JP7222905B2 - 貼付型生体センサ - Google Patents

Description

本発明は、貼付型生体センサに関する。

従来、人の皮膚などに貼付することが可能な生体適合性ポリマー基板が知られている。

例えば、長手方向に延び、柔軟性を有するポリマー層と、その一方の面に固定されるデータ取得用モジュールとを備える生体適合性ポリマー基板が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１２－１０９７８号公報

上記特許文献１の生体適合性ポリマー基板では、データ取得用モジュールは、ポリマー層の長手方向と同じ方向に長く延びている。そのため、上記特許文献１の生体適合性ポリマー基板を、ポリマー層の長手方向に沿って人の皮膚に貼付するときに、柔軟性を有するポリマー層において、長手方向に沿って屈曲（あるいは湾曲）などの変形を生じる。その際、ポリマー層の変形に起因して、データ取得用モジュールに大きな応力がかかり、データ取得用モジュールが損傷するという不具合がある。

本発明は、基材を生体表面に貼付するときに、電子部品の損傷を抑制することのできる貼付型生体センサを提供する。

本発明（１）は、長手方向に延び、伸縮性を有し、生体表面に貼付するための基材と、前記基材の厚み方向一方面に配置され、長手方向に延びる電子部品とを備え、前記電子部品の長手方向が、前記基材の長手方向と交差する、貼付型生体センサを含む。

基材をその長手方向に沿って生体表面に貼着して、基材がその長手方向に沿って変形しても、この貼付型生体センサでは、電子部品の長手方向が、基材の長手方向と交差するので、電子部品にかかる応力を低減することができる。そのため、基材を生体表面に貼付するときに、電子部品の損傷を抑制することができる。

本発明（２）は、前記電子部品の長手方向が、前記基材の長手方向と直交する、（１）に記載の貼付型生体センサを含む。

基材をその長手方向に沿って生体表面に貼着して、基材がその長手方向に沿って変形しても、この貼付型生体センサでは、電子部品の長手方向が、基材の長手方向と直交するので、電子部品にかかる応力をより一層確実に低減することができる。そのため、基材を生体表面に貼付するときに、電子部品の損傷をより一層確実に抑制することができる。

本発明（３）は、前記基材の前記厚み方向他方面に配置され、前記基材の長手方向に沿って剥離される剥離シートをさらに備える、（１）または（２）に記載の貼付型生体センサを含む。

剥離シートを、基材の長手方向に沿って剥離するときにも、基材は、伸縮性を有することから、変形を生じ易い。

しかし、上記したように、この貼付型生体センサでは、電子部品の長手方向が基材の長手方向と交差するので、剥離シートを基材から剥離するときにも、電子部品にかかる応力を低減することができる。

本発明（４）は、前記電子部品は、前記基材の長手方向に沿って隣接配置される少なくとも２つの前記電子部品を含む、（１）～（３）のいずれか一項に記載の貼付型生体センサを含む。

隣接配置される少なくとも２つの電子部品は、上記した基材の長手方向に沿う変形によって、互いに接触して、損傷する場合がある。

しかし、この貼付型生体センサでは、電子部品の長手方向が、基材の長手方向と交差するので、上記した接触の発生を抑制して、電子部品の損傷を抑制することができる。

本発明（５）は、前記基材の長手方向における前記２つの前記電子部品間の間隔Ｉの、前記電子部品の最大厚みＴｍａｘに対する比（Ｉ／Ｔｍａｘ）が、２以上である、（４）に記載の貼付型生体センサを含む。

基材の長手方向における２つの電子部品間の間隔Ｉの、電子部品の最大厚みＴｍａｘに対する比Ｉ／Ｔｍａｘ）が、２以上であるので、２つの電子部品が互いに接触することを有効に抑制して、電子部品の損傷を有効に抑制することができる。

本発明（６）は、前記電子部品が、アナログフロントエンド、マイコン、メモリ、インターポーザおよびチップからなる群からなる選択される少なくとも１つである、（１）～（５）のいずれか一項に記載の貼付型生体センサを含む。

この貼付型生体センサでは、アナログフロントエンド、マイコン、メモリ、インターポーザおよびチップからなる群からなる選択される少なくとも１つは、硬く、あるいは、脆く、そのため、電子部品は、応力を受けると損傷を生じる場合がある。

しかし、この貼付型生体センサでは、上記したように、電子部品の長手方向が、基材の長手方向と交差するので、電子部品にかかる応力を低減することができる。

さらに、電子部品が、アナログフロントエンド、マイコン、メモリ、インターポーザおよびチップからなる群からなる選択される少なくとも１つであるので、その作動によって、貼付型生体センサのセンシング性能を向上させることができる。

この貼付型生体センサは、基材を生体表面に貼付するときに、電子部品の損傷を抑制することができる。

図１は、本発明の貼付型生体センサの一実施形態の平面図を示す。 図２は、図１に示す貼付型生体センサの長手方向に沿う断面図であり、具体的には、Ａ－Ａ線に沿う側断面図を示す。 図３Ａ～図３Ｄは、図１および図２に示す貼付型生体センサを皮膚を貼付する方法および電子部品に応力が付与される状態を説明する側面図であり、図３Ａが、貼付型生体センサを準備する工程、図３Ｂが、第１剥離シートの一部を基材から剥離して、基材の一部を露出させる工程、図３Ｃが、基材の一部を皮膚に感圧接着する工程を示し、図３Ｄが、電子部品に応力が付与される状態を示す。 図４は、図２に示す貼付型生体センサが皮膚に貼付されるときの側断面図を示す。 図５Ａ～図５Ｄは、図２に示す貼付型生体センサにおける基材の製造工程図であり、図５Ａが、基材層および配線層を準備する工程、図５Ｂが、感圧接着層および基材層を貼り合わせる工程、図５Ｃが、開口部を形成し、プローブ部材を準備する工程、図５Ｄが、プローブ部材を開口部に嵌め込む工程、および、接続部を形成する工程を示す。 図６は、プローブ含有シートを下から見た斜視図であり、第２剥離シートの一部を切り欠いた斜視図を示す。 図７は、プローブ部材の作製工程を説明する斜視図であり、上側図は、厚み方向他方側から見た斜視図下側図は、厚み方向一方側から見た斜視図を示す。 図８Ａ～図８Ｃは、プローブ部材の分解斜視図であり、図８Ａが、プローブ部材、図８Ｂが、接続部、図８Ｃが、基材の長手方向一端部の開口部を示す。 図９Ａ～図９Ｈは、貼付型生体センサの変形例を示す。 図１０は、電子部品の長手方向が、基材の長手方向に沿う比較例１の貼付型生体センサの平面図を示す。 図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０に示す比較例１の貼付型生体センサの長手方向に沿い、電子部品に応力が付与される状態を説明する側面図を示し、図１１Ａは、電子部品に応力が付与される状態を示し、図１１Ｂは、応力によって電子部品が損傷する状態を示す。 複数の電子部品のそれぞれの長手方向が、基材の長手方向に沿う比較例２の貼付型生体センサの平面図を示す。 図１３は、図１２に示す比較例２の貼付型生体センサの長手方向に沿い、隣接する電子部品が接触する状態を説明する側面図を示す。

本発明の貼付型生体センサの一実施形態を、図１～図４を参照して説明する。

なお、図３Ａ～図３Ｄにおいて、後述するが、電子部品３が備える各層など（例えば、感圧接着層５や基材層６など）は、電子部品３の側面視形状を明確に示すために、省略している。

図１および図２に示すように、貼付型生体センサ１は、長手方向に延びる略平板形状を有する。貼付型生体センサ１は、基材２と、基材２の厚み方向一方面に配置される電子部品３とを備える。

基材２は、回路部付き貼付用基材であって、例えば、回路部３６（後述）を有しながら、伸縮性（柔軟性）および感圧接着性も有する基材である。基材２は、長手方向に延びる平板形状であって、優れた伸縮性を有するシートである。具体的には、基材２は、長手方向に延びる帯状を有し、長手方向中央部４６が短手方向（長手方向および厚み方向に直交する方向）（幅方向）両外側に向かって膨らむ形状を有する。

また、基材２は、感圧接着層５と、基材層６と、配線層７と、プローブ８と、接続部９とを備える。

感圧接着層５は、基材２の厚み方向他方面（感圧接着面）を形成する。つまり、感圧接着層５は、基材２を生体表面（図４における皮膚５０など）に対して貼付するために、貼付型生体センサ１の厚み方向他方面に感圧接着性を付与する層である。感圧接着層５は、基材２の外形形状を形成している。感圧接着層５は、長手方向に延びる平板形状を有する。

感圧接着層５は、その長手方向両端部に、２つの第１開口部１１を有する。２つの第１開口部１１のそれぞれは、平面視略リング形状を有する。第１開口部１１は、感圧接着層５の厚み方向を貫通する。また、第１開口部１１の内側における厚み方向他方面は、厚み方向他方側に向かって開放され、プローブ８に対応する第１溝１０を有する。

感圧接着層５の材料としては、例えば、感圧接着性を有する材料であれば特に限定されない。また、感圧接着層５は、伸縮性を有する伸縮性材料でもある。

基材層６は、基材２の厚み方向一方面を形成する。基材層６は、感圧接着層５とともに基材２の外形形状（厚み方向に投影した形状）を形成している。基材層６の平面視形状は、感圧接着層５の平面視形状と同一である。基材層６は、感圧接着層５の厚み方向一方面全面に配置されている。基材層６は、感圧接着層５を支持する支持層である。基材層６は、長手方向に延びる平板形状を有する。

また、基材層６は、その厚み方向一方面において、配線層７（後述）に対応する第２溝１２を有する。第２溝１２は、平面視において、配線層７と同一のパターン形状を有する。第２溝１２は、厚み方向一方側に向かって開放される。

また、基材層６は、第１開口部１１に対応する第２開口部１３を有する。第２開口部１３は、第１開口部１１に厚み方向に連通する。第２開口部１３は、第１開口部１１と同一形状および同一寸法の平面視略リング形状を有する。

基材層６の材料は、例えば、伸縮性を有する絶縁体などが挙げられる。そのような材料としては、例えば、ポリウレタン系樹脂などの樹脂が挙げられる。

基材層６の破断伸度は、例えば、１００％以上、好ましくは、２００％以上、より好ましくは、３００％以上であり、また、例えば、２０００％以下である。破断伸度が上記下限以上であれば、基材層６の材料が優れた伸縮性を有する。

配線層７は、例えば、第２溝１２に埋め込まれている。詳しくは、配線層７は、その厚み方向一方面が基材層６から露出するように、基材層６の厚み方向一方側部に埋め込まれている。配線層７の厚み方向一方面は、基材層６の厚み方向一方面および電子部品３とともに、基材２の厚み方向一方面を形成する。

配線層７は、接続部９と、電子部品３（後述）とを接続する配線パターンを有する。配線層７は、電子部品３との電気的な接続に用いられる部品用端子（図示せず）を含む。

なお、配線層７の幅（線幅）は、基材層６の伸縮性を阻害しないような範囲に設定されており、例えば、２０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下であり、また、例えば、５０μｍ以上、好ましくは、２００μｍ以上である。

配線層７の材料としては、例えば、銅、ニッケル、金、それらの合金などの導体が挙げられる。配線層７の材料として、好ましくは、銅が挙げられる。

プローブ８は、図４に示すように、感圧接着層５が皮膚５０に貼付されるときに、皮膚５０に接触して、生体からの電気信号や温度、振動、汗、代謝物などをセンシングする電極（生体電極）である。プローブ８は、感圧接着層５の厚み方向他方面から露出するように、感圧接着層５に埋め込まれている。つまり、プローブ８は、第１開口部１１の内側において、感圧接着層５における第１溝１０に埋め込まれている。なお、プローブ８は、第１溝１０を形成する感圧接着層５の厚み方向他方面に配置されている。プローブ８は、感圧接着層５とともに、基材２の厚み方向他方面を形成する。プローブ８は、網形状、好ましくは、平面視略碁盤目形状（あるいは略メッシュ形状）を有する。なお、図８に示すように、プローブ８の側面のうち、最外側に位置する外側面は、平面視において、それらを通過する仮想円を形成する。プローブ８の材料としては、配線層７で例示した材料（具体的には、導体）が挙げられる。プローブ８の外形寸法は、外側面２２を通過する仮想円が、第１開口部１１を区画する内周面が平面視で重複するように、設定されている。

図１および図２に示すように、接続部９は、第２開口部１３および第１開口部１１に対応して設けられており、それらと同一形状を有する。接続部９は、基材層６および感圧接着層５を厚み方向に貫通（通過）しており、第２開口部１３および第１開口部１１に充填されている。接続部９は、図８Ｂに示すように、プローブ８の外側面２２に沿う、平面視無端形状を有する。具体的には、接続部９は、軸線が厚み方向に延びる（外側面２２を通過する仮想円に沿う）略円筒形状を有する。

接続部９の内側面は、プローブ８の外側面２２に接触している。接続部９は、第１開口部１１の外側の感圧接着層５と、第１開口部１１の内側の感圧接着層５とに感圧接着している。また、接続部９は、第２開口部１３の外側の基材層６と、第２開口部１３の内側の基材層６とに接触している。

接続部９の厚み方向一方面は、基材層６の厚み方向一方面と面一である。接続部９の厚み方向他方面は、感圧接着層５の厚み方向他方面と面一である。

図１に示すように、２つの接続部９のうち、長手方向一方側に位置する接続部９は、その厚み方向一端部において、長手方向一方側に位置する配線層７の長手方向一端部に連続する。長手方向他方側に位置する接続部９は、その厚み方向一端部において、長手方向他方側に位置する配線層７の長手方向他端縁に連続する。つまり、接続部９は、配線層７と電気的に接続される。

これにより、接続部９は、配線層７とプローブ８とを電気的に接続する。

接続部９の材料としては、例えば、金属、導電性樹脂（導電性高分子を含む）などが挙げられ、好ましくは、導電性樹脂などが挙げられる。

なお、接続部９および配線層７は、プローブ８を電子部品３に電気的に接続する回路部３６を構成する。つまり、回路部３６は、基材２の厚み方向一方面に配置される配線層７と、基材２を厚み方向に通過する接続部９とを備える。好ましくは、回路部３６は、配線層７および接続部９のみからなる。

電子部品３としては、例えば、プローブ８で取得した生体からの電気信号として処理して記憶するためのアナログフロントエンド、マイコン、メモリなどのロジックＩＣ、さらには、電気信号を電波に変換し、これを外部の受信機に無線送信するための通信ＩＣなどの送信機、さらには、インターポーザなどが挙げられる。

電子部品３としては、上記した例示から単独または複数が適宜組み合わせて選択される。

電子部品３は、基材２における長手方向中央部４６において短手方向一方部に配置されている。電子部品３は、基材２の長手方向において互いに間隔を隔てて複数（例えば、３つ）整列配置されている。具体的には、電子部品３は、第１部品３１、第２部品３２および第３部品３３を備え、これらは、基材２の長手方向他方側から一方側に向かって順に配置されている。例えば、第１部品３１が、アナログフロントエンドであり、第２部品３２が、メモリであり、第３部品３３が、通信ＩＣである。

複数の電子部品３のそれぞれは、電子部品３の長手方向ＬＤに延びる。電子部品３の長手方向ＬＤは、基材２の短手方向と交差しており、具体的には、基材２の短手方向と直交する。具体的には、複数の電子部品３のそれぞれは、基材２の短手方向に長く沿って延びる平面視略矩形状を有する。

また、複数の電子部品３は、長手方向に投影したときに、重複する。

なお、複数の電子部品３の長手方向ＬＤにおいて、基材２の短手方向一端縁に向かう側の一端縁３７（長手方向一端縁）は、基材２の長手方向に投影したときに、同一位置に配置されている。

電子部品３は、基材２の厚み方向一方面に配置されている。具体的には、電子部品３は、基材層６の厚み方向一方面に接触している。電子部品３は、断面視略矩平板形状を有する。電子部品３の厚み方向他方面には、端子（図示せず）が設けられる。電子部品３の端子（図示せず）は、配線層７の部品用端子（図示せず）と電気的に接続される。

電子部品３は、例えば、感圧接着層５および基材層６に比べて、硬い。そのため、電子部品３の材料としては、例えば、硬質材料が挙げられ、例えば、ケイ素系無機材料が挙げられる。

電子部品３の長手方向ＬＤの長さＬは、上記した幅Ｗを超過すれば特に限定されず、例えば、長手方向長さＬの幅Ｗに対する比（Ｌ／Ｗ）が１を超過、好ましくは、１．２以上、より好ましくは、１．５以上、また、例えば、１０以下となるように、設定される。電子部品３の長さＬは、電子部品３の、基材２の短手方向における長さを意味する。

電子部品３の厚みＴは、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、３０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。

また、隣接する電子部品３の最大厚みＴｍａｘは、例えば、２０μｍ以上、好ましくは、５０μｍ以上であり、また、例えば、３０００μｍ以下、好ましくは、１０００μｍ以下である。なお、最大厚みＴｍａｘは、厚みの異なる２つの電子部品３が隣接する場合において、厚い厚みを有する電子部品３の厚みを意味する。

隣接する電子部品３間の間隔Ｉは、例えば、４０μｍ以上、好ましくは、１００μｍ以上であり、また、例えば、６０００μｍ以下、好ましくは、２０００μｍ以下である。間隔Ｉは、隣接する電子部品３間における、基材２の短手方向における距離に相当する。

そして、隣接する２つの電子部品３間の間隔Ｉの、２つの電子部品３の最大厚みＴｍａｘに対する比（Ｉ／Ｔｍａｘ）は、例えば、２以上、好ましくは、２．５以上、より好ましくは、３以上であり、また、例えば、４以下である。

上記した比（Ｉ／Ｔｍａｘ）が上記した下限以上であれば、複数の電子部品３を省スペースで（高密度）で配置することができる。

一方、上記した比（Ｉ／Ｔｍａｘ）が上記した下限以上であれば、貼付型生体センサ１を皮膚５０にする際に、２つの電子部品３同士が接触することを有効に抑制して、電子部品３の損傷を有効に抑制することができる。

電子部品３の幅Ｗは、電子部品３の長手方向ＬＤに直交する方向の長さであり、電子部品３の、基材２の長手方向における長さに相当し、具体的には、５０００μｍ以下、好ましくは、４０００μｍ以下、より好ましくは、３０００μｍ以下であり、また、例えば、１０００μｍ以上である。幅Ｗが上記した上限以下であれば、基材２を皮膚５０に貼付するときに、電子部品３に応力がかかったときの損傷を有効に抑制することができる。

また、図２に示すように、貼付型生体センサ１は、剥離シートの一例としての第１剥離シート１９を備える。第１剥離シート１９は、貼付型生体センサ１における最下面を形成する。第１剥離シート１９は、基材２の厚み方向他方面に配置されている。第１剥離シート１９は、基材２の厚み方向他方面（感圧接着層５の感圧接着面）を被覆して、それを傷や埃などから保護する保護シートである。そして、第１剥離シート１９は、貼付型生体センサ１の使用時（図３Ｂ～図３Ｄ参照）には、基材２の長手方向に沿って基材２から剥離される剥離可能シートである。

第１剥離シート１９は、例えば、基材２の長手方向に延びる略平板形状を有する。第１剥離シート１９の材料としては、例えば、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートなど）、ポリオレフィン（ポリプロピレンなど）などの樹脂（高分子）、例えば、アルミニウム、ステンレスなどの金属が挙げられる。第１剥離シート１９の材料としては、伸縮性の観点から、好ましくは、樹脂が挙げられる。

次に、貼付型生体センサ１の製造方法を図５Ａ～図８を参照して説明する。

この方法では、まず、基材２を、図５Ａ～図５Ｄに従って、準備する。

基材２を準備するには、まず、図５Ａに示すように、基材層６および配線層７を準備する。例えば、特開２０１７－２２２３６号公報、特開２０１７－２２２３７号公報に記載される方法によって、配線層７が第２溝１２に埋め込まれるように、基材層６および配線層７を準備する。

次いで、図５Ｂに示すように、感圧接着層５を、基材層６の厚み方向他方面に配置する。感圧接着層５を配置するには、例えば、まず、感圧接着層５の材料を含有する塗布液を調製し、続いて、塗布液を、第１剥離シート１９の厚み方向一方面に塗布し、その後、加熱により乾燥させる。これによって、感圧接着層５を第１剥離シート１９の厚み方向一方面に配置する。

次いで、感圧接着層５および基材層６を、例えば、ラミネータなどにより、貼り合わせる。具体的には、感圧接着層５の厚み方向一方面と、基材層６の厚み方向他方面とを接触させる。

なお、この時点では、基材層６および感圧接着層５のそれぞれは、第２開口部１３および第１開口部１１（開口部２３）のそれぞれ（図５Ｃ参照）を有しない。

図５Ｃに示すように、次いで、開口部２３を、基材層６および感圧接着層５に形成する。

開口部２３は、基材層６および感圧接着層５を貫通する。開口部２３は、第２開口部１３を区画する外周面と、第１開口部１１を区画する外周面とによって区画される平面視略円形状の穴（貫通穴）である。開口部２３は、厚み方向一方側に向かって開口される。一方、開口部２３の下端は、第１剥離シート１９によって閉塞されている。

開口部２３を形成するには、感圧接着層５および基材層６を、例えば、パンチング、ハーフエッチングする。

次いで、プローブ部材１８を準備し、これを開口部２３内に嵌め込む。

プローブ部材１８を準備するには、まず、図６に示すように、プローブ含有シート２６を準備する。

プローブ含有シート２６は、第２剥離シート２９と、第２剥離シート２９の厚み方向一方側に形成されるプローブパターン２５と、第２剥離シート２９の厚み方向一方側に形成され、プローブパターン２５を埋め込む感圧接着層５と、感圧接着層５の厚み方向一方面に配置される基材層６とを備える。

第２剥離シート２９は、上記した第１剥離シート１９と同様の構成を有する。

プローブパターン２５は、プローブ８と同一のパターン形状を有し、プローブパターン２５の材料は、プローブ８の材料と同一である。プローブパターン２５は、プローブ８の外側面２２を通過する仮想円より大きい平面積を有する。

プローブ含有シート２６における感圧接着層５および基材層６のそれぞれは、上記した感圧接着層５および基材層６のそれぞれと同一構成を有する。

プローブ含有シート２６は、例えば、特開２０１７－２２２３６号公報、特開２０１７－２２２３７号公報に記載される方法によって準備される。

次いで、図７に示すように、切断線２７を、プローブパターン２５、感圧接着層５および基材層６に、平面視略円形状に形成する。切断線２７は、例えば、パンチングなどによって形成される。切断線２７は、プローブパターン２５、感圧接着層５および基材層６をその内外に分断するが、第２剥離シート２９には形成されない。また、切断線２７の寸法は、第１開口部１１および第２開口部１３の内径と同一である。つまり、切断線２７は、外側面２２を通過する仮想円と一致する。

切断線２７の形成によって、プローブ部材１８が形成される。

プローブ部材１８において、プローブ８の外側面２２は、感圧接着層５の外側面と面一である。また、プローブ部材１８において、外側面２２は、感圧接着層５の外側面から径方向外方に露出する。

続いて、図７の矢印で示すように、プローブ部材１８を、第２剥離シート２９から引き上げる。具体的には、プローブ部材１８の厚み方向他方面を、第２剥離シート２９から剥離する。

その後、図５Ｃの矢印で示すように、プローブ部材１８を、開口部２３内に嵌め込む。

この際、プローブ部材１８の感圧接着層５、基材層６およびプローブ８と、開口部２３の周囲の感圧接着層５および基材層６との間に、間隔を隔てる。つまり、第２開口部１３および第１開口部１１が形成されるように、プローブ部材１８を開口部２３内に嵌め込む。

その後、図５Ｄに示すように、接続部９を、第２開口部１３および第１開口部１１内に設ける。

具体的には、接続部９の材料が導電性樹脂組成物であれば、導電性樹脂組成物（導電性組成物液）を第２開口部１３および第１開口部１１に注入（あるいは塗布）する。その後、導電性樹脂組成物（導電性組成物液）を加熱して、溶媒を除去するとともに、架橋剤によってバインダー樹脂を架橋する。

これにより、基材２と、第１剥離シート１９とを備える生体センサ用積層体３０が作製される。なお、生体センサ用積層体３０は、電子部品３（さらには、電池４５）を備えておらず、つまり、貼付型生体センサ１ではなく、貼付型生体センサ１を製造するための中間部品である。

図２に示すように、その後、生体センサ用積層体３０に複数の電子部品３を実装する。具体的には、電子部品３の端子（図示せず）を、配線層７における部品用端子（図示せず）と接触させて、電子部品３の厚み方向他方面を、基材層６の厚み方向一方面に接触させる。

これにより、基材２と、電子部品３と、第１剥離シート１９とを備える貼付型生体センサ１を製造する。

この貼付型生体センサ１は、好ましくは、基材２と、電子部品３と、第１剥離シート１９とのみからなる。

次に、貼付型生体センサ１の使用方法を、図３Ａ～図４を参照して説明する。

貼付型生体センサ１を使用するには、まず、図１の仮想線で示すように、電池４５を貼付型生体センサ１に搭載する。

電池４５は、面方向に延びる略平板（箱）形状を有する。電池４５は、その厚み方向他方面に設けられる端子（図示せず）を有する。

電池４５を貼付型生体センサ１に搭載するには、電池４５の端子（図示せず）を配線層７の電池用端子（図示せず）と電気的に接続する。その際、電池４５の厚み方向他方面を、基材層６の厚み方向一方面に接触させる。

次いで、第１剥離シート１９（図３Ｄの矢印および仮想線が参照）を基材２から剥離するとともに、基材２を皮膚５０に貼付する。

図３Ａの仮想線および矢印に示すように、例えば、まず、第１剥離シート１９の長手方向一端縁（第１剥離シート１９において基材２の長手方向一端縁に対向する部分）を基材２から剥離し、これを把持しながら、図３Ｂに示すように、第１剥離シート１９の長手方向一方側部分を、基材２の長手方向一方側部分から剥離する。これにより、基材２の厚み方向他方面（感圧接着面）の長手方向一方側部分を、厚み方向他方側に向けて、露出させる。

続いて、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように、基材２の厚み方向他方面（感圧接着面）を皮膚５０の表面に感圧接着させる。

その後、図３Ｄの矢印および図４に示すように、第１剥離シート１９の長手方向他方側部分を、基材２の長手方向他方側部分から剥離して、基材２の長手方向他方側部分を露出させ、その直後、かかる部分を、皮膚５０の表面に感圧接着させる。これによって、第１剥離シート１９を貼付型生体センサ１から除去すると同時に、基材２の厚み方向他方面（感圧接着面）全面を、皮膚５０の表面に貼付する。

その後、プローブ８と、回路部３６（接続部９および配線層７）と、電子部品３とによって、生体をセンシングする。

具体的には、プローブ８が生体からの電気信号としてセンシングし、プローブ８でセンシングした電気信号が、接続部９および配線層７を介して、電子部品３に入力される。電子部品３は、電池４５から供給される電力に基づいて、電気信号を処理して情報として記憶する。さらには、必要により、電気信号を電波に変換し、これを外部の受信機に無線送信する。

より具体的には、電子部品３における第１部品３１、第２部品３２および第３部品３３の作動は、次の通りである。貼付型生体センサ１が貼付型心電計（後述）であれば、プローブ８で取得した心臓の電位変化をアナログフロントエンドである第１部品３１でデジタルデータに変換し、メモリである第２部品３２に心臓の電位変化を記録する。一例として、心臓の電位変化を１６ビット、１ｋＨｚのデータレートで第２部品３２に記録する。また、通信ＩＣである第３部品３３は、プローブ８で取得した信号を外部に無線送信する。

上記の作動後（つまり、貼付型生体センサ１による生体のセンシング後）、貼付型生体センサ１を皮膚５０から取り外し、第２部品３２から、記録したデータを取り出して解析する。その後、第２部品３２（さらには、必要により、第１部品３１および第３部品３３）を再利用する。

そして、図１０および図１１に示すように、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に沿う比較例１では、基材２をその長手方向に沿って皮膚５０に貼着しようとすれば、基材２がその長手方向に沿って変形し、これにより、上記した電子部品３に大きな応力Ｆがかかる。そのため、図１１Ｂに示すように、かかる応力Ｆによって、電子部品３に損傷（割れなど）を生じる。

しかしながら、この貼付型生体センサ１では、図３Ｄに示すように、基材２をその長手方向に沿って皮膚５０に貼着して、基材２がその長手方向に沿って変形しても、この貼付型生体センサ１では、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向と交差するので、電子部品３にかかる応力を低減することができる。そのため、基材２を皮膚５０に貼付するときに、電子部品３の上記応力に起因する損傷を抑制することができる。

さらに、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向と直交するので、電子部品３にかかる応力をより一層確実に低減することができる。

また、図１１に示すように、第１剥離シート１９を、基材２の長手方向に沿って剥離するときにも、基材２は、伸縮性を有することから、変形を生じ易い。

しかし、上記したように、この貼付型生体センサ１では、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向と交差するので、第１剥離シート１９を基材２から剥離するときにも、電子部品３にかかる応力を低減することができる。そのため、基材２を皮膚５０に貼付するときに、電子部品３の損傷をより一層確実に抑制することができる。

基材２の長手方向に沿う長手方向ＬＤを有し、かつ、基材２の長手方向に隣接配置される複数の電子部品３は、図１２および図１３に示すように、上記した基材２の長手方向に沿う変形によって、互いに接触し、これに起因して、損傷する場合がある（比較例２）。
具体的には、第１部品３１および第２部品３２の接触や、第２部品３２および第３部品３３の接触に起因する損傷などが想定される。

しかし、この貼付型生体センサ１では、図１に示すように、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向と交差するので、上記した接触の発生を抑制して、電子部品３の損傷を抑制することができる。

この生体センサでは、２つの電子部品間３の間隔Ｉの、電子部品３の最大厚みＴｍａｘに対する比（Ｉ／Ｔｍａｘ）が、２以上であれば、隣接する２つの電子部品３が互いに接触することを有効に抑制して、電子部品３の損傷を有効に抑制することができる。

この貼付型生体センサ１では、アナログフロントエンド、マイコン、メモリ、インターポーザおよびチップからなる群からなる選択される少なくとも１つは、硬く、あるいは、脆く、そのため、電子部品３は、応力を受けると損傷を生じる場合がある。

しかし、この貼付型生体センサ１では、上記したように、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向と交差するので、電子部品３にかかる応力を低減することができる。

さらに、電子部品３が、アナログフロントエンドである第１部品３１と、メモリである第２部品３２と、通信ＩＣである第３部品３３とを備えるので、電子部品３における上記した作動によって、貼付型生体センサ１のセンシング性能を向上させることができる。

この貼付型生体センサ１は、例えば、生体からの電気信号をセンシングして生体の状態をモニタできる装置であれば、特に限定されず、具体的には、貼付型心電計、貼付型脳波計、貼付型血圧計、貼付型脈拍計、貼付型筋電計、貼付型温度計、貼付型加速度計などが挙げられる。また、これらの装置は、それぞれ個別の装置でもよいし、一つの装置に複数のものが組み込まれていてもよい。

貼付型生体センサ１は、好ましくは、貼付型心電計として用いられる。貼付型心電計では、プローブ８が心臓の活動電位を電気信号としてセンシングする。

なお、生体は、人体および人体以外の生物を含むが、好ましくは、人体である。

［変形例］
変形例において、一実施形態と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。さらに、変形例は、特記する以外、一実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

図４に示すように、貼付型生体センサ１は、第１剥離シート１９を備えず、基材２と、電子部品３と（のみ）を備えることもできる。

好ましくは、図２に示すように、貼付型生体センサ１は、第１剥離シート１９と、基材２と、電子部品３とを備える。第１剥離シート１９によって、基材２の感圧接着面を傷や埃などから保護することができる。他方、図３Ｂに示すように、第１剥離シート１９を、基材２を、基材２の長手方向に沿って剥離するときに、基材２において変形を生じ易い。

しかし、上記したように、この貼付型生体センサ１では、基材の長手方向と交差するので、第１剥離シート１９を基材２から剥離するときにも、電子部品３にかかる応力を低減することができる。

また、電子部品３は、その長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して交差すればよく、つまり、図示しないが、電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に直交しないが、交差していてもよい。具体的には、図９Ａに示すように、複数の電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して傾斜する。電子部品３の長手方向ＬＤと、基材２の長手方向との成す角度は、例えば、０度超過、さらには、３０度以上であり、また、例えば、９０度未満、６０度未満である。

さらに、基材２の長手方向に対して交差（直交）する長手方向ＬＤを電子部品３を備えればよく、例えば、複数の電子部品３のうち、一方が、基材２の長手方向に対して交差（直交）する長手方向ＬＤを有し、他方が、基材２の長手方向に沿う長手方向ＬＤを有していてもよい。

具体的には、複数の電子部品３のうち、例えば、１つ以上の電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して交差（直交）し、好ましくは、半数以上の電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して交差（直交）し、より好ましくは、８割以上の電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して交差（直交）し、さらに好ましくは、全部の電子部品３の長手方向ＬＤが、基材２の長手方向に対して交差（直交）する。

複数の電子部品３の配置は、上記に限定されず、例えば、図９Ｂ～図９Ｈに示す配置を挙げることができる。

例えば、図９Ｂに示すように、この変形例では、複数の電子部品３（第１部品３１、第２部品３２および第３部品３３）は、基材２の短手方向に間隔を隔てて配置されている。

図９Ｃに示すように、複数の電子部品３は、基材２の短手方向中央部に配置される。基材２の短手方向両端縁のそれぞれは、長手方向中央部４６および長手方向両端部にわたって、基材２の長手方向に沿って一直線状に延びる。

図９Ｄおよび図９Ｅに示すように、複数の電子部品３は、基材２の長手方向および短手方向の両方向において互いに間隔を隔てて整列配置される。具体的には、図９Ｄに示す変形例では、電子部品３は、長手方向に互いに間隔を隔てて配置される第１部品３１、第２部品３２および第３部品３３と、第２部品３２の短手方向両側のそれぞれに間隔を隔てて配置される第４部品３４および第５部品３５とを備える。

また、図９Ｅに示す変形例では、第１部品３１および第２部品３２は、基材２の長手方向に間隔を隔てて配置され、第３部品３３および第４部品３４も、基材２の長手方向に間隔を隔てて配置される。第３部品３３および第４部品３４のそれぞれは、第１部品３１および第２部品３２のそれぞれに対して、短手方向他方側に間隔を隔てて対向配置される。

図９Ｆ～図９Ｈに示すように、この変形例では、複数の電子部品３は、互いにずれて配置されている。例えば、図９Ｆに示す変形例では、第１部品３１および第３部品３３は、基材２の長手方向に投影したときに、第２部品３２および第４部品３４とずれており、重複しない。

また、図９Ｇに示す変形例では、第１部品３１の一部（電子部品３の長手方向ＬＤにおける他方側部）が、基材２の長手方向に投影したときに、第２部品３２と重複し、第１部品３１の残部（電子部品３の長手方向ＬＤにおける一方側部）が、第２部品３２と重複しない。また、第２部品３２の一部（電子部品３の長手方向ＬＤにおける他方側部）は、基材２の長手方向に投影したときに、第３部品３３と重複し、第２部品３２の残部（電子部品３の長手方向ＬＤにおける一方側部）が、第３部品３３と重複しない。

さらに、図９Ｈに示すように、第１部品３１、第２部品３２、第３部品３３および第４部品３４は、基材２の長手方向に投影したときに、基材２の短手方向一方側から他方側に向かって順に配列され、かつ、基材２の短手方向に投影したときに、基材２の長手方向他方側から一方側に向かって順に配列される。

図９Ａ～図９Ｈの変形例のうち、好ましくは、図９Ｂ、図９Ｄ、図９Ｆ、図９Ｇ、図９Ｈの変形例であり、より好ましくは、図９Ｂ、図９Ｆ、図９Ｈの変形例である。

図９Ｂ、図９Ｄ、図９Ｆ、図９Ｇ、図９Ｈの変形例であれば、基材２の長手方向に投影したときに、互いに重複しない部分が存在するので、少なくとも係る部分の、基材２の皮膚５０に貼付するときの変形に起因する上記した部分同士の接触を有効に抑制できる。

図９Ｂ、図９Ｆ、図９Ｈの変形例であれば、基材２の長手方向に投影したときに互いに重複する部分が存在しないので、電子部品３同士の接触を防止することができる。
なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記請求の範囲に含まれる。

貼付型生体センサは、例えば、貼付型心電計、貼付型脳波計、貼付型血圧計、貼付型脈拍計、貼付型筋電計、貼付型温度計、貼付型加速度計などに用いられる。

１ 貼付型生体センサ
２ 基材
３ 電子部品
１９ 第１剥離シート
３１ アナログフロントエンド（第１部品の一例）
３２ メモリ（第２部品の一例）
３３ 通信ＩＣ（第３部品の一例）
３４ 第４部品
３５ 第５部品
５０ 皮膚
ＬＤ 電子部品の長手方向
Ｉ 電子部品間の間隔
Ｔｍａｘ 隣接する電子部品の最大厚み

Claims (3)

1. 長手方向に延び、伸縮性を有し、生体表面に貼付するための基材と、
   前記基材の厚み方向一方面に配置され、長手方向に延びる電子部品とを備え、
   前記電子部品の長手方向が、前記基材の長手方向と交差し、
   前記電子部品は、前記基材の長手方向に沿って隣接配置される少なくとも２つの前記電子部品を含み、
   前記基材の長手方向における前記２つの前記電子部品間の間隔Ｉの、前記電子部品の最大厚みＴｍａｘに対する比（Ｉ／Ｔｍａｘ）が、２以上であり、
   前記電子部品の長手方向が、前記基材の長手方向と直交し、
   前記電子部品の幅Ｗは、３０００μｍ以下であることを特徴とする、貼付型生体センサ。
2. 前記基材の前記厚み方向他方面に配置され、前記基材の長手方向に沿って剥離される剥離シートをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載の貼付型生体センサ。
3. 前記電子部品が、アナログフロントエンド、マイコン、メモリ、インターポーザおよびチップからなる群からなる選択される少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１または２に記載の貼付型生体センサ。

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