(57)【要約】【課題】電子回路を容易に作成する。【解決手段】シート材４０は、基材層４１と、基材層の上に形成された熱膨張性層４２と、を備えている。熱膨張性層は、マイクロカプセル５１と、導電性を有するバインダー５６と、を含む。マイクロカプセルは、絶縁性を有するシェル５２と、シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分（コア５３）と、を有している。シェルは、熱膨張性成分の膨張に伴って絶縁領域を形成する。【選択図】図１Ｂ
2020017636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材層と、
前記基材層の上に形成された熱膨張性層と、を備え、
前記熱膨張性層は、マイクロカプセルと、導電性を有するバインダーと、を含み、
前記マイクロカプセルは、絶縁性を有するシェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有し、
前記シェルは、前記熱膨張性成分の膨張に伴って絶縁領域を形成する、
ことを特徴とするシート材。
【請求項２】
請求項１に記載のシート材を部分的に膨張させることによって形成され、
前記熱膨張性層の非膨張領域は、回路の導電領域を形成し、
前記熱膨張性層の膨張領域は、回路の絶縁領域を形成している、
ことを特徴とする回路基板。
【請求項３】
前記熱膨張性層の非膨張領域の一部又は全ての上に、絶縁性を有する絶縁性インクで保護膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項４】
前記熱膨張性層は、膨張温度の異なる複数種類の前記マイクロカプセルで構成された複数の層が積層されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
【請求項５】
コンピュータに、
電子回路図データに基づいて、前記電子回路図データに含まれる絶縁領域の一部又は全てが回路基板を構成するシート材に含まれている熱膨張性層を膨張させる光熱変換用インクで画像を形成させるためのプログラム。
【請求項６】
コンピュータに、
前記電子回路図データに含まれる絶縁領域の太さに応じて、前記光熱変換用インクで描かれた画像の線の太さを決定させる、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【請求項７】
コンピュータに、
前記電子回路図データに基づいて、絶縁性を有する絶縁性インクで形成される保護膜の領域を決定させる、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【請求項８】
絶縁性を有するシェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有するマイクロカプセルを、電流が流れる部分の周囲に配置しておき、
意図せぬ短絡箇所の発生時に、短絡により発生する熱で前記マイクロカプセルを膨張させて、短絡箇所の周囲を絶縁させる、
ことを特徴とする電子装置。
【請求項９】
シェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有するマイクロカプセルを、製品の任意の箇所に配置しておき、
前記マイクロカプセルの膨張領域が発生している場合に、その膨張領域を解析することで製品の意図せぬ発熱箇所の解析を可能にする、
ことを特徴とする発熱箇所解析構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材、回路基板、回路基板を作成するためのプログラム、電子装置、及び、発熱箇所解析構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、導電回路の作成現場では、例えば、特許文献１に記載されたフレキシブル配線基板を作成する場合に、作成者は、まず、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）装置で電子回路図（例えば、図９Ａ参照）を作成する。次に、作成者は、基材を入手し、専用の機械で基材を加工してフレキシブル配線基板（例えば、図９Ｂ参照）を作成する。図９Ａは、ＣＡＤ装置で作成された電子回路図９０の一例を示す図であり、図９Ｂは、フレキシブル配線基板３００の一例を示す図である。
【０００３】
また、例えば、特許文献２に記載されたユニバーサル基板（例えば、図９Ｃ参照）を用いて回路を作成する場合に、作成者は、手作業で半田を接続する。図９Ｃは、ユニバーサル基板４００の一例を示す図である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２２３７９５号公報
【特許文献２】特開２００１−４２７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
導電回路の作成現場では、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有し、安価で作成時間が短く作成の容易な回路基板が提供されることが望まれていた。
【０００６】
例えば、前記した特許文献１に記載されたフレキシブル配線基板の作成は、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）装置で電子回路図を作成し、基材を入手し、専用の機械で基材を加工してフレキシブル配線基板を作成することによって行われる。そのため、フレキシブル配線基板の作成は、高度な知識を有する専門者にしかできず、しかも、作成時間を要するものであった。また、フレキシブル配線基板の作成は、材料費や設備費等のコストを要する。そのため、複数種類のフレキシブル配線基板を作成することがし難かった。また、一旦作成したフレキシブル配線基板の動作を検証結果が好ましくない場合に、作成者は、再度同様の作業を行うことによって、多大なコストと作成時間とを要していた。
【０００７】
また、例えば、前記した特許文献２に記載されたユニバーサル基板を用いて回路を作成する場合に、作成者は、手作業で半田を接続することによって行われる。そのため、ユニバーサル基板を用いた回路の作成は、作成者に負担を強いるとともに、作成時間を要するものであった。また、作成した回路の動作の検証結果が好ましくない場合に、作成者は、再度、回路を作成することによって、多大なコストと作成時間とを要していた。
【０００８】
本発明の課題は、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有し、安価で作成時間が短く作成の容易な回路基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明の第１の観点に係るシート材は、基材層と、前記基材層の上に形成された熱膨張性層と、を備え、前記熱膨張性層は、マイクロカプセルと、導電性を有するバインダーと、を含み、前記マイクロカプセルは、絶縁性を有するシェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有し、前記シェルは、前記熱膨張性成分の膨張に伴って絶縁領域を形成する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有し、安価で作成時間が短く作成の容易な回路基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】実施形態に係るシート材の構造を示す図である。
【図１Ｂ】実施形態に係るシート材の熱膨張性層の構造を示す図である。
【図２Ａ】回路基板の形成工程を示す図（１）である。
【図２Ｂ】回路基板の形成工程を示す図（２）である。
【図２Ｃ】回路基板の形成工程を示す図（３）である。
【図２Ｄ】回路基板の形成工程を示す図（４）である。
【図３Ａ】熱膨張性層を膨張させたい領域における膨張前の状態を示す図である。
【図３Ｂ】熱膨張性層を膨張させたい領域における膨張途中の状態を示す図である。
【図３Ｃ】熱膨張性層を膨張させたい領域における膨張後の状態を示す図である。
【図４Ａ】変換図作成装置の一例を示す図である。
【図４Ｂ】入力画面の一例を示す図（１）である。
【図４Ｃ】入力画面の一例を示す図（２）である。
【図５Ａ】回路基板の作成例を示す説明図（１）である。
【図５Ｂ】回路基板の作成例を示す説明図（２）である。
【図５Ｃ】回路基板の作成例を示す説明図（３）である。
【図６Ａ】保護領域が設定された電子回路図の一例を示す説明図である。
【図６Ｂ】保護領域が設定された電子回路図に対応する変換図の説明図である。
【図６Ｃ】保護領域が設定された電子回路図に対応する回路基板の説明図である。
【図７Ａ】シート材を用いた電子装置の説明図（１）である。
【図７Ｂ】シート材を用いた電子装置の説明図（２）である。
【図７Ｃ】シート材を用いた電子装置の説明図（３）である。
【図８Ａ】シート材を用いた発熱箇所解析構造の説明図（１）である。
【図８Ｂ】シート材を用いた発熱箇所解析構造の説明図（２）である。
【図８Ｃ】シート材を用いた発熱箇所解析構造の説明図（３）である。
【図９Ａ】電子回路図の一例を示す図である。
【図９Ｂ】フレキシブル配線基板の一例を示す図である。
【図９Ｃ】ユニバーサル基板の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）について詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１３】
［実施形態］
本実施形態に係る回路基板３０（図５Ｃ参照）は、後記するシート材４０（図１Ａ参照）を用いて作成される。そのシート材４０は、加熱されることで、後記する熱膨張性層４２（図１Ａ参照）が所望のパターンに部分的に膨張する。その膨張に伴って、回路基板３０（図５Ｃ参照）が作成される。
【００１４】
＜回路基板の作成に用いるシート材の構成＞
以下、図１Ａ及び図１Ｂを参照して、回路基板３０（図５Ｃ参照）の作成に用いるシート材４０の構成について説明する。図１Ａは、シート材４０の構造を示す図である。図１Ｂは、シート材４０の熱膨張性層４２（図１Ａ参照）に用いる熱膨張性材料の構造を示す図である。図１Ｂは、図１Ａの熱膨張性層４２の領域Ａｒを拡大して示している。
【００１５】
図１Ａに示すように、シート材４０は、基材層４１（基材）の上に、熱膨張性層４２と、マイクロフィルム４４と、を備えている。
【００１６】
基材層４１（基材）は、紙や、ＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の樹脂で構成されている。基材層４１は、好ましくは、耐熱性を有するとよい。また、基材層４１は、好ましくは、適度な可撓性を有するとよい。
熱膨張性層４２は、加熱されることで膨張する層である。
マイクロフィルム４４は、光熱変換用インク４５（図２Ａ参照）が印刷（塗布）される層である。
【００１７】
図１Ｂに示すように、熱膨張性層４２には、熱膨張性材料である熱膨張性インク５０が用いられている。熱膨張性層４２は、例えば、基材層４１の上に、熱膨張性材料である液状の熱膨張性インク５０を塗布して乾燥させることで形成される。
【００１８】
熱膨張性インク５０（熱膨張性材料）は、導電性を有するバインダー５６に絶縁性を有するマイクロカプセル５１が混入された構成になっている。熱膨張性層４２は、マイクロフィルム４４に光熱変換用インク４５（図２Ａ参照）が印刷（塗布）されることで、光がシート材４０に照射されたときに、その印刷領域が膨張する。
【００１９】
バインダー５６は、樹脂材のエマルジョンで構成されている。エマルジョンは、分散媒も分散質もともに液状になっている物質である。バインダー５６は、導電性成分としての金属フィラー５７を含有する。
【００２０】
マイクロカプセル５１は、シェル５２と、シェル５２に内包された熱膨張性成分としてのコア５３と、を有している。図１Ｂでは、手前側のシェル５２の約４分の１がカットされ、内包されたコア５３が示されている。シェル５２は、例えば、熱可塑性樹脂であるアクリルニトリルコポリマーで構成されている。シェル５２は、絶縁性を有している。シェル５２に内包されたコア５３は、炭化水素５４によって構成されており、絶縁性を有している。炭化水素５４は、加熱されることで膨張する熱膨張性を有している。
【００２１】
なお、前記した「熱可塑性」とは、押圧されながら加熱されることで塑性変形する特性を意味している。また、前記した「熱膨張性」とは、加熱されることで膨張する特性を意味している。
【００２２】
炭化水素５４は、好ましくは、液状で、比較的沸点が低いもの（液状低沸点炭化水素）がよい。炭化水素５４の成分としては、例えば、炭素の個数が少ないものから順に、以下のものがある。
【００２３】
メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ６）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）、ペンタン（Ｃ５Ｈ１２）、ヘキサン（Ｃ６Ｈ１４）、ヘプタン（Ｃ７Ｈ１６）、オクタン（Ｃ８Ｈ１８）、ノナン（Ｃ９Ｈ２０）、デカン（Ｃ１０Ｈ２２）。
【００２４】
炭化水素５４の沸点は、炭素の個数が多いものほど高くなる。一例として、前記した各成分の沸点は以下の通りである。
【００２５】
メタンは−１６２℃、エタンは−８９℃、プロパンは−４２℃、ブタンは−１℃、ペンタンは３６．１℃、ヘキサンは６８℃、ヘプタンは９８．４２℃、オクタンは１２５℃、ノナンは１５１℃、デカンは１７４．１℃である。
【００２６】
本実施形態では、炭化水素５４は、所望の温度（膨張温度）で膨張するように、これらの成分を単体で用いたり、又は、２種類以上の成分を用いてそれらを混合させたりして構成されている。
【００２７】
マイクロカプセル５１のコア５３は、加熱されることで膨張する。マイクロカプセル５１のシェル５２は、コア５３（熱膨張性成分）の膨張に伴って延びるように変形する。シェル５２は、絶縁性を有するため、コア５３（熱膨張性成分）の膨張に伴って変形することで、他のカプセルと接触して、他のカプセルとの間で絶縁領域を形成する。
【００２８】
＜回路基板の形成工程＞
以下、図２Ａ乃至図２Ｄを参照して、回路基板３０の形成工程について説明する。図２Ａ乃至図２Ｄは、それぞれ、シート材４０の断面形状の変化によって、回路基板３０の形成工程を示す図である。
【００２９】
図２Ａに示すように、シート材４０の全領域は、導電領域となっている。作成者は、シート材４０をインクジェット方式の図示せぬプリンタにセットする。そして、作成者は、図示せぬプリンタで、マイクロフィルム４４の熱膨張性層４２を膨張させたい領域に光熱変換用インク４５を印刷（塗布）する。本実施形態では、「熱膨張性層４２を膨張させたい領域」とは、絶縁領域を形成する領域である。光熱変換用インク４５は、カーボンブラックを含む黒色インクである。光熱変換用インク４５は、光を吸収して吸収した光を熱に変換する。
【００３０】
次に、図２Ｂに示すように、作成者は、光熱変換用インク４５が印刷されたシート材４０を加熱装置１０３（熱源）の近傍に配置して、加熱装置１０３から光を照射させる。加熱装置１０３（熱源）は、例えば、ハロゲンヒータによって構成される。シート材４０は、加熱装置１０３から光が照射されると、光熱変換用インク４５で光を熱に変換する。すると、光熱変換用インク４５が印刷された領域の下方で、熱膨張性層４２が熱に反応して部分的に膨張する。これにより、シート材４０に膨張領域が形成される。
【００３１】
このとき、シート材４０の膨張領域は絶縁領域となり、シート材４０の非膨張領域が導電領域となる。このように層構造が変化する原理については、図３Ａ乃至図３Ｃを参照して後記する。
【００３２】
次に、図２Ｃに示すように、作成者は、熱膨張性層４２からマイクロフィルム４４を引き剥がして除去する。これにより、図２Ｄに示すように、作成者は、熱膨張性層４２を露出させる。
【００３３】
作成者は、このようなシート材４０を用いることによって、任意のパターンの絶縁領域を有する導電回路が形成された回路基板３０を作成することができる。
【００３４】
＜層構造が変化する原理＞
ところで、シート材４０の熱膨張性層４２は、膨張前と膨張途中と膨張後とで図３Ａ乃至図３Ｃに示すように層構造が変化する。図３Ａは、熱膨張性層４２を膨張させたい領域における膨張前の状態を示す図である。図３Ｂは、熱膨張性層４２を膨張させたい領域における膨張途中の状態を示す図である。図３Ａは、熱膨張性層４２を膨張させたい領域における膨張後の状態を示す図である。
【００３５】
図３Ａに示すように、熱膨張性層４２の膨張前において、熱膨張性層４２を膨張させたい領域では、熱膨張性層４２に混入されたマイクロカプセル５１の全部が膨張しない状態になっている。そのため、大半のマイクロカプセル５１のシェル５２が他のカプセルと接触しない状態になっている。この状態において、十分な量の導電性のバインダー５６が、大半のマイクロカプセル５１の周囲に存在している。そのため、熱膨張性層４２を膨張させたい領域は、導電領域となっている。
【００３６】
図３Ｂに示すように、熱膨張性層４２の膨張途中において、熱膨張性層４２を膨張させたい領域では、熱膨張性層４２に混入されたマイクロカプセル５１のごく一部が膨張している。そのため、一部のマイクロカプセル５１のシェル５２が他のカプセルと接触しているものの、大半のマイクロカプセル５１のシェル５２が他のカプセルと接触しない状態になっている。この状態において、まだ十分な量の導電性のバインダー５６が、大半のマイクロカプセル５１の周囲には存在している。そのため、熱膨張性層４２を膨張させたい領域は、まだ導電領域となっている。
【００３７】
図３Ｃに示すように、熱膨張性層４２の膨張後において、熱膨張性層４２の膨張領域では、熱膨張性層４２に混入されたマイクロカプセル５１の一部（又は、全部）が膨張している。そのため、大半のマイクロカプセル５１のシェル５２が他のカプセルと接触した状態になっている。この状態において、少量の導電性のバインダー５６しか、各マイクロカプセル５１の周囲に存在していない。そして、絶縁性のシェル５２が、他のカプセルと接触して、他のカプセルとの間で導通している。そのため、熱膨張性層４２の膨張領域は、絶縁領域となっている。なお、熱膨張性層４２の膨張領域は、好ましくは、弾性を有しているとよい。
【００３８】
＜変換図の作成＞
回路基板３０（図５Ｃ参照）の作成者は、例えば、予め設計された電子回路図１０（図４Ｂ参照）の電子回路図データＤ１０（図４Ｂ参照）を用意する。作成者は、運用に応じて、様々なパターンの電子回路図１０（図４Ｂ参照）を設計することができる。そして、作成者は、回路基板３０（図５Ｃ参照）の作成に際して、例えば、図４Ａに示すコンピュータ１０１を変換図作成装置として機能させることで電子回路図１０（図４Ｂ参照）に対応する変換図２０（図４Ｃ参照）を示す変換図データＤ２０を作成させる。変換図２０は、光熱変換用インク４５で形成される画像を示す図である。図４Ａは、変換図作成装置の一例を示す図である。また、図４Ｂ及び図４Ｃは、入力画面ＩＭの一例を示す図である。
【００３９】
図４Ｂに示す例では、電子回路図データＤ１０の電子回路図１０は、導電領域１３の中に絶縁領域Ｂｒが設けられた回路１１を示している。図４Ｂに示す例では、入力画面ＩＭは、絶縁性を有する絶縁性インクで形成される後記する保護膜２９（図６Ｃ参照）の領域を設定するための「設定」ボタンや、電子回路図１０から変換図２０（図４Ｃ参照）を作成するための「変換」ボタンを含む構成になっている。
【００４０】
図４Ａに示すように、変換図作成装置としてのコンピュータ１０１は、ＣＰＵ１０１ａと、記憶部１０１ｂと、表示部１０１ｃと、入力部１０１ｄと、を備えている。記憶部１０１ｂには、電子回路図１０から変換図２０（図４Ｃ参照）を作成するための制御プログラムＰｒ１０１が予めインストールされている。コンピュータ１０１は、制御プログラムＰｒ１０１に従って、電子回路図１０（図４Ｂ参照）から変換図２０（図４Ｃ参照）を作成する。作成者は、例えば、図４Ｂに示すように、入力画面ＩＭに電子回路図１０を表示させて「変換」ボタンを押下することで、コンピュータ１０１に変換図２０（図４Ｃ参照）を作成させる。
【００４１】
図４Ｃに示すように、変換図データＤ２０の変換図２０は、絶縁領域１２（図５Ｃ参照）を形成するために光熱変換用インク４５で形成される画像を示している。絶縁領域１２（図５Ｃ参照）の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）は、光熱変換用インク４５で形成される画像の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）によって規定される。図４Ｃに示す例では、入力画面ＩＭは、変換図２０における任意の領域Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ２を指定してそれらの太さを任意の値に設定することができる構成になっている。
【００４２】
＜回路基板の作成＞
以下、図５Ａ乃至図５Ｃを参照して、回路基板３０の作成について説明する。図５Ａ乃至図５Ｃは、それぞれ、回路基板３０の作成例を示す説明図である。
【００４３】
図５Ａに示す例では、シート材４０の表面の全面に、導電領域１３が形成されている。作成者は、シート材４０を図示せぬプリンタにセットする。そして、図５Ｂに示すように、作成者は、図示せぬプリンタで、熱膨張性層４２（図２Ａ参照）を膨張させたい領域に光熱変換用インク４５を印刷（塗布）する。
【００４４】
次に、作成者は、シート材４０を加熱装置１０３（図２Ｂ参照）にセットし、加熱装置１０３（図２Ｂ参照）から光をシート材４０に照射させる。このとき、シート材４０の光熱変換用インク４５が光を熱に変換する。これにより、光熱変換用インク４５の印刷部分（図５Ｂ参照）が発熱する。その結果、図５Ｃに示すように、シート材４０の熱膨張性層４２（図２Ｂ参照）が部分的に膨張して、シート材４０に立体的な絶縁領域１２が形成される。この後、作成者は、熱膨張性層４２からマイクロフィルム４４を引き剥がして（図２Ｃ参照）、熱膨張性層４２を露出させる（図２Ｄ参照）。これにより、回路基板３０が作成される。
【００４５】
このような回路基板３０は、所望領域を膨張させて絶縁領域１２を形成することで、動作回路を構成することができる。回路基板３０は、例えば、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有している。
【００４６】
作成者は、回路１１が作成されたシート材４０を回路基板３０として用いることができる。また、作成者は、シート材４０から任意の部分を切り離すことで、様々な形状の回路基板３０を作成することもできる。
【００４７】
ところで、図５Ｃに示す例では、回路１１は、導電領域１３（導電領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）の全面が剥き出しの構成になっている。そのため、回路１１は、好ましくは、金属等を導電領域１３に載せたときに、導電領域１３が短絡（ショート）しないようにするとよい。そこで、例えば、図６Ａに示すように、回路１１は、好ましくは、導電領域１３の中に後記する保護膜２９（図６Ｃ参照）で保護される保護領域Ｐｒを設けるようにするとよい。図６Ａは、保護領域Ｐｒが設定された電子回路図１０の一例を示す説明図である。
【００４８】
なお、図６Ａに示す例では、回路１１は、保護領域Ｐｒが設けられずに、導電領域１３の一部が剥き出しの構成になっている。しかしながら、回路１１は、導電領域１３の剥き出し部分が無くなるように、絶縁領域Ｂｒ以外の導電領域１３の全面に保護領域Ｐｒを設けるようにしてもよい。なお、導電領域１３が剥き出しになっている部分は、例えば、接続端子として利用することができる。
【００４９】
作業者は、例えば、図６Ａに示すように、入力画面ＩＭに電子回路図１０を表示させて「変換」ボタンを押下することで、コンピュータ１０１に変換図２０（図６Ｂ参照）を作成させる。図６Ｂは、保護領域Ｐｒが設定された電子回路図１０に対応する変換図２０の説明図である。
【００５０】
図６Ｂに示すように、変換図データＤ２０の変換図２０は、保護領域Ｐｒに対応する保護膜２９を形成するために絶縁性インクで形成される画像を示している。保護膜２９の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）は、絶縁性インクで形成される画像の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）によって規定される。図６Ｂに示す例では、入力画面ＩＭは、変換図２０における任意の保護領域Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３，Ｐｒ４，Ｐｒ５を指定してそれらの厚さを任意の値に設定することができる構成になっている。
【００５１】
作成者は、図５Ｃのシート材４０を図示せぬプリンタにセットする。そして、作成者は、図示せぬプリンタで、保護領域Ｐｒ１，Ｐｒ２，Ｐｒ３，Ｐｒ４，Ｐｒ５（図６Ｂ参照）に絶縁性インクを印刷（塗布）する。これにより、図６Ｃに示すように、導電領域１３（導電領域１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）に保護膜２９が形成された回路基板３０が作成される。図６Ｃは、保護領域Ｐｒが設定された電子回路図１０に対応する回路基板３０の説明図である。
【００５２】
＜シート材と回路基板の主な特徴＞
本実施形態に係るシート材４０は、基材層４１と、基材層４１の上に形成された熱膨張性層４２と、を備えている。熱膨張性層４２は、マイクロカプセル５１と、導電性を有するバインダー５６と、を含んでいる。マイクロカプセル５１は、絶縁性を有するシェル５２と、シェル５２に内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分（コア５３）と、を有している。シェル５２は、熱膨張性成分（コア５３）の膨張に伴って変形することで、他のカプセルと接触して、他のカプセルとの間で絶縁領域を形成する。
【００５３】
本実施形態に係る回路基板３０は、このようなシート材４０を部分的に膨張させることで形成される。本実施形態に係る回路基板３０において、熱膨張性層４２の非膨張領域は、回路１１の導電領域を形成している。また、熱膨張性層４２の膨張領域は、回路１１の絶縁領域を形成している。このような回路基板３０は、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有している。
【００５４】
また、回路基板３０は、変換図２０に対応する所望パターンをシート材４０の上に光熱変換用インク４５で印刷して、シート材４０を部分的に膨張させるだけで作成することができる。このような回路基板３０は、低額な材料で作成することができるため、安価に作成することができる。また、回路基板３０は、短時間で容易に作成することができる。
【００５５】
また、回路基板３０は、設備として、専用の機械を用いなくても、汎用品（例えば、コンピュータ１０１（図４Ａ参照）やプリンタ（図示せず）、加熱装置１０３（図２Ｂ参照）等）を用いるだけで、作成することができる。そのため、回路基板３０は、作成コストを抑制することができる。
【００５６】
また、回路基板３０は、半田付け等の作業を要することなく作成することができる。そのため、回路基板３０は、作成に際して、作成者の負担を軽減することができる。また、回路基板３０は、短時間で大量に作成することができる。
【００５７】
また、作成者は、回路基板３０が安価なものであるため、例えば複数種類の回路基板３０を少量ずつ作成することができる。そのため、作成者は、例えば開発中の製品に用いる回路の試作品として、複数種類の回路基板３０を作成し、作成された各回路基板３０を用いて様々なテストを行うこともできる。
【００５８】
また、回路基板３０の絶縁領域１２（図５Ｃ参照）の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）は、光熱変換用インク４５で形成される画像の線幅（太さ）や、厚さ（濃度）によって規定される。このような回路基板３０は、光熱変換用インク４５で形成される画像の線幅（太さ）や、厚さ（印刷濃度）で、絶縁程度を変えることができる。
【００５９】
また、回路基板３０は、熱膨張性層４２の膨張領域の膨張高さに応じて絶縁程度が変わる。つまり、回路基板３０は、絶縁程度が変わっていることが膨張領域の膨張高さで分かる構造になっている。このような回路基板３０は、例えば、作成者が膨張領域を手で触った触感で絶縁程度の変化を認識することが可能な構造になっている。つまり、回路基板３０は、視覚以外に、手で触った触感で、絶縁程度の変化を認識することが可能な構造になっている。
【００６０】
また、回路基板３０は、膨張領域の膨張高さ（つまり、光熱変換用インク４５で形成される画像の印刷濃度）で絶縁程度を変えることができるため、これによって導電領域の表面抵抗値をある程度変えることもできる。
【００６１】
また、回路基板３０は、回路１１を一旦作成した後に、光熱変換用インク４５を印刷して再度部分的に膨張させることで、元の回路１１から別の回路に変更したり、元の回路１１の構成が分からなくなるように変更したり（つまり、元の回路１１を新たな膨張領域に埋没させて消去したり）することができる。そのため、回路基板３０は、例えば、工場出荷前に、作成された回路１１で様々なテストを行い、工場出荷時に、元の回路１１から別の回路に変更したり、元の回路１１の構成が分からなくなるように変更したりすることができる。このような回路基板３０は、回路１１の秘匿性を向上させることができる。
【００６２】
また、回路基板３０は、主に、紙や、ＰＥＴ等の樹脂で構成されているので、安全性が高い。そのため、回路基板３０は、子供向けの科学教材や、理科の教材、工作用品等に利用することができる。
【００６３】
以上の通り、本実施形態に係るシート材４０によれば、フレキシブル配線基板やユニバーサル基板と同程度の配線機能を有し、安価で作成時間が短く作成の容易な回路基板３０を提供することができる。
【００６４】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【００６５】
例えば、前記した実施形態は、本発明の要旨を分かり易く説明するために詳細に説明したものである。そのため、本発明は、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されるものではない。また、本発明は、ある構成要素に他の構成要素を追加したり、一部の構成要素を他の構成要素に変更したりすることができる。また、本発明は、一部の構成要素を削除することもできる。
【００６６】
例えば、図１Ａに示すシート材４０を用いることで、図７Ａ乃至図７Ｃに示す電子装置８０を提供作成することができる。図７Ａ乃至図７Ｃは、それぞれ、シート材４０を用いた電子装置８０の説明図である。ここでは、電子装置８０が、例えばスマートフォン等のモバイル装置に接続されて、モバイル装置に電力を供給するバッテリー装置である場合を想定して説明する。
【００６７】
図７Ａに示す例では、電子装置８０は、ケース８１の内部に、電解質の溶液が充填されたタンク８２を備えている。タンク８２の周囲は、シート材４０で覆われている。ここで、仮に、例えば図７Ｂに示すように、タンク８２が破損して、タンク８２から溶液が漏れ出たものとする。そして、タンク８２は、漏れ出した溶液によりタンク８２の破損個所付近で電流が流れて、意図せぬ短絡（ショート）が発生し、破損個所付近でシート材４０の膨張温度以上の熱が発生したものとする。
【００６８】
この場合に、図７Ｃに示すように、破損個所付近でシート材４０が膨張する。これにより、シート材４０は、タンク８２の破損個所付近を閉鎖して、溶液の漏れを抑制する。また、シート材４０の膨張領域は、絶縁領域である。そのため、シート材４０の膨張領域は、漏れ出した溶液による短絡（ショート）の発生を抑制して、破損個所付近の温度を低下させる。このような電子装置８０は、万が一破損が発生しても、装置の安全性を向上させることができる。
【００６９】
なお、電子装置８０は、バッテリー装置に限らず、発熱が想定される箇所をシート材４０で覆う構成であれば、他の装置であってもよい。また、電子装置８０は、発熱が想定される箇所に熱膨張性インク５０（熱膨張性材料）を塗布したものであってもよい。また、シート材４０は、例えば、火災報知機の温度センサや電子装置８０のヒューズを覆うようにしてもよい。
【００７０】
また、例えば、図１Ａに示すシート材４０を用いることで、図８Ａ乃至図８Ｃに示す発熱箇所解析構造９０を提供作成することができる。図８Ａ乃至図８Ｃは、それぞれ、シート材４０を用いた発熱箇所解析構造９０の説明図である。ここでは、発熱箇所解析構造９０の適用装置がデスクトップ型のコンピュータであり、発熱箇所の解析対象が回路基板９１である場合を想定して説明する。
【００７１】
図８Ａに示す例では、発熱箇所解析構造９０の適用装置であるコンピュータの内部には、回路基板９１が配置され、その下部にシート材４０が配置されている。ここで、仮に、回路基板９１で、シート材４０の膨張温度以上の熱が発生したものとする。この場合に、図８Ｂに示すように、発熱箇所付近でシート材４０が膨張して、膨張箇所４９が形成される。このような場合に、解析者は、図８Ｃに示すように、装置からシート材４０を取り外して、シート材４０の膨張箇所４９を確認することで、解析対象（回路基板９１）のどの部位で熱が発生したのかを解析することができる。
【００７２】
なお、シート材４０は、好ましくは、膨張温度の異なる複数種類の熱膨張性層４２（図１Ａ）が積層された構造であるとよい。これにより、発熱箇所解析構造９０は、解析対象（回路基板９１）のどの部位がどの程度の温度に達したのかを解析することができる。また、発熱箇所解析構造９０は、シート材４０の膨張箇所４９が複数階の層状になるため、解析対象（回路基板９１）の中で熱がどのように伝播したのかを解析することができる。
【００７３】
なお、従来は、仮に解析対象（回路基板９１）で不具合が発生して発熱する場合があったとしても、その現象を再現することができないことがあった。これに対して、本発明に係る発熱箇所解析構造９０は、解析対象（回路基板９１）の発熱箇所の痕跡を目視可能な状態で残すことができる。そのため、本発明に係る発熱箇所解析構造９０は、解析対象（回路基板９１）の不具合を解析し易くすることができる。
【００７４】
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
［付記］
《請求項１》
基材層と、
前記基材層の上に形成された熱膨張性層と、を備え、
前記熱膨張性層は、マイクロカプセルと、導電性を有するバインダーと、を含み、
前記マイクロカプセルは、絶縁性を有するシェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有し、
前記シェルは、前記熱膨張性成分の膨張に伴って絶縁領域を形成する、
ことを特徴とするシート材。
《請求項２》
請求項１に記載のシート材を部分的に膨張させることによって形成され、
前記熱膨張性層の非膨張領域は、回路の導電領域を形成し、
前記熱膨張性層の膨張領域は、回路の絶縁領域を形成している、
ことを特徴とする回路基板。
《請求項３》
前記熱膨張性層の非膨張領域の一部又は全ての上に、絶縁性を有する絶縁性インクで保護膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
《請求項４》
前記熱膨張性層は、膨張温度の異なる複数種類の前記マイクロカプセルで構成された複数の層が積層されている、
ことを特徴とする請求項２に記載の回路基板。
《請求項５》
コンピュータに、
予め用意された電子回路図データに基づいて、前記電子回路図データに含まれる絶縁領域の一部又は全てが回路基板を構成するシート材に含まれている熱膨張性層の膨張領域に変換された変換図データを作成させる、
ことを特徴とするプログラム。
《請求項６》
コンピュータに、
前記電子回路図データに含まれる絶縁領域の太さに応じて、前記膨張領域の太さを決定させる、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
《請求項７》
コンピュータに、
前記電子回路図データに基づいて、絶縁性を有する絶縁性インクで形成される保護膜の領域を決定させる、
ことを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
《請求項８》
絶縁性を有するシェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有するマイクロカプセルを、電流が流れる部分の周囲に配置しておき、
意図せぬ短絡箇所の発生時に、短絡により発生する熱で前記マイクロカプセルを膨張させて、短絡箇所の周囲を絶縁させる、
ことを特徴とする電子装置。
《請求項９》
シェルと、前記シェルに内包され、かつ、加熱されることで膨張する熱膨張性成分と、を有するマイクロカプセルを、製品の任意の箇所に配置しておき、
前記マイクロカプセルの膨張領域が発生している場合に、その膨張領域を解析することで製品の意図せぬ発熱箇所の解析を可能にする、
ことを特徴とする発熱箇所解析構造。
【符号の説明】
【００７５】
Ｄ１０    電子回路図データ
Ｄ２０    変換図データ
１０    電子回路図
１１    回路
１２    絶縁領域
１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ    導電領域
２９    保護膜
３０    回路基板
４０    シート材
４１    基材層（基材）
４２    熱膨張性層
４４    マイクロフィルム
４５    光熱変換用インク（カーボンブラックを含む黒色インク）
５０    熱膨張性インク（熱膨張性材料）
５１    マイクロカプセル（熱膨張性成分）
５２    シェル
５２ａ    外側層
５２ｂ    内側層
５３    コア（熱膨張性成分）
５４    炭化水素（液状低沸点炭化水素）
５６    バインダー
５７    金属フィラー（導電性成分）
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
2020017636.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
2020017636.tif 000007
【図２Ｄ】
2020017636.tif 000008
【図３Ａ】
2020017636.tif 000009
【図３Ｂ】
2020017636.tif 000010
【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
2020017636.tif 000015
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
2020017636.tif 000017
【図６Ａ】
2020017636.tif 000018
【図６Ｂ】
2020017636.tif 000019
【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
2020017636.tif 000021
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
2020017636.tif 000023
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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