JP2018120989A - 樹脂構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、配線回路の電気抵抗の増大を抑制することができる樹脂構造体を提供する。
【解決手段】樹脂構造体１００は、電子部品１１０と、伸長変形可能な樹脂成形体１２０と、配線回路１３０とを備える。樹脂成形体１２０は、電子部品１１０の電極１１１が露出するように、電子部品１１０を埋設して固定する。樹脂成形体１２０の表面は、凹凸形状である凹凸領域１２２を含む。配線回路１３０は、電極１１１に接続するように、凹凸領域１２２の上に形成される。
【選択図】図２

Description

本技術は、配線回路を備えた伸長性のある樹脂構造体およびその製造方法に関する。

近年、携帯機器等における超小型化要求の高まりによって、曲げることが可能な可撓性の配線回路基板（以下、フレキシブル基板という）が多用されるようになっている。さらに、体表面に貼付する医療機器等のウェアラブルデバイスでは、体の動きに追従して伸長する配線回路基板が必要になっている。

従来、曲げることが可能なフレキシブル基板は、通常２５μｍ厚のポリイミド（ＰＩ）からなる基材表面に、配線回路となる１８μｍ厚、あるいは３５μｍ厚の銅箔を積層することで構成されている。ＰＩ基材を薄くすることにより、ある程度自在な曲げが可能となり、電子機器の小スペースへの基板設置、湾曲面への貼付、あるいは繰り返し曲げのあるロボットアーム関節部等への適用が可能となる。ところが、表面に積層された銅箔の伸びは小さく、体表面への貼付等を目的として、基材を伸縮性能の高いＰＥ（ポリエチレン）、あるいはエラストマー樹脂、ゴム等で構成すると、体の動きに追従した基材の伸縮によって銅箔の配線回路が破断する可能性がある。

銅箔によって構成された配線回路の破断の対策方法として、特開２０１１−１３４８８４号公報（特許文献１）には、波型に折り曲げられたフレキシブル基板が開示されている。また、特開２０１３−１８７３８０号公報（特許文献２）には、銅箔の配線回路を蛇腹折形状に形成する技術が開示されている。

銅箔を用いずに配線回路を形成する技術として、特開２００４−３４５３２２号公報（特許文献３）および特開２００６−２７０１１８号公報（特許文献４）には、銀などの導電性微粒子を含む導電性インクを用いたインクジェットプリンタにより配線回路を形成する方法が開示されている。特開２０１３−１４２１５１号公報（特許文献５）には、柔軟性を有する被印刷基材に対しても追従性に優れたインク組成物が開示されている。このような追従性に優れたインク組成物を用いて配線回路を形成することにより、基材が伸長したとしても配線回路が破断しにくくなる。

特開２０１１−１３４８８４号公報 特開２０１３−１８７３８０号公報 特開２００４−３４５３２２号公報 特開２００６−２７０１１８号公報 特開２０１３−１４２１５１号公報

しかしながら、特開２０１１−１３４８８４号公報の技術では、フレキシブル基板を波型に折り曲げるために、フレキシブル基板が大型化する。特開２０１３−１８７３８０号公報に記載の技術では、蛇腹折形状の配線回路に要する基材表面上の面積が大きくなり、基板の大型化につながる。つまり、これらの技術では、フレキシブル基板の小型化が困難となる。

特開２００４−３４５３２２号公報または特開２００６−２７０１１８号公報の技術に特開２０１３−１４２１５１号公報の技術を適用した場合、基板の小型化が可能であるものの、基材への追従性を上げるためにインク組成物中の添加物の量が多くなり、配線回路の電気抵抗が高くなる。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、小型化が可能であり、配線回路の電気抵抗の増大を抑制することができる樹脂構造体およびその製造方法を提供することを目的としている。

ある局面に従うと、樹脂構造体は、伸長変形可能な樹脂成形体と、配線回路とを備える。樹脂成形体の表面は、凹凸形状である凹凸領域を含む。配線回路は、凹凸領域の上に形成される。

好ましくは、樹脂成形体は平面視矩形の板状である。凹凸領域は、突条部と溝部とが交互に連続してなる波形状である。突条部および溝部は、樹脂成形体の短手方向に沿って延びる。

好ましくは、樹脂成形体は平面視矩形の板状である。凹凸領域には、樹脂成形体の長手方向に平行な長軸を有する平面視楕円形の複数の凹部または凸部が形成される。

好ましくは、凹凸領域における最上点と最下点との高低差は、５０μｍ以上２００μｍ以下である。好ましくは、樹脂成形体の破断時の伸び率が１％以上である。

好ましくは、樹脂構造体は、電子部品をさらに備える。樹脂成形体は、電子部品の電極が露出するように、電子部品を埋設して固定する。配線回路は電極に接続する。

好ましくは、樹脂成形体の表面は、電子部品における樹脂成形体からの露出面の周囲に位置するとともに、当該露出面に連続する連続領域をさらに含む。凹凸領域は、連続領域の周囲に位置するとともに、連続領域に連続する。

別の局面に従うと、上記の樹脂構造体の製造方法は、内面の少なくとも一部の領域が凹凸形状に加工された成形型の内部空間に樹脂材を充填することにより、少なくとも一部の領域に対向する部分を凹凸領域とする樹脂成形体を成形する工程と、樹脂成形体の凹凸領域の上に配線回路を形成する工程とを備える。

別の局面に従うと、上記の樹脂構造体の製造方法は、一方の面の少なくとも一部の領域が凹凸形状に加工されたシート上の当該一方の面上に、電極が当該一方の面に対向するように電子部品を貼り付ける工程と、シートを成形型内に配置し、成形型内に樹脂を充填させることにより、電子部品を埋設するとともに、上記の少なくとも一部の領域に対向する部分を凹凸領域とする樹脂成形体を成形する工程と、樹脂成形体からシートを剥離し、樹脂成形体の凹凸領域の上に配線回路を形成する工程とを備える。

好ましくは、シートにおける少なくとも一部の領域は凹凸形状にエンボス加工される。好ましくは、シートにおける少なくとも一部の領域は、位置によって塗布量を異ならせて接着剤が塗布されることにより、凹凸形状に加工される。

好ましくは、電子部品を貼り付ける工程において、電子部品は、接着剤を用いてシートに貼り付けられる。

本開示によれば、小型化が可能であり、配線回路の電気抵抗の増大を抑制することができる樹脂構造体を実現できる。

実施の形態１に係る樹脂構造体の概略的な構成を示す平面図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態１に係る樹脂構造体の製造方法を説明する図である。 成形型を構成する下型の変形例を示す平面図である。 図４に示す成形型を用いて成形された樹脂成形体の概略的な構成を示す図である。 実施の形態２に係る樹脂構造体の概略的な構成を示す平面図である。 図６のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。 実施の形態３に係る樹脂構造体の製造方法を説明する図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。また、以下で説明する各実施の形態または変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。

＜実施の形態１＞
（樹脂構造体の構成）
図１および図２を参照して、実施の形態１に係る樹脂構造体１００の概略的な構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る樹脂構造体１００の概略的な構成を示す平面図である。図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。

樹脂構造体１００は、ウエアラブル携帯機器などの電子機器に組み込まれ、電子機器の主要なまたは補助的な機能を担う装置である。ウエアラブル携帯機器としては、たとえば、衣服に装着され、体の表面温度を計測する計測機器や、腕に巻き付けられ、脈拍や血圧等を計測する計測機器などがある。

図１および図２に示されるように、樹脂構造体１００は、電子部品１１０と、樹脂成形体１２０と、配線回路１３０とを備える。

電子部品１１０は、チップ型コンデンサまたはチップ型抵抗などの受動部品、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large-Scale Integration）、パワートランジスタなどの半導体部品、センサ等の電子部品である。図１には、４つの電子部品１１０が示されているが、電子部品１１０の数は、特に限定されるものではない。

樹脂成形体１２０は、伸長変形可能な樹脂材（たとえば、ポリエステル系エラストマー、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマーなどの、弾性を有するゴム状の高分子物質であるエラストマー）により構成される。樹脂成形体１２０の破断時の伸び率は、１％以上であり、好ましくは１０％以上である。なお、破断時の伸び率とは、ＪＩＳ Ｋ ７１６２に従って引張試験を行なったときに、試験前における試験片に対する破断時の試験片の伸び率を示す。樹脂成形体１２０が伸長変形可能であることにより、樹脂構造体１００がウエアラブル携帯機器に組み込まれたときに、樹脂成形体１２０は、人体の動きに合わせて伸長することができる。

樹脂成形体１２０は、所定厚み（たとえば、ｔ１＝３ｍｍ）の板状であり、平面視矩形の上面１２１を有している。上面１２１は、凹凸形状である凹凸領域１２２を含む。凹凸領域１２２は、凹状と凸状とが交互に連続する領域である。具体的には、上面１２１の長手方向に平行であり、かつ、上面１２１の法線方向に平行な平面で切ったときの樹脂成形体１２０の断面において、凹凸領域１２２は波形である。凹凸領域１２２は、上面１２１の短手方向（短辺方向）に沿って延びる突条部１２３と溝部１２４とを含む。突条部１２３と溝部１２４とは、上面１２１の長手方向（長辺方向）に沿って交互に連続して形成される。

樹脂成形体１２０は、その内部に電子部品１１０を埋設することで、電子部品１１０を固定する。樹脂成形体１２０は、凹凸領域１２２から電子部品１１０が露出するように、電子部品１１０を埋設している。このとき、樹脂成形体１２０は、電子部品１１０の電極１１１が樹脂成形体１２０から露出するように電子部品１１０を埋設する。すなわち、電子部品１１０における樹脂成形体１２０からの露出面１１２に電極１１１が形成される。

上面１２１の凹凸領域１２２は、電子部品１１０の露出面１１２と連続する。ここで、２つの面が「連続する」とは、当該２つの面の間に段差がない状態を示す。

配線回路１３０は、樹脂成形体１２０の上面１２１における凹凸領域１２２の上に形成され、電子部品１１０の電極１１１に接続する。これにより、ある電子部品１１０の電極１１１と別の電子部品１１０の電極１１１とが結線される。

配線回路１３０は、導電性物質（たとえば銀（Ａｇ））と、伸長性を付与するための添加物とを含む。配線回路１３０は、添加物を含むことにより、伸長変形可能である。ただし、添加物の量が増えると配線回路１３０の電気抵抗が増大するため、添加物の量は最小限に抑えられている。

配線回路１３０は、たとえばインクジェット印刷法を用いて銀（Ａｇ）微粒子と添加物とを含む導電性インクを噴射することにより、容易に形成される。インクジェット印刷法は、導電性インクをノズルから噴射し、粒子状のインクを噴射対象面上に堆積させる印刷方式である。配線回路１３０は、エアロゾルを用いる方法、またはディスペンサを用いる方法により形成されてもよい。

上述したように、凹凸領域１２２は波形である。そのため、配線回路１３０も凹凸領域１２２の形状と同じ形状を有する。すなわち、上面１２１の長手方向（長辺方向）に平行であり、かつ、凹凸領域１２２の法線方向に平行な平面で切ったときの配線回路１３０における断面は波形である。

（樹脂構造体の製造方法）
次に、図３を参照して、実施の形態１に係る樹脂構造体１００の製造方法の一例について説明する。図３は、樹脂構造体１００の製造方法を説明する図である。図３（ａ）〜（ｄ）には、それぞれ樹脂構造体１００を製造するための第１〜第４工程を説明するための図が示される。図３（ａ）において、上側が平面図、下側が側面図を示している。図３（ｂ）には断面図が示される。図３（ｃ）には平面図が示される。図３（ｄ）において、上側が平面図、下側が平面図におけるＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図を示している。

（第１工程）
図３（ａ）に示されるように、まず、電子部品１１０を、平面視矩形の仮固定シート２００に接着剤（図示せず）により貼り付けて仮固定する。このとき、電子部品１１０は、電極１１１が形成された面が仮固定シート２００に接するように、仮固定シート２００に貼り付けられる。

仮固定シート２００の材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。仮固定シート２００は、後述する理由により、紫外線を透過し、かつ柔軟性を有している材料からなっていることが好ましい。

仮固定は、仮固定シート２００の片方の面に塗布した、たとえば紫外線硬化型の接着剤（図示せず）を用いて行なうことができる。たとえば、厚み５０μｍのＰＥＴ製の仮固定シート２００に、紫外線硬化型の接着剤を２〜３μｍの厚さで塗布する。この塗布は、インクジェット印刷法などの方法を用いて行なえばよい。その後、電子部品１１０を予め定められた位置に配置する。そして、仮固定シート２００の電子部品１１０が配置されていない面から、たとえば３０００ｍＪ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射することにより、接着剤を硬化して、電子部品１１０を仮固定シート２００に仮固定する。

（第２工程）
次に、図３（ｂ）に示されるように、電子部品１１０が仮固定された仮固定シート２００を成形型３００の内部に設置する。成形型３００は、下型３１と上型３２とにより構成される。下型３１と上型３２とを密着させることにより、密閉された内部空間が形成される。

成形型３００の内面（ここでは下型３１の表面）における矩形領域３１０は、全域が凹凸形状に加工されている。矩形領域３１０は、突条部３１１と溝部３１２とが交互に連続してなる波形状である。仮固定シート２００は、平面視矩形の仮固定シート２００の短辺と突条部３１１（または溝部３１２）の延伸方向とが平行になるように、成形型３００における矩形領域３１０上に設置される。仮固定シート２００は、電子部品１１０が仮固定されていない面が成形型３００の内面に接するように、成形型３００内に設置される。

成形型３００の内部空間に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。射出成形を行なう条件は、樹脂に応じて適宜選択されればよく、たとえば、ポリエステル系エラストマーを用いる場合には、射出樹脂温度２４０℃、射出圧力１００ＭＰａである。

成形型３００の内部空間に樹脂材が充填されると、仮固定シート２００は、樹脂材からの圧力によって成形型３００の内面側に押され、成形型３００の内面に沿った形状に変化する。上述したように、仮固定シート２００は、凹凸形状の矩形領域３１０の上に載置される。仮固定シート２００における電子部品１１０が貼り付けられている側の面は、電子部品１１０が貼り付けられている部分では電子部品１１０の面に沿った平面となり、電子部品１１０の端部から離れるに従って徐々に成形型３００の矩形領域３１０の凹凸形状に合わせた形状に変化する。

（第３工程）
次に、第２工程の射出成形により得られた樹脂成形体１２０を成形型３００から取り出し、仮固定シート２００を樹脂成形体１２０から剥離する。

仮固定シート２００には電子部品１１０が仮固定されているため、第２工程において、成形型３００の内部空間に充填された樹脂材は、電子部品１１０を取り囲んだ状態で成形される。そのため、樹脂成形体１２０は、電子部品１１０を埋設する。電子部品１１０における仮固定シート２００に接していた面は、樹脂成形体１２０から露出する。第１工程において、電極１１１が仮固定シート２００に接するように電子部品１１０が仮固定シート２００に仮固定されるため、電子部品１１０の電極１１１が樹脂成形体１２０から露出する。

仮固定シート２００における電子部品１１０が貼り付けられていない部分は、成形型３００の矩形領域３１０と同じ凹凸形状に変形している。そのため、樹脂成形体１２０において仮固定シート２００と接していた面に凹凸形状が形成される。すなわち、成形型３００の矩形領域３１０の凹凸形状は、仮固定シート２００を介して樹脂成形体１２０の表面に転写される。これにより、図３（ｃ）に示されるように、樹脂成形体１２０の上面１２１に、凹凸領域１２２が形成される。

（第４工程）
図３（ｄ）に示されるように、第３工程の後、樹脂成形体１２０の上面１２１の凹凸領域１２２上に、電子部品１１０の電極１１１と接続するように所定パターンの配線回路１３０が形成される。

配線回路１３０は、伸長性を付与するための添加物を含む導電材料（たとえば、銀インク等）を用いて形成される。配線回路１３０の形成方法は、インクジェット印刷法、エアロゾルを用いる方法、またはディスペンサを用いる方法等である。これにより、容易に配線回路１３０を形成することができ、回路設計の自由度が高くなる。

第２工程において、仮固定シート２００における電子部品１１０が仮固定された面は、電子部品１１０が存在する部分では電子部品１１０の面に沿った平面となり、電子部品１１０の端部から離れるに従って徐々に成形型３００の矩形領域３１０の凹凸形状に合わせた形状に変化する。そのため、樹脂成形体１２０の上面１２１の凹凸領域１２２は、電子部品１１０の露出面１１２と連続する。これにより、配線回路１３０は、凹凸領域１２２と電子部品１１０との境界部分においても断線することなく形成される。

電子部品１１０は、半田付け等することなく簡便に配線回路１３０と電気的に接続される。電子部品１１０の位置が決定してから、電子部品１１０に配線回路１３０を接続するため、たとえばプリント基板に電子部品を位置合わせする場合よりも、正確かつ容易に電子部品１１０と配線回路１３０とを電気的に接続することができる。

（利点）
以上のように、樹脂構造体１００は、伸長変形可能な樹脂成形体１２０と、配線回路１３０とを備える。樹脂成形体１２０の表面は、凹凸形状である凹凸領域１２２を含む。配線回路１３０は、凹凸領域１２２の上に形成される。

具体的には、樹脂成形体１２０は平面視矩形の板状である。凹凸領域１２２は、突条部１２３と溝部１２４とが交互に連続してなる波形状である。突条部１２３および溝部１２４は、樹脂成形体１２０の短手方向に沿って延びる。

樹脂成形体１２０が平面視矩形の板状である場合、長手方向（図２の矢印Ａの方向）に沿った引張力が加わったときに、樹脂成形体１２０は最も長く伸びる。樹脂成形体１２０が長手方向に伸長変形した場合、凹凸領域１２２は、突条部１２３の上端と溝部１２４の下端との高低差が小さくなるように変形する。すなわち、図２の拡大図に示す矢印Ｂに示されるように、凹凸領域１２２は、突条部１２３の上端が低くなり、溝部１２４の下端が高くなるように変形する。配線回路１３０は、凹凸領域１２２の形状に合わせて変形するため、同様に波形の高低差が小さくなるように変形する。そのため、配線回路１３０は、樹脂成形体１２０の矢印Ａ方向の伸長量に比べて小さい変形量だけで、樹脂成形体１２０の矢印Ａ方向の伸長変形に追従することができる。これにより、配線回路１３０の破断を防止することができる。さらに、配線回路１３０における伸長性を付与するための添加物の量を低くすることができ、配線回路１３０の電気抵抗の増大を抑制することができる。

配線回路１３０は、凹凸領域１２２の上に形成され、凹凸領域１２２の凹凸形状に沿った形となる。樹脂成形体１２０における凹凸領域１２２は、樹脂成形体１２０の厚み方向の高さが変化した波形状である。そのため、特開２０１３−１８７３８０号公報に記載のような基材表面に平行な方向に沿った蛇腹折形状の配線回路に比べて、配線回路１３０に要するスペースが小さくなる。これにより、樹脂構造体１００を小型化することが可能となる。

樹脂構造体１００は、電子部品１１０をさらに備える。樹脂成形体１２０は、電子部品１１０の電極１１１が露出するように、電子部品１１０を埋設して固定する。配線回路１３０は電極１１１に接続する。これにより、配線回路１３０と電子部品１１０とにより電子回路を構成することができる。

凹凸領域１２２における凹凸形状は、樹脂成形体１２０の伸長変形を吸収できる大きさである。ここで、樹脂成形体１２０の伸長変形を吸収できる大きさの凹凸形状とは、以下を意味する。すなわち、長手方向に平行で、かつ上面１２１の法線方向に平行な平面で樹脂成形体１２０を切ったときの断面において、突条部１２３の上端から隣の突条部１２３の上端までの表面に沿った距離を突条部１２３のピッチ（ある突条部１２３の上端と隣の突条部１２３の上端との直線距離）で割った値が、樹脂成形体１２０の想定される伸び率の最大値よりも大きい。ここで、想定される伸び率とは、樹脂構造体１００が適用される用途に応じて設定される。

突条部１２３の上端（凹凸領域１２２の最上点）と溝部１２４の下端（凹凸領域の最下点）との高低差ΔＨは、５０μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。高低差ΔＨが５０μｍ以上であることにより、配線回路１３０は、樹脂成形体１２０の矢印Ａ方向の伸長量に比べてより小さい変形量だけで、樹脂成形体１２０の矢印Ａ方向の伸長変形に追従することができる。高低差ΔＨが２００μｍ以下であることにより、樹脂成形体１２０の表面に凹凸領域１２２を容易に形成することができる。

樹脂構造体１００は、内面の矩形領域３１０が凹凸形状に加工された成形型３００の内部空間に樹脂材を充填することにより、仮固定シート２００を介して矩形領域３１０に対向する部分を凹凸領域１２２とする樹脂成形体１２０を成形する第２工程と、樹脂成形体１２０の凹凸領域１２２の上に配線回路１３０を形成する第４工程とを備える。樹脂成形体１２０の凹凸領域１２２は、樹脂成形体１２０を成形する際に形成される。つまり、樹脂成形体１２０を成形した後に別途凹凸領域１２２を形成する工程や凹凸領域１２２を形成するための別部材が不要である。これにより、樹脂構造体１００の製造コストを低く抑えることができる。

（変形例）
図４は、成形型３００を構成する下型３１の矩形領域３１０の変形例を示す平面図である。図４に示されるように、矩形領域３１０は、たとえば、電子部品１１０と重なる第１領域３１６と、第１領域３１６の周囲の所定幅の第２領域３１７と、残りの第３領域３１８とにより構成される。第１領域３１６は平らであり、第３領域３１８は突条部３１１と溝部３１２とが交互に連続してなる波形状である。第２領域３１７は、平らな第１領域３１６と波形状の第３領域３１８とを滑らかに連続させる面である。

図５は、図４に示す成形型３００を用いて成形された樹脂成形体１２０の概略的な構成を示す図である。図５（ａ）には平面図が示され、図５（ｂ）には平面図におけるＸ−Ｘ線に沿った断面図が示され、図５（ｃ）には平面図におけるＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図が示される。ＸＩ−ＸＩ線は突条部１２３と重なる。

図５に示されるように、樹脂成形体１２０において成形型３００の第２領域３１７に対向する領域は、電子部品１１０の露出面１１２の周囲に位置し、露出面１１２と連続する連続領域１２５となる。樹脂成形体１２０において成形型３００の第３領域３１８に対向する領域は、凹凸領域１２２となり、連続領域１２５と連続する。

図５に示す樹脂成形体１２０によれば、電子部品１１０と樹脂成形体１２０との境界において、電子部品１１０の露出面１１２と樹脂成形体１２０の凹凸領域１２２とが連続領域１２５によって滑らかに連続する。そのため、電子部品１１０と樹脂成形体１２０との境界における配線回路１３０の断線をより確実に防止することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、樹脂成形体１２０の上面１２１における波形状の凹凸領域１２２に配線回路１３０が形成される。これにより、樹脂成形体１２０が伸長変形したときに、配線回路１３０は、樹脂成形体１２０の伸長量に比べて小さい変形量で、樹脂成形体１２０の伸長変形に追従することができる。

しかしながら、凹凸領域が波形状とは異なる凹凸形状を有していても、配線回路１３０の破断を抑制することができる。平らな表面を有する樹脂成形体を伸長させたとき、当該平らな表面は常に一様に伸長するわけではない。樹脂成形体中に部分的に弱い箇所が存在すると、当該箇所の変形量が他の部分よりも大きくなる。部分的に弱い箇所とは、たとえば他の部品との衝突などによって欠けが生じた部分であり、他の部分よりも薄くなっている。このような部分的に弱い箇所が１つだけである場合、当該箇所の変形量が他の部分よりも著しく大きくなり、当該箇所の上に形成された配線回路に破断が生じる可能性がある。そのため、部分的に弱い１箇所に変形が集中したときでも破断が生じないように、配線回路１３０における伸長性を付与する添加物の量を増やすことが考えられる。この場合、配線回路１３０の電気抵抗が高くなる。

本発明者らは、鋭意検討の結果、故意に部分的に弱い箇所を複数形成して、樹脂成形体の表面の変形が１箇所に集中することを避けることにより、樹脂成形体の表面上に形成された配線回路１３０の破断を抑制できる点を見出した。実施の形態２に係る樹脂構造体は、この点を利用した構成を備える。

図６および図７を参照して、実施の形態２に係る樹脂構造体４００の構成について説明する。図６は、実施の形態２に係る樹脂構造体４００の概略的な構成を示す平面図である。図７は、図６のＸ−Ｘ線に沿った矢視断面図である。

樹脂構造体４００は、樹脂成形体１２０の代わりに樹脂成形体４２０を備える点で実施の形態１の樹脂構造体１００と相違する。樹脂成形体４２０は、板状であり、平面視矩形の上面４２１を有する。樹脂成形体４２０の上面４２１は、凹凸形状である凹凸領域４２２を含む。凹凸領域４２２は、マトリクス状に形成された複数の平面視楕円形（つまり、上面４２１の法線方向から見たときに楕円形）の凹部４２３と、複数の凹部４２３間の平面部４２４とから構成される。複数の凹部４２３間の平面部４２４は、凹部４２３からみて凸状となる。そのため、凹凸領域４２２は、凹状と凸状とが交互に連続する領域となる。

楕円形の凹部４２３は、長軸が上面４２１の長手方向（長辺方向）と平行になるように、上面４２１に形成される。なお、凹部４２３の深さは、５０μｍ以上２００μｍ以下でることが好ましい。

電子部品１１０および配線回路１３０は、実施の形態１と同様の構成である。電子部品１１０は、樹脂成形体４２０に埋設され、樹脂成形体４２０の凹凸領域４２２から露出する。電子部品１１０における樹脂成形体４２０からの露出面１１２には電極１１１が形成されている。配線回路１３０は、樹脂成形体４２０の上面４２１における凹凸領域４２２の上に、電子部品１１０の電極１１１と接続するように形成される。

樹脂構造体４００は、実施の形態１において説明した製造方法と同じ方法により製造される。ただし、内面の一部の矩形領域３１０が波形状に加工された成形型３００の代わりに、内面の一部の矩形領域に楕円形の凸部がマトリクス状に形成された成形型が使用される。これにより、楕円形の複数の凹部４２３が形成された凹凸領域４２２を上面４２１に有する樹脂成形体４２０と、樹脂成形体４２０に埋設された電子部品１１０と、樹脂成形体４２０の凹凸領域４２２に形成された配線回路１３０とを備えた樹脂構造体４００を製造することができる。

実施の形態２に係る樹脂構造体４００では、凹部４２３は、平面部４２４よりも、樹脂成形体１２０の厚みが薄く変形しやすい。平面部４２４よりも変形しやすい凹部４２３が複数形成されていることにより、樹脂成形体４２０が伸長変形したときに、樹脂成形体４２０の表面の変形が１箇所に集中せず、分散される。そのため、樹脂成形体４２０の表面の変形が１箇所に集中したときの当該箇所の変形量より、複数の凹部４２３の各々における変形量を小さくすることができる。これにより、配線回路１３０の破断を抑制することができるとともに、配線回路１３０に伸長性を付与するための添加物の量を低減させて、配線回路１３０の電気抵抗の増大を抑制することができる。

また、平面視楕円形の凹部４２３の長軸は、樹脂成形体４２０の長手方向と平行である。そのため、凹部４２３は、樹脂成形体４２０の長手方向に沿って、より変形しやすい。樹脂成形体４２０の伸長変形の量は、長手方向に沿った引張力が加わったときに最も大きくなる。樹脂成形体４２０の長手方向に引張力が加わったときでも、複数の凹部４２３の各々がより変形しやすいため、樹脂成形体４２０の表面の変形を１箇所に集中させることなく、分散させることができる。

凹部４２３は、平面部４２４に比べて変形しやすい。そのため、配線回路１３０は、凹部４２３を避けて平面部４２４の上に形成されることが好ましい。これにより、配線回路１３０の変形量をより小さくすることができる。その結果、配線回路１３０に伸長性を付与するための添加物の量をさらに低減させて、配線回路１３０の電気抵抗の増大を抑制することができる。

なお、上記の説明では、凹凸領域４２２は、複数の平面視楕円形の凹部４２３と、複数の凹部４２３間の平面部４２４とから構成されるものとしたが、複数の凹部４２３の代わりにマトリクス状に形成された複数の凸部によって構成されてもよい。この場合、平面部４２４は、凸部に対して、樹脂成形体１２０の厚みが薄く、変形しやすい。凸部よりも変形しやすい平面部４２４が凸部の間に形成されていることにより、樹脂成形体４２０が伸長変形したときに、樹脂成形体４２０の表面の変形が１箇所に集中せず、分散される。これにより、配線回路１３０の破断を抑制することができるとともに、配線回路１３０の伸長性を向上させるための添加物の量を低減させて、配線回路１３０の電気抵抗の増大を抑制することができる。

＜実施の形態３＞
実施の形態１には、内面の一部の矩形領域３１０が凹凸形状に加工された成形型３００を用いて、当該凹凸形状を仮固定シート２００を介して樹脂成形体１２０の表面に転写することにより、樹脂成形体１２０の上面１２１に凹凸領域１２２を形成した。これに対し、本実施の形態３では、仮固定シートの表面に凹凸形状を形成することにより、樹脂成形体の上面１２１に凹凸領域１２２を形成する。なお、本実施の形態３に係る製造方法は、実施の形態２に示す樹脂成形体４２０を製造する方法にも適用することができる。

図８は、実施の形態３に係る樹脂構造体１００の製造方法を説明する図である。図８（ａ）（ｂ）には、それぞれ樹脂構造体１００を製造するための第１工程および第２工程が示される。図８（ａ）において、上側が平面図、下側が側面図を示している。図８（ｂ）には断面図が示される。

（第１工程）
図８（ａ）に示されるように、まず、平面視矩形状の仮固定シート５００に接着剤（図示せず）により電子部品１１０を貼り付けて仮固定する。電子部品１１０は、電極１１１が形成された面が仮固定シート５００に接するように、仮固定シート５００に貼り付けられる。

仮固定シート５００の材料としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等を用いることができる。

仮固定シート５００における電子部品１１０が貼り付けられる側の面は、凹凸形状に加工された領域５１０を含む。仮固定シート５００の領域５１０は、たとえばエンボス加工により凹凸形状に加工される。エンボス加工として、裏面を押し上げて浮かす方式および表面にインクなどを付着することで凸部を形成する方式のいずれを用いてもよい。なお、裏面を押し上げて浮かす方式の場合、後述する樹脂材の射出成形の際に凸部が押しつぶれない程度の厚みを有する仮固定シート５００を用いる。エンボス加工により形成される凹凸形状は、実施の形態１の成形型３００に形成される波形状と同じである。

仮固定シート５００に、たとえば紫外線硬化型の接着剤（図示せず）を塗布する。たとえば、凹凸形状にエンボス加工された領域５１０を有する厚み１００μｍのＰＥＴ製の仮固定シート５００に、紫外線硬化型の接着剤を５μｍの厚さで塗布する。この塗布は、インクジェット印刷法などの方法を用いて行なえばよい。その後、電子部品１１０を設定された位置に設置する。そして、仮固定シート５００の電子部品１１０が仮固定されていない面から、たとえば３０００ｍＪ／ｃｍ^２の強度の紫外線を照射することにより、接着剤を硬化して、電子部品１１０を仮固定シート５００に仮固定する。

（第２工程）
次に、図８（ｂ）に示されるように、電子部品１１０が仮固定された仮固定シート５００を成形型６００の内部に設置する。

仮固定シート５００は、電子部品１１０が仮固定されていない面が成形型６００の内面に接するように、成形型６００内に設置される。成形型６００は、下型６１と上型６２とにより構成される。下型６１と上型６２とを密着させることにより、密閉された内部空間が形成される。成形型６００の内面は平坦である。

成形型６００の内部空間に樹脂材を射出して、樹脂の射出成形を行なう。射出成形を行なう条件は、樹脂に応じて適宜選択されればよく、たとえば、ポリエステル系エラストマーを用いる場合には、射出樹脂温度２４０℃、射出圧力１００ＭＰａで射出成形を行なう。仮固定シート５００の表面は、上述したように凹凸形状に加工されている。そのため、樹脂成形体１２０において仮固定シート５００と接していた面にも凹凸形状が形成される。すなわち、仮固定シート５００の領域５１０に形成された凹凸形状が樹脂成形体１２０の上面１２１に転写され、上面１２１に凹凸領域１２２が形成される。

第２工程の後、実施の形態１において説明した第３工程および第４工程を実施することにより、樹脂成形体１２０の凹凸領域１２２上に配線回路１３０が形成された樹脂構造体１００を製造することができる。

なお、第１工程において、エンボス加工により一方の面が凹凸形状に加工された仮固定シート５００を用いることなく、両面が平坦な仮固定シートを用いてもよい。この場合、仮固定シートの一方の面に、電子部品１１０を貼り付けるために用いる紫外線硬化型の接着剤を位置によって塗布量を異ならせて塗布する。塗布量の違いによって、接着剤の表面は凹凸形状となる。これにより、表面が凹凸形状に加工された仮固定シートを作製することができる。

紫外線硬化型の接着剤を用いて仮固定シートの表面を凹凸形状に加工する場合、電子部品１１０を仮固定シートに貼り付ける工程と、仮固定シートの表面を凹凸形状に加工する工程とを同時に行なってもよい。仮固定シートの一方の面に、電子部品１１０が貼り付けられる部分には均一な厚みに接着剤を塗布し、電子部品１１０が貼り付けられない部分には位置によって塗布量を異ならせて接着剤を塗布する。その後、仮固定シートにおける接着剤を塗布していない側の面から紫外線を照射することにより接着剤を硬化させる。これにより、電子部品１１０を仮固定シートに仮固定すると同時に、仮固定シートにおける電子部品１１０が存在しない部分を凹凸形状に加工することができる。

なお、仮固定シート５００の一方の面を、電子部品１１０が貼り付けられる第１領域と、第１領域の周囲の所定幅の第２領域と、残りの第３領域とに分割し、各領域の表面の形状を異ならせてもよい。具体的には、第１領域を平らとし、第３領域を突条部と溝部とが交互に連続してなる波形状とする。第２領域を、平らな第１領域と波形状の第３領域とを滑らかに連続させる面とする。これにより、図５に示すように、電子部品１１０の露出面１１２と連続する連続領域１２５と、連続領域１２５の周囲に位置し、連続領域１２５と連続する凹凸領域１２２とを上面１２１に有する樹脂成形体１２０を成形することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

３２，６２ 上型、１００，４００ 樹脂構造体、１１０ 電子部品、１１１ 電極、１１２ 露出面、１２０，４２０ 樹脂成形体、１２１，４２１ 上面、１２２，４２２ 凹凸領域、１２３，３１１ 突条部、１２４，３１２ 溝部、１２５ 連続領域、１３０ 配線回路、２００，５００ 仮固定シート、３００，６００ 成形型、３１０ 矩形領域、３１６ 第１領域、３１７ 第２領域、３１８ 第３領域、４２３ 凹部、４２４ 平面部、５１０ 領域。

Claims (12)

1. 伸長変形可能な樹脂成形体と、
   配線回路とを備え、
   前記樹脂成形体の表面は、凹凸形状である凹凸領域を含み、
   前記配線回路は、前記凹凸領域の上に形成される、樹脂構造体。
2. 前記樹脂成形体は平面視矩形の板状であり、
   前記凹凸領域は、突条部と溝部とが交互に連続してなる波形状であり、
   前記突条部および前記溝部は、前記樹脂成形体の短手方向に沿って延びる、請求項１に記載の樹脂構造体。
3. 前記樹脂成形体は平面視矩形の板状であり、
   前記凹凸領域には、前記樹脂成形体の長手方向に平行な長軸を有する平面視楕円形の複数の凹部または凸部が形成される、請求項１に記載の樹脂構造体。
4. 前記凹凸領域における最上点と最下点との高低差は、５０μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１から３のいずれか１項に記載の樹脂構造体。
5. 前記樹脂成形体の破断時の伸び率が１％以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の樹脂構造体。
6. 電子部品をさらに備え、
   前記樹脂成形体は、前記電子部品の電極が露出するように、前記電子部品を埋設して固定し、
   前記配線回路は前記電極に接続する、請求項１から５のいずれか１項に記載の樹脂構造体。
7. 前記樹脂成形体の表面は、前記電子部品における前記樹脂成形体からの露出面の周囲に位置するとともに、当該露出面に連続する連続領域をさらに含み、
   前記凹凸領域は、前記連続領域の周囲に位置するとともに、前記連続領域に連続する、請求項６に記載の樹脂構造体。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の樹脂構造体の製造方法であって、
   内面の少なくとも一部の領域が凹凸形状に加工された成形型の内部空間に樹脂材を充填することにより、前記少なくとも一部の領域に対向する部分を前記凹凸領域とする前記樹脂成形体を成形する工程と、
   前記樹脂成形体の前記凹凸領域の上に前記配線回路を形成する工程とを備える、樹脂構造体の製造方法。
9. 請求項６または７に記載の樹脂構造体の製造方法であって、
   一方の面の少なくとも一部の領域が凹凸形状に加工されたシート上の当該一方の面上に、電極が当該一方の面に対向するように前記電子部品を貼り付ける工程と、
   前記シートを成形型内に配置し、前記成形型内に樹脂を充填させることにより、前記電子部品を埋設するとともに、前記少なくとも一部の領域に対向する部分を前記凹凸領域とする前記樹脂成形体を成形する工程と、
   前記樹脂成形体から前記シートを剥離し、前記樹脂成形体の前記凹凸領域の上に前記配線回路を形成する工程とを備える、樹脂構造体の製造方法。
10. 前記シートにおける前記少なくとも一部の領域は凹凸形状にエンボス加工される、請求項９に記載の樹脂構造体の製造方法。
11. 前記シートにおける前記少なくとも一部の領域は、位置によって塗布量を異ならせて接着剤が塗布されることにより、凹凸形状に加工される、請求項９に記載の樹脂構造体の製造方法。
12. 前記電子部品を貼り付ける工程において、前記電子部品は、前記接着剤を用いて前記シートに貼り付けられる、請求項１１に記載の樹脂構造体の製造方法。

Images