JP2021061370A - Elastic device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、伸縮性デバイスに関する。 The present disclosure relates to stretchable devices.
近年、伸縮性エレクトロニクス(ストレッチャブルエレクトロニクスとも称する。)が注目を集めており、伸縮可能な伸縮性デバイスの開発が盛んになされている。 In recent years, stretchable electronics (also referred to as stretchable electronics) have been attracting attention, and the development of stretchable stretchable devices has been actively carried out.
例えば、特許文献1には、使用者の手の動きや形を検出するため手に装着される手袋型入力装置であって、伸縮可能な素材により構成された手袋の外側および/または内側に、伸縮性を有する導電性インクを用いて、指関節の動作を検知するためのセンシングデバイスが形成されている、手袋型入力装置が開示されている。また、特許文献2には、手型を二回にわたり絶縁性ゴムの液槽に浸漬して、内層と外層を形成する二重成型によって得る手袋本体と、該手袋本体の指の装着部に、肌側を露出して設けられ、当該露出部を介して装着した指の求心性神経に電気刺激を与える電極と、該電極に結線され、上記手袋本体の手の甲側に沿って配線する電線とを備え、上記電線は、上記内層と外層の間に挟み込んだ状態で、配線途中を蛇行状の伸び代部とした、電極付きゴム手袋が開示されている。一方、伸縮性を有する回路基板に関する技術ではないものの、特許文献3には、衣服と、身体活動情報を測定する測定部と、測定部の少なくとも一部を収容する筒状の収容部とを有するウエアラブル生体センサが開示されている。
For example,
伸縮性デバイスは、人体などにフィットさせて用いるため、着脱時に伸縮性デバイスが最も伸びる傾向があり、この際に、伸縮性を有する回路基板の配線が断線しやすいという問題がある。 Since the stretchable device is used by fitting it to the human body or the like, the stretchable device tends to stretch most when it is attached or detached, and at this time, there is a problem that the wiring of the stretchable circuit board is easily broken.
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、着脱時に伸縮性を有する回路基板の配線の断線を抑制することが可能な伸縮性デバイスを提供することを主目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide an elastic device capable of suppressing disconnection of wiring of a circuit board having elasticity at the time of attachment / detachment.
本開示においては、伸縮性デバイス用基材の一方の面側に、伸縮性を有する回路基板が配置された伸縮性デバイスであって、上記回路基板は、回路基板用基材と、配線と、上記配線に電気的に接続された機能性部材とを有し、上記伸縮性デバイス用基材は、上記回路基板が配置されている第1基材部と、上記回路基板が配置されていない第2基材部とを有し、上記第2基材部の伸縮性が、上記第1基材部の伸縮性よりも高い、伸縮性デバイスを提供する。 In the present disclosure, a stretchable device is a stretchable device in which a stretchable circuit board is arranged on one surface side of a base material for a stretchable device, and the circuit board is a base material for a circuit board, wiring, and the like. The elastic device base material having a functional member electrically connected to the wiring has a first base material portion on which the circuit board is arranged and a first base material portion on which the circuit board is not arranged. Provided is an elastic device having two base materials and having a stretchability of the second base material portion higher than that of the first base material portion.
本開示における伸縮性デバイスは、着脱時に伸縮性を有する回路基板の配線の断線を抑制することが可能であるという効果を奏する。 The stretchable device in the present disclosure has an effect that it is possible to suppress disconnection of wiring of a circuit board having elasticity at the time of attachment / detachment.
下記に、図面を参照しながら本開示における実施の形態を説明する。ただし、本開示は多くの異なる態様で実施することが可能であり、下記に例示する実施の形態の記載内容に限定して解釈されない。また、図面は説明をより明確にするため、実際の形態に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表わされる場合があるが、あくまで一例であって、本開示における解釈を限定しない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. However, the present disclosure can be implemented in many different embodiments and is not construed as limited to the description of the embodiments illustrated below. In addition, in order to clarify the explanation, the drawings may schematically represent the width, thickness, shape, etc. of each part as compared with the actual form, but this is just an example and the interpretation in the present disclosure is limited. do not.
本明細書において、ある部材の上に他の部材を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」あるいは「下に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある部材に接するように、直上あるいは直下に他の部材を配置する場合と、ある部材の上方あるいは下方に、さらに別の部材を介して他の部材を配置する場合との両方を含む。同様に、本明細書において、「ある部材の面側に」と表記する場合、特段の断りのない限りは、ある部材の面に接するように直接、他の部材を配置する場合と、ある部材の面に別の部材の介して他の部材を配置する場合との両方を含む。 In the present specification, when expressing the mode of arranging another member on a certain member, when simply expressing "above" or "below", unless otherwise specified, the member is in contact with the certain member. , The case where another member is arranged directly above or directly below, and the case where another member is arranged above or below one member via another member. Similarly, in the present specification, when the term "on the surface side of a certain member" is used, unless otherwise specified, another member may be placed directly in contact with the surface of a certain member, or a certain member may be placed. Includes both cases where other members are placed on the surface of the surface via another member.
本開示における伸縮性デバイスは、伸縮性デバイス用基材の一方の面側に、伸縮性を有する回路基板が配置されており、上記回路基板は、回路基板用基材と、配線と、上記配線に電気的に接続された機能性部材とを有し、上記伸縮性デバイス用基材は、上記回路基板が配置されている第1基材部と、上記回路基板が配置されていない第2基材部とを有し、上記第2基材部の伸縮性が、上記第1基材部の伸縮性よりも高い。 In the stretchable device in the present disclosure, a circuit board having elasticity is arranged on one surface side of a base material for a stretchable device, and the circuit board includes a base material for a circuit board, wiring, and the wiring. The elastic device base material has a functional member electrically connected to the first base material portion on which the circuit board is arranged, and a second base material portion on which the circuit board is not arranged. It has a material portion, and the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion.
なお、本開示において、「伸縮性」とは、伸び縮みすることができる性質、すなわち、常態である非伸長状態から伸長することができ、この伸長状態から解放したときに復元することができる性質をいう。非伸長状態とは、引張応力が加えられていないときの状態である。伸縮性は、ストレッチャブルともいう。 In the present disclosure, "stretchability" means a property that can be expanded and contracted, that is, a property that can be extended from a normal non-extended state and can be restored when released from this extended state. To say. The non-extended state is a state when no tensile stress is applied. Elasticity is also called stretchable.
図1(a)、(b)は、本開示の伸縮性デバイスを例示する概略平面図であり、手袋型の伸縮性デバイスの例である。図1(a)は手の甲側、図1(b)は手のひら側を示している。図2(a)、(b)はそれぞれ、図1(a)、(b)の破線部分Aの断面図である。 1 (a) and 1 (b) are schematic plan views illustrating the stretchable device of the present disclosure, and are examples of a glove-type stretchable device. FIG. 1 (a) shows the back side of the hand, and FIG. 1 (b) shows the palm side. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views of the broken line portion A of FIGS. 1 (a) and 1 (b), respectively.
図1(a)、(b)および図2(a)、(b)に示すように、伸縮性デバイス100は、伸縮性デバイス用基材20と、伸縮性デバイス用基材20の一方の面側に配置され、伸縮性を有する回路基板10と、を有する。図1(a)、(b)においては、手の甲側の伸縮性デバイス用基材20の面側に、回路基板10が配置されている。図2(a)に示す回路基板10は、回路基板用基材1の第1面1aから順に、支持フィルム3と、配線2および配線2に電気的に接続された機能性部材4と、保護層5とを有している。さらに、回路基板10は、回路基板用基材1の内部に、機能性部材4を補強する補強部材7を有している。また、回路基板10は、回路基板用基材1の配線2および機能性部材4とは反対の面側に、接着層6を有しており、この接着層6を介して伸縮性デバイス用基材20に接着されている。なお、図1(a)においては、支持フィルム、補強部材および保護層を省略している。
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
伸縮性デバイス用基材20は、回路基板10が配置されている第1基材部21と、回路基板10が配置されていない第2基材部22とを有する。本開示においては、第2基材部22の伸縮性が、第1基材部21の伸縮性よりも高いことを一つの特徴とする。図1(a)、(b)においては、手のひら側の伸縮性デバイス用基材20(第2基材部22)の伸縮性が、手の甲側の伸縮性デバイス用基材20(第1基材部22)の伸縮性よりも高くなっている。
The stretchable
本開示によれば、伸縮性デバイス用基材の第2基材部の伸縮性が、第1基材部の伸縮性よりも高いことにより、伸縮性デバイスの着脱時に回路基板の配線が断線するのを抑制することができる。具体的には、伸縮性デバイスは人体などにフィットさせて用いるため、着脱時に伸縮性デバイスが最も伸びる傾向がある。この際、第2基材部の伸縮性が第1基材部の伸縮性よりも高いため、第2基材部が第1基材部よりも伸びやすく、第1基材部上に配置されている回路基板の配線や機能性部材等に応力がかかりにくくすることができる。その結果、伸縮性デバイスの着脱時に回路基板の配線が断線するのを抑制することが可能である。 According to the present disclosure, the elasticity of the second base material portion of the base material for the elastic device is higher than the elasticity of the first base material portion, so that the wiring of the circuit board is broken when the elastic device is attached or detached. Can be suppressed. Specifically, since the stretchable device is used by fitting it to the human body or the like, the stretchable device tends to stretch most when it is attached or detached. At this time, since the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion, the second base material portion is more easily stretched than the first base material portion and is arranged on the first base material portion. It is possible to make it difficult for stress to be applied to the wiring and functional members of the circuit board. As a result, it is possible to prevent the wiring of the circuit board from being broken when the elastic device is attached or detached.
また、伸縮性デバイスには回路基板が配置されていることから、着用者が動作しにくくなる場合がある。これに対し、本開示においては、第2基材部の伸縮性が第1基材部の伸縮性よりも高いため、第2基材部が第1基材部よりも伸びやすく、伸縮性デバイスの使用時に、伸縮や屈曲が容易となり、着用者が動作しやすくすることができる。さらに、伸縮または屈曲時に回路基板の配線が断線するのを抑制することも可能である。 Further, since the circuit board is arranged on the elastic device, it may be difficult for the wearer to operate. On the other hand, in the present disclosure, since the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion, the second base material portion is more easily stretched than the first base material portion, and the stretchable device. When used, it can be easily expanded and contracted and bent, making it easier for the wearer to move. Further, it is possible to prevent the wiring of the circuit board from being broken during expansion and contraction or bending.
また本開示によれば、第2基材部の伸縮性が第1基材部の伸縮性よりも高く、すなわち第1基材部の伸縮性が第2基材部の伸縮性よりも低いため、伸縮または屈曲時に第1基材部は第2基材部よりも伸びにくく、第1基材部上に配置されている回路基板の機能性部材の位置を安定化することができる。その結果、着用者に対する伸縮性デバイスの回路基板の機能性部材の位置を所定の位置に保つことができ、正確な計測が可能となる。 Further, according to the present disclosure, the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion, that is, the elasticity of the first base material portion is lower than the elasticity of the second base material portion. The first base material portion is less likely to stretch than the second base material portion during expansion and contraction or bending, and the position of the functional member of the circuit board arranged on the first base material portion can be stabilized. As a result, the position of the functional member of the circuit board of the elastic device with respect to the wearer can be maintained at a predetermined position, and accurate measurement becomes possible.
したがって、本開示においては、信頼性および計測精度が高く、着け心地が良く、着用しやすい伸縮性デバイスとすることが可能である。 Therefore, in the present disclosure, it is possible to provide an elastic device having high reliability and measurement accuracy, comfortable to wear, and easy to wear.
本開示の伸縮性デバイスは、伸縮性デバイス用基材および回路基板を少なくとも有する。以下、本開示の伸縮性デバイスについて、伸縮性デバイス用基材および回路基板の順に説明する。 The stretchable device of the present disclosure has at least a base material and a circuit board for the stretchable device. Hereinafter, the stretchable device of the present disclosure will be described in the order of the base material for the stretchable device and the circuit board.
1.伸縮性デバイス用基材
本開示における伸縮性デバイス用基材は、回路基板が配置されている第1基材部と、回路基板が配置されていない第2基材部とを有する。
1. 1. Stretchable Device Base Material The stretchable device base material in the present disclosure includes a first base material portion on which a circuit board is arranged and a second base material portion on which no circuit board is arranged.
第2基材部の伸縮性は、第1基材部の伸縮性よりも高い。第2基材部の伸縮性が第1基材部の伸縮性よりも高いことは、例えば、第2基材部の伸び率が第1基材部の伸び率より高いことにより確認することができる。ここで、第1基材部および第2基材部の伸び率は、JIS L1096:2010(織物及び編物の生地試験方法)の8.16.1伸び率のB法(織物の定荷重法)に準拠して測定することができる。なお、第1基材部および第2基材部が織物以外である場合も、上記伸び率の測定方法を適用することとする。また、第1基材部および/または第2基材部が伸縮しやすい方向と伸縮しにくい方向とを有する場合であって、伸縮しやすい方向と伸縮しにくい方向とで伸び率の差が大きい場合には、伸び率の大きい値を採用することとする。 The elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion. It can be confirmed that the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion, for example, by the elongation rate of the second base material portion being higher than the elongation rate of the first base material portion. it can. Here, the elongation rates of the first base material portion and the second base material portion are the 8.16.1 elongation rate B method (constant load method of woven fabric) of JIS L1096: 2010 (fabric test method for woven fabrics and knitted fabrics). Can be measured according to. Even when the first base material portion and the second base material portion are other than the woven fabric, the above-mentioned method for measuring the elongation rate shall be applied. Further, when the first base material portion and / or the second base material portion has a direction in which it is easy to expand and contract and a direction in which it is difficult to expand and contract, the difference in elongation rate is large between the direction in which it is easy to expand and contract and the direction in which it is difficult to expand and contract. In that case, a value having a large growth rate shall be adopted.
第2基材部の伸び率は、第1基材部の伸び率よりも大きければよく、例えば、第1基材部の伸び率に対して、1.1倍以上であることが好ましく、より好ましくは1.5倍以上であり、さらに好ましくは2倍以上とすることができる。 The elongation rate of the second base material portion may be larger than the elongation rate of the first base material portion, for example, it is preferably 1.1 times or more with respect to the elongation rate of the first base material portion. It is preferably 1.5 times or more, and more preferably 2 times or more.
第2基材部の伸び率としては、第1基材部の伸び率よりも大きければよく、例えば、10%以上であることが好ましく、より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは100%以上とすることができる。また、第2基材部の伸び率の上限は、例えば、1000%以下とすることができる。 The elongation rate of the second base material portion may be larger than the elongation rate of the first base material portion, for example, it is preferably 10% or more, more preferably 70% or more, and further preferably 100%. It can be the above. Further, the upper limit of the elongation rate of the second base material portion can be, for example, 1000% or less.
第1基材部の伸び率としては、第2基材部の伸び率よりも小さければよく、例えば、500%以下であることが好ましく、より好ましくは100%以下であり、さらに好ましくは70%以下とすることができる。また、第1基材部の伸び率の下限は、例えば、1%以上とすることができる。 The elongation rate of the first base material portion may be smaller than the elongation rate of the second base material portion, for example, it is preferably 500% or less, more preferably 100% or less, and further preferably 70%. It can be as follows. Further, the lower limit of the elongation rate of the first base material portion can be, for example, 1% or more.
また、第2基材部の伸縮性が第1基材部の伸縮性よりも高いことは、例えば、第2基材部の曲げ剛性が第1基材部の曲げ剛性よりも小さいことにより確認することもできる。なお、曲げ剛性は、対象となる部材の断面二次モーメントと、対象となる部材を構成する材料の弾性係数(ヤング率)との積であり、単位はN・m2又はPa・m4である。第1基材部および第2基材部の断面二次モーメントは、回路基板の伸縮方向に直交する平面によって伸縮性デバイス用基材を切断した場合の断面に基づいて算出される。ここで、第1基材部および第2基材部のヤング率は、ISO14577に準拠してナノインデーション法により測定する、あるいは、ASTM D822に準拠する方法により測定することができる。また、第1基材部および/または第2基材部が伸縮しやすい方向と伸縮しにくい方向とを有する場合であって、伸縮しやすい方向と伸縮しにくい方向とでヤング率の差が大きい場合には、ヤング率の小さい値を採用することとする。 Further, it is confirmed that the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion, for example, because the bending rigidity of the second base material portion is smaller than the bending rigidity of the first base material portion. You can also do it. The flexural rigidity is the product of the moment of inertia of area of the target member and the elastic modulus (Young's modulus) of the material constituting the target member, and the unit is N · m 2 or Pa · m 4 . is there. The moment of inertia of area of the first base material portion and the second base material portion is calculated based on the cross section when the base material for the stretchable device is cut by a plane orthogonal to the expansion and contraction direction of the circuit board. Here, the Young's modulus of the first base material portion and the second base material portion can be measured by the nano-intention method according to ISO14577, or can be measured by the method according to ASTM D822. Further, when the first base material portion and / or the second base material portion has a direction in which it is easy to expand and contract and a direction in which it is difficult to expand and contract, the difference in Young's modulus is large between the direction in which it is easy to expand and contract and the direction in which it is difficult to expand and contract. In this case, a value with a small Young's modulus is adopted.
第2基材部の曲げ剛性は、第1基材部の曲げ剛性よりも小さければよく、例えば、第1基材部の曲げ剛性に対して、0.9倍以下であることが好ましく、より好ましくは0.8倍以下、さらに好ましくは0.7倍以下とすることができる。 The bending rigidity of the second base material portion may be smaller than the bending rigidity of the first base material portion, and is preferably 0.9 times or less with respect to the bending rigidity of the first base material portion, for example. It can be preferably 0.8 times or less, more preferably 0.7 times or less.
第2基材部の伸縮性を第1基材部の伸縮性よりも高くする手段としては、例えば、第1基材部および第2基材部の材料を異ならせる方法や、第2基材部の厚みを第1基材部の厚みよりも薄くする方法等が挙げられる。また、伸縮性デバイス用基材が布である場合には、第1基材部および第2基材部の織り方や編み方を異ならせる方法、第1基材部および第2基材部の糸の太さを異ならせる方法、第2基材部に切り込みを入れたり穴をあけたりする方法、第1基材部を基材層と補助層とが積層されたものとする方法、第1基材部を基材層とパターン形状を有する補助層とが積層されたものとする方法も挙げられる。中でも、第1基材部および第2基材部の材料を異ならせる方法、第1基材部および第2基材部の織り方や編み方を異ならせる方法が好ましい。これらの方法では、第1基材部および第2基材部の材料の選択肢が広く、第1基材部および第2基材部の伸縮性を容易に異ならせることができるからである。また、第2基材部の厚みを第1基材部の厚みよりも薄くする方法も好ましい。この方法では、厚みが薄い第2基材部で伸縮性デバイスを折りたたみやすくなるため、伸縮性デバイスを折りたたむ際に、第1基材部上に配置されている回路基板が折れ曲がることがなく、伸縮性デバイスの保管時に回路基板が破損するのを抑制することができる。 As a means for making the elasticity of the second base material portion higher than the elasticity of the first base material portion, for example, a method of making the materials of the first base material portion and the second base material portion different, or a second base material portion. Examples thereof include a method of making the thickness of the portion thinner than the thickness of the first base material portion. When the base material for the elastic device is a cloth, a method of differently weaving or knitting the first base material portion and the second base material portion, and the method of differently weaving or knitting the first base material portion and the second base material portion. A method of making the thickness of the thread different, a method of making a notch or a hole in the second base material portion, a method of assuming that the first base material portion is a laminated base material layer and an auxiliary layer, the first method. Another method is to make the base material portion by laminating a base material layer and an auxiliary layer having a pattern shape. Of these, a method in which the materials of the first base material portion and the second base material portion are different, and a method in which the weaving method and the knitting method of the first base material portion and the second base material portion are different are preferable. This is because in these methods, the choice of materials for the first base material portion and the second base material portion is wide, and the elasticity of the first base material portion and the second base material portion can be easily different. Further, a method in which the thickness of the second base material portion is made thinner than the thickness of the first base material portion is also preferable. In this method, since the elastic device can be easily folded by the thin second base material portion, the circuit board arranged on the first base material portion does not bend when the elastic device is folded, and the elastic device is expanded and contracted. It is possible to prevent the circuit board from being damaged during storage of the sex device.
伸縮性デバイス用基材は、回路基板が配置されている第1基材部と、回路基板が配置されていない第2基材部とを有する。第1基材部および第2基材部の配置としては、本開示の伸縮性デバイスの形態や、回路基板の形状等に応じて適宜選択される。中でも、第1基材部および第2基材部は、本開示の伸縮性デバイスを装着または着用したときに、着用者の身体の一部を挟んで対向できるように配置されていることが好ましい。伸縮性デバイスの着脱時および使用時に回路基板の配線を断線しにくくするとともに、着用者が動作しやすくすることができるからである。また、第1基材部および第2基材部の設計が容易だからである。 The base material for the stretchable device has a first base material portion on which the circuit board is arranged and a second base material portion on which the circuit board is not arranged. The arrangement of the first base material portion and the second base material portion is appropriately selected according to the form of the stretchable device of the present disclosure, the shape of the circuit board, and the like. Above all, it is preferable that the first base material portion and the second base material portion are arranged so that they can face each other with a part of the wearer's body sandwiched between them when the elastic device of the present disclosure is attached or worn. .. This is because the wiring of the circuit board is less likely to be broken when the elastic device is attached / detached and used, and the wearer can easily operate the device. Further, it is easy to design the first base material portion and the second base material portion.
例えば、本開示の伸縮性デバイスが手袋型である場合、手の甲側の伸縮性デバイス用基材および手のひら側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部とすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスが靴下型である場合、足の甲側の伸縮性デバイス用基材および足底側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたり、足の外側の伸縮性デバイス用基材および足の内側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたり、足の前側の伸縮性デバイス用基材および足の後側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたりすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスがリストバンド型である場合、手の甲側の伸縮性デバイス用基材および手のひら側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部とすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスが足首サポーター型である場合、足の甲側の伸縮性デバイス用基材および足のかかと側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたり、うちくるぶし側の伸縮性デバイス用基材およびそとくるぶし側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたりすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスが、膝、太もも、ふくらはぎ等の脚のサポーター型、タイツ型、スパッツ型等である場合、脚の内側の伸縮性デバイス用基材および脚の外側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたり、脚の前側の伸縮性デバイス用基材および脚の後ろ側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部としたりすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスが腕や肘のサポーター型である場合、腕の内側の伸縮性デバイス用基材および腕の外側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部とすることができる。また、本開示の伸縮性デバイスが衣服型である場合、前身頃側の伸縮性デバイス用基材および後身頃側の伸縮性デバイス用基材のうち、一方を第1基材部、他方を第2基材部とすることができる。 For example, when the stretchable device of the present disclosure is a glove type, one of the base material for the stretchable device on the back side of the hand and the base material for the stretchable device on the palm side is the first base material portion and the other is the second base material. It can be a timber part. When the elastic device of the present disclosure is a sock type, one of the elastic device base material on the instep side and the elastic device base material on the sole side is the first base material portion and the other is the first base material portion. A second base material portion, or one of the base material for the elastic device on the outside of the foot and the base material for the elastic device on the inside of the foot may be used as the first base material portion and the other as the second base material portion. Of the base material for the elastic device on the front side of the foot and the base material for the elastic device on the rear side of the foot, one may be a first base material portion and the other may be a second base material portion. When the stretchable device of the present disclosure is a wristband type, one of the base material for the stretchable device on the back side of the hand and the base material for the stretchable device on the palm side is the first base material portion and the other is the second base material portion. It can be a base material part. When the stretchable device of the present disclosure is an ankle supporter type, one of the base material for the stretchable device on the instep side and the base material for the stretchable device on the heel side of the foot is the first base material portion. The other is used as the second base material, or one of the base material for the elastic device on the ankle side and the base material for the elastic device on the heel side is the first base material part and the other is the second base material part. Can be. Further, when the elastic device of the present disclosure is a leg supporter type such as a knee, thigh, calf, tights type, spats type, etc., the base material for the elastic device inside the leg and the elastic device outside the leg. One of the base materials for the elastic device on the front side of the leg and the base material for the elastic device on the back side of the leg, one of which is the first base material portion and the other is the second base material portion. Can be used as the first base material portion, and the other can be used as the second base material portion. When the stretchable device of the present disclosure is an arm or elbow supporter type, one of the base material for the stretchable device inside the arm and the base material for the stretchable device outside the arm is the first base material portion. The other can be the second base material portion. When the stretchable device of the present disclosure is a garment type, one of the base material for the stretchable device on the front body side and the base material for the stretchable device on the back body side is the first base material portion and the other is the first base material. 2 It can be a base material part.
また、第1基材部および第2基材部は、本開示の伸縮性デバイスを装着または着用したときに、並んで配置されていてもよい。例えば、図3(a)、(b)は本開示の伸縮性デバイスを例示する概略平面図および断面図であり、リストバンド型の伸縮性デバイスの例である。図3(b)は図3(a)のB−B線断面図である。図3(a)、(b)に示す例においては、伸縮性デバイス100を装着または着用したときに、第1基材部21および第2基材部22は着用者の身体の一部を挟んで対向できるように配置されているとともに、並んで配置されており、第1基材部21の厚みが第2基材部22の厚みよりも厚くなっている。
In addition, the first base material portion and the second base material portion may be arranged side by side when the stretchable device of the present disclosure is attached or worn. For example, FIGS. 3A and 3B are schematic plan views and cross-sectional views illustrating the stretchable device of the present disclosure, and are examples of a wristband type stretchable device. FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 3A. In the examples shown in FIGS. 3A and 3B, when the
第1基材部および第2基材部は、一体であってもよく、別体であって、接合されていてもよい。例えば伸縮性デバイス用基材が布である場合、第1基材部および第2基材部は、縫い合わされていてもよく、接着されていてもよい。 The first base material portion and the second base material portion may be integrated, separate bodies, and may be joined. For example, when the base material for the stretchable device is a cloth, the first base material portion and the second base material portion may be sewn together or adhered to each other.
伸縮性デバイス用基材の材料としては、伸縮性を有するものであればよく、例えば、織物、編物、不織布等の布や、エラストマー等が挙げられる。エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー、ニトリル系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、エステル系エラストマー、1,2−ポリブタジエン系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリスチレンブタジエン、ポリクロロプレン、クロロスルホン化ポリエチレン等が挙げられる。また、伸縮性デバイス用基材は、布がエラストマーでコーティングされたものであってもよい。 The material of the base material for the stretchable device may be any material having elasticity, and examples thereof include cloths such as woven fabrics, knitted fabrics, and non-woven fabrics, and elastomers. Examples of the elastomer include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, amide-based elastomers, nitrile-based elastomers, vinyl chloride-based elastomers, ester-based elastomers, 1,2-polybutadiene-based elastomers, fluorine-based elastomers, and silicone rubbers. Examples thereof include urethane rubber, fluororubber, polybutadiene, polyisobutylene, polystyrene butadiene, polychloroprene, and chlorosulfonated polyethylene. Further, the base material for the stretchable device may be a cloth coated with an elastomer.
中でも、伸縮性デバイス用基材は、布であることが好ましい。伸縮性デバイスの基材には布が多用されているからである。 Above all, the base material for the stretchable device is preferably cloth. This is because cloth is often used as the base material of the stretchable device.
第1基材部および第2基材部の材料は、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。第1基材部および第2基材部の材料が互いに異なる場合には、材料を適宜選択することにより、第1基材部および第2基材部の伸縮性を異ならせることができる。 The materials of the first base material portion and the second base material portion may be the same or different from each other. When the materials of the first base material portion and the second base material portion are different from each other, the elasticity of the first base material portion and the second base material portion can be made different by appropriately selecting the materials.
伸縮性デバイス用基材の厚さは、本開示の伸縮性デバイスの用途や、伸縮性デバイス用基材の材料等に応じて適宜選択される。 The thickness of the base material for the stretchable device is appropriately selected depending on the use of the stretchable device of the present disclosure, the material of the base material for the stretchable device, and the like.
第1基材部および第2基材部の厚さは、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。第1基材部および第2基材部の厚さが互いに異なる場合には、厚さを適宜選択することにより、第1基材部および第2基材部の伸縮性を異ならせることができる。具体的には、第2基材部の厚さを第1基材部の厚さよりも薄くすることにより、第2基材部の伸縮性を第1基材部の伸縮性よりも高くすることができる。 The thickness of the first base material portion and the second base material portion may be the same or different from each other. When the thicknesses of the first base material portion and the second base material portion are different from each other, the elasticity of the first base material portion and the second base material portion can be made different by appropriately selecting the thickness. .. Specifically, by making the thickness of the second base material portion thinner than the thickness of the first base material portion, the elasticity of the second base material portion is made higher than the elasticity of the first base material portion. Can be done.
また、第1基材部および第2基材部の色は、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。第1基材部および第2基材部の色が互いに異なる場合には、伸縮性デバイスの装着または着用時に、回路基板が配置されている側と配置されていない側とを容易に判別することができるとともに、意匠性を高めることができる。 Further, the colors of the first base material portion and the second base material portion may be the same or different from each other. When the colors of the first base material portion and the second base material portion are different from each other, it is possible to easily distinguish between the side on which the circuit board is arranged and the side on which the circuit board is not arranged when the elastic device is attached or worn. At the same time, it is possible to enhance the design.
また、伸縮性デバイス用基材の第1基材部は、回路基板の回路基板用基材とは別の部材であってもよく、回路基板の回路基板用基材を兼ねていてもよい。例えば、図2(a)においては、伸縮性デバイス用基材20の第1基材部21は、回路基板10の回路基板用基材1とは別の部材であり、図4においては、伸縮性デバイス用基材20の第1基材部21が、回路基板10の回路基板用基材1を兼ねている。中でも、伸縮性デバイス用基材の第1基材部は、回路基板の回路基板用基材とは別の部材であることが好ましい。
Further, the first base material portion of the stretchable device base material may be a member different from the circuit board base material of the circuit board, or may also serve as the circuit board base material of the circuit board. For example, in FIG. 2A, the first
2.回路基板
本開示における回路基板は、少なくとも回路基板用基材および配線を有し、伸縮性を有する。また、回路基板は、回路基板用基材および配線に加えて、後述する各部材を有していてもよい。
2. Circuit board The circuit board in the present disclosure has at least a circuit board base material and wiring, and has elasticity. Further, the circuit board may have each member described later in addition to the circuit board base material and wiring.
図5(a)は、本開示における回路基板を例示する概略平面図であり、図5(b)は図5(a)のC−C断面図である。図5(a)、(b)に示す回路基板10は、回路基板用基材1と、支持フィルム3と、配線2および機能性部材4とを、この順に有している。回路基板10において、配線2は、回路基板用基材1の第1面1aの法線方向における山部51および谷部52が回路基板用基材1の第1面1aの面内方向に沿って繰り返し現れる蛇腹形状部50を有する。本開示においては、図5(a)、(b)に示すように、蛇腹形状部50の山部51および谷部52が繰り返し現れる方向を第1方向D1と称する場合がある。
5 (a) is a schematic plan view illustrating the circuit board in the present disclosure, and FIG. 5 (b) is a sectional view taken along the line CC of FIG. 5 (a). The
(1)回路基板用基材
本開示における回路基板用基材は、伸縮性を有する。また、回路基板用基材は、配線側に位置する第1面と、第1面の反対側に位置する第2面と、を含む。なお、本開示における第1面および第2面は、部材によらず、同一方向側の面をいう。
(1) Substrate for circuit board The substrate for circuit board in the present disclosure has elasticity. Further, the substrate for a circuit board includes a first surface located on the wiring side and a second surface located on the opposite side of the first surface. The first surface and the second surface in the present disclosure refer to surfaces on the same direction regardless of the members.
回路基板用基材は、伸縮性を有する。回路基板用基材の伸縮性を表すパラメータの例として、復元率が挙げられる。回路基板用基材の復元率は、常態(非伸長状態)を基準として50%(初期の長さの1.5倍)に伸長した後、この伸長状態から解放したときの復元率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。なお、復元率の上限は100%である。また、復元率は、幅25mmの試験片を準備し、試験片を50%伸長して1時間保持した後、伸長を解放して1時間放置して復元させ、下記の計算式により求めることができる。
復元率(%)=(伸長直後の長さ−復元後の長さ)÷(伸長直後の長さ−引張前の長さ)×100
なお、伸長直後の長さとは、50%伸長した状態の長さをいう。
The substrate for a circuit board has elasticity. An example of a parameter representing the elasticity of a substrate for a circuit board is a restoration rate. The restoration rate of the base material for circuit boards is 80% when released from this extended state after being extended to 50% (1.5 times the initial length) based on the normal state (non-extended state). The above is preferable, 85% or more is more preferable, and 90% or more is further preferable. The upper limit of the restoration rate is 100%. The restoration rate can be calculated by preparing a test piece having a width of 25 mm, extending the test piece by 50% and holding it for 1 hour, then releasing the extension and leaving it for 1 hour to restore it, and then using the following formula. it can.
Restoration rate (%) = (length immediately after extension-length after restoration) ÷ (length immediately after extension-length before tension) x 100
The length immediately after stretching means the length in a state of being stretched by 50%.
また、回路基板用基材の伸縮性を表すパラメータの他の例として、伸長率が挙げられる。回路基板用基材は、破壊されることなく非伸長状態から1%以上伸長することができることが好ましく、より好ましくは20%以上伸長することができ、さらに好ましくは75%以上伸長することができる。このような伸縮性を有する回路基板用基材を用いることにより、回路基板が全体に伸縮性を有することができる。さらに、人の腕等の身体の一部に取り付けるという、高い伸縮が必要な製品や用途において、回路基板を使用することができる。一般に、人の脇の下に取り付ける製品には、垂直方向において72%、水平方向において27%の伸縮性が必要であるといわれている。また、人の膝、肘、臀部、足首、脇部に取り付ける製品には、垂直方向において26%以上42%以下の伸縮性が必要であるといわれている。また、人のその他の部位に取り付ける製品には、20%未満の伸縮性が必要であるといわれている。 Further, as another example of a parameter representing the elasticity of the substrate for a circuit board, there is an elongation rate. The substrate for a circuit board is preferably able to be stretched by 1% or more from the non-stretched state without being destroyed, more preferably 20% or more, and further preferably 75% or more. .. By using a substrate for a circuit board having such elasticity, the circuit board can have elasticity as a whole. Further, the circuit board can be used in products and applications that require high expansion and contraction, such as being attached to a part of the body such as a human arm. It is generally said that a product mounted under the armpit of a person needs to have an elasticity of 72% in the vertical direction and 27% in the horizontal direction. In addition, it is said that products attached to human knees, elbows, buttocks, ankles, and armpits need to have elasticity of 26% or more and 42% or less in the vertical direction. It is also said that products that are attached to other parts of the human body need to have less than 20% elasticity.
回路基板用基材のヤング率は、例えば10MPa以下であり、1MPa以下であってもよい。また、回路基板用基材のヤング率は、例えば1kPa以上である。なお、各部材のヤング率は、室温(25℃)でのヤング率である。回路基板用基材のヤング率の測定方法としては、回路基板用基材のサンプルを用いて、JIS K6251に準拠して引張試験を実施するという方法を採用することができる。また、回路基板用基材のヤング率を求める方法としては、ISO14577に準拠してナノインデーション法による測定方法を採用することもできる。具体的には、回路基板用基材のヤング率は、ナノインデンターを用いて測定することができる。回路基板用基材のサンプルを準備する方法としては、回路基板から回路基板用基材の一部をサンプルとして取り出す方法や、回路基板を構成する前の回路基板用基材の一部をサンプルとして取り出す方法が挙げられる。また、回路基板用基材のヤング率を求める方法としては、ASTM D822に準拠する方法を採用することもできる。その他にも、回路基板用基材のヤング率を求める方法として、回路基板用基材を構成する材料を分析し、材料の既存のデータベースに基づいて回路基板用基材のヤング率を求めるという方法を採用することもできる。なお、回路基板用基材以外の各部材のヤング率を求める方法についても、上記と同様である。 The Young's modulus of the substrate for a circuit board is, for example, 10 MPa or less, and may be 1 MPa or less. The Young's modulus of the substrate for a circuit board is, for example, 1 kPa or more. The Young's modulus of each member is the Young's modulus at room temperature (25 ° C.). As a method for measuring the Young's modulus of the substrate for a circuit board, a method of performing a tensile test in accordance with JIS K6251 using a sample of the substrate for a circuit board can be adopted. Further, as a method for determining the Young's modulus of the substrate for a circuit board, a measurement method by a nano-intention method can be adopted in accordance with ISO14577. Specifically, the Young's modulus of the substrate for a circuit board can be measured using a nanoindenter. As a method of preparing a sample of the base material for a circuit board, a method of taking out a part of the base material for the circuit board as a sample from the circuit board or a part of the base material for the circuit board before forming the circuit board as a sample. There is a method of taking out. Further, as a method for determining the Young's modulus of the substrate for a circuit board, a method conforming to ASTM D822 can also be adopted. Another method for determining the Young's modulus of the substrate for a circuit board is to analyze the materials constituting the substrate for the circuit board and determine the Young's modulus of the substrate for the circuit board based on the existing database of materials. Can also be adopted. The method for determining the Young's modulus of each member other than the substrate for the circuit board is the same as described above.
回路基板用基材の材料としては、例えばエラストマーが挙げられる。エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー、ニトリル系エラストマー、塩化ビニル系エラストマー、エステル系エラストマー、1,2−ポリブタジエン系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリスチレンブタジエン、ポリクロロプレン等が挙げられる。機械的強度や耐磨耗性を考慮すると、ウレタン系エラストマーを用いることが好ましい。また、回路基板用基材がシリコーンを含んでいてもよい。シリコーンは、耐熱性、耐薬品性、難燃性に優れており、回路基板用基材の材料として好ましい。また、回路基板用基材の材料として、例えば、不織布、織布、編物等の布を用いることもできる。 Examples of the material of the base material for the circuit board include an elastomer. Examples of the elastomer include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, amide-based elastomers, nitrile-based elastomers, vinyl chloride-based elastomers, ester-based elastomers, 1,2-polybutadiene-based elastomers, fluorine-based elastomers, and silicone rubbers. Examples thereof include elastomer rubber, fluororubber, polybutadiene, polyisobutylene, polystyrene butadiene, polychloroprene and the like. Considering mechanical strength and abrasion resistance, it is preferable to use a urethane-based elastomer. Further, the substrate for the circuit board may contain silicone. Silicone is excellent in heat resistance, chemical resistance, and flame retardancy, and is preferable as a material for a base material for a circuit board. Further, as the material of the base material for the circuit board, for example, a cloth such as a non-woven fabric, a woven cloth, or a knitted cloth can be used.
回路基板用基材の厚さは、例えば10μm以上であり、20μm以上であってもよく、25μm以上であってもよい。また、回路基板用基材の厚さは、例えば10mm以下であり、3mm以下であってもよく、1mm以下であってもよい。 The thickness of the substrate for the circuit board is, for example, 10 μm or more, 20 μm or more, or 25 μm or more. The thickness of the substrate for the circuit board is, for example, 10 mm or less, may be 3 mm or less, or may be 1 mm or less.
例えば図5(b)では、回路基板用基材1の第1面1aに蛇腹形状部が現れているが、回路基板用基材1の第2面1bには蛇腹形状部が現れていない。一方、第1態様においては、回路基板用基材の第2面に蛇腹形状部が現れていてもよい。
For example, in FIG. 5B, the bellows-shaped portion appears on the
(2)配線
本開示における配線は、導電性を有する。さらに、配線は、回路基板用基材の第1面側に位置し、上述した蛇腹形状部を有することが好ましい。図5(b)において、配線2は、回路基板用基材1の第1面1a側に位置し、蛇腹形状部50を有している。
(2) Wiring The wiring in the present disclosure has conductivity. Further, the wiring is preferably located on the first surface side of the substrate for the circuit board and has the bellows-shaped portion described above. In FIG. 5B, the
蛇腹形状部の振幅は、例えば1μm以上であり、10μm以上であってもよく、50μm以上であってもよく、100μm以上であってもよい。また、蛇腹形状部の振幅は、例えば500μm以下であり、400μm以下であってもよく、300μm以下であってもよい。 The amplitude of the bellows-shaped portion is, for example, 1 μm or more, may be 10 μm or more, may be 50 μm or more, or may be 100 μm or more. The amplitude of the bellows-shaped portion may be, for example, 500 μm or less, 400 μm or less, or 300 μm or less.
蛇腹形状部の振幅は、図6に示すように、符号S1、S2で表すことができ、隣り合う山部と谷部との間の、回路基板用基材の第1面の法線方向における距離である。振幅S1は、配線2の回路基板用基材側の面とは反対側の面における蛇腹形状部50の、回路基板用基材の法線方向における振幅である。また、振幅S2は、配線2の回路基板用基材側の面における蛇腹形状部50の、回路基板用基材の法線方向における振幅である。
As shown in FIG. 6, the amplitude of the bellows-shaped portion can be represented by the symbols S1 and S2, and is in the normal direction of the first surface of the substrate for the circuit board between the adjacent peaks and valleys. The distance. The amplitude S1 is the amplitude of the bellows-shaped
蛇腹形状部の振幅は、例えば、配線の長さ方向における一定の範囲にわたって、隣り合う山部と谷部との間の、回路基板用基材の第1面の法線方向における距離を測定し、それらの平均を求めることにより算出される。配線の長さ方向における一定の範囲は、例えば10mmである。隣り合う山部と谷部との間の距離を測定する測定器としては、レーザー顕微鏡を用いた非接触式の測定器を用いてもよく、接触式の測定器を用いてもよい。また、断面写真等の画像に基づいて、隣り合う山部と谷部との間の距離を測定してもよい。 The amplitude of the bellows-shaped portion is measured, for example, by measuring the distance in the normal direction of the first surface of the substrate for a circuit board between adjacent peaks and valleys over a certain range in the length direction of the wiring. , Calculated by finding the average of them. A certain range in the length direction of the wiring is, for example, 10 mm. As the measuring instrument for measuring the distance between the adjacent peaks and valleys, a non-contact measuring instrument using a laser microscope may be used, or a contact measuring instrument may be used. Further, the distance between the adjacent peaks and valleys may be measured based on an image such as a cross-sectional photograph.
蛇腹形状部の周期は、例えば10μm以上であり、50μm以上であってもよく、100μm以上であってもよい。また、蛇腹形状部の周期は、例えば1000μm以下であり、750μm以下であってもよく、500μm以下であってもよい。なお、蛇腹形状部の周期は、図6に示すように、符号Fで表すことができ、第1方向D1における、隣り合う山部の間隔である。 The period of the bellows-shaped portion is, for example, 10 μm or more, 50 μm or more, or 100 μm or more. The period of the bellows-shaped portion may be, for example, 1000 μm or less, 750 μm or less, or 500 μm or less. As shown in FIG. 6, the period of the bellows-shaped portion can be represented by the reference numeral F, which is the distance between adjacent peaks in the first direction D1.
蛇腹形状部の周期は、例えば、配線の長さ方向における一定の範囲にわたって、第1方向における、隣り合う山部の間隔を測定し、それらの平均を求めることにより算出される。配線の長さ方向における一定の範囲は、例えば10mmである。隣り合う山部の間隔を測定する測定器としては、レーザー顕微鏡を用いた非接触式の測定器を用いてもよく、接触式の測定器を用いてもよい。また、断面写真等の画像に基づいて、隣り合う山部の間隔を測定してもよい。 The period of the bellows-shaped portion is calculated, for example, by measuring the distance between adjacent peaks in the first direction over a certain range in the length direction of the wiring and calculating the average of them. A certain range in the length direction of the wiring is, for example, 10 mm. As a measuring instrument for measuring the distance between adjacent peaks, a non-contact measuring instrument using a laser microscope may be used, or a contact measuring instrument may be used. Further, the distance between adjacent mountain portions may be measured based on an image such as a cross-sectional photograph.
配線のヤング率は、例えば100MPa以上であり、200MPa以上であってもよい。また、配線のヤング率は、例えば300GPa以下であり、200GPa以下であってもよく、100GPa以下であってもよい。 The Young's modulus of the wiring is, for example, 100 MPa or more, and may be 200 MPa or more. Further, the Young's modulus of the wiring may be, for example, 300 GPa or less, 200 GPa or less, or 100 GPa or less.
配線の材料は、それ自体が伸縮性を有していてもよく、伸縮性を有していなくてもよい。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、これらの金属を含む合金が挙げられる。一方、伸縮性を有する材料としては、例えば、導電性粒子およびエラストマーを含有する導電性組成物が挙げられる。この場合、配線は、導電性粒子およびエラストマーを含む。導電性粒子としては、例えば、金、銀、銅、ニッケル、パラジウム、白金、カーボン等の粒子が挙げられる。また、エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエン、ポリクロロプレンが挙げられる。 The wiring material may or may not be elastic in itself. Examples of the non-stretchable material include metals such as gold, silver, copper, aluminum, platinum, and chromium, and alloys containing these metals. On the other hand, examples of the stretchable material include a conductive composition containing conductive particles and an elastomer. In this case, the wiring comprises conductive particles and an elastomer. Examples of the conductive particles include particles of gold, silver, copper, nickel, palladium, platinum, carbon and the like. Examples of the elastomer include styrene-based elastomers, acrylic-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, silicone rubbers, urethane rubbers, fluororubbers, nitrile rubbers, polybutadienes, and polychloroprenes.
配線の平面視形状は、特に限定されないが、中でも図5(a)に例示するように直線状であることが好ましい。また、配線は、電極として機能してもよい。電極としては、例えば、太陽電池用の電極、有機エレクトロルミネッセンス用の電極が挙げられる。 The plan-view shape of the wiring is not particularly limited, but it is particularly preferable that the wiring is linear as illustrated in FIG. 5 (a). Further, the wiring may function as an electrode. Examples of the electrode include an electrode for a solar cell and an electrode for organic electroluminescence.
配線の厚さは、特に限定されない。例えば、配線の材料が伸縮性を有さない場合、配線の厚さは、例えば25nm以上であり、50nm以上であってもよく、100nm以上であってもよい。また、この場合、配線の厚さは、例えば50μm以下であり、10μm以下であってもよく、5μm以下であってもよい。一方、配線の材料が伸縮性を有する場合、配線の厚さは、例えば5μm以上であり、10μm以上であってもよく、20μm以上であってもよい。また、この場合、配線の厚さは、例えば60μm以下であり、50μm以下であってもよく、40μm以下であってもよい。また、配線の幅は、例えば、50μm以上、10mm以下である。 The thickness of the wiring is not particularly limited. For example, when the material of the wiring does not have elasticity, the thickness of the wiring may be, for example, 25 nm or more, 50 nm or more, or 100 nm or more. Further, in this case, the thickness of the wiring may be, for example, 50 μm or less, 10 μm or less, or 5 μm or less. On the other hand, when the material of the wiring has elasticity, the thickness of the wiring may be, for example, 5 μm or more, 10 μm or more, or 20 μm or more. Further, in this case, the thickness of the wiring may be, for example, 60 μm or less, 50 μm or less, or 40 μm or less. The width of the wiring is, for example, 50 μm or more and 10 mm or less.
配線の形成方法は、特に限定されない。例えば、配線の材料が伸縮性を有さない場合、例えば蒸着法、スパッタリング法、めっき法、金属箔の転写・圧着等の方法により金属膜を形成し、その後、フォトリソグラフィ法により金属膜をパターニングする方法が挙げられる。一方、配線の材料が伸縮性を有する場合、例えば、一般的な印刷法により導電性粒子およびエラストマーを含有する導電性組成物をパターン状に印刷する方法が挙げられる。 The method of forming the wiring is not particularly limited. For example, when the wiring material does not have elasticity, a metal film is formed by, for example, a vapor deposition method, a sputtering method, a plating method, a transfer / crimping method of a metal foil, and then the metal film is patterned by a photolithography method. There is a way to do it. On the other hand, when the wiring material has elasticity, for example, a method of printing a conductive composition containing conductive particles and an elastomer in a pattern by a general printing method can be mentioned.
(3)機能性部材
本開示における機能性部材は、上記配線に電気的に接続された部材である。機能性部材は、回路基板用基材の第1面側に位置することが好ましい。図5(b)において、機能性部材4は、回路基板用基材1の第1面1a側に位置し、配線2に電気的に接続されている。機能性部材は、配線と物理的に接触していることが好ましい。また、回路基板は、機能性部材を内部に有していてもよい。
(3) Functional member The functional member in the present disclosure is a member electrically connected to the wiring. The functional member is preferably located on the first surface side of the substrate for the circuit board. In FIG. 5B, the functional member 4 is located on the
機能性部材は、能動素子であってもよく、受動素子であってもよく、機構素子であってもよい。機能性部材としては、例えば、トランジスタ、LSI(Large-Scale Integration)、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)、リレー、LED、OLED、LCD等の発光素子、センサ、ブザー等の発音素子、振動を発する振動素子、冷却発熱をコントロールするペルチェ素子や電熱線等の冷発熱部品、抵抗器、キャパシタ、インダクタ、圧電素子、スイッチ、コネクタが挙げられる。 The functional member may be an active element, a passive element, or a mechanical element. Functional members include, for example, transistors, LSIs (Large-Scale Integration), MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), relays, light emitting elements such as LEDs, OLEDs and LCDs, sounding elements such as sensors and buzzers, and vibrations that generate vibrations. Examples thereof include elements, cooling and heating components such as Perche elements and heating wires that control cooling heat generation, resistors, capacitors, inductors, piezoelectric elements, switches, and connectors.
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、磁気センサ、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、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、光度センサが挙げられる。特に、センサは、心拍、脈拍、心電、血圧、体温、血中酸素濃度、筋電、脳波等の生体情報を測定することができる生体センサであることが好ましい。 Examples of sensors include temperature sensors, pressure sensors, optical sensors, photoelectric sensors, proximity sensors, shear force sensors, magnetic sensors, laser sensors, microwave sensors, humidity sensors, strain sensors, gyro sensors, acceleration sensors, displacement sensors, etc. Examples thereof include gas sensors, GPS sensors, ultrasonic sensors, odor sensors, brain wave sensors, current sensors, vibration sensors, pulse wave sensors, electrocardiographic sensors, and photometric sensors. In particular, the sensor is preferably a biosensor capable of measuring biological information such as heartbeat, pulse, electrocardiogram, blood pressure, body temperature, blood oxygen concentration, myoelectricity, and brain wave.
機能性部材および配線を接続する電気接合部を補強するため、機能性部材の周囲をポッティング剤等の樹脂で覆うことができる。これにより、機能性部材および配線の電気接合部の機械的な信頼性を向上させることができる。機能性部材は、蛇腹形状部を有していてもよく、蛇腹形状部を有していなくてもよい。例えば、機能性部材がTFTまたはOLEDである場合、蛇腹形状部を有することができる。また、配線の一部を、機能性部材として利用してもよい。 In order to reinforce the electrical joint connecting the functional member and the wiring, the periphery of the functional member can be covered with a resin such as a potting agent. This makes it possible to improve the mechanical reliability of the functional member and the electrical joint of the wiring. The functional member may or may not have a bellows-shaped portion. For example, when the functional member is a TFT or OLED, it can have a bellows-shaped portion. Further, a part of the wiring may be used as a functional member.
(4)支持フィルム
本開示における回路基板は、回路基板用基材と配線との間に、配線を支持する支持フィルムを有していてもよい。例えば、図7(a)〜(d)では、回路基板10が、回路基板用基材1および配線2の間に支持フィルム3を有している。また、支持フィルムは、通常、蛇腹形状部を有する。蛇腹形状部については、上述した通りである。
(4) Support Film The circuit board in the present disclosure may have a support film that supports the wiring between the circuit board base material and the wiring. For example, in FIGS. 7A to 7D, the
回路基板用基材と配線との間に支持フィルムが位置している場合、回路基板の製造方法において、支持フィルムに接合された回路基板用基材から引張応力が取り除かれて回路基板用基材が収縮するとき、支持フィルムおよび配線に蛇腹形状部が形成される。支持フィルムの特性や寸法は、このような蛇腹形状部が形成され易くなるよう設定されていることが好ましい。 When the support film is located between the circuit board base material and the wiring, the tensile stress is removed from the circuit board base material bonded to the support film in the circuit board manufacturing method, and the circuit board base material is removed. When the is contracted, a bellows-shaped portion is formed on the support film and the wiring. It is preferable that the characteristics and dimensions of the support film are set so that such a bellows-shaped portion can be easily formed.
支持フィルムは、例えば、回路基板用基材のヤング率よりも大きいヤング率を有する。支持フィルムのヤング率は、例えば100MPa以上であり、1GPa以上であってもよい。また、支持フィルムのヤング率は、回路基板用基材のヤング率に対して、例えば、100倍以上、50000倍以下であり、1000倍以上、10000倍以下であってもよい。このように支持フィルムのヤング率を設定することにより、蛇腹形状部の周期が小さくなり過ぎることを抑制することができる。また、蛇腹形状部において局所的な折れ曲がりが生じることを抑制することができる。また、支持フィルムのヤング率が大きすぎると、弛緩時の回路基板用基材の復元が難しくなり、また回路基板用基材の割れや折れが発生し易くなる。 The support film has, for example, a Young's modulus larger than the Young's modulus of the substrate for a circuit board. The Young's modulus of the support film is, for example, 100 MPa or more, and may be 1 GPa or more. Further, the Young's modulus of the support film is, for example, 100 times or more and 50,000 times or less, and may be 1000 times or more and 10000 times or less with respect to the Young's modulus of the substrate for the circuit board. By setting the Young's modulus of the support film in this way, it is possible to prevent the period of the bellows-shaped portion from becoming too small. In addition, it is possible to suppress the occurrence of local bending in the bellows-shaped portion. Further, if the Young's modulus of the support film is too large, it becomes difficult to restore the circuit board base material at the time of relaxation, and the circuit board base material is liable to crack or break.
支持フィルムの材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。樹脂の具体例としては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリイミド、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオレフィン、シクロオレフィンポリマー、アクリル樹脂が挙げられる。また、支持フィルムは、平面視上、配線の少なくとも一部と重複するように位置していることが好ましい。また、支持フィルムは、回路基板用基材の第1面側の全面に位置していてもよく、回路基板用基材の第1面側に部分的に位置していてもよい。 Examples of the material of the support film include resin. Specific examples of the resin include polyesters such as polyethylene naphthalate and polyethylene terephthalate, polyimide, polyamide, polycarbonate, polyolefin, cycloolefin polymer, and acrylic resin. Further, it is preferable that the support film is positioned so as to overlap with at least a part of the wiring in a plan view. Further, the support film may be located on the entire surface of the circuit board base material on the first surface side, or may be partially located on the first surface side of the circuit board base material.
支持フィルムの厚さは、例えば500nm以上であり、1μm以上であってもよい。一方、支持フィルムの厚さは、例えば10μm以下であり、5μm以下であってもよい。支持フィルムの厚さが薄すぎると、支持フィルムの製造工程や、支持フィルム上に部材を形成する工程における、支持フィルムの取り扱いが難しくなる。また、支持フィルムの厚さが厚すぎると、弛緩時の回路基板用基材の復元が難しくなり、目標の回路基板用基材の伸縮が得られなくなる場合がある。また、回路基板が、回路基板用基材および配線の間に支持フィルムを有する場合、回路基板用基材および支持フィルムの間に接着層を有することが好ましい。 The thickness of the support film is, for example, 500 nm or more, and may be 1 μm or more. On the other hand, the thickness of the support film is, for example, 10 μm or less, and may be 5 μm or less. If the thickness of the support film is too thin, it becomes difficult to handle the support film in the process of manufacturing the support film and the process of forming a member on the support film. Further, if the thickness of the support film is too thick, it becomes difficult to restore the base material for the circuit board at the time of relaxation, and the target expansion and contraction of the base material for the circuit board may not be obtained. When the circuit board has a support film between the circuit board base material and the wiring, it is preferable to have an adhesive layer between the circuit board base material and the support film.
(5)調整層
本開示における回路基板は、回路基板用基材の第1面側に位置し、配線よりも小さいヤング率を有し、蛇腹形状部を有する調整層を有していてもよい。例えば、図7(a)〜(d)では、回路基板10が、回路基板用基材1の第1面1a側に位置し、蛇腹形状部を有する調整層8を有している。
(5) Adjustment Layer The circuit board in the present disclosure may have an adjustment layer that is located on the first surface side of the substrate for the circuit board, has a Young's modulus smaller than that of the wiring, and has a bellows-shaped portion. .. For example, in FIGS. 7A to 7D, the
調整層を設けることで、配線に生じる湾曲や屈曲の程度が局所的に大きくなった場合であっても、湾曲や屈曲の程度が局所的に大きい箇所での応力集中を低減することができる。伸縮性を有する回路基板の製造方法において、配線が蛇腹状に変形する際、変形の度合いが、伸長の際の回路基板用基材伸びのばらつきや、回路基板用基材上の金属薄膜の分布密度の差等に起因して、位置によってばらついてしまう。配線の変形の度合いにばらつきがあると、配線に生じる湾曲や屈曲の程度が局所的に大きくなることがある。配線に生じる湾曲や屈曲の程度が局所的に大きい箇所では、応力が集中する。また、一般に、回路基板用基材にはエラストマーが用いられ、配線には金属や合金等が用いられることから、配線のヤング率は回路基板用基材のヤング率よりも非常に大きい。すなわち、配線は回路基板用基材よりも硬く変形しにくい。そのため、配線に生じる湾曲や屈曲の程度が局所的に大きい箇所では、応力が集中しやすくなる。配線において応力が集中する箇所では、折れ等の破損が生じたり、また、回路基板を繰り返し伸縮した際に抵抗値が上昇したりしてしまう。これに対し、配線よりも小さいヤング率を有する、すなわち配線よりも柔らかく変形しやすい調整層が位置していることにより、応力を分散させることができる。そのため、配線に生じる湾曲や屈曲の程度が局所的に大きくなった場合であっても、湾曲や屈曲の程度が局所的に大きい箇所での応力集中を低減することができる。 By providing the adjusting layer, even when the degree of bending or bending occurring in the wiring is locally increased, it is possible to reduce the stress concentration at the place where the degree of bending or bending is locally large. In the method of manufacturing a circuit board having elasticity, when the wiring is deformed in a bellows shape, the degree of deformation is the variation in the elongation of the substrate for the circuit board during elongation and the distribution of the metal thin film on the substrate for the circuit board. Due to the difference in density, etc., it varies depending on the position. If the degree of deformation of the wiring varies, the degree of bending or bending that occurs in the wiring may locally increase. Stress is concentrated in places where the degree of bending or bending that occurs in the wiring is locally large. Further, in general, an elastomer is used for the substrate for a circuit board, and a metal, an alloy, or the like is used for the wiring. Therefore, the Young's modulus of the wiring is much larger than the Young's modulus of the substrate for the circuit board. That is, the wiring is harder and less likely to be deformed than the circuit board base material. Therefore, stress tends to be concentrated in a place where the degree of bending or bending that occurs in the wiring is locally large. In the wiring where stress is concentrated, damage such as breakage may occur, and the resistance value may increase when the circuit board is repeatedly expanded and contracted. On the other hand, the stress can be dispersed by locating the adjustment layer having a Young's modulus smaller than that of the wiring, that is, being softer and more easily deformed than the wiring. Therefore, even when the degree of bending or bending occurring in the wiring is locally increased, it is possible to reduce the stress concentration at the place where the degree of bending or bending is locally large.
調整層のヤング率は、配線のヤング率よりも小さい。また、調整層のヤング率は、回路基板用基材のヤング率よりも大きいことが好ましい。すなわち、調整層は、配線および回路基板用基材の中間のヤング率を有することが好ましい。配線よりも柔らかくて変形しやすく、回路基板用基材よりも硬くて変形しにくい調整層を設けることで、応力集中を低減することができる。 The Young's modulus of the adjustment layer is smaller than the Young's modulus of the wiring. Further, the Young's modulus of the adjusting layer is preferably larger than the Young's modulus of the substrate for the circuit board. That is, the adjusting layer preferably has a Young's modulus intermediate between that of the wiring and the substrate for the circuit board. Stress concentration can be reduced by providing an adjustment layer that is softer and more easily deformed than wiring and harder and less easily deformed than the substrate for a circuit board.
また、回路基板用基材および配線の間に支持フィルムが位置する場合、調整層のヤング率は、支持フィルムのヤング率よりも小さくてもよく、支持フィルムのヤング率と同じであってもよく、支持フィルムのヤング率よりも大きくてもよい。中でも、調整層のヤング率は、支持フィルムのヤング率よりも小さいことが好ましい。 Further, when the support film is located between the substrate for the circuit board and the wiring, the Young's modulus of the adjustment layer may be smaller than the Young's modulus of the support film and may be the same as the Young's modulus of the support film. , May be greater than the Young's modulus of the supporting film. Above all, the Young's modulus of the adjusting layer is preferably smaller than the Young's modulus of the supporting film.
また、調整層のヤング率は、例えば1GPa以下であり、100MPa以下であってもよく、10MPa以下であってもよい。また、調整層のヤング率は、例えば10kPa以上であり、1MPa以上であってもよい。 The Young's modulus of the adjusting layer is, for example, 1 GPa or less, 100 MPa or less, or 10 MPa or less. The Young's modulus of the adjusting layer is, for example, 10 kPa or more, and may be 1 MPa or more.
調整層の材料は、伸縮性を有していてもよく、伸縮性を有していなくてもよい。伸縮性を有する材料としては、例えば、エラストマーが挙げられる。エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリスチレンブタジエン、ポリクロロプレンが挙げられる。一方、伸縮性を有しない材料としては、例えば樹脂が挙げられる。樹脂として、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂のいずれも用いることができる。 The material of the adjusting layer may or may not have elasticity. Examples of the stretchable material include elastomers. Examples of the elastomer include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, amide-based elastomers, silicone rubbers, urethane rubbers, fluororubbers, polybutadienes, polyisobutylenes, polystyrene butadienes, and polychloroprenes. On the other hand, examples of the material having no elasticity include resin. As the resin, for example, any of a thermoplastic resin, a thermosetting resin, and a photocurable resin can be used.
調整層は、平面視上、配線の少なくとも一部と重複するように位置していることが好ましい。また、調整層は、回路基板用基材の第1面側の全面に位置していてもよく、回路基板用基材の第1面側に部分的に位置していてもよい。 The adjusting layer is preferably located so as to overlap at least a part of the wiring in a plan view. Further, the adjusting layer may be located on the entire surface of the circuit board base material on the first surface side, or may be partially located on the first surface side of the circuit board base material.
調整層は、回路基板用基材の第1面側に位置していればよい。例えば、調整層は、回路基板用基材と配線との間に位置していてもよく、配線の回路基板用基材とは反対の面側に位置していてもよい。また、回路基板が、回路基板用基材および配線の間に支持フィルムを有する場合、調整層は、支持フィルムと配線との間に位置していてもよく、配線の支持フィルムとは反対の面側に位置していてもよく、回路基板用基材と支持フィルムとの間に位置していてもよい。 The adjusting layer may be located on the first surface side of the substrate for the circuit board. For example, the adjusting layer may be located between the circuit board base material and the wiring, or may be located on the surface side of the wiring opposite to the circuit board base material. Further, when the circuit board has a support film between the substrate for the circuit board and the wiring, the adjustment layer may be located between the support film and the wiring, and the surface opposite to the support film of the wiring. It may be located on the side, or may be located between the substrate for the circuit board and the support film.
調整層は、通常、粘着性を有さない。回路基板が、回路基板用基材および配線の間に支持フィルムを有する場合、回路基板用基材および支持フィルムの間に接着層を有する場合があるが、調整層は、そのような接着層とは区別される。ここで、粘着性を有さないとは、調整層の粘着力が0.01N/25mm以下であることをいい、0.005N/25mm以下であってもよく、0.001N/25mm以下であってもよい。 The conditioning layer is usually non-sticky. When the circuit board has a support film between the circuit board base material and the wiring, it may have an adhesive layer between the circuit board base material and the support film, and the adjusting layer may have an adhesive layer with such an adhesive layer. Are distinguished. Here, having no adhesiveness means that the adhesive strength of the adjusting layer is 0.01 N / 25 mm or less, may be 0.005 N / 25 mm or less, and is 0.001 N / 25 mm or less. You may.
粘着力の測定方法としては、調整層のサンプルを用いて180°剥離試験を実施する方法を採用することができる。180°剥離試験においては、まず、25mm幅の試験片を採取し、試験片の調整層側の面に、25mm幅のガラス板を貼り合せる。次に、引張試験機を用いて、引張速度:1200mm/分、剥離角:180°、温度:20℃、湿度:50%の条件で、ガラス板に対する粘着力(N/25mm)を測定する。 As a method for measuring the adhesive strength, a method of performing a 180 ° peeling test using a sample of the adjusting layer can be adopted. In the 180 ° peeling test, first, a test piece having a width of 25 mm is collected, and a glass plate having a width of 25 mm is attached to the surface of the test piece on the adjustment layer side. Next, using a tensile tester, the adhesive strength (N / 25 mm) to the glass plate is measured under the conditions of tensile speed: 1200 mm / min, peeling angle: 180 °, temperature: 20 ° C., and humidity: 50%.
調整層の厚さは、例えば0.1μm以上であり、1μm以上であってもよく、10μm以上であってもよい。また、調整層の厚さは、例えば1mm以下であり、500μm以下であってもよく、100μm以下であってもよい。 The thickness of the adjusting layer is, for example, 0.1 μm or more, may be 1 μm or more, or may be 10 μm or more. The thickness of the adjusting layer is, for example, 1 mm or less, may be 500 μm or less, or may be 100 μm or less.
(6)保護層
本開示における回路基板は、回路基板用基材の第1面側に位置し、配線の回路基板用基材とは反対の面側に位置する保護層を有していてもよい。例えば、図2(a)では、回路基板10が、回路基板用基材1の第1面1a側に位置し、配線2の回路基板用基材1とは反対の面側に位置する保護層5を有している。保護層を設けることで、回路基板の構成部材(例えば配線)を保護することができる。また、保護層は、絶縁性を有していてもよい。
(6) Protective Layer Even if the circuit board in the present disclosure has a protective layer located on the first surface side of the circuit board base material and located on the surface side opposite to the circuit board base material of the wiring. Good. For example, in FIG. 2A, a protective layer in which the
保護層のヤング率は、配線のヤング率よりも小さいことが好ましい。保護層のヤング率は、例えば1GPa以下であり、100MPa以下であってもよく、10MPa以下であってもよい。また、保護層のヤング率は、例えば10kPa以上であり、1MPa以上であってもよい。 The Young's modulus of the protective layer is preferably smaller than the Young's modulus of the wiring. The Young's modulus of the protective layer is, for example, 1 GPa or less, 100 MPa or less, or 10 MPa or less. The Young's modulus of the protective layer is, for example, 10 kPa or more, and may be 1 MPa or more.
保護層の材料は、伸縮性を有していることが好ましい。伸縮性を有する材料としては、例えば、エラストマーが挙げられる。エラストマーとしては、例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、アミド系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ポリブタジエン、ポリイソブチレン、ポリスチレンブタジエン、ポリクロロプレンが挙げられる。 The material of the protective layer is preferably elastic. Examples of the stretchable material include elastomers. Examples of the elastomer include styrene-based elastomers, olefin-based elastomers, urethane-based elastomers, amide-based elastomers, silicone rubbers, urethane rubbers, fluororubbers, polybutadienes, polyisobutylenes, polystyrene butadienes, and polychloroprenes.
保護層は、平面視上、配線の少なくとも一部と重複するように位置していることが好ましい。また、保護層は、例えば、回路基板用基材の第1面側の全面に位置していてもよく、回路基板用基材の第1面側に部分的に位置していてもよい。また、保護層の回路基板用基材とは反対側の面は、平坦であることが好ましい。 The protective layer is preferably located so as to overlap at least a part of the wiring in a plan view. Further, the protective layer may be located on the entire surface of the circuit board base material on the first surface side, or may be partially located on the first surface side of the circuit board base material, for example. Further, the surface of the protective layer opposite to the circuit board base material is preferably flat.
保護層の厚さは、例えば100μm以上であり、500μm以上であってもよく、1000μm以上であってもよい。また、保護層の厚さは、例えば10mm以下であり、5mm以下であってもよく、2mm以下であってもよい。 The thickness of the protective layer is, for example, 100 μm or more, 500 μm or more, or 1000 μm or more. The thickness of the protective layer is, for example, 10 mm or less, may be 5 mm or less, or may be 2 mm or less.
(7)補強部材
本開示における回路基板は、回路基板用基材の第1面側、回路基板用基材の第2面側、または回路基板用基材の内部に位置する補強部材を有していてもよい。図2(a)において、回路基板10は、平面視上、機能性部材4の端部と重複する位置に補強部材7を有している。また、図示しないが、回路基板は、平面視上、配線の端子部の端部と重複する位置に補強部材を有することができる。
(7) Reinforcing Member The circuit board in the present disclosure has a reinforcing member located on the first surface side of the circuit board base material, the second surface side of the circuit board base material, or inside the circuit board base material. You may be. In FIG. 2A, the
補強部材を設けることにより、機能性部材または端子部の近傍において配線に大きな山部が生じることを抑制することができる。これにより、良好な電気接合が維持できる。 By providing the reinforcing member, it is possible to prevent a large mountain portion from being generated in the wiring in the vicinity of the functional member or the terminal portion. As a result, good electrical bonding can be maintained.
補強部材は、回路基板用基材のヤング率よりも大きいヤング率を有することが好ましい。補強部材のヤング率は、例えば1GPa以上であり、より好ましくは10GPa以上である。補強部材のヤング率は、回路基板用基材のヤング率の100倍以上であってもよく、1000倍以上であってもよい。補強部材のヤング率は、500GPa以下であってもよい。また、補強部材のヤング率は、回路基板用基材のヤング率の500000倍以下であってもよい。 The reinforcing member preferably has a Young's modulus larger than the Young's modulus of the substrate for the circuit board. The Young's modulus of the reinforcing member is, for example, 1 GPa or more, more preferably 10 GPa or more. The Young's modulus of the reinforcing member may be 100 times or more, or 1000 times or more, the Young's modulus of the substrate for the circuit board. The Young's modulus of the reinforcing member may be 500 GPa or less. Further, the Young's modulus of the reinforcing member may be 500,000 times or less the Young's modulus of the substrate for the circuit board.
補強部材の材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料;一般的な熱可塑性エラストマー;アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、エポキシ系、ビニルエーテル系、ポリエン・チオール系、シリコーン系等のオリゴマー、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、エポキシ系、ビニルエーテル系、ポリエン・チオール系、シリコーン系等のポリマーが挙げられる。補強部材の厚さは、例えば10μm以上である。 Examples of the reinforcing member material include metal materials such as copper, aluminum, and stainless steel; general thermoplastic elastomers; acrylic-based, urethane-based, epoxy-based, polyester-based, epoxy-based, vinyl ether-based, and polyene-thiol-based materials. Examples thereof include oligomers such as silicones, and polymers such as acrylics, urethanes, epoxys, polyesters, epoxys, vinyl ethers, polyenes and thiols, and silicones. The thickness of the reinforcing member is, for example, 10 μm or more.
(8)接着層
本開示における回路基板は、上記回路基板用基材の配線とは反対の面側に、接着層を有していてもよい。接着層を設けることにより、例えば、回路基板を伸縮性デバイス用基材に接着させることができる。接着層は、蛇腹形状部を有していてもよく、有していなくてもよい。
(8) Adhesive Layer The circuit board in the present disclosure may have an adhesive layer on the surface side opposite to the wiring of the circuit board base material. By providing the adhesive layer, for example, the circuit board can be adhered to the base material for the elastic device. The adhesive layer may or may not have a bellows-shaped portion.
接着層の材料としては、一般的な接着剤や粘着剤を用いることができる。接着剤としては、例えば、ヒートシール剤、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤、ゴム系粘着剤等が挙げられる。 As the material of the adhesive layer, a general adhesive or an adhesive can be used. Examples of the adhesive include heat sealants, acrylic adhesives, epoxy adhesives, urethane adhesives and the like. Examples of the pressure-sensitive adhesive include an acrylic pressure-sensitive adhesive, a silicone-based pressure-sensitive adhesive, a urethane-based pressure-sensitive adhesive, and a rubber-based pressure-sensitive adhesive.
また、接着層の厚さは、例えば、10μm以上、100μm以下である。接着層の形成方法としては、例えば、接着剤や粘着剤を塗布する方法が挙げられる。 The thickness of the adhesive layer is, for example, 10 μm or more and 100 μm or less. Examples of the method for forming the adhesive layer include a method of applying an adhesive or an adhesive.
また、伸縮性デバイス用基材と接着層との密着性を高めるために、伸縮性デバイス用基材と接着層との間にプライマー層が配置されていてもよい。プライマー層としては、伸縮性デバイス用基材および接着層の材料等に応じて適宜選択される。また、プライマー層は、防水性等の機能を兼ね備えていてもよい。 Further, in order to improve the adhesion between the base material for the elastic device and the adhesive layer, a primer layer may be arranged between the base material for the elastic device and the adhesive layer. The primer layer is appropriately selected depending on the material of the base material for the elastic device and the adhesive layer. Further, the primer layer may also have a function such as waterproofness.
(9)第1の伸縮制御部
本開示における回路基板は、回路基板用基材の第1面側、回路基板用基材の第2面側、または回路基板用基材の内部に位置し、第1方向に沿って並ぶ複数の第1の伸縮制御部を有していてもよい。第1の伸縮制御部は、平面視上、配線の少なくとも一部と重複するように位置していることが好ましい。
(9) First Expansion / Contraction Control Unit The circuit board in the present disclosure is located on the first surface side of the circuit board base material, the second surface side of the circuit board base material, or inside the circuit board base material. It may have a plurality of first expansion / contraction control units arranged along the first direction. The first expansion / contraction control unit is preferably located so as to overlap at least a part of the wiring in a plan view.
図8(a)は、本開示における回路基板を例示する概略平面図であり、図8(b)は図8(a)のA−A断面図である。図8(a)、(b)において、回路基板10は、蛇腹形状部50の山部51および谷部52が繰り返し現れる第1方向D1に沿って並ぶ複数の第1の伸縮制御部91を有している。
8 (a) is a schematic plan view illustrating the circuit board in the present disclosure, and FIG. 8 (b) is a sectional view taken along the line AA of FIG. 8 (a). In FIGS. 8A and 8B, the
第1の伸縮制御部を設けることにより、蛇腹形状部の周期または振幅を制御することができる。このため、配線に局所的に大きな湾曲や屈曲が生じることを抑制することができる。これにより、配線が破損することを抑制することができる。 By providing the first expansion / contraction control unit, the period or amplitude of the bellows-shaped portion can be controlled. Therefore, it is possible to prevent the wiring from being locally significantly curved or bent. As a result, it is possible to prevent the wiring from being damaged.
第1の伸縮制御部のヤング率は、回路基板用基材のヤング率よりも大きくてもよく、回路基板用基材のヤング率以下であってもよい。第1の伸縮制御部の材料の一例としては、金属材料が挙げられる。金属材料としては、例えば、銅、アルミニウム、ステンレス鋼が挙げられる。一方、第1の伸縮制御部の材料の他の例としては、スチレン系エラストマー、アクリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、ポリブタジエン、ポリクロロプレンが挙げられる。第1の伸縮制御部の厚さは、例えば、1μm以上、100μm以下である。 The Young's modulus of the first expansion / contraction control unit may be larger than the Young's modulus of the substrate for the circuit board, and may be equal to or less than the Young's modulus of the substrate for the circuit board. An example of the material of the first expansion / contraction control unit is a metal material. Examples of the metal material include copper, aluminum, and stainless steel. On the other hand, as another example of the material of the first expansion / contraction control unit, styrene-based elastomer, acrylic-based elastomer, olefin-based elastomer, urethane-based elastomer, silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, nitrile rubber, polybutadiene, and polychloroprene are used. Can be mentioned. The thickness of the first expansion / contraction control unit is, for example, 1 μm or more and 100 μm or less.
(10)第2の伸縮制御部
本開示における回路基板は、回路基板用基材の第1面側、回路基板用基材の第2面側、または回路基板用基材の内部に位置し、平面視上、機能性部材の端部と重複する位置に第2の伸縮制御部を有していてもよい。図8(a)、(b)において、回路基板10は、機能性部材4の端部と重複する位置に第2の伸縮制御部92を有している。
(10) Second expansion / contraction control unit The circuit board in the present disclosure is located on the first surface side of the circuit board base material, the second surface side of the circuit board base material, or inside the circuit board base material. A second expansion / contraction control unit may be provided at a position overlapping the end portion of the functional member in a plan view. In FIGS. 8A and 8B, the
第2の伸縮制御部を設けることにより、機能性部材の近傍において配線に大きな山部が生じること抑制することができる。これにより、機能性部材と配線との間の電気接合部が破損することを抑制することができる。なお、第2の伸縮制御部のヤング率、材料、厚さ等については、上記第1の伸縮制御部と同様である。 By providing the second expansion / contraction control unit, it is possible to prevent a large mountain portion from being generated in the wiring in the vicinity of the functional member. As a result, it is possible to prevent the electrical joint between the functional member and the wiring from being damaged. The Young's modulus, material, thickness, etc. of the second expansion / contraction control unit are the same as those of the first expansion / contraction control unit.
(11)回路基板の製造方法
本開示における回路基板は、伸縮性を有する。このような回路基板の製造方法としては、例えば、伸縮性を有する回路基板用基材を伸長する伸長工程と、回路基板用基材を伸長した状態で、回路基板用基材の一方の面側に配線を配置する配線配置工程と、配線配置工程後、回路基板用基材の引張応力を取り除く解放工程と、を有する製造方法が挙げられる。
(11) Manufacturing Method of Circuit Board The circuit board in the present disclosure has elasticity. Such a method for manufacturing a circuit board includes, for example, an stretching step of stretching a stretchable circuit board base material and one surface side of the circuit board base material in a stretched state. A manufacturing method including a wiring arrangement step of arranging the wiring in the circuit board and a release step of removing the tensile stress of the substrate for the circuit board after the wiring arrangement step can be mentioned.
図9(a)〜(e)は、本開示における回路基板の製造方法を例示する工程図である。まず、図9(a)に示すように、回路基板用基材1および接着層9を有する第1積層体を準備する。次に、図9(b)に示すように、支持フィルム3、配線2および機能性部材4を有する第2積層体を準備する。次に、図9(c)に示すように、第1積層体(回路基板用基材1を含む積層体)を伸長する。次に、図9(d)に示すように、第1積層体を伸長させた状態で、第1積層体上に、第2積層体(配線2および機能性部材4を含む積層体)を配置する。最後に、図9(e)に示すように、回路基板用基材1の引張応力を取り除く。この際、伸縮性を有する回路基板用基材1が収縮するのに伴い、配線2、支持フィルム3および接着層9が変形し、蛇腹形状部が形成される。これにより、回路基板10が得られる。このような製造方法を用いた場合、蛇腹形状部を構成する山部および谷部の振幅および周期は、均一ではなく、不均一となる。
9 (a) to 9 (e) are process diagrams illustrating the method for manufacturing the circuit board in the present disclosure. First, as shown in FIG. 9A, a first laminated body having a circuit
3.伸縮性デバイス
本開示の伸縮性デバイスは、例えば、人が装着または着用して用いるものである。伸縮性デバイスを伸長させた状態で装着または着用することにより、伸縮性デバイスを身体により密着させることができる。このため、良好な着用感を実現することができる。また、伸縮性デバイスは、伸縮性を有するため、曲面や立体形状に沿わせて装着または着用することができる。
3. 3. Stretchable device The stretchable device of the present disclosure is used, for example, by being worn or worn by a person. By wearing or wearing the stretchable device in an extended state, the stretchable device can be brought into close contact with the body. Therefore, a good wearing feeling can be realized. Further, since the stretchable device has elasticity, it can be worn or worn along a curved surface or a three-dimensional shape.
本開示の伸縮性デバイスの形態としては、例えば、手袋;靴下、ストッキング、パンティストッキング、タイツ、レギンス、スパッツ等のレッグウェア;リストバンド;足首サポーター、膝サポーター、腰サポーター、肩サポーター、腕サポーター、肘サポーター、手首サポーター、指サポーター、太ももサポーター、ふくらはぎサポーター、足首カバー、腕カバー、脚カバー、膝カバー、肘カバー等のサポーター類;インナーウェア、スポーツウェア、水着、トップス、ボトムス等の衣服;帽子;ヘアバンド;等が挙げられる。 The form of the elastic device of the present disclosure includes, for example, gloves; legwear such as socks, stockings, panty stockings, tights, leggings, spats; wristbands; ankle supporters, knee supporters, waist supporters, shoulder supporters, arm supporters, etc. Elbow supporters, wrist supporters, finger supporters, thigh supporters, calf supporters, ankle covers, arm covers, leg covers, knee covers, elbow covers and other supporters; innerwear, sportswear, swimwear, tops, bottoms and other clothing; hats ; Hair band; etc.
中でも、本開示の伸縮性デバイスは、筒状部分を有し、かつ、着用者の関節を覆うための部分を有することが好ましい。このような形態の伸縮性デイバスは、特に着脱時に伸縮性デバイスが最も伸びる傾向があるが、本開示によれば、伸縮性デバイスの着脱時に回路基板の配線が断線するのを抑制することが可能である。また、本開示によれば、伸縮性デバイスの使用時に、着用者が関節を容易に動かすことができるともに、着用者が関節を動かした際に回路基板の配線が断線するのを抑制することも可能である。さらに、本開示によれば、着用者が関節を動かした際に、着用者に対する伸縮性デバイスの回路基板の機能性部材の位置を所定の位置に保つことができ、正確な計測が可能となる。 Above all, the elastic device of the present disclosure preferably has a tubular portion and a portion for covering the wearer's joint. In such a form of elastic device, the elastic device tends to be stretched most especially when the elastic device is attached and detached. However, according to the present disclosure, it is possible to prevent the wiring of the circuit board from being broken when the elastic device is attached and detached. Is. Further, according to the present disclosure, when the elastic device is used, the wearer can easily move the joint, and when the wearer moves the joint, it is possible to prevent the wiring of the circuit board from being broken. It is possible. Further, according to the present disclosure, when the wearer moves the joint, the position of the functional member of the circuit board of the stretchable device with respect to the wearer can be maintained at a predetermined position, and accurate measurement becomes possible. ..
本開示の伸縮性デバイスが、着用者の関節を覆うための部分を有する場合、関節の動きとしては特に限定されるものではない。本開示の伸縮性デバイスは、例えば、屈曲および伸展する関節、内転および外転する関節、内旋および外旋する関節、回内および回外する関節等を覆うための部分を有することができる。このような形態の伸縮性デバイスに本開示は有用である。中でも、本開示の伸縮性デバイスは、関節の動きによる伸縮性デバイスの変形率(伸縮率)が特に大きい屈曲可能な部分を有することが好ましい。 When the elastic device of the present disclosure has a portion for covering the wearer's joint, the movement of the joint is not particularly limited. The elastic devices of the present disclosure may have a portion for covering, for example, flexing and extending joints, adduction and abduction joints, internal and external rotation joints, supination and supination joints, and the like. .. The present disclosure is useful for such forms of stretchable devices. Above all, it is preferable that the stretchable device of the present disclosure has a bendable portion in which the deformation rate (stretch rate) of the stretchable device due to the movement of a joint is particularly large.
本開示の伸縮性デバイスの形態は、手袋であることが特に好ましい。 The form of the stretchable device of the present disclosure is particularly preferably gloves.
本開示は、上記実施形態に限定されない。上記実施形態は、例示であり、本開示における特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示における技術的範囲に包含される。 The present disclosure is not limited to the above embodiments. The above embodiment is an example, and any object having substantially the same structure as the technical idea described in the claims of the present disclosure and exhibiting the same effect and effect is the present invention. Included in the technical scope of the disclosure.
1 … 回路基板用基材
2 … 配線
3 … 支持フィルム
4 … 機能性部材
5 … 保護層
6 … 接着層
10 … 回路基板
20 … 伸縮性デバイス用基材
21 … 第1基材部
22 … 第2基材部
100 … 伸縮性デバイス
1 ... Circuit
Claims (5)
前記回路基板は、回路基板用基材と、配線と、前記配線に電気的に接続された機能性部材とを有し、
前記伸縮性デバイス用基材は、前記回路基板が配置されている第1基材部と、前記回路基板が配置されていない第2基材部とを有し、
前記第2基材部の伸縮性が、前記第1基材部の伸縮性よりも高い、伸縮性デバイス。 A stretchable device in which a stretchable circuit board is arranged on one surface side of a base material for a stretchable device.
The circuit board has a base material for a circuit board, wiring, and a functional member electrically connected to the wiring.
The stretchable device base material has a first base material portion on which the circuit board is arranged and a second base material portion on which the circuit board is not arranged.
An elastic device in which the elasticity of the second base material portion is higher than the elasticity of the first base material portion.
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