CN107851490A - 弹性导电体 - Google Patents
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Abstract
弹性导电体(1)构成为能够对第1状态、和从第1状态起在第1方向伸长的第2状态进行切换,所述弹性导电体(1)具备:伸缩性基材(10);和多个导电性构件(20a~20m),具有长条形状,被配置于伸缩性基材(10)的表面,电阻率比伸缩性基材(10)低,弹性模量比伸缩性基材(10)高,在第1状态下,多个导电性构件(20a~20m)被设置为在与第1方向垂直的第2方向相互分离,并且从第2方向观察的情况下,在沿着第1方向延伸的区间,从一端侧相连到另一端侧,第2状态下在第2方向相邻的导电性构件(20a~20m)间的距离比第1状态下在第2方向相邻的导电性构件(20a~20m)间的距离短。
Description
技术领域
本发明涉及一种构成为能够对第1状态和第2状态进行切换的弹性导电体,该第1状态是拉伸力在第1方向发挥作用之前的状态,该第2状态是拉伸力在所述第1方向发挥作用并且弹性导电体在所述第1方向伸长的状态。
背景技术
作为公开了构成为可伸缩的弹性导电体的文献,举例JP特开2005-322492号公报(专利文献1)。在专利文献1公开的弹性导电体中,将粒子状或者纤维状的磁性导电体与橡胶态弹性体混炼,通过磁场来使其在规定的第1方向取向,并且使一部分的磁性导电体在与第1方向交叉的第2方向分支。
通过这样构成,能够通过在第2方向分支的磁性导电体而使在第1方向取向的磁性体导电体间连接,能够降低电阻,并且具有良好的导通。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2005-322492号公报
发明内容
-发明要解决的课题-
然而,在专利文献1的结构中,在使其在金属粒子取向的第1方向伸长相当程度的情况下,在第1方向取向的粒子状或者纤维状的磁性导电体间的连接被断开。在该情况下,弹性导电体的电阻可能会增加。
本发明鉴于上述的问题而作出,本发明的目的在于提供一种弹性导电体,在使该弹性导电体在规定的方向伸长的情况下能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
-解决课题的手段-
基于本发明的弹性导电体是一种构成为能够对第1状态和第2状态进行切换的弹性导电体,该第1状态是拉伸力在第1方向发挥作用之前的状态,该第2状态是拉伸力在上述第1方向发挥作用且该弹性导电体在上述第1方向伸长的状态,上述弹性导电体具备:伸缩性基材,具有导电性;和多个导电性构件,具有在上述第1方向延伸的长条形状,被配置于上述伸缩性基材的表面或者内部,电阻率比上述伸缩性基材低,弹性模量比上述伸缩性基材高,在上述第1状态下,上述多个导电性构件被设置为在与上述第1方向垂直的第2方向相互分离,并且从上述第2方向观察的情况下,在沿着上述第1方向延伸的至少一部分的区间,沿着上述第1方向从一端侧相连到另一端侧,上述第2状态下在上述第2方向相邻的上述导电性构件间的距离比上述第1状态下在上述第2方向相邻的上述导电性构件间的距离短。
在基于上述本发明的弹性导电体中,优选上述导电性构件由块状的金属材料或者金属箔构成。这里,所谓块状的金属材料,表示金属固化的块状的金属材料,不包括通过包含膏材料等的多数金属粒的粘合剂干燥而形成的金属材料。
基于上述本发明的弹性导电体也可以还具备约束构件,上述约束构件具有比上述伸缩性基材的弹性模量高的弹性模量,对上述伸缩性基材的上述第2方向上的伸缩进行抑制。在该情况下,优选在上述至少一部分的区间,上述多个导电性构件的一部分沿着上述第2方向排列,从而形成沿着上述伸缩性基材的上述第2方向的每单位宽度的上述导电性构件的根数密集的密集区域、和沿着上述伸缩性基材的上述第2方向的每单位宽度的上述导电性构件的根数比上述密集区域稀疏的稀疏区域。此外,优选被设置于上述伸缩性基材的背面,以使得从上述伸缩性基材的上述表面的法线方向观察的情况下,该约束构件与上述稀疏区域重叠。
基于上述本发明的弹性导电体也可以还具备约束构件,上述约束构件具有比上述伸缩性基材的弹性模量高的弹性模量,对上述伸缩性基材的上述第2方向上的伸缩进行抑制。在该情况下,也可以在与上述至少一部分的区间相邻的上述伸缩性基材的上述表面,设置搭载电子部件的电子部件搭载区域。此外,优选上述约束构件被设置于上述伸缩性基材的背面或内部,以使得从上述伸缩性基材的上述表面的法线方向观察的情况下,该约束构件与上述电子部件搭载区域重叠。
基于上述本发明的弹性导电体也可以还具备弹性基材,上述弹性基材具有相互朝向相反侧的第1主面以及第2主面,对上述伸缩性基材以及上述多个导电性构件进行支承。在该情况下,优选上述导电性构件被设置在上述第1主面上,优选上述伸缩性基材被设置在上述第1主面上,以使得覆盖上述多个导电性构件。
基于上述本发明的弹性导电体也可以还具备约束构件,上述约束构件的弹性模量比上述弹性基材高并且对上述弹性基材的上述第2方向上的伸缩进行约束。在该情况下,优选在上述至少一部分的区间,上述多个导电性构件的一部分沿着上述第2方向排列,从而形成沿着上述伸缩性基材的上述第2方向的每单位宽度的上述导电性构件的根数密集的密集区域、和沿着上述伸缩性基材的上述第2方向的每单位宽度的上述导电性构件的根数比上述密集区域稀疏的稀疏区域。此外,优选上述约束构件被设置在上述第2主面上,以使得从上述第2主面的法线方向观察的情况下,该约束构件与上述稀疏区域重叠。
基于上述本发明的弹性导电体也可以还具备约束构件,上述约束构件的弹性模量比上述弹性基材高,对上述弹性基材的上述第2方向上的伸长进行抑制。在该情况下,优选在与上述至少一部分的区间相邻的上述伸缩性基材的上述表面,设置有搭载电子部件的电子部件搭载区域。此外,优选上述约束构件被设置为在从上述第2主面的法线方向观察的情况下,该约束构件与上述电子部件搭载区域重叠。
-发明效果-
根据本发明,能够提供一种在使其在规定的方向伸长的情况下能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加的弹性导电体。
附图说明
图1是实施方式1所涉及的弹性导电体的俯视图。
图2是沿着图1所示的II-II线的剖视图。
图3是表示使实施方式1所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。
图4是表示实施方式1所涉及的弹性导电体的制造方法的第1工序的剖视图。
图5是表示实施方式1所涉及的弹性导电体的制造方法的第2工序的剖视图。
图6是表示实施方式1所涉及的弹性导电体的制造方法的第3工序的剖视图。
图7是表示实施方式1所涉及的弹性导电体的制造法方法的第4工序的剖视图。
图8是表示实施方式1所涉及的弹性导电体的制造方法的第5工序的剖视图。
图9是实施方式2所涉及的弹性导电体的俯视图。
图10是实施方式3所涉及的弹性导电体的俯视图。
图11是实施方式4所涉及的弹性导电体的俯视图。
图12是实施方式5所涉及的弹性导电体的俯视图。
图13是沿着图12所示的XIII-XIII线的剖视图。
图14是表示使实施方式5所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。
图15是实施方式6所涉及的弹性导电体的俯视图。
图16是沿着图15所示的XVI-XVI线的剖视图。
图17是表示使实施方式6所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。
图18是实施方式7所涉及的弹性导电体的剖视图。
图19是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第1工序的图。
图20是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第2工序的图。
图21是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第3工序的图。
图22是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第4工序的图。
图23是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第5工序的图。
图24是表示实施方式7所涉及的弹性导电体的制造方法的第6工序的图。
图25是表示为了验证本发明的效果而进行的验证实验的条件以及结果的图。
图26是表示本发明所涉及的弹性导电体的第1使用例的第1状态的图。
图27是表示本发明所涉及的弹性导电体的第1使用例的第2状态的图。
图28是表示本发明所涉及的弹性导电体的第2使用例的第1状态的图。
图29是表示本发明所涉及的弹性导电体的第2使用例的第2状态的图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本发明的实施方式详细进行说明。另外,在以下所示的实施方式中,针对相同或者共用的部分赋予图中相同的符号并不重复其说明。
(实施方式1)
图1是本实施方式1所涉及的弹性导电体的俯视图。图2是沿着图1所示的II-II线的剖视图。图3是表示使本实施方式1所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。参照图1至图3,对本实施方式所涉及的弹性导电体1进行说明。
如图1至图3所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1构成为能够对第1状态和第2状态进行切换,该第1状态是拉伸力在第1方向作用之前的状态,该第2状态是拉伸力在第1方向作用并且弹性导电体在第1方向伸长的状态。在图1以及图2中,表示弹性导电体1的第1状态,图3中,表示弹性导电体1的第2状态。
如图1以及图2所示,弹性导电体1具备:具有导电性的伸缩性基材10、以及多个导电性构件20a~20m。伸缩性基材10构成为能够伸缩。
伸缩性基材10例如具有大致矩形形状。具体而言,伸缩性基材10例如具有将第1方向即X轴方向设为长边方向、将与第1方向正交的第2方向即Y轴方向设为短边方向的俯视大致长方形形状。另外,Z轴方向是伸缩性基材10的厚度方向。
作为伸缩性基材10,能够采用将导电性粉末(球状、纤维状或薄片状等)与橡胶构件或树脂混炼而成的材料。具体而言,例如,也可以采用向SEBS(苯乙烯/乙烯/丁烯/苯乙烯共聚物)等的热塑性弹性体添加了碳填料而成的材料。作为橡胶构件,也可以使用NBR(丁腈橡胶,nitrile rubber)、CR(氯丁二烯橡胶,chloroprene rubber)、EPDM(乙烯-丙烯橡胶,ethylene propylene rubber)、硅酮橡胶、IIR(异丁烯-异戊二烯橡胶,isobutylene-isoprene rubber)、SBR(苯乙烯橡胶,styrene rubber)、聚氨酯橡胶(urethane rubber)、CSM(海波隆,Hypalon)、FKM(氟橡胶,fluoro-rubber)等。此外,作为橡胶构件,优选具有以下特性的一个以上特性:1)几MPa程度的弹性模量、2)最低100℃以上且优选150℃~200℃以上的耐热性、3)形状复原性、4)生物体亲和性、5)透湿性。此外,作为导电性粉末,除了碳填料,也可以添加Ag、Cu、Al、Zn、Ni、Sn等的金属或者这些2个以上的金属的合金。
多个导电性构件20a~20m具有在第1方向延伸的长条形状。多个导电性构件20a~20m被配置在伸缩性基材的表面10a上。多个导电性构件20a~20m的电阻率比伸缩性基材10低,弹性模量比伸缩性基材10高。
多个导电性构件20a~20m例如由金属箔构成。作为金属箔,例如能够采用铜箔。多个导电性构件20a~20m通过印刷法、光刻法、直接描绘法等的消除法来形成。
多个导电性构件20a~20m在与第1方向垂直的第2方向相互分离,并且被设置为在从第2方向观察的情况下,在沿着第1方向延伸的至少一部分的区间I,沿着第1方向从一端侧到另一端侧连续。
多个导电性构件20a~20m被配置为锯齿状。多个导电性构件20a~20m之中的一部分沿着第1方向相互分离并被排列配置为直线状,从而构成第1线L1~第5线L5。第1线L1~第5线L5沿着Y轴方向相互分离并被依次排列。第3线L3位于伸缩性基材10的第2方向上的中央部。
第1线L1、第3线L3以及第5线L5具有几乎相同的结构。第1线L1包含导电性构件20a、20b、20c。导电性构件20a、20b、20c在第1方向相互分离并被配置为直线状。第3线L3包含导电性构件20f、20g、20h。导电性构件20f、20g、20h在第1方向相互分离并被配置为直线状。第5线L5包含导电性构件20k、20l、20m。导电性构件20k、20l、20m在第1方向相互分离并被配置为直线状。
导电性构件20a、20f、20k位于上述区间I的一端侧。导电性构件20a、20f、20k具有几乎相同的长度。导电性构件20a、20f、20k的第1方向上的一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20a、20f、20k的第1方向上的另一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20a、20f、20k在第2方向被分离配置。
导电性构件20c、20h、20m位于上述区间I的另一端侧。导电性构件20c、20h、20m具有几乎相同的长度有。导电性构件20c、20h、20m的第1方向上的一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20c、20h、20m的第1方向上的另一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20c、20h、20m在第2方向被分离配置。
导电性构件20b、20g、20l位于第1方向上的导电性构件20a、20f、20k与导电性构件20c、20h、20m之间。导电性构件20b、20g、20l具有几乎相同的长度。导电性构件20b、20g、20l的第1方向上的一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20b、20g、20l的第1方向上的另一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20b、20g、20l在第2方向被分离配置。
第2线L2以及第4线L4具有几乎相同的结构。第2线L2包含导电性构件20d、20e。第2线L2位于第2方向上的第1线L1以及第3线L3之间。第4线L4位于第2方向上的第3线L3以及第5线L5之间。
导电性构件20d、20e在第1方向被相互分离地配置为直线状。导电性构件20d的第1方向的一端侧位于第2方向上的导电性构件20a、20f之间。导电性构件20d的第1方向的一端位于比导电性构件20a、20f的第1方向的一端更靠内侧的位置。即,导电性构件20d的第1方向的一端位于比导电性构件20a、20f的第1方向的一端更靠导电性构件20a、20f的第1方向的另一端侧的位置。
导电性构件20d的第1方向的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20b、20g之间。导电性构件20d的第1方向的另一端位于比导电性构件20b、20g的中央部更靠导电性构件20b、20g的第1方向的一端侧的位置。
导电性构件20e的第1方向的一端侧位于第2方向上的导电性构件20b、20g之间。导电性构件20e的第1方向的一端位于比导电性构件20b、20g的中央部更靠导电性构件20b、20g的第1方向的另一端侧的位置。
导电性构件20e的第1方向的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20c、20h之间。导电性构件20e的第1方向的另一端位于比导电性构件20c、20h的第1方向的另一端更靠内侧的位置。即,导电性构件20e的第1方向的另一端位于比导电性构件20c、20h的第1方向的另一端更靠导电性构件20c、20h的第1方向的一端侧的位置。
导电性构件20i、20j在第1方向被相互分离地配置为直线状。导电性构件20i的第1方向的一端侧位于第2方向上的导电性构件20f、20k之间。导电性构件20i的第1方向的一端位于比导电性构件20f、20k的第1方向的一端更靠内侧的位置。即,导电性构件20i的第1方向的一端位于比导电性构件20f、20k的第1方向的一端更靠导电性构件20f、20k的第1方向的另一端侧的位置。
导电性构件20i的第1方向的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20g、20l之间。导电性构件20i的第1方向的另一端位于比导电性构件20g、20l的中央部更靠导电性构件20g、20l的第1方向的一端侧的位置。
导电性构件20j的第1方向的一端侧位于第2方向上的导电性构件20g、20l之间。导电性构件20j的第1方向的一端位于比导电性构件20g、20l的中央部更靠导电性构件20g、20l的第1方向的另一端侧的位置。
导电性构件20j的第1方向的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20h、20m之间。导电性构件20j的第1方向的另一端位于比导电性构件20h、20m的第1方向的另一端更靠内侧的位置。即,导电性构件20j的第1方向的另一端位于比导电性构件20h、20m的第1方向的另一端更靠导电性构件20h、20m的第1方向的一端侧的位置。
如图3所示,在拉伸力在第1方向发挥作用并且弹性导电体1在第1方向伸长的第2状态下,通过弹性模量低的伸缩性基材10对弹性模量高的多个导电性构件20a~20m的变形进行抑制并且在第1方向延伸,从而与拉伸力在第1方向不发挥作用的第1状态相比较,沿着第1方向的导电性构件间的间隔变长,并且沿着第2方向的导电性构件间的间隔变短。
例如,在第1线L1上,第1方向上的导电性构件20a、20b间的间隔以及导电性构件20b、20c间的间隔变长。同样地,在第3线L3以及第5线L5上,第1方向上的导电性构件20f、20g间的间隔以及导电性构件20g、20h间的间隔、以及第1方向上的导电性构件20k、20l间的间隔以及导电性构件20l、20m间的间隔变长。
另一方面,第1线L1以及第2线L2接近于位于伸缩性基材10的第2方向上的中央部的第3线L3。同样地,第4线L4以及第5线L5接近于位于伸缩性基材10的第2方向上的中央部的第3线L3。
具体而言,第2方向上的导电性构件20a、20b与导电性构件20d的间隔以及导电性构件20b、20c与导电性构件20e的间隔相比于第1状态较短,并且第2方向上的导电性构件20d与导电性构件20f、20g的间隔以及导电性构件20e与导电性构件20g、20h的间隔相比于第1状态较短。
同样地,第2方向上的导电性构件20k、20l与导电性构件20i的间隔以及导电性构件20l、20m与导电性构件20j的间隔相比于第1状态较短,并且第2方向上的导电性构件20i与导电性构件20f、20g的间隔以及导电性构件20j与导电性构件20g、20h的间隔相比于第1状态较短。
这样,通过多个导电性构件20a~20m在第2方向接近,从而例如虚线箭头所示,形成导电通路。
在伸缩性基材10在第1方向伸长的情况下,伸缩性基材10的第2方向的宽度变小,在宽度变小的部分,伸长方向上的伸缩性基材10的电阻增加。这里,在本实施方式所涉及的弹性导电体1中,通过形成上述的导电性通路,上述伸缩性基材10的电阻的增加被相当程度地抵消,因此能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。
如以上那样,在本实施方式所涉及的弹性导电体1中,在使其在规定的方向伸长的情况下,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
图4至图8是表示本实施方式所涉及的弹性导电体的制造方法的第1工序至第5工序的剖视图。参照图4至图8,对本实施方式所涉及的弹性导电体1的制造方法进行说明。
如图4所示,在弹性导电体1的制造方法的第1工序中,准备伸缩性基材10和导电性构件前驱体20A。作为伸缩性基材10,例如使用上述那样向SEBS添加了碳填料的材料。作为导电性构件前驱体20A,例如使用单侧的主面20A1被表面粗糙化的片状的铜箔。
如图5所示,在弹性导电体1的制造方法的第2工序中,使伸缩性基材10与导电性构件前驱体20A对置配置并以120℃~180℃左右的温度进行热压接,以使得已被表面粗糙化的主面20A1朝向伸缩性基材10。
如图6所示,在弹性导电体1的制造方法的第3工序中,涂敷光致抗蚀剂并进行曝光以及显影,从而形成抗蚀剂图案70。抗蚀剂图案70具有与多个导电性构件对应的形状。
光致抗蚀剂的材质、膜厚、形成方法是任意的,光致抗蚀剂可以是正型,也可以是负型。
如图7所示,在弹性导电体1的制造方法的第4工序中,使用蚀刻液来对导电性构件前驱体20A进行蚀刻,将多个导电性构件20a~20m形成在伸缩性基材10的表面10a上。作为蚀刻液,例如使用氯化亚铁溶液。
如图8所示,在弹性导电体1的制造方法的第5工序中,通过去除抗蚀剂图案70,来制造弹性导电体1。
(实施方式2)
图9是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。参照图9,对本实施方式所涉及的弹性导电体1A进行说明。
如图9所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1A在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比的情况下,在设置有多个导电性构件的图案形状以及电极部21、22的方面不同。
多个导电性构件20a1、20b1在与第1方向垂直的第2方向上相互分离,并且被设置为在从第2方向观察的情况下,在沿着第1方向延伸的至少一部分的区间I,沿着第1方向从一端侧相连到另一端侧。这里,所谓至少一部分的区间I,例如是指被设置于伸缩性基材10的第1方向的一端侧以及另一端侧的电极部21、22之间。
导电性构件20a1的第1方向的一端与设置于伸缩性基材10的第1方向的一端侧的电极部21连接。导电性构件20a1的第1方向的另一端侧在第2方向上与导电性构件20b1的第1方向的一端侧对置。导电性构件20al的第1方向的另一端位于比导电性构件20b1的第1方向的一端更靠导电性构件20b1的第1方向的另一端侧的位置。
导电性构件20b1的第1方向的一端侧在第2方向上与导电性构件20a的第1方向的另一端侧对置。导电性构件20b1的另一端与设置于伸缩性基材10的第1方向的另一端侧的电极部22连接。
电极部21、22具有将第1方向设为短边方向且将第2方向设为长边方向的大致矩形形状。电极部21、22与布线构件等电连接。
在这样构成的情况下,在拉伸力在第1方向发挥作用并且弹性导电体1在第1方向伸长的第2状态下,弹性模量低的伸缩性基材10对弹性模量高的多个导电性构件20a1、20b1的变形进行抑制并且在第1方向延伸,从而与拉伸力在第1方向不发挥作用的第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件20a1、20b1间的间隔变短。
由此,在第2状态下,与实施方式1同样地,形成导电通路以使得通过相互接近的导电性构件20a1、20b1。
通过形成导电性通路,从而即使在由于伸缩性基材10在第1方向伸长而第2方向的宽度变小导致第1方向上的伸缩性基材10的电阻增加的情况下,伸缩性基材10的电阻的增加也相当程度地被抵消。由此,能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,即使在本实施方式所涉及的弹性导电体1A中,在使其在规定的方向伸长的情况下,也能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
(实施方式3)
图10是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。参照图10,对本实施方式所涉及的弹性导电体1B进行说明。
如图10所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1B在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比的情况下,在设置有多个导电性构件的图案形状以及电极部21、22的方面不同。
多个导电性构件20a2~20g2在与第1方向垂直的第2方向相互分离,并且被设置为在从第2方向观察的情况下,在沿着第1方向延伸的至少一部分的区间I,沿着第1方向从一端侧相连到另一端侧。
多个导电性构件20a2~20g2被配置为锯齿状。通过多个导电性构件20a2~20g2之中的一部分沿着第1方向被相互分离地排列配置为直线状,从而构成第1线L1~第3线L3。第1线L1~第3线L3沿着Y轴方向相互分离地依次排列。第2线L2位于伸缩性基材10的第2方向上的中央部。
第1线L1、第3线L3具有几乎相同的结构。第1线L1包含导电性构件20a2、2062。导电性构件20a2、20b2在第1方向被相互分离地配置为直线状。第3线L3包含导电性构件20f2、20g2。导电性构件20f2、20g2在第1方向相互分离地被配置为直线状。
导电性构件20a2、20f2位于上述区间I的一端侧。导电性构件20a2、20f2具有几乎相同的长度。导电性构件20a2、20f2的第1方向上的一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20a2、20f2的第1方向上的另一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20a2、20f2在第2方向被分离配置。
导电性构件20b2、20g2位于上述区间I的一端侧。导电性构件20b2、20g2具有几乎相同的长度。导电性构件20b2、20g2的第1方向上的一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20b2、20g2的第1方向上的另一端在从第2方向观察的情况下重叠。导电性构件20b2、20g2在第2方向被分离配置。
第2线L2包含导电性构件20c2、20d2、20e2。导电性构件20c2、20d2、20e2在第1方向相互分离地被配置为直线状。
导电性构件20c2的第1方向的一端与电极部21连接。导电性构件20c2的第1方向的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20a2、20f2之间。导电性构件20a2的第1方向的另一端位于比导电性构件20a2、20f2的中央部更靠导电性构件20a2、20f2的一端侧的位置。
导电性构件20d2的一端侧位于第2方向上的导电性构件20a2、20f2之间。导电性构件20d2的一端位于比导电性构件20a2、20f2的中央部更靠导电性构件20a2、20f2的另一端侧的位置。
导电性构件20d2的另一端侧位于第2方向上的导电性构件20b2、20g2之间。导电性构件20d2的另一端位于比导电性构件20b2、20g2的中央部更靠导电性构件20b2、20g2的第1方向的一端侧的位置。
导电性构件20e2的一端侧位于导电性构件20b2、20g2之间。导电性构件20e2的一端位于比导电性构件20b2、20g2的中央部更靠导电性构件20b2、20g2的第1方向的另一端侧的位置。导电性构件20e2的另一端与电极部22连接。
即使在这样构成的情况下,在拉伸力在第1方向发挥作用并且弹性导电体1在第1方向伸长的第2状态下,弹性模量低的伸缩性基材10也对弹性模量高的多个导电性构件20a2~20g2的变形进行抑制并且通过在第1方向延伸,从而与拉伸力在第1方向不发挥作用的第1状态相比,沿着第1方向的导电性构件间的间隔变长,并且沿着第2方向的导电性构件间的间隔变短。
具体而言,在第1线L1上,第1方向上的导电性构件20a2、20b2间的间隔变短。在第2线L2上,第1方向上的导电性构件20c2、20d2的间隔以及导电性构件20d2、20e2间的间隔变短。在第3线L3上,第1方向上的导电性构件20f2、20g2间的间隔变短。
另一方面,第1线L1以及第3线L3接近于位于伸缩性基材10的第2方向上的中央部的第2线L2。
具体而言,第2方向上的导电性构件20a2与导电性构件20c2、20d2的间隔、导电性构件20b2与导电性构件20d2、20e2的间隔变短,并且第2方向上的导电性构件20c2、20d2与导电性构件20f2的间隔以及导电性构件20d2、20e2与导电性构件20g2的间隔变短。
由此,形成导电性通路以使得电流通过接近状态下的导电性构件20c2、20a2、20d2、20b2、20e2,并且形成导电性通路以使得电流通过接近状态下的导电性构件20c2、20f2、20d2、20g2、20e2。
即使在通过形成导电性通路,伸缩性基材10在第1方向伸长而第2方向的宽度变小、从而第1方向上的伸缩性基材10的电阻增加的情况下,伸缩性基材10的电阻的增加也相当程度上被抵消。由此,能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,即使在本实施方式所涉及的弹性导电体1B中,在使其在规定的方向伸长的情况下,也能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
另外,在本实施方式所涉及的弹性导电体1B中,由于与实施方式2所涉及的弹性导电体1A相比,导电通路的根数增加,因此能够进一步抑制弹性导电体1的整体电阻增加。
(实施方式4)
图11是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。参照图11,对本实施方式所涉及的弹性导电体1C进行说明。
如图11所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1C在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比的情况下,在设置有电极部21A~21C、22A~22C的方面不同。
电极部21A、21B、21C在第2方向上被相互分离地设置。电极部22A、22B、22C在第2方向上被相互分离地设置。
电极部21A、21B、21C之中的至少一个与布线构件等电连接。电极部22A、22B、22C之中的至少一个与布线构件等电连接。
这样,通过电极部21A~21C,22A~22C在第2方向被分离设置,从而在伸缩性基材10在第1方向伸长的情况下,能够使电极部21A~21C相互接近,并且能够使电极部22A~22C相互接近。
在电极部21A~21C以及电极部22A~22C分别不分离地由一体的电极部构成的情况下,在伸缩性基材10在第1方向伸长时,在一体的电极部各自的附近,第2方向上的伸缩性基材10的收缩被抑制。由此,导电性构件20a的第1方向的一端侧以及导电性构件20c的第1方向的另一端侧难以接近于导电性构件20f以及导电性构件20h。
这里,在本实施方式中,通过使电极部21A~21C相互接近,并且使电极部22A~22C相互接近,能够使与电极部21A连接的导电性构件20a整体上向导电性构件20f移动,能够使与电极部22A连接的导电性构件20c整体上向导电性构件20h移动。
此外,能够使与电极部21C连接的导电性构件20k整体上向导电性构件20i移动,并且能够使与电极部22C连接的导电性构件20m整体上向导电性构件20j移动。
由此,在伸缩性基材10在第1方向伸长的第2状态下,能够可靠地形成上述的导电性通路。通过形成导电性通路,即使在由于伸缩性基材10在第1方向伸长而第2方向的宽度变小导致第1方向上的伸缩性基材10的电阻增加的情况下,伸缩性基材10的电阻的增加也相当程度上被抵消。由此,能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,即使在本实施方式所涉及的弹性导电体1C中,在使其在规定的方向伸长的情况下,也能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
另外,在本实施方式所涉及的弹性导电体1C中,由于相比于实施方式3所涉及的弹性导电体1B,第2方向的线数增加,因此在第2状态下形成的导电通路的根数增加。由此,在本实施方式所涉及的弹性导电体1C中,能够相比于实施方式3所涉及的弹性导电体1B,进一步地抑制弹性导电体1的整体电阻增加。
(实施方式5)
图12是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。图13是沿着图12所示的XIII-XIII线的剖视图。图14是表示使本实施方式所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。参照图12至图14,对本实施方式所涉及的弹性导电体1D进行说明。
如图12至图14所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1D在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比较的情况下,在设置有约束构件30a~30d的方面不同。
通过在设置有多个导电性构件20a~20m的区间I,多个导电性构件20a~20m的一部分沿着第2方向排列,从而形成沿着伸缩性基材10的第2方向的每单位宽度的导电性构件的根数变得密集的密集区域、和沿着伸缩性基材10的第2方向的每单位宽度的导电性构件的根数比密集区域稀疏的稀疏区域。
约束构件30a~30d被设置在处于与设置有多个导电性构件20a~20m的伸缩性基材10的表面10a相反的一侧的伸缩性基材10的背面10b。
约束构件30a~30d具有比伸缩性基材10的弹性模量高的弹性模量,抑制伸缩性基材10的第2方向上的伸缩。约束构件30a~30d被构成为包含在第2方向延伸的部分。约束构件30a~30d例如具有在第2方向延伸的长条形状。另外,约束构件30a~30d的形状并不限定于长条形状,能够适当地变更。
约束构件30a~30d被设置于伸缩性基材10的背面10b,以使得从伸缩性基材10的表面10a的法线方向观察的情况下,与上述稀疏区域重叠。约束构件30a~30d例如由金属箔构成。约束构件30a~30d可以由与导电性构件20a~20m相同的构件构成,也可以由不同的构件构成。此外,约束构件30a~30d不需要是导电体,也可以由聚酰亚胺等的高弹性的树脂构件构成。
通过设置约束构件30a~30d,在使伸缩性基材10在第1方向伸长时,即使在力从不希望的方向也发挥作用而在第2方向伸长的情况下,也能够抑制伸缩性基材10的第2方向上的宽度的伸长。
如以上那样,在本实施方式中,在拉伸力在第1方向发挥作用且弹性导电体1在第1方向伸长的第2状态下,与第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件间的间隔也会变短,也会形成导电性通路。由此,由于在第2状态下发现的伸缩性基材10的电阻的增加相当程度上被抵消,因此能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,在使其在规定的方向伸长的情况下,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
并且,通过形成约束构件30a~30d,如上述那样,在使伸缩性基材10在第1方向伸长时,即使在力从不希望的方向也发挥作用而在第2方向伸长的情况下,也能够抑制伸缩性基材10的第2方向上的宽度的伸长。
本实施方式所涉及的弹性导电体1D能够通过以下方式来制造:在伸缩性基材10的表面10a以及背面10b热压接作为导电性构件前驱体的金属箔以及作为约束构件前驱体的金属箔,与实施方式1同样地使用光刻法,将导电性构件前驱体以及约束构件前驱体图案化。
在将导电性构件前驱体以及约束构件前驱体图案化时,在两面压接有金属箔的伸缩性基板,从一侧的金属箔到另一侧的金属箔形成在厚度方向贯通的贯通孔,将该贯通孔设为对位标记并图案化,从而能够高精度地形成导电性构件以及约束构件。
另外,导电性构件前驱体、约束构件前驱体以及伸缩性基材10,也可以准备在相同的位置设定有在厚度方向贯通的贯通孔的构件。在该情况下,例如,为了设置于导电性构件前驱体、约束构件前驱体以及伸缩性基材10的各贯通孔连通,即,将各贯通孔用于定位标记的用途,通过使导电性构件前驱体、约束构件前驱体以及伸缩性基材10重叠并热压接,能够防止导电性构件前驱体以及约束构件前驱体的位置偏移,高精度地将导电性构件前驱体以及约束构件前驱体固定于伸缩性基材10。另外,也可以根据需要来将定位销穿通贯通孔并固定。
由此,也能够高精度地将导电性构件前驱体以及约束构件前驱体图案化,能够高精度地形成多个导电性构件20a~20m以及约束构件30a~30d。
(实施方式6)
图15是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。图15是表示使弹性导电体沿着第1方向拉伸之前的状态的图。图16是沿着图15所示的XVI-XVI线的剖视图。图17是表示使本实施方式所涉及的弹性导电体沿着第1方向拉伸的状态的图。参照图15至图17,对本实施方式所涉及的弹性导电体1E进行说明。
如图15至图17所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1E在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比的情况下,在以下方面不同:在伸缩性基材10的表面上设置有作为电子部件的电路基板50,在设置有电路基板50的部分处的伸缩性基材10的背面设置有约束构件30E。另外,电子部件示例了电路基板50,但并不局限于此,也可以是电容器、芯片线圈等表面安装部件、具有IC等凸块的元件。
多个导电性构件被设置于第1区域R1和第2区域R2。第1区域R1和第2区域R2构成沿着第1方向延伸的伸缩性基材10的至少一部分的区间I。第1区域R1和第2区域R2被分离地设置在第2方向上。在位于第1区域与第2区域R2之间的伸缩性基材10的表面,设置有搭载电子部件的电子部件搭载区域R3。
多个导电性构件20a3~20g3被设置于第1区域R1。多个导电性构件20a3~20g3处于与实施方式3所涉及的多个导电性构件20a2~20g2几乎相同的配置关系。
导电性构件20c3的第1方向的一端与电极部21连接。导电性构件20e3的第1方向的另一端与电极部22连接。
多个导电性构件20a4~20g4被设置于第1区域R1。多个导电性构件20a4~20g4处于与实施方式3所涉及的多个导电性构件20a2~20g2几乎相同的配置关系。
导电性构件20c4的第1方向的一端与电极部23连接。导电性构件20e3的第1方向的另一端与电极部24连接。
电路基板50在第1方向的两端侧具有端子部。电路基板50的端子部通过焊料等而连接于电极部22和电极部23。电极部22的第1方向的一端与电极部23的第1方向的另一端之间的区域相当于电子部件搭载区域R3。
约束构件30E被设置于伸缩性基材10的背面10b,以使得从伸缩性基材10的表面10a的法线方向观察的情况下,与电子部件搭载区域R3重叠。约束构件30E具有比伸缩性基材10的弹性模量高的弹性模量,抑制伸缩性基材10的第2方向上的伸缩。
约束构件30E例如具有矩形形状。另外,约束构件30E的形状只要能够抑制伸缩性基材10的第2方向上的伸缩,就不限定于矩形形状,也可以是多边形形状、圆形状、框状、格子状等。
约束构件30E可以由与多个导电性构件20a3~20g3、20a4~20g4相同的构件构成,也可以由不同的构件构成。此外,约束构件30E不是必须为导电体,也可以由聚酰亚胺、环氧树脂等的高弹性的树脂构件构成。在约束构件30E由高弹性的树脂构件构成的情况下,为了伸缩性基材与约束构件的密接性也可以使用粘接剂等。
这样,通过设置约束构件30E,如图17所示,在伸缩性基材10在第1方向伸长时,能够在第1区域R1以及第2区域R2,使多个导电性构件20a3~20g3以及多个导电性构件20a4~20g4在第2方向接近,并且抑制电子部件搭载区域R3所对应的部分处的伸缩性基材10的第2方向上的伸缩。另外,约束构件30E不仅能够抑制伸缩性基材10的第2方向上的伸缩,也能够抑制任意方向上的伸缩。
如以上那样,在本实施方式中,在拉伸力在第1方向发挥作用并且弹性导电体1在第1方向伸长的第2状态下,与第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件间的间隔也会变短,也形成导电性通路。由此,由于第2状态下发现的伸缩性基材10的电阻的增加相当程度上被抵消,因此能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,在使其在规定的方向伸长的情况下,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
此外,能够抑制电子部件搭载区域R3所对应的部分处的伸缩性基材10的第2方向上的宽度的伸缩,能够抑制电路基板50从伸缩性基材10上脱离。
另外,本实施方式所涉及的弹性导电体1E能够依据实施方式5所涉及的弹性导电体1D的制造方法来制造。电路基板50在形成多个导电性构件以及约束构件30E之后,通过焊料等而被固定于电极部22、23。
另外,本实施方式所涉及的弹性导电体1E示例并说明了形成第1区域R1、第2区域R2以及电子部件搭载区域R3的情况,但并不局限于此,也可以不设置第2区域R2,而是设置有第1区域R1和电子部件搭载区域R3的结构。此时,优选电子部件搭载区域R3被设置为与第1区域R1相邻。即使在这样的结构的情况下,也得到上述相同的效果。
此外,在本实施方式中,示例并说明了约束构件30E被设置于伸缩性基材10的背面10b以使得从伸缩性基材10的表面10a的法线方向观察的情况下与电子部件搭载区域R3重叠,但并不局限于此,也可以设置于伸缩性基材10的内部。
(实施方式7)
图18是本实施方式所涉及的弹性导电体的俯视图。参照图18,对本实施方式所涉及的弹性导电体1F进行说明。
如图18所示,本实施方式所涉及的弹性导电体1F在与实施方式1所涉及的弹性导电体1相比的情况下,在具备多个导电性构件20、具有导电性的伸缩性基材10F和对其进行支承的弹性基材40并且多个导电性构件20被设置于伸缩性基材10F的内部方面不同。
弹性基材40具有板状形状。弹性基材40具有朝向相互相反的一侧的第1主面40a以及第2主面40b。弹性基材40构成为可伸缩。弹性基材40例如由SEBS等的热塑性弹性体构成。
多个导电性构件20被设置在弹性基材40的第1主面40a上。多个导电性构件20例如具有与实施方式1几乎相同的结构。多个导电性构件20具有比弹性基材40的弹性模量以及伸缩性基材10F的弹性模量高的弹性模量。多个导电性构件20例如由Cu、Ag、Au、Ni、Zn、Al、Sn等的单相的金属箔或者基于包含这些至少一部分的合金的金属箔构成。
金属箔的材料并不被特别限定,优选为电阻率10-5Ω/m以下。考虑通用性、成本等,优选金属箔的材料是以Cu为主的金属。以防氧化为目的,也可以在多个导电性构件20的表面进行NiAu镀覆、NiPdAu镀覆等的表面处理。
多个导电性构件20可以通过消除法来形成,也可以通过使用镀覆生长等的添加法、对预先被图案化的金属箔进行转印的方法来形成。
伸缩性基材10F被设置在弹性基材40的第1主面40a上以使得覆盖上述多个导电性构件20。伸缩性基材10F具有导电性,构成为可伸缩。伸缩性基材10F是具有伸缩性的导电体即可,也可以使用以聚乙炔、聚苯、聚苯撑乙烯(polyphenylene vinylene)、聚吡咯、聚噻吩(polythiophene)、PEDOT(聚乙烯二氟噻吩,polyethylene dioxythiophene)、聚苯胺、多并苯、石墨烯等为代表的导电性高分子或者树脂和以Ag纳米线、碳纳米管为代表的1维导体混炼而成的物质、热塑性弹性体与碳或金属填料混炼而成的导电橡胶等。此外,伸缩性基板10F也可以使用可伸缩的树脂构件与球状或扁平状的金属填料混炼而成的构件。作为金属填料,能够使用Ag、Cu、Al、Ni、Sn、Zn或者这些2个以上的金属的合金。
在这样构成的情况下,在拉伸力在第1方向发挥作用并且弹性导电体1F在第1方向伸长的第2状态下,与第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件间的间隔也会变短,也会形成导电性通路。通过形成导电性通路,第2状态下发现的伸缩性基材10的电阻的增加相当程度上被抵消,因此能够抑制弹性导电体1的整体电阻增加。其结果,本实施方式所涉及的弹性导电体1F在使其在规定的方向伸长的情况下,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加。
图19至图24是表示本实施方式所涉及的弹性导电体的制造方法的第1工序至第6工序的图。参照图19至图24,对本实施方式所涉及的弹性导电体的制造方法进行说明。
如图19所示,在弹性导电体1F的制造方法的第1工序中,准备弹性基材40和导电性构件前驱体20A。作为弹性基材40,使用片状的SEBS。作为导电性构件前驱体20A,例如使用单侧的主面20A1被表面粗糙化的片状的铜箔。
如图20所示,在弹性导电体1F的制造方法的第2工序中,使伸缩性基材10与导电性构件前驱体20A对置配置,并以120℃~180℃左右的温度进行热压接,以使得已被表面粗糙化的主面20A1朝向弹性基材40。
如图21所示,在弹性导电体1F的制造方法的第3工序中,通过涂敷光致抗蚀剂并进行曝光以及显影,从而形成抗蚀剂图案70。抗蚀剂图案70具有与多个导电性构件对应的形状。
光致抗蚀剂的材质、膜厚、形成方法是任意的,光致抗蚀剂可以是正型,也可以是负型。
如图22所示,在弹性导电体1F的制造方法的第4工序中,使用蚀刻液来对导电性构件前驱体20A进行蚀刻,将多个导电性构件20a~20m形成在弹性基材40的第1主面40a上。作为蚀刻液,例如使用氯化亚铁溶液。
如图23所示,在弹性导电体1F的制造方法的第5工序中,通过除去抗蚀剂图案70,来形成多个导电性构件20。
如图24所示,在弹性导电体1F的制造方法的第6工序中,将以Ag填料为主的导电性膏涂敷在弹性基材40的第1主面40a上以使得覆盖多个导电性构件20。接着,使所涂敷的导电性膏在80℃~150℃的环境下干燥,来形成具有伸缩性以及导电性的伸缩性基材10F。由此,制造弹性导电体1F。
另外,依据本实施方式所涉及的弹性导电体1F的制造方法,能够制造与实施方式1至6所涉及的弹性导电体对应的弹性导电体。所谓与实施方式1至6所涉及的弹性导电体对应的弹性导电体,是指在弹性基材上形成与实施方式1至6所涉及的多个导电性构件同等的图案形状,并由伸缩性基材覆盖这些而成的。
例如,实施方式5所对应的弹性导电体具备弹性模量比弹性基材40高并且对弹性基材40的第2方向上的伸缩进行约束的约束构件,在与实施方式5对应的至少一部分的区间I,多个导电性构件的一部分沿着第2方向排列,从而形成沿着伸缩性基材的第2方向的每单位宽度的导电性构件的根数密集的密集区域、和沿着伸缩性基材的第2方向的每单位宽度的导电性构件的根数比密集区域稀疏的稀疏区域,约束构件被设置在第2主面上,以使得在从弹性基材40的第2主面40a的法线方向观察的情况下与稀疏区域重叠。
此外,与实施方式6对应的弹性导电体具备弹性模量比弹性基材40高并且对弹性基材40的第2方向上的伸长进行抑制的约束构件,在与实施方式6对应的至少一部分的区间I相邻的伸缩性基材的表面,设置搭载电子部件的电子部件搭载区域,约束构件被设置在第2主面上或者弹性基材40的内部,以使得从第2主面的法线方向观察的情况下与电子部件搭载区域重叠。
(验证实验)
图25是表示为了验证本发明的效果而进行的验证实验的条件以及结果的图。参照图25,对为了验证本发明的效果而进行的验证实验的条件以及结果进行说明。在图25中,纵轴表示弹性导电体的电阻,横轴表示第1方向上的弹性导电体的伸长。
如图25所示,在验证本发明的效果时,准备了比较例1中的弹性导电体、以及实施例1至3所涉及的弹性导电体。作为比较例1中的弹性导电体,使用未设置多个导电性构件而在具有伸缩性以及导电性的伸缩性基材的两端设置有电极部的构件。作为实施例1所涉及的弹性导电体,使用实施方式2所涉及的弹性导电体。作为实施例2所涉及的弹性导电体,使用实施方式3所涉及的弹性体。作为实施例3所涉及的弹性导电体,使用实施方式4所涉及的弹性导电体。如上述那样,对应于实施方式2、实施方式3、实施方式4,按照实施例1、实施例2、实施例3的顺序,第2状态下形成的导电性通路的数量变多。
对使这些比较例1中的弹性导电体、以及实施例1至3所涉及的弹性导电体在第1方向伸长的情况下的电阻的变化进行测定。另外,比较例1中的弹性导电体以及实施例1至3所涉及的弹性导电体的第1状态的电阻为相同的值。
在比较例1中,随着在第1方向伸长,电阻增加,在伸长了11%的状态下,与第1状态相比为大致2.8倍的值。此外,若超过11%的伸长,则电阻急剧增加。
在实施例1至3中,随着在第1方向伸长,电阻增加,但其增加量与比较例1相比变低。
在实施例1中,在伸长了11%的状态下,与第1状态相比为大致1.5倍的值。此外,若超过11%的伸长,则电阻的增加率变高,但与比较例1相比减少。
在实施例2中,在伸长了11%的状态下,与第1状态相比为大致1.4倍的值。此外,若超过11%的伸长,则电阻的增加率变高,但与比较例1相比减少。
在实施例3中,在伸长了11%的状态下,与第1状态相比为大致1.2倍的值。此外,若超过11%的伸长,则电阻的增加率变高,但与比较例1相比减少。
根据以上的结果,可以说实验上也确认了通过设为如下结构,能够抑制第1方向伸长的情况下的电阻的增加:将多个导电性构件设置于伸缩性基材,以使得在与第1方向垂直的第2方向相互分离,并且从第2方向观察的情况下,在沿着第1方向延伸的至少一部分的区间,沿着第1方向从一端侧相连到另一端侧,第2状态下在第2方向相邻的上述导电性构件间的距离比第1状态下在第2方向相邻的上述导电性构件间的距离短。
在实施例1至3所涉及的弹性导电体中,在第1方向拉伸时形成的导电通路的数量不同,按照实施例1、实施例2、实施例3的顺序,形成的导电性通路的数量变多。可以说实验上也确认了由于按照实施例1、实施例2、实施例3的顺序,电阻的增加率减少,因此随着导电性通路增加,能够进一步抑制使其在第1方向伸长的情况下的电阻的增加。
(第1使用例)
图26以及图27是表示本发明所涉及的弹性导电体的第1使用例的第1状态以及第2状态的图。
如图26以及图27所示,本发明所涉及的弹性导电体1将设置于人的指尖的传感器部110和被固定于卷绕在手臂的腕带120上的控制基板130连接。从传感器部110检测的检测结果经由弹性导电体1而被输入到设置于控制基板130的控制部。
传感器部110例如被设置为能够检测体温等。如图26所示,在指尖伸长的状态下,第1方向上的拉伸力不作用于弹性导电体1。如图27所示,在弹性导电体1所沿着的手指弯曲的状态下,在弯曲部拉伸力在第1方向发挥作用。由此,弹性导电体1在第1方向伸长。
在这样的情况下,与第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件间的间隔变短,形成导电性通路。由此,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加,如上述那样,在通过传感器部110来检测体温的情况下,能够稳定地检测体温。
(第2使用例)
图28以及图29是表示本发明所涉及的弹性导电体的第2使用例的第1状态以及第2状态的图。
如图28以及图29所示,本发明所涉及的弹性导电体1将设置于可动臂部202的前端侧的传感器部210和设置于固定臂部201的控制基板220连接。从传感器部210检测的检测结果经由弹性导电体1而被输入到设置于控制基板220的控制部。
可动臂部202通过铰链机构203而被固定于固定臂部201。可动臂部202构成为以纸面垂直方向为转动轴,能够绕着转动轴转动。
传感器部210例如被设置为能够检测温度、湿度等。如图28所示,在可动臂部202和固定臂部201被配置为直线状的情况下,弹性导电体1的第1方向上的拉伸力不发挥作用。如图27所示,在可动臂部202绕着转动轴转动的情况下,拉伸力在作为弹性导电体1的延伸方向的第1方向发挥作用。由此,弹性导电体1在第1方向伸长。
在这样的情况下,与第1状态相比,沿着第2方向的导电性构件间的间隔变短,形成导电性通路。由此,能够抑制伴随着路径长度的增大的电阻的增加,如上述那样,在通过传感器部210来检测温度、湿度等的情况下,能够稳定地检测温度、湿度等。
另外,在上述的实施方式所涉及的弹性导电体中,示例并说明了导电性构件由金属箔构成的情况,但并不局限于此,也可以由块状的金属材料构成。这里,所谓块状的金属材料,表示金属固化后的块状的金属材料,不包括通过包含膏材料等的多数的金属粒的粘合剂干燥而形成的金属材料。
以上,对本发明的实施方式以及实施例进行了说明,但这次公开的实施方式以及实施例在全部方面为示例并不是限制性的。本发明的范围通过权利要求书来表示,包含与权利要求书均等的意思以及范围内的全部变更。
-符号说明-
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F 弹性导电体,10、10F 伸缩性基材,10a 表面,10b 背面,20、20a、20a1、20a2、20a3、20a4、20b、20b1、20b2、20c、20c2、20c3、20c4、20d、20d2、20e、20e2、20e3、20f、20f2、20g、20g2、20g3、20g4、20h、20i、20j、20k、20l、20m 导电性构件,20A导电性构件前驱体,20A1 主面,21、21A、21B、21C、22、22A、22B、22C、23、24 电极部,30、30E、30a、30d 约束构件,40 弹性基材,40a 第1主面,40b 第2主面,50 电路基板,70 抗蚀剂图案,110 传感器部,120 腕带,130 控制基板,201 固定臂部,202 可动臂部,203 铰链机构,210 传感器部,220 控制基板。
Claims (7)
1.一种弹性导电体,其构成为能够对第1状态和第2状态进行切换,该第1状态是拉伸力在第1方向发挥作用之前的状态,该第2状态是拉伸力在所述第1方向发挥作用且所述弹性导电体在所述第1方向伸长的状态,所述弹性导电体具备:
伸缩性基材,具有导电性;和
多个导电性构件,具有在所述第1方向延伸的长条形状,被配置于所述伸缩性基材的表面或者内部,电阻率比所述伸缩性基材低,弹性模量比所述伸缩性基材高,
在所述第1状态下,所述多个导电性构件被设置为在与所述第1方向垂直的第2方向相互分离,并且从所述第2方向观察的情况下,在沿着所述第1方向延伸的至少一部分的区间,沿着所述第1方向从一端侧相连到另一端侧,
所述第2状态下在所述第2方向相邻的所述导电性构件间的距离比所述第1状态下在所述第2方向相邻的所述导电性构件间的距离短。
2.根据权利要求1所述的弹性导电体,其中,
所述导电性构件由块状的金属材料或者金属箔构成。
3.根据权利要求1或2所述的弹性导电体,其中,
还具备约束构件,所述约束构件具有比所述伸缩性基材的弹性模量高的弹性模量,对所述伸缩性基材的所述第2方向上的伸缩进行抑制,
在所述至少一部分的区间,所述多个导电性构件的一部分沿着所述第2方向排列,从而形成沿着所述伸缩性基材的所述第2方向的每单位宽度的所述导电性构件的根数密集的密集区域、和沿着所述伸缩性基材的所述第2方向的每单位宽度的所述导电性构件的根数比所述密集区域稀疏的稀疏区域,
所述约束构件被设置于所述伸缩性基材的背面,以使得从所述伸缩性基材的所述表面的法线方向观察的情况下,该约束构件与所述稀疏区域重叠。
4.根据权利要求1至3的任一项所述的弹性导电体,其中,
还具备约束构件,所述约束构件具有比所述伸缩性基材的弹性模量高的弹性模量,对所述伸缩性基材的所述第2方向上的伸缩进行抑制,
在与所述至少一部分的区间相邻的所述伸缩性基材的所述表面,设置搭载电子部件的电子部件搭载区域,
所述约束构件被设置于所述伸缩性基材的背面或内部,以使得从所述伸缩性基材的所述表面的法线方向观察的情况下,该约束构件与所述电子部件搭载区域重叠。
5.根据权利要求1或2所述的弹性导电体,其中,
还具备弹性基材,所述弹性基材具有相互朝向相反侧的第1主面以及第2主面,对所述伸缩性基材以及所述多个导电性构件进行支承,
所述导电性构件被设置在所述第1主面上,
所述伸缩性基材被设置在所述第1主面上,以使得覆盖所述多个导电性构件。
6.根据权利要求5所述的弹性导电体,其中,
还具备约束构件,所述约束构件的弹性模量比所述弹性基材高并且对所述弹性基材的所述第2方向上的伸缩进行约束,
在所述至少一部分的区间,所述多个导电性构件的一部分沿着所述第2方向排列,从而形成沿着所述伸缩性基材的所述第2方向的每单位宽度的所述导电性构件的根数密集的密集区域、和沿着所述伸缩性基材的所述第2方向的每单位宽度的所述导电性构件的根数比所述密集区域稀疏的稀疏区域,
所述约束构件被设置在所述第2主面上,以使得从所述第2主面的法线方向观察的情况下,该约束构件与所述稀疏区域重叠。
7.根据权利要求5或6所述的弹性导电体,其中,
还具备约束构件,所述约束构件的弹性模量比所述弹性基材高,对所述弹性基材的所述第2方向上的伸长进行抑制,
在与所述至少一部分的区间相邻的所述伸缩性基材的所述表面,设置搭载电子部件的电子部件搭载区域,
所述约束构件被设置为:在从所述第2主面的法线方向观察的情况下,该约束构件与所述电子部件搭载区域重叠。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112654498A (zh) * | 2018-11-06 | 2021-04-13 | 积水保力马科技株式会社 | 伸缩配线构件 |
CN113539554A (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-22 | 深圳市柔宇科技有限公司 | 弹性导线、可拉伸电子产品及弹性导线的制备方法 |
TWI759828B (zh) * | 2020-08-20 | 2022-04-01 | 友達光電股份有限公司 | 可伸縮電子裝置 |
CN114420343A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-29 | 广东腐蚀科学与技术创新研究院 | 一种导电材料及接地材料 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101960536A (zh) * | 2008-06-25 | 2011-01-26 | 旭化成纤维株式会社 | 伸缩性信号传输电缆 |
CN102906941A (zh) * | 2010-11-08 | 2013-01-30 | 索尼化学&信息部件株式会社 | 各向异性导电膜、各向异性导电膜的制造方法、电子部件之间的连接方法以及连接结构体 |
US20150129276A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-14 | U.S. Army Research Laboratory Attn: Rdrl-Loc-I | Deformable Elastomeric Conductors and Differential Electronic Signal Transmission |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7491892B2 (en) * | 2003-03-28 | 2009-02-17 | Princeton University | Stretchable and elastic interconnects |
JP2005259609A (ja) * | 2004-03-12 | 2005-09-22 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | 電気接続構造および該電気接続構造を備えた自動車用電気接続箱 |
JP2005322492A (ja) | 2004-05-07 | 2005-11-17 | Polymatech Co Ltd | 導電弾性体及びその製造方法 |
JP2008058286A (ja) * | 2006-08-31 | 2008-03-13 | Shuichi Ikeda | 摺動型接触子 |
JP2011070821A (ja) * | 2009-09-24 | 2011-04-07 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 透明異方導電性フィルム |
US9767937B2 (en) * | 2012-02-16 | 2017-09-19 | David L. Carnahan | Conductive elastic composite |
EP2845726A1 (en) | 2013-09-04 | 2015-03-11 | Nederlandse Organisatie voor toegepast -natuurwetenschappelijk onderzoek TNO | Electrically interconnecting foil |
-
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-
2018
- 2018-02-12 US US15/893,737 patent/US10111325B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101960536A (zh) * | 2008-06-25 | 2011-01-26 | 旭化成纤维株式会社 | 伸缩性信号传输电缆 |
CN102906941A (zh) * | 2010-11-08 | 2013-01-30 | 索尼化学&信息部件株式会社 | 各向异性导电膜、各向异性导电膜的制造方法、电子部件之间的连接方法以及连接结构体 |
US20150129276A1 (en) * | 2013-11-13 | 2015-05-14 | U.S. Army Research Laboratory Attn: Rdrl-Loc-I | Deformable Elastomeric Conductors and Differential Electronic Signal Transmission |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112654498A (zh) * | 2018-11-06 | 2021-04-13 | 积水保力马科技株式会社 | 伸缩配线构件 |
US11634842B2 (en) | 2018-11-06 | 2023-04-25 | Sekisui Polymatech Co., Ltd. | Stretchable wire member |
CN113539554A (zh) * | 2020-04-21 | 2021-10-22 | 深圳市柔宇科技有限公司 | 弹性导线、可拉伸电子产品及弹性导线的制备方法 |
TWI759828B (zh) * | 2020-08-20 | 2022-04-01 | 友達光電股份有限公司 | 可伸縮電子裝置 |
CN114420343A (zh) * | 2022-01-20 | 2022-04-29 | 广东腐蚀科学与技术创新研究院 | 一种导电材料及接地材料 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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