(57)【要約】【課題】外部端子と伸縮性配線との位置合わせを容易にし、伸縮性配線基板の製造の歩留まりを高めることができる伸縮性配線基板の製造方法を提供する。【解決手段】フィルム基材３３の一方の主面３３ｂに外部端子３１を形成する工程と、伸縮性基材５３の一方の主面５３ａに伸縮性配線部５５を形成する工程と、外部端子３１に伸縮性配線部５５を位置合わせして、フィルム基材３３と伸縮性配線部５５とに圧力及び熱を加えて接合することによって外部端子３１と伸縮性配線部５５とを接続する工程と、を使って伸縮性配線基板を製造する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１シート部材の一方の主面に端子部を形成する端子形成工程と、
前記第１シート部材よりも伸縮性が高い第２シート部材の一方の主面に伸縮性配線部を形成する伸縮性配線部形成工程と、
前記端子部と前記伸縮性配線部とを位置合わせして、前記第１シート部材と前記第２シート部材とに圧力及び熱を加えて接合することにより、前記端子部と前記伸縮性配線部とを接続する接合工程と、を含むことを特徴とする伸縮性配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１シート部材の熱収縮率と前記第２シート部材の熱収縮率とが相違する、請求項１に記載の伸縮性配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記伸縮性配線部は、生体からの電気信号が入力される生体電極と接続される、請求項１または請求項２に記載の伸縮性配線基板の製造方法。
【請求項４】
一の主面に端子部を有する第１シート部材と、当該第１シート部材よりも高い伸縮性を有し、前記端子部と接続される伸縮性配線部を前記第１シート部材の前記主面と対向する主面に備えると共に前記第１シート部材と接合される第２シート部材と、を有し、
前記伸縮性配線部は、前記端子部から前記第２シート部材上の前記第１シート部材と重ならない領域に至るまで同一層であり、上面視において一定の幅を有することを特徴とする、伸縮性配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性配線基板の製造方法及び伸縮性配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェアラブルデバイスやメディカルデバイスの市場では生体センサや生体情報モニタに対する関心が高まっている。たとえばスポーツ業界では、競技者の身体能力や技量をより向上させるため、身体動作を高精度に定量化することが試みられている。かかる場合、生体の動きを検知するウェアラブルな生体センサが適用されることがある。また医療業界では、疾病の治療や未病対策のために心電図や心拍数、血圧、体温といったバイタルサイン（生体情報）を検出することが試みられており、かかる場合には生体情報を検知する生体情報モニタを適用することがある。生体センサや生体情報モニタは一般に衣服や装具に設けられ、これらの衣服や装具を身につけることでセンシングやモニタが行われる。
【０００３】
しかしながら、人体が動くことで衣服や装具は身体から僅かにずれるため、衣服や装具に設けられた生体センサや生体情報モニタが生体の対象部位からずれてセンシング精度やモニタ精度が著しく低下するという問題がある。
【０００４】
上記の問題は、生体センサや生体情報モニタを人体に直接に貼り付けることで抑制される。そこで近年、面内方向に伸縮性を有する基材や配線を有する伸縮性（ストレッチャブル）エレクトロニクスと呼ばれる技術が検討され、人体の関節等の動きに追随して伸縮可能な配線基板が提案されている。また、生体センサや生体情報モニタを医療用途等で用いる場合には、感染症の防止の観点から、当該生体センサのうち、少なくとも生体に触れる部分や生体の近くで用いられる部分を使い捨てとすることが望まれている。
【０００５】
この種の伸縮性配線基板として、特許文献１には、伸縮性基材と導電性微粒子及びエラストマーを含む導電パターンとから構成されて基板全体が伸縮性を備える回路基板が記載されている。また特許文献２には、伸縮性基材よりもヤング率の大きい材料からなるアイランドを印刷法により薄膜形成して基材に埋め込んだ伸縮性配線基板が記載されている。アイランドには素子が実装され、アイランド同士は伸縮性の配線で接続されている。これにより、伸縮性基材が伸縮した際に、素子の破壊やアイランドと基材との境界を跨ぐ配線の断線を防止することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２３６１０３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１６２１２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、伸縮性の配線は、伸縮性配線基板において検出された信号を出力するための外部端子と接続されている。外部端子は、外部の機器と接続されるため、伸縮性配線と異なる硬質の材料によって構成されている。このため、伸縮性配線と外部端子とは互いに別々の工程によって形成された後に位置合わせされて電気的な導通が可能なように接続される。上記したように、生体センサ等に使用される伸縮性配線基板には使い捨てとすることが望まれているため、伸縮性配線基板には安価で高い量産性が望まれる。伸縮性配線と外部端子との接続時の位置合わせの歩留まりは伸縮性配線基板の歩留まりに大きく影響する因子であり、接続工程の難易性を低くすることが望まれている。
しかしながら、上記した公知技術のいずれにも、外部端子と伸縮性配線との位置合わせについて考慮したことは一切記載されていない。
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、外部端子と伸縮性配線との位置合わせを容易にし、伸縮性配線基板の製造の歩留まりを高めることができる伸縮性配線基板の製造方法及び伸縮性配線基板を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様の伸縮性配線基板の製造方法は、第１シート部材の一方の主面に端子部を形成する端子形成工程と、前記第１シート部材よりも伸縮性が高い第２シート部材の一方の主面に伸縮性配線部を形成する伸縮性配線部形成工程と、前記端子部と前記伸縮性配線部とを位置合わせして、前記第１シート部材と前記第２シート部材とに圧力及び熱を加えて接合することにより、前記端子部と前記伸縮性配線部とを接続する接合工程と、を含むことを特徴とする。
本発明の一態様の伸縮性配線基板は、一の主面に端子部を有する第１シート部材と、当該第１シート部材よりも高い伸縮性を有し、前記端子部と接続される伸縮性配線部を前記第１シート部材の前記主面と対向する主面に備えると共に前記第１シート部材と接合される第２シート部材と、を有し、前記伸縮性配線部は、前記端子部から前記第２シート部材上の前記第１シート部材と重ならない領域に至るまで同一層であり、上面視において一定の幅を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の伸縮性配線基板の製造方法は、外部端子と伸縮性配線との位置合わせを容易にし、伸縮性配線基板の製造の歩留まりを高めることができる伸縮性配線基板の製造方法、生体センサシートの製造方法及び伸縮性配線基板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる伸縮性配線基板を示す平面図である。
【図２】図１に示した外部端子及び伸縮性配線部の一部を拡大して示した図である。
【図３】図１中の一点鎖線に沿う断面図である。
【図４】図１に示した外部端子と伸縮性配線部との位置合わせについて説明するための模式図である。
【図５】本実施形態の伸縮性配線基板の効果を説明するための参考図である。
【図６】本実施形態の伸縮性配線基板の効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態の伸縮性配線基板１００及び伸縮性配線基板の製造方法を説明する。
図１は、本実施形態の伸縮性配線基板１００の上面図である。図２は、図１に示した外部端子３１及び伸縮性配線部５５の一部を拡大して示した図である。図３は、図１に示した伸縮性配線基板１００の一点鎖線３−３に沿う断面図である。各図面において、対応する構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
なお、本明細書でいう「面」とは、幾何学的に完全な平面であることを要するものではなく、凹部または凸部が形成されていることを許容する。また、本明細書でいう「フィルム」とは、シートや膜状物等、一般的に厚みの薄い形状物を広く含む。即ち、シート、フィルムまたは膜状物等の称呼の違いにより個別の厚みの大小を規定するものではない。
また、本実施形態は、便宜上、以下の説明において図の下方側を下面側、上方側を上面側と呼称する場合がある。ただし、これは構成要素の相対的な位置関係を説明するために便宜的に規定するものであり、重力方向の上下とは必ずしも一致しない。
【００１２】
［伸縮性配線基板］
本実施形態の伸縮性配線基板１００は、一の主面に端子部である外部端子３１を有する第１シート部材を備えている。本実施形態では、第１シート部材を以降、フィルム基材３３と記す。また、フィルム基材３３において、外部端子３１が設けられた主面を主面３３ｂとし、主面３３ｂに対する裏面を主面３３ａとする。
本実施形態の伸縮性配線基板１００は、さらに、フィルム基材３３よりも高い伸縮性を有し、外部端子３１と接続される伸縮性配線部５５をフィルム基材３３の主面３３ｂと対向する主面に備えると共に、フィルム基材３３と接合される第２シート部材を有している。本実施形態では、第２シート部材を以降伸縮性基材５３とし、伸縮性基材５３の伸縮性配線部５５が形成されている面を以降主面５３ａと記す。また、主面５３ａに対する裏面を主面５３ｂと記す。伸縮性配線部５５は、外部端子３１から伸縮性基材５３上のフィルム基材３３と重ならない領域である伸縮領域５０に至るまで（図１では伸縮性電極５７に至るまで）同一層であり、上面視において一定の幅Ｗを有している。
上記記載において、「主面」とは、薄板の面のうち他の面よりもはるかに面積の大きい面を指す。薄板である以上、主面の裏面には同様の面積を有する面が存在し、本実施形態では、この裏面も「主面」とする。また、本実施形態の「同一層」とは、一のプロセスで形成された同一の部材でなる一続きの層を指す。本実施形態においては、特に、異なる層同士の「継ぎ目」がない層を指している。さらに、「一定の幅を有する」ことは、伸縮性配線部５５の幅方向の長さが一定であり、配線上に配線同士を接続するためのランドやティアドロップのパターンがないことを指している。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態では、伸縮性配線基板１００のうちのフィルム基材３３を有する部分を以降「補強領域」３０と記す。また、伸縮性配線部５５は、外部端子３１と接続する側の端部と異なる端部が伸縮性電極５７と接続している。本実施形態では、伸縮性基材５３、伸縮性配線部５５及び伸縮性電極５７を以降「伸縮領域」５０と記す。図１に示したように、フィルム基材３３の主面３３ａにおける外部端子３１に対応する位置には外部端子３１を図示しない外部機器や基板に対しコネクタ接続する際に、外部端子３１近傍の基材厚みを調整し嵌合性を良好にするための補強部材３７が設けられている。
以下、以上の構成を順に説明する。
【００１４】
（フィルム基材）
フィルム基材３３は、可撓性を有する部材であって、伸縮性基材５３よりも大きなヤング率を有している。なお、本実施形態では、フィルム基材３３は伸縮性基材５３よりも伸縮性が低く、実質的に伸縮しない部材とする。フィルム基材３３の材質は特に限定されないが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）またはフッ素樹脂等の、低摺動性、耐食性かつ高強度の合成樹脂を用いることができる。このほか、フィルム基材３３には、セルロースナノファイバーペーパー等相応の耐久性を備えた紙素材を用いてもよい。
【００１５】
フィルム基材３３の厚みは、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることができ、望ましくは２５μｍ以上１５０μｍ以下であり、より望ましくは５０μｍ以上１００μｍ以下である。また、フィルム基材３３の厚みは伸縮性基材５３の厚みよりも厚くすることが好ましい。フィルム基材３３の厚みを上記範囲とすることで、補強領域３０の面内剛性を十分に高めることができるとともに、伸縮性配線基板１００の全体の厚みを抑制することができる。
【００１６】
（伸縮性基材）
伸縮性基材５３は、フィルム基材３３よりも高い伸縮性を有している。伸縮性基材５３を構成する好ましい素材としては、ニトリルゴム、ラテックスゴム、ウレタン系エラストマー、またはシリコーン系エラストマー等のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。特に、医療用に用いられるウレタン系エラストマーシートを用いることで、人体の皮膚に貼り付けた場合でも高い安全性を得ることができる。
【００１７】
伸縮性基材５３の厚みは特に限定されないが、伸縮性配線基板１００を適用する対象物（対象面）の伸縮の動きを阻害しないという観点からは、たとえば、厚みは１００μｍ以下であることが好ましい。伸縮性基材５３の厚みは、より望ましくは２５μｍ以下であり、更に望ましくは１０μｍ以下である。
【００１８】
伸縮性基材５３は、最大伸び率が、１０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、１００％以上であることがさらに好ましく、２００％以上であることが特に好ましい。上述する素材からなる伸縮性基材５３であれば、たとえば、最大伸び率３００％以上を発揮することが可能である。ここで伸縮性基材５３の最大伸び率とは、面内方向の一方向に弾性変形可能な伸び率の最大値のことをいう。
なお、本明細書において伸び率とは、外力が付加されていない場合の寸法（伸び率０％寸法）に対し、力が加えられることで面内方向の一方向に伸びた割合を意味する。たとえば伸び率５０％であれば伸び率０％寸法の１．５倍の伸び率であり、伸び率１００％であれば伸び率０％寸法の２倍の伸び率である。
【００１９】
（伸縮性配線部）
図２に示すように、外部端子３１は、複数（本実施形態では１０個）の端子部３１ａから端子部３１ｊによって構成されている。また、伸縮性配線部５５は、複数（本実施形態では６つ）の配線部５５ａから５５ｆによって構成されている。本実施形態では、端子部は配線部と１対１に対応して直接接続されている。図２に示した例では、端子部３１ｃに配線部５５ａが位置合わせして接合されている。また、同様に、端子部３１ｄに配線部５５ｂが位置合わせして接合され、端子部３１ｅに配線部５５ｃが位置合わせして接合され、端子部３１ｆに配線部５５ｄが位置合わせして接合されている。さらに、端子部３１ｇに配線部５５ｅが位置合わせして接合され、端子部３１ｈに配線部５５ｆが位置合わせして接合されている。端子部と配線部との位置合わせの具体的な方法は、後に詳述する。
端子部と配線部との接合は、例えば、ラミネート接続や加圧プレスによって行われる。
【００２０】
伸縮性配線部５５の厚み寸法及び幅寸法は、伸縮性配線部５５の無負荷時の抵抗率及び伸縮性基材５３の伸張時の抵抗変化のほか、伸縮性配線基板１００の全体の厚み寸法及び幅寸法の制約に基づいて決定することができる。伸縮性基材５３の伸張時の寸法変化に追従させて良好な伸縮性を確保するという観点からは、伸縮性配線部５５の幅寸法は、１０００μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ以下であることがより好ましく、２００μｍ以下であることがさらに好ましい。伸縮性配線部５５を構成する個々の配線の厚み寸法は、２５μｍ以下とすることができ、望ましくは１０μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２１】
（保護層）
さらに、本実施形態の伸縮性配線基板１００は、図１に示した補強領域３０及び伸縮領域５０上に図示しない保護層を有している。保護層は、伸縮性基材５３の主面５３ａに形成された伸縮性配線部５５の形成面を覆う伸縮性のシート状のカバーである。本実施形態の保護層は伸縮領域５０のみならず補強領域３０に至る大きさで形成されており、フィルム基材３３の主面３３ａを覆う。
保護層を設けることで伸縮性配線基板１００を面内方向に伸長させた際に伸縮性基材５３の全体が比較的均一に伸長し、伸縮性配線部５５の断線を抑制することができる。また、保護層が伸縮領域５０と補強領域３０とに亘って形成されていることで、保護層の端縁に発生する応力集中が補強領域３０によって分散されるため、伸縮性配線部５５の断線を更に抑制することができる。更に、伸縮性配線部５５が保護層と伸縮性基材５３とによって厚み方向に挟まれていることで、伸縮領域５０において伸縮性配線部５５が伸縮性配線基板１００の略厚み中心に位置することとなる。このため、伸縮性配線基板１００を面直方向に折り曲げた際に、伸縮性配線部５５に作用する引張応力と圧縮応力とが相殺されて伸縮性配線部５５が保護される。
【００２２】
保護層は、絶縁性かつ伸縮性の材料から構成されることが好ましい。保護層には、たとえばエラストマー材料を用いることができ、伸縮性基材５３と共通の樹脂材料を用いてもよい。これにより、伸縮性配線基板１００の伸縮領域５０の伸縮性を損なうことなく伸縮性配線部５５を保護することができる。保護層は、エラストマー系のペーストをフィルム基材３３および伸縮性基材５３に塗布及び乾燥させて作成することができる。このほか、予めシート状に作成された保護層を、フィルム基材３３及び伸縮性基材５３に対して貼付してもよく、または接着剤を用いて接合してもよい。
保護層の厚みは特に限定されないが、伸縮性配線基板１００の伸縮性を妨げないという観点からは、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましく、３０μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２３】
［伸縮性配線基板の製造方法］
次に、本実施形態の伸縮性配線基板の製造方法について説明する。
本実施形態の伸縮性配線基板の製造方法は、図３に示したように、フィルム基材３３の一方の主面３３ｂに外部端子３１を形成する端子形成工程と、伸縮性基材５３の一方の主面５３ａに伸縮性配線部５５を形成する配線形成工程と、外部端子３１と伸縮性配線部５５とを位置合わせして、フィルム基材３３と伸縮性基材５３とに圧力及び熱を加えて接合することによって外部端子３１と伸縮性配線部５５とを接続する接合工程と、を含んでいる。
本実施形態では、フィルム基材３３の主面３３ｂの前面に易接着層３５が形成されている。易接着層３５は、伸縮性基材５３と同一の材料を塗布して形成された薄膜で、主面３３ｂと伸縮性配線部５５との接合強度を高める目的で主面３３ｂと伸縮性配線部５５との間に挿入されている。次に、主面３３ｂには、易接着層３５を介して外部端子３１が形成される。外部端子３１は、カーボンペースト等の耐摩耗性かつ導電性の被膜を積層して作成することができる。カーボンペーストの積層は、例えば、印刷法によって行うことができる。印刷法では、端子部３１ａから端子部３１ｊのパターンに合わせて導電性部材を含むカーボンペーストをフィルム基材３３の主面３３ｂ上に塗布した後、所定の温度、時間で乾燥または硬化反応させ、固化する。カーボンペーストは非金属性のカーボンを導電性粒子として用いるためイオンマイグレーションの抑制や耐摩耗性の向上が期待できる。
【００２４】
一方、伸縮性基材５３の主面５３ａには、伸縮性配線部５５が形成される。伸縮性配線部５５は、導電材料を含んで構成されており導電性を有する。伸縮性配線部５５を構成する導電材料としては、銀、金、白金、カーボン、銅、アルミニウム、コバルトもしくはニッケル、またはこれらの合金等の導電性の良好な材料を選択することができる。導電材料の形状は特に限定されないが、顆粒または粉体等の粒子状とすることができる。粒子形状は特に限定されず、球状、針状、フレーク状、ナノワイヤ状等とすることができる。
伸縮性配線部５５は、さらに樹脂バインダを含むことが好ましい。すなわち、本実施形態の伸縮性配線部５５は、樹脂材料に導電性粒子が分散して配合された導電性材料で形成されている。伸縮性配線部５５が樹脂バインダを含むことにより、伸縮性基材５３の伸縮によって伸縮性配線部５５が破断することが抑制される。樹脂バインダとしては、たとえばウレタン樹脂バインダ、アクリル樹脂バインダ等の熱可塑性のエラストマー材料を挙げることができるが、これに限定されない。樹脂バインダとしては、塗膜化された状態における伸縮性配線部５５の弾性率が伸縮性基材５３の弾性率に比して同等か、またはより小さくなるように低ヤング率のものを選定することが望ましい。エラストマー材料は一種類で用いてもよく、または複数種類のエラストマー材料を混合して用いてもよい。
【００２５】
伸縮性配線部５５の形成方法は特に限定されないが、たとえば印刷法により形成することができる。すなわち、本実施形態の伸縮性配線部５５は、伸縮性を有する導電性ペーストを印刷塗布して形成された印刷パターンである。このような印刷パターンは、導電性ペーストの塗布後、導電性ペーストを所定の時間加熱されて乾燥、固化する工程を経て形成される。
具体的な印刷法は特に限定されないが、たとえば、スクリーン印刷方法、インクジェット印刷方法、グラビア印刷方法、オフセット印刷方法等を例示することができる。このうち、微細解像性や厚膜安定性の観点から、スクリーン印刷が好適に用いられる。スクリーン印刷において、塗布の開始部分の導電性ペーストが盛り上がることを避けるため、主面５３ａ全体にスクリーン印刷により導電性ペーストを塗布し、これをリソグラフィによってパターニングして伸縮性配線部５５を形成してもよい。
また、印刷法で伸縮性配線部５５を形成する場合、上述した導電性粒子及び樹脂バインダならびに有機溶剤を含む導電性ペーストを調製して印刷法に供するとよい。伸縮性配線部５５に、銀等の金属粒子を主成分とする伸縮性の導電性ペーストを用いることによって、たとえば５０％以上７０％以下程度の伸び率を実現することができ、伸長特性に優れた配線の形成が可能となる。
【００２６】
次に、外部端子３１と伸縮性配線部５５との位置合わせについて説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、外部端子３１と伸縮性配線部５５との位置合わせについて説明するための模式図であって、図４（ａ）は切断前のフィルム基材シート３００を示し、図４（ｂ）は切断前の伸縮性基材シート５００を示している。フィルム基材シート３００に破線で示したパターン３１３は、後に型抜きされる形状を示した仮想的な領域である。パターン３１３には端子部３１ａから端子部３１ｅが形成されている。パターン３１３の内部及び周辺には位置合わせ用のピンが挿入されるピン穴３１１が形成されている。
また、伸縮性基材シート５００に破線で示したパターン５１３は、後に型抜きされる形状を示した仮想的な領域である。パターン５１３には伸縮性配線部５５の配線部５５ａから配線部５５ｅが形成されている。パターン５１３の領域の外には位置合わせ用のピンが挿入されるピン穴５１１が形成されている。
【００２７】
伸縮性基材シート５００とフィルム基材シート３００は、それぞれ異なる熱収縮率を有しているから、互いに異なる比率で収縮している。当然のことながら、本実施形態では、このような熱収縮率の相違を考慮してパターン３１３及びパターン５１３を設計している。
本実施形態では、先ず、フィルム基材シート３００のうち、後に伸縮性基材シート５００を接合した際に該伸縮性基材シート５００に形成された配線部５５を含む伸縮領域５０の全体が露出されるように、開口部を金型打ち抜き等の加工により形成する。その後、このフィルム基材シート３００を図示しない作業台の作業面に載置（セット）する。作業面には上下動できるピンが設けられていて、ピンをピン穴３１１に貫通させることによってパターン３１３を係止する。
次に、本実施形態では、フィルム基材シート３００に重なるように伸縮性基材シート５００をセットする。このとき、フィルム基材シート３００に形成された端子部３１と、伸縮性基材シート５００に形成された配線部５５とが、互いに対向するように対面配置とする。伸縮性基材シート５００のセットは、伸縮性基材シート５００の状態で行ってもよいし、パターン５１３毎に切り離して行ってもよい。このとき、伸縮性基材シート５００は、ピン穴５１１がピンに挿通されるようにセットされる。このようにすることにより、パターン５１３の配線部５５ａから５５ｅが端子部３１ａから端子部３１ｅに正確に位置合わせされる。本実施形態の伸縮性配線部５５と外部端子３１との位置合わせにおいて許容されるずれ量は、±３００μｍである。
【００２８】
位置合わせの後、外部端子３１と伸縮性配線部５５との接合が行われる。接合は、図３に示した主面３３ｂと主面５３ａとを向かい合わせた状態でフィルム基材シート３００及び伸縮性基材シート５００を加熱及び加圧することによって行われる。このような工程により、フィルム基材３３の主面３３ｂと伸縮性基材５３の主面５３ａとを直接に接合し、フィルム基材３３と伸縮性基材５３を融合一体化する。これにより、外部端子３１と伸縮性配線部５５とが導通する。
より具体的には、本実施形態では、フィルム基材３３と伸縮性基材５３とが加熱及び加圧されて互いに融着することによって接合する。加熱手段には、加熱ロールによるラミネート手法や、加熱プレスの手段を採用することができる。加圧プレスは大気中で行ってもよく、または真空中で行ってもよい。これにより、フィルム基材３３は伸縮性基材５３の熱融着性によって機械的に接合されるとともに、外部端子３１は伸縮性配線部５５による熱融着性によって機械的及び電気的に接続される。このため、接着剤や粘着剤を用いることなく、外部端子３１と伸縮性配線部５５とを直接的に接続することができる。この結果、極めて簡便に接続作業が完了する。
【００２９】
さらに、本実施形態は、補強領域３０の外部端子３１と反対側に補強部材３７が設けられている。補強部材３７は、外部端子３１を外部機器のコネクタ等（図示せず）に嵌合させて接続する際に、補強領域３０の先端部分の厚みを当該コネクタ等が規格する精度に合わせ込むためのスペーサ部材である。
補強部材３７を作成する材料としては、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＩ等の低摺動性、耐食性かつ高強度の合成樹脂を用いることができるほか、紙素材を用いてもよい。補強部材３７は、フィルム基材３３と同種の材料で作成してもよく、またはフィルム基材３３と異種の材料で作成してもよい。このほか補強部材３７には、薄板状の金属板を用いてもよい。補強部材３７をフィルム基材３３に接合するにあたっては、一般的な粘着剤や接着剤を用いることができる。
【００３０】
図５は、本実施形態の効果を説明するために他の伸縮性配線基板を示した参考図である。図５に示した構成は、外部端子３１及び引出配線９１を備えるフィルム基材３３と、伸縮性配線部９５を備える伸縮性基材５３及び補強部材３７を示している。図５に示した伸縮性配線基板は、外部端子３１と伸縮性配線部９５とが引出配線９１を介して接続されている点で本実施形態の伸縮性配線基板１００と相違する。このような構成では、外部端子３１の形成時にフィルム基材３３に熱が加えられてフィルム基材３３が縮小する。図５に示した構成では、さらに、外部端子３１と電気的、機械的に接続するように引出配線９１が形成される。
【００３１】
フィルム基材３３は、前述の通り、外部端子３１の形成時に加熱されて縮小する。加熱によるフィルム基材３３の縮小、変形の状態は予測がし難く、例えば、図４（ａ）に示されるように、一つのフィルム基材シート３００の中に複数の補強領域３０（外部端子３１および引出配線９１）を形成する場合には、それぞれの外部端子３１とそれに対応する引出配線部９１とを印刷によって接続するにあたり、それら全てを高精度に位置合わせすることが極めて困難になってくる。本発明者らの実験の結果、図５に示した伸縮性配線基板における外部端子３１と引出配線９１の位置合わせに許容されるずれ量は、±１００μｍ程度であった。このずれ量は、図１から図４に示した本実施形態の伸縮性配線基板１００で要求される位置合わせ精度の１／３である。また、本実施形態では、フィルム基材３３と伸縮性基材５３との熱収縮率が異なっているために縮小、変形したフィルム基材３３の外部端子３１および引出配線９１と、伸縮性基材５３の伸縮性配線部５５とを位置合わせして接合することも困難になってくる。
【００３２】
図５に示した構成よりも位置合わせで許容されるずれ量が大きい本実施形態は、外部端子３１と伸縮性配線部５５とを機械的、電気的に接続する工程において図５に示した工程よりも高い歩留まりを得ることができる。さらに、本実施形態は、外部端子３１と伸縮性配線部５５とを直接接続するので、引出配線を形成する工程を省くことができる。このような本実施形態の伸縮性配線基板１００は、図５に示した伸縮性配線基板よりも生産性が高く、量産化に適するものといえる。そして、このような本実施形態の特徴は、使い捨てで使用される分野に好適である。
また、本実施形態は、上記したように、フィルム基材３３と伸縮性基材５３との熱収縮率が異なっている場合に特に顕著な効果を奏するものといえる。
【００３３】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、本実施形態の伸縮性配線基板１００と、図５に示した公知の伸縮性配線基板との間で、外部端子から伸縮性電極までの間の抵抗値を測定した結果を示したグラフである。なお、このグラフにおける縦軸は配線抵抗値を示しているが、絶対値ではなく（ａ）、（ｂ）を同じ抵抗値の範囲で比較した無次元の係数としている。図６（ａ）は公知の伸縮性配線基板で測定された抵抗値を示し、図６（ｂ）は伸縮性配線基板１００で測定された抵抗値を示している。図６（ａ）、（ｂ）の縦軸は測定された抵抗値を示し、横軸は７つの配線部の別を示している。なお、図６（ａ）、（ｂ）中のプロット「▲」、「●」等は、測定された複数の伸縮性配線基板１００の別を示している。
図６（ａ）、（ｂ）に示したように、本実施形態の伸縮性配線基板１００は、最大抵抗値（図中に「Ｍａｘ」と記す）及び最大抵抗値（図中に「Ｍｉｎ」と記す）が公知の構成よりも低く、また、平均の抵抗置（図中に「ＡＶＧ」と記す）も僅かながら公知の構成よりも低くなっている。
上記測定の結果は、本実施形態の伸縮性配線部５５が外部端子３１との接合部から伸縮性電極５７まで同一のプロセスで形成された継ぎ部分の無い同層の配線であることによると考えられる。
また、本実施形態の伸縮性配線部５５は、易接着層３５が主面３３ｂ上に形成されている。易接着層３５の材質は多孔性の伸縮性基材５３と同一であるため、フィルム基材３３と伸縮性基材５３との接合後、主面３３ｂ上において伸縮性配線部５５の「滲み」が発生せずに明瞭な伸縮性配線部５５のパターンを得られることが本発明者により観察された。このため、本実施形態の伸縮性配線基板１００は、信号のノイズを低減して明瞭かつ安定な信号を得ることができる。
【００３４】
（生体センサシートの製造方法）
本実施形態では、伸縮性電極５７が生体電極として機能する。このため、本実施形態は、伸縮性基材５３の主面５３ａに、生体からの電気信号が入力される生体電極と接続される伸縮性配線部５５を形成するものであり、伸縮性配線基板１００を生体センサシートとすることができる。
生体センサシートは、伸縮性基材５３が生体に貼り付けられて使用される。伸縮性基材５３は、その伸縮性によって生体の表面の凹凸や動きに応じて伸縮し、生体から得られる電気信号を伸縮性電極５７に入力する。生体は、例えば人であって、生体センサシートは、例えば人の腕や足に貼り付けられて筋肉の動きを示す信号を検出する。あるいは、人の額や頭部に貼り付けられて脳の働きを示す信号を検出する。このような生体センサシートは、生体の動作を妨げることがなく、装着による生体への負荷が小さいために生体にかかるストレスを軽減することができる。
【００３５】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される限りにおける種々の変形、改良等の態様も含む。
たとえば、伸縮性配線基板１００には、人体の表面に伸縮性配線基板１００を貼り付けるための貼付層（図示せず）を設けてもよい。貼付層は、伸縮性配線基板１００の用途により、伸縮性配線基板１００の上面側に設けてもよく、または下面側に設けてもよい。貼付層はゲル剤や粘着剤により作成することができる。
【００３６】
本発明の伸縮性配線基板１００の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等を許容する。
【００３７】
上記実施形態は、以下の技術思想を包含するものである。
（１）
第１シート部材の一方の主面に端子部を形成する端子形成工程と、
前記第１シート部材よりも伸縮性が高い第２シート部材の一方の主面に伸縮性配線部を形成する伸縮性配線部形成工程と、
前記端子部と前記伸縮性配線部とを位置合わせして、前記第１シート部材と前記第２シート部材とに圧力及び熱を加えて接合することにより、前記端子部と前記伸縮性配線部とを接続する接合工程と、を含むことを特徴とする伸縮性配線基板の製造方法。
（２）
前記第１シート部材の熱収縮率と前記第２シート部材の熱収縮率とが相違する、（１）の伸縮性配線基板の製造方法。
（３）
前記伸縮性配線部は、生体からの電気信号が入力される生体電極と接続される、（１）または（２）に記載の伸縮性配線基板の製造方法。
（４）
一の主面に端子部を有する第１シート部材と、当該第１シート部材よりも高い伸縮性を有し、前記端子部と接続される伸縮性配線部を前記第１シート部材の前記主面と対向する主面に備えると共に前記第１シート部材と接合される第２シート部材と、を有し、
前記伸縮性配線部は、前記端子部から前記第２シート部材上の前記第１シート部材と重ならない領域に至るまで同一層であり、上面視において一定の幅を有することを特徴とする、伸縮性配線基板。
【符号の説明】
【００３８】
３０・・・補強領域
３１・・・外部端子
３１ａ〜３１ｊ・・・端子部
３３・・・フィルム基材
３３ａ，３３ｂ・・・主面
３５・・・易接着層
３７・・・補強部材
５０・・・伸縮領域
５３・・・伸縮性基材
５３ａ，５３ｂ・・・主面
５５，９５・・・伸縮性配線部
５５ａ〜５５ｆ・・・配線部
５７・・・伸縮性電極
９１・・・引出配線
１００・・・伸縮性配線基板
３００・・・フィルム基材シート
３１１，５１１・・・ピン穴
３１３，５１３・・・パターン
５００・・・伸縮性基材シート
Ｗ・・・幅
【図１】
2018046160.tif 000003
【図２】
2018046160.tif 000004
【図３】
2018046160.tif 000005
【図４】
2018046160.tif 000006
【図５】
2018046160.tif 000007
【図６】
2018046160.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月21日(2017.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
図６（ａ）、図６（ｂ）は、本実施形態の伸縮性配線基板１００と、図５に示した公知の伸縮性配線基板との間で、外部端子から伸縮性電極までの間の抵抗値を測定した結果を示したグラフである。なお、このグラフにおける縦軸は配線抵抗値を示しているが、絶対値ではなく（ａ）、（ｂ）を同じ抵抗値の範囲で比較した無次元の係数としている。図６（ａ）は公知の伸縮性配線基板で測定された抵抗値を示し、図６（ｂ）は伸縮性配線基板１００で測定された抵抗値を示している。図６（ａ）、（ｂ）の縦軸は測定された抵抗値を示し、横軸は７つの配線部の別を示している。なお、図６（ａ）、（ｂ）中のプロット「▲」、「●」等は、測定された複数の伸縮性配線基板１００の別を示している。
図６（ａ）、（ｂ）に示したように、本実施形態の伸縮性配線基板１００は、最大抵抗値（図中に「Ｍａｘ」と記す）及び最小抵抗値（図中に「Ｍｉｎ」と記す）が公知の構成よりも低く、また、平均の抵抗置（図中に「ＡＶＧ」と記す）も僅かながら公知の構成よりも低くなっている。
上記測定の結果は、本実施形態の伸縮性配線部５５が外部端子３１との接合部から伸縮性電極５７まで同一のプロセスで形成された継ぎ部分の無い同層の配線であることによると考えられる。
また、本実施形態の伸縮性配線部５５は、易接着層３５が主面３３ｂ上に形成されている。易接着層３５の材質は多孔性の伸縮性基材５３と同一であるため、フィルム基材３３と伸縮性基材５３との接合後、主面３３ｂ上において伸縮性配線部５５の「滲み」が発生せずに明瞭な伸縮性配線部５５のパターンを得られることが本発明者により観察された。このため、本実施形態の伸縮性配線基板１００は、信号のノイズを低減して明瞭かつ安定な信号を得ることができる。