단부(101) 및 제 2 단부(103) 모두에서 제 2 전도성 요소(360)에 대해 Y 축선을 따라 위쪽으로 이동된다. 이러한 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)의 방향은 평면 편차(plane deviation)를 포함하여 X-Z 평면 내의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 임의의 라우팅을 위한 것이다.
유전체 예
도 2a로 돌아가면, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)를 포함한다. 제 1 내부 유전체(160)는 신호 라인(132)과 제 3 차폐부(138) 사이뿐만 아니라 제 1 차폐부(134)와 제 3 차폐부(138) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 3 차폐부 사이에 배치된다. 제 1 내부 유전체(160)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 이들 구성 요소에 대한 지지를 제공한다. 또한, 제 1 내부 유전체(160)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 동작 동안 제 3 차폐부(138), 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136)의 상대적 위치를 유지함으로써 신호 라인(132)이 제 3 차폐부(138), 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136)로부터 전기적으로 절연되도록 보장한다.
제 2 내부 유전체(170)는 신호 라인(132)과 제 4 차폐부(139) 사이뿐만 아니라 제 1 차폐부(134)와 제 4 차폐부(139) 사이 및 제 2 차폐부(136)와 제 4 차폐부(139) 사이에 배치된다. 제 1 내부 유전체(160)와 유사하게, 제 2 내부 유전체(170)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 이들 구성 요소에 대한 지지를 제공한다. 또한, 제 2 내부 유전체(170)는 제 4 차폐부(139), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136)의 상대적 위치를 유지함으로써 신호 라인(132)이 제 4 차폐부(139), 제 1 차폐부(134), 및 제 2 차폐부(136)로부터 전기적으로 절연되는 것을 보장한다.
일반적으로, 더 두꺼운 내부 유전체 층(예를 들어, 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170))는 더 낮은 커패시턴스(capacitence)를 초래한다. 이는 차례로, 단위 길이 당 전체 커패시턴스를 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 나머지와 일치시키면서 더 넓은 신호 라인(132)을 형성할 수 있게 한다. 신호 라인(132)이 더 넓을 때, 신호의 저항 손실이 적고 더 나은 HF 성능을 제공한다.
제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)는 유전 상수가 2미만 또는 심지어 1.5미만인 하나 또는 그 초과의 물질로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 이러한 물질은 폐쇄형 셀 폼이다. 또한, 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)는 물을 흡수하지 않는 하나 또는 그 초과의 물질로 형성될 수 있다.
일부 예에서, 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170) 중 적어도 하나는 가교 결합된(crosslinked) 폴리에틸렌(XLPE)을 포함하거나 필수적으로 구성된다. 보다 구체적으로, 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170) 모두는 가교 결합된 XLPE를 포함하거나 이것으로 필수적으로 구성된다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 "필수적으로 구성되는(consisting essentially)"은 적어도 약 95 중량%의 조성물로 정의된다. 일부 예에서, 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)에 사용되는 가교 결합된 XLPE는 고도로 가교 결합된 XLPE이며, 여기서 가교 결합도는 적어도 약 40%, 적어도 약 70%, 또는 심지어 적어도 약 80%이다. 가교 결합은 약 -40℃(-40℉) + 105℃(+220℉) 사이일 수 있는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 작동 온도 범위 내에서 제 1 내부 유전체(160) 및/또는 제 2 내부 유전체(170)의 유동/이동을 방지한다. 이러한 흐름의 부족은 신호 라인(132), 차폐부 및/또는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 전도성 요소 사이의 단락을 방지한다. 또한, 가교 결합은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 에지 및 개구로부터 제 1 내부 유전체(160) 및 제 2 내부 유전체(170)가 스며 나오는 것을 방지한다.
종래의 가요성 회로는 주로 XLPE로 형성된 배면에 대해 전도성 요소를 패턴화(에칭에 의해)하는 다양한 어려움 때문에 XLPE를 사용하지 않는다. XLPE는 기존의 에칭 기술을 견딜 만큼 충분히 견고하지 않다.
일부 예에서, 제 1 외부 유전체(110), 제 2 외부 유전체(120), 제 1 내부 유전체(160), 및/또는 제 2 내부 유전체(170)의 물질은 특히 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 유연성을 향상시키기 위해 선택된다. 일부 적합한 예는 폴리올레핀이고, 이는 주로 선형 중합체이다(방향족 고리를 포함하여 유연성이 떨어지는 폴리 에스터와 비교). 특히, 실란-개질된 폴리올레핀은 내부 유전체 층 중 하나 또는 둘 모두에 사용될 수 있다. 일부 특정 조합은 하나 또는 둘 모두의 외부 유전체 층을 위한 개질된 폴리 프로필렌(예를 들어, 매사추세츠주 셜리에있는 Bemis Associates Inc.에서 입수할 수 있는 Bemis ET6340) 및 하나 또는 둘 모두의 내부 유전체 층을 개질된 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)(예를 들어, Bemis ET6371)을 포함한다. 또 다른 예에서, 개질된 폴리 프로필렌(예를 들어, Bemis ET6340)이 모든 내부 및 외부 유전체 층에 사용될 수 있다. 또 다른 예에서, 개질된 LLDPE(예를 들어, Bemis ET6371) 및 변형된 폴리프로필렌(예를 들어, Bemis ET6340)을 포함하는 공 압출된 물질이 내부 및 외부 유전체 층 중 적어도 하나에 사용될 수 있다. 일반적으로, 고 융점 중합체와 저 융점 중합체의 조합을 포함하는 공 압출된 필름이 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)에 사용될 수 있다. 고 융점 중합체는 외부 유전체로 기능할 수 있는 반면, 저 융점 중합체는 내부 유전체로 기능하며 전도성 리드 사이의 갭 채우기에 사용된다.
일부 예에서, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 보다 구체적으로, 폴리우레탄 에테르(예를 들어, Bemis ET3803)가 외부 유전체 중 하나 또는 둘 모두로서 사용될 수 있다. 폴리우레탄의 유연성은 적절한 화학 물질을 사용하여 조정될 수 있다. 또한, 하나 또는 그 초과의 난연제(flame retardant)(예를 들어, 비-할로겐화 난연제)가 외부 유전체 층 중 하나 또는 둘 모두에 포함될 수 있다. 난연제의 다양한 예가 아래에 설명되어 있다.
일부 예에서, 제 1 외부 유전체(110), 제 2 외부 유전체(120), 제 1 내부 유전체(160), 및/또는 제 2 내부 유전체(170)는 하나 또는 그 초과의 투명 물질, 예를 들어 에틸렌-부틸렌 공중합체와 같은 하나 또는 그 초과의 탄성 중합체, 가소제-화합 폴리올레핀, 등을 포함한다.
일부 예에서, 유전체 중 적어도 하나는 난연제, 예를 들어, 인, 유기 인 등을 포함한다. 난연제는 예를 들어 입자로서 중합체 매트릭스에 첨가될 수 있으며, 이들의 다양한 예는 위에 열거되어 있다. 대안적으로, 난연제는 독립형 구조, 예를 들어 화염 장벽 FRB 시리즈 또는 더 구체적으로 텍사스 오스틴에 있는 3M Electrical Markets Division에서 입수할 수 있는 FRB-NT127과 같은, 난연성 종이 또는 화염 장벽의 형태일 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 외부 유전체(110) 또는 제 2 외부 유전체(120) 중 하나는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)이고, 다른 하나는 난연성 종이이다. 종래의 회로(에칭 및 기타 유사한 공정에 의해 형성됨)는 유전체 층에 화염 장벽을 사용할 수 없다는 점에 유의해야 한다. 일부 예에서, 폴리이미드(PI)는 고유한 내연성 특성으로 인해 난연제에 추가로 또는 대신에 하나 또는 그 초과의 유전체 층에 사용될 수 있다.
일부 예에서, 제 1 외부 유전체(110) 및/또는 제 2 외부 유전체(120)는 열팽창 계수(CTE)-매칭 첨가제를 포함한다. 이들 유전체 층에서 CTE-매칭 첨가제의 조성 및 농도는 전도성 요소 또는 보다 구체적으로 전도성 요소 및/또는 그 초과의 내부 유전체의 조합과 일치하도록 특별히 선택된다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 그 제조(예를 들어, 아래에 설명되는 하나 또는 그 초과의 적층 작업) 및/또는 작동(예를 들어, 운송 수단의 엔진 베이에서 작동) 동안 온도 변동을 받을 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120) 중 하나 또는 둘 모두는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 및/또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 포함하는 중합체 매트릭스 및 이 매트릭스 내에 분포되고 유리 섬유 및 운모/실리카와 같은 무기 충전제를 포함하는 CTE-매칭 첨가제를 포함한다. CTE-매칭 첨가제는 낮은 종횡비(예를 들어, 0.5 미만) 또는 높은 종횡비(예를 들어, 1 초과)를 갖는 입자 형태일 수 있다. 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120) 중 하나 또는 둘 모두에서 CTE-매칭 첨가제의 농도는 10 중량% 내지 50 중량%이다. 고농도의 CTE-매칭 첨가제는 CTE 불일치를 줄이는 데 도움이 될 수 있지만 이러한 유전체의 유연성은 과도한 양의 CTE-매칭 첨가제로 인해 어려움을 겪을 수 있다.
도 2b를 참조하면, 일부 예에서, 제 1 내부 유전체(160)의 조성은 그 두께(Y 방향) 전체에 걸쳐 균일하다. 마찬가지로, 제 2 내부 유전체(170)의 조성은 그 두께 전체에 걸쳐 균일할 수 있다. 대안적으로, 도 2d에 제시된 다른 예에서. 제 1 내부 유전체(160)는 제 1 내부 기재(162), 제 1 내부 외향 접착제(inner outer-facing adhesive; 164), 및 제 1 내부 내향 접착제(inner inner-facing adhesive; 166)를 포함한다. 이 예에서, 제 1 내부 기재(162)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라, 제 1 내부 외향 접착제(164)와 제 1 내부 내향 접착제(166) 사이에 배치된다. 제 1 내부 기재(162)의 조성은 제 1 내부 외향 접착제(164)의 조성 및 제 1 내부 내향 접착제(166)의 조성과 상이하다. 제 1 내부 외향 접착제(164)와 제 1 내부 내향 접착제(166)의 구성은 동일할 수 있다. 예를 들어, 제 1 내부 기재(162)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN)를 포함할 수 있다. 제 1 내부 외향 접착제(164) 및 제 1 내부 내향 접착제(166) 중 하나 또는 둘 모두는 XDPE, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리에스테르(PET), 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(EVA), 에폭시, 감압 접착제 등을 포함할 수 있다.
이 예에서, 제 2 내부 유전체(170)의 구조는 제 1 내부 유전체(160)의 구조와 동일하다. 구체적으로, 제 2 내부 유전체(170)는 제 2 내부 기재(172), 제 2 내부 외향 접착제(174), 및 제 2 내부 내향 접착제(176)를 포함한다. 제 2 내부 기재(172)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라, 제 2 내부 외향 접착제(174)와 제 2 내부 내향 접착제(176) 사이에 배치된다. 다른 예에서, 제 2 내부 유전체(170)의 구조는 제 1 내부 유전체(160)의 구조와 상이하다.
제 1 내부 기재(162), 제 1 내부 외향 접착제(164) 및 제 1 내부 내향 접착제(166)의 조합을 사용하면 더 얇은 제 1 내부 유전체(160)를 형성할 수 있고, 보다 구체적으로는 제 1 내부 유전체(160)의 개별 구성 요소의 특성을 조정할 수 있다. 예를 들어, 제 1 내부 외향 접착제(164) 및 제 1 내부 내향 접착제(166)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 전도성 요소들 사이의 공극을 채워 라미네이팅하는 동안 쉽게 유동할 수 있다. 도 2a를 간단히 참조하면, 제 1 내부 유전체(160)는 신호 라인(132)과 제 1 차폐부(134) 사이에서 제 2 내부 유전체(170)와 직접 인터페이스하고, 어느 정도의 유동 및 갭 충전이 필요할 수 있다. 또한, 제 1 내부 기재(162) 및 제 2 내부 기재(172)의 존재는 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139)가 제 1 내부 유전체 층(160) 및 제 2 내부 유전체 층(170)을 통해 바람직하지 않게 펀칭되지 않는 것을 보장하도록 어느 정도의 기계적 인성을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 제 1 내부 외향 접착제(164)는 제 3 차폐부(138)와 직접적으로 인터페이스한다. 또한, 제 1 내부 내향 접착제(166)는 신호 라인(132)에 직접 인터페이스한다.
내부 기재 층의 존재는 또한 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 HF 성능에 영향을 미친다(예를 들어, 커패시턴스 및 신호 흡수 감소). 그러나 내부 기재 층은 강력한 분리를 제공하고 내부 유전체 층의 기계적 "펀치 스루(punch through)" 위험을 줄이다. 일부 예에서, XLPE로 만들어진 두꺼운 내부 유전체 층이 사용된다.
도 2d에 도시된 예에서, 제 1 외부 유전체(110)는 제 1 외부 기재(112) 및 제 1 외부 접착제(114)를 포함한다. 유사하게, 제 2 외부 유전체(120)는 제 2 외부 기재(122) 및 제 2 외부 접착제(124)를 포함한다. 제 1 외부 기재(112)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 또는 기타 가요성 절연 물질일 수 있다. 제 1 외부 접착제(114)는 XDPE, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 폴리에스터(PET), 아크릴, 에틸 비닐 아세테이트(EVA), 에폭시, 감압 접착제 등을 포함하는 접착 물질을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
적층부 내에서의 상호 연결의 예
일부 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 하나 또는 그 초과의 전도성 요소는 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 신호 라인(132)을 둘러싸는 하나 또는 모든 차폐부는 예를 들어 "부동(floating)" 차폐 문제를 피하기 위해 상호 연결될 수 있다. 이러한 전기적 연결은 이러한 전도성 요소의 부분 또는 일부 추가 전도성 요소, 예를 들어 상호 연결 비아, 상호 연결 플러그, 또는 탭을 사용하여 형성될 수 있다. 도 4a 내지 도 4e는 상호 연결 비아(310)를 사용하여 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)를 상호 연결하는 상이한 예 및 단계를 도시한다. 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370) 각각은 도 2a 및 다른 도면을 참조하여 위에서 논의된 차폐부, 신호 라인, 및/또는 전력 도체 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
구체적으로, 도 4a는 임의의 전기적 연결을 형성하기 전에 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)에 의해 형성된 적층부를 도시한다. 이들 차폐부는 임의의 연결을 형성하기 전에 제 1 외부 유전체(110)와 제 2 외부 유전체(120) 사이에 배치된다. 도 4b는 제 1 외부 유전체(110), 제 1 전도성 요소(350), 및 제 2 전도성 요소(360)를 통해 선택적 개구(300)를 형성한 후 이 적층부를 도시한다. 개구(300)는, 예를 들어, 에칭 공정 또는 임의의 다른 적절한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 개구(300)는 3개의 차폐부 모두에 대한 액세스를 제공하여 3개의 모든 차폐부를 상호 연결하고, 일부 예에서는, 제 1 외부 유전체(110)를 지나 연장하는 외부 연결을 형성한다.
도 4c는 제 1 외부 유전체(110), 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)를 통해 연장하고 제 3 전도성 요소(370)와 접촉하는 상호 연결 비아(310)를 갖는 동일한 적층부를 도시한다. 상호 연결 비아(310)는 구리 또는 임의의 다른 적합한 물질와 같은 전도성 물질로 형성된다. 상호 연결 비아(310)는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)와 직접 접촉하여 이들 차폐부를 상호 연결한다. 더욱이, 이 예에서, 상호 연결 비아(310)는 제 1 외부 유전체(110)의 외부로 연장하여, 비아(310) 및 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)에 대한 외부 전기적 연결을 형성할 수 있도록 한다. 예를 들면, 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)는 상호 연결 비아(310)를 통해 외부적으로 접지될 수 있다. 일부 예에서, 상호 연결 비아(310)는 도금된 요소, 땜납 조인트, 금속 리벳, 또는 상호 연결 비아(310)로의 외부 연결의 형성을 허용하는 금속 크림프 단자를 포함한다.
도 4d는 또한 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360) 및 제 3 전도성 요소(370)와 직접 접촉하여 이들 차폐부를 상호 연결하는 상호 연결 비아(310)의 다른 예를 도시한다. 그러나, 이 예에서, 상호 연결 비아(310)는 제 1 외부 유전체(110)를 통해 연장하지 않는다. 대신, 절연 플러그(320)가 제 1 외부 유전체(110)를 통해 연장하는 개구의 일부를 채우기 위해 사용될 수 있다. 일부 예에서, 적층부에 제 1 외부 유전체(110)를 적층하기 전에, 상호 연결 비아(310)가 설치될 수 있어 제 1 외부 유전체(110)가 상호 연결 비아(310)를 설치하기 위한 개구가 필요하지 않고 절연 플러그(320)가 설치되지 않도록 한다.
일부 예에서, 다른 하나 또는 그 초과의 전도성 요소에 의해 차단된 전도성 요소에 대한 외부 연결이 필요하며, 이 차단된 전도성 요소에 연결되어서는 안된다. 도 4e는 상호 연결 비아(310)가 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)가 아닌 제 3 전도성 요소(370)에 연결되는 그러한 예를 도시한다. 그러나, 상호 연결 비아(310)는 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)를 통해 돌출되어 제 3 전도성 요소(370)로의 연결은 제 1 외부 유전체(110)를 지나 외부에서 이용 가능하다. 이 예에서, 절연 플러그(320)는 상호 연결 비아(310)의 측벽 주위에 외피를 형성하고, 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)로부터 상호 연결 비아(310)를 절연시키고 제 1 전도성 요소 및 제 2 전도성 요소를 통하여 상호 연결 비아(310)가 돌출한다.
위의 예가 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360) 및 제 3 전도성 요소(370) 사이의 상호 연결을 설명했거나 이러한 차폐부 중 하나 또는 그 초과에 연결하는 것을 설명했지만, 당업자는 이러한 연결 양태가 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 임의의 전도성 요소에 적용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 4f 내지 도 4i는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 적층부에서 전도성 요소에 대한 전기적 연결을 형성하는 추가 예를 도시한다. 도 4f에 도시된 적층부는 도 4a를 참조하여 전술한 것과 유사하지만, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)를 포함하지 않는다. 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 도 4i를 참조하여 아래에서 추가로 설명되는 바와 같이, 예를 들어 적층부의 전도성 요소를 상호 연결한 후에 나중에 추가된다. 이러한 접근법으로, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 또한 상호 연결 비아(310)를 절연하고 개구를 갖지 않는다.
구체적으로, 도 4f에 도시된 적층부는 도 2a 및 다른 도면을 참조하여 전술된, 차폐부, 신호 라인, 및/또는 전력 도체를 나타낼 수 있는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)를 포함한다. 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)는 내부 유전체(165)로(예를 들어, 서로 및 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 다른 구성 요소에 대해) 지지된다. 또한, 내부 유전체(165)는 또한 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)를 서로(적어도 이 처리 단계에서) 그리고 적어도 부분적으로는 환경으로부터 전기적으로 절연할 수 있다.
도 4g는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 제 3 전도성 요소(370), 및 내부 유전체(165)를 통해 개구(300)를 형성한 후의 적층부를 도시한다.이 예에서, 개구(300)는 도 4b를 참조하여 전술된 블라인드 구멍 보다 형성하기 더 쉬울 수 있는 관통 구멍이다. 개구(300)는 예를 들어 에칭 공정 또는 임의의 다른 적절한 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 개구(300)는 이러한 차폐부를 상호 연결할 수 있도록 3개의 차폐부 모두에 대한 액세스를 제공한다.
도 4h는 상호 연결 비아(310)가 개구(300)에 추가된 후의 처리 단계를 도시한다. 상호 연결 비아(310)는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)와 직접 접촉하여 모든 세 요소를 상호 연결한다. 상호 연결 비아(310)는 도금된 요소, 전도성 접착제, 솔더 조인트, 금속 리벳, 또는 상호 연결 비아(310)에 외부 연결의 형성을 허용하는 금속 크림프 단자를 포함할 수 있다.
일부 예에서, 개구(300)의 일부는 비-전도성 요소(예를 들어, 절연체 플러그)로 채워질 수 있는 반면, 개구(300)의 나머지는 상호 연결 비아(310)로 채워질 수 있다. 이러한 대안적인 접근 방식은 적층부 내의 모든 전도성 요소보다 적은 수의 상호 연결을 허용한다. 예를 들어, 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)는 상호 연결될 수 있지만, 상호 연결 비아(310)가 개구(300)에 설치된 후에 제 3 전도성 요소(370)로부터 절연된 상태로 유지된다. 마찬가지로, 제 3 전도성 요소(370)와 제 2 전도성 요소(360)는 상호 연결될 수 있지만, 제 1 전도성 요소(350)로부터 절연된 상태로 유지된다.
도 4i는 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)를 갖는 적층부를 도시한다. 이러한 외부 유전체는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)를 상호 연결한 후에 추가된다. 이 예에서, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 내부 유전체(165) 및 상호 연결 비아(310) 위로 연장한다. 보다 구체적으로, 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 환경으로부터 상호 연결 비아(310)를 (전기적 및 기계적으로) 절연한다.
도 5a는 외부 상호 연결 점퍼로 지칭될 수 있는 상호 연결 점퍼(330)를 사용하여 연결된 제 1 전도성 요소(350) 및 제 3 전도성 요소(370)를 갖는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 예를 도시한다. 이 예에서, 상호 연결 점퍼(330)는 적층부의 에지(102) 주위를 루핑한다(loop). 제 2 전도성 요소(360)뿐만 아니라 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)는 에지(102) 및 상호 연결 점퍼(330)로부터 떨어져 위치될 수 있으며, 이에 의해 상호 연결 점퍼(330), 제 1 전도성 요소(350), 및 제 3 전도성 요소(370)로부터 전기 절연을 유지한다.
도 5b는 제 2 전도성 요소(360)가 상호 연결 점퍼(330)를 사용하여 제 3 전도성 요소(370)에 연결되는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 예를 도시한다. 이 예에서, 제 1 전도성 요소(350) 및 제 1 외부 유전체(110)는 상호 연결 점퍼(330)가 제 2 전도성 요소(360)에 도달할 수 있도록 하는 개구(300)를 갖는다. 일부 실시예에서, 일단 연결이 이루어지면, 개구(300)는 예를 들어, 개구(300)를 밀봉하고 상호 연결 점퍼(330)와 제 1 전도성 요소(350) 사이에 절연을 제공하기 위해 절연 물질로 채워진다.
도 6a는 적층부의 상이한 전도성 수준에 위치된 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)가 직접 연결되는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 예를 예시한다. 이 예에서, 제 1 내부 유전체(160)는 제 1 전도성 요소(350)가 제 2 전도성 요소(360) 내로 연장하고 접촉하도록 하는 유전체 개구(168)를 포함한다. 이러한 연결은 전술된 연결 수단 중 하나를 사용하여 이루어질 수 있거나, 예를 들어, 레이저, 초음파, 또는 저항 용접을 사용하여 용접될 수 있다.
도 6b는 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)가 연결된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 예를 도시한다. 도 6a의 예와 유사하게, 이러한 유형의 연결은 외부 유전체 층의 외부로 돌출되지 않기 때문에 내부 연결로 지칭될 수 있다. 도 6b를 참조하면, 연결은 제 1 내부 유전체(160)의 유전체 개구(168)를 통해 돌출하는 상호 연결 점퍼(330)를 사용하여 형성된다. 상호 연결된 전도성 요소는 상이한 전도성 층에 위치된다. 그러나, 당업자는 그러한 연결이 동일한 수준에 위치된 전도성 요소들 사이에서 구현될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
도 7은 제 1 내부 유전체(160)의 유전체 개구(168)가 제 1 전도성 요소(350)에 대한 연결을 만들기 위한 액세스를 제공하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 예를 도시한다. 도시되지 않은 일부 예에서, 동일한 유전체 개구는 동일하거나 상이한 전도성 수준에 위치된, 다수의 전도성 구성 요소로의 액세스를 제공할 수 있다.
차폐부의 예
플렉시블 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 전도성 요소에 의해 형성된 전자기 차폐부는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 동작 동안 저주파 간섭 및 무선 주파수 간섭을 감소시키고 궁극적으로 방지한다. 도 8a는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 신호 전송 부분(130)의 단면도를 도시한다. 이 예에서, 전자기 차폐부는 제 1 차폐부(134), 제 2 차폐부(136), 제 3 차폐부(138), 및 제 4 차폐부(139)에 의해 형성된다. 전자기 차폐부는 이 단면도에서 신호 라인(132)을 둘러싼다. 즉, 신호 라인(132)으로 및 신호 라인(132)으로부터의 저주파수 및 무선 주파수 간섭은 이 단면(X-Y 평면) 내의 전자기 차폐부에 의해 완화된다.
이 예에서, 동일한 전자기 차폐부는 또한 추가 신호 라인(133)을 둘러싸고 있다. 이 구성은 예를 들어 전자기(EM) 결합을 최소화하는 능력으로 주지된 차동 신호 쌍을 생성하는데 사용될 수 있다. 일반적으로 여러 신호 라인이 동일한 전체 차폐부를 공유할 수 있다. 일부 실시예에서, 추가 차폐부가 2개의 신호 라인들 사이에 위치될 수 있다.
도 8a를 참조하면, 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136) 각각은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께(도 2a에서 Y 방향)를 따라 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이에 배치된다. 즉, 두께를 따라 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136) 각각의 돌출부는 제 3 차폐부(138) 및 제 2 차폐부(139) 각각과 완전히 또는 부분적으로 중첩된다.
대안적으로, 도 8b를 참조하면, 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭(도 2a에서 X 방향)을 따라 제 3 차폐부(138) 및 제 4 차폐부(139)에 대해 오프셋될 수 있다. 이 예에서, 두께를 따라 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136)의 돌출부는 제 3 차폐부(138) 또는 제 2 차폐부(139)와 중첩되지 않는다.
또 다른 예에서, 제 1 차폐부(134) 및 제 2 차폐부(136)는 존재하지 않을 수 있다. 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이의 갭은 제 3 차폐부(138)와 제 4 차폐부(139) 사이에 위치된 신호 라인(132)에 충분한 차폐를 제공하기에 충분히 작을 수 있다.
신호 전송 부분(130)의 커패시턴스는 신호 라인(132)과 주변 차폐부 사이의 표면적의 함수이다. 적절한 위치에서 차폐부의 표면적을 줄이면 커패시턴스가 감소하고 임피던스가 증가한다. 임피던스는 커패시턴스로 나눈 인덕턴스의 제곱근이다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 임피던스를 수신 구성 요소와 일치시키는 것은 신호 라인(132) 아래로 반사파를 보내는 것을 방지한다. 예를 들어, 단일 신호 라인은 50 Ohm의 임피던스를 가질 수 있는 반면, 차동 쌍은 100-120 Ohm의 차동 임피던스를 가질 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 개구가 없는 연속 차폐부를 도시한다. 일부 대안적인 예에서, 하나 또는 그 초과의 차폐부는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100) 또는 보다 구체적으로 신호 전송 부분(130)의 다양한 특성을 변경하기 위한 개구를 가질 수 있다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 제 3 차폐부(138)는 신호 라인 아래로 전송되는 EM 파의 파장의 1/10 미만의 크기를 갖는 개구를 포함한다. 일반적으로, 차폐부의 개구의 크기는 신호 라인(132)에 의해 전달되는 신호의 파장과 잠재적인 외부 노이즈(누화를 방지하기 위한 차단)의 파장보다 작다.
접이식 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 예
가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는 2개의 먼 위치 사이에서 신호 및 전력의 전송을 위해 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두 단부들 사이의 거리는 폭이 비교적 작아서, 예를 들어 100mm 미만 및 심지어 50mm 미만일 수 있음에도 불구하고 적어도 1 미터 또는 심지어 적어도 2 미터일 수 있다. 동시에, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 각각의 전도성 층은 별도의 금속 호일 시트로 제조될 수 있다. 물질 소모를 최소화하고 낭비를 줄이기 위해, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 제조 풋 프린트는 동작 풋 프린트보다 작을 수 있다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 유연성 특성은 그 제조 후 및/또는 그 제조 동안 그 형상 및 위치를 변경하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)는, 예를 들어, 도 10a에 도시된 바와 같이, 접힌 상태로 제조될 수 있다. 접힌 상태에서 플렉서블 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 양단과 전체 길이(L1) 사이의 거리는 상대적으로 작을 수 있다. 도 10b는 부분적인 언폴딩(unfolded) 상태의 동일한 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 개략도로서, 두 단부 사이의 거리와 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 길이가 실질적으로 증가했음을 보여준다. 당업자는 다양한 폴딩 패턴이 범위 내에 있음을 이해할 것이다.
도 10c는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 4개의 스트립(145a-145d)으로 분할하는 개구(143a-143c)를 포함하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 도시한다. 일부 예에서, 각각의 스트립은 하나 또는 그 초과의 도체 트레이스를 포함한다. 도 10d는 X-Y 평면 내에서 다른 단부에 대해 90° 회전된 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 한 단부를 도시하며, 이는 평면 내 굽힘으로 지칭될 수 있다. 개구(143a-143c)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)가 개별 스트립(145a-145d)의 평면 외 왜곡 없이 회전 및 구부러지게 한다. 당업자는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 평평한 프로파일(Z 방향으로 작은 두께) 및 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)를 형성하는 물질의 상대적으로 낮은 면내 유연성으로 인해 개구(143a-143c) 없이는 그러한 굽힘이 어려울 수 있음을 이해할 것이다. 개구(143a-143c)를 추가하면 스트립(145a-145d) 각각의 상이한 라우팅이 가능하여 유연성을 증가시키고 평면 외 왜곡을 감소시킨다. 또한, 각 개구의 특정 폭 및 길이를 선택하면 각각의 스트립 및 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 특정 라우팅 및 배향이 가능하다. 도 10e 및 도 10f는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 상이한 위치에서 스트립(145a-145d)의 단면을 나타낸다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 스트립(145a-145d)은 서로 더 가까워지고 구부러진 일부 지점(B-B)에서 각각의 중심 축선을 중심으로 90° 회전될 수 있다. 이러한 유형의 배향을 달성하기 위해, 각각의 개구의 길이는, 예를 들어, 도 10c에 도시된 바와 같이, 상이하거나 엇갈릴 수 있다.
도 10g는 다수의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 생산 조립체(800)의 예를 예시한다. 일부 예들에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로들(100a-100c)은 부분적으로 통합되고, 예를 들어, 동일한 해제 가능한 라인상에서 지지되거나 부분적으로 절단된(예를 들어, 스코어링된) 하나의 모놀리식 외부 유전체 층을 갖는다. 이러한 부분적 통합 기능은 예를 들어 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 최종 사용까지, 제조 및 저장 동안 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)를 함께 유지할 수 있게 한다.
또한, 이 예에서, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)는 예를 들어 물질 낭비를 줄이고 처리를 간소화하기 위해 선형 형태로 형성된다. 각각의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)는 조립체(800)로부터 분리될 수 있고, 예를 들어 도 10c 내지 도 10f를 참조하여 전술한 바와 같이 작동 형상으로 접을 수 있다.
도 10h는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c) 및 상호 연결 허브(910)를 포함하는 상호 연결 조립체(900)의 예를 도시한다. 일부 예들에서, 각각의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)는 예를 들어 도 10g를 참조하여 전술된 바와 같이 선형 형태로 제조된다. 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 굽힘부는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 설치 동안 형성된다(예를 들어, 자동차 패널과 같은 지지 구조의 라미네이션). 상호 연결 허브(910)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)에서 개별 전도성 요소 사이의 전기 연결을 형성한다. 이러한 전기적 연결은 하나의 수준 또는 다중 수준(예를 들어, 교차 연결을 위해)에 위치된 상호 연결 허브(910)의 전도성 요소들에 의해 제공된다. 더욱이, 상호 연결 허브(910)의 전도성 요소 및 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 전도성 요소는 동일한 평면 내에 있거나 상이한 평면에 있다.
구체적으로, 도 10i는 상호 연결 허브(910)를 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)에 부착하기 전의 상호 연결 조립체(900)의 예이다. 상호 연결 허브(910)는 유전체 층(920) 및 유전체 층(920)에 의해 부분적으로 절연된 전도성 요소(915)를 포함한다. 또한, 유전체 층(920)은, 도 10i에 도시된 바와 같이, 상호 연결 허브(910)의 전도성 요소(915)를 부분적으로 노출시키는 개구(925)를 포함한다. 전도성 요소(915) 및 개구(925)는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c) 사이의 원하는 연결에 따라 패턴화된다. 도 10i에 도시된 상호 연결 허브(910)의 예는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 모든 최 좌측 전도성 요소를 상호 연결하고, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 모든 중간 전도성 요소를 개별적으로 상호 연결하고, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)의 모든 최 우측 전도성 요소를 개별적으로 상호 연결하도록 설계된다. 도 10j는 상호 연결 허브(910)를 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c)에 부착한 후 도 10i의 상호 연결 조립체(900)를 도시한다.
도 10k는 일부 예에 따른, 바디 패널(210)에 장착되고 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)에 연결된 상호 연결 허브(910)를 포함하는 상호 연결 조립체(900)의 측 단면도를 도시한다. 구체적으로, 상호 연결 허브(910)는 접착 테이프 또는 보다 구체적으로 매우 강한 접합(VHB) 테이프 또는 초고 접합(UHB) 테이프와 같은 허브 장착 접착제(921)를 사용하여 바디 패널(210)에 장착된다. 일부 예에서, 허브 장착 접착제(921)는 폴리에틸렌 라이너 및 라이너 상에 배치된 아크릴 접착제를 포함한다. 다른 물질도 범위 내에 있다.
상호 연결 조립체(900)는 또한 플레이트 장착 접착제(922)를 사용하여 상호 연결 허브(910)에 장착되는 허브 커버 플레이트(930)를 포함한다. 일부 예에서, 플레이트 장착 접착제(922)는 허브 장착 접착제(921)와 동일하다. 대안적으로, 플레이트 장착 접착제(922)는 허브 장착 접착제(921)와 상이하다. 예를 들어, 플레이트 장착 접착제(922)는 접착 테이프 또는 보다 구체적으로는 매우 강한 접착(VHB) 테이프 또는 초고 접착(UHB) 테이프로서 사용된다. 일부 예에서, 플레이트 장착 접착제(922)는 폴리에틸렌 라이너 및 라이너 상에 배치된 아크릴 접착제를 포함한다. 다른 물질도 범위 내에 있다.
허브 커버 플레이트(930)는 상호 연결 허브(910)와 상호 연결 회로(100) 사이의 전기적 연결에 기계적 지지 및 변형 완화를 제공한다. 일부 예에서, 플레이트 장착 접착제(922)는 상호 연결 회로(100) 또는 보다 구체적으로 상호 연결 회로(1))의 전도성 요소와 직접 접촉한다. 이와 같이, 상호 연결 허브(910)와 상호 연결 회로(100) 사이에 적용된 임의의 변형은 플레이트 장착 접착제(922)에 의해 허브 커버 플레이트(930)로 전달되어 상호 연결 허브(910)와 상호 연결 회로(100) 사이의 전기적 연결에 대한 변형을 감소시킨다. 일부 예에서, 허브 커버 플레이트(930)는 경질 플라스틱, 복합 물질(예를 들어, 유리 강화 에폭시 라미네이트) 등으로 형성된다.
전도성 탭 및 전기 연결 형성의 예(Examples of Conductive Tabs and Forming Electrical Connections)
도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 적층부에 배열된 전도성 요소에 대한 외부 연결 및/또는 이러한 전도성 요소들 사이의 연결은 적층부의 경계(에지)로부터 돌출하는 이러한 요소의 탭을 사용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 11a는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께를 따라 적층부를 형성하는 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 3 전도성 요소(370)를 포함하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 개략적인 사시도이다. 제 1 전도성 요소(250), 제 2 전도성 요소(360) 및 제 3 전도성 요소(370) 각각은 도 2a 및 다른 도면을 참조하여 위에서 논의된 차폐부, 신호 라인, 및/또는 전력 도체 중 임의의 하나를 나타낼 수 있다.
도 11a를 참조하면, 제 1 전도성 요소(350)는 제 1 탭(352)을 포함하고, 제 2 전도성 요소(360)는 제 2 탭(362)을 포함하고, 제 3 전도성 요소(370)는 제 3 탭(372)을 포함한다. 각각의 제 1 탭(352), 제 2 탭(362) 및 제 3 탭(372)은 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100) 및 적층부 경계 외부의 길이를 따라 연장한다. 도 11b는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 예의 개략적인 평면도이며, 여기서 제 1 탭(352) 및 제 3 탭(372)은 또한 이들 탭들사이에 더 많은 간격을 제공하기 위해 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따라 벌어진다. 도 11c는 제 1 탭(352), 제 2 탭(362), 및 제 3 탭(372)이 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 폭을 따라 그리고 적층부 경계 외부로 연장하는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 또 다른 예의 개략적인 평면도이다. 이 예에서, 제 1 탭(352), 제 2 탭(362), 및 제 3 탭(372)은 또한 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 길이를 따라 오프셋된다.
도 11d는 2개의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a 및 100b)의 개략적인 평면도로서, 생산 동안 그 방향을 보여준다. 파선은 각 층의 물질에 해당하는 두 회로의 풋 프린트를 나타낸다. 2개의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a 및 100b)의 이러한 배향은 물질 낭비를 최소화하는 동시에 다수의 가요성 하이브리드 상호 연결 회로를 병렬로 형성할 수 있게 한다.
도 11e 및 도 11f는 일부 예에 따른, 제 1 전도성 요소 부분(351), 제 2 전도성 요소 부분(353), 및 전이부(355)를 포함하는 전도성 요소(350)의 개략적인 평면도이다. 구체적으로, 도 11f는 전이부(355) 주위의 전도성 요소(350)의 일부의 확대도이다. 전이부(355)는 제 1 전도성 요소 부분(351) 및 제 2 전도성 요소 부분(353)과 모놀리식이며 상호 연결한다. 동시에, 전이부(355)는 제 1 전도성 요소 부분(351) 또는 제 2 전도성 요소 부분(353)의 폭(WCE)보다 더 좁은 폭(WTP)을 가지며, 이는 집합적으로 전도성 요소 폭(WCE)으로 지칭될 수 있다. 일부 예에서, 제 1 전도성 요소 부분(351) 및 제 2 전도성 요소 부분(353)은 동일한 폭(WCE)을 갖는다. 또한, 제 1 전도성 요소 부분(351) 및 제 2 전도성 요소 부분(353)은, 도 11e 및 도 11f에 도시된 바와 같이, 각각에 대해 오프셋된다.
일부 예들에서, 전이부(355)는 전기 퓨즈로서 동작 가능하여, 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 다른 전도성 구성 요소 및 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)가 연결되는 구성 요소를 보호한다. 전이부(355)의 융합 특성은 폭(WTP) 및 길이(LTP)에 따라 달라진다. 차례로, 전이부(355)의 폭(WTP)은 제 1 전도성 요소 부분(351) 또는 제 2 전도성 요소 부분(353)(예를 들어, WTP = WCE - 오프셋)의 오프셋 및 폭(WCE)에 의존한다. 일부 예에서, 전이부(355)의 폭(WTP)은 전도성 요소 폭(WCE)의 5% 내지 50%, 보다 구체적으로는 전도성 요소 폭(WCE)의 10% 내지 30%이다. 전이부(355)의 길이(LTP)는 10 마이크로미터와 700 마이크로미터 사이, 보다 구체적으로 50 마이크로미터와 500 마이크로미터 사이, 또는 심지어 100 마이크로미터와 400 마이크로미터 사이일 수 있다.
도 12a는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 개략적인 측면도로서, 제 1 탭(352) 및 제 3 탭(372)은 탭들사이에 더 많은 간격을 제공하기 위해 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 두께 방향으로 벌어진다. 이 예는 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 전술된 임의의 다른 예와 결합될 수 있다는 것을 주목해야 한다.
도 12b는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 측면 개략도로서, 제 1 전도성 요소(350)에 직접 전기적으로 연결하는 제 3 탭(372)을 도시한다. 도 12c는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100)의 측면 개략도로서, 제 3 탭(372)이 제 2 탭(362)에 직접 전기적으로 연결되는 것을 보여준다.
처리 예(Processing Examples)
도 13a는 패턴화된 전도성 시트를 내부 및 외부 유전체에 라미네이팅하는 방법(1340)에 대응하는 공정 흐름도이다. 방법(1340)은 내부 유전체를 패턴화된 전도성 시트에 도포하는 것을 포함할 수 있다(블록 1342). 보다 구체적으로, 내부 유전체는 적어도 하나의 전도성 시트의 일부에 도포되는 반면, 다른 부분은 노출되어 내부 유전체가 없다. 도 13b는 제 1 내부 유전체(160)를 갖는 제 1 전도성 요소(350)의 일부에 도포된 제 1 내부 유전체(160) 및, 개별적으로, 제 1 내부 유전체(160)를 갖는 제 2 전도성 요소(360)의 일부에 도포된 제 2 내부 유전체(170)의 개략도이다. 이러한 예에서, 제 1 전도성 요소(350)는 하나의 패턴화된 전도성 시트의 일부이고, 제 2 전도성 요소(360)는 상이한 패턴화된 전도성 시트의 일부이다. 일부 예에서, 하나의 전도성 요소만이 내부 유전체를 수용하는 반면, 다른 전도성 요소는 임의의 내부 유전체가 없는 상태로 유지된다.
도 13a를 참조하면, 방법(1340)은 패턴화된 전도성 시트에 이전에 도포된 내부 유전체를 서로 라미네이팅하는 것으로 진행된다(블록 1344). 도 13c는 제 2 내부 유전체(170)에 라미네이팅된 제 1 내부 유전체(160)의 개략도이다. 내부 유전체가 없는 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)의 부분이 정렬되어, 향후 작업에서 이 부분들 사이에 직접 접촉을 형성할 수 있다. 하나의 패턴화된 전도성 시트에만 도포된 내부 유전체가 있는 경우, 이 내부 유전체는 다른 패턴화된 전도성 시트에 직접 라미네이팅된다.
도 13a를 참조하면, 방법(1340)은 패턴화된 전도성 시트를 서로 상호 연결하는 것으로 진행한다(블록 1346). 이 작업 후, 패턴화된 전도성 시트 또는, 보다 구체적으로, 패턴화된 전도성 시트의 개별 전도성 요소가 전기적으로 연결된다. 도 13d는 서로 연결된 제 1 전도성 요소(350) 및 제 2 전도성 요소(360)의 개략도이다. 이 연결에는 용접, 납땜, 기계적 크림핑, 전도성 접착 본드 형성 등이 포함될 수 있다.
도 13a를 참조하면, 방법(1340)은 외부 유전체를 라미네이팅하는 것으로 진행한다(블록 1348). 외부 유전체는 서로 연결된 하나 또는 그 초과의 내부 유전체 및 2개 또는 그 초과의 패턴화된 전도성 시트를 포함하는 적층부에 라미네이팅된다. 이 작업은 또한 이 조립체 내의 다양한 공극을 채우기 위해 내부 유전체의 재분배를 포함한다. 도 13e는 제 1 내부 유전체(160), 제 1 전도성 요소(350), 제 2 전도성 요소(360), 및 제 2 내부 유전체(170)에 라미네이팅된 제 1 외부 유전체(110) 및 제 2 외부 유전체(120)를 보여주는 이 조립체의 개략도이다.
프로그램 가능 상호 연결 허브 예(Programmable Interconnect Hub Examples)
도 14a 및 도 14b는 2개의 상이한 작동 단계에서의 상호 연결 조립체(900)를 도시한다. 상호 연결 조립체(900)는 프로그램 가능 상호 연결 허브(910)에 결합된 제 1 상호 연결 회로(100a) 및 제 2 상호 연결 회로(100b)를 포함한다. 예를 들어, 상호 연결 허브(910)는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 컨트롤러, 컴퓨터 칩 등을 포함할 수 있다. 프로그래밍 가능한 상호 연결 허브는 상호 연결 조립체(900) 내(예를 들어, 제 1 상호 연결 회로(100a)와 제 2 상호 연결 회로(100b) 사이) 연결을 변경할 수 있게 하여 추가 구성을 제공하고 궁극적으로 서로 다른 유형의 연결 및 애플리케이션(일명 "누구에게나 다 맞는(one size fits all)" 접근)을 이용한다. 예를 들어, 상호 연결 조립체(900)는 운송 수단용 와이어 하니스일 수 있다. 동일한 상호 연결 조립체(900)는 구성의 차이, 보다 구체적으로, 이러한 구성 차이의 결과로 필요한 상이한 전기 및 신호 연결을 해결하는 상호 연결 허브(910)의 프로그래밍과 함께 운송 수단의 상이한 구성에 사용될 수 있다.
일부 예에서, 상호 연결 허브(910)는 전력, 접지, 및 데이터 트레이스를 인라인에서 다양한 모듈로 연결하도록 프로그래밍된다. 모듈이 하나의 운송 수단 모델에서 다른 운송 수단 모델로 변경됨에 따라, 상호 연결 허브(910)는 상호 연결 허브(910)의 출력 정의를 변경하도록 재 프로그래밍되지만, 모델 구성의 차이에도 불구하고 동일한 상호 연결 허브(910)가 전체 운송 수단 집합에 걸쳐 사용될 수 있다.
더욱이, 상호 연결 허브(910)는 원격 분리 기능을 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 예를 들어, 회로의 전도성 요소가 작동을 멈춘 경우(예를 들어, 단락, 고장, 또는 기타 이유로), 결함이 있는 전도성 요소는 상호 연결 허브(910)에서 분리될 수 있다. 상호 연결 허브(910)에 의해 다른 라인이 선택될 수 있어, 결함이 있는 전도성 요소의 기능을 수행한다. 마지막으로, 상호 연결 허브(910)는 사용 중에 재프로그래밍될 수 있다(예를 들어, 하나의 동작에서 다른 동작으로 변경 등).
도 14a 및 14b를 참조하면, 제 1 상호 연결 회로(100a)는 제 1 전도성 요소(350a) 및 제 2 전도성 요소(350b)를 포함한다. 제 2 상호 연결 회로(100b)는 제 3 전도성 요소(350c) 및 제 4 전도성 요소(350d)를 포함한다. 이러한 단순화된 예에서, 상호 연결 허브(910)는 제 1 전도성 요소(350a), 제 2 전도성 요소(350b), 제 3 전도성 요소(350c), 및 제 4 전도성 요소(350d) 사이의 연결을 변경할 수 있도록 프로그래밍 가능하다. 도 14a는 작업 단계를 도시하고, 여기서 상호 연결 허브(910)가 제 1 상호 연결 회로(100a)의 제 1 전도성 소자(350a)를 제 2 전도성 소자(350b)의 제 3 전도성 소자(350c)와 그리고, 개별적으로, 제 1 상호 연결 회로(100a)의 제 2 전도성 소자(350b)를 제 2 전도성 요소(350b)의 제 4 전도성 소자(350d)를 연결한다. 도 14b는 상이한 작업 단계를 도시하며, 여기서 상호 연결 허브(910)는 제 1 상호 연결 회로(100a)의 제 1 전도성 요소(350a)를 제 2 전도성 요소(350b)의 제 4 전도성 요소(350d)와 그리고, 개별적으로, 제 1 상호 연결 회로(100a)의 제 2 전도성 요소(350b)를 제 2 전도성 요소(350b)의 제 3 전도성 요소(350c)와 연결한다. 상호 연결 허브(910)는 이러한 작업 단계 사이를 전환하도록 프로그래밍될 수 있다. 일부 예에서, 상호 연결 허브(910)에 연결된 하나 또는 그 초과의 전도성 요소는 상호 연결 허브(910)를 프로그래밍하는데 사용될 수 있다. 즉, 상호 연결 허브(910)의 프로그래밍은 상호 연결 조립체(900)를 통해 수행될 수 있다.
도 14a 및 14b는 2 개의 상호 연결 회로의 전도성 요소들 사이의 연결이 단순히 뒤집힌 예를 예시하지만, 당업자는 이 설계로 임의의 다른 프로그램 가능한 연결이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 예를 들어, 동일한 상호 연결 회로의 전도성 요소는 연결되거나 분리될 수 있고, 추가 상호 연결 회로는 상호 연결 허브(910), 등에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 14c는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(100a-100c) 및 트위스트 페어 케이블(100d)에 연결된 상호 연결 허브(910)를 포함하는 상호 연결 조립체(900)의 일 예를 도시한다. 전술한 상호 연결 회로(100a-100c)는 종래의 트위스트 페어 케이블과 비교하여 신호 전송에서 다양한 이점을 제공한다는 점에 유의해야 한다. 특히, 상호 연결 회로는 전도성 요소들 사이의 고정된 위치로 인해 임피던스 제어가 훨씬 더 우수하지만 트위스트 페어 케이블에서 와이어들 사이의 거리는 크게 달라질 수 있다.
결론
전술한 개념이 이해의 명료함을 위해 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구 범위 내에서 특정 변경 및 수정이 실행될 수 있음이 명백할 것이다. 공정, 시스템, 및 장치를 구현하는 많은 대체 방법이 있음을 유의해야 한다. 따라서, 본 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (20)

  1. 길이, 폭 및 두께를 갖는 가요성 하이브리드 상호 연결 회로(flexible hybrid interconnect circuit)로서,
    제 1 외부 유전체;
    제 2 외부 유전체;
    상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께를 따라 상기 제 1 외부 유전체와 상기 제 2 외부 유전체 사이에 배치된, 신호 전송 부분을 포함하고,
    상기 신호 전송 부분은:
    신호 라인;
    제 1 차폐부(shield);
    제 2 차폐부로서, 상기 신호 라인은 상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 폭을 따라 상기 제 1 차폐부와 상기 제 2 차폐부 사이에 배치되는, 제 2 차폐부,
    개구(opening)를 포함하는 제 3 차폐부; 및
    제 4 차폐부로서, 상기 신호 라인은 상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께를 따라 상기 제 3 차폐부와 상기 제 4 차폐부 사이에 배치되는, 제 4 차폐부를 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 차폐부 및 상기 제 2 차폐부 각각은 상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께를 따라 상기 제 3 차폐부와 상기 제 4 차폐부 사이에 배치되는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께를 따라, 상기 제 1 차폐부와 상기 제 3 차폐부 사이의 갭, 상기 제 1 차폐부와 상기 제 4 차폐부 사이의 갭, 상기 신호 라인과 상기 제 3 차폐부 사이의 갭, 상기 신호 라인과 상기 제 4 차폐부 사이의 갭, 상기 제 2 차폐부와 상기 제 3 차폐부 사이의 갭, 및 상기 제 2 차폐부와 상기 제 4 차폐부 사이의 갭의 크기 각각이 실질적으로 동일한,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 라인과 상기 제 3 차폐부 사이에 배치된 제 1 내부 유전체; 및
    상기 신호 라인과 상기 제 4 차폐부 사이에 배치된 제 2 내부 유전체를 더 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 내부 유전체 및 상기 제 2 내부 유전체 중 적어도 하나는 가교 결합된(crosslinked) 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)을 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가요성 하이브리드 상호 연결 회로의 두께를 따라, 상기 신호 라인, 상기 제 1 차폐부, 및 상기 제 2 차폐부의 각각의 두께가 동일한,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  7. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 신호 라인, 상기 제 1 차폐부, 및 상기 제 2 차폐부는 롤링된 금속 호일을 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  8. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 신호 라인, 상기 제 1 차폐부, 및 상기 제 2 차폐부는 기재 서브 층(base sublayer) 및 상기 기재 서브 층과 상이한 조성을 갖는 표면 서브 층을 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 차폐부 및 상기 제 4 차폐부를 통해 돌출하고 상기 제 3 차폐부 및 상기 제 4 차폐부 사이에 전기적 연결을 형성하는, 상호 연결 비아(via)를 더 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상호 연결 비아는 상기 신호 라인을 통해 추가로 돌출하고 상기 신호 라인에 전기적 연결을 형성하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 4 차폐부는 상기 신호 라인 및 상기 제 3 차폐부의 에지(edge)를 지나 연장하고 그리고 에지 주위를 루핑(loop)하고, 상기 제 3 차폐부와 접촉하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 차폐부, 상기 신호 라인, 및 상기 제 4 차폐부의 에지 주위를 루핑하는 연결 점퍼(interconnecting jumper)를 더 포함하고, 상기 제 3 차폐부 및 상기 제 4 차폐부를 상호 연결하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호 라인은 제 1 전도성 요소 부분, 제 2 전도성 요소 부분, 및 상기 제 1 전도성 요소 부분 및 상기 제 2 전도성 요소 부분 각각의 사이에 그리고 모놀리식으로 배치되는 전이부를 포함하고; 그리고
    상기 전이부의 폭은 상기 제 1 전도성 요소 부분 또는 상기 제 2 전도성 요소 부분 중 어느 하나의 폭보다 작은,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 차폐부는 상기 신호 라인 아래로 전송되는 전자기파의 파장의 1/10 미만의 크기를 갖는 개구를 포함하는,
    가요성 하이브리드 상호 연결 회로.
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