JP7144163B2 - elastic printed circuit board - Google Patents
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Description
本発明は、伸縮性配線板に関するものである。 The present invention relates to stretchable wiring boards.
伸縮性基板は、人体の動作に追随させる用途や、複雑な形状の物体の表面に倣うように配置される用途に用いられる。こうした伸縮性基板として、伸縮性を有する材料からなる基材と、当該基材よりもヤング率が大きく、基材に埋め込まれたアイランドと、を具備するものが知られており、当該伸縮性基板上には、アイランド上に位置する素子と、当該素子に接続された配線と、が形成されることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Stretchable substrates are used for applications that follow the movements of the human body, and applications that are arranged so as to follow the surface of an object with a complicated shape. As such a stretchable substrate, a substrate comprising a substrate made of a material having stretchability and islands embedded in the substrate and having a Young's modulus larger than that of the substrate is known. It is known that elements located on the island and wirings connected to the elements are formed on the island (see, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-200014).
しかしながら、伸縮性基板は、伸縮性を確保するために柔らかい材料が用いられているので、剛性が低く曲がりやすい。特に、伸縮性基板の全長が長い場合に、アイランドが形成されていない領域(配線が形成されている領域)の全長が長くなり、当該領域において撓みや捻じれが生じやすくなってしまう。その結果、伸縮性基板のハンドリング性が悪化してしまうという問題があった。 However, since the stretchable substrate uses a soft material to ensure stretchability, it has low rigidity and is easily bent. In particular, when the stretchable substrate has a long total length, the total length of the area where the island is not formed (the area where the wiring is formed) becomes long, and bending and twisting tend to occur in this area. As a result, there is a problem that the handleability of the stretchable substrate is deteriorated.
本発明が解決しようとする課題は、ハンドリング性の向上を図ることのできる伸縮性配線板を提供することである。 A problem to be solved by the present invention is to provide an elastic wiring board capable of improving handling properties.
[1]本発明に係る伸縮性配線板は、第1の伸縮性基材と、配線部と前記配線部に接続された接続部とを含むとともに、前記第1の伸縮性基材上に設けられた導体部と、平面視において、前記配線部の一部と重なるように配置され、前記第1の伸縮性基材よりも硬い第1の補強部材と、を備えることを特徴とする。 [1] A stretchable wiring board according to the present invention includes a first stretchable base material, a wiring part, and a connection part connected to the wiring part, and is provided on the first stretchable base material. and a first reinforcing member arranged so as to overlap with a part of the wiring portion in a plan view and being harder than the first stretchable base material.
[2]上記発明において、前記伸縮性配線板は、平面視において、前記接続部と重なるように配置された第2の補強部材を備えていてもよい。 [2] In the above invention, the stretchable wiring board may include a second reinforcing member arranged so as to overlap with the connecting portion in plan view.
[3]上記発明において、前記伸縮性配線板は、前記第1の補強部材を複数備えるとともに、前記第1の補強部材は、前記配線部に沿って間欠的に配置されていてもよい。 [3] In the above invention, the stretchable wiring board may include a plurality of the first reinforcing members, and the first reinforcing members may be intermittently arranged along the wiring portion.
[4]上記発明において、下記(1)式を満たしていてもよい。
50mm≦L≦200mm … (1)
但し、Lは、相互に隣り合う前記第1の補強部材間の距離である。
[4] In the above invention, the following formula (1) may be satisfied.
50mm≦L≦200mm (1)
However, L is the distance between the mutually adjacent first reinforcing members.
[5]上記発明において、前記配線部は、複数に枝分かれする分岐部分を含み、前記第1の補強部材は、平面視において、前記分岐部分と重なるように配置されていてもよい。 [5] In the above invention, the wiring portion may include a plurality of branched portions, and the first reinforcing member may be arranged so as to overlap the branched portions in plan view.
[6]上記発明において、前記第1の伸縮性基材は、ホットメルト又はエラストマーであってもよい。 [6] In the above invention, the first stretchable base material may be hot melt or elastomer.
[7]上記発明において、前記第1の補強部材は、前記ホットメルト又は前記エラストマーに埋設されていてもよい。 [7] In the above invention, the first reinforcing member may be embedded in the hot melt or the elastomer.
[8]上記発明において、前記伸縮性配線板は、前記第1の伸縮性基材と前記導体部との間に介在するプライマー層を備えていてもよい。 [8] In the above invention, the stretchable wiring board may include a primer layer interposed between the first stretchable substrate and the conductor.
[9]上記発明において、前記伸縮性配線板は、前記第1の伸縮性基材と前記導体部との間に介在するプライマー層を備えていてもよい。 [9] In the above invention, the stretchable wiring board may include a primer layer interposed between the first stretchable substrate and the conductor.
[10]上記発明において、前記伸縮性配線板は、前記配線部を覆うオーバーコート層を備えていてもよい。 [10] In the above invention, the stretchable wiring board may include an overcoat layer covering the wiring portion.
[11]上記発明において、前記伸縮性配線板は、前記オーバーコート層を覆う第2の伸縮性基材を備え、前記第1の補強部材は、前記第2の伸縮性基材より硬くてもよい。 [11] In the above invention, the stretchable wiring board includes a second stretchable base covering the overcoat layer, and the first reinforcing member is harder than the second stretchable base. good.
本発明の伸縮性配線板によれば、平面視において、配線部に重なる位置に、第1の伸縮性基材よりも硬い第1の補強部材を配置するため、当該第1の補強部材が配置された部分の剛性が向上する。結果として、第1の補強部材が配置された部分において、伸縮性配線板が曲がりにくくなるうえに、第1の補強部材が配置された部分を支点にして、伸縮性配線板のハンドリングを行えるため、伸縮性配線板のハンドリング性が向上する。 According to the stretchable wiring board of the present invention, since the first reinforcing member harder than the first stretchable base material is arranged at the position overlapping the wiring part in plan view, the first reinforcing member is arranged. The rigidity of the reinforced part is improved. As a result, the stretchable wiring board is less likely to bend at the portion where the first reinforcing member is arranged, and the stretchable wiring board can be handled using the portion where the first reinforcing member is arranged as a fulcrum. , the handleability of the stretchable wiring board is improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<<第1実施形態>>
図1は本発明の第1実施形態における伸縮性配線板の平面図であり、図2は図1のII-II線に沿った断面図であり、図3は図1のIII部の拡大図であり、図4(A)は図3のIVA-IVA線に沿った断面図であり、図4(B)は図3のIVB-IVB線に沿った断面図であり、図5は伸縮性配線板の導体部60を説明するための平面図である。なお、図3において、ホットメルト層30A、プライマー層50、導体部60、及びオーバーコート層70は、便宜上、破線で示している。また、図1においては、接続部62に実装されている電子部品200を図示しているが、図2及び図5においては、便宜上、接続部62に実装されている電子部品200を図示していない。
<<First Embodiment>>
1 is a plan view of an elastic wiring board according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of section III in FIG. 4(A) is a cross-sectional view along line IVA-IVA in FIG. 3, FIG. 4(B) is a cross-sectional view along line IVB-IVB in FIG. 3, and FIG. 4 is a plan view for explaining a
図1及び図2に示す伸縮性配線板10Aは、例えば、生体センサなどのウェアラブルデバイスや生体情報モニタなどのメディカルデバイスにおける伸縮性が必要とされる箇所に使用される。ウェアラブルデバイスやメディカルデバイスは、衣類や装具に設けられるため、伸縮性配線板10Aが人体の屈曲に十分に追従することが必要とされる。このような伸縮性配線板10Aには、図1に示すように、例えば、電子部品200が設けられる。電子部品200としては、感圧センサや銀/塩化銀電極などを形成したり、ICやコンデンサ、LEDなどの実装部品が実装される。なお、伸縮性配線板10Aの用途は、伸縮性を要求されるものであれば、特に限定されない。
The
本実施形態の伸縮性配線板10Aは、図1、図2に示すように、ファブリック20と、ホットメルト層30Aと、第1の補強部材40Aと、第2の補強部材40Bと、プライマー層50と、導体部60と、オーバーコート層70と、を備えている。本実施形態における「伸縮性配線板10A」が本発明における「伸縮性配線板」に相当し、本実施形態における「ファブリック20」が本発明における「ファブリック」に相当し、本実施形態における「ホットメルト層30A」が本発明における「第1の伸縮性基材」に相当し、本実施形態における「第1の補強部材40A」が本発明における「第1の補強部材」に相当し、本実施形態における「第2の補強部材40B」が本発明における「第2の補強部材」に相当し、本実施形態における「プライマー層50」が本発明における「プライマー層」に相当し、本実施形態における「導体部60」が本発明における「導体部」に相当し、本実施形態における「オーバーコート層70」が本発明における「オーバーコート層」に相当する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ファブリック20は、ホットメルト層30Aを貼り付ける対象であり、ウェアラブルデバイス等が設けられる衣服や装具の布帛部分である。このファブリック20は、複数の繊維により構成された織布(布)から構成されており、より具体的には、図3の拡大図に示すように、相互に交差する第1の繊維束21と第2の繊維束22とにより構成されている。第1の繊維束21は、1又は2以上の第1の繊維211を集合させることで構成されている。第1の繊維束21は、図中Y方向(伸縮性配線板10Aの伸縮予定方向)に対して傾斜した方向D1(以下、第1の方向D1とも言う。)に延在し、複数の第1の繊維束21は、第1の方向D1に対して交差する方向D2(以下、第2の方向D2とも言う。)に並列されている。第2の繊維束22は、1又は2以上の第2の繊維221を集合させることで構成されている。第2の繊維束22は、第2の方向D2に延在し、複数の第2の繊維束22は、第1の方向D1に並列されている。ファブリック20は、平面視において、複数の第1の繊維束21と、複数の第2の繊維束22とを相互に交差させて織り込むことで構成されている。
The
第1の繊維211及び第2の繊維221としては、例えば、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アクリル、ポリウレタン、ビニロン、ポリエチレン、ナフィオン(登録商標)、アラミド、綿等を用いることができる。この第1の繊維211及び第2の繊維221は、伸縮性を有していてもよい。第1の繊維211と、第2の繊維221とは、相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第1の繊維束21を構成する第1の繊維211の数と、第2の繊維束22を構成する第2の繊維221の数とは、相互に同じであってもよいし、異なっていてもよい。
As the
平面視において、相互に交差する第1の繊維束21と第2の繊維束22との間には、矩形状の間隙23が形成されている。この間隙23は、平面視において、相互に隣り合う第1の繊維束21,21と、相互に隣り合う第2の繊維束22,22とによって画定されている。
In plan view, a
間隙23は、ファブリック20の一方の主面201に開口すると共に、ファブリック20の他方の主面202(図4(A)及び図4(B)参照)に開口しており、ファブリック20の一方の主面201と他方の主面202を連通している。この間隙23は、ファブリック20の厚さ方向に沿って真直ぐ延在するものでなくてもよく、両方の主面201,202で開口し、両方の主面201,202を連通していればよい。伸縮性配線板10Aの変形に応じて、この間隙23が変形することで、ファブリック20全体として伸縮性が発揮される。
The
また、ファブリック20のヤング率Efは、0.1~35MPaであることが好ましい(0.1MPa≦Ef≦35MPa)。また、ファブリック20の破断伸びBfは、50%以上であることが好ましい(Bf≧50%)。なお、「破断伸び」とは、自然長に対する破断点までの材料の伸び率を意味する。また、ファブリック20の厚みTfとしては、20~300μmであることが好ましい(20μm≦Tf≦300μm)。
Also, the Young's modulus E f of the
なお、図1において、ファブリック20の全体形状は矩形となっているが、特にこれに限定されない。ファブリック20の全体形状は、ウェアラブルデバイスが設けられる衣服や装具の形状に応じて異なる。
In addition, although the overall shape of the
ホットメルト層30Aは、図4(A)及び図4(B)に示すように、ファブリック20の主面201に貼り付けられており、ファブリック20上に形成されている。このホットメルト層30Aは、プライマー層50と導体部60とオーバーコート層70と略同一の平面形状を有している。さらに、ホットメルト層30Aは、図4(A)及び図4(B)に示すように、ファブリック20の主面201に位置する第1の繊維211及び第2の繊維221と密接しており、一の第1の繊維束21を構成する第1の繊維211同士の間に入り込むと共に、一の第2の繊維束22を構成する第2の繊維221同士の間に入り込んでいる。このホットメルト層30Aは、接触する第1の繊維211及び第2の繊維221の表面近傍に僅かに含浸しているが、第1の繊維211及び第2の繊維221の内部までは含浸していない。すなわち、本実施形態では、第1の繊維211及び第2の繊維221の内部に、ホットメルト層30Aが完全に含浸していない。
The hot-
このホットメルト層30Aは、間隙23を介して隣り合う第1の繊維束21同士の間にブリッジ状に形成されている。同様に、ホットメルト層30Aは、間隙23を介して隣り合う第2の繊維束22同士の間にブリッジ状に形成されている。これにより、ホットメルト層30Aは、ファブリック20の主面201に開口する間隙23を覆っている。また、ホットメルト層30Aは、間隙23の内部に入り込んでおらず、間隙23の内部は、ホットメルト層30Aにより満たされていない。なお、ホットメルト層30Aは、間隙23の内部を満たしていなければ、間隙23の開口近傍で間隙23の内部に僅かに入り込んでいてもよい。
The hot-
ホットメルト層30Aは、伸縮性を有しており、その構成材料としては、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、スチレンブタジエンゴム、シリコン等のホットメルト系の樹脂材料を用いることができる。ホットメルト層30Aのヤング率Ehは、特に限定されないが、0.1MPa~35MPaであることが好ましい(0.1MPa≦Eh≦35MPa)。
The hot-
図1及び図2に戻り、第1の補強部材40A(第1の補強部材40A1及び第1の補強部材40A2)は、導体部60の厚さ方向(図中のZ方向であり、伸縮性配線板10Aの厚さ方向でもある)から見て、配線部61の一部と重なるように配置されている。また、第1の補強部材40Aは、ホットメルト層30Aに埋設されおり、その結果、第1の補強部材40Aは、ホットメルト層30Aとプライマー層50との間に介在している。第1の補強部材40Aがホットメルト層30Aに埋設されていることで、第1の補強部材40Aを配置しても伸縮性配線板10Aに段差が生じないため、伸縮性配線板10Aの両主面の平滑性を向上することができる。本実施形態における「配線部61」が本発明における「配線部」に相当する。
Returning to FIGS. 1 and 2, the first reinforcing
また、第1の補強部材40Aは、配線部61の延在方向に沿って、互いに離間するように複数配置されている。具体的には、第1の補強部材40A1が、導体部60の厚さ方向から見て、配線部61が複数に枝分かれする第1及び第2の分岐部分612a,612bに重なるように配置されており、一方で、第1の補強部材40A2が、導体部60の厚さ方向から見て、配線部61の配線本体部分611の一部と重なるように配置されている(なお、図2の断面図においては、第1の補強部材40A1の間に位置する第1の補強部材40A2は省略されている)。分岐部分612a,612bには、応力が集中しやすいが、ここに第1の補強部材40A1を設けることで、分岐部分612a,612bの耐久性を向上することができる。また、分岐部分612a,612bに配置された第1の補強部材40A1を支点としてハンドリングが行えるため、伸縮性配線板10Aのハンドリング性が向上する。本実施形態における「第1の分岐部分612a」及び「第2の分岐部分612b」が本発明における「分岐部分」に相当する。
A plurality of first reinforcing
結果として、第1の補強部材40A1,40A2が、配線部61に沿って間欠的に配置されている。すなわち、第1の補強部材40A1,40A2同士が配線部61に沿って、離間して(隙間を開けて)配置されている。上記のように、第1の補強部材40A1が、第1及び第2の分岐部分612a,612bに配置されることで、第1及び第2の分岐部分612a,612bにおける配線部61の破断を抑制することができる。
As a result, the first reinforcing
また、特に限定されることはないが、隣り合う第1の補強部材40A1,40A2の間の距離LA(図1参照)は下記式(1)を満たしている。
50mm≦LA≦200mm … (1)
Also, although not particularly limited, the distance LA (see FIG. 1) between the adjacent first reinforcing
50mm≦L A ≦200mm (1)
互いに隣り合う第1の補強部材40A1,40A2の間の距離LAを上記の範囲とすることで、伸縮性配線板10Aの伸縮性を確保しつつ、剛性を十分に高められる。また、第1の補強部材40Aを支点として伸縮性配線板10Aを容易にハンドリングできるため、伸縮性配線板10Aのハンドリング性をより向上することができる。
By setting the distance LA between the first reinforcing
なお、隣り合う第1の補強部材40Aの間隔は、等間隔あってもよいし、不規則な間隔であってもよい。当該間隔は、伸縮性配線板10Aの設計に応じて適宜選択することができる。また、本実施形態では、第1の補強部材40Aが複数配置されている場合を例示しているが、伸縮性配線板10Aの全長が比較的短い場合などには、第1の補強部材40Aの個数は1個であってもよい。
The interval between adjacent first reinforcing
このような第1の補強部材40Aとしては、特に限定されないが、例えば、粘着テープなどを用いることができる。粘着テープとしては、特に限定されないが、例えば、ポリエステルフィルムの主面にアクリル系粘着剤層を備えたものを用いることができ、アクリル系粘着剤層をプライマー層50に貼りつけることで、第1の補強部材40Aが配置される。
As such a first reinforcing
また、第1の補強部材40Aは、ホットメルト層30Aより硬い材料から構成されており、第1の補強部材40Aのヤング率ERAは、ホットメルト層30Aのヤング率Ehより大きい(ERA>Eh)。一般に、ヤング率が大きくなるにつれて、剛性も高くなるため、このようなヤング率の関係を満たす場合、第1の補強部材40Aは、ホットメルト層30Aより硬くなる。
The first reinforcing
第2の補強部材40Bは、導体部60の厚さ方向から見て、接続部62と重なるように配置されている。この第2の補強部材40Bも、第1の補強部材40Aと同様に、ホットメルト層30Aに埋設されており、ホットメルト層30Aとプライマー層50との間に介在している。接続部62においては、外部機器との接続などが行われるため、応力がかかりやすいが、第2の補強部材40Bにより補強を行うことで、接続部62の破損を防止することができる。第2の補強部材40Bがホットメルト層30Aに埋設されていることで、第2の補強部材40Bを配置しても伸縮性配線板10に段差が生じないため、伸縮性配線板10の両主面の平滑性を向上することができる。また、第2の補強部材40Bが、ホットメルト層30Aと導体部60との間に介在していることで、第2の補強部材40Bが導体部60に近い位置に配置されるため、確実に接続部62を補強することができる。本実施形態における「接続部62」が本発明における「接続部」に相当する。
The second reinforcing
また、特に限定されることはないが、第2の補強部材40Bと、当該第2の補強部材40Bの隣の第1の補強部材40Aの間の距離LB(図1参照)は下記式(2)を満たしていることが好ましい。
50mm≦LB≦200mm … (2)
Further, although not particularly limited, the distance L B (see FIG. 1) between the second reinforcing
50mm ≦LB≦200mm (2)
第2の補強部材40Bは、第1の補強部材40Aと同じ材料によって構成されていてもよいし、異なる材料によって構成されていてもよい。特に限定されることはないが、例えば、配線部61と接続部62とで、必要な剛性が異なる場合などには、第1の補強部材40Aと第2の補強部材40Bは剛性の異なる材料により構成されていてもよい。また、第2の補強部材40Bは、ホットメルト層30Aより硬い材料から構成されており、第2の補強部材40Bのヤング率ERBは、ホットメルト層30Aのヤング率Ehより大きい(ERB>Eh)。
The second reinforcing
プライマー層50は、ホットメルト層30A及び第1及び第2の補強部材40A,40B上に設けられており、ホットメルト層30Aと導体部60との間に介在している。このプライマー層50は、導体部60の下面601と側面602とを覆っており、プライマー層50の平面形状は、導体部60の平面形状と実質的に同一形状となっている。さらに、プライマー層50は、ファブリック20等と同様に伸縮性を有している。
The
プライマー層50は、伸縮性配線板10Aの伸長時に、導体部60の破断を防止する緩衝層として機能するうえに、防水層としても機能する。このようなプライマー層50を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂等を例示することができる。
プライマー層50のヤング率Epは、ファブリック20のヤング率Ef以下であることが好ましく(Ep≦Ef)、緩和層としての機能を高める観点から、ファブリック20のヤング率Efよりも低いことがより好ましい(Ep<Ef)。このようなプライマー層50のヤング率Epとしては、0.1~10MPaであることが好ましい(0.1MPa≦Ep≦10MPa)。また、プライマー層50の破断伸度Bpとしては、50%以上であることが好ましい(Bp≧50%)。また、プライマー層50の厚みTpとしては、10~50μmであることが好ましい(10μm≦TP≦50μm)。
The Young's modulus E p of the
導体部60は、図2に示すように、プライマー層50上に設けられており、オーバーコート層70に覆われた配線部61と、オーバーコート層70から外部に露出している接続部62と、を含んでいる。この導体部60は、図1に示すように、複数の導体線(後述)の束からなる帯状の平面形状を有しており、ホットメルト層30A、プライマー層50、及びオーバーコート層70も、この導体部60に沿った帯状の平面形状を有している。
The
配線部61は、接続部62と一体的に形成されており、これにより、複数の接続部62同士を電気的に接続している。この配線部61は、図5に示すように、相互に並行に延在する複数の導体線610a~610hの束によって構成されている。この配線部61は、複数の配線本体部分611と、当該複数の配線本体部分611同士を接続する第1及び第2の分岐部分612a,612bと、を含んでいる。
The
接続部62は、図2に示すように、ホットメルト層30Aから離れる方向に突出した凸状の突出部621を有しており、当該突出部621の露出面622がオーバーコート層70から露出している。この接続部62は、電子部品200(図1参照)との接続端子として用いることができ、この露出面622において、電子部品200との導通を確保する。
As shown in FIG. 2, the connecting
接続部62は、図5に示すように、複数の接続端子620a1~620h1、620a2~620h2を含んでおり、これらには複数の導体線610a~610hがそれぞれ接続されている。図5には特に図示しないが、接続端子620a1~620h1、620a2~620h2には、各種のセンサ、コネクタ、IC、LED、コンデンサどの電子部品200(図1参照)が設けられる。
As shown in FIG. 5, the
なお、本実施形態では、「接続部62」として、「接続端子」を例示しているがこれに限定されない。接続部62としては、例えば、電子部品200のコネクタに接続するためのコネクタ端子や感圧センサなどが直接形成されていてもよい。
In addition, in this embodiment, although the "connection terminal" is illustrated as the "
上記のような、導体部60において、導体線610a~610hと接続端子620a1~620h1、620a2~620h2は以下のように互いに接続されている。まず、導体線610a~610hが、接続端子620a1~620h1から、それぞれ-X方向に延在し、その後、第1の分岐部分612aにおいて、3方向に枝分かれしている。
In the
このうち、導体線610a,610bは、第1の分岐部分612aにおいて-Y方向に折れ曲がり、その後、-Y方向に延在し、最終的に、接続端子620a2,620b2にそれぞれ接続されている。また、導体線610c,610dは、延在方向を変えることなくそのまま-X方向に延在し、その後、接続端子620c2,620d2にそれぞれ接続されている。
Among them, the
一方で、導体線610e~610hは、第1の分岐部分612aにおいて+Y方向に折れ曲がり、その後、第2の分岐部分612bまで延在し、当該第2の分岐部分612bにおいて2方向に枝分かれしている。このうち、導体線610e,610fは、第2の分岐部分612bにおいて-X方向に折れ曲がり、その後、-X方向に延在し、最終的に、接続端子620e2,620f2にそれぞれ接続されている。また、導体線610g,610hは、延在方向を変えることなくそのまま+Y方向に延在し、その後、接続端子620g2,620h2にそれぞれ接続されている。結果として、各導体線610a~610hの両端には、接続端子620a1~610h1,620a2~610h2が接続されている。
On the other hand, the
なお、本実施形態において、配線部61は、枝分かれした平面形状を有しているが、これに限定されることはない。配線部61の平面形状は枝分かれしていなくてもよい。また、配線本体部分611は、曲線であってもよい。また、配線部61は、一本の導体線により構成されていてもよい。
In addition, in the present embodiment, the
上記のような導体部60は、導電性粒子がバインダ中に分散されることで構成されており、伸縮性を有している。ここでは、導体部60に含まれるバインダが伸縮性を有する材料により構成されることで、導体部60に伸縮性が付与されているが、このようなバインダとしては、エラストマーを用いることが好ましく、例えば、アクリルゴム、ウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、これらの2種以上の複合体等を用いることができる。導電性粒子としては、金、銀、白金、ルテニウム、鉛、錫、亜鉛、ビスマス等の金属又はこれらの合金からなる金属材料、若しくは、カーボン等の非金属材料を用いることができる。導電性粒子の形状としては、片鱗状又は不定状とされた形状であることが好ましい。
The
なお、伸縮性配線板10Aの用途に応じて、突出部621に含まれる導電性粒子と、配線部61に含まれる導電性粒子の種類を異なるものとしてもよい。例えば、特に限定されないが、突出部621に含まれる導電性粒子としてカーボンを用い、配線部61に含まれる導電性粒子として銀を用いてもよい。
It should be noted that the type of the conductive particles contained in the projecting
導体部60のヤング率Ecは、ファブリック20のヤング率Efよりも高くてもよいし(Ec>Ef)、ファブリック20のヤング率Efよりも低くてもよいし(Ec<Ef)、ファブリック20のヤング率Efと同じであってもよい(Ec=Ef)。特に、導体部60のヤング率Ecは、ファブリック20のヤング率Efよりも高いことが好ましい(Ec>Ef)。このような導体部60のヤング率Ecとしては、10~200MPaであることが好ましい(10MPa≦Ec≦200MPa)。また、導体部60の最大伸度LEcとしては、5~50%であることが好ましい(5%≦LEc≦50%)。また、導体部60の破断伸度Bcとしては、10~100%であることが好ましい(10%≦Bc≦100%)。
The Young's modulus E c of the
オーバーコート層70は、導体部60及びプライマー層50上に設けられており、導体部60の少なくとも一部を覆うことにより、導体部60を保護している。具体的には、配線部61の上面及び突出部621の側面がオーバーコート層70に覆われている。このオーバーコート層70には、一方の主面から他方の主面まで貫通する孔701が形成されており、当該孔701の内部には、突出部621が形成されている。
The
オーバーコート層70は、ファブリック20と同様、伸縮性を有していることが好ましい。オーバーコート層70を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、シリコン等を例示することができる。
Like the
オーバーコート層70のヤング率Eoとしては、プライマー層50のヤング率Epよりも高いことが好ましく(Eo>Ep)、導体部60のヤング率Ecよりも低いことがより好ましい(Eo<Ec)。このようなオーバーコート層70のヤング率Eoとしては、5~100MPaであることが好ましい(5MPa≦Eo≦100MPa)。また、オーバーコート層70の最大伸度LEoとしては、10~50%であることが好ましい(10%≦LEo≦50%)。また、オーバーコート層70の破断伸度Boとしては、50%以上であることが好ましい(Bo≧50%)。また、オーバーコート層70の厚みToとしては、10~20μmであることが好ましい(10μm≦To≦20μm)。
The Young's modulus E o of the
また、オーバーコート層70を構成する材料と、プライマー層50を構成する材料とは、実質的に同一の材料であることが好ましい。この場合、プライマー層50とオーバーコート層70の界面は僅かに視認できる程度であり、プライマー層50とオーバーコート層70とは実質的に一体となる。
Moreover, the material forming the
以上のような本実施形態の伸縮性配線板10Aは以下のような効果を奏する。
The
伸縮性配線板は、剛性が低いため曲がりやすい。伸縮性配線板の全長が長くなると、配線部が長くなり、当該配線部が形成されている領域に撓みやねじれが生じやすくなる。これに対して、本実施形態の伸縮性配線板10Aは、平面視において、配線部61に重なる位置に、ホットメルト層30Aよりも硬い第1の補強部材40Aを配置するため、当該第1の補強部材40Aが配置された部分の剛性が向上する。
An elastic wiring board is easy to bend due to its low rigidity. As the total length of the stretchable wiring board increases, the wiring portion becomes longer, and the area where the wiring portion is formed tends to be bent or twisted. On the other hand, in the
結果として、伸縮性配線板10Aの配線部61が形成されている領域において、伸縮性配線板10Aが曲がりにくくなるうえに、第1の補強部材40Aが配置された部分を支点にして、伸縮性配線板10Aのハンドリングを行えるため、伸縮性配線板10Aのハンドリング性が向上する。
As a result, in the region where the
次に、本実施形態の伸縮性配線板10Aの製造方法について、図6、図7(a)~図7(h)を参照しながら説明する。図6は本実施形態に係る伸縮性配線板10Aの製造方法を説明する工程図である。また、図7(a)~図7(h)は図6の各工程(ステップS1~ステップS8)をそれぞれ示す図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、図6のステップS1において、図7(a)に示すように、離型フィルム80を準備する。この離型フィルム80は、離型処理が施された樹脂フィルムであり、特に限定されないが、例えば、離型処理PETフィルムを離型フィルム80として用いることができる。
First, in step S1 of FIG. 6, a
次に、図6のステップS2において、図7(b)に示すように、離型フィルム80の一方の主面上に所定のパターンのオーバーコート層70を形成する。ここでは、離型フィルム80上でオーバーコート層70が形成されていない孔701も同時に形成される。オーバーコート層70は、上述のオーバーコート層70を構成する材料を離型フィルム80上に塗布し、これを硬化させることで形成される。塗布方法としては、スクリーン印刷法、スプレーコート法、バーコート法、ディップ法、インクジェット法等の種々の塗布方法を採用することができる。硬化方法としては、紫外線、赤外線レーザ光等のエネルギ線照射、加熱、加熱冷却、乾燥等を採用することができる。
Next, in step S2 of FIG. 6, an
次に、図6のステップS3において、図7(c)に示すように、導体部60を形成する。このとき、孔701の内部には、接続部62を形成し、オーバーコート層70上には配線部61を形成する。導体部60は、導電性ペーストを孔701の内部とオーバーコート層70上に塗布し、これを硬化させることで形成される。導体部60を形成する導電性ペーストの具体例としては、導電性粒子、バインダ、水もしくは溶剤、及び各種添加剤を混合して構成する導電性ペーストを例示することができる。導電性ペーストに含まれる溶剤としては、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、シクロヘキサノン、イソホロン、テルピネオールを例示することができる。塗布方法及び硬化方法は、オーバーコート層70の形成時と同様の方法を用いることができる。
Next, in step S3 of FIG. 6, a
次に、図6のステップS4において、図7(d)に示すように、プライマー層50を導体部60上に形成する。プライマー層50は、上述の樹脂材料を導体部60に塗布し、これを硬化させることで形成される。塗布方法及び硬化方法は、オーバーコート層70の形成時と同様の方法を用いることができる。
Next, in step S4 of FIG. 6, a
次に、図6のステップS5において、図7(e)に示すように、プライマー層50に第1の補強部材40A及び第2の補強部材40Bを配置する。第1の補強部材40Aは、各層の積層方向から見て、配線部61と重なるように配置する。一方で、第2の補強部材40Bは、各層の積層方向から見て、接続部62と重なるように配置する。特に限定されないが、具体的には、上述の粘着テープを用い、当該粘着テープの接着剤層をプライマー層50に貼り付けることで第1、第2の補強部材40A、40Bが形成される。
Next, in step S5 of FIG. 6, the first reinforcing
次に、図6のステップS6において、図7(f)に示すように、第1、第2の補強部材40A、40B及びプライマー層50上にホットメルト層30Aを形成する。ホットメルト層30Aは、上述の熱可塑性のホットメルト系接着剤を、第1、第2の補強部材40A、40B及びプライマー層50上に配置することで形成できる。このとき、ホットメルト系接着剤を加熱し、任意の形状に成形してもよい。また、この接着剤として、シート状のホットメルト系接着剤を用い、熱ラミネーターなどを用いて、シート状のホットメルト系接着剤を第1、第2の補強部材40A、40B及びプライマー層50に貼り付けてもよい。
Next, in step S6 of FIG. 6, the hot-
次に、図6のステップS7において、図7(g)に示すように、ホットメルト層30Aをファブリック20に貼り付ける。特に限定されないが、具体的には、ホットメルト層30Aを加熱することで軟化させた状態で、ファブリック20に貼り付ける。特に、本実施形態における伸縮性配線板10Aは、第1の補強部材40Aにより、配線部61が形成されている領域に剛性を付与されているため、この貼り付け作業における伸縮性配線板10Aのハンドリング性が向上する。
Next, in step S7 of FIG. 6, the hot-
次に、図6のステップS8において、図7(h)に示すように、離型フィルム80を伸縮性配線板10Aから剥離する。なお、離型フィルム80を剥離するタイミングは、ファブリック20の貼り付け後のみに限定されない。例えば、ホットメルト層30Aの形成後(図6のステップS6の後)であり、ファブリック20の貼り付け前(図6のステップS7の前)に、離型フィルム80を剥離してもよい。
Next, in step S8 of FIG. 6, as shown in FIG. 7(h), the
<<第2実施形態>>
図8は、本発明の第2実施形態における伸縮性配線板10Bの断面図である。本実施形態では、伸縮性配線板10Bがシームテープ90を備えている点で、第1実施形態と相違するが、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。以下に、第2実施形態における第1実施形態との相違点であるシームテープ90についてのみ説明を行い、第1実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態における「シームテープ90」は、本発明における「第2の伸縮性基材」に相当する。
<<Second Embodiment>>
FIG. 8 is a cross-sectional view of
伸縮性配線板10Bは、オーバーコート層70上にシームテープ90が貼り付けられている点で、第1実施形態における伸縮性配線板10Aと相違する。このシームテープ90は、配線部61に対応する位置に貼り付けられている。
シームテープ90は、伸縮性を有しており、このシームテープ90としては、特に限定されないが、ウレタン系エラストマーから構成されるフィルムの主面にホットメルトを備えたものを用いることができる。また、シームテープ90は、第1の補強部材40Aよりも柔らかく(換言すると、第1の補強部材40Aはシームテープ90より硬い)、シームテープ90のヤング率Esは、第1の補強部材のヤング率ERAよりも小さい(Es<ERA)。また、シームテープ90の破断伸度Bsは、ホットメルト層30Aの破断伸度Bhよりも大きい(Bs>Bh)。
The
この第2実施形態における伸縮性配線板10Bにおいても、上述の第1実施形態と同様に、伸縮性配線板10Bのハンドリング性を向上させることができる。特に、このシームテープ90により、伸縮性配線板10Bの配線部61が形成されている部分の剛性が一層向上するため、ハンドリング性がより向上する。
Also in the
なお、「第2の伸縮性基材」はシームテープ90のみに限定されない。「第2の伸縮性基材」としては、各種の樹脂材料を用いることができ、特に、防水性を有していることが好ましい。第2実施形態では、防水性を有する樹脂材料として、「シームテープ」を例示している。
Note that the “second stretchable base material” is not limited to the
本実施形態の伸縮性配線板10Bの製造方法は、基本的に、第1実施形態における伸縮性配線板10Aの製造方法と同じであるが、図6のステップS8の後に、シームテープ90を貼りつける工程を有する点で第1実施形態と相違する。この工程では、シームテープ90が備えているホットメルトをオーバーコート層70上に、熱ラミネーターなどで貼り付ければよい。これによって、伸縮性配線板10Bが製造される。
The method for manufacturing
<<第3実施形態>>
図9は、本発明の第3実施形態における伸縮性配線板10Cの断面図である。本実施形態では、伸縮性配線板10Cの第1の伸縮性基材がホットメルト層30Aではなくエラストマー層30Bであり、ファブリック20が貼り付けられていない点で、第1実施形態と相違するが、それ以外の構成は第1実施形態と同様である。以下に、第3実施形態における第1実施形態との相違点についてのみ説明を行い、第1実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。本実施形態における「エラストマー層30B」は、本発明における「第1の伸縮性基材」に相当する。
<<Third Embodiment>>
FIG. 9 is a cross-sectional view of
エラストマー層30Bは、伸縮性配線板10Cの最下部に形成されており、プライマー層50と導体部60とオーバーコート層70と略同一の平面形状を有している。本実施形態では、第1、第2の補強部材40A、40Bは、エラストマー層30Bに埋設されており、プライマー層50は、エラストマー層30B上に形成されている。また、このエラストマー層30Bには、第1実施形態のファブリック20は貼り付けられていない。
エラストマー層30Bを構成する材料としては、例えば、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、又はフッ素ゴム等を用いることができる。なお、その他のエラストマー材料を用いてもよい。
As a material constituting the
エラストマー層30Bのヤング率EEとしては、0.1~35MPaであることが好ましい。また、エラストマー層30Bの最大伸度LEEとしては、5~50%であることが好ましい。また、エラストマー層30Bの破断伸度BEとしては、50%以上であることが好ましい。また、エラストマー層30Bの厚みTEとしては、20~300μmであることが好ましい。
The Young's modulus EE of the
この第3実施形態における伸縮性配線板10Cにおいても、上述の第1実施形態と同様に、伸縮性配線板10Cのハンドリング性を向上させることができる。
Also in
第3実施形態の伸縮性配線板10Cは、エラストマー基材上にプライマー層を印刷、導体部を印刷、オーバーコート層を印刷して製造できる。
The
<<第4実施形態>>
図10は、本発明の第4実施形態における伸縮性配線板10Dの断面図である。本実施形態では、第1、第2の補強部材40A、40Bが、伸縮性配線板10Dの最下面に形成されている点で、第3実施形態と相違するが、それ以外の構成は第3実施形態と同様である。以下に、第4実施形態における第3実施形態との相違点についてのみ説明を行い、第3実施形態と同様の構成である部分については同一符号を付して説明を省略する。
<<Fourth Embodiment>>
FIG. 10 is a cross-sectional view of
第4実施形態における伸縮性配線板10Dは、エラストマー層30Bの下面に、第1及び第2の補強部材40A、40Bが貼り付けられている。すなわち、第1及び第2の補強部材40A,40Bは、エラストマー層30Bに埋設されておらず、第1及び第2の補強部材40A,40Bは、プライマー層50から離間して配置されているとともに、プライマー層50と第1及び第2の補強部材40A,40Bとの間に、エラストマー層30Bが介在している。
In a
この第4実施形態における伸縮性配線板10Dにおいても、上述の第1実施形態と同様に、伸縮性配線板10Dのハンドリング性を向上させることができる。 In stretchable wiring board (10D) according to the fourth embodiment, similarly to the above-described first embodiment, it is possible to improve the handleability of stretchable wiring board (10D).
この第4実施形態における伸縮性配線板10Dは、エラストマー層30Bを形成した後に第1及び第2の補強部材40A,40Bをエラストマー層30Bに貼り付けることを除いて、基本的に、第3の実施形態における伸縮性配線板10Cの製造方法と同様の製造方法により製造することができる。
The
なお、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 It should be noted that the embodiments described above are described to facilitate understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiments is meant to include all design changes and equivalents that fall within the technical scope of the present invention.
例えば、第1及び第2の補強部材40A,40Bは、オーバーコート層70上に貼り付けられていてもよい。また、例えば、防水性を十分に確保できる場合には、プライマー層50は無くてもよい。すなわち、上記の実施形態では、プライマー層50を介して、ホットメルト層30A又はエラストマー層30B上に導体部60が間接的に設けられていたが、第1の伸縮性基材上に導体部60が直接的に設けられていてもよく、本実施形態における「第1の伸縮性基材上に設けられた」は、「第1の伸縮性基材上に間接的又は直接的に設けられた」を意味する。
For example, the first and second reinforcing
また、伸縮性配線板10の製造方法は、上記の実施形態のみに限定されず、ステップ2~ステップ8を実施する順番は上記の実施形態における順番(図5参照)のみに限定されない。例えば、オーバーコート層70を形成する前に、離型フィルム80上に接続部62を形成しておき、その後、オーバーコート層70を形成し、次いで、配線部61を形成してもよい。
Further, the method for manufacturing
また、オーバーコート層70を形成する前に、離型フィルム80上に接続部62の一部を形成しておき、その後、オーバーコート層70を形成し、次いで、接続部62の残部及び配線部61を同時に形成してもよい。例えば、接続部62の一部が配線部61と異なる種類の導電性粒子を含み、接続部62の残部が配線部61と同じ種類の導電性粒子を含む場合に、このような製造方法を用いることができる。より具体的には、接続部62の一部が導電性粒子としてカーボンを含み、接続部62の残部及び配線部61が導電性粒子として銀を含む場合などに、このような製造方法を用いることができる。
Also, before forming the
10A、10B、10C、10D…伸縮性配線板
20…ファブリック
21…第1の繊維束
22…第2の繊維束
23…間隙
201…一方の主面
202…他方の主面
30A…ホットメルト層
30B…エラストマー層
40A、40A1、40A2…第1の補強部材
40B…第2の補強部材
50…プライマー層
60…導体部
61…配線部
610a~610h…導体線
611…配線本体部分
612a…第1の分岐部分
612b…第2の分岐部分
62…接続部
601…下面
602…側面
620a1~610h1、620a2~610h2…接続端子
621…突出部
622…露出面
70…オーバーコート層
701…孔
80…離型フィルム
200…電子部品
DESCRIPTION OF
201 one main surface
202... The other
610a to 610h... Conductor wire
611... Wiring body part
612a... First branched portion
612b...
601... Lower surface
602 side
620a 1 to 610h 1 , 620a 2 to 610h 2 ... connection terminals
621... Protruding part
622... Exposed
Claims (11)
配線部と前記配線部に接続された接続部とを含むとともに、前記第1の伸縮性基材上に設けられた導体部と、
平面視において、前記配線部の一部と重なるように配置され、前記第1の伸縮性基材よりも硬い第1の補強部材と、を備え、
前記第1の伸縮性基材は、
相互に異なる方向に延在している複数の第1の部分と、
前記複数の第1の部分が接続している第2の部分と、を含み、
前記配線部は、複数の導体線が前記第2の部分上で異なる方向に折れ曲がる分岐部分を含み、
前記第1の補強部材は、平面視において、前記分岐部分と重なるように配置されている伸縮性配線板。 a first stretchable base material;
a conductor portion including a wiring portion and a connection portion connected to the wiring portion and provided on the first stretchable base material;
In plan view, a first reinforcing member arranged so as to overlap with a part of the wiring portion and harder than the first elastic base material,
The first stretchable base material is
a plurality of first portions extending in mutually different directions;
a second portion to which the plurality of first portions are connected;
the wiring portion includes a branch portion in which a plurality of conductor wires are bent in different directions on the second portion;
The stretchable wiring board , wherein the first reinforcing member is arranged so as to overlap with the branched portion in a plan view .
前記伸縮性配線板は、平面視において、前記接続部と重なるように配置された第2の補強部材を備える伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to claim 1,
The stretchable wiring board includes a second reinforcing member arranged so as to overlap with the connecting portion in a plan view.
前記伸縮性配線板は、前記第1の補強部材を複数備えるとともに、
前記第1の補強部材は、前記配線部に沿って間欠的に配置されている伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to claim 1 or 2,
The stretchable wiring board includes a plurality of the first reinforcing members,
The stretchable wiring board, wherein the first reinforcing member is intermittently arranged along the wiring portion.
下記(1)式を満たす伸縮性配線板。
50mm≦L≦200mm … (1)
但し、Lは、相互に隣り合う前記第1の補強部材間の距離である。 The stretchable wiring board according to claim 3,
An elastic wiring board that satisfies the following formula (1).
50mm≦L≦200mm (1)
However, L is the distance between the mutually adjacent first reinforcing members.
配線部と前記配線部に接続された接続部とを含むとともに、前記第1の伸縮性基材上に設けられた導体部と、
平面視において、前記配線部の一部と重なるように配置され、前記第1の伸縮性基材よりも硬い第1の補強部材と、を備え、
前記配線部は、複数の導体線が異なる方向に折れ曲がる分岐部分を含み、
前記第1の補強部材は、平面視において、前記分岐部分と重なるように配置されている伸縮性配線板。 a first stretchable base material;
a conductor portion including a wiring portion and a connection portion connected to the wiring portion and provided on the first stretchable base material;
In plan view, a first reinforcing member arranged so as to overlap with a part of the wiring portion and harder than the first elastic base material,
The wiring portion includes a branch portion in which a plurality of conductor wires are bent in different directions,
The stretchable wiring board, wherein the first reinforcing member is arranged so as to overlap with the branched portion in a plan view.
前記第1の伸縮性基材は、ホットメルト又はエラストマーである伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to any one of claims 1 to 5,
The stretchable wiring board, wherein the first stretchable base material is hot-melt or elastomer.
前記第1の補強部材は、前記ホットメルト又は前記エラストマーに埋設されている伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to claim 6,
The stretchable wiring board, wherein the first reinforcing member is embedded in the hot melt or the elastomer.
前記伸縮性配線板は、前記ホットメルトに貼り付けられたファブリックを備える伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to claim 6 or 7,
The stretchable wiring board comprises a fabric attached to the hot melt.
前記伸縮性配線板は、前記第1の伸縮性基材と前記導体部との間に介在するプライマー層を備える伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to any one of claims 1 to 8,
The stretchable wiring board is a stretchable wiring board including a primer layer interposed between the first stretchable substrate and the conductor.
前記伸縮性配線板は、前記配線部を覆うオーバーコート層を備える伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to any one of claims 1 to 9,
The stretchable wiring board includes an overcoat layer covering the wiring portion.
前記伸縮性配線板は、前記オーバーコート層を覆う第2の伸縮性基材を備え、
前記第1の補強部材は、前記第2の伸縮性基材より硬い伸縮性配線板。 The stretchable wiring board according to claim 10,
The stretchable wiring board comprises a second stretchable base covering the overcoat layer,
The first reinforcing member is a stretchable wiring board harder than the second stretchable base material.
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