8/30 ストレッチャブル印刷配線・電極材料の 設計・開発技術と特性評価

群馬大学　大学院理工学府　知能機械創製部門　准教授　博士 (工学)　井上 雅博　氏
【講師情報】 

 　近年、ウェアラブル電子機器やスマートパッケージングへの応用を目指して、フレキシブル・ハイブリッド・エレクトロニクス（FHE）に関する研究開発が活発化している。FHEにおけるフレキシブル電子回路においては可撓性のみならず伸縮性を有するストレッチャブル電子回路の実現も望まれている。また、ストレッチャブル電子回路は樹脂加工技術と組み合わせることで、3次元化させることができる。この後加工による3次元電子回路形成により、筐体部に電子回路を直接形成させる構造エレクトロニクスへの応用が期待されている。このように様々な応用が期待されているストレッチャブル配線であるが、その材料技術や特性評価に関しては課題が残されている。
　本講演では、このようなストレッチャブル配線や電極を形成するための材料技術の学術的基礎について解説したい。

 １．ストレッチャブル配線・電極を作製するための材料
　1.1 金属
　1.2 導電性高分子（PEDOT:PSS）
　　1.2.1 エラストマーとの複合化
　　1.2.2 可塑剤として作用する界面活性剤の添加効果
　1.3 導電性コーティングを施した繊維
　1.4 導電フィラー分散型ペーストおよびシート

２．導電フィラー分散型ペーストの応用例
　2.1 ストレッチャブルセンサ
　2.2 プリンテッドE-テキスタイル
　2.3 In-Mold Electronics（IME）

３．ストレッチャブル導電ペーストの特性を理解するための基礎
　3.1 ゴム材料の機械的挙動とフィラーネットワークの関係
　3.2 変形に伴う電気伝導特性の変化 ～増加する場合と減少する場合～
　3.3 時間依存型特性変化
　3.4 電気抵抗率増加とアニール回復現象
　3.5 フィラーネットワークのモデル化の現状

４．ストレッチャブル印刷配線の特性評価
　4.1 配線部の機械的特性
　4.2 変形挙動解析
　4.3 基板の機械的特性が電気抵抗率変化に及ぼす影響
　4.4 変形速度依存性
　4.5 変形履歴による電気抵抗率変化の挙動の違い
　4.6 ストレッチャブル印刷配線の電気抵抗率変化のデータを読む際の注意点

５．ストレッチャブル印刷配線の立体加工中の電気抵抗率変化
　5.1 IMEデバイスの作製プロセス
　5.2 真空成形中のストレッチャブル印刷配線の電気抵抗率変化
　5.3 IME実装技術のFHEへの展開

６．電気伝導特性変化を抑制するための材料設計と配線構造設計

７．まとめ

□質疑応答□

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