JP3874318B2

JP3874318B2 - Electronic component comprising a conductive pattern layer on a film substrate

Info

Publication number: JP3874318B2
Application number: JP21911397A
Authority: JP
Inventors: 達也小川; まさみ清水; 卓慈及川
Original assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc; Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Hisamitsu Pharmaceutical Co Inc; Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2017-07-29
Also published as: JPH1154855A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フィルム基材上に導電パターン層を備え、全体として手で容易に屈曲可能であり、しかも、曲げた状態を保持することができる電子部品であって、フィルム電極、スイッチあるいはセンサー等に広範囲に利用することができる技術に関する。
【０００２】
【背景技術】
一般に、フィルム基材上に電極等の導電パターン層を備える電子部品としては、各種のものが知られている。その代表例は、プラスチックフィルムの一面に印刷などによって電極を形成したフィルム電極である（たとえば、特開平４−３４８７６４号、特開平６−１８９９１９号、特開平７−８４６６号の各公報）。このフィルム電極は、低周波治療器や心電図、筋電図などに用いる電極であり、人体の表面に良く密着するように、基材フィルムとしては、フレキシブルな薄いプラスチックフィルムが専ら用いられている。また、別の例は、プラスチックフィルムの一面の導電パターン層からなる一方の電極と、押込みあるいはスライドなどによる作動によって、その一方の電極に接触する他方の電極とを備え、それらの両電極が接触するか否かによって、スイッチング作動するスイッチである（たとえば、実開昭６３−６９３２０号、実開平４−６３５１３号、特開平８−２７３４８４号の各公報）。このスイッチは、小さなスペースの中に収容する電子部品であり、フィルム電極と同様、その中には、フレキシブルな基材フィルムの上に形成した導電パターン層（電極あるいはスイッチングパターン）を含む。このほか、基材フィルム上に導電パターン層を備える構成部品は、センサーや薄型電池などの他の電子部品としても広く用いられている。
【０００３】
【発明の視点および解決すべき課題】
発明者らは、基材フィルムがもつ屈曲性、つまり、手で容易に屈曲することができる特性を維持しつつ、曲げた状態を保持する特性（形状保持特性）をももたせることができないか、という点に着眼した。前者の屈曲性は、プラスチックフィルムが弾性変形することから生じる特性であるが、その弾性変形の特性によって、プラスチックフィルムは曲げたとしても、その曲げた状態を元に戻そうとする性質がある。そのため、曲げた状態を保持するためには、熱加工をしたり、あるいはネジなどの固定部材を用いたりする、別の対策を加えざるをえない。しかし、それでは、部品の組付けなどの作業が面倒であり、しかもまた、たとえば、人体の表面に固定するフィルム電極の場合などには、フィルム電極を人体に対し充分に密着させるために、密着部分に比較的に大きな粘着性をもつ層を介在させるようにしなければならない。また、スイッチを狭いスペースの中に組み込むようなとき、曲げた状態を維持するように抑えながら組み込まなければならず、その作業もまた面倒である。そこで、発明者らは、屈曲性を損なうことなく、曲げた状態を保持する特性（形状保持特性）をももたせるという発想に至ったわけである。
【０００４】
したがって、この発明は、全体として手で容易に屈曲可能であり、しかも、曲げた状態を有効に保持することができるという全く新しい技術を提供することを目的とする。
また、この発明は、電気的な耐ノイズ性にすぐれた電子部品を提供することを他の目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明では、導電パターン層を支持するフィルム基材として、プラスチックフィルムと金属フィルムとをラミネートした部材を用いる。このラミネート部材は、全体として手により容易に屈曲可能な厚さに設定する。それに適う厚さは、通常、プラスチックフィルムおよび金属フィルムのそれぞれについて、１０〜２００μｍの範囲である。１０μｍという値は、プラスチックフィルムにとっては、ラミネートを可能にするため、および電気的な絶縁性を得るための実際上の下限値であり、また、金属フィルムにとっては、ピンホールフリーとするため、あるいは有効な形状保持性を得るために必要とする値である。水蒸気や空気を遮断する特性が特に要求されるような場合には、金属フィルムの厚さを１５μｍ以上にするのが良い。他方、２００μｍという値は、プラスチックフィルムにとっては、金属フィルムの曲げた状態を保持する形状保持力との関係で形状保持性を得るための上限値であり、また、金属フィルムにとっては、手で容易に曲げることができる屈曲性（あるいはフレキシブル性）を得るための上限値である。なお、プラスチックフィルムおよび金属フィルムの両方について、余りに厚くすることは、材料のコスト増を来すことにもなり、好ましいことではない。
【０００６】
特に、この発明では、プラスチックフィルムの曲げた状態を元に戻そうとする特性に対し、金属フィルムの曲げた状態を保持する特性が打ち勝つように設定する。それによって、全体として手で容易に屈曲可能であり、しかも、曲げた状態を保持することができるようにする。形状保持性の点からすると、通常、金属フィルムの厚さ１に対し、プラスチックフィルムの厚さ２が境界条件である。すなわち、プラスチックフィルムの厚さを金属フィルムの厚さの２倍を超すような値に設定すると、プラスチックフィルムの弾性変形に伴う復元力が金属フィルムの形状保持力に打ち勝つ傾向があり、有効な形状保持性を得ることが困難になる。この形状保持性のほか、コスト等その他を考慮した場合、金属フィルムの厚さは、好ましくは３０〜１００μｍの範囲、特には４０〜８０μｍの範囲に設定するのが良い。また、他方のプラスチックフィルムについても、金属フィルムと同様である。
【０００７】
電極等になる導電パターン層は、ラミネート部材のラミネートした側とは別のプラスチックフィルムの一面に形成するが、その導電パターン層については、導電性インキを用いることによってスクリーン印刷あるいはグラビア印刷などによって形成することができる。そして、ラミネート部材のラミネートした側とは別の金属フィルムの一面にプラスチック保護層を設けることもできる。このプラスチック保護層は、さびの発生、あるいはバリによるケガの発生を防止するためのものであり、その厚さは前記したプラスチックフィルムに比べて薄くて良い。したがって、フィルムをラミネートする手法に限られることなく、コーティングによっても形成することができる。なお、プラスチック保護層を設ける場合には、そのプラスチック保護層の厚さと前記のプラスチックフィルムの厚さとの合計の値を２００μｍ以下に設定すべきである。それによって、有効な形状保持性を得ることができるからである。
【０００８】
さて、ラミネート部材のプラスチックフィルム（およびプラスチック保護層）の材料としては、電気的な絶縁性にすぐれたポリエチレンテレフタレートが好適であるが、そのほか、ポリイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系、あるいは、ポリエチレンナフタレートを代表にしたポリエステル系のものを用いることができる。また、金属フィルムとしては、Ａｌあるいはその合金が好適であるが、そのほか、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｂ、Ｓｎあるいはそれらの各合金を用いることもできる。なお、これらの金属は、電気的な導電性にもすぐれているので、電子部品の電気的な耐ノイズ性を高めるという効果を生じる。
【０００９】
【実施例】
図１は、この発明による電子部品の基本の層構造を示す断面図である。この発明による電子部品１０は、金属フィルム（ここでは、Ａｌフィルム）２０の一面に、プラスチックフィルム〔ここでは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム〕３０をラミネートし、また、その反対側にプラスチック保護層〔ここでは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム〕４０をラミネートした層構造である。なお、ラミネートに際しては、プライマーを用いた公知の方法を用いた。そして、それぞれのフィルム２０，３０，４０の各厚さを、手で曲げることができる厚さの範囲で変化させることによって、それぞれの場合の形状保持性の有無を調べた。その結果は、次のとおりであり、〇が形状保持性あり、×が形状保持性なしを示す。
【００１０】

形状保持性が×のものは、ＰＥＴフィルム３０，４０の厚さ≦Ａｌフィルム２０の厚さの２倍を充足していない点で共通している。
【００１１】
ラミネートを終えた後、ＰＥＴフィルム３０の露出した一面に、スクリーン印刷によって厚さ１５μｍの導電パターン層５０を形成し、さらに、プレス加工をすることによって、図２に示すような形状を得た。図２に示すものは導電パターン層５０がある側に一周にわたる外向きフランジ１０ｆがあり、その内側に凹部１０ｄ、さらに、外向きフランジ１０ｆの一部から径方向外側に延びた電極引出し部分１０ｔを備えている。この図２の電子部品１０は、凹部１０ｄの中に電解質ゲル７０を入れることによって、低周波治療器などの電極として用いることができる。なお、導電パターン層５０については、Ａｇなどの導電粒子を含むインキを用い、スクリーン印刷によってパターン形成した後、たとえば、１３０℃で数分間乾燥することによって、成膜することができる。
【００１２】
また、その導電パターン層５０上の少なくとも一部、特に折曲げなどによって形状変形させる部分の上を絶縁層によって保護することもできる。そうした絶縁層としては、ポリエステル樹脂３０重量部、シリカ３重量部、シンナー１００重量部からなるインキを用いてスクリーン印刷をし、その後、１３０℃で１分間乾燥して得る厚さ３０μｍの層を用いることができる。導電パターン層５０の上を被う絶縁層は、導電パターン５０を形成した後、所定の形状に折曲げあるいは加工したりする場合に、導電パターン層５０を保護し、断線を効果的に防止する。また、低周波治療器などの電極に応用した場合、導電パターン層５０が皮膚と接触するのを防止することができる。図２を例にとると、絶縁層は、たとえば、凹部１０ｄから電極引出し部分１０ｔにかかる箇所６０に設ける。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の電子部品の基本的な層構造を示す図であり、電子部品の要部を拡大した一部の断面図である。
【図２】この発明の具体的な適用例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０電子部品
２０金属フィルム（Ａｌフィルム）
３０プラスチックフィルム（ＰＥＴフィルム）
４０プラスチック保護層（ＰＥＴフィルム）
５０導電パターン層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an electronic component that includes a conductive pattern layer on a film substrate and can be bent easily by hand as a whole, and can maintain a bent state, and includes a film electrode, a switch, a sensor, and the like The present invention relates to a technology that can be widely used.
[0002]
[Background]
In general, various electronic components having a conductive pattern layer such as an electrode on a film substrate are known. A typical example is a film electrode in which an electrode is formed on one surface of a plastic film by printing or the like (for example, JP-A-4-348774, JP-A-6-189919, JP-A-7-8466). This film electrode is an electrode used for a low-frequency treatment device, an electrocardiogram, an electromyogram or the like, and a flexible thin plastic film is exclusively used as a base film so as to adhere well to the surface of a human body. Another example includes one electrode made of a conductive pattern layer on one surface of a plastic film, and the other electrode that comes into contact with one electrode by an operation such as pressing or sliding, and these two electrodes are in contact with each other. Depending on whether or not it is performed, it is a switch that performs a switching operation (for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-69320, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-63513, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-273484). This switch is an electronic component housed in a small space, and includes a conductive pattern layer (electrode or switching pattern) formed on a flexible base film as well as a film electrode. In addition, components having a conductive pattern layer on a base film are widely used as other electronic components such as sensors and thin batteries.
[0003]
[Aspects of the Invention and Problems to be Solved]
The inventors have the property of holding the bent state (shape retention property) while maintaining the flexibility of the base film, that is, the property of being easily bent by hand, I focused on this point. The former bendability is a characteristic resulting from the elastic deformation of the plastic film, but due to the characteristic of the elastic deformation, even if the plastic film is bent, it has the property of returning the bent state to its original state. Therefore, in order to maintain the bent state, another measure such as heat processing or using a fixing member such as a screw has to be added. However, the work of assembling the parts is troublesome, and in addition, for example, in the case of a film electrode fixed on the surface of the human body, in order to sufficiently adhere the film electrode to the human body, It is necessary to interpose a layer having a relatively large adhesiveness. Further, when the switch is incorporated in a narrow space, it must be incorporated while maintaining a bent state, which is also troublesome. Thus, the inventors have come up with the idea of having a characteristic (shape retention characteristic) for maintaining a bent state without impairing the flexibility.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a completely new technique that can be easily bent by hand as a whole and that can maintain the bent state effectively.
Another object of the present invention is to provide an electronic component having excellent electrical noise resistance.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In this invention, the member which laminated the plastic film and the metal film is used as a film base material which supports a conductive pattern layer. The laminate member is set to a thickness that can be easily bent by hand as a whole. A suitable thickness is usually in the range of 10 to 200 μm for each of the plastic film and the metal film. A value of 10 μm is a practical lower limit for plastic films to allow laminating and to obtain electrical insulation, and for metal films to be pinhole free, or This is a value required to obtain effective shape retention. In the case where the characteristic of blocking water vapor or air is particularly required, the thickness of the metal film is preferably 15 μm or more. On the other hand, the value of 200 μm is an upper limit value for obtaining a shape retaining property in relation to a shape retaining force for retaining a bent state of a metal film for a plastic film, and easy for a metal film by hand. This is the upper limit value for obtaining the flexibility (or flexibility) that can be bent in a straight line. Note that it is not preferable to make both the plastic film and the metal film too thick because it increases the cost of the material.
[0006]
In particular, in the present invention, the characteristic of maintaining the bent state of the metal film is set to overcome the characteristic of returning the bent state of the plastic film. As a result, it can be bent easily by hand as a whole, and the bent state can be maintained. From the viewpoint of shape retention, the boundary condition is usually the thickness 2 of the plastic film with respect to the thickness 1 of the metal film. In other words, if the thickness of the plastic film is set to a value that exceeds twice the thickness of the metal film, the restoring force accompanying the elastic deformation of the plastic film tends to overcome the shape retention force of the metal film, and the effective shape It becomes difficult to obtain retainability. In consideration of other factors such as cost, etc., the thickness of the metal film is preferably set in the range of 30 to 100 μm, particularly in the range of 40 to 80 μm. The other plastic film is the same as the metal film.
[0007]
The conductive pattern layer to be an electrode, etc. is formed on one side of a plastic film different from the laminated side of the laminate member, but the conductive pattern layer is formed by screen printing or gravure printing by using conductive ink. can do. Then, a plastic protective layer can be provided on one surface of the metal film different from the laminated side of the laminate member. This plastic protective layer is for preventing the occurrence of rust or injuries due to burrs, and the thickness thereof may be smaller than that of the plastic film described above. Therefore, it is not limited to the method of laminating the film, but can be formed by coating. When a plastic protective layer is provided, the total value of the thickness of the plastic protective layer and the thickness of the plastic film should be set to 200 μm or less. This is because effective shape retention can be obtained.
[0008]
As a material for the plastic film (and the plastic protective layer) of the laminate member, polyethylene terephthalate having excellent electrical insulation is suitable. In addition, polyolefins such as polyimide, polyethylene, and polypropylene, or polyethylene Polyester type typified by phthalate can be used. As the metal film, Al or an alloy thereof is suitable, but Cu, Au, Ag, Pb, Sn, or their respective alloys can also be used. In addition, since these metals are excellent also in electrical conductivity, the effect of improving the electrical noise resistance of an electronic component is produced.
[0009]
【Example】
FIG. 1 is a sectional view showing a basic layer structure of an electronic component according to the present invention. In the electronic component 10 according to the present invention, a plastic film (here, polyethylene terephthalate (PET) film) 30 is laminated on one surface of a metal film (here, Al film) 20, and a plastic protective layer [ Here, a layer structure in which a polyethylene terephthalate (PET) film] 40 is laminated. In the lamination, a known method using a primer was used. And the presence or absence of the shape retention in each case was investigated by changing each thickness of each

film

20, 30, and 40 in the range of the thickness which can be bent by hand. The results are as follows, where ◯ indicates shape retention and x indicates no shape retention.
[0010]

Those having shape retentivity are common in that the thickness of the

PET films

30 and 40 ≦ the thickness of the Al film 20 is not satisfied twice.
[0011]
After finishing the lamination, a conductive pattern layer 50 having a thickness of 15 μm was formed on one exposed surface of the PET film 30 by screen printing, and further pressed to obtain a shape as shown in FIG. In FIG. 2, there is an outward flange 10f that wraps around on the side where the conductive pattern layer 50 is present, and a recess 10d is formed inside thereof, and an electrode lead-out portion 10t extending radially outward from a part of the outward flange 10f. I have. The electronic component 10 of FIG. 2 can be used as an electrode for a low-frequency treatment device or the like by inserting an electrolyte gel 70 in the recess 10d. In addition, about the conductive pattern layer 50, after forming a pattern by screen printing using the ink containing conductive particles, such as Ag, it can form into a film by drying for several minutes at 130 degreeC, for example.
[0012]
In addition, at least a part of the conductive pattern layer 50, particularly a part that is deformed by bending or the like, can be protected by the insulating layer. As such an insulating layer, a layer having a thickness of 30 μm obtained by screen printing using an ink comprising 30 parts by weight of a polyester resin, 3 parts by weight of silica, and 100 parts by weight of a thinner and then drying at 130 ° C. for 1 minute is used. be able to. The insulating layer covering the conductive pattern layer 50 protects the conductive pattern layer 50 and effectively prevents disconnection when the conductive pattern 50 is formed and then bent or processed into a predetermined shape. . Moreover, when it applies to electrodes, such as a low frequency treatment device, it can prevent that the conductive pattern layer 50 contacts skin. Taking FIG. 2 as an example, the insulating layer is provided, for example, at a location 60 extending from the recess 10d to the electrode lead-out portion 10t.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic layer structure of an electronic component according to the present invention, and is a partial cross-sectional view showing an enlarged main part of the electronic component.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a specific application example of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Electronic parts 20 Metal film (Al film)
30 Plastic film (PET film)
40 Plastic protective layer (PET film)
50 Conductive pattern layer

Claims

Bei give a conductive pattern layer on a film substrate, an electronic component constituting the film electrode for adhering the side having the conductive pattern layer on the surface of the body, the film substrate laminated with a plastic film and a metal film Including the conductive pattern layer on one surface of the plastic film different from the laminated side of the laminated member, and further setting the laminated member to a thickness that can be easily bent by hand, By setting so that the characteristic of holding the bent state of the metal film can be overcome with respect to the characteristic of returning the bent state of the plastic film, it can be bent easily by hand as a whole, a Ru electronic components can hold a bending state, further, electronic components have the following technical characteristics
(A) The plastic film and the metal film each have a thickness of 10 to 200 μm in order to be easily bent by the hand.
(B) In order to be able to maintain the bent state, the relationship between the thickness of the metal film and the thickness of the plastic film is regulated.

The electronic component of claim 1, wherein the thickness of the plastic film does not exceed twice the thickness of the metal film.

The electronic component according to claim 1, wherein a plastic protective layer is provided on one surface of the metal film different from the laminated side of the laminate member, and the thickness of the plastic protective layer is equal to or less than the thickness of the plastic film.

The electronic component according to claim 3, wherein a value obtained by adding the thickness of the plastic film and the thickness of the plastic protective layer is 200 μm or less.

3. The electronic component according to claim 1, wherein the plastic film is a polyolefin-based or polyester-based electrically insulating film.

The electronic component according to claim 1, wherein the metal film is a film made of Al, Cu, Au, Ag, Pb, Sn, or one of their respective alloys.

The electronic component according to claim 1, wherein the conductive pattern layer is a layer formed by printing.

The electronic component according to claim 1, wherein an insulating layer covers at least a part of the conductive pattern layer.