JP2024078106A - 導電デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】導電性部分の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分の断線を抑制する。【解決手段】導電デバイス1は、基板2と、導電性部分3と、を備える。基板2は、可撓性と伸縮性との少なくとも一方の性能を有する。導電性部分3は、基板2の第1主面21の上に形成されている。導電性部分3は、ジグザグ状である。導電性部分3は、複数の折り返し部31と、複数の中間部32と、を含む。複数の折り返し部31は、千鳥配置されている。複数の中間部32の各々は、複数の折り返し部31のうち2つの折り返し部31をつないでいる。複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32から想定される仮想折り返し部V31の第2折り返し幅W2よりも広い。複数の折り返し部31の各々の少なくとも一部の厚さT1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32の各々の厚さT2よりも厚い。【選択図】図2
Description
本開示は、導電デバイスに関し、より詳細には、基板と導電性部分とを備える導電デバイスに関する。
従来、導電デバイスとして、例えば、伸縮性フレキシブル回路基板が知られている(特許文献1)。
特許文献1に開示された伸縮性フレキシブル回路基板の回路基板本体は、絶縁ベース部材(基板)と、絶縁ベース部材上に形成された配線層(導電性部分)と、を備えている。配線層は、金属箔から形成されている。
導電デバイスでは、引き伸ばされたときの伸び率が大きくなったときに、導電性部分の抵抗値の変化が大きくなるとともに、導電性部分が断線しやすくなる。
本開示の目的は、導電性部分の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分の断線を抑制することが可能な導電デバイスを提供することにある。
本開示の一態様に係る導電デバイスは、基板と、導電性部分と、を備える。前記基板は、第1主面及び第2主面を有する。前記基板は、可撓性と伸縮性との少なくとも一方の性能を有する。前記導電性部分は、前記基板の前記第1主面の上に形成されている。前記導電性部分は、ジグザグ状である。前記導電性部分は、複数の折り返し部と、複数の中間部と、を含む。前記複数の折り返し部は、千鳥配置されている。前記複数の中間部の各々は、前記複数の折り返し部のうち2つの折り返し部をつないでいる。前記複数の折り返し部の各々の第1折り返し幅は、前記複数の中間部のうち対応する2つの中間部から想定される仮想折り返し部の第2折り返し幅よりも広い。前記複数の折り返し部の各々の少なくとも一部の厚さは、前記複数の中間部のうち対応する前記2つの中間部の各々の厚さよりも厚い。
本開示の一態様に係る導電デバイスは、基板と、導電性部分と、を備える。前記基板は、第1主面及び第2主面を有する。前記導電性部分は、前記基板の前記第1主面の上に形成されている。前記導電性部分は、ジグザグ状である。前記導電性部分は、複数の折り返し部と、複数の中間部と、を含む。前記複数の折り返し部は、千鳥配置されている。前記複数の中間部の各々は、前記複数の折り返し部のうち2つの折り返し部をつないでいる。前記複数の折り返し部は、第1折り返し部と、前記第1折り返し部の幅よりも幅が広く前記第1折り返し部よりも高抵抗の第2折り返し部と、を含む。前記複数の中間部は、前記第1折り返し部につながっている第1中間部と、前記第2折り返し部につながっている第2中間部と、を含む。前記第2折り返し部の折り返し幅は、前記第2中間部の幅の0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。前記第2折り返し部の最大厚さは、前記第2中間部の最大厚さの0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。
本開示の上記態様に係る導電デバイスによれば、導電性部分の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分の断線を抑制することが可能となる。
下記の実施形態1、2等において説明する図1~4、9、10A、10B、11A、11B及び11Cは、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさや厚さそれぞれの比が、必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
(実施形態1)
(1)概要
以下では、実施形態1に係る導電デバイス1について図1~4に基づいて説明する。
(1)概要
以下では、実施形態1に係る導電デバイス1について図1~4に基づいて説明する。
導電デバイス1は、導電機能を有する構成要素として導電性部分3を備えるデバイスである。
図1、2A及び2Bに示すように、導電デバイス1は、基板2と、導電性部分3と、を備える。基板2は、第1主面21及び第2主面22を有する。基板2は、可撓性と伸縮性との少なくとも一方の性能を有する。導電性部分3は、基板2の第1主面21の上に形成されている。導電性部分3は、ジグザグ状である。図1及び4では、導電性部分3にドットハッチングを施してあるが、これらのドットハッチングは、断面を表すものではなく、導電性部分3の形状を分かりやすくするために付してあるにすぎない。
(2)導電デバイスの各構成要素
次に、導電デバイス1の各構成要素について、図1~4を参照して説明する。
次に、導電デバイス1の各構成要素について、図1~4を参照して説明する。
(2.1)基板
基板2は、基板2の厚さ方向D1(図2B参照)からの平面視で、矩形状である。基板2は、厚さ方向D1に直交する第1主面21及び第1主面21とは反対側の第2主面22を有する。基板2の厚さは、例えば、30μm以上200μm以下であり、一例として、100μmである。
基板2は、基板2の厚さ方向D1(図2B参照)からの平面視で、矩形状である。基板2は、厚さ方向D1に直交する第1主面21及び第1主面21とは反対側の第2主面22を有する。基板2の厚さは、例えば、30μm以上200μm以下であり、一例として、100μmである。
基板2は、例えば、プラスチックフィルムである。より詳細には、基板2は、例えば、ポリカーボネートフィルムである。基板2は、ポリカーボネートフィルムに限らず、例えば、ABSフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルム等であってもよい。
(2.2)導電性部分
導電性部分3は、基板2の第1主面21の上に形成されており、基板2と密着している。導電性部分3は、上述のように、ジグザグ状である。より詳細には、導電性部分3は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、ジグザグ状である。
導電性部分3は、基板2の第1主面21の上に形成されており、基板2と密着している。導電性部分3は、上述のように、ジグザグ状である。より詳細には、導電性部分3は、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、ジグザグ状である。
導電性部分3は、複数の折り返し部31と、複数の中間部32と、を含む。複数の折り返し部31は、千鳥配置されている。複数の中間部32の各々は、複数の折り返し部31のうち2つの折り返し部31をつないでいる。複数の折り返し部31は、基板2の厚さ方向D1に直交する第1方向D11において一列(以下、第1列ともいう)に並んでいる3つ以上の折り返し部31と、第1方向D11において別の一列(以下、第2列ともいう)に並んでいる3つ以上の折り返し部31と、を含んでいる。第1列に並んでいる3つ以上の折り返し部31は、第1方向D11において、等間隔で並んでいる。また、第2列に並んでいる3つ以上の折り返し部31は、第1方向D11において、等間隔で並んでいる。第2列に並んでいる3つ以上の折り返し部31は、第1方向D11に直交する第2方向D12において、第1列に並んでいる3つ以上の折り返し部31のいずれとも重ならない。第1方向D11において、第1列の折り返し部31は、第2列の隣り合う2つの折り返し部31の間の中央に位置している。また、第1方向D11において、第2列の折り返し部31は、第1列の隣り合う2つの折り返し部31の間の中央に位置している。なお、第1列に並んでいる3つ以上の折り返し部31は、等間隔で並んでいるが、これに限らず、例えば、不等間隔で並んでいてもよい。また、第2列に並んでいる3つ以上の折り返し部31は、等間隔で並んでいるが、これに限らず、例えば、不等間隔で並んでいてもよい。
基板2の厚さ方向D1からの平面視で、複数の折り返し部31の各々は、円形状であるが、これに限らない。また、基板2の厚さ方向D1からの平面視で、複数の中間部32の各々は、第1方向D11及び第2方向D12の各々に対して交差する方向に沿って形成されている。基板2の厚さ方向D1からの平面視で、複数の中間部32の各々は、直線状であるが、これに限らず、例えば、曲線状であってもよい。
導電性部分3は、伸縮性を有する。導電性部分3は、例えば、銅はく、めっき層等と比べて伸縮性を有する。導電性部分3は、例えば、導電性ペーストを利用して形成されている。導電性部分3は、図3に示すように、複数の導電性粒子310と有機バインダ320とを含む。複数の導電性粒子310の各々は、金属粒子であるが、これに限らず、例えば、金属化合物粒子等であってもよい。導電性ペーストは、例えば、銀ペーストであるが、これに限らず、例えば、銅ペースト等であってもよい。導電性ペーストが銀ペーストの場合、複数の導電性粒子310の各々は、銀粒子である。導電性ペーストが銅ペーストの場合、複数の導電性粒子310の各々は、銅粒子である。
複数の導電性粒子310の各々の形状は、例えば、鱗片状であるが、これに限らず、例えば、球状であってもよい。導電性粒子310の平均粒径は、例えば、1μm~4μmである。
有機バインダ320としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン、ポリアクリルニトリル、ポリビニルアセタール、ポリアミド、ポリイミド、ジアクリルフタレート樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、その他の熱可塑性樹脂、又は、これらの樹脂を構成する単量体の2種以上の共重合体である。
図2Aに示すように、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、対応する2つの中間部32から想定される仮想折り返し部V31の第2折り返し幅W2よりも広い。仮想折り返し部V31とは、第1方向D11において隣り合う2つの中間部32それぞれの幅を一定として当該2つの中間部32を延長したときに形成される仮想的な折り返し部である。図2Aでは、中間部32の延長部分と仮想折り返し部V31とを一点鎖線で示してある。導電性部分3の抵抗値の変化を抑制し、かつ、導電性部分3の断線を抑制する観点において、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、対応する仮想折り返し部V31の第2折り返し幅の1.2倍以上であることが好ましい。また、導電性部分3の形状制御性の観点において、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、対応する仮想折り返し部V31の第2折り返し幅の2倍以下であることが好ましい。導電性部分3では、例えば、複数の仮想折り返し部V31の各々の第2折り返し幅W2が400μmであり、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1が750μmである。
また、図2Bに示すように、複数の折り返し部31の各々の少なくとも一部の厚さT1(以下、複数の折り返し部31の各々の最大厚さT1ともいう)は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32の各々の厚さT2よりも厚い。複数の折り返し部31の各々の最大厚さT1は、折り返し部31において基板2の第1主面21に接する面312と、基板2側とは反対側の主面311と、の間の厚さである。複数の中間部32の各々の厚さT2は、中間部32において基板2の第1主面21に接する面322と、基板2側とは反対側の主面321と、の間の厚さである。導電性部分3では、複数の中間部32の各々の厚さT2が15μmであり、複数の折り返し部31の各々の最大厚さT1が25μmであるが、これらの数値に限定されない。
複数の折り返し部31の各々の側面313は、中間部32の主面321と滑らかにつながっている。
(3)導電デバイスの製造方法
導電デバイス1の製造方法では、例えば、基板2を準備した後、以下の第1工程、第2工程を順次行う。
導電デバイス1の製造方法では、例えば、基板2を準備した後、以下の第1工程、第2工程を順次行う。
第1工程では、基板2上の導電性部分3の形成予定領域に導電性粒子310(図3参照)と有機バインダ320(図3参照)と溶剤とを含む導電性ペーストを塗布する。導電性ペーストとしては、例えば、複数の導電性粒子310を含む粉末に有機バインダ320及び有機溶剤を混合させたペーストを用いる。第1工程では、例えば、ディスペンサシステム(dispenser system)等を利用して導電性ペーストを塗布する。ディスペンサシステムは、基板2を保持するテーブル、ディスペンサヘッドと、ディスペンサヘッドに保持され導電性ペーストを吐出するノズルと、を備える。第1工程では、ディスペンサヘッドを基板2上に導電性部分3の形成予定領域に沿って移動させつつ、ノズルから導電性ペーストを吐出させて塗布する。
ディスペンサシステムでは、ノズルからの導電性ペーストの吐出速度を変化させることにより、単位時間当たりの導電性ペーストの滴下量(塗布量)を変化させることができ、滴下量とディスペンサヘッド移動速度を変えることにより、単位面積当たりに塗布する導電性ペーストの量を制御することができ、導電性ペーストを導電性部分3の3次元形状(幅、高さ等)に基づく塗布形状とすることが可能となる。ここにおいて、ディスペンサシステムは、ディスペンサヘッドを移動させるロボットからなる移動機構と、テーブルから基板2の第1主面21及びノズルそれぞれまでの高さを測定するセンサ部と、移動機構及びノズルからの導電性ペーストの吐出速度を制御するコントローラと、を備えているのが好ましい。コントローラは、例えば、マイクロコンピュータに適宜のプログラムを搭載することにより実現することができる。コントローラは、例えば、CAD(Computer Aided Design)で設計された導電性部分3の設計形状における平面視での所定パターンのデータに基づいてディスペンサヘッドを移動させる。
また、導電性ペーストの塗布形状は、例えば、導電性ペーストの粘度、チクソ性等を調整することで制御することも可能である。また、導電性ペーストの塗布形状は、例えば、導電性ペーストの粘度等を調整することで制御することも可能である。
第2工程では、導電性ペーストを加熱して有機溶剤を蒸発させ導電性ペーストを熱硬化させることによって導電性部分3を形成する。
(4)導電デバイスの特性
導電デバイス1は、例えば、第1方向D11(図1参照)に引っ張られて伸びた場合、図4に示すように、導電性部分3の形状が変化する。より詳細には、第1方向D11において隣り合う2つの折り返し部31の中心線間の距離L11が距離L1(図1参照)よりも長くなる。図4の例では、複数の折り返し部31の各々の折り返し幅W11が第1折り返し幅W1(図1参照)よりも狭くなる。図4の例では、複数の折り返し部31の各々の折り返し幅W11が、中間部32の幅W13の0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。なお、図4の例では、複数の折り返し部31の各々の形状が、第2方向D12の長さよりも第1方向D11の長さが長い形状である。
導電デバイス1は、例えば、第1方向D11(図1参照)に引っ張られて伸びた場合、図4に示すように、導電性部分3の形状が変化する。より詳細には、第1方向D11において隣り合う2つの折り返し部31の中心線間の距離L11が距離L1(図1参照)よりも長くなる。図4の例では、複数の折り返し部31の各々の折り返し幅W11が第1折り返し幅W1(図1参照)よりも狭くなる。図4の例では、複数の折り返し部31の各々の折り返し幅W11が、中間部32の幅W13の0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。なお、図4の例では、複数の折り返し部31の各々の形状が、第2方向D12の長さよりも第1方向D11の長さが長い形状である。
また、図4の例では、複数の折り返し部31の各々の厚さが、導電デバイス1が第1方向D11に引っ張られる前の複数の折り返し部31の各々の厚さT1(図2B参照)よりも薄くなる。図4の例において、複数の折り返し部31の各々の厚さは、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32の各々の厚さの0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。
図5Aは、一実施例の導電デバイス1に関し、導電デバイス1が第1方向D11に引き伸ばされる前の状態を観察した光学顕微鏡写真であり、図5Bは、上記一実施例の導電デバイス1が第1方向D11において3倍の長さに引き伸ばされた後の状態を観察した光学顕微鏡写真である。図5Bの光学顕微鏡写真において、導電性部分3に断線箇所及びクラックは発見されなかった。なお、複数の折り返し部31の各々の代わりに上述の仮想折り返し部V31と同様の形状を採用したジグザグ状の導電性部分を有する比較例の導電デバイスでは、3倍の長さに引き伸ばされた後の状態を観察した光学顕微鏡写真において、複数の折り返し部の各々にクラックが発生していることが確認された。
図6では、上記一実施例の導電デバイス1の第1方向D11における伸び率と導電性部分3の規格化抵抗との関係を実線G1で示し、上記比較例の導電デバイスの伸び率と導電性部分の規格化抵抗との関係を実線G2で示してある。
図6における縦軸の「規格化抵抗」は、第1方向D11における導電デバイス1の伸び率を変化させて導電性部分3の抵抗値を測定し、導電性部分3の抵抗値を、第1方向D11における導電デバイス1の伸び率を0%としたときの導電性部分3の抵抗値で除算した値である。例えば規格化抵抗の値が2ということは、導電デバイス1が引き伸ばされたことにより導電性部分3の抵抗値が2倍に増加したことを意味する。また、伸び率が100%ということは第1方向D11において導電デバイス1が2倍の長さになるように引き伸ばされたことを意味する。
図6から、上記比較例の導電デバイスでは伸び率0~100%の範囲において伸び率の増加に伴い規格化抵抗が増加しているのに対し、上記一実施例の導電デバイス1では、伸び率0~100%の範囲において規格化抵抗が略一定であることが分かる。よって、上記一実施例の導電デバイス1では、上記比較例の導電デバイスと比べて、引き伸ばされたときの抵抗値の変化を抑制できることが分かる。
図7では、上記一実施例の導電デバイス1の特性に関し、第1方向D11における伸び率と中間部32の規格化抵抗との関係を実線G12で示し、第1方向D11における伸び率と折り返し部31の規格化抵抗との関係を破線G11で示してある。
図8では、上記比較例の導電デバイスの特性に関し、伸び率と中間部の規格化抵抗との関係を実線G22で示し、伸び率と折り返し部の規格化抵抗との関係を破線G21で示してある。
図8から、上記比較例の導電デバイスでは、導電性部分の抵抗変化は折り返し部の抵抗変化が中間部の抵抗変化よりも支配的であることが分かる。
また、図7から、上記一実施例の導電デバイス1では、導電性部分3の抵抗変化は折り返し部31の抵抗変化が中間部32の抵抗変化よりも支配的であるが、折り返し部31の抵抗変化が、比較例の導電デバイスの折り返し部の抵抗変化よりも小さいことが分かる。
図7及び図8から、上記一実施例の導電デバイス1では、比較例の導電デバイスと比べて折り返し部31の抵抗変化を抑制でき、導電性部分3の抵抗変化を抑制できることが分かる。
(5)効果
実施形態1に係る導電デバイス1では、導電性部分3がジグザグ状であり、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32から想定される仮想折り返し部V31の第2折り返し幅W2よりも広く、かつ、複数の折り返し部31の各々の少なくとも一部の厚さT1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32の各々の厚さT2よりも厚い。これにより、実施形態1に係る導電デバイス1によれば、導電性部分3の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分3の断線を抑制することが可能となる。
実施形態1に係る導電デバイス1では、導電性部分3がジグザグ状であり、複数の折り返し部31の各々の第1折り返し幅W1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32から想定される仮想折り返し部V31の第2折り返し幅W2よりも広く、かつ、複数の折り返し部31の各々の少なくとも一部の厚さT1は、複数の中間部32のうち対応する2つの中間部32の各々の厚さT2よりも厚い。これにより、実施形態1に係る導電デバイス1によれば、導電性部分3の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分3の断線を抑制することが可能となる。
導電デバイス1は、基板2の第1主面21の上に、導電性部分3を備えていればよく、導電性部分3とは別にアンテナ用の放射導体を備えていてもよい。この場合、例えば、基板2が、アンテナ装置に含まれる誘電体基板を兼ねる。また、導電性部分3が、放射導体に接続された配線部を兼ねていてもよい。
また、導電デバイス1は、例えば、基板2の第1主面21の上に導電性部分3に接続されている配線部を備えることにより、回路基板として用いることができる。また、導電デバイス1は、配線部に接続されたチップ部品、アンテナ用の放射導体、センサ等を更に備えていてもよい。
(実施形態2)
以下、実施形態2に係る導電デバイス1Aについて、図9、10A、10B、11A、11B及び11Cに基づいて説明する。
以下、実施形態2に係る導電デバイス1Aについて、図9、10A、10B、11A、11B及び11Cに基づいて説明する。
実施形態2に係る導電デバイス1Aは、実施形態1に係る導電デバイス1と略同じであり、実施形態1に係る導電デバイス1とは基板2の形状及び導電性部分3の一部の形状が異なる。なお、実施形態2に係る導電デバイス1Aに関し、実施形態1に係る導電デバイス1と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
導電デバイス1Aは、例えば、図9に示すように、側面視で逆U字状の形状である。
導電デバイス1Aは、導電デバイス1を用いて形成されている。より詳細には、導電デバイス1Aは、導電デバイス1を熱真空成形によって所定形状に成形することによって形成されている。
図10A及び10Bに示すように、導電デバイス1Aでは、導電性部分3の複数の折り返し部31は、第1折り返し部31Aと、第1折り返し部31Aの幅H1よりも幅H2が広く第1折り返し部31Aよりも高抵抗の第2折り返し部31Bと、を含む。複数の中間部32は、第1折り返し部31Aにつながっている第1中間部32Aと、第2折り返し部31Bにつながっている第2中間部32Bと、を含む。第2折り返し部31Bの折り返し幅W11は、第2中間部32Bの幅W13の0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。第2折り返し部31Bの最大厚さは、第2中間部32Bの最大厚さの0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。
以下、導電デバイス1Aの製造方法について図11A及び11Bを参照しながら説明する。
導電デバイス1Aの製造方法では、まず、実施形態1で説明した導電デバイス1の製造方法によって製造した導電デバイス1を準備する(図11A参照)。その後、導電デバイス1を基板2の第2主面22側から吸引して導電デバイス1の基板2を成形型6の成形面61に沿った所定形状に成形する(図11B参照)。所定形状は、例えば、U字状であり、図11Bの例では、成形型6の成形面61は、第1成形面611と、第2成形面612と、第3成形面613と、を含む。第1成形面611は、平面状の天面である。第2成形面612は、第1成形面611に隣り合う平面状の側面である。第3成形面613は、第1成形面611に隣り合う平面状の側面である。成形面61の形状は、特に限定されない。成形面61は、1つの曲面状の成形面であってもよい。
導電デバイス1Aでは、成形面61の第1成形面611の端部と第2成形面612とに跨った部分において基板2が伸びる。これにより、基板2は、第1成形面611の中央部に重なっている部分よりも第1成形面611の端部と第2成形面612とに跨った部分のほうが薄くなる。これにより、導電デバイス1Aでは、導電性部分3が、図11Aと同様に引き伸ばされていない形状となる第1導電性部分301と、図11Bと同様に引き伸ばされた形状となる第2導電性部分302と、を含む。
また、導電デバイス1Aは、基板2の第1主面21の上に形成されている配線部を備えており、基板2の第1主面21の上にアンテナ用の放射導体が形成されていてもよい。また、導電デバイス1Aは、基板2の第1主面21の上に形成されている導電性のランド部を備えており、ランド部に実装されたチップ部品を更に備えててもよい。導電デバイス1Aが放射導体を備える場合、チップ部品は、例えば、インピーダンス整合用のチップインダクタ、チップキャパシタ等である。また、導電デバイス1Aが基板2の第1主面21の上に形成されている非接触式タッチセンサ用の検出電極を備える場合、チップ部品は、例えば、検出電極に接続される信号処理用のICチップである。
以下、導電デバイス1Aと樹脂筐体9とを備える複合部材10(図9参照)の製造方法について図11B及び11Cを参照しながら説明する。
複合部材10の製造方法では、熱真空成形した導電デバイス1A(図11B参照)の不要部分を切除してから、図11Cに示すように導電デバイス1Aを金型8内にセットする。これにより、金型8内には、樹脂筐体形成用のキャビティ83が形成される。金型8は、樹脂注入用のゲート84を有する。ゲート84は、金型8において、例えば、基板2の第1主面21と第2主面22とのうち第1主面21側にある。金型8は、下型(第1型)81と上型(第2型)82とを含む。ゲート84は、上型82に形成されている。金型8の材料は、例えば、金属又は合金を含む。
導電デバイス1Aを金型8内にセットした後、溶融した成形樹脂材料を、金型8のゲート84を通してキャビティ83に注入する。そして、成形樹脂材料を硬化させることにより、導電デバイス1Aと樹脂筐体9とを備える複合部材10(図9参照)を成形する。成形樹脂材料は、ポリカーボネートであるが、これに限らず、例えば、ABS樹脂、ポリスチレンであってもよい。複合部材10の製造方法では、金型8内に複合部材10を成形した後、複合部材10を金型8から離型する。複合部材10は、導電デバイス1Aを備えるフィルムインサート成形品とも言える。複合部材10の製造方法では、導電デバイス1Aの導電性部分3が伸縮性を有するので、フィルムインサート成形の際に導電性部分3が破断するのを抑制することが可能となる。
樹脂筐体9の形状は、特に限定されない。樹脂筐体9としては、例えば、煙感知器の筐体、照明器具の筐体、電気錠装置の筐体、配線器具(コンセント、スイッチ等)、通信装置の筐体、制御機器の筐体を採用することができる。
(変形例)
実施形態1、2等は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1、2等は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
実施形態1、2等は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態1、2等は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
また、導電性部分3は、例えば、銅はく、めっき層等であってもよい。また、導電性部分3は、単層構造に限らず、積層構造を有していてもよい。この場合、導電性部分3は、第1導電層と、第1導電層に重なり第1導電層よりも抵抗率が小さい第2導電層と、を含む。第1導電層は、導電性ペーストを利用して形成され、第2導電層は、導電性インクを利用して形成される。第1導電層は、実施形態1で説明した導電性部分3と同様に複数の導電性粒子310と有機バインダ320とを含む。第2導電層は、複数の導電性ナノ粒子を含む焼結金属層である。焼結金属層は、導電性ナノ粒子同士が焼結により結合された焼結体である。焼結金属層は、多孔質金属である。したがって、第2導電層は、銅はく、めっき層等と比べて高い伸縮性を有する。導電性ナノ粒子の形状は、例えば、球状である。導電性ナノ粒子の平均粒径は、導電性粒子310の平均粒径よりも小さい。導電性ナノ粒子の平均粒径は、例えば、10nm~300nmである。第2導電層では、導電性ナノ粒子が、例えば、銀ナノ粒子であり、焼結金属層が、例えば、焼結銀層(多孔質銀層)である。第1導電層と第2導電層との積層順は、特に限定されない。つまり、基板2の第1主面21上に第1導電層が形成され第1導電層上に第2導電層が積層されていてもよいし、基板2の第1主面21上に第2導電層が形成され第2導電層上に第1導電層が積層されていてもよい。導電性部分3が積層構造を有する場合、導電性部分3が単層構造の場合と比べて、導電性部分3の低抵抗化を図ることが可能となる。
また、導電デバイス1は、導電性部分3を保護するための保護シートを更に備えていてもよい。保護シートは、ガスバリア性及び耐湿性を有するのが好ましい。保護シートは、撥水性を有していてもよい。保護シートは、導電性部分3を覆うように基板2の第1主面21に積層されている。保護シートは、例えば、伸縮性と可撓性との少なくとも一方の性能を有する。保護シートの厚さは、例えば、30μm以上200μm以下であり、一例として、50μmである。保護シートは、例えば、プラスチックフィルムである。プラスチックフィルムは、ポリカーボネートフィルムであるが、これに限らず、例えば、ABSフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリエーテルサルフォンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタラートフィルム等であってもよい。保護シートは、例えば、基板2にラミネートされる。
(態様)
以上説明した実施形態1、2等から本明細書には以下の態様が開示されている。
以上説明した実施形態1、2等から本明細書には以下の態様が開示されている。
第1の態様に係る導電デバイス(1)は、基板(2)と、導電性部分(3)と、を備える。基板(2)は、第1主面(21)及び第2主面(22)を有する。基板(2)は、可撓性と伸縮性との少なくとも一方の性能を有する。導電性部分(3)は、基板(2)の第1主面(21)の上に形成されている。導電性部分(3)は、ジグザグ状である。導電性部分(3)は、複数の折り返し部(31)と、複数の中間部(32)と、を含む。複数の折り返し部(31)は、基板(2)の厚さ方向(D1)からの平面視で、千鳥配置されている。複数の中間部(32)の各々は、複数の折り返し部(31)のうち2つの折り返し部(31)をつないでいる。複数の折り返し部(31)の各々の第1折り返し幅(W1)は、複数の中間部(32)のうち対応する2つの中間部(32)から想定される仮想折り返し部(V31)の第2折り返し幅(W2)よりも広い。複数の折り返し部(31)の各々の少なくとも一部の厚さ(T1)は、複数の中間部(32)のうち対応する2つの中間部(32)の各々の厚さ(T2)よりも厚い。
この態様によれば、導電性部分(3)の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分(3)の断線を抑制することが可能となる。
第2の態様に係る導電デバイス(1)では、第1の態様において、導電性部分(3)は、複数の導電性粒子(310)と有機バインダ(320)とを含む。
この態様によれば、導電性部分(3)が銅はく又はめっき層である場合と比べて、導電性部分(3)の伸縮性を高めることが可能となる。
第3の態様に係る導電デバイス(1)では、第1又は2の態様において、基板(2)は、ポリカーボネートフィルムである。
この態様によれば、基板(2)が伸縮性を有する。
第4の態様に係る導電デバイス(1)では、第1~3の態様のいずれか一つにおいて、複数の折り返し部(31)の各々の第1折り返し幅(W1)は、対応する仮想折り返し部(V31)の第2折り返し幅の1.2倍以上2倍以下である。
第5の態様に係る導電デバイス(1)では、第1~4の態様のいずれか一つにおいて、前記複数の折り返し部の各々の最大厚さは、複数の中間部(32)のうち対応する2つの中間部(32)の各々の最大厚さの1.2倍以上2倍以下である。
第6の態様に係る導電デバイス(1A)は、基板(2)と、導電性部分(3)と、を備える。基板(2)は、第1主面(21)及び第2主面(22)を有する。導電性部分(3)は、基板(2)の第1主面(21)の上に形成されている。導電性部分(3)は、ジグザグ状である。導電性部分(3)は、複数の折り返し部(31)と、複数の中間部(32)と、を含む。複数の折り返し部(31)は、千鳥配置されている。複数の中間部(32)の各々は、複数の折り返し部(31)のうち2つの折り返し部(31)をつないでいる。複数の折り返し部(31)は、第1折り返し部(31A)と、第1折り返し部(31A)の幅(H1)よりも幅(H2)が広く第1折り返し部(31A)よりも高抵抗の第2折り返し部(31B)と、を含む。複数の中間部(32)は、第1折り返し部(31A)につながっている第1中間部(32A)と、第2折り返し部(31B)につながっている第2中間部(32B)と、を含む。第2折り返し部(31B)の折り返し幅は、第2中間部(32B)の幅の0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。第2折り返し部(31B)の最大厚さは、第2中間部(32B)の最大厚さの0.8倍よりも大きく1.8倍以下である。
この態様によれば、導電性部分(3)の抵抗値の変化を抑制でき、かつ、導電性部分(3)の断線を抑制することが可能となる。
1、1A 導電デバイス
2 基板
3 導電性部分
31 折り返し部
31A 第1折り返し部
31B 第2折り返し部
32 中間部
32A 第1中間部
32B 第2中間部
310 導電性粒子
320 有機バインダ
V31 仮想折り返し部
W1 第1折り返し幅
W2 第2折り返し幅
T1 厚さ
T2 厚さ
H1 幅
H2 幅
2 基板
3 導電性部分
31 折り返し部
31A 第1折り返し部
31B 第2折り返し部
32 中間部
32A 第1中間部
32B 第2中間部
310 導電性粒子
320 有機バインダ
V31 仮想折り返し部
W1 第1折り返し幅
W2 第2折り返し幅
T1 厚さ
T2 厚さ
H1 幅
H2 幅
Claims (6)
- 第1主面及び第2主面を有し、可撓性と伸縮性との少なくとも一方の性能を有する基板と、
前記基板の前記第1主面の上に形成されているジグザグ状の導電性部分と、を備え、
前記導電性部分は、
千鳥配置されている複数の折り返し部と、
各々が前記複数の折り返し部のうち2つの折り返し部をつないでいる、複数の中間部と、を含み、
前記複数の折り返し部の各々の第1折り返し幅は、前記複数の中間部のうち対応する2つの中間部から想定される仮想折り返し部の第2折り返し幅よりも広く、
前記複数の折り返し部の各々の少なくとも一部の厚さは、前記複数の中間部のうち対応する前記2つの中間部の各々の厚さよりも厚い、
導電デバイス。 - 前記導電性部分は、複数の導電性粒子と有機バインダとを含む、
請求項1に記載の導電デバイス。 - 前記基板は、ポリカーボネートフィルムである、
請求項1又は2に記載の導電デバイス。 - 前記複数の折り返し部の各々の前記第1折り返し幅は、対応する前記仮想折り返し部の第2折り返し幅の1.2倍以上2倍以下である、
請求項1又は2に記載の導電デバイス。 - 前記複数の折り返し部の各々の最大厚さは、前記複数の中間部のうち対応する前記2つの中間部の最大厚さの1.2倍以上2倍以下である、
請求項1又は2に記載の導電デバイス。 - 第1主面及び第2主面を有する基板と、
前記基板の前記第1主面の上に形成されているジグザグ状の導電性部分と、を備え、
前記導電性部分は、
千鳥配置されている複数の折り返し部と、
各々が前記複数の折り返し部のうち2つの折り返し部をつないでいる、複数の中間部と、を含み、
前記複数の折り返し部は、
第1折り返し部と、
前記第1折り返し部よりも幅が広く前記第1折り返し部よりも高抵抗の第2折り返し部と、を含み、
前記複数の中間部は、
前記第1折り返し部につながっている第1中間部と、
前記第2折り返し部につながっている第2中間部と、を含み、
前記第2折り返し部の折り返し幅は、前記第2中間部の幅の0.8倍よりも大きく1.8倍以下であり、
前記第2折り返し部の最大厚さは、前記第2中間部の最大厚さの0.8倍よりも大きく1.8倍以下である、
導電デバイス。
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