３．実験方法４．実験結果される縦波波形のコントロールが困難であり，作製安定性に難があった．そこで本提案手法のようにコルゲート加工と組み合わせることで，あらかじめ金属箔にいわば「折り目」を付けた後，波形のピッチを縮めるためにプリストレッチ法を利用することができ，波形形状を安定させた状態で配線を作製することが出来る．また，従来研究でのプリストレッチ法では座屈を発生させて縦波構造を形成するため，金属薄膜は数■■から数十■■程度であることが多かったff■■ff■■．そのため，抵抗値が高くなり，配線として応用するのには限定的であった．一方，コルゲート加工では，厚み数十μmの銅箔でも作製可能であり，コルゲート加工ことができると考えれば，配線の伸長率𝑆𝑆は配線の波形における■周期分の曲線長さ𝐿𝐿とピッチ𝑝𝑝を用いて，以下のここで，■周期分の曲線長さ𝐿𝐿を求めることを考える．コる曲線モデルとして考える．ピッチ𝑝𝑝・高さℎ・角度𝜃𝜃が分かれば，円弧の半径𝑅𝑅と直線部の長さ𝑙𝑙はモデルの幾何関係と組み合わせることで抵抗値の低い配線を実現することが可能であると考えられる．波状配線は波形状が直線に戻るまでの距離だけ伸びる式ff■■により予測することが出来る．ルゲート加工後の波形状を図■のような円弧と直線から成より以下の式ff ■と式ff■■を用いて計算することができる．また■周期分の曲線長さ𝐿𝐿は𝑅𝑅,𝜃𝜃,𝑙𝑙を用いて以下の式ff■■よ式ff■■からff■■より，コルゲート加工後の波形状のピッチ𝑝𝑝・高さℎ・角度𝜃𝜃が分かれば，配線の伸長率𝑆𝑆を予測できる．配線長さが𝑎𝑎倍ff0<𝑎𝑎≤1■され，その後プリストレッチ法によって配線長さが𝑏𝑏倍ff0<𝑏𝑏≤1■された場合，初期長さと比較して最終的に配線長さは𝑎𝑎×𝑏𝑏倍となるため，コル線の伸長率𝑆𝑆′は𝑆𝑆′=1𝑎𝑎×𝑏𝑏うに書くことが出来る．さらにコルゲート加工とプリストレッチ法を組み合わせた場合を考える．コルゲート加工により銅箔が波状になりゲート加工とプリストレッチ法を組み合わせた場合の配となると考えられる．伸長率はコルゲート加工，あるいはプリストレッチ法をそれぞれ単独で用いた場合に比べて，積で影響すると考えられる．■■ff■■図■波状配線の伸縮性を予測するための幾何モデル．コルゲート加工において銅箔の厚みが伸縮性に与える影響を調査するため，銅箔の厚みが2, 5, 10, 20 40 µmのサンプルを作製した．コルゲート加工にはモジュール■■■■のギアを用い，歯車間のクリアランスは■■■μmとした．なお銅箔の長さは■■■■■■■■幅■■■■とし，コルゲート加工後に■■■■基板ff信越化学工業株式会社製■■■■■■■■■に埋め込んだ．なおプリストレッチ基板の伸長率は■■とした．作製したサンプルの伸長率は，ソースメーターffケースレー・インスツルメンツ製■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■によって抵抗値を測定しながら引張試験機ffアイコーエンジニアリング株式会社製■■■■■■■■■■によって破断するまでサンプルを伸長させることによって評価した．プリストレッチ基板の伸長率を■■■ ■■■■■■■■■■と変化させて，破断試験を行うことでプリストレッチ法と組み合わせることによる効果を調べた．伸長したプリストレッチ基板を元に戻す際には銅箔の曲げ剛性は小さい方がサンプル作製上扱いやすいため，サンプル作製に用いた銅箔の厚みは■μmとした．なおプリストレッチ基板の伸長率■■と■■■のサンプルについては，破断試験に加えて■■■伸びのサイクル試験も行った．提案手法によるストレッチャブル配線の実用性を示すため，ストレッチャブル配線で■■■を接続し，腕輪型のストレッチャブル回路を作製した．■■■ff■■ ■白色チップ■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■は■個並列に配置し，■■■端子とストレッチャブル配線の接続には銀ペースト（東洋紡株式会社製，■■■ ■■■）を使用した．プリストレッチ■■■■■■として作製したサンプルの，断面の光学写真を図■に示す．プリストレッチの有無に関わらず安定した縦波構造が作製出来ており，プリストレッチ法と組み合わせることで，波の高さは変わらず，波のピッチのみが小さくなっていることが分かる．製作したサンプルの破断試験を行い，伸長率を評価した．結果を図■にまとめる．なお図■には，波の形状(ピッチ・高さ・角度)から予測した伸び量をプロットしている．波のピッチ・銅箔の厚みが■■μmのとき伸長率が最大とな■■μmのときは銅箔の引張強度が小さくなり，予測した値った．これは，銅箔の厚みが薄いほどコルゲート加工後の波の高さが高くなり伸長率が改善するが，銅箔の厚みが ■■− 211 −𝑆𝑆=𝐿𝐿/𝑝𝑝■■ff■■𝑅𝑅=𝑝𝑝sin𝜃𝜃−2ℎcos𝜃𝜃4(1−cos𝜃𝜃)■■ff ■1−cos𝜃𝜃−𝑝𝑝2𝑙𝑙=ℎsin𝜃𝜃𝐿𝐿=4𝑅𝑅𝜃𝜃+2𝑙𝑙■■■■■ff■■
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