CN110268809A - 伸缩性布线体和伸缩性基板 - Google Patents

Abstract

伸缩性布线体(30)具备：导体部(40)，其包含粘合剂(41)和在粘合剂(41)中分散的导电性粒子(42)；和软质树脂(50)，其埋设于粘合剂(41)，且比粘合剂(41)相对柔软，导电性粒子(42)未被软质树脂(50)覆盖。

Description

伸缩性布线体和伸缩性基板

技术领域

本发明涉及伸缩性布线体和伸缩性基板。

针对允许基于文献的参照的导入的指定国，通过参照将2017年3月9日于日本申请的特愿2017-044581所记载的内容导入本说明书，成为本说明书的记载的一部分。

背景技术

作为伸缩性基板，公知有具备伸缩性基材和形成在该伸缩性基材之上并包含导电性微粒和弹性体的导电图案，未通过交联剂使弹性体交联的结构(例如参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2014-236103号公报

一般对于伸缩性基板而言，若导电图案无法追随于伸缩性基材的变形，则导致在该导体图案产生裂缝，从而存在导致该导体图案的导电性降低这样的问题。

另一方面，可考虑如上述伸缩性基板那样，通过未利用交联剂使弹性体交联而赋予较高的柔软性，从而抑制由于伸缩性基材的变形而在导体图案产生裂缝这种情况，但在这种情况下，导致弹性体的杨氏模量降低，因此存在耐久性变差这样的问题。

发明内容

本发明欲解决的课题在于提供能够抑制导电性的降低并且能够提高耐久性的伸缩性布线体和伸缩性基板。

[1]本发明所涉及的伸缩性布线体具备：导体部，其包含粘合剂和在上述粘合剂中分散的导电性粒子；和软质树脂，其埋设于上述粘合剂，且比上述粘合剂相对柔软，上述导电性粒子未被上述软质树脂覆盖。

[2]在上述发明中，也可以满足下述(1)式。

D＞L…(1)

其中，在上述(1)式中，D是上述导电性粒子的粒径，L是上述软质树脂的长度。

[3]在上述发明中，上述软质树脂的形状也可以是粒状。

[4]在上述发明中，上述软质树脂也可以在上述粘合剂中分散。

[5]本发明所涉及的伸缩性基板是具备上述伸缩性布线体和设置有上述导体部的伸缩性基材的伸缩性基板。

[6]在上述发明中，上述软质树脂的至少一部分也可以是上述伸缩性基材的局部突出的突起。

根据本发明，软质树脂能够追随于布线体的变形，因此能够抑制在导体部产生裂缝。由此，能够抑制导体部的导电性的降低。

另外，软质树脂埋设于粘合剂，不易向外部暴露。因此，能够抑制软质树脂的劣化，能够实现伸缩性基板整体的耐久性的提高。

附图说明

图1是表示将本发明的一实施方式所涉及的外部电路彼此连接的伸缩性基板的立体图。

图2是将该伸缩性基板沿着其延伸方向在高度方向上剖切的剖视图。

图3是本发明的一实施方式所涉及的导体部和软质树脂的局部放大图。

图4是用于对粒子的粒径进行说明的图。

图5的(A)是比较例所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长前的状态，图5的(B)是比较例所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长后的状态。

图6的(A)是本发明的一实施方式所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长前的状态，图6的(B)是本发明的一实施方式所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长后的状态。

图7是将本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板在高度方向上剖切的剖视图。

图8的(A)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的俯视图，图8的(B)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的变形例的俯视图。

图9是将本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板在高度方向上剖切的剖视图。

图10的(A)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的俯视图，图10的(B)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的变形例的俯视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是表示将本发明的一实施方式所涉及的外部电路彼此连接的伸缩性基板的立体图，图2是将该伸缩性基板沿着其延伸方向在高度方向上剖切的剖视图，图3是本发明的一实施方式所涉及的导体部和软质树脂的局部放大图，图4是用于对粒子的粒径进行说明的图。

图1所示的伸缩性基板10例如是将刚性基板、挠性印刷布线板(FPC)等外部电路100彼此电连接的具有伸缩性的布线基板。这样的伸缩性基板10未特别限定，但例如在工业用机器人等可动部、弯曲部、笔记本型个人计算机的内部布线之类的需要弯曲性、伸缩性的位置处应用。如图2所示，该伸缩性基板10具备伸缩性基材20和伸缩性布线体30。

伸缩性基材20是具有伸缩性的以矩形状形成的板状部件。该伸缩性基材20例如能够使用由弹性体片(弹性片)、纤维构成的布料。作为弹性体，例如能够使用天然橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁二烯橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、乙丙橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶或者氟橡胶等。此外，也可以使用其他弹性体材料。作为纤维，例如能够使用人造丝、尼龙、聚酯、丙烯酸、聚氨基甲酸乙酯、维尼纶、聚乙烯、Nafion(注册商标)、芳族聚酰胺、棉等。

作为伸缩性基材20的杨氏模量，优选为0.1～35MPa。另外，作为伸缩性基材20的最大伸长度，优选为5～50％。此外，最大伸长度是指各结构中能够弹性变形的伸长率的最大值。另外，作为伸缩性基材20的断裂伸长度，优选为50％以上。另外，作为伸缩性基材20的厚度，优选为20～300μm。

伸缩性布线体30具有伸缩性，如图2所示，设置在伸缩性基材20上。如图3所示，该伸缩性布线体30具备导体部40和软质树脂50。

导体部40由直线状图案、曲线状图案等任意图案构成，设置在伸缩性基材20(具体而言，主面21)上。该导体部40包含粘合剂41和导电性粒子42。粘合剂41是粘合剂树脂，且使导体部40所含的多个导电性粒子42彼此粘接，上述粘合剂41含有于导体部40，是为了在伸缩性基板10变形时导电性粒子42彼此不会再凝聚而稳定化。与伸缩性基材20相同，导体部40优选具有伸缩性，在这种情况下，作为粘合剂41，优选使用合成树脂、弹性体。由此，即便对于伸缩性基板10施加伸长、折弯之类的由外力引起的变形，也具有通过除去外力而返回原来的形状的性质。

作为粘合剂41，能够使用聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶、以及它们的2种以上的复合体等。这样的粘合剂41也可以是交联性树脂组成物，也可以是非交联性树脂组成物。

作为粘合剂41的杨氏模量，优选为1～35MPa。另外，作为粘合剂41的最大伸长度，优选为5～50％。另外，作为粘合剂41的断裂伸长度，优选为50％以上。

导电性粒子42在粘合剂41中分散。作为该导电性粒子42，能够使用由金、银、铂、钌、铅、锡、锌、铋等金属或者它们的合金构成的金属材料，或者能够使用碳等非金属材料。作为导电性粒子42的形状，优选成为片鳞状或者不定状的形状。伸缩性布线体30中的导电性粒子42的存在比例优选为50％以上。此外，伸缩性布线体30中的存在比例是指，在沿着高度方向剖切伸缩性布线体30的截面中，相对于伸缩性布线体30的总截面积所占的面积的比例。

作为导电性粒子42的粒径D，优选为0.5～20μm。此外，导电性粒子42的粒径是指平均粒径，如图4所示，是指与导电性粒子42外接的假想圆C的直径D的平均值。

软质树脂50是比粘合剂41相对柔软的树脂组成物。该软质树脂50是为了提高导体部40的伸缩性而设置的，以使得导体部40能够追随于伸缩性基材20的变形。

该软质树脂50是弹性体，且具有伸缩性。作为这样的软质树脂50，能够使用与上述的粘合剂41相同的材料。例如，也可以通过相同的材料构成粘合剂41和软质树脂50。此时，在软质树脂50中添加增塑剂等而使软质树脂50比粘合剂41柔软。

优选该软质树脂50的杨氏模量比粘合剂41的杨氏模量相对低。作为这样的软质树脂50的杨氏模量，优选为0.1～20MPa。

该软质树脂50埋设于粘合剂41。在本实施方式中，软质树脂50的形状成为粒状。成为这样的粒状的软质树脂50在粘合剂中分散存在。作为该粒状的软质树脂50的形状，也可以是例如，与导电性粒子42相同，成为片鳞状或者不定状的形状。作为这样的软质树脂50的长度L，优选在无负荷状态下成为0.5～10μm。此外，软质树脂50的长度L是指软质树脂50的最长长度的平均值。在本实施方式中，软质树脂50为粒状，因此作为软质树脂50的长度L，使用软质树脂粒子的粒径。

从抑制导体部40中的裂缝的产生、所产生的裂缝的传播、发展的观点出发，优选导电性粒子42的粒径D和软质树脂50的长度L的关系设定为满足下述(2)式。

D＞L…(2)

在粘合剂41中，导电性粒子42和软质树脂50不是相互凝结，而是分离地分散。因此，导电性粒子42未被软质树脂50覆盖。导电性粒子42和软质树脂50也可以相互接触，但导电性粒子42的外周未完全被软质树脂50覆盖。此外，从提高导体部40的伸缩性并且抑制导体部40的导电性的降低的观点出发，优选伸缩性布线体30中的软质树脂50的存在比例为1～50％。

这样的导体部40通过将导电性糊料涂覆在伸缩性基材20的主面21上固化而形成。作为这样的导电性糊料的具体例，能够例示出将上述的粘合剂41、导电性粒子42和软质树脂50与水或溶剂、以及各种添加剂(例如老化防止剂、阻燃剂、软化剂等)混合而构成的导电性糊料。作为导电性糊料所含的溶剂，例如能够使用丁基溶纤剂醋酸酯、卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、二丙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、环己酮、异佛尔酮、萜品醇等。

此外，作为导电性糊料的涂覆方法，可举出分配法、喷墨法、丝网印刷法。或可举出：狭缝涂布法、棒涂法、刮涂法、浸涂法、喷涂法、旋涂法等。另外，作为导电性糊料的固化方法，可举出加热处理、红外线、紫外线、激光等能量线的照射等。而且，作为导电性糊料的固化处理，也可以仅进行干燥。

对本实施方式的伸缩性布线体30和伸缩性基板10的作用进行说明。图5的(A)是比较例所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长前的状态，图5的(B)是比较例所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长后的状态。另外，图6的(A)是本发明的一实施方式所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长前的状态，图6的(B)是本发明的一实施方式所涉及的导体部的局部放大图，且示出使伸缩性基板伸长后的状态。

在第1比较例所涉及的伸缩性基板110中，如图5的(A)所示，导体部140包括粘合剂树脂141和导电性粒子142。当对该伸缩性基板110施加了外力的情况下，在导体部140中，粘合剂树脂141追随于伸缩性基板110的变形而伸缩，从而能够抑制在导体部140产生裂缝。

此处，粘合剂等的树脂组成物存在杨氏模量越高则与此对应地最大伸长度和断裂伸长度越降低的趋势，而且，存在刚性提高的趋势，另一方面，若杨氏模量变低，则与此对应地，存在最大伸长度和断裂伸长度提高的趋势，而且，存在刚性降低的趋势。若为了容易使导体部140追随于伸缩性基板110的变形，使粘合剂141的杨氏模量变低，使导体部140的伸缩性提高，导致粘合剂141的刚性降低，而且导致导体部140整体的耐久性降低。另一方面，若为了提高伸缩性基板110整体的耐久性而提高粘合剂141的杨氏模量而提高粘合剂141的刚性，则有损粘合剂141的伸缩性，如图5的(B)所示，导致导体部140未追随于伸缩性基板110的变形，而在导体部140产生裂缝。

另外，在为了容易使导体部140追随于伸缩性基板110的变形，降低粘合剂141的杨氏模量而提高导体部140的伸缩性的情况下，导体部140的伸长在其全域均衡地产生。因此，在伸缩性基板110变形的状态下，导电性粒子142彼此分离，导电性粒子142彼此间的接触电阻增大而导致导体部140的导电性降低。

相对于该比较例，在本实施方式中，如图6的(A)所示，将比粘合剂41相对柔软的软质树脂50埋设于该粘合剂41。在这种情况下，软质树脂50能够追随于伸缩性基板10的变形，因此能够实现导体部40的伸缩性的提高。另一方面，通过将软质树脂50埋设于粘合剂41，软质树脂50不易在伸缩性基板10的外部暴露。因此，能够抑制耐久性变差引起的软质树脂50的劣化，因此能够实现伸缩性布线体30整体的耐久性的提高。

另外，在本实施方式中，如图6的(B)所示，相对于伸缩性基板10的变形，软质树脂50比粘合剂41优先地变形，从而能够抑制导体部40的全域均衡地伸长。由此，能够在使伸缩性基板10变形时抑制导体部40的导电性降低。

另外，在本实施方式中，导电性粒子42未被软质树脂50覆盖。因此，即便对伸缩性基板10施加外力，导体部40变形，导电性粒子42彼此的排列重排，导电性粒子42彼此也能够相互接触。在这种情况下，在导体部40中，产生新的导通路径，因此能够实现导体部40的导电性的提高。

另外，在本实施方式中，导电性粒子42的直径D和软质树脂50的直径L的关系满足上述(2)式。因此，能够抑制沿着软质树脂50的表面的导体部40中的裂缝的产生、所产生的裂缝的传播、发展。

另外，在本实施方式中，软质树脂50为粒状，因此无论对伸缩性布线体30施加的外力的朝向如何，均能够容易地发挥导体部40的伸缩性。

另外，在本实施方式中，粒状的软质树脂50在粘合剂41中分散。在这种情况下，由于在导体部40的整体存在粒状的软质树脂50，所以能够对伸缩性布线体30的整体赋予伸缩性。

本实施方式的“伸缩性基板10”相当于本发明的“伸缩性基板”的一个例子，本实施方式的“伸缩性基材20”相当于本发明的“伸缩性基材”的一个例子，本实施方式的“伸缩性布线体30”相当于本发明的“伸缩性布线体”的一个例子，本实施方式的“导体部40”相当于本发明的“导体部”的一个例子，本实施方式的“粘合剂41”相当于本发明的“粘合剂”的一个例子，本实施方式的“导电性粒子42”相当于本发明的“导电性粒子”的一个例子，本实施方式的“软质树脂50”相当于本发明的“软质树脂”的一个例子。

图7是将本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板在高度方向上剖切的剖视图，图8的(A)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的俯视图，图8的(B)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的变形例的俯视图。此外，对与上述的实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明，引用上述的实施方式中进行过的说明。

在图7所示的伸缩性基板10B中，伸缩性布线体30B包含软质树脂50存在的第1区域301、和软质树脂50的存在比例比第1区域301低的第2区域302。

第1区域301例如在伸缩性基材20的主面21附近等的伸缩性基材20和导体部40之间与伸缩性容易差异的区域(例如，伸缩性基材20和导体部40的界面)对应地配设。第2区域302在导体部40中除第1区域301以外的区域与伸缩性不易产生差异的区域对应地配设。在本实施方式中，沿着伸缩性布线体30B的高度方向从接近伸缩性基材20一侧起，按顺序层叠有第1区域301和第2区域302。

特别是，在本实施方式中，通过使第2区域302的软质树脂50的存在比例成为0％，即，在第2区域302不存在软质树脂50，从而第2区域302中的软质树脂50的存在比例比第1区域301中的软质树脂50的存在比例低。此外，也可以设定为第2区域302中的软质树脂50的存在比例比0％高且比第1区域301中的软质树脂50的存在比例低。

该软质树脂50在伸缩性基材20的主面21上分散。在本实施方式中，如图8的(A)所示，多个软质树脂50在伸缩性基材20的主面21的全域均衡地配设，但未特别局限于此，多个软质树脂50也可以如图8的(B)所示的伸缩性基板10C(伸缩性布线体30C)那样，仅在伸缩性基材20的主面21中设置有导体部40的区域对应地配设。

这样的伸缩性基板10B能够由以下的方法制造。即，首先，在伸缩性基材20的主面21之上，涂覆将软质树脂50与水或溶剂、以及各种添加剂混合而构成的溶液，并使该溶液干燥。而且，在软质树脂50残存的主面21之上，涂覆上述的导电性糊料而使该导电性糊料固化，形成导体部40。根据以上内容，能够得到伸缩性基板10B。

这样在本实施方式中，作为形成导体部40的导电性糊料，能够使用未分散有软质树脂50的导电性糊料，因此能够容易使用与对伸缩性基板10的要求相应的各种大范围的导电性糊料。

另外，在本实施方式中，与伸长性容易产生差异的伸缩性基材20和导体部40之间的界面对应地配设软质树脂50，因此在这些的界面中，不易产生以伸长性之差为起因的裂缝。由此，能够提高伸缩性基板10B的耐久性。

此外，在本实施方式中，在导体部40的粘合剂41中未分散有软质树脂，但未特别限定。即，也可以是，与伸缩性基材20和导体部40间的界面对应地配设软质树脂50，并且在导体部40的粘合剂41中分散粒状的软质树脂。

图9是将本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板在高度方向上剖切的剖视图，图10的(A)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的俯视图，图10的(B)是表示本发明的其他实施方式所涉及的伸缩性基板的变形例的俯视图。此外，对与上述的实施方式相同的结构标注相同的附图标记，省略重复的说明，引用上述的实施方式中进行的说明。

在图9所示的伸缩性基板10D中，伸缩性布线体30D的软质树脂50B形成为具有大致正方形的截面形状的棱柱状。该软质树脂50B直接设置在伸缩性基材20的主面21之上，朝向远离主面21侧突出。

如图10的(A)所示，多个软质树脂50B在俯视时以犬牙状(之字形状)排列。此外，多个软质树脂50B的排列方法未特别限定于上述，也可以以格子状排列，也可以随机排列。另外，在本实施方式中，多个软质树脂50B在上表面21(主面21)的全域均衡地配设，但未特别局限于此，也可以是，多个软质树脂50如图10的(B)所示的伸缩性基板10E(伸缩性布线体30E)那样，在伸缩性基材20的主面21中仅与设置有导体部40的区域对应地配设。另外，也可以是，在上表面21上，软质树脂50B的配置密度不同的区域混杂排列。

导体部40通过以覆盖该软质树脂50B的方式涂覆导电性糊料并固化而形成。由此，成为棱柱状的软质树脂50B埋设于粘合剂41中。此外，如图9所示，软质树脂50B的长度L优选比导体部40的高度H(参照图2)小(H＞L)。另外，软质树脂50B的长度L优选比导电性粒子42的粒径D(参照图4)小(D＞L)。此外，本实施方式的软质树脂50B宽高比足够大，因此使高度方向上的软质树脂50B的长度与软质树脂50B的长度L近似。

这样的软质树脂50B也可以通过使用分配法、喷墨法、丝网印刷法等方法在主面21之上涂覆软质树脂组成物固化而形成。或者，也可以使用压印法，向伸缩性基材20的主面21按压版(未图示)而形成软质树脂50B。在这种情况下，软质树脂50B成为伸缩性基材20的局部突出的突起，伸缩性基材20和软质树脂50B成为一体。

在这样的伸缩性基板10D中，能够预先设定多个软质树脂50B的排列。此处，若增加伸缩性布线体30D中的软质树脂50的存在比例，则与其对应地存在导体部40的伸缩性提高的趋势，另外，存在导体部40的耐久性降低的趋势，另一方面，若减少粘合剂41中的软质树脂50的存在比例，则与其对应地存在导体部40的伸缩性降低的趋势，另外，存在导体部40的耐久性提高的趋势。在这种情况下，例如，在伸缩性基板10D的变形量大的区域中，导体部40谋求较高的伸缩性，因此使软质树脂50B较多地存在，另一方面，在伸缩性基板10D的变形量小的区域中，导体部40谋求比伸缩性高的耐久性，因此使软质树脂50B较少地存在。由此，在伸缩性基板10D中，能够根据要求提高导体部40的伸缩性和耐久性双方。

此外，在本实施方式中，在导体部40的粘合剂41中未分散有软质树脂，但未特别限定。即，也可以在伸缩性基材20的主面21上直接设置软质树脂50B，并且在导体部40的粘合剂41中分散粒状的软质树脂。在这种情况下，作为软质树脂的至少一部分的软质树脂50B也可以是伸缩性基材20的局部突出的突起。

此外，以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，不是为了限定本发明而记载的。因此，主旨在于上述的实施方式所公开的各要素也包含属于本发明的技术范围的所有的设计变更、等同物。

例如，在上述的实施方式中，在伸缩性基材20上直接设置有导体部40，但未特别局限于此，也可以在伸缩性基材20和导体部40之间存在夹设层。作为构成该夹设层的材料，例如能够使用聚酯树脂、聚氨基甲酸乙酯树脂、丙烯酸树脂、硅树脂等。也可以是，一个或者多个这样的夹设层层叠于伸缩性基材20和导体部40之间。

附图标记说明

10…伸缩性基板；20…伸缩性基材；21…主面；30…伸缩性布线体；301…第1区域；302…第2区域；40…导体部；41…粘合剂；42…导电性粒子；50…软质树脂。

Claims (6)

1.一种伸缩性布线体，其特征在于，具备：

导体部，其包含粘合剂和在所述粘合剂中分散的导电性粒子；和

软质树脂，其埋设于所述粘合剂，且比所述粘合剂相对柔软，

所述导电性粒子未被所述软质树脂覆盖。

2.根据权利要求1所述的伸缩性布线体，其特征在于，

为满足下述(1)式的伸缩性布线体，

D＞L…(1)

其中，在所述(1)式中，D是所述导电性粒子的粒径，L是所述软质树脂的长度。

3.根据权利要求1或2所述的伸缩性布线体，其特征在于，

所述软质树脂的形状是粒状。

4.根据权利要求3所述的伸缩性布线体，其特征在于，

所述软质树脂在所述粘合剂中分散。

5.一种伸缩性基板，其特征在于，具备：

权利要求1～4中任一项所述的伸缩性布线体；和

设置有所述导体部的伸缩性基材。

6.根据权利要求5所述的伸缩性基板，其特征在于，

所述软质树脂的至少一部分为所述伸缩性基材的局部突出的突起。