JP7496249B2 - 部品実装基板、及び、部品実装基板の製造方法 - Google Patents
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Description
特許文献1の部品実装基板(同文献にはRFIDタグと記載)は、実装部品(同文献にはRFIC素子と記載)と、アンテナ配線部(同文献にはアンテナ素子と記載)と、を備えている。
特許文献1の部品実装基板は、無線通信機能を有しており、部品実装基板が液体を吸収すると、部品実装基板から発信される信号強度又は通信距離が大きくなるように構成されており、信号強度又は通信距離が大きくなることを検知することによって、部品実装基板の吸液状態を検知できるようになっている。
前記第1基材層と前記第2基材層との層間に配置されている導電パターンと、
前記第1基材層及び前記導電パターンと、前記第2基材層と、の間に介装されている実装部品と、
を備え、
前記実装部品は、前記導電パターンに対して電気的に接続されている実装端子を有し、
前記導電パターンは、導電性フィラーと、熱可塑性樹脂を含有するバインダーと、を含んで構成された塗膜であり、
前記導電パターンは、相対的に広幅の広幅パターンと、相対的に狭幅の狭幅パターンと、を含み、
前記広幅パターンは、幅方向における両端部にそれぞれ厚膜部を有し、幅方向における中央部に前記厚膜部よりも膜厚が小さい薄膜部を有し、
前記狭幅パターンは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有する部品実装基板が提供される。
以下、本発明の第1実施形態について、図1から図7を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。なお、図2において、後述する積層部60の図示を省略している。また、図3は、図2のA-A線に沿った部品実装基板100の断面図である。
第1基材層10と第2基材層20とのうちの少なくとも一方は、粘着剤により構成されている粘着層であり、実装部品40は、第1基材層10及び導電パターン30と、第2基材層20と、の間に介装されており、当該実装部品40が粘着層に対して直に接触しており、実装端子45が導電パターン30に対して直に接触している。
第1基材層10の易分解性と第2基材層20の易分解性とは、互いに同一種類の易分解性であることが好ましく、これにより、第1基材層10と第2基材層20とが共通の環境の変化により分解するようにできる。
また、実装端子45が導電パターン30に対して直に接触しているとは、はんだや導電性接着剤などの介在物を介さずに、実装端子45が導電パターン30に対して接触し且つ電気的に接続されていることを意味する。
第1基材層10及び第2基材層20がそれぞれ易分解性であるため、環境における特定の変化により第1基材層10及び第2基材層20が分解することによって、実装部品40及び導電パターン30は、第1基材層10と第2基材層20とにより拘束された状態から解放される。その結果、実装端子45と導電パターン30とが容易に分離(例えば、軽微な外力の付与により分離)できる状態となる。なぜなら、上記のように、実装端子45は、はんだや導電性接着剤などの介在物を介さずに、導電パターン30に対して直に接触しているからである。
実装端子45と導電パターン30とが相互に分離すると、実装端子45と導電パターン30との電気的な接続が遮断され、当該接続の遮断に基づいて、環境の変化を検知することができる。
このように、環境の変化により第1基材層10と第2基材層20とが分解した際には、実装端子45と導電パターン30とが容易に分離できるため、実装端子45が導電パターン30に対してはんだや導電性接着剤等により接続されている構造と比べて、部品実装基板100が置かれた環境の変化を、より確実に検知することができる。
本実施形態の場合、実装部品40は、一例として、RFIDチップであり、部品実装基板100は、RFIDタグである。
部品本体41の形状は、特に限定されないが、例えば、直方体形状であることが挙げられる。部品本体41は、平面寸法(平面視における一辺の長さ)よりも、厚み寸法の方が小さい扁平な形状であることが好ましい。また、長短辺が同じ寸法である正方形状であっても適用可能である。
実装端子45の形状は、特に限定されないが、例えば平板状であることが挙げられる。そして、例えば図3に示すように、実装端子45の面方向が水平方向に沿って配置されている(実装端子45の厚み方向が上下方向に沿って配置されている)。
実装端子45の下面は、部品本体41の下面と面一に配置されていてもよいが、部品本体41の下面よりも下方に位置していることが好ましい。
実装部品40が備える実装端子45の数は、特に限定されないが、本実施形態の場合、実装部品40は、2つの実装端子45(第1実装端子46及び第2実装端子47)を備えている。そして、各実装端子45が、それぞれ導電パターン30に対して電気的に接続されている。
本実施形態の場合、保持フィルム85上にカバー層70が直に積層されており、カバー層70上に第1基材層10が直に積層されている。また、第1基材層10上に第2基材層20が積層されており、第2基材層20上に剥離フィルム95が直に積層されている。
なお、本発明は、この例に限らず、保持フィルム85とカバー層70との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。同様に、カバー層70と第1基材層10との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。同様に、第2基材層20と剥離フィルム95との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。
第1基材層10の上面に導電パターン30が形成されている。以下、第1基材層10の上面を一方の面10aと称する場合がある。また、第2基材層20の下面、すなわち第1基材層10と面接触している側の面を一方の面20aと称する場合がある。
導電パターン30及び実装部品40は、例えば、第1基材層10の一方の面10aと第2基材層20の一方の面20aとの層間に配置されている。
本実施形態の場合は、後述するように第1基材層10が粘着層である。例えば、図3に示すように、導電パターン30は第1基材層10にめり込んだ状態となっており、導電パターン30の上面が一方の面10aから露出している。
各実装端子45の下面が導電パターン30の上面に対して接触している。
実装部品40及び導電パターン30は、上側の第2基材層20と下側の第1基材層10とによって、上下から挟持及び拘束されている。これにより、実装端子45は導電パターン30に対して接触(圧接)されている。
第2基材層20の下面は、導電パターン30の形成領域であって且つ導電パターン30が実装部品40によって覆われていない領域においては、実質的に全面的に導電パターン30の上面に対して直に接している。換言すれば、導電パターン30の上面において、実装部品40によって覆われていない部分の実質的に全面が、第2基材層20の下面に対して直に接している。
第2基材層20の下面は、実装部品40の配置領域においては実質的に全面的に部品本体41の上面に対して直に接している。
第1基材層10の上面は、導電パターン30の形成領域においては実質的に全面的に導電パターン30の下面に対して直に接している。換言すれば、導電パターン30の下面の実質的に全面が、第1基材層10の上面に対して直に接している。
第2基材層20の下面は、実装部品40の配置領域においては実質的に全面的に部品本体41に対して直に接している。
よって、部品実装基板100が液体と接触することにより、第1基材層10及び第2基材層20とが分解し、実装端子と導電パターン30とが容易に分離できる状態となる。結果、液体に接触する事前には定常通りのRFID通信(類似の用途としてNFC通信も適用可能である)が継続されているが、一度部品実装基板100が液体に接触した場合には、RFID通信が遮断される。このため、上記RFIDの通信遮断を以て、部品実装基板100が液体に接触したことを検知することができる。
より詳細には、本実施形態の場合、第1基材層10と第2基材層20とは、同一種類の液体への接触により溶解する。なお、本実施形態において液体への接触により分解するとは、当該液体に溶解して溶液になることのほか、当該液体中に粒子状に分散してコロイドになることを含む。
ここでいう液体とは、本実施形態の場合、例えば、水(水分)を含有する液体である。すなわち、第1基材層10及び第2基材層20は、例えば、水溶性である。ただし、本発明は、この例に限らず、水分を含有しない有機溶剤などの液体への接触により、第1基材層10及び第2基材層20が溶解または分散するようになっていてもよい。このほか、第1基材層10及び第2基材層20は、水または他の液体中に対して固体粒子として分散するサスペンション(懸濁液)や液体粒子として分散するエマルション(乳濁液)になる材料で作成されてもよい。第1基材層10及び第2基材層20は、共通の溶媒(水等)に対して共に溶解または分散することが好ましい。
このように、第1基材層10と第2基材層20とのうち、一方は粘着層であり、他方は非粘着性の非粘着層である。
ただし、本発明はこれらの例に限らず、第1基材層10と第2基材層20との両方が粘着層であってもよい。
水溶性(又は水性)の粘着層を形成する粘着剤は、特に限定されないが、例えば、デンプン糊、アラビアゴム糊、水性のアクリルエマルションなどであることが挙げられる。水性のアクリルエマルションは、カルボキシル基を含有するアクリルモノマーを共重合させアルコールやポリエチレンオキシドを添加して作成することが例示される。また、粘着層は、2種類以上の水溶性(又は水性)の粘着剤を含んで構成されていてもよい。上記のうち、本発明に係る水溶性の粘着剤は、一例として、水性のアクリルエマルションを適用している。
非粘着層がPVAを含んで構成されていることによって、部品実装基板100が水分と接触すると非粘着層(第2基材層20)が良好に溶解する構造を実現することができる。
ただし、非粘着層は、水溶性の材料を含んで構成されていればよく、当該材料は、PVAに限らず、例えば、ポリビニルピロリドン、水溶性ポリエステルなどであってもよい。また、非粘着層は、例えば、2種類以上の水溶性の材料を含んで構成されていてもよい。
なお、本発明に係る部品実装基板100は、液体に接触して分解されるという性質を利用して、環境の変化を捉える環境センサとして用いられる場合があることから、環境に対して汚染影響の低い材質を選定することが望ましい。
一例として、非粘着層同士を熱圧着し、IPC TM650 2.4.9/スライディングプレート法による引き剥がし試験を実施した場合、得られる剥離強度が0.147kN/m未満となる。換言すれば、同様に作成された2枚の層同士を熱圧着した状態での剥離強度が0.147kN/m未満となれば、その層を非粘着層とみなすことができる。
一方、非粘着層と粘着層とを熱圧着し、IPC TM650 2.4.9/スライディングプレート法による引き剥がし試験を実施した場合、得られる剥離強度が0.147kN/m以上となる。すなわち、上記の試験結果により非粘着層とみなされた層と、別の層と、を熱圧着した状態での剥離強度が、0.147kN/m以上となれば、当該別の層を粘着層とみなすことができる。
なお、非粘着層同士の剥離強度は、0.130kN/m以下であることが好ましく、0.120kN/m以下であることも好ましく、0.050kN/m以上であることが好ましく、0.100kN/m以上であることも好ましい。
IPC TM650 2.4.9/スライディングプレート法とは、一般的にFPC(Flexible Printed Circuits)に対するカバーラミネートや補強材の密着強度を評価するための手法である。測定対象の2つの層を、これら層の面方向に移動(保持器具を用いたスライド移動)させながら、引張試験機により、一方の層を面直方向に引っ張り、他方の層からの剥離強度を測定する。
また、非粘着層同士の熱圧着、並びに、非粘着層と粘着層との熱圧着の条件は、後述する第1基材層10と第2基材層20とを相互に熱圧着する工程と同じ条件とする。
このため、環境における特定の変化により第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70が分解し、実装端子45と導電パターン30とが容易に分離できるようになる。より詳細には、粘着層を覆っているカバー層70が分解することにより、粘着層がより容易に分解できる状態となり、粘着層が分解する。
カバー層70の易分解性は、第1基材層10及び第2基材層20の易分解性と同一種類の易分解性であることが好ましい。すなわち、第1基材層10及び第2基材層20が水溶性の場合、カバー層70も水溶性であることが好ましい。このようにすることによって、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70が共通の環境の変化により分解するようにできる。
なお、カバー層70は、非粘着性のものであり、以下では、カバー層70を第2非粘着層と称する場合がある。
粘着層(第1基材層10)が非粘着層(第2基材層20)と第2非粘着層(カバー層70)とにより挟持された構造となっているため、部品実装基板100のハンドリング性が良好となる。
第2非粘着層(カバー層70)の材料は、非粘着層の材料と同様である。
本実施形態の場合、カバー層70は、非粘着層と同様に、PVA(ポリビニルアルコール)を含んで構成されている。したがって、カバー層70は、水分との接触によって溶解する。
同様に、剥離フィルム95は、第2基材層20から易剥離可能に、第2基材層20の上面側に積層されている。
保持フィルム85及び剥離フィルム95は、易分解性である必要はなく、本実施形態の場合、易分解性ではない材料によって構成されている。
部品実装基板100を使用する際には、例えば、保持フィルム85がカバー層から剥離されるとともに、剥離フィルム95が第2基材層20から剥離される。これにより、部品実装基板100の上面側において易分解性の第2基材層20が露出するとともに、部品実装基板100の下面側において易分解性のカバー層70が露出する状態となるので、環境の変化による第2基材層20及びカバー層70の分解がより容易となる。
本実施形態の場合、部品実装基板100が液体へ接触した際に、部品実装基板100における導電パターン30及び実装部品40を除く部分(第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70)が分解(溶解)することとなるので、導電パターン30及び実装部品40が、部品実装基板100の外部に露出する。よって、外力あるいは部品実装基板100が液体に接触(液体を吸収)した際の収縮を伴う形状変化によって、実装端子45と導電パターン30とが容易に相互に分離できる状態となる。
また、第1基材層10の使用前の段階においては、易分解性の第2基材層20が剥離フィルム95によって覆われているとともに、易分解性のカバー層70が保持フィルム85によって覆われているため、部品実装基板100が目的の用途に使用される事前における第2基材層20、カバー層70及び第1基材層10の意図しない分解を抑制できる。
また、非粘着層及び第2非粘着層は、粘着層よりも高剛性であることが好ましい。すなわち、第2基材層20及びカバー層70の各々は、第1基材層10よりも高剛性であることが好ましい。これにより、使用に際して保持フィルム85及び剥離フィルム95を剥離及び除去した状態における部品実装基板100のハンドリング性が向上する。
保持フィルム85及び剥離フィルム95の各々の材料は、非透水性の材料であることが好ましい。
保持フィルム85と剥離フィルム95とは、互いに同じ材料によって構成されていてもよいし、互いに異なる材料によって構成されていてもよい。
保持フィルム85及び剥離フィルム95の各々の耐熱温度は、後述する熱圧着の工程を考慮して、例えば、130℃以上であることが好ましく、150℃以上であることがより好ましい。保持フィルム85及び剥離フィルム95の各々の耐熱温度は、例えば、350℃以下とすることができる。このような耐熱温度範囲とすることで、保持フィルム85及び剥離フィルム95を選定するうえで、物性上、高い柔軟性を得ることができるため、本発明に係る部品実装基板100を大量生産する場合には、ロールトゥーロールプロセスを適用することができ生産性の向上が見込める。
粘着層の厚み寸法が10μm以上であることにより、上記環境の変化の発生よりも前の段階においては、粘着層と非粘着層との粘着状態、粘着層と導電パターン30との粘着状態、粘着層と実装部品40との粘着状態、及び、粘着層とカバー層70との粘着状態を、良好に実現できる。
粘着層の厚み寸法が20μm以下であることにより、上記環境の変化が発生した際に、粘着層が速やかに分解されるようにできる。
非粘着層の厚み寸法が10μm以上であることにより、上記環境の変化の発生よりも前の段階においては、部品実装基板100の構造的強度を十分に確保でき、実装端子45と導電パターン30とが相互に接触した状態を良好に維持させることができる。
非粘着層の厚み寸法が20μm以下であることにより、上記環境の変化が発生した際に、非粘着層が速やかに分解されるようにできる。
カバー層70の厚み寸法が10μm以上であることにより、上記環境の変化の発生よりも前の段階においては、部品実装基板100の構造的強度を十分に確保でき、実装端子45と導電パターン30とが相互に接触した状態を良好に維持させることができる。
カバー層70の厚み寸法が20μm以下であることにより、上記環境の変化が発生した際に、カバー層70が速やかに分解されるようにできる。
保持フィルム85及び剥離フィルム95の各々の厚み寸法が50μm以上であることにより、保持フィルム85及び剥離フィルム95の剥離除去前の段階における部品実装基板100の構造的強度を十分に確保でき、部品実装基板100のハンドリング性が良好となる。
部品実装配線部38には、実装部品40が実装されている。
アンテナ配線部35は、例えば、図示しない外部機器(例えば、RFIDリーダライタ)との間で信号の送受信を行う。すなわち、アンテナ配線部35が外部機器から受信した信号あるいは電波が実装部品40に入力される。また、実装部品40は、部品実装配線部38及びアンテナ配線部35を介して、外部機器に信号を送信する。なお、部品実装配線部38の一部分又は全体も、アンテナ配線部35との協働でアンテナとしての機能を担う場合もあり得る。
なお、実装部品40は、例えば、外部機器からアンテナ配線部35を介して励起された電力によって動作するパッシブ型である。
すなわち、実装部品40は、例えば、第1導電パターン31と第2導電パターン32とに跨がって配置されている。
第1導電パターン31及び第2導電パターン32の各々は、例えば、直線状に延在して形成されており、互いに同一直線上(互いに延長上に)に配置されている。第1導電パターン31における第2導電パターン32側の端部(以下、一端部31a)と、第2導電パターン32における第1導電パターン31側の端部(以下、一端部32a)とは、互いに離間している。
第1実装端子46と第2実装端子47とは、部品本体41の下面において、例えば、X方向に並んで配置されている。なお、部品本体41の平面形状は、例えば、X方向に長尺となっている。
第1実装端子46及び第2実装端子47の各々の平面形状は、特に限定されないが、例えば、Y方向にやや長尺な矩形状に形成されている。
第1実装端子46及び第2実装端子47の各々は、例えば、平面視において、実装部品40の外形線よりも内側に配置されている。ただし、平面視において、第1実装端子46における第2実装端子47側とは反対側の辺は、実装部品40の外形線に沿って配置されていてもよいし、第2実装端子47における第1実装端子46側とは反対側の辺は、実装部品40の外形線に沿って配置されていてもよい。なお、ここでいう平面視とは、部品実装基板100の面直方向に視ることを意味している。
本実施形態の場合、例えば、第1実装端子46において、第2実装端子47から遠い側の部分(略半分の部分)の下面が、第1導電パターン31の一端部31aに対して接触(圧接)しており、第2実装端子47に近い側の部分(残りの略半分の部分)の下面は、第1基材層10(粘着層)の上面に対して接触している。
同様に、第2実装端子47において、第1実装端子46から遠い側の部分(略半分の部分)の下面が、第2導電パターン32の一端部32aに対して接触(圧接)しており、第1実装端子46に近い側の部分の下面(残りの略半分の部分)は、第1基材層10(粘着層)の上面に対して接触している。
また、部品本体41の下面における実装端子45(第1実装端子46及び第2実装端子47)の非形成領域は、第1基材層10(粘着層)の上面に対して接触していることが好ましい。このようにすることにより、実装部品40が支持層80に対してより良好に固定されるとともに、実装端子45が導電パターン30に対してより良好に接触(圧接)された構造を実現できる。
このようにすることによって、実装部品40を導電パターン30に対して配置する際に、第1導電パターン31及び第2導電パターン32に対する実装端子45(第1実装端子46及び第2実装端子47)の位置ずれ(水平方向における位置ずれ)が生じたとしても、第1実装端子46を第1導電パターン31の一端部31a上に配置するとともに、第2実装端子47を第2導電パターン32の一端部32a上に配置することができる。すなわち、例えば、第2実装端子47が第1導電パターン31の一端部31aと第2導電パターン32の一端部32aとに跨がって配置されてしまうことを抑制できる。
これにより、部品実装基板100を製造するに際して、導電パターン30において実装端子45が接触する部位を局部的に加熱することによって、実装端子45を導電パターン30に対して融着により良好に固定することができる。よって、液体と接触する前の部品実装基板100において、導電パターン30と実装部品40とが良好に導通している構造を実現することができる。
導電性フィラーは、例えば、金、銀、銅又はカーボン等によって構成されている。熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエステル樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることができる。
第1アンテナ配線部36は、例えば、部品実装配線部38と接続されている第1ジグザグ部36bと、第1ジグザグ部36bと接続されており、第1ジグザグ部36bよりも広幅に形成されている第1広幅部36aと、を含んでいる。
図1に示すように、第1広幅部36aは、例えば、平面視において、Y方向に長尺な略矩形状に形成されている。
また、第1ジグザグ部36bは、例えば、Y方向にジグザグに振れつつX方向に延在している。
第2アンテナ配線部37は、例えば、Y方向の軸を基準として第1アンテナ配線部36とは反転対称形に形成されている。すなわち、第2アンテナ配線部37は、例えば、部品実装配線部38と接続されている第2ジグザグ部37bと、第2ジグザグ部37bと接続されており、第2ジグザグ部37bよりも広幅に形成されている第2広幅部37aと、を含んでいる。
直線部38aは、例えば、X方向に延在している。
連結部38bは、例えば、X方向における直線部38aの中央部からY方向に延出しており、連結部38bの先端部は、環状部38cと連接されている。連結部38bは、例えば、直線部38aと環状部38cとを繋ぐ唯一の導電経路となっている。
環状部38cは、例えば、平面視において、略矩形環状に形成されている。略矩形環状の環状部38cを構成している4辺のうち1辺は、局所的に不連続な部分を有しており、これにより、環状部38cは開口部を有する形状(開環状の形状)となっている。
環状部38cの上記開口部が形成されている上記1辺において、開口部によって隔てられている一方側の部分が第1導電パターン31であり、他方側の部分が第2導電パターン32である。すなわち、第1導電パターン31の一端部31aと第2導電パターン32の一端部32aとの間の間隙が、環状部38cの開口部を構成している。
より詳細には、例えば、アンテナ配線部35の第1広幅部36a及び第2広幅部37aの各々が広幅パターン30aであり、導電パターン30における残りの部分が狭幅パターン30bである。
すなわち、狭幅パターン30bは、アンテナ配線部35の第1ジグザグ部36b及び第2ジグザグ部37bと、部品実装配線部38の直線部38a、連結部38b及び環状部38cと、を含んでいる。
これらのうち、図4(a)は、導電パターン30が形成されているパターン形成基材210を示している。図4(b)は、剥離フィルム212が積層されている支持層80を示している。図4(c)は、支持層80から剥離フィルム212を剥離する工程を示す。図4(d)及び図4(e)は、パターン形成基材210上の導電パターン30を第1基材層10に転写する工程の説明図である。図5(a)は、実装部品40の実装端子45を導電パターン30に対して熱圧着する工程を示す。図5(b)は、支持層80(第1基材層10)と保護層90(第2基材層20)とを互いに熱圧着(熱ラミネート)する工程を示す。
本方法によれば、実装端子45を導電パターン30に対して直に接触させるので、はんだ等により実装端子45を導電パターン30に対して接続する場合と比較して、環境における特定の変化をより確実に検知可能な構造の部品実装基板100を製造することができる。更に、実装端子45をはんだ等により導電パターン30に対して接続する場合と比較して、部品実装基板100の製造時において、第1基材層10及び第2基材層20に対する熱的な負荷を低減させることができる。また、はんだ等を用いることなく、粘着層によって、より簡素な構造で実装部品40を導電パターン30及び第1基材層10又は第2基材層20に対して固定することができるので、部品実装基板100の製造性を向上させることができる。
また、第2基材層20の一方の面20aに対して易剥離可能に積層されている剥離フィルム(不図示)を備える保護層90を準備する。そして、剥離フィルムを第2基材層20から剥離することによって、第2基材層20の一方の面20aを露出させる。このときも、剥離フィルムと第2基材層20との密着性を、剥離フィルム95と第2基材層20のそれよりも低く設定することで、剥離フィルム95は剥離させずに剥離フィルムのみを確実に剥離することが可能となる。
続いて、図4(e)に示すように、パターン形成基材210を支持層80から剥離することにより、パターン形成基材210上の導電パターン30を、第1基材層10の一方の面10a上に転写することができる。なお、導電パターン30を第1基材層10上に転写した場合、典型的には、導電パターン30の上面(第1基材層10側とは反対側の面)は、導電パターン30の下面(第1基材層10側の面)よりも平滑となる。
この際に、部品本体41の下面において、実装端子45(第1実装端子46及び第2実装端子47)が配置されていない部分は、粘着層(第1基材層10)に対して接触させることが好ましい。これにより、第1基材層10と第2基材層20とを熱圧着する工程の前の状態において、実装部品40を支持層80に対して固定(仮固定)することができる。
このようにすることにより、熱圧着する工程が行われる前の段階において、実装部品40を導電パターン30に対して融着固定することができる。また、部品実装基板100が液体へ接触する前の状態において、導電パターン30に対する実装端子45の位置ずれを抑制することができるとともに、導電パターン30に対する実装端子45の電気的な接続の信頼性を向上させることができる。更には、カバー層70において加熱される範囲を限定できるため、カバー層70の全体が加熱による収縮によって湾曲(カール)してしまうことを抑制できる。
より詳細には、例えば、図5(a)に示すように、導電パターン30において実装端子45が接触する部位を、部品本体41及び支持層80の各々を介して、加熱部材250によって上下から押圧しつつ挟持した状態で加熱する。この状態において、例えば、上側の加熱部材250は部品本体41の上面に対して当接させ、下側の加熱部材250は保持フィルム85に対して当接させる。さらに詳細な加工条件としては、例えば、加熱部材250を80℃以上135℃の範囲で加熱し、実装部品40が導電パターン30上に無加圧の状態で載置された高さを基準とした場合から50μm以上100μm以下の高さ範囲で押し込み、かつ実装部品40に対して250g以上400g以下の荷重を与えるように加熱及び加圧することで、導電パターン30と実装部品40とが理想的な密着(融着固定)状態となる。
なお、カバー層70と加熱部材250との間には、保持フィルム85が介在しているので、加熱部材250の熱がカバー層70に対して直に熱が伝わることないので、カバー層70の湾曲をより一層抑制できるし、粘着層(第1基材層10)及びカバー層70からの水分の蒸発を抑制でき、これらの水溶性を十分に維持させることができる。
ここでは、実装端子45を導電パターン30に接触させた後で導電パターン30を局部的に加熱及び加圧する工程を行う例を説明したが、導電パターン30を局部的に加熱及び加圧する工程の後で実装端子45を導電パターン30に接触させてもよいし、局部的に加熱及び加圧する工程を行いながら実装端子45を導電パターンに接触させてもよい。
このようにすることにより、粘着層(第1基材層10)及びカバー層70に対する熱的なダメージを抑制しつつ、部品実装基板100を製造することができる。また、カバー層70が熱によって収縮してしまうことを抑制できる。
本実施形態の場合、粘着層(第1基材層10)及びカバー層70の各々からの水分の蒸発を抑制し、これらの水溶性を十分に維持しつつ、実装端子45を導電パターン30に対して融着させることができる。
導電パターン30は、50℃以上でホットメルト特性を発現することが好ましい。このような導電パターン30を用いることにより、導電パターン30を局部的に加熱及び加圧し、実装端子45を導電パターン30に対して融着する工程を、熱圧着する工程よりも低温で行うことができる。
一例として、導電パターン30を局部的に加熱及び加圧する工程は、50℃以上150℃以下で行うことが好ましく、80℃以上135℃以下で行うことがより好ましい。
そして、この状態で、支持層80と保護層90とを相互に熱圧着する。すなわち、第1基材層10と第2基材層20とを相互に熱圧着(熱ラミネート)する。これにより、第2基材層20が、部品本体41を内包し、部品本体41の側周面の実質的に全面に対して接した状態となる。
一例として、第1基材層10と第2基材層20とを相互に熱圧着する工程は、好ましくは80℃以上150℃以下、より好ましくは100℃以上120℃以下で行うことがより好ましい。また、加熱時間は、例えば、5~10秒間程度とすることができる。また、熱圧着する工程は、0.3MPa以上3.0MPa以下の加圧条件で行うことが好ましく、1.0MPa以上2.0MPa以下の加圧条件で行うことがより好ましい。
こうして、本実施形態に係る部品実装基板100が得られる。
これにより、導電パターン30の形成時における熱が、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70に付与されることを回避できるので、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70へのダメージを抑制しつつ、部品実装基板100を製造することができる。また、支持層80及び保護層90の各々が、熱によって収縮してしまうことを抑制できる。本実施形態の場合、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70の水溶性を良好に維持させつつ、部品実装基板100を製造することができる。
上述のように導電パターン30を転写することによって、導電パターン30の乾燥工程における熱が第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70に付与されることを回避できる。
このようにすることにより、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70へのダメージを更に抑制しつつ、部品実装基板100を製造することができる。
また、熱圧着する工程における加熱時間は、例えば、印刷後の熱処理工程における加熱時間よりも短いことが好ましい。このようにすることにより、第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70へのダメージを更に抑制することができる。
熱処理工程における加熱は、例えば、好ましくは70℃以上130℃以下、より好ましくは80℃以上120℃以下の温度で、約30分間行うことができる。
このようにすることによって、実装部品40を導電パターン30に対して配置する際に、第1導電パターン31及び第2導電パターン32に対する実装端子45(第1実装端子46及び第2実装端子47)の位置ずれが生じたとしても、第1実装端子46を第1導電パターン31の一端部31a上に配置するとともに、第2実装端子47を第2導電パターン32の一端部32a上に配置することができる。
また、導電パターン30において実装端子45が接触する部位を局部的に加熱及び加圧する工程や、熱圧着する工程によって、第1導電パターン31の一端部31a及び第2導電パターン32の一端部32aの各々が軟化し、形状変化が生じ易い状態になったとしても、第1導電パターン31の一端部31aと第2導電パターン32の一端部32aとが互いに接触して(互いに接続されて)しまうことを抑制できる。
着用者が紙オムツ300に排尿し、尿によって第2基材層20、カバー層70及び第1基材層10が分解(溶解)すると、軽微な外力の付与などによって実装部品40の実装端子45と導電パターン30とが相互に分離するようになる。実装端子45と導電パターン30とが相互に分離すると、部品実装基板100の通信機能が損なわれることとなるので、通信機能の消失を検出することによって、着用者の排尿を検知することができる。
ここで、図6に示すように、紙オムツ300において、着用者の肌と接触する側の面には、液体を吸収可能に構成されている吸収体350が形成されている。
吸収体350は、例えば、後部310と、前部320と、連結部330と、に亘って前後方向に延在している。
紙オムツ300が着用者に装着されている状態において、吸収体350は着用者の***部と接触する位置に配置されており、着用者が排尿すると当該尿は吸収体350によって吸収される。
ここで、部品実装基板100は、例えば、吸収体350において、着用者の肌と接触する側の面に配置されていることが好ましい。
より詳細には、例えば、図7に示すように、部品実装基板100は、支持層80と保護層90とのうち支持層80が肌側となる向きで、非水溶性の粘着層360を介して吸収体350に取り付けられている。ただし、部品実装基板100を取り付ける向きは、この例とは反対向きであってもよい。
なお、例えば、部品実装基板100を吸収体350に取り付ける前の段階で、保持フィルム85及び剥離フィルム95はそれぞれカバー層70及び第2基材層20から剥離除去されている。
また、部品実装基板100において、肌側となる面は、例えば、シート状の吸収基材350aによって覆われていることが好ましい。吸収基材350aは、例えば、高い吸水性を有する不繊布によって構成されている。
これにより、吸収基材350aが着用者の尿を吸収することによって、当該尿を部品実装基板100に良好に接触させることができる。また、粘着層360が非水溶性の接着剤によって構成されているので、着用者が排尿した際に、部品実装基板100が紙オムツ300の吸収体350から剥離してしまうことを抑制できる。
ここで、粘着層360の中央部には、上下方向に貫通している開口部360aが形成されていることが好ましい。また、平面視において実装部品40は開口部360aと対応する位置に配置されていることが好ましく、平面視において実装部品40が開口部360a内に収まっていることが更に好ましい。
このようにすることによって、着用者が排尿した際に、部品実装基板100における実装部品40の周囲の部分に対して、より確実に尿が行き渡るようにできるので、実装部品40の周囲の第1基材層10、第2基材層20及びカバー層70(特に、肌側とは反対側に位置する第2基材層20)がより確実に分解(溶解)するようにできる。
また、例えば、吸収基材350aと第2基材層20との間に、吸水スポンジ(不図示)を配置してもよい。
なお、部品実装基板100が装着される吸収性物品は、紙オムツ300に限定されず、例えば、下着に装着される尿パット(不図示)であってもよい。
次に、図8から図10(c)を用いて第1実施形態の変形例を説明する。
本変形例に係る部品実装基板100は、以下に説明する点で、第1実施形態に係る部品実装基板100と相違しており、その他の点では、第1実施形態に係る部品実装基板100と同様に構成されている。なお、図8から図10(c)の各々は、図3と同様の位置での断面図である。図9(a)は、支持層80から剥離フィルム212を剥離する工程を示す。図9(b)は、保護層90から支持基材214を剥離する工程を示す。図10(a)は、非粘着層である第1基材層10上に導電パターン30を印刷形成する工程を示す。図10(b)は、粘着層である第2基材層20に実装部品40を仮固定する工程を示す。図10(c)は、支持層80(第1基材層10)と保護層90(第2基材層20)とを互いに熱圧着する工程を示す。
図8に示すように、本変形例の場合、支持層80は、保持フィルム85と第1基材層10とにより構成されており、カバー層70は備えていない。すなわち、保持フィルム85上に第1基材層10が積層されている。
また、保護層90は、第2基材層20と剥離フィルム95との間に介装されたカバー層70を備えている。すなわち、保護層90は、粘着層である第2基材層20に積層されたカバー層70を備えている。
従って、部品実装基板100は、保持フィルム85と、第1基材層10と、第2基材層20と、カバー層70と、剥離フィルム95と、が下からこの順に積層された構造となっている。
本変形例の場合も、部品実装基板100は、粘着層(第2基材層20)を基準として非粘着層(第1基材層10)の側とは反対側に、粘着層に積層されたカバー層70を備え、カバー層70は易分解性である。
また、第1実施形態と同様に、導電パターン30及び実装部品40は、第1基材層10の一方の面10aと第2基材層20の一方の面20aとの層間に配置されている。
本変形例の場合、例えば、導電パターン30は第2基材層20にめり込んだ状態となっており、導電パターン30の下面が第2基材層20の一方の面20aから露出している。
本変形例の場合、保持フィルム85上に第1基材層10が直に積層されており、第2基材層20上にカバー層70が直に積層されており、カバー層70上に剥離フィルム95が直に積層されている。なお、本発明は、この例に限らず、保持フィルム85と第1基材層10との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。同様に、第2基材層20とカバー層70との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。カバー層70と剥離フィルム95との層間には、他の層(好ましくは易分解性の層)が介在していてもよい。
先ず、第1基材層10の一方の面10aに対して易剥離可能に積層されている剥離フィルム212(図9(a))を備える支持層80を準備する。
同様に第2基材層20の一方の面20aに対して易剥離可能に積層されている支持基材214(図9(b))を備える保護層90を準備する。
次に、図9(b)に示すように、支持基材214を第2基材層20から剥離することによって、第2基材層20の一方の面20aを露出させる。支持基材214は、保持フィルム85及び剥離フィルム95と同様のものである。
同様に、図9(a)に示すように、剥離フィルム212を第1基材層10から剥離することによって、第1基材層10の一方の面10aを露出させる。剥離フィルム212は、保持フィルム85及び剥離フィルム95と同様のものである。
続いて、図10(b)に示すように、第2基材層20の一方の面20a上に、実装部品40を配置する。この状態において、部品本体41における実装端子45が配置されている側とは反対側の面が、一方の面20aに対して接触している。これにより、第1基材層10と第2基材層20とを熱圧着する工程の前の状態において、実装部品40を保護層90に対して固定(仮固定)することができる。
次に、図10(a)に示すように、第1基材層10の一方の面10aから剥離フィルム212を剥離し、当該一方の面10a上に、導電パターン30を形成する。
なお、当該一方の面10a上に導電パターン30を形成する手法は特に限定されず、第1実施形態と同様に、パターン形成基材上に導電パターン30を印刷形成し、当該パターン形成基材上から第1基材層10へと導電パターン30を転写してもよいし、第1基材層10上に導電パターン30を印刷形成してもよい。
次に、図10(c)に示すように、第2基材層20の一方の面20aと、第1基材層10の一方の面10aとを相互に対向させて、保護層90を支持層80に積層する。この際に、第1実装端子46が第1導電パターン31の一端部31a上に配置されるとともに、第2実装端子47が第2導電パターン32の一端部32a上に配置されるように、実装部品40を導電パターン30上に配置する。ここで、上述のように、実装部品40は保護層90に対して仮固定されている。よって、保護層90のハンドリング性が良好となり導電パターン30に対する実装部品40の位置合わせを容易に行うことができる。
そして、この状態で、第1実施形態と同様に、支持層80と保護層90とを相互に熱圧着する。すなわち、第1基材層10と第2基材層20とを相互に熱圧着する。これにより、第2基材層20が、部品本体41を内包し、部品本体41の上面に対して接した状態となる。更に、第2基材層20の一部分が、部品本体41の下面と第1基材層10の上面との間や、実装端子45の下面と第1基材層10の上面との間に入り込んで、部品本体41と第1基材層10とを相互に接合したり、実装端子45と第1基材層10とを相互に接合したりすることも好ましい。
このようにして、本変形例に係る部品実装基板100が得られる。
次に、図11(a)及び図11(b)を用いて第2実施形態を説明する。なお、図11(a)及び図11(b)においては、積層部60の図示を省略している。
第2実施形態に係る部品実装基板100は、以下に説明する点で、上記の第1実施形態に係る部品実装基板100と相違しており、その他の点では、上記の第1実施形態に係る部品実装基板100と同様に構成されている。
なお、実装端子45の平面形状が矩形状である場合、実装端子45の幅寸法W1は、例えば、実装部品40の長辺の寸法である。したがって、本実施形態の場合、実装端子45の幅寸法W1は、Y方向における寸法である。また、実装部品40の平面形状が円形である場合、実装端子45の幅寸法W1は実装部品40の直径である。
よって、部品実装基板100が置かれた環境の変化をより確実に検知可能となる。
すなわち、本実施形態の場合、実装端子45と導電パターン30とは、例えば、はんだや導電性接着剤により相互に電気的及び機械的に接続されていてもよい。
より詳細には、本実施形態の場合、図11(b)に示すように、直線部38aと、環状部38cと、を連結している連結部38bに、狭幅部39が形成されている。
そして、連結部38bは、第1アンテナ配線部36及び第2アンテナ配線部37の双方と、実装部品40が実装されている環状部38cと、を繋ぐ唯一の導電経路である。よって、部品実装基板100に液体が接触した際、導電パターン30が狭幅部39(連結部38b)において破断したり、狭幅部39に亀裂が生じたりすることによって、アンテナ配線部35を介した実装部品40の通信機能を、より確実に消失させることができる。
より詳細には、一対の切欠形状部39aの各々は、例えば、平面視において、略半円形状に形成されており、一対の切欠形状部39aのうち一方の切欠形状部39aは、X方向における一方に向けて開放した形状に形成されており、他方の切欠形状部39aは、X方向における他方に向けて開放した形状に形成されている。
狭幅部39の幅寸法W2が、0.15mm以上であることによって、実装部品40に対する導電パターン30の信号伝達性が良好となる。
狭幅部39の幅寸法W2が、0.25mm以下であることによって、導電パターン30が狭幅部39(連結部38b)において良好に破断されるとともに、生産時のパターン印刷形成において安定した品質(特に幅寸法)を得ることができる。
これにより、導電パターン30の電気抵抗値が大きくなる範囲を限定的にすることができるので、部品実装基板100の所望の電気的特性を容易に実現できる。
また、本実施形態の場合、寸法L4が、導電パターン30において狭幅部39に隣接する部位の幅寸法(図11(b)に示す寸法W3:以下、単に幅寸法W3)以下である。
このことによっても、導電パターン30の電気抵抗値が大きくなる範囲を限定的にすることができで、部品実装基板100の所望の電気的特性を容易に実現することができる。
なお、幅寸法W3は、切欠形状部39aの非形成領域と切欠形状部39aとの境界部における連結部38bの幅寸法W3である。
更に、寸法L4は、実装端子45の幅寸法W1よりも小さいことが好ましい。
このことによっても、導電パターン30の電気抵抗値が大きくなる範囲を限定的にすることができるので、部品実装基板100の所望の電気的特性を容易に実現することができる。
また、狭幅部39の幅寸法の最小値(幅寸法W2)は、例えば、幅寸法W3の半分以下であることが好ましく、幅寸法W3の1/3以下であることも好ましい。
幅寸法W2は、例えば、第1実装端子46と第2実装端子47との距離L2と同等又はそれ以下であることが好ましい。
また、導電パターン30のうち実装部品40が搭載されている部分(本実施形態の場合、環状部38c)の幅寸法(図11(b)に示す寸法W4:以下、単に幅寸法W4)は、例えば、実装端子45の幅寸法W1よりも大きいことが好ましい。
次に、図12(a)を用いて第2実施形態の変形例を説明する。なお、図12(a)は、図11(b)と同様の範囲を示しており、図12(a)において、積層部60の図示を省略している。
本変形例に係る部品実装基板100は、以下に説明する点で、第2実施形態に係る部品実装基板100と相違しており、その他の点では、第2実施形態に係る部品実装基板100と同様に構成されている。
本変形例の場合、図12(a)に示すように、環状部38cに1つの切欠形状部39aが形成されていることによって、狭幅部39が形成されている。
切欠形状部39aの平面形状は、例えば、V字形状(くさび形状)となっている。
なお、本変形例の場合も、狭幅部39の幅寸法W2は、導電パターン30において狭幅部39に隣接する部位の幅寸法W3の半分以下であることが好ましい。また、狭幅部39の幅寸法W2は、導電パターン30において狭幅部39に隣接する部位の幅寸法W3の1/3以下であることも好ましい。
また、本変形例の場合も、第2実施形態と同様に、狭幅部39は一対の切欠形状部39aによって形成されていてもよい。すなわち、狭幅部39は、一対のV字形状の切欠形状部39aによって形成されていてもよい。
また、本変形例の場合も、狭幅部39は連結部38bに形成されていてもよい。
次に、図12(b)を用いて第2実施形態の変形例を説明する。なお、図12(b)は、図11(b)と同様の範囲を示しており、図12(b)において、積層部60の図示を省略している。
本変形例に係る部品実装基板100は、以下に説明する点で、図12(a)に示す変形例1に係る部品実装基板100と相違しており、その他の点では、変形例1に係る部品実装基板100と同様に構成されている。
本変形例の場合、切欠形状部39aの平面形状は、略矩形形状に形成されている。
本変形例の場合も第2実施形態と同様に、狭幅部39は一対の切欠形状部39aによって形成されていてもよい。すなわち、狭幅部39は、略矩形状の一対の切欠形状部39aによって形成されていてもよい。
また、本変形例の場合も、狭幅部39は連結部38bに形成されていてもよい。
次に、図13(a)から図16(d)を用いて第3実施形態を説明する。なお、図13(b)において、積層部60の図示を省略している。
第3実施形態に係る部品実装基板100は、以下に説明する点で、上記の第1及び第2実施形態とそれらの変形例に係る部品実装基板100と相違しており、その他の点では、上記の第1又は第2実施形態、或いはそれらの変形例に係る部品実装基板100と同様に構成されている。
このため、環境の変化により第1基材層10と第2基材層20とが分解した際には、軽微な外力が加わることによって、広幅パターン30aが容易に破断されたり、広幅パターン30aに容易に亀裂が生じたりするようにできる。よって、導電パターン30における破断や亀裂の発生を検出することによって、上記環境の変化を検知することができる。
なお、広幅パターン30aの端部及び狭幅パターン30bの各々においては、構造的強度を十分に確保することができる。よって、上記環境の変化の発生よりも前の段階においては、導電パターン30における破断や亀裂の発生を抑制できる。
また、本実施形態の場合、第2実施形態で説明したように導電パターン30が狭幅部39を備えていることも好ましく、この場合、上記環境の変化を、より確実に検知することができる。
すなわち、本実施形態の場合、実装端子45と導電パターン30とは、例えば、はんだや導電性接着剤により相互に電気的及び機械的に接続されていてもよい。また、本実施形態の場合、導電パターン30は狭幅部39を有していなくてもよい。
これにより、広幅パターン30aの幅方向における中央部に、構造的強度が局部的に脆弱な部分を形成することができるとともに、広幅パターン30aの幅方向における端部及び狭幅の狭幅パターン30bの各々において、構造的強度をより向上させることができる。よって、上記環境の変化が生じる前に、広幅パターン30aに破断又は亀裂が生じてしまうことを、より確実に抑制できるとともに、当該環境の変化が生じた後は、部品実装基板100に軽微な外力が加わることによって広幅パターン30aに破断又は亀裂がより確実に生じるようにできる。また、第1実施形態に係る部品実装基板100(図4(a)~図4(e))のように、パターン形成基材210に形成された導電パターン30を、第1基材層10に転写する場合、広幅パターン30aの周囲に厚膜部33が形成されていることから、意図せず導電パターンが破膜してしまうことを防ぐことができ、製造安定性が向上する。
なお、上記薄膜部34における膜厚の最小値T1は、厚膜部33に挟まれた部分における最小膜厚である。
アンテナ配線部35において、広幅パターン30aは、当該広幅パターン30aと狭幅パターン30bとの境界近傍における狭幅パターン30bの延在方向(図13(b)に示すE方向)に対して交差する方向に延在しており、広幅パターン30aは、当該広幅パターン30aと狭幅パターン30bとの境界に沿って、厚膜部33を有する。
これにより、アンテナ配線部35は、当該広幅パターン30aと狭幅パターン30bとの境界において、相対的に膜厚が大きい厚膜部33を有する構造となり、当該境界部の構造的強度を向上させることができる。
そして、図13(a)に示すように、狭幅パターン30b(第1ジグザグ部36b)の一端が、第1広幅部36aにおける第1ジグザグ部36b側の側辺に接続されている。
また、本実施形態の場合、厚膜部33は、例えば、第1広幅部36aの周縁に沿って周回状に形成されている。なお、図13(b)において、厚膜部33の形成箇所には、ドットの網掛けを付している。
同様に、第2アンテナ配線部37において、第2広幅部37aが広幅パターン30aであり、第2ジグザグ部37bが狭幅パターン30bである。第2アンテナ配線部37において、広幅パターン30a(第2広幅部37a)はY方向に延在しており、狭幅パターン30b(第2ジグザグ部37b)はY方向にジグザグに振れつつX方向に延在している。
そして、狭幅パターン30b(第2ジグザグ部37b)の一端が、第2広幅部37aにおける第2ジグザグ部37b側の側辺に接続されている。厚膜部33は、例えば、第2広幅部37aの周縁に沿って周回状に形成されている。
また、狭幅パターン30bは、例えば、互いに幅寸法の異なる複数の部分を含んでいてもよい。この場合、いずれの部分も、幅方向における中央部に、最大膜厚部30cを有するとともに、各最大膜厚部30cの厚み寸法(最大値T3)は互いに同等の寸法となっていることが好ましい。
ここで、各最大膜厚部30cの厚み寸法が互いに同等であるとは、互いの寸法の差異が±25%以下、より好ましくは±20%以下であることを意味している。
本実施形態の場合、一例として、部品実装配線部38(狭幅パターン30b)において、直線部38aの幅寸法は、環状部38cの幅寸法及び連結部38bの幅寸法よりも小さい寸法に設定されている。ただし、直線部38aの幅寸法は、環状部38cの幅寸法や連結部38bの幅寸法と同等でもよい。
このようにすることにより、厚膜部33が広幅パターン30aの幅方向における端部により近づいた構造となるので、広幅パターン30aの薄膜部34の幅寸法を十分に確保することができる。よって、軽微な外力が加わった際に、広幅パターン30aに破断又は亀裂がより確実に発生するようにできる。
このようにすることによって、狭幅パターン30bにおいて、構造的強度が局部的に脆弱な部分を形成することができる。よって、軽微な外力が加わった際に、広幅パターン30aと狭幅パターン30bとのうち少なくとも一方に破断又は亀裂が生じるようにできるので、上記環境の変化をより確実に検知することができる。
なお、狭幅パターン30bが狭幅部39を有している場合、狭幅部39の膜厚は、必ずしも全体に均一ではなく、典型的には、狭幅部39における最小幅寸法の部位(幅寸法=幅寸法W2の部位)に向けて、徐々に小さくなっている。
図15(a)~図15(c)において、スクリーン版430及びパターン形成基材210を、それぞれ断面図で示している。より詳細には、広幅パターン30a及び狭幅パターン30bの各々を、それぞれの延在方向に直交する方向に沿った断面図で模式的に示している。なお、図15(a)~図15(c)における広幅パターン30aと狭幅パターン30bとの位置関係は、図13(a)における広幅パターン30aと狭幅パターン30bとの位置関係と必ずしも一致しない。
また、以下の説明において、図15(a)~図15(c)において、各図における上側を上方(上側)、各図における下側を下方(下側)とする。
これにより、広幅パターン30aの幅方向における中央部において、相対的に脆弱となっている部分を形成することができるとともに、広幅パターン30aの端部及び狭幅パターン30bの各々において、構造的強度を向上させることができる。
先ず、図15(a)~図15(c)に示すように、スクリーン版430を準備する。そして、スクリーン版430の下方にパターン形成基材210を配置する。
スクリーン版430は、例えば、縦糸と横糸とが交差して平面状に編み込まれて形成されているメッシュ440と、メッシュ440の網目を塞ぐように形成されている乳剤層450と、乳剤層450を上下に貫通して形成されており、導電性ペースト460が充填される開口部470(乳剤層非形成領域)と、を備えている。
図15(a)に示すように、乳剤層450の上面はメッシュ440の上面と略面一となっており、乳剤層450の下面はメッシュ440の下面よりも下方に位置している(メッシュ440の下面からはみ出している)。
ここで、乳剤層450において、メッシュ440の下面よりも上側の部分を第1乳剤層451とし、メッシュ440の下面よりも下側の部分を第2乳剤層452とする。
開口部470の平面形状は、導電パターン30の平面形状と略同一の形状に形成されており、開口部470に充填される導電性ペースト460の一部が、パターン形成基材210に印刷されることによって、導電パターン30が形成される。
続いて、図15(c)に示すように、導電性ペースト460が充填されたスクリーン版430の上面をスキージ410の先端によって下方に(パターン形成基材210側に)押圧した状態で、当該スキージ410をスクリーン版430の上面に沿って移動させることによって、開口部470に充填されている導電性ペースト460をパターン形成基材210上に押し出し、導電パターン30をパターン形成基材210上に印刷することができる。
より詳細には、スキージ410は、スクリーン版430における押圧している部分の下面をパターン形成基材210の上面に密着させながら移動する。そして、スクリーン版430において、スキージ410が通過した部分の下面は、スキージ410による押圧から開放され、パターン形成基材210の上面から離間する。この際に、パターン形成基材210と密着していた導電性ペースト460の一部は、パターン形成基材210との密着力により、スクリーン版430から引き剥がされてパターン形成基材210上に残留する。一方、図15(c)に示すように、導電性ペースト460の残りの部分は、乳剤層450やメッシュ440に付着した状態で、開口部470の内部に残留する。
本実施形態の場合、第1開口部471の幅寸法(図15(a)~図15(c)に示す寸法W5、単に幅寸法W5)が、2mm以上であることが好ましい。また、第2開口部472の幅寸法(図15(a)~図15(c))に示す寸法W6、単に幅寸法W6)が、2mm未満であることが好ましい。
このようにすることにより、幅方向における両端部にそれぞれ厚膜部33を有し、幅方向における中央部に厚膜部33よりも膜厚が小さい薄膜部34を有する広幅パターン30aを好適に形成することができるとともに、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有する狭幅パターン30bを好適に形成することができる。
より詳細には、開口部470に充填されている導電性ペースト460において、乳剤層450の近傍に位置している部分の一部は、乳剤層450に付着した状態でスクリーン版430がパターン形成基材210から離間する。
これにより、広幅パターン30aを好適に形成することができる。
これにより、狭幅パターン30bを好適に形成することができる。
このようにすることにより、厚膜部33の厚み寸法T1と、薄膜部34の最大厚み寸法T2と、狭幅パターン30bの最大厚み寸法T3と、をそれぞれ所望の厚み寸法に形成することができる。
ここで、本実施形態の場合、導電パターン30において、相対的に広幅の広幅パターン30aは、幅方向における両端部にそれぞれ厚膜部33を有し、幅方向における中央部に厚膜部33よりも膜厚が小さい薄膜部34を有し、相対的に狭幅の狭幅パターン30bは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有する。このため、広幅パターン30aの端部及び狭幅パターン30bの各々において、十分に構造的強度を確保することができる。
これにより、広幅パターン30aを均一に薄くする場合と比べて、導電パターン30をパターン形成基材210から第1基材層10に転写する際において、広幅パターン30aの破断等を抑制できる。
こうして、本実施形態に係る部品実装基板100が得られる。
導電パターン30を形成する工程では、相対的に広幅の広幅パターン30aと、相対的に狭幅の狭幅パターン30bと、を含む導電パターン30を形成し、且つ、広幅パターン30aは、幅方向における両端部の膜厚よりも、幅方向における中央部の膜厚が小さく、狭幅パターン30bは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有するように、導電パターン30を形成する。
また、図16(a)から図16(d)に示す断面形状は、それぞれ20個の導電パターン30のサンプルから得られた膜厚のプロファイルの平均値を基に作成している。
第2開口部472の幅寸法W6が1.0mmに設定されている場合、実際に得られた20個の狭幅パターン30bの膜厚の最大値T3の平均値は、26.8μmであった。
また、第1開口部471の幅寸法W5が2.0mmに設定されている場合、実際に得られた20個の広幅パターン30aの薄膜部34における膜厚の最小値T1の平均値は、13.5μmであり、当該広幅パターン30aの厚膜部33における膜厚の最大値T2の平均値は、23.1μmであった。
第1開口部471の幅寸法W5が4.0mmに設定されている場合、実際に得られた20個の広幅パターン30aの薄膜部34における膜厚の最小値T1の平均値は、11.4μmであり、当該広幅パターン30aの厚膜部33における膜厚の最大値T2の平均値は、20.1μmであった。
そして、第1開口部471の幅寸法W5が2.0mmに設定されており、第2開口部472の幅寸法W6が0.5mmに設定されている場合、T1(13.5μm)の1.5倍の値は20.25となり、T2(23.1μm)よりも小さく、且つ、T3(24.2μm)よりも小さい。
また、第1開口部471の幅寸法W5が2.0mmに設定されており、第2開口部472の幅寸法W6が1.0mmに設定されている場合、T1(13.5μm)の1.5倍の値は20.25となり、T2(23.1μm)よりも小さく、且つ、T3(26.8μm)よりも小さい。
更に、第1開口部471の幅寸法W5が4.0mmに設定されており、第2開口部472の幅寸法W6が0.5mmに設定されている場合、T1(11.4μm)の1.5倍の値は17.1となり、T2(20.1μm)よりも小さく、且つ、T3(24.2μm)よりも小さい。
また、第1開口部471の幅寸法W5が4.0mmに設定されており、第2開口部472の幅寸法W6が1.0mmに設定されている場合、T1(11.4μm)の1.5倍の値は17.1となり、T2(20.1μm)よりも小さく、且つ、T3(26.8μm)よりも小さい。
すなわち、本実施形態に係る部品実装基板の製造方法によれば、T2>1.5×T1、且つ、T3>1.5×T1を満たす導電パターン30を得ることができる。
(1)それぞれ易分解性の第1基材層及び第2基材層と、
前記第1基材層と前記第2基材層との層間に配置されている導電パターンと、
前記第1基材層及び前記導電パターンと、前記第2基材層と、の間に介装されている実装部品と、
を備え、
前記実装部品は、前記導電パターンに対して電気的に接続されている実装端子を有し、
前記導電パターンは、導電性フィラーと、熱可塑性樹脂を含有するバインダーと、を含んで構成された塗膜であり、
前記導電パターンは、相対的に広幅の広幅パターンと、相対的に狭幅の狭幅パターンと、を含み、
前記広幅パターンは、幅方向における両端部にそれぞれ厚膜部を有し、幅方向における中央部に前記厚膜部よりも膜厚が小さい薄膜部を有し、
前記狭幅パターンは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有する部品実装基板。
(2)前記広幅パターンの幅寸法は、2mm以上であり、
前記狭幅パターンの幅寸法は、2mm未満であり、
前記厚膜部は、前記広幅パターンの幅方向における端部から1mm以内の範囲に存在しており、
前記薄膜部における膜厚の最小値をT1、前記厚膜部における膜厚の最大値をT2とし、前記狭幅パターンの膜厚の最大値をT3とすると、
T2>1.5×T1、且つ、T3>1.5×T1を満たす(1)に記載の部品実装基板。
(3)前記第1基材層及び前記第2基材層の各々は、液体への接触により分解する(1)又は(2)に記載の部品実装基板。
(4)前記第1基材層と前記第2基材層とのうち、一方は粘着剤により構成されている粘着層であり、他方は非粘着性の非粘着層である(1)から(3)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(5)前記粘着層を基準として前記非粘着層の側とは反対側に、前記粘着層に積層されたカバー層を備え、
前記カバー層は易分解性である(4)に記載の部品実装基板。
(6)前記導電パターンは、50℃以上でホットメルト特性を発現する(1)から(5)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(7)前記導電パターンはアンテナ配線部と部品実装配線部とを有し、前記アンテナ配線部は前記広幅パターンと前記狭幅パターンとを含み、前記部品実装配線部は前記狭幅パターンである(1)から(6)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(8)前記広幅パターンは、当該広幅パターンと前記狭幅パターンとの境界近傍における前記狭幅パターンの延在方向に対して交差する方向に延在しており、
前記広幅パターンは、当該広幅パターンと前記狭幅パターンとの境界に沿って、前記厚膜部を有する(1)から(7)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(9)前記広幅パターンの幅方向における端から前記厚膜部における最大膜厚部までの傾斜角度よりも、当該最大膜厚部から、前記薄膜部における最小膜厚部までの傾斜角度が緩やかである(1)から(8)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(10)前記狭幅パターンは、前記実装端子の幅寸法よりも狭幅に形成されている狭幅部を有する(1)から(9)のいずれか一項に記載の部品実装基板。
(11)それぞれ易分解性の第1基材層及び第2基材層と、前記第1基材層と前記第2基材層との層間に配置されている導電パターンと、前記第1基材層及び前記導電パターンと、前記第2基材層と、の間に介装されている実装部品と、を備え、前記実装部品は、前記導電パターンに対して電気的に接続されている実装端子を有する部品実装基板を製造する方法であって、
導電性フィラーと、熱可塑性樹脂を含有するバインダーと、を含んで構成された塗膜によって、前記導電パターンを形成する工程を備え、
前記導電パターンを形成する工程では、相対的に広幅の広幅パターンと、相対的に狭幅の狭幅パターンと、を含む前記導電パターンを形成し、且つ、前記広幅パターンは、幅方向における両端部の膜厚よりも、幅方向における中央部の膜厚が小さく、前記狭幅パターンは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有するように、前記導電パターンを形成する、部品実装基板の製造方法。
(12)前記導電パターンを形成する工程は、
パターン形成基材上に前記導電パターンを印刷形成する工程と、
一方の面上に前記第1基材層を支持している支持基材を準備する工程と、
前記パターン形成基材上から、前記支持基材上の前記第1基材層へと、前記導電パターンを転写する工程と、
を備える(11)に記載の部品実装基板の製造方法。
10a 一方の面
20 第2基材層
20a 一方の面
30 導電パターン
30a 広幅パターン
30b 狭幅パターン
30c 最大厚膜部
31 第1導電パターン
31a 一端部
32 第2導電パターン
32a 一端部
33 厚膜部
33a 最大膜厚部
34 薄膜部
34a 最小膜厚部34a
35 アンテナ配線部
36 第1アンテナ配線部
36a 第1広幅部
36b 第1ジグザグ部
37 第2アンテナ配線部
37a 第2広幅部
37b 第2ジグザグ部
38 実装部品配線部
38a 直線部
38b 連結部
38c 環状部
39 狭幅部
39a 切欠形状部
40 実装幅部品
41 部品本体
45 実装端子
46 第1実装端子
47 第2実装端子
60 積層部
70 カバー層
80 支持層
85 保持フィルム
90 保護層
95 剥離フィルム
100 部品実装基板
210 パターン形成基材
212 剥離フィルム
214 支持基材
250 加熱部材
300 紙オムツ
310 後部
320 前部
330 連結部
340 面ファスナー部
350 吸収体
410 スキージ
420 スクレーパー
430 スクリーン版
440 メッシュ
450 乳剤層
451 第1乳剤層
452 第2乳剤層
460 導電性ペースト
470 開口部
471 第1開口部
472 第2開口部
Claims (12)
- それぞれ易分解性の第1基材層及び第2基材層と、
前記第1基材層と前記第2基材層との層間に配置されている導電パターンと、
前記第1基材層及び前記導電パターンと、前記第2基材層と、の間に介装されている実装部品と、
を備え、
前記実装部品は、前記導電パターンに対して電気的に接続されている実装端子を有し、
前記導電パターンは、導電性フィラーと、熱可塑性樹脂を含有するバインダーと、を含んで構成された塗膜であり、
前記導電パターンは、相対的に広幅の広幅パターンと、相対的に狭幅の狭幅パターンと、を含み、
前記広幅パターンは、幅方向における両端部にそれぞれ厚膜部を有し、幅方向における中央部に前記厚膜部よりも膜厚が小さい薄膜部を有し、
前記狭幅パターンは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有する部品実装基板。 - 前記広幅パターンの幅寸法は、2mm以上であり、
前記狭幅パターンの幅寸法は、2mm未満であり、
前記厚膜部は、前記広幅パターンの幅方向における端部から1mm以内の範囲に存在しており、
前記薄膜部における膜厚の最小値をT1、前記厚膜部における膜厚の最大値をT2とし、前記狭幅パターンの膜厚の最大値をT3とすると、
T2>1.5×T1、且つ、T3>1.5×T1を満たす請求項1に記載の部品実装基板。 - 前記第1基材層及び前記第2基材層の各々は、液体への接触により溶解する請求項1又は2に記載の部品実装基板。
- 前記第1基材層と前記第2基材層とのうち、一方は粘着剤により構成されている粘着層であり、他方は非粘着性の非粘着層である請求項1から3のいずれか一項に記載の部品実装基板。
- 前記粘着層を基準として前記非粘着層の側とは反対側に、前記粘着層に積層されたカバー層を備え、
前記カバー層は易分解性である請求項4に記載の部品実装基板。 - 前記導電パターンは、50℃以上でホットメルト特性を発現する請求項1から5のいずれか一項に記載の部品実装基板。
- 前記導電パターンはアンテナ配線部と部品実装配線部とを有し、
前記アンテナ配線部は前記広幅パターンと前記狭幅パターンとを含み、
前記部品実装配線部は前記狭幅パターンである請求項1から6のいずれか一項に記載の部品実装基板。 - 前記広幅パターンは、当該広幅パターンと前記狭幅パターンとの境界近傍における前記狭幅パターンの延在方向に対して交差する方向に延在しており、
前記広幅パターンは、当該広幅パターンと前記狭幅パターンとの境界に沿って、前記厚膜部を有する請求項1から7のいずれか一項に記載の部品実装基板。 - 前記広幅パターンの幅方向における端から前記厚膜部における最大膜厚部までの傾斜角度よりも、当該最大膜厚部から、前記薄膜部における最小膜厚部までの傾斜角度が緩やかである請求項1から8のいずれか一項に記載の部品実装基板。
- 前記狭幅パターンは、前記実装端子の幅寸法よりも狭幅に形成されている狭幅部を有する請求項1から9のいずれか一項に記載の部品実装基板。
- それぞれ易分解性の第1基材層及び第2基材層と、前記第1基材層と前記第2基材層との層間に配置されている導電パターンと、前記第1基材層及び前記導電パターンと、前記第2基材層と、の間に介装されている実装部品と、を備え、前記実装部品は、前記導電パターンに対して電気的に接続されている実装端子を有する部品実装基板を製造する方法であって、
導電性フィラーと、熱可塑性樹脂を含有するバインダーと、を含んで構成された塗膜によって、前記導電パターンを形成する工程を備え、
前記導電パターンを形成する工程では、相対的に広幅の広幅パターンと、相対的に狭幅の狭幅パターンと、を含む前記導電パターンを形成し、且つ、前記広幅パターンは、幅方向における両端部の膜厚よりも、幅方向における中央部の膜厚が小さく、前記狭幅パターンは、幅方向における中央部に、膜厚が最大となる部位を有するように、前記導電パターンを形成する、部品実装基板の製造方法。 - 前記導電パターンを形成する工程は、
パターン形成基材上に前記導電パターンを印刷形成する工程と、
一方の面上に前記第1基材層を支持している支持基材を準備する工程と、
前記パターン形成基材上から、前記支持基材上の前記第1基材層へと、前記導電パターンを転写する工程と、
を備える請求項11に記載の部品実装基板の製造方法。
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