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CN120937506A - 树脂配线基板及伸缩性设备 - Google Patents

树脂配线基板及伸缩性设备

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CN120937506A
CN120937506A CN202480021292.9A CN202480021292A CN120937506A CN 120937506 A CN120937506 A CN 120937506A CN 202480021292 A CN202480021292 A CN 202480021292A CN 120937506 A CN120937506 A CN 120937506A
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CN
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resin
stretchable
wiring
pattern
elongation
Prior art date
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CN202480021292.9A
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东基
玉置和孝
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

本发明提供一种具有优异的伸缩性的树脂配线基板(1)及具备该树脂配线基板(1)的伸缩性设备,所述树脂配线基板(1)具有伸缩性树脂基材(11a)、(11b)、配线图案(21)及已接地的接地件图案(5),接地件图案(5)以与伸缩性树脂基材(11a)、(11b)相接的方式而形成,并与配线图案(21)电连接,接地件图案(5)由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成,且断裂伸长率为50%以上。配线图案(21)与接地件图案(5)可以隔着伸缩性树脂基材(11a)进行了层叠。

Description

树脂配线基板及伸缩性设备
技术领域
本发明涉及树脂配线基板及伸缩性设备。
本申请基于于2023年3月30日向日本提出申请的特愿2023-054531号主张优先权,并将其内容引入本申请。
背景技术
可穿戴设备在运动科学及医疗保健等广泛领域中受到关注。可穿戴设备优选具有无束缚感的穿戴性。因此,期望具备对应于穿戴对象物的可自由伸缩(可伸展)的特性。在本说明书中,将具有这种特性的设备称为伸缩性设备,其用途不仅限于可穿戴设备。
专利文献1中记载了一种具有伸缩性基材与接地件层的接地件片,所述接地件层具有导电性,接地件片包含沿着所述接地件层的延伸面的面内方向之一的第一方向排列的1个以上的峰部及谷部。
专利文献2中记载了一种可拉伸设备,其具备:第一抗蚀剂层、设置于第一抗蚀剂层上的第一导电图案层、覆盖第一导电图案层的第二抗蚀剂层、设置于第一抗蚀剂层的与第一导电图案层侧相反一侧的生物电极、设置于第二抗蚀剂层上的第二导电图案层、第一接地件图案层及第二接地件图案层。专利文献2中记载的可拉伸设备中,生物电极与第一导电图案层通过形成于第一抗蚀剂层的第一过孔进行电连接,第一导电图案层与第二导电图案层通过形成于第二抗蚀剂层的第二过孔进行电连接。此外,专利文献2还记载了,第一抗蚀剂层与第二抗蚀剂层之间的第一导电图案层的图案由于无生物电极及接地件图案层,因此能够无限制地进行设计。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2022-56164号公报(A)
专利文献2:日本特开2022-185258号公报(A)
发明内容
(一)要解决的技术问题
对于伸缩性设备而言,要求进一步提升伸缩性。
然而,具有配线图案和以与伸缩性树脂基材相接的方式而形成的接地件图案的树脂配线基板的伸缩性不充分。
本发明鉴于上述技术问题而实施,其目的在于提供一种具有优异的伸缩性的树脂配线基板及具备该树脂配线基板的伸缩性设备。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,提供以下手段。
[1]一种树脂配线基板,其具有伸缩性树脂基材、配线图案及已接地的接地件图案,
所述接地件图案以与所述伸缩性树脂基材相接的方式而形成,并与所述配线图案电连接,所述接地件图案由含有具有伸缩性的树脂的(第一)导电材料形成,且断裂伸长率为50%以上。
[2]根据[1]所述的树脂配线基板,其中,所述配线图案与所述接地件图案隔着所述伸缩性树脂基材进行了层叠。
[3]根据[1]所述的树脂配线基板,其中,所述伸缩性树脂基材上设置有贯穿所述伸缩性树脂基材且填充有含有具有伸缩性的树脂的(第二)导电材料的孔,
所述接地件图案通过所述孔与所述配线图案电连接。
[4]根据[3]所述的树脂配线基板,其中,所述伸缩性树脂基材上设置有多个所述孔,
所述伸缩性树脂基材上设置有所述配线图案,
所述配线图案与多个孔电连接。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的树脂配线基板,其中,所述配线图案为伸缩性配线。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的树脂配线基板,其中,所述接地件图案由多个岛状部与将所述岛状部之间电连接的连接部构成。
[7]一种伸缩性设备,其具备[1]~[6]中任一项所述的树脂配线基板。
(三)有益效果
本发明的树脂配线基板具有伸缩性树脂基材、配线图案及已接地的接地件图案,接地件图案以与伸缩性树脂基材相接的方式而形成,并与配线图案电连接,接地件图案由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成,且断裂伸长率为50%以上。因此,本发明的树脂配线基板中,接地件图案能够追随伸缩性树脂基材的伸缩并进行伸缩。因此,相较于例如接地件图案由金属形成的情况,本发明的树脂配线基板具有优异的伸缩性。
此外,本发明的伸缩性设备由于具备本发明的树脂配线基板,因此具有优异的伸缩性。
附图说明
图1为用于说明具备本发明的树脂配线基板的本发明的伸缩性设备的一个例子的剖面示意图。
图2为示出图1所示的树脂配线基板所具有的接地件图案的平面形状的平面图。
图3A为用于说明接地件图案的其他平面形状的平面图。
图3B为用于说明接地件图案的其他平面形状的平面图。
图3C为用于说明接地件图案的其他平面形状的平面图。
图3D为用于说明接地件图案的其他平面形状的平面图。
具体实施方式
以下,关于本实施方案的树脂配线基板及伸缩性设备,在适当参考附图的同时进行详细说明。以下的说明中所使用的附图中,有时会将特征部分放大示出,以便更加易于理解本发明的特征。因此,各构成要素的尺寸比率等有时并非与实际情况相同。以下的说明中所示例的材料、尺寸等仅为一个例子,本发明并不受其限定,能够在不改变其要旨的范围内适当进行变更并实施。
[伸缩性设备]
图1为用于说明具备本发明的树脂配线基板的本发明的伸缩性设备的一个例子的剖面示意图。图2为示出图1所示的树脂配线基板所具有的接地件图案的平面形状的平面图。
图1所示的本实施方案的伸缩性设备具备树脂配线基板1。树脂配线基板1具有伸缩性树脂基材11a、11b、配线图案21及已接地的接地件图案5。本实施方案的树脂配线基板1为配线图案21与已接地的接地件图案5隔着伸缩性树脂基材11a进行层叠而形成的基板。如图1所示,树脂配线基板1的伸缩性树脂基材11a上配置有配线图案21和电子器件41。此外,伸缩性树脂基材11a上设置有贯穿伸缩性树脂基材11a的孔6。图1所示的树脂配线基板1中,接地件图案5与配线图案21通过孔6电连接。
(伸缩性树脂基材11a、11b)
伸缩性树脂基材11a及伸缩性树脂基材11b为片状,且具有伸缩性。伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b可以相同,也可材料和/或厚度不同。伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b优选由相同材料形成。这是由于,会成为伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b的密合性良好的树脂配线基板1。
伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率优选为50%以上,更优选为200%以上。当伸缩性树脂基材11a、11b为断裂伸长率为50%以上的伸缩性良好的伸缩性树脂基材时,成为能够适合使用于可穿戴设备等各种伸缩性设备的树脂配线基板1。伸缩性树脂基材11a、11b的断裂伸长率能够通过适当选择伸缩性树脂基材11a、11b的材料而进行变化。此外,伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率优选为4000%以下。这是由于能够容易成为具有充分的强度及耐久性的树脂配线基板1。
本说明书中的“断裂伸长率”以{(断裂时的长度-拉伸前的长度)/拉伸前的长度}×100(%)而定义。断裂伸长率能够按照规定方向进行测定。
本说明书中,“伸缩性树脂基材11a、11b的断裂伸长率为50%以上”规定的是断裂伸长率最大的方向上的断裂伸长率。另外,只要断裂伸长率无各向异性,则断裂伸长率在任意方向均相等。此外,若断裂伸长率的各向异性较小,则断裂伸长率在任意方向均为相近的值。
(伸缩性树脂基材11a、11b的断裂伸长率的测定方法)
从伸缩性树脂基材11a、11b切取出6个宽为10mm且长为30mm的带状测定试样。对于各测定试样,分别通过以下所示的方法,计算出断裂时的伸长度,将其平均值设为断裂时的伸长度。
于位于测试仪的上下方的夹持部夹住金属基板,以测定部位为宽10mm且长10mm的方式,用双面胶带将测定试样固定于金属基板。然后,使用拉伸试验机(例如,产品名称:AUTOGRAPHAGS-5kNX,Shimadzu Corporation制造)以10mm/min的拉伸速度拉伸测定试样。接着,测定发生断裂时的测定试样的长度,从该长度中减去拉伸前的长度10mm,计算出各测定试样的断裂时的伸长度(断裂时的长度-拉伸前的长度)。将其平均值作为断裂时的伸长度,并按照上述定义计算出断裂伸长率。
作为伸缩性树脂基材11a、11b,能够使用包含公知的具有伸缩性的树脂的基材。作为具有伸缩性的树脂,例如,可列举出:环氧系树脂、氨基甲酸酯(urethane)系树脂、脲系树脂、聚氨酯脲系树脂、甲基丙烯酸系树脂、聚丙烯酸系树脂、有机硅系树脂、二烯系树脂、聚酯系树脂、聚醚系树脂、聚酰胺系树脂、聚苯乙烯系树脂等。伸缩性树脂基材11a、11b所含的具有伸缩性的树脂为氨基甲酸酯系树脂时,断裂伸长率高,成为具有优异的柔软性的伸缩性树脂基材,故而优选。
伸缩性树脂基材11a、11b优选不含固化剂。这是由于,不会因包含固化剂而促进伸缩性树脂基材11a、11b的经时劣化,成为耐久性良好的伸缩性树脂基材11。
本实施方案的树脂配线基板1中的伸缩性树脂基材11a、11b优选为使包含树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物进行固体化而形成的基材。
树脂组合物所含的树脂成分(P)优选具有例如氨基甲酸酯键、与来自可逆加成-断裂链转移剂(ReversibleAdditionFragmentation Chain TransferPolymerization,本说明书中有时将其简写为“RAFT剂”。)的下述通式(11)、(21)或(31)所表示的任意1种或2种以上的基团。
[化学式1]
(式(11)中,Z1为烷基,所述烷基中的1个或2个以上的氢原子任选被氰基、羧基或甲氧基羰基取代,2个以上的所述取代基任选彼此相同或不同。式(21)中,Z2为烷基,Z3为芳基。式(31)中,R4为氢原子或卤素原子。式(11)、(21)或(31)中的*表示式(11)、(21)或(31)所表示的基团与键合对象进行键合的键合键。)
树脂组合物所含的树脂成分(P)可以具有氨基甲酸酯键、硅氧烷键及来自RAFT剂的上述通式(11)、(21)或(31)所表示的任意1种或2种以上的基团。树脂成分(P)具有硅氧烷键时,使包含树脂成分(P)的树脂组合物固体化而形成的伸缩性树脂基材具有适度的拒水性。其结果,伸缩性树脂基材中的氨基甲酸酯键不易水解,成为因水解造成的经时劣化得以抑制的耐久性优异的伸缩性树脂基材。
树脂成分(P)具有硅氧烷键时,树脂成分(P)所含的氨基甲酸酯键的数量与硅氧烷键的数量的比例无特别限制,能够根据伸缩性树脂基材的用途、所需的耐久性、断裂伸长率等特性适当决定。
树脂成分(P)例如能够通过以下所示的方法制备。
即,能够通过以下方法进行制备:使用聚合引发剂及作为通式(11)、(21)或(31)所表示的基团的来源的RAFT剂,使具有来自具有氨基甲酸酯键及聚合性不饱和键的化合物的结构单元的树脂(a)、根据需要而含有的具有来自具有硅氧烷键及聚合性不饱和键的化合物的结构单元的树脂(b)、及根据需要而含有的除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分,于公知的条件下进行可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT聚合)的方法。
上述树脂成分(P)的制备方法中,由于使用RAFT剂使树脂(a)、根据需要而含有的树脂(b)及根据需要而含有的除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分进行RAFT聚合,因此能够防止在聚合中形成交联结构的过程的树脂成分发生凝胶化。此外,在上述制备方法中,由于使树脂(a)、根据需要而含有的树脂(b)及根据需要而含有的除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分进行RAFT聚合,因此能够轻松地制备目标的聚合度及交联状态的树脂成分(P)。
被用作树脂成分(P)的材料的树脂(a)为具有来自具有氨基甲酸酯键及聚合性不饱和键的化合物的结构单元的寡聚物。作为树脂(a),例如,可列举出:具有来自具有氨基甲酸酯键且具有(甲基)丙烯酰基的化合物的结构单元的树脂。树脂(a)优选具有来自氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的结构单元。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸酯”为包括“丙烯酸酯”及“甲基丙烯酸酯”这两者的概念。与(甲基)丙烯酸酯类似的术语也是如此,例如,“(甲基)丙烯酰基”为包括“丙烯酰基”及“甲基丙烯酰基”这两者的概念。
被用作树脂成分(P)的材料的树脂(b)为具有来自具有硅氧烷键及聚合性不饱和键的化合物的结构单元的寡聚物。作为具有硅氧烷键及聚合性不饱和键的化合物,例如,可列举出:具有(甲基)丙烯酰基作为具有聚合性不饱和键的基团的公知的各种有机硅树脂等。作为树脂(b),例如,能够使用具有来自在聚二甲基硅氧烷等聚二烷基硅氧烷的一端或两端键合有(甲基)丙烯酰基的改性聚二烷基硅氧烷的结构单元的树脂等。
作为被用作树脂成分(P)的材料的除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分,能够使用具有聚合性不饱和键的化合物,优选使用(甲基)丙烯酸烷基酯。具体而言,作为(甲基)丙烯酸烷基酯,可列举出:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙基酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯等。这些具有聚合性不饱和键的化合物可以仅使用1种,也可使用2种以上。
被用作树脂成分(P)的材料的树脂(a)、树脂(b)、除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分的含量的比例无特别限制,能够根据伸缩性树脂基材的用途、所需的强度、断裂伸长率等特性适当决定。
具体而言,树脂(a)的含量越多,则越会成为氨基甲酸酯键多的树脂成分(P),可获得具有优异的柔软性的伸缩性树脂基材。此外,通过使树脂(b)的含量足够多,会成为硅氧烷键多的树脂成分(P),树脂成分(P)中的氨基甲酸酯键不易水解,可获得具有优异的耐久性的伸缩性树脂基材。此外,通过使除了树脂(a)及树脂(b)以外的聚合性成分的含量足够多,易于获得适合于伸缩性树脂基材的用途、所需的强度等特性的伸缩性树脂基材。
作为制造树脂成分(P)时所使用的聚合引发剂,例如,能够使用过硫酸盐、过氧化氢、偶氮系化合物、有机过氧化物等公知的聚合引发剂中的1种或2种以上,优选使用偶氮系化合物。
树脂组合物中所含的溶媒能够使树脂成分(P)分散或溶解即可。具体而言,作为溶媒,能够使用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、甲基乙基酮(MEK)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚乙酸酯(BCA)、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇丁醚(BC)、乙基氰基丙烯酸酯(ECA)、α-松油醇、丙酮、乙醇、甲醇、乳酸乙酯、乳酸丁酯、甲苯、异丙醇、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。作为溶媒,可以仅使用选自上述溶媒中的1种,也可使用2种以上。
(配线图案21)
配线图案21为设置在伸缩性树脂基材11a上的伸缩性配线。配线图案21的平面形状无特别限制,能够根据树脂配线基板1的用途等适当决定。配线图案21的平面形状优选为即便伸缩性树脂基材11a发生变形也不易断开不易剥离的形状,例如,能够设为具有规定的曲率半径的连续的圆弧连结而成的曲线形状。此外,配线图案21的数量能够根据树脂配线基板1的用途等适当决定。
作为形成了配线图案21的伸缩性配线,能够使用包含金属粉与公知的具有伸缩性的树脂的配线。
作为伸缩性配线所含的金属粉,无特别限定,能够使用公知的金属粉。优选金属粉中包含鳞片形状(薄片形状)粉。这是由于,当金属粉包含鳞片形状粉时,通过使鳞片形状粉具有于面方向扩张的上下面,金属粉彼此的接触成为面接触的比例变高,可获得高导电性(低电阻率)。
本说明书中,“鳞片形状粉”是指,相对于最大粒径而言厚度为1/10以下的粉体(金属粉)。鳞片形状粉的最大粒径定义如下。各鳞片形状粉在其俯视视图中虽一端至一端的长度因方向而异,将这些长度中最长的长度作为最大粒径。最大粒径能够通过进行光学显微镜观察、扫描型电子显微镜(SEM)观察(例如,视野5000倍)的方法等确定。
作为伸缩性配线所含的金属粉,例如,能够示例出:银(Ag)粉、碳(C)、铜(Cu)粉、钯(Pd)粉、金(Au)粉、铂(Pt)粉等。其中,由于会成为电阻低而具有优异的导电性的伸缩性配线,因此作为金属粉,优选使用银粉或将银作为主成分的合金粉。
本说明书中,“将银作为主成分的合金粉”是指,合金粉中含有大于50wt%的银。将银作为主成分的合金粉优选含有70wt%以上的银,更优选含有80wt%以上的银,进一步优选含有90wt%以上的银。
此外,银粉也可以为银覆盖铜粉这种、表面为银且内部由除银以外的金属形成的银粉。
作为金属粉,可以使用适当制造的金属粉,也可使用市售品。
作为颗粒状银粉的制造方法,例如,可列举出:向含有银离子的水性反应体系中添加含还原剂的水溶液,从而使银颗粒还原析出的方法等。
此外,鳞片形状的金属粉例如能够通过如下方法制造:制作所需的金属的薄膜,并将该薄膜微粉碎的方法。通过该方法制造的鳞片形状粉由于通过将薄膜微粉碎而获得,因此所破碎的各个金属片也呈扁平状。鳞片形状粉的相对于最大粒径的厚度(即,扁平的程度)能够通过调整用作材料的薄膜的厚度及微粉碎的程度进行调整。
作为形成了配线图案21的伸缩性配线所含的具有伸缩性的树脂,能够使用与能够用于伸缩性树脂基材11a、11b的具有伸缩性的树脂相同的树脂。形成了配线图案21的伸缩性配线所含的具有伸缩性的树脂与能够用于伸缩性树脂基材11a、11b的具有伸缩性的树脂可以相同,也可不同。形成了配线图案21的伸缩性配线中所含的具有伸缩性的树脂、与形成了伸缩性树脂基材11a的具有伸缩性的树脂优选相同。这是由于,容易成为与伸缩性树脂基材11a的密合性良好的配线图案21。
形成了配线图案21的伸缩性配线中所含的具有伸缩性的树脂的含量优选为8质量%~20质量%的范围,更优选为10质量%~18质量%的范围。若伸缩性配线中所含的具有伸缩性的树脂的含量为8质量%以上,则会成为伸缩性良好的配线图案21,成为与伸缩性树脂基材11a的密合性优异的配线图案21。若伸缩性配线中所含的具有伸缩性的树脂的含量为20质量%以下,则容易确保配线图案21中的金属粉的含量,因此易于获得导电性高的配线图案21,故而优选。
(接地件图案5)
如图1所示,本实施方案的树脂配线基板1中的接地件图案5以与伸缩性树脂基材11b相接的方式而形成。接地件图案5与设置于伸缩性树脂基材11a上的配线图案21电连接。
接地件图案5由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成,且断裂伸长率为50%以上。
作为形成接地件图案5的导电材料,能够使用与能够用于形成配线图案21的伸缩性配线的材料相同的导电材料。形成接地件图案5的导电材料与形成形成配线图案21的伸缩性配线的导电材料可以相同,也可不同。
接地件图案5中所含的具有伸缩性的树脂、与形成伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的具有伸缩性的树脂可以相同,也可不同,优选相同。这是由于,能够容易成为与伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的密合性良好的接地件图案5。
图2为示出图1所示的树脂配线基板1所具有的接地件图案5的平面形状的平面图。如图2所示,接地件图案5由1个平面构成,具有大致矩形的平面形状。接地件图案5的平面形状并非仅限于大致矩形,例如还可以是大致圆形、大致梯形,也可以是无定形。此外,树脂配线基板1所具有的接地件图案5的数量可以是1个,也可以是多个,能够根据树脂配线基板1的用途等适当决定。
接地件图案5并不仅限于由1个平面构成,例如,可以由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成。尤其是,当形成接地件图案5的导电材料层的断裂伸长率低于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率时,优选接地件图案5由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成。这是由于,相较于接地件图案5由1个平面构成的情况,在成为具有优异的柔软性的树脂配线基板1的同时,能够通过改变岛状部的面积及数量来调整接地件图案5的断裂伸长率。
多个岛状部的平面形状可以彼此不同,也可以部分或全部相同。岛状部的平面形状无特别限定,例如,可以为大致矩形、大致圆形、大致梯形,也可以是无定形。
此外,岛状部的数量无特别限定,能够根据目标接地件图案5的断裂伸长率、配置接地件图案5的接地件图案形成区域5c的面积等适当决定。
此外,连接部优选为线状,能够将接地件图案5所具有的多个岛状部电连接即可,可以为任意的平面形状。连接部优选为即便伸缩性树脂基材11b发生变形也不易断线、剥离的形状,例如,能够设为具有具备规定的曲率半径的连续的圆弧连结而成的曲线形状等的曲折配线(meanderline)。
图3A~图3D为用于说明接地件图案的其他平面形状的平面图。图3A~图3D所示的接地件图案均具有由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成的平面形状。图3A~图3D所示的接地件图案均沿着设置于伸缩性树脂基材11b上的规定的位置的接地件图案形成区域5c内部而配置。设置于伸缩性树脂基材11b上的接地件图案形成区域5c的数量可以为1个,也可以为多个。
本实施方案中,如图3A~图3D所示,以接地件图案形成区域5c在平面视图下为大致矩形的情况为例进行说明,接地件图案形成区域5c的平面形状及面积能够根据树脂配线基板1的用途等适当决定,无特别限定。
图3A所示的接地件图案51具有平面视图下为大致矩形的4个岛状部5a。如图3A所示,4个平面视图下为大致矩形的岛状部5a分别以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式,沿着接地件图案形成区域5c的4个角进行配置。4个平面视图下为大致矩形的岛状部5a所具有的4个顶点中最靠近接地件图案形成区域5c的中心的顶点与穿过接地件图案形成区域5c的中心的在平面视图下为十字状的连接部5b结合。由此,4个岛状部5a通过连接部5b进行电连接。
图3B所示的接地件图案52具有平面视图下为大致矩形的5个岛状部5a。5个岛状部5a中的4个分别以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式沿着接地件图案形成区域5c的4个角进行配置。此外,5个岛状部5a中的1个以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式设置在接地件图案形成区域5c的中心部。
图3B所示的接地件图案52中,配置于接地件图案形成区域5c的4个角的各岛状部5a所具有的4个顶点中最接近接地件图案形成区域5c的中心的顶点、与配置于接地件图案形成区域5c的中心部的岛状部5a所具有的4个顶点中最近的顶点,分别通过线状的连接部5b结合。由此,5个岛状部5a通过连接部5b电连接。
与图3A所示的接地件图案51相同,图3C所示的接地件图案53具有平面视图下为大致矩形的4个岛状部5a。图3C所示的4个岛状部5a也是分别以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边、与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式,沿着接地件图案形成区域5c的4个角进行配置。图3C所示的接地件图案52中,4个平面视图下为大致矩形的岛状部5a各自所具有的边中与邻接的岛状部5a的边相对的边通过线状的连接部5b结合。由此,4个岛状部5a通过连接部5b电连接。
图3D所示的接地件图案54具有平面视图下为大致矩形的9个岛状部5a。9个岛状部5a中的4个分别以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边、与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式,沿着接地件图案形成区域5c的4个角进行配置。此外,9个岛状部5a中的1个以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边、与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式,配置于接地件图案形成区域5c的中心部。进一步,沿着接地件图案形成区域5c的4个角进行配置的4个岛状部5a彼此之间分别以大致矩形的接地件图案形成区域5c的边、与平面视图下为大致矩形的岛状部5a的边大致平行的方式,配置有岛状部5a。
图3D所示的接地件图案54中,各平面视图下为大致矩形的岛状部5a所具有的边中与邻接的岛状部5a的边相对的边分别通过线状的连接部5b结合。由此,9个岛状部5a通过连接部5b电连接。
本实施方案的树脂配线基板1中,在平面视图下,形成接地件图案5的区域的面积相对于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的面积的比例无特别限定,能够根据树脂配线基板1的用途适当决定。当形成接地件图案5的导电材料层的断裂伸长率高于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率时,优选将上述形成接地件图案5的区域的面积的比例设置得较高。这是由于,容易成为伸缩性更加优异的树脂配线基板1。
本实施方案的树脂配线基板1中的接地件图案5的断裂伸长率为50%以上,优选为100%以上,更优选为200%以上。接地件图案5由于断裂伸长率为50%以上,因此成为能够适合用于可穿戴设备等各种伸缩性设备的树脂配线基板1。此外,接地件图案5的断裂伸长率优选为4000%以下。这是由于,容易成为具有充分的强度及耐久性的树脂配线基板1。
接地件图案5的断裂伸长率可以低于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率,也可以比其高。优选接地件图案5的断裂伸长率与伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率的差小。这是由于,接地件图案5与伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的密合性变得良好,即便伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b进行伸缩,接地件图案5也不易自伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b剥离。此外,当接地件图案5的断裂伸长率低于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率时,可获得导电性优异的具有接地件图案5的树脂配线基板1,故而优选。
本说明书中的“接地件图案5的断裂伸长率”为通过以下所示的方法计算出的数值。
(接地件图案5的断裂伸长率的测定方法)
在接地件图案5由1个平面构成的情况下,首先,在基材上,以与欲测定的树脂配线基板1所具有的接地件图案5相同的厚度,制作由含有相同的具有伸缩性的树脂的导电材料形成的大小充分的导电材料层。接着,将导电材料层从基材上剥离,切取出6个宽10mm且长30mm的带状测定试样。针对各测定试样,分别以与伸缩性树脂基材11a、11b的断裂伸长率相同的方法计算出断裂时的伸长度,将其平均值作为接地件图案5的断裂时的伸长度,按照上述定义计算出形成接地件图案5的导电材料层的断裂伸长率(接地件图案5的断裂伸长率)。
在接地件图案5由1个平面构成的情况下,接地件图案5的断裂伸长率规定的是断裂伸长率最大的方向上的断裂伸长率。只要通过上述方法计算出的接地件图案5的断裂伸长率不存在各向异性,则断裂伸长率在任意方向均相等。此外,只要通过上述方法计算出的接地件图案5的断裂伸长率的各向异性小,则断裂伸长率在任意方向均为相近的值。
此外,在接地件图案5由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成的情况下,首先,对于接地件图案5,以与由1个平面构成的情况相同的方式,以与欲测定的树脂配线基板1所具有的接地件图案5相同的厚度,制作由含有相同的具有伸缩性的树脂的导电材料形成的测定试样,并以与由1个平面构成的情况相同的方式,计算出形成接地件图案5的导电材料层的断裂伸长率。
此外,对于欲测定的以与树脂配线基板1的接地件图案5相接的方式而形成的伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b,通过上述方法计算出断裂伸长率。
之后,对于接地件图案形成区域5c内的穿过接地件图案形成区域5c的中心的直线中的在平面视图下穿过岛状部上的长度最长的直线,分别计算出岛状部的比例(穿过岛状部上的长度/穿过接地件图案形成区域5c的中心的直线的长度)及连接部的比例(穿过连接部上的长度/穿过接地件图案形成区域5c的中心的直线的长度)。接着,通过以下所示的计算式,计算出由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成时的接地件图案5的断裂伸长率。
断裂伸长率(%)=[导电材料层的断裂伸长率×岛状部的比例]+[伸缩性树脂基材11a(或伸缩性树脂基材11b)的断裂伸长率×0.5×连接部的比例]+[伸缩性树脂基材11a(或伸缩性树脂基材11b)的断裂伸长率×(1-岛状部的比例-连接部的比例)]
上述计算式中,将连接部的伸缩率视为伸缩性树脂基材11a(或伸缩性树脂基材11b)的0.5倍。这是由于,虽然连接部由与岛状部相同的导电材料层构成,但其与配置于连接部的周边的伸缩性树脂基材11a(或伸缩性树脂基材11b)一同延伸。
此外,在树脂配线基板1所具有的接地件图案5具有能够采取宽10mm且长30mm的带状测定试样的充分的大小的情况下,接地件图案5的断裂伸长率可以使用从树脂配线基板1切取出的测定试样并通过上述的方法进行计算。
接地件图案5的断裂伸长率能够通过适当选择接地件图案5的材料及平面形状进行变化。
例如,在接地件图案5由多个岛状部与将岛状部之间电连接的连接部构成,且形成接地件图案5的导电材料层的断裂伸长率低于以与接地件图案5相接的方式而形成的伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b的断裂伸长率的情况下,接地件图案5的断裂伸长率能够以如下所示的方式进行变化。即,接地件图案形成区域5c内的岛状部的面积的比例越小,则接地件图案5的断裂伸长率倾向于变得越高。此外,在接地件图案形成区域5c内的岛状部的面积的比例相同的情况下,岛状部的数量越多,则接地件图案5的断裂伸长率倾向于变得越高。
本实施方案的树脂配线基板1中的接地件图案5的伸缩前的电阻率优选为2×10-2[Ωmm]以下,更优选为7×10-3[Ωmm]以下,进一步优选为6×10-3[Ωmm]以下,特别优选为4×10-3[Ωmm]以下。
越增大接地件图案5所含的金属粉的比例,越能够降低接地件图案5的伸缩前的电阻率。然而,若增大接地件图案5所含的金属粉的比例,则具有伸缩性的树脂的比例变低,接地件图案5的断裂伸长率下降。因此,接地件图案5的伸缩前的电阻率可根据对使用接地件图案5的树脂配线基板1所要求的断裂伸长率及电阻率,调整金属粉的比例,从而适当地调整。
接地件图案5优选为具有高导电性及伸缩性,且伸缩时的导电性的变化少的配线。这是由于,会成为耐久性及可靠性更加优异的树脂配线基板1。
作为这种接地件图案5的一个例子,可列举出:包含具有伸缩性的树脂与金属粉,且断裂伸长率为130%以上,伸缩前的电阻率(ρ0)为2×10-2[Ωmm]以下,金属粉包含鳞片形状粉,并且具有伸缩性的树脂的比例为8质量%以上且20质量%以下的配线。
此外,作为接地件图案5的其他实例,可列举出:包含具有伸缩性的树脂与金属粉,且断裂伸长率为130%以上,伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)相对于伸缩前的电阻率(ρ0)的比值(ρ500)为7以下,金属粉包含鳞片形状粉,并且具有伸缩性的树脂的比例为8质量%以上且20质量%以下的配线。此时,也可使用伸缩率为100%时的电阻率(ρ100)相对于伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)的比值(ρ10050)为8以下的配线。
作为接地件图案5的其他实例,可列举出:包含具有伸缩性的树脂与金属粉,且断裂伸长率为130%以上,伸缩率为100%时的电阻率(ρ100)相对于伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)的比值(ρ10050)相对于伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)相对于伸缩前的电阻率(ρ0)的比值(ρ500)的变化率为140%以下,金属粉包含鳞片形状粉,并且具有伸缩性的树脂的比例为8质量%以上且20质量%以下的配线。
本说明书中的“接地件图案5的伸缩前电阻率(ρ0)、伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)、伸缩率为100%时的电阻率(ρ100)”是指,通过以下所示的方法计算出的数值。
首先,以与断裂伸长率的测定方法相同的方式制作导电材料层,切取出6个宽10mm且长30mm的带状测定试样。接着,利用双面胶带分别将各测定试样固定在金属基板上,将各测定试样的长边方向中央的宽10mm且长10mm的区域设为测定区域。接着,于电阻测试仪的上下方的夹持部分别夹住固定有各测定试样的金属基板,分别测定6个测定试样的测定区域的电阻值。将其平均值作为伸缩前电阻值(R0)。
然后,使固定于金属基板的各测定试样的测定区域延伸,并以与伸缩前相同的方式对测定区域的伸缩率在测定试样的长边方向上为50%时的测定区域的电阻值进行测定。将其平均值设为伸缩率为50%时的电阻值(R50)。
进一步,使固定于金属基板的各测定试样的测定区域延伸,并以与伸缩前相同的方式对测定区域的伸缩率在测定试样的长边方向上为100%时的测定区域的电阻值进行测定。将其平均值设为伸缩率为100%时的电阻值(R100)。
此外,以与断裂伸长率的测定方法相同的方式制作导电材料层,采取片状的圆形试样。接着,在圆形试样上载置边长比圆形试样的直径长的矩形PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜。然后,通过例如DIGIMICRO ZC-101(Nikon Corporation制造)测定矩形PET膜中的未层叠于圆形试样上的4个角的区域的厚度,将其平均值作为PET膜的厚度。
接着,针对圆形试样与PET膜进行层叠而成的部分的厚度,对于位于圆形试样的边缘部且距离中心的距离相同的彼此以等间隔隔开的4个部位与圆形试样的中心部的合计5个部位,分别利用例如DIGIMICRO ZC-101(Nikon Corporation制造)测定厚度。将由其平均值减去PET膜的厚度所获得的数值作为伸缩前的接地件图案5的厚度(t)。
利用由此计算出的接地件图案5的伸缩前电阻值(R0)及伸缩前的厚度(t)、以及伸缩前的测定试样中的电阻率的测定区域的宽度(D)及长度(L),通过下述计算式计算出伸缩前电阻率(ρ0)。
伸缩前电阻率(ρ0)=R0×(D×t)/L
此外,对于伸缩率为50%时的电阻率(ρ50),利用伸缩率为50%时的电阻值(R50)代替伸缩前电阻值(R0)进行计算。此外,对于伸缩率为100%时的电阻率(ρ100),利用伸缩率为100%时的电阻值(R100)代替伸缩前电阻值(R0)进行计算。
(孔6)
如图1所示,伸缩性树脂基材11a中设有多个孔6。各孔6在贯穿伸缩性树脂基材11a的孔中填充有含有具有伸缩性的树脂的导电材料。
本实施方案中,由于孔6贯穿伸缩性树脂基材11a且填充有含有具有伸缩性的树脂的导电材料,因此孔6会追随伸缩性树脂基材11a的伸缩也进行伸缩。由此,对于孔6,相较于例如贯穿伸缩性树脂基材11a的孔中填充有金属的情况,即便伸缩性树脂基材11a发生伸缩,也容易维持配线图案21及与接地件图案5的电连接。因此,本实施方案的树脂配线基板1的可靠性优异。
此外,本实施方案的树脂配线基板1中,如图1所示,接地件图案5与配线图案21通过孔6电连接。因此,相较于例如接地件图案5与配线图案21通过沿着伸缩性树脂基材11a的边缘部配置的配线等电连接的情况,能够更加易于小型化。
如图1所示,本实施方案的树脂配线基板1中,配线图案21与多个孔6电连接。与配线图案21电连接的孔6的数量无特别限定。本实施方案中,由于配线图案21与多个孔6电连接,因此能够通过多个孔6将接地件图案5与配线图案21电连接。此时,即便成为由于伸缩性树脂基材11a和/或伸缩性树脂基材11b发生伸缩,而导致平面视图下的接地件图案5的位置相对于伸缩性树脂基材11a发生偏移,进而使得多个孔6中的一部分与接地件图案5未电连接的状态,通过孔6实现的配线图案21与接地件图案5的电连接也可得以维持。因此,成为信赖性更加优异的树脂配线基板1。
作为填充于孔6的含有具有伸缩性的树脂的导电材料,能够使用与能够用于形成配线图案21的伸缩性配线的材料相同的导电材料。填充于孔6的含有具有伸缩性的树脂的导电材料、与形成形成配线图案21的伸缩性配线的导电材料可以相同,也可不同,优选相同。这是由于,容易成为与配线图案21的密合性良好的孔6。
此外,填充于孔6的含有具有伸缩性的树脂的导电材料中所含的具有伸缩性的树脂、与形成伸缩性树脂基材11a的具有伸缩性的树脂优选相同。这是由于,容易成为与伸缩性树脂基材11a的密合性良好的孔6。
(树脂覆盖层31)
如图1所示,本实施方案的树脂配线基板1中,以覆盖伸缩性树脂基材11a的配线图案21一侧的面的整个面的方式设置有树脂覆盖层31。本实施方案的树脂配线基板1中的树脂覆盖层31由伸缩性树脂形成。
作为形成树脂覆盖层31的伸缩性树脂,能够使用与能够用于伸缩性树脂基材11a、11b的具有伸缩性的树脂相同的伸缩性树脂。形成树脂覆盖层31的伸缩性树脂、能够用于伸缩性树脂基材11a、11b的具有伸缩性的树脂可以彼此不同,也可部分或全部相同。当形成树脂覆盖层31的伸缩性树脂与能够用于伸缩性树脂基材11a的具有伸缩性的树脂相同时,容易成为与伸缩性树脂基材11a的密合性良好的树脂覆盖层31,故而优选。
当形成树脂覆盖层31的伸缩性树脂与能够用于伸缩性树脂基材11a、11b的具有伸缩性的树脂不同时,形成树脂覆盖层31的伸缩性树脂优选为聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚碳酸酯、有机硅树脂、聚丙烯酸树脂、氟树脂等耐热性良好的树脂。这是由于,会成为耐热性良好的树脂配线基板1。
(电子器件41)
本实施方案的树脂配线基板1中,在伸缩性树脂基材11a的配线图案21一侧的面上配置有电子器件41。电子器件41与配线图案21电连接。电子器件41的数量及种类无特别限定,能够根据伸缩性设备的用途适当决定。
作为电子器件41,能够使用公知的电子器件。作为电子器件41,例如,能够示例出:各种传感器、电容器、电感器、高频滤波器、变压器、电阻器、变阻器、二极管、各种IC、各种执行器、电池等。
电子器件41为电池时,例如,能够示例出:太阳能电池、锂离子电池、双电层电容器等。作为太阳能电池,从电极配置的角度出发,可列举出双面电极型太阳能电池、背面电极型太阳能电池。此外,从材料的角度出发,能够列举出硅系太阳能电池、化合物半导体系太阳能电池等无机材料系的太阳能电池、有机系太阳能电池。
[伸缩性设备的制造方法]
接着,针对图1所示的伸缩性设备的制造方法的一个例子,进行详细说明。
(伸缩性树脂基材11b的形成)
本实施方案中,首先,使用含有上述树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物形成伸缩性树脂基材11b。
首先,将树脂组合物以规定的平面形状及厚度涂布在制造用基材上,形成具有对应于伸缩性树脂基材11b的平面形状的形状的树脂组合物层(涂布工序)。
在涂布工序中,作为涂布树脂组合物的方法,能够使用公知的方法。具体而言,作为涂布方法,例如,能够使用采用各种涂布机或迈耶棒等的方法、以喷墨印刷法为首的各种印刷法等。
接着,使树脂组合物层干燥并固体化(干燥固体化工序)。由此,可得到片状的伸缩性树脂基材11b。
在干燥固体化工序中,用于使树脂组合物层干燥的干燥温度例如优选为25℃以上且150℃以下,更优选为25℃以上且120℃以下。若干燥温度为25℃以上,则能够更加有效地使树脂组合物层干燥,能够有效制造片状的伸缩性树脂基材11b。若干燥温度为150℃以下,则能够抑制因干燥温度过高而导致片状的伸缩性树脂基材11b变质。
在干燥固体化工序中,用于使树脂组合物层干燥的干燥时间例如优选为10分钟以上且120分钟以下,更优选为30分钟以上且90分钟以下。若干燥时间在上述范围内,则能够有效制造良好特性的片状的伸缩性树脂基材11b。干燥时间能够根据使树脂组合物层干燥时的干燥温度适当设定。
在干燥固体化工序中,已通过使树脂组合物层干燥从而完成了固体化(已获得了片状的伸缩性树脂基材)这一点,例如能够通过不再观察到供于干燥的树脂组合物层的质量有明确变化来进行确认。
上述制造方法中,通过将树脂组合物涂布在制造用基材上从而形成树脂组合物层,并使其干燥以进行固体化的方法,能够制造伸缩性树脂基材11b。因此,与例如形成含有固化剂的树脂组合物层并使其进行光固化反应或热固化反应从而进行固化所形成的伸缩性树脂基板不同,不会发生由固化反应带来的不良情况。
(接地件图案5的形成)
接着,本实施方案中,使用以规定量含有上述包含树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物、与银粉等金属粉的伸缩性电气配线膏,在伸缩性树脂基材11b上形成接地件图案5。
首先,将伸缩性电气配线膏以对应于接地件图案5的平面形状的形状,涂布在伸缩性树脂基材11b上,形成规定厚度的配线膏层(涂布工序)。
在涂布工序中,作为涂布伸缩性电气配线膏的方法,能够使用公知的方法。具体而言,作为涂布方法,例如,能够使用采用各种涂布机或迈耶棒等的方法、以喷墨印刷法为首的各种印刷法等。
接着,使配线膏层干燥以进行固体化(干燥固体化工序)。由此,可获得接地件图案5。
在干燥固体化工序中,用于使配线膏层干燥的干燥温度例如优选为25℃以上且150℃以下,更优选为25℃以上且120℃以下。若干燥温度为25℃以上,则能够更加有效地使配线膏层干燥,能够有效制造接地件图案5。若干燥温度为150℃以下,则能够抑制因干燥温度过高而导致伸缩性树脂基材11b及接地件图案5变质。
在干燥固体化工序中,用于使配线膏层干燥的干燥时间例如优选为10分钟以上且120分钟以下,更优选为30分钟以上90分钟以下。若干燥时间在上述范围内,则能够有效制造良好特性的接地件图案5。干燥时间能够根据使配线膏层干燥时的干燥温度适当设定。
在干燥固体化工序中,已通过使配线膏层干燥从而完成了固体化(已获得接地件图案5)这一点,例如能够通过不再观察到供于干燥的配线膏层的质量(伸缩性树脂基材11b及配线膏层的总质量)有明确变化来进行确认。
上述制造方法中,通过例如使用喷墨、点胶机等将伸缩性电气配线膏涂布在伸缩性树脂基材11b上从而形成配线膏层,并使其干燥以进行固体化的方法,能够制造接地件图案5。因此,与例如形成含有固化剂的配线膏层并使其进行光固化反应或热固化反应从而进行固化所形成的伸缩性配线不同,不会发生由固化反应带来的不良情况。
之后,将具有接地件图案5的伸缩性树脂基材11b从制造用基材上剥离。
通过以上的工序,可形成在伸缩性树脂基材11b上具有接地件图案5的第一片,所述接地件图案5由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成。
(伸缩性树脂基材11a的形成)
接着,在本实施方案中,以与伸缩性树脂基材11b相同的方式形成伸缩性树脂基材11a。
(孔6的形成)
接着,在伸缩性树脂基材11a上的规定位置形成多个孔6。首先,使用激光加工法等,在伸缩性树脂基材11a上的规定位置设置多个贯穿伸缩性树脂基材11a的孔。
接着,使用喷墨印刷法等印刷法,印刷与形成接地件图案5时所使用的伸缩性电气配线膏相同的伸缩性电气配线膏,在设置于伸缩性树脂基材11a上的规定位置的贯穿伸缩性树脂基材11a的多个孔中填充伸缩性电气配线膏。之后,通过与形成接地件图案5时的干燥固体化工序相同的方法等,使伸缩性电气配线膏干燥以进行固体化。通过以上的工序,可获得具有多个孔6的伸缩性树脂基材11a。
(配线图案21的形成)
接着,本实施方案中,使用与形成接地件图案5时所使用的伸缩性电气配线膏相同的伸缩性电气配线膏,以与接地件图案5相同的方式,在具有多个孔6的伸缩性树脂基材11a上形成与多个孔6电连接的配线图案21。
之后,将具有与孔6电连接的配线图案21的伸缩性树脂基材11a从制造用基材上剥离。
通过以上的工序,可形成在具有多个孔6的伸缩性树脂基材11a上设置有具有伸缩性的配线图案21的第二片。
(电子器件41的安装)
接着,本实施方案中,通过使用表面贴装机(贴片机)的方法等公知的方法,将电子器件41配置在第二片的具有配线图案21的一侧的面上的规定位置。接着,通过使用熔融的焊料、导电粘合剂、各向异性粘合剂等公知的方法,将电子器件41与配线图案21电连接。
(树脂覆盖层31的形成)
接着,本实施方案中,使用含有形成伸缩性树脂基材11a及伸缩性树脂基材11b时所使用的树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物,在安装有电子器件41的第二片上,以覆盖伸缩性树脂基材11a的配线图案21一侧的面的整个面的方式,形成具有伸缩性的树脂覆盖层31。本实施方案中,以与在制造用基材上形成伸缩性树脂基材11b的方法相同的方式,在安装了电子器件41的第二片上形成树脂覆盖层31。
上述本实施方案的制造方法中,通过在安装了电子器件41的第二片上涂布树脂组合物从而形成树脂组合物层,并使其干燥以进行固体化的方法,由此能够制造具有伸缩性的树脂覆盖层31。因此,与例如形成含有固化剂的树脂组合物层并使其进行光固化反应或热固化反应从而进行固化所形成的树脂覆盖层不同,不会发生如下所示的由固化反应带来的不良情况。
例如,对于涂布含有树脂成分(P)、溶媒及固化剂的树脂组合物从而形成树脂组合物层,并利用光固化反应或热固化反应使其固化所形成的伸缩性树脂层,会容易因树脂组合物层中所含的树脂成分(P)的固化反应未能均一进行而导致产生较大的交联密度偏差。伸缩性树脂层的交联密度低的部位容易变得强度不充分。此外,伸缩性树脂层的交联密度低的部位容易因反复的伸缩而劣化,容易发生破损。此外,利用光固化反应或热固化反应进行固化而形成的伸缩性树脂层由于含有固化剂,因此容易因热和/或光发生经时劣化。
尤其是,在于设置有配线、电子器件等构件的基材上形成树脂组合物层并通过照射紫外光使其进行了固化的情况下,在伸缩性树脂层的配线、电子器件等构件的周边区域,交联密度低,容易产生固化不充分的部位。此外,例如,在于设置有配线、电子器件等构件的基材上形成树脂组合物层并通过热固化反应使其进行了固化的情况下,容易因固化时的热分布在伸缩性树脂层中产生交联密度低的部位。并且,在通过热固化反应进行了固化的情况下,容易因固化时的热分布产生树脂组合物层的收缩差,配线、电子器件等构件容易发生剥离。
接着,本实施方案中,使第一片与安装了电子器件41的第二片以第一片上的接地件图案5与第二片的与配线图案21相反一侧的面相对进而对齐位置的方式进行层叠。
通过进行以上的工序,可获得图1所示的本实施方案的伸缩性设备。
本实施方案的树脂配线基板1具有伸缩性树脂基材11a、11b、配线图案21及已接地的接地件图案5,接地件图案5以与伸缩性树脂基材11a、11b相接的方式而形成,与配线图案21电连接,由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成,断裂伸长率为50%以上。因此,本实施方案的树脂配线基板1中,接地件图案5能够追随伸缩性树脂基材11a、11b的伸缩进而进行伸缩。因此,相较于例如接地件图案5由金属形成的情况,本实施方案的树脂配线基板1具有优异的伸缩性。
此外,本实施方案的树脂配线基板1中,配线图案21与已接地的接地件图案5隔着伸缩性树脂基材11a进行层叠。因此,相较于例如配线图案21与同配线图案21电连接的接地件图案5在同一平面上形成的情况,本实施方案的树脂配线基板1更加小型。
进一步,对于本实施方案的树脂配线基板1,由于配线图案21为伸缩性配线,因此配线图案21能够追随伸缩性树脂基材11a、11b的伸缩进而进行伸缩。因此,本发明的树脂配线基板1具有更优异的伸缩性。
此外,本实施方案的伸缩性设备由于具备本实施方案的树脂配线基板1,因此具有优异的伸缩性。
[其他实例]
以上,对本发明的实施方案进行了详细说明,但各实施方案中的各构成及其组合等仅为一个例子,能够在不脱离本发明主旨的范围内进行构成的追加、省略、替换及其他变更。
例如,上述实施方案中,以配线图案21与接地件图案5隔着伸缩性树脂基材11a进行层叠的情况为例进行了说明,但配线图案21与同配线图案21电连接的接地件图案5也可以形成在同一平面上。
上述实施方案中,以接地件图案5与配线图案21通过贯穿伸缩性树脂基材11a的孔6电连接的情况为例进行了说明,但接地件图案与配线图案例如也能够通过沿着伸缩性树脂基材的边缘部配置的配线等进行电连接。此时,伸缩性树脂基材也可不设置孔。
上述实施方案中,以配线图案21为伸缩性配线的情况为例进行了说明,但配线图案也可以不为伸缩性配线,配线图案的一部分或全部也可以是金属配线等不具有伸缩性的配线。
此外,上述实施方案中,以覆盖伸缩性树脂基材11a的配线图案21一侧的面的整个面的方式具有树脂覆盖层31的情况为例进行了说明,但本发明的树脂配线基板中的树脂覆盖层也可仅覆盖伸缩性树脂基材11a的配线图案21一侧的面的一部分。此外,本发明的树脂配线基板也可不具有树脂覆盖层。
此外,上述实施方案中,以具有伸缩性树脂基材11a与伸缩性树脂基材11b这2片伸缩性树脂基材的情况为例进行了说明,但伸缩性树脂基材也可以仅为伸缩性树脂基材11a,也可以层叠3片以上。
实施例
<接地件图案的相关评价>
[实验例1]
在烧瓶内称量100质量份作为树脂(a)的氨基甲酸酯丙烯酸酯寡聚物(产品名称:UN-5500,Negami Chemical Industrial Co.,Ltd制造)、0.8质量份作为偶氮聚合引发剂的2,2’-偶氮双(2-甲基丙酸)二甲酯(产品名称:V601,FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)、及0.245质量份作为RAFT剂的下述式(1)-1所表示的化合物(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制造),使用搅拌机于常温下进行混合。
[化学式2]
进一步,以使树脂(a)的含量为15质量%的方式,向烧瓶内添加作为溶媒的二乙二醇单丁醚乙酸酯(BCA),并利用油浴,于氮气气氛下一边进行搅拌,一边进行升温,于90℃使其进行20分钟的可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT聚合)。由此,获得含有以表1所示的比例包含氨基甲酸酯键的树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物。
接着,称量含有树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物、和作为金属粉的银粉(鳞片形状粉的比例:12.5[质量%]、鳞片形状粉的平均最大粒径:3μm),使用搅拌机于常温下进行混合,从而获得伸缩性电气配线膏。将所获得的伸缩性电气配线膏涂布在由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜构成的基材上(涂布工序),形成配线膏层。
接着,通过于80℃进行10分钟干燥,使配线膏层干燥以进行固体化(干燥固体化工序)。由此,获得以表1所示的比例含有树脂成分(P)的厚度为7μm的导电材料层(接地件图案)。
从以上述方式获得的导电材料层采取接地件图案5的试样(带状测定试样及圆形试样),通过上述方法,求出断裂伸长率、伸缩前电阻率(ρ0)。将其结果示于表1。进一步,通过上述方法,求出伸缩率为50%时的电阻率(ρ50)、伸缩率为100%时的电阻率(ρ100),计算出ρ500、ρ10050、(ρ10050)相对于(ρ500)的变化率。将其结果示于表1。
[表1]
(实验例2~5、实验例15、比较例1)
除了通过改变伸缩性电气配线膏中所含的包含氨基甲酸酯键的树脂成分(P)的含量,获得以表1所示的比例包含树脂成分(P)的导电材料层以外,以与实验例1相同的方式制造导电材料层,并以与实验例1相同的方式测定上述各特性。将其结果示于表1。
(实验例6~9、比较例2~4)
除了通过改变RAFT聚合中的溶液聚合的条件,获得以表1所示的比例包含含有氨基甲酸酯键的树脂成分(P)与溶媒的树脂组合物以外,以与实验例1相同的方式制造导电材料层,并以与实验例1相同的方式测定上述各特性。将其结果示于表1。
(比较例5)
除了作为银粉使用不含有鳞片形状粉的银粉以外,以与实验例9相同的方式制造导电材料层,并以与实验例1相同的方式测定上述各特性。将其结果示于表1。
(比较例6)
除了向伸缩性电气配线膏中添加固化剂,通过进行加热的方法来代替干燥固体化工序从而使伸缩性电气配线膏进行固化反应以外,以与实验例9相同的方式制造导电材料层,并以与实验例1相同的方式测定上述各特性。将其结果示于表1。
(实验例10~14)
除了改变银粉中所含的鳞片形状粉的比例以外,以与实验例3相同的方式制造导电材料层,并以与实验例1相同的方式测定上述各特性。将其结果示于表1。
表1中未写入数值的部分是由于无法测定或者未实施测定。
如表1所示,对于配线中的树脂成分(P)的比例为8质量%(树脂成分(P)的质量:金属粉的质量=8:92)以上的实验例1~5,断裂伸长率为130%以上,且结果为树脂成分(P)的比例越高的实验例的断裂伸长率越高。
另一方面,如表1所示,对于配线中的树脂成分(P)的比例为20质量%以上的实验例5及实验例15,伸缩前电阻率(ρ0)为1×10-2[Ωcm]以上。
从兼顾更高的断裂伸长率(150%以上)与更低的伸缩前电阻率(ρ0)(5×10-3[Ωcm]以下)的角度出发,配线中的树脂成分(P)的比例优选为10质量%以上且18质量%以下。
此外,对于配线中的树脂的树脂成分(P)为20质量%以上的实验例5,伸缩前电阻率稍高,为1.53×10-2[Ωcm]。然而,实验例5反映出高断裂伸长率,(ρ500)较低,为1.7,(ρ10050)也足够低,为4.0。因此,从兼顾高断裂伸长率(150%以上)与低(ρ500)及(ρ10050)的角度出发,配线中的树脂成分(P)的比例优选为10质量%以上且20质量%以下。
此外,从同时满足高断裂伸长率(150%以上)、低伸缩前电阻率(ρ0)、低(ρ500)、低(ρ10050)及低(ρ10050)相对于(ρ500)的变化率的角度出发,配线材中的树脂成分(P)的比例优选为10质量%以上且15质量%以下。
如表1所示,对于含有氨基甲酸酯键的比例为15质量%以下的树脂成分(P)作为包含氨基甲酸酯键的树脂成分(P)的比较例2~4,断裂伸长率为40%以下。另一方面,对于含有氨基甲酸酯键的比例为25质量%以下的树脂成分(P)作为包含氨基甲酸酯键的树脂成分(P)的实验例8,断裂伸长率为245.5%。此外,对于氨基甲酸酯键的比例为30质量%的实验例9,断裂伸长率为130.4%。
综上所述,从高断裂伸长率(150%以上)的角度出发,包含氨基甲酸酯键的树脂成分(P)中的氨基甲酸酯键的比例优选为17.5质量%以上且25质量%以下。此外,从兼顾更高的断裂伸长率(150%以上)与更低的伸缩前电阻率(ρ0)(7×10-3[Ωcm]以下)的角度出发,树脂成分(P)中的氨基甲酸酯键的比例优选为20质量%以上且25质量%以下。
从兼顾高断裂伸长率(150%以上)与低(ρ500)及(ρ10050)的角度出发,树脂成分(P)中的氨基甲酸酯键的比例优选为17.5质量%以上且25质量%以下。
从同时兼顾高断裂伸长率(150%以上)、低伸缩前电阻率(ρ0)、低(ρ500)、低(ρ10050)、及低(ρ10050)相对于(ρ500)的变化率的角度出发,树脂成分(P)中的氨基甲酸酯键的比例优选为17.5质量%以上且22质量%以下。
此外,如表1所示,对于作为银粉使用了不含鳞片形状粉的银粉的比较例5,伸缩前电阻率(ρ0)为非常高的结果。
此外,对于向与实验例9相同的伸缩性电气配线膏中添加固化剂进而进行固化反应从而进行了固化的比较例6,断裂伸长率为10%以下。
此外,如表1所示,对于银粉中的鳞片形状粉的比例为2.5质量%以上且50质量%以下的范围的实验例3、10~14,能够兼顾更高的断裂伸长率(150%以上)与更低的伸缩前电阻率(ρ0)(7×10-3[Ωcm]以下)。然而,若作为银粉含有40质量%以上的鳞片形状粉,则断裂伸长率逐渐变低。此外,对于含有40质量%的鳞片形状粉作为银粉的实验例13,(ρ10050)相对于(ρ500)的变化率为130%以上。此外,对于含有50质量%的鳞片形状粉作为银粉的实验例14,(ρ500)为51倍,为非常高的结果。
从兼顾高断裂伸长率(150%以上)与低(ρ500)及(ρ10050)的角度出发,银粉中的鳞片形状粉的比例优选为2.5质量%以上且40质量%以下。
此外,从同时满足高断裂伸长率(150%以上)、低伸缩前电阻率(ρ0)、低(ρ500)及(ρ10050)、低(ρ10050)相对于(ρ500)的变化率的角度出发,银粉中的鳞片形状粉的比例优选为2.5质量%以上且12.5质量%以下。
工业实用性
根据本发明,能够提供一种具有优异伸缩性的树脂配线基板及具备该树脂配线基板的伸缩性设备。
附图标记说明
1:树脂配线基板;5、51、52、53、54:接地件图案;5a:岛状部;5b:连接部;5c:接地件图案形成区域;6:孔;11a、11b:伸缩性树脂基材;21:配线图案;31:树脂覆盖层;41:电子器件。

Claims (7)

1.一种树脂配线基板,其具有伸缩性树脂基材、配线图案及已接地的接地件图案,
所述接地件图案以与所述伸缩性树脂基材相接的方式而形成,并与所述配线图案电连接,所述接地件图案由含有具有伸缩性的树脂的导电材料形成,且断裂伸长率为50%以上。
2.根据权利要求1所述的树脂配线基板,其中,所述配线图案与所述接地件图案隔着所述伸缩性树脂基材进行了层叠。
3.根据权利要求1所述的树脂配线基板,其中,所述伸缩性树脂基材上设置有贯穿所述伸缩性树脂基材且填充有含有具有伸缩性的树脂的导电材料的孔,
所述接地件图案通过所述孔与所述配线图案电连接。
4.根据权利要求3所述的树脂配线基板,其中,所述伸缩性树脂基材上设置有多个所述孔,
所述伸缩性树脂基材上设置有所述配线图案,
所述配线图案与多个孔电连接。
5.根据权利要求1所述的树脂配线基板,其中,所述配线图案为伸缩性配线。
6.根据权利要求1所述的树脂配线基板,其中,所述接地件图案由多个岛状部与将所述岛状部之间电连接的连接部构成。
7.一种伸缩性设备,其具备权利要求1~6中任一项所述的树脂配线基板。
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