配線回路基板およびそれを備えた燃料電池
【課題】電極膜と導体層との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を有する配線回路基板およびそれを備えた燃料電池を提供する。
【解決手段】ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の一面には、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは被覆層６ａ〜６ｎにより被覆される。被覆層６ａ〜６ｎはカーボンナノチューブを含む。
【解決手段】ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の一面には、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは被覆層６ａ〜６ｎにより被覆される。被覆層６ａ〜６ｎはカーボンナノチューブを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線回路基板およびそれを備えた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等のモバイル機器には、小型でかつ高容量の電池が求められる。そこで、リチウム二次電池等の従来の電池に比べて、高エネルギー密度を得ることが可能な燃料電池の開発が進められている。燃料電池としては、例えば直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cells）がある。
【０００３】
直接メタノール型燃料電池では、メタノールが触媒によって分解され、水素イオンが生成される。その水素イオンと空気中の酸素とを反応させることにより電力を発生させる。この場合、化学エネルギーを極めて効率良く電気エネルギーに変換することができ、非常に高いエネルギー密度を得ることができる。
【０００４】
このような直接メタノール型燃料電池の内部では、燃料極、空気極および電解質極からなる電極膜が屈曲されたフレキシブル配線回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する）間に配置される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているＦＰＣ基板においては、ベース絶縁層上に所定のパターンを有する導体層が形成される。また、導体層は、カーボンブラックまたは黒鉛を含む導電性の被覆層により被覆される。これにより、メタノール等の付着による導体層の腐食が防止されつつ電極膜と導体層との導電性が確保されている。
【０００７】
近年の燃料電池の構造の多様化によりＦＰＣ基板が十分に高いフレキシブル性を有することが望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、電極膜と導体層との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を有する配線回路基板およびそれを備えた燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る配線回路基板は、燃料電池に用いられる配線回路基板であって、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、カーボンナノチューブを含み、導体層の表面を被覆する被覆層とを備えるものである。
【００１０】
この配線回路基板においては、絶縁層上に設けられた導体層の表面が被覆層により被覆されている。また、被覆層はカーボンナノチューブを含むことにより導電性を有する。これにより、この配線回路基板を燃料電池に用いる場合、配線回路基板は、導体層と燃料電池の電極膜との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００１１】
また、燃料として供給されるメタノール等の酸が配線回路基板に接触する状態であっても、導体層の集電作用を阻害することなく、導体層の腐食を防止することができる。
【００１２】
（２）被覆層は樹脂組成物をさらに含んでもよい。この場合、被覆層のフレキシブル性がより向上する。これにより、配線回路基板を屈曲させて使用する場合でも、被覆層に亀裂が発生することが十分に防止される。
【００１３】
（３）被覆層は、樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のカーボンナノチューブを含んでもよい。この場合、配線回路基板において、導体層と燃料電池の電極膜との導電性を十分に確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００１４】
（４）樹脂組成物はエポキシ樹脂を含んでもよい。この場合、被覆層のフレキシブル性が十分に向上する。これにより、配線回路基板を屈曲させて使用する場合でも、被覆層に亀裂が発生することがより十分に防止される。
【００１５】
（５）絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を一面に有し、導体層は、絶縁層の第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、絶縁層の第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、被覆層は、複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、絶縁層は、第１の領域と第２の領域との間の屈曲部で複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成されてもよい。
【００１６】
この場合、第１の領域および第２の領域が、絶縁層の一面上に互いに隣接するように形成される。複数の第１の導体部および複数の第２の導体部は、それぞれ第１の領域および第２の領域に形成される。接続導体部は、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する。複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部は、それぞれ複数の第１の導体部、複数の第２の導体部および接続導体部を被覆する。
【００１７】
さらに、絶縁層を屈曲部で屈曲することにより、複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向する。ここで、接続導体部は互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続する。
【００１８】
この場合、複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に燃料電池の複数の電極膜をそれぞれ配置することにより、複数の電極膜を容易に直列接続することができる。
【００１９】
（６）絶縁層の第１の領域および導体層の複数の第１の導体部を貫通するように第１の貫通孔が形成され、絶縁層の第２の領域および導体層の複数の第２の導体部を貫通するように第２の貫通孔が形成されてもよい。
【００２０】
この場合、第１および第２の貫通孔を通して燃料および空気を効率よく燃料電池の電極膜に供給することが可能になる。
【００２１】
（７）第２の発明に係る燃料電池は、配線回路基板と、複数の電池要素と、配線回路基板および複数の電池要素を収容する筺体とを備え、配線回路基板は、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、カーボンナノチューブを含み、導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を一面に有し、導体層は、絶縁層の第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、絶縁層の第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、被覆層は、複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、絶縁層は、第１の領域と第２の領域との間の屈曲部で複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成され、配線回路基板の絶縁層の第１の領域および第２の領域が一面を内側にして屈曲部に沿って屈曲された状態で、複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に複数の電池要素がそれぞれ配置されるものである。
【００２２】
この燃料電池の配線回路基板においては、第１の領域および第２の領域が、絶縁層の一面上に互いに隣接するように形成される。複数の第１の導体部および複数の第２の導体部は、それぞれ第１の領域および第２の領域に形成される。接続導体部は、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する。
【００２３】
また、複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部は、それぞれ複数の第１の導体部、複数の第２の導体部および接続導体部を被覆する。さらに、絶縁層を屈曲部で屈曲することにより、複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向する。接続導体部は互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続する。
【００２４】
ここで、複数の電池要素が複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間にそれぞれ配置される。それにより、複数の電池要素が直列に接続される。
【００２５】
複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部はカーボンナノチューブを含むことにより導電性を有する。これにより、複数の電池要素と複数の第１および第２の導体部との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。特に、絶縁層とともに屈曲される第３の被覆部の破損が防止される。
【００２６】
また、燃料として供給されるメタノール等の酸が配線回路基板に接触する状態であっても、複数の第１および第２の導体部の集電作用を阻害することなく、複数の第１および第２の導体部ならびに接続導体部の腐食を防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電極膜と導体層との導電性を確保しつつ配線回路基板のフレキシブル性を十分に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】（ａ）はＦＰＣ基板を用いた燃料電池の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の燃料電池内における作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態に係る配線回路基板および燃料電池について説明する。なお、本実施の形態では、配線回路基板の例として、屈曲性を有するフレキシブル配線回路基板について説明する。
【００３０】
（１）フレキシブル配線回路基板の構成
図１（ａ）は本実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。以下の説明においては、フレキシブル配線回路をＦＰＣ基板と略記する。
【００３１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＦＰＣ基板１は、例えばポリイミドからなるベース絶縁層２を備える。ベース絶縁層２は第１絶縁部２ａ、第２絶縁部２ｂ、第３絶縁部２ｃおよび第４絶縁部２ｄからなる。第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂは、それぞれ矩形形状を有し、互いに隣接するように一体的に形成される。以下、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線に平行な辺を側辺と称し、第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂの側辺に垂直な一対の辺を端辺と称する。
【００３２】
第３絶縁部２ｃは、第１絶縁部２ａの１つの角部における側辺の一部から延出する。第４絶縁部２ｄは、第１絶縁部２ａの上記角部の対角に位置する第２絶縁部２ｂの角部における側辺の一部から延出する。
【００３３】
第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線上にベース絶縁層２をほぼ二等分するように折曲部Ｂ１が設けられる。後述のように、ベース絶縁層２は、折曲部Ｂ１に沿って折曲可能である。折曲部Ｂ１は、例えば線状の浅い溝であってもよく、または、線状の印等でもよい。あるいは、折曲部Ｂ１でベース絶縁層２を折曲可能であれば、折曲部Ｂ１に特に何もなくてもよい。ベース絶縁層２を折曲部Ｂ１に沿って折曲する場合、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとが対向する。この場合、第３絶縁部２ｃと第４絶縁部２ｄとは対向しない。
【００３４】
第１絶縁部２ａには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ１が形成される。また、第２絶縁部２ｂには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ２が形成される。
【００３５】
ベース絶縁層２の一面には、矩形の集電部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ、接続導体部３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは例えば銅からなる。
【００３６】
集電部３ａ〜３ｊの各々は長方形状を有する。集電部３ａ〜３ｅは、第１絶縁部２ａの端辺に沿って平行に延びかつ第１絶縁部２ａの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ａ〜３ｅの各々は、第１絶縁部２ａの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ１を含む第１絶縁部２ａの領域に形成される。
【００３７】
同様に、集電部３ｆ〜３ｊは、第２絶縁部２ｂの端辺に沿って平行に延びかつ第２絶縁部２ｂの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ｆ〜３ｊの各々は、第２絶縁部２ｂの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ２を含む第２絶縁部２ｂの領域に形成される。
【００３８】
この場合、集電部３ａ〜３ｅと集電部３ｆ〜３ｊとは、屈曲部Ｂ１を中心として対称な位置に配置される。
【００３９】
接続導体部３ｋ〜３ｎは、屈曲部Ｂ１をまたぐように第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂにわたって形成される。接続導体部３ｋは集電部３ｂと集電部３ｆとを電気的に接続し、接続導体部３ｌは集電部３ｃと集電部３ｇとを電気的に接続し、接続導体部３ｍは集電部３ｄと集電部３ｈとを電気的に接続し、接続導体部３ｎは集電部３ｅと集電部３ｉとを電気的に接続する。
【００４０】
第１絶縁部２ａの開口Ｈ１上における集電部３ａ〜３ｅの部分には、開口Ｈ１よりも径大の開口Ｈ１１が形成される。また、第２絶縁部２ｂの開口Ｈ２上における集電部３ｆ〜３ｊの部分には、開口Ｈ２よりも径大の開口Ｈ１２が形成される。
【００４１】
引き出し導体部３ｏは、集電部３ａの外側の短辺から第３絶縁部２ｃ上に直線状に延びるように形成される。引き出し導体部３ｐは、集電部３ｊの外側の短辺から第４絶縁部２ｄ上に直線状に延びるように形成される。
【００４２】
集電部３ａおよび引き出し導体部３ｏの一部を覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ａが形成される。これにより、引き出し導体部３ｏの先端部は被覆層６ａに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｏの部分を、引き出し電極５ａと称する。また、集電部３ｂ〜３ｅをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが形成される。集電部３ａ〜３ｅの開口Ｈ１１内において、被覆層６ａ〜６ｅは第１絶縁部２ａの上面に接する。
【００４３】
集電部３ｊおよび引き出し導体部３ｐの一部を覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｊが形成される。これにより、引き出し導体部３ｐの先端部は被覆層６ｊに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｐの部分を、引き出し電極５ｂと称する。また、集電部３ｆ〜３ｉをそれぞれ覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉが形成される。集電部３ｆ〜３ｊの開口Ｈ１２内において、被覆層６ｆ〜６ｊは第２絶縁部２ｂの上面に接する。
【００４４】
接続導体部３ｋ〜３ｎをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上および第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｋ，６ｌ，６ｍ，６ｎが形成される。
【００４５】
被覆層６ａ〜６ｎは、ＣＮＴ（Carbon Nano Tube：カーボンナノチューブ）を含有した樹脂組成物からなる。被覆層６ａ〜６ｎの形成方法を以下に説明する。
【００４６】
（２）被覆層
被覆層６ａ〜６ｎのＣＮＴを含有する樹脂組成物は、超音波ホモジナイザーまたは３本ロール等の一般的な分散機を用いてＣＮＴの粉末を樹脂組成物に混合することにより形成される。
【００４７】
樹脂組成物はエポキシ樹脂を含有することが好ましい。また、エポキシ樹脂の添加量は、１０重量部以上１００重量部未満であることが好ましく、１５重量部以上９５重量部未満であることがより好ましい。この場合、樹脂組成物を確実に硬化させることができる。
【００４８】
ＣＮＴの粉末は、触媒気相合成法またはアークプラズマ法等の一般的な方法により形成される。ＣＮＴの平均繊維径は、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、ＣＮＴの平均繊維長は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均繊維径および平均繊維長は次のようにして測定される。
【００４９】
平均繊維径の測定として、走査型電子顕微鏡を用いてＣＮＴの１００〜３００００倍像の写真を撮影する。次に、その写真の画像を画像解析装置（例えば株式会社ニレコ製ＬＵＺＥＸ−ＡＰ）に取り込む。画像解析装置により画像に基づいてＣＮＴ３００個分の繊維径を計測し、それらの繊維径の平均値を平均繊維径として算出する。
【００５０】
平均繊維長の測定として、走査型電子顕微鏡を用いてＣＮＴの１００〜３０００倍像の写真を連続的にパノラマ状に撮影する。次に、その写真の画像を画像解析装置に取り込む。画像解析装置により画像に基づいてＣＮＴ３００個分の繊維長を計測し、それらの繊維長の平均値を平均繊維長として算出する。
【００５１】
被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗値は、１００００Ω／□以下であり、５０００Ω／□以下であることが好ましく、１０００Ω／□以下であることがより好ましく、５００Ω／□以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
（３）ＦＰＣ基板の製造方法
次に、図１に示したＦＰＣ基板１の製造方法を説明する。図２および図３は、ＦＰＣ基板１の製造方法を説明するための工程断面図である。なお、図２および図３は、図１のＦＰＣ基板１のＡ−Ａ線から見た工程断面図である。
【００５３】
まず、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミドからなる絶縁膜２０と例えば銅からなる導体膜３０とからなる２層ＣＣＬ（Copper Clad Laminate：銅張積層板）を用意する。絶縁膜２０の厚みは例えば１２．５μｍであり、導体膜３０の厚みは例えば１２μｍである。
【００５４】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体膜３０上に所定のパターンを有するエッチングレジスト２２が形成される。エッチングレジスト２２は、例えば、ドライフィルムレジスト等により導体膜３０上にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより形成される。
【００５５】
次に、図２（ｃ）に示すように、エッチングにより、エッチングレジスト２２の下の領域を除く導体膜３０の領域が除去される。次に、図２（ｄ）に示すように、エッチングレジスト２２を剥離液により除去する。これにより、絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ（図１参照）が形成される。なお、図２（ｄ）には、集電部３ｃ，３ｈ、接続導体部３ｌおよび引き出し導体部３ｏのみが表される。
【００５６】
スパッタ、蒸着またはめっき等の一般的な方法により絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを形成してもよい。
【００５７】
続いて、図３（ｅ）に示すように、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを覆うように絶縁膜２０上にＣＮＴを含有する樹脂組成物の塗布またはラミネートにより被覆膜６０が形成される。被覆膜６０の厚さは例えば２０μｍである。
【００５８】
次に、図３（ｆ）に示すように、被覆膜６０を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより、被覆層６ａ〜６ｎ（図１（ａ）参照）が形成される。ここで、引き出し電極５ａ，５ｂ（図１（ａ）参照）が被覆層６ａ，６ｊから露出する。
【００５９】
そして、図３（ｇ）に示すように、絶縁膜２０が所定の形状に切断されることにより、ベース絶縁層２、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎ、引き出し導体部３ｏ，３ｐおよび被覆層６ａ〜６ｎを備えるＦＰＣ基板１が完成する。
【００６０】
なお、ベース絶縁層２の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。ベース絶縁層２の厚さが１μｍ未満であると、ＦＰＣ基板１の耐久性および取り扱い性が低下する。また、ベース絶縁層２の厚さが１００μｍを超えると、ＦＰＣ基板１のフレキシブル性が低下するとともに、ＦＰＣ基板１の小型化が困難になる。
【００６１】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの厚さは、３μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。被覆層６ａ〜６ｎの厚さは、５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００６２】
さらに、図２および図３では、サブトラクティブ法によるＦＰＣ基板１の製造方法を示したが、これに限定されず、セミアディティブ法等の他の製造方法を用いてもよい。さらに、図２および図３では、露光法を用いて被覆層６ａ〜６ｎを形成する例を示したが、これに限定されず、印刷技術を用いて所定のパターンの被覆膜を形成し、その後、熱硬化処理を行うことに被覆層６ａ〜６ｎを形成してもよい。
【００６３】
（４）ＦＰＣ基板を用いた燃料電池
次に、上記のＦＰＣ基板１を用いた燃料電池について説明する。図４（ａ）は、ＦＰＣ基板１を用いた燃料電池１００の外観斜視図であり、図４（ｂ）は、燃料電池１００内における作用を説明するための図である。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）の燃料電池１００のＢ−Ｂ線から見た断面図である。
【００６４】
図４（ａ）に示すように、燃料電池１００は、半体３１ａ，３１ｂからなる直方体状の筐体３１を有する。なお、図４（ａ）では、半体３１ａを破線により示している。ＦＰＣ基板１は、被覆層６ａ〜６ｎが形成された一面を内側にして図１の折曲部Ｂ１に沿って折曲された状態で半体３１ａ，３１ｂにより狭持される。
【００６５】
ＦＰＣ基板１の引き出し電極５ａ，５ｂは、筐体３１の外側に露出される。引き出し電極５ａ，５ｂには、種々の外部回路の端子が電気的に接続される。
【００６６】
図４（ｂ）に示すように、筐体３１内において、複数（本実施の形態では５個）の電極膜３５が、折曲されたＦＰＣ基板１の被覆層６ａと被覆層６ｆとの間、被覆層６ｂと被覆層６ｇとの間、被覆層６ｃと被覆層６ｈとの間、被覆層６ｄと被覆層６ｉとの間、および被覆層６ｅと被覆層６ｊとの間にそれぞれ配置される。これにより、複数の電極膜３５が直列接続される。なお、図４（ｂ）には、被覆層６ｅおよび被覆層６ｊの間の電極膜３５のみが表される。
【００６７】
各電極膜３５は燃料極３５ａ、空気極３５ｂおよび電解質膜３５ｃからなる。燃料極３５ａは電解質膜３５ｃの一面に形成され、空気極３５ｂは電解質膜３５ｃの他面に形成される。複数の電極膜３５の燃料極３５ａはＦＰＣ基板１の被覆層６ｆ〜６ｊにそれぞれ対向し、複数の電極膜３５の空気極３５ｂはＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｅにそれぞれ対向する。
【００６８】
各電極膜３５の燃料極３５ａには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ２，Ｈ１２を通して燃料が供給される。なお、本実施の形態では、燃料としてメタノールを用いる。電極膜３５の空気極３５ｂには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ１，Ｈ１１を通して空気が供給される。
【００６９】
この場合、複数の燃料極３５ａにおいて、メタノールが水素イオンと二酸化炭素とに分解され、電子が生成される。生成された電子は、ＦＰＣ基板１の集電部３ｊ（図１参照）から引き出し電極５ｂに導かれる。メタノールから分解された水素イオンは、電解質膜３５ｃを透過して空気極３５ｂに達する。複数の空気極３５ｂにおいて、引き出し電極５ａから集電部３ａ（図１参照）に導かれた電子を消費しつつ水素イオンと酸素とが反応し、水が生成される。このようにして、引き出し電極５ａ，５ｂに接続された外部回路に電力が供給される。
【００７０】
（５）効果
上記実施の形態に係るＦＰＣ基板１においては、ベース絶縁層２上に設けられた集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの表面が被覆層６ａ〜６ｎにより被覆されている。また、被覆層６ａ〜６ｎはＣＮＴを含むことにより導電性を有する。これにより、ＦＰＣ基板１において、集電部３ａ〜３ｊと電極膜３５との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００７１】
被覆層６ａ〜６ｎは樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のＣＮＴを含むことが好ましく、３重量部以上６０重量部以下のＣＮＴを含むことがより好ましく、５重量部以上５０重量部以下のＣＮＴを含むことがさらに好ましい。これにより、ＦＰＣ基板１は、集電部３ａ〜３ｊと電極膜３５との導電性を十分に確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００７２】
本実施の形態では、被覆層６ａ〜６ｎの樹脂組成物がエポキシ樹脂を含むので、被覆層６ａ〜６ｎのフレキシブル性が十分に向上する。これにより、ＦＰＣ基板１を屈曲させて使用する場合でも、被覆層６ａ〜６ｎに亀裂が発生することがより十分に防止される。特に、ベース絶縁層２とともに屈曲される被覆層６ｋ〜６ｎの破損が防止される。
【００７３】
また、本実施の形態に係るＦＰＣ基板１においては、第１絶縁部２ａおよびの集電部３ａ〜３ｅを貫通するように開口Ｈ１，Ｈ１１が形成され、第２絶縁部２ｂおよび集電部３ｆ〜３ｊを貫通するように開口Ｈ２，Ｈ１２が形成される。これにより、開口Ｈ１，Ｈ１１および開口Ｈ２，Ｈ１２をそれぞれ通して空気およびメタノールを効率よく燃料電池１００の電極膜３５に供給することが可能になる。
【００７４】
さらに、複数の電極膜３５が被覆層６ａ〜６ｅと被覆層６ｆ〜６ｊとの間にそれぞれ配置されることより、複数の電極膜３５が直列に接続される。それにより、高い電圧を有する小型の燃料電池が実現される。
【００７５】
また、燃料として供給されるメタノールがＦＰＣ基板１に接触する状態であっても、集電部３ａ〜３ｅおよび集電部３ｆ〜３ｊの集電作用を阻害することなく、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの腐食を防止することができる。
【００７６】
（６）他の実施の形態
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の材料としてポリイミドが用いられたが、これに限定されない。例えば、ポリイミドに代えて、ポリイミドアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリオレフィン、またはエポキシ等の他の絶縁材料を用いてもよい。
【００７７】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの材料として銅が用いられたが、これに限定されない。例えば、銅に代えて金（Ａｕ）、銀、もしくはアルミニウム等の他の金属、または銅合金、金合金、銀合金もしくはアルミニウム合金等の合金を用いてもよい。
【００７８】
ＣＮＴを含有する樹脂組成物は、分散機を用いてＣＮＴの粉末を樹脂組成物に混合することにより生成されたが、これに限定されない。例えば、分散剤を用いて溶媒中に分散させたＣＮＴを樹脂組成物に混合することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成してもよい。
【００７９】
また、樹脂組成物はエポキシ樹脂を含有するが、これに限定されない。例えば、エポキシ樹脂に代えて、アクリル樹脂またはウレタン樹脂等の他の合成樹脂が含有されてもよい。
【００８０】
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１は５対の集電部（集電部３ａ，３ｆ、集電部３ｂ，３ｇ、集電部３ｃ，３ｈ、集電部３ｄ，３ｉおよび集電部３ｅ，３ｊ）を有するが、これに限定されない。ＦＰＣ基板１の集電部の数は２対以上であれば、４対以下であってもよいし、６対以上であってもよい。これにより、任意の数の電極膜３５を直列接続することができる。
【００８１】
また、ＦＰＣ基板１が１対の集電部を有してもよい。この場合、接続導体部３ｋ〜３ｎは設けられない。
【００８２】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００８３】
上記実施の形態においては、ベース絶縁層２が絶縁層の例であり、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが導体層の例であり、被覆層６ａ〜６ｎが被覆層の例であり、ＦＰＣ基板１が配線回路基板の例であり、第１絶縁部２ａが第１の領域の例であり、第２絶縁部２ｂが第２の領域の例であり、集電部３ａ〜３ｅが複数の第１の導体部の例であり、集電部３ｆ〜３ｊが複数の第２の導体部の例であり、接続導体部３ｋ〜３ｎが接続導体部の例であり、被覆層６ａ〜６ｅが複数の第１の被覆部の例であり、被覆層６ｆ〜６ｊが複数の第２の被覆部の例であり、被覆層６ｋ〜６ｎが第３の被覆部の例であり、屈曲部Ｂ１が屈曲部の例であり、開口Ｈ１および開口Ｈ１１が第１の貫通孔の例であり、開口Ｈ２および開口Ｈ１２が第２の貫通孔の例であり、電極膜３５が複数の電池要素の例であり、筺体３１が筺体の例であり、燃料電池１００が燃料電池の例である。
【００８４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【００８５】
（８）実施例
（８−１）実施例および比較例のＦＰＣ基板
以下の実施例１〜４および比較例１〜３では、異なる被覆層６ａ〜６ｎを有する図１のＦＰＣ基板１を作製した。
【００８６】
実施例１〜４および比較例１〜３のＦＰＣ基板１においては、塩化第二鉄を用いて２層ＣＣＬをエッチングすることにより、ベース絶縁層２上に所定のパターンを有する集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成されている。また、実施例１〜４および比較例１〜３において、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に形成される被覆層６ａ〜６ｎの厚さは２０μｍである。
【００８７】
実施例１においては、ＭＥＫ（Methyl Ethyl Ketone：メチルエチルケトン）に溶解させたエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ５重量部を混合し、３本ロールにより混練した。
【００８８】
次に、硬化剤である酸無水物（新日本理化株式会社製ＭＨ−７００）８重量部および触媒であるイミダゾール（四国化成工業株式会社製２Ｅ４ＭＺ）２重量部を混合することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成した。
【００８９】
その後、印刷機を用いてＣＮＴを含有する樹脂組成物を上記のＦＰＣ基板１の集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に印刷し、樹脂組成物を乾燥および硬化させることにより被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９０】
実施例２においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９１】
実施例３のＦＰＣ基板１においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ６０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９２】
実施例４においては、窒素雰囲気下でフェノキシエチルアクリレート２５０ｇ、メタクリル酸１００ｇ、メタクリル酸メチル１５０ｇ、触媒であるアゾビスイゾブチロニトリル８ｇ、および溶剤であるエチルジグリコールアセテレート３５０ｇを５時間１００℃で攪拌することによりアクリル樹脂を生成した。
【００９３】
次に、生成されたアクリル樹脂７０重量部、エチレン性不飽和基含有重合性化合物（新中村化学工業株式会社製ＢＰＥ５００）２０重量部、リン酸基含有エポキシ樹脂（東都化成株式会社製ＦＸ３０５）１７重量部および光開始剤（日本チバガイギー株式会社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）３重量部を混合することによりアクリル感光性樹脂を生成した。
【００９４】
その後、生成されたアクリル感光性樹脂１００重量部に対し、導電材料としてＣＮＴ５重量部を添加することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成した。
【００９５】
さらに、生成されたＣＮＴを含有するアクリル感光性樹脂組成物を上記のＦＰＣ基板１の集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に塗布、露光および現像することにより被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９６】
比較例１においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９７】
比較例２においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛４０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９８】
比較例３においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛４０重量部およびＣＢ（Carbon Black：カーボンブラック）４．５重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９９】
（８−２）被覆膜の表面抵抗値およびフレキシブル性について
実施例１〜４および比較例１〜３の各ＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｎについて、表面抵抗値の測定および折り曲げ試験を行った。
【０１００】
表面抵抗値の測定では、各ＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗をローレスター（三菱化学株式会社製）により測定した。
【０１０１】
また、折り曲げ試験では、被覆層６ａ〜６ｎが内側になるように、１ｋｇの荷重を加えてＦＰＣ基板１を屈曲部Ｂ１に沿って折り曲げた後に、ＦＰＣ基板１を平坦に戻した。次に、被覆層６ａ〜６ｎが外側になるように、１ｋｇの荷重を加えてＦＰＣ基板１を屈曲部Ｂ１に沿って折り曲げた後に、ＦＰＣ基板１を平坦に戻した。この折り曲げを３回繰り返した後、屈曲部Ｂ１の被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が発生したか否かを光学顕微鏡により観察した。
【０１０２】
被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗値の測定結果および折り曲げ試験の結果を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
表１に示すように、実施例１のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が１００００Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０５】
実施例２のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が２５０Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０６】
実施例３のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が４５Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０７】
実施例４のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が９３００Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０８】
比較例１のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が１０００００００Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０９】
比較例２のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が２５００００Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測された。
【０１１０】
比較例３のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が３１０Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測された。
【０１１１】
実施例１〜４の結果から、被覆層６ａ〜６ｎにＣＮＴを加えることにより、表面抵抗を十分に低減することができるとともに十分なフレキシブル性を得ることができることがわかった。特に、樹脂組成物１００重量部に対し、導電材料として４．５重量部以上５５重量部以下のＣＮＴを加えた場合に、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を１００００Ω／□以下に低減することができかつ被覆層６ｋ〜６ｎにおける亀裂の発生を確実に防止することができる。
【０１１２】
一方、比較例１の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、導電材料として１８重量部の黒鉛を加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することができる反面、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることが困難になることがわかる。
【０１１３】
また、比較例２の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、３６重量部の黒鉛を加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることが困難になるとともに被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することが困難になることがわかる。
【０１１４】
さらに、比較例３の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、３６重量部の黒鉛および４．５重量部のＣＢを加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることができる反面、被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することが困難になることがわかる。
【０１１５】
上記の結果から、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を用いて被覆層６ａ〜６ｎを形成することにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させつつ被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を得ることができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、燃料電池に用いる種々の配線回路基板に有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ ＦＰＣ基板
２ ベース絶縁層
２ａ 第１絶縁部
２ｂ 第２絶縁部
２ｃ 第３絶縁部
２ｄ 第４絶縁部
３ａ〜３ｊ 集電部
３ｋ〜３ｎ 接続導体部
３ｏ，３ｐ 引き出し導体部
５ａ，５ｂ 引き出し電極
６ａ〜６ｎ 被覆層
２０ 絶縁膜
２２ エッチングレジスト
３０ 導体膜
３１ 筺体
３１ａ，３１ｂ 半体
３５ 電極膜
３５ａ 燃料極
３５ｂ 空気極
３５ｃ 電解質膜
６０ 被覆膜
１００ 燃料電池
Ｂ１ 屈曲部
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ１１，Ｈ１２ 開口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線回路基板およびそれを備えた燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話等のモバイル機器には、小型でかつ高容量の電池が求められる。そこで、リチウム二次電池等の従来の電池に比べて、高エネルギー密度を得ることが可能な燃料電池の開発が進められている。燃料電池としては、例えば直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cells）がある。
【０００３】
直接メタノール型燃料電池では、メタノールが触媒によって分解され、水素イオンが生成される。その水素イオンと空気中の酸素とを反応させることにより電力を発生させる。この場合、化学エネルギーを極めて効率良く電気エネルギーに変換することができ、非常に高いエネルギー密度を得ることができる。
【０００４】
このような直接メタノール型燃料電池の内部では、燃料極、空気極および電解質極からなる電極膜が屈曲されたフレキシブル配線回路基板（以下、ＦＰＣ基板と略記する）間に配置される（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３００２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されているＦＰＣ基板においては、ベース絶縁層上に所定のパターンを有する導体層が形成される。また、導体層は、カーボンブラックまたは黒鉛を含む導電性の被覆層により被覆される。これにより、メタノール等の付着による導体層の腐食が防止されつつ電極膜と導体層との導電性が確保されている。
【０００７】
近年の燃料電池の構造の多様化によりＦＰＣ基板が十分に高いフレキシブル性を有することが望まれる。
【０００８】
本発明の目的は、電極膜と導体層との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を有する配線回路基板およびそれを備えた燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）第１の発明に係る配線回路基板は、燃料電池に用いられる配線回路基板であって、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、カーボンナノチューブを含み、導体層の表面を被覆する被覆層とを備えるものである。
【００１０】
この配線回路基板においては、絶縁層上に設けられた導体層の表面が被覆層により被覆されている。また、被覆層はカーボンナノチューブを含むことにより導電性を有する。これにより、この配線回路基板を燃料電池に用いる場合、配線回路基板は、導体層と燃料電池の電極膜との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００１１】
また、燃料として供給されるメタノール等の酸が配線回路基板に接触する状態であっても、導体層の集電作用を阻害することなく、導体層の腐食を防止することができる。
【００１２】
（２）被覆層は樹脂組成物をさらに含んでもよい。この場合、被覆層のフレキシブル性がより向上する。これにより、配線回路基板を屈曲させて使用する場合でも、被覆層に亀裂が発生することが十分に防止される。
【００１３】
（３）被覆層は、樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のカーボンナノチューブを含んでもよい。この場合、配線回路基板において、導体層と燃料電池の電極膜との導電性を十分に確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００１４】
（４）樹脂組成物はエポキシ樹脂を含んでもよい。この場合、被覆層のフレキシブル性が十分に向上する。これにより、配線回路基板を屈曲させて使用する場合でも、被覆層に亀裂が発生することがより十分に防止される。
【００１５】
（５）絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を一面に有し、導体層は、絶縁層の第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、絶縁層の第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、被覆層は、複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、絶縁層は、第１の領域と第２の領域との間の屈曲部で複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成されてもよい。
【００１６】
この場合、第１の領域および第２の領域が、絶縁層の一面上に互いに隣接するように形成される。複数の第１の導体部および複数の第２の導体部は、それぞれ第１の領域および第２の領域に形成される。接続導体部は、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する。複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部は、それぞれ複数の第１の導体部、複数の第２の導体部および接続導体部を被覆する。
【００１７】
さらに、絶縁層を屈曲部で屈曲することにより、複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向する。ここで、接続導体部は互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続する。
【００１８】
この場合、複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に燃料電池の複数の電極膜をそれぞれ配置することにより、複数の電極膜を容易に直列接続することができる。
【００１９】
（６）絶縁層の第１の領域および導体層の複数の第１の導体部を貫通するように第１の貫通孔が形成され、絶縁層の第２の領域および導体層の複数の第２の導体部を貫通するように第２の貫通孔が形成されてもよい。
【００２０】
この場合、第１および第２の貫通孔を通して燃料および空気を効率よく燃料電池の電極膜に供給することが可能になる。
【００２１】
（７）第２の発明に係る燃料電池は、配線回路基板と、複数の電池要素と、配線回路基板および複数の電池要素を収容する筺体とを備え、配線回路基板は、絶縁層と、絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、カーボンナノチューブを含み、導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を一面に有し、導体層は、絶縁層の第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、絶縁層の第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、被覆層は、複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、絶縁層は、第１の領域と第２の領域との間の屈曲部で複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成され、配線回路基板の絶縁層の第１の領域および第２の領域が一面を内側にして屈曲部に沿って屈曲された状態で、複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に複数の電池要素がそれぞれ配置されるものである。
【００２２】
この燃料電池の配線回路基板においては、第１の領域および第２の領域が、絶縁層の一面上に互いに隣接するように形成される。複数の第１の導体部および複数の第２の導体部は、それぞれ第１の領域および第２の領域に形成される。接続導体部は、複数の第１の導体部のいずれかと複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する。
【００２３】
また、複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部は、それぞれ複数の第１の導体部、複数の第２の導体部および接続導体部を被覆する。さらに、絶縁層を屈曲部で屈曲することにより、複数の第１の導体部と複数の第２の導体部とがそれぞれ対向する。接続導体部は互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続する。
【００２４】
ここで、複数の電池要素が複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間にそれぞれ配置される。それにより、複数の電池要素が直列に接続される。
【００２５】
複数の第１の被覆部、複数の第２の被覆部および第３の被覆部はカーボンナノチューブを含むことにより導電性を有する。これにより、複数の電池要素と複数の第１および第２の導体部との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。特に、絶縁層とともに屈曲される第３の被覆部の破損が防止される。
【００２６】
また、燃料として供給されるメタノール等の酸が配線回路基板に接触する状態であっても、複数の第１および第２の導体部の集電作用を阻害することなく、複数の第１および第２の導体部ならびに接続導体部の腐食を防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、電極膜と導体層との導電性を確保しつつ配線回路基板のフレキシブル性を十分に高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（ａ）は本実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図３】ＦＰＣ基板の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図４】（ａ）はＦＰＣ基板を用いた燃料電池の外観斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の燃料電池内における作用を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態に係る配線回路基板および燃料電池について説明する。なお、本実施の形態では、配線回路基板の例として、屈曲性を有するフレキシブル配線回路基板について説明する。
【００３０】
（１）フレキシブル配線回路基板の構成
図１（ａ）は本実施の形態に係るフレキシブル配線回路基板の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のフレキシブル配線回路基板のＡ−Ａ線断面図である。以下の説明においては、フレキシブル配線回路をＦＰＣ基板と略記する。
【００３１】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ＦＰＣ基板１は、例えばポリイミドからなるベース絶縁層２を備える。ベース絶縁層２は第１絶縁部２ａ、第２絶縁部２ｂ、第３絶縁部２ｃおよび第４絶縁部２ｄからなる。第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂは、それぞれ矩形形状を有し、互いに隣接するように一体的に形成される。以下、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線に平行な辺を側辺と称し、第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂの側辺に垂直な一対の辺を端辺と称する。
【００３２】
第３絶縁部２ｃは、第１絶縁部２ａの１つの角部における側辺の一部から延出する。第４絶縁部２ｄは、第１絶縁部２ａの上記角部の対角に位置する第２絶縁部２ｂの角部における側辺の一部から延出する。
【００３３】
第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとの境界線上にベース絶縁層２をほぼ二等分するように折曲部Ｂ１が設けられる。後述のように、ベース絶縁層２は、折曲部Ｂ１に沿って折曲可能である。折曲部Ｂ１は、例えば線状の浅い溝であってもよく、または、線状の印等でもよい。あるいは、折曲部Ｂ１でベース絶縁層２を折曲可能であれば、折曲部Ｂ１に特に何もなくてもよい。ベース絶縁層２を折曲部Ｂ１に沿って折曲する場合、第１絶縁部２ａと第２絶縁部２ｂとが対向する。この場合、第３絶縁部２ｃと第４絶縁部２ｄとは対向しない。
【００３４】
第１絶縁部２ａには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ１が形成される。また、第２絶縁部２ｂには、複数（本例では端辺方向に沿って４個かつ側辺方向に沿って５個の合計２０個）の開口Ｈ２が形成される。
【００３５】
ベース絶縁層２の一面には、矩形の集電部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈ，３ｉ，３ｊ、接続導体部３ｋ，３ｌ，３ｍ，３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成される。集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐは例えば銅からなる。
【００３６】
集電部３ａ〜３ｊの各々は長方形状を有する。集電部３ａ〜３ｅは、第１絶縁部２ａの端辺に沿って平行に延びかつ第１絶縁部２ａの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ａ〜３ｅの各々は、第１絶縁部２ａの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ１を含む第１絶縁部２ａの領域に形成される。
【００３７】
同様に、集電部３ｆ〜３ｊは、第２絶縁部２ｂの端辺に沿って平行に延びかつ第２絶縁部２ｂの側辺方向に沿って設けられる。ここで、集電部３ｆ〜３ｊの各々は、第２絶縁部２ｂの端辺に平行に並ぶ４個の開口Ｈ２を含む第２絶縁部２ｂの領域に形成される。
【００３８】
この場合、集電部３ａ〜３ｅと集電部３ｆ〜３ｊとは、屈曲部Ｂ１を中心として対称な位置に配置される。
【００３９】
接続導体部３ｋ〜３ｎは、屈曲部Ｂ１をまたぐように第１絶縁部２ａおよび第２絶縁部２ｂにわたって形成される。接続導体部３ｋは集電部３ｂと集電部３ｆとを電気的に接続し、接続導体部３ｌは集電部３ｃと集電部３ｇとを電気的に接続し、接続導体部３ｍは集電部３ｄと集電部３ｈとを電気的に接続し、接続導体部３ｎは集電部３ｅと集電部３ｉとを電気的に接続する。
【００４０】
第１絶縁部２ａの開口Ｈ１上における集電部３ａ〜３ｅの部分には、開口Ｈ１よりも径大の開口Ｈ１１が形成される。また、第２絶縁部２ｂの開口Ｈ２上における集電部３ｆ〜３ｊの部分には、開口Ｈ２よりも径大の開口Ｈ１２が形成される。
【００４１】
引き出し導体部３ｏは、集電部３ａの外側の短辺から第３絶縁部２ｃ上に直線状に延びるように形成される。引き出し導体部３ｐは、集電部３ｊの外側の短辺から第４絶縁部２ｄ上に直線状に延びるように形成される。
【００４２】
集電部３ａおよび引き出し導体部３ｏの一部を覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ａが形成される。これにより、引き出し導体部３ｏの先端部は被覆層６ａに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｏの部分を、引き出し電極５ａと称する。また、集電部３ｂ〜３ｅをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上に被覆層６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅが形成される。集電部３ａ〜３ｅの開口Ｈ１１内において、被覆層６ａ〜６ｅは第１絶縁部２ａの上面に接する。
【００４３】
集電部３ｊおよび引き出し導体部３ｐの一部を覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｊが形成される。これにより、引き出し導体部３ｐの先端部は被覆層６ｊに覆われずに露出する。この露出した引き出し導体部３ｐの部分を、引き出し電極５ｂと称する。また、集電部３ｆ〜３ｉをそれぞれ覆うように、第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｆ，６ｇ，６ｈ，６ｉが形成される。集電部３ｆ〜３ｊの開口Ｈ１２内において、被覆層６ｆ〜６ｊは第２絶縁部２ｂの上面に接する。
【００４４】
接続導体部３ｋ〜３ｎをそれぞれ覆うように、第１絶縁部２ａ上および第２絶縁部２ｂ上に被覆層６ｋ，６ｌ，６ｍ，６ｎが形成される。
【００４５】
被覆層６ａ〜６ｎは、ＣＮＴ（Carbon Nano Tube：カーボンナノチューブ）を含有した樹脂組成物からなる。被覆層６ａ〜６ｎの形成方法を以下に説明する。
【００４６】
（２）被覆層
被覆層６ａ〜６ｎのＣＮＴを含有する樹脂組成物は、超音波ホモジナイザーまたは３本ロール等の一般的な分散機を用いてＣＮＴの粉末を樹脂組成物に混合することにより形成される。
【００４７】
樹脂組成物はエポキシ樹脂を含有することが好ましい。また、エポキシ樹脂の添加量は、１０重量部以上１００重量部未満であることが好ましく、１５重量部以上９５重量部未満であることがより好ましい。この場合、樹脂組成物を確実に硬化させることができる。
【００４８】
ＣＮＴの粉末は、触媒気相合成法またはアークプラズマ法等の一般的な方法により形成される。ＣＮＴの平均繊維径は、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることがより好ましい。また、ＣＮＴの平均繊維長は、０．１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上８０μｍ以下であることがより好ましい。なお、平均繊維径および平均繊維長は次のようにして測定される。
【００４９】
平均繊維径の測定として、走査型電子顕微鏡を用いてＣＮＴの１００〜３００００倍像の写真を撮影する。次に、その写真の画像を画像解析装置（例えば株式会社ニレコ製ＬＵＺＥＸ−ＡＰ）に取り込む。画像解析装置により画像に基づいてＣＮＴ３００個分の繊維径を計測し、それらの繊維径の平均値を平均繊維径として算出する。
【００５０】
平均繊維長の測定として、走査型電子顕微鏡を用いてＣＮＴの１００〜３０００倍像の写真を連続的にパノラマ状に撮影する。次に、その写真の画像を画像解析装置に取り込む。画像解析装置により画像に基づいてＣＮＴ３００個分の繊維長を計測し、それらの繊維長の平均値を平均繊維長として算出する。
【００５１】
被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗値は、１００００Ω／□以下であり、５０００Ω／□以下であることが好ましく、１０００Ω／□以下であることがより好ましく、５００Ω／□以下であることがさらに好ましい。
【００５２】
（３）ＦＰＣ基板の製造方法
次に、図１に示したＦＰＣ基板１の製造方法を説明する。図２および図３は、ＦＰＣ基板１の製造方法を説明するための工程断面図である。なお、図２および図３は、図１のＦＰＣ基板１のＡ−Ａ線から見た工程断面図である。
【００５３】
まず、図２（ａ）に示すように、例えばポリイミドからなる絶縁膜２０と例えば銅からなる導体膜３０とからなる２層ＣＣＬ（Copper Clad Laminate：銅張積層板）を用意する。絶縁膜２０の厚みは例えば１２．５μｍであり、導体膜３０の厚みは例えば１２μｍである。
【００５４】
次に、図２（ｂ）に示すように、導体膜３０上に所定のパターンを有するエッチングレジスト２２が形成される。エッチングレジスト２２は、例えば、ドライフィルムレジスト等により導体膜３０上にレジスト膜を形成し、そのレジスト膜を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより形成される。
【００５５】
次に、図２（ｃ）に示すように、エッチングにより、エッチングレジスト２２の下の領域を除く導体膜３０の領域が除去される。次に、図２（ｄ）に示すように、エッチングレジスト２２を剥離液により除去する。これにより、絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ（図１参照）が形成される。なお、図２（ｄ）には、集電部３ｃ，３ｈ、接続導体部３ｌおよび引き出し導体部３ｏのみが表される。
【００５６】
スパッタ、蒸着またはめっき等の一般的な方法により絶縁膜２０上に集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを形成してもよい。
【００５７】
続いて、図３（ｅ）に示すように、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐを覆うように絶縁膜２０上にＣＮＴを含有する樹脂組成物の塗布またはラミネートにより被覆膜６０が形成される。被覆膜６０の厚さは例えば２０μｍである。
【００５８】
次に、図３（ｆ）に示すように、被覆膜６０を所定のパターンで露光し、その後、現像することにより、被覆層６ａ〜６ｎ（図１（ａ）参照）が形成される。ここで、引き出し電極５ａ，５ｂ（図１（ａ）参照）が被覆層６ａ，６ｊから露出する。
【００５９】
そして、図３（ｇ）に示すように、絶縁膜２０が所定の形状に切断されることにより、ベース絶縁層２、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎ、引き出し導体部３ｏ，３ｐおよび被覆層６ａ〜６ｎを備えるＦＰＣ基板１が完成する。
【００６０】
なお、ベース絶縁層２の厚さは、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下であることがさらに好ましい。ベース絶縁層２の厚さが１μｍ未満であると、ＦＰＣ基板１の耐久性および取り扱い性が低下する。また、ベース絶縁層２の厚さが１００μｍを超えると、ＦＰＣ基板１のフレキシブル性が低下するとともに、ＦＰＣ基板１の小型化が困難になる。
【００６１】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの厚さは、３μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。被覆層６ａ〜６ｎの厚さは、５μｍ以上２５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい。
【００６２】
さらに、図２および図３では、サブトラクティブ法によるＦＰＣ基板１の製造方法を示したが、これに限定されず、セミアディティブ法等の他の製造方法を用いてもよい。さらに、図２および図３では、露光法を用いて被覆層６ａ〜６ｎを形成する例を示したが、これに限定されず、印刷技術を用いて所定のパターンの被覆膜を形成し、その後、熱硬化処理を行うことに被覆層６ａ〜６ｎを形成してもよい。
【００６３】
（４）ＦＰＣ基板を用いた燃料電池
次に、上記のＦＰＣ基板１を用いた燃料電池について説明する。図４（ａ）は、ＦＰＣ基板１を用いた燃料電池１００の外観斜視図であり、図４（ｂ）は、燃料電池１００内における作用を説明するための図である。なお、図４（ｂ）は、図４（ａ）の燃料電池１００のＢ−Ｂ線から見た断面図である。
【００６４】
図４（ａ）に示すように、燃料電池１００は、半体３１ａ，３１ｂからなる直方体状の筐体３１を有する。なお、図４（ａ）では、半体３１ａを破線により示している。ＦＰＣ基板１は、被覆層６ａ〜６ｎが形成された一面を内側にして図１の折曲部Ｂ１に沿って折曲された状態で半体３１ａ，３１ｂにより狭持される。
【００６５】
ＦＰＣ基板１の引き出し電極５ａ，５ｂは、筐体３１の外側に露出される。引き出し電極５ａ，５ｂには、種々の外部回路の端子が電気的に接続される。
【００６６】
図４（ｂ）に示すように、筐体３１内において、複数（本実施の形態では５個）の電極膜３５が、折曲されたＦＰＣ基板１の被覆層６ａと被覆層６ｆとの間、被覆層６ｂと被覆層６ｇとの間、被覆層６ｃと被覆層６ｈとの間、被覆層６ｄと被覆層６ｉとの間、および被覆層６ｅと被覆層６ｊとの間にそれぞれ配置される。これにより、複数の電極膜３５が直列接続される。なお、図４（ｂ）には、被覆層６ｅおよび被覆層６ｊの間の電極膜３５のみが表される。
【００６７】
各電極膜３５は燃料極３５ａ、空気極３５ｂおよび電解質膜３５ｃからなる。燃料極３５ａは電解質膜３５ｃの一面に形成され、空気極３５ｂは電解質膜３５ｃの他面に形成される。複数の電極膜３５の燃料極３５ａはＦＰＣ基板１の被覆層６ｆ〜６ｊにそれぞれ対向し、複数の電極膜３５の空気極３５ｂはＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｅにそれぞれ対向する。
【００６８】
各電極膜３５の燃料極３５ａには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ２，Ｈ１２を通して燃料が供給される。なお、本実施の形態では、燃料としてメタノールを用いる。電極膜３５の空気極３５ｂには、ＦＰＣ基板１の開口Ｈ１，Ｈ１１を通して空気が供給される。
【００６９】
この場合、複数の燃料極３５ａにおいて、メタノールが水素イオンと二酸化炭素とに分解され、電子が生成される。生成された電子は、ＦＰＣ基板１の集電部３ｊ（図１参照）から引き出し電極５ｂに導かれる。メタノールから分解された水素イオンは、電解質膜３５ｃを透過して空気極３５ｂに達する。複数の空気極３５ｂにおいて、引き出し電極５ａから集電部３ａ（図１参照）に導かれた電子を消費しつつ水素イオンと酸素とが反応し、水が生成される。このようにして、引き出し電極５ａ，５ｂに接続された外部回路に電力が供給される。
【００７０】
（５）効果
上記実施の形態に係るＦＰＣ基板１においては、ベース絶縁層２上に設けられた集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの表面が被覆層６ａ〜６ｎにより被覆されている。また、被覆層６ａ〜６ｎはＣＮＴを含むことにより導電性を有する。これにより、ＦＰＣ基板１において、集電部３ａ〜３ｊと電極膜３５との導電性を確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００７１】
被覆層６ａ〜６ｎは樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のＣＮＴを含むことが好ましく、３重量部以上６０重量部以下のＣＮＴを含むことがより好ましく、５重量部以上５０重量部以下のＣＮＴを含むことがさらに好ましい。これにより、ＦＰＣ基板１は、集電部３ａ〜３ｊと電極膜３５との導電性を十分に確保しつつ十分に高いフレキシブル性を得ることができる。
【００７２】
本実施の形態では、被覆層６ａ〜６ｎの樹脂組成物がエポキシ樹脂を含むので、被覆層６ａ〜６ｎのフレキシブル性が十分に向上する。これにより、ＦＰＣ基板１を屈曲させて使用する場合でも、被覆層６ａ〜６ｎに亀裂が発生することがより十分に防止される。特に、ベース絶縁層２とともに屈曲される被覆層６ｋ〜６ｎの破損が防止される。
【００７３】
また、本実施の形態に係るＦＰＣ基板１においては、第１絶縁部２ａおよびの集電部３ａ〜３ｅを貫通するように開口Ｈ１，Ｈ１１が形成され、第２絶縁部２ｂおよび集電部３ｆ〜３ｊを貫通するように開口Ｈ２，Ｈ１２が形成される。これにより、開口Ｈ１，Ｈ１１および開口Ｈ２，Ｈ１２をそれぞれ通して空気およびメタノールを効率よく燃料電池１００の電極膜３５に供給することが可能になる。
【００７４】
さらに、複数の電極膜３５が被覆層６ａ〜６ｅと被覆層６ｆ〜６ｊとの間にそれぞれ配置されることより、複数の電極膜３５が直列に接続される。それにより、高い電圧を有する小型の燃料電池が実現される。
【００７５】
また、燃料として供給されるメタノールがＦＰＣ基板１に接触する状態であっても、集電部３ａ〜３ｅおよび集電部３ｆ〜３ｊの集電作用を阻害することなく、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの腐食を防止することができる。
【００７６】
（６）他の実施の形態
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１のベース絶縁層２の材料としてポリイミドが用いられたが、これに限定されない。例えば、ポリイミドに代えて、ポリイミドアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリオレフィン、またはエポキシ等の他の絶縁材料を用いてもよい。
【００７７】
また、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐの材料として銅が用いられたが、これに限定されない。例えば、銅に代えて金（Ａｕ）、銀、もしくはアルミニウム等の他の金属、または銅合金、金合金、銀合金もしくはアルミニウム合金等の合金を用いてもよい。
【００７８】
ＣＮＴを含有する樹脂組成物は、分散機を用いてＣＮＴの粉末を樹脂組成物に混合することにより生成されたが、これに限定されない。例えば、分散剤を用いて溶媒中に分散させたＣＮＴを樹脂組成物に混合することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成してもよい。
【００７９】
また、樹脂組成物はエポキシ樹脂を含有するが、これに限定されない。例えば、エポキシ樹脂に代えて、アクリル樹脂またはウレタン樹脂等の他の合成樹脂が含有されてもよい。
【００８０】
上記実施の形態において、ＦＰＣ基板１は５対の集電部（集電部３ａ，３ｆ、集電部３ｂ，３ｇ、集電部３ｃ，３ｈ、集電部３ｄ，３ｉおよび集電部３ｅ，３ｊ）を有するが、これに限定されない。ＦＰＣ基板１の集電部の数は２対以上であれば、４対以下であってもよいし、６対以上であってもよい。これにより、任意の数の電極膜３５を直列接続することができる。
【００８１】
また、ＦＰＣ基板１が１対の集電部を有してもよい。この場合、接続導体部３ｋ〜３ｎは設けられない。
【００８２】
（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
【００８３】
上記実施の形態においては、ベース絶縁層２が絶縁層の例であり、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが導体層の例であり、被覆層６ａ〜６ｎが被覆層の例であり、ＦＰＣ基板１が配線回路基板の例であり、第１絶縁部２ａが第１の領域の例であり、第２絶縁部２ｂが第２の領域の例であり、集電部３ａ〜３ｅが複数の第１の導体部の例であり、集電部３ｆ〜３ｊが複数の第２の導体部の例であり、接続導体部３ｋ〜３ｎが接続導体部の例であり、被覆層６ａ〜６ｅが複数の第１の被覆部の例であり、被覆層６ｆ〜６ｊが複数の第２の被覆部の例であり、被覆層６ｋ〜６ｎが第３の被覆部の例であり、屈曲部Ｂ１が屈曲部の例であり、開口Ｈ１および開口Ｈ１１が第１の貫通孔の例であり、開口Ｈ２および開口Ｈ１２が第２の貫通孔の例であり、電極膜３５が複数の電池要素の例であり、筺体３１が筺体の例であり、燃料電池１００が燃料電池の例である。
【００８４】
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
【００８５】
（８）実施例
（８−１）実施例および比較例のＦＰＣ基板
以下の実施例１〜４および比較例１〜３では、異なる被覆層６ａ〜６ｎを有する図１のＦＰＣ基板１を作製した。
【００８６】
実施例１〜４および比較例１〜３のＦＰＣ基板１においては、塩化第二鉄を用いて２層ＣＣＬをエッチングすることにより、ベース絶縁層２上に所定のパターンを有する集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐが形成されている。また、実施例１〜４および比較例１〜３において、集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に形成される被覆層６ａ〜６ｎの厚さは２０μｍである。
【００８７】
実施例１においては、ＭＥＫ（Methyl Ethyl Ketone：メチルエチルケトン）に溶解させたエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン株式会社製ｊＥＲ−１００７）１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ５重量部を混合し、３本ロールにより混練した。
【００８８】
次に、硬化剤である酸無水物（新日本理化株式会社製ＭＨ−７００）８重量部および触媒であるイミダゾール（四国化成工業株式会社製２Ｅ４ＭＺ）２重量部を混合することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成した。
【００８９】
その後、印刷機を用いてＣＮＴを含有する樹脂組成物を上記のＦＰＣ基板１の集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に印刷し、樹脂組成物を乾燥および硬化させることにより被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９０】
実施例２においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９１】
実施例３のＦＰＣ基板１においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料としてＣＮＴ６０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９２】
実施例４においては、窒素雰囲気下でフェノキシエチルアクリレート２５０ｇ、メタクリル酸１００ｇ、メタクリル酸メチル１５０ｇ、触媒であるアゾビスイゾブチロニトリル８ｇ、および溶剤であるエチルジグリコールアセテレート３５０ｇを５時間１００℃で攪拌することによりアクリル樹脂を生成した。
【００９３】
次に、生成されたアクリル樹脂７０重量部、エチレン性不飽和基含有重合性化合物（新中村化学工業株式会社製ＢＰＥ５００）２０重量部、リン酸基含有エポキシ樹脂（東都化成株式会社製ＦＸ３０５）１７重量部および光開始剤（日本チバガイギー株式会社製Ｉｒｇａｃｕｒｅ９０７）３重量部を混合することによりアクリル感光性樹脂を生成した。
【００９４】
その後、生成されたアクリル感光性樹脂１００重量部に対し、導電材料としてＣＮＴ５重量部を添加することにより、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を生成した。
【００９５】
さらに、生成されたＣＮＴを含有するアクリル感光性樹脂組成物を上記のＦＰＣ基板１の集電部３ａ〜３ｊ、接続導体部３ｋ〜３ｎおよび引き出し導体部３ｏ，３ｐ上に塗布、露光および現像することにより被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９６】
比較例１においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛２０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９７】
比較例２においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛４０重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９８】
比較例３においては、エポキシ樹脂１００重量部中に導電材料として黒鉛４０重量部およびＣＢ（Carbon Black：カーボンブラック）４．５重量部を添加した点を除いて、実施例１の被覆層６ａ〜６ｎと同様の被覆層６ａ〜６ｎを形成した。
【００９９】
（８−２）被覆膜の表面抵抗値およびフレキシブル性について
実施例１〜４および比較例１〜３の各ＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｎについて、表面抵抗値の測定および折り曲げ試験を行った。
【０１００】
表面抵抗値の測定では、各ＦＰＣ基板１の被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗をローレスター（三菱化学株式会社製）により測定した。
【０１０１】
また、折り曲げ試験では、被覆層６ａ〜６ｎが内側になるように、１ｋｇの荷重を加えてＦＰＣ基板１を屈曲部Ｂ１に沿って折り曲げた後に、ＦＰＣ基板１を平坦に戻した。次に、被覆層６ａ〜６ｎが外側になるように、１ｋｇの荷重を加えてＦＰＣ基板１を屈曲部Ｂ１に沿って折り曲げた後に、ＦＰＣ基板１を平坦に戻した。この折り曲げを３回繰り返した後、屈曲部Ｂ１の被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が発生したか否かを光学顕微鏡により観察した。
【０１０２】
被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗値の測定結果および折り曲げ試験の結果を表１に示す。
【０１０３】
【表１】
【０１０４】
表１に示すように、実施例１のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が１００００Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０５】
実施例２のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が２５０Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０６】
実施例３のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が４５Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０７】
実施例４のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が９３００Ω／□であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０８】
比較例１のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が１０００００００Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測されなかった。
【０１０９】
比較例２のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が２５００００Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測された。
【０１１０】
比較例３のＦＰＣ基板１においては、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗が３１０Ω／□以上であった。また、折り曲げ試験の結果、被覆層６ｋ〜６ｎに亀裂が観測された。
【０１１１】
実施例１〜４の結果から、被覆層６ａ〜６ｎにＣＮＴを加えることにより、表面抵抗を十分に低減することができるとともに十分なフレキシブル性を得ることができることがわかった。特に、樹脂組成物１００重量部に対し、導電材料として４．５重量部以上５５重量部以下のＣＮＴを加えた場合に、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を１００００Ω／□以下に低減することができかつ被覆層６ｋ〜６ｎにおける亀裂の発生を確実に防止することができる。
【０１１２】
一方、比較例１の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、導電材料として１８重量部の黒鉛を加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することができる反面、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることが困難になることがわかる。
【０１１３】
また、比較例２の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、３６重量部の黒鉛を加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることが困難になるとともに被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することが困難になることがわかる。
【０１１４】
さらに、比較例３の結果から、樹脂組成物１００重量部に対し、３６重量部の黒鉛および４．５重量部のＣＢを加えることにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させることができる反面、被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を確保することが困難になることがわかる。
【０１１５】
上記の結果から、ＣＮＴを含有する樹脂組成物を用いて被覆層６ａ〜６ｎを形成することにより、被覆層６ａ〜６ｎの表面抵抗を低減させつつ被覆層６ａ〜６ｎの十分なフレキシブル性を得ることができることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明は、燃料電池に用いる種々の配線回路基板に有効に利用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１ ＦＰＣ基板
２ ベース絶縁層
２ａ 第１絶縁部
２ｂ 第２絶縁部
２ｃ 第３絶縁部
２ｄ 第４絶縁部
３ａ〜３ｊ 集電部
３ｋ〜３ｎ 接続導体部
３ｏ，３ｐ 引き出し導体部
５ａ，５ｂ 引き出し電極
６ａ〜６ｎ 被覆層
２０ 絶縁膜
２２ エッチングレジスト
３０ 導体膜
３１ 筺体
３１ａ，３１ｂ 半体
３５ 電極膜
３５ａ 燃料極
３５ｂ 空気極
３５ｃ 電解質膜
６０ 被覆膜
１００ 燃料電池
Ｂ１ 屈曲部
Ｈ１，Ｈ２，Ｈ１１，Ｈ１２ 開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に用いられる配線回路基板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
カーボンナノチューブを含み、前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備えることを特徴とする配線回路基板。
【請求項２】
前記被覆層は樹脂組成物をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の配線回路基板。
【請求項３】
前記被覆層は、前記樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項２記載の配線回路基板。
【請求項４】
前記樹脂組成物はエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項２または３記載の配線回路基板。
【請求項５】
前記絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を前記一面に有し、
前記導体層は、
前記絶縁層の前記第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、
前記絶縁層の前記第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、
前記複数の第１の導体部のいずれかと前記複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、
前記被覆層は、
前記複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、
前記複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、
前記接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、
前記絶縁層は、前記第１の領域と前記第２の領域との間の屈曲部で前記複数の第１の導体部と前記複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、
前記接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線回路基板。
【請求項６】
前記絶縁層の前記第１の領域および前記導体層の前記複数の第１の導体部を貫通するように第１の貫通孔が形成され、
前記絶縁層の前記第２の領域および前記導体層の前記複数の第２の導体部を貫通するように第２の貫通孔が形成されることを特徴とする請求項５記載の配線回路基板。
【請求項７】
配線回路基板と、
複数の電池要素と、
前記配線回路基板および前記複数の電池要素を収容する筺体とを備え、
配線回路基板は、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
カーボンナノチューブを含み、前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、
前記絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を前記一面に有し、
前記導体層は、
前記絶縁層の前記第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、
前記絶縁層の前記第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、
前記複数の第１の導体部のいずれかと前記複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、
前記被覆層は、
前記複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、
前記複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、
前記接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、
前記絶縁層は、前記第１の領域と前記第２の領域との間の屈曲部で前記複数の第１の導体部と前記複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、
前記接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成され、
前記配線回路基板の前記絶縁層の前記第１の領域および前記第２の領域が前記一面を内側にして前記屈曲部に沿って屈曲された状態で、前記複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と前記複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に前記複数の電池要素がそれぞれ配置されることを特徴とする燃料電池。
【請求項１】
燃料電池に用いられる配線回路基板であって、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
カーボンナノチューブを含み、前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備えることを特徴とする配線回路基板。
【請求項２】
前記被覆層は樹脂組成物をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の配線回路基板。
【請求項３】
前記被覆層は、前記樹脂組成物１００重量部に対して３重量部以上８０重量部以下のカーボンナノチューブを含むことを特徴とする請求項２記載の配線回路基板。
【請求項４】
前記樹脂組成物はエポキシ樹脂を含むことを特徴とする請求項２または３記載の配線回路基板。
【請求項５】
前記絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を前記一面に有し、
前記導体層は、
前記絶縁層の前記第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、
前記絶縁層の前記第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、
前記複数の第１の導体部のいずれかと前記複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、
前記被覆層は、
前記複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、
前記複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、
前記接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、
前記絶縁層は、前記第１の領域と前記第２の領域との間の屈曲部で前記複数の第１の導体部と前記複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、
前記接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の配線回路基板。
【請求項６】
前記絶縁層の前記第１の領域および前記導体層の前記複数の第１の導体部を貫通するように第１の貫通孔が形成され、
前記絶縁層の前記第２の領域および前記導体層の前記複数の第２の導体部を貫通するように第２の貫通孔が形成されることを特徴とする請求項５記載の配線回路基板。
【請求項７】
配線回路基板と、
複数の電池要素と、
前記配線回路基板および前記複数の電池要素を収容する筺体とを備え、
配線回路基板は、
絶縁層と、
前記絶縁層上に設けられ、所定のパターンを有する導体層と、
カーボンナノチューブを含み、前記導体層の表面を被覆する被覆層とを備え、
前記絶縁層は、一面および他面を有するとともに、互いに隣接する第１の領域および第２の領域を前記一面に有し、
前記導体層は、
前記絶縁層の前記第１の領域内に形成される複数の第１の導体部と、
前記絶縁層の前記第２の領域内に形成される複数の第２の導体部と、
前記複数の第１の導体部のいずれかと前記複数の第２の導体部のいずれかとを電気的に接続する接続導体部とを有し、
前記被覆層は、
前記複数の第１の導体部をそれぞれ被覆する複数の第１の被覆部と、
前記複数の第２の導体部をそれぞれ被覆する複数の第２の被覆部と、
前記接続導体部を被覆する第３の被覆部とを有し、
前記絶縁層は、前記第１の領域と前記第２の領域との間の屈曲部で前記複数の第１の導体部と前記複数の第２の導体部とがそれぞれ対向するように屈曲可能であり、
前記接続導体部は、互いに対向しない第１および第２の導体部とを互いに接続するように形成され、
前記配線回路基板の前記絶縁層の前記第１の領域および前記第２の領域が前記一面を内側にして前記屈曲部に沿って屈曲された状態で、前記複数の第１の導体部を被覆する複数の第１の被覆部と前記複数の第２の導体部を被覆する複数の第２の被覆部との間に前記複数の電池要素がそれぞれ配置されることを特徴とする燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１１−１０８５２５（Ｐ２０１１−１０８５２５Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６３１１０（Ｐ２００９−２６３１１０）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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