JP2023023046A - フレキシブルリボンセンサ - Google Patents

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Hiroyuki Matsui
柾之 佐々木
Masayuki Sasaki
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Abstract

【課題】フレキシブル性に優れ、複雑な形状に対しても設置可能であり、空間分解能が高く、導入コストが低減され、設置時の制約が少ないセンサを提供すること。【解決手段】長尺状基材と、長尺状基材上に設けられ長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと、少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線と、長尺状基材上に載置された４個以上ｍ×ｎ個以下のセンサを有し、前記ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、前記配線は、前記長尺状基材の端部の一方に設けられたエンドモジュールと接続しており、前記センサのそれぞれは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電圧線と検出線に接続している、フレキシブルリボンセンサ。【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブルリボンセンサに関する。さらに詳しくは、長尺状基材上に配置された多数のセンサの計測データを独立に取得可能なフレキシブルリボンセンサに関する。
柔軟性と薄さを兼ね備えたフレキシブルセンサは、曲面や可動部、皮膚など様々な所に設置可能であることから、近年研究開発が盛んである。既存のフレキシブルセンサとしては、単独のセンサを搭載したものと、センサを縦横に二次元的に配列したシート状のものが一般的である。
このうち、単独のセンサを搭載したものは、全体で一つのセンサであり、全体の平均値の把握しかできず、また、センサの数を増やした分だけケーブルが必要となってしまう。
このため、主にアクティブマトリックス方式やパッシブマトリックス方式により、センサを二次元的に配置したものが近年利用されてきている。
特許文献１に記載のフレキシブルセンサは、センサが二次元配列されており、対象となる物理量を二次元的に取得可能であり、利便性に優れている。しかしながら、球面等の複雑な曲面に対して設置する場合、シワが発生すると信頼性に問題が生じるおそれがあり、また、シワの発生を防止するために伸縮性を付与するには技術難易度が高くなるという問題がある。さらに、センサ配列の２辺に取り出し配線が存在するため、設置時の制約が多いという問題もある。
特許文献２には、一次元的に温度分布を測定するフレキシブルセンサとして、光ファイバー温度分布測定システムが記載されている。光ファイバー温度分布測定システムは、長距離にわたる温度分布を測定することが可能であるが、高時間分解能のラマン分光装置が必要であるため導入コストが高く、最小曲率半径が大きく、空間分解能が低いという問題がある。
特許文献３には、二次元的に温度分布を測定するフレキシブルセンサとして、光ファイバーを二次元的に平面状に配線した温度分布測定システムが記載されている。しかしながら、高時間分解能のラマン分光装置が必要であるため導入コストが高く、最小曲率半径が大きく、空間分解能が低いという問題がある。
国際公開第２０１８／０８４２８４号 特開２０１７－１５０９８７号公報 特開２０１６－０２３９２９号公報
本発明が解決しようとする課題は、フレキシブル性に優れ、複雑な形状に対しても設置可能であり、空間分解能が高く、導入コストが低減され、設置時の制約が少ないセンサを提供することである。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、特定の構成を有するフレキシブルリボンセンサにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
具体的には、以下に示すとおりである。
項１：長尺状基材と、
長尺状基材上に設けられ長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと、少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線と、
長尺状基材上に載置された４個以上ｍ×ｎ個以下のセンサを有し、
前記ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、
前記配線は、前記長尺状基材の端部の一方に設けられたエンドモジュールと接続しており、
前記センサのそれぞれは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電圧線と検出線に接続している、
フレキシブルリボンセンサ。
項２：前記センサが、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、圧力センサ、光センサ、光電センサ、近接センサ、せん断力センサ、磁気センサ、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、歪みセンサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、変位センサ、ガスセンサ、ＧＰＳセンサ、超音波センサ、臭いセンサ、脳波センサ、電流センサ、振動センサ、脈波センサ、心電センサ、光度センサ、気圧センサ、バイオセンサから選ばれる１種類以上である、項１に記載のフレキシブルリボンセンサ。
項３：長尺状方向に連結可能とされている、項１又は２に記載のフレキシブルリボンセンサ。
項４：長尺状基材上に、長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線層を設ける工程、
配線層上に、ビアホールを有する絶縁層を設ける工程、
絶縁層上に、ｍ×ｎ個以下の電極を有する電極層を設ける工程、
電極層上にセンサを設ける工程、
長尺状基材の端部の一方に、配線と接続しているエンドモジュールを設ける工程、
を少なくとも含み、
前記ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、
絶縁層のビアホールは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電極層の各電極を電圧線と検出線に接続するものである、
フレキシブルリボンセンサの製造方法。
項５：配線層は、導電インクを印刷することで形成される、項４に記載のフレキシブルリボンセンサの製造方法。
項６：絶縁層は、絶縁インクを印刷することで形成される、項４又は５に記載のフレキシブルリボンセンサの製造方法。
本発明のフレキシブルリボンセンサは、フレキシブル性に優れ、複雑な形状に対しても設置可能であり、アクティブマトリックス方式と同様の高い空間分解能を有し、ラマン分光装置等の高価な装置を必要としないことから導入コストが低減され、取出配線がリボン端部のみであることから設置時の制約が少ないという顕著な効果を発揮する。
さらに、本発明のフレキシブルリボンセンサは、必要な長さに切断して使用することも可能であり、また、複数種類のセンサを混載することが可能であり、設置に際して特殊技能が不要であり、破損部のみを貼り直せばよいので修復作業が容易であるという顕著な効果も有する。
本発明のフレキシブルリボンセンサは、プリンテッドエレクトロニクス技術によって製造することが可能であり、これにより、信頼性が高く、安価に迅速に大量に生産することが可能であり、極めて有用である。
本発明の一実施態様に係るフレキシブルリボンセンサの概略構成図。 本発明の別の実施態様に係るフレキシブルリボンセンサの概略構成図。 本発明の別の実施態様に係るフレキシブルリボンセンサの概略構成図。 本発明の別の実施態様に係るフレキシブルリボンセンサの概略構成図。 本発明のフレキシブルリボンセンサの製造方法の一実施態様を示す図。
以下、図面を参照しながら、本発明に係るフレキシブルリボンセンサ及びフレキシブルリボンセンサの製造方法の好適な実施態様について説明するが、本発明は、以下の実施態様に限定されるものではない。また、本発明の効果を奏する範囲を逸脱しない範囲において適宜変更することが可能である。なお、異なる図面における同じ参照番号の使用は、類似または同一の項目または特徴を示す。
［フレキシブルリボンセンサ］
図１～図４は、いずれも、本発明の実施態様に係るフレキシブルリボンセンサＦＲＳの概略構成図である。
図１に示すとおり、本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、長尺状基材１の上に、センサＳが複数個載置され、長尺状基材１の長手方向端部の一方にエンドモジュールＥを設けた構成を有する。
図２に示す本発明の一実施態様に係るフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、長尺状基材（図示していない）の上に設けられ、長尺状基材の長手方向に延在する、３本（図２では、ｍ＝３）の電圧線Ｖ１～Ｖ３及び３本（図２では、ｎ＝３）の検出線Ｄ１～Ｄ３を有する配線と、長尺状基材上に載置された９個（図２では、ｍ×ｎ＝９）のセンサＳ１～Ｓ９を有し、前記長尺状基材の長手方向端部の一方に設けられたエンドモジュールＥと接続している。９個の各センサＳは、３本の電圧線Ｖ１～Ｖ３と３本の検出線Ｄ１～Ｄ３の組合せが互いに異なるように、電圧線と検出線に接続している。
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、使用態様等に応じて、エンドモジュールＥ側から任意の位置で切断し、エンドモジュールＥと切断部の間をフレキシブルリボンセンサＦＲＳとして使用可能である。
図３に示す本発明の一実施態様に係るフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、長尺状基材１の長手方向端部の一方にエンドモジュールＥが、もう一方の端部に連結部ＪＯが設けられている。エンドモジュールＥと連結部とを接続することで、本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳを２つ以上連結し、より長大なフレキシブルリボンセンサを構成することが可能である。
図４は、フレキシブルリボンセンサＦＲＳの配線に係る、別の実施態様に係る概略構成図である。
＜長尺状基材＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおける長尺状基材１は、基材としての機能とフレキシブル性を有し、細長いリボン状のものであれば特に限定されない。例えば、細長いフィルム（テープ）状、棒状（糸状）の長尺状基材があげられる。
本発明においては、フレキシブルリボンセンサＦＲＳの強度、フレキシブル性、最小曲率半径等の観点から、例えば、短辺５０ｍｍ以下、好ましくは４０ｍｍ以下５ｍｍ以上、長辺５００，０００ｍｍ以下、好ましくは２００，０００ｍｍ以下５０ｍｍ以上、厚さ０．００１ｍｍ～１０．０ｍｍ、好ましくは０．０１ｍｍ～３．０ｍｍの細長いフィルム（テープ）状の長尺状基材が好適に使用できる。
長尺状基材１の材質は、フレキシブル性を有し、絶縁性を有するものであれば特に限定されない。例えば、樹脂、紙、布等の絶縁体であってフレキシブル性を有するものがあげられる。求める物性の付与が容易であり、フレキシブル性に優れ最小曲率半径を小さくできることから、樹脂フィルムが好ましい。
樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、フッ素樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリブタジエン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂等を特に制限することなく使用することができる。
また、これらの樹脂の混合物であってもよく、必要に応じて、着色剤、紫外線吸収剤、赤外線反射材料、光散乱性粒子等の機能性材料を含んでいてもよい。
さらに、これらの樹脂、紙、布を、任意に組み合わせて形成された積層体であってもよい。
長尺状基材１の色調は、特に限定されず、無色透明、着色透明、半透明、不透明のいずれでもよい。フレキシブルリボンセンサＦＲＳの用途や設置場所等に応じて適宜選択可能である。
＜配線＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおける配線は、長尺状基材１の上に設けられ長手方向に延在し、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと、少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する。ここで、ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、さらに、フレキシブルリボンセンサＦＲＳが必要とするセンサＳの個数と、長尺状基材１への形成可能な範囲であれば特に限定されない。ｍ及びｎは、例えばそれぞれ独立に３以上３，０００以下の整数、好ましくはそれぞれ独立に４以上１，０００以下の整数、より好ましくはそれぞれ独立に４以上１００以下の整数である。ここで、配線数に対するセンサ数の比は、ｎ＝ｍの時に最大とすることができる。
ｍ本を超える電圧線及びｎ本を超える検出線は、増設するフレキシブルリボンセンサＦＲＳに接続するためのものとしてもよい。また、配線は、任意の本数の電圧線Ｖ及び／又は検出線Ｄを有する層を複数組み合わせることで形成してもよい。
配線は、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム等を含む金属系材料、導電性ポリマー、導電性カーボン、グラフェン、カーボンナノチューブ等からなる群より選ばれる１種類以上を含む導電性材料から構成される。
配線は、その幅が例えば０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０３ｍｍ以上、より好ましくは０．１ｍｍ以上であり、例えば３．０ｍｍ以下、好ましくは２．０ｍｍ以下、より好ましくは１．０ｍｍ以下であることが好ましい。
配線の幅が０．０１ｍｍ未満であると、配線を作成することが困難になるおそれがあり、また、フレキシブルリボンセンサＦＲＳを変形させた際に、生成した応力に耐えきれず配線が断線するおそれがある。配線の幅が３．０ｍｍを超えると、配線の数（ｎの値）を大きくすることができず、フレキシブルリボンセンサＦＲＳに載置するセンサＳの数が少なくなり、測定の精度等が悪くなるおそれがある。
配線は、その厚さが例えば０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上であり、例えば１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下であることが好ましい。
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、配線とセンサＳとの接合部が比較的剛直となることから、センサＳが接合されていない部分で屈曲しフレキシブル性が発現する。そして、フレキシブルリボンセンサＦＲＳを屈曲させると、配線とセンサＳとの接合部に応力が加わることとなる。このため、配線の厚さが０．１μｍ未満であると、抵抗値が大きくなり、センシングの精度が十分でなくなる恐れがある。一方、配線の厚さが１０００μｍを超えると、配線が剛直さを増し、フレキシブルリボンセンサＦＲＳのフレキシブル性が低下し最小曲率半径が大きくなるおそれがある。
配線を長尺状基材１の上に設ける方法は、特に限定されない。
例えば、導電インクの印刷により形成されたものでもよい。印刷方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、ディスペンサー印刷が好ましい。印刷により回路を形成することで、安価に容易に大量生産することが可能となる。
また、印刷等の手段でメッキレジストを形成した後にメッキすることにより形成された、又はメッキのシード層を印刷後にメッキすることにより形成されたものでもよい。このような方法によっても、安価に容易に大量生産することができる。
さらに、金属蒸着、メッキ、銀塩等からなる群より選ばれる１つ以上の方法により形成してもよい。形成した導電層をさらにレーザーなどの手段によってトリミングして、より高精度の配線層を形成してもよい。
配線の一方の末端は、長尺状基材１の長手方向末端の一方に設けられたエンドモジュールＥに接続されている。また、図３に示すように、配線のもう一方の末端を連結部ＪＯとしてもよい。連結部ＪＯは、他のフレキシブルリボンセンサＦＲＳのエンドモジュールＥと接合するためのもので、これにより、より長大なフレキシブルリボンセンサを形成することが可能である。その際、連結部ＪＯとエンドモジュールＥとの接続構造を簡略にするために、延長するフレキシブルリボンセンサＦＲＳのセンサＳと接続するために設けられている電圧線Ｖ又は検出線Ｄを立体的に交差させる、配線交差部ＣＲを設けることができる。
このように、多数のフレキシブルリボンセンサＦＲＳを組み合わせて用いた場合、故障時の修理は、故障部分のフレキシブルリボンセンサＦＲＳを交換するだけであることから、安価に行うことができ、メンテナンスが容易になる。
なお、長大なフレキシブルリボンセンサとした場合、センサＳが静電誘導ノイズや電磁誘導ノイズを拾いやすくなるおそれがある。静電誘導ノイズ対策としては、電磁シールドを施すことが有効である。電磁誘導ノイズ対策としては、例えば図４に示されるように、電圧線と検出線を互いに別の層に形成するとともに、電圧線及び検出線を長尺状基材１の長手方向に蛇行させるように延在させる（疑似ツイスト構造）とすることが有効である。
＜センサ＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおけるセンサＳは、測定対象や用途等に応じて適宜選択され、特に限定されない。例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、圧力センサ、光センサ、光電センサ、近接センサ、せん断力センサ、磁気センサ、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、歪みセンサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、変位センサ、ガスセンサ、ＧＰＳセンサ、超音波センサ、臭いセンサ、脳波センサ、電流センサ、振動センサ、脈波センサ、心電センサ、光度センサ、気圧センサ、バイオセンサから選ばれる１種類以上である。
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおいて、長尺状基材１の上に載置されるセンサＳの個数は、４個以上ｍ×ｎ個（ｍは電圧線の本数でもあり、ｎは検出線の本数でもある。）以下である。ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、さらに、フレキシブルリボンセンサＦＲＳが必要とするセンサＳの個数と、長尺状基材１の上に載置可能なセンサＳの個数となる範囲であれば特に限定されない。ｍ及びｎは、例えばそれぞれ独立に３以上３，０００以下の整数、好ましくはそれぞれ独立に４以上１，０００以下の整数、より好ましくはそれぞれ独立に４以上１００以下の整数である。
長尺状基材１の上に載置されるセンサＳの配列は、特に限定されない。長尺状基材１の上に、長手方向にａ個、短手方向にｂ個（ａは３以上の整数、ｂは１以上の整数、ａ＞ｂである。）となるように載置すればよい。特に短手方向に載置するセンサＳの個数ｂの値は、４以下、好ましくは３以下、より好ましくは２以下であり、最も好ましくは１（即ち、長尺状基材１の長手方向に１列にセンサＳが並ぶ態様）である。センサの個数及び配置は、空間分解能を考慮して調整することができる。
それぞれのセンサＳは、ｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍとｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電圧線と検出線に接続している。
図２に示される、３本の電圧線Ｖ１～Ｖ３、３本の検出線Ｄ１～Ｄ３及び９個のセンサＳ１～Ｓ９を有するフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおいては、各センサに接続する電圧線及び検出線は、例えば下記の表１のようになる。
Figure 2023023046000002
＜エンドモジュール＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおけるエンドモジュールＥは、少なくともｍ本の電圧線及び少なくともｎ本の検出線を有する配線にそれぞれ接続するコネクタ（接続端子）を有するコネクタ部を有する。コネクタ部は、シールド用のグランド（ＧＮＤ）端子をさらに有していてもよい。
コネクタ（接続端子）のピッチは、特に制限されない。例えば１．０ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下であり、例えば０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．１ｍｍ以上である。
コネクタ部を介して、検出部、バイアス部等に接続される。また、コネクタ部を介して、複数のフレキシブルリボンセンサＦＲＳを接続し、長大なフレキシブルリボンセンサを構成することもできる。
エンドモジュールは、例えば以下のように、各センサの測定値を個別に読み取ることができる。
図２に示される、３本の電圧線Ｖ１～Ｖ３、３本の検出線Ｄ１～Ｄ３及び９個のセンサＳ１～Ｓ９を有するフレキシブルリボンセンサＦＲＳにおいて、電圧線Ｖ１のみに正の電圧Ｖａを印加し、電圧線Ｖ２とＶ３を０Ｖ（ゼロボルト）とする。その際に、検出線Ｄ１、Ｄ２及びＤ３にそれぞれ流れる電流Ｉ１、Ｉ２及びＩ３を計測することで、センサＳ１、Ｓ２及びＳ３の抵抗値をそれぞれＶａ／Ｉ１、Ｖａ／Ｉ２及びＶａ／Ｉ３と求めることができる。
＜接続機器等＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳには、エンドモジュールＥのコネクタ部を介して、各種の機器等が接続可能である。接続する機器等としては、例えば、検出部、バイアス部、電源、記録部、演算部、表示部等があげられる。これらの少なくとも一部を、エンドモジュールＥと一体化して組み込むことも可能である。
検出部は、センサＳから検出線Ｄを経由し送られてきた電気信号を分解して、測定データを生成する部位である。電流レンジ、電流分解能、内部抵抗、センサの推奨抵抗値等は、適宜設定することが可能である。電流レンジとしては、例えば３０～３００μＡに、電流分解能としては、例えば最大電流レンジの６５５３６分の１（０．４６～４．６ｎＡ）に、内部抵抗としては、例えば１００Ωに、センサＳの推奨抵抗値としては、例えば２０～２００ｋΩに、設定することができる。
バイアス部は、センサＳにバイアス電圧を与えるためのものである。バイアス電圧（出力電圧）としては、特に限定されず、センサＳ等に応じて好適な電圧を設定できる。バイアス電圧（出力電圧）としては、例えば、１．０Ｖ以上、好ましくは２．５Ｖ以上であり、例えば５．０Ｖ以下、好ましくは４．０Ｖ以下である。
電源としては、例えばボタン電池、乾電池、リチウムイオン電池等の電池や、太陽光発電装置等の発電装置、工業用又は家庭用の交流電源等があげられる。これらの電源は、例えば、エンドモジュールＥに組み込まれていてもよく、また、ＵＳＢやコンセント等により接続される。
電源からの供給電圧は、特に限定されず、例えば４．５Ｖ以上２１Ｖ以下の範囲に設定できる。消費電流は、特に限定されず、例えば１０ｍＡ以上１００ｍＡ以下の範囲に設定できる。
記録部及び演算部としては、例えば、記憶素子や演算素子を有するコンピュータ装置が、表示部としては、例えば、ディスプレイ装置があげられる。なお、検出部で生成された測定データは、これら記録部、演算部、及び表示部等に送信されるが、通信方法は有線であっても無線であってもよい。
＜フレキシブルリボンセンサの用途等＞
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、センサＳの種類に応じて、多種多様な用途に供することができる。さらに、本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳは、そのフレキシブル性を活かした用途に供することができる。
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳの用途としては、例えば、農業施設、工業プラント、パイプライン、コンピュータ（サーバ）ルーム、薬品や食品等の保管施設等における温度、湿度、照度等の管理等があげられる。また、寝具や衣服内部における温度、湿度等の管理等があげられる。さらに、人体や動物に装着するモバイルデバイス等とし、健康管理、医療管理等のウェアラブルセンサとしての用途があげられる。
［フレキシブルリボンセンサの製造方法］
本発明のフレキシブルリボンセンサＦＲＳの製造方法としては特に限定されない。
例えば、
（１）長尺状基材１の上に、長尺状基材１の長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線層Ｌ１を設ける工程、
（２）配線層Ｌ１上に、ビアホールを有する絶縁層Ｌ２を設ける工程、
（３）絶縁層Ｌ２上に、ｍ×ｎ個以下の電極を有する電極層Ｌ３を設ける工程、
（４）電極層Ｌ３を設ける工程、
（４）電極層Ｌ３上にセンサＳを設ける工程、
（５）長尺状基材１の長手方向端部の一方に、配線と接続しているエンドモジュールＥを設ける工程、
を少なくとも含み、
絶縁層Ｌ２のビアホールは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電極層の各電極を電圧線と検出線に接続するものである、
フレキシブルリボンセンサの製造方法があげられる。
図５は、少なくとも（１）～（３）の工程を示す図である。
配線層Ｌ１は、長尺状基材１の上に少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを設けることで形成される。図５は、４本の電圧線Ｖ１～Ｖ４を、２本の検出線Ｄ１～Ｄ２と２本の検出線Ｄ３～Ｄ４により長尺状基材１の短手方向に挟み込むように設けた一実施態様である。
長尺状基材１の上に配線層Ｌ１を設ける手段としては、特に限定されない。例えば、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを導電インクの印刷により形成することができる。印刷方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷、ディスペンサー印刷が好ましい。印刷により回路を形成することで、安価に容易に高速で大量生産することが可能となる。
また、印刷等の手段でメッキレジストを形成した後にメッキすることにより形成された、又はメッキのシード層を印刷後にメッキすることにより形成されたものでもよい。このような方法によっても、安価に容易に大量生産することができる。
さらに、金属蒸着、メッキ、銀塩等からなる群より選ばれる１つ以上の方法により形成してもよい。
配線層Ｌ１は、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍが設けられている層と、少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎが設けられている層との２層以上から構成されていてもよい。そのような場合には、例えば、下配線層Ｌ１１を形成した後に、下配線層Ｌ１１の上に絶縁体からなる中間層を形成し、中間層の上に上配線層Ｌ１２を形成することで配線層Ｌ１を形成できる。なお、中間層には、絶縁層Ｌ２に設けるビアホールと連通する孔を形成する。
絶縁層Ｌ２は、配線層Ｌ１の上に、電極との接続部となるビアホールを所定の位置に形成した絶縁膜を設けることで形成される。また、長尺状基材１の長手方向の少なくとも一方の端部は、絶縁層Ｌ２が電極層を覆わないようにすることで、エンドモジュール設置部ＥＳを形成する。図５は、４本の電圧線Ｖ１～Ｖ４と４本の検出線Ｄ１～Ｄ４の組合せが互いに異なるように、電極層の各電極を電圧線と検出線に接続するビアホール２０２を形成した絶縁膜２０１を設け、長尺状基材１の長手方向の少なくとも一方の端部にエンドモジュール設置部ＥＳを設けた一実施態様である。
ビアホールを有する絶縁層Ｌ２を設ける手段としては、特に限定されない。例えば、絶縁層形成用インクの印刷により形成することができる。印刷方法としては、特に限定されないが、スクリーン印刷、インクジェット印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷が好ましい。印刷により回路を形成することで、安価に容易に高速で大量生産することが可能となる。ビアホールの大きさは、特に限定されないが、電圧線Ｖ及び検出線Ｄの線の太さに応じて適宜調整することができ、例えば、電圧線Ｖ及び検出線Ｄの線の太さとほぼ同じ径とすることができる。なお、ビアホールを有する絶縁層Ｌ２を設ける際は、フレキシブルリボンセンサＦＲＳの少なくとも一方の短手部を、エンドモジュール設置部ＥＳ部分とする。
電極層Ｌ３は、絶縁層Ｌ２の上に、電圧線接続電極と検出線接続電極を所定の位置に設けることで形成される。図５に示されるように、電極層に設けられる電極は、電圧線とビアホールを介して接続する電圧線接続電極３０１と、検出線とビアホールを介して接続する検出線接続電極３０２とを一対とするものである。
電極層Ｌ３を設ける手段としては、特に限定されない。配線層Ｌ１を設ける手段と同様の手段を用いることができる。
電極層上にセンサを設ける手段としては、例えば、ハンダ接合、導電性接着剤による接合、ナノ粒子による接合、嵌め込み等による接合があげられる。
このうち、ハンダ接合としては、例えば、無鉛ハンダを用いた、ハンダフロー、ハンダリフロー、電磁誘導加熱技術（ＩＨ技術）によるハンダ接合があげられる。
本発明においては、電極層Ｌ３又はセンサＳを設けた後に、必要に応じて抵抗層Ｌ４を設ける工程を有していてもよい。抵抗層Ｌ４を設ける場合、その手段としては、特に限定されない。絶縁層Ｌ２を設ける手段と同様の手段を用いることができる。
以上、本発明を詳細に説明してきたが、上記の構成において、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。したがって、上記の説明に含まれるか又は添付の図面に示されるすべての事項は、例示的なものとして解釈されるべきである。
ＦＲＳ：フレキシブルリボンセンサ
１：長尺状基材
Ｓ：センサ
Ｅ：エンドモジュール
Ｖ、Ｖ１～Ｖ８：電圧線
Ｄ、Ｄ１～Ｄ８：検出線
ＣＲ：電圧線－検出線交差部
ＪＯ：連結部
Ｌ１：配線層
Ｌ２：絶縁層
Ｌ３：電極層
Ｌ４：抵抗層
２０１：絶縁膜
２０２：ビアホール
ＥＳ：エンドモジュール設置部
３０１：電圧線接続電極
３０２：検出線接続電極

Claims (6)

  1. 長尺状基材と、
    長尺状基材上に設けられ長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと、少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線と、
    長尺状基材上に載置された４個以上ｍ×ｎ個以下のセンサを有し、
    前記ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、
    前記配線は、前記長尺状基材の端部の一方に設けられたエンドモジュールと接続しており、
    前記センサのそれぞれは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電圧線と検出線に接続している、
    フレキシブルリボンセンサ。
  2. 前記センサが、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、圧力センサ、光センサ、光電センサ、近接センサ、せん断力センサ、磁気センサ、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、歪みセンサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、変位センサ、ガスセンサ、ＧＰＳセンサ、超音波センサ、臭いセンサ、脳波センサ、電流センサ、振動センサ、脈波センサ、心電センサ、光度センサ、気圧センサ、バイオセンサから選ばれる１種類以上である、請求項１に記載のフレキシブルリボンセンサ。
  3. 長尺状方向に連結可能とされている、請求項１又は２に記載のフレキシブルリボンセンサ。
  4. 長尺状基材上に、長手方向に延在する、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎを有する配線層を設ける工程、
    配線層上に、ビアホールを有する絶縁層を設ける工程、
    絶縁層上に、ｍ×ｎ個以下の電極を有する電極層を設ける工程、
    電極層上にセンサを設ける工程、
    長尺状基材の端部の一方に、配線と接続しているエンドモジュールを設ける工程、
    を少なくとも含み、
    前記ｍ及びｎは、それぞれ独立に２以上の整数であり、
    絶縁層のビアホールは、少なくともｍ本の電圧線Ｖ１～Ｖｍと少なくともｎ本の検出線Ｄ１～Ｄｎの組合せが互いに異なるように、電極層の各電極を電圧線と検出線に接続するものである、
    フレキシブルリボンセンサの製造方法。
  5. 配線層は、導電インクを印刷することで形成される、請求項４に記載のフレキシブルリボンセンサの製造方法。
  6. 絶縁層は、絶縁インクを印刷することで形成される、請求項４又は５に記載のフレキシブルリボンセンサの製造方法。
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