(57)【要約】【課題】導体層の腐食を十分に防止することが可能な配線回路基板およびそれを備えた燃料電池を提供する。【解決手段】ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の一面には、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは被覆層６ａ〜６ｎにより被覆される。被覆層６ａ〜６ｎは樹脂組成物を含む。樹脂組成物は、温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有する。また、樹脂組成物は、８０℃以上のガラス転移温度を有する。【選択図】図１
2011181902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に用いられる配線回路基板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、
前記被覆層は導電材料および樹脂組成物を含み、
前記樹脂組成物は、温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有することを特徴とする配線回路基板。
【請求項２】
燃料電池に用いられる配線回路基板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、
前記被覆層は導電材料および樹脂組成物を含み、
前記樹脂組成物は、８０℃以上のガラス転移温度を有することを特徴とする配線回路基板。
【請求項３】
前記被覆層は、前記樹脂組成物１００重量部に対して５重量部以上７０重量部以下の前記導電材料を含むことを特徴とする請求項１または２記載の配線回路基板。
【請求項４】
前記樹脂組成物は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびポリエステル樹脂の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の配線回路基板。
【請求項５】
前記導電材料は、金属材料、炭素材料および導電性高分子材料のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線回路基板。
【請求項６】
前記金属材料は、銀を含むことを特徴とする請求項５記載の配線回路基板。
【請求項７】
前記炭素材料は、カーボンブラックおよび黒鉛のうち少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項５記載の配線回路基板。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の配線回路基板と、
電池要素と、
前記配線回路基板および前記複数の電池要素を収容する筺体とを備えることを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線回路基板およびそれを備えた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等のモバイル機器には、小型でかつ高容量の電池が求められる。そこで、リチウム二次電池等の従来の電池に比べて、高エネルギー密度を得ることが可能な燃料電池の開発が進められている。燃料電池としては、例えば直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cells）がある。
【０００３】
直接メタノール型燃料電池では、メタノールが触媒によって分解され、水素イオンが生成される。その水素イオンと空気中の酸素とを反応させることにより電力を発生させる。この場合、化学エネルギーを極めて効率良く電気エネルギーに変換することができ、非常に高いエネルギー密度を得ることができる。
【０００４】
このような直接メタノール型燃料電池の内部では、燃料極、空気極および電解質極からなる電極膜が屈曲されたフレキシブル配線回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する）間に配置される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているＦＰＣ基板においては、ベース絶縁層上に所定のパターンを有する導体層が形成される。また、導体層は、カーボンブラックまたは黒鉛を含む導電性の被覆層により被覆される。これにより、メタノール等の付着による導体層の腐食が防止されつつ電極膜と導体層との導電性が確保されている。
【０００７】
このようなＦＰＣ基板をより長期に渡って使用するために、導体層の防食性が向上されることが望ましい。
【０００８】
本発明の目的は、電極膜と導体層との導電性を確保しつつ導体層の腐食を十分に防止することが可能な配線回路基板およびそれを備えた燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る配線回路基板は、燃料電池に用いられる配線回路基板であって、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、被覆層は導電材料および樹脂組成物を含み、樹脂組成物は、温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有するものである。
【００１０】
この配線回路基板においては、絶縁層上に設けられた所定のパターンを有する導体層の表面が被覆層により被覆される。被覆層の樹脂組成物は温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有する。この場合、燃料電池の燃料または燃料から派生する生成物が被覆層を透過して導体層に付着することが防止される。これにより、配線回路基板の導体層が腐食することが十分に防止される。
【００１１】
（２）第２の発明に係る配線回路基板は、燃料電池に用いられる配線回路基板であって、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、被覆層は導電材料および樹脂組成物を含み、樹脂組成物は、８０℃以上のガラス転移温度を有するものである。
【００１２】
この配線回路基板においては、絶縁層上に設けられた所定のパターンを有する導体層の表面が被覆層により被覆される。被覆層の樹脂組成物は８０℃以上のガラス転移温度を有する。この場合、被覆層の厚みが小さくても、燃料電池の燃料または燃料から派生する生成物が被覆層を透過して導体層に付着することが防止される。これにより、配線回路基板の導体層が腐食することが十分に防止される。
【００１３】
（３）被覆層は、樹脂組成物１００重量部に対して５重量部以上７０重量部以下の導電材料を含んでもよい。この場合、被覆層の導電性が十分に確保されつつ配線回路基板の導体層が腐食することが十分に防止される。
【００１４】
（４）樹脂組成物は、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂およびポリエステル樹脂の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、配線回路基板のフレキシブル性が良好になる。特に、樹脂組成物がフェノール樹脂またはエポキシ樹脂を含む場合、配線回路基板のフレキシブル性が良好になりかつ耐薬品性が良好になる。
【００１５】
（５）導電材料は、金属材料、炭素材料および導電性高分子材料のうち少なくとも１つを含んでもよい。この場合、被覆層の導電性をより十分に確保することができる。
【００１６】
（６）金属材料は、銀を含んでもよい。この場合、被覆層の導電性をさらに十分に確保することができる。
【００１７】
（７）炭素材料は、カーボンブラックおよび黒鉛のうち少なくとも一方を含んでもよい。この場合、被覆層の導電性をさらに十分に確保することができる。
【００１８】
（８）第３の発明に係る燃料電池は、第１または第２の発明に係る配線回路基板と、電池要素と、配線回路基板および電池要素を収容する筺体とを備えるものである。
【００１９】
この燃料電池においては、第１または第２の発明に係る配線回路基板および電池要素が筺体内に収容される。電池要素の電力は、配線回路基板を通して筺体の外部に供給される。
【００２０】
配線回路基板においては、燃料電池の燃料または燃料から派生する生成物が被覆層を透過して導体層に付着することが防止される。これにより、配線回路基板の導体層が腐食することが十分に防止される。その結果、燃料電池の信頼性を向上させるとともに、燃料電池をより長期に渡って使用することが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、配線回路基板の導体層の腐食を十分に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】（ａ）は第１の実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】（ａ）はＦＰＣ基板を用いた燃料電池の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の燃料電池内における作用を説明するための図である。
【図５】実施例１〜８および比較例１〜５のＦＰＣ基板の模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［１］第１の実施の形態
以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る配線回路基板について説明する。なお、本実施の形態では、配線回路基板の例として、屈曲性を有するフレキシブル配線回路基板について説明する。
【００２４】
（１）フレキシブル配線回路基板の構成
図１（ａ）は第１の実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。以下の説明においては、フレキシブル配線回路をＦＰＣ基板と略記する。
【００２５】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＦＰＣ基板１は、例えばポリイミドからなるベース絶縁層２を備える。ベース絶縁層２は第１絶縁部２ａ、第２絶縁部２ｂ、第３絶縁部２ｃおよび第４絶縁部２ｄからなる。第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂは、それぞれ矩形形状を有し、互いに隣接するように一体的に形成される。以下、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線に平行な辺を側辺と称し、第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂの側辺に垂直な一対の辺を端辺と称する。
【００２６】
第３絶縁部２ｃは、第１絶縁部２ａの１つの角部における側辺の一部から延出する。第４絶縁部２ｄは、第１絶縁部２ａの上記角部の対角に位置する第２絶縁部２ｂの角部における側辺の一部から延出する。
【００２７】
第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線上にベース絶縁層２をほぼ二等分するように折曲部Ｂ１が設けられる。後述のように、ベース絶縁層２は、折曲部Ｂ１に沿って折曲可能である。折曲部Ｂ１は、例えば線状の浅い溝であってもよく、または、線状の印等でもよい。あるいは、折曲部Ｂ１でベース絶縁層２を折曲可能であれば、折曲部Ｂ１に特に何もなくてもよい。ベース絶縁層２を折曲部Ｂ１に沿って折曲する場合、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとが対向する。この場合、第３絶縁部２ｃと第４絶縁部２ｄとは対向しない。
【００２８】
第１絶縁部２ａには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ１が形成される。また、第２絶縁部２ｂには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ２が形成される。
【００２９】
ベース絶縁層２の一面には、矩形の集電部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ、接続導体部３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは例えば銅からなる。
【００３０】
集電部３ａ〜３ｊの各々は長方形状を有する。集電部３ａ〜３ｅは、第１絶縁部２ａの端辺に沿って平行に延びかつ第１絶縁部２ａの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ａ〜３ｅの各々は、第１絶縁部２ａの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ１を含む第１絶縁部２ａの領域に形成される。
【００３１】
同様に、集電部３ｆ〜３ｊは、第２絶縁部２ｂの端辺に沿って平行に延びかつ第２絶縁部２ｂの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ｆ〜３ｊの各々は、第２絶縁部２ｂの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ２を含む第２絶縁部２ｂの領域に形成される。
【００３２】
この場合、集電部３ａ〜３ｅと集電部３ｆ〜３ｊとは、屈曲部Ｂ１を中心として対称な位置に配置される。
【００３３】
接続導体部３ｋ〜３ｎは、屈曲部Ｂ１をまたぐように第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂにわたって形成される。接続導体部３ｋは集電部３ｂと集電部３ｆとを電気的に接続し、接続導体部３ｌは集電部３ｃと集電部３ｇとを電気的に接続し、接続導体部３ｍは集電部３ｄと集電部３ｈとを電気的に接続し、接続導体部３ｎは集電部３ｅと集電部３ｉとを電気的に接続する。
【００３４】
第１絶縁部２ａの開口Ｈ１上における集電部３ａ〜３ｅの部分には、開口Ｈ１よりも径大の開口Ｈ１１が形成される。また、第２絶縁部２ｂの開口Ｈ２上における集電部３ｆ〜３ｊの部分には、開口Ｈ２よりも径大の開口Ｈ１２が形成される。
【００３５】
引き出し導体部３ｏは、集電部３ａの外側の短辺から第３絶縁部２ｃ上に直線状に延びるように形成される。引き出し導体部３ｐは、集電部３ｊの外側の短辺から第４絶縁部２ｄ上に直線状に延びるように形成される。
【００３６】
集電部３ａおよび引き出し導体部３ｏの一部を覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ａが形成される。これにより、引き出し導体部３ｏの先端部は被覆層６ａに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｏの部分を、引き出し電極５ａと称する。また、集電部３ｂ〜３ｅをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが形成される。集電部３ａ〜３ｅの開口Ｈ１１内において、被覆層６ａ〜６ｅは第１絶縁部２ａの上面に接する。
【００３７】
集電部３ｊおよび引き出し導体部３ｐの一部を覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｊが形成される。これにより、引き出し導体部３ｐの先端部は被覆層６ｊに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｐの部分を、引き出し電極５ｂと称する。また、集電部３ｆ〜３ｉをそれぞれ覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉが形成される。集電部３ｆ〜３ｊの開口Ｈ１２内において、被覆層６ｆ〜６ｊは第２絶縁部２ｂの上面に接する。
【００３８】
接続導体部３ｋ〜３ｎをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上および第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｋ，６ｌ，６ｍ，６ｎが形成される。
【００３９】
被覆層６ａ〜６ｎは、導電材料を含有した樹脂組成物からなる。樹脂組成物として、例えばフェノール樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂もしくはポリエステル樹脂、またはこれらの樹脂を２種類以上混合した樹脂を用いることができる。この場合、ＦＰＣ基板１のフレキシブル性が良好になる。特に、樹脂組成物がフェノール樹脂またはエポキシ樹脂を含む場合、ＦＰＣ基板１のフレキシブル性が良好になりかつ耐薬品性が良好になる。
【００４０】
樹脂組成物は、温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有する。また、樹脂組成物は、８０℃以上のガラス転移温度Ｔｇを有する。
【００４１】
一方、導電材料として、例えば金（Ａｕ）、銀もしくはナノ銀粒子等の金属材料、カーボンブラック、黒鉛もしくはカーボンナノチューブ等の炭素材料、またはポリチオフェンもしくはポリアニリン等の導電性高分子材料を用いることができ、またはこれらの材料を２種類以上混合した材料を用いることができる。
【００４２】
被覆層６ａ〜６ｎは、樹脂組成物１００重量部に対して５重量部以上７０重量部以下の導電材料を含むことが好ましい。この場合、被覆層６ａ〜６ｎに十分な導電性を付与するとともに、樹脂組成物の透湿度の増加またはガラス転移温度Ｔｇの減少を防止することができる。
【００４３】
（２）ＦＰＣ基板の製造方法
次に、図１に示したＦＰＣ基板１の製造方法を説明する。図２および図３は、ＦＰＣ基板１の製造方法を説明するための工程断面図である。なお、図２および図３は、図１のＦＰＣ基板１のＡ−Ａ線から見た工程断面図である。
【００４４】
まず、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミドからなる絶縁膜２０と例えば銅からなる導体膜３０とからなる２層ＣＣＬ（Copper Clad Laminate：銅張積層板）を用意する。絶縁膜２０の厚みは例えば１２．５μｍであり、導体膜３０の厚みは例えば１２μｍである。
【００４５】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体膜３０上に所定のパターンを有するエッチングレジスト２２が形成される。エッチングレジスト２２は、例えば、ドライフィルムレジスト等により導体膜３０上にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより形成される。
【００４６】
次に、図２（ｃ）に示すように、エッチングにより、エッチングレジスト２２の下の領域を除く導体膜３０の領域が除去される。次に、図２（ｄ）に示すように、エッチングレジスト２２を剥離液により除去する。これにより、絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ（図１参照）が形成される。なお、図２（ｄ）には、集電部３ｃ，３ｈ、接続導体部３ｌおよび引き出し導体部３ｏのみが表される。
【００４７】
スパッタ、蒸着またはめっき等の一般的な方法により絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを形成してもよい。
【００４８】
続いて、図３（ｅ）に示すように、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを覆うように絶縁膜２０上に導電材料を含有する樹脂組成物の塗布またはラミネートにより被覆膜６０が形成される。被覆膜６０の厚みは例えば２５μｍである。
【００４９】
次に、図３（ｆ）に示すように、被覆膜６０を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより、被覆層６ａ〜６ｎ（図１（ａ）参照）が形成される。ここで、引き出し電極５ａ，５ｂ（図１（ａ）参照）が被覆層６ａ，６ｊから露出する。
【００５０】
そして、図３（ｇ）に示すように、絶縁膜２０が所定の形状に切断されることにより、ベース絶縁層２、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎ、引き出し導体部３ｏ，３ｐおよび被覆層６ａ〜６ｎを備えるＦＰＣ基板１が完成する。
【００５１】
なお、ベース絶縁層２の厚みは、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。ベース絶縁層２の厚みが１μｍ未満であると、ＦＰＣ基板１の耐久性および取り扱い性が低下する。また、ベース絶縁層２の厚みが１００μｍを超えると、ＦＰＣ基板１のフレキシブル性が低下するとともに、ＦＰＣ基板１の小型化が困難になる。
【００５２】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの厚みは、３μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。被覆層６ａ〜６ｎの厚みは、１μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００５３】
さらに、図２および図３では、サブトラクティブ法によるＦＰＣ基板１の製造方法を示したが、これに限定されず、セミアディティブ法等の他の製造方法を用いてもよい。さらに、図２および図３では、露光法を用いて被覆層６ａ〜６ｎを形成する例を示したが、これに限定されず、印刷技術を用いて所定のパターンの被覆膜を形成し、その後、熱硬化処理を行うことに被覆層６ａ〜６ｎを形成してもよい。
【００５４】
（３）効果
本実施の形態に係るＦＰＣ基板１においては、ベース絶縁層２上に設けられた所定のパターンを有する集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの表面が被覆層６ａ〜６ｎにより被覆される。被覆層６ａ〜６ｎの樹脂組成物は、温度４０℃でかつ相対湿度９０％の環境において１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下の透湿度を有する。または、被覆層６ａ〜６ｎの樹脂組成物は８０℃以上のガラス転移温度Ｔｇを有する。
【００５５】
この場合、燃料電池の燃料であるメタノールまたはメタノールから派生する蟻酸等の生成物が被覆層６ａ〜６ｎを透過して集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐに付着することが防止される。これにより、ＦＰＣ基板１の集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが腐食することが十分に防止される。
【００５６】
［２］第２の実施の形態
以下、第２の実施の形態に係る燃料電池について説明する。本実施の形態に係る燃料電池は、第１の実施の形態に係るＦＰＣ基板１を備える。
【００５７】
図４（ａ）は、ＦＰＣ基板１を用いた燃料電池１００の外観斜視図であり、図４（ｂ）は、燃料電池１００内における作用を説明するための図である。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）の燃料電池１００のＢ−Ｂ線から見た断面図である。
【００５８】
図４（ａ）に示すように、燃料電池１００は、半体３１ａ，３１ｂからなる直方体状の筐体３１を有する。なお、図４（ａ）では、半体３１ａを破線により示している。ＦＰＣ基板１は、被覆層６ａ〜６ｎが形成された一面を内側にして図１の折曲部Ｂ１に沿って折曲された状態で半体３１ａ，３１ｂにより狭持される。
【００５９】
ＦＰＣ基板１の引き出し電極５ａ，５ｂは、筐体３１の外側に露出される。引き出し電極５ａ，５ｂには、種々の外部回路の端子が電気的に接続される。
【００６０】
図４（ｂ）に示すように、筐体３１内において、複数（本実施の形態では５個）の電極膜３５が、折曲されたＦＰＣ基板１の被覆層６ａと被覆層６ｆとの間、被覆層６ｂと被覆層６ｇとの間、被覆層６ｃと被覆層６ｈとの間、被覆層６ｄと被覆層６ｉとの間、および被覆層６ｅと被覆層６ｊとの間にそれぞれ配置される。これにより、複数の電極膜３５が直列接続される。なお、図４（ｂ）には、被覆層６ｅおよび被覆層６ｊの間の電極膜３５のみが表される。
【００６１】
各電極膜３５は燃料極３５ａ、空気極３５ｂおよび電解質膜３５ｃからなる。燃料極３５ａは電解質膜３５ｃの一面に形成され、空気極３５ｂは電解質膜３５ｃの他面に形成される。複数の電極膜３５の燃料極３５ａはＦＰＣ基板１の被覆層６ｆ〜６ｊにそれぞれ対向し、複数の電極膜３５の空気極３５ｂはＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｅにそれぞれ対向する。
【００６２】
各電極膜３５の燃料極３５ａには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ２，Ｈ１２を通して燃料が供給される。なお、本実施の形態では、燃料としてメタノールを用いる。電極膜３５の空気極３５ｂには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ１，Ｈ１１を通して空気が供給される。
【００６３】
この場合、複数の燃料極３５ａにおいて、メタノールが水素イオンと二酸化炭素とに分解され、電子が生成される。生成された電子は、ＦＰＣ基板１の集電部３ｊ（図１参照）から引き出し電極５ｂに導かれる。メタノールから分解された水素イオンは、電解質膜３５ｃを透過して空気極３５ｂに達する。複数の空気極３５ｂにおいて、引き出し電極５ａから集電部３ａ（図１参照）に導かれた電子を消費しつつ水素イオンと酸素とが反応し、水が生成される。このようにして、引き出し電極５ａ，５ｂに接続された外部回路に電力が供給される。
【００６４】
このように、第２の実施の形態に係る燃料電池１００においては、第１の実施の形態に係るＦＰＣ基板１が使用されるので、燃料電池１００の信頼性を向上させるとともに、燃料電池１００をより長期に渡って使用することが可能になる。
【００６５】
［３］他の実施の形態
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の材料としてポリイミドが用いられたが、これに限定されない。例えば、ポリイミドに代えて、ポリアミドイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリオレフィン、またはエポキシ等の他の絶縁材料を用いてもよい。
【００６６】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの材料として銅が用いられたが、これに限定されない。例えば、銅に代えて金（Ａｕ）、銀、もしくはアルミニウム等の他の金属、または銅合金、金合金、銀合金もしくはアルミニウム合金等の合金を用いてもよい。
【００６７】
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１は５対の集電部（集電部３ａ，３ｆ、集電部３ｂ，３ｇ、集電部３ｃ，３ｈ、集電部３ｄ，３ｉおよび集電部３ｅ，３ｊ）を有するが、これに限定されない。ＦＰＣ基板１の集電部の数は２対以上であれば、４対以下であってもよいし、６対以上であってもよい。これにより、任意の数の電極膜３５を直列接続することができる。
【００６８】
また、ＦＰＣ基板１が１対の集電部を有してもよい。この場合、接続導体部３ｋ〜３ｎは設けられない。
【００６９】
［４］請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００７０】
上記実施の形態においては、ベース絶縁層２が絶縁層の例であり、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが導体層の例であり、被覆層６ａ〜６ｎが被覆層の例であり、ＦＰＣ基板１が配線回路基板の例であり、電極膜３５が複数の電池要素の例であり、筺体３１が筺体の例であり、燃料電池１００が燃料電池の例である。
【００７１】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【００７２】
［５］実施例
（１）実施例および比較例
以下の実施例１〜８および比較例１〜５では、上記実施の形態に基づいて被覆層に用いられる樹脂組成物を形成した。その後、樹脂組成物を含む被覆層を有するＦＰＣ基板を作製した。
【００７３】
実施例１においては、ＭＥＫ（Methyl Ethyl Ketone：メチルエチルケトン）に溶解させたエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部、硬化剤である酸無水物（新日本理化株式会社製ＭＨ−７００）８重量部および触媒であるイミダゾール（四国化成工業株式会社製２Ｅ４ＭＺ）２重量部を混合し、塗布液を調製した。この塗布液を乾燥および硬化させることにより、厚み２５μｍの樹脂組成物を形成した。
【００７４】
実施例２においては、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部に代えて、エポキシ樹脂（東都化成株式会社製ＹＰ５０ＥＫ３５）１００重量部を添加した点を除いて、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００７５】
実施例３においては、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部に代えて、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）５０重量部およびエポキシ樹脂（ＤＩＣ株式会社製ＥＸＡ−４８５０）５０重量部を添加した点を除いて、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００７６】
実施例４においては、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部に代えて、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）８０重量部およびエポキシ樹脂（ダイセル化学工業株式会社製エポフレンド）２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００７７】
実施例５においては、ＭＥＫに溶解させたレゾール型アルキルフェノール樹脂（日立化成工業株式会社製ヒタノール４０１０）９５重量部、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１０１０）５重量部、添加剤であるアミノフェノール２重量部を混合し、塗布液を調製した。この塗布液を乾燥および硬化させることにより、厚み２５μｍの樹脂組成物を形成した。
【００７８】
実施例６においては、厚みが１２μｍである点を除いて、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００７９】
実施例７および８においては、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００８０】
比較例１においては、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部に代えて、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）８０重量部およびエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ＹＬ−７４１０）２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００８１】
比較例２においては、エポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）８０重量部に代えてエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）５０重量部、およびエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ＹＬ−７４１０）２０重量部に代えてエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ＹＬ−７４１０）５０重量部を添加した点を除いて、比較例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００８２】
比較例３においては、厚みが１２μｍである点を除いて、比較例１の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００８３】
比較例４および５においては、比較例２の樹脂組成物と同様の樹脂組成物を形成した。
【００８４】
図５は、実施例１〜８および比較例１〜５のＦＰＣ基板１ｓの模式的断面図である。図５に示すように、実施例１〜８および比較例１〜５のＦＰＣ基板１ｓにおいては、塩化第二鉄を用いて２層ＣＣＬをエッチングすることにより、ベース絶縁層２ｓ上に所定のパターンを有する導体層３ｓが形成される。また、導体層３ｓは、導電材料および樹脂組成物を含む被覆層６ｓにより被覆される。
【００８５】
実施例１のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に、黒鉛１８重量部およびカーボンブラック１０重量部を添加した。この塗布液をＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に塗布することにより、厚み２５μｍの被覆層６ｓを形成した。
【００８６】
実施例２のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、実施例２の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００８７】
実施例３のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、実施例３の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００８８】
実施例４のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、実施例４の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００８９】
実施例５のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、実施例５の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００９０】
実施例６のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、実施例６の樹脂組成物の塗布液を用いた点および被覆層６ｓの厚みが１２μｍである点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００９１】
実施例７のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液４５重量部に導電成分として導電性カーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ６００）１０重量部と黒鉛（日本黒鉛工業株式会社製）４５重量部とを予め混合した。その後、３本ロール機を用いて混合物中の導電性カーボンブラックおよび黒鉛を分散させることにより被覆層６ｓの前駆体を形成した。この前駆体をＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に塗布することにより、厚み２５μｍの被覆層６ｓを形成した。
【００９２】
実施例８のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液３０重量部に導電成分として銀粒子（ＤＯＷＡハイテック株式会社製ＦＡシリーズ）７０重量部を配合し、予め混合した。その後、３本ロール機を用いて混合物中の銀粒子を分散させることにより被覆層６ｓの前駆体を形成した。この前駆体をＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に塗布することにより、厚み２５μｍの被覆層６ｓを形成した。
【００９３】
比較例１のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、比較例１の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００９４】
比較例２のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、比較例２の樹脂組成物の塗布液を用いた点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００９５】
比較例３のＦＰＣ基板１ｓにおいては、実施例１の樹脂組成物の塗布液に代えて、比較例３の樹脂組成物の塗布液を用いた点および被覆層６ｓの厚みが１２μｍである点を除いて、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に、実施例１の被覆層６ｓと同様の被覆層６ｓを形成した。
【００９６】
比較例４のＦＰＣ基板１ｓにおいては、比較例２の樹脂組成物の塗布液４５重量部に導電成分として導電性カーボンブラック（ライオン株式会社製ケッチェンブラックＥＣ−ＤＪ６００）１０重量部と黒鉛（日本黒鉛工業株式会社製）４５重量部とを予め混合した。その後、３本ロール機を用いて混合物中の導電性カーボンブラックおよび黒鉛を分散させることにより被覆層６ｓの前駆体を形成した。この前駆体をＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に塗布することにより、厚み２５μｍの被覆層６ｓを形成した。
【００９７】
比較例５のＦＰＣ基板１ｓにおいては、比較例２の樹脂組成物の塗布液３０重量部に導電成分として銀粒子（ＤＯＷＡハイテック株式会社製ＦＡシリーズ）７０重量部を予め混合した。その後、３本ロール機を用いて混合物中の銀粒子を分散させることにより被覆層６ｓの前駆体を形成した。この前駆体をＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓ上に塗布することにより、厚み２５μｍの被覆層６ｓを形成した。
【００９８】
（２）樹脂組成物の透湿度およびガラス転移温度ならびに被覆層の耐食効果について
実施例１〜８および比較例１〜５の各樹脂組成物の透湿度およびガラス転移温度Ｔｇを測定した。また、実施例１〜８および比較例１〜５の各ＦＰＣ基板１ｓの被覆層６ｓの耐食効果を評価した。
【００９９】
実施例１〜８および比較例１〜５の各樹脂組成物の透湿度を以下のカップ法（ＪＩＳ  Ｚ０２０８）により測定した。カップ法においては、カップ内に吸湿剤である塩化カルシウムを封入する。また、カップの口を覆うように実施例１〜８および比較例１〜５の樹脂組成物を取り付け、カップの周縁部を封ろう剤により密封する。
【０１００】
このカップを温度４０℃および相対湿度９０％の環境に２４時間放置し、放置後の塩化カルシウムの質量の増加量を測定することにより、２４時間当たりに透湿面積Ｓ［ｃｍ２］の樹脂組成物を通過する水蒸気の質量Ｍ［ｍｇ］を測定した。透湿度ＷＶＴＲｓａｍｐｌｅは以下の式により算出される。
【０１０１】
ＷＶＴＲｓａｍｐｌｅ＝２４０×Ｍ／（Ｔ・Ｓ）［ｇ／（ｍ２・２４ｈ）］
実施例１〜８および比較例１〜５の各樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇを、粘弾性測定装置ＲＳＡIII（ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社）を用いて測定した。
【０１０２】
実施例１〜８および比較例１〜５の各ＦＰＣ基板１ｓの被覆層６ｓの耐食効果を以下の浸漬試験により評価した。実施例１〜８および比較例１〜５のＦＰＣ基板１ｓを温度６０℃かつ濃度１０％のメタノール水溶液に７日間浸漬させる。その後、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓの外観の腐食状態を観測することにより、被覆層６ｓの耐食効果を評価した。
【０１０３】
樹脂組成物の透湿度およびガラス転移温度Ｔｇの測定結果ならびにＦＰＣ基板１ｓの浸漬試験の結果を表１に示す。
【０１０４】
【表１】
2011181902.tif 000003
【０１０５】
表１に示すように、実施例１の樹脂組成物の透湿度は９３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１１１℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例１のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１０６】
実施例２の樹脂組成物の透湿度は１３１ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１０３℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例２のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１０７】
実施例３の樹脂組成物の透湿度は１０５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは９２℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例３のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１０８】
実施例４の樹脂組成物の透湿度は１３５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１１１℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例４のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１０９】
実施例５の樹脂組成物の透湿度は４０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１６９℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例５のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１１０】
実施例６の樹脂組成物の透湿度は１４５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１１１℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例６のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１１１】
実施例７の樹脂組成物の透湿度は９３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１１１℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例７のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１１２】
実施例８の樹脂組成物の透湿度は９３ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは１１１℃であった。また、浸漬試験の結果、実施例８のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測されなかった。
【０１１３】
一方、比較例１の樹脂組成物の透湿度は１５５ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは７５℃であった。また、浸漬試験の結果、比較例１のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測された。
【０１１４】
比較例２の樹脂組成物の透湿度は２５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは２８℃であった。また、浸漬試験の結果、比較例２のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測された。
【０１１５】
比較例３の樹脂組成物の透湿度は２６０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは７５℃であった。また、浸漬試験の結果、比較例３のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測された。
【０１１６】
比較例４の樹脂組成物の透湿度は２５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは２８℃であった。また、浸漬試験の結果、比較例４のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測された。
【０１１７】
比較例５の樹脂組成物の透湿度は２５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）であり、ガラス転移温度Ｔｇは２８℃であった。また、浸漬試験の結果、比較例５のＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓに腐食が観測された。
【０１１８】
実施例１〜８および比較例１〜５の結果から、ＦＰＣ基板１ｓの被覆層６ｓに含まれる樹脂組成物の透湿度が１５０ｇ／（ｍ２・２４ｈ）以下またはガラス転移温度Ｔｇが８０℃以上である場合、ＦＰＣ基板１ｓの導体層３ｓの腐食が十分に防止されることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
本発明は、燃料電池に用いる種々の配線回路基板に有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１２０】
１，１ｓ  ＦＰＣ基板
２，２ｓ  ベース絶縁層
２ａ  第１絶縁部
２ｂ  第２絶縁部
２ｃ  第３絶縁部
２ｄ  第４絶縁部
３ａ〜３ｊ  集電部
３ｋ〜３ｎ  接続導体部
３ｏ，３ｐ  引き出し導体部
３ｓ  導体層
５ａ，５ｂ  引き出し電極
６ａ〜６ｎ，６ｓ  被覆層
２０  絶縁膜
２２  エッチングレジスト
３０  導体膜
６０  被覆膜
Ｂ１  屈曲部
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ１１，Ｈ１２  開口
【図１】
2011181902.tif 000004
【図２】
2011181902.tif 000005
【図３】
2011181902.tif 000006
【図４】
2011181902.tif 000007
【図５】
2011181902.tif 000008