(57)【要約】【課題】中空形状物への回路形成を容易に実現する回路形成転写構造体及び回路形成方法を提供する。【解決手段】回路形成転写バルーン４は、伸縮性を有する袋状のバルーン支持層５と、バルーン支持層５の表層に、導電物質と熱可塑性弾性樹脂との混合組成物によって設けられた導電回路２ｂと、袋状のバルーン支持層５の所定の位置の内壁に設けられ、所定の極性で磁力を発する永久磁性層６と、バルーン支持層５が形成する袋の内外を繋ぐ空気給排気口７に設置された永久磁性部８とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性を有する袋状の支持層と、
前記支持層の表層に、導電物質と熱可塑性弾性樹脂との混合組成物によって設けられた導電回路と、
前記袋状の支持層の所定の位置の内壁に設けられ、所定の極性で磁力を発する永久磁性層と、
前記支持層が形成する袋の内外を繋ぐ空気給排気口に設置された永久磁性部とを有する回路形成転写構造体。
【請求項２】
前記永久磁性部は、前記空気給排気口を挟んで対向して設置され、それぞれが異なる極性の磁力を発する一対の磁性体からなることを特徴とする請求項１記載の回路形成転写構造体。
【請求項３】
前記一対の磁性体の間に伸縮性を有する弾性部が設けられていることを特徴とする請求項２記載の回路形成転写構造体。
【請求項４】
前記支持層と前記導電回路との間に伸縮性を有する絶縁性膜を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の回路形成転写構造体。
【請求項５】
前記絶縁性膜は、少なくとも一つのビアを備えることを特徴とする請求項４記載の回路形成転写構造体。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１項記載の回路形成転写構造体を用いた回路形成方法であって、
前記導電回路の転写対象である非平面中空構造体の中に前記回路形成転写構造体を挿入し、
前記回路形成転写構造体を前記非平面中空構造体の内部で膨らませてその内壁面に密着させ、
前記導電回路を構成する前記熱可塑性弾性樹脂を融解して前記非平面中空構造体の内壁に固着させ、
前記回路形成転写構造体をしぼませて、前記非平面中空構造体から抜き取ることを特徴とする回路形成方法。
【請求項７】
請求項４又は５記載の回路形成転写構造体を用いた回路形成方法であって、
前記導電回路の転写対象である非平面中空構造体の中に前記回路形成転写構造体を挿入し、
前記回路形成転写構造体を前記非平面中空構造体の内部で膨らませてその内壁面に密着させ、
前記導電回路を構成する前記熱可塑性弾性樹脂を融解して前記非平面中空構造体の内壁に固着させて前記導電回路及び前記絶縁成膜を前記非平面中空構造体の内壁に転写し、
前記回路形成転写構造体をしぼませて、前記非平面中空構造体から抜き取る一連の工程を複数回繰り返すことを特徴とする回路形成方法。
【請求項８】
前記非平面中空構造体の外側の所定の位置に第１の磁力発生手段を設け、
前記第１の磁力発生手段が発する磁力で前記永久磁性層を吸着することによって、前記回路形成転写構造体を前記非平面中空構造体内で位置決めすることを特徴とする請求項６又は７記載の回路形成方法。
【請求項９】
前記回路形成転写構造体を出し入れするために前記非平面中空構造体に設けられた細口部の外側に第２の磁力発生手段を設け、
前記第２の磁力発生手段が発する磁力で前記永久磁性部を反発して前記細口部と前記永久磁石部との間に間隙を形成することにより、前記回路形成転写構造体を前記非平面中空構造体の内部で膨らませる際に、前記回路形成転写構造体と前記非平面中空構造体との間の空気を、前記間隙から排出することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項記載の回路形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空形状物への回路形成を容易に実現する回路形成転写構造体及び回路形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話端末やコンピュータなどの電子機器は、めざましい高機能化をとげており、電子回路の高密度化への要求もやむことがない。
【０００３】
さらに、デザイン性を考慮した様々な形状の電子機器が登場し、電子機器の小型化に伴って機器内部の空間が狭くなる傾向にあって、平面板上に回路形成したものを、電子機器内部に納めるだけでは、高機能化の実現に必要な回路を搭載することが困難になってきている。
【０００４】
このため、筐体の内面などを回路形成面として利用することが考えられており、回路形成面の凹凸や曲げなどの形状に依存することなく回路形成可能な技術が求められている。
【０００５】
筐体内面に回路を形成する場合、ディスペンサによって銀ペーストなどの導電粘着材料で回路を形成済みの平面形状物を曲げ成形することで、回路形成済み構造物を作り出している。特に、中空構造体について、中空内壁面への回路形成としては、回路形成済みの平面状基板を後曲げ成形することによって回路形成面を中空構造体の内側にする必要があった。
【０００６】
非平面形状物に電気回路パターンを形成することに関連する技術として特許文献１に開示される「電気回路形成用フィルム、電気回路及び電気回路の製造方法」がある。
特許文献１に開示される回路形成用フィルムは、図１０に示すように、回路形成転写フィルム１はフレキシブルベースフィルム３上に導電回路２ａを有する転写構造体であり、非平面形状物に接触させることで、導電回路２ａを非平面形状物に転写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２１４５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に開示されるような回路形成転写フィルムでは、ベースフィルム３や導電回路２ａに伸縮性が無いため、非平面形状の凹凸や曲面形状などの転写面と高精度で一致させた形状の回路形成転写フィルム１を作る必要がある。
【０００９】
従って、中空構造体の内壁の凹凸面や曲面を有する対象面に柔軟に密着させながら導電回路を転写することが困難であった。
【００１０】
本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、中空形状物への回路形成を容易に実現する回路形成転写構造体及び回路形成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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、伸縮性を有する袋状の支持層と、支持層の表層に、導電物質と熱可塑性弾性樹脂との混合組成物によって設けられた導電回路と、袋状の支持層の所定の位置の内壁に設けられ、所定の極性で磁力を発する永久磁性層と、支持層が形成する袋の内外を繋ぐ空気給排気口に設置された永久磁性部とを有する回路形成転写構造体を提供するものである。
【００１２】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、上記本発明の第１の態様に係る回路形成転写構造体を用いた回路形成方法であって、導電回路の転写対象である非平面中空構造体の中に回路形成転写構造体を挿入し、回路形成転写構造体を非平面中空構造体の内部で膨らませてその内壁面に密着させ、導電回路を構成する熱可塑性弾性樹脂を融解して非平面中空構造体の内壁に固着させ、回路形成転写構造体をしぼませて、非平面中空構造体から抜き取ることを特徴とする回路形成方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、中空形状物への回路形成を容易に実現する回路形成転写構造体及び回路形成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態に係る回路形成転写バルーンの構成を示す図である。
【図２】永久磁性部の構成を示す図である。
【図３】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第１の工程を示す図である。
【図４】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第２の工程を示す図である。
【図５】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第３の工程を示す図である。
【図６】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第３の工程を示す図である。
【図７】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第４の工程を示す図である。
【図８】回路形成転写バルーンを用いた非平面中空構造体への導電回路転写の第５の工程を示す図である。
【図９】本発明を好適に実施した第２の実施形態に係る回路形成転写バルーンの構成を示す図である。
【図１０】特許文献１に開示される回路形成転写フィルムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。
図１に、第１の実施形態に係る回路形成転写バルーンの断面構成を示す。回路形成転写バルーン４は、非平面中空構造体内壁に単層配線構造体を設けるための構造体である。図示するように、回路形成転写バルーン４は、伸縮性を有するゴム状弾性物から成るバルーン支持層５上に、常温硬化時にゴム状である熱可塑性樹脂をバインダーとした銀ペーストなどの導電物含有熱可塑性樹脂によって導電回路２ｂを設けた構造である。さらに、回路形成転写バルーン４の最下部中空内壁に永久磁性層６を設け、空気給排気口７に永久磁性部８を設けた構造となっている。
【００１６】
図２は、永久磁性部８を上部から見た断面図である。図示するように、空気給排気口７の周囲に永久磁性部８となるＮ極の磁性部８ａとＳ極の磁性部８ｂとを設け、双方の極性の間には、伸縮性のあるゴム状弾性部１２を設けた構造となっている。なお、ゴム状弾性部１２は、バルーン支持層５と一体であっても良いし、バルーン支持層５とは別個の部材であっても良い。また、永久磁性部８は、Ｎ極の磁性部８ａ及びＳ極の磁性部８ｂの一方のみの構成であっても良い。
【００１７】
バルーン支持層５は、耐熱性に優れたゴム弾性樹脂（シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトロソゴムなど）とし、バルーン支持層５の内側の最下部に位置決め用の永久磁性層６としてネオジウム磁石、サマリウムコバルト磁石、マルニコ磁石、フェライト磁石などの小片を接着して取り付ける。又は、バルーン支持層５と同様の耐熱性に優れたゴム弾性樹脂中にネオジウム磁性粉末、サマリウムコバルト磁性粉末、マルニコ磁性粉末、フェライト磁性粉末などを混練したものを熱圧着によって形成する。さらに、空気給排気口７の周囲に永久磁性部８を、ネオジウム磁石、サマリウム磁石、コバルト磁石、マルニコ磁石、フェライト磁石などの小片を接着することによって取り付ける。又は、バルーン支持層５と同様の耐熱性に優れたゴム弾性樹脂中にネオジウム磁性粉末、サマリウムコバルト磁性粉末、マルニコ磁性粉末、フェライト磁性粉末などを混練させたものを熱圧着によって形成する。導電物を含有したゴム弾性可塑性樹脂による導電回路２ｂは、導電性高分子（ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロールなど）や金属微粒子粉（銀粉、銅粉など）をバルーン支持層５で使用されるゴム弾性樹脂の耐熱温度よりも低温で加熱流動するゴム弾性を有する熱可塑性樹脂（ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、スチレン系ブロックコポリマーなど）と混練調製し、バルーン支持層５の表面にディスペンス塗布法やスプレー塗布法などを用いて塗布することによって形成する。
【００１８】
図３〜図８を用いて、回路形成転写バルーン４を用いた非平面中空構造体１３への導電回路転写工程について説明する。
【００１９】
第１の工程：図３に示すように、回路転写対象物である非平面中空構造体１３の細口１４から十分にしぼませた回路形成転写バルーン４を挿入し、回路形成転写バルーン４の最下部に設けられた永久磁性層６の転写面側とは反対の極性の磁性を、非平面中空構造体１３の外壁から磁性発生装置１５（例えばソレノイド型電磁石）によって与え、非平面中空構造体１３の内部で、回路形成転写バルーン４が浮遊した状態で転写位置を誘導する。このとき、永久磁性部８の磁極と同一極性の磁力を非平面中空構造体１３の細口１４の外壁に設置されている磁性発生装置１６（例えばソレノイド型電磁石）によって与えることで、磁極間の反発力によって細口１４の内壁と永久磁性部８の外面部との間に間隙を生じさせる。
【００２０】
第２の工程：図４に示すように、空気給排気口７からコンプレッサなどによって常温の圧搾空気を送ることでバルーン支持層５上の導電回路２ｂを非平面中空構造体１３の内壁に密着するまで膨らませる。非平面中空構造体１３の内壁に密着する際に溜まる空気は、細口１４の内壁と永久磁性部８の外面部との間隙から排出する。空気排出後、永久磁性部８とは反対の極性の磁力を磁性発生装置１６から与えることで、磁極間を引き合わせ、回路形成転写バルーン４を固定する。
【００２１】
第３の工程：図５に示すように、導電回路２ｂを非平面中空構造体１３に密着させた状態で、加熱炉１７（電気炉など）内に入れ、導電回路２ｂ部分の導電物を融解固着させる。
なお、外部からの加熱ではなく、図６に示すように熱風ドライヤーなどの高温空気発生装置を用いて空気給排気口７からバルーン支持層５内に熱風を送り込み、導電回路２ｂ部の導電物を融解固着させるようにしても良い。
【００２２】
第４の工程：永久磁性部８と永久磁性層６の転写面側のそれぞれの磁極と同じ極性の磁力を、それぞれの位置に備えられた磁性発生装置１５、１６によって非平面中空構造体１３の外壁から与えることで、磁極間の反発力によって非平面中空構造体１３と回路形成転写バルーン４との位置決めを解除する。続いて、図７に示すように空気給排気口７からバルーン支持層５内部の空気を減圧ポンプ（真空ポンプなど）を用いて排気し、バルーン支持層５を収縮させ、回路形成されている非平面中空構造体１３の内壁から引き離す。
【００２３】
第５の工程：図８に示すように、回路形成転写バルーン４を非平面中空構造体１３の細口１４から抜き出し、内壁部に回路形成された非平面中空構造体１３を得る。
【００２４】
本実施形態に係る回路形成転写バルーンは、導電回路２ｂとその支持部であり中空且つ球体状に広がる風船状のバルーン支持層５とに面方向への伸縮性を持たせているため、非平面中空構造体１３の内壁面形状の違いに依存することなく、非平面中空構造体内壁面と柔軟に密着させ、導電回路を転写することが可能である。さらに回路形成転写バルーン４は、非平面中空構造体１３の内壁に密着する際に間隙内に溜まる空気を効率的に空気給排気口７から抜き出すことができ、かつそれに設置された永久磁性部８により回路転写位置の位置決めを精度良く行える。
【００２５】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。
図９に、第２の実施形態に係る回路形成転写バルーンの断面構成を示す。回路形成転写バルーン９は、非平面中空構造体内壁に多層配線構造体を設けるための構造体である。第１の実施形態の回路形成転写バルーン４と基本構成は同様であるが、バルーン支持層５と導電回路２ｂとの間に、導電ビア１１を持つゴム状絶縁膜１０を設けた構成となっている。
【００２６】
バルーン支持層５及び導電回路２ｂの製造方法は第１の実施形態と同様である。ゴム状絶縁膜１０は、ゴム弾性と絶縁性とを有し、かつバルーン支持層５で利用されるゴム弾性樹脂よりも熱膨張率の大きいゴム弾性樹脂を用いて、バルーン支持層５と導電回路２ｂとの間に形成する。さらに、多層配線構造化のためのビア１１を、ドリル、レーザ、エッチングなどによって形成する。
【００２７】
上記第１の実施形態と同様に第１〜第５の工程を行い、非平面中空構造体１３に導電回路２ｂ及びゴム状絶縁膜１０を有する単層の配線構造体を設ける。その後、第１の実施形態の第１〜第５の工程を繰り返すことで配線構造体を１層ずつ積層していき、多層の配線構造体を非平面中空構造体１３に形成する。
【００２８】
本実施形態に係る回路形成転写バルーンは、非平面中空構造体１３の内壁面形状の違いに依存することなく、非平面中空構造体内壁面と柔軟に密着させ、導電回路及びゴム状絶縁膜を転写することが可能である。また、回路形成転写バルーン９は、非平面中空構造体１３の内壁に密着する際に間隙内に溜まる空気を効率的に空気給排気口７から抜き出すことができ、かつそれに設置された永久磁性部８により回路転写位置の位置決めを精度良く行える。
【実施例１】
【００２９】
以下、本発明の実施例ついて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されることはない。
【００３０】
図４に示した第２の工程において非平面形状物７の回路転写面と密着させた状態での厚さが１０〜２０μｍであるシリコーンゴムから成る風船状のバルーン支持層５と、空気給排気口７とを有する風船状の回路形成転写構造体１を中空成形法によって作る。バルーン支持層５の内側の最下部に熱安定性に優れたサマリウムコバルト磁性粉末をシリコーン樹脂と混練して作った永久磁性材を熱圧着することにより永久磁性層６として形成する。続いて、空気給排気口７の周囲の永久磁性部８を設ける。永久磁性層８は、熱安定性に優れたサマリウムコバルト磁石を半円状にし、極性の異なるものを配置する。ここで、成形されたバルーン支持層５に設けられた空気給排気口７から、コンプレッサを用いて第２の工程においてバルーン支持層５を膨らませた際の外形と同じまで、常温の圧搾空気を送り、この膨らんだ状態で、バルーン支持層５の転写面に対して、スチレン系ブロックコポリマーをバインダーとした銀粉との混合組成物をディスペンス塗布することによって厚さ５μｍの導電回路２ｂを形成する。
【００３１】
第１の工程：回路形成転写バルーン４の空気給排気口７から真空ポンプを用いてバルーン支持層５内部の空気を十分に抜き取ることで回路形成転写バルーン４をしぼませ、非平面中空構造体１３の細口１４からしぼんだ回路形成転写バルーン４を挿入する。回路形成転写バルーン４の最下部に設けた永久磁性層６の転写面側とは反対の極性の磁力を非平面中空構造体１３の外壁からソレノイド型電磁石で与え、非平面中空構造体１３の内部で回路形成転写バルーン４が浮遊した状態として、転写位置を誘導する。このとき、回路形成転写バルーン４の空気給排気口７に据え付けてある永久磁性部８の磁極と同一極性の磁力を、非平面中空構造体１３の細口１４の外壁に設置されているソレノイド型電磁石によって与えることで、磁極間の反発力によって細口１４の内壁と永久磁性部８の外面部との間に間隙を生じさせる。
【００３２】
第２の工程：空気給排気口７からコンプレッサを用いて常温の圧搾空気を送ることで、バルーン支持層５上の導電回路２ｂが非平面中空構造体１３の内壁に密着するまで回路形成転写バルーン４を膨らませ、非平面中空構造体１３の内壁に密着する際に溜まる空気を、細口１４の内壁と永久磁性部８の外面部との間の間隙から排出する。空気排出後、永久磁性部８とは反対の極性の磁力を細口１４の外壁に用意したソレノイド電磁石によって与え、磁極間を引き合わせ、回路形成転写バルーン４を固定する。
【００３３】
第３の工程：回路形成転写バルーン４の導電回路２ｂを非平面中空構造体１３に密着させた状態で、炉温が１８０〜２３０℃の電気炉内に入れ、導電回路２ｂの部分の導電物を融解固着させる。
【００３４】
第４の工程：導電回路２ｂの部分の導電物を融解固着後、熱を十分に冷ましたのち、永久磁性部８と永久磁性層６の転写面側のそれぞれの磁極と同じ極性の磁力を、それぞれの位置に備えられたソレノイド型電磁石によって非平面中空構造体１３の外壁から与えることで、磁極間の反発力によって非平面中空構造体１３と回路形成転写バルーン４との位置決めを解除する。続いて、空気給排気口７からバルーン支持層５の内部の空気を真空ポンプを用いて排気し、バルーン支持層５を収縮させ、回路形成されている非平面中空構造体１３の内壁から引き離す。
【００３５】
第５の工程：回路形成転写バルーン４を非平面中空構造体１３の細口１４から抜き出し、内壁部に回路形成された非平面中空構造体１３を得る。
【００３６】
以上の各工程により、非平面中空構造体１３の内壁に導電回路２ｂを備えた単層の配線構造体を形成できた。
【実施例２】
【００３７】
第２の実施例について説明する。
回路形成転写構造体の製造方法は第１の実施例と同様である。
非平面形状物７に導電回路２ｂを設ける際の工程については、第１、第２、第４、第５の工程は実施例１と同様であるが、第３の工程の替わりに下記第３’の工程を行う。
第３’の工程：１８０〜２３０℃の熱風９を熱風ドライヤーによって風船状の回路形成転写バルーン４内に送り込み、導電回路２ｂの部分の導電物を融解固着させる。
【００３８】
以上の各工程により、第１の実施例と同様に、非平面中空構造体１３の内壁に導電回路２ｂを備えた単層の配線構造体を形成できた。
【実施例３】
【００３９】
第３の実施例について説明する。
【００４０】
多層配線構造体を設けるための風船状回路形成転写バルーン９を製造するにあたって、バルーン支持層５、空気給排気口７、導電回路２ｂ、永久磁性層６及び永久磁性部８を上記実施例１と同様に形成する。ゴム状絶縁膜１０は、導電回路２ｂの形成前にバルーン支持層５を膨らませた状態で、フッ素ゴムをディッピング成形することにより、厚さ１０〜２０μｍとなるように形成する。さらに、多層配線構造化のためのビア１１をエッチングなどによりゴム状絶縁膜１０内に設ける。
【００４１】
上記実施例１と同様に第１〜第５の工程を行い、非平面中空構造体１３に導電回路２ｂ及びゴム状絶縁膜１０を有する単層の配線構造体を設ける。その後、実施例１の第１〜第５の工程を繰り返すことで配線構造体を１層ずつ積層していき、多層の配線構造体を非平面中空構造体１３に形成する。
【００４２】
以上の各工程により、非平面中空構造体１３の内壁に導電回路２ｂ及びゴム状絶縁膜６を積層した多層の配線構造体を形成できた。
【００４３】
なお、上記各実施形態及び実施例は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれらに限定されることなく様々な変形が可能である。
【符号の説明】
【００４４】
２ｂ    導電回路
４、９    回路形成転写バルーン
５    バルーン支持層
６    永久磁性層
７    空気給排気口
８    永久磁性部
８ａ    Ｎ極の磁性部
８ｂ    Ｓ極の磁性部
１０    ゴム状絶縁膜
１１    導電ビア
１２    ゴム状弾性部
１３    非平面中空構造体
１４    細口
１５、１６    磁性発生装置
１７    加熱炉
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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