(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸縮性基材と、
第一の伸縮性配線と、
絶縁層と、
第二の伸縮性配線と、を備え、
第一の領域には、前記第一の伸縮性配線、前記絶縁層、及び、前記第二の伸縮性配線が前記伸縮性基材の表面上で順に重なるように配置され、
前記第一の領域に隣接する第二の領域には、前記絶縁層及び前記第二の伸縮性配線が前記伸縮性基材の表面上で順に重なるように配置され、
前記第二の領域に隣接する第三の領域には、前記第二の伸縮性配線が前記伸縮性基材の表面上に配置され、
前記絶縁層は、前記第一の領域及び前記第二の領域にわたって延在し、
前記第二の伸縮性配線は、前記第一の領域、前記第二の領域、及び、前記第三の領域にわたって延在し、
前記第一の領域において、前記第一の伸縮性配線、前記絶縁層、及び、前記第二の伸縮性配線の総厚が最大となる位置での、前記第一の伸縮性配線の厚みをＺ１、前記絶縁層の厚みをＺ２、前記第二の伸縮性配線の厚みをＺ３とし、前記第二の領域と前記第三の領域との境界での前記第二の伸縮性配線の厚みをＸとするとき、Ｘは、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さい、ことを特徴とする伸縮性配線基板。
【請求項２】
断面視で、前記第一の伸縮性配線の角部はＲ形状である、請求項１に記載の伸縮性配線基板。
【請求項３】
平面視で、前記第二の伸縮性配線の延在方向における前記第二の領域の長さの最小値をＹとするとき、Ｙ＞Ｚ２という関係を満たす、請求項１又は２に記載の伸縮性配線基板。
【請求項４】
平面視で、前記第一の伸縮性配線及び前記第二の伸縮性配線は交差している、請求項１〜３のいずれかに記載の伸縮性配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮性配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、配線基板を用いて、生体情報を取得及び解析することによって、生体（例えば、人体）の状態等を管理することが行われている。【０００３】
配線基板において複数の配線を配置する場合、それらの配線を交差させることがある。例えば、特許文献１には、立体交差部分を有する配線層を基板上に形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５１０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体に貼り付けられる配線基板は、生体の動きに追従可能な伸縮性配線基板であることが求められる。また、このような伸縮性配線基板においても、複数の配線を重なる（例えば、交差する）ように配置することがあるが、それらの配線間の短絡を防止する必要がある。そこで、配線間の短絡を防止するために、重なり合う複数の配線間に絶縁層を介在させることがある。そのため、配線及び絶縁層が積み重ねられた部分が大きく隆起することがある。例えば、複数の配線が絶縁層を介して立体的に交差する場合、その立体交差部分が大きく隆起することがある。【０００６】
特許文献１には、基板が伸縮性を有することが開示されていない。仮に基板が伸縮性を有していても、伸縮させるときに、大きく隆起している配線層の立体交差部分に応力が集中しやすく、結果的に、配線層が断線しやすくなるという問題がある。【０００７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、２つの伸縮性配線が重なるように配置されるときに、両配線間の短絡を防止しつつ、伸縮時の伸縮性配線の断線を抑制することができる伸縮性配線基板を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の伸縮性配線基板は、伸縮性基材と、第一の伸縮性配線と、絶縁層と、第二の伸縮性配線と、を備え、第一の領域には、上記第一の伸縮性配線、上記絶縁層、及び、上記第二の伸縮性配線が上記伸縮性基材の表面上で順に重なるように配置され、上記第一の領域に隣接する第二の領域には、上記絶縁層及び上記第二の伸縮性配線が上記伸縮性基材の表面上で順に重なるように配置され、上記第二の領域に隣接する第三の領域には、上記第二の伸縮性配線が上記伸縮性基材の表面上に配置され、上記絶縁層は、上記第一の領域及び上記第二の領域にわたって延在し、上記第二の伸縮性配線は、上記第一の領域、上記第二の領域、及び、上記第三の領域にわたって延在し、上記第一の領域において、上記第一の伸縮性配線、上記絶縁層、及び、上記第二の伸縮性配線の総厚が最大となる位置での、上記第一の伸縮性配線の厚みをＺ１、上記絶縁層の厚みをＺ２、上記第二の伸縮性配線の厚みをＺ３とし、上記第二の領域と上記第三の領域との境界での上記第二の伸縮性配線の厚みをＸとするとき、Ｘは、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さい、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、２つの伸縮性配線が重なるように配置されるときに、両配線間の短絡を防止しつつ、伸縮時の伸縮性配線の断線を抑制することができる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】本発明の伸縮性配線基板の一例を示す平面模式図である。
【図２】図１中の線分Ａ−Ａ’に対応する部分を示す断面模式図である。
【図３】本発明の伸縮性配線基板の一例を示す断面写真である。
【図４】本発明の伸縮性配線基板に電子部品が実装された実装基板の一例を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の伸縮性配線基板について説明する。なお、本発明は、以下の構成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において適宜変更されてもよい。また、以下において記載する個々の好ましい構成を複数組み合わせたものもまた本発明である。
【００１２】
本明細書中、「厚み」は、断面視で、伸縮性基材の表面に対して垂直な方向における長さを意味する。また、「厚み」及び「長さ」は、伸縮性配線基板を伸縮させていない状態のものとして示されている。
【００１３】
［伸縮性配線基板］
図１は、本発明の伸縮性配線基板の一例を示す平面模式図である。図２は、図１中の線分Ａ−Ａ’に対応する部分を示す断面模式図である。図１、２に示すように、伸縮性配線基板１は、伸縮性基材２と、第一の伸縮性配線３と、絶縁層４と、第二の伸縮性配線５と、を有している。
【００１４】
第一の伸縮性配線３は、伸縮性基材２の表面上に配置されている。
【００１５】
絶縁層４は、平面視で、第一の伸縮性配線３の一部と重なるように配置されている。
【００１６】
第二の伸縮性配線５は、平面視で、その一部が絶縁層４を介して第一の伸縮性配線３と重なるように配置されている。
【００１７】
伸縮性配線基板１においては、第二の伸縮性配線５の延在方向（図１中の線分Ａ−Ａ’の方向）に沿って、第一の領域Ｒ１と、第一の領域Ｒ１に隣接する第二の領域Ｒ２と、第二の領域Ｒ２に隣接する第三の領域Ｒ３と、が存在している。すなわち、第二の伸縮性配線５は、第一の領域Ｒ１、第二の領域Ｒ２、及び、第三の領域Ｒ３にわたって延在している。
【００１８】
第一の領域Ｒ１には、第一の伸縮性配線３、絶縁層４、及び、第二の伸縮性配線５が伸縮性基材２の表面上で順に重なるように配置されている。
【００１９】
第二の領域Ｒ２には、絶縁層４及び第二の伸縮性配線５が伸縮性基材２の表面上で順に重なるように配置されている。第二の領域Ｒ２には、第一の伸縮性配線３が配置されていない。
【００２０】
第三の領域Ｒ３には、第二の伸縮性配線５が伸縮性基材２の表面上に配置されている。第三の領域Ｒ３には、第一の伸縮性配線３及び絶縁層４が配置されていない。
【００２１】
絶縁層４は、第一の領域Ｒ１及び第二の領域Ｒ２にわたって延在している。これにより、第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５は電気的に絶縁され、両伸縮性配線間の短絡が防止される。
【００２２】
＜伸縮性基材＞
伸縮性基材２の構成材料としては、例えば、熱可塑性ポリウレタン等の樹脂材料が挙げられる。
【００２３】
伸縮性配線基板１が、例えば、生体に貼り付けられる場合、生体表面の伸縮を阻害しない観点からは、伸縮性基材２の厚みは、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以下である。また、伸縮性基材２の厚みは、好ましくは０．１μｍ以上である。
【００２４】
＜第一の伸縮性配線及び第二の伸縮性配線＞
第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５の構成材料としては、導電性粒子及び樹脂の混合物が好ましい。このような混合物としては、例えば、導電性粒子としての銀、銅、ニッケル等の金属粉とシリコーン樹脂等のエラストマー系樹脂との混合物等が挙げられる。導電性粒子の平均粒径は、好ましくは０．０１μｍ以上、１０μｍ以下である。導電性粒子の形状は、球形であることが好ましい。第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５の構成材料は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２５】
第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５の厚みは、各々、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下である。また、第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５の厚みは、各々、好ましくは１μｍ以上である。第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５の厚みは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００２６】
＜絶縁層＞
絶縁層４の構成材料としては、樹脂材料、又は、樹脂材料及び無機材料の混合物が好ましい。樹脂材料としては、例えば、ウレタン系、スチレン系、オレフィン系、シリコーン系、フッ素系、ニトリルゴム、ラテックスゴム、塩化ビニル、エステル系、アミド系等のエラストマー系樹脂、エポキシ、フェノール、アクリル、ポリエステル、イミド系、ロジン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート系、ポリエチレンナフタレート系、ポリカーボネート系樹脂、等が挙げられる。
【００２７】
絶縁層４の厚みは、好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは５０μｍ以下である。また、絶縁層４の厚みは、好ましくは５μｍ以上である。
【００２８】
第一の領域Ｒ１において、第一の伸縮性配線３、絶縁層４、及び、第二の伸縮性配線５の総厚が最大となる位置での、第一の伸縮性配線３の厚みをＺ１、絶縁層４の厚みをＺ２、第二の伸縮性配線５の厚みをＺ３とし、第二の領域Ｒ２と第三の領域Ｒ３との境界での第二の伸縮性配線５の厚みをＸとする。このとき、伸縮性配線基板１は、Ｘが、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さい、という関係を満たしている。なお、観察される断面によって、第二の伸縮性配線５の厚みＸが一定ではない場合、その最小値及び最大値がともに上記の関係を満たしていればよい。
【００２９】
第一の領域Ｒ１の隆起を抑える観点からは、Ｘ＝Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３であることが好ましいが、この場合、Ｘが過剰となるために第二の伸縮性配線５の伸縮性が阻害されてしまう。これに対して、上記の関係のように、Ｘを、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さくすることにより、Ｘが過剰とならず、また、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３とＸとの差（第一の領域Ｒ１の隆起の大きさ）がＺ１及びＺ３のうちの小さい方よりも小さくなる。よって、第一の領域Ｒ１の隆起が最小限に抑えられ、第一の領域Ｒ１、第二の領域Ｒ２、及び、第三の領域Ｒ３にわたって、伸縮性配線基板１の表面がほぼ平坦となる。そのため、伸縮性配線基板１を伸縮させても、第一の領域Ｒ１に発生する応力が抑えられ、結果的に、第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５が断線しにくくなる。このような効果は、伸縮性配線基板１を伸縮かつ屈曲させる場合でも同様に得られる。
【００３０】
ＸがＺ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも小さい場合、第一の領域Ｒ１が大きく隆起してしまう。そのため、伸縮性配線基板１を伸縮させると、第一の領域Ｒ１に応力が集中しやすく、結果的に、第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５が断線しやすくなる。
【００３１】
ＸがＺ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも大きい場合、第二の領域Ｒ２と第三の領域Ｒ３との境界近傍が大きく隆起してしまう。そのため、伸縮性配線基板１を伸縮させると、第二の領域Ｒ２と第三の領域Ｒ３との境界近傍に応力が集中しやすく、結果的に、第二の伸縮性配線５が断線しやすくなる。
【００３２】
伸縮性配線基板１は、例えば、伸縮性基材２の表面上に、第一の伸縮性配線３、絶縁層４、及び、第二の伸縮性配線５を順に形成することによって製造される。ここで、伸縮性配線基板１において、Ｘが、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さい、という関係を満たすようにするには、例えば、下記（Ａ）、（Ｂ）等の方法を採用してもよい。
（Ａ）第二の領域Ｒ２と第三の領域Ｒ３との境界近傍において、第二の伸縮性配線５を厚く形成し（複数回に分けて重ねて形成してもよい）、Ｘを大きくする（Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３に近づける）。
（Ｂ）第一の領域Ｒ１において、第二の伸縮性配線５の表面を削り、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３を小さくする（Ｘに近づける）。
【００３３】
伸縮性配線基板１を伸縮（又は伸縮かつ屈曲）させると、特に、第一の領域Ｒ１と第二の領域Ｒ２との境界近傍において、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５とが近づき、両伸縮性配線間の短絡及び漏電が発生しやすくなることがある。これに対して、第一の領域Ｒ１と第二の領域Ｒ２との境界近傍において、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５との間隔を広げる観点から、伸縮性配線基板１は以下のような構成を有することが好ましい。
【００３４】
（第一の好ましい構成）
図２に示すように、断面視で、第一の伸縮性配線３の角部Ｃ（伸縮性基材２から遠い側の角部、言い換えれば、伸縮性基材２と接していない角部）はＲ形状であることが好ましい。これにより、第一の伸縮性配線３の角部Ｃが第一の領域Ｒ１の内側に向かって後退するような形状となるため、第一の領域Ｒ１と第二の領域Ｒ２との境界近傍において、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５との間隔が充分に広くなる。そのため、伸縮性配線基板１を伸縮（又は伸縮かつ屈曲）させても、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５とが近づき過ぎず、両伸縮性配線間の短絡及び漏電が発生しにくくなる。本明細書中、「Ｒ形状」は、輪郭の少なくとも一部が曲線で構成され、全体的に丸みを帯びている形状を意味し、例えば、輪郭が直角をなす形状は除外される。
【００３５】
（第二の好ましい構成）
図１に示すように、平面視で、第二の伸縮性配線５の延在方向における第二の領域Ｒ２の長さの最小値をＹとする。このとき、Ｙ＞Ｚ２という関係を満たすことが好ましい。これにより、第一の伸縮性配線３の角部Ｃ近傍において絶縁層４が厚くなるため、第一の領域Ｒ１と第二の領域Ｒ２との境界近傍において、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５との間隔が充分に広くなる。そのため、伸縮性配線基板１を伸縮（又は伸縮かつ屈曲）させても、第一の伸縮性配線３と第二の伸縮性配線５とが近づき過ぎず、両伸縮性配線間の短絡及び漏電が発生しにくくなる。
【００３６】
伸縮性配線基板１において、図１に示すように、平面視で、第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５は、交差していてもよいが、交差せずに一部同士が重なっていてもよい。第一の伸縮性配線３及び第二の伸縮性配線５が交差する場合、その交差角は、直角であってもよく、直角以外であってもよい。
【００３７】
図３は、本発明の伸縮性配線基板の一例を示す断面写真である。図３に示すように、伸縮性配線基板１の断面写真においても、Ｘが、Ｚ１＋Ｚ２及びＺ２＋Ｚ３のうちの大きい方よりも大きく、かつ、Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３よりも小さい、という関係が満たされている。また、第一の伸縮性配線３の角部ＣがＲ形状であり、Ｙ＞Ｚ２という関係を満たしていることも分かる。
【００３８】
伸縮性配線基板１には、電子部品が実装されていてもよい。図４は、本発明の伸縮性配線基板に電子部品が実装された実装基板の一例を示す平面模式図である。図４に示すように、実装基板１０は、伸縮性配線基板１と、伸縮性配線基板１に実装されている電子部品としてのチップ部品２０、３０と、を有している。
【００３９】
チップ部品２０、３０としては、例えば、増幅器（オペアンプ、トランジスタ、等）、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、等が挙げられる。
【００４０】
実装基板１０（伸縮性配線基板１）は、生体（例えば、人体）に貼り付けられることによってセンサとして使用可能である。
【００４１】
実装基板１０（伸縮性配線基板１）は、伸縮性基材２の、第一の伸縮性配線３、絶縁層４、第二の伸縮性配線５、及び、チップ部品２０、３０とは反対側の表面上に、生体適合性を有する粘着層を更に有していてもよい。これにより、実装基板１０（伸縮性配線基板１）の生体への貼り付けが容易になる。実装基板１０（伸縮性配線基板１）は、全体がテーピングによって生体に固定されてもよい。
【００４２】
実装基板１０（伸縮性配線基板１）は、全体が生体適合性を有する樹脂材料で被覆されてもよい。これにより、第一の伸縮性配線３、第二の伸縮性配線５、及び、チップ部品２０、３０の生体への接触が防止される。
【００４３】
実装基板１０（伸縮性配線基板１）は、第一の伸縮性配線３、第二の伸縮性配線５、及び、チップ部品２０、３０が配置されていない領域に、生体の肌が外気に露出又は通気しやすい部分を有していてもよい。これにより、実装基板１０（伸縮性配線基板１）において、生体の肌との通気性が高まる。
【符号の説明】
【００４４】
１  伸縮性配線基板
２  伸縮性基材
３  第一の伸縮性配線
４  絶縁層
５  第二の伸縮性配線
１０  実装基板
２０、３０  チップ部品
Ｒ１  第一の領域
Ｒ２  第二の領域
Ｒ３  第三の領域
Ｚ１  第一の伸縮性配線の厚み
Ｚ２  絶縁層の厚み
Ｘ、Ｚ３  第二の伸縮性配線の厚み
Ｃ  第一の伸縮性配線の角部
Ｙ  第二の領域の長さの最小値
【図１】
0006870790.tif 000002
【図２】
0006870790.tif 000003
【図３】
0006870790.tif 000004
【図４】
0006870790.tif 000005