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特表2023-554586フレックス回路の電気的及び機械的特性を最適化するための誘電体材料の変更
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-28
(54)【発明の名称】フレックス回路の電気的及び機械的特性を最適化するための誘電体材料の変更
(51)【国際特許分類】
H05K 1/02 20060101AFI20231221BHJP
【ＦＩ】
H05K1/02 B
H05K1/02 J
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023528224
(86)(22)【出願日】2021-10-27
(85)【翻訳文提出日】2023-05-11
(86)【国際出願番号】 CN2021126585
(87)【国際公開番号】W WO2022127389
(87)【国際公開日】2022-06-23
(31)【優先権主張番号】17/124,621
(32)【優先日】2020-12-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390009531
【氏名又は名称】インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＢＵＳＩＮＥＳＳ ＭＡＣＨＩＮＥＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】Ｎｅｗ Ｏｒｃｈａｒｄ Ｒｏａｄ， Ａｒｍｏｎｋ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １０５０４， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】100112690
【弁理士】
【氏名又は名称】太佐 種一
(74)【代理人】
【識別番号】100120710
【弁理士】
【氏名又は名称】片岡 忠彦
(74)【復代理人】
【識別番号】110000316
【氏名又は名称】弁理士法人ピー・エス・ディ
(72)【発明者】
【氏名】ダングラー、ジョン、アール
(72)【発明者】
【氏名】ヒグビー、アーサー、ジェイ
(72)【発明者】
【氏名】バックリング、レゴ、フィリップ、ケイ
(72)【発明者】
【氏名】ロング、デイヴィッド、クリフォード
(72)【発明者】
【氏名】バズビー、ジェームズ
(72)【発明者】
【氏名】ドイル、マシュー
(72)【発明者】
【氏名】コーエン、エドワード、エヌ
(72)【発明者】
【氏名】フィッシャー、マイケル
(72)【発明者】
【氏名】サンティアゴフェルナンデス、ウィリアム
【テーマコード（参考）】
5E338
【Ｆターム（参考）】
5E338AA03
5E338AA12
5E338AA16
5E338BB55
5E338BB75
5E338CD13
5E338CD25
5E338CD40
5E338EE32
5E338EE60
(57)【要約】
１つより多くの誘電体層を使用する均一な厚さのフレックス回路が教示される。第１の誘電体層はよりフレキシブルであり、第２の誘電体層が確実には曲げられない曲率半径において確実に曲げることができる。第２の誘電体層は、少なくとも１つの、第１の誘電体領域よりも望ましい電気的特性、例えば、リーク特性、を有する。電子筐体内の機密材料を保護するための均一な厚さのフレックス回路の使用法がさらに説明される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線パターンが取り付けられる表面を有するポリイミド層を有するコアと、遷移ゾーンが生じる前記コアの前記表面に取り付けられた第１の誘電体領域と、
前記第１の誘電体が取り付けられていない前記コアの前記表面に取り付けられた第２の誘電体領域と
を含み、
前記遷移ゾーンは、前記第１の誘電体領域を確実に曲げることができ、前記第２の誘電体を確実には曲げることができない特定の半径の湾曲を含む領域である、
フレックス回路を備え、
前記フレックス回路の厚さは、前記フレックス回路の長さにわたって均一である、
装置。
【請求項2】
前記第２の誘電体領域は、前記第１の誘電体領域よりリークが小さい、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第１の誘電体領域は、難燃性アクリル接着材料（ＦＲ）であり、前記第２の誘電体領域は、高温積層材料（ＨＴ）である、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記フレックス回路に機械的かつ電気的に結合された１つ又は複数の電子コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記フレックス回路の少なくとも一部を収容するための電子筐体をさらに備え、前記電子筐体は、前記フレックス回路の一部が形成される前記遷移ゾーンを有する凹部領域を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記電子筐体は、前記凹部領域を含むハウジング底部をさらに備え、前記フレックス回路は、接着剤によって前記ハウジング底部の表面に取り付けられる、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記電子筐体は、ハウジング上部をさらに備え、前記フレックス回路は、前記接着剤によって前記ハウジング上部の表面に取り付けられる、請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記配線パターンは、改竄事象における穿孔によって前記配線パターンの少なくとも１つの配線を切断させるように、重なる配線レベルを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記第１の誘電体領域及び前記第２の誘電体領域の少なくとも１つから選択された誘電体領域は、前記ハウジング上部及び前記ハウジング底部を抉じ開ける改竄事象において前記配線パターンの少なくとも１つの配線を引き裂いて切断するためのパターンを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項10】
引き裂くための前記パターンは、引き裂きを強化するために前記誘電体領域の端部からのスリットを有する蛇行配線パターンを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項11】
第１の誘電体レベル上の第１のパターン及び第２の誘電体レベル上の第２のパターンが、引き裂きを生じさせるように配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間で重なる、請求項９に記載の装置。
【請求項12】
表面上に導電性材料を有するコア材料を選択することと、第１の曲率半径を持つ湾曲をサポートする第１の誘電体層を選択することであって、前記第１のボンディング層は、前記コア材料と積層されたときに厚さを有する、前記選択することと、
前記第１のボンディング層より望ましい電気的特性を有するが、前記第１の曲率半径における湾曲を確実にはサポートできない第２の誘電体層を選択することであって、前記第２のボンディング層は、前記コア材料と積層されたときに前記厚さを有する、前記選択することと、
前記第１の曲率半径で曲がらなければならないフレックス回路の第１の領域を決定することと、
前記第１の曲率半径で曲がる必要がない前記フレックス回路の第２の領域を決定することと、
前記コア領域を、前記フレックス回路の前記第１の領域における前記第１の誘電体層と積層し、前記コア領域の残り部分を、前記第２の誘電体層と積層することと
を含む、フレックス回路を作成する方法。
【請求項13】
前記コアのために「ＡＰコア」を選択することをさらに含み、「ＡＰコア」は、粘着性がない高性能積層材料のクラスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
第１の誘電体領域として「ＦＲ」ボンディング層を選択することであって、「ＦＲ」は、前記フレックス積層材料内の難燃性アクリル接着材料である、前記選択することと、第２の誘電体領域として「ＨＴ」ボンディング層を選択することであって、「ＨＴ」は、高温積層材料のクラスである、前記選択することと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
電子筐体に機密材料を封入する方法であって、前記電子筐体のハウジング底部を作成するステップであって、前記電子筐体は、凹部領域と、前記ハウジング底部の端部と前記凹部の底部との間の遷移ゾーンを有する、前記作成するステップと、
前記電子筐体のハウジング上部を作成するステップと、
前記ハウジング上部及び前記ハウジング底部の内側表面を覆うフレックス回路を接着するステップであって、前記フレックス回路は、前記電子筐体の改竄を検知するためのものである、前記接着するステップと、
を含み、
前記フレックス回路は、前記遷移ゾーンを確実に横切る第１の誘電体領域を有し、
前記フレックス回路は、前記フレックス回路が前記第１の誘電体領域によって覆われない領域を覆うための第２の誘電体領域を有する、
方法。
【請求項16】
前記第１の誘電体領域として難燃性アクリル接着材料「ＦＲ」を使用し、前記第２の誘電体領域として高温積層材料「ＨＴ」を使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記電子筐体の改竄を検知するように構成された前記フレックス回路の配線パターンを使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記ハウジング上部と前記ハウジング底部とが抉じ開けられたときに前記フレックス回路の配線を引き裂いて切断することを強化するための前記第１及び第２の誘電体領域のレイアウト・パターンを使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
前記ハウジング上部と前記ハウジング底部との間にプリント回路基板（ＰＣＢ）を配置することをさらに含み、前記ＰＣＢは、前記機密材料を含む半導体チップをさらに有する、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に、フレックス回路を有する電子システムに関する。電気筐体にフレックス回路を入れる場合がある。電気筐体内のフレックス回路は、フレックス回路上の第１の領域において、第１の曲率半径を有する特定の湾曲に曲げられる又は形成される。フレックス回路の第１の誘電体は、第１の領域に使用され、フレックス回路の第２の誘電体は、より大きな曲率半径を有するか、又は平坦な領域である、フレックス回路上の第２の領域で使用される。
【発明の概要】
【0002】
本発明の実施形態は、フレックス回路の導電体を損傷させずに曲がることを可能にする特性を有する第１の誘電体と、第１の誘電体のリークより小さいリークをもたらす特性を有する第２の誘電体とを有する、均一な厚さのフレックス回路を提供する。
【0003】
一実施形態において、第１の誘電体は、第２の誘電体より小さい弾性率を有し、その結果、第１の誘電体は、第２の誘電体より小さい曲率半径で曲がることができる。第１の誘電体は、第２の誘電体より大きいリークを有する。
【0004】
本発明の一実施形態において、非限定的な例として、第１の誘電体が「ＦＲ」であり、ＦＲは難燃性アクリル接着材料に関する。第２の誘電体は「ＨＴ」であり、好ましい材料特性及び電気特性を特徴とする高温積層材料のクラスに関する。そのような材料は、ＦＲのような材料よりも高いガラス転位温度（Ｔｇ）及び低い損失特性を有し得る。第１及び第２の誘電体領域の両方には、メタライゼーションが形成され、電気配線経路を提供するようにエッチングすることができるＡＰコアを使用することができる。「ＡＰ」は、一般的に本明細書においては、銅被覆積層体と銅箔に接合されたポリイミド膜の全ポリイミド複合物とを含む弱粘着性／高性能積層材料のクラスに関して使用される。本明細書においては、例示的な「ＡＰ」膜としてＡＰ７１６３Ｅが使用される。
【0005】
本発明の一実施形態において、フレックス回路の１つ又は複数の配線レベルで導電体のパターンが形成される。導電体のパターンは、第１の半導体チップを第２の半導体チップに結合する信号線とすることができる。第１の半導体チップ及び第２の半導体チップに、バッテリがエネルギーを供給することができる。導電体のパターンは、電気筐体の改竄を示す穿孔又は引き裂きによって切断されることになる蛇行パターンとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1A】第１の誘電体領域及び第２の誘電体領域を有する配線レベル及びセクションを有するフレックス回路の上面図である。
【図1B】第１の誘電体領域及び第２の誘電体領域を有する配線レベル及びセクションを有するフレックス回路の断面図である。
【図1C】半導体チップ、及び、フレックス回路の上に取り付けられた半導体チップの断面図を示す。
【図2A】誘電体としてＦＲが使用される断面のエッチング及び積層の前の原材料の断面図を示す。
【図3A】誘電体としてＨＲが使用される断面のエッチング及び積層の前の原材料の断面図を示す。
【図3D】ＦＲセクションとＨＴセクションとの対照比較を示し、両セクションは、フレックス回路の長さにわたって均一な厚さを形成するための積層後に同じ厚さを有する。
【図4A】ＦＲ及びＨＴ誘電体領域が示された電気筐体の断面図を示す。
【図4B】ＦＲ及びＨＴ誘電体領域が示された電気筐体の上面図を示す。
【図4C】電気筐体の内側にプリント回路基板（ＰＣＢ）及びチップを含む、電気筐体の断面図を示す。
【図5】ＦＲ及びＨＴ誘電体領域が示された、１８０度に曲げられたフレックス回路を有する電子筐体を示す。
【図6】電子筐体が抉じ開けられた場合に引き裂きを増大させるように、部分的に重ねられたＦＲセクションとＨＴセクションとを両方の層が有する、２つの層のセクションを示す。引き裂きによって、ＦＲ及びＨＴ領域を通る配線層内の配線の幾つか又は全てが切断されることになる。
【図7】電子筐体が抉じ開けられた場合に電子筐体の縁の近くのＦＲ及びＨＴ領域内の配線を引き裂いて切断することをさらに促進する、電子筐体の縁近くに交互のＦＲ及びＨＴを有するセクションを示す。
【図8】電子筐体が抉じ開けられた場合に引き裂きを容易にするフレックス回路に部分的なギャップを有する、フレックス回路の層のレイアウトを示す。
【図9】ＦＲ及びＨＴ誘電体領域についてのリーク対周波数のプロットを示す。
【図10】フレックス回路が、ＨＴセクションを確実に曲げることができるより、鋭く曲げる必要がある場所には、ＦＲセクションを使用し、ＨＴを確実に使用することができる場所にはＨＴセクションを使用することを可能にする方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本開示は、一般に、鋭く曲げたり折ったりする必要があるフレックス回路を有する電子システムに関する。電気筐体にフレックス回路を入れる場合がある。電気筐体内のフレックス回路は、フレックス回路上の第１の領域において第１の曲率半径を有する特定の湾曲に曲げられる又は形成される。フレックス回路の第１の誘電体は、第１の領域に使用され、フレックス回路の第２の誘電体は、より大きな曲率半径及び平坦領域のうちの１つを有する、フレックス回路上の第２の領域で使用される。フレックス回路は、均一な厚さを有する。
【0008】
本明細書で説明されるフレックス回路は、フレックス回路を第２の誘電体によってサポートされる曲率半径より鋭く曲げる必要があるときに、使用することができる。第２の誘電体は、高周波数信号の損失、リーク、膨張率などのより望ましい特性を有する。そのような湾曲では、フレックス回路の配線に亀裂を生じることなく必要な湾曲をサポートするために、第１の誘電体が使用される。そのような湾曲が不要な場所、即ち、フレックス回路の「より平坦な」部分には、第２の誘電体が使用され、前述のより望ましい特性を有利に使用する。
【0009】
小さい曲率半径は、さまざまな用途において必要となり得る。例えば、フレックス回路は、折り畳むことが必要な場合がある。別の例において、電子筐体は、機密性の高い、恐らく暗号化されたコンポーネントが含まれることがあり、電子筐体内への穿孔又は電子筐体の抉じ開けなどの改竄を検知することが必要である。フレックス回路は、電子筐体の、典型的には小さい曲率を生じる凹部内に「形成」することができる。フレックス回路は、１つ又は複数のレベルの配線のパターンを含むことができる。電子筐体の穿孔又は抉じ開けによって、配線のパターン内の１つ又は複数の配線が切断され、改竄が露見することになる。後に、フレックス回路を有する電子筐体の幾つかの図面が説明される。
【0010】
図面及び詳細な説明において、一般に、同じ番号が同じコンポーネント、部品、ステップ、及びプロセスを指す。
【0011】
ここで、図１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃを参照すると、本発明の実施形態を有するフレックス回路の上面図が示されている。
【0012】
図１Ａは、フレックス回路１０１の上面図である。半導体チップ１５０及び１５１は、通常の手段、例えば、ワイヤ・ボンディング又は表面取り付け接続によって、フレックス回路１０１の上に取り付けることができる。さらに、半導体チップ１５０及び１５１のうちの１つ又は両方にエネルギーを供給するためのバッテリ１５２を、フレックス回路１０１の上に取り付けることができる。図１ＡのＡ－Ａにおける断面図が、図１Ｂに示される。
【0013】
図１Ｂは、Ａ－Ａにおける断面図を示す。配線レベル１０２、１０３、及び１０４が示される。より多くの又はより少ない配線レベルが考えられる。領域１１０（左の１つ、右の１つ）は、前述の誘電体２を使用する領域であり、以後、ＨＴ領域と呼ばれる。領域１１１は、小さい曲率半径で確実に曲がることができる誘電体１を使用し、以後、ＦＲ領域と呼ばれる。図１Ｂは、曲率半径１０６で曲げられたフレックス回路１０１を示す。湾曲領域は、遷移ゾーンと呼ばれる。配線レベル１０３及び１０４の配線は、連続なものとして示されている。配線レベル１０２の配線は、１０２Ａ及び１０２Ｂとして示され、これらは、領域１１１がより脆いＨＴ誘電体で実装されていれば、ギャップ１０５として示されるように切断されることになる。従って、領域１１１は、遷移ゾーンにおけるそのような切断を防ぐために、ＦＲ誘電体を使用して実装される。
【0014】
図１Ｃは、フレックス回路１０１上に取り付けられた半導体チップ１５０を示し、チップ、相互接続、及び配線パターンの拡大図が示されている。半導体チップ１５０は、メッキ１７０への表面接続エレメント１６１を使用してフレックス回路１０１上に取り付けられ、上部レベル配線信号ビア１７１にドロップ・ダウンする。機密回路を保護する電子筐体内において、フレックス回路１０１は、電子筐体の凹部セクションに接触して形成され、そこに、例えば図４Ａに示され、後で説明されるように、接着剤４６５を使用して保持することができる。穿孔によって電子筐体を改竄する試みは、配線レベルの配線パターンの１つ又は複数を切断することになり、それにより改竄の試みを検知する。
【0015】
図４Ａ及び４Ｂは、電子筐体４００を示し、図４Ｂには上面図、図４ＡにはＢ－Ｂにおける断面図が示される。電子筐体４００は、ハウジング上部４０２、ハウジング底部４０１、及びキャビティ４０３を備える。フレックス回路１０１Ａ及び１０１Ｂは、ハウジング上部４０２及びハウジング底部４０１の凹部内に形成され、ハウジング上部４０２及びハウジング底部４０１の輪郭に接着剤４６５を用いて接着されるように示されている。ＨＴ領域１１０及びＦＲ領域１１１が、上面図４Ｂ及び断面図４Ａに示されている。断面図４Ａにおいて、フレックス回路１０１Ａ及び１０１Ｂは、１１０で示される両矢印線内でＨＴ領域１１０を使用し、フレックス回路１０１Ａ及び１０１Ｂは、１１１で示される２つの両矢印線内でＦＲ領域１１１を使用しており、ＦＲ領域１１１では、ハウジング上部４０２及びハウジング底部４０１に遷移領域が発生しており、その遷移領域に湾曲が収容される。キャビティ４０３の中央の平坦領域においては、ＨＴ誘電体のより望ましい誘電体パラメータの利点を得るために、ＨＴ領域が使用される。実際には、ハウジング上部４０２及びハウジング底部４０１の大部分は、図８に示されるように、通常、ＨＴ領域によって覆われる。現在、図４Ａ及び４Ｂは、湾曲した領域を強調するように描かれているが、実際には、電子筐体の実際のサイズに比べて典型的には小さい（より典型的な湾曲領域については、図８を参照されたい）。例えば、ＨＴ領域１１０は、図４Ｂにおける領域の９０％又はそれ以上とすることができ、ＦＲ領域１１１は、図４Ｂにおける領域の１０％又はそれ以下とすることができる。図４Ｂに示される同心矩形配置は、２つの異種材料（即ち、ＨＴ領域１１０及びＦＲ領域１１１）を異なる積層温度で積層することを容易にする。ＨＴ領域１１０は、約３００℃で積層され、ＦＲ領域１１１は、約２００℃で積層される。
【0016】
図４Ｃは、電子筐体４００を示し、図示されるようにフレックス回路１０１Ａとフレックス回路１０１Ｂとによって挟まれたプリント回路基板（ＰＣＢ）４７０の断面図を含む。ＰＣＢ４７０は、フレックス回路１０１Ａ及びフレックス回路１０１Ｂに接着剤４６５を用いて接着することができる。ＰＣＢ４７０は、電気的かつ機械的に取り付けられた半導体チップ４７１及びバッテリ４７２を有することができる。暗号キーなどの機密情報を半導体チップ４７１に格納することができる。バッテリ４７２は、電子筐体４００の改竄が検知されたとき、半導体チップ４７１の機密情報を破壊するためのエネルギーを供給することができる。
【0017】
図５は、電子筐体５００の一例を示す。フレックス回路１０１は、１８０度の湾曲を有するように示されている。電子筐体５００は、断面図で示されており、ハウジング底部５０１、ハウジング上部５０２、及びフレックス回路１０１を備える。半導体チップ及び他の電子コンポーネントをフレックス回路１０１の上に取り付けることができるが、簡単のために図５には示されていないことを理解されたい。フレックス回路１０１は、１８０度の湾曲を有し、折り畳みが生じる遷移ゾーンにおいてそれ自体に対して折り返され、小さい曲率半径の湾曲を生じるように示されている。ＨＴ領域１１０は、フレックス回路１０１の平坦セクションにおいて使用されるように示され、ＦＲ領域１１１は、湾曲に示される。以前と同様に、これは、ＨＴ誘電体の望ましい特性を有するフレックス回路１０１の大きい領域と、ＨＴ誘電体の望ましい特性は無いが、湾曲領域においてＦＲ誘電体のフレキシビリティを得るフレックス回路１０１の比較的小さい領域とを提供する。フレックス回路１０１は、ハウジング底部５０１及びハウジング上部５０２に、接着剤４６５を使用して結合される。ハウジング上部５０２及びハウジング底部５０１は、それらが出会う場所で、接着剤、ネジ、又は他の既知の取り付け方法によって取り付けることができる。
【0018】
次に図２Ａを参照すると、フレックス回路１０１の領域１１１のための原材料が、エッチング及び積層の前の原材料として示されている。誘電体領域１１１は、フレックス回路１０１を小さい曲率半径で曲げる必要がある場所に使用される「ＦＲ」誘電体領域である。「小さい曲率半径」は、領域１１１がその曲率半径で確実に曲げることができるが、領域１１０はその曲率半径で確実には曲げることができないことを意味する。図２Ａ、２Ｂ、２Ｃ（ＦＲ領域１１１の誘電体）並びに図３Ａ、３Ｂ、及び３Ｃにおける例示的な目的のために使用される例示的なフレックス回路１０１は、３つのコアを示すが、より多くの又はより少ないコアも考えられる。
【0019】
図２Ａは、参照番号付けされた層及び各々の層の厚さを示す。
【0020】
「コア１」２０１は、０.３５ミルの銅（Ｃｕ）メタライゼーション２０２及び２０４と、１．０ミルのポリイミド２０３とを含む。前述のように、コア２０１は、ＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0021】
「ボンディング膜１」２３１は、０．５ミルのＦＲ接着層２３２及び２３４と、０.５ミルのポリイミド２３３とを含む。
【0022】
「コア２」２１１は、０.３５ミルのメタライゼーション層２１２及び２１４と、１.０ミルのポリイミド２１３とを含む。コア２１１は、ＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0023】
「ボンディング膜２」２４１は、０.５ミルのＦＲ接着層２４２及び２４４と、０.５ミルのポリイミド２４３とを含む。
【0024】
「コア３」２２１は、０.３５ミルのメタライゼーション層２２２及び２２４と、１.０ミルのポリイミド２２３とを含む。コア２２１は、ＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0025】
図２Ｂは、図２Ａの原材料層のエッチング及びメタライゼーションの後の断面図を示す。図示されるように、微細線パターンを生成するために５０％エッチングが行われている。一実施形態において、微細線パターンは、同じ方向に進む配線を有するが、代替的な配線層は、図示されるように配線及びスペースを交互に有する。このことは、配線層の配線を切断せずにフレックス回路１０１を通して穿孔することを妨げるために有用であり得る。上部メタライゼーション層２０２及び底部メタライゼーション層２２４は、図２Ｂではエッチングされていないように示されているが、メタライゼーション層２０２及び２２４の部分は、半導体チップ１５０及び１５１などの回路への金属接続を提供するためのパターンでエッチングすることができる。
【0026】
図２Ｃは、図２Ｂの原材料の積層後の断面図を示す。フレックス回路１０１は、６.７ミルの厚さを有することに留意されたい。メタライゼーション層２０２及び２２４は、この断面図から除去されている。参照番号は、図２Ａ及び２Ｂに示されるものと同じレベルを指す。
【0027】
次に図３Ａを参照すると、フレックス回路１０１の領域１１０の原材料が、エッチング及び積層前の原材料として示されている。誘電体領域１１０は、「ＨＴ」誘電体領域であり、これは、フレックス回路１０１を比較的大きい曲率半径で曲げることができる場所又は平坦領域で使用される。図３Ａは、参照番号付けされた層及び各々の層の厚さを示す。
【0028】
図３Ａにおける「コア１」３０１は、図２Ａにおける「コア１」２０１と同じであるが「コア１」３０１と呼ばれ、０.３５ミルのＣｕメタライゼーション層３０２、３０４と、１.０ミルのポリイミド層３０３とを含む。コア３０１は、ピララックス（Ｐｙｒａｌｕｘ）（登録商標）ＡＰ（ＡＰ７１６３Ｅ、デュポン)のようなＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0029】
「ボンディング層１」３３１は、１.５ミルのＨＴポリイミド３３３を含む。
【0030】
「コア２」３１１は、０.３５ミルのＣｕ層３１２、３１４と、１.０ミルのポリイミド３１３とを含む。コア３１１は、ＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0031】
「ボンディング膜２」３４１は、１.５０ミルのＨＴポリイミド３４３を含む。
【0032】
「コア３」３２１は、０.３５ミルのＣｕ層３２２、３２４と、１.０ミルのポリイミド３２３とを含む。コア３２１は、ＡＰ７１６３Ｅとすることができる。
【0033】
図３Ｂは、図３Ａと同じ参照番号を有し、メタライズド層３０４、３１２、３１４、及び３２２においてエッチングされたパターンを有する原材料を示す。前述のＦＲ領域断面図と同様に、メタライズド層３０２及び３２４は、エッチングされてもされなくても良い。
【0034】
図３Ｃは、セクション１１０「ＨＴ」領域のフレックス回路１０１の断面図を示す。参照番号は、これまでに言及されたものと同じである。
【0035】
フレキシブル回路のＨＴ領域１１０の積層後の厚さは、図３Ｃに示されるように６．７ミルである。これは、図２Ｃに示されるフレキシブル回路のＦＲセクション１１１と同じ厚さである。コアのセクションは、領域１１１及び１１０について同じ材料であり、同じ厚さである。ＦＲ領域１１１及びＨＴ領域１１０についての接着性ボンドプライのセクションは、積層後にフレックス回路１０１の厚さが均一な厚さであるように規定する必要がある。
【0036】
図面は、簡単のために、コアを別々に（即ち、コア２０１、２１１、及び２２２を、コア３０１、３１１、及び３２１とは別々である）示されるが、これらのコアは、フレックス回路１０１内の全ての配線を含み、これらのコアは連続している。例えば、コア２０１及び３０１は、フレックス回路１０１の長さに延びる同一のコアであり、同様に、コア２１１及び３１１は、フレックス回路１０１の長さに延びる同一のコアであり、コア２２１及び３２１は、フレックス回路１０１の長さに延びる同一のコアである。対照的に、ＦＲ領域１１１（参照２３１及び２４１）並びにＨＴ領域１１０（参照３３１及び３４１）についてのボンディング膜は、別々であり、ＦＲ領域１１１及びＨＴ領域１１０が接合される接合部において互いに接触する必要がある。
【0037】
次に図６を参照すると、電子筐体が、改竄事象中に抉じ開けられたとき、フレックス回路１０１の１つ又は複数の配線の引き裂き及び切断の可能性を増大させる一実施形態が示される。簡単のために点線６４０を超える電子筐体４００の一部分として示されている電子筐体４００（図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃ）は、抉じ開けられたときに領域１１１及び１１０のうちの少なくとも１つにおける配線が切断される。エポキシ又は他の強力な接着剤などの接着剤４６５は、抉じ開けに抵抗し、フレックス回路１０１の配線切断を引き起こす。ＦＲ領域１１１は、第１の層６１１及び第２の層６２１として小さい曲率半径のＦＲ領域６３１に対応する湾曲領域６３１で示される。湾曲領域６３１は、フレックス回路１０１が図４Ａに示されるようにキャビティ４０３の中に形成されるときに生じ得る。図６に示されるように、第１の層６１１のＦＲ領域１１１の領域は、点線６３０によって示されるように第２の層６２１のＨＴ領域１１０の領域に重なり、第１の層６１１のＦＲ領域１１１は、第２の層のＦＲ領域１１１とＨＴ領域１１０との間の境界に重なる。電子筐体が抉じ開けられた場合、重なった構造体が、ＦＲ領域１１１及びＨＴ領域１１０の両方の引き裂きの可能性を大きく増大させることになり、配線を切断することによって電子筐体の改竄を検知する。
【0038】
図７は、電子筐体４００が抉じ開けられた場合に、配線フレックス回路１０１の引き引き裂き及び切断の可能性を増大させる、別の実施形態を示す。やはり、簡単のために、点線７４０で切られた層７１１の一部分だけが示されている。この実施形態において、フレックス回路１０１の単一の層において、ＦＲ領域１１１及びＨＴ領域１１０の一部が交互になっており、湾曲領域７３１上を含むフレックス回路１０１の端部まで延びる。この実施形態における電子筐体４００では、曲率半径は、ＨＴ領域１１０の最小の曲率半径に対応する必要があることが理解される。
【0039】
図８は、電子筐体４００が抉じ開けられた場合に、配線の引き裂き及び切断の可能性を増大させる、別の実施形態を示す。この実施形態はまた、前述の実施形態の変形として含めることができる。（図４Ａ及び４Ｂの電子筐体４００の）ハウジング底部４０１の上面図が示されている。拡大されたセクション８０１は、ハウジング底部４０１の端部近くの平坦領域においてＨＴ領域１１０内で蛇行する配線パターンを示す。ギャップ８０２は、フレックス回路１０１の配線を有する１つ又は複数の層における「スリット」である。ＦＲ領域１１１は、図４Ａ及び４Ｂにおいては、フレックス回路１０１の端部が電子筐体４００の端部にあるように示されていた。図８の実施形態においては、図のように、ハウジング底部４０１の端部が周縁部で平坦であるため、ＨＴ領域１１０は、その望ましい電気的特性を利用するために平坦部分に使用することができ、ＦＲ領域１１１は、筐体４００のハウジング底部４０１の平坦な底部（図４Ａ、４Ｂ）に対して小さい曲率半径を扱うために使用される。図４Ａ及び４Ｂに示されるように、ＨＴ領域１１０はまた、平坦な底部のために使用されることになる。積層プロセスは、再び、約３００℃の温度を使用してＨＴ領域１１０を積層し、約２００℃の温度で電子筐体４００のハウジング底部４０１の周縁の内部にＦＲ領域１１１リングを積層することを管理することになる。より高い約３００℃の温度を有するＨＴ領域１１０を積層した後に、より低い約２００℃の温度を有するＦＲ領域１１１を積層することによって、異なる積層温度を順次行うことができる。代替的に、ＨＴ領域１１０とＦＲ領域１１１との間のパターンに相関する異なる温度における２つのプレートを使用して、２温度積層を行うことができる。
【0040】
図９は、デシベル（ｄＢ）単位の誘電リークの、キロヘルツ（ｋＨｚ）単位の周波数に対する例示的なプロットを示す。例えば、縦軸の範囲は、下は約－９２ｄＢから上は－７０ｄＢまでに及ぶものとすることができる。同様に、横軸の範囲は、約０ｋＨｚから１.０ｋＨｚに及ぶものとすることができる。フレックス回路１０１のいずれか層の配線が、比較的高周波数の信号、又は高周波数成分を有する時折のパルスを伝えることが必要な場合がある。プロットは、図９においてＨＴ誘電体９０２として示されるＨＴ１１０領域に対して、図９においてＦＲ誘電体９０２として示されるＦＲ領域１１１で、非常に大きな電力損失を示している。改竄検知の用途において、電子筐体４００内部のバッテリ（例えば、図１Ａ及び１Ｂ内のバッテリ１５２）は、電子筐体４００内部の半導体チップ（１５０，１５１）上の機密情報を破壊するために必要な場合がある。機密情報は、例えば、暗号鍵とすることができる。配線の切断を知らせるアクションは、電子筐体内部の暗号鍵を削除することを含むことができる。幾つかの実施形態において、バッテリの最短動作寿命は、暗号モジュールについての米国政府連邦情報処理標準（ＦＩＰＳ）１４０－２セキュリティ要件（U.S. Government Federal Information Processing Standard (FIPS) 140-2 Security Requirement for Cryptographic Modules）のような公開された暗号保全仕様によって規定することができる。このような用途では、バッテリに蓄えられたエネルギーの保存は重要である。
【0041】
図１０は、ＨＴ誘電体を確実に使用することができるＨＴ領域と、ＨＴ誘電体を確実には使用できないＦＲ領域とを使用して、フレックス回路を作成するために使用することができる方法１００を示す。
【0042】
ステップ１０１０では、エッチングして配線にすることができる導電性材料を少なくとも一方の面の上に有するコア材料が選択される。
【0043】
ステップ１０１２では、誘電体とその誘電体の少なくとも一方の面の上の接着剤とを含み、第１の曲率半径をサポートする、第１のボンディング層が選択される。第１のボンディング層は、コア材料に積層されたときに厚さを有する。
【0044】
ステップ１０１４では、第２のボンディング層が選択される。第２のボンディング層は、第１のボンディング層の同じ電気的又は機械的特性よりも望ましい、少なくとも１つの電気的特性（例えば、リーク）又は機械的特性（例えば、熱膨張率）を有する。第２のボンディング層は、第１の曲率半径で確実に曲げることはできない。第２のボンディング層は、コア材料に積層されたときに厚さを有する。
【0045】
ステップ１０１６では、電子筐体において、第１の曲率半径の湾曲が必要とされる１つ又は複数の領域が決定される。
【0046】
ステップ１０１８では、電子筐体において、第２のボンディング層を確実に使用することができる領域が決定される。
【0047】
ステップ１０２０において、第１のボンディング層が、第１の曲率半径の湾曲が必要な１つ又は複数の領域でコア材料に積層され、第２のボンディング層が、第２のボンディング層を確実に使用することができる１つ又は複数の領域でコア材料に積層される。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-21
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
配線パターンが取り付けられる表面を有するポリイミド層を有するコアと、遷移ゾーンが生じる前記コアの前記表面に取り付けられた第１の誘電体領域と、
前記第１の誘電体が取り付けられていない前記コアの前記表面に取り付けられた第２の誘電体領域と
を含み、
前記遷移ゾーンは、前記第１の誘電体領域を確実に曲げることができ、前記第２の誘電体領域を確実には曲げることができない特定の半径の湾曲を含む領域である、
フレックス回路を備え、
前記フレックス回路の厚さは、前記フレックス回路の長さにわたって均一である、
装置。
【請求項2】
前記第２の誘電体領域は、前記第１の誘電体領域よりリークが小さい、請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第１の誘電体領域は、難燃性アクリル接着材料（ＦＲ）であり、前記第２の誘電体領域は、高温積層材料（ＨＴ）である、請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記フレックス回路に機械的かつ電気的に結合された１つ又は複数の電子コンポーネントをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記フレックス回路の少なくとも一部を収容するための電子筐体をさらに備え、前記電子筐体は、前記フレックス回路の一部が形成される前記遷移ゾーンを有する凹部領域を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記電子筐体は、前記凹部領域を含むハウジング底部をさらに備え、前記フレックス回路は、接着剤によって前記ハウジング底部の表面に取り付けられる、請求項５に記載の装置。
【請求項7】
前記電子筐体は、ハウジング上部をさらに備え、前記フレックス回路は、前記接着剤によって前記ハウジング上部の表面に取り付けられる、請求項６に記載の装置。
【請求項8】
前記配線パターンは、改竄事象における穿孔によって前記配線パターンの少なくとも１つの配線を切断させるように、重なる配線レベルを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項9】
前記第１の誘電体領域及び前記第２の誘電体領域の少なくとも１つから選択された誘電体領域は、前記ハウジング上部及び前記ハウジング底部を抉じ開ける改竄事象において前記配線パターンの少なくとも１つの配線を引き裂いて切断するためのパターンを有する、請求項７に記載の装置。
【請求項10】
引き裂くための前記配線パターンは、引き裂きを強化するために前記誘電体領域の端部からのスリットを有する蛇行配線パターンを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項11】
前記第１の誘電体領域上の第１のパターン及び前記第２の誘電体領域上の第２のパターンが、引き裂きを生じさせるように配置された前記第１のパターンと前記第２のパターンとの間で重なる、請求項９に記載の装置。
【請求項12】
表面上に導電性材料を有するコア材料を選択することと、第１の曲率半径を持つ湾曲をサポートする第１の誘電体層を選択することであって、前記第１の誘電体層は、前記コア材料と積層されたときに厚さを有する、前記選択することと、
前記第１の誘電体層より望ましい電気的特性を有するが、前記第１の曲率半径における湾曲を確実にはサポートできない第２の誘電体層を選択することであって、前記第２の誘電体層は、前記コア材料と積層されたときに前記厚さを有する、前記選択することと、
前記第１の曲率半径で曲がらなければならないフレックス回路の第１の領域を決定することと、
前記第１の曲率半径で曲がる必要がない前記フレックス回路の第２の領域を決定することと、
前記コア材料を、前記フレックス回路の前記第１の領域における前記第１の誘電体層と積層し、前記コア材料の残り部分を、前記第２の誘電体層と積層することと
を含む、フレックス回路を作成する方法。
【請求項13】
前記コア材料のために「ＡＰコア」を選択することをさらに含み、「ＡＰコア」は、粘着性がない高性能積層材料のクラスである、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記第１の誘電体層として「ＦＲ」ボンディング層を選択することであって、「ＦＲ」は、前記フレックス回路内の難燃性アクリル接着材料である、前記選択することと、前記第２の誘電体層として「ＨＴ」ボンディング層を選択することであって、「ＨＴ」は、高温積層材料のクラスである、前記選択することと
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項15】
電子筐体に機密材料を封入する方法であって、前記電子筐体のハウジング底部を作成するステップであって、前記電子筐体は、凹部領域と、前記ハウジング底部の端部と前記凹部の底部との間の遷移ゾーンを有する、前記作成するステップと、
前記電子筐体のハウジング上部を作成するステップと、
前記ハウジング上部及び前記ハウジング底部の内側表面を覆うフレックス回路を接着するステップであって、前記フレックス回路は、前記電子筐体の改竄を検知するためのものである、前記接着するステップと、
を含み、
前記フレックス回路は、前記遷移ゾーンを確実に横切る第１の誘電体領域を有し、
前記フレックス回路は、前記フレックス回路が前記第１の誘電体領域によって覆われない領域を覆うための第２の誘電体領域を有する、
方法。
【請求項16】
前記第１の誘電体領域として難燃性アクリル接着材料「ＦＲ」を使用し、前記第２の誘電体領域として高温積層材料「ＨＴ」を使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記電子筐体の改竄を検知するように構成された前記フレックス回路の配線パターンを使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項18】
前記ハウジング上部と前記ハウジング底部とが抉じ開けられたときに前記フレックス回路の配線を引き裂いて切断することを強化するための前記第１及び第２の誘電体領域のレイアウト・パターンを使用することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
前記ハウジング上部と前記ハウジング底部との間にプリント回路基板（ＰＣＢ）を配置することをさらに含み、前記ＰＣＢは、前記機密材料を含む半導体チップをさらに有する、請求項１５に記載の方法。
【国際調査報告】