き裂発生形態の制御による布上印刷電子回路の高耐久化設計指針の構築

通过控制裂纹产生形式，建立印刷在织物上的电子电路高耐用性的设计指南

• 批准号: 21K14220
• 负责人: 古志 知也
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14220/
• 关键词: 布上印刷回路; 機能性インク; き裂発生形態; 性能劣化挙動; 引張試験

布上印刷回路において、機能性インクと基材の機械的特性等に対するき裂発生形態の変化、そしてき裂発生形態と性能劣化挙動の対応関係を定量的に理解し、き裂発生形態を性能劣化がより遅い形態に制御可能にすることを目的とする。まずは昨年度に引き続き、インク単体を硬化させた短冊形状の試験片を製作し、引張試験によって機械的特性を計測した。2種類の市販の伸縮性銀インク（AとB）を用いたところ、ひずみ10%時のヤング率が47 MPaと7.8 MPa、最大応力が7.8 MPaと0.79 MPa、機械的破断ひずみが288%と20%、電気的破断ひずみが56%と20%となった。インクAに関しては機械的破断ひずみと電気的破断ひずみが異なる結果となった。次に、機械的特性が異なる2種類の基材（布基材およびポリウレタン（PU）ラミネート布基材）に上記インクを印刷して短冊形状の試験片を製作し、伸縮変形下における抵抗変化挙動の比較を行った。結果として、それぞれの抵抗変化挙動が異なったことに加え、電気的破断ひずみに関しては、布基材上インクAで3%、インクBで50%、PUラミネート布基材上インクAで17%、インクBで73%となった。したがって、両インクにおいてPUラミネート布基材の方が電気的破断ひずみは大きくなること、インク単体ではインクAの方が電気的破断ひずみは大きかった一方で、布基材上ではインクBの方が大きくなることが明らかとなった。本年度はさらに発展的な内容として、シート状空気圧ソフトアクチュエータとの融合による布上印刷回路の能動的な形状変化を可能にすべく、水の分解と合成を用いた電気化学式の超小型圧力源の試作と評価にも取り組んだ。結果として、大きさ33×33×8 mm3・重さ12 gの圧力源を試作し、10.2秒でゲージ圧0.12 MPaが発生することを確認した。

To understand quantitatively the relationship between crack growth morphology and performance degradation in the printed circuit, functional properties and mechanical properties of the substrate, and to control the possibility of crack growth morphology In the past year, the test pieces of short book shapes were produced and the mechanical characteristics were measured. 2 kinds of commercially available flexible silver (A and B), when used in the middle, the maximum strength is 47 MPa and 7.8 MPa, the maximum strength is 7.8 MPa and 0.79 MPa, the mechanical breaking strength is 288%, the electrical breaking strength is 56%, and 20%. A mechanical breakdown and an electrical breakdown result Second, the mechanical characteristics of two types of substrates (cloth substrate and polyurethane (PU)) are different. The test piece of printing short book shape is produced. The resistance to deformation is compared under expansion and contraction. The results show that the resistance to chemical changes is different from that of the electric field, and the breakdown of the electric field is different from that of the electric field. On the cloth substrate, the A is 3%, the B is 50%, and the PU is 17%, and the B is 73%. The breakdown of the electric field in the direction of the substrate is large, and the breakdown of the electric field in the direction of the substrate is large, and the breakdown of the electric field in the direction of the substrate is large. This year's development of the content of the air pressure solution, the shape of the printed circuit on the cloth, the possible shape of the printed circuit, the decomposition and synthesis of water, the electric chemical formula of the ultra-small pressure force source test group The results were as follows: 33×33×8 mm3·12 g of pressure source was tested and 0.12 MPa was generated in 10.2 seconds.