JP2012248346A - 配線構造体、センサ、及び配線構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】センサ10が備えている配線構造体20は、ベース層22、導電層24、及びカバー層26を積層させたものである。ベース層22及びカバー層26は、柔軟性を有する樹脂素材によって形成されている。また、ベース層22の表面には、断面形状が波形の凹凸部28が形成されており、この凹凸部28の上に導電層24が積層されている。
【選択図】図1
Description
本実施形態のセンサ10は、生体情報等を検出するために用いられるものである。図1(a),(b)に示すように、センサ10は、後に詳述する配線構造体20によって構成されている。センサ10は、プレート状とされており、2つのパッド状の部分(パッド状部10a)を線状部10bで繋いだ構造とされている。センサ10は、生体表面の屈曲又は引っ張り等の変位量に起因して変化する配線構造体20の導電層24の抵抗値を測定し、生体の動作を検知可能とされている。
続いて、配線構造体20の製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。配線構造体20の製造工程は、表面に凹凸部28を有するベース層22を形成する凹凸部形成工程、凹凸部28の上に導電層24を形成する導電層形成工程、及び導電層24の上にカバー層26を形成するカバー層形成工程に大別される。
本実施形態の配線構造体20においては、ベース層22に設けられた凹凸部28の上に導電層24が形成されるため、導電層24は凹凸部28の起伏に倣い、凹凸形状に形成される。このような構成とすることにより、配線構造体20に対して曲げあるいは引っ張りによる応力が作用した場合であっても導電層24に亀裂が生じにくくなる。
配線構造体20について、横方向(X方向)に向けて全長の10%に相当する長さの引っ張り負荷を作用させた場合に導電層24に作用する最大応力についてシミュレーションを行った。すなわち、配線構造体20に対し、引っ張り長さpに対する配線構造体20の全長dの割合(p/d:以下、「ひずみ」とも称す)を0.1とした場合に導電層24に作用する最大応力についてシミュレーションを行った。
続いて、配線構造体20について実施した引っ張り試験の結果について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本試験においては、凹凸部28の起伏Aを0としたものをサンプル1、起伏Aを2[μm]としたものをサンプル2、起伏Aを12[μm]としたものをサンプル3として準備した。本試験に用いたサンプル1〜3は、ぞれぞれ1[mm]×30[mm]の大きさを有する。本試験においては、1[mA]の電流を印加した状態において、初期状態における抵抗値R0[Ω]と、引っ張り応力を作用させた状態における抵抗値R[Ω]の比(R/R0)について、付与されたひずみとの相関関係を調べた(図9参照)。
配線構造体20について実施した引っ張りサイクル試験の結果について、図面を参照しつつ詳細に説明する。本引っ張りサイクル試験についても、上記引っ張り試験において用いたものと同一のサンプル1〜3を用いて試験を行った。引っ張りサイクル試験においては、1[mA]の電流を印加した状態において、各サンプル1〜3に対して2[N]の引っ張り応力を作用させ、その後引っ張り応力を開放する試験を5回繰り返した。
続いて、配線構造体20について実施した屈曲試験の結果について説明する。本試験においては、上記引っ張り試験及び引っ張りサイクル試験に用いたものと同一のサンプル1〜3が用いられた。本試験においては、1[mA]の電流を印加した状態において、各サンプル1〜3を円柱体に巻き付けた状態において抵抗値R[Ω]と初期状態の抵抗値R0[Ω]との比(抵抗値比R/R0)を計測することにより、各サンプルを屈曲させた場合に導電層24の抵抗値比R/R0に与える影響を検証した。また、各サンプル1〜3を巻き付ける円柱体の直径を変化させることにより、屈曲時の曲率と導電層24の抵抗値比R/R0との相関関係を検証した。
20 配線構造体
22 ベース層
24 導電層
26 カバー層
28 凹凸部
28a 凹部
28b 凸部
Claims (8)
- 柔軟性を有する樹脂素材によって形成されたベース層と、
前記ベース層の表面に導電体を積層させることにより形成された導電層と、
柔軟性を有する樹脂素材によって形成され、前記導電層の上に積層されたカバー層とを有し、
前記ベース層の表面に、断面形状が波状の凹凸部が設けられており、
前記凹凸部上に前記導電層が形成されていることを特徴とする配線構造体。 - 前記カバー層において、前記導電層と接触する面が平滑であることを特徴とする請求項1に記載の配線構造体。
- 前記ベース層と前記カバー層が同種の材料により、同一の厚みで形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の配線構造体。
- 前記ベース層及び前記カバー層が、屈曲及び伸縮可能な素材によって形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の配線構造体。
- 前記凹凸部が、前記ベース層の表面を基準として所定の高さAの起伏を有し、
前記導電層が、前記凹凸部の表面に所定の厚みTで形成されており、
前記厚みTを前記高さAによって除して得られる比率αが、0<α≦0.8の範囲内であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の配線構造体。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の配線構造体を備えていることを特徴とするセンサ。
- 柔軟性を有する樹脂素材によって形成されたベース層と、前記ベース層の表面に導電体を積層させることにより形成された導電層と、柔軟性を有する樹脂素材によって形成され、前記導電層の上に積層されたカバー層とを有し、前記ベース層の表面に形成された断面形状が波状の凹凸部の上に前記導電層が形成された配線構造体の製造方法であって、
前記ベース層を構成する樹脂素材の表面に凹凸部を形成する工程と、
前記ベース層の凹凸部上に導電層を形成する工程と、
前記導電層の上に前記カバー層を形成する工程とを有していることを特徴とする配線構造体の製造方法。 - 導電層を形成する工程において、導電性素材が前記凹凸部上に蒸着されることを特徴とする請求項7に記載の配線構造体の製造方法。
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