多機能構造回路
【課題】構造回路と呼ばれる多機能構造回路及び製造方法を提供する。
【解決手段】液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板１００上に電子回路を形成するステップと、構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子１２０を形成するステップと、前記構造素子１２０と前記ＬＣＰ基板１００とを含む２つの層の積層体を形成するステップと、３次元形状を有する金型の表面に前記積層体を配置するステップと、前記構造素子１２０及び前記ＬＣＰ基板１００の形状を前記３次元形状に一致させるために単一の熱成形工程を実行し、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成するステップと、前記複合構造回路の前記電子回路の表面に少なくとも１つの回路構成部品を取り付けるステップとを含む方法。
【解決手段】液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板１００上に電子回路を形成するステップと、構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子１２０を形成するステップと、前記構造素子１２０と前記ＬＣＰ基板１００とを含む２つの層の積層体を形成するステップと、３次元形状を有する金型の表面に前記積層体を配置するステップと、前記構造素子１２０及び前記ＬＣＰ基板１００の形状を前記３次元形状に一致させるために単一の熱成形工程を実行し、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成するステップと、前記複合構造回路の前記電子回路の表面に少なくとも１つの回路構成部品を取り付けるステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複雑な回路を設計するときに、従来的なプリント回路基板（ＰＣＢ）技術が広範に使用されている。ＰＣＢは様々な二次元平面形状に製造され得る。典型的には、ＰＣＢ回路構成は、ある種類の機械的締結具を使用して、１つ又はそれよりも多くの剛性ＰＣＢを構造に取り付けることによって、システム内に組み込まれる。特に、そのような回路構成を収容するために利用可能な空間が小さいか或いは不便に成形されているときには、回路構成を構造に取り付けるこの方法は問題であり得る。
【背景技術】
【０００２】
可撓回路の開発は、設計者にＰＣＢ回路構築に対する代替策を提供している。可撓回路は、その名前が暗示するように、剛的ではない。むしろ、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー（ポリアミド）が、ベース材料として使用され、その上に導体がエッチングされ得る。可撓回路は、その固有の曲げ能力の故に、剛的ＰＣＢ回路構成よりも多数の環境及び空間において使用され得る。
【０００３】
可撓熱可塑性回路の１つの種類は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）膜回路である。ＬＣＰ回路は、ＬＣＰを基板として使用して構成される。ＬＣＰは、特に従来的なポリイミド膜回路に対して幾つかの利点をもたらす熱可塑性芳香族ポリエステルの一種である。例えば、ＬＣＰ回路は、より迅速な電気信号転送を促進する低誘電定数のような有益な電気特性を示す。追加的に、ＬＣＰは、典型的には、０．０２％のオーダの極めて低い吸湿性を有する。低吸湿性は、安定的な高周波数信号及びデータ処理を促進し、ＬＣＰ乖離回路が４０ＧＨｚ周辺の周波数で使用されることを可能にする。従って、ＬＣＰ回路は、高周波超小型化、センサ、アンテナ、及び、高速フリップチップ設計を含む様々な異なる用途に適しているが、それらに限定されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
今まで、可撓回路は、接着剤を使用して構造に取り付けられてきた。しかしながら、接着剤の使用は、理想に満たない。具体的には、もし可撓回路が取り付けられる構造素子が応力に晒されるならば、可撓回路の一部或いは全体が構造素子から取り外されるようになり得る。さらに、そのような構成は、典型的には、可撓回路が取り付けられる構造素子の全体的な強度には寄与しない。そのような場合には、接着剤の使用にも拘わらず、可撓回路と構造素子は、依然として別個の異なる構成部品である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、構造回路と呼ばれる多機能構造回路に係る方法及び装置に関する。本発明の１つの特徴は、構造回路を構成する方法を含み得る。方法は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）回路を構造素子と熱成形するステップを含み得る。１つの実施態様において、ＬＣＰ回路は、可撓ＬＣＰ膜であり得る。ＬＣＰ回路及び構造素子に熱及び圧力を加え得ることによって、ＬＣＰ回路を構造素子に流動させる。「流動」という用語は、材料が他の表面に機械的に結合するために押圧され得るよう、材料がそのガラス転移温度（Ｔｇ）に接近するときの材料の緩和を示す。
【０００６】
構造素子は、炭素繊維布又はＬＣＰ材料を含む多様な異なる材料の何れでもあり得るが、それらに限定されない。構造素子がＬＣＰ材料である場合には、ＬＣＰ回路を構造素子と熱成形する前に、構造素子を具体的な形状に成形し得る。顕著に、ＬＣＰ材料は熱成形及び／又は射出成形を通して形成され得る。何れの場合においても、ＬＣＰ回路を構造素子と熱成形する前に、１つ又はそれよりも多くの導体をＬＣＰ回路上に創成し得る。
【０００７】
構造素子との熱成形の後に、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路の表面に取り付け得る。追加的に、被覆層をＬＣＰ回路の表面の少なくとも一部の頂上に塗布し得る。被覆層をＬＣＰ回路及び／又は構造素子に熱成形することによって、被覆層、例えば、ＬＣＰ膜を塗布し得る。
【０００８】
本発明の他の特徴は、電子回路を構造部材中に一体化するための方法を含み得る。本方法は、如何なる或いは特定の表面輪郭を有する構造素子を選択するステップと、表面輪郭の少なくとも一部を定めるために、電子回路を構造素子と共に形成するステップとを含み得る。本方法は、少なくとも１つの回路構成部品を電子回路の表面に取り付けるステップをさらに含み得る。
【０００９】
本発明の１つの実施態様において、電子回路は可撓ＬＣＰ膜回路であり得る。電子回路を構造素子と一体的に形成するステップは、２つを共に熱成形するステップを含み得る。本方法は、被覆層を電子回路の表面の少なくとも一部に塗布するステップも含み得る。
【００１０】
構造素子は、ＬＣＰ材料又は炭素繊維布を含み得るが、それらに限定されない。構造素子が炭素繊維布である場合には、本方法は、構造素子の少なくとも一部を流動可能な樹脂と含浸するステップを含み得る。例えば、構造素子は、電子回路によって占められない部分において流動可能な樹脂と含浸され得る。
【００１１】
本発明の他の特徴は、構造回路装置を含み得る。構造回路は、構造素子と、少なくとの１つのＬＣＰ回路とを含み得る。構造素子及びＬＣＰ回路は共に熱成形され、単一の複合構造を形成する。述べられたように、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ回路は、可撓ＬＣＰ膜回路であり得る。また、構造素子は、炭素繊維布又はＬＣＰ材料を含む多様な材料の何れでも良いが、それらに限定されない。構造素子がＬＣＰ材料から成る場合には、ＬＣＰ回路と熱成形される前に、構造素子を特定の形状に形成し得る。
【００１２】
構造回路は、ＬＣＰ回路の表面に取り付けられる１つ又はそれよりも多くの回路構成部品も含み得る。ＬＣＰ回路及び構造素子回路を共に熱成形した後に回路構成部品を取り付け得る。同様に被覆層も構造回路内に含め得る。被覆層をＬＣＰ回路の表面の少なくとも一部の頂上に配置し得る。顕著に、ＬＣＰ膜であり得る被覆層をＬＣＰ回路及び／又は構造素子に熱成形し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施態様に従った構造回路を構成する方法を示すフロー図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、多機能構造回路に関する。一般的には、構造回路と呼ばれる多機能構造回路は、構造的機能及び電子又は回路関連機能の両方を供する回路である。即ち、構造回路は、完全に機能する回路であり得るし或いはより大きな回路の一部であり得る。構造回路は、機械的締結具又は接着剤を使用して構造に取り付けられる従来的な回路と対照的に、構造と物理的に一体化される。
【００１５】
本発明の１つの特徴において、構造回路は、可撓ＬＣＰ膜回路のような液晶ポリマー（ＬＣＰ）回路を使用して実施され得る。述べられたように、ＬＣＰは、可撓で薄い膜に製造され且つ回路を構成する基板として使用され得る熱可塑材の一種である。そのような材料は、コネティカット州ロジャーズにあるＲｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能である。Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、ＬＣＰ回路材料を製造し、それをＲ／ＦＬＥＸの製品ラインで市販している。
【００１６】
ＬＣＰ回路は、典型的には、ＬＣＰ膜構造に機械的に結合された薄肉銅の薄層を有する。従来的なＰＣＢ設計における場合と同様に、エッチングを通じて導体を形成し得る。従来的な表面実装技術を使用して、回路構成部品をＬＣＰ膜基板に加え得る。顕著に、多層回路を形成するために、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ膜を組み合わせ得る。
【００１７】
ここに記載される発明的な構成によればＬＣＰ回路を構造素子と物理的に一体化することによって構造回路を形成し得る。ＬＣＰ回路及び構造素子を物理的に一体化することによって、単一の複合構造が形成される。ここで使用されるとき、構造素子は、構造物の内部フレーム又は支持部材のような耐荷重性の素子を含み得るが、それらに限定されない。代替的に、構造素子は、外側の覆い、シーティング、又は、自動車若しくは飛行機の本体の外側部分のような、構造の外皮であり得る。一般的に、構造素子は、構造物の如何なる部分でもあっても良い。
【００１８】
構造物は、ここで使用されるときには、１つ又はそれよりも多くの構成部分を有する如何なる物体でもあり得る。例えば、構造物は、ビル、飛行機のような車両、自動車、若しくは、水容器、機械類、パソコン若しくは携帯情報端末のようなシステム、又は、類似物であり得る。如何なる場合にも、ここに開示される実施例は、可能な構造物又は構造素子の網羅的なリストとして意図されていないことが理解されるべきである。よって、本発明は、構造素子の材料、又は構造素子を内部に配置し得る構造物によって限定されるべきではない。
【００１９】
図１Ａ、１Ｂ、及び、１Ｃは、本発明の１つの実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図１Ａ乃至Ｃは、総合すれば、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０と結合する本発明の実施態様を例証している。図１Ａを参照すると、ＬＣＰ回路１００は、ここに記載されるように、表面１０５上に配置された１つ又はそれよりも多くの導体１１５を備えるＬＣＰ膜基板を有する可撓ＬＣＰ回路であり得る。述べられたように、従来的なＰＣＢ設計の場合と同様に、エッチングを通じて導体１１５を形成し得る。
【００２０】
パッド、通孔、空隙、又は、多層ＬＣＰ回路の層を接続するための他の伝導性経路のような他の構造も、ＬＣＰ回路１００の一部として加え得る。これらの回路構造は、ＬＣＰ回路で有効であると知られる多様な技法の何れをも使用して形成され得る。そのような技法は、化学エッチング、真空金属被覆、添加メッキ、機械的穿孔、レーザー削磨、プラズマ穿孔、及び、類似技法を含み得るが、それらに限定されない。
【００２１】
構造素子１２０は、別個の構成部品、又は、構成部品の一部であり得る。例えば、１つの実施態様において、構造素子１２０は炭素繊維布であり得る。他の実施態様において、構造素子１２０は、必要に応じて形成又は成形され或いは形成又は成形され得るＬＣＰであり得る。その場合には、ＬＣＰ材料は、剛性を促進するためにその内部に混合されるガラス粒子を有するＬＣＰ樹脂であり得る。そのような材料は、熱成形され或いは特定形状に射出成形され、次に、ここに記載されるようにＬＣＰ回路１００と一体化される。
【００２２】
如何なる表面実装される構成部品を適用する前に、電気的、光学的、電気光学的な、集積回路、及び／又は、別個の構成部品であれ、ＬＣＰ回路１００は構造素子１２０に結合され得る。ＬＣＰ回路１００は、表面実装回路構成部品を取り付け得る頂面１０５と、底面１１０とを有する。図示されるように、表面実装構成部品から自由なままのＬＣＰ回路１００の底面１１０は、構造素子１２０の頂面１２５と接触して配置され得る。
【００２３】
もし要求されるならば、型１３０も使用し得る。型１３０は、実質的に平坦な正方形として描写されているが、如何なる種類の異なる形状及び／又は輪郭を有し得る。よって、もし構造素子１２０が柔らかいか或いは可撓であるならば、成形は型１３０によってもたらされ得る。ＬＣＰ材料が構造素子１２０として事前成形されるならば、型１３０は、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０に結合されるときに、構造素子の変形を阻止する付加的な支持をもたらし得る。
【００２４】
図１Ｂは、構造素子１２０と一体化された後のＬＣＰ回路１００を描写している。ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０と一体化するために、２つは共に熱成形される。一般的に、熱成形は、熱及び圧力の適用を通じて、ＬＣＰ膜のようなプラスチックを三次元形状に成形にするためのプロセスである。この場合には、熱成形は、ＬＣＰ回路１００と構造素子１２０を単一の複合構造として共に結合するために使用される。
【００２５】
熱成形プロセスの間、ＬＣＰ回路１００全体は、それが軟化し或いは流動可能になるまで加熱される。「流動」という用語は、材料が他の表面と機械的結合を創成するよう押圧され得るよう材料がそのガラス転移温度（Ｔｇ）に接近するときの材料の緩和を指す。ＬＣＰ回路１００は約２８０℃〜３２５℃の温度でこの擬似流体状態に入る。この擬似流体状態にある間、ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０に流入するために、圧力及び／又は真空を加え得る。１つの実施態様では、ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０と結合させるために、約１００〜２００ＰＳＩを加え得る。顕著に、構造素子１２０がＬＣＰ材料である場合には、構造素子１２０のＬＣＰ材料もＬＣＰ回路１００に流入し得るよう、構造素子１２０も擬似流体状態に配置し得る。
【００２６】
ＬＣＰ回路１００は、構造素子１２０と物理的に統合され或いは結合され、それによって、単一の複合構造を形成する。ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０に熱成形するのに要求される時間の量は、構造素子１２０が形成される材料、ＬＣＰ回路１００の質量、並びに、ＬＣＰ回路１００中の銅の量で変化する。ＬＣＰ回路１００及び構造素子１２０を熱成形するために、加圧釜又は他の適切な機械類を使用し得る。例えば、多層ＬＣＰ回路の場合には、保持温度は約２８５℃〜３１５℃であり得るし、保持圧力は１００〜２００ＰＳＩで約８〜２０分のオーダであり得る。射出成形の場合には、型内の加圧保持時間は約１〜１０秒しか必要としない。
【００２７】
炭素繊維布が構造素子１２０である場合には、ＬＣＰ回路１００は炭素繊維布上に流れるよう形成され得る。炭素繊維布は型１３０のような型の上に配置されるので、ＬＣＰ回路１００が炭素繊維布に流入するとき、２つは型の形状を取る。顕著に、ＬＣＰ回路１００は炭素繊維布又は構造素子の表面面積全体を占める必要はない。その場合には、ＬＣＰ回路１００が一体化される炭素繊維布の部分は、ある程度の剛性を伴って型１３０の形状を取り得る。ＬＣＰ回路１００によって占められない炭素繊維布の部分は、可撓なままであり得る。薄肉ＬＣＰ回路は可撓性を維持し、炭素繊維布及びＬＣＰの結合部分は、それぞれ個々の構成部品ほど剛的でなくても良い。
【００２８】
さらに、ＬＣＰ回路１００が炭素繊維布と一体化されるや否や、さらなる処理を遂行し得る。例えば、結果として得られる複合構造は、エポキシ樹脂のような流動可能な樹脂で含浸され、より大きな構造内で使用され得る所望の形状又は輪郭にさらに成形され得る。顕著に、流動可能な樹脂は、炭素繊維布全体に流入し得るし、且つ／或いは、炭素繊維布の一部にのみ流入し得る。１つの実施態様において、流動可能な樹脂は、ＬＣＰ回路１００によって占められない炭素繊維布の部分にのみ導入され得る。
【００２９】
構造素子の実施例として提供される材料は本発明に対する制限として意図されないことが理解されるべきである。さらに、多様な異なる材料の何れをも構造素子１２０として使用し得る。より具体的には、ＬＣＰ回路１００をここに記載されるように熱成形し得る如何なる材料をも構造素子として使用し得る。他の構造材料は、低温共焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、繊維ガラス、アラミド繊維、及び、類似物を含み得るが、それらに限定されない。
【００３０】
図１Ｃを参照すると、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０と物理的に一体化されると、ＬＣＰ回路１００は１つ又はそれよりも多くの回路構成部品１４０を設置し得る。より具体的には、ＬＣＰ回路１００が構成素子１２０の頂面１２５に貼り付けられると、電気的、光学的、電気光学的、集積回路、及び／又は、別個の構成部品をＬＣＰ回路１００の頂面１０５に加え得る。表面実装技術を使用して、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０に熱成形された後にそのような回路構成部品１４０を取り付け得る。例えば、１つの実施態様では、結果として得られる複合構造は、約２３０°〜２４０°Ｆの温度でリフローはんだ付けさえ得る。
【００３１】
回路構成部品１４０がＬＣＰ回路１００に取り付けられた後、選択的な保護被覆層１３５を頂面１０５に加え得る。被覆層は、ＬＣＰ回路を水分及び他の物質からさらに保護する働きをする。本発明の１つの実施態様において、被覆層１３５は追加的なＬＣＰ膜であり得る。そのような被覆層はＬＣＰ回路１００に熱成形され得ることによって、ＬＣＰ回路１００及び構成部品１４０を気密に封止する。図示されるように、被覆層１３５は、所望であれば、ＬＣＰ回路１００の縁部を越えて延在し得る。さらに、被覆層１３５は、ＬＣＰ回路１００の表面１０５の選択的な部分を被覆するようにも成形され得る。
【００３２】
図２は、本発明の他の実施態様に従った構造回路を構成する方法を例証するフロー図である。本方法は、ＬＣＰ回路が取得され或いは特定され得るステップ２０５で始まり得る。述べられたように、導体又は様々な他の回路構造を含むようＬＣＰ回路をエッチングし得る。ステップ２１０において、構造素子を特定し得る。述べられたように、構造素子はシステムの別個の構成部品又は別個の構成部品の一部であり得る。例えば、構造素子は、一切れの炭素繊維布、ＬＣＰ材料、又は、ＬＣＰ回路と熱成形するのに適した他の材料であり得る。
【００３３】
いずれにせよ、ステップ２１５において、ＬＣＰ回路を構造素子に熱成形し得る。熱成形されると、ＬＣＰ回路及び構造素子は、単一の複合構造と見られ得る。ステップ２２０において、構造素子に結合されているＬＣＰ回路に回路構成部品を設置し得る。既知の表面実装技法を使用して、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路の頂面に取り付け得る。
【００３４】
ステップ２２５において、被覆層をＬＣＰ回路に選択的に結合し得る。被覆層は、回路構成部品が設置された後に加えられ、ＬＣＰ回路を水分からさらに保護する働きをする。本発明の１つの実施態様において、保護層は追加的なＬＣＰ膜であり得る。ＬＣＰ膜をＬＣＰ回路に熱成形し得ることによって、ＬＣＰ回路及び回路構成部品を気密に封止する。
【００３５】
顕著に、ここに開示される方法は、個々のＬＣＰ回路が構造素子と一体化され得ることを示すが、もし必要であれば、複数の個々のＬＣＰ回路を単一の構造素子に一体化し得る。そのようなＬＣＰ回路を、必要に応じて、互いに並びに／或いは他のシステムと通信可能にリンクし得る。そのような実施態様は本発明によって予期されている。
【００３６】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図３Ａ及び３Ｂは、総合すると、ＬＣＰ回路３００が構造素子３１５と一体的に形成される本発明の実施態様を例証している。ＬＣＰ回路３００は、図１に関する場合と同様に、場合によっては、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ回路膜基板と一体化され得る導体、構造、及び／又は、他の構成部品を含み得る。
【００３７】
ＬＣＰ回路３００は、頂部３０５と底部３１０とを有し得る。頂部３２５を有する型３２０を使用してＬＣＰ回路３００を形成し得る。型３２０は様々な異なる形状又は輪郭の何れにも形成され得ることが理解されるべきである。例えば、システム又は他の構造の所望の携帯に従って型３２０を成形し得る。型３２０を使用することによって、ＬＣＰ回路３００を構造素子３１５、例えば、炭素繊維布と一体化し得るので、結果として得られる複合構造は、型３２０の形状又は輪郭のままである。従って、ＬＣＰ回路は、２つが一体化された後、結果として得られる構造素子の表面輪郭の少なくとも一部を定め得る。
【００３８】
述べられたように、熱成形のようなプロセスを通じてＬＣＰ回路３００及び構造素子３１５を一体化し得る。従って、図３Ｂは、熱成形後に結果として得られる構造的なＬＣＰ回路３４０を例証しており、それは図３ＡのＬＣＰ回路３００及び構造素子３１５の複合体である。成形されるＬＣＰ回路３４０は、ＬＣＰ回路が熱成形される型の表面、この場合には、頂部の形状又は幾何を取る。顕著に、形成されるＬＣＰ回路３４０は、冷却後に、この形状並びにある程度の剛性のままである。ＬＣＰ回路３４０が熱成形されるや否や、回路構成部品を頂部３４５に取り付け或いは付着し得る。追加的に、所望であれば、頂部３４５に被覆層を結合し得る。
【００３９】
図４は、本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図４Ａに示されるように、ＬＣＰ回路４００を構造素子４１５と一体化し得る。ＬＣＰ回路４０５を構造素子４１５と一体的に形成し得る。ＬＣＰ回路４００は、表面実装回路構成部品を取り付け得る頂部４０５と、底部４１０とを有する。図示されるように、ＬＣＰ回路４００の底部４１０は、構造素子４１５の外面４２０、例えば、事前成形された一片のＬＣＰ材料に接触して配置され得る。
【００４０】
図４Ｂは、構造素子４１５と一体化された後のＬＣＰ回路４００を描写している。顕著に、一体化されるや否や、ＬＣＰ回路４００は、構造素子４１５の外面４１０の形状又は幾何を取り、複合構造を形成する。結果として得られるＬＣＰ回路４００及び構造素子４１５の複合構造は、円形、波状、凹状、凸状、正方形、又は、他の特注形状であれ、多様な異なる形状の何れをも有し得ることが理解されるべきである。ＬＣＰ回路１００が構造素子４１５に適用されるや否や、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路４００に設置し得る。従って、ＬＣＰ回路４００は、構造素子４１５の外面４２０の少なくとも一部を定める。さらに、場合によっては、ＬＣＰ回路を構造素子の内面にも適用し得ることが理解されるべきである。
【００４１】
ここに開示される本発明の構成は、回路が構造部品又は素子内に一体化されることを可能にする。よって、回路構成を、より大きな構造物及び／又はシステムの、耐荷重性素子、覆い又は他の素子に物理的に一体化し得る。ここに開示される発明的構成によれば、構造部品はＬＣＰ回路の一体化を通して補強され且つ強化される。その上、構造回路を組み込むシステムは、重量及び容積の減少の利益を享受する。本発明は、回路取付ハードウェア及び／又は接着剤の必要も解消する。
【００４２】
この発明は、本発明の精神及び本質的な属性から逸脱することなしに、他の形態に具現化され得る。従って、本発明の範囲を示すものとして、上記の詳細な説明よりも請求項が参照されるべきである。
【符号の説明】
【００４３】
１００ ＬＣＰ回路
１０５ 頂面
１１０ 底面
１１５ 導体
１２０ 構造素子
１２５ 頂面
１３０ 型
１３５ 被覆層
１４０ 回路構成部品
３００ ＬＣＰ回路
３０５ 頂部
３１０ 底部
３１５ 構造素子
３２０ 型
３２５ 頂部
３４０ ＬＣＰ回路
４００ ＬＣＰ回路
４０５ 頂部
４１０ 底部
４１５ 構造素子
４２０ 外面
【技術分野】
【０００１】
複雑な回路を設計するときに、従来的なプリント回路基板（ＰＣＢ）技術が広範に使用されている。ＰＣＢは様々な二次元平面形状に製造され得る。典型的には、ＰＣＢ回路構成は、ある種類の機械的締結具を使用して、１つ又はそれよりも多くの剛性ＰＣＢを構造に取り付けることによって、システム内に組み込まれる。特に、そのような回路構成を収容するために利用可能な空間が小さいか或いは不便に成形されているときには、回路構成を構造に取り付けるこの方法は問題であり得る。
【背景技術】
【０００２】
可撓回路の開発は、設計者にＰＣＢ回路構築に対する代替策を提供している。可撓回路は、その名前が暗示するように、剛的ではない。むしろ、熱可塑性又は熱硬化性ポリマー（ポリアミド）が、ベース材料として使用され、その上に導体がエッチングされ得る。可撓回路は、その固有の曲げ能力の故に、剛的ＰＣＢ回路構成よりも多数の環境及び空間において使用され得る。
【０００３】
可撓熱可塑性回路の１つの種類は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）膜回路である。ＬＣＰ回路は、ＬＣＰを基板として使用して構成される。ＬＣＰは、特に従来的なポリイミド膜回路に対して幾つかの利点をもたらす熱可塑性芳香族ポリエステルの一種である。例えば、ＬＣＰ回路は、より迅速な電気信号転送を促進する低誘電定数のような有益な電気特性を示す。追加的に、ＬＣＰは、典型的には、０．０２％のオーダの極めて低い吸湿性を有する。低吸湿性は、安定的な高周波数信号及びデータ処理を促進し、ＬＣＰ乖離回路が４０ＧＨｚ周辺の周波数で使用されることを可能にする。従って、ＬＣＰ回路は、高周波超小型化、センサ、アンテナ、及び、高速フリップチップ設計を含む様々な異なる用途に適しているが、それらに限定されない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
今まで、可撓回路は、接着剤を使用して構造に取り付けられてきた。しかしながら、接着剤の使用は、理想に満たない。具体的には、もし可撓回路が取り付けられる構造素子が応力に晒されるならば、可撓回路の一部或いは全体が構造素子から取り外されるようになり得る。さらに、そのような構成は、典型的には、可撓回路が取り付けられる構造素子の全体的な強度には寄与しない。そのような場合には、接着剤の使用にも拘わらず、可撓回路と構造素子は、依然として別個の異なる構成部品である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、構造回路と呼ばれる多機能構造回路に係る方法及び装置に関する。本発明の１つの特徴は、構造回路を構成する方法を含み得る。方法は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）回路を構造素子と熱成形するステップを含み得る。１つの実施態様において、ＬＣＰ回路は、可撓ＬＣＰ膜であり得る。ＬＣＰ回路及び構造素子に熱及び圧力を加え得ることによって、ＬＣＰ回路を構造素子に流動させる。「流動」という用語は、材料が他の表面に機械的に結合するために押圧され得るよう、材料がそのガラス転移温度（Ｔｇ）に接近するときの材料の緩和を示す。
【０００６】
構造素子は、炭素繊維布又はＬＣＰ材料を含む多様な異なる材料の何れでもあり得るが、それらに限定されない。構造素子がＬＣＰ材料である場合には、ＬＣＰ回路を構造素子と熱成形する前に、構造素子を具体的な形状に成形し得る。顕著に、ＬＣＰ材料は熱成形及び／又は射出成形を通して形成され得る。何れの場合においても、ＬＣＰ回路を構造素子と熱成形する前に、１つ又はそれよりも多くの導体をＬＣＰ回路上に創成し得る。
【０００７】
構造素子との熱成形の後に、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路の表面に取り付け得る。追加的に、被覆層をＬＣＰ回路の表面の少なくとも一部の頂上に塗布し得る。被覆層をＬＣＰ回路及び／又は構造素子に熱成形することによって、被覆層、例えば、ＬＣＰ膜を塗布し得る。
【０００８】
本発明の他の特徴は、電子回路を構造部材中に一体化するための方法を含み得る。本方法は、如何なる或いは特定の表面輪郭を有する構造素子を選択するステップと、表面輪郭の少なくとも一部を定めるために、電子回路を構造素子と共に形成するステップとを含み得る。本方法は、少なくとも１つの回路構成部品を電子回路の表面に取り付けるステップをさらに含み得る。
【０００９】
本発明の１つの実施態様において、電子回路は可撓ＬＣＰ膜回路であり得る。電子回路を構造素子と一体的に形成するステップは、２つを共に熱成形するステップを含み得る。本方法は、被覆層を電子回路の表面の少なくとも一部に塗布するステップも含み得る。
【００１０】
構造素子は、ＬＣＰ材料又は炭素繊維布を含み得るが、それらに限定されない。構造素子が炭素繊維布である場合には、本方法は、構造素子の少なくとも一部を流動可能な樹脂と含浸するステップを含み得る。例えば、構造素子は、電子回路によって占められない部分において流動可能な樹脂と含浸され得る。
【００１１】
本発明の他の特徴は、構造回路装置を含み得る。構造回路は、構造素子と、少なくとの１つのＬＣＰ回路とを含み得る。構造素子及びＬＣＰ回路は共に熱成形され、単一の複合構造を形成する。述べられたように、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ回路は、可撓ＬＣＰ膜回路であり得る。また、構造素子は、炭素繊維布又はＬＣＰ材料を含む多様な材料の何れでも良いが、それらに限定されない。構造素子がＬＣＰ材料から成る場合には、ＬＣＰ回路と熱成形される前に、構造素子を特定の形状に形成し得る。
【００１２】
構造回路は、ＬＣＰ回路の表面に取り付けられる１つ又はそれよりも多くの回路構成部品も含み得る。ＬＣＰ回路及び構造素子回路を共に熱成形した後に回路構成部品を取り付け得る。同様に被覆層も構造回路内に含め得る。被覆層をＬＣＰ回路の表面の少なくとも一部の頂上に配置し得る。顕著に、ＬＣＰ膜であり得る被覆層をＬＣＰ回路及び／又は構造素子に熱成形し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図１Ｃ】本発明の１つの実施多様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図２】本発明の他の実施態様に従った構造回路を構成する方法を示すフロー図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図３Ｂ】本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【図４Ｂ】本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明は、多機能構造回路に関する。一般的には、構造回路と呼ばれる多機能構造回路は、構造的機能及び電子又は回路関連機能の両方を供する回路である。即ち、構造回路は、完全に機能する回路であり得るし或いはより大きな回路の一部であり得る。構造回路は、機械的締結具又は接着剤を使用して構造に取り付けられる従来的な回路と対照的に、構造と物理的に一体化される。
【００１５】
本発明の１つの特徴において、構造回路は、可撓ＬＣＰ膜回路のような液晶ポリマー（ＬＣＰ）回路を使用して実施され得る。述べられたように、ＬＣＰは、可撓で薄い膜に製造され且つ回路を構成する基板として使用され得る熱可塑材の一種である。そのような材料は、コネティカット州ロジャーズにあるＲｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから商業的に入手可能である。Ｒｏｇｅｒｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎは、ＬＣＰ回路材料を製造し、それをＲ／ＦＬＥＸの製品ラインで市販している。
【００１６】
ＬＣＰ回路は、典型的には、ＬＣＰ膜構造に機械的に結合された薄肉銅の薄層を有する。従来的なＰＣＢ設計における場合と同様に、エッチングを通じて導体を形成し得る。従来的な表面実装技術を使用して、回路構成部品をＬＣＰ膜基板に加え得る。顕著に、多層回路を形成するために、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ膜を組み合わせ得る。
【００１７】
ここに記載される発明的な構成によればＬＣＰ回路を構造素子と物理的に一体化することによって構造回路を形成し得る。ＬＣＰ回路及び構造素子を物理的に一体化することによって、単一の複合構造が形成される。ここで使用されるとき、構造素子は、構造物の内部フレーム又は支持部材のような耐荷重性の素子を含み得るが、それらに限定されない。代替的に、構造素子は、外側の覆い、シーティング、又は、自動車若しくは飛行機の本体の外側部分のような、構造の外皮であり得る。一般的に、構造素子は、構造物の如何なる部分でもあっても良い。
【００１８】
構造物は、ここで使用されるときには、１つ又はそれよりも多くの構成部分を有する如何なる物体でもあり得る。例えば、構造物は、ビル、飛行機のような車両、自動車、若しくは、水容器、機械類、パソコン若しくは携帯情報端末のようなシステム、又は、類似物であり得る。如何なる場合にも、ここに開示される実施例は、可能な構造物又は構造素子の網羅的なリストとして意図されていないことが理解されるべきである。よって、本発明は、構造素子の材料、又は構造素子を内部に配置し得る構造物によって限定されるべきではない。
【００１９】
図１Ａ、１Ｂ、及び、１Ｃは、本発明の１つの実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図１Ａ乃至Ｃは、総合すれば、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０と結合する本発明の実施態様を例証している。図１Ａを参照すると、ＬＣＰ回路１００は、ここに記載されるように、表面１０５上に配置された１つ又はそれよりも多くの導体１１５を備えるＬＣＰ膜基板を有する可撓ＬＣＰ回路であり得る。述べられたように、従来的なＰＣＢ設計の場合と同様に、エッチングを通じて導体１１５を形成し得る。
【００２０】
パッド、通孔、空隙、又は、多層ＬＣＰ回路の層を接続するための他の伝導性経路のような他の構造も、ＬＣＰ回路１００の一部として加え得る。これらの回路構造は、ＬＣＰ回路で有効であると知られる多様な技法の何れをも使用して形成され得る。そのような技法は、化学エッチング、真空金属被覆、添加メッキ、機械的穿孔、レーザー削磨、プラズマ穿孔、及び、類似技法を含み得るが、それらに限定されない。
【００２１】
構造素子１２０は、別個の構成部品、又は、構成部品の一部であり得る。例えば、１つの実施態様において、構造素子１２０は炭素繊維布であり得る。他の実施態様において、構造素子１２０は、必要に応じて形成又は成形され或いは形成又は成形され得るＬＣＰであり得る。その場合には、ＬＣＰ材料は、剛性を促進するためにその内部に混合されるガラス粒子を有するＬＣＰ樹脂であり得る。そのような材料は、熱成形され或いは特定形状に射出成形され、次に、ここに記載されるようにＬＣＰ回路１００と一体化される。
【００２２】
如何なる表面実装される構成部品を適用する前に、電気的、光学的、電気光学的な、集積回路、及び／又は、別個の構成部品であれ、ＬＣＰ回路１００は構造素子１２０に結合され得る。ＬＣＰ回路１００は、表面実装回路構成部品を取り付け得る頂面１０５と、底面１１０とを有する。図示されるように、表面実装構成部品から自由なままのＬＣＰ回路１００の底面１１０は、構造素子１２０の頂面１２５と接触して配置され得る。
【００２３】
もし要求されるならば、型１３０も使用し得る。型１３０は、実質的に平坦な正方形として描写されているが、如何なる種類の異なる形状及び／又は輪郭を有し得る。よって、もし構造素子１２０が柔らかいか或いは可撓であるならば、成形は型１３０によってもたらされ得る。ＬＣＰ材料が構造素子１２０として事前成形されるならば、型１３０は、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０に結合されるときに、構造素子の変形を阻止する付加的な支持をもたらし得る。
【００２４】
図１Ｂは、構造素子１２０と一体化された後のＬＣＰ回路１００を描写している。ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０と一体化するために、２つは共に熱成形される。一般的に、熱成形は、熱及び圧力の適用を通じて、ＬＣＰ膜のようなプラスチックを三次元形状に成形にするためのプロセスである。この場合には、熱成形は、ＬＣＰ回路１００と構造素子１２０を単一の複合構造として共に結合するために使用される。
【００２５】
熱成形プロセスの間、ＬＣＰ回路１００全体は、それが軟化し或いは流動可能になるまで加熱される。「流動」という用語は、材料が他の表面と機械的結合を創成するよう押圧され得るよう材料がそのガラス転移温度（Ｔｇ）に接近するときの材料の緩和を指す。ＬＣＰ回路１００は約２８０℃〜３２５℃の温度でこの擬似流体状態に入る。この擬似流体状態にある間、ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０に流入するために、圧力及び／又は真空を加え得る。１つの実施態様では、ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０と結合させるために、約１００〜２００ＰＳＩを加え得る。顕著に、構造素子１２０がＬＣＰ材料である場合には、構造素子１２０のＬＣＰ材料もＬＣＰ回路１００に流入し得るよう、構造素子１２０も擬似流体状態に配置し得る。
【００２６】
ＬＣＰ回路１００は、構造素子１２０と物理的に統合され或いは結合され、それによって、単一の複合構造を形成する。ＬＣＰ回路１００を構造素子１２０に熱成形するのに要求される時間の量は、構造素子１２０が形成される材料、ＬＣＰ回路１００の質量、並びに、ＬＣＰ回路１００中の銅の量で変化する。ＬＣＰ回路１００及び構造素子１２０を熱成形するために、加圧釜又は他の適切な機械類を使用し得る。例えば、多層ＬＣＰ回路の場合には、保持温度は約２８５℃〜３１５℃であり得るし、保持圧力は１００〜２００ＰＳＩで約８〜２０分のオーダであり得る。射出成形の場合には、型内の加圧保持時間は約１〜１０秒しか必要としない。
【００２７】
炭素繊維布が構造素子１２０である場合には、ＬＣＰ回路１００は炭素繊維布上に流れるよう形成され得る。炭素繊維布は型１３０のような型の上に配置されるので、ＬＣＰ回路１００が炭素繊維布に流入するとき、２つは型の形状を取る。顕著に、ＬＣＰ回路１００は炭素繊維布又は構造素子の表面面積全体を占める必要はない。その場合には、ＬＣＰ回路１００が一体化される炭素繊維布の部分は、ある程度の剛性を伴って型１３０の形状を取り得る。ＬＣＰ回路１００によって占められない炭素繊維布の部分は、可撓なままであり得る。薄肉ＬＣＰ回路は可撓性を維持し、炭素繊維布及びＬＣＰの結合部分は、それぞれ個々の構成部品ほど剛的でなくても良い。
【００２８】
さらに、ＬＣＰ回路１００が炭素繊維布と一体化されるや否や、さらなる処理を遂行し得る。例えば、結果として得られる複合構造は、エポキシ樹脂のような流動可能な樹脂で含浸され、より大きな構造内で使用され得る所望の形状又は輪郭にさらに成形され得る。顕著に、流動可能な樹脂は、炭素繊維布全体に流入し得るし、且つ／或いは、炭素繊維布の一部にのみ流入し得る。１つの実施態様において、流動可能な樹脂は、ＬＣＰ回路１００によって占められない炭素繊維布の部分にのみ導入され得る。
【００２９】
構造素子の実施例として提供される材料は本発明に対する制限として意図されないことが理解されるべきである。さらに、多様な異なる材料の何れをも構造素子１２０として使用し得る。より具体的には、ＬＣＰ回路１００をここに記載されるように熱成形し得る如何なる材料をも構造素子として使用し得る。他の構造材料は、低温共焼成セラミック（ＬＴＣＣ）、繊維ガラス、アラミド繊維、及び、類似物を含み得るが、それらに限定されない。
【００３０】
図１Ｃを参照すると、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０と物理的に一体化されると、ＬＣＰ回路１００は１つ又はそれよりも多くの回路構成部品１４０を設置し得る。より具体的には、ＬＣＰ回路１００が構成素子１２０の頂面１２５に貼り付けられると、電気的、光学的、電気光学的、集積回路、及び／又は、別個の構成部品をＬＣＰ回路１００の頂面１０５に加え得る。表面実装技術を使用して、ＬＣＰ回路１００が構造素子１２０に熱成形された後にそのような回路構成部品１４０を取り付け得る。例えば、１つの実施態様では、結果として得られる複合構造は、約２３０°〜２４０°Ｆの温度でリフローはんだ付けさえ得る。
【００３１】
回路構成部品１４０がＬＣＰ回路１００に取り付けられた後、選択的な保護被覆層１３５を頂面１０５に加え得る。被覆層は、ＬＣＰ回路を水分及び他の物質からさらに保護する働きをする。本発明の１つの実施態様において、被覆層１３５は追加的なＬＣＰ膜であり得る。そのような被覆層はＬＣＰ回路１００に熱成形され得ることによって、ＬＣＰ回路１００及び構成部品１４０を気密に封止する。図示されるように、被覆層１３５は、所望であれば、ＬＣＰ回路１００の縁部を越えて延在し得る。さらに、被覆層１３５は、ＬＣＰ回路１００の表面１０５の選択的な部分を被覆するようにも成形され得る。
【００３２】
図２は、本発明の他の実施態様に従った構造回路を構成する方法を例証するフロー図である。本方法は、ＬＣＰ回路が取得され或いは特定され得るステップ２０５で始まり得る。述べられたように、導体又は様々な他の回路構造を含むようＬＣＰ回路をエッチングし得る。ステップ２１０において、構造素子を特定し得る。述べられたように、構造素子はシステムの別個の構成部品又は別個の構成部品の一部であり得る。例えば、構造素子は、一切れの炭素繊維布、ＬＣＰ材料、又は、ＬＣＰ回路と熱成形するのに適した他の材料であり得る。
【００３３】
いずれにせよ、ステップ２１５において、ＬＣＰ回路を構造素子に熱成形し得る。熱成形されると、ＬＣＰ回路及び構造素子は、単一の複合構造と見られ得る。ステップ２２０において、構造素子に結合されているＬＣＰ回路に回路構成部品を設置し得る。既知の表面実装技法を使用して、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路の頂面に取り付け得る。
【００３４】
ステップ２２５において、被覆層をＬＣＰ回路に選択的に結合し得る。被覆層は、回路構成部品が設置された後に加えられ、ＬＣＰ回路を水分からさらに保護する働きをする。本発明の１つの実施態様において、保護層は追加的なＬＣＰ膜であり得る。ＬＣＰ膜をＬＣＰ回路に熱成形し得ることによって、ＬＣＰ回路及び回路構成部品を気密に封止する。
【００３５】
顕著に、ここに開示される方法は、個々のＬＣＰ回路が構造素子と一体化され得ることを示すが、もし必要であれば、複数の個々のＬＣＰ回路を単一の構造素子に一体化し得る。そのようなＬＣＰ回路を、必要に応じて、互いに並びに／或いは他のシステムと通信可能にリンクし得る。そのような実施態様は本発明によって予期されている。
【００３６】
図３Ａ及び３Ｂは、本発明の他の実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図３Ａ及び３Ｂは、総合すると、ＬＣＰ回路３００が構造素子３１５と一体的に形成される本発明の実施態様を例証している。ＬＣＰ回路３００は、図１に関する場合と同様に、場合によっては、１つ又はそれよりも多くのＬＣＰ回路膜基板と一体化され得る導体、構造、及び／又は、他の構成部品を含み得る。
【００３７】
ＬＣＰ回路３００は、頂部３０５と底部３１０とを有し得る。頂部３２５を有する型３２０を使用してＬＣＰ回路３００を形成し得る。型３２０は様々な異なる形状又は輪郭の何れにも形成され得ることが理解されるべきである。例えば、システム又は他の構造の所望の携帯に従って型３２０を成形し得る。型３２０を使用することによって、ＬＣＰ回路３００を構造素子３１５、例えば、炭素繊維布と一体化し得るので、結果として得られる複合構造は、型３２０の形状又は輪郭のままである。従って、ＬＣＰ回路は、２つが一体化された後、結果として得られる構造素子の表面輪郭の少なくとも一部を定め得る。
【００３８】
述べられたように、熱成形のようなプロセスを通じてＬＣＰ回路３００及び構造素子３１５を一体化し得る。従って、図３Ｂは、熱成形後に結果として得られる構造的なＬＣＰ回路３４０を例証しており、それは図３ＡのＬＣＰ回路３００及び構造素子３１５の複合体である。成形されるＬＣＰ回路３４０は、ＬＣＰ回路が熱成形される型の表面、この場合には、頂部の形状又は幾何を取る。顕著に、形成されるＬＣＰ回路３４０は、冷却後に、この形状並びにある程度の剛性のままである。ＬＣＰ回路３４０が熱成形されるや否や、回路構成部品を頂部３４５に取り付け或いは付着し得る。追加的に、所望であれば、頂部３４５に被覆層を結合し得る。
【００３９】
図４は、本発明のさらに他の実施態様に従った構造回路の形成を例証する斜視図である。図４Ａに示されるように、ＬＣＰ回路４００を構造素子４１５と一体化し得る。ＬＣＰ回路４０５を構造素子４１５と一体的に形成し得る。ＬＣＰ回路４００は、表面実装回路構成部品を取り付け得る頂部４０５と、底部４１０とを有する。図示されるように、ＬＣＰ回路４００の底部４１０は、構造素子４１５の外面４２０、例えば、事前成形された一片のＬＣＰ材料に接触して配置され得る。
【００４０】
図４Ｂは、構造素子４１５と一体化された後のＬＣＰ回路４００を描写している。顕著に、一体化されるや否や、ＬＣＰ回路４００は、構造素子４１５の外面４１０の形状又は幾何を取り、複合構造を形成する。結果として得られるＬＣＰ回路４００及び構造素子４１５の複合構造は、円形、波状、凹状、凸状、正方形、又は、他の特注形状であれ、多様な異なる形状の何れをも有し得ることが理解されるべきである。ＬＣＰ回路１００が構造素子４１５に適用されるや否や、１つ又はそれよりも多くの回路構成部品をＬＣＰ回路４００に設置し得る。従って、ＬＣＰ回路４００は、構造素子４１５の外面４２０の少なくとも一部を定める。さらに、場合によっては、ＬＣＰ回路を構造素子の内面にも適用し得ることが理解されるべきである。
【００４１】
ここに開示される本発明の構成は、回路が構造部品又は素子内に一体化されることを可能にする。よって、回路構成を、より大きな構造物及び／又はシステムの、耐荷重性素子、覆い又は他の素子に物理的に一体化し得る。ここに開示される発明的構成によれば、構造部品はＬＣＰ回路の一体化を通して補強され且つ強化される。その上、構造回路を組み込むシステムは、重量及び容積の減少の利益を享受する。本発明は、回路取付ハードウェア及び／又は接着剤の必要も解消する。
【００４２】
この発明は、本発明の精神及び本質的な属性から逸脱することなしに、他の形態に具現化され得る。従って、本発明の範囲を示すものとして、上記の詳細な説明よりも請求項が参照されるべきである。
【符号の説明】
【００４３】
１００ ＬＣＰ回路
１０５ 頂面
１１０ 底面
１１５ 導体
１２０ 構造素子
１２５ 頂面
１３０ 型
１３５ 被覆層
１４０ 回路構成部品
３００ ＬＣＰ回路
３０５ 頂部
３１０ 底部
３１５ 構造素子
３２０ 型
３２５ 頂部
３４０ ＬＣＰ回路
４００ ＬＣＰ回路
４０５ 頂部
４１０ 底部
４１５ 構造素子
４２０ 外面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造回路を構成する方法であって、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板上に電子回路を形成するステップと、
構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子を形成するステップと、
前記構造素子と前記ＬＣＰ基板とを含む２つの層の積層体を形成するステップと、
３次元形状を有する金型の表面に前記積層体を配置するステップと、
前記構造素子及び前記ＬＣＰ基板の形状を前記３次元形状に一致させるために単一の熱成形工程を実行し、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成するステップと、
前記複合構造回路の前記電子回路の表面に少なくとも１つの回路構成部品を取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記電子回路の表面の少なくとも一部に被覆層を設けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記設けるステップは、前記電子回路の表面の前記少なくとも一部に前記被覆層を熱成形するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記被覆層は液晶ポリマー膜である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記構造物は、建造物、乗り物、機械又は計算装置である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記熱成形工程は前記複合構造回路を前記構造物に一体化する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板上に形成された電子回路と、
構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子と
を含み、
前記構造素子及び前記ＬＣＰ基板は、単一の熱成形工程において金型の表面の３次元形状に一致した形状にされ、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成している、
構造回路。
【請求項８】
前記構造素子は炭素繊維布から成る、請求項７に記載の構造回路。
【請求項９】
前記電子回路の表面の少なくとも一部の頂上に配置された被覆層をさらに含む、請求項７に記載の構造回路。
【請求項１０】
前記被覆層は液晶ポリマー膜である、請求項９に記載の構造回路。
【請求項１１】
前記構造物は、建造物、乗り物、機械又は計算装置である、請求項７に記載の構造回路。
【請求項１２】
前記複合構造回路は前記構造物に一体化されている、請求項７に記載の構造回路。
【請求項１】
構造回路を構成する方法であって、
液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板上に電子回路を形成するステップと、
構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子を形成するステップと、
前記構造素子と前記ＬＣＰ基板とを含む２つの層の積層体を形成するステップと、
３次元形状を有する金型の表面に前記積層体を配置するステップと、
前記構造素子及び前記ＬＣＰ基板の形状を前記３次元形状に一致させるために単一の熱成形工程を実行し、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成するステップと、
前記複合構造回路の前記電子回路の表面に少なくとも１つの回路構成部品を取り付けるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記電子回路の表面の少なくとも一部に被覆層を設けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記設けるステップは、前記電子回路の表面の前記少なくとも一部に前記被覆層を熱成形するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記被覆層は液晶ポリマー膜である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記構造物は、建造物、乗り物、機械又は計算装置である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記熱成形工程は前記複合構造回路を前記構造物に一体化する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
液晶ポリマー（ＬＣＰ）基板上に形成された電子回路と、
構造物の耐荷重フレーム部材の少なくとも一部として機能する構造素子と
を含み、
前記構造素子及び前記ＬＣＰ基板は、単一の熱成形工程において金型の表面の３次元形状に一致した形状にされ、前記耐荷重フレーム部材と前記電子回路とを含む単一の一体的な複合構造回路を形成している、
構造回路。
【請求項８】
前記構造素子は炭素繊維布から成る、請求項７に記載の構造回路。
【請求項９】
前記電子回路の表面の少なくとも一部の頂上に配置された被覆層をさらに含む、請求項７に記載の構造回路。
【請求項１０】
前記被覆層は液晶ポリマー膜である、請求項９に記載の構造回路。
【請求項１１】
前記構造物は、建造物、乗り物、機械又は計算装置である、請求項７に記載の構造回路。
【請求項１２】
前記複合構造回路は前記構造物に一体化されている、請求項７に記載の構造回路。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【公開番号】特開２０１１−１７６３１８（Ｐ２０１１−１７６３１８Ａ）
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４４５６９（Ｐ２０１１−４４５６９）
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【分割の表示】特願２００７−５４１２０６（Ｐ２００７−５４１２０６）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月８日（２０１１．９．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２日（２０１１．３．２）
【分割の表示】特願２００７−５４１２０６（Ｐ２００７−５４１２０６）の分割
【原出願日】平成１７年１０月２０日（２００５．１０．２０）
【出願人】（５９４０７１６７５）ハリス コーポレイション (287)
【氏名又は名称原語表記】Ｈａｒｒｉｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ
【Ｆターム（参考）】
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