TWI788433B - 伸縮性電路基板及物品 - Google Patents

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Abstract

本案提供一種伸縮性電路基板,具有: 基材,其係具有伸縮性; 配線,其係位於上述基材的第1面側,具有包含沿著上述基材的上述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及 調整層,其係位於上述基材的上述第1面側,且以對於上述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有上述蛇腹形狀部, 上述調整層的揚氏係數比上述配線的揚氏係數更小。

Description

伸縮性電路基板及物品
本案是有關具備具有伸縮性的基材及配線的伸縮性電路基板。
近年來,伸縮性電子(electronics)(亦稱為可伸縮電子(stretchable electronics))受到矚目,可伸縮的伸縮性電路基板的開發興盛。作為取得伸縮性電路基板的手法之一,在專利文獻1中提案使具有伸縮性的基材預先伸長,在使伸長的狀態的基材上配置金屬薄膜之後,使基材弛緩的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-281406號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]Seungjun Chung et al., “Inkjet-printed stretchable silver electrode on wave structured elastomeric substrate”, Appl. Phys. Lett. 98, 153110 (2011) [非專利文獻2]Jaemyon Lee et al., “Lateral-crack-free, buckled, inkjet-printed silver electrodes on highly pre-stretched elastomeric substrates”, Appl. Phys. 46 (2013) 105305 [非專利文獻3]Junghwan Byun et al., “Fully printable, strain-engineered electronic wrap for customizable soft electronics”, Scientific Reports 7:45328, 24 March 2017 [非專利文獻4]Martin Kaltenbrunner et al., “An ultra-lightweight design for imperceptible plastic electronics”, Nature, July 2013 [非專利文獻5]Tomoyuki Yokota et al., “Ultraflexible organic photonic skin”, Sci. Adv. 2016; 2 : e1501856 15 April 2016
(發明所欲解決的課題)
在上述的伸縮性電路基板的製造方法中,使基材弛緩而基材收縮時,金屬薄膜是變形成蛇腹狀,而具有山部及谷部會沿著基材的面內方向來重複出現的蛇腹形狀部。具有蛇腹形狀部的金屬薄膜是一旦使基材伸長,則可藉由將蛇腹形狀部擴展於面內方向來追隨基材的伸長。因此,在如此的伸縮性電路基板中,可抑制金屬薄膜的電阻值隨著基材的伸縮而變化。
另一方面,在上述的伸縮性電路基板的製造方法中,當金屬薄膜變形成蛇腹狀時,起因於伸長時的基材伸展的偏差或基材上的金屬薄膜的分布密度的差等,而依位置在變形的程度產生偏差。一旦在金屬薄膜的變形的程度有偏差,則有產生於金屬薄膜的彎曲或屈曲的程度局部地變大的情形。產生於金屬薄膜的彎曲或屈曲的程度局部地大之處,應力會集中,發生折斷等的破損,且在將伸縮性電路基板重複伸縮時,電阻值上昇。
本案是有鑑於上述問題點而研發者,以提供一種可抑制配線的折斷等的破損或配線的電阻值的上昇之伸縮性電路基板為目的。 (用以解決課題的手段)
為了達成上述目的,本案是提供一種伸縮性電路基板,具有: 基材,其係具有伸縮性; 配線,其係位於上述基材的第1面側,具有包含沿著上述基材的上述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及 調整層,其係位於上述基材的上述第1面側,且以對於上述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有上述蛇腹形狀部, 上述調整層的揚氏係數比上述配線的揚氏係數更小。
又,本案是提供一種伸縮性電路基板,具有: 基材,其係具有伸縮性; 配線,其係位於上述基材的第1面側,具有包含沿著上述基材的上述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及 調整層,其係位於上述基材的上述第1面側,且以對於上述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有上述蛇腹形狀部, 上述調整層的揚氏係數比上述基材的揚氏係數更大。
又,本案是提供具有上述的伸縮性電路基板之物品。 [發明的效果]
若根據本案,則取得可抑制配線的折斷等的破損及配線的電阻值的上昇之效果。
以下,詳細說明有關本案的伸縮性電路基板。本案的伸縮性電路基板是具有2個的形態。以下,分成各形態進行說明。
A.第1形態 本案的第1形態的伸縮性電路基板具有: 基材,其係具有伸縮性; 配線,其係位於上述基材的第1面側,具有包含沿著上述基材的上述第1面的面內方向的1個的第1方向排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及 調整層,其係位於上述基材的上述第1面側,且以對於上述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有上述蛇腹形狀部, 上述調整層的揚氏係數比上述配線的揚氏係數更小。
在此,所謂「伸縮性」是意指可伸縮的性質,亦即,可從常態的非伸長狀態伸長,在從此伸長狀態解放時可復原的性質。所謂非伸長狀態是拉伸應力未被施加時的狀態。伸縮性是亦稱為可伸縮(stretchable)。
所謂「位於基材的第1面側的配線」是意指配線可直接位於基材的第1面,或配線亦可經由其他的構件來間接地位於基材的第1面。 又,所謂「位於基材的第1面側的調整層」是意指調整層可直接位於基材的第1面,或調整層亦可經由其他的構件來間接地位於基材的第1面。 另外,有關位於基材的第1面側的構件是可設為與位於上述的基材的第1面側的配線及位於基材的第1面側的調整層同樣。
參照圖面來說明有關本形態的伸縮性電路基板。另外,在本案參照的圖面中,在具有相同部分或同樣機能的部分附上同樣的符號或類似的符號,其重複的說明有時省略。
圖1(a)、(b)是表示本形態的伸縮性電路基板之一例的概略平面圖及剖面圖,圖1(b)是圖1(a)的A-A線剖面圖。 在圖1(a)、(b)所例示的伸縮性電路基板1是具有: 具有伸縮性的基材2; 位於基材2的第1面2a側的配線4;及 位於基材2的第1面2a側,且位於配線4所位置的配線區域21,具有比配線4更小的揚氏係數的調整層3。 在圖1(a)、(b)中,調整層3是位於基材2與配線4之間。另外,調整層3是亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面。並且,在圖1(a)、(b)中,調整層3是位於基材2的第1面2a側的全面,不僅配線區域21,也位於與配線區域21鄰接、搭載有機能性構件5的機能性構件區域22。另外,調整層3是只要至少位於配線區域21即可。並且,伸縮性電路基板1是可在基材2的第1面2a側具有機能性構件5。
在伸縮性電路基板1中,配線4及調整層3是具有基材2的第1面2a的法線方向的山部31、33、35及谷部32、34、36會沿著基材2的第1面2a的面內方向來重複出現的蛇腹形狀部30。在圖1(a)、(b)中,山部31是出現在與配線4的基材2側的面相反側的面的山部,山部33是出現在配線4的基材2側的面的山部、及出現在與調整層3的基材2側的面相反側的面的山部,山部35是出現在調整層3的基材2側的面的山部。並且,谷部32是出現在與配線4的基材2側的面相反側的面的谷部,谷部34是出現在配線4的基材2側的面的谷部、及出現在與調整層3的基材2側的面相反側的面的谷部,谷部36是出現在調整層3的基材2側的面的谷部。如後述般,在伸縮性電路基板的製造方法中,在預先使伸長的狀態的基材2的第1面2a側配置配線4,從基材2去除拉伸應力而使基材2收縮時,配線4是如圖1(b)所示般,變形成蛇腹狀而具有蛇腹形狀部30。同樣,調整層3也具有蛇腹形狀部30。
另外,以下,有將從蛇腹形狀部的山部朝向谷部的方向,亦即蛇腹形狀部的山部及谷部重複出現的方向稱為第1方向的情況。在圖1(a)、(b)中,配線4是延伸第1方向D1而延伸。
在本案中,配線是具有蛇腹形狀部。由於基材是具有伸縮性,因此當使伸縮性電路基板伸長時,基材是可藉由彈性變形來伸長。在此,假設若配線也同樣地藉由彈性變形來伸長,則配線的全長會增加,配線的剖面積會減少,因此配線的電阻值會增加。並且,也可想像起因於配線的彈性變形,在配線產生龜裂等的破損。相對於此,在本案中,由於配線具有蛇腹形狀部,因此當基材伸長時,配線是藉由變形為減低蛇腹形狀部的起伏,亦即藉由解消蛇腹形狀,可追隨基材的伸長。因此,可抑制隨著基材的伸長而配線的全長增加,或配線的剖面積減少。藉此,可抑制起因於伸縮性電路基板的伸長而配線的電阻值增加。並且,可抑制在配線產生龜裂等的破損。
可是,在伸縮性電路基板的製造方法中,配線變形成蛇腹狀時,變形的程度會起因於伸長時的基材伸展的偏差或基材上的金屬薄膜的分布密度的差等,依位置而偏差。一旦在配線的變形的程度有偏差,則產生於配線的彎曲或屈曲的程度會有局部地變大的情形。在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地大之處,應力會集中。又,由於一般在基材是使用彈性體(elastomer),在配線是使用金屬或合金等,因此配線的揚氏係數是比基材的揚氏係數更特別地大。亦即,配線是比基材更硬不易變形。因此,在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地大之處,應力容易集中。在配線中應力集中之處,發生折斷等的破損,且在將伸縮性電路基板重複伸縮時,電阻值上昇。
相對於此,若根據本形態,則藉由具有比配線更小揚氏係數,亦即比配線更柔軟容易變形的調整層位於基材的第1面側的配線區域,可使應力分散。因此,即使在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地變大的情況,也可減低在彎曲或屈曲的程度局部地大之處的應力集中。藉此,可抑制配線破損或在將伸縮性電路基板重複伸縮時配線的電阻值上昇。
本形態的伸縮性電路基板是至少具備具有伸縮性的基材、配線及調整層。以下,說明有關本形態的伸縮性電路基板的各構成。
1.調整層 本形態的調整層,典型的是位於基材的第1面側,且位於配線區域,具有基材的第1面的法線方向的山部及谷部會沿著基材的第1面的面內方向來重複出現的蛇腹形狀部,具有比配線更小的揚氏係數之構件。
調整層的揚氏係數是比配線的揚氏係數更小。又,調整層的揚氏係數是比具有伸縮性的基材的揚氏係數更大為理想。亦即,調整層是具有配線及基材的中間的揚氏係數為理想。因為藉由具有配線及基材的中間的揚氏係數,亦即比配線更柔軟而容易變形,比基材更硬而不易變形的調整層位於基材的第1面側的配線區域,可減低應力集中。
又,如後述般,當本形態的伸縮性電路基板在基材及配線之間具有支撐基材時,調整層的揚氏係數是可比支撐基材的揚氏係數更小,亦可與支撐基材的揚氏係數相同,或亦可比支撐基材的揚氏係數更大。其中又以調整層的揚氏係數比支撐基材的揚氏係數更小為理想。因為藉由具有比配線及支撐基材更小的揚氏係數,亦即比配線及支撐基材更柔軟而容易變形的調整層位於基材的第1面側的配線區域,可減低應力集中。
具體而言,調整層的揚氏係數是可設為未滿配線的揚氏係數的1倍,理想是0.9倍以下,更理想是0.1倍以下,更加理想是0.05倍以下。又,調整層的揚氏係數是可設為配線的揚氏係數的0.001倍以上,理想是0.01倍以上。 又,調整層的揚氏係數是可設為超過具有伸縮性的基材的揚氏係數的1倍,理想是1.1倍以上,更理想是2倍以上。又,調整層的揚氏係數是可設為具有伸縮性的基材的揚氏係數的100倍以下,理想是10倍以下。 因為調整層的揚氏係數過小或過大,皆有難以減低應力集中的情況。
又,調整層的揚氏係數是例如可設為1GPa以下,理想是100MPa以下,更理想是10MPa以下。又,調整層的揚氏係數是例如可設為10kPa以上,理想是1MPa以上。因為調整層的揚氏係數過小或過大,皆有難以減低應力集中的情況。
另外,各構件的揚氏係數是在室溫(25℃)的揚氏係數。 作為調整層的揚氏係數的測定方法,是可採用使用調整層的樣品,依據JIS K6251來實施拉伸試驗的方法。又,作為求取調整層的揚氏係數的方法,亦可採用依據ISO14577來根據奈米壓痕法(Nano Indentation)的測定方法。具體而言,調整層的揚氏係數是可利用奈米壓痕法來測定。作為準備調整層的樣品的方法,是可舉從伸縮性電路基板取出調整層的一部分作為樣品的方法,或取出構成伸縮性電路基板之前的調整層的一部分作為樣品的方法。其他作為求取調整層的揚氏係數的方法,亦可採用分析構成調整層的材料,根據材料的既存的資料庫來求取調整層的揚氏係數之方法。 另外,求取配線、具有伸縮性的基材、及支撐基材等的各構件的揚氏係數之方法是與求取上述調整層的揚氏係數之方法同樣。並且,算出該等的揚氏係數之方法是亦可依據構件的形態來使用適當的規格。例如,在後述的伸縮控制部或支撐基材中是可採用依據ASTM D882來實施拉伸試驗的方法。
調整層是具有蛇腹形狀部。另外,有關蛇腹形狀部是可設為與後述的配線所具有的蛇腹形狀部同樣。
調整層的材料是只要具有上述的揚氏係數者即可,可具有伸縮性,亦可不具有伸縮性。其中又以調整層的材料具有伸縮性為理想。因為當調整層含具有伸縮性的材料時,可具有對於變形的耐性。
作為用在調整層之不具伸縮性的材料,例如可舉樹脂。樹脂是可使用一般的樹脂,例如可使用熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等的任一個。並且,當調整層含樹脂時,亦可使用樹脂基材作為調整層。
作為用在調整層之具有伸縮性的材料的伸縮性,可設為與後述之具有伸縮性的基材的伸縮性同樣。 作為用在調整層之具有伸縮性的材料,例如可舉彈性體。彈性體是可使用一般的熱可塑性彈性體及熱硬化性彈性體,具體而言,可舉苯乙烯系彈性體、烯烴系彈性體、聚氨酯系彈性體、醯胺系彈性體、矽橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、聚丁二烯、聚異丁烯、聚苯乙烯丁二烯、聚氯丁二烯等。當構成調整層的材料為該等的樹脂時,調整層是亦可具有透明性。又,調整層是亦可具有遮光性,例如遮蔽紫外線的特性。例如,調整層是亦可為黑色。又,調整層的顏色與基板的顏色亦可為相同。亦可使調整層具有設計性而持有添加裝飾的任務。
又,當調整層接觸於配線時,具有絕緣性為理想。只要是樹脂或彈性體,則便可設為具有絕緣性的調整層。
調整層是只要至少位於配線區域即可,例如,可位於基材的第1面側的全面,或亦可部分地位於基材的第1面側。
其中又以例如圖1(b)、圖2(a)~(c)所示般,調整層3是連續位於配線區域21及與配線區域21鄰接且搭載有機能性構件5的機能性構件區域22為理想。 在此,在伸縮性電路基板中,蛇腹形狀部的山部的高度會有因為基材的厚度的偏差或被設在基材的配線的分布密度的差等而局部地變大的情形。例如,在配線與機能性構件的境界附近,有在配線產生大的山部的情形。此情況,恐有大的應力施加於配線與機能性構件之間的電接合部,電接合部破壞之虞。 對於此,藉由調整層連續位於配線區域及機能性構件區域,在配線與機能性構件的境界附近,可抑制在配線產生大的山部。藉此,可抑制配線與機能性構件之間的電接合部破壞。另外,後述的機能性構件周圍區域是亦可作為配線區域的一部分。
當調整層連續位於配線區域及機能性構件區域時,調整層是只要至少連續位於配線區域及機能性構件區域即可,例如,調整層3是如圖1(b)及圖2(a)所例示般亦可位於機能性構件區域22的全域,如圖2(b)~(c)所例示般亦可部分地位於機能性構件區域22。當調整層部分地位於機能性構件區域時,例如,調整層是亦可具有:平面視,具有機能性構件的一部分露出的開口部之形狀。
又,調整層3是如圖2(d)所例示般,亦可未位於機能性構件區域22,亦即,未連續地位於配線區域21及機能性構件區域22。此情況,如後述般,本形態的伸縮性電路基板具有:位於基材的第1面側、基材的第2面側或基材的內部,且位於位在機能性構件區域的周圍的機能性構件周圍區域,擴展至機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界之第2伸縮控制部為理想。亦即,第2伸縮控制部是平面視上,位於機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界為理想。因為藉由在機能性構件周圍區域設有第2伸縮控制部,且第2伸縮控制部擴展至機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界,可在機能性構件的附近抑制在配線產生大的山部。藉此,可抑制配線與機能性構件之間的電接合部破損。又,當配線具有用以和機能性構件連接的端子部時,調整層是亦可平面視上,除了配線的端子部外覆蓋全部的前述配線區域。
另外,有關上述的調整層的位置是當本形態的伸縮性電路基板在基材及配線之間具有支撐基材時也同樣。
調整層是只要位於基材的第1面側即可,例如,調整層3是如圖1(b)及圖2(c)所例示般亦可位於基材2與配線4之間,如圖2(a)、(b)、(d)所例示般亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面。 又,當本形態的伸縮性電路基板在基材及配線之間具有支撐基材時,例如,調整層3是如圖3(a)般亦可位於支撐基材7與配線4之間,如圖3(b)、(d)所示般亦可位於與配線4的支撐基材7側的面相反側的面,如圖3(c)所示般亦可位於基材2與支撐基材7之間。又,當調整層位於基材與支撐基材之間時,本形態的伸縮性電路基板在基材及支撐基材之間具有接著層時,調整層3是如圖3(c)所示般可位於接著層6與支撐基材7之間。又,如圖4所示般,支撐基材7是亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面。
其中又以調整層位於與配線的基材側的面相反側的面為理想。因為藉由比配線更小揚氏係數、比基材更大揚氏係數的調整層位於與配線的基材側的面相反側的面,可有效地減低應力集中。而且,當調整層位於與配線的基材側的面相反側的面時,調整層亦作為形狀保護層機能。例如,在伸縮性電路基板的製造時,有時在製作蛇腹形狀部之後,進行加壓處理或加熱加壓處理。進行如此的處理之後,也有當調整層位於與配線的基材側的面相反側的面時,蛇腹形狀部的形狀不易崩潰之優點。
又,當調整層位於基材與配線之間時,本形態的伸縮性電路基板在基材及配線之間具有支撐基材時,調整層是位於支撐基材與配線之間為理想。因為藉由比配線更小揚氏係數的調整層位於配線的基材側的面,可有效地減低應力集中。
又,本形態的伸縮性電路基板是亦可只具有1層調整層,亦可具有2層以上調整層。其中又以在配線的兩面側,亦即在配線的一方的面側及另一方的面側分別具有第1調整層及第2調整層為理想。藉由第1調整層及第2調整層位於配線的兩面側,可使容易集中在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地大之處的應力更分散。例如,在圖5(a)中,第1調整層3α位於配線4的一方的面側,第2調整層3β位於配線4的另一方的面側,且支撐基材7位於第2調整層3β及基材2之間。另一方面,在圖5(b)中,第1調整層3α位於配線4的一方的面側,第2調整層3β位於配線4的另一方的面側,且支撐基材7位於配線4及第2調整層3β之間。第1調整層3α及第2調整層3β的材料是亦可為相同,亦可為相異。又,第1調整層3α及第2調整層3β的厚度也亦可為相同,亦可為相異。
調整層是通常不具黏著性。當本形態的伸縮性電路基板在基材及配線之間具有支撐基材時,有時在基材及支撐基材之間具有接著層,但調整層是被與如此的接著層區別者。 在此,所謂不具黏著性,是意指調整層的黏著力為0.01N/25mm以下,理想是0.005N/25mm以下,更理想是0.001N/25mm以下。
作為調整層的黏著力的測定方法,可採用所謂使用調整層的樣品來實施180°剝離試驗的方法。作為準備調整層的樣品的方法,可舉從伸縮性電路基板取出調整層的一部分作為樣品的方法,或取出構成伸縮性電路基板之前的調整層的一部分作為樣品的方法。其他,作為調整層的黏著力的測定方法,亦可採用所謂分析構成調整層的材料,根據材料的既存的資料庫來求取調整層的黏著力的方法。在180°剝離試驗中,首先,採取25mm寬度的試驗片,使25mm寬度的玻璃板貼合於試驗片的調整層側的面。其次,利用拉伸試驗機,以拉伸速度:1200mm/分,剝離角:180°,溫度:20℃,溼度:50%的條件來測定對於玻璃板的黏著力(N/25mm)。
作為調整層的厚度,是只要可耐於伸縮的厚度即可,按照調整層的材料等來適當選擇。調整層的厚度是例如可設為0.1μm以上,理想是1μm以上,更理想是10μm以上。又,調整層的厚度是例如可設為1mm以下,理想是500μm以下,更理想是100μm以下。若調整層過薄,則有時減低應力集中的效果無法充分地取得。又,若調整層過厚,則即使揚氏係數符合上述的關係,也會有時調整層的彎曲剛性變大,難以減低應力集中。另外,彎曲剛性是成為對象的構件的剖面二次力矩與構成成為對象的構件的材料的彈性係數的乘積,單位是N・m2 或Pa・m4 。調整層的剖面二次力矩是根據依照與伸縮性電路基板的伸縮方向正交的平面來切斷調整層之中與配線重疊的部分後的情況的剖面而算出。又,調整層的厚度是亦可至少部分地隨著從機能性構件區域朝向配線側區域而減少。
作為將調整層配置於基材的第1面側的方法,是按照調整層的材料或伸縮性電路基板的層構成等來適當選擇。例如,可舉在基材的第1面側塗佈調整層用樹脂組成物的方法、將調整層經由接著層來貼合於基材的第1面側的方法、將基材及調整層熱層壓的方法、將基材及調整層同時成形的方法等。
另外,以下,當調整層經由接著層來被貼合於基材的第1面側時,有時將此接著層稱為第1接著層。
第1接著層不是被特別加以限定者,可利用被使用在電路基板的一般的接著劑或黏著劑。
第1接著層通常是具有蛇腹形狀部。有關蛇腹形狀部是可與後述的配線所具有的蛇腹形狀部同樣。
作為第1接著層的厚度,是只要可伸縮,可將調整層貼合於基材的第1面側的厚度即可,例如可設為10μm以上,100μm以下的範圍內。
又,第1接著層是亦可為分子接著層。另外,所謂「分子接著」是意指將成為分子接著劑的化合物賦予2個的接著體之間,藉由化學結合來接著接合該等的2個接著體。在本案中,可藉由分子接著劑所致的化學結合來接著結合基材與調整層。
作為被用在分子接著層的分子接著劑,是可使用周知的分子接著劑,按照伸縮性電路基板的用途等來適當選擇。例如,可舉矽烷耦合劑、硫醇系化合物等。
分子接著層的厚度是例如數nm~100nm程度。 作為分子接著層的配置方法是例如可舉藉由分子接著劑來表面修飾基材的第1面及與調整層的基材對向的面的方法。
2.配線 本形態的配線是位於基材的第1面側,具有基材的第1面的法線方向的山部及谷部會沿著基材的第1面的面內方向來重複出現的蛇腹形狀部,具有導電性之構件。
本形態的伸縮性電路基板是亦可具有複數的配線。在圖1(a)、(b)所示的例子中,配線4是平行延伸於蛇腹形狀部30的山部31、33、35及谷部32、34、36重複出現的第1方向D1。並且,雖未圖示,但伸縮性電路基板是亦可具有延伸於與第1方向不同的方向的配線。
蛇腹形狀部的振幅是例如可設為1μm以上,理想是10μm以上,更理想是50μm以上,更加理想是100μm以上。並且,蛇腹形狀部的振幅是例如可設為500μm以下,理想是400μm以下,更理想是300μm以下。藉由將蛇腹形狀部的振幅設為上述範圍,配線容易追隨基材的伸長而變形。
另外,蛇腹形狀部的振幅是如以圖6所示的符號S1、S2來表示般,相鄰的山部與谷部之間的基材的第1面的法線方向的距離。振幅S1是與配線4的基材側的面相反側的面的蛇腹形狀部30之基材的法線方向的振幅。又,振幅S2是配線4的基材側的面的蛇腹形狀部30之基材的法線方向的振幅。
蛇腹形狀部的振幅是例如遍及配線的長度方向的一定的範圍,測定相鄰的山部與谷部之間的基材的第1面的法線方向的距離,求取該等的平均,藉此算出。配線的長度方向的一定的範圍是例如可設為10mm。作為測定相鄰的山部與谷部之間的距離的測定器,是亦可利用使用雷射顯微鏡等的非接觸式的測定器,亦可利用接觸式的測定器。又,亦可根據剖面照片等的畫像來測定相鄰的山部與谷部之間的距離。
蛇腹形狀部的週期是例如可設為10μm以上,理想是50μm以上,更理想是100μm以上。並且,蛇腹形狀部的週期是例如可設為1000μm以下,理想是750μm以下,更理想是500μm以下。藉由蛇腹形狀部的週期為上述範圍內,配線可伸縮。 另外、蛇腹形狀部的週期是如以圖6所示的符號F來表示般,第1方向D1的相鄰的山部的間隔。
蛇腹形狀部的週期是例如涉及配線的長度方向的一定的範圍,測定第1方向的相鄰的山部的間隔,藉由求取該等的平均來算出。配線的長度方向的一定的範圍是例如可設為10mm。作為測定相鄰的山部的間隔的測定器,是可利用使用雷射顯微鏡等的非接觸式的測定器,或亦可利用接觸式的測定器。又,亦可根據剖面照片等的畫像來測定相鄰的山部的間隔。
配線的揚氏係數是比調整層的揚氏係數更大,例如,可設為100MPa以上,理想是200MPa以上。並且,配線的揚氏係數是例如可設為300GPa以下,理想是200GPa以下,更理想是100GPa以下。當配線的揚氏係數為上述範圍內時,應力集中容易產生,但在本形態中藉由配置調整層,可減低應力集中。 另外,求取配線的揚氏係數的方法是與求取上述調整層的揚氏係數的方法同樣。
作為配線的材料,是只要可利用蛇腹形狀部的解消及生成來追隨基材的伸長及收縮的材料即可。配線的材料是本身可具有伸縮性,或亦可未具伸縮性。
作為被用在配線之不具伸縮性的材料是例如可舉金、銀、銅、鋁、白金、鉻等的金屬或含該等的金屬的合金。當配線的材料不具伸縮性時,可使用金屬膜作為配線。
作為被用在配線之具有伸縮性的材料的伸縮性是可設為與後述具有伸縮性的基材的伸縮性同樣。 被用在配線之具有伸縮性的材料是例如可舉含有導電性粒子及彈性體的導電性組成物。亦即,可設為含導電性粒子及彈性體的配線。導電性粒子是只要可使用於配線者即可,例如可舉金、銀、銅、鎳、鈀、白金、碳等的粒子。其中又以使用銀粒子為理想。又,彈性體是可使用一般的熱可塑性彈性體及熱硬化性彈性體,例如可舉苯乙烯系彈性體、丙烯系彈性體、烯烴系彈性體、聚氨酯系彈性體、矽橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、丁腈橡膠、聚丁二烯、聚氯丁二烯。
又,平面視的配線的形狀不是被特別加以限定者,其中又以如圖1(a)所例示般,直線狀為理想。因為伸縮性電路基板的設計變容易。又,配線是亦可作為電極機能。電極是例如可舉太陽電池用的電極、有機電致發光用的電極等。
作為配線的厚度,是只要可耐於伸縮的厚度即可,按照配線的材料等來適當選擇。 例如,當配線的材料不具伸縮性時,配線的厚度是可設為25nm以上,50nm以上為理想,100nm以上更理想。又,此情況,配線的厚度是可設為50μm以下,10μm以下為理想,5μm以下更理想。 又,當配線的材料具有伸縮性時,配線的厚度是可設為5μm以上,10μm以上為理想,20μm以上更理想。又,此情況,配線的厚度是可設為60μm以下,50μm以下為理想,40μm以下更理想。
配線的寬度是例如可設為50μm以上,且可設為10mm以下。
作為配線的形成方法,是按照材料等來適當選擇。當配線的材料不具伸縮性時,例如可舉在基材上或支撐基材上藉由蒸鍍法或濺射法、電鍍法、金屬箔的轉印・壓著等來形成金屬膜之後,藉由光蝕刻法來使金屬膜圖案化的方法。又,當配線的材料具有伸縮性時,例如可舉在支撐基材上藉由一般的印刷法來將含有上述的導電性粒子及彈性體的導電性組成物印刷成圖案狀的方法。
3.具有伸縮性的基材 本形態的基材是具有伸縮性的構件。基材是包含:位於配線側的第1面、及位於第1面的相反側的第2面。又,基材是例如亦可為板狀的構件。
基材是具有伸縮性。作為表示基材的伸縮性的參數的例子,可舉復原率。基材的復原率是以常態(非伸長狀態)作為基準,50%(初期的長度的1.5倍)伸長後,由此伸長狀態解放時的復原率是80%以上為理想,85%以上更理想,90%以上更加理想。另外,復原率的上限是100%。 另外,復原率是可準備寬度25mm的試驗片,將試驗片伸長50%而保持1小時後,將伸長解放而放置1小時使復原,藉由下述的計算式來求取。 復原率(%)=(剛伸長之後的長度-復原後的長度)÷(剛伸長之後的長度-拉伸前的長度)×100 另外,所謂剛伸長之後的長度是意指伸長50%後的狀態的長度。
又,作為表示基材的伸縮性的參數的其他的例子,可舉伸長率。基材是不被破壞,可從非伸長狀態伸長1%以上為理想,更理想是伸長20%以上,更加理想是伸長75%以上。藉由使用具有如此的伸縮性的基材,伸縮性電路基板可全體具有伸縮性。而且,在所謂安裝於人的手腕等的身體的一部分之需要高伸縮的製品或用途中,可使用伸縮性電路基板。一般被認為在安裝於人的腋下的製品中需要在垂直方向72%、在水平方向27%的伸縮性。並且,被認為在安裝於人的膝、肘、臀部、腳裸、腋下部的製品中需要在垂直方向26%以上42%以下的伸縮性。而且,被認為在安裝於人的其他的部位的製品中需要未滿20%的伸縮性。
又,處於非伸長狀態的基材的形狀與從非伸長狀態伸長後再度回到非伸長狀態時的基材的形狀的差小為理想。另外,以下,有時將此差稱為形狀變化。基材的形狀變化是例如可設為面積比20%以下,更理想是10%以下,更加理想是5%以下。藉由使用形狀變化小的基材,蛇腹形狀部的形成變容易。
基材的揚氏係數是例如可設為10MPa以下,理想是1MPa以下。又,基材的揚氏係數是可設為1kPa以上。藉由使用具有如此的揚氏係數的基材,可使伸縮性電路基板全體持有伸縮性。 另外,求取基材的揚氏係數的方法是與求取上述調整層的揚氏係數的方法同樣。
作為基材的材料,是只要具有伸縮性者即可,例如可舉彈性體,按照伸縮性電路基板的用途等來適當選擇。可使用一般的熱可塑性彈性體及熱硬化性彈性體作為彈性體,具體而言,可舉苯乙烯系彈性體、烯烴系彈性體、聚氨酯系彈性體、醯胺系彈性體、丁腈系彈性體、聚氯乙烯樹脂系彈性體、酯系彈性體、1,2-聚丁二烯系彈性體、氟系彈性體、矽橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、聚丁二烯、聚異丁烯、聚苯乙烯丁二烯、聚氯丁二烯等。若考慮機械性強度或耐磨耗性,則使用聚氨酯系彈性體為理想。並且,基材亦可包含聚矽氧(silicone)。聚矽氧是耐熱性、耐藥品性、難燃性佳,理想作為基材的材料。又,例如,亦可使用不織布、織布、編物等的布作為基材的材料。
基材的厚度是不被特別加以限定,按照基材的材料來適當選擇,例如可設為10μm以上,理想是20μm以上,更理想是25μm以上,且可設為10mm以下,理想是3mm以下,更理想是1mm以下。藉由將基材的厚度設為上述的值以上,可確保基材的耐久性。又,藉由將基材的厚度形成上述的值以下,可確保伸縮性電路基板的安裝快適性。另外,若基材的厚度過薄,則有損基材的伸縮性的情況。
並且,在圖7(a)中,符號S3是表示在配線區域21之中重疊於蛇腹形狀部30的部分中出現在基材2的第1面2a的山部211及谷部212的振幅。如圖7(a)所示般,當配線4的背面(基材2側的面)與基材2的第1面2a位於近處時,基材2的第1面2a的山部211及谷部212的振幅S3是與配線4的背面的蛇腹形狀部30的振幅S2幾乎相等。又,當配線4的背面(基材2側的面)與基材2的第1面2a接觸時,基材2的第1面2a的山部211及谷部212的振幅S3是與配線4的背面的蛇腹形狀部30的振幅S2相等。
另外,例如在圖1中是顯示蛇腹形狀部未出現於基材2的第2面2b的例子,但並非限於此。如圖7(a)所示般,亦可在基材2的第2面2b也出現蛇腹形狀部。在圖7(a)中,符號213及214是表示在配線區域21中出現於基材2的第2面2b的山部及谷部。在圖7(a)所示的例子中,第2面2b的山部213是在重疊於第1面2a的谷部212的位置出現,第2面2b的谷部214是在重疊於第1面2a的山部211的位置出現。另外,雖未圖示,但基材2的第2面2b的山部213及谷部214的位置是亦可未重疊於第1面2a的谷部212及山部211。又,基材2的第2面2b的山部213及谷部214的數量或週期是亦可與第1面2a的山部211及谷部212的數量或週期相同,亦可相異。例如,基材2的第2面2b的山部213及谷部214的週期亦可比第1面2a的山部211及谷部212的週期更大。此情況,基材2的第2面2b的山部213及谷部214的週期是亦可為第1面2a的山部211及谷部212的週期的1.1倍以上,亦可為1.5倍以上,亦可為2.0倍以上。另外,所謂「基材2的第2面2b的山部213及谷部214的週期比第1面2a的山部211及谷部212的週期更大」是包含山部及谷部不出現於基材2的第2面2b的情況的概念。 在圖7(a)中,符號S4是表示在配線區域21之中重疊於蛇腹形狀部30的部分中出現在基材2的第2面2b的山部213及谷部214的振幅。第2面2b的振幅S4是亦可為與第1面2a的振幅S3相同,亦可為相異。例如,第2面2b的振幅S4亦可為比第1面2a的振幅S3更小。例如,第2面2b的振幅S4亦可為第1面2a的振幅S3的0.9倍以下,亦可為0.6倍以下。又,第2面2b的振幅S4是亦可為第1面2a的振幅S3的0.1倍以上,亦可為0.2倍以上。當基材2的厚度小時,第2面2b的振幅S4對於第1面2a的振幅S3的比率容易變大。另外,所謂「基材2的第2面2b的山部213及谷部214的振幅比第1面2a的山部211及谷部212的振幅更小」是包含山部及谷部不出現於基材2的第2面2b的情況的概念。
並且,在圖7(a)中,顯示第2面2b的山部213及谷部214的位置與第1面2a的谷部211及山部212的位置一致的例子,但並非限於此。如圖7(b)所示般,第2面2b的山部213及谷部214的位置亦可從第1面2a的谷部211及山部213的位置只偏離J。偏離量J是將出現在基材的第1面2a之中重疊於蛇腹形狀部30的部分的山部211及谷部212的週期設為F3時,例如0.1×F3以上,亦可為0.2×F3以上。
又,本形態的伸縮性電路基板是亦可只具有1層基材,亦可只具有2層基材。例如,在圖8中,基材2從配線4側依序具有第1基材2α及第2基材2β。第1基材2α及第2基材2β的揚氏係數是亦可為相同,亦可為相異。其中又以第1基材2α的揚氏係數比第2基材2β的揚氏係數更小為理想。此情況,揚氏係數相對性小的第1基材2α作為調整層的補助層機能,揚氏係數相對性大的第2基材2β作為收縮力提升層機能。第1基材2α的揚氏係數是可設為未滿第2基材2β的揚氏係數的1倍,理想是0.9倍以下,更理想是0.7倍以下。又,第1基材2α的揚氏係數是可設為第2基材2β的揚氏係數的0.01倍以上,理想是0.05倍以上。又,例如基材2β為布時,若伸度超過臨界值,則急劇地降低,因此作為防止伸縮性電路基板過伸長的限幅器機能。第1基材2α及第2基材2β的材料是亦可為相同,亦可為相異。又,第1基材2α及第2基材2β的厚度也亦可為相同,亦可為相異。第1基材2α的厚度是例如比在配線區域之中重疊於蛇腹形狀部的部分中出現在配線的基材側的面的山部及谷部的振幅(S2)更大為理想。又,第1基材2α的厚度是例如比在配線區域之中重疊於蛇腹形狀部的部分中出現在基材的第1面的山部及谷部的振幅(S3)更大為理想。
4.機能性構件 本形態的伸縮性電路基板是可具有:位於基材的第1面側,且位於與配線區域鄰接、搭載有機能性構件的機能性構件區域之機能性構件。
作為機能性構件,是按照伸縮性電路基板的用途等來適當選擇者,機能性構件是亦可為主動元件,亦可為被動元件,亦可為機構元件。作為機能性構件,例如,可舉電晶體、LSI(Large-Scale Integration)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、繼電器、LED、OLED、LCD等的發光元件、感測器、蜂鳴器等的發音元件、發出振動的振動元件、控制冷卻發熱的帕耳帖元件或電熱線等的冷發熱零件、電阻器、電容器、電感器、壓電元件、開關、連接器等。
其中又以使用感測器為理想。作為感測器,是例如可舉溫度感測器、壓力感測器、光感測器、光電感測器、接近感測器、剪力感測器、磁氣感測器、雷射感測器、微波感測器、溼度感測器、變形感測器、陀螺儀感測器、加速度感測器、變位感測器、氣體感測器、GPS感測器、超音波感測器、臭味感測器、腦波感測器、電流感測器、振動感測器、脈波感測器、心電感測器、光度感測器等。尤其感測器是可測定心律或脈搏、心電、血壓、體溫、血中氧濃度、肌電、腦波等的活體資訊之活體感測器為理想。
機能性構件是被連接至配線。有關機能性構件及配線的連接構造是可適用一般者。 又,為了補強連接機能性構件及配線的電接合部,可用接合劑等的樹脂來覆蓋機能性構件的周圍。藉此,可使機能性構件及配線的電接合部的機械性的可靠度提升。
機能性構件是可具有蛇腹形狀部,亦可不具蛇腹形狀部,但為可耐於伸縮者時,可具有蛇腹形狀部。例如,機能性構件為TFT或OLED等時,可具有蛇腹形狀部。另外,機能性構件區域是可具有蛇腹形狀,亦可不具蛇腹形狀。後者的情況,機能性構件區域是例如平坦形狀為理想。
又,亦可利用配線的一部分作為機能性構件。亦即,配線是亦可具有機能性元件部。機能性元件部是例如亦可設於配線的端部,亦可設於配線的中間部。另外,在圖9(a)所示的例子中,機能性元件部411是具有比配線4的繞拉部(機能性元件部以外的部分)更寬的寬度。寬度變化的部分為機能性元件部411的外緣412。圖9(a)所示的機能性元件部411是例如可作為焊墊(pad)機能。焊墊是例如連接檢查用的探針、軟體重寫用的端子等。另一方面,圖9(b)是表示機能性元件部411的其他的例子的平面圖。在圖9(b)所示的例子中,機能性元件部411是具有延伸成螺旋狀的形狀開始延伸成螺旋狀的部分為機能性元件部411的外緣412。如圖9(b)所示般具有預定的圖案的電極部是例如可作為天線或壓力感測器機能。
5.支撐基材 本形態的伸縮性電路基板是亦可在基材與配線之間具有支撐基材。並且,本形態的伸縮性電路基板具有機能性構件時,可在基材與配線及機能性構件之間具有支撐基材。支撐基材是支撐配線及機能性構件的構件。例如,圖3(a)~(d)是伸縮性電路基板1在基材2與配線4及機能性構件5之間具有支撐基材7的例子。
支撐基材位於基材與配線之間時,在本形態的伸縮性電路基板的製造方法中,從被接合於支撐基材的基材去除拉伸應力而基材收縮時,在支撐基材及配線形成蛇腹形狀部。支撐基材的特性或尺寸是被設定為容易形成如此的蛇腹形狀部。
支撐基材是例如具有比基材的揚氏係數更大的揚氏係數。支撐基材的揚氏係數是例如可設為100MPa以上,理想是1GPa以上。又,支撐基材的揚氏係數是例如可設為基材的揚氏係數的100倍以上,50000倍以下,理想是1000倍以上,10000倍以下。藉由如此設定支撐基材的揚氏係數,可抑制蛇腹形狀部的週期變過小。並且,可在蛇腹形狀部中抑制產生局部性的折彎。又,若支撐基材的揚氏係數過大,則弛緩時的基材的復原變難,且基材的破裂或折斷容易發生。又,如後述般,當本形態的伸縮性電路基板具有:位於配線區域,且沿著蛇腹形狀部的山部及谷部所重複出現的第1方向來排列的複數的伸縮控制部時,若支撐基材的揚氏係數過小,則在伸縮控制部的形成工程中,支撐基材容易變形,其結果,伸縮控制部對於配線及機能性構件的對位變難。 又,支撐基材的揚氏係數是亦可為基材的揚氏係數的100倍以下。 另外,求取支撐基材的揚氏係數的方法是與求取上述調整層的揚氏係數的方法同樣。
支撐基材通常是具有蛇腹形狀部。有關蛇腹形狀部是可設為與上述配線所具有的蛇腹形狀部同樣。
作為支撐基材,是只要為可耐於伸縮者即可,例如,可舉樹脂基材。作為構成樹脂基材的材料,具體而言,可舉聚對苯二甲酸乙二酯或聚對苯二甲酸乙酯等的聚酯、聚醯亞胺、聚醯胺、聚碳酸酯、聚烯烴、環烯聚合物、丙烯樹脂等。其中又以從耐久性或耐熱性佳的方面來看,使用聚對苯二甲酸乙二酯或聚醯亞胺為理想。
支撐基材的厚度是只要可藉由具有蛇腹形狀部來伸縮的厚度即可,例如可設為500nm以上,理想是1μm以上,且可設為10μm以下,理想是5μm以下。若支撐基材的厚度過薄,則支撐基材的製造工程或在支撐基材上形成構件的工程之支撐基材的處理變難。又,若支撐基材的厚度過厚,則弛緩時的基材的復原變難,有時無法取得目標的基材的伸縮。
在支撐基材及基材之間是亦可配置有接著層。 另外,以下,有時將位於支撐基材及基材之間的接著層稱為第2接著層。
作為第2接著層,是未被特別加以限定,可使用被使用在電路基板的一般的接著劑或黏著劑。
第2接著層通常是具有蛇腹形狀部。有關蛇腹形狀部是可設為與上述配線所具有的蛇腹形狀部同樣。
作為第2接著層的厚度,是只要可伸縮,可將支撐基材貼合於基材的第1面側的厚度即可,例如可設為5μm以上,200μm以下的範圍內,理想是10μm以上,100μm以下的範圍內。
又,第2接著層是亦可為分子接著層。在本案中,可藉由分子接著劑所致的化學結合來接著結合基材與支撐基材。 有關分子接著層是可設為與上述第1接著層同樣。
作為分子接著層的配置方法,例如,可舉藉由分子接著劑來表面修飾基材的第1面、及與支撐基材的配線和機能性構件側的面相反側的面之方法。
6.第1伸縮控制部 本形態的伸縮性電路基板是可具有:位於基材的第1面側、基材的第2面側或基材的內部,且位於配線區域,沿著蛇腹形狀部的山部及谷部所重複出現的第1方向來排列的複數的伸縮控制部。另外,以下,有時將此伸縮控制部稱為第1伸縮控制部。 第1伸縮控制部是為了控制基材的伸縮而設的構件。
圖10(a)、(b)是表示本形態的伸縮性電路基板的其他的例子的概略平面圖及剖面圖,圖10(b)是圖10(a)的B-B線剖面圖。如圖10(a)、(b)所示般,伸縮性電路基板1是可具有:位於配線區域21,沿著蛇腹形狀部30的山部31、33、35及谷部32、34、36所重複出現的第1方向D1來排列的複數的第1伸縮控制部41。在圖10(a)、(b)中,第1伸縮控制部41是位於基材2的第1面2a側,且位於與配線4的基材2側的面相反側的面及與調整層3的基材2側的面相反側的面。
藉由在配線區域設置第1伸縮控制部,可控制蛇腹形狀部的週期或振幅等。因此,可抑制在配線局部地產生大的彎曲或屈曲。藉此,可抑制配線破損。
圖11是圖10(b)的配線區域的擴大圖。如圖11所示般,在配線區域中,複數的第1伸縮控制部41會在基材2的第1面2a的面內方向沿著山部31及谷部32所重複出現的第1方向D1來以週期F2排列。藉此,在基材2中,伸縮容易產生的部分及伸縮難產生的部分會沿著配線4所延伸的方向來以週期F2重複存在。此情況,使基材2弛緩時,具有對應於第1伸縮控制部41的週期F2的週期F1之蛇腹形狀部30容易產生於配線4。亦即,可藉由第1伸縮控制部41來控制蛇腹形狀部30的週期F1。
以下,說明有關控制蛇腹形狀部的週期的優點。藉由沿著蛇腹形狀部所出現的第1方向來以週期F2排列複數的第1伸縮控制部,可控制出現在配線的蛇腹形狀部的週期F1。藉此,可抑制蛇腹形狀部的週期F1變亂,蛇腹形狀部的山部的高度局部地變大。藉此,可抑制大的應力施加於配線而配線破損。
另外,所謂蛇腹形狀部的週期是第1方向的蛇腹形狀部的複數的山部的間隔的平均值。又,所謂第1伸縮控制部的週期是第1方向的複數的第1伸縮控制部的間隔的平均值。另外,以下,有時將蛇腹形狀部的週期稱為第1週期,將第1伸縮控制部的週期稱為第2週期。
當根據第1伸縮控制部之蛇腹形狀部的第1週期的控制被適當地實現時,第1伸縮控制部會以對應於蛇腹形狀部的第1週期的第2週期來排列。在圖11所示的例子中,第1伸縮控制部41的第2週期F2是與蛇腹形狀部的第1週期F1相同。此情況,第1伸縮控制部41是位於蛇腹形狀部的特定的相位的部分,例如位於蛇腹形狀部的谷部32。複數的第1伸縮控制部是以對應於蛇腹形狀部的週期的週期來排列為理想。
另外,依基材的揚氏係數或厚度,有時出現於被設在基材的配線的蛇腹形狀部的第1週期與複數的第1伸縮控制部的第2週期不一致。例如,有第1伸縮控制部的第2週期比蛇腹形狀部的第1週期更大的情況,也有比蛇腹形狀部的第1週期更小的情況。無論哪個情況,配線區域之中設有第1伸縮控制部的部分會容易形成蛇腹形狀部的特定的相位的部分。例如,可將基材之中設有第1伸縮控制部的部分形成蛇腹形狀部的山部或谷部。因此,可抑制蛇腹形狀部的第1週期變亂,所以可抑制蛇腹形狀部的山部的高度局部地變大。
如此,複數的第1伸縮控制部是可實現控制在配線產生的蛇腹形狀部的第1週期之任務。 第1伸縮控制部的第2週期是例如可設為蛇腹形狀部的第1週期的m倍或1/n。在此,m及n是正的整數。理想是m為3以下,n為4以下。第1伸縮控制部的第2週期是例如可設為5μm以上,10mm以下。
第1伸縮控制部的揚氏係數是亦可比基材的揚氏係數更大,亦可為基材的揚氏係數以下。
當第1伸縮控制部的揚氏係數比基材的揚氏係數更大時,第1伸縮控制部的揚氏係數是可例如設為10GPa以上,500GPa以下,理想是1GPa以上,300GPa以下。若第1伸縮控制部的揚氏係數過小,則有時伸縮的控制難。又,若第1伸縮控制部的揚氏係數過大,則基材伸縮時,有時破裂或裂縫等的構造的破壞會發生在第1伸縮控制部。 此情況,第1伸縮控制部的揚氏係數是例如可設為基材的揚氏係數的1.1倍以上,5000倍以下,理想是10倍以上,3000倍以下。藉由將如此的第1伸縮控制部設於基材,可抑制基材之中與第1伸縮控制部平面視上重疊的部分伸縮。因此,可將基材區分成伸縮容易產生的部分、及伸縮難產生的部分。藉此,可控制出現在基材的蛇腹形狀部的週期或振幅等。 另外,求取第1伸縮控制部的揚氏係數的方法是與上述調整層的情況同樣。
當第1伸縮控制部的揚氏係數比基材的揚氏係數更大時,作為構成第1伸縮控制部的材料,可使用金屬材料。作為金屬材料的例子,可舉銅、鋁、不鏽鋼等。又,作為構成第1伸縮控制部的材料,亦可使用一般的熱可塑性彈性體,或丙烯系、聚氨酯系、環氧基系、聚酯系、乙烯醚系、多烯・硫醇系或聚矽氧系等的寡聚體、聚合物等。 第1伸縮控制部的厚度是例如可設為1μm以上,100μm以下。
又,當第1伸縮控制部的揚氏係數為基材的揚氏係數以下時,第1伸縮控制部的揚氏係數是例如可設為10MPa以下,亦可為1MPa以下。 又,第1伸縮控制部的揚氏係數是例如可設為基材的揚氏係數的1倍以下,亦可為0.8倍以下。此情況,相較於第1伸縮控制部的揚氏係數比基材的揚氏係數更大時,由於出現在基材的蛇腹形狀部的振幅變大,因此伸縮性電路基板的伸縮性也變大。又,即使第1伸縮控制部的揚氏係數為基材的揚氏係數以下的情況,也在基材之中平面視上重疊於第1伸縮控制部的部分與平面視上不重疊於第1伸縮控制部的部分之間產生伸縮性的差。亦即,可將基材區分成伸縮容易產生的部分、及伸縮難產生的部分。藉此,可控制出現在基材的蛇腹形狀部的週期或振幅等。
當第1伸縮控制部的揚氏係數為基材的揚氏係數以下時,作為構成第1伸縮控制部的材料,可使用一般的熱可塑性彈性體及熱硬化性彈性體,例如,可舉苯乙烯系彈性體、丙烯系彈性體、烯烴系彈性體、聚氨酯系彈性體、矽橡膠、聚氨酯橡膠、氟橡膠、丁腈橡膠、聚丁二烯、聚氯丁二烯。 第1伸縮控制部的厚度是例如可設為1μm以上,100μm以下。
又,亦可改換揚氏係數而依據彎曲剛性來表示第1伸縮控制部的特性。亦即,第1伸縮控制部的彎曲剛性是亦可比基材的彎曲剛性更大,亦可為基材的彎曲剛性以下。 另外,第1伸縮控制部的剖面二次力矩是根據依照與伸縮性電路基板的伸縮方向正交的平面來切斷第1伸縮控制部時的剖面而算出。
當第1伸縮控制部的彎曲剛性比基材的彎曲剛性更大時,第1伸縮控制部的彎曲剛性是例如可設為基材的彎曲剛性的1.1倍以上,理想是2倍以上,更加理想是10倍以上。 又,當第1伸縮控制部的彎曲剛性為基材的彎曲剛性以下時,第1伸縮控制部的彎曲剛性是例如可設為基材的彎曲剛性的1倍以下,亦可為0.8倍以下。
第1伸縮控制部是亦可具有均一的變形性,亦可被構成為依據位置而顯示不同的變形性。例如,當第1伸縮控制部具有均一的厚度時,可具有均一的變形性。又,第1伸縮控制部是亦可包含第1部分及具有比第1部分更高的變形性的第2部分,此情況,可將第1伸縮控制部構成為依據位置而顯示不同的變形性。
第1伸縮控制部41是例如圖12(a)、(b)所示般,亦可第1部分41a構成第1方向D1的第1伸縮控制部41的中央部,第2部分41b構成第1方向D1的第1伸縮控制部41的兩端部。亦即,第1伸縮控制部41亦可包含第1部分41a及夾著第1部分41a的一對的第2部分41b。另外,圖12(a)是表示伸長狀態的伸縮性電路基板的剖面圖,圖12(b)是表示圖12(a)所示的伸縮性電路基板弛緩後的狀態的剖面圖。 又,雖未圖示,但在第1伸縮控制部中,亦可第2部分構成第1伸縮控制部的中央部,第1部分構成第1伸縮控制部的兩端部。
第1伸縮控制部的第2部分的厚度是可形成比第1部分的厚度更薄。又,第2部分的厚度是亦可至少部分地隨著離開第1部分而減少。在圖12(a)所示的例子中,第2部分41b的厚度是隨著離開第1部分41a側而單調地減少。此情況、基材的配線區域的變形性會隨著朝向第1伸縮控制部的端部而變高。此結果,如圖12(b)所示般,第1伸縮控制部41的中央部,在此是第1部分41a會容易形成谷部等的蛇腹形狀部的特定的相位的部分。並且,第1部分是容易沿著蛇腹形狀部的山部或谷部的形狀而變形。因此,可一邊藉由第1伸縮控制部的中央部來確保蛇腹形狀部的週期的安定性,一邊維持基材的配線區域的變形性或伸縮性。
第1伸縮控制部41是例如圖13(a)所示般,亦可具有半球狀的形狀。此情況,在第1伸縮控制部的端部附近,其厚度會隨著朝向端部而減少。因此,可在第1伸縮控制部構成上述的第1部分及第2部分。 在此情況也是第1伸縮控制部的第1部分會容易形成蛇腹形狀部的特定的相位的部分。並且,第1伸縮控制部的第2部分是容易沿著蛇腹形狀部的山部或谷部的形狀而變形。因此,可一邊確保蛇腹形狀部的週期的安定性,一邊維持基材的配線區域的變形性或伸縮性。
第1伸縮控制部是例如圖13(b)所示般,第1伸縮控制部41的第2部分41b的密度分布亦可比第1伸縮控制部41的第1部分41a的密度分布更小。在圖13(b)所示的例子中,第2部分41b是包含取間隙而配置的複數的構件。又,第2部分的密度分布是亦可隨著離開第1部分而變小。例如,構成第2構件的複數的構件的寬度亦可隨著離開第1部分而變小,又,構成第2構件的複數的構件之間的間隙亦可隨著離開第1部分而變大。第2部分的各構件是例如藉由與第1部分相同的材料來構成。 在此情況也是基材的配線區域的變形性相較於第1伸縮控制部的第1部分,在第2部分中變高。因此,第1部分會容易形成蛇腹形狀部的特定的相位的部分。並且,第2部分是容易沿著蛇腹形狀部的山部或谷部的形狀而變形。因此,可一邊確保蛇腹形狀部的週期的安定性,一邊維持基材的配線區域的變形性或伸縮性。
又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第1伸縮控制部是例如圖13(c)所示般,第1伸縮控制部41的第2部分41b亦可作為支撐基材7與基材2之間的空隙部被構成。此情況,第1伸縮控制部41的第1部分41a是可藉由可作為接合支撐基材7與基材2的接著劑機能之構件所構成。由於在第2部分41b是不存在構件,所以第2部分41b的變形性是比第1部分41a的變形性更高。因此,第1部分41a會容易形成蛇腹形狀部的特定的相位的部分。並且,第2部分41b是不阻礙蛇腹形狀部的生成或變形。因此,可一邊確保蛇腹形狀部的週期的安定性,一邊維持基材的配線區域的變形性或伸縮性。
第1伸縮控制部是第2部分的揚氏係數亦可比第1部分的揚氏係數更小。此情況,基材的配線區域的變形性相較於第1伸縮控制部的第1部分,在第2部分中變高。因此,第1部分容易形成蛇腹形狀部的特定的相位的部分。並且,第2部分是容易沿著蛇腹形狀部的山部或谷部的形狀而變形。因此,可一邊確保蛇腹形狀部的週期的安定性,一邊維持基材的配線區域的變形性或伸縮性。
又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第1伸縮控制部位於支撐基材與基材之間時,亦可以第1伸縮控制部的第2部分的揚氏係數比第1部分的揚氏係數更小的方式構成第1伸縮控制部。此情況,第1伸縮控制部是可藉由可作為接合支撐基材與基材的接著劑機能之構件所構成。
第1伸縮控制部是例如圖13(d)所示般,至少2個的第1伸縮控制部41亦可位於蛇腹形狀部的1週期的範圍內,且彼此接觸。此情況,若蛇腹形狀部的山部的高度所欲擴大,則彼此接觸的第1伸縮控制部會被壓縮,產生推斥力。因此,可抑制設有彼此接觸的第1伸縮控制部之蛇腹形狀部的山部的高度擴大。
第1伸縮控制部是可位於基材的第1面側,亦可位於基材的第2面側,或亦可位於基材的內部。
當第1伸縮控制部位於基材的第1面側時,第1伸縮控制部41是例如圖11所示般,亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面,如圖14(a)所示般,亦可位於基材2與配線4之間。當第1伸縮控制部位於基材與配線之間時,第1伸縮控制部是亦可位於基材的第1面上,亦可位於被設在基材的第1面的凹部。又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第1伸縮控制部是亦可位於與配線的支撐基材側的面相反側的面,亦可位於支撐基材與配線之間。
當第1伸縮控制部位於基材的內部時,例如圖14(b)所示般,第1伸縮控制部41是被埋入至基材2的內部。如此的基材及第1伸縮控制部是例如在模型中流入樹脂,藉由凝固模型的樹脂來製作基材時,可藉由在適當的時機投入第1伸縮控制部至模型中而取得。
當第1伸縮控制部位於基材的第2面側時,第1伸縮控制部41是例如圖14(c)所示般,亦可與基材2個別地構成,如圖14(d)、(e)所示般,亦可與基材2一體地構成。又,當第1伸縮控制部與基材一體地構成時,第1伸縮控制41是例如圖14(b)所示般,亦可為被設在基材2的凸部,如圖14(c)所示般,亦可為被設在基材2的凹部。另外,所謂「一體地」是意指在基材與第1伸縮控制部之間不存在界面。 在將由凹部所構成的第1伸縮控制部設在基材時,也是伸縮容易產生的部分及伸縮難產生的部分會沿著配線所延伸的方向來重複存在於基材的配線區域。因此,可抑制蛇腹形狀部的週期變亂而蛇腹形狀部的山部的高度局部地變大。藉此,可抑制大的應力施加於配線而配線破損。
第1伸縮控制部41是例如圖15(a)、(b)所示般,亦可設在基材2的第1面2a側及第2面2b側的雙方。此情況,如圖15(a)所示般,亦可以位於基材2的第1面2a側的第1伸縮控制部41的第1部分41a與位於基材2的第2面2b側的第1伸縮控制部41的第1部分41a不會平面視上重疊的方式配置第1伸縮控制部41。另外,圖15(a)是表示伸長狀態的伸縮性電路基板的剖面圖,圖15(b)是表示圖15(a)所示的伸縮性電路基板弛緩的樣子的剖面圖。在圖15(b)所示的例子中,位於基材2的第1面2a側的第1伸縮控制部41是對應於蛇腹形狀部的谷部,位於基材2的第2面2b側的第1伸縮控制部41是對應於蛇腹形狀部的山部。
第1伸縮控制部41是例如圖10(a)所示般,亦可以和配線4平面視上重疊的方式位置,如圖16(a)所示般,亦可以和配線4平面視上不重疊的方式位置。另外,在圖16(a)中,調整層是省略。 當第1伸縮控制部與配線平面視上不重疊時,第1伸縮控制部與配線是可位於同一平面上。即使為第1伸縮控制部與配線平面視上不重疊的情況,藉由沿著蛇腹形狀部所出現的第1方向來排列複數的第1伸縮控制部,也可抑制蛇腹形狀部的週期變亂而蛇腹形狀部的山部的高度局部地變大。藉此,可抑制大的應力施加於配線而配線破損。另外,當第1伸縮控制部與配線位於同一平面上時,可在同一的工程同時形成兩者。
平面視的第1伸縮控制部的形狀是未被特別加以限定。例如圖10(a)所示般,第1伸縮控制部41是亦可延伸於對於蛇腹形狀部所出現的第1方向D1交叉的方向,例如正交的方向,如圖16(b)所示般,第1伸縮控制部41是亦可具有圓形狀,如圖16(c)所示般,第1伸縮控制部41是亦可具有蜂巢形狀。另外,在圖16(b)、(c)中,調整層是省略。當第1伸縮控制部具有圓形狀時,圓形狀是亦可為真圓的形狀,亦可為楕圓的形狀。
圓形狀或蜂巢形狀是相較於矩形狀,為各向同性的形狀。因此,在對基材施加拉伸應力等的力時,可使各向同性的伸長產生於基材之中與第1伸縮控制部平面視上重疊的部分及其周邊。
第1伸縮控制部的形成方法是按照材料等來適當選擇。例如,可舉在基材上或支撐基材上藉由蒸鍍法或濺射法等來形成金屬膜之後,藉由光蝕刻法來使金屬膜圖案化的方法。又,可舉在基材上或支撐基材上藉由旋轉塗佈法等的塗佈法等來全面地形成有機層等的樹脂膜之後,藉由光蝕刻法來使樹脂膜圖案化的方法。又,例如,可舉在基材上或支撐基材上藉由一般的印刷法來將第1伸縮控制部的材料印刷成圖案狀的方法。該等的方法之中,使用材料效率佳可便宜地製作的印刷法為理想。
7.第2伸縮控制部 本形態的伸縮性電路基板是可具有位於基材的第1面側、基材的第2面側、或基材的內部之第2伸縮控制部。第2伸縮控制部是位於位在機能性構件區域的周圍的機能性構件周圍區域,亦可擴展至機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界。
如圖10(a)、(b)所示般,伸縮性電路基板1是可具有:位於位在機能性構件區域22的周圍的機能性構件周圍區域23,且可擴展至機能性構件周圍區域23與機能性構件區域22之間的境界之第2伸縮控制部42。在圖10(a)、(b)中,第2伸縮控制部42是越過機能性構件周圍區域23與機能性構件區域22之間的境界而擴展至機能性構件區域22,位於機能性構件區域22的全域。又,第2伸縮控制部42是位於基材2的第1面2a側,且位於與機能性構件5的基材2側的面相反側的面及與調整層3的基材2側的面相反側的面。
藉由在機能性構件周圍區域設有第2伸縮控制部,且第2伸縮控制部會擴展至機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界,可在機能性構件的附近抑制在配線產生大的山部。藉此,可抑制機能性構件與配線之間的電接合部破損。
另外,有關第2伸縮控制部的揚氏係數、彎曲剛性、材料、厚度等是可設為與上述第1伸縮控制部同樣。
第1伸縮控制部的揚氏係數與後述的第2伸縮控制部的揚氏係數是可為相同。此情況,由於可在同一的工程同時形成第1伸縮控制部及第2伸縮控制部,因此第1伸縮控制部的形成工程變簡便。 又,第1伸縮控制部的揚氏係數與第2伸縮控制部的揚氏係數是亦可為相異。此情況,第2伸縮控制部的揚氏係數比第1伸縮控制部的揚氏係數更大為理想。
將基材的揚氏係數稱為E1,將第2伸縮控制部的揚氏係數稱為E21,且將第1伸縮控制部的揚氏係數稱為E22時,可舉以下般的組合的例子。 例1:E1<E21=E22 例2:E1<E22<E21 例3:E22≦E1<E21 例4:E21=E22≦E1
第1伸縮控制部的材料或厚度與第2伸縮控制部的材料或厚度是亦可為相同。此情況,第1伸縮控制部的形成工程變簡便。 又,第1伸縮控制部的材料或厚度與第2伸縮控制部的材料或厚度是亦可為相異。此情況,第2伸縮控制部的厚度比第1伸縮控制部的厚度更薄為理想。這是因為一般機能性構件要比配線更厚。藉由將第2伸縮控制部的厚度形成比第1伸縮控制部的厚度更薄,可縮小配線區域與機能性構件區域之間的凹凸或段差。藉此,可抑制產生卡住所造成的元件剝落。並且,可減低使用者安裝具備伸縮性電路基板的電子裝置時的不相容感。
第2伸縮控制部是可具有均一的變形性,亦可被構成為依據位置而顯示不同的變形性。例如,當第2伸縮控制部具有均一的厚度時,可具有均一的變形性。又,第2伸縮控制部是亦可包含第1部分及比第1部分更高的變形性的第2部分,此情況,可將第2伸縮控制部構成為依據位置而顯示不同的變形性。例如,在圖17(a)、(b)所示的例子中,第2伸縮控制部42是包含第1部分42a及具有比第1部分42a更高的變形性的第2部分42b,第2部分42b是位於比第1部分42a更配線區域21側。另外,圖17(a)是表示伸長狀態的伸縮性電路基板的剖面圖,圖17(b)是表示圖17(a)所示的伸縮性電路基板弛緩後的狀態的剖面圖。
第2伸縮控制部的第2部分的厚度是可形成比第1部分的厚度更薄。又,第2部分的厚度是亦可至少部分地隨著朝向配線區域側而減少。在圖17(a)所示的例子中,第2伸縮控制部42的第2部分42b的厚度是隨著從第1部分42a側朝向配線區域21側而單調地減少。此情況,基材2的機能性構件周圍區域23的變形性會隨著朝向配線區域21而變高。因此,可抑制基材2的變形性在機能性構件區域22與配線區域21之間的境界或其附近急劇地變化。因此,使伸縮性電路基板1弛緩時,如圖17(b)所示般,可使適合於出現在配線區域21的蛇腹形狀部的變形產生於位於機能性構件周圍區域23的基材2及配線4。藉此,可抑制配線在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近破損。
第2伸縮控制部42是例如圖18(a)、(b)所示般,亦可具有覆蓋位於機能性構件區域22的機能性構件5的全域之半球狀的形狀。此情況,第2伸縮控制部42之中位於比第1部分42a更配線區域21側的第2部分42b中,其厚度會隨著朝向配線區域21側而減少。因此,基材的機能性構件周圍區域的變形性會隨著朝向配線區域而變高。因此,可抑制基材的變形性在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近急劇地變化。藉此,可抑制配線在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近破損。
第2伸縮控制部是例如圖18(c)所示般,第2伸縮控制部42的第2部分42b的密度分布亦可比第2伸縮控制部42的第1部分42a的密度分布更小。第2部分42b是如圖18(c)所示般,包含取間隙而配置的複數的構件。第2部分42b的密度分布是亦可隨著朝向配線區域21而變小。例如,構成第2構件的複數的構件的寬度亦可隨著朝向配線區域而變小,構成第2構件的複數的構件之間的間隙亦可隨著朝向配線區域而變大。第2部分的各構件是例如藉由與第1部分相同的材料所構成。 此情況,基材的機能性構件周圍區域的變形性會隨著朝向配線區域而變高。因此,可抑制基材的變形性在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近急劇地變化。藉此,可抑制配線在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近破損。 另外,第2伸縮控制部的第1部分也亦可包含取間隙而配置的複數的構件。
又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第2伸縮控制部的第2部分亦可作為支撐基材與基材之間的空隙部被構成。此情況,第2伸縮控制部的第1部分是藉由可作為接合支撐基材與基材的接著劑機能之構件所構成。由於在第2部分是不存在構件,所以第2部分的變形性是比第1部分的變形性更高。因此,基材的機能性構件周圍區域的變形性會隨著朝向配線區域而變高。因此,可抑制基材的變形性在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近急劇地變化。藉此,可抑制配線在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近破損。
第2伸縮控制部是亦可第2伸縮控制部的第2部分的揚氏係數比第2伸縮控制部的第1部分的揚氏係數更小。此情況,基材的機能性構件周圍區域的變形性會隨著朝向配線區域而變高。因此,可抑制基材的變形性在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近急劇地變化。藉此,可抑制配線在機能性構件區域與配線區域之間的境界或其附近破損。
又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第2伸縮控制部位於支撐基材與基材之間時,亦可以第2伸縮控制部的第2部分的揚氏係數比第1部分的揚氏係數更小的方式構成第2伸縮控制部。此情況,第2伸縮控制部是可藉由可作為接合支撐基材與基材的接著劑機能之構件所構成。
第2伸縮控制部42是如圖18(d)所示般,亦可倚靠機能性構件5。此情況,若設有第2伸縮控制部42的蛇腹形狀部的山部所欲更變位至機能性構件區域22側,則倚靠機能性構件5的第2伸縮控制部42會被壓縮,產生推斥力。因此,可抑制設有第2伸縮控制部的蛇腹形狀部的山部的高度擴大。藉此,可抑制機能性構件與配線之間的電接合部破損。另外,第2伸縮控制部42是如圖18(d)所示般,亦可經由其他的第2伸縮控制部等來間接地倚靠機能性構件5,雖未圖示,亦可直接地倚靠機能性構件。
第2伸縮控制部是亦可位於基材的第1面側,亦可位於基材的第2面側,亦可位於基材的內部。
當第2伸縮控制部位於基材的第1面側時,第2伸縮控制部42是例如圖10(b)所示般,亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面,如圖19(a)所示般,亦可位於基材2與配線4之間。當第2伸縮控制部位於基材與配線之間時,第2伸縮控制部是亦可位於基材的第1面上,亦可位於被設在基材的第1面的凹部。又,當本形態的伸縮性電路基板在基材與配線之間具有支撐基材時,第2伸縮控制部是亦可位於與配線的支撐基材側的面相反側的面,亦可位於支撐基材與配線之間。
當第2伸縮控制部位於基材的內部時,例如圖19(b)所示般,第2伸縮控制部42是被埋入至基材2的內部。如此的基材及第2伸縮控制部是例如在模型中流入樹脂,藉由凝固模型的樹脂來製作基材時,可藉由在適當的時機投入第2伸縮控制部至模型中而取得。
當第2伸縮控制部位於基材的第2面側時,第2伸縮控制部42是例如圖19(c)所示般,亦可與基材個別地構成,如圖19(d)、(e)所示般,亦可一體地構成。當第2伸縮控制部與基材一體地構成時,第2伸縮控制42是例如圖19(e)所示般,亦可為從基材2的第2面2b突出的凸部,如圖19(d)所示般,亦可為藉由在機能性構件周圍區域23的周圍的配線區域21形成凹部來出現於機能性構件周圍區域23者。另外,所謂「一體地」是意指在基材與第2伸縮控制部之間不存在界面。
另外,基材的第1面的法線方向的第2伸縮控制部的位置是亦可與基材的第1面的法線方向的第1伸縮控制部的位置相同或亦可相異。
第2伸縮控制部是至少位於機能性構件周圍區域,擴展至機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界為理想。例如圖10(b)所示般,第2伸縮控制部42是亦可越過機能性構件周圍區域23與機能性構件區域22之間的境界而擴展至機能性構件區域22,更亦可擴及機能性構件區域22的全域。又,例如圖20(a)所示般,第2伸縮控制部42是亦可具有沿著機能性構件周圍區域23與機能性構件區域22之間的境界而延伸的框狀的圖案。
又,第2伸縮控制部是亦可具有按照位置而不同的圖案。例如圖20(b)所示般,位於機能性構件區域22的第2伸縮控制部42是具有正方形狀,位於機能性構件周圍區域23的第2伸縮控制部42是亦可具有圓形狀。另外,在圖20(b)所示的例子中,第1伸縮控制部41是具有長方形狀。
機能性構件周圍區域是位於機能性構件區域的周圍的區域。機能性構件周圍區域是為了抑制應力集中於機能性構件與配線之間的境界,而設有第2伸縮控制部或調整層的區域為理想。機能性構件周圍區域的尺寸是被定為可抑制應力集中於機能性構件與配線之間的境界。
機能性構件周圍區域的面積是例如可設為機能性構件區域的面積的1/4以上,亦可為機能性構件區域的面積的1/2以上。又,機能性構件周圍區域的面積是例如可設為機能性構件區域的面積以下,亦可為機能性構件區域的面積的3/4以下。
機能性構件周圍區域是亦可被定為離機能性構件的端部一定的距離以內的區域。機能性構件周圍區域是例如可設為離機能性構件的端部5mm以內的區域,亦可為2mm以內的區域。
另外,在機能性構件區域是亦可設置有別於第2伸縮控制部,用以抑制機能性構件區域的變形之構件。
8.補強構件 本形態的伸縮性電路基板是在對於機能性構件區域平面視上至少重疊的位置具有補強構件為理想。在圖21中,伸縮性電路基板是在對於機能性構件區域22平面視上至少重疊的位置具備補強構件8。
補強構件8是具有比基材2的揚氏係數更大的揚氏係數。補強構件8的揚氏係數是例如1GPa以上,更理想是10GPa以上。補強構件8的揚氏係數是亦可為基材2的揚氏係數的100倍以上,或亦可為1000倍以上。藉由將如此的補強構件8設於基材2,可抑制基材2之中與補強構件8重疊的部分。補強構件8的揚氏係數是亦可為500GPa以下。又,補強構件8的揚氏係數是亦可為基材2的揚氏係數的500000倍以下。算出補強構件8的揚氏係數的方法是與基材2的情況同樣。
並且,補強構件8是具有比基材2的彎曲剛性更大的彎曲剛性。補強構件8的彎曲剛性是亦可為基材2的彎曲剛性的100倍以上,或亦可為1000倍以上。
作為構成補強構件8的材料的例子,可舉含金屬材料的金屬層,或一般的熱可塑性彈性體、丙烯系、聚氨酯系、環氧基系、聚酯系、環氧基系、乙烯醚系、多烯・硫醇系、聚矽氧系等的寡聚體、聚合物等。作為金屬材料的例子,可舉銅、鋁、不鏽鋼等。補強構件8的厚度是例如10μm以上。
在圖21所示的例子中,補強構件8是被埋入至基材2的內部。然而,補強構件8的位置為任意,只要可抑制基材2之中與補強構件8重疊的部分伸縮。例如,補強構件8是亦可位於基材2的第2面2b側,亦可位於基材2的第1面2a側。又,當伸縮性電路基板具備支撐基材時,補強構件是亦可位於支撐基材的第1面側,亦可位於支撐基材的第2面側。另外,所謂支撐基材的第1面及第2面是分別稱為與基材的第1面及第2面同一方向側的面。
在圖21所示的例中,補強構件8是在基材2的第1面2a的面內方向,從與機能性構件5重疊的位置擴展至比機能性構件5的端部51更配線4側的位置。亦即,補強構件8是平面視上,位於機能性構件周圍區域與機能性構件區域之間的境界為理想。在以下的說明中,將沿著基材2的第1面2a的法線方向來看時重疊於補強構件8的區域也稱為補強構件區域81。又,將位於補強構件區域81的周圍的區域也稱為補強周圍區域82。又,將包含補強構件區域81及補強周圍區域82的區域也稱為補強區域。
當伸縮性電路基板具備補強構件8時,一旦在基材2產生伸縮,則應力會集中於伸縮性電路基板之中與補強構件8重疊的部分,亦即補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界。考慮此點,如圖21所示般,在補強周圍區域82設有第2伸縮控制部42,且第2伸縮控制部42擴展至補強周圍區域82與補強構件區域81之間的境界為理想。藉此,在補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界可抑制配線4等破損。
補強周圍區域82的尺寸是被定為可抑制應力集中於補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界。例如,補強周圍區域82的面積是補強構件區域81的面積的1/4以上,亦可為補強構件區域81的面積的1/2以上。又,補強周圍區域82的面積是例如補強構件區域81的面積以下,亦可為補強構件區域81的面積的3/4以下。
補強周圍區域82是亦可被定為離補強構件區域81的端部一定的距離以內的區域。例如,補強周圍區域82是亦可為離補強構件區域81的端部5mm以內的區域,亦可為2mm以內的區域。
另外,在圖21中,顯示第2伸縮控制部42重疊於補強構件區域81的全域的例子,但並非限於此。第2伸縮控制部42的配置為任意,只要被設在補強周圍區域82的第2伸縮控制部42擴展至補強周圍區域82與補強構件區域81之間的境界。例如圖22所示般,被設在補強周圍區域82的第2伸縮控制部42是亦可未與補強構件區域81的全域重疊。此情況,第2伸縮控制部42是只要至少部分地重疊於補強構件8即可。例如圖22所示般,第2伸縮控制部42是亦可不重疊於機能性構件5,部分地重疊於補強構件8。或者,雖未圖示,但第2伸縮控制部42是亦可部分地重疊於機能性構件5及補強構件8。
又,如圖23(a)所示般,調整層3是平面視上,位於補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界為理想。亦即,以跨越補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界的方式,調整層3位置為理想。若在基材2產生伸縮,則應力會容易集中於補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界。若在基材2產生伸縮,則應力會容易集中於補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界。更具體而言,上述境界是例如為補強構件存在的硬的區域(補強構件區域)與補強構件不存在的區域(補強周圍區域)的境界,因此應力容易集中。對於此,藉由調整層3平面視上,位於補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界,可分散應力。如此,調整層3是以跨越補強構件的端部之方式位置為理想。又,如圖23(b)所示般,調整層3是平面視上,位於機能性構件區域22與機能性構件周圍區域23之間的境界為理想。亦即,以跨越機能性構件區域22與機能性構件周圍區域23之間的境界的方式,調整層3位置為理想。若在基材2產生伸縮,則應力容易集中於機能性構件區域22與機能性構件周圍區域23之間的境界。更具體而言,上述境界是例如包含機能性構件或覆蓋該機能性構件的接合劑等的樹脂等的硬的區域(機能性構件區域)與不含該等的柔軟的區域(機能性構件周圍區域)的境界,因此應力容易集中。對於此,藉由調整層3平面視上,位於機能性構件區域22與機能性構件周圍區域23之間的境界,可分散應力。如此,調整層3是以跨越機能性構件的端部或覆蓋機能性構件的接合劑等的樹脂的端部之方式位置為理想。又,如圖23(c)所示般,調整層3是亦可位於基材2與配線4之間。調整層3是亦可位於配線4的基材2側的面,或亦可位於與配線4的基材2側的面相反側的面。
又,如圖24所示般,在本形態的伸縮性電路基板是除配線4之外,亦可更設有隔著絕緣層9來被層疊於配線4的交叉配線14。交叉配線14是例如構成電子零件的配線。交叉配線14是平面視延伸為與配線4交叉。藉由在配線4與交叉配線14之間設置絕緣層9,可抑制交叉配線14與配線4產生短路。作為構成絕緣層9的材料,例如,可舉聚醯亞胺、丙烯、聚氨酯、環氧基等的有機系樹脂、SiO2 、礬土等的無機系材料等。又,雖未特別地圖示,但補強構件是平面視上,被設為至少包含配線4與交叉配線14的重複部分為理想。藉此,例如伸長或彎曲等的應力被施加於伸縮性電路基板時,可防止絕緣層9破裂或絕緣性能降低而產生配線4與交叉配線14的短路。
9.黏著層 本形態的伸縮性電路基板是亦可在與配線、機能性構件及調整層的基材側的面相反側的面側、或基材的第2面側具有黏著層。黏著層是為了將本形態的伸縮性電路基板貼附於人的身體等的對象物而設者。
因為黏著層通常是在形成具有蛇腹形狀部的配線等之後被配置者,所以不具蛇腹形狀部。
黏著層不是被特別加以限定者,可使用一般的黏著劑,按照伸縮性電路基板的用途等來適當選擇。例如,可舉丙烯系黏著劑、聚矽氧系黏著劑、聚氨酯系黏著劑、橡膠系黏著劑等。
作為黏著層的厚度,是只要可伸縮,可將伸縮性電路基板貼附於對象物的厚度即可,按照伸縮性電路基板的用途等來適當選擇。黏著層的厚度是例如可設為10μm以上,100μm以下的範圍內。
又,剝離層亦可位於與黏著層的基材側的面相反側的面。剝離層是可使用一般者。
作為黏著層的配置方法,是例如可舉塗佈黏著劑的方法,或準備在剝離層的一方的面具有黏著層的黏著薄膜,貼合黏著薄膜的黏著層側的面之方法。
10.伸縮性電路基板的製造方法 本形態的伸縮性電路基板是可藉由預先伸長伸縮性電路基板的方法來製作。
本形態的伸縮性電路基板的製造方法是例如可具有: 伸長具有伸縮性的基材的伸長工程; 在伸長基材的狀態下,在基材的第1面側配置配線的配線配置工程; 在伸長基材的狀態下,在基材的第1面側配置調整層的調整層配置工程;及 配線配置工程及調整層配置工程後,去除基材的拉伸應力的解放工程。 配線配置工程及調整層配置工程是可順序不同進行。
圖25(a)~(e)是表示本形態的伸縮性電路基板的製造方法之一例的工程圖。首先,如圖25(a)~(b)所示般,伸長具有伸縮性的基材2。本工程亦稱為預拉伸具有伸縮性的基材。其次,如圖25(c)所示般,在使基材2伸長的狀態下,在基材2的第1面2a上配置調整層3。接著,如圖25(d)所示般,在調整層3上配置配線4及機能性構件5。接著,如圖25(e)所示般,去除基材2的拉伸應力。此時,隨著具有伸縮性的基材2收縮,調整層3及配線4會變形,形成具有蛇腹形狀部。藉此,取得伸縮性電路基板1。在圖25(a)~(e)所示的例子中,依調整層配置工程及配線配置工程的順序進行。
圖26(a)~(e)是表示本形態的伸縮性電路基板的製造方法的其他的例子的工程圖。首先,如圖26(a)所示般,在支撐基材7的一方的面配置調整層3,在調整層3上配置配線4及機能性構件5,製作層疊體。又,如圖26(b)~(c)所示般,伸長具有伸縮性的基材2。其次,如圖26(d)所示般,在使基材2伸長的狀態下,經由接著層6來將上述層疊體的支撐基材7側的面貼合於基材2的第1面2a。接著,如圖26(e)所示般,去除基材2的拉伸應力。此時,隨著具有伸縮性的基材2收縮,調整層3、配線4及支撐基材7會變形,形成具有蛇腹形狀部。藉此,取得伸縮性電路基板1。在圖26(a)~(e)所示的例子中,同時進行調整層配置工程及配線配置工程。
在伸長工程中,將基材伸長時,例如亦可伸長於一軸方向,亦可伸長於二軸方向。
在伸長工程中,基材是以常態(非伸長狀態)作為基準,伸長至20%(初期的長度的1.2倍)以上為理想,伸長至30%(初期的長度的1.3倍)以上更理想,伸長至50%(初期的長度的1.5倍)以上更加理想。另外,基材的伸長率的上限是200%程度。藉由將基材伸長於上述的範圍,可取得能夠伸縮的配線。
本形態的伸縮性電路基板的製造方法是在伸長工程後且解放工程前,可具有:在將基材伸長的狀態下,在基材的第1面側或基材的第2面側配置第1伸縮控制部的第1伸縮控制部配置工程,或在將基材伸長的狀態下,在基材的第1面側或基材的第2面側配置第2伸縮控制部的第2伸縮控制部配置工程。此情況,配線配置工程、調整層配置工程、第1伸縮控制部配置工程及第2伸縮控制部配置工程是可順序不同進行。 並且,在本形態的伸縮性電路基板中,第1伸縮控制部或第2伸縮控制部被埋入至基材的內部時,如上述般,可取得預先內包第1伸縮控制部或第2伸縮控制部的基材。
又,本形態的伸縮性電路基板的製造方法是在解放工程後,亦可具有配置黏著層的黏著層配置工程。
又,本形態的伸縮性電路基板是亦可在與基材的配線相反的面側具有支撐體。更亦可在基材與支撐體之間具有上述黏著層。圖27是表示本形態的伸縮性電路基板的製造方法的其他的例子的工程圖。如圖27(a)所示般,依序配置解放工程後的層疊體100、黏著層110及支撐體120,如圖27(b)所示般,藉由使該等的構件一體化,可取得更具有黏著層110及支撐體120的伸縮性電路基板1。支撐體是具有伸縮性為理想。作為支撐體的材料,例如,可舉橡膠、樹脂、布、金屬等。另外,有關含在黏著層的黏著劑是如上述般,但更亦可使用乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、烯烴系黏著劑、聚醯胺系黏著劑、聚酯聚氨酯系接著材。作為解放工程後的層疊體、黏著層及支撐體一體化的方法,例如,可舉加熱、加壓、加熱加壓等。
11.用途 由於本形態的伸縮性電路基板是具有伸縮性,因此可適用於曲面,且可追隨於變形。從如此的優點,本形態的伸縮性電路基板是例如可用在可穿戴設備(wearable device)、醫療機器、機器人等。 本形態的伸縮性電路基板是例如亦可貼附於人的皮膚,亦可安裝於可穿戴設備或機器人來使用。例如,可使用本形態的伸縮性電路基板,作為安裝於人的手腕等的身體的一部分的製品的至少一部分。由於伸縮性電路基板是可伸長,因此藉由例如在使伸縮性電路基板伸長的狀態下安裝於身體,可使伸縮性電路基板更緊貼於身體的一部分。因此,可實現良好的穿戴感。又,由於可抑制在伸縮性電路基板伸長時配線的電阻值降低,因此可實現伸縮性電路基板的良好的電特性。又,由於伸縮性電路基板是可伸長,因此可使沿著曲面或立體形狀來設置。
作為本形態的伸縮性電路基板的用途,是可舉家電製品用途、窗簾或門把等的電子機能化的家裝品用途、坐墊或床墊等的電子機能化的寢具用途、寶特瓶或保鮮膜等的電子機能化的食品包裝用途、機器人用途、根據離子電滲法的藥液浸透美容面膜或電刺激瘦身用品等的美容用途、帽子或衣服等的電子機能化的服裝用途等。在本案中,可提供被用在該等的任一用途的物品,具有上述的伸縮性電路基板的物品。
又,作為設置本形態的伸縮性電路基板的物品,例如,可舉鞋子、鞋內底、口罩、襪子、絲襪、腕套、衣服、頭巾、手套、內衣、運動服、尿布、帽子、圍巾、耳套、皮包(例如背包、腰包、手提包、運動袋、手提箱)、眼鏡、助聽器、耳環、耳飾、項鍊、手鐲、腳鐲、皮帶、髮飾、束髮帶、頭箍、時鐘、項鍊、戒指、假指甲、嬰兒車、無人駕駛飛機、輪椅、泳衣、傢具(例如、沙發、椅子、桌子、照明、門、花瓶、扶手、床、床墊、墊被、坐墊、被子、毛毯・床單、餐具墊)、OK繃、繃帶、藥液包、軟管、藥液浸透美容面膜、酸痛貼布、紗布、牙刷、導尿管、義手、義足、義眼、隱形眼鏡、護具、球、球拍、汽車內部裝飾、座位、儀表板、輪胎、旗子、筆記本、書籍、機械手臂、機器人的外部裝飾、生命感測器、一次性活體電極、懷爐、導線、個人ID認識裝置、安全帽、IC標籤、電池、塑料簡易溫室等。又,作為設置本形態的伸縮性電路基板的物品的其他的例子,可舉保健製品、運動製品、娛樂製品、振動傳動裝置等的觸覺製品、無線給電的天線等的能源管理製品、家電製品、窗簾或地毯、沙發等的傢具或傢具裝飾品、坐墊或床墊等的寢具製品、寶特瓶或保鮮膜等的包裝製品、書籍或筆等的文具製品、汽車內部裝飾或座位等的移動性關聯製品等。在本案中,可提供該等的任一的物品,具有上述的伸縮性電路基板的物品。
B.第2形態 本案的第2形態的伸縮性電路基板具有: 基材,其係具有伸縮性; 配線,其係位於上述基材的第1面側,具有包含沿著上述基材的上述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及 調整層,其係位於上述基材的上述第1面側,且以對於上述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有上述蛇腹形狀部, 上述調整層的揚氏係數比上述基材的揚氏係數更大。
在此,在伸縮性電路基板的製造方法中,配線變形成蛇腹狀時,變形的程度會起因伸長時的基材伸展的偏差或基材上的金屬薄膜的分布密度的差等,依位置而偏差。一旦在配線的變形的程度有偏差,則產生於配線的彎曲或屈曲的程度會有局部地變大的情形。在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地大之處,應力會集中。又,由於一般在基材是使用彈性體,在配線是使用金屬或合金等,因此配線的揚氏係數是比基材的揚氏係數更特別地大。亦即,配線是比基材更硬不易變形。因此,在產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地大之處,應力容易集中。在配線中應力集中之處,發生折斷等的破損,且在將伸縮性電路基板重複伸縮時,電阻值上昇。
相對於此,若根據本形態,則藉由具有比基材更大的揚氏係數的調整層位於基材的第1面側的配線區域,可抑制因基材及配線的揚氏係數的不同而應力集中於配線。因此,即使是產生於配線的彎曲或屈曲的程度局部地變大的情況,也可減低在彎曲或屈曲的程度局部地大之處的應力集中。藉此,可抑制配線破損或在將伸縮性電路基板重複伸縮時配線的電阻值上昇。
另外,有關具有伸縮性的基材、配線、機能性構件、支撐基材、第1伸縮控制部、第2伸縮控制部、黏著層、及伸縮性電路基板的製造方法是與上述第1形態的伸縮性電路基板同樣,所以在此的說明是省略。以下,說明有關本形態的伸縮性電路基板的調整層。
(調整層) 本形態的調整層,典型的是位於基材的第1面側,且位於配線區域,具有基材的第1面的法線方向的山部及谷部會沿著基材的第1面的面內方向來重複出現的蛇腹形狀部,具有比配線更小的揚氏係數之構件。
調整層的揚氏係數是比基材的揚氏係數更大。又,調整層的揚氏係數是配線的揚氏係數以下為理想。因為藉由具有比基材更大、配線以下的揚氏係數之調整層位於基材的第1面側的配線區域,可減低應力集中。
另外,有關調整層的其他的點是可設為與上述第1形態的伸縮性電路基板同樣。
本案是不限於上述實施形態。上述實施形態是舉例說明,具有與本案的申請專利範圍記載的技術思想實質上相同的構成,取得同樣的作用效果者是無論何者皆包含於本案的技術範圍。 [實施例]
在以下顯示實施例及比較例,更詳細說明本案。
[實施例1] (伸縮性基材的製作) 使用黏著薄板(3M公司製,型號8146)作為接著層,在該黏著薄板上,以形成厚度900μm的方式塗佈二液附加縮合的聚二甲基矽氧烷(PDMS),使PDMS硬化,而製作接著層及伸縮性基材的第1層疊體。接著,取出第1層疊體的一部分作為樣品,藉由依據JIS K6251的拉伸試驗來測定伸縮性基材的揚氏係數。結果,伸縮性基材的揚氏係數為0.05MPa。並且,伸縮性基材的剖面積為0.45×10-6 m2
(配線及調整層的形成) 使用厚度2.5μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PEN)薄膜作為支撐基材,在PEN薄膜上網版印刷Ag糊劑,而設置寬度200μm、長度40mm的配線。並且,取出支撐基材的一部分作為樣品,藉由依據JIS K6251的拉伸試驗來測定支撐基材的揚氏係數。結果,支撐基材的揚氏係數為2.2GPa。 其次,以覆蓋配線上的方式,網版印刷聚氨酯樹脂厚度30μm,而形成調整層。藉此,取得支撐基材、配線及調整層的第2層疊體。接著,取出調整層的一部分作為樣品,藉由依據JIS K6251的拉伸試驗來測定調整層的揚氏係數。結果,調整層的揚氏係數為35MPa。
在此,PDMS的伸縮性基材、PEN的支撐基材、Ag的配線及聚氨酯樹脂的調整層的揚氏係數的大小關係是如下述般。 伸縮性基材<調整層<配線<支撐基材
(伸縮性電路基板的製作) 在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時的配線的電阻為35Ω。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。此時,5週期份的週期的平均是620μm,最小曲率半徑為45μm。並且,配線的電阻為39Ω,變化是幾乎未見。
[比較例1] 除了在支撐基材未設聚氨酯樹脂的調整層以外是與實施例1的情況同樣,製作第1層疊體及第2層疊體。其次,與實施例1的情況同樣,在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時的配線的電阻為47Ω。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。此時,5週期份的週期的平均為420μm,週期的標準偏差為67μm,最小曲率半徑為2μm。在凹凸形狀的部分被確認有不均一的皺摺或配線的折斷。並且,配線的電阻為81Ω,可見2倍以上的電阻上昇。
[實施例2] (伸縮性基材的製作) 使用黏著薄板(3M公司製、型號8146)作為接著層,在該黏著薄板上塗佈二液附加縮合的聚二甲基矽氧烷(PDMS),使PDMS硬化,而製作接著層及伸縮性基材的第1層疊體。
(配線及調整層的形成) 使用厚度2.5μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PEN)薄膜作為支撐基材,在PEN薄膜上,藉由蒸鍍法來形成厚度1μm的銅層。接著,利用光蝕刻法及蝕刻法來加工銅層。藉此,取得寬度200μm、長度40mm的配線。 其次,以覆蓋配線上的方式,網版印刷聚氨酯樹脂厚度30μm,而形成調整層。藉此,取得支撐基材、配線及調整層的第2層疊體。
在此,PDMS的伸縮性基材、PEN的支撐基材、Cu配線及聚氨酯樹脂的調整層的揚氏係數的大小關係是如下述般。 伸縮性基材(0.05MPa)<調整層(35MPa)<支撐基材(5200MPa)<配線(7500MPa)
(伸縮性電路基板的製作) 在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時的配線的電阻為7.7Ω。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。此時,5週期份的週期的平均為794μm,最小曲率半徑為51μm。並且,配線的電阻為7.6Ω,變化是幾乎未見。 其次,在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮10萬次將收縮後設為100%時的30%量時,電阻值為1.03倍,幾乎不變。
並且,在此伸縮性電路基板的基材側配置玻璃基板(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.製OA10G,厚度0.7mm),在該狀態下,進行120℃,約10kPa/cm2 ,10秒加熱加壓時,未見蛇腹的形狀變亂。
[比較例2] 除了在支撐基材未設聚氨酯樹脂的調整層以外是與實施例2的情況同樣,製作第1層疊體及第2層疊體。其次,與實施例2的情況同樣,在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時的配線的電阻為7.5Ω。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。此時,5週期份的週期的平均為158μm,最小曲率半徑為10μm。在凹凸形狀的部分被確認有不均一的皺摺或配線的折斷。並且,配線的電阻為7.6Ω,雖未見電阻上昇,但在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮將收縮後設為100%時的30%量時,配線是在3000次斷線。
並且,在此伸縮性電路基板的基材側配置玻璃基板(Nippon Electric Glass Co.,Ltd.製OA10G,厚度0.7mm),在該狀態下,進行120℃,約10kPa/cm2 ,10秒加熱加壓時,蛇腹的形狀是形成崩潰梯形,發生斷線。
[實施例3] (伸縮性基材的製作) 與實施例2同樣,製作接著層及伸縮性基材的第1層疊體。
(配線及調整層的形成) 與實施例2同樣,取得支撐基材、配線及調整層的第2層疊體。另外,形成具有電極對的配線,作為第2層疊體配線。其次,在電極對之間,利用焊錫來搭載具有1.0mm×0.5mm的尺寸的電阻晶片(0Ω)。焊錫是使用KOKI Company Ltd.的TB48N742。
(伸縮性電路基板的製作) 在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時的配線的電阻為6.7Ω。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。配線的電阻為6.6Ω。並且,在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮將收縮後設為100%時的30%量時,在1400次斷線。
[實施例4] 除了使外徑12mm×6mm、內徑2mm×1mm的甜甜圈型的調整層更層疊於電阻晶片的周圍的機能性構件周圍區域以外是與實施例3同樣,製作伸縮性電路基板。配線的電阻為6.5Ω。並且,在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮將收縮後設為100%時的30%量時,在2700次斷線。
[比較例3] 不形成上述調整層的情形以外是與實施例3同樣,製作伸縮性電路基板。配線的電阻為6.7Ω。並且,在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮將收縮後設為100%時的30%量時,在300次斷線。
[實施例5] 製作在基材的第1面側設有配線及補強構件者作為伸縮性電路基板。
(伸縮性基材的製作) 準備黏著薄板814(3M公司製)作為接著層。接著,在黏著薄板上設置5mm×5mm大小的聚醯亞胺薄膜(UBE INDUSTRIES,LTD.:UPILEX 厚度125μm)作為補強構件。接著,以厚度成為約1mm的方式,在接著層之中設置補強構件的側,以補強構件埋沒的方式塗佈二液附加縮合的聚二甲基矽氧烷(以下稱為PDMS),且使硬化,作為基材。藉此,製作接著層、補強構件及伸縮性基材的第1層疊體。在第1層疊體中,補強構件是在基材的第1面側埋沒,且在基材的第1面設有接著層。
(配線及調整層的形成) 使用厚度2.5μm的聚對苯二甲酸乙二酯(PEN)薄膜作為支撐基材,在PEN薄膜上藉由蒸鍍法來形成厚度1μm的銅層。接著,利用光蝕刻法及蝕刻法來加工銅層。藉此,取得寬度200μm、長度40mm的配線(具有電極對的配線)。 其次,以覆蓋配線上的方式,網版印刷聚氨酯樹脂厚度30μm,而形成調整層。此時,例如圖23(a)所示般,平面視上,以跨越補強構件區域81與補強周圍區域82之間的境界的方式形成調整層3。藉此,取得支撐基材、配線及調整層的第2層疊體。其次,在電極對之間,利用焊錫來搭載具有1.0mm×0.5mm的尺寸的電阻晶片(0Ω)。焊錫是使用KOKI Company Ltd.的TB48N742。
(伸縮性電路基板的製作) 在使上述的第1層疊體伸長50%於1軸的狀態下,使上述的第2層疊體的支撐基材側的面貼合於第1層疊體的接著層側的面。此時,第1層疊體的聚醯亞胺薄膜(補強構件)與第2層疊體的電阻晶片會配置為平面視重疊。 其次,藉由解放伸長來使伸縮性基材收縮。藉此,在支撐基材的表面產生凹凸形狀而收縮。配線的電阻為6.6Ω。並且,在配線延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮10萬次將收縮後設為100%時的30%量時,電阻值為1.05倍,幾乎不變。
[實施例6] 除了將上述調整層平面視上,以不會跨越補強構件區域與補強周圍區域之間的境界的方式只塗佈於補強周圍區域側(配線區域側)以外是與實施例5同樣製作伸縮性電路基板。配線的電阻為6.5Ω。並且,在配線所延伸的方向,使伸縮性電路基板連續伸縮10萬次將收縮後設為100%時的30%量時,在7000次斷線。如此,藉由以調整層平面視上不會跨越補強構件區域與補強周圍區域之間的境界的方式位置,被確認可更抑制斷線的發生。
1‧‧‧伸縮性電路基板 2‧‧‧具有伸縮性的基材 2a‧‧‧具有伸縮性的基材的第1面 2b‧‧‧具有伸縮性的基材的第2面 3‧‧‧調整層 4‧‧‧配線 5‧‧‧機能性構件 6‧‧‧接著層 7‧‧‧支撐基材 21‧‧‧配線區域 22‧‧‧機能性構件區域 23‧‧‧機能性構件周圍區域 30‧‧‧蛇腹形狀部 31、33、35‧‧‧山部 32、34、36‧‧‧谷部 41‧‧‧第1伸縮控制部 42‧‧‧第2伸縮控制部
圖1是表示本案伸縮性電路基板之一例的概略平面圖及剖面圖。 圖2是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖3是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖4是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖5是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖6是表示本案的伸縮性電路基板的配線的蛇腹形狀部之一例的模式圖。 圖7是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖8是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖9是表示本案的伸縮性電路基板的配線之一例的概略平面圖。 圖10是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略平面圖及剖面圖。 圖11是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖12是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖13是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖14是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖15是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖16是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖17是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖18是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖19是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖20是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖21是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖22是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖23是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖24是表示本案的伸縮性電路基板的其他例的概略剖面圖。 圖25是表示本案的伸縮性電路基板的製造方法之一例的工程圖。 圖26是表示本案的伸縮性電路基板的製造方法的其他例的工程圖。 圖27是表示本案的伸縮性電路基板的製造方法的其他例的工程圖。
1‧‧‧伸縮性電路基板
2‧‧‧具有伸縮性的基材
2a‧‧‧具有伸縮性的基材的第1面
2b‧‧‧具有伸縮性的基材的第2面
3‧‧‧調整層
4‧‧‧配線
5‧‧‧機能性構件
21‧‧‧配線區域
22‧‧‧機能性構件區域
30‧‧‧蛇腹形狀部
31、33、35‧‧‧山部
32、34、36‧‧‧谷部
D1‧‧‧第1方向

Claims (22)

  1. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述配線的揚氏係數更小,前述伸縮性電路基板,係更具有支撐基材,前述支撐基材,係被配置於前述基材與前述配線之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之伸縮性電路基板,其中,前述調整層的揚氏係數比前述基材的揚氏係數更大。
  3. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對 於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述基材的揚氏係數更大,前述伸縮性電路基板,係更具有支撐基材,前述支撐基材,係被配置於前述基材與前述配線之間。
  4. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述伸縮性電路基板,係具有:前述配線區域、及與前述配線區域鄰接,搭載有機能性構件的機能性構件區域,前述調整層,係連續位於前述配線區域及前述機能性構件區域。
  5. 如申請專利範圍第4項之伸縮性電路基板,其中,更具有位於前述基材的前述第1面側的前述機能性構件區域的機能性構件。
  6. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述配線,係具有用以和機能性構件連接的端子部,前述調整層,係平面視上,除了前述配線的前述端子部,將全部的前述配線區域覆蓋。
  7. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述伸縮性電路基板,係具有:前述配線區域、及與前述配線區域鄰接,搭載有機能性構件的機能性構件區域,前述調整層,係平面視上,位於前述機能性構件區域與機能性構件周圍區域之間的境界,該機能性構件周圍區域係位於前述機能性構件區域的周圍。
  8. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述伸縮性電路基板,係具有:前述配線區域、及與前述配線區域鄰接,搭載有機能性構件的機能性構件區域,前述伸縮性電路基板,係在對於前述機能性構件區域平面視上至少重疊的位置具有補強構件,前述調整層,係平面視上,位於前述補強構件所位置的補強構件區域與補強周圍區域之間的境界,該補強周圍區域係位於前述補強構件區域的周圍。
  9. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述支撐基材,係具有比前述基材的揚氏係數更大的揚氏係數。
  10. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述調整層,係位於與前述配線的前述 基材側的面相反側的面。
  11. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述調整層,係位於前述基材與前述配線之間。
  12. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述伸縮性電路基板,係在前述基材與前述配線之間更具有支撐基材,前述調整層,係位於前述支撐基材與前述配線之間。
  13. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述配線的揚氏係數更小,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅比前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅更小。
  14. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述基材的揚氏係數更大,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅比前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅更小
  15. 如申請專利範圍第13或14項之伸縮性電路基板,其中,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅為前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的振幅的0.9倍以下。
  16. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著 前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述配線的揚氏係數更小,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期比前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期更大。
  17. 一種伸縮性電路基板,其特徵係具有:基材,其係具有伸縮性;配線,其係位於前述基材的第1面側,具有包含沿著前述基材的前述第1面的面內方向的1個的第1方向來排列的複數的山部及谷部之蛇腹形狀部;及調整層,其係位於前述基材的前述第1面側,且以對於前述配線所位置的配線區域平面視上至少重疊的方式位置,具有前述蛇腹形狀部,前述調整層的揚氏係數比前述基材的揚氏係數更大,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期比前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期更大。
  18. 如申請專利範圍第16或17項之伸縮性電路基板,其中,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期為前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期的1.1倍以上。
  19. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的位置自前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的谷部及山部的位置偏離。
  20. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,將前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的週期設為F3時,位於前述基材的前述第1面的相反側的第2面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的山部及谷部的位置自前述基材的前述第1面之中出現在重疊於前述蛇腹形狀部的部分的谷部及山部的位置偏離0.1×F3以上。
  21. 如申請專利範圍第1~3項中的任一項所記載之伸縮性電路基板,其中,前述伸縮性電路基板,係具有:前述配線區域、及與前述配線區域鄰接,搭載有機能性構件的機 能性構件區域,前述調整層的厚度,係至少部分地,隨著從前述機能性構件區域朝向前述配線側區域而減少。
  22. 一種具有伸縮性電路基板之物品,其係特徵為具有如申請專利範圍第1~21項中的任一項所記載之伸縮性電路基板。
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