JP7480489B2 - 配線基板及び配線基板の製造方法 - Google Patents
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Description
第1面及びこの第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材と、
前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に位置し、配線と、
前記基材の前記第2面側に位置するとともに、前記基材の前記第2面側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層と、を備え、
前記基材に第1通気孔が形成され、及び/又は、前記実装用粘着層に第2通気孔が形成されている、配線基板である。
前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層との間に位置し、前記基材に前記実装用粘着層を貼り付けるための接着剤を含む貼付用接着層をさらに備えるようにしてもよい。
前記貼付用接着層に第3通気孔が形成されているようにしてもよい。
前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層の前記貼付面との間に位置し、第1通気面及び前記第1通気面の反対側の第2通気面を有し、通気性を有する追加層をさらに備えるようにしてもよい。
前記追加層は、多孔質体を有する層であるようにしてもよい。
前記追加層は、吸水性又は速乾性を有するようにしてもよい。
前記配線は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有するようにしてもよい。
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の前記第1面と前記第2面との間を貫通しているようにしてもよい。
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の端部の側面を貫通しているようにしてもよい。
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通しているようにしてもよい。
前記基材の前記第1通気孔は、前記第1面の面内方向に沿って線状に形成されているようにしてもよい。
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記配線が配置されていない領域に位置するように、前記基材に形成されているようにしてもよい。
前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の前記実装面と前記貼付面との間を貫通しているようにしてもよい。
前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の端部の側面を貫通しているようにしてもよい。
前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通しているようにしてもよい。
前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装面の面内方向に沿って線状に形成されているようにしてもよい。
前記貼付用接着層は、前記基材の前記第2面に接する第1接着面、及び、前記第1接着面の反対側に位置し且つ前記実装用粘着層の貼付面に接する第2接着面を含み、
前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記第1接着面と前記第2接着面との間を貫通しているようにしてもよい。
前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記貼付用接着層の端部の側面を貫通しているようにしてもよい。
前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記貼付用接着層の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通しているようにしてもよい。
前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記第1接着面の面内方向に沿って線状に形成されているようにしてもよい。
前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に、前記基材の前記第1通気孔のパターンは、前記実装用粘着層の前記第2通気孔のパターン及び/又は前記貼付用接着層の前記第3通気孔のパターンとは異なるようにしてもよい。
前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に、前記基材の前記第1通気孔のパターンは、前記貼付用接着層の前記第3通気孔のパターン及び前記実装用粘着層の前記第2通気孔のパターンと同じであるようにしてもよい。
前記第1通気孔は、前記第3通気孔を介して前記第2通気孔に連通しているようにしてもよい。
前記配線と前記基材との間に位置し、前記第1の弾性係数よりも大きい第3の弾性係数を有し、前記配線を支持する支持基板を更に備えるようにしてもよい。
前記基材の前記第1面側、又は前記基材の前記第2面側に位置し、前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記配線基板に搭載される電子部品に少なくとも部分的に重なり、前記第1の弾性係数よりも大きい第2の弾性係数を有する補強部材を更に備えるようにしてもよい。
前記配線のうち前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記補強部材と重ならない部分は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有するようにしてもよい。
前記配線の前記蛇腹形状部の振幅が1μm以上であるようにしてもよい。
前記基材は、シリコーンゴムを含むようにしてもよい。
前記貼付用接着層は、アクリル系接着剤、又はシリコーン系接着剤、又はウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を含むようにしてもよい。
前記実装用粘着層は、アクリル系接着剤、又はシリコーン系接着剤、又はウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を含むようにしてもよい。
前記補強部材は、金属層を含むようにしてもよい。
前記配線は、複数の導電性粒子を含むようにしてもよい。
前記基材の前記第1面側に位置し、前記配線に電気的に接続される電極を有する電子部品を更に備えるようにしてもよい。
前記基材の前記第1面の面内方向に沿う引張応力が前記基材に加えられていない第1状態における前記配線の抵抗値を第1抵抗値と称し、前記基材に引張応力を加えて前記基材を前記第1面の面内方向において前記第1状態に比べて30%伸長させた第2状態における前記配線の抵抗値を第2抵抗値と称する場合、前記第1抵抗値に対する、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値の差の絶対値の比率が、20%以下であるようにしてもよい。
第1面及びこの第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材と、
前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に位置し、配線と、
前記配線が搭載された前記基材を内側に収納する筐体と、
前記筐体の外側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層と、を備え、
前記筐体は、前記実装用粘着層の前記貼付面に対向する前記筐体の外側と内側との間を通気する第1筐体通気孔、及び、前記実装用粘着層の前記貼付面に対向しない前記筐体の外側と内側との間を通気する第2筐体通気孔が、形成されている配線基板である。
前記基材は、前記基材の前記第1面と前記第2面との間を貫通するピラー用貫通孔が形成されており、
前記筐体は、本体部と、前記実装用粘着層が貼り付けられる貼付部と、前記基材の前記ピラー用貫通孔に通されるように位置して前記本体部と前記貼付部とを接続する接続用ピラーと、を備えるようにしてもよい。
第1面及びこの第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材と、
前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に位置し、配線と、
前記配線が搭載された前記基材を内側に収納する筐体と、
前記基材の前記第2面側に位置するとともに、前記基材の前記第2面側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層と、を備え、
前記基材は、前記実装用粘着層の前記貼付面と前記筐体の内面とに囲まれるように、前記筐体に収納され、
前記筐体は、前記実装用粘着層の前記貼付面に対向しない前記筐体の外側と内側との間を通気する筐体通気孔が、形成されている配線基板である。
前記基材は、前記基材の前記第1面と前記第2面との間を貫通するピラー用貫通孔が形成されており、
前記筐体は、本体部と、前記基材の前記ピラー用貫通孔を通されるように位置して前記本体部と前記実装用粘着層の前記貼付面とを接続する接続用ピラーと、を備えるようにしてもよい。
本開示の一実施形態による配線基板の製造方法は、伸縮性を有する配線基板の製造方法であって、
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材に引張応力を加えて、前記基材を伸長させる第1工程と、
伸長した状態の前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に、前記配線基板に搭載される配線を設ける第2工程と、
前記基材から前記引張応力を取り除く第3工程と、
前記基材の前記第2面側に、前記基材の前記第2面側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層を設ける第4工程と、を備え、
前記基材に第1通気孔が形成され、及び/又は、前記実装用粘着層に第2通気孔が形成されている、配線基板の製造方法である。
前記第4工程において、前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層との間に位置し且つ接着剤を含む貼付用接着層を設けて、前記基材に前記貼付用接着層を介して前記実装用粘着層を貼り付ける貼付工程を備えるようにしてもよい。
前記貼付用接着層に第3通気孔が形成されているようにしてもよい。
前記配線は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有するようにしてもよい。
まず、本実施の形態に係る配線基板10について説明する。図1、図2A及び図2Bはそれぞれ、配線基板10を示す断面図及び平面図である。図2Aに示す断面図は、図2Bの配線基板10を線A-Aに沿って切断した場合の図である。なお、図1の構成は、配線基板10の通気孔に着目した本実施の形態に係る配線基板10の基本的な構成の一例を示している。
基材20は、伸縮性を有するよう構成された部材である。基材20は、電子部品51及び配線52側に位置する第1面21と、第1面21の反対側に位置する第2面22と、を含む。基材20の厚みは、例えば10mm以下であり、より好ましくは1mm以下である。基材20の厚みを小さくすることにより、基材20の伸縮に要する力を低減することができる。また、基材20の厚みを小さくすることにより、配線基板10を用いた製品全体の厚みを小さくすることができる。これにより、例えば、配線基板10を用いた製品が、人の腕などの身体の一部に取り付けるセンサである場合に、装着感を低減することができる。基材20の厚みは、10μm以上であってもよい。
本実施の形態では、一例として、基材20の伸縮を制御するために補強部材31を配線基板10に設けた例について説明する。しかしながら、配線基板10には、本実施の形態で適用されている補強部材31に代えて、基材20の伸縮を制御するための他の部材や構成が適用されるようにしてもよく、補強部材が省略されていてもよい。
この補強部材31は、上述のように、補強部材31は、基材20を補強することで、基材20の変形を制御、緩和するために配線基板10に設けられた機構である。例えば、配線52における電子部品51の周囲に位置する部分は、伸縮時に大きい応力が生じ易く、また、電子部品51の下方に巻き込まれ易くなり、破損のリスクが高くなり得る。ここで本実施形態によれば、基材20に補強部材30を設けることにより、基材20における電子部品51の周囲の部分の変形を制御、特に緩和することが可能となる。これにより、配線52に局所的に大きい応力が生じることや、配線52が電子部品51の下方に巻き込まれることを抑制することができ、配線52と電子部品51との断線を抑制することができる。図2Aに示す例において、補強部材31は、基材20の内部に位置する。例えば、補強部材31は、基材20の第2面22に設けられている。なお、補強部材31は、基材20第2面22側に位置してもよく、基材20の第1面21側に位置していてもよい。
また、補強部材31の材料例として、PETフィルム、PENフィルム等も適用可能であり、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート等を用いることができる。
支持基板40は、基材20よりも低い伸縮性を有するよう構成された板状の部材である。支持基板40は、基材20側に位置する第2面42と、第2面42の反対側に位置する第1面41と、を含む。図2Aに示す例において、支持基板40は、その第1面41側において電子部品51及び配線52を支持している。また、支持基板40は、その第2面42側において基材20の第1面に接合されている。例えば、基材20と支持基板40との間に、接着剤を含む接着層60が設けられていてもよい。接着層60を構成する材料としては、例えばアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等を用いることができる。接着層60の厚みは、例えば5μm以上且つ200μm以下である。また、図16に示すように、常温接合又は分子接着によって支持基板40の第2面42が基材20の第1面21に接合されていてもよい。この場合、基材20と支持基板40との間に接着層が設けられていなくてもよい。また、基材20の第1面21又は支持基板40の第2面42の一方又は両方に、常温接合、分子接着の接着性を向上させるプライマー層を設けてもよい。常温接合又は分子接着によって支持基板40の第2面42が基材20の第1面21に接合される場合、図17に示すように、補強部材31は、基材20の第1面21又は第2面22に露出しないよう基材20に埋め込まれていることが好ましい。
〔実装用粘着層〕
実装用粘着層Xは、例えば、図2Aに示すように、基材20の第2面22側に位置する。なお、実装用粘着層Xは、例えば、図15に示すように、基材20の第1面21側に位置するようにしてもよい。
この実装用粘着層Xは、基材20の第2面22側に貼り付けられる貼付面X1、及び、この貼付面X1の反対側に位置して配線基板10が図示しない被実装体に実装されたときに当該被実装体に接する実装面X2を含む。そして、この実装用粘着層Xは、通気性を有する。なお、この実装用粘着層Xは、例えば、アクリル系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤、又はエポキシ系接着剤を含むようにしてもよい。特に、人体など生体への実装時には、人体や生体への安全性を考慮したものが望ましく、JIS T 0993-1 あるいは ISO10993「医療機器の生物学的評価」に準拠して行われた試験をクリアしていることがより好ましい。
また、この実装用粘着層Xは追加の基材を含んでもよい。この場合、追加の基材に用いられる材料としてはウレタン、不織布、ポリエステル、ポリエチレン、透湿性フィルム、ポリウレタン、レーヨン不織布、ポリエステル不織布、ポリウレタン不織布、レーヨン織布、アセテート織布、セルロース系不織布、綿布、ポリエステル編物などが挙げられる。中でも、被実装体が人体の場合、実装時の快適性の観点から基材には伸縮性の高いものが好ましく、ウレタン、不織布が好ましい。この場合、貼付面X1側に追加の基材が位置し、実装面X2側に接着剤が位置する。
なお、既述の被実装体は、例えば、人体や動物などの生体であるが、人体等の生体以外の物体であってもよい。
また、この実装用粘着層Xには、例えば、図5C、図5Dに示すように、実装用粘着剤Xがドット状に配列されるように、第2通気孔Xhが形成されているようにしてもよい。なお、図5Cの断面図は、図5Dの平面図のA2-A2線に沿った断面図である。
また、側面を貫通する場合や線状に形成する場合は通気孔となる型を用いて基材20に形成してもよい。
また、追加の基材を含む場合は、追加の基材上に接着剤を形成後、追加の基材と接着剤を合わせた実装用接着層をパンチングやカッティングプロッタ、レーザーカッタを用いて通気孔を形成する方法もある。
貼付用接着層Yは、例えば、図2Aに示すように、基材20の第2面22と実装用粘着層Xの貼付面X1との間に位置している。なお、実装用粘着層Xが、例えば、図15に示すように、基材20の第1面21側に位置する場合には、貼付用接着層Yは、基材20の第1面21と実装用粘着層Xの貼付面X1との間に位置するようにしてもよい。
この貼付用接着層Yの第3通気孔Yhは、例えば、図6A、図6Bに示すように、第1接着面Y1と第2接着面Y2との間を貫通しているようにしてもよい。この場合、貼付用接着層Yの第3通気孔Yhは、例えば、図6Bに示すように、基材20の第1面21と平行な断面が円形の形状を有する。あるいは、多角形でもよい。また通気孔の大きさは、すべて同じでもよいし、一部が同じでもよいし、全て異なっていてもよい。通気孔の大きさは、JIS L 1096のフラジール型試験機通気性A法による通気度が0cm3/cm2・sより大きければどの大きさ・形状でもよく、直径1nm以上、好ましくは1μm以上がよい。通気孔の大きさは、JIS L 1096のフラジール型試験機通気性A法による通気度が0cm3/cm2・sより大きい方がよく、好ましくは100cm3/cm2・s以上、より好ましくは1000cm3/cm2・s以上がよい。通気孔の大きさ・形状でもよく、直径1nm以上、好ましくは1μm以上がよい。通気孔の面内の密度は大きくても小さくてもよい。通気孔の面内での密度が大きい場合、通気度が大きくなる。一方、通気孔の面内の密度が小さい場合、基材と実装用粘着層Xとの密着性が向上する。少なくとも一部は基材の通気孔がない部分に貼り付け用通気孔がない部分は重ならない
貼り付け用粘着層の通気孔の形成方法としては基材20にスクリーン印刷やディスペンサによって所望のパターン状に形成する方法や、アプリケーターやスクリーン印刷により全面に形成した後で、カッティングプロッタやレーザー加工にて通気孔を形成する方法が挙げられる。
また、側面を貫通する場合や線状に形成する場合は通気孔となる型を用いて基材20に形成してもよい。
ここで、配線基板10は、例えば、図7Aないし図7Cに示すように、追加層Nをさらに含むようにしてもよい。
この場合、追加層Nは、例えば、図7Aないし図7Cに示すように、基材20の第2面22(特に貼付用接着層Yの第2接着面Y2)と実装用粘着層Xの貼付面X1との間に位置している。この追加層Nは、第1通気面N1、及び、この第1通気面N1の反対側の第2通気面N2を有する。そして、この追加層Nは、通気性を有する。さらに、この追加層Nは、吸水性又は速乾性を有するようにしてもよい。なお、この追加層Nは、例えば、多孔質体を有する層である。この多孔質体を有する層は、それ自体で上下方向(深さ方向)、および横方向の全方位に対して、通気性を有している。この追加層Nにより追加層Nより上部の貼付用接着層Yや基材20それ自体に十分な通気孔がなく、通気性のない場合でも、横方向への通気性により、被実装面からの通気性が確保できる。多孔質体を有する層としては、ウレタン、ポリエチレン、ゴム、シリコン系、メラミンスポンジ、アクリルフォーム、ポリ塩化ビニルが挙げられる。中でも、伸縮性の高いものが好ましい。
図2Aに示す例において、電子部品51は、配線52に接続される電極を少なくとも有する。電子部品51は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよく、機構部品であってもよい。
電子部品51の例としては、トランジスタ、LSI(Large-Scale Integration)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、リレー、LED、OLED、LCDなどの発光素子、センサ、ブザー等の発音部品、振動を発する振動部品、冷却発熱をコントロールするペルチェ素子や電熱線などの冷発熱部品、抵抗器、キャパシタ、インダクタ、圧電素子、スイッチ、コネクタなどを挙げることができる。電子部品51の上述の例のうち、センサが好ましく用いられる。センサとしては、例えば、温度センサ、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、生体センサ、レーザーセンサ、マイクロ波センサ、湿度センサ、歪みセンサ、ジャイロセンサ、加速度センサ、変位センサ、磁気センサ、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、光度センサ等を挙げることができる。これらのセンサのうち、生体センサが特に好ましい。生体センサは、心拍や脈拍、心電、血圧、体温、血中酸素濃度等の生体情報を測定することができる。
配線52は、電子部品51の電極に接続された、導電性を有する部材である。例えば図2Bに示すように、配線52の一端及び他端が、2つの電子部品51の電極にそれぞれ接続されている。図2Bに示すように、複数の配線52が2つの電子部品51の間に設けられていてもよい。
なお、この配線52は、図2Aの例では、基材20の第1面21側位置しているが、基材20の第2面22側に位置していてもよい。
配線52に用いられ得る、それ自体は伸縮性を有さない材料としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、白金、クロム等の金属や、これらの金属を含む合金が挙げられる。配線52の材料自体が伸縮性を有さない場合、配線52としては、金属膜を用いることができる。
次に、補強部材31について、電子部品51及び配線52との位置関係に基づいて説明する。
また、上述の実施の形態においては、補強部材31が、基材20の第1面21又は第2面22に露出しないよう基材20に埋め込まれている例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、例えば、補強部材31は、基材20の第1面21に露出するよう基材20に埋め込まれていてもよい。また、補強部材31は、基材20の第2面22に露出するよう基材20に埋め込まれていてもよい。また、補強部材31は、接着層60に埋め込まれていてもよい。
なお、複数の補強部材31は、例えば、図2Bに示すように、複数の電子部品51のそれぞれに対応して設けられている。電子部品と補強部材が一対一に対応していてもよいし、複数の電子部品と一つの補強部材が対応していてもよい。
特に、複数の補強部材31は、例えば、図2Bに示すように、基材20の第1面21の法線方向に沿って見た場合に配線基板10に搭載される複数の電子部品51に少なくとも部分的にそれぞれに対応して重なっている。
続いて、配線52の断面構造について、図10を参照して詳細に説明する。図10は、図2Aに示す配線基板10の配線52及びその周辺の構成要素の一例を拡大して示す断面図である。
以下、図14A(a)~(d)を参照して、伸縮性を有する配線基板10の製造方法について説明する。
ここで、上記第3工程を実施して基材20が収縮した後、例えば、既述の図8Bに示すように、基材20、支持基板40及び接着層60に、第1通気孔20hを形成するようにしてもよく、若しくは、予め第1通気孔20hが形成された基材20、支持基板40及び接着層60を用いるようにしてもよい。
ここで、上記第4工程において、例えば、既述の図8Cに示すように、実装用粘着層Xに、第2通気孔Xhを形成するようにしてもよく、予め第2Xh、が形成された実装用粘着層Xを用いるようにしてもよい。実装用粘着層Xの貼り付け方法としては、接着剤をスクリーン印刷にてパターニングすることで通気孔を形成する手法や、シート状の接着剤をパンチング加工やレーザー加工にて穴あけ加工を行い貼り付ける方法がある。
実装用粘着層の通気孔の形成方法としては基材20にスクリーン印刷やディスペンサによって所望のパターン状に形成する方法や、アプリケーターやスクリーン印刷により全面に形成した後で、カッティングプロッタやレーザー加工にて通気孔を形成する方法が挙げられる。
また、側面を貫通する場合や線状に形成する場合は通気孔となる型を用いて基材20に形成してもよい。
また、追加の基材を含む場合は、追加の基材上に接着剤を形成後、追加の基材と接着剤を合わせた実装用接着層をパンチングやカッティングプロッタ、レーザーカッタを用いて通気孔を形成する方法もある。
なお、この第4工程において、図14Bに示すように、基材20の第2面22と実装用粘着層Xとの間に位置し且つ接着剤を含む貼付用接着層Yを設けて、基材20に貼付用接着層Yを介して実装用粘着層Xを貼り付ける貼付工程を実施するようにしてもよい。この場合の構成が図2Aの配線基板10に対応する。
上述の実施の形態においては、補強部材31が基材20の内部に位置する例を示したが、これに限られることはなく、補強部材31が基材20の第1面21側(例えば、接着層60の内部)に設けられていてもよい。例えば、図18に示すように、補強部材31は、基材20の第1面21と電子部品51との間に位置していてもよい。図18に示す例において、補強部材31は、支持基板40の第2面42に位置している。
ここで、上記第3工程を実施して基材20が収縮した後、例えば、既述の図8Bに示すように、基材20、支持基板40及び接着層60に、第1通気孔20hを形成するようにしてもよく、若しくは、予め第1通気孔20hが形成された基材20、支持基板40及び接着層60を用いるようにしてもよい。
ここで、上記第4工程において、例えば、既述の図8Cに示すように、実装用粘着層Xに、第2通気孔Xhを形成するようにしてもよく、予め第2通気孔Xhが形成された実装用粘着層X及び貼付用接着層Yを用いるようにしてもよい。
なお、この第4工程において、例えば、図20Bに示すように、基材20の第2面22と実装用粘着層Xとの間に位置し且つ接着剤を含む貼付用接着層Yを設けて、基材20に貼付用接着層Yを介して実装用粘着層Xを貼り付ける貼付工程を実施するようにしてもよい。
既述の図18に示す様な第1の変形例に係る配線基板10において、追加層Nをさらに備えるようにしてもよい。この場合、貼付用接着層Yおよび/又は基材20には通気孔があってもなくてもよい。通気孔がある場合は、より高い通気性を確保することができる。一方、通気孔がない場合は追加層Nの横方向に通気性があるので十分な通気性を確保できることに加え、通気孔に依存しない配線設計が可能となる。
上述の実施の形態及び変形例1においては、電子部品51及び配線52が、基材20の第1の弾性係数よりも高い第3の弾性係数を有する支持基板40によって支持される例を示したが、これに限られることはない。図21に示すように、電子部品51及び配線52は、基材20の第1面21に設けられていてもよい。
ここで、上記第3工程を実施して基材20が収縮した後、例えば、既述の図8Bに示すように、基材20、支持基板40及び接着層60に、第1通気孔20hを形成するようにしてもよく、若しくは、予め第1通気孔20hが形成された基材20、支持基板40及び接着層60を用いるようにしてもよい。
ここで、上記第4工程において、例えば、既述の図8C、図8Dに示すように、実装用粘着層X及び貼付用接着層Yに、第2、第3通気孔Xh、Yhを形成するようにしてもよく、予め第2、第3通気孔Xh、Yhが形成された実装用粘着層X及び貼付用接着層Yを用いるようにしてもよい。
上述の実施の形態及び各変形例においては、電子部品51が、配線基板10に実装される前の段階で予めパッケージ化されたものである例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、電子部品51は、電子部品51の構成要素の一部が配線基板10に実装された後、一部の構成要素を封止することによって構成されるものであってもよい。
図24及び図25に示すように、パッケージ化された電子部品51を補強するために、ポッティング用の樹脂50を設けてもよい。この場合、図24に示すように、樹脂50は、電子部品51の全体を覆っていてもよい。若しくは、図25に示すように、樹脂50は、電子部品51の全体を覆っていなくてもよい。例えば、樹脂50は、電子部品51の周囲を補強するよう、電子部品51の周囲で補強部材31の端部と電子部品51の端部との間に位置していてもよい。図24及び図25のいずれの例においても、樹脂50は、補強部材31の端部よりも内側(電子部品51側)に位置することが好ましい。
上述の実施の形態及び各変形例においては、電子部品51が、配線基板10の各構成要素とは別の部材からなる部品である例を示した。下記の変形例においては、電子部品51が、配線基板10の複数の構成要素のうちの少なくとも1つの構成要素と一体的な部材を含む例について説明する。
図29は、配線基板10の一変形例を示す平面図である。配線基板10には、配線52に加えて、絶縁層45を介して配線52に積層された交差配線59が更に設けられている。本変形例においては、交差配線59が電子部品51を構成する。交差配線59は、平面視において配線52と交差するよう延びている。配線52と交差配線59との間に絶縁層45を設けることにより、交差配線59が配線52とショートが生じてしまうことを抑制することができる。絶縁層45を構成する材料としては、ポリイミド、アクリル、ウレタン、エポキシ等の有機系樹脂、あるいは、SiO2、アルミナ等の無機系材料が用いられ得る。
本第6の変形例においては、配線基板が、配線が搭載された基材を内側(内部)に収納する筐体を備えており、当該筐体に通気孔が形成されている例について説明する。
図30に示す配線基板10は、基材20、補強部材31、支持基板40、接着層60、電子部品51、配線52、実装用粘着層X、貼付用接着層Y、及び、筐体Zを備える。なお、既述の追加層Nを実装用粘着層Xと貼付用接着層Yの間に設けてもよい。この場合、追加層Nは、例えば、多孔質体を有する層、を含むようにしてもよい。追加層Nの厚みは何でもよく、薄い場合は被実装体に実装した場合、動きに追従しやすい。厚い場合は形状が変化しない形態の筐体を用いた場合に形状が変化しないことにより感じる筐体部の異物感を和らげることができる。
また、筐体Zは、例えば、図30に示すように、実装用粘着層Xの貼付面X1に対向する筐体Z(貼付部Zb)の外側Zoと内側Ziとの間を通気する第1筐体通気孔Zh1、及び、実装用粘着層Xの貼付面X1に対向しない筐体Z(本体部Za)の外側Zoと内側Ziとの間を通気する第2筐体通気孔Zh2が、形成されている。
基材20は、例えば、図31に示すように、基材20の第1面21と第2面22との間を貫通するピラー用貫通孔Phが形成されているようにしてもよい。なお、図31の例では、このピラー用貫通孔Phは、支持基板40及び接着層60にも連通して形成されている。
この場合、筐体Zは、例えば、図31に示すように、本体部Zaと、実装用粘着層Xが貼り付けられる貼付部Zbと、基材20のピラー用貫通孔Phに通されるように位置して本体部と貼付部とを接続する接続用ピラーPと、を備える。
本第8の変形例においては、配線基板が、配線が搭載された基材を内側(内部)に収納する筐体を備えており、当該筐体に通気孔が形成されている他の例について説明する。
図32に示す配線基板10は、基材20、補強部材31、支持基板40、接着層60、電子部品51、配線52、実装用粘着層X、貼付用接着層Y、及び、筐体Zを備える。なお、既述の追加層Nを実装用粘着層Xと貼付用接着層Yの間に設けてもよい。この場合、追加層Nは、例えば、多孔質体を有する層を含むようにしてもよい。
特に、基材20は、実装用粘着層Xの貼付面X1と筐体Zの内面Ziとに囲まれるように、筐体Zに収納されている。そして、筐体Zは、実装用粘着層Xの貼付面X1に対向しない筐体Z(本体部Za)の外側Zoと内側Ziとの間を通気する筐体通気孔Zh2が、形成されている。
この場合、筐体Zは、例えば、図33に示すように、本体部Zaと、基材20のピラー用貫通孔Phを通されるように位置して本体部Zaと実装用粘着層Xの貼付面X1とを接続する接続用ピラーPと、を備える。
既述の第7、第8の変形例で示された筐体に通気孔が形成されていたが、必要に応じて、当該筐体に通気孔が形成されていなくてもよい。
既述の実施形態及び変形例と同様に、基材20、実装用粘着層X、及び貼付用接着層Yに通気孔が形成されていてもよい。なお、既述の追加層Nを実装用粘着層Xと貼付用接着層Yの間に設けてもよい。
これにより、実装面から追加層Nの横方向への通気性が確保できるとともに、筐体Zに通気孔が無いため、外部から配線基板10への耐衝撃性、耐摩耗性、耐圧性、防水性、安全性、耐久性、耐熱性、気密性、防塵性、耐振動性などを向上させることができる。
上述の実施の形態及び各変形例においては、配線基板10が、基材20の第1面21側に搭載された電子部品51を備える例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、配線基板10は、電子部品51を備えていなくてもよい。例えば、電子部品51が搭載されていない状態の基材20に蛇腹形状部57が生じていてもよい。また、電子部品51が搭載されていない状態の支持基板40が基材20に貼り合されてもよい。また、配線基板10は、電子部品51が搭載されていない状態で出荷されてもよい。
20 基材
21 第1面
22 第2面
20h 第1通気孔
31 補強部材
40 支持基板
41 第1面
42 第2面
51 電子部品
52 配線
53、54 山部
55、56 谷部
57 蛇腹形状部
60 接着層
X 実装用粘着層
X1 貼付面
X2 実装面
Xh 第2通気孔
Y 貼付用接着層
Y1 第1接着面
Y2 第2接着面
Yh 第3通気孔
N 追加層
N1 第1通気面
N2 第2通気面
Claims (37)
- 伸縮性を有する配線基板であって、
第1面及びこの第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材と、
前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に位置する配線と、
前記基材の前記第2面側に位置するとともに、前記基材の前記第2面側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層と、を備え、
前記基材に第1通気孔が形成され、及び/又は、前記実装用粘着層に第2通気孔が形成され、
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の端部の側面を貫通している、配線基板。 - 前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層との間に位置し、前記基材に前記実装用粘着層を貼り付けるための接着剤を含む貼付用接着層をさらに備える請求項1に記載の配線基板。
- 前記貼付用接着層に第3通気孔が形成されている、請求項2に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層の前記貼付面との間に位置し、第1通気面及び前記第1通気面の反対側の第2通気面を有し、通気性を有する追加層をさらに備える請求項1ないし3のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記追加層は、多孔質体を有する層である請求項4に記載の配線基板。
- 前記追加層は、吸水性又は速乾性を有する請求項4又は請求項5に記載の配線基板。
- 前記配線は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有する、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の前記第1面と前記第2面との間を貫通している請求項1ないし7のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通している請求項1に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1通気孔は、前記第1面の面内方向に沿って線状に形成されている請求項1ないし9のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記配線が配置されていない領域に位置するように、前記基材に形成されている請求項1ないし10のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の前記実装面と前記貼付面との間を貫通している請求項1ないし11のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の端部の側面を貫通している請求項12に記載の配線基板。
- 前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装用粘着層の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通している請求項1ないし13のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記実装用粘着層の第2通気孔は、前記実装面の面内方向に沿って線状に形成されている請求項1ないし14のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記貼付用接着層は、前記基材の前記第2面に接する第1接着面、及び、前記第1接着面の反対側に位置し且つ前記実装用粘着層の貼付面に接する第2接着面を含み、
前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記第1接着面と前記第2接着面との間を貫通している請求項3に記載の配線基板。 - 前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記貼付用接着層の端部の側面を貫通している請求項3に記載の配線基板。
- 前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記貼付用接着層の対向する若しくは隣接する2つの端部の側面間を貫通している請求項3に記載の配線基板。
- 前記貼付用接着層の前記第3通気孔は、前記第1接着面の面内方向に沿って線状に形成されている請求項16に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に、前記基材の前記第1通気孔のパターンは、前記実装用粘着層の前記第2通気孔のパターン及び/又は前記貼付用接着層の前記第3通気孔のパターンとは異なる請求項3に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に、前記基材の前記第1通気孔のパターンは、前記貼付用接着層の前記第3通気孔のパターン及び前記実装用粘着層の前記第2通気孔のパターンと同じである請求項3に記載の配線基板。
- 前記第1通気孔は、前記第3通気孔を介して前記第2通気孔に連通している請求項3に記載の配線基板。
- 前記配線と前記基材との間に位置し、前記第1の弾性係数よりも大きい第3の弾性係数を有し、前記配線を支持する支持基板を更に備える、請求項1ないし22のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1面側、又は前記基材の前記第2面側に位置し、前記基材の前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記配線基板に搭載される電子部品に少なくとも部分的に重なり、前記第1の弾性係数よりも大きい第2の弾性係数を有する補強部材を更に備える、請求項1ないし23のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記配線のうち前記第1面の法線方向に沿って見た場合に前記補強部材と重ならない部分は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有する、請求項24に記載の配線基板。
- 前記配線の前記蛇腹形状部の振幅が1μm以上である、請求項25に記載の配線基板。
- 前記基材は、シリコーンゴムを含む、請求項1ないし26のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記貼付用接着層は、アクリル系接着剤、又はシリコーン系接着剤、又はウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を含む、請求項2に記載の配線基板。
- 前記実装用粘着層は、アクリル系接着剤、又はシリコーン系接着剤、又はウレタン系接着剤、エポキシ系接着剤を含む、請求項3に記載の配線基板。
- 前記補強部材は、金属層を含む、請求項25に記載の配線基板。
- 前記配線は、複数の導電性粒子を含む、請求項1ないし30のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1面側に位置し、前記配線に電気的に接続される電極を有する電子部品を更に備える、請求項1ないし31のいずれか一項に記載の配線基板。
- 前記基材の前記第1面の面内方向に沿う引張応力が前記基材に加えられていない第1状態における前記配線の抵抗値を第1抵抗値と称し、前記基材に引張応力を加えて前記基材を前記第1面の面内方向において前記第1状態に比べて30%伸長させた第2状態における前記配線の抵抗値を第2抵抗値と称する場合、前記第1抵抗値に対する、前記第1抵抗値と前記第2抵抗値の差の絶対値の比率が、20%以下である、請求項1ないし32のいずれか一項に記載の配線基板。
- 伸縮性を有する配線基板の製造方法であって、
第1面及び前記第1面の反対側に位置する第2面を含み、第1の弾性係数を有する基材に引張応力を加えて、前記基材を伸長させる第1工程と、
伸長した状態の前記基材の前記第1面側若しくは前記第2面側に、配線を設ける第2工程と、
前記基材から前記引張応力を取り除く第3工程と、
前記基材の前記第2面側に、前記基材の前記第2面側に貼り付けられる貼付面及びこの貼付面の反対側に位置して前記配線基板が被実装体に実装されたときに前記被実装体に接する実装面を含み、通気性を有する実装用粘着層を設ける第4工程と、を備え、
前記基材に第1通気孔が形成され、及び/又は、前記実装用粘着層に第2通気孔が形成され、
前記基材の前記第1通気孔は、前記基材の端部の側面を貫通している、配線基板の製造方法。 - 前記第4工程において、前記基材の前記第2面と前記実装用粘着層との間に位置し且つ接着剤を含む貼付用接着層を設けて、前記基材に前記貼付用接着層を介して前記実装用粘着層を貼り付ける貼付工程を備える請求項34に記載の配線基板の製造方法。
- 前記貼付用接着層に第3通気孔が形成されている、請求項35に記載の配線基板の製造方法。
- 前記配線は、前記基材の前記第1面の面内方向に沿って並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有する、請求項34ないし36のいずれか一項に記載の配線基板の製造方法。
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