配线板及配线板的制造方法与流程

1.本发明涉及伸缩性配线板、成型配线板等配线板及其制造方法。对于认可基于文献引用的并入的指定国，将2020年11月16日在日本提出的特愿2020-190295专利申请所记载的内容通过引用并入本说明书，作为本说明书记载的一部分。


背景技术：

2.在机器人、医疗/健康护理设备等的可动部/折曲部中，使用能够追随动作的伸缩性柔性电路基板(例如参照专利文献1)。这样的伸缩性柔性电路基板具备：绝缘基材，其由具有伸缩性的热塑性弹性体构成；以及配线层，其具有配线及端子。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本特开2013-187380号公报


技术实现要素：

(一)要解决的技术问题
4.在上述那样的伸缩性柔性电路基板中，配线层的配线及端子都在同一绝缘基材上形成。该绝缘基材由聚氨酯类弹性体等软质的树脂材料构成，因此当相对于外部设备等的连接器插拔柔性电路基板的端子时，会导致软质的绝缘基材会大幅度凹陷。因此，相应于绝缘基材的凹陷，在端子上也会产生较大的凹陷，有可能导致端子与连接器的接触不良。
5.另外，在成型用的配线基板(成型配线板)中，作为绝缘基材，使用了abs树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合成树脂)等硬质的树脂材料，而不是上述那样的软质的树脂材料。此外，对于由abs等构成的绝缘基材而言，通常与上述的伸缩性柔性电路基板的基础部件相比较厚。对于这样的成型配线板而言，即使想要以该成型配线板的形成有端子的部分(端子部分)弯曲的状态来配置成型配线板，也会因端子为硬质并且是在由较厚的树脂材料构成的绝缘基材上形成，而有可能导致端子部分难以弯曲。
6.本发明的目的在于，提供一种配线板，其具有较好地适应于使用用途的端子部分。(二)技术方案
7.(1)关于本发明的配线板，具备：第一基材；第二基材，其由不同于第一基材的材料构成；配线，其支撑于第一基材；以及端子，其支撑于第二基材并与所述配线连接，所述第一基材及第二基材相对于所述配线配置于同一侧，所述第一基材俯视与所述配线重叠并且不与所述端子重叠，所述第二基材俯视与所述端子重叠。
8.(2)在上述发明中，可以是，所述配线板具备：主体部；以及从所述主体部引出的尾部，所述主体部具有所述第一基材和所述配线，所述尾部具有所述第二基材和所述端子。
9.(3)在上述发明中，可以是，所述第二基材包含：第一增强板；以及与所述第一增强板贴合的第二增强板，所述第一增强板及第二增强板俯视与所述端子重叠。
10.(4)在上述发明中，可以是，所述第一增强板介于所述端子与所述第二增强板之
间，所述第一增强板与所述第一基材接触配置，所述第二增强板与所述第一基材分离配置。
11.(5)在上述发明中，可以是，所述配线板满足下述(1)式，e1＜e2···
(1)其中，在上述(1)式中，e1是所述第一基材的杨氏模量，e2是所述第二基材的杨氏模量。
12.(6)在上述发明中，可以是，所述配线板满足下述(2)式，t1＞t2···
(2)其中，在上述(2)式中，t1是所述第一基材的厚度，t2是所述第二基材的厚度。
13.(7)在上述发明中，可以是，所述配线板还具备：底涂层，其介于所述第一基材与所述配线之间以及所述第二基材与所述端子之间；以及外涂层，其以覆盖所述配线的方式形成在所述底涂层上。
14.(8)在上述发明中，可以是，所述配线与所述端子的主体部一体地形成。
15.(9)关于本发明的配线板的制造方法，具备：第一工序，准备脱模膜；第一工序，在所述脱模膜上形成外涂层；第二工序，在所述外涂层上形成配线，并且在所述脱模膜上形成与所述配线连接的端子；第三工序，在所述外涂层、所述配线、以及所述端子上形成底涂层；以及第四工序，在所述底涂层上粘贴第一基材、和由不同于所述第一基材的材料构成的第二基材。(三)有益效果
16.在本发明的配线板中，支撑配线的第一基材、和支撑端子的第二基材由互不相同的材料构成。因此，能够抑制端子凹陷的发生，或者，能够使形成有端子部分的区域容易弯曲，因此能够提供一种配线板，其具有较好地适应于使用用途的端子部分。
附图说明
17.图1是表示本发明实施方式的配线板的俯视图。图2是沿着图1的ii-ii线的剖视图。图3是表示本发明实施方式的配线板的尾部插入于连接器的状态的剖视图。图4是表示本发明实施方式的配线板的制造方法的剖视图。
具体实施方式
18.以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明实施方式的配线板的俯视图，图2是沿着图1的ii-ii线的剖视图。
19.本实施方式的配线板1是能够伸缩的伸缩性配线板。该伸缩性配线板例如用于生物传感器等可穿戴设备、生物信息监视器等医用设备中的需要具备伸缩性的部位。由于可穿戴设备、医用设备设置于衣服、随身装具上，因此伸缩性配线板需要充分地追随人体的弯曲。此外，关于伸缩性配线板的用途，只要是需要具备伸缩性则没有特别限定。
20.配线板1具备主体部1a及尾部1b。如图1所示，主体部1a具有矩形形状。尾部1b具有宽度(沿着图中的y方向的长度)比主体部1a窄的带形状。在本实施方式中，尾部1b与主体部1a一体地形成，并从主体部1a引出。该尾部1b作为与外部设备、其它的配线板的连接部分使用。
21.如图2所示，配线板1具备：第一基材10、第二基材20、底涂层30、配线40、端子50、外涂层60。虽然在主体部1a和尾部1b上都配置有第一基材10、底涂层30、配线40、以及外涂层60，但是第二基材20及端子50配置于尾部1b。
22.第一基材10介由底涂层30支撑配线40。如图1所示，该第一基材10从配线板1的主体部1a起连续配置到尾部1b的根部1c。该第一基材10与配线板1同样地，具备：矩形状的主体部10a、以及比主体部10a小的矩形状的重叠部10b。
23.第一基材10的主体部10a在配线板1的主体部1a整体上形成，第一基材10的重叠部10b配置于配线板1的尾部1b的根部1c侧。主体部10a与重叠部10b一体地形成，重叠部10b从主体部10a突出。重叠部10b的宽度(沿着图中的y方向的长度)比主体部10a的宽度窄。
24.第一基材10的主体部10a俯视(从上方或者下方(相对于配线板1的主面而言的法线方向(在图1及图2的例子中是z方向)观察配线板1时的俯视)与配线40重叠，不与端子50重叠。同样地，第一基材10的重叠部10b也俯视与配线40重叠，不与端子50重叠。另外，重叠部10b重叠在第二基材20的第一增强板21(后面说明)上。此外，第一基材10也可以不与第二基材20重叠。也就是说，也可以不形成重叠部10b。另外，第一基材10可以具有从主体部10a引出的尾部，第一基材10的尾部也可以配置于配线板1的尾部1b。另外，在这种情况下，第一基材10的尾部的前端部也可以重叠在第二基材20的第一增强板21上。
25.该第一基材10具有伸缩性，例如由具有伸缩性的热熔层或者粘贴层构成。作为构成热熔层及粘贴层的材料，能够使用例如聚氨酯、聚酯、丙烯、苯乙烯-丁二烯橡胶、硅酮等热熔类的树脂材料。该第一基材10的杨氏模量e1没有特别限定，可以为0.1mpa～35mpa(0.1mpa≦e1≦35mpa)。另外，这种情况下的第一基材10的厚度t1可以为25～100μm(25μm≦t1≦100μm)。
26.如图2所示，第二基材20介由底涂层30支撑配线40及端子50。该第二基材20和上述的第一基材10相对于配线40配置于同一侧(本例为－y方向侧)。通过这样将第一基材10及第二基材20配置于同一侧，从而能够利用后述的制造方法一体地形成配线40和端子50。
27.另外，第二基材20从配线板1的尾部1b的根部1c起连续配置到前端1d，且俯视呈具有与配线板1的尾部1b相同的宽度带形状。如图3所示，该第二基材20配置于当端子50与连接器100连接时被连接器100夹持的连接部分12。配线板1的连接部分12的厚度利用该第二基材20调整为与连接器100的开口规格相适合的厚度。另外，配线板1的连接部分12的刚性由于该第二基材20而比其它部分的刚性高。此外，在本实施方式中，第二基材20未配置于主体部1a，但是不限于此。第二基材20也可以配置到主体部1a的尾部1b的边界附近。
28.在本实施方式中，该第二基材20具有：第一增强板21、第二增强板22。这样，通过使第二基材20成为由多层(在本例中是2层)构成的结构，从而当制造配线板1时，容易调整第二基材20的厚度。此外，也可以是，第二基材20仅由第一增强板21构成，而不具有第二增强板22。
29.如图2所示，第一增强板21粘贴于底涂层30的下表面301，介于底涂层30与第二增强板22之间。另外，该第一增强板21俯视与配线40及端子50重叠。
30.如图1及图2所示，第一增强板21具有带形状，其具有与配线板1的尾部1b的宽度相同的宽度，从第一基材10的重叠部10b延伸到配线板1的尾部1b的前端1d。
31.第一增强板21与第一基材10的重叠部10b接触，第一增强板21的后端部21a被该重
叠部10b覆盖。另一方面，第一增强板21的前端部21b被第二增强板22覆盖。在此，后端部21a是位于配线板1的尾部1b的根部1c侧的第一增强板21的端部，前端部21b是位于配线板1的尾部1b的前端1d侧的第一增强板21的端部。
32.第一增强板21由不同于第一基材10的材料构成。在本实施方式中，第一增强板21由比第一基材10硬的材料构成，第一增强板21的杨氏模量e
2a
比第一基材10的杨氏模量e1大(e1＜e
2a
)。一般而言，随着杨氏模量变大，刚性也变高，因此在满足这样的杨氏模量的关系的情况下，第一增强板21比第一基材10硬。另外，第一增强板21的杨氏模量e
2a
没有特别限定，可以为1gpa～20gpa(1gpa≦e1≦20gpa)。另外，第一增强板21的厚度t
2a
可以为50～200μm(50μm≦t
2a
≦200μm)。
33.作为第一增强板21，没有特别限定，例如能够使用粘胶带、pet膜等。作为粘胶带，例如能够使用在聚酯薄膜的主面具备丙烯酸类粘合剂层的粘胶带，通过在底涂层30上粘贴丙烯酸类粘合剂层，从而配置第一增强板21。另外，在使用pet膜的情况下，也可以用粘接剂等将该pet膜粘贴于底涂层30。
34.第二增强板22粘贴于第一增强板21的下表面211。该第二增强板22沿着尾部1b的前端1d配置，覆盖第一增强板21的前端部21b。另外，本实施方式的第二增强板22俯视下仅与端子50重叠，不与配线40重叠。此外，第二增强板22俯视下也可以与配线40重叠。
35.第二增强板22具有矩形形状，其具有与配线板1的尾部1b的宽度相同的宽度。另外，沿着配线板1的尾部1b的延伸方向(图中的x方向)的第二增强板22的长度比沿着该延伸方向的第一增强板21的长度短，因此第二增强板22仅覆盖第一增强板21的前端部21b。
36.第二增强板22与第一基材10的重叠部10b分离。因此，在位于第二增强板22与第一基材10之间的间隙中，第一增强板21的下表面211暴露于外部。如本实施方式这样，使第二增强板22和第一基材10分离，从而不会使尾部1b的刚性比第二基材20过大，能够使尾部1b维持容易弯曲的状态。
37.第二增强板22也由不同于第一基材的材料构成。作为该第二增强板22，虽然没有特别限定，但是能够使用与第一增强板21同样的粘胶带。因此，第二增强板22也由比第一基材10硬的材料构成，第二增强板22的杨氏模量e
2b
比第一基材10的杨氏模量e1大(e1＜e
2b
)。这样，第二基材20由比第一基材10硬的第一增强板21和第二增强板22构成，因此，如下述(1)式，第二基材20的杨氏模量e2也比第一基材10的杨氏模量e1大。e1＜e2···
(1)其中，在上述(1)式中，e1是第一基材10的杨氏模量，e2是第二基材20的杨氏模量。
38.另外，第二增强板22的厚度t
2b
可以为100～250μm(100μm≦t
2a
≦250μm)。第二增强板22的厚度t
2b
可以是与第一增强板21的厚度t
2a
相同的厚度，也可以不同。
39.底涂层30在配线板1的主体部1a及尾部1b中设置在第一基材10及第二基材20上。在本实施方式中，在第一基材10及第二基材20上的整面形成有底涂层30。因此，该底涂层30的平面形状与第一基材10及第二基材20的整体的平面形状实质上是相同形状。并且，底涂层30具有伸缩性。此外，也可以省略该底涂层30，在这种情况下，配线40及外涂层60直接支撑于第一基材10，并且配线40、端子50以及外涂层60直接支撑于第二基材20。
40.底涂层30覆盖配线40及端子50的下表面及侧面。当配线板1伸长时，该底涂层30作为防止配线40及端子50断裂的缓冲层发挥功能，并且也作为防水层发挥功能。作为构成这
样的底涂层30的材料，没有特别限定，能够例示例如聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯树脂、硅树脂等。底涂层30的杨氏模量e3没有特别限定，优选为0.1～10mpa(0.1mpa≦e3≦10mpa)。另外，底涂层30的厚度t3可以为10～50μm(10μm≦t3≦50μm)。
41.配线40在底涂层30上设置有多个(在本例中是5条)。该配线40以其下表面及侧面被覆盖的方式埋设于底涂层30，并且该配线40的上表面被外涂层60覆盖，没有暴露于外部。如图1所示，该配线40从配线板1的尾部1b起连续形成到主体部1a。
42.配线40通过使导电性颗粒分散于粘结剂中而构成，具有伸缩性。在此，通过使包含于配线40的粘结剂由具有伸缩性的材料构成，从而对配线40赋予伸缩性，作为这样的粘结剂，优选使用弹性体，例如，能够使用丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、以及这些中的两种以上的复合体等。
43.作为导电性颗粒，能够使用金、银、铂、钌、铅、锡、锌、铋等金属或者由它们的合金构成的金属材料，或者碳等非金属材料。作为导电性颗粒的形状，优选为鳞片状或者是无定形的形状。
44.另外，配线40的杨氏模量e4没有特别限定，可以为10～200mpa(10mpa≦e4≦200mpa)。
45.在该配线40的一端形成有端子50。另外，与配线40同样地，该端子50以其下表面及侧面被覆盖的方式埋设于底涂层30，但未被外涂层60覆盖，其上表面暴露于外部。该端子50能够作为与连接器100(参照图3)的连接端子使用，并能够确保经由连接器100与电子部件等的导通。
46.该端子50具有：主体部51、保护层52。主体部51与配线40一体地形成。该主体部51由与配线40相同的材料构成。此外，也可以是，端子50仅由主体部51构成，而不具有保护层52。
47.保护层52配置于主体部51的上方，保护该主体部51不与连接器100接触。构成保护层52的材料与构成主体部51的材料不同。虽然没有特别限定，若举出一例，可以使用碳作为包含于保护层52的导电性颗粒，使用银作为包含于主体部51的导电性颗粒。
48.外涂层60以覆盖配线40的方式配置在底涂层30上并保护配线40。在本实施方式中，外涂层60不是在底涂层30上的整面形成，而是仅在形成有配线40的部分形成。
49.外涂层60与底涂层30同样地具有伸缩性。作为构成外涂层60的材料，没有特别限定，能够例示例如聚酯、聚氨酯、丙烯、硅酮等。
50.作为外涂层60的杨氏模量e6，优选比底涂层30的杨氏模量e3高(e6＞e3)，更优选比配线40的杨氏模量e4低(e6＜e4)。作为这样的外涂层60的杨氏模量e6，优选为5～100mpa(5mpa≦e6≦100mpa)。另外，作为外涂层60的厚度t6，可以为10～20μm(10μm≦t6≦20μm)。
51.另外，优选构成外涂层60的材料与构成底涂层30的材料是实质上相同的材料。在这种情况下，底涂层30与外涂层60的界面仅是稍微可见的程度，并且底涂层30与外涂层60实质上为一体。
52.在此，配线板对应其使用方法而存在如下情况：端子、配线由于通电所产生的焦耳热而进行加热以及通过散发该焦耳热而产生温度变化，并且重复进行热膨胀及热收缩。在这种情况下，当第一基材存在于也包含端子的形成部分的配线板的整面时，在第一基材的夹持于连接器的部分会由于重复进行热膨胀及热收缩而凹陷。另外，如果没有第二基材且
第一基材存在到尾部的前端，则根本原因在于第一基材过于柔软而使连接器未与端子连接。
53.与此相对，在本实施方式的配线板1中，第一基材10和第二基材20由不同的材料构成，第二基材20比第一基材10硬。并且，仅该硬质的第二基材20俯视与端子50重叠。因此，如图3所示，当连接端子50与连接器100时，由于第二基材20难以凹陷，因此能够使端子50难以凹陷。因此，能够抑制发生端子50与连接器100的接触不良。
54.接着，参照图4对本实施方式的配线板1的制造方法进行说明。图4是表示本实施方式的配线板1的制造方法的剖视图。
55.首先，如图4的(a)所示，准备脱模膜200。该脱模膜200是实施了脱模处理的树脂膜，虽然没有特别限定，但是例如能够将脱模处理pet膜作为脱模膜200使用。该脱模膜200在后述的图4的(h)的工序中被剥离，不构成配线板1的一部分，因此作为该脱模膜200而优选使用廉价的膜。
56.接着，如图4的(b)所示，在脱模膜200的一个主面上形成规定图案的外涂层60。此时，在形成有端子50的区域未形成外涂层60。外涂层60通过在脱模膜200上涂覆构成上述外涂层60的材料并使其固化而形成。作为涂覆方法，能够采用丝网印刷法、喷涂法、棒涂法、浸涂法、喷墨法等各种涂覆方法。作为固化方法，能够采用紫外线、红外线激光等能量线照射、加热、加热冷却、干燥等。
57.接着，如图4的(c)所示，形成端子50及配线40。配线40及端子50通过在脱模膜200上和外涂层60上涂覆导电性糊料并使其固化而形成。作为导电性糊料的具体例，能够例示混合导电性颗粒、粘结剂、水或者溶剂、以及各种添加剂而构成的导电性糊料。作为包含于导电性糊料的溶剂，能够例示乙二醇丁醚醋酸酯、卡必醇醋酸酯、丁基卡必醇醋酸酯、二丙二醇单丁醚、二乙二醇单乙醚、环己酮、异佛尔酮、松油醇。涂覆方法及固化方法能够使用与形成外涂层60时同样的方法。
58.在本实施方式中，配线40和端子50的主体部51由相同材料构成，并且一体地形成。另一方面，端子50的保护层52由与配线40和主体部51不同的材料构成。因此，在本实施方式中，例如，首先，在脱模膜200上涂覆/固化碳糊料而形成保护层52，接着，通过在外涂层60及保护层52上涂覆/固化银糊料而能够形成配线40和主体部51。此外，也可以使形成保护层52的碳糊料、和形成配线40和主体部51的银糊料同时固化。
59.接着，如图4的(d)所示，以覆盖配线40及端子50的方式将底涂层30形成在脱模膜200上。底涂层30通过涂覆上述的树脂材料并使其固化而形成。涂覆方法及固化方法能够使用与形成外涂层60时同样的方法。
60.接着，如图4的(e)所示，在底涂层30上粘贴第一增强板21。具体而言，使用上述的粘胶带，将该粘胶带的粘接剂层粘贴于底涂层30，从而形成第一增强板21。
61.接着，如图4的(f)所示，在底涂层30及第一增强板21上形成第一基材10。第一基材10能够通过使用热层压装置等将片状的热熔类粘接剂粘贴于底涂层30及第一增强板21来形成。此外，第一基材10也可以通过将热塑性的热熔类粘接剂涂覆到底涂层30及第一增强板21上来形成。此时，可以对热熔类粘接剂进行加热而成为任意的形状。
62.接着，如图4的(g)所示，以不与第一基材10接触的方式在第一增强板21上粘贴第二增强板22。具体而言，使用上述的粘胶带，将该粘胶带的粘接剂层粘贴于第一增强板21，
之后介由该粘胶带将第二增强板22粘贴于第一增强板21。此外，在本实施方式中，是在形成第一基材10后，将第二增强板22粘贴于第一增强板21，但是不限于此，也可以是，在形成第一基材10前将第二增强板22粘贴于第一增强板21。
63.根据本实施方式的配线板1的制造方法，由于脱模膜200的平滑的表面形状转印到端子的表面及外涂层60的表面，因此两者的表面是平滑的，并且能够抑制两者的边界产生阶梯差(两者平齐为一面)。其结果为，在将配线板1用于可穿戴设备等的情况下，能够使配线板1的表面(上表面)的凹凸降低至使用者不会感到不适的程度。
64.另外，在本实施方式中，以配线板1是伸缩性配线板的情况为例进行了说明，但是不限于此。例如，配线板1也可以是成型配线板。此外，成型配线板是指：通过热成型、真空成型而成型为具有曲面形状等的规定的三维形状的配线板。该成型配线板在成型后组装于电子设备等。
65.在配线板1是成型配线板的情况下，与伸缩性配线板的不同在于：第一基材10由abs、聚碳酸酯等材料构成，且由比构成第二基材20的材料硬质的材料构成，第一基材10比第二基材20厚。
66.在第一基材10由abs、聚碳酸酯等构成的情况下，第一基材10的杨氏模量与由粘胶带、pet等构成的第二基材20为相同程度。并且，如下述(2)式那样，第一基材10的厚度t1比第二基材20的厚度t2厚。因此，第二基材20比第一基材10容易弯曲。t1＞t2···
(2)
67.在本实施方式中，仅该第二基材20俯视与端子50重叠，因此能够使尾部1b的端子50的形成部分容易弯曲。
68.另外，在配线板1是成型配线板的情况下，第一基材10的厚度t1可以为0.5mm以上(0.5≦t1)。如果第一基材10的厚度t1为0.5mm以上，则在成型配线板1时第一基材10不容易破损。此外，第一基材10的厚度t1可以为5mm以下。
69.另外，在配线板1是成型配线板的情况下，第二基材20的厚度t2可以为0.3mm以下(t2≦0.3mm)。如果第二基材20的厚度t2为0.3mm以下，则能够确保第二基材20的挠性，并且能够将端子50附近的厚度调整为适合与连接器100连接的厚度。此外，第二基材20的厚度t2可以为50μm以上(50μm≦t2)。
70.如上所述，根据本实施方式的配线板1，能够实现一种配线板，其具有较好地适应于使用用途的端子部分。
71.此外，以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，并不限定本发明。因此，上述的实施方式所公开的各要素也包括属于本发明技术范围的所有设计变更、等同方式。
72.例如，在上述实施方式中，在配线板1的尾部1b配置有第一基材10和第二基材，在配线板1是成型配线板的情况下，可以是尾部1b的最下层仅由第二基材构成。这样能够使尾部1b整体容易弯曲。附图标记说明
73.1-配线板；1a-主体部；1b-尾部；1c-根部；1d-前端；10-第一基材；10a-主体部；10b-重叠部；20-第二基材；21-第一增强板；21a-后端部；21b-前端部；211-下表面；22-第二增强板；30-底涂层；40-配线；50-端子；51-主体部；52-保护层；60-外涂层；100-连接器；
200-脱模膜。