导电膜及使用该导电膜的换能器、挠性电路板制造技术

本发明专利技术提供一种柔软且能够伸缩、即使在伸长时电阻也难以增加的导电膜。导电膜包括弹性体和金属填料，满足作为导电性的指标的条件(A)[基准个数的平均值为0.8(个/μm)以上，或者，金属填料含有厚度为1μm以下且长宽比为26以上的片状填料，基准个数的平均值为0.4(个/μm)以上]；及作为柔软性的指标的条件(B)[弹性体的面积比例为60％以上的单位区域的个数为20个以上]。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合于能够伸缩的电极、布线等的导电膜及使用该导电膜的换能器、 挠性电路板。
技术介绍
例如，作为检测变形、载荷分布的部件，正在开发一种利用了弹性体的、柔软的传感器。另外，利用了弹性体的致动器由于柔性高、重量轻且易于小型化，因此正研究用于人工肌肉、医疗用器具、流体控制等各种领域。例如，在弹性体制的介电膜的厚度方向两个面上配置电极，能够构成致动器。在这种致动器中，介电膜根据施加电压的大小而进行伸缩。 因而，要求电极能够根据介电膜的变形以不妨碍介电膜的伸长、收缩的方式进行伸缩。此夕卜，在伸长时，电阻的变化较小也是必要的。基于这种观点，例如根据专利文献1，利用在炭黑等导电剂中混合了油或弹性体而得到的糊剂形成了电极。另外，作为能够成形为薄膜状的导电性材料，在专利文献2中公开有一种使片状的银粒子与球状的银粒子分散于合成树脂及有机溶剂中而得到的糊剂。在专利文献3中公开有一种混合了铜粒子、热塑性丙烯酸树脂、钛酸酯类偶联剂及有机溶剂而得到的糊剂。在专利文献4中公开有一种混合了从合成橡胶、硅树脂及热塑性聚酯树脂中选择的一种以上的粘合剂与平均粒径不同的两种鳞片状银粉而得到的糊剂。专利文献1 日本特开2009-1M839号公报专利文献2 日本特开平11-66956号公报专利文献3 日本特开2006-335976号公报专利文献4 日本特开2005-166322号公报例如，当向弹性体中填充炭黑时，即使填充较多的炭黑，该弹性体的电阻率也为 0. IQcm IQcm左右，比较大。因此，当利用在炭黑中混合了弹性体等粘合剂而得到的糊剂来形成电极、布线时，存在有电阻增大这样的问题。当电极、布线的电阻较高时，因由内部电阻引起的发热，元件易于劣化。另外，当电极、布线的电阻较高时，由于在高频区域中产生了电抗成分，致动器的响应性有可能会降低。另外，当内部电阻相对于检测信号过高时，传感器的分辨率有可能降低。另一方面，利用市场上销售的银糊剂形成的电极缺乏柔性。银糊剂是在粘合剂树脂中填充银粉而成的。除了粘合剂自身的弹性模量较高以外，由于填充有较多的银粉，因此所形成的电极的弹性模量增高。因此，当较大地伸长时，产生了裂纹，电阻明显地增加。另夕卜，当利用银糊剂形成致动器的电极时，电极不能够追随介电膜的伸缩，有可能阻碍介电膜运动。另外，即使在专利文献2、3所述的糊剂中，粘合剂树脂的弹性模量也较高。因此， 该糊剂也不适合作为形成上述致动器等的柔软的电极、布线的材料。另外，采用专利文献4 所述的糊剂，要实现期望的导电性就需要填充比较多的银粉。因此，所形成的电极的弹性模量增高，电极难以追随介电膜的伸缩。此外，在伸长时易于产生裂纹，导致电阻增加。
技术实现思路
本专利技术就是鉴于这种实际情况而做成的，其目的在于提供一种柔软且能够伸缩、 即使在伸长时电阻也难以增加的导电膜。另外，本专利技术的目的在于通过使用这种导电膜而提供柔软的换能器及挠性电路板。(1)为了解决上述问题，本专利技术的导电膜的特征在于，该导电膜包括弹性体和填充在该弹性体中的金属填料，满足以下(A)及(B)的条件。(A)在利用扫描型电子显微镜拍摄的膜厚方向的截面照片上，描绘沿膜厚方向延伸的三条直线，在膜展开方向上，各相邻直线之间间隔3 μ m，针对各条该直线数出该截面照片中与该直线相交的最长部的长度为2μπι以上的该金属填料的个数，当通过对该个数除以该直线的长度来计算该直线每1 μ m中的基准个数时，三条该直线中的该基准个数的平均值为0.8(个/μπι)以上，或者，该金属填料含有厚度为Iym以下且长宽比为沈以上的片状填料，该基准个数的平均值为0.4(个/μ m)以上。(B)在利用扫描型电子显微镜拍摄的膜厚方向的截面照片上，设置由100个2μπι 见方的单位区域相连而形成的测量区域，当针对每一个该单位区域测量该弹性体所占的面积时，该弹性体的面积比例为60%以上的该单位区域的个数为20个以上。首先，说明条件(Α)。图1中示出了用于说明本专利技术中的条件㈧的导电膜的截面照片的示意图。图1是用于说明条件(A)的基准个数的计算过程的示意图。图1中包括金属填料的大小、形状、数量、配置及导电膜的厚度等均不限定本专利技术的导电膜。截面照片100是利用扫描型电子显微镜(SEM)拍摄导电膜的膜厚方向截面而得到的照片。许多金属填料102分散在弹性体101中。金属填料102在左右方向(导电膜的膜展开方向)上取向。相邻的金属填料102彼此相互接触。多个金属填料102相连，从而在弹性体101中形成有导电路径。当判断条件(A)的充分性时，首先，在截面照片100的中央部分描绘沿上下方向 (导电膜的膜厚方向)延伸的三条直线α、β、Υ。三条直线α、β、γ中相邻直线的左右方向的间隔均为3μπι。另外，三条直线α、β、Υ的长度为Lym。接着，关于三条直线α、 β>Υ中的每一条，数出与直线α、β、Υ相交并且截面照片100中的最长部的长度为2μπι 以上的金属填料102的个数。在此，将直线α中的该金属填料102的个数设为χ个，将直线β中的该金属填料102的个数设为y个，将直线γ中的该金属填料102的个数设为ζ 个。接着，通过对各个数除以直线的长度Lym，计算出各个直线每Iym中的基准个数。在此，各个直线中的基准个数为x/L (个/ μ m)、y/L (个/ μ m)、z/L (个/ μ m)。最后，计算出三个基准个数的平均值[(x+y+z)/(3L)]。然后，判断所得到的平均值是否为0.8(个/μπι) 以上或者是否为0. 4 (个/ μ m)以上且不满0. 8 (个/ μ m)。当基准个数的平均值为0. 4 (个 /μπι)以上且不满0.8(个/μπι)时，进一步判断是否含有厚度为Iym以下且长宽比为沈以上的片状(薄片状)填料。这样操作，判断条件(A)的充分性。作为片状填料的厚度，采用平均厚度。作为长宽比，采用对填料的最大长度除以平均厚度而得到的值(长宽比=最大长度/平均厚度)。后面说明平均厚度的测量方法。在本专利技术的(A)条件中，基准个数的平均值为0.8(个/μπι)以上，或者金属填料含有厚度为ι μ m以下且长宽比为沈以上的片状填料、基准个数的平均值为0. 4 (个/ μ m)以上这样的条件表示导电路径的数量较多。即，可以说导电膜的导电性优异。另外认为，基准个数的平均值越大，即使被伸长导电路径也难以被切断，即，即使被伸长电阻的变化也较小。这样，(A)的条件成为导电性的指标。接着，说明条件(B)。图2中示出了用于说明本专利技术中的⑶的条件的导电膜的截面照片的示意图。图3中示出了放大了一个单位区域的示意图。另外，为了便于说明，在图 2中，省略示出弹性体及金属填料。另外，图2、图3是用于说明条件(B)的单位区域及测量区域的示意图。图2、图3包括金属填料的大小、形状、数量、配置及导电膜的膜厚等均不限定本专利技术的导电膜。当判断条件⑶的充分性时，首先，如图2所示，在利用扫描型电子显微镜(SEM) 拍摄导电膜的膜厚方向截面而得到的截面照片100上设置20 μ m见方的正方形的测量区域 M0测量区域M被划分为10个X 10个(=100个)单位区域E。单位区域E是2 μ m见方的正方形。如图3所示，在单位区域E中观察弹性体101与金属填料102。接着，针对每一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.19 JP 2010-1150151.一种导电膜，其特征在于，该导电膜包括弹性体和填充在该弹性体中的金属填料，满足以下㈧及⑶的条件(A)在利用扫描型电子显微镜拍摄的膜厚方向的截面照片上，描绘沿膜厚方向延伸的三条直线，在膜展开方向上，各相邻直线之间间隔3 μ m，针对各条该直线数出该截面照片中与该直线相交的最长部的长度为2μπι以上的该金属填料的个数，当通过对该个数除以该直线的长度来计算该直线每Iym中的基准个数时，三条该直线中的该基准个数的平均值为0. 8 (个/ μ m)以上，或者，该金属填料含有厚度为1 μ m以下且长宽比为沈以上的片状填料，该基准个数的平均值为0. 4 (个/ μ m)以上；(B)在利用扫描型电子显微镜拍摄的膜厚方向的截面照片上，设置由100个2μπι见方的单位区域相连而形成的测量区域，当针对每一个该单位区域测量该弹性体所占的面积时，该弹性体的面积比例为60%以上的该单位区域的个数为20个以上。2.根据权利要求1所述的导电膜，其中，在将导电膜的体积设为100Vol%时，上述金属填料的填充量不满45Vol%。3.根据权利要求1或2所述的导电膜，其中，上述金属填料含有厚度为Iym以下的片状或针状的、在...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥涉，吉川均，小林淳，
申请(专利权)人：东海橡塑工业株式会社，
类型：发明
国别省市：