JP6930681B2 - 伸縮性実装基板 - Google Patents
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Description
本発明の伸縮性実装基板では、切り欠き部は、伸縮性配線と平面視で重なっていてもよい。また、本発明の伸縮性実装基板では、硬質樹脂部は、伸縮性配線の伸縮性基材とは反対側と接し、かつ、電子部品を覆っていてもよい。このような例を、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板として説明する。
本発明の実施形態1の伸縮性実装基板では、伸縮性配線は3本以上であり、かつ、平面視で電子部品から放射状に延伸していてもよい。このような例を、本発明の実施形態1の変形例1の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態1の変形例1の伸縮性実装基板は、伸縮性配線の本数以外、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の実施形態1の伸縮性実装基板では、伸縮性配線、電子部品、及び、硬質樹脂部は、ヤング率が硬質樹脂部よりも低い軟質樹脂部で覆われていてもよい。このような例を、本発明の実施形態1の変形例2の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態1の変形例2の伸縮性実装基板は、軟質樹脂部が配置されていること以外、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の実施形態1の伸縮性実装基板では、伸縮性配線は、第一の配線部と、第二の配線部と、を有し、第一の配線部は、電子部品に接続され、第二の配線部は、切り欠き部と重なり、かつ、平面視で第一の配線部よりも太くてもよい。このような例を、本発明の実施形態1の変形例3の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態1の変形例3の伸縮性実装基板は、伸縮性配線の形状以外、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の伸縮性実装基板では、切り欠き部は、伸縮性配線と平面視で重なっていてもよい。また、本発明の伸縮性実装基板では、硬質樹脂部は、伸縮性配線の伸縮性基材側と接し、かつ、伸縮性基材と接していてもよい。このような例を、本発明の実施形態2の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態2の伸縮性実装基板は、硬質樹脂部の位置以外、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の実施形態2の伸縮性実装基板では、伸縮性配線及び電子部品の接続領域の端部は、ヤング率が伸縮性基材よりも高い別の硬質樹脂部で覆われていてもよい。このような例を、本発明の実施形態2の変形例1の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態2の変形例1の伸縮性実装基板は、伸縮性配線及び電子部品の接続領域の端部が別の硬質樹脂部で覆われていること以外、本発明の実施形態2の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の実施形態2の伸縮性実装基板では、硬質樹脂部は、伸縮性基材に埋め込まれているような位置に存在しておらず、かつ、伸縮性基材及び伸縮性配線の間に配置される絶縁部であってもよい。このような例を、本発明の実施形態2の変形例2の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態2の変形例2の伸縮性実装基板は、硬質樹脂部の位置以外、本発明の実施形態2の伸縮性実装基板と同様である。
本発明の伸縮性実装基板では、切り欠き部は、伸縮性配線と断面視で重なっていてもよい。また、本発明の伸縮性実装基板では、硬質樹脂部は、第一の樹脂部と、第二の樹脂部と、を有し、第一の樹脂部は、伸縮性配線の伸縮性基材側と接し、かつ、伸縮性基材と接し、第二の樹脂部は、伸縮性配線の伸縮性基材とは反対側と接し、かつ、電子部品を覆っていてもよい。このような例を、本発明の実施形態3の伸縮性実装基板として説明する。本発明の実施形態3の伸縮性実装基板は、硬質樹脂部の位置以外、本発明の実施形態1の伸縮性実装基板と同様である。
図18は、実施例1の伸縮性実装基板を示す斜視模式図である。図18に示すように、実施例1の伸縮性実装基板は、実施形態1の伸縮性実装基板に相当する。
図19は、実施例2の伸縮性実装基板を示す斜視模式図である。図19に示すように、実施例2の伸縮性実装基板は、実施形態1の変形例2の伸縮性実装基板に相当する。
図20は、比較例1の伸縮性実装基板を示す斜視模式図である。図20に示すように、比較例1の伸縮性実装基板は、硬質樹脂部40aに切り欠き部41a、41bが設けられていないこと以外、実施例1の伸縮性実装基板と同様である。
図21は、比較例2の伸縮性実装基板を示す斜視模式図である。図21に示すように、比較例2の伸縮性実装基板は、硬質樹脂部40aが配置されていないこと以外、実施例1の伸縮性実装基板と同様である。
実施例1、比較例1、及び、比較例2の伸縮性実装基板をX軸方向(伸縮性配線20a、20bの延伸方向)に7%伸長させたときに伸縮性配線20a、20bに加わる応力について、有限要素法(FEM:Finite Element Method)を用いてシミュレーションを行った。シミュレーション条件については、下記の通り設定した。また、応力の評価点については、伸縮性配線20a、20bのYZ平面の中心に設定した。
(伸縮性基材10a)
X軸方向の長さ:10mm
Y軸方向の長さ:4mm
Z軸方向の長さ:0.04mm
ヤング率:9.9MPa
ポアソン比:0.48
メッシュ条件:0.2mm
(伸縮性配線20a、20b)
X軸方向の長さ:4.75mm
Y軸方向の長さ:0.2mm
Z軸方向の長さ:0.025mm
ヤング率:73.6MPa
ポアソン比:0.48
メッシュ条件:0.025mm
(電子部品30)
X軸方向の長さ:1mm
Y軸方向の長さ:0.5mm
Z軸方向の長さ:0.2mm
ヤング率:73.2GPa
ポアソン比:0.38
メッシュ条件:0.2mm
(硬質樹脂部40a)
X軸方向の長さ:4mm
Y軸方向の長さ:2mm
Z軸方向の長さ:0.25mm
ヤング率:3.44GPa
ポアソン比:0.41
メッシュ条件:0.5mm
(切り欠き部41a、41b)
X軸方向の長さ:1mm
Y軸方向の長さ:1mm
Z軸方向の長さ:0.25mm
実施例1、比較例1、及び、比較例2の伸縮性実装基板を実際に作製し、伸長率を変化させながら伸縮性配線20aの抵抗及びその変化率を測定した。伸縮性実装基板の各部材としては、下記のものを用いた。
伸縮性基材10a:熱可塑性ポリウレタン
伸縮性配線20a、20b:銀及び共重合樹脂の混合物
電子部品30:角形チップ抵抗器
硬質樹脂部40a:アクリル系樹脂
実施例1の伸縮性実装基板をX軸方向(伸縮性配線20a、20bの延伸方向)に10%伸長させたときに伸縮性配線20aに加わる応力について、硬質樹脂部40aの切り欠き部41aの奥行きX(X軸方向の寸法)を変化させながら、有限要素法(FEM)を用いてシミュレーションを行った。なお、応力の評価点については、伸縮性配線20a及び硬質樹脂部40aの接触領域の端部80aに設定した。その他のシミュレーション条件については、上述した評価1と同様に設定した。
実施例1の伸縮性実装基板をX軸方向(伸縮性配線20a、20bの延伸方向)に9%伸長させたときに伸縮性配線20aに加わる応力について、硬質樹脂部40aの切り欠き部41aの幅Y(Y軸方向の寸法)を変化させながら(X=1.4mmに固定)、有限要素法(FEM)を用いてシミュレーションを行った。なお、応力の評価点については、伸縮性配線20a及び硬質樹脂部40aの接触領域の端部80aに設定した。その他のシミュレーション条件については、上述した評価1と同様に設定した。
実施例1の伸縮性実装基板について、図3に示すように切り欠き部をR形状にした。このような状態で、実施例1の伸縮性実装基板をX軸方向(伸縮性配線20a、20bの延伸方向)に10%伸長させたときに伸縮性配線20aに加わる応力について、切り欠き部の半径Cを変化させながら(X=1.4mm、Y=0.4mmに固定)、有限要素法(FEM)を用いてシミュレーションを行った。なお、応力の評価点については、伸縮性配線20a及び硬質樹脂部40aの接触領域の端部80aに設定した。その他のシミュレーション条件については、上述した評価1と同様に設定した。
実施例1及び実施例2の伸縮性実装基板をX軸方向(伸縮性配線20a、20bの延伸方向)に7%伸長させたときに伸縮性配線20a、20bに加わる応力について、有限要素法(FEM)を用いてシミュレーションを行った。シミュレーション条件については、軟質樹脂部70を下記の通りとしたこと以外、上述した評価1と同様に設定した。また、応力の評価点についても、上述した評価1と同様に設定した。
(軟質樹脂部70)
X軸方向の長さ:10mm
Y軸方向の長さ:4mm
Z軸方向の長さ:0.3mm
ヤング率:9.9MPa
ポアソン比:0.48
メッシュ条件:0.2mm
10a、10b、10c 伸縮性基材
11a、11b、11c、11d 基材層
20a、20b、20c、20d、20e、20f 伸縮性配線
21a、21b 第一の配線部
22a、22b 第二の配線部
30 電子部品
40a、40b、40c 硬質樹脂部
41a、41b、41c、41d、41e、41f、41g、41h 切り欠き部
42 第一の樹脂部
43 第二の樹脂部
44a、44b、44c、44d 樹脂層
50a、50b、50c、50d、50e、50f 接続部
60a、60b、60c、60d、60e、60f 伸縮性配線及び電子部品の接続領域の端部
70 軟質樹脂部
80a、80b 伸縮性配線及び硬質樹脂部の接触領域の端部
Claims (12)
- 伸縮性基材と、
前記伸縮性基材の一方主面上に配置される伸縮性配線と、
はんだ又は導電性接着剤を含む接続部を介して前記伸縮性配線に接続され、かつ、前記伸縮性基材と平面視で重なる電子部品と、
前記伸縮性配線と接し、かつ、前記伸縮性配線及び前記電子部品の接続領域の端部と平面視で重なる硬質樹脂部と、を備え、
前記接続部は、前記伸縮性基材と平面視で重なり、
前記硬質樹脂部のヤング率は、前記伸縮性基材のヤング率よりも高く、
前記硬質樹脂部には、前記伸縮性配線と重なる切り欠き部が設けられている、ことを特徴とする伸縮性実装基板。 - 前記接続部は、前記伸縮性配線と平面視で重なる、請求項1に記載の伸縮性実装基板。
- 前記硬質樹脂部は、前記電子部品の全体と平面視で重なる、請求項1又は2に記載の伸縮性実装基板。
- 前記切り欠き部は、前記伸縮性配線と平面視で重なる、請求項1〜3のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
- 前記硬質樹脂部は、前記伸縮性配線の前記伸縮性基材とは反対側と接し、かつ、前記電子部品を覆う、請求項4に記載の伸縮性実装基板。
- 前記硬質樹脂部は、前記伸縮性配線の前記伸縮性基材側と接し、かつ、前記伸縮性基材と接する、請求項4又は5に記載の伸縮性実装基板。
- 前記切り欠き部は、前記伸縮性配線と断面視で重なる、請求項1〜3のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
- 前記硬質樹脂部は、第一の樹脂部と、第二の樹脂部と、を有し、
前記第一の樹脂部は、前記伸縮性配線の前記伸縮性基材側と接し、かつ、前記伸縮性基材と接し、
前記第二の樹脂部は、前記伸縮性配線の前記伸縮性基材とは反対側と接し、かつ、前記電子部品を覆う、請求項7に記載の伸縮性実装基板。 - 同一方向において、前記切り欠き部の奥行きをX、前記伸縮性配線及び前記電子部品の接続領域の端部から突出する前記硬質樹脂部の長さをA、とするとき、0.45≦X/A<1という関係を満たす、請求項1〜8のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
- 同一方向において、前記切り欠き部の幅をY、前記硬質樹脂部の幅をB、とするとき、0.2≦Y/B≦0.7という関係を満たす、請求項1〜9のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
- 前記切り欠き部の前記電子部品側の角部は、半径CのR形状であり、前記切り欠き部の幅をYとするとき、0.5≦C/0.5Y≦1という関係を満たす、請求項1〜10のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
- 前記伸縮性配線は、第一の配線部と、第二の配線部と、を有し、
前記第一の配線部は、前記電子部品に接続され、
前記第二の配線部は、前記切り欠き部と重なり、かつ、平面視で前記第一の配線部よりも太い、請求項1〜11のいずれかに記載の伸縮性実装基板。
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