(57)【要約】      （修正有）【課題】配線基板の伸長性を場所に応じて調整することができる配線基板及び配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】配線基板１０は、固定領域３０Ａと、少なくとも第１方向において固定領域３０Ａよりも高い伸縮性を有する伸縮領域３０Ｂと、を含む基材２０と、基材２０の第１面側において伸縮領域３０Ｂに位置する配線５２と、を備える。固定領域３０Ａは、第１固定領域３１と、第１固定領域３１の周囲に位置し、第１固定領域３１よりも小さい寸法を有する第２固定領域３２と、第２固定領域３２よりも第１固定領域３１から離れる側に位置する第３固定領域３３と、を含む。伸縮領域３０Ｂは、第１固定領域３１と第２固定領域３２との間に位置する第１伸縮領域３４と、第２固定領域３２と第３固定領域３３との間に位置し、第１方向において第１伸縮領域３４よりも大きい寸法を有する第２伸縮領域３５と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板であって、
固定領域と、少なくとも第１方向において前記固定領域よりも高い伸縮性を有する伸縮領域と、を含む基材と、
前記基材の第１面側において前記伸縮領域に位置する配線と、を備え、
前記固定領域は、第１固定領域と、前記第１固定領域の周囲に位置し、前記第１固定領域よりも小さい寸法を有する第２固定領域と、前記第２固定領域よりも前記第１固定領域から離れる側に位置する第３固定領域と、を含み、
前記伸縮領域は、前記第１固定領域と前記第２固定領域との間に位置する第１伸縮領域と、前記第２固定領域と前記第３固定領域との間に位置し、前記第１方向において前記第１伸縮領域よりも大きい寸法を有する第２伸縮領域と、を含む、配線基板。
【請求項２】
前記基材の前記伸縮領域は、少なくとも第１方向において伸縮性を有するベース部材を含み、
前記基材の前記固定領域は、前記ベース部材よりも大きい弾性係数を有する補強部材を少なくとも部分的に含む、請求項１に記載の配線基板。
【請求項３】
前記基材の前記ベース部材は、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゲル又はシリコンゲルを含む、請求項２に記載の配線基板。
【請求項４】
前記基材の前記固定領域の厚みは、前記伸縮領域の厚みよりも大きい、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項５】
前記第１方向における前記第１伸縮領域の寸法は、前記第１方向における前記第１固定領域の寸法の０．１倍以上２．０倍以下である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項６】
前記第１方向における前記第２固定領域の寸法は、前記第１方向における前記第１固定領域の寸法の１倍未満である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項７】
前記配線は、前記配線が延びる方向に並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項８】
前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の振幅が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅よりも小さい、請求項７に記載の配線基板。
【請求項９】
前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の周期が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の周期よりも大きい、請求項７又は８に記載の配線基板。
【請求項１０】
前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の位置が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の位置からずれている、請求項７乃至９のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１１】
前記第１伸縮領域に位置する前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅が、前記第２伸縮領域に位置する前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅よりも大きい、請求項７乃至１０のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１２】
支持基板を更に備える、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１３】
前記支持基板は、前記基材のベース部材よりも高い弾性係数を有し、前記配線を支持する、請求項１２に記載の配線基板。
【請求項１４】
前記支持基板は、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、又はポリエチレンテレフタラートを含む、請求項１２又は１３に記載の配線基板。
【請求項１５】
前記基材の前記固定領域に位置し、前記配線に電気的に接続される電子部品を更に備える、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の配線基板。
【請求項１６】
配線基板の製造方法であって、
固定領域と、少なくとも第１方向において前記固定領域よりも高い伸縮性を有する伸縮領域と、を含む基材を準備する工程と、
前記基材に、少なくとも前記基材の第１面の面内方向の１つである第１方向において張力を加えて、前記基材を伸長させる伸長工程と、
前記伸長工程によって伸長した状態の前記基材の第１面側に配線を設ける配線形成工程と、
前記基材から張力を取り除く収縮工程と、を備え、
前記固定領域は、第１固定領域と、前記第１固定領域の周囲に位置し、前記第１固定領域よりも小さい寸法を有する第２固定領域と、前記第２固定領域よりも前記第１固定領域から離れる側に位置する第３固定領域と、を備え、
前記伸縮領域は、前記第１固定領域と前記第２固定領域との間に位置する第１伸縮領域と、前記第２固定領域と前記第３固定領域との間に位置し、前記第１方向において前記第１伸縮領域よりも大きい寸法を有する第２伸縮領域と、を含む、配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、伸縮性を有する基材と、配線とを備える配線基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伸縮性などの変形性を有する配線基板の研究がおこなわれている。例えば、伸縮性を有する基材に伸縮性を有する銀配線を形成したものや、伸縮性を有する基材に馬蹄形の配線を形成したものが知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、これらのタイプの配線基板は、基材の伸縮に伴って配線の抵抗値が変化し易いという課題を有する。
【０００３】
その他のタイプの配線基板として、例えば特許文献２は、基材と、基材に設けられた配線と、を備え、伸縮性を有する配線基板を開示している。特許文献２においては、予め伸長させた状態の基材に回路を設け、回路を形成した後に基材を弛緩させる、という製造方法を採用している。特許文献２は、基材の伸長状態及び弛緩状態のいずれにおいても基材上の薄膜トランジスタを良好に動作させることを意図している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８７３０８号公報
【特許文献２】特開２００７−２８１４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
基材が弛緩状態にある場合、基材に設けられている配線は、山部及び谷部が基材の面内方向に沿って繰り返し現れる蛇腹形状部を有する。この場合、基材を伸長させると、配線は、蛇腹形状部を面内方向に広げることによって基材の伸長に追従することができる。このため、蛇腹形状部を有するタイプの配線基板によれば、基材の伸縮に伴って配線の抵抗値が変化することを抑制することができる。
【０００６】
ところで、配線基板に求められる伸長性は、場所によって異なる場合がある。例えば、配線基板の一部には第１伸長性が求められるが、配線基板のその他の部分には、第１伸長性よりも低い第２伸長性しか求められない場合がある。一例を挙げると、配線基板が人の腕に貼り付けられる場合、配線基板のうち肘に重なる部分には、その他の部分に比べて高い伸長性が求められる。一方、蛇腹形状部を有するタイプの配線基板において、配線基板の伸長性は主に、配線基板の製造工程における基材の伸長率に基づいて定まる。この場合、配線基板の一部に第１伸長性を持たせようとすると、配線基板の製造工程において、基材の全体を、第１伸長性に対応する伸長率で伸長させることになる。この結果、配線基板のうち第２伸長性しか求められない部分にも、第１伸長性が付与されてしまう。また、その逆も然りであり、基材の全体を第２伸長性に対応する伸長率で伸長させた場合、配線基板のうち第１伸長性を求められる部分には第２伸長性が付与されてしまう。
【０００７】
本開示の実施形態は、このような課題を効果的に解決し得る配線基板及び配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一実施形態は、配線基板であって、固定領域と、少なくとも第１方向において前記固定領域よりも高い伸縮性を有する伸縮領域と、を含む基材と、前記基材の第１面側において前記伸縮領域に位置する配線と、を備え、前記固定領域は、第１固定領域と、前記第１固定領域の周囲に位置し、前記第１固定領域よりも小さい寸法を有する第２固定領域と、前記第２固定領域よりも前記第１固定領域から離れる側に位置する第３固定領域と、を含み、前記伸縮領域は、前記第１固定領域と前記第２固定領域との間に位置する第１伸縮領域と、前記第２固定領域と前記第３固定領域との間に位置し、前記第１方向において前記第１伸縮領域よりも大きい寸法を有する第２伸縮領域と、を含む、配線基板である。
【０００９】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記伸縮領域は、少なくとも第１方向において伸縮性を有するベース部材を含み、前記基材の前記固定領域は、前記ベース部材よりも大きい弾性係数を有する補強部材を少なくとも部分的に含んでいてもよい。
【００１０】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記ベース部材は、熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム、ウレタンゲル又はシリコンゲルを含んでいてもよい。
【００１１】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記固定領域の厚みは、前記伸縮領域の厚みよりも大きくてもよい。
【００１２】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記第１方向における前記第１伸縮領域の寸法は、前記第１方向における前記第１固定領域の寸法の０．１倍以上２．０倍以下であってもよい。
【００１３】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記第１方向における前記第２固定領域の寸法は、前記第１方向における前記第１固定領域の寸法の１倍未満であってもよい。
【００１４】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記配線は、前記配線が延びる方向に並ぶ複数の山部及び谷部を含む蛇腹形状部を有していてもよい。
【００１５】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の振幅が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅よりも小さくてもよい。
【００１６】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の周期が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の周期よりも大きくてもよい。
【００１７】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記基材の前記第１面の反対側に位置する第２面側における前記配線基板の表面のうち前記配線の前記蛇腹形状部に重なる部分に現れる山部及び谷部の位置が、前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の位置からずれていてもよい。
【００１８】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記第１伸縮領域に位置する前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅が、前記第２伸縮領域に位置する前記配線の前記蛇腹形状部の山部及び谷部の振幅よりも大きくてもよい。
【００１９】
本開示の一実施形態による配線基板は、支持基板を更に備えていてもよい。
【００２０】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記支持基板は、前記基材のベース部材よりも高い弾性係数を有し、前記配線を支持していてもよい。
【００２１】
本開示の一実施形態による配線基板において、前記支持基板は、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、又はポリエチレンテレフタラートを含んでいてもよい。
【００２２】
本開示の一実施形態による配線基板は、前記基材の前記固定領域に位置し、前記配線に電気的に接続される電子部品を更に備えていてもよい。
【００２３】
本開示の一実施形態は、配線基板の製造方法であって、固定領域と、少なくとも第１方向において前記固定領域よりも高い伸縮性を有する伸縮領域と、を含む基材を準備する工程と、前記基材に、少なくとも前記基材の第１面の面内方向の１つである第１方向において張力を加えて、前記基材を伸長させる伸長工程と、前記伸長工程によって伸長した状態の前記基材の第１面側に配線を設ける配線形成工程と、前記基材から張力を取り除く収縮工程と、を備え、前記固定領域は、第１固定領域と、前記第１固定領域の周囲に位置し、前記第１固定領域よりも小さい寸法を有する第２固定領域と、前記第２固定領域よりも前記第１固定領域から離れる側に位置する第３固定領域と、を備え、前記伸縮領域は、前記第１固定領域と前記第２固定領域との間に位置する第１伸縮領域と、前記第２固定領域と前記第３固定領域との間に位置し、前記第１方向において前記第１伸縮領域よりも大きい寸法を有する第２伸縮領域と、を含む、配線基板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本開示の実施形態によれば、配線基板の伸長性を場所に応じて調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】一実施の形態に係る配線基板を示す平面図である。
【図２】図１の配線基板のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例である。
【図３】配線基板に生じる蛇腹形状部の一例を拡大して示す断面図である。
【図４】配線基板に生じる蛇腹形状部のその他の例を拡大して示す断面図である。
【図５】配線基板に生じる蛇腹形状部のその他の例を拡大して示す断面図である。
【図６】配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図７】第１の変形例に係る配線基板を示す断面図である。
【図８】第１の変形例に係る配線基板のその他の例を示す断面図である。
【図９】第１の変形例に係る配線基板の製造方法の一例を説明するための断面図である。
【図１０】配線基板の基材の一変形例を示す断面図である。
【図１１】配線基板の基材の一変形例を示す断面図である。
【図１２】配線基板の基材の一変形例を示す断面図である。
【図１３】配線基板の一変形例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本開示の実施形態に係る配線基板の構成及びその製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本開示の実施形態の一例であって、本開示はこれらの実施形態に限定して解釈されるものではない。また、本明細書において、「基板」、「基材」、「シート」や「フィルム」など用語は、呼称の違いのみに基づいて、互いから区別されるものではない。例えば、「基板」は、基材、シートやフィルムと呼ばれ得るような部材も含む概念である。更に、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」や「直交」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、本実施形態で参照する図面において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号または類似の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。また、図面の寸法比率は説明の都合上実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【００２７】
以下、図１乃至図６を参照して、本開示の一実施の形態について説明する。
【００２８】
（配線基板）
まず、本実施の形態に係る配線基板１０について説明する。図１は、配線基板１０を示す平面図である。図２は、図１の配線基板のＡ−Ａ線に沿った断面図の一例である。配線基板１０は、基材２０及び配線５２を少なくとも備える。以下、配線基板１０の各構成要素について説明する。
【００２９】
〔基材〕
基材２０は、少なくとも１つの方向において、少なくとも部分的に伸縮性を有する。基材２０は、配線５２側に位置する第１面２１と、第１面２１の反対側に位置する第２面２２と、を含む。図１に示す例において、基材２０は、第１面２１の法線方向に沿って見た場合に、第１方向Ｄ１に延びる一対の辺と、第２方向Ｄ２に延びる一対の辺とを含む四角形状を有する。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とは、図１に示すように互いに直交していてもよく、図示はしないが直交していなくてもよい。以下の説明において、第１面２１の法線方向に沿って配線基板１０又は配線基板１０の構成要素を見ることを、単に「平面視」とも称する。本実施の形態において、基材２０は、少なくとも第１方向Ｄ１において、少なくとも部分的に伸縮性を有する。基材２０は第１方向Ｄ１以外の方向においても伸縮性を有していてもよい。
【００３０】
基材２０は、平面視において固定領域３０Ａ及び伸縮領域３０Ｂに区画される。固定領域３０Ａは、基材２０のうち伸縮が生じにくくなるように構成されている領域である。固定領域３０Ａの少なくとも一部には、後述する電子部品など、基材２０の変形に起因する応力が加えられると破損し易い構成要素が搭載又は形成される。配線基板１０のうち固定領域３０Ａに重なる部分は、電子部品５１が搭載され得るように構成されていてもよい。例えば、配線基板１０のうち固定領域３０Ａに重なる部分は、電子部品５１に接続され、配線５２に電気的に接続されているパッドなどを含んでいてもよい。伸縮領域３０Ｂは、基材２０のうち、少なくとも第１方向Ｄ１において固定領域３０Ａよりも高い伸縮性を有する領域である。
【００３１】
固定領域３０Ａは、少なくとも１つの第１固定領域３１と、第１固定領域３１の周囲に位置する第２固定領域３２と、第２固定領域３２よりも第１固定領域３１から離れる側に位置する第３固定領域３３と、を含む。図１及び図２に示す例においては、平面視において１つの第１固定領域３１を囲うように複数の第２固定領域３２が存在している。
【００３２】
図１及び図２において、符号Ａ１、Ａ２及びＡ３はそれぞれ、第１方向Ｄ１における第１固定領域３１、第２固定領域３２及び第３固定領域３３の寸法を表す。第２固定領域３２の寸法Ａ２は、第１固定領域３１の寸法Ａ１よりも小さい。第２固定領域３２の寸法Ａ２は、第１固定領域３１の寸法Ａ１の例えば１倍未満であり、０．７倍以下であってもよく、０．５倍以下であってもよく、０．３倍以下であってもよい。第３固定領域３３の寸法Ａ３は、第１固定領域３１の寸法Ａ１より小さくてもよい。また、第３固定領域３３の寸法Ａ３は、第２固定領域３２の寸法Ａ２よりも小さくてもよく、大きくてもよい。
【００３３】
伸縮領域３０Ｂは、第１固定領域３１と第２固定領域３２との間に位置する第１伸縮領域３４と、第２固定領域３２と第３固定領域３３との間に位置する第２伸縮領域３５と、を少なくとも含む。伸縮領域３０Ｂは、第２伸縮領域３５よりも第２固定領域３２から離れる側に位置する伸縮領域を更に含んでいてもよい。
【００３４】
図１及び図２において、符号Ａ４及びＡ５はそれぞれ、第１方向Ｄ１における第１伸縮領域３４及び第２伸縮領域３５の寸法を表す。第２伸縮領域３５の寸法Ａ５は、第１伸縮領域３４の寸法Ａ４よりも大きい。第２伸縮領域３５の寸法Ａ５は、第１伸縮領域３４の寸法Ａ４の例えば１．２倍以上であり、１．５倍以上であってもよく、２．０倍以上であってもよい。
【００３５】
第１固定領域３１は、大きな寸法を有し、且つ伸長が生じにくい領域である。このため、基材２０に張力を加えて基材２０を伸長させる後述する伸長工程においては、第１固定領域３１が伸長しにくい分だけ、第１固定領域３１の周囲に位置する第１伸縮領域３４に応力が集中的に加わり易い。この結果、第１伸縮領域３４には、第２伸縮領域３５などのその他の伸縮領域に比べて大きな応力が加わる。このため、伸長工程において、第１伸縮領域３４は、第２伸縮領域３５などのその他の伸縮領域に比べて大きく伸長することができる。このことは、張力を取り除いて蛇腹形状部が生じた後の基材２０において、第１伸縮領域３４の伸長性が、第２伸縮領域３５などのその他の伸長領域の伸長性に比べて高くなることを意味する。このため、第１伸縮領域３４は、肘のような局所的に大きく変形する部位に対して用いられることに適している。
【００３６】
第１固定領域３１の寸法Ａ１に対する第１伸縮領域３４の寸法Ａ４の比率が低くなるほど、第１伸縮領域３４に応力が集中的に加わり易くなり、第１伸縮領域３４の伸長性が高くなる。この点を考慮し、第１伸縮領域の寸法Ａ４は、第１固定領域３１の寸法Ａ１の例えば２．０倍以下であり、１．５倍以下であってもよく、１．２倍以下であってもよく、１．０倍以下であってもよい。一方、第１伸縮領域３４の寸法Ａ４が小さくなり過ぎると、第１伸縮領域３４が対応可能な部位が制約されてしまう。例えば、第１伸縮領域３４の寸法Ａ４が肘に比べて小さくなり過ぎると、肘の変形に第１伸縮領域３４が追従できなくなる。この点を考慮し、第１伸縮領域の寸法Ａ４は、第１固定領域３１の寸法の例えば０．１倍以上であり、０．３倍以上であってもよく、０．５倍以上であってもよく、０．７倍以上であってもよい。なお、第２固定領域３２は、固定領域３０Ａのうち、第１固定領域３１との間の間隔が上述のＡ４の範囲内になっている部分として定義されてもよい。例えば、図１において点線で示すＬ１とＬ２の間において寸法Ａ４が定義される固定領域であって、第１固定領域３１よりも小さい寸法Ａ２を有する固定領域のことを、第２固定領域３２として定義してもよい。Ｌ１は、第１固定領域３１の寸法Ａ１に対する第１伸縮領域の寸法Ａ４の比率の上限に対応する。また、Ｌ２は、第１固定領域３１の寸法Ａ１に対する第１伸縮領域の寸法Ａ４の比率の下限に対応する。
【００３７】
次に、固定領域３０Ａ及び伸縮領域３０Ｂの断面構造について説明する。図２に示す例において、固定領域３０Ａ及び伸縮領域３０Ｂはいずれも、ベース部材２３を含む。また、固定領域３０Ａは、ベース部材２３に加えて補強部材２４を更に含む。図２に示す例において、補強部材２４は、ベース部材２３の第２面２３２に設けられている。
【００３８】
ベース部材２３は、少なくとも第１方向において伸縮性を有する部材である。ベース部材２３の厚みは、例えば１０μｍ以上１０ｍｍ以下であり、より好ましくは２０μｍ以上３ｍｍ以下である。ベース部材２３の厚みを１０μｍ以上にすることにより、ベース部材２３の耐久性を確保することができる。また、ベース部材２３の厚みを１０ｍｍ以下にすることにより、配線基板１０の装着快適性を確保することができる。なお、ベース部材２３の厚みを小さくしすぎると、ベース部材２３の伸縮性が損なわれる場合がある。
【００３９】
なお、ベース部材２３の伸縮性とは、ベース部材２３が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時のベース部材２３の状態である。本実施形態において、伸縮可能なベース部材２３は、好ましくは、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、より好ましくは２０％以上伸長することができ、更に好ましくは７５％以上伸長することができる。このような能力を有するベース部材２３を用いることにより、配線基板１０が全体に伸縮性を有することができる。さらに、人の腕など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、配線基板１０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言われている。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言われている。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言われている。
【００４０】
また、非伸長状態にあるベース部材２３の形状と、非伸長状態から伸長された後に再び非伸長状態に戻ったときのベース部材２３の形状との差が小さいことが好ましい。この差のことを、以下の説明において形状変化とも称する。ベース部材２３の形状変化は、例えば面積比で２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下であり、最も好ましい理想形は０％である。形状変化の小さいベース部材２３を用いることにより、後述する山部や谷部の形成が容易になる。
【００４１】
ベース部材２３の伸縮性を表すパラメータの例として、ベース部材２３の弾性係数を挙げることができる。ベース部材２３の弾性係数は、例えば１０ＭＰａ以下であり、より好ましくは１ＭＰａ以下である。このような弾性係数を有するベース部材２３を用いることにより、配線基板１０全体に伸縮性を持たせることができる。以下の説明において、ベース部材２３の弾性係数のことを、第１の弾性係数とも称する。基材２０の第１の弾性係数は、１ｋＰａ以上であってもよい。
【００４２】
ベース部材２３の第１の弾性係数を算出する方法としては、ベース部材２３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、ベース部材２３のサンプルの弾性係数を、ＩＳＯ１４５７７に準拠してナノインデンテーション法によって測定するという方法を採用することもできる。ナノインデンテーション法において用いる測定器としては、ナノインデンターを用いることができる。ベース部材２３のサンプルを準備する方法としては、配線基板１０からベース部材２３の一部をサンプルとして取り出す方法や、配線基板１０を構成する前のベース部材２３の一部をサンプルとして取り出す方法が考えられる。その他にも、ベース部材２３の第１の弾性係数を算出する方法として、ベース部材２３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ベース部材２３の第１の弾性係数を算出するという方法を採用することもできる。なお、本願における弾性係数は、２５℃の環境下における弾性係数である。
【００４３】
ベース部材２３の伸縮性を表すパラメータのその他の例として、ベース部材２３の曲げ剛性を挙げることができる。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との積であり、単位はＮ・ｍ２又はＰａ・ｍ４である。ベース部材２３の断面二次モーメントは、配線基板１０の伸縮方向に直交する平面によって、ベース部材２３のうち配線５２と重なっている部分を切断した場合の断面に基づいて算出される。
【００４４】
ベース部材２３を構成する材料の例としては、例えば、エラストマーを挙げることができる。また、ベース部材２３の材料として、例えば、織物、編物、不織布などの布を用いることもできる。エラストマーとしては、一般的な熱可塑性エラストマーおよび熱硬化性エラストマーを用いることができ、具体的には、ポリウレタン系エラストマー、スチレン系エラストマー、ニトリル系エラストマー、オレフィン系エラストマー、塩ビ系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、１，２−ＢＲ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を用いることができる。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、ベース部材２３が、ポリジメチルシロキサンなどの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、ベース部材２３の材料として好ましい。
【００４５】
補強部材２４は、ベース部材２３の第１の弾性係数よりも大きい弾性係数を有する。補強部材２４の弾性係数は、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２４の弾性係数は、ベース部材２３の第１の弾性係数の１００倍以上であってもよく、１０００倍以上であってもよい。このような補強部材２４をベース部材２３に設けることにより、ベース部材２３のうち補強部材２４と重なる部分が伸縮することを抑制することができる。これにより、ベース部材２３及び補強部材２４を含む基材２０を、伸縮が生じやすい伸縮領域３０Ｂと、伸縮が生じにくい固定領域３０Ａとに区画することができる。以下の説明において、補強部材２４の弾性係数のことを、第２の弾性係数とも称する。補強部材２４の第２の弾性係数は、５００ＧＰａ以下であってもよい。また、補強部材２４の第２の弾性係数は、ベース部材２３の第１の弾性係数の５０００００倍以下であってもよい。なお、「重なる」とは、ベース部材２３の第１面２３１の法線方向に沿って見た場合に２つの構成要素が重なることを意味している。
【００４６】
補強部材２４の第２の弾性係数を算出する方法は、補強部材２４の形態に応じて適宜定められる。例えば、補強部材２４の第２の弾性係数を算出する方法は、上述のベース部材２３の弾性係数を算出する方法と同様であってもよく、異なっていてもよい。後述する支持基板４０の弾性係数も同様である。例えば、補強部材２４又は支持基板４０の弾性係数を算出する方法として、補強部材２４又は支持基板４０のサンプルを用いて、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２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。
【００４７】
また、補強部材２４は、ベース部材２３の第１の曲げ剛性よりも大きい曲げ剛性を有する。補強部材２４の曲げ剛性は、ベース部材２３の第１の曲げ剛性の１００倍以上であってもよく、１０００倍以上であってもよい。以下の説明において、補強部材２４の曲げ剛性のことを、第２の曲げ剛性とも称する。
【００４８】
補強部材２４を構成する材料の例としては、金属材料を含む金属層や、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、ポリマー等を挙げることができる。金属材料の例としては、銅、アルミニウム、ステンレス鋼等を挙げることができる。補強部材２４の厚みは、例えば１０μｍ以上である。上述の材料のうち、金属層は、弾性率が大きくエッチング加工などにより微細加工可能であり、より好ましい。また、電子部品用の補強部材２４の材料例として、ＰＥＴフィルム、ＰＥＮフィルム等も適用可能であり、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタラート等を用いることができる。
【００４９】
補強部材２４を構成する材料として、オリゴマー又はポリマーを用いる場合、補強部材２４は、透明性を有していてもよい。また、補強部材２４は、遮光性、例えば紫外線を遮蔽する特性を有していてもよい。例えば、補強部材２４は黒色であってもよい。また、補強部材２４の色とベース部材２３の色とが同一であってもよい。
【００５０】
〔配線〕
配線５２は、導電性を有し、平面視において細長い形状を有する部材である。配線５２は、基材２０の伸縮領域３０Ｂにおいて線状に延びるように設けられている。なお、配線５２の端部が固定領域３０Ａに位置していてもよい。
【００５１】
図１に示す例において、配線５２は、基材２０の第１面２１の面内方向の１つである第１方向Ｄ１に延びている。例えば、配線５２は、第１固定領域３１から第２固定領域３２に至るよう、第１方向Ｄ１に沿って第１伸縮領域３４において延びている。また、配線５２は、第２固定領域３２から第３固定領域３３に至るよう、第１方向Ｄ１に沿って第２伸縮領域３５において延びている。
【００５２】
本実施の形態において、配線５２は、基材２０の第１面２１側に位置している。図２に示すように、配線５２は、基材２０の第１面２１に、ここではベース部材２３の第１面２３１に接していてもよい。図示はしないが、基材２０の第１面２１と配線５２との間にその他の部材が介在されていてもよい。
【００５３】
配線５２の材料としては、後述する蛇腹形状部の解消及び生成を利用して基材２０の伸長及び収縮に追従することができる材料が用いられる。配線５２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。
配線５２に用いられ得る、それ自体は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、クロム等の金属や、これらの金属を含む合金が挙げられる。配線５２の材料自体が伸縮性を有さない場合、配線５２としては、金属膜を用いることができる。
配線５２に用いられる材料自体が伸縮性を有する場合、材料の伸縮性は、例えば、基材２０の伸縮性と同様である。配線５２に用いられ得る、それ自体が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。導電性粒子としては、配線に使用できるものであればよく、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。中でも、銀粒子が好ましく用いられる。
【００５４】
好ましくは、配線５２は、変形に対する耐性を有する構造を備える。例えば、配線５２は、ベース材と、ベース材の中に分散された複数の導電性粒子とを有する。この場合、ベース材として、樹脂などの変形可能な材料を用いることにより、基材２０の伸縮に応じて配線５２も変形することができる。また、変形が生じた場合であっても複数の導電性粒子の間の接触が維持されるように導電性粒子の分布や形状を設定することにより、配線５２の導電性を維持することができる。
【００５５】
配線５２のベース材を構成する材料としては、一般的な熱可塑性エラストマーおよび熱硬化性エラストマーを用いることができ、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、ポリクロロプレン等を用いることができる。中でも、ウレタン系、シリコーン系構造を含む樹脂やゴムが、その伸縮性や耐久性などの面から好ましく用いられる。また、配線５２の導電性粒子を構成する材料としては、例えば銀、銅、金、ニッケル、パラジウム、白金、カーボン等の粒子を用いることができる。中でも、銀粒子が好ましく用いられる。
【００５６】
配線５２の厚みは、ベース部材２３の伸縮に耐え得る厚みであればよく、配線５２の材料等に応じて適宜選択される。
例えば、配線５２の材料が伸縮性を有さない場合、導電性と耐久性の観点から、配線５２の厚みは、２５ｎｍ以上１００μｍ以下の範囲内とすることができ、５０ｎｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、１００ｎｍ以上５μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
また、配線５２の材料が伸縮性を有する場合、配線５２の厚みは、５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内とすることができ、１０μｍ以上５０μｍ以下の範囲内であることが好ましく、２０μｍ以上４０μｍ以下の範囲内であることがより好ましい。
配線５２の幅は、例えば５０μｍ以上且つ１０ｍｍ以下である。
【００５７】
配線５２の幅は、配線５２に求められる電気抵抗値に応じて適宜選択される。配線５２の幅は、例えば１μｍ以上であり、好ましくは５０μｍ以上である。また、配線５２の幅は、例えば１０ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ以下である。
【００５８】
配線５２の形成方法は、材料等に応じて適宜選択される。例えば、基材２０上または後述する支持基板４０上に蒸着法、スパッタリング法、めっき法等により金属膜を形成した後、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。あるいは、基材２０または支持基板４０上に金属箔を接着によって積層した後、フォトリソグラフィ法により金属箔をパターニングする方法が挙げられる。また、配線５２の材料自体が伸縮性を有する場合、例えば、基材２０上または支持基板４０上に一般的な印刷法により上記の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。これらの方法のうち、材料効率がよく安価に製作できる印刷法が好ましく用いられ得る。
【００５９】
次に、配線基板１０の断面形状について詳細に説明する。図３は、図２の配線基板１０の一部を拡大して示す図である。
【００６０】
後述するように、配線５２は、張力を加えられて伸長された状態の基材２０に設けられる。この場合、基材２０から張力が取り除かれて基材２０の伸縮領域３０Ｂが収縮するとき、第１伸縮領域３４や第２伸縮領域３５などの伸縮領域３０Ｂに位置する配線５２は、図３に示すように、蛇腹状に変形して蛇腹形状部５５を有するようになる。
【００６１】
配線５２の蛇腹形状部５５は、配線５２が延びる第１方向Ｄ１方向に沿って並ぶ複数の山部５３を含む。山部５３は、配線５２の表面において第１面２１の法線方向に隆起した部分である。図３に示すように、配線５２が延びる方向において隣り合う２つの山部５３の間には谷部５４が存在していてもよい。
【００６２】
配線５２の山部５３及び谷部５４は、配線５２が延びる方向に並んでいる。しかしながら、これに限られることはなく、図示はしないが、配線５２の山部５３及び谷部５４が並ぶ方向と、配線５２が延びる方向とが一致していなくてもよい。また、図３においては、蛇腹形状部５５の複数の山部５３及び谷部５４が一定の周期で並ぶ例が示されているが、これに限られることはない。図示はしないが、蛇腹形状部５５の複数の山部５３及び谷部５４は、不規則に並んでいてもよい。例えば、隣り合う２つの山部５３の間の間隔が一定でなくてもよい。
【００６３】
図３において、符号Ｓ１及びＳ２は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち配線５２の蛇腹形状部５５に重なる部分に現れる山部及び谷部の振幅を表す。図３に示す例においては、配線５２が配線基板１０の表面に位置しているので、振幅Ｓ１及びＳ２は、配線５２の山部５３及び谷部５４の振幅である。
【００６４】
振幅Ｓ１及びＳ２のうち、振幅Ｓ１は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち第１伸縮領域３４に重なる部分に現れる山部及び谷部の振幅を表し、振幅Ｓ２は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち第２伸縮領域３５に重なる部分に現れる山部及び谷部の振幅を表す。上述のように、第１伸縮領域３４は、第２伸縮領域３５に比べて高い伸長性を有する。この場合、図３に示すように、第１伸縮領域３４に現れる山部及び谷部の振幅Ｓ１が、第２伸縮領域３５に現れる山部及び谷部の振幅Ｓ２よりも大きくなり得る。振幅Ｓ１は、振幅Ｓ２の例えば１．１倍以上であり、１．２倍以上であってもよく、１．３倍以上であってもよく、１．５倍以上であってもよい。
【００６５】
振幅Ｓ１及びＳ２は、例えば１μｍ以上であり、より好ましくは１０μｍ以上である。振幅Ｓ１及びＳ２を１０μｍ以上とすることにより、基材２０の伸長に追従して配線５２が変形し易くなる。また、振幅Ｓ１及びＳ２は、例えば５００μｍ以下であってもよい。
【００６６】
山部及び谷部の振幅は、例えば、山部及び谷部が並ぶ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、基材２０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。「山部及び谷部が並ぶ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、レーザー顕微鏡など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、断面写真などの画像に基づいて、隣り合う山部と谷部との間の距離を測定してもよい。
【００６７】
図３において、符号Ｆ１及びＦ２は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち配線５２の蛇腹形状部５５に重なる部分に現れる山部及び谷部の周期を表す。図３に示す例においては、配線５２が配線基板１０の表面に位置しているので、周期Ｆ１及びＦ２は、配線５２の山部５３及び谷部５４の周期である。
【００６８】
周期Ｆ１及びＦ２のうち、周期Ｆ１は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち第１伸縮領域３４に重なる部分に現れる山部及び谷部の周期を表し、周期Ｆ２は、第１面２１側における配線基板１０の表面のうち第２伸縮領域３５に重なる部分に現れる山部及び谷部の周期を表す。第１伸縮領域３４に現れる山部及び谷部の周期Ｆ１は、第２伸縮領域３５に現れる山部及び谷部の周期Ｆ２と同一であってもよく、周期Ｆ２よりも大きくてもよく、周期Ｆ２よりも小さくてもよい。例えば、周期Ｆ１は、周期Ｆ２の１．２倍以上であってもよく、１．５倍以上であってもよい。
【００６９】
周期Ｆ１及びＦ２は、例えば１０μｍ以上であり、より好ましくは１００μｍ以上である。また、周期Ｆ１及びＦ２は、例えば１００ｍｍ以下であり、より好ましくは１０ｍｍ以下である。周期Ｆ１及びＦ２は、山部及び谷部が並ぶ方向における一定の範囲にわたって、複数の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。
【００７０】
図４は、配線基板１０の断面形状のその他の例を示す図である。図４に示すように、配線基板１０のうち基材２０の第２面２２側の表面にも、配線５２が延びる方向に沿って並ぶ複数の山部２７や谷部２８が現れてもよい。図４に示す例において、第２面２２側の山部２７は、配線５２の蛇腹形状部５５の谷部５４に重なる位置に現れ、第２面２２側の谷部２８は、配線５２の蛇腹形状部５５の山部５３に重なる位置に現れている。
【００７１】
図４において、符号Ｓ３及びＳ４は、基材２０の第２面２２側における配線基板１０の表面において配線５２が延びる方向に沿って並ぶ複数の山部２７及び谷部２８の、基材２０の第２面２２の法線方向における振幅を表す。第２面２２側の山部２７及び谷部２８の振幅Ｓ３及びＳ４は、第１面２１側の山部５３及び谷部５４の振幅Ｓ１及びＳ２と同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、第２面２２側の山部２７及び谷部２８の振幅Ｓ３及びＳ４が、第１面２１側の山部５３及び谷部５４の振幅Ｓ１及びＳ２よりも小さくてもよい。例えば、第１伸縮領域３４に重なる部分において、振幅Ｓ３は、振幅Ｓ１の０．９倍以下であってもよく、０．８倍以下であってもよく、０．６倍以下であってもよい。また、振幅Ｓ３は、振幅Ｓ１の０．１倍以上であってもよく、０．２倍以上であってもよい。また、第２伸縮領域３５に重なる部分において、振幅Ｓ４は、振幅Ｓ２の０．９倍以下であってもよく、０．８倍以下であってもよく、０．６倍以下であってもよい。また、振幅Ｓ４は、振幅Ｓ２の０．１倍以上であってもよく、０．２倍以上であってもよい。なお、「第２面２２側の山部２７及び谷部２８の振幅Ｓ３及びＳ４が、第１面２１側の山部５３及び谷部５４の振幅Ｓ１及びＳ２よりも小さい」とは、配線基板１０の第２面２２側の表面に山部及び谷部が現れない場合を含む概念である。
【００７２】
図４において、符号Ｆ３及びＦ４は、基材２０の第２面２２側における配線基板１０の表面において配線５２が延びる方向に沿って並ぶ複数の山部２７及び谷部２８の周期を表す。第２面２２側の山部２７及び谷部２８の周期Ｆ３及びＦ４は、第１面２１側の山部５３及び谷部５４の周期Ｆ１及びＦ２と同一であってもよい。若しくは、周期Ｆ３及びＦ４は、周期Ｆ１及びＦ２よりも大きくてもよい。例えば、第１伸縮領域３４に重なる部分において、周期Ｆ３は、周期Ｆ１の１．１倍以上であってもよく、１．２倍以上であってもよく、１．５倍以上であってもよく、２．０倍以上であってもよい。また、第２伸縮領域３５に重なる部分において、周期Ｆ４は、周期Ｆ２の１．１倍以上であってもよく、１．２倍以上であってもよく、１．５倍以上であってもよく、２．０倍以上であってもよい。なお、「第２面２２側の山部２７及び谷部２８の周期が、第１面２１側の山部５３及び谷部５４の周期よりも大きい」とは、配線基板１０の第２面２２側の表面に山部及び谷部が現れない場合を含む概念である。
【００７３】
また、図４においては、第２面２２側の山部２７及び谷部２８の位置が、第１面２１側の谷部及び山部の位置に一致する例を示したが、これに限られることはない。図５に示すように、第２面２２側の山部２７及び谷部２８の位置が、第１面２１側の谷部５４及び山部５３の位置からＪだけずれていてもよい。ずれ量Ｊは、例えば０．１×Ｆ１又は０．１×Ｆ２以上であり、０．２×Ｆ１又は０．２×Ｆ２以上であってもよい。
【００７４】
（配線基板の製造方法）
次に、図６（ａ）〜（ｅ）を参照して、配線基板１０の製造方法について説明する。
【００７５】
まず、図６（ａ）に示すように、第１面２３１及び第２面２３２を含み、伸縮性を有するベース部材２３を準備する。続いて、図６（ｂ）に示すように、ベース部材２３の第２面２３２側に補強部材２４を設ける。例えば、まず、ベース部材２３の第２面２３２の全域にわたって金属層を形成し、続いて、エッチングなどによって金属層を部分的に除去する。これによって、金属層を含む補強部材２４を形成することができる。このようにして、ベース部材２３及び補強部材２４を含み、少なくとも第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３、第１伸縮領域３４及び第２伸縮領域３５に区画された基材２０を得ることができる。
【００７６】
続いて、図６（ｃ）に示すように、第１方向Ｄ１において基材２０に張力Ｔを加えて基材２０を伸長させる伸長工程を実施する。基材２０全体の伸長率は、例えば１０％以上且つ２００％以下である。図６（ｃ）において、符号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４及びＢ５はそれぞれ、伸長した状態の基材２０の第１方向Ｄ１における第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３、第１伸縮領域３４及び第２伸縮領域３５の寸法を表している。
【００７７】
伸長工程は、基材２０を加熱した状態で実施してもよく、常温で実施してもよい。基材２０を加熱する場合、基材２０の温度は例えば５０℃以上且つ１００℃以下である。図示はしないが、第２方向Ｄ２においても基材２０に張力を加えて、基材２０を第２方向Ｄ２に伸長させてもよい。
【００７８】
ところで、上述のように、伸長していない状態において、第１固定領域３１の寸法Ａ１は第２固定領域３２の寸法Ａ２よりも大きい。また、伸長していない状態において、第１伸縮領域３４の寸法Ａ４は第２伸縮領域３５の寸法Ａ５よりも小さい。このため、第１伸縮領域３４には第２伸縮領域３５に比べて応力が集中的に加わるので、基材２０を局所的にみると、第１伸縮領域３４の伸長率は第２伸縮領域３５の伸長率よりも高くなる。なお、第１方向Ｄ１における第１伸縮領域３４の伸長率Ｍ４は、（（Ｂ４−Ａ４）×１００／Ａ４）として算出される。また、第１方向Ｄ１における第２伸縮領域３５の伸長率Ｍ５は、（（Ｂ５−Ａ５）×１００／Ａ５）として算出される。第１伸縮領域３４の伸長率Ｍ４は、第２伸縮領域３５の伸長率Ｍ５の例えば１．１倍以上であり、１．２倍以上であってもよく、１．３倍以上であってもよく、１．５倍以上であってもよく、１．７倍以上であってもよく、２．０倍以上であってもよい。
【００７９】
続いて、図６（ｄ）に示すように、張力Ｔによって伸長した状態の基材２０の第１面２１側に配線５２を設ける配線形成工程を実施する。例えば、ベース材及び導電性粒子を含む導電性ペーストを基材２０の第１面２１側に印刷する。
【００８０】
その後、図６（ｅ）に示すように、基材２０から張力Ｔを取り除く収縮工程を実施する。これにより、図６（ｅ）において矢印Ｃで示すように、第１方向Ｄ１において基材２０が収縮し、基材２０に設けられている配線５２にも変形が生じる。配線５２の変形は、上述のように蛇腹形状部５５として生じ得る。このようにして、蛇腹形状部が現れている配線基板１０を得ることができる。
【００８１】
本実施の形態によれば、配線基板１０の配線５２が蛇腹形状部５５を有している。このため、配線基板１０の基材２０が伸長する際、配線５２は、蛇腹形状部５５の起伏を低減するように変形することによって、すなわち蛇腹形状を解消することによって、基材２０の伸長に追従することができる。このため、基材２０の伸長に伴って配線５２の全長が増加することや、配線５２の断面積が減少することを抑制することができる。このことにより、配線基板１０の伸長に起因して配線５２の抵抗値が増加することを抑制することができる。また、配線５２にクラックなどの破損が生じてしまうことを抑制することができる。
【００８２】
配線５２の蛇腹形状部５５によって得られる、配線５２の電気抵抗値に関する効果の一例について説明する。ここでは、第１方向Ｄ１における張力が基材２０に加えられていない第１状態における配線５２の電気抵抗値を、第１電気抵抗値と称する。また、第１方向Ｄ１において基材２０に張力を加えて基材２０を第１状態に比べて３０％伸長させた第２状態における配線５２の抵抗値を、第２電気抵抗値と称する。本実施の形態によれば、配線５２に蛇腹形状部５５を形成することにより、第１電気抵抗値に対する、第１電気抵抗値と第２電気抵抗値の差の絶対値の比率を、２０％以下にすることができ、より好ましくは１０％以下にすることができ、更に好ましくは５％以下にすることができる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、伸長工程の際、基材２０の第１伸縮領域３４の伸長率Ｍ４を、第２伸縮領域３５の伸長率Ｍ５よりも高くすることができる。これによって、収縮した後の第１伸縮領域３４に、第２伸縮領域３５よりも高い伸長性を持たせることができる。このため、配線基板１０が貼り付けられる対象物が、肘などの局所的に大きく変形する部位を含む場合であっても、そのような変形に第１伸縮領域３４を追従させることができる。
【００８４】
ここで比較のため、基材２０の伸縮領域３０Ｂ全体に、第１伸縮領域３４のような大きな伸長性を持たせる場合について考える。この場合、上述の伸長工程において、基材２０の伸縮領域３０Ｂ全体を大きく伸長させることが必要になる。この結果、収縮後の配線基板１０全体の寸法が小さくなり、配線基板１０の生産性が低下してしまう。また、配線基板１０の配線５２の全体が、大きな伸長に対応する蛇腹形状部５５を有するので、配線５２の信頼性が低下し易くなる。
【００８５】
これに対して、本実施の形態によれば、第１伸縮領域３４の伸長性をその他の伸縮領域３０Ｂの伸長性に比べて高くできるので、収縮後の配線基板１０の寸法が小さくなることを抑制することができ、配線基板１０の生産性を維持することができる。また、配線５２の信頼性が低下することを抑制することができる。
【００８６】
配線基板１０の用途としては、ヘルスケア分野、医療分野、介護分野、エレクトロニクス分野、スポーツ・フィットネス分野、美容分野、モビリティ分野、畜産・ペット分野、アミューズメント分野、ファッション・アパレル分野、セキュリティ分野、ミリタリー分野、流通分野、教育分野、建材・家具・装飾分野、環境エネルギー分野、農林水産分野、ロボット分野などを挙げることができる。例えば、人の腕などの身体の一部に取り付ける製品を、本実施の形態による配線基板１０を用いて構成する。配線基板１０は伸長することができるので、例えば配線基板１０を伸長させた状態で身体に取り付けることにより、配線基板１０を身体の一部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、配線基板１０が伸長した場合に配線５２の電気抵抗値が低下することを抑制することができるので、配線基板１０の良好な電気特性を実現することができる。他にも配線基板１０は伸長することができるので、人などの生体に限らず曲面や立体形状に沿わせて設置や組込むことが可能である。それらの製品の一例としては、バイタルセンサ、マスク、補聴器、歯ブラシ、絆創膏、湿布、コンタクトレンズ、義手、義足、義眼、カテーテル、ガーゼ、薬液パック、包帯、ディスポーザブル生体電極、おむつ、家電製品、スポーツウェア、リストバンド、はちまき、手袋、水着、サポーター、ボール、ラケット、グリップ、薬液浸透美容マスク、電気刺激ダイエット用品、懐炉、自動車内装、シート、インパネ、ベビーカー、ドローン、車椅子、タイヤ、首輪、リード、ハプティクスデバイス、ランチョンマット、帽子、服、メガネ、靴、インソール、靴下、ストッキング、インナーウェア、マフラー、耳あて、鞄、アクセサリー、指輪、付け爪、時計、個人ID認識デバイス、ヘルメット、パッケージ、ICタグ、ペットボトル、文具、書籍、カーペット、ソファ、寝具、照明、ドアノブ、花瓶、ベッド、マットレス、座布団、ワイヤレス給電アンテナ、電池、ビニールハウス、ロボットハンド、ロボット外装を挙げることができる。
【００８７】
なお、上述した実施の形態に対して様々な変更を加えることが可能である。以下、必要に応じて図面を参照しながら、変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述した実施の形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施の形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。また、上述した実施の形態において得られる作用効果が変形例においても得られることが明らかである場合、その説明を省略することもある。
【００８８】
（第１の変形例）
上述の実施の形態においては、配線５２が基材２０の第１面２１に設けられる例を示したが、これに限られることはない。本変形例においては、配線５２が支持基板によって支持される例を示す。
【００８９】
図７は、第１の変形例に係る配線基板１０の断面図であり、上述の実施の形態における図２に相当する図である。配線基板１０は、基材２０、支持基板４０及び配線５２を少なくとも備える。
【００９０】
〔支持基板〕
支持基板４０は、基材２０のベース部材２３よりも低い伸縮性を有するよう構成された部材である。支持基板４０は、基材２０側に位置する第２面４２と、第２面４２の反対側に位置する第１面４１と、を含む。図７に示す例において、支持基板４０は、その第１面４１側において配線５２を支持している。また、支持基板４０は、その第２面４２側において基材２０の第１面２１に接合されている。例えば、基材２０と支持基板４０との間に、接着剤を含む接着層６０が設けられていてもよい。接着層６０を構成する材料としては、例えばアクリル系接着剤、シリコーン系接着剤等、シロキサン系プライマー、チオール系プライマー等を用いることができる。また液相法だけではなくHMDSO（ヘキサメチルジシロキサン）、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)等の気相法により作製した分子膜を、接着層６０として用いてもよい。接着層６０の厚みは、例えば５μｍ以上且つ２００μｍ以下である。
【００９１】
図８は、図７の配線基板１０を拡大して示す断面図である。本変形例においては、支持基板４０に接合された基材２０から張力が取り除かれて基材２０が収縮するとき、配線５２の山部５３及び谷部５４と同様の山部及び谷部が支持基板４０にも現れる。支持基板４０の特性や寸法は、このような山部や谷部が形成され易くなるよう設定されている。例えば、支持基板４０は、基材２０のベース部材２３の第１の弾性係数よりも大きい弾性係数を有する。以下の説明において、支持基板４０の弾性係数のことを、第３の弾性係数とも称する。
【００９２】
なお、図示はしないが、支持基板４０は、その第２面４２側において配線５２を支持していてもよい。また、基材２０の補強部材２４は、ベース部材２３の第１面２３１に位置し、接着層６０によって覆われていてもよい。
【００９３】
支持基板４０の第３の弾性係数は、例えば１００ＭＰａ以上であり、より好ましくは１ＧＰａ以上である。また、支持基板４０の第３の弾性係数は、基材２０の第１の弾性係数の１００倍以上５００００倍以下であってもよく、好ましくは１０００倍以上１００００倍以下である。このように支持基板４０の第３の弾性係数を設定することにより、山部５３及び谷部５４の周期Ｆ１が小さくなり過ぎることを抑制することができる。また、山部５３及び谷部５４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。
なお、支持基板４０の弾性係数が低すぎると、配線５２の形成工程中に支持基板４０が変形し易く、この結果、支持基板４０に対する配線５２の位置合わせが難しくなる。また、支持基板４０の弾性係数が高すぎると、弛緩時の基材２０の復元が難しくなり、また基材２０の割れや折れが発生し易くなる。
【００９４】
また、支持基板４０の厚みは、例えば５００ｎｍ以上１０μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上５μｍ以下である。支持基板４０の厚みが小さすぎると、支持基板４０の製造工程や、支持基板４０上に配線５２などの部材を形成する工程における、支持基板４０のハンドリングが難しくなる。支持基板４０の厚みが大きすぎると、弛緩時の基材２０の復元が難しくなり、目標の基材２０の伸縮が得られなくなる。
【００９５】
支持基板４０を構成する材料としては、例えば、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、アクリル樹脂等を用いることができる。その中でも、耐久性や耐熱性がよいポリエチレンナフタレートかポリイミドが好ましく用いられ得る。
【００９６】
支持基板４０の第３の弾性係数は、基材２０の第１の弾性係数の１００倍以下であってもよい。支持基板４０の第３の弾性係数を算出する方法は、ベース部材２３又は補強部材２４の場合と同様である。
【００９７】
（配線基板の製造方法）
次に、図９（ａ）〜（ｄ）を参照して、本変形例に係る配線基板１０の製造方法について説明する。
【００９８】
まず、図９（ａ）に示すように、支持基板４０を準備する。続いて、図９（ｂ）に示すように、支持基板４０の第１面４１に配線５２を設ける。例えば、まず、蒸着法、めっき法などによって支持基板４０の第１面４１に銅層などの金属層を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて金属層を加工する。これにより、第１面４１に配線５２を得ることができる。
【００９９】
また、上述の実施の形態の場合と同様に、ベース部材２３及び補強部材２４を含み、少なくとも第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３、第１伸縮領域３４及び第２伸縮領域３５に区画された基材２０を準備する。続いて、図９（ｃ）に示すように、第１方向Ｄ１において基材２０に張力Ｔを加えて、基材２０を伸長させる伸長工程を実施する。続いて、伸長した状態の基材２０の第１面２１に配線５２を設ける配線形成工程を実施する。本変形例の配線形成工程においては、図９（ｃ）に示すように、基材２０の第１面２１に、配線５２が設けられた支持基板４０の第２面４２を接合させる。この際、基材２０と支持基板４０との間に接着層６０を設けてもよい。
【０１００】
その後、基材２０から張力Ｔを取り除く収縮工程を実施する。これにより、図９（ｄ）において矢印Ｃで示すように、第１方向Ｄ１において基材２０が収縮し、基材２０に設けられている支持基板４０及び配線５２にも変形が生じる。支持基板４０及び配線５２の変形は、上述のように蛇腹形状部として生じ得る。
【０１０１】
本変形例においても、伸長工程の際、基材２０の第１伸縮領域３４の伸長率Ｍ４を、第２伸縮領域３５の伸長率Ｍ５よりも高くすることができる。これによって、収縮した後の第１伸縮領域３４に、第２伸縮領域３５よりも高い伸長性を持たせることができる。このため、配線基板１０が貼り付けられる対象物が、肘などの局所的に大きく変形する部位を含む場合であっても、そのような変形に第１伸縮領域３４を追従させることができる。
【０１０２】
なお、図７乃至図９においては、支持基板４０が接着層６０を介して基材２０に接合される例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、非接着表面を分子修飾させて、分子接着結合させる方法などによって支持基板４０が基材２０に接合されていてもよい。この場合、基材２０と支持基板４０との間に接着層が設けられていなくてもよい。
【０１０３】
（基材の変形例）
上述の実施の形態及び第１の変形例においては、ベース部材２３の第２面２３２に補強部材２４が位置する例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、補強部材２４は、ベース部材２３に埋め込まれていてもよい。例えば、図１０に示すように、補強部材２４は、第２面２３２に露出するようベース部材２３に埋め込まれていてもよい。また、図１１に示すように、補強部材２４は、第１面２３１に露出するようベース部材２３に埋め込まれていてもよい。また、図示はしないが、補強部材２４は、第１面２３１又は第２面２３２に露出しないようベース部材２３に埋め込まれていてもよい。
【０１０４】
また、上述の実施の形態及び各変形例においては、固定領域３０Ａの第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３に含まれる補強部材２４が同一である例を示した。しかしながら、これに限られることはなく、第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３に含まれる補強部材２４が異なっていてもよい。例えば、第１固定領域３１に含まれる補強部材２４が、第２固定領域３２に含まれる第２固定領域３２に比べて高い弾性係数を有していてもよい。これにより、第１固定領域３１における伸長がさらに生じにくくなり、この結果、伸長工程の際、第１伸縮領域３４に応力が更に集中的に加わり易くなる。
【０１０５】
また、上述の実施の形態及び各変形例においては、基材２０がベース部材２３及び補強部材２４を含む例を示した。しかしながら、基材２０が、固定領域３０Ａと、固定領域３０Ａよりも高い伸縮性を有する伸縮領域３０Ｂとに区画され得る限りにおいて、基材２０の構成は特には限られない。例えば、図１２に示すように、基材２０は、ベース部材２３を含むが補強部材２４を含んでいなくてもよい。この場合、図１２に示すように、ベース部材２３は、第１の厚みｔ１を有する領域と、第１の厚みよりも小さい第２の厚みｔ２を有する領域を含んでいてもよい。厚みの差に起因して、第２の厚みｔ２を有する領域の伸縮性は、第１の厚みｔ１を有する領域の伸縮性よりも高くなる。このため、第１の厚みｔ１を有する領域は、第１固定領域３１、第２固定領域３２、第３固定領域３３などの固定領域３０Ａとして機能することができ、第２の厚みｔ２を有する領域は、第１伸縮領域３４、第２伸縮領域３５などの伸縮領域３０Ｂとして機能することができる。
【０１０６】
（配線基板の変形例）
図１３は、本変形例に係る配線基板１０を示す平面図である。図１３に示すように、配線基板１０は、固定領域３０Ａに位置し、配線５２に電気的に接続された電子部品５１を備えていてもよい。図１３に示す例において、電子部品５１は、基材２０の第１面２１側に位置している。
【０１０７】
電子部品５１は、配線５２に接続される電極を有していてもよい。この場合、配線基板１０は、電子部品５１の電極に接するとともに配線５２に電気的に接続された接続部を有する。接続部は、例えばパッドである。
【０１０８】
また、電子部品５１は、配線５２に接続される電極を有していなくてもよい。例えば、電子部品５１は、配線基板１０の複数の構成要素のうちの少なくとも１つの構成要素と一体的な部材を含んでいてもよい。このような電子部品５１の例として、配線基板１０の配線５２を構成する導電層と一体的な導電層を含むものや、配線５２を構成する導電層とは別の層に位置する導電層を含むものを挙げることができる。例えば、電子部品５１は、配線５２を構成する導電層よりも平面視において広い幅を有する導電層によって構成されたパッドであってもよい。パッドには、検査用のプローブ、ソフトウェア書き換え用の端子などが接続される。また、電子部品５１は、導電層が平面視においてらせん状に延びることによって構成された配線パターンであってもよい。このように、導電層がパターニングされて所定の機能が付与された部分も、電子部品５１となり得る。
【０１０９】
電子部品５１は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよく、機構部品であってもよい。電子部品５１の例としては、トランジスタ、ＬＳＩ(Large-Scale Integration)、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)、リレー、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、ＬＣＤなどの発光素子、センサ、ブザー等の発音部品、振動を発する振動部品、冷却発熱をコントロールするペルチェ素子や電熱線などの冷発熱部品、抵抗器、キャパシタ、インダクタ、圧電素子、スイッチ、コネクタなどを挙げることができる。電子部品５１の上述の例のうち、センサが好ましく用いられる。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、生体センサ、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、磁気センサ、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、光度センサ等を挙げることができる。これらのセンサのうち、生体センサが特に好ましい。生体センサは、心拍や脈拍、心電、血圧、体温、血中酸素濃度等の生体情報を測定することができる。
【０１１０】
次に、電極を有さない電子部品５１の用途について説明する。例えば、上述のパッドは、検査用のプローブ、ソフトウェア書き換え用の端子などが接続される部分として機能し得る。また、らせん状に延びることによって構成された配線パターンは、アンテナなどとして機能し得る。
【０１１１】
なお、上述した実施の形態に対するいくつかの変形例を説明してきたが、当然に、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  配線基板
２０  基材
２１  第１面
２２  第２面
２３  ベース部材
２３１  第１面
２３２  第２面
２４  補強部材
２７  山部
２８  谷部
３０Ａ  固定領域
３０Ｂ  伸縮領域
３１  第１固定領域
３２  第２固定領域
３３  第３固定領域
３４  第１伸縮領域
３５  第２伸縮領域
４０  支持基板
４１  第１面
４２  第２面
５１  電子部品
５２  配線
５３  山部
５４  谷部
【図１】
2020167319.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020167319.tif 000009
【図８】
2020167319.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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