JP3888696B2 - 長寿命フレキシブル回路 - Google Patents

Description

関連出願に関するクロス・リファレンス
本出願の主題は、参考文献としてここに組み入れられている１９９７年６月２０日出願の米国特許仮出願No.60/050,284の主題に関連し、その優先権は米国特許法第１１９条（ｅ）により請求される。
発明の背景
１．発明の技術的分野
本発明はフレキシブル回路に関し、およびより詳細には過剰な曲げまたは撓みから起因するフレキシブル回路の故障を、実質的に低減するデバイスおよび方法に関する。
２．関連技術の記述
回路は、電子回路を薄い半フレキシブル積層品内に含むことによってフレキシブル形式に配置される。回路を半硬性プリント回路板内に入れるのとは対照的にそのように構成された時、回路は増加した故障の発生に遭遇する。このような回路が故障以前に耐える撓みの回数は、例えばフレキシブル回路を有する層の数、関連する回路要素の厚みと幅、および曲げの鋭さを含む多くの要素に依存する。曲げの程度および回数が一旦あるレベルに到達すると、故障が起きる。しばしば短絡の形式で生じるこのような故障は、最も一般的には弾性限界を超えた回路の反復または過剰な屈曲の結果である。
あるフレキシブル回路積層品は、中間層およびその両側の二つの外側層に正および接地層を持つ六層を含む。この特別なクラスの回路は、ある種のフルコンピュータラインレイアウトに例えば１^3/4幅ファクターで水平に適応する。しかしながら、製品のより硬い部分に、または増加した硬さを持つ他の部分にフレキシブル６層回路を接続しようと試みた時、問題が起こる。このようなより硬い部分は例えば製品を覆うボール格子配列のような固定または硬いセクション成分の区域であり得、またこのような区域の極く近い所であり得る。
回路の硬い部分は、製品のフレキシブル領域に比較して故障に至るまで比較的低い屈曲容積に耐えることができる。その上、特に多層製品では、最も故障し易い点は一般的に半硬性領域とフレキシブル領域間の接続点に位置される。回路の屈曲はより薄い層でより長期に亘り持続するので、回路の厚みが例えば１８ミルまたはそれより薄い状態に減少するに従い問題は悪化させられる。従って、硬い回路部分と、それらのよりフレキシブルな回路部分への接続は、一般的に装着式コンピュータ環境を含む各種環境および応用において困難さを与えている。
Janikに認可され、本発明の譲受人に譲渡され、ここに参考文献として組み入れた米国特許No.5,581,492は、フレキシブル回路部分をその長さに沿って取り巻く一連の実質的な硬性部材を示すことにより上記の問題に対処している。ある特別な実施例では、硬性部材は回路によって経験される曲率半径を制限するために、それぞれの各端部での曲率によって特徴付けられる。硬性部材はフレキシブル回路の外側に置かれるように示されている。Janikは、撓み制限部材をフレキシブル回路積層品の層の中またはその間への、組み入れまたは統合を直接示していない。更にJanikの硬性部材は、これに限定されるものではないが、一般的に均一な特性で示されている。異なる適用に対して異なる最小曲げ半径を行う各種の組み合わせ、形状および配置における形、大きさ、材質またはデュロメーター値の一個または多数部材の挿入に関しては、何も直接的な説明はない。
従って、上記困難さへの解決を与えるアセンブリに対する必要性が存在する。
発明の概要
本発明は、例えばフレキシブル回路の耐久性を伸長するためのアセンブリおよびその使用方法を提供する。一つの実施例によれば、アセンブリはフレキシブル回路積層品の統合された少なくとも一つの撓み制限部材を有する。撓み制限部材をフレキシブル回路積層品の実効的に結合するために、固定具がフレキシブル回路積層品の取り付けられている。撓み制限部材は、反復の、または過剰な曲げの結果としての例えば短絡による回路の故障の発生を減少させるために、フレキシブル回路の屈曲を所定の角度に、またはそれ以下に制限するように作動する。
【図面の簡単な説明】
図１は、フレキシブル回路の部分に置かれた撓み制限区域を図示する本発明の実施例の断面図である。
図２は、フレキシブル回路の部分内の複数の撓み制限部材の配置を図示する本発明の別の実施例の透視図である。
好ましい実施例の詳細な説明
本発明は、層間の曲げを実質的に低減し、および曲げ限界を実質的に限定することによってフレキシブル回路の寿命を伸長する装置と方法を提供する。ここで使用される用語「フレキシブル回路」は、Janikに認可された米国特許No.5,581,492、および当該技術に習熟した人々に知られた他のその後の構造および方法に開示され、および教示された構造および方法を含むと解釈される。一つの実施例によれば、回路の特定の部分に対する曲げ半径を増加するために、単一または多数の部材が回路積層品の層間に挿入される。これらの部材は、必要に応じて部材の幾何学的配置およびデュロメーター値の変更を含んで、各種の必要および要求に適応するために選択される。本発明の実施例によれば、層間にステーションを作り出すために、フレキシブル回路の層の部分に関連して異なる成分の部材が利用され、こうして故障に先立ってフレキシブル回路のより大きな量の曲げおよび同様の動作を可動とする。本発明の実施例は、最小曲げ半径を作り、それを維持することにより、回路の各個々の屈曲の間、層を曲げから防ぎおよび曲げの度合いを制限するように作動する。部材を、色々の組み合わせ、形状、および回路のそれぞれの層の両側または外側の位置に置くことにより、回路の耐久性、従って寿命は大いに増強される。
本発明は、フレキシブル回路および関連するシステムの有用な寿命を引延ばすアセンブリ５を提供する。図１に図示するように、アセンブリ５はフレキシブル回路７０を有する積層品の層間および／またはその周囲に置かれた撓み制限部材１０，２０，３０および４０を有する。積層品は一般的に二つの個別の領域、撓み制限区域５０と付帯区域８０より成る。付帯区域８０は一つの実施例によれば区域５０と対比して比較的硬いが、区域５０と同じ硬さかまたはそれよりも少ない硬さでも良い。区域８０は必ずしも厳密な曲げに適用している必要はなく、ゴム式の被覆内に収納されていても良い。部材２０，３０は、回路のそれぞれの層または層グループ間、またはその周囲の適所で、機械式固定具６０によって保持される。固定具６０は、接着性ボンド、クリップまたは当該技術に習熟した人々に知られた他の如何なる機構を含む。固定具６０は部材１０、４０に対して、および部材の他の如何なる組み合わせに対しても同様に考えられる。本発明の一つの実施例では、部材１０、４０間の固定具６０は、部材２０，３０についての固定具６０と一体である。固定具６０はまた多数の分離したアタッチメント機構を有する。特別な環境に適合するために、一つ以上の異なる取り付け方法が同時に利用される。
本発明の一つの実施例では、フレキシブル回路７０は六個の個別の層を有する。回路が第一部材１０に接近するにつれ、層は部材１０の両側の分かれて進む。図１では、六個の層は部材１０の周囲に伸びる二つの３層グループに等しく分離する。部材１０を一旦通過すると、二つのグループは一個の６層グループを形成するために再び結合し、そして部材２０，３０間を通過する。フレキシブル回路７０は次いで、二つの３層グループに再度分割し、部材４０の両側を通過し、それを超えてフレキシブル回路７０は単一の６層グループを形成するために再び結合する。長間隔にまたがる経間部材１０，２０，３０および４０によって、撓み点はフレキシブル回路７０の長いセグメントに亘って広げられる。このような撓み点の分布は、回路層が互いに向かって曲る傾向を防止し、または少なくとも大幅に低減する。その結果、回路７０の撓み耐久性の大幅な改良が本発明によって達成される。
勿論、本発明は如何なる数の層のフレキシブル回路７０にも適応するので、上記実施例は単なる例示である。本発明によれば、積層品の層は三つの２層グループのようなそれぞれ同数の層を持つグループに、あるいは４層と２層グループのような不等の束にも分割されるということが考えられる。単一層グループもまた考えられる。同様に、例えば部材が平行である二つの部材形状のような、図１−２に図示されたものとは別の、部材１０，２０，３０および４０の広い種類の組み合わせ、および形状が考えられる。層、部材および層のグループの正確な数は多様であり、および例えばフレキシブル回路がマザーボードに使用される時のような、特定の適用または環境の必要性に依存する。
図２の図示するような本発明の別の実施例によれば、アセンブリ２００はフレキシブル回路２７０内に置かれた撓み制限部材２１０，２２０，２３０および２４０を有する。回路２７０は、例えば硬い部分またはフレキシブル回路の区域２６０から制限撓み区域２５０へ通り抜けながら、多層積層品は部材２１０へ近付く。部材２２０，２３０は部材２１０，２４０よりも遥かに硬い材料から作られている。部材２２０，２３０は例えばゴムまたは同様の様式の材料から作られ、一方部材２１０，２４０は発泡剤または他のより柔らかい材料から作られよう。各特別部材または集合的に総ての部材の材料成分、デュロメーター値、形状、および寸法は、適用基準毎の特定の環境に適応するために変化し得る。
部材２１０，２２０，２３０および２４０の多様な特性は、各種の適用に特別の利点を提供する。例えば、フレキシブル回路２７０のより重いグループは、曲げ半径を増加し、より幅広い部材２１０，２４０または２１０，２２０，２３０および２４０を使用し、それによってフレキシブル回路２７０の曲げ鋭さを低減する。例えばより少ない層を持つ薄いフレキシブル回路のグループに対して、総ての、または選択された部材２１０，２２０，２３０および２４０の寸法は変更され得る。図２に図示されるように、部材２１０，２２０，２３０および２４０は実質的に卵形形状を取る。しかしながら、部材２１０，２２０，２３０および２４０は、特別の状況に対して必要とされるフレキシブル回路２７０に適用するために、色々な形の如何なるものも取り得る。例えば、許容し得る曲げの最大値が区域２６０間の幅または他の間隔要件よりも決定的ではないフレキシブル回路２７０の区域においては、更に丸い形状が望ましい。
本発明の別の実施例によれば、制限撓み区域２５０、区域２６０またはその両方を囲むために、枠を置くことができる。枠は、撓み制限設計にによって任意に特徴付けられる。このような枠、または同様なタイプの枠は、一個以上の部材２１０，２２０，２３０，２４０または他のものを、互いにその近傍および空間的位置関係に留めるために利用されよう。例えばリチウム／ポリマーバッテリーから作られた枠は、特別な硬さおよび利点を提供するであろう。
本発明は、特別の好ましい実施例を参照して記述されたが、本発明は与えられた特定の例に制限されない。上記の各種実施例の特徴は、特別の環境に適合するために集合的に、または個別的にのいずれかで使用され、および実行される。この発明は、それに限定されないが、リボンケーブル配線、光ファイバー配線および他の電線および導体式デバイスを含む各種フレキシブル回路式構造への異なる様々な適用での使用を考慮する。添付請求の範囲に規定された本発明の意図と範囲から逸脱することなしに、他の色々な変形が通常の熟練者に想起され、および他の実施例および変形が当該技術に習熟した人々によって為され得る。

Claims (4)

1. フレキシブル回路の耐久性を高くするアセンブリであって、
   少なくとも一つの撓み制限部材と、
   該撓み制限部材に結合された固定具とを有し、
   上記撓み制限部材はフレキシブル回路の屈曲を制限するように機能し、かつ、上記固定具は少なくとも一つの上記撓み制限部材と上記フレキシブル回路とを結合するように作動し、
   上記撓み制限部材は、上記フレキシブル回路の曲げ半径を増加するために形作られた複数の撓み制限部材を有し、
   当該複数の撓み制限部材の第一の撓み制限部材であって上記フレキシブル回路の積層品の周囲に設けられた第一の撓み制限部材は、当該複数の撓み制限部材の第二の撓み制限部材であって上記フレキシブル回路の積層品の層間に設けられた第二の撓み制限部材よりも高いデュロメーター値を有する、アセンブリ。
2. 上記フレキシブル回路はマザーボードを有する、請求項１に記載のアセンブリ。
3. フレキシブル回路の耐久性を高くするアセンブリであって、
   少なくとも一つの撓み制限部材と、
   該撓み制限部材に結合された固定具とを有し、
   上記撓み制限部材はフレキシブル回路の屈曲を制限するように機能し、かつ、上記固定具は少なくとも一つの上記撓み制限部材と上記フレキシブル回路とを結合するように作動し、
   少なくとも第一の撓み制限部材であって上記フレキシブル回路の積層品の周囲に設けられた第一の撓み制限部材は、第一の材料から構成され、少なくとも第二の撓み制限部材であって上記フレキシブル回路の積層品の層間に設けられた第二の撓み制限部材は、第二の材料から構成される、アセンブリ。
4. 上記第一の材料はゴムを有し、上記第二の材料は発泡材を有する、請求項３に記載のアセンブリ。

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