TWI802561B - 生物體感測器 - Google Patents

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Abstract

本發明之生物體感測器具備:感壓接著層,其係用以貼附於生物體表面;基材層,其配置於感壓接著層之上表面且具有伸縮性;探針,其配置於感壓接著層之下表面;及電子零件,其係以與探針連接之方式安裝於上述基材層;並且感壓接著層與基材層之總厚度為1 μm以上且未達100 μm。

Description

生物體感測器
本發明係關於一種生物體感測器。
先前已知有貼附於生物體表面而感測生物體之貼附型生物體感測器。 作為此種生物體感測器,例如提出有具備具有剛性且收容印刷電路基板組裝體之殼體、及自殼體延伸之柔軟側翼的生理學監測裝置(例如參照專利文獻1)。 於專利文獻1中所記載之生理學監測裝置中,側翼係具備電極、夾著其之上部基板層及底部基板層、以及位於底部基板層之下方之黏著層的可撓體。以該可撓體之整體厚度成為0.1 mm至1.0 mm之間之方式調整上部基板層及底部基板層之厚度。 而且,於專利文獻1中,藉由將含有可撓體之生理學監測裝置附著(黏著)於皮膚,可高精度地長時間持續計測生物體信號。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1:日本專利特表2016-504159號公報
[發明所欲解決之問題] 然而,近年來有不僅可長時間持續計測生物體信號而且設法消除該監測裝置之穿戴感之要求。 然而,於專利文獻1中所記載之於剛性之配線基板(PCBA)上安裝有大量之半導體晶片及電子零件之構成中,成為裝置殼體部之厚度較厚,且未與皮膚表面密接之構造,因此有因連續穿戴時之身體活動而容易產生勾掛等,側翼容易以該處為起點發生剝離,結果有增大動作假影(motion artifact)之擔憂。 本發明提供一種可減輕生物體之穿戴感之生物體感測器。 [解決問題之技術手段] 本發明(1)包含一種生物體感測器,其具備:感壓接著層,其係用以貼附於生物體表面;基材層,其配置於上述感壓接著層之上表面且具有伸縮性;探針,其配置於上述感壓接著層之下表面;及電子零件,其係以與上述探針連接之方式安裝於上述基材層;並且上述感壓接著層與上述基材層之總厚度為1 μm以上且未達100 μm。 本發明(2)包含如(1)所記載之生物體感測器,其中上述感壓接著層之厚度為10 μm以上且95 μm以下。 本發明(3)包含如(1)或(2)所記載之生物體感測器,其中上述電子零件之厚度為1 μm以上且1000 μm以下。 本發明(4)包含如(1)至(3)中任一項所記載之生物體感測器,其中上述電子零件之平面面積為0.001 mm2 以上且10 mm2 以下。 [發明之效果] 根據該生物體感測器,由於感壓接著層與基材層之總厚度為1 μm以上且未達100 μm而較薄,故而即便將生物體感測器貼附於生物體表面,亦可充分地減輕生物體之穿戴感。 又,根據該生物體感測器,由於感壓接著層與基材層之總厚度較薄,故而可降低每個生物體感測器之製造成本,因此可一次性使用生物體感測器。
<一實施形態> 參照圖1~圖6C對作為本發明之生物體感測器之一實施形態之貼附型生物體感測器30加以說明。 圖1中,紙面左右方向係貼附型生物體感測器30之長邊方向(第1方向)。紙面右側係長邊方向一側(第1方向一側),紙面左側係長邊方向另一側(第1方向另一側)。 圖1中,紙面上下方向係貼附型生物體感測器30之短邊方向(與長邊方向正交之方向、寬度方向、與第1方向正交之第2方向)。紙面上側係短邊方向一側(寬度方向一側、第2方向一側),紙面下側係短邊方向另一側(寬度方向另一側、第2方向另一側)。 圖1中,紙面紙厚方向係貼附型生物體感測器30之上下方向(厚度方向、與第1方向及第2方向正交之第3方向)。紙面近前側係上側(厚度方向一側、第3方向一側),紙面裏側係下側(厚度方向另一側、第3方向另一側)。 方向係依據各圖式中所記載之方向箭頭。 並非意在藉由該等方向之定義而限定貼附型生物體感測器30之製造時及使用時之方向。 如圖1~圖2B所示,貼附型生物體感測器30具有沿著長邊方向延伸之大致平板形狀。貼附型生物體感測器30具備:感壓接著層2;基材層3,其配置於作為感壓接著層2之上表面之一例之接著上表面;配線層4,其配置於基材層3;探針5,其配置於作為感壓接著層2之下表面之一例之接著下表面9;連接部6,其係將配線層4與探針5電性連接;及電子零件31,其係與配線層4電性連接。 感壓接著層2形成貼附型生物體感測器30之下表面。感壓接著層2係為了將貼附型生物體感測器30之下表面貼附於生物體表面(假想線所示之皮膚33等),而對貼附型生物體感測器30之下表面賦予感壓接著性之層。感壓接著層2形成貼附型生物體感測器30之外形形狀。感壓接著層2具有沿著長邊方向延伸之平板形狀。具體而言,例如感壓接著層2具有沿著長邊方向延伸之帶狀,且具有長邊方向中央部朝短邊方向兩外側凸出之形狀。又,於感壓接著層2中,長邊方向中央部之短邊方向兩端緣係相對於長邊方向中央部以外之短邊方向兩端緣,位於短邊方向兩外側。 感壓接著層2具有接著上表面8及接著下表面9。 接著上表面8為平坦面。 接著下表面9係空出間隔而對向配置於接著上表面8之下側。 又,感壓接著層2於其長邊方向兩端部各自分別具有2個接著開口部11。2個接著開口部11各自具有俯視大致環形狀。接著開口部11貫通感壓接著層2之厚度方向。於接著開口部11填充有連接部6。 又,接著開口部11之內側之接著下表面9具有與探針5(下述)對應之接著槽10。接著槽10係朝向下側開放。 作為感壓接著層2之材料,例如只要為具有感壓接著性之材料,則無特別限定,例如可列舉具有生物體相容性之材料。作為此種材料,可列舉:丙烯酸系感壓接著劑、聚矽氧系感壓接著劑等。較佳可列舉丙烯酸系感壓接著劑。作為丙烯酸系感壓接著劑,例如可列舉日本專利特開2003-342541號公報中所記載之丙烯酸系聚合物等。 於對感壓接著層2進行角質剝離試驗時,角質剝離面積率例如為50%以下,較佳為30%以下,更佳為15%以下,又,例如為0%以上。若角質剝離面積率為上述上限以下,則即便將感壓接著層2貼合於生物體,亦可抑制生物體之負荷。即,感壓接著層2之材料可具有優異之生物體相容性。角質剝離試驗係藉由日本專利特開2004-83425號公報中所記載之方法進行測定。 感壓接著層2之透濕度例如為300(g/m2 /天)以上,較佳為600(g/m2 /天)以上,進而較佳為1000(g/m2 /天)以上。若感壓接著層2之透濕度為上述下限以上,則即便將感壓接著層2貼合於生物體,亦可抑制生物體之負荷。即,感壓接著層2之材料可具有優異之生物體相容性。 若滿足(1)角質剝離試驗之角質剝離面積率為50%以下,(2)透濕度為300(g/m2 /天)以上中之至少任一要件,較佳為滿足(1)及(2)兩者之要件,則感壓接著層2之材料具有生物體相容性。 關於感壓接著層2之厚度T2,作為接著槽10以外之區域之接著上表面8與接著下表面9間之距離,例如為10 μm以上,較佳為20 μm以上,又,例如為95 μm以下,較佳為70 μm以下,更佳為50 μm以下。 若感壓接著層2之厚度T2為上述上限以下,則可以低於其上限之方式設定感壓接著層2與基材層3之總厚度T1(下述),因此可實現貼附型生物體感測器30之薄型化、尤其是貼附型生物體感測器30中之電子零件31以外之區域之薄型化。 感壓接著層2於俯視下之尺寸係根據欲貼附貼附型生物體感測器30之皮膚33(下述)而適當設定。感壓接著層2之長邊方向長度L1例如為30 mm以上,較佳為50 mm以上,又,例如為1000 mm以下,較佳為200 mm以下。感壓接著層2之短邊方向長度L2例如為5 mm以上,較佳為10 mm以上,又,例如為300 mm以下,較佳為100 mm以下。 感壓接著層2之平面面積例如為150 mm2 以上,較佳為500 mm2 以上,更佳為900 mm2 以上,又,例如為300000 mm2 以下,較佳為20000 mm2 以下,更佳為10000 mm2 以下。 基材層3係與下述電子零件31一起形成貼附型生物體感測器30之上表面。基材層3係與感壓接著層2一起形成貼附型生物體感測器30之外形形狀。基材層3之俯視形狀係與感壓接著層2之俯視形狀相同。基材層3配置於感壓接著層2之上表面整面(但欲設置連接部6之區域除外)。基材層3係支持感壓接著層2之支持層。基材層3具有沿著長邊方向延伸之平板形狀。基材層3具有基材下表面12及基材上表面13。 基材下表面12為平坦面。基材下表面12係與感壓接著層2之接著上表面8接觸(感壓接著)。 基材上表面13係空出間隔而對向配置於基材下表面12之上側。基材上表面13具有與配線層4對應之基材槽14。基材槽14係於俯視下具有與配線層4相同之圖案形狀。基材槽14係朝向上側開放。 又,基材層3具有與接著開口部11對應之基材開口部15。基材開口部15係於厚度方向與接著開口部11連通。基材開口部15具有與接著開口部11相同之形狀及相同之尺寸之俯視大致環形狀。 基材層3之材料例如具有伸縮性。又,基材層3之材料例如具有絕緣層。作為此種材料,例如可列舉樹脂。作為樹脂,例如可列舉:聚胺基甲酸酯系樹脂、聚矽氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂等熱塑性樹脂。 作為基材層3之材料,就確保更優異之伸縮性之觀點而言,較佳可列舉聚胺基甲酸酯系樹脂。 基材層3之斷裂伸長率例如為100%以上,較佳為200%以上,更佳為300%以上,又,例如為2000%以下。若斷裂伸長率為上述下限以上,則基材層3之材料可具有優異之伸縮性。再者,斷裂伸長率係按照JIS K 7127(1999年),於拉伸速度5 mm/分鐘、試片類型2之條件下進行測定。 又,基材層3於20℃下之拉伸強度(夾頭間100 mm,拉伸速度300 mm/min,斷裂時之強度)例如為0.1 N/20 mm以上,較佳為1 N/20 mm以上,又,例如為20 N/20 mm以下。拉伸強度係基於JIS K 7127 1999年進行測定。 進而,基材層3於20℃下之拉伸儲存彈性模數E'例如為2,000 MPa以下,較佳為1,000 MPa以下,更佳為100 MPa以下,進而較佳為50 MPa以下,尤佳為20 MPa以下,又,例如為0.1 MPa以上。若基材層3之拉伸儲存彈性模數E'為上述上限以下,則基材層3之材料可具有優異之伸縮性。基材層3於20℃下之拉伸儲存彈性模數E'係藉由在頻率1 Hz及升溫速度10℃/分鐘之條件下對基材層3進行動態黏彈性測定而求出。 若滿足(3)斷裂伸長率為100%以上,(4)拉伸強度為20 N/20 mm以下,(5)拉伸儲存彈性模數E'為2,000 MPa以下中之至少任意1個要件、較佳為2個以上之要件、更佳為3個所有要件,則基材層3之材料具有伸縮性。 關於基材層3之厚度T3,作為基材槽14以外之區域中之基材下表面12與基材上表面13之間之距離,例如為1 μm以上,較佳為5 μm以上,又,例如為95 μm以下,較佳為50 μm以下,更佳為10 μm以下。 而且,感壓接著層2與基材層3之總厚度T1、即感壓接著層2之厚度T2與基材層3之厚度T3之總和T1(T2+T3)為1 μm以上,較佳為10 μm以上,又,未達100 μm,較佳為70 μm以下,更佳為50 μm以下。感壓接著層2與基材層3之總厚度T1係感壓接著層2之接著下表面9與基材層3之基材上表面13的距離,不包括下述配線層4及探針5之厚度。 若感壓接著層2與基材層3之總厚度T1超過上述上限,則無法減輕生物體之貼附型生物體感測器30之穿戴感,又,亦不會降低貼附型生物體感測器30之製造成本,因此就成本之觀點而言,難以一次性使用貼附型生物體感測器30。反之,若感壓接著層2與基材層3之總厚度T1低於上述上限,則可減輕生物體之貼附型生物體感測器30之穿戴感,又,降低製造成本,因此可一次性使用貼附型生物體感測器30。 另一方面,若感壓接著層2與基材層3之總厚度T1超過上述下限,則可提昇貼附型生物體感測器30之操作性。 配線層4係埋入至基材槽14中。詳細而言,配線層4係以自基材層3之基材上表面13露出之方式埋入至基材層3之上部。配線層4具有相互空出間隔而配置之上表面及下表面;以及將該等之周端緣連結之側面。下表面之全部及側面之全部係與基材層3接觸。上表面係自基材上表面13(基材槽14除外)露出。配線層4之上表面係與基材上表面13及電子零件31一起形成貼附型生物體感測器30之上表面。 配線層4具有將連接部6與電子零件31(下述)及電池32(下述)連接之配線圖案。具體而言,配線層4獨立具備第1配線圖案41及第2配線圖案42。 第1配線圖案41係配置於基材層3中之長邊方向一側。第1配線圖案41具備第1配線16A;以及與其連接之第1端子17A及第2端子17B。 第1配線圖案41具有俯視大致T字形狀。詳細而言,第1配線圖案41係自基材層3之長邊方向一端部(位於其之連接部6)朝長邊方向另一側延伸,於基材層3之長邊方向中央部產生分支,朝向短邊方向兩外側延伸。 第1端子17A及第2端子17B各自配置於基材層3之長邊方向中央部之短邊方向兩端部各者。第1端子17A及第2端子17B各自具有俯視大致矩形狀(連接盤形狀)。第1端子17A及第2端子17B各自與於基材層3之長邊方向中央部向短邊方向兩外側延伸之第1配線16A之兩端部各者連接。 第2配線圖案42係空出間隔而設置於第1配線圖案41之長邊方向另一側。第2配線圖案42具備第2配線16B;以及與其連接之第3端子17C及第4端子17D。 第2配線圖案42具有俯視大致T字形狀。詳細而言,第2配線圖案42係自基材層3之長邊方向另一端部(位於其之連接部6)朝長邊方向一側延伸,於基材層3之長邊方向中央部產生分支,朝向短邊方向兩外側延伸。 第3端子17C及第4端子17D各自配置於基材層3之長邊方向中央部之短邊方向兩端部各者。第3端子17C及第4端子17D各自具有俯視大致矩形狀(連接盤形狀)。第3端子17C及第4端子17D各自與於基材層3之長邊方向中央部向短邊方向兩外側延伸之第2配線16B之兩端部各者連接。 作為配線層4之材料,例如可列舉:銅、鎳、金、該等之合金等導體。作為配線層4之材料,較佳可列舉銅。 配線層4之厚度T4例如薄於基材層3之厚度T3。具體而言,配線層4之厚度T4例如為0.1 μm以上,較佳為1 μm以上,又,例如為100 μm以下,較佳為50 μm以下。 探針5係於將感壓接著層2貼附於皮膚33時,與皮膚33接觸而感測來自生物體之電氣信號或溫度、振動、汗、代謝物等之電極。探針5係以自感壓接著層2之接著下表面9露出之方式埋入至感壓接著層2中。即,探針5係於接著開口部11之內側,埋入至感壓接著層2中之接著槽10。再者,探針5係配置於形成接著槽10之接著下表面9。總而言之,探針5係於接著開口部11之內側,埋入至感壓接著層2之下端部。探針5具有網狀、較佳為俯視大致柵格形狀(或大致網狀)。換言之,探針5係於面方向(長邊方向及短邊方向)具有相互空出間隔之孔。再者,孔中填充有感壓接著層2。 又,探針5係於與其延伸之方向正交之剖視中,具有大致矩形狀。探針5具有:探針下表面20;探針上表面21,其係空出間隔而對向配置於探針下表面20之上側;及側面,其係將探針下表面20與探針上表面21之周端緣連結。 探針下表面20係自感壓接著層2之接著下表面9(接著槽10除外)露出。探針下表面20係與接著下表面9同一平面。探針下表面20係與接著下表面9一起形成貼附型生物體感測器30之下表面。 探針上表面21及側面係經感壓接著層2被覆。 如圖5所示,探針5之側面中之位於最外側之面係外側面22。外側面22係於俯視下形成通過外側面22之假想圓。 作為探針5之材料,可列舉配線層4所例示之材料(具體而言為導體)。 探針5之外形尺寸係以通過外側面22之假想圓與劃分接著開口部11之內周面於俯視下重疊之方式進行設定。 探針5之厚度T5例如薄於感壓接著層2之厚度T2。具體而言,探針5之厚度T5例如為0.1 μm以上,較佳為1 μm以上,又,例如為100 μm以下,較佳為50 μm以下。 連接部6係與基材開口部15及接著開口部11對應地設置,具有與該等相同之形狀。連接部6於厚度方向(上下方向)上貫通(通過)基材層3及感壓接著層2,並被填充至基材開口部15及接著開口部11中。連接部6具有沿著探針5之外側面22之俯視環形。具體而言,連接部6具有軸線沿厚度方向延伸(沿通過外側面22之假想圓)之大致圓筒形狀。 連接部6之內側面係與探針5之外側面22接觸。 連接部6係與接著開口部11之外側之感壓接著層2、及接著開口部11之內側之感壓接著層2感壓接著。又,連接部6係與基材開口部15之外側之基材層3、及基材開口部15之內側之基材層3接觸。 連接部6之上表面係與基材上表面13同一平面。連接部6之下表面係與接著下表面9同一平面。 如圖1所示,2個連接部6中位於長邊方向一側之連接部6係於其上端部,與位於長邊方向一側之配線16A之長邊方向一端緣連接。位於長邊方向另一側之連接部6係於其上端部,與位於長邊方向另一側之配線16B之長邊方向另一端緣連接。 即,連接部6係與配線層4電性連接。 藉此,連接部6將配線層4與探針5電性連接。 再者,連接部6及配線層4係構成將探針5電性連接於電子零件31之電路部36。即,電路部36具備:配線層4,其配置於基材層3之基材上表面13;及連接部6,其通過基材層3及感壓接著層2。較佳為電路部36僅包含配線層4及連接部6。 作為連接部6之材料,例如可列舉:金屬、導電性樹脂(包含導電性高分子)等,較佳可列舉導電性樹脂等。 連接部6之厚度(上下方向長度)係與感壓接著層2與基材層3之總厚度T1相同。連接部6之徑向長度(自外徑減去內徑所獲得之值之半值)為1 μm以上,較佳為100 μm以上,又,未達2000 μm,較佳為1000 μm以下,更佳為500 μm以下。 作為電子零件31,例如可列舉:用於以利用探針5所取得之來自生物體之電氣信號之形式進行處理並加以記憶之類比前端、微電腦、記憶體,進而可列舉:用以將電氣信號轉換為電波,並將其無線發送至外部之接收機之通訊IC(integrated circuit,積體電路)、發送機等。 更具體而言,於貼附型生物體感測器30為貼附型心電儀之情形時,利用類比前端將利用探針5所取得之心臟之電位變化轉換為數位資料,將心臟之電位變化記錄至記憶體中。作為一例,將心臟之電位變化以16位元、1 kHz之資料傳輸速率記錄至記憶體中。有為了縮小記憶體之尺寸,而降低資料之解析度、資料傳輸速率之情形。所記錄之資料係於計測後拆卸貼附型生物體感測器30,然後自記憶體取出資料而進行分析。又,通訊IC具有將利用探針5所取得之信號以無線發送至外部之功能。該功能係於如下情形時等運作:藉由連續通訊進行連接;於將貼附型生物體感測器30貼附於皮膚33時可確認到資料取得正常;進而將正常進行資料取得之情況間歇地發送至外部,而確認貼附型生物體感測器30正常運作。 電子零件31可具有上述中之一部分或全部。電子零件31係與基材上表面13接觸。電子零件31具有剖視大致矩形平板形狀。於電子零件31之下表面設置有2個端子35。電子零件31之2個端子各自與第1端子17A及第3端子17C各者電性連接。又,電子零件31例如與感壓接著層2及基材層3相比更硬。 電子零件31之厚度T6例如為1 μm以上,較佳為10 μm以上,又,例如為1000 μm以下,較佳為500 μm以下。 若電子零件31之厚度T6為上述上限以下,則可減薄貼附型生物體感測器30之總厚度T7。若電子零件31之厚度T6為上述下限以上,則可提昇電子零件31之操作性及安裝性。 又,電子零件31之平面面積S、即沿面方向切斷電子零件31時之截面面積S例如為0.001 mm2 以上,較佳為0.01 mm2 以上,更佳為0.05 mm2 以上,又,例如為10 mm2 以下,較佳為2 mm2 以下,更佳為1 mm2 以下。若電子零件31之平面面積S為上述上限以下,則可進一步減輕生物體之貼附型生物體感測器30之穿戴感。 若電子零件31之平面面積S為上述下限以上,則可提昇電子零件31之操作性及安裝性。 貼附型生物體感測器30之厚度T7係上述感壓接著層2和基材層3之總厚度T1與電子零件31之厚度T6的總厚度(T2+T3+T6),例如為2 μm以上,較佳為20 μm以上,又,例如為1000 μm以下,較佳為100 μm以下。 其次,對貼附型生物體感測器30之製造方法加以說明。 如圖3A所示,於該方法中,首先準備基材層3及配線層4。 例如,以藉由日本專利特開2017-22236號公報、日本專利特開2017-22237號公報中所記載之方法將配線層4埋入至基材槽14中之方式,準備基材層3及配線層4。 如圖3B所示,繼而將感壓接著層2配置於基材下表面12。 於將感壓接著層2配置於基材下表面12時,例如,首先製備含有感壓接著層2之材料之塗佈液,繼而將塗佈液塗佈至第1剝離片材19之上表面,其後藉由加熱使之乾燥。藉此,將感壓接著層2配置於第1剝離片材19之上表面。第1剝離片材19例如具有沿著長邊方向延伸之大致平板形狀。作為第1剝離片材19之材料,例如可列舉聚對苯二甲酸乙二酯等樹脂。 繼而,例如利用貼合機等而貼合感壓接著層2及基材層3。具體而言,使感壓接著層2之接著上表面8與基材層3之基材下表面12接觸。 再者,此時基材層3及感壓接著層2各自不具有基材開口部15及接著開口部11各者。 如圖3C所示,繼而於基材層3及感壓接著層2上形成開口部23。 開口部23貫通基材層3及感壓接著層2。開口部23係由劃分基材開口部15之外周面、及劃分接著開口部11之外周面所劃分出之俯視大致圓形之孔(貫通孔)。開口部23係朝向上側開口。另一方面,開口部23之下端被第1剝離片材19所封閉。 為了形成開口部23,對感壓接著層2及基材層3例如進行打孔、半蝕刻。 繼而,準備探針構件18,並將其嵌入至開口部23內。 為了準備探針構件18,首先如圖4所示準備含探針之片材26。 含探針之片材26具備:第2剝離片材29;探針圖案25,其係形成於第2剝離片材29之上;感壓接著層2,其係形成於第2剝離片材29之上且將探針圖案25埋入其中;及基材層3,其配置於感壓接著層2之接著上表面8。 第2剝離片材29具有與上述第1剝離片材19相同之構成。 探針圖案25具有與探針5相同之圖案形狀,探針圖案25之材料係與探針5之材料相同。探針圖案25具有大於通過探針5之外側面22之假想圓的平面面積。 含探針之片材26中之感壓接著層2及基材層3各自具有與上述感壓接著層2及基材層3各者相同之構成。 含探針之片材26例如係藉由日本專利特開2017-22236號公報、日本專利特開2017-22237號公報中所記載之方法而準備。 雖未圖示,但具體而言,於包含不鏽鋼之剝離層之上表面形成包含銅之晶種層後,於晶種層之整個上表面積層光阻。繼而,對光阻進行曝光及顯影,將光阻形成為探針圖案25之相反圖案。繼而,藉由電鍍,於晶種層之上表面形成探針圖案25後,去除光阻。其後,以被覆探針圖案25之方式塗佈含有感壓接著層2之材料之塗佈液,使之硬化而形成感壓接著層2。繼而,例如利用貼合機等,將基材層3貼合於感壓接著層2之上表面。然後,自晶種層之下表面將剝離層剝離,繼而去除晶種層。其後,視需要於感壓接著層2之下表面貼合第2剝離片材29。第2剝離片材29具有與上述第1剝離片材19相同之構成。 藉此,準備含探針之片材26。 繼而,如圖5所示將切斷線27於探針圖案25、感壓接著層2及基材層3上形成為俯視大致圓形。切斷線27例如係藉由打孔等而形成。切斷線27將探針圖案25、感壓接著層2及基材層3截斷為內外,但未形成於第2剝離片材29上。又,切斷線27之尺寸係與接著開口部11及基材開口部15之內徑相同。即,切斷線27係與通過外側面22之假想圓一致。 藉由形成切斷線27,而形成探針構件18。 於探針構件18中,探針5之外側面22係與感壓接著層2之外側面為同一平面。又,於探針構件18中,外側面22係自感壓接著層2之外側面向徑向外側露出。 繼而,如圖5之箭頭所示,自第2剝離片材29提拉探針構件18。具體而言,將探針構件18中之接著下表面9及探針下表面20自第2剝離片材29剝離。 其後,如圖3C之箭頭所示,將探針構件18嵌入至開口部23內。 此時,於探針構件18之感壓接著層2、基材層3及探針5與開口部23之周圍之感壓接著層2及基材層3之間空出間隔。即,以形成基材開口部15及接著開口部11之方式將探針構件18嵌入至開口部23內。 其後,如圖3D所示,將連接部6設置於基材開口部15及接著開口部11內。 於連接部6之材料為導電性樹脂組合物之情形時,將導電性樹脂組合物注入(或塗佈)至基材開口部15及接著開口部11。其後,視需要對導電性樹脂組合物進行加熱。 藉此,製作具備第1剝離片材19、感壓接著層2、基材層3、配線層4、探針5及連接部6之生物體感測器用積層體1。再者,生物體感測器用積層體1亦為本身單獨流通而可於產業上利用之裝置。具體而言,生物體感測器用積層體1可與以下所說明之電子零件31及電池32(參照圖1之假想線)分開而單獨流通。即,生物體感測器用積層體1係未安裝電子零件31及電池32而用以製造貼附型生物體感測器30之零件。 如圖1所示,其後,將電子零件31中之2個端子35各自與第1端子17A及第3端子17C各者電性連接。此時,使電子零件31之下表面與基材上表面13接觸。 藉此,製造貼附型生物體感測器30。 該貼附型生物體感測器30具備感壓接著層2、基材層3、配線層4、探針5、連接部6、電子零件31及第1剝離片材19,較佳為僅包含該等。如圖2A所示,又,貼附型生物體感測器30亦可不具備第1剝離片材19而僅包含感壓接著層2、基材層3、配線層4、探針5、連接部6及電子零件31。 其次,對貼附型生物體感測器30之使用方法加以說明。 為了使用貼附型生物體感測器30,首先將電池32搭載於貼附型生物體感測器30。 電池32具有沿面方向延伸之大致平板(箱)形狀。電池32具有設置於其下表面之2個端子(未圖示)。電池32之厚度例如為1 μm以上,較佳為10 μm以上,又,例如為1000 μm以下,較佳為100 μm以下。 為了將電池32搭載於貼附型生物體感測器30,而將電池32中之2個端子(未圖示)各自與第2端子17B及第4端子17D各者電性連接。此時,使電池32之下表面與基材上表面13接觸。 繼而,將第1剝離片材19(參照圖3D之箭頭及假想線)自感壓接著層2及探針5剝離。 如圖2A之假想線所示,繼而使感壓接著層2之接著下表面9例如與人體之皮膚33接觸。具體而言,使感壓接著層2與皮膚33之表面感壓接著。 如此,探針5之探針下表面20藉由將接著下表面9感壓接著(貼附)至皮膚33,而與皮膚33之表面接觸。 繼而,探針5感測來自生物體之電氣信號,經由連接部6及配線層4將利用探針5所感測到之電氣信號輸入至電子零件31。電子零件31係基於自電池32供給之電力,對電氣信號進行處理而記憶為資訊。進而,視需要將電氣信號轉換為電波,並將其無線發送至外部之接收機。 該貼附型生物體感測器30例如可列舉可感測來自生物體之電氣信號而監測生物體之狀態之裝置等,具體而言,可列舉:貼附型心電儀、貼附型腦波儀、貼附型血壓計、貼附型脈搏計、貼附型肌電圖儀、貼附型溫度計、貼附型加速度計等。又,該等裝置可為各自獨立之裝置,亦可於一個裝置組裝有複數個裝置。 貼附型生物體感測器30較佳為用作貼附型心電儀。於貼附型心電儀中,探針5係以電氣信號之形式感測心臟之活動電位。 再者,生物體包括人體及人體以外之生物,較佳為人體。 而且,根據該貼附型生物體感測器30,由於感壓接著層2與基材層3之總厚度T1為1 μm以上且未達100 μm而較薄,故而即便將貼附型生物體感測器30貼附於皮膚33,亦可充分地減輕對生物體、尤其是人體之穿戴感。 又,根據該貼附型生物體感測器30,由於感壓接著層2與基材層3之總厚度T1較薄,且電子零件31亦較小,故而可降低製造成本,因此可一次性使用貼附型生物體感測器30。 另一方面,一次性使用之貼附型生物體感測器30於使用後視需要亦可加以回收,例如取出電子零件31、進而電池32,將其(等)再利用。 又,若感壓接著層2之厚度T2為上述上限以下,則可以低於其上限之方式設定感壓接著層2與基材層3之總厚度T1,而可實現貼附型生物體感測器30之薄型化、尤其是貼附型生物體感測器30中之電子零件31以外之區域之薄型化。又,感壓接著層2之厚度T2可賦予貼附型生物體感測器30對皮膚33之充分之感壓接著性。 若電子零件31之厚度T6為上述上限以下,則可減薄貼附型生物體感測器30之總厚度T7。若電子零件31之厚度T6為上述下限以上,則可提昇電子零件31之操作性及安裝性。 若電子零件31之平面面積S為上述上限以下,則可進一步減輕生物體之貼附型生物體感測器30之穿戴感。若電子零件31之平面面積S為上述下限以上,則可提昇電子零件31之操作性及安裝性。 <變化例> 於以下之各變化例中,對與上述一實施形態相同之構件及步驟標註相同參照符號,並省略其詳細說明。又,可適當將各變化例加以組合。進而,各變化例除了特別進行記載之情形以外,可發揮出與一實施形態相同之作用效果。 如圖1及圖5所示,於一實施形態中,通過外側面22之線為圓形,但其形狀並無特別限定,例如雖未圖示,亦可為矩形狀。 如圖2A所示,於一實施形態中,探針5之整個側面(外側面22除外)係與感壓接著層2接觸,探針5之探針下表面20相對於感壓接著層2之接著下表面9為同一平面。 另一方面,亦可如圖7A所示使探針5之側面(外側面22除外)之上部與感壓接著層2接觸,自接著下表面9露出下部。探針下表面20相對於接著下表面9而位於下側。即,僅探針5之上部埋入至感壓接著層2中,探針5之下部自接著下表面9朝下突出。 進而,亦可如圖7B所示,使全部探針5自接著下表面9朝下突出。於該情形時,接著下表面9不具有接著槽10,而具有平坦面。 如圖2B所示,於一實施形態中,配線層4之整個側面係與基材層3接觸。 另一方面,如圖8A所示,於該變化例中,配線層4之側面之下部與基材層3接觸,配線層4之側面之上部自基材層3之基材上表面13露出。即,配線層4之上部自基材層3之基材上表面13突出,配線層4之下部埋入至基材層3中。 亦可如圖8B所示,使配線層4之整個側面露出。基材上表面13不具有基材槽14,而為平坦面。配線層4之下表面係與基材上表面13接觸而載置。 如圖8C所示,配線層4可完全埋入至基材層3中。即,配線層4係埋設至基材層3中。配線層4之上表面、下表面及側面均被基材層3所被覆。配線層4位於基材層3中之基材上表面13與基材下表面12之間。 如圖8D所示,配線層4係以自基材下表面12露出之方式埋入至基材層3中。配線層4之下表面係與基材下表面12同一平面,與接著上表面8接觸。於該情形時,雖未圖示,連接部6未通過基材層3而僅通過感壓接著層2。即,連接部6僅填充至接著開口部11中。 亦可如圖8E所示,將配線層4設置於感壓接著層2及基材層3兩者。具體而言,配線層4之上部埋入至基材層3中,配線層4之下部埋入至感壓接著層2中。 亦可如圖8F所示,將配線層4僅埋入至感壓接著層2中。配線層4係自感壓接著層2之接著上表面8露出。 如圖8G所示,配線層4係不自感壓接著層2之接著上表面8及接著下表面9中之任一者露出,而完全埋入。 如圖1及圖6B所示,於一實施形態中,連接部6具有俯視環形,但例如亦可如圖9及圖10所示具有俯視端部形狀。 如圖9所示,連接部6具有俯視大致半環形狀(或大致半圓弧形狀)。 如圖10所示,連接部6具備:上端部37,其具有俯視大致半環形狀;及複數條第1線條38,其係與上端部37連接。 第1線條38係自上端部37之下端緣向下方延伸。第1線條38之下端部係與外側面22接觸。又,第1線條38係沿著沿上端部37之假想半圓空出間隔而配置複數條。 又,如圖11A~圖11C所示,連接部6之上端部37為俯視環形,且較上端部37位於更下側之部分可為仰視(或沿面方向之剖視(水平剖視))有端部形狀。 如圖11A~圖11C所示,於連接部6中,上端部37具有俯視大致環形狀。 如圖11A所示,連接部6具有形成於上端部37之下側之狹縫39。狹縫39係沿著沿上端部37之假想圓空出間隔而設置複數個。即,連接部6具有形成有複數個狹縫39之大致圓筒形狀。 如圖11B所示,連接部6具有上端部37、及自其下端緣下垂之第2線條43。第2線條43係沿著沿上端部37之假想圓空出間隔而配置複數條。複數條第2線條43之下端部係與外側面22接觸。 如圖11C所示,連接部6一體地具備上端部37、及位於上端部37之下側之網部44。網部44之上端部係與上端部37之下端緣連接。網部44之下端部係與外側面22接觸。 如圖12所示,探針5可不具有孔而具有沿面方向延伸之大致板形狀(具體而言為大致圓板形狀)。探針5之外周面係與連接部6之下端部之內周面接觸。 如圖13所示,探針5可為通過感壓接著層2及基材層3之大致柱形狀(具體而言為大致圓柱形狀)。探針上表面21係自基材層3之基材上表面13及連接部6之上表面露出。探針5之整個外周面係與連接部6之整個內周面接觸。 如圖14及圖15所示,連接部6亦可具有軸線沿厚度方向延伸之大致棒(圓棒)(針)形狀。 連接部6與探針5係以點狀接觸。 如圖16所示,可連接部6為大致柱形狀,且探針5不具有孔而具有沿面方向延伸之大致板形狀(具體而言為大致圓板形狀)。 亦可如圖17A所示,於探針5之下表面設置導電性感壓接著層28。 導電性感壓接著層28係為了抑制由皮膚33中之水分量或表面凹凸根據生物體(個體)而不同所引起之感測精度之降低或雜訊而設置,亦可具有調整皮膚33中之水分量之水分量調整(或水分量穩定化)功能。 導電性感壓接著層28之材料可為包含具有導電性,且具有水分量調整功能(或水分量穩定化功能)之材料(例如親水性化合物等)者。例如作為材料,可列舉調配有聚矽氧系、丙烯酸系、胺基甲酸酯系等之感壓接著劑、及聚環氧乙烷(PEO)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)等親水性聚合物(親水性化合物)之組合物。例如塗佈該等材料而設置導電性感壓接著層28。 又,亦可如圖17B所示,將感壓強接著層45填充至探針5之孔中。感壓強接著層45之下表面係與探針下表面20及接著下表面9同一平面。作為感壓強接著層45之材料,例如可列舉:聚矽氧系、丙烯酸系、胺基甲酸酯系等之感壓強接著劑。感壓強接著層45之剝離力係相對於感壓接著層2之剝離力,例如為1.5倍以上。由於利用感壓強接著層45,將探針5牢固地固定於皮膚33,故而信號處理精度進一步提昇。 如圖18及圖19所示,探針5及連接部6亦可為一體。 即,探針5兼具連接部6。探針5具有實心之大致圓柱形狀。探針下表面20係自接著下表面9露出。探針上表面21係自基材上表面13露出。第1配線16A之長邊方向一端緣、及第2配線16B之長邊方向另一端緣各自與2個探針5各者之上端部接觸。作為探針5之材料,例如可列舉與連接部6相同之材料。 進而,雖未圖示,但亦可將電路部36設為一體地具備配線層4及連接部6之電路部36。 如圖20及圖21所示,連接部6可於俯視下小於探針5。通過探針5之外側面22之假想圓34係於俯視下包含連接部6而大於連接部6。連接部6之下端緣係與探針5之面方向中途部分(較外側面22內側部分)接觸。 於一實施形態中,如圖1所示,貼附型生物體感測器30之長邊方向中央部凸出,但並不限定於此,例如雖未圖示,貼附型生物體感測器30亦可長邊方向中央部不凸出而具有俯視大致矩形狀。 又,如圖22A及圖22B所示,生物體感測器用積層體1可進而具備保護構件50。 保護構件50係位於生物體感測器用積層體1中之上端部。具體而言,保護構件50係以封閉配線層4之上表面之方式配置於基材層3之基材上表面13。保護構件50具有沿基材上表面13之片狀。因此,保護構件50係保護基材上表面13及配線層4之上表面的保護層(上表面保護層)。 如圖22A所示,保護構件50例如具備保護基材51及第2感壓接著層52。保護構件50朝向下側依序具備保護基材51及第2感壓接著層52。於圖22A所示之變化例中,保護構件50僅包含保護基材51與第2感壓接著層52。 第2感壓接著層52係與基材上表面13及配線層4之上表面接觸。作為第2感壓接著層52之材料,例如可列舉:丙烯酸系感壓接著劑、聚矽氧系感壓接著劑、聚烯烴系感壓接著劑、環氧系感壓接著劑等,就獲得優異之透濕性之觀點而言,較佳可列舉丙烯酸系感壓接著劑。第2感壓接著層52之厚度例如為1 μm以上,且例如為50 μm以下。 保護基材51係配置於第2感壓接著層52之上表面。保護基材51具有沿第2感壓接著層52之上表面之片狀。保護基材51係與第2感壓接著層52之上表面接觸。藉此,保護基材51經由第2感壓接著層52而與基材上表面13及配線層4之上表面感壓接著。作為保護基材51之材料,可列舉樹脂。作為樹脂,例如可列舉:聚胺基甲酸酯系樹脂、聚矽氧系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、氯乙烯系樹脂、聚酯系樹脂等熱塑性樹脂,就確保優異之伸縮性之觀點而言,較佳可列舉聚胺基甲酸酯系樹脂。保護基材51之厚度例如為0.1 μm以上,且例如為50 μm以下。 保護構件50之厚度係保護基材51之厚度與第2感壓接著層52之厚度的合計,例如為1.1 μm以上,且例如為51 μm以下。 如圖22B所示,保護構件50亦可不具備第2感壓接著層52而僅包含保護基材51。保護基材51係直接配置於基材上表面13及配線層4之上表面,具體而言係與該等面接觸。 再者,上述發明係作為本發明之例示之實施形態而提供,但其僅為例示,不應限定性地進行解釋。對於本技術領域之從業者而言顯而易見之本發明之變化例包括在下述申請專利範圍內。 [產業上之可利用性] 生物體感測器例如係用於貼附型生物體感測器等。
1‧‧‧生物體感測器用積層體2‧‧‧感壓接著層3‧‧‧基材層4‧‧‧配線層5‧‧‧探針6‧‧‧連接部8‧‧‧接著上表面(感壓接著層之上表面之一例)9‧‧‧接著下表面(感壓接著層之下表面之一例)10‧‧‧接著槽11‧‧‧接著開口部12‧‧‧基材下表面13‧‧‧基材上表面14‧‧‧基材槽15‧‧‧基材開口部16A‧‧‧第1配線16B‧‧‧第2配線17A‧‧‧第1端子17B‧‧‧第2端子17C‧‧‧第3端子17D‧‧‧第4端子18‧‧‧探針構件19‧‧‧第1剝離片材20‧‧‧探針下表面21‧‧‧探針上表面22‧‧‧外側面23‧‧‧開口部25‧‧‧探針圖案26‧‧‧含探針之片材27‧‧‧切斷線28‧‧‧導電性感壓接著層29‧‧‧第2剝離片材30‧‧‧貼附型生物體感測器31‧‧‧電子零件32‧‧‧電池33‧‧‧皮膚34‧‧‧假想圓35‧‧‧2個端子36‧‧‧電路部37‧‧‧上端部38‧‧‧第1線條39‧‧‧狹縫41‧‧‧第1配線圖案42‧‧‧第2配線圖案43‧‧‧第2線條44‧‧‧網部45‧‧‧感壓強接著層50‧‧‧保護構件51‧‧‧保護基材52‧‧‧第2感壓接著層L1‧‧‧長邊方向長度L2‧‧‧短邊方向長度S‧‧‧電子零件之平面面積T1‧‧‧感壓接著層與基材層之總厚度T2‧‧‧感壓接著層之總厚度T3‧‧‧基材層之厚度T4‧‧‧配線層之厚度T5‧‧‧探針之厚度T6‧‧‧電子零件之厚度T7‧‧‧貼附型生物體感測器之總厚度
圖1係表示作為本發明之生物體感測器之一實施形態之貼附型生物體感測器的俯視圖。 圖2A及圖2B係圖1所示之貼附型生物體感測器之剖視圖,圖2A係表示沿A-A線之剖視圖,圖2B係表示沿B-B線之剖視圖。 圖3A~圖3D係圖2A所示之貼附型生物體感測器之製造步驟圖,圖3A係表示準備基材層及配線層之步驟,圖3B係表示貼合感壓接著層及基材層之步驟,圖3C係表示形成開口部並準備探針構件之步驟,圖3D係表示將探針構件嵌入至開口部之步驟、及形成連接部之步驟。 圖4係自下方觀察含探針之片材之立體圖,且表示切去第2剝離片材之一部分的立體圖。 圖5係說明探針構件之製作步驟之立體圖,上側圖係表示自下側觀察之立體圖,下側圖係表示自上側觀察之立體圖。 圖6A~圖6C係探針構件之分解立體圖,圖6A係表示探針構件,圖6B係表示連接部,圖6C係表示貼附型生物體感測器之長邊方向一端部之開口部。 圖7A及圖7B係一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器之剖視圖,圖7A係表示探針之上部埋入至感壓接著層之態樣,圖7B係表示探針未埋入至感壓接著層而自感壓接著層突出之態樣。 圖8A~圖8G係一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器之剖視圖,圖8A係表示配線層之下部埋入至基材層之態樣,圖8B係表示配線層未埋入至基材層而自基材層向上側突出之態樣,圖8C係表示配線層未自基材層露出而埋入至基材層中之態樣,圖8D係表示配線層以自基材下表面露出之方式埋入至基材層之態樣,圖8E係表示配線層埋入至感壓接著層及基材層兩者中之態樣,圖8F係表示配線層以自接著上表面露出之方式埋入至感壓接著層中之態樣,圖8G係表示配線層未自感壓接著層露出而埋入至感壓接著層中之態樣。 圖9係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(連接部為俯視大致半環形狀)之分解立體圖。 圖10係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(連接部具有俯視大致半環形狀之上端部、及自其向下側延伸之複數條第1線條之態樣)之分解立體圖。 圖11A~圖11C係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器之探針構件的立體圖,圖11A係表示連接部具有狹縫之態樣,圖11B係表示連接部具有第2線條之態樣,圖11C係表示連接部具有網部之態樣。 圖12係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(探針為大致板形狀)之剖視圖。 圖13係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(探針為實心之大致柱形狀)之剖視圖。 圖14係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(連接部為大致棒(針)柱形狀)之俯視圖。 圖15係表示圖14所示之貼附型生物體感測器之沿A-A線之剖視圖。 圖16係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(連接部為大致棒(針)形狀,且探針為大致板形狀)之剖視圖。 圖17A及圖17B係圖15所示之貼附型生物體感測器之進一步之變化例,圖17A係表示導電性感壓接著層設置於探針下表面之態樣,圖17B係表示感壓強接著層設置於探針之孔之態樣。 圖18係表示一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器(探針及連接部為一體之態樣)之俯視圖。 圖19係表示圖18所示之貼附型生物體感測器之沿A-A線之剖視圖。 圖20係表示探針大於連接部之變化例之剖視圖。 圖21係表示圖20所示之探針及連接部之放大立體圖。 圖22A及圖22B係一實施形態之變化例之貼附型生物體感測器之剖視圖,圖22A係表示設置有具備保護基材及第2感壓接著層之保護層之態樣,圖22B係表示設置有僅包含保護基材之保護層之態樣。
2‧‧‧感壓接著層
3‧‧‧基材層
4‧‧‧配線層
5‧‧‧探針
6‧‧‧連接部
8‧‧‧接著上表面(感壓接著層之上表面之一例)
9‧‧‧接著下表面(感壓接著層之下表面之一例)
10‧‧‧接著槽
11‧‧‧接著開口部
12‧‧‧基材下表面
13‧‧‧基材上表面
14‧‧‧基材槽
15‧‧‧基材開口部
16A‧‧‧第1配線
17A‧‧‧第1端子
18‧‧‧探針構件
20‧‧‧探針下表面
21‧‧‧探針上表面
22‧‧‧外側面
30‧‧‧貼附型生物體感測器
31‧‧‧電子零件
33‧‧‧皮膚
36‧‧‧電路部
41‧‧‧第1配線圖案
T1‧‧‧感壓接著層與基材層之總厚度
T2‧‧‧感壓接著層之總厚度
T3‧‧‧基材層之厚度
T4‧‧‧配線層之厚度
T5‧‧‧探針之厚度
T6‧‧‧電子零件之厚度
T7‧‧‧貼附型生物體感測器之總厚度

Claims (4)

  1. 一種生物體感測器,其特徵在於具備:感壓接著層,其係用以貼附於生物體表面;基材層,其配置於上述感壓接著層之上表面且具有伸縮性;探針,其配置於上述感壓接著層之下表面;及電子零件,其係以與上述探針連接之方式安裝於上述基材層;並且上述感壓接著層與上述基材層之總厚度為1μm以上且未達100μm;且於對上述感壓接著層進行角質剝離試驗時之角質剝離面積率為50%以下;按照JIS K 7127(1999年),於拉伸速度5mm/分鐘、試片類型2之條件下進行測定時,上述基材層之斷裂伸長率為200%以上、2000%以下;基於JIS K 7127(1999年),以夾頭間100mm,拉伸速度300mm/min的條件進行斷裂時的強度之測定時,基材層3於20℃下之拉伸強度為0.1N/20mm以上、20N/20mm以下;藉由在頻率1Hz及升溫速度10℃/分鐘之條件下對上述基材層進行動態黏彈性測定所求得之上述基材層於20℃之拉伸儲存彈性模數E'為0.1MPa、以上2,000MPa以下。
  2. 如請求項1之生物體感測器,其中上述感壓接著層之厚度為10μm以上且95μm以下。
  3. 如請求項1之生物體感測器,其中上述電子零件之厚度為1μm以上且1000μm以下。
  4. 如請求項1之生物體感測器,其中上述電子零件之平面面積為0.001mm2以上且10mm2以下。
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