伸缩性电路基板的制作方法

本发明涉及安装有电子器件的伸缩性电路基板，特别是涉及确保基板整体的伸缩性和柔软性并能够高密度安装电子器件的伸缩性电路基板。

背景技术：

近年来，开发出能够呈曲面或者平面地伸缩的伸缩性电路基板。作为该伸缩性电路基板的一种，例如公知有挠性电路基板(参见下述专利文献1)。该挠性电路基板具有在可伸缩的绝缘基材设置有可伸缩的配线部的可伸缩电路体。另外，还具有层叠于可伸缩电路体的规定区域的不能伸缩的器件安装用基板。进而还具有将器件安装用基板的配线部与可伸缩电路体的配线部电连接的电连接部。

而且，在器件安装用基板，设置有防止包含可伸缩电路体的电连接部的区域的伸缩的伸缩防止保护件。由此，在挠性电路基板，通过器件安装用基板的伸缩防止保护件防止电连接部在可伸缩电路体的配线部的部分伸缩。

专利文献1：日本特开2013-145842号公报

这样，上述专利文献1所公开的现有技术的挠性电路基板的构造为，利用设置于器件安装用基板的伸缩防止保护件，避免在电连接部产生因伸缩引发的应力。因此，能够抑制电连接部的应力引发的破坏，从而能够确保器件安装用基板与可伸缩电路体的连接可靠性。

然而，在现有技术的挠性电路基板中，因基板上存在硬质的伸缩防止保护件，而存在基板整体的伸长性受损从而伸缩性、柔软性降低的问题。另外，因为伸缩防止保护件在器件安装用基板上比电连接部设置于靠基板的外侧，所以电子器件在基板上的实质安装面积增加，从而可能导致安装密度降低。

技术实现要素：

本发明的目的在于，消除上述现有技术的问题点，提供确保基板整体的伸缩性和柔软性并能够高密度安装电子器件的伸缩性电路基板。

本发明所涉及的伸缩性电路基板的特征在于，具备：伸缩性基材；伸缩性配线，其形成于所述伸缩性基材上；电子器件，其安装于所述伸缩性基材上；以及连接部，其形成为将所述电子器件与所述伸缩性配线之间电连接，并具有伸缩性，且杨氏模量在所述伸缩性配线以上。

根据本发明所涉及的伸缩性电路基板，因为将电子器件与伸缩性配线电连接的连接部具有伸缩性，且形成为其杨氏模量在伸缩性配线以上，所以能够起到如下作用效果。即，(1)在伸缩性电路基板伸缩时，最初伸缩性配线伸缩，与此同时或者在伸缩后，连接部伸缩变形。由此，使本来连接部受到的应力分散到基板的整个面。因此，能够不损坏伸缩性电路基板整体的伸缩性，并抑制连接部的破坏。另外，(2)无需在基板上设置如以往那样的硬质的伸缩防止保护件，就能利用连接部本身的伸缩性抑制被破坏。因此，能够抑制伸缩性电路基板整体的伸缩性和柔软性降低。这样，通过上述(1)和(2)的作用效果，能够确保伸缩性电路基板整体的伸缩性和柔软性。

在本发明的一个实施方式中，所述连接部形成为杨氏模量小于1gpa且为所述伸缩性配线的杨氏模量的2倍以上。

在本发明的其它实施方式中，进一步具备包覆部，所述包覆部形成为至少包覆所述连接部，所述包覆部形成为杨氏模量高于所述连接部的杨氏模量。利用包覆部能够缓和连接部在伸缩性电路基板伸缩时的伸缩量，从而能够抑制应力集中。另外，无需在相对于电子器件比连接部向平面方向外侧分离的状态下设置像以往的伸缩防止保护件那样的部件，就能够在使包覆部与连接部接触的状态下设置包覆部，来保护连接部。因此，能够减少电子器件在基板上的实质安装面积，从而能够高密度安装电子器件。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述包覆部形成为杨氏模量小于1gpa且为所述连接部的杨氏模量的2倍以上。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述包覆部以填埋所述电子器件的安装面与所述伸缩性基材之间的空间区域的至少一部分并至少包覆所述连接部的方式形成为从覆盖所述电子器件的侧面的部位连续绕至所述空间区域。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述连接部由第一弹性体和第一导电性材料的混合物形成。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述伸缩性配线由第二弹性体和第二导电性材料的混合物形成。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述第一弹性体的杨氏模量高于所述第二弹性体的杨氏模量。

在本发明的进一步其它实施方式中，所述第一导电性材料的杨氏模量高于所述第二导电性材料的杨氏模量。

根据本发明，将电子器件与伸缩性配线电连接的连接部形成为其杨氏模量为伸缩性配线以上，因此能够确保伸缩性电路基板整体的伸缩性和柔软性。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的伸缩性电路基板的俯视图。

图2是图1的a-a’线剖视图。

图3是示出该伸缩性电路基板的制造工序的流程图。

图4是示出本发明的第二实施方式所涉及的伸缩性电路基板的剖视图。

图5是示出本发明的第三实施方式所涉及的伸缩性电路基板的俯视图。

图6是图5的b-b’线剖视图。

图7是示出本发明的第四实施方式所涉及的伸缩性电路基板的俯视图。

图8是图7的c-c’线剖视图。

图9是示出本发明的第五实施方式所涉及的伸缩性电路基板的俯视图。

图10是图9的d-d’线剖视图。

图11是示出本发明的第六实施方式所涉及的伸缩性电路基板的俯视图。

图12是图11的e-e’线剖视图。

图13是示出本发明的第七实施方式所涉及的伸缩性电路基板的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施方式所涉及的伸缩性电路基板。

[第一实施方式]

图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的伸缩性电路基板1的俯视图，图2是图1的a-a’线剖视图。另外，图3是示出伸缩性电路基板1的制造工序的流程图。

如图1和图2所示，第一实施方式所涉及的伸缩性电路基板1具备伸缩性基材10和形成于该伸缩性基材10上的伸缩性配线20。另外，伸缩性电路基板1具备安装于伸缩性基材10上的电子器件30以及将该电子器件30的连接端子31与伸缩性配线20的配线端子21之间电连接的连接部40。

进而，伸缩性电路基板1具备包覆部50，该包覆部50形成为包覆例如包含电子器件30、连接部40以及伸缩性配线20的配线端子21的伸缩性基材10上的规定区域。此外，本实施方式的伸缩性电路基板1进一步具备伸缩性绝缘膜60而构成，该伸缩性绝缘膜60形成于除了连接部40的形成部位以外的伸缩性基材10和伸缩性配线20上。该伸缩性绝缘膜60在图1中省略了图示。

伸缩性基材10由具有伸缩性的材料构成，例如由弹性体片材、纤维构成。作为弹性体，例如能够使用苯乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶、硅酮橡胶、氟橡胶等。也能够使用其它弹性体材料。

另外，作为纤维，例如能够使用人造丝、尼龙、聚酯、丙烯酸、聚氨酯、维尼纶、聚乙烯、全氟磺酸、芳族聚酰胺、棉等。具有伸缩性的材料并不局限于上述材料。此外，在本发明所涉及的实施方式中，所谓具有伸缩性，以各材料的杨氏模量小于1gpa为一例。因此，只要杨氏模量小于1gpa即伸缩，只要杨氏模量在1gpa以上，即不伸缩。

另外，作为伸缩性基材10，也能够使用杨氏模量小于1gpa的材料。具体而言，为具有0.1mpa以上100mpa以下的杨氏模量的材料，从实际观点出发优选具有1mpa以上100mpa以下的杨氏模量的材料。进而，最为优选具有1mpa以上30mpa以下的杨氏模量的材料。

伸缩性配线20由具有伸缩性的配线材料构成，例如由上述的弹性体材料与导电性材料(导电性固体)的混合物构成。作为导电性材料，例如能够使用银、铜、镍、锡、铋、铝、金、钯等金属、石墨、导电性高分子等。

另外，作为伸缩性配线20，能够使用以往公知的各种伸缩性配线(例如，日本特表2010-539650号公报所公开的伸缩性配线)。作为伸缩性配线20的杨氏模量优选为10mpa以上500mpa以下，更加优选为30mpa以上70mpa以下。而且，伸缩性配线20的杨氏模量优选为高于(大于)伸缩性基材10的杨氏模量。

此外，导电性高分子是所谓的通电的导电性聚合物，具备能够随着氧化还原而电解伸缩的特性。另外，伸缩性配线20也能够使用其它导电性材料。此外，例如作为使用金属固体的材料，也能够作为具有弹性的导电性粘合剂使用一般性材料。此外，伸缩性配线20还能够由例如形成为蛇行形状的金属配线、形成为蛇腹形状的金属配线等构成。伸缩性配线20具有与电子器件30的连接部分即配线端子21。

电子器件30由不具有伸缩性的硬质器件构成，例如由晶体管、集成电路(ic)、二极管等半导体元件的有源器件以及电阻器、电容器、继电器、压电元件等无源器件构成。电子器件30具备与伸缩性基材10对置的安装面32、与该安装面32相反侧的背面33以及与这些安装面32和背面33连续的侧面34。另外，电子器件30具有连接端子31，该连接端子31形成为从一对侧面34的规定部位(这里分别为2个部位)连续到安装面32和背面33的一部分。

连接部40以一对一连接的形式将伸缩性配线20的配线端子21与电子器件30的连接端子31电连接。本实施方式的连接部40将伸缩性配线20的配线端子21与从连接端子31的靠电子器件30的安装面32侧的一部分到连接端子31的靠侧面34侧的一部分的范围的连接部分分别独立地电连接。

连接部40由具有伸缩性的连接材料构成。连接部40具体而言，由与上述的伸缩性配线20相同的弹性体材料和导电性材料的混合物构成，构成为具有伸缩性配线20以上的杨氏模量。因此，连接部40也可以由杨氏模量与伸缩性配线20相同的连接材料构成，但更加优选可以由杨氏模量不同于伸缩性配线20的连接材料构成。

即，连接部40优选形成为杨氏模量小于1gpa且为伸缩性配线20的杨氏模量的2倍以上。具体而言，能够举出使用了杨氏模量大于伸缩性配线20的配线材料的导电性材料的混合物、富含同样杨氏模量高的导电性材料的混合物等。

另外，连接部40也能够使用以杨氏模量高于伸缩性配线20的弹性体材料的弹性体材料为组成之一的混合物。此外，作为与伸缩性配线10同样具有弹性的导电性粘合剂，也能够使用一般性材料。作为连接部40的杨氏模量，优选大于等于50mpa且小于1000mpa，更加优选70mpa以上300mpa以下。

伸缩性绝缘膜60至少包覆除伸缩性配线20在配线端子21处的与连接部40的连接部位以外的伸缩性基材10和伸缩性配线20上，并进行绝缘。该伸缩性绝缘膜60具有伸缩性且能够由与上述伸缩性基材10相同的弹性体材料构成。此外，作为伸缩性绝缘膜60，也能够使用一般性可粘贴的带材料、可涂布的液态材料。

包覆部50被设置为至少包覆连接部40，承担防止连接部40暴露、对其进行保护的作用。包覆部50由具有伸缩性的材料构成，能够使用与上述的伸缩性绝缘膜60相同的液态材料。此外，包覆部50也能够使用由一般性液态原料构成的具有弹性的密封剂、绝缘材料、涂敷剂等电子器件用材料。

包覆部50在本实施方式中，形成为，在将连接部40以及电子器件30的侧面34和背面33全部包覆，并且填埋电子器件30的安装面32与伸缩性基材10之间的空间区域的状态下，从覆盖电子器件30的侧面34的部位例如连续地绕至上述空间区域，并且设置为整体上包覆上述规定区域。此外，形成于上述空间区域的包覆部50承担粘合电子器件30与伸缩性基材10的作用。该包覆部50在上述空间区域，可以形成为至少填埋一部分。

该包覆部50优选形成为杨氏模量高于连接部40的杨氏模量。其中，若包覆部50的杨氏模量过高，则本发明的作用效果淡化，因此包覆部50的杨氏模量优选小于1gpa且为连接部40的杨氏模量的2倍以上。

此外，包覆部50优选构成为在伸缩性基材10、伸缩性配线20、连接部40以及伸缩性绝缘膜60等构成伸缩性电路基板1的各部中具有最大的杨氏模量。

此外，包覆部50在上述杨氏模量的条件下，也可以由具有不同伸缩性的材料构成。即，可以在包覆连接部40的部分、包覆电子器件30的侧面34和背面33的部分、填埋上述空间区域的部分等区分使用不同的材料。在该情况下，优选以包覆连接部40的部分具有高于其它部分的杨氏模量的方式构成包覆部50。作为包覆部50的杨氏模量，优选为大于等于100mpa小于1000mpa，更加优选100mpa以上500mpa以下。

这样构成的第一实施方式所涉及的伸缩性电路基板1构成为，将电子器件30与伸缩性配线20电连接的连接部40具有伸缩性且其杨氏模量为伸缩性配线20以上。由此，起到下述(1)、(2)那样的作用效果。即，(1)在伸缩性电路基板1伸缩时，最初伸缩性配线20伸缩，与此同时或者在伸缩后，连接部40伸缩变形。由此，能够使本来连接部40受到的因伸缩而产生的应力经由伸缩性配线20和连接部40向基板整个面分散。因此，能够确保伸缩性电路基板1整体的伸缩性、柔软性，防止连接部40被破坏。

另外，(2)无需在基板上设置像以往那样的硬质的伸缩防止保护件，利用连接部40本身的伸缩性，来抑制其自身被破坏。通常，若连接部40的伸缩量减少，则在连接部40产生的应力增加，因此若如以往那样，连接部40没有伸缩性，则会产生应力向连接部40集中，引起连接部40破坏。在这一点上，伸缩性电路基板1因连接部40本身具有伸缩性，因此能够抑制伸缩性电路基板1整体的伸缩性、柔软性降低。进而，包覆部50具有伸缩性，但其比连接部40硬，因此在连接部40周边由最硬的材料即包覆部50承受在连接部40产生的应力。由此，能够缓和伸缩时的连接部40的伸缩量，从而能够抑制应力向连接部40集中。另外，由此，无需像现有技术的挠性电路基板中的伸缩防止保护件那样在相对于电子器件30向平面方向外侧分离的状态下设置的部件，因此能够减少电子器件的实质安装面积，从而能够高密度安装。

[伸缩性电路基板的制造工序]

接下来，参照图3，说明伸缩性电路基板1的制造工序。

首先，准备伸缩性基材10(步骤s100)。作为伸缩性基材10绝缘性不够者，最好在伸缩性基材10的表面预先涂布一般的伸缩性的绝缘材料。这里，例如能够将杨氏模量为10mpa左右的硅酮橡胶片材用作伸缩性基材10。

接下来，在伸缩性基材10上形成所希望的图案的伸缩性配线20(步骤s102)。这里，例如在伸缩性基材10上以所希望的形状将油墨状的导电性组成物(混合物)图案化，通过实施加热处理、电磁波照射处理(固化处理)，使之固化，形成伸缩性配线20。在该步骤s102中，例如将以硅酮橡胶作为粘合剂并含有银的杨氏模量40mpa左右的导电性粘合剂用作混合物。另外，作为图案化方法，能够使用丝网印刷法、滴涂(dispense)法及凹版印刷法等。

而且，例如在伸缩性基材10和伸缩性配线20上以所希望的形状将油墨状的绝缘性组成物图案化，实施如上所述的固化处理，形成伸缩性绝缘膜60(步骤s104)。该步骤s104中的图案化方法与上述步骤s102中的图案化方法相同。

接下来，在伸缩性基材10上的规定部位安装电子器件30，形成连接部40(步骤s106)。这里，使用一般的电子器件安装装置(贴片机)以连接端子31与配线端子21相对应的方式配置电子器件30。而且，利用滴涂法，将油墨状的导电性组成物(混合物)滴到这些连接部分，实施如上所述的固化处理，形成连接部40。

作为在该步骤s106中形成的连接部40，使用杨氏模量为100mpa的导电性粘合剂。此外，在该步骤s106中，可以在事先将混合物滴到配线端子21的连接部分后，安装电子器件30，实施固化处理，来形成连接部40。

最后，形成包覆部50(步骤s108)。在该步骤s108中，首先，例如(a)以包覆连接部40的方式，利用滴涂法滴下油墨状的绝缘性组成物，通过固化处理使之固化。作为绝缘性组成物，例如使用杨氏模量为300mpa的硅酮橡胶。

另外，(b)将油墨状的绝缘性组成物滴到电子器件30的安装面32与伸缩性基材10之间的空间区域，通过放置或者实施加热、减压处理，填充到空间区域后，通过固化处理使之固化。另外，(c)以全部包围电子器件30的侧面34的方式滴下油墨状的绝缘性组成物，通过固化处理使之固化。

另外，(d)将油墨状的绝缘性组成物滴到电子器件30的背面33上，通过固化处理使之固化。这样，在步骤s108中，经由上述(a)～(d)的处理形成包覆部50。这些(a)～(d)的处理在如上所示在每个形成部位以具有不同伸缩性的材料构成包覆部50的情况下有效。

在上述步骤s108中，可以省略上述(a)～(d)的处理中的任一个形成包覆部50，另外，还可以通过一并实施上述(a)～(d)的处理形成包覆部50。通过这样的制造工序，能够制造本实施方式所涉及的伸缩性电路基板1。

此外，现有技术的挠性电路基板必须设置伸缩防止保护件，因此存在电路基板的制造工序数量增加的问题。在这一点上，本实施方式的伸缩性电路基板1无需以往的伸缩防止保护件，能够以如上所述的简便工序制造，因此能够防止制造工序数量的增加。

[第二实施方式]

图4是示出本发明的第二实施方式所涉及的伸缩性电路基板1a的剖视图。在图4中，关于与第一实施方式相同的构成要素，标注了相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图4所示，在第二实施方式所涉及的伸缩性电路基板1a中，连接部40形成为连电子器件30的连接端子31的靠背面33侧的一部分也覆盖。这一点不同于在上述第一实施方式的伸缩性电路基板1中连接部40形成为仅覆盖连接端子31的下端的情况。

采用这样的结构，也能起到与第一实施方式的伸缩性电路基板1相同的作用效果。

[第三实施方式]

图5是示出本发明的第三实施方式所涉及的伸缩性电路基板1b的俯视图。另外，图6是图5的b-b’线剖视图。此外，在图5中，伸缩性绝缘膜60省略了图示。此外，在图5和图6中，关于与第一实施方式相同的构成要素，标注了相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图5和图6所示，在第三实施方式所涉及的伸缩性电路基板1b中，包覆部50形成为，仅包覆连接部40的形成部分，伸缩性基材10上的连接部40以外的上表面暴露。这一点不同于在上述第一实施方式的伸缩性电路基板1中连接部40以外的部件也由包覆部50包覆的情况。即，包覆部50以包覆连接部40使之不暴露于外部的方式形成于连接部40的周围。

因此，包覆部50也覆盖电子器件30的侧壁的一部分(连接端子31的侧壁的一部分)。另外，包覆部50也覆盖分别以各连接部40为中心的情况下的平面方向上的靠基板的外侧的伸缩性基材10上的部分区域。采用这样的结构，同样确保伸缩性电路基板1b整体的伸缩性和柔软性，并能够高密度安装电子器件30。

[第四实施方式]

图7是示出本发明的第四实施方式所涉及的伸缩性电路基板1c的俯视图。另外，图8是图7的c-c’线剖视图。此外，在图7中，伸缩性绝缘膜60省略了图示。在图7和图8中，关于与第三实施方式相同的构成要素，标注相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图7和图8所示，在第四实施方式所涉及的伸缩性电路基板1c中，一个包覆部50形成为将沿电子器件30的一个侧面34形成的多个连接部40共通包覆。这一点不同于在上述第三实施方式的伸缩性电路基板1b中一个包覆部50形成为仅包覆一个连接部40的情况。

此外，如图8所示，包覆部50可以形成为有一部分在从滴下到固化处理期间向电子器件30的安装面32与伸缩性基材10之间的空间区域突出。即，包覆部50形成为，从覆盖电子器件30的侧面34的部位连续绕至空间区域，并填埋空间区域的一部分。采用这样的结构，也确保伸缩性电路基板1c整体的伸缩性和柔软性，并能够高密度安装电子器件30。

[第五实施方式]

图9是示出本发明的第五实施方式所涉及的伸缩性电路基板1d的俯视图。另外，图10是图9的d-d’线剖视图。此外，在图9中，伸缩性绝缘膜60省略了图示。在图9和图10中，关于与第四实施方式相同的构成要素，标注相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图9和图10所示，在第五实施方式所涉及的伸缩性电路基板1d中，包覆部50形成为沿电子器件30的全部侧面34包覆电子器件30的周围。另外，形成为也填埋电子器件30的安装面32与伸缩性基板10之间的空间区域。即，包覆部50形成为从覆盖电子器件30的侧面34的部位连续绕至空间区域，并形成为整体上填埋空间区域。这些点不同于在上述第四实施方式所涉及的伸缩性电路基板1c中一个包覆部50形成为将一个侧面34的多个连接部40共通覆盖的情况。

采用这样的结构，也能确保伸缩性电路基板1d整体的伸缩性和柔软性，并能高密度安装电子器件30，并且能够将电子器件30可靠地安装于伸缩性电路基板1d。

[第六实施方式]

图11是示出本发明的第六实施方式所涉及的伸缩性电路基板1e的俯视图。另外，图12是图11的e-e’线剖视图。此外，在图11中，伸缩性绝缘膜60省略了图示。在图11和图12中，关于与第五实施方式相同的构成要素，标注了相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图11和图12所示，在第六实施方式所涉及的伸缩性电路基板1e中，包覆部50形成为不仅覆盖连接部40，还进一步覆盖电子器件30的背面33的一部分。这一点不同于在上述第五实施方式的伸缩性电路基板1d中包覆部50形成为包覆全部侧面34和空间区域的情况。

采用这样的结构，也能确保伸缩性电路基板1e整体的伸缩性和柔软性，并能够高密度安装电子器件30，并且能够将电子器件30可靠地安装于伸缩性电路基板1e。

[第七实施方式]

图13是示出本发明的第七实施方式所涉及的伸缩性电路基板1f的剖视图。在图13中，关于与第一实施方式相同的构成要素，标注相同的参考标记，下文省略重复说明。

如图13所示，在第七实施方式所涉及的伸缩性电路基板1f中，未设置包覆部50，这一点不同于在第一实施方式所涉及的伸缩性电路基板1中设置有包覆部50的情况。即使在这样未设置包覆部50的情况下，也确保伸缩性电路基板1f整体的伸缩性和柔软性，能够高密度安装电子器件30。

以上，说明了本发明的若干实施方式，但这些实施方式只是作为例子提出，并非意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围，实施各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形都包含于发明的范围、要旨中，并且包含于权利要求书所记载的发明及其均等的范围中。

附图标记说明

1…伸缩性电路基板；10…伸缩性基材；20…伸缩性配线；21…配线端子；30…电子器件；31…连接端子；32…安装面；33…背面；34…侧面；40…连接部；50…包覆部。