TWI652971B - Flexible substrate - Google Patents

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TWI652971B
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Abstract

本發明提供一種伸縮性基板(10)，係包括：具伸縮性的基材(20)，設置於基材(20)上的配線部(41)，配線部(41)係包含：彼此交叉的複數條導線(411)，以及在平面視角，由複數條導線(411)所形成的開口部(415)。

Description

伸縮性基板
本發明係關於一種伸縮性基板。
已知作為伸縮性可撓式回路基板，將配線層形成為波浪形的鋸齒圖案形狀，成為形狀性可伸縮者(例如參照專利文獻1)。
專利文獻
專利文獻：日本特開2013-187380號公報
上述的伸縮性基板，難以充分抑制因拉伸造成的基板的電阻值變大。因此，有針對於拉伸的伸縮性基板的耐久性劣化的問題。
本發明欲解決的課題係提供一種可提升針對於拉伸的耐久性的伸縮性基板。
[1]本發明相關的伸縮性基板係包括：具有伸縮性的基材，及設置於上述基材上的導體部，上述導體部係包含：彼此交叉的複數條導線，及在平面視角，由上述複數條導線所形成的開口部的伸縮性基板。
[2]上述發明中，在平面視角，在相對於上述導體部的延伸方向的垂直方向上延伸的第1假想直線可與至少2條上述導線交叉。
[3]上述發明中，上述導體部包含彼此相同形狀的複數個上述開口部，複數個上述開口部，可沿著上述導體部的延伸方向反覆排列。
[4]上述發明中，滿足下式(1)或式(2)中至少一式，且，亦可滿足下式(3)：W1≦100μm…(1)
W1/W2≦0.1…(2)
2≦P1/W1≦10…(3)
其中，上述式(1)~式(3)中，W1為上述導線的寬度，W2為上述導體部的寬度，P1為相鄰上述導線彼此間的間距。
[5]上述發明中，亦可滿足下式(4)：0.2≦H/W1≦4…(4)
其中，上述式(4)中，H為上述導線的高度。
[6]上述發明中，上述導線可相對於上述導體部的延伸方向斜著延伸。
[7]上述發明中，亦可滿足下式(5)：30°≦θ1<90°...(5)
其中，上述式(5)中，θ1為沿著上述導體部的延伸方向的第2假想直線與沿著上述導線的延伸方向的第3假想直線之間的角度。
[8]上述發明中，亦可滿足下式(6)。
45°≦θ1≦75°…(6)。
[9]上述發明中，上述導線可包含具有伸縮性的導電性材料，上述導電性材料可包含導電性粒子與彈性體。
[10]上述發明中，上述導線具有：與上述基材對向的第1面、與上述第1面相對側的第2面、介於上述第1面與上述第2面之間的第3面，上述第1面的表面粗糙度，相對於上述第2面的表面粗糙度相對大，上述第1面的表面粗糙度亦可相對於上述第3面的表面粗糙度相對大。
[11]上述發明中，上述基材包含在剖面視角呈直線狀的主面，滿足下式(7)：90°≦θ2≦120°…(7)
其中，上述式(7)中，θ2為沿著上述主面的第4假想直線與沿著上述第3面的第5假想直線之間的角度
根據本發明，由複數條導線所形成的開口部藉由拉伸而可變形。藉此，可提升針對於拉伸的伸縮性基板的耐久性。
10‧‧‧伸縮性基板
20‧‧‧基材
21‧‧‧主面
30‧‧‧接著部
31‧‧‧平坦部
311‧‧‧上面
32‧‧‧突出部
321‧‧‧接著部接觸面
40‧‧‧導體部
41‧‧‧配線部
411‧‧‧導線
412‧‧‧導體部接觸面
413‧‧‧導體部頂面
4131‧‧‧頂面平坦部
414‧‧‧導體部側面
4141、4142‧‧‧端部
4143‧‧‧側面平坦部
415‧‧‧開口部
416‧‧‧導電性粒子
417‧‧‧彈性體
42‧‧‧端子部
100‧‧‧外部迴路
200‧‧‧凹版
201‧‧‧凹部
210‧‧‧導電性材料
220‧‧‧接著材料
D1‧‧‧第1方向
D2‧‧‧第2方向
第1圖係表示關於本發明一實施形態的連接外部迴路彼此的伸縮性基板的側視圖。
第2圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的平面圖。
第3圖係表示第2圖的III部的部分放大圖。
第4圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的第1變形例的平面圖。
第5圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的第2 變形例的平面圖。
第6圖係表示沿著第3圖VI-VI線的剖面圖。
第7(A)圖~第7(E)圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的製造方法的剖面圖。
第8圖係用以說明關於本發明一實施形態的伸縮性基板的作用的平面圖。
第9圖係表示關於本發明其他形態的伸縮性基板的剖面圖。
以下，以圖示為基礎，說明本發明的實施形態。
第1圖係表示關於本發明一實施形態的連接外部迴路彼此的伸縮性基板的側視圖，第2圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的平面圖，第3圖係第2圖的III部的部分放大圖，第4圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的第1變形例的平面圖，第5圖係表示關於本發明一實施形態的伸縮性基板的第2變形例的平面圖，第6圖係沿著第3圖VI-VI線的剖面圖。
本實施形態中的伸縮性基板10，例如第1圖所示，係將剛性基板或可撓式印刷配線板(FPC)等外部迴路100彼此電性連接的配線基板。此類伸縮性基板10並無特別限定，例如產業用機器人等可動部位-彎曲部位，特別是用在有伸縮必要的位置。
此伸縮性基板10如第2圖、第3圖、及第6圖所示，包括：基材20，設置於基材20上的接著部30，設置於接著部30上的導體部40。
基材20為形成為矩形狀的板狀構件。基材20的主面21(基材20的主面之中與基材20連接的主面之相對側的 主面21)，在剖面視角，係呈直線狀的略微平坦的面。此基材20由具有伸縮性的材料所構成。構成基材20的材料的楊氏係數，以0.1MPa~100MPa為佳。作為此類基材20，可使用將天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙烯丙烯橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、矽氧橡膠；或將氟橡膠等薄片狀化的彈性體薄片等、尼龍、聚酯、丙烯酸；或聚醯胺等樹脂材料纖維狀或編織狀者。
基材20的厚度，從欲提升伸縮性基板10伸縮性的觀點來看，以設定為比較小為佳。依伸縮性基板10適用的位置而異，然而，作為此基材20的厚度，具體而言，以未達1mm為佳，以未達0.3mm為較佳，以未達0.1mm更佳。
接著部30直接設置於基材20上。接著部30係與基材20及導體部40相互連接。此外，以不分離接著部30與導體部40的方式維持一體。
本實施形態的接著部30，如第6圖所示，包含：平坦部31、突出部32。平坦部31係接著部30中形成為層狀的部分。此平坦部31的上面311，在剖面視角，係呈直線狀的略微平坦的面。作為平坦部31的厚度，以5μm~100μm為佳。
突出部32與平坦部31一體成形。此突出部32係對應導體部40而設置。突出部32係自平坦部31起朝著遠離基材20的方向的突出。
突出部32當中與導體部40接觸的接著部接觸面321，在沿著導體部40的導線411(詳見下述)的寬度方向剖面觀察時，係對應導體部40的凹凸形狀形成與之互補的凹凸形狀。此 外，此接著部接觸面321，從沿著導線411的延伸方向的剖面觀察時，係對應導體部40的凹凸形狀形成與之互補的凹凸形狀。且，第6圖為了說明以易於瞭解本實施形態的伸縮性基板10，將接著部接觸面321及導體部接觸面412的凹凸形狀誇大圖示。
作為此類接著部30，可使用天然橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氯丁二烯橡膠、丁基橡膠、丁腈橡膠、乙烯丙烯橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、矽氧橡膠；或將氟橡膠等薄片狀化的彈性體薄片等、尼龍、聚酯、丙烯酸；或聚醯胺等樹脂材料。
導體部40直接設置於接著部30上。本實施形態如第2圖所示，13個導體部40在圖中X方向延伸，在圖中Y方向並列。只要相鄰導體部40等彼此電性絕緣，則相鄰導體部40等彼此間的間距並無特別限定。
各別的導體部40係如第2圖所示，包含：配線部41、及其端子部42。此配線部41與端子部42係一體成形。此處「一體成形」意指構件彼此無法分離，且，由同一材料(同粒徑的導電性粒子、彈性體等)形成為一體的構造體。
在各別的配線部41的長方向的兩端設置有矩形狀的端子部42。此端子部42電性連接各別的外部迴路100。且，端子部42形狀對應外部迴路100的連接構造，可採用各種的形狀。
配線部41係如第3圖所示，包含複數條導線411。將複數條導線411以彼此交叉的方式排列。藉此使配線部41形成為網狀。
詳言之，導線411a沿著相對於X方向+45°傾斜的 方向(以下，亦簡稱為「第1方向D1」)，以直線狀延伸，複數條導線411a，以相對於第1方向D1實質上垂直的方向(以下，亦簡稱為「第2方向D2」)等間距P11並排。相對於此，導線411b沿著第2方向D2，以直線狀延伸，複數條導線411b在第1方向D1以等間距P12並排。接著，由於此等導線411a、411b相互垂直，故形成網狀的配線部41。且，本說明書中，間距係指中心間距。此外，導線411係上述導線411a、411b的統稱。
本實施形態中，在平面視角，在配線部41寬度方向(相對於配線部41延伸方向的垂直方向)上延伸的第1假想直線L1與至少2條導線411交叉。舉例而言，第1假想直線L1在複數條導線411彼此的交點上延伸，第1假想直線L1與2條導線411交叉(亦即，第1假想直線L1與2個以上導線411的交點交叉)。
此外，本實施形態中，導線411相對於配線部41的延伸方向斜著延伸。更具體而言，沿著導線411的延伸方向的第3假想直線L3相對於沿著配線部41的延伸方向的第2假想直線L2斜著延伸。因此，相較於導線相對於配線部的延伸方向平行，且在垂直的方向延伸的情形，可達到提升伸縮性基板10的伸縮性，同時可達到導體部40中電阻值的降低。
此時，沿著配線部41延伸方向的第2假想直線L2與沿著導線411延伸方向的第3假想直線L3之間的夾角角度θ1，以設定為滿足下式(8)為佳，以設定為滿足下式(9)為更佳。且，角度θ1係統稱第2假想直線L2與沿著導線411a延伸方向的第3假想直線L3之間的夾角角度θ11，以及第2假想直線L2與沿著導線411b延伸方向的第3假想直線L3之間的 夾角角度θ12的角度。
30°≦θ1<90°...(8)
45°≦θ1≦75°...(9)
且，如本實施形態，由於導線411沿著相對於配線部41延伸方向傾斜45°的方向延伸，故伸縮性基板10不僅能沿著配線部41延伸方向(X方向)拉伸，即使是伸縮性基板10沿著配線部41寬度方向(Y方向)拉伸，也無損伸縮性基板10的伸縮性。
此外，導線411的寬度W1，以設定為滿足下式(10)為佳。且，寬度W1係統稱導線411a的寬度W11，以及導線411b的寬度W12的寬度。
W1≦100μm…(10)
此外，導線411的寬度W1與配線部41的寬度W2的關係，以設定為滿足下式(11)為佳，以設定為滿足下式(12)為更佳。且，本實施形態中，配線部41的側端部以導線411封閉時，配線部41的寬度W2係指分別存在於配線部41的兩側的側端部的導線411彼此的交點間的距離(參照第3圖)。此外，雖然未特地圖示，然而，配線部的側端部未以導線封閉時，配線部的寬度係指比存在於配線部的最外側的導線彼此的交點突出於更外側的導線的前端彼此間的距離。
W1/W2≦0.1…(11)
0.01≦W1/W2≦0.1…(12)
此外，本實施形態的配線部41至少滿足上述式(10)及式(11)至少一者，且，導線411的寬度W1與相鄰導線411 彼此間的間距P1的關係，以設定為滿足下式(13)為佳，且，間距P1係統稱相鄰導線411a彼此間的間距P11，以及相鄰導線411b彼此間的間距P12的間距。
2≦P1/W1≦10…(13)
且，間距P1與寬度W1的比(P1/W1)，以5~10為較佳(5≦P1/W1≦10)，以大約是5為更佳(P1/W1≒5)。
且，配線部41的構成並不特別限定於上述。例如，本實施形態中，導線411a的間距P11與導線411b的間距P12實質上相同(P11=P12)，然而，並無特別限定，導線411a的間距P11與導線411b的間距P12亦可相異(P11≠P12)。此外，本實施形態中，導線411a的寬度W11與導線411b的寬度W12實質上相同(W11=W12)，然而，並無特別限定，導線411a的寬度W11與導線411b的寬度W12亦可相異(W11≠W12)。
配線部41包含：由複數條直線狀的導線411相互交叉而形成的開口部415。本實施形態中，由於複數條導線411相互垂直，故形成四角形狀(菱形狀)的複數個開口部415。本實施形態中，隨著伸縮性基板10的拉伸，由於開口部415變形，故可配線部41可跟隨著伸縮性基板10拉伸。
複數個開口部415具有彼此相同的形狀。此具有彼此相同形狀的複數個開口部415沿著配線部41的延伸方向(X方向)反覆排列。本實施形態中，在配線部41延伸方向反覆排列的複數個開口部415在配線部41的寬度方向(Y方向)2列並列。此2列並列的複數個開口部415全部具有相同形狀，配線部41所包含的全部開口部415呈相同形狀。且，呈彼此相 同形狀的複數個開口部415亦可3列以上並列。
且，開口部415的形狀並不特別限定於上述。例如，可以是正三角形、等邊三角形、直角三角形等三角形，亦可以是平行四邊形、臺形等四角形。此外，開口部415的形狀可以是六邊形、八邊形、十二邊形、二十邊形等多邊形或亦可以是圓、橢圓、星形等。如此一來，將各種圖案單元重複所得到的幾何圖形可作為開口部415的形狀使用。
且，雖然本實施形態的導線411為直線狀，然而，並不特別限定於此，亦可為曲線狀、馬蹄狀、鋸齒圖案線狀等。例如，第4圖中，導線411B呈正弦曲線狀的曲線狀。此時，配線部41B由於複數條曲線狀的導線411B彼此交叉，故包含：形成於各個配線部41B側端部由導線411B的曲線部分與直線部分所形成的複數個開口部415B，以及形成於配線部41B大致中央，形成為菱形狀的複數個開口部415C。
第4圖所示的形態，彼此呈相同形狀的複數個開口部415B沿著配線部41B延伸方向反覆排列。此外，彼此呈相同形狀的複數個開口部415C亦沿著配線部41B延伸方向反覆排列。此時，在配線部41B的最外側，由於在導線411B的拐點具有曲率，可抑制在配線部41B最外側應力的集中。
此外，如第5圖所示的形態，配線部41C中，在平面視角，由複數條導線411C所形成，彼此呈相同形狀的複數個略圓形的開口部415D沿著配線部41C延伸方向反覆排列亦可。在此情況下，角度θ1以滿足上述式(8)為佳，以滿足上述式(9)為更佳。且，本形態中，第3假想直線L3係通過開 口部415D的輪廓與通過開口部415D的中心沿著配線部41C延伸方向的假想直線的交點T1，以及開口部415D的輪廓及通過開口部415D的中心沿著與配線部41C延伸方向垂直的方向的假想直線的交點T2等上述2點的假想直線。
接著，針對本實施形態的導線411更詳細說明。
本實施形態的導線411，如第6圖所示，由具有伸縮性的導電性材料所構成，包含：導電性粒子416及彈性體417。導電性粒子416係分散於彈性體417中，彈性體417係作為結合劑的功能。
作為此類導電性粒子416，可使用金、銀、鉑、釕、鉛、錫、鋅、鉍等金屬或由此等合金而成的金屬材料，或是碳等非金屬材料。作為導電性粒子416的形狀，以呈鱗片狀或非特定狀的形狀為佳。
作為彈性體417，可使用丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、丁腈橡膠、矽氧橡膠、氟橡膠等。且，導線411中，導電性粒子416的重量比率，相對於導線411全體重量，以設定成為75%~95%為佳。
且，導線411除上述材料之外，復可含有抗氧化劑、阻燃劑、軟化劑等添加物。
導線411的厚度H以5μm~400μm為佳。此外，從確保導電性，同時易於形成導線411的觀點來看，導線411的厚度H與寬度W1的比(尺寸比)，以設定成滿足下式(14)為佳。
0.2≦H/W1≦4…(14)
導線411從相對於其延伸方向的垂直方向的剖面 觀察時，具有：導體部接觸面412、導體部頂面413，2個導體部側面414。導體部接觸面412係隔著接著部30與基材20相對，與接著部30接觸的面。此導體部接觸面412呈凹凸形狀。本實施形態中，導體部接觸面412中導電性粒子416的一部份從彈性體417突出，如此一來，導體部接觸面412為凹凸形狀。此導體部接觸面412的凹凸形狀係基於導體部接觸面412的表面粗糙度。且，導體部接觸面412的態樣並不特別限定於上述。
導體部頂面413係位在導線411中與導體部接觸面412相對側的面。此導體部頂面413包含直線狀的頂面平坦部4131。本實施形態係於導體部頂面413中導電性粒子416彼此間導入彈性體417。因此，導體部頂面413係僅點狀存在的導電性粒子416的露出部分，與由覆蓋導電性粒子416的彈性體417而成的直線狀的頂面平坦部4131所形成。且，導體部頂面413的頂面平坦部4131的態樣並不特別限定於上述。
頂面平坦部4131係導體部頂面413的寬度一半以上的部分成為連續的直線狀的部分。本實施形態係導體部頂面413的全部形成頂面平坦部4131。此頂面平坦部4131的平面度成為0.5μm以下。且，平面度可經由JIS(JIS B0621(1984))而定義。
頂面平坦部4131的平面度係採用使用雷射光的非接觸式的測定方法求得。具體而言，帶狀的雷射光照射測定對象(此處，導體部頂面413)，使其反射光於攝像元件(例如2維CMOS)上成像以測定平面度。平面度的計算方法係於對象的平面上，設定各個通過盡可能分開的3點的平面，使用此等的偏差的最大值作為平面度的計算方法(最大差值式平面度)。且，平面度的測定 方法或計算方法並不特別限定於上述。舉例而言，平面度的測定方法亦可為使用針盤指示器等的接觸式的測定方法。此外，平面度的計算方法亦可使用將作為對象的平面能夠以平行的平面夾住時的間隙的值作為平面度的計算方法(最大傾斜式平面度)。
導體部側面414係介於導體部接觸面412與導體部頂面413之間。導體部側面414係以一端的端部4141連接導體部接觸面412，以另一端的端部4142連接導體部頂面413。導體部側面414與接著部30的側面連續地連接。本實施形態係對於一導線411，2個導體部側面414,414以隨著遠離基材20而逐漸靠近導線411的中心的方式傾斜。此時，導線411係在其寬度方向的剖面，成為隨著遠離基材20而寬度變窄的錐形。
導體部側面414包含直線狀的側面平坦部4143。本實施形態係於導體部側面414中在導電性粒子416彼此之間導入彈性體417。因此，導體部側面414係僅點狀存在的導電性粒子416的露出部分，與由覆蓋導電性粒子416的彈性體417而成的直線狀的側面平坦部4143所形成。且，導體部側面414的側面平坦部4143的態樣並不特別限定於上述。順帶一提，導體部側面414中導電性粒子416被彈性體417覆蓋，因此對於相鄰配線部41彼此間而言，提升電性絕緣性，可抑制金屬遷移的發生。
側面平坦部4143係導體部側面414的寬度一半以上的部分成為連續的直線狀的部分。本實施形態係導體部側面414的全部形成側面平坦部4143。此側面平坦部4143的平面度成為0.5μm以上。側面平坦部4143的平面度的測定可透過與上述頂面平坦部4131的平面度的測定相同的方法而測定。
本實施形態的導體部側面414係以隨著遠離基材20而逐漸靠近導線411的中心的方式傾斜的直線狀的傾斜面，然而，並不特別限定於此。例如，導體部側面414亦可成為朝向外側突出的圓弧形狀的曲面。如此一來，導線411的寬度隨著遠離基材20而變大時，導體部側面414以比通過其兩端4141,4142的第5假想直線L5存在於導線411的更外側為佳(亦即，以導體部側面414非底邊擴張的形狀為佳)。
本實施形態，從抑制導體部頂面413附近的導線411的部分發生斷線狀態的觀點來看，沿著基材20的主面21延伸的第4假想直線L4與第5假想直線L5之間的夾角角度θ2，以設定為滿足下式(15)為佳。
90°≦θ2≦120°…(15)
從使接著部30與導體部40牢固黏著的觀點來看，導體部接觸面412的表面粗糙度，以相對於導體部頂面413的表面粗糙度相對大為佳。具體而言，相對於導體部接觸面412的表面粗糙度Ra為0.1μm~3μm，導體部頂面413的表面粗糙度Ra以成為0.001μm~1.0μm為佳。且，導體部接觸面412的表面粗糙度Ra以0.1μm~0.5μm為更佳，導體部頂面413的表面粗糙度Ra以0.001μm~0.3μm為更佳。此外，相對於導體部接觸面412的表面粗糙度的導體部頂面413的表面粗糙度的關係，以0.01~未達1為佳，以0.1~未達1更佳。此外，導體部頂面413的表面粗糙度，以導線411的寬度(最大寬度)的1/5以下為佳。且，此等表面粗糙度可透過JIS法(JIS B0601(2013年3月21日修正))而測定。導體部接觸面412的 表面粗糙度或導體部頂面413的表面粗糙度的測定，可沿著導線411的寬度方向進行，亦可沿著導線411的延伸方向進行。
順帶一提，如JIS法(JIS B0601(2013年3月21日修正))所記載，此處的「表面粗糙度Ra」係指「算術平均粗糙度Ra」。此「算術平均粗糙度Ra」係指從剖面曲線將長波長成分(波形成分)抽離所求的粗糙度參數。從剖面曲線將波形成分的分離係根據用以求得形狀所必要的測定條件(舉例而言，該對象物的尺寸等)為基礎進行。
此外，與導體部頂面413相同，導體部接觸面412的表面粗糙度相對於導體部側面414的表面粗糙度相對大。作為導體部側面414的表面粗糙度Ra，相對於導體部接觸面412的表面粗糙度Ra為0.1μm~3μm，以0.001μm~1.0μm為佳，以0.001μm~0.3μm為更佳。導體部側面414的表面粗糙度的測定可沿著導線411的寬度方向進行，亦可沿著導線411的延伸方向進行。
接著，針對本實施形態中伸縮性基板10的製造方法，一邊參照第7(A)圖~第7(E)圖，一邊詳細說明。
第7(A)圖~第7(E)圖係表示本發明一實施形態相關的伸縮性基板的製造方法的剖面圖。
首先，如第7(A)圖所示，準備對應導體部40形狀的形成有凹部201的凹版200。
作為構成凹版200的材料，可列舉如鎳、矽、二氧化矽等玻璃類、陶瓷類、有機氧化矽類、玻璃石墨、熱可塑性樹脂、光硬化性樹脂等。凹部201的寬度或深度係設定成對應形成的導體部40的寬度或高度。本實施形態中凹部201的剖面形狀係形成 為隨著朝向底部寬度變窄的錐形。凹部201的內壁面呈平坦的面。
且，於凹部201的表面為了提升離型性，以預先形成由石墨系材料、矽氧系材料、氟系材料、陶瓷系材料、鋁系材料等而成的離型層(未圖示)。
對於上述凹版200的凹部201，填充導電性材料210。作為此類導電性材料210，可使用混合上述導電性粒子416、彈性體417、水或溶劑、及各種添加劑而構成的導電性料漿。作為導電性料漿中所含的溶劑，可列舉如α-松油醇、卡必醇丁醚醋酸酯、丁基卡必醇、1-癸醇、丁基賽路蘇、二乙二醇單乙醚醋酸酯、十四烷等。
作為將導電性材料210填充於凹版200的凹部201中的方法，可列舉如分注法、噴墨法、網版印刷法。或是以縫塗佈法、桿塗佈法、刮刀塗佈法、浸漬塗佈法、噴霧塗佈法、旋轉塗佈法的塗佈之後，將凹部201以外經塗佈的導電性材料經擦拭或刮取、吸取、貼取、沖洗、吹除的方法。
接著，如第7(B)圖所示，經由將填充於凹版200的凹部201中的導電性材料210加熱而形成導體部40。導電性材料210的加熱條件，可對應導電性材料的組成等而適當設定。經由此加熱處理，使導電性材料210體積收縮。此外，該導電性材料210當中未面向凹部201的部分，以暴露於外部的狀態進行加熱處理，形成凹凸狀。另一方面，導電性材料210當中面向凹部201的部分，轉印凹部201的內壁面，形成平坦的面。
且，導電性材料210的處理方法不限定於加熱。亦可照射紅外線、紫外線、雷射光等能量線，亦可僅乾燥。此 外，亦可組合此等2種以上的處理方法。
接著，如第7(C)圖所示，準備將用以形成接著部30的接著材料220大致均勻塗佈於基材20上者。作為此類接著材料220，可使用上述構成接著部30的材料。作為將接著材料220塗佈於基材20上的方法，可列舉如網版印刷法、噴霧塗佈法、桿塗佈法、浸漬法、噴墨法等。
接著，如第7(D)圖所示，以將接著材料220塞入凹版200的凹部201的方式，將基材20及接著材料220配置於凹版200上，基材20緊壓在凹版200，使接著材料220硬化。作為使接著材料220硬化的方法，可列舉如紫外線、紅外線、雷射光等能量線照射、加熱、加熱冷卻、乾燥等。藉此形成接著部30。此外，基材20與導體部40透過接著部30而彼此連接。
且，接著部30的形成方法並不特別限定於上述。例如，亦可藉由在形成有導體部40的凹版200(如第7(B)圖所示狀態的凹版200)上塗佈接著材料220，在該接著材料220上配置基材20後，該基材20配置於凹版200以緊壓的狀態使接著材料220硬化，而形成接著部30。
接著，如第7(E)所示，將基材20、接著部30、及導體部40從凹版200脫模。藉此可獲得伸縮性基板10。
本實施形態的伸縮性基板10達到以下的效果。
第8圖係用以說明關於本發明一實施形態的伸縮性基板的作用的平面圖。
本實施形態的配線部41係複數條導線411彼此交叉，由複數條導線411形成開口部415。此時，如第8圖所示， 由於針對配線部41的拉伸，開口部415可變形，因此，緩和施加在配線部41的應力，使配線部41不易發生斷線。因此，即使配線部41拉伸，配線部41的電阻值不易變化。結果而言，可達到提升針對拉伸的伸縮性基板10的耐久性。
此外，本實施形態，在平面視角，在相對於配線部41延伸方向的垂直方向延伸的第1假想直線L1至少與2條以上的導線411交叉。因此，即使因配線部41的拉伸，發生一部份的導線411龜裂或分離，甚至斷裂，由於發生該斷裂等的導線411以外的導線411存在，故對於配線部41整體而言，不會喪失導通路徑。此外，由於在配線部41延伸方向存在複數條導線411，故即使一部份導線411斷裂等時，尚可抑制配線部41全體的電阻值的增加。藉此，即使配線部41拉伸，配線部41的電阻值不易變化。結果而言，可達到提升針對拉伸的伸縮性基板10的耐久性。
此外，本實施形態係配線部41包含彼此相同形狀的複數個開口部415，複數個開口部415沿著配線部41延伸方向反覆排列。因此，配線部41的拉伸造成的應力均勻地施加在配線部41的全體，故難以發生導線的局部龜裂、剝離。藉此，即使配線部41拉伸，配線部41的電阻值不易變化。結果而言，可達到提升針對伸張的伸縮性基板10的耐久性。
此外，本實施形態係導線411相對於配線部41延伸方向斜著延伸。因此，在配線部41延伸方向上伸縮性基板10拉伸時，相較於導線在相對於配線部延伸方向是平行且垂直方向延伸存在的情況，抑制配線部41的伸縮性受到損害，同時抑制配線部41全體的電阻值增加。特別是將角度θ1設定 為滿足上述式(8)時，可更顯著獲得上述作用，當角度θ1設定為滿足式(9)時，可更加顯著獲得上述作用。
此外，本實施形態係配線部41設定為至少滿足上述式(10)及式(11)至少一者，且，滿足上述式(13)。此時，由於滿足上述式(10)及式(11)至少一者，抑制導線411的寬度W1過寬使伸縮性基板10的伸縮性受損，同時可抑制導線411的寬度W1過窄使導線411變得容易發生龜裂、剝離。此外，由於滿足上述式(13)，可抑制相鄰導線411彼此間的間距P1因變得過密使伸縮性基板10的伸縮性受損，因間距P1變得過疏使拉伸造成應力集中的導線411容易發生龜裂、剝離。
此外，本實施形態係導線411包含具有伸縮性的導電性材料，因此，導線411可變形，故緩和施加在配線部41的應力，配線部41不易發生斷線。因此，即使配線部41拉伸，配線部41的電阻值不易變化。結果而言，可達到提升針對拉伸的伸縮性基板10的耐久性。
此外，本實施形態係導線411的導體部接觸面412的表面粗糙度Ra設定成相對於導體部頂面413及導體部側面414的表面粗糙度Ra而言相對大。因此，導體部40與接著部30牢固連接，可抑制導體部40從基材20脫落。此外，當伸縮性基板10拉伸時，可抑制導體部40與接著部30之間的界面剝離。藉此，可提升伸縮性基板10的機械強度。
此外，本實施形態係導線411設定成滿足上述式(15)。因此，可抑制因導線411的導體部頂面413寬度變得過窄，使導體部頂面413附近無法存在導電性粒子416，而無法 賦予導體部頂面413附近配線部41的導通。
以本實施形態而言「伸縮性基板10」相當於本發明「伸縮性基板」的一例，以本實施形態而言「基材20」相當於本發明「基材」的一例，以本實施形態而言「配線部41」相當於本發明「導體部」的一例，以本實施形態而言「導線411」相當於本發明「導線」的一例，以本實施形態而言「開口部415」相當於本發明「開口部」的一例，以本實施形態而言「導電性粒子416」相當於本發明「導電性粒子」的一例，以本實施形態而言「彈性體417」相當於本發明「彈性體」的一例，以本實施形態而言「導體部接觸面412」相當於本發明「第1面」的一例，以本實施形態而言「導體部頂面413」相當於本發明「第2面」的一例，以本實施形態而言「導體部側面414」相當於本發明「第3面」的一例，以本實施形態而言「主面21」相當於本發明基材的「主面」的一例，以本實施形態而言「第1假想直線L1」相當於本發明「第1假想直線」的一例，以本實施形態而言「第2假想直線L2」相當於本發明「第2假想直線」的一例，以本實施形態而言「第3假想直線L3」相當於本發明「第3假想直線」的一例，以本實施形態而言「第4假想直線L4」相當於本發明「第4假想直線」的一例，以本實施形態而言「第5假想直線L5」相當於本發明「第5假想直線」的一例。
且，以上說明的實施形態係用以易於本發明的理解而記載者，本發明不限定所記載者。因此，上述實施形態所揭示的各要素係包含屬於本發明技術範圍內全部的設計變更或等效物的意旨。
例如，於上述實施形態說明的伸縮性基板10上，亦可再設置用以保護導體部40的覆蓋層(未圖示)。此類覆蓋層除了導體部40的端子部42以外，覆蓋導體部40的方式形成。作為構成此類覆蓋層的材料，可使用與構成基材20材料相同的材料，或是與彈性體417相同的材料。
此外，例如導體部40亦可由不具有伸縮性的導電性材料所構成。例如，導體部亦可由銅配線構成。或是，亦可使用非伸縮性的導電性料漿。
此外，導體部40包含具有伸縮性的導電性材料時，如同上述實施形態，不限定於包含導電性粒子416及彈性體417。例如，亦可使用聚乙炔等導電性聚合物。或是，取代導電性粒子，亦可使用銀奈米線或碳奈米管等纖維狀者包含於彈性體者。
此外，上述實施形態係於基材20與導體部40間隔著接著部30存在，然而，並不特別限定於此。第9圖係表示關於本發明其他形態的伸縮性基板的剖面圖。此處第9圖所示的伸縮性基板10C係於基材20的主面21上形成直接導體部40C(導線411D)。此種導體部40C係將與上述導電性料漿相同的導電性料漿藉由網版印刷法、分注法、凹版印刷法、凸版印刷法、平版印刷法等印刷於基材20上後，經過加熱或電磁波照射等硬化處理，使導電性料漿硬化而形成。
此外，上述實施形態係伸縮性基板10用以與外部迴路100等電性連接，然而，並不特別限定於上述。例如，雖然未特地圖示，然而，亦可是於同一基材上，設置有IC元件或薄膜電晶體(TFT)等電子零件、及導體部的伸縮性基板。此時，導體部亦 可以與組裝於同一基材上的電子零件等電性連接的方式形成。
(實施例)
以下，列舉實施例及比較例，更具體說明本發明。以下的實施例及比較例係用於確認上述實施形態中伸縮性基板的耐久性者。
<實施例1>
實施例1係準備由彈性體與導電性粒子而成的銀料漿(藤倉化成股份有限公司製，XA9424)。然後，於凹版填充上述導電性料漿，以大約150℃、60分鐘的條件加熱，使導電性料漿硬化而形成導體部。導體部以使複數條導線彼此交叉，由此等導線包含彼此相同形狀的複數個開口部方式而形成。關於此導體部，導體部的寬度W2、導線的寬度W1及厚度H、相鄰導線彼此間的間距P1、在導體部寬度方向延伸的假想直線與導線之交點的個數(以下，亦稱最小導通路徑數)，以及沿著導體部延伸方向的假想直線與沿著導線延伸方向的假想直線之間的夾角角度θ1皆如表1所示。然後，將由彈性體而成的接著材料(ThreeBondn股份有限公司製，TB3164D)塗佈於凹版上，由寬度1.5mm x長度80mm x厚度0.1mm的彈性體而成的基材(藤倉橡膠工業製，SR1)，以隔著接著材料的狀態緊壓在凹版。在此狀態，以3000mJ的條件照射紫外線，使接著材料硬化，形成厚度10μm的接著部。之後，從凹版將基材、導體部及接著部脫模，獲得試驗樣品。使用以上的試驗樣品，進行以下的試驗。
《拉伸耐久試驗》
將上述試驗樣品的長方向兩端，維持在維持間隔呈50mm的 方式，將該試驗樣品於室溫中，以30mm/分鐘的速度拉伸。此時，測定導體部的長方向兩端維持部間的電阻值，當相對於該試驗樣品初期狀態的電阻值成為2倍電阻值時，測定該試驗樣品的拉伸率。結果作為與後述比較例1的測定值之比率表示於表1。
<實施例2~6>
實施例2~6，除了導體部的寬度W2、導線的寬度W1及厚度H、相鄰導線彼此間的間距P1、最小導通路徑數，以及沿著導體部延伸方向的假想直線與沿著導線延伸方向的假想直線之間的夾角角度θ1如表1所示以外，與實施例1相關試驗樣品同樣地製作試驗樣品。
關於此等試驗樣品，與實施例1同樣地進行拉伸耐久試驗。結果作為與後述比較例1的測定值之比率表示於表1。
<比較例1>
比較例1係除了形成寬度1000μm x 厚度40μm經圖案化的導體部以外，與實施例1相關試驗樣品同樣地製作試驗樣品。
關於此試驗樣品，與實施例1同樣地進行拉伸耐久試驗。此結果作為基準值表示於表1。
此外，使用實施例3~6及比較例1相關的試驗樣品，進行以下的試驗。
《重複耐久試驗》
將上述試驗樣品的長方向兩端維持在維持間隔呈50mm的方式，將該試驗樣品在室溫中，以30次/分鐘的次數，藉由500mm/分鐘的速度，對該試驗樣品的全長進行10%的重複拉伸。此時，測定導體部的長方向兩端維持部間的電阻值，測定當相對於該試 驗樣品初期狀態的電阻值成為2倍電阻值時試驗樣品的重複拉伸的次數。結果作為與比較例1的測定值之比率表示於表1。
<評估實施例1~6、比較例1>
如表1所示，可確認導體部以使複數條導線彼此交叉，由此等導線包含複數個開口部的方式形成的實施例1~6中，相較於形成經圖案化的導體部的比較例1，可獲得高拉伸率，即使導體部受到拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
特別是可確認因為寬度W1與寬度W2的比(W1/W2)設定為滿足上述式(11)，間距P1與寬度W1的比(P1/W1)設定為滿足上述式(13)，厚度H與寬度W1的比(H/W1)設定為滿足上述式(14)，即使導體部受到拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
亦即，從實施例1~6的結果來看，可確認由於導體部以使複數條導線彼此交叉，由此等導線包含複數個開口部的方式形成，即使導體部拉伸，該導體部的電阻值不易變化， 係可適當實現提升針對伸張的伸縮性基板的耐久性者。
此外，如表1所示，可確認導體部以使複數條導線彼此交叉，由此等導線包含複數個開口部的方式形成的實施例3~6中，相較於形成經圖案化的導體部的比較例1，即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
特別是從實施例4及實施例5的結果來看，可確認與相對於導體部的延伸方向垂直的假想直線的交點為至少2個以上時(最小導通路徑數為2個以上時)，即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
亦即，從實施例3~6的結果來看，可確認由於導體部以使複數條導線彼此交叉，由此等導線包含複數個開口部的方式形成，故即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易變化，係可適當實現提升針對重複拉伸的伸縮性基板的耐久性者。
<實施例7~12>
實施例7~12係導體部的寬度W2、導線的寬度W1及厚度H、相鄰導線彼此的間距P1、最小導通路徑數，以及角度θ1如表2所示，與實施例1相關試驗樣品同樣地製作試驗樣品。
針對實施例7~12相關的試驗樣品，進行上述拉伸耐久試驗。結果作為與後述比較例2的測定值之比率表示於表2。且，在拉伸耐久試驗中，實施例相關的試驗樣品的拉伸率的測定值相對於比較例2相關的試驗樣品的拉伸率的測定值，比6.45倍更大時為測定界限以上，因此結果超過6.45超。
此外，針對實施例7~10相關的試驗樣品，亦進行上述重複耐久試驗。結果作為與後述比較例2的測定值之比率表示 於表2。且，重複耐久試驗中，實施例相關的試驗樣品的重複拉伸的次數的測定值相對於比較例2相關的試驗樣品的重複拉伸的次數的測定值，比125倍更大時為測定界限以上，因此結果超過125。
<比較例2>
比較例2係與比較例1相關的試驗樣品同樣地製作試驗樣品。
針對此試驗樣品，進行上述拉伸耐久試驗及重複耐久試驗。此結果作為基準值表示於表2。
且，針對實施例7~12及比較例2相關的試驗樣品，雖然導電性料漿的硬化處理的條件彼此相同，相對於上述實施例1~6及比較例1相關的試驗樣品，導電性料漿的硬化處理的條件相異。因此，實施例4與實施例8雖然導體部的寬度W2、導線的寬度W1及厚度H、相鄰導線彼此間的間距P1、最小導通路徑數，以及角度θ1為相同值，然而，拉伸耐久試驗及重複耐久試驗的結果為相異值。
<評估實施例7~12、比較例2>
如表2所示，可確認在角度θ1設定為滿足上述式(8)的實施例7~10中，相較於形成經圖案化的導體部的比較例2，即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
特別是從實施例8~10的結果，可確認當角度θ1設定為滿足上述式(9)時，相較於比較例2，可獲得高拉伸率，即使導體部受到拉伸，該導體部的電阻值不易變化。此外，從實施例8~10的結果，可確認當角度θ1設定為滿足上述式(9)時，相較於比較例2，即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易極度變化。
亦即，從實施例7~10的結果，可確認由於角度θ1設定成滿足上述式(8)或上述式(9)，故可適當地實現提升對於伸張的伸縮性基板的耐久性及提升對於重複拉伸的伸縮性基板的耐久性。
此外，如表2所示，可確認導體部的厚度H與寬度W1的比(H/W1)設定為滿足上述式(14)的實施例11及12中，相較於比較例2，即使導體部受到重複拉伸，該導體部的電阻值不易變化。
亦即，由實施例11及12的結果，可確認由於導體部的厚度H與寬度W1的比(H/W1)設定成滿足上述式(14)，可適當地實現提升對於重複拉伸的伸縮性基板的耐久性。

Claims (10)

  1. 一種伸縮性基板，包括：具有伸縮性的基材；及設置於上述基材上的導體部；上述導體部包含：彼此交叉的複數條導線，及在平面視角，由上述複數條導線所形成的開口部，滿足下式(1)或式(2)至少一者，且滿足下式(3)：W1≦100μm…(1) W1/W2≦0.1…(2) 2≦P1/W1≦10…(3)其中，上述式(1)~式(3)中，W1為上述導線的寬度，W2為上述導體部的寬度，P1為相鄰上述導線彼此間的間距。
  2. 根據申請專利範圍第1項之伸縮性基板，其中，在平面視角，在相對於上述導體部的延伸方向垂直之方向延伸的第1假想直線與至少2條上述導線交叉。
  3. 根據申請專利範圍第1項之伸縮性基板，其中，上述導體部包含彼此相同形狀的複數個上述開口部，且複數個上述開口部沿著上述導體部的延伸方向反覆排列。
  4. 根據申請專利範圍第1項之伸縮性基板，其中，該伸縮性基板滿足下式(4)：0.2≦H/W1≦4…(4)其中，上述式(4)中，H為上述導線的高度。
  5. 根據申請專利範圍第1項之伸縮性基板，其中，上述導線相對於上述導體部的延伸方向斜著延伸。
  6. 根據申請專利範圍第5項之伸縮性基板，其中，該伸縮性基板係滿足下式(5)：30°≦θ1<90°...(5)其中，上述式(5)中，θ1為沿著上述導體部的延伸方向之第2假想直線與沿著上述導線的延伸方向之第3假想直線之間所成的角度。
  7. 根據申請專利範圍第6項之伸縮性基板，其中，該伸縮性基板滿足下式(6)：45°≦θ1≦75°…(6)。
  8. 根據申請專利範圍第1項之伸縮性基板，其中，上述導線包含具有伸縮性的導電性材料，且上述導電性材料包含導電性粒子與彈性體。
  9. 根據申請專利範圍第1項至第8項中任一項之伸縮性基板，其中，上述導線具有：與上述基材對向的第1面，與上述第1面相對側的第2面，及介於上述第1面與上述第2面之間的第3面，上述第1面的表面粗糙度，相對於上述第2面的表面粗糙度相對較大，上述第1面的表面粗糙度，相對於上述第3面的表面粗糙度相對較大。
  10. 根據申請專利範圍第9項之伸縮性基板，其中，上述基材包含在剖面視角呈直線狀的主面，且該伸縮性基板滿足下式(7)：90°≦θ2≦120°…(7)其中，上述式(7)中，θ2為沿著上述主面的第4假想直線與沿著上述第3面的第5假想直線之間所成的角度。
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