(57)【要約】【課題】  伸縮性と柔軟性とを併せ有する伸縮性回路基板、その製造方法、及び該製造方法により製造された伸縮性回路基板を提供すること。【解決手段】  伸縮性基材２と、この伸縮性基材２上に形成され、導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターン３とを備える伸縮性回路基板において、エラストマーは、架橋剤により架橋されていないことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性基材と、この伸縮性基材上に形成され、導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターンとを備える伸縮性回路基板において、前記エラストマーは、架橋剤により架橋されていないことを特徴とする伸縮性回路基板。
【請求項２】
前記エラストマーは、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、これらの２種以上の複合体からなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項１に記載の伸縮性回路基板。
【請求項３】
前記導電性微粒子は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐａ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの２種以上の合金、及びはんだ合金からなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸縮性回路基板。
【請求項４】
前記導電性微粒子の含有量は、導電パターンの３０〜４５容量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の伸縮性回路基板。
【請求項５】
前記伸縮性基材は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、及びこれらの２種以上の複合体からなる群から選ばれた少なくとも１種の、架橋剤により架橋されたエラストマー、又は繊維であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の伸縮性回路基板。
【請求項６】
前記導電性微粒子がフレーク状の銀（Ａｇ）粒子であり、前記導電パターンのエラストマーが架橋剤により架橋されていない、ビニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる三元系フッ系エラストマーであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の伸縮性回路基板。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の伸縮性回路基板を製造する方法であって、
伸縮性基材上に、架橋剤により架橋されていないエラストマーを溶媒に溶解した溶液に導電性微粒子を分散させた導電ペーストを所定のパターンに印刷する工程、及び
加熱・乾燥して導電ペーストから溶媒を除去し、伸縮性基材上に導電パターンを形成する工程
を具備し、
前記溶媒は前記エラストマーが架橋剤を含むとしたならばその架橋温度より高い沸点を有し、前記加熱・乾燥は、該架橋温度より低い温度で行うことを特徴とする伸縮性回路基板の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の伸縮性回路基板の製造方法により製造されたことを特徴とする伸縮性回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性回路基板、その製造方法、及びそれによって製造された伸縮性回路基板に係り、特に、柔軟性を有する導電パターンを備える伸縮性回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エラストマーからなる基材上に導電性粒子を含むエラストマーからなる導電パターンを設けた伸縮性回路基板が開発されている。これら従来の伸縮性回路基板は、基材及び導電パターンの両方に伸張後の復元力を持たせることを前提としていた。そのため、導電パターン用のエラストマーに硫黄等の架橋剤を添加しておき、導電パターン印刷後に１２０℃程度の加熱を行ない、架橋反応を進行させていた。
【０００３】
このような伸縮性回路基板では、導電パターン自体も伸張後の復元力を有することができるが、架橋されたエラストマーを含むため導電パターンは硬くなり、導電性粒子を含むことで更に硬くなり、柔軟性に欠けるという問題があった。この回路基板に伸縮を繰り返すと、導電パターンが破壊される恐れがある。
【０００４】
特許文献１には、エラストマー製の基材と、基材上に配置されエラストマー及び金属微粒子を含む配線を備える柔軟配線体であって、配線のエラストマーとして硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いずに架橋された架橋ゴム等を採用することにより、酸化や硫化による配線の劣化に起因する導電性の低下を防止した柔軟配線体が開示されている。
しかし、この柔軟配線体においても、硫黄、硫黄化合物、有機過酸化物を用いないとは言っても、架橋剤により架橋していることに変わりはなく、配線が硬く、依然として柔軟性に欠けるという問題を有している。
【０００５】
一方、導電パターンを形成するための導電ペーストを準備する際には、エラストマーを溶解するための有機溶媒を用いるが、上述した１２０℃程度の加熱によるエラストマーの架橋反応時に有機溶媒が残存していると、気泡や反応不足の原因となってしまう。従って、有機溶媒には速やかに揮発する低沸点のものを用いる必要があった。しかしながら、有機溶媒が速やかに揮発してしまうとエラストマーの粘度が増加し、印刷装置の詰まりや導電パターンのかすれが発生してしまうという課題も同時にあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−３３６７４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上の事情を考慮してなされ、伸縮性と柔軟性とを併せ有する伸縮性回路基板、その製造方法、及び該製造方法により製造された伸縮性回路基板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】
上記課題を解決するため、本発明の第１の態様は、伸縮性基材と、この伸縮性基材上に形成され、導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターンとを備える伸縮性回路基板において、前記エラストマーは、架橋剤により架橋されていないことを特徴とする伸縮性回路基板を提供する。
以上のように構成される本発明の第１の態様に係る伸縮性回路基板において、前記エラストマーを、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、及びこれらの２種以上の複合体からなる群から選ばれた１種とすることができる。
【０００９】
また、導電性微粒子を、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐａ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの２種以上の合金、及びはんだ合金からなる群から選ばれた１種とすることができる。この場合、導電性微粒子の含有量を、導電パターンの３０〜４５容量％とすることができる。
更に、伸縮性基材を、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、及びこれらの２種以上の複合体からなる群から選ばれた１種の、架橋剤により架橋されたエラストマー、又は繊維とすることができる。
これらの場合、導電性微粒子をフレーク状の銀（Ａｇ）粒子とし、導電パターンのエラストマーを架橋剤により架橋されていない、ビニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる三元系フッ系エラストマーとすることができる。
【００１０】
本発明の第２の態様は、上述した伸縮性回路基板を製造する方法であって、伸縮性基材上に、架橋剤により架橋されていないエラストマーを溶媒に溶解した溶液に導電性微粒子を分散させた導電ペーストを所定のパターンに印刷する工程、及び加熱・乾燥して導電ペーストから溶媒を除去し、伸縮性基材上に導電パターンを形成する工程を具備し、前記溶媒は前記エラストマーが架橋剤を含むとしたならばその架橋温度より高い沸点を有し、前記加熱・乾燥は、該架橋温度より低い温度で行うことを特徴とする伸縮性回路基板の製造方法を提供する。
本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様に係る伸縮性回路基板の製造方法により製造されたことを特徴とする伸縮性回路基板を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、伸縮性と柔軟性とを併せ有する伸縮性回路基板、その製造方法、及び該製造方法により製造された伸縮性回路基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る伸縮性回路基板１を示す断面図である。
【図２】実施例における導電膜のＡｇ含有量と導電率及びヤング率との関係を示す特性図である。
【図３】実施例におけるＡｇ含有量が３５容量％のときの導電膜の断面顕微鏡写真図である。
【図４】実施例におけるＡｇ含有量が５０容量％のときの導電膜の断面顕微鏡写真図である。
【図５】実施例における導電膜の伸び率と引っ張り応力との関係を示す特性図である。
【図６】図５における伸び率６０％までを拡大した特性図である。
【図７】実施例における導電パターンの外観を示す写真図である。
【図８】実施例における伸縮性回路基板の伸び率と配線抵抗の関係を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
従来の伸縮性回路基板では、導電パターンが柔軟性に欠け、繰り返しの伸縮に耐えられないという問題があった。本発明では、このような問題を、導電パターンを構成するエラストマーに硫黄等の架橋剤を添加せず、架橋反応も起こさせないものとし、柔軟性を有する導電パターンとすることにより解決した。
伸縮性回路基板には、伸張した後に元の形状に戻るために、復元力が必要であり、そのためにはある程度の硬さが必要である。この場合、伸縮性基材だけでなく、その上に形成される導電パターンにも、復元するためには硬さが必要であると考えられていた。そのため、導電パターンにも、エラストマーに架橋剤を添加して加熱する、架橋剤による架橋が行われていた。
【００１４】
本発明者らは、導電パターンには、伸張後の復元力をもたせずに柔軟性のみを持たせ、導電パターンの伸張後の復元力は、基材の復元力に担保させることにより、伸縮性回路基板の復元力と導電パターンの柔軟性とを両立させることができることを見出した。本発明はこのような知見に基づくものである。
即ち、本発明の伸縮性回路基板は、伸縮性基材と、この伸縮性基材上に形成され、導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターンとを備え、エラストマーは、架橋剤により架橋されていないことを特徴とする。
【００１５】
なお、本発明は、このように導電パターンの形成に際して架橋反応を行わないことにより、柔軟性を有する導電パターンを得ることができるという本来的な効果に加え、有機溶媒の残存を気にする必要が無くなり、高沸点のものを用いることができ、結果として印刷装置の詰まりや導電パターンのかすれ等の課題を解決し得るという付随的な効果も併せ有する。
図１は、本発明の一実施形態に係る伸縮性回路基板１を示す断面図である。図１に示す伸縮性回路基板１は、伸縮性基材２と、この伸縮性基材２上に形成された、柔軟性を有する導電パターン３とから構成されている。
【００１６】
伸縮性基材２は、伸縮性を有する材料により構成される。伸縮性を有する材料としては、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、これらの２種以上の複合体等のエラストマー、又は繊維を挙げることができる。
導電パターン用エラストマーとして架橋エラストマーを用いた従来の導電パターンでは、エラストマーの架橋に要するプロセス温度は〜２３０℃に及び、耐熱性の観点から伸縮性基材が限定されるという問題があった。
【００１７】
これに対し、本発明では、導電パターン用エラストマーとして架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、架橋プロセスがなく、従って、上述のように、耐熱性の異なる様々な広範な伸縮性基材を容易に使用することができるという効果が得られる。
なお、伸縮性を有する材料としてエラストマーを用いた場合、このエラストマーは硫黄等の架橋剤により架橋されたものであり、伸張後の十分な復元力を有するものである。例えば、１０％以上の弾性変形領域を有するものであることが好ましい。衣服に用いられる繊維状織物を用いることも可能である。
【００１８】
導電パターン３は、エラストマー中に導電性微粒子を分散させたものからなる。導電パターン３に用いるエラストマーとしては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、エチレンゴム、プロピレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、これらの２種以上の複合体等を挙げることができる。なお、導電パターン３に用いるエラストマーは、伸縮性基材２に用い得るエラストマーとは異なり、架橋剤により架橋されていないものである。
架橋剤により架橋された架橋エラストマーを用いた従来の導電パターンでは、架橋剤として含まれる希土類金属酸化物やシリカが導電パターンの導電性を低下させてしまうという問題があった。
【００１９】
これに対し、本発明では、導電パターン用エラストマーとして架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、そのような問題は発生せず、エラストマーに適合する架橋剤の選択を何ら考慮することなく、上述のように、様々な広範なエラストマーを容易に使用することができるという効果が得られる。
導電パターン３を構成するエラストマーは、伸縮性基材２に用い得るエラストマーと同一のものでも異なるものでもよいが、特にフッ素系エラストマーが好ましい。フッ素系エラストマーは、最高の化学的安定性を示す一方、架橋に要するプロセス温度が特に高く、耐熱性の観点から伸縮性基材が限定されるという問題が最も大きい材料であった。そのため、これまで導電パターン用のエラストマーとしては使用が困難であった。
【００２０】
これに対し、本発明では、導電パターン用エラストマーとして架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、化学的安定性に優れたフッ素系エラストマーを容易に使用することができるという効果が得られる。
フッ素エラストマーとしては、ビニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる三元系材料を好ましく用いることができる。この三元系材料は、フッ素系エラストマーの中でも特に化学的安定性が高く、本発明に最適なエラストマーである。
導電性微粒子としては、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐａ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの２種以上の合金、はんだ合金等の良導電性金属の粉末を用いることができる。
【００２１】
架橋剤により架橋された架橋エラストマーを用いた従来の導電パターンでは、導電性微粒子として用いる金属が架橋反応を阻害する、もしくは架橋剤と導電性微粒子との副反応により導電性微粒子の導電性を損なうことがある。従って、導電性カーボンのように架橋剤との反応性の低い導電性微粒子を用いることが主流であり、使用可能な導電性微粒子の種類が限られてしまうという問題があった。
これに対し、本発明では、導電パターン用エラストマーとして架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、そのような問題は発生せず、架橋反応の阻害や架橋剤との反応性を何ら考慮することなく、上述のように、様々な広範な金属からなる導電微粒子を容易に使用することができるという効果が得られる。
【００２２】
導電性微粒子は、フレーク状、多角形、無定形等の平板状である、表面積／体積比率が大きい形状を有するものであることが好ましい。特に、フレーク状の銀（Ａｇ）粉末が好ましい。このフレーク状のＡｇ粉末は、例えば、粒径０．１〜１０μｍ、平均粒径１〜４μｍのものを用いることができる。
Ａｇ粉末は、架橋反応を阻害する作用を最も顕著に発揮する導電性微粒子であり、かつ、そのフレーク形状は同一体積の例えば真球形状に比して表面積が大きく、架橋反応阻害がより顕著になるため、従来の架橋エラストマーを用いる導電パターンへの使用は困難であった。一方、Ａｇは、導電パターン及びそれに類似する技術において、導電性、化学的安定性、及び価格の面から最適な材料である。
【００２３】
本発明では、導電パターン用エラストマーとして架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、架橋反応を考慮する必要がなく、導電性微粒子として優れた特性を有するＡｇ粉末を容易に使用することができるという効果が得られる。
導電パターン３における導電性微粒子の含有量は、３０〜４５容量％であるのが好ましい。導電性微粒子が多すぎる場合には、導電パターン３が脆くなって伸縮性が低下し、伸縮性基材２を伸縮させた場合に、導電パターン３が断線し易くなり、導電性微粒子が少なすぎる場合には、導電パターン３の導電性が低下し、導電パターンとしての機能を発揮しにくくなる。
【００２４】
上述したように、架橋剤により架橋された架橋エラストマーを用いた従来の導電パターンでは、導電性微粒子として用いる金属が架橋反応を阻害する、もしくは架橋剤と導電性微粒子との副反応により導電性微粒子の導電性を損なうことがある。そのため、導電性微粒子を多量に配合することができないという問題がある。
これに対し、本発明では、架橋剤により架橋されていないエラストマーを用いているため、そのような問題は発生せず、架橋反応の阻害や架橋剤との反応性を何ら考慮することなく、３０〜４５容量％という多量の導電微粒子を容易に配合することができるという効果が得られる。
【００２５】
なお、一例として導電パターン３中に導電性微粒子としてのＡｇ粒子が４０容量％（７９質量％）含まれている場合には、１０4Ｓ／ｃｍという半田なみの高い導電率が得られている。
以上のように構成される図１に示す本実施形態に係る伸縮性回路基板１では、導電パターン３を構成するエラストマーが、架橋剤により架橋されていないエラストマーであるため、導電パターン３は高い柔軟性を有しており、繰り返し伸縮しても、破損することがなく、長期にわたり安定した導電性を維持することができる。
【００２６】
また、架橋されていないエラストマーを用いているため、導電パターン３自体は、伸張後の復元力が低いが、伸縮性基材２の有する高い復元力により、その上に形成される導電パターン３もまた，元の寸法に復元されるので、伸縮性回路基板１全体として、復元力が損なわれることはない。
更に、導電パターン３が高い柔軟性を有しているため、導電パターン３によって伸縮性基材２の伸張が妨げられることがなく、そのため伸縮性回路基板１全体として、従来の伸縮性回路基板に比べ、伸縮性が向上するという利点を有する。
【００２７】
次に、以上説明した伸縮性回路基板の製造方法について、図１を参照して説明する。
まず、導電パターンを形成するための導電ペーストを調製する。導電ペーストは、エラストマーを有機溶媒に溶解した溶液に導電性微粒子を分散させることにより調製することができる。
分散方法としては、回転式混練装置を用いる方法、自公転撹拌装置を用いる方法、超音波処理、ジェットミリング等、様々な方法を挙げることができる。
【００２８】
なお、調製された導電ペーストには、架橋剤は含まれていない。
エラストマー及び導電性微粒子としては、上述したものを用いることができる。導電性微粒子の量は、上述したように、最終的な導電パターンに対し３０〜４５容量%となるような量であるのが好ましい。
有機溶媒としては、エラストマーを溶解し得るものであればどのようなものでもよいが、従来の架橋エラストマーを用いた導電パターンの形成にこれまで使用が困難であった架橋温度以上の沸点、例えば２００℃以上の沸点を有する高沸点有機溶媒を用いることが可能である。このような高沸点の有機溶媒は、導電ペーストの印刷安定性を向上させるので好ましい。
【００２９】
エラストマーとして、ビニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる三元系のフッ素ゴム（ダイニオンＦＬＳ−２６５０：住友スリーエム社製）を用い、これを種々の有機溶媒に加え、溶解するかどうかを試験した。その結果を下記表１に示す。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
上記表中、○は溶解した結果を、×は溶解しなかった結果を示す。
上記表１に示す結果から、使用可能な有機溶媒は、エチルアセテート、メチルイソブチルケトン、ブチルアセテート、ヘキシルアセテート、イソホロンであることがわかる。これらの有機溶媒の中では、特に、２００℃以上の沸点を有するとともに、汎用で安価なイソホロンが好ましい。
有機溶媒の量は、導電ペーストが印刷に適した粘度となるような量であり、導電ペーストに対し、４０〜８５容量％であるのが好ましい。
【００３２】
次いで、このようにして調製された導電ペーストを、伸縮性基材２の表面に所定のパターン状に印刷する。
印刷方法は、孔版（メタルマスク）印刷、インクジェット法、ディスペンス法、オフセット印刷、スクリーン印刷、マスキングを施した後のディップコートなど様々な方法を使用可能である。これらの方法の中では、最も簡便であり、低コストで印刷が可能なスクリーン印刷が特に好ましい。
【００３３】
この場合、有機溶媒として高沸点有機溶媒を用いることにより、印刷工程において有機溶媒の急激な蒸発に伴う導電ペーストの粘度の上昇、これに伴う印刷版の詰まり、印刷パターンのかすれや欠損を防止することができる。即ち、実用的な印刷安定性が得られ、導電パターンを高精度に得ることができる。
その後、伸縮性基材２表面に印刷された導電ペーストを加熱乾燥して導電ペースト中の有機溶媒を除去し、伸縮性基材２上に導電パターン３が形成された伸縮性回路基板１を得る。この際の加熱乾燥条件は、導電ペーストが緩やかに乾燥され、均質な乾燥物が得られるような条件である。例えば、８０〜１２０℃で、５〜３０分が好ましい。この加熱乾燥温度は、エラストマーが架橋剤を含むとしたならばその架橋温度より低い温度であり、これにより、従来、高い耐熱性を必要としていた伸縮性基材選択の自由度を高めるという効果が得られる。
【００３４】
有機溶媒として低沸点有機溶媒を用いた場合には、この加熱乾燥工程において、印刷された導電ペーストから有機溶媒が急激に蒸発し、導電パターン内部に気泡が残留したり、気泡が破裂したりし、均質な導電パターンを得ることが困難となる場合がある。
従来の加熱による架橋反応を伴う導電パターンの形成では、架橋反応の過程での物質移動によって、そのような問題は解消される傾向となるが、架橋反応を行わない本発明では、そのような問題を防止するため、高沸点溶媒を用いることが好ましい。
【００３５】
以下、本発明の実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。
実施例
［導電ペーストの調製］
未架橋のエラストマーとしてビニリデンフロライド、テトラフルオロエチレン、及びヘキサフルオロプロピレンからなる三元系のフッ素ゴム（ダイニオンＦＬＳ−２６５０：住友スリーエム社製）を用い、これを有機溶媒としてのイソホロンに溶解し、エラストマー溶液を得た。このエラストマー溶液中のエラストマーの濃度は０．０６ｇ／ｍＬであった。
【００３６】
このエラストマー溶液中に、粒径０．１〜１０μm、平均粒径１〜４μmのフレーク状銀（Ａｇ）粒子を、添加量０．１８ｇ／ｍＬで分散させた。分散は、回転式混練装置を用いて行った。
得られた分散溶液に更に有機溶媒イソホロンを加えて、印刷に適した濃度に調整し、導電ペーストを得た。本実施例では、導電ペースト中の溶媒含有量を８０容量％とした。
【００３７】
［導電膜の導電率］
Ａｇ粒子の添加量を様々に変化させた導電ペーストを、スクリーン印刷により所定の基板上に印刷した。その後、１２０℃で１０分間、加熱乾燥し、溶媒を除去して、サイズ１００ｍｍ×０．３ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの試験試料である導電膜を形成した。
得られた導電膜の導電率及びヤング率を測定した。その結果を図２に示す。なお、図２において、曲線Ａは導電率を、曲線Ｂはヤング率をそれぞれ示す。
【００３８】
図２に示すように、導電膜の導電率及びヤング率は、いずれもＡｇ粒子の添加量の増加に伴って増加し、３０容量％以上で、１０３Ｓ／ｃｍ以上の実用的な導電率が得られ、４５容量％を超えると、導電率は飽和する一方、ヤング率が低下している。Ａｇ粒子の添加量の増加により導電膜のヤング率が増加するのは、導電膜が硬くなるからであり、Ａｇ粒子が多すぎると、Ａｇがエラストマーに均一に分散されず、結果として導電膜が脆くなってしまうからである。
【００３９】
図３及び図４は、これらのことを示す写真図である。
即ち、図３は、Ａｇ含有量が３５容量％のときの導電膜の断面顕微鏡写真であり、図４は、Ａｇ含有量が５０容量％のときの導電膜の断面顕微鏡写真である。図３に示す断面写真では、黒いエラストマー内に白いＡｇ粒子が均一に分散されているが、図４に示す断面写真では、白いＡｇ粒子が過剰に存在しており、エラストマー中に分散されずに密集している。
以上の結果から、金属微粒子の添加量は、３０〜４５容量％が好ましいことがわかる。
【００４０】
［導電膜の柔軟性］
導電膜の柔軟性を調べるため、以下の伸張試験を行った。即ち、Ａｇ粒子の添加量を様々に変化させて、上述と同様に基板上に導電膜を形成し、試験試料として測定部幅１ｍｍ、測定部長さ１０ｍｍ、厚み０．１ｍｍのダンベル片を作成した。この試験試料を一軸伸張し、伸び率と引っ張り応力との関係を求めた。その結果を図５に示す。
図５において、曲線ＣはＡｇ含有量４５容量％、曲線ＤはＡｇ含有量４０容量％、曲線ＥはＡｇ含有量３０容量％、曲線ＦはＡｇ含有量３５容量％の場合をそれぞれ示す。
【００４１】
図５から各試験試料の破断強度は４００％以上であり、いずれの試験試料も優れた柔軟性を有していることがわかる。
図６は、図５における伸び率６０％までを拡大したグラフを示す。図６から、Ａｇ含有量の増加により導電膜は硬くなり、これに伴い弾性変形領域が狭くなっているが、１０％程度の弾性変形領域が存在し、その範囲で導電膜は復元性を示すことがわかる。
【００４２】
［導電パターンの形成］
上述した導電ペーストを、スクリーン印刷により、図１に示すように、架橋された天然ゴムからなる伸縮性基材２の表面に３００μｍの間隔で幅３００μｍの縞状に印刷し、導電パターン３を形成した。その後、１２０℃で１０分間、加熱乾燥し、溶媒を除去して、伸縮性基材２上に導電パターン３が形成された伸縮性回路基板１を得た。
【００４３】
図７は、このようにして形成された導電パターン３の外観を示す写真図である。
図７に示すように、本実施例では、幅３００μｍという微細な導電パターンを形成することが可能である。このように微細な導電パターンは、従来の弾性ゴムでは得られなかったものである。
このようにして得た伸縮性回路基板を導電パターンの長軸方向に一軸延伸し、伸び率と配線抵抗の関係を求めた。その結果を図８に示す。
図８に示すように、本実施例に係る回路基板は、７５％以上の伸びに対しても破損することがなく、繰り返し伸縮可能であることがわかる。
【符号の説明】
【００４４】
１…伸縮性回路基板
２…伸縮性基材
３…導電パターン
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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