WO2019092919A1 - 貼付型生体センサ - Google Patents

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WO2019092919A1
WO2019092919A1 PCT/JP2018/025923 JP2018025923W WO2019092919A1 WO 2019092919 A1 WO2019092919 A1 WO 2019092919A1 JP 2018025923 W JP2018025923 W JP 2018025923W WO 2019092919 A1 WO2019092919 A1 WO 2019092919A1
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WO
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interposer
terminal
electronic component
layer
base
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Application number
PCT/JP2018/025923
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English (en)
French (fr)
Inventor
森 重恭
良真 吉岡
豊田 英志
敬史 竹村
Original Assignee
日東電工株式会社
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/279Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses
    • A61B5/291Bioelectric electrodes therefor specially adapted for particular uses for electroencephalography [EEG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/332Portable devices specially adapted therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details

Definitions

  • the present invention relates to a patch-type biosensor.
  • a sticking type biological sensor attached to a living body surface and sensing a living body.
  • a bio-sensor for example, a biocompatible polymer substrate comprising a module for data acquisition, a polymer layer having viscosity, an electrode disposed on the polymer layer, and a wiring for connecting the module for data acquisition and the electrode has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • a polymer layer is attached to the surface of a living body, an electrode detects a biological signal, for example, a voltage signal derived from a myocardium, and a data acquisition module receives a voltage signal derived from a myocardium Record.
  • a biological signal for example, a voltage signal derived from a myocardium
  • a data acquisition module receives a voltage signal derived from a myocardium Record.
  • a plurality of small electronic components such as a wireless transmission device for transmitting data to an external device are mounted (mounted).
  • the polymer layer used for the biocompatible polymer substrate is provided with stretchability and flexibility, it is difficult to mount electronic components as compared with a general substrate, and the mounting tends to be insufficient. Then, the biocompatible polymer substrate irregularly deforms in the three-dimensional direction on the surface of the living body during its use, which causes a problem that the electronic component is detached from the polymer layer.
  • the present invention provides a biological sensor that can suppress the dropout of an electronic component.
  • the present invention [1] has stretchability and is disposed on the substrate for sticking to the surface of the living body, the interposer disposed on one side in the thickness direction of the substrate, and one side on the thickness direction of the substrate
  • An electronic component, the substrate includes a pressure-sensitive adhesive layer, a substrate layer, and a wiring layer, and the electronic component is electrically connected to the wiring layer of the substrate through the interposer.
  • the electronic component is electrically connected to the substrate via the interposer. That is, the electronic component can be mounted on the interposer and then the interposer can be mounted on the base material. Therefore, it is not necessary to mount a plurality of small electronic components directly on the flexible substrate, and the electronic components can be reliably mounted on the substrate via the interposer. As a result, when the biological sensor is attached to the surface of a living body and used, the electronic component can be prevented from falling off.
  • the present invention [2] is a patch-type living body according to [1], wherein the area at the electrical connection point between the base and the interposer is larger than the area at the electrical connection point between the electronic component and the interposer. Includes a sensor.
  • the number of electrical connection points between the base and the interposer is the same as or less than the number of electrical connection points between the electronic component and the interposer. , [1] or [2].
  • the present invention [4] includes the adhesive biosensor according to any one of [1] to [3], wherein the interposer is flexible.
  • the interposer can flexibly deform its shape in accordance with the movement of the substrate. Therefore, it is possible to suppress the dropout of the interposer from the base material. Moreover, since it can suppress that a biological body surface contacts a hard member at the time of use, it is excellent in a wearing feeling.
  • the present invention [5] includes the biosensor according to [4], wherein the flexural rigidity of the interposer is 3.0 ⁇ 10 12 GPa ⁇ ⁇ m 4 or less.
  • the flexibility can be more reliably exhibited, and the dropout of the interposer from the base material can be suppressed. Moreover, the wearing feeling is further excellent.
  • FIG. 1 shows a plan view of an embodiment of a patch-type biosensor of the present invention.
  • FIG. 2 shows a plan view of a base of the adhesive type biosensor shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side sectional view taken along the line AA of the patch-type biosensor shown in FIG. 4A to 4B are enlarged views of the electronic component area of the adhesive type biosensor shown in FIG. 1
  • FIG. 4A is a plan view omitting the lower surface of the interposer
  • FIG. 4B is a plan view illustrating the lower surface of the interposer Indicates 5A to 5B are enlarged views of the electronic component region of the adhesive type biosensor shown in FIG. 1
  • FIG. 5A is a plan view of only the base material
  • FIG. 5B is a plan view of only the interposer.
  • 6A to 6B are side sectional views of the adhesive type biosensor shown in FIG. 4A, FIG. 6A is a sectional view along line AA, and FIG. 6B is a side sectional view along line BB .
  • FIG. 7 shows a side sectional view when the patch-type biosensor shown in FIG. 1 is stuck to the skin.
  • 8A to 8D are manufacturing process diagrams of the patch-type biosensor shown in FIG. 1, wherein FIG. 8A is a step of preparing a base layer and a wiring layer, and FIG. 8B is a step of preparing a pressure sensitive adhesive layer and a base layer. The step of bonding, FIG.
  • FIG. 8C shows the step of forming the opening and the step of preparing the probe member
  • FIG. 8D shows the step of fitting the probe member into the opening and the step of forming the connecting portion
  • 9E to 9G are manufacturing process diagrams of the patch-type biosensor shown in FIG. 1 following FIG. 8D
  • FIG. 9E is a process (first process) for mounting an electronic component on an interposer
  • FIG. 9F is an interposer A step of mounting the second embodiment on a base material (second step)
  • FIG. 9G show a step of obtaining a patch type biosensor.
  • 10A to 10C are exploded perspective views of the probe member, and FIG. 10A shows the probe member, FIG. 10B shows the connection portion, and FIG.
  • FIG. 10C shows the opening at one end in the longitudinal direction of the substrate.
  • FIG. 11 shows a side cross-sectional view of the attached type biosensor shown in FIG. 1 attached to the skin and bent.
  • FIG. 12 shows a modification (wire bonding mounted form) of the sticking type biosensor shown in FIG.
  • FIG. 13 is a plan view of a modification of the adhesive biosensor shown in FIG. 1 (a form in which the battery area overlaps the electronic component area).
  • FIG. 14 shows a side sectional view of the electronic component region when the battery is mounted on the adhesive type biosensor shown in FIG.
  • FIG. 15 shows a modification of the adhesive type biosensor shown in FIG. 1 (a form in which the electronic component is mounted on the lower side of the interposer).
  • FIG. 16 shows a plan view of an interposer of the sticking type biosensor shown in FIG.
  • the left-right direction in the drawing is the longitudinal direction (first direction) of the adhesive biosensor 1.
  • the right side in the drawing is one side in the longitudinal direction (one side in the first direction), and the left side in the drawing is the other side in the longitudinal direction (the other side in the first direction).
  • the vertical direction on the sheet is the short side direction of the adhesive type biosensor 1 (a direction orthogonal to the longitudinal direction, a width direction, and a second direction orthogonal to the first direction).
  • the upper side of the drawing is one side in the lateral direction (one side in the width direction, one side in the second direction), and the lower side in the drawing is the other side in the lateral direction (the other side in the width direction, the other side in the second direction).
  • the paper thickness direction is the vertical direction (thickness direction, first direction and third direction orthogonal to the second direction) of the stick type biosensor 1.
  • the paper front side is the upper side (one side in the thickness direction, one side in the third direction), and the back side in the paper is the lower side (the other side in the thickness direction, the other side in the third direction).
  • the attachable biosensor 1 has a substantially flat plate shape extending in the longitudinal direction.
  • the sticking type biosensor 1 includes a substrate 2, an interposer 3 disposed on the upper side of the substrate 2, and a plurality of electronic components 4 disposed on the upper side of the interposer 3.
  • the base material 2 is a base material for attachment with a circuit portion as shown in FIG. 2 and is, for example, a base material having stretchability and pressure-sensitive adhesiveness while having a base material circuit portion 26 (described later). is there.
  • the substrate 2 is a flat plate extending in the longitudinal direction, and is a sheet having excellent stretchability.
  • the base material 2 has a strip extending in the longitudinal direction, and a central portion in the longitudinal direction bulges outward in the width direction (the direction orthogonal to the longitudinal direction and the vertical direction) (width direction). Have.
  • An electronic component area 14 and a battery area 15 are partitioned in the base material 2.
  • the electronic component area 14 is an area where the electronic component 4 and the interposer 3 are mounted. That is, when the patch-type biosensor 1 is projected in the vertical direction (thickness direction), it is an area overlapping with the interposer 3. Specifically, the electronic component region 14 is partitioned on one side in the lateral direction at the longitudinal central portion.
  • the battery area 15 is an area where the battery 70 is mounted. That is, when the patch-type biosensor 1 having the battery 70 mounted thereon is projected in the vertical direction, the region overlaps the battery 70. Specifically, battery region 15 is partitioned on the other side in the lateral direction at the central portion in the longitudinal direction, and is located on the other side in the lateral direction at a distance from electronic component region 14.
  • the substrate 2 includes a pressure-sensitive adhesive layer 5, a substrate layer 6 disposed on the upper surface (one surface in the thickness direction) of the pressure-sensitive adhesive layer 5, and a wiring layer 7 disposed on the upper surface of the substrate layer 6.
  • a probe 8 disposed on the lower surface (the other surface in the thickness direction) of the pressure-sensitive adhesive layer 5 and a connection portion 9 for connecting the wiring layer 7 and the probe 8 are provided.
  • the pressure sensitive adhesive layer 5 forms the lower surface (pressure sensitive adhesive surface) of the substrate 2. That is, the pressure-sensitive adhesive layer 5 is a layer that imparts pressure-sensitive adhesiveness to the lower surface of the stick-type biosensor 1 in order to stick the substrate 2 to the surface of the living body (such as the skin 80 in FIG. 7).
  • the pressure sensitive adhesive layer 5 forms the outer shape of the substrate 2.
  • the pressure sensitive adhesive layer 5 has a flat plate shape extending in the longitudinal direction.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 5 has the first openings 11 at both longitudinal ends. Each of the two first openings 11 has a substantially ring shape in plan view. The first opening 11 penetrates the pressure-sensitive adhesive layer 5 in the vertical direction. Also, the lower surface inside the first opening 11 is opened downward, and has a first groove 10 corresponding to the probe 8.
  • the material of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is not particularly limited as long as the material has pressure-sensitive adhesion, for example.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 5 is also an elastic material having elasticity.
  • a material of the pressure sensitive adhesive layer 5 the material which has biocompatibility is mentioned, As such a material, an acrylic pressure sensitive adhesive agent, a silicone type pressure sensitive adhesive agent, etc. are mentioned.
  • an acrylic pressure sensitive adhesive is mentioned.
  • acrylic pressure-sensitive adhesives include acrylic polymers described in JP-A-2003-342541.
  • the thickness of the pressure sensitive adhesive layer 5 is, for example, 10 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more, and for example, 95 ⁇ m or less, preferably 70 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less.
  • the dimension in planar view of pressure sensitive adhesive layer 5 is suitably set up according to skin 80 (after-mentioned) to which pasting type biosensor 1 is stuck.
  • the longitudinal length of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is, for example, 30 mm or more, preferably 50 mm or more, and for example, 1000 mm or less, preferably 200 mm or less.
  • the length in the short direction of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is, for example, 5 mm or more, preferably 10 mm or more, and for example, 300 mm or less, preferably 100 mm or less.
  • the base layer 6 forms the upper surface of the base 2.
  • the base layer 6 forms the outer shape of the base 2 together with the pressure sensitive adhesive layer 5.
  • the plan view shape of the base material layer 6 is the same as the plan view shape of the pressure sensitive adhesive layer 5.
  • the base layer 6 is disposed on the entire top surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5.
  • the base layer 6 is a support layer that supports the pressure-sensitive adhesive layer 5.
  • the base layer 6 has a flat plate shape extending in the longitudinal direction.
  • the base material layer 6 has the base material groove
  • the base groove 12 has the same pattern shape as the wiring layer 7 in plan view.
  • the substrate groove 12 is opened upward.
  • the base layer 6 also has a second opening 13 corresponding to the first opening 11.
  • the second opening 13 communicates with the first opening 11 in the vertical direction.
  • the second opening 13 has a substantially ring shape in plan view having the same shape and the same size as the first opening 11.
  • Examples of the material of the base layer 6 include an insulator having stretchability.
  • Examples of such materials include thermoplastic resins such as polyurethane resins, silicone resins, acrylic resins, polystyrene resins, vinyl chloride resins, polyester resins, etc., preferably polyurethane resins.
  • the breaking elongation of the base material layer 6 is, for example, 100% or more, preferably 200% or more, more preferably 300% or more, and for example, 2000% or less. If the breaking elongation is equal to or more than the above lower limit, the material of the base material layer 6 can have excellent stretchability.
  • the elongation at break is measured at a tensile speed of 5 mm / min and test piece type 2 in accordance with JIS K 7127 (1999).
  • the tensile strength at 20 ° C. of the base material layer 6 is, for example, 0.1 N / 20 mm or more, preferably 1 N / 20 mm or more. For example, it is 20 N / 20 mm or less. Tensile strength is measured based on JIS K 7127 (1999).
  • the tensile storage elastic modulus E ′ of the base material layer 6 at 20 ° C. is, for example, 2,000 MPa or less, preferably 1,000 MPa or less, more preferably 100 MPa or less, still more preferably 50 MPa or less, particularly preferably 20 MPa or less and, for example, 0.1 MPa or more. If tensile storage elastic modulus E 'of the base material layer 6 is below the said upper limit, the material of the base material layer 6 can have the outstanding elasticity.
  • the tensile storage elastic modulus E ′ at 20 ° C. of the substrate layer 6 is determined by performing dynamic viscoelasticity measurement on the substrate layer 6 under the conditions of a frequency of 1 Hz and a temperature rising rate of 10 ° C./minute.
  • (1) breaking elongation is 100% or more
  • (2) tensile strength is 20 N / 20 mm or less
  • (3) tensile storage elastic modulus E ' is 2,000 MPa or less. If two or more requirements, more preferably all three requirements, are satisfied, the substrate layer 6 has excellent stretchability as well as excellent flexibility.
  • the thickness of the base material layer 6 is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, and for example, 95 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 10 ⁇ m or less.
  • the wiring layer 7 is embedded in the base material groove 12. Specifically, the wiring layer 7 is embedded in the upper portion of the base layer 6 so that the upper surface thereof is exposed from the base layer 6. The upper surface of the wiring layer 7 forms the upper surface of the base 2 together with the upper surface of the base layer 6.
  • the wiring layer 7 has a wiring pattern for electrically connecting the interposer 3 and the connection portion 9 or the battery 70 (described later). Specifically, the wiring layer 7 includes a first signal wiring pattern 21, a second signal wiring pattern 22, a first power supply wiring pattern 23, and a second power supply wiring pattern 24.
  • the first signal wiring pattern 21 electrically connects the interposer 3 and the connection portion 9.
  • the first signal wiring pattern 21 is disposed on one side in the longitudinal direction of the base layer 6.
  • the first signal wiring pattern 21 includes a first base signal terminal 21A and a first signal wiring 21B continuous to the first base signal terminal 21A.
  • the first base signal terminal 21 ⁇ / b> A is disposed in the electronic component region 14. Specifically, the first base signal terminal 21 ⁇ / b> A is disposed at one longitudinal end portion of the central portion in the short direction of the electronic component region 14.
  • the first signal wiring 21B extends from one end in the longitudinal direction of the base layer 6 toward the other side in the longitudinal direction, is bent at the central portion in the longitudinal direction of the base layer 6, and extends toward one side in the lateral direction.
  • One end of the first signal wiring 21 B is continuous with the first base signal terminal 21 A, and the other end is continuous with the connecting portion 9 located at one end of the base layer 6 in the longitudinal direction.
  • the second signal wiring pattern 22 electrically connects the interposer 3 and the connection portion 9.
  • the second signal wiring pattern 22 is disposed on the other side in the longitudinal direction of the first signal wiring pattern 21 at an interval.
  • the second signal wiring pattern 22 includes a second base signal terminal 22A and a second signal wiring 22B continuous to the second base signal terminal 22A.
  • the second base signal terminal 22 ⁇ / b> A is disposed in the electronic component region 14. Specifically, the second base signal terminal 22 ⁇ / b> A is disposed at the other end in the longitudinal direction of the central portion in the lateral direction of the electronic component region 14.
  • the second signal wiring 22B extends from the other end of the base layer 6 in the longitudinal direction toward one side in the longitudinal direction, bends at the center in the longitudinal direction of the base layer 6, and extends toward the one side in the lateral direction. .
  • One end of the second signal wiring 22B is continuous with the second base signal terminal 22A, and the other end is continuous with the connecting portion 9 located at the other end of the base layer 6 in the longitudinal direction.
  • the first power supply wiring pattern 23 electrically connects the interposer 3 and the battery 70.
  • the first power supply wiring pattern 23 is disposed at the center of the base layer 6 in the longitudinal direction.
  • the first power supply wiring pattern 23 includes a first base material power supply terminal 23A, a first battery power supply terminal 23C, and a first power supply wiring 23B connecting these.
  • the first base material power supply terminal 23A is disposed in the electronic component region 14. Specifically, the first base material power supply terminal 23A is disposed at the other end in the lateral direction at the longitudinal central portion of the electronic component region 14.
  • the first battery power supply terminal 23 ⁇ / b> C is disposed in the battery area 15. Specifically, the first battery power supply terminal 23 ⁇ / b> C is disposed on the other side in the lateral direction at the central portion in the longitudinal direction of the base material layer 6.
  • the first power supply wiring 23B extends linearly from one side in the lateral direction of the base layer 6 toward the other side in the lateral direction. One end of the first power supply wiring 23B is continuous with the first base power supply terminal 23A, and the other end is continuous with the first battery power supply terminal 23C.
  • the second power supply wiring pattern 24 electrically connects the interposer 3 and the battery 70.
  • the second power supply wiring pattern 24 is disposed on the other side in the longitudinal direction of the first power supply wiring pattern 23 at the center in the longitudinal direction of the base material layer 6 with a gap.
  • the second power supply wiring pattern 24 includes a second base power supply terminal 24A, a second battery power supply terminal 24C, and a second power supply wiring 24B connecting these.
  • the second base power supply terminal 24A is disposed in the electronic component area 14. Specifically, the second base power supply terminal 24A is disposed on the other side in the longitudinal direction at a distance from the first base power supply terminal 23A at the other end in the widthwise center of the electronic component region 14 in the longitudinal direction. It is done.
  • the second battery power supply terminal 24 ⁇ / b> C is disposed in the battery area 15. Specifically, the second battery power supply terminal 24C is disposed on the other side in the longitudinal direction at a distance from the first battery power supply terminal 23C on the other side in the short side direction of the longitudinal direction central portion of the base material layer 6 ing.
  • the second power supply wiring 24B extends linearly from one side in the lateral direction of the base layer 6 toward the other side in the lateral direction. One end of the second power supply wiring 24B is continuous with the second base power supply terminal 24A, and the other end is continuous with the second battery power supply terminal 24C.
  • Each terminal of the wiring layer 7 (a first substrate signal terminal 21A, a second substrate signal terminal 22A, a first substrate power terminal 23A, a second substrate power terminal 24A, a first battery power terminal 23C, a second battery
  • Each of the power supply terminals 24C has a substantially rectangular shape (land shape) in plan view.
  • the interposer-side substrate terminal 25 to be mounted is configured.
  • Examples of the material of the wiring layer 7 include conductors such as copper, nickel, gold, and their alloys. As a material of the wiring layer 7, preferably, copper is mentioned.
  • the thickness of the wiring layer 7 is thinner than, for example, the thickness of the base layer 6.
  • the thickness of the wiring layer 7 is, for example, 0.1 ⁇ m or more, preferably 1 ⁇ m or more, and for example, 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less.
  • the probe 8 contacts the skin 80 to sense an electrical signal from the living body, temperature, vibration, sweat, metabolites, etc. Electrode (bioelectrode).
  • the probe 8 is embedded in the pressure sensitive adhesive layer 5 so as to be exposed from the lower surface of the pressure sensitive adhesive layer 5. That is, the probe 8 is embedded in the first groove 10 in the pressure-sensitive adhesive layer 5 inside the first opening 11.
  • the probe 8 is disposed on the lower surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5 forming the first groove 10.
  • the probe 8 forms the lower surface of the substrate 2 together with the pressure sensitive adhesive layer 5.
  • the probe 8 has a net shape, preferably a substantially grid shape in plan view (or a substantially mesh shape).
  • FIG. 10A of the side surfaces of the probe 8, the outer side surface located on the outermost side forms an imaginary circle passing through them in a plan view.
  • Examples of the material of the probe 8 include the materials (specifically, conductors) exemplified for the wiring layer 7.
  • the outer dimensions of the probe 8 are set such that an imaginary circle passing through the outer side surface 16 overlaps an inner peripheral surface defining the first opening 11 in a plan view.
  • connection portion 9 is provided corresponding to the second opening 13 and the first opening 11, and has the same shape as them.
  • the connecting portion 9 vertically penetrates (passes) the base material layer 6 and the pressure-sensitive adhesive layer 5, and is filled in the second opening 13 and the first opening 11.
  • the connection portion 9 has an endless shape in plan view along the outer side surface 16 of the probe 8 as shown in FIG. 10B.
  • the connection portion 9 has a substantially cylindrical shape in which the axis extends vertically (along an imaginary circle passing through the outer side surface 16).
  • connection portion 9 is in contact with the outer surface 16 of the probe 8.
  • the connection portion 9 is pressure-sensitively adhered to the pressure-sensitive adhesive layer 5 outside the first opening 11 and the pressure-sensitive adhesive layer 5 inside the first opening 11.
  • the connecting portion 9 is in contact with the base layer 6 outside the second opening 13 and the base layer 6 inside the second opening 13.
  • connection portion 9 is flush with the upper surface of the base layer 6.
  • the lower surface of the connection portion 9 is flush with the lower surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5.
  • connection portion 9 located on one side in the longitudinal direction is continuous with one end edge in the longitudinal direction of the first signal wiring 21B at the upper end portion.
  • the connection portion 9 located on the other side in the longitudinal direction is continuous at the upper end portion with the other end edge in the longitudinal direction of the second signal wire 22B. That is, the connection portion 9 is electrically connected to the wiring layer 7.
  • connection portion 9 electrically connects the wiring layer 7 and the probe 8.
  • connection part 9 As a material of the connection part 9, a metal, electroconductive resin (including electroconductive polymer), etc. are mentioned, for example, Preferably, electroconductive resin etc. are mentioned.
  • connection portion 9 and the wiring layer 7 constitute a base circuit portion 26 which electrically connects the probe 8 to the interposer 3. That is, the base material circuit portion 26 includes the wiring layer 7 disposed on the upper surface of the base material 2 and the connection portion 9 which passes the base material 2 in the vertical direction.
  • the interposer 3 electrically connects the plurality of electronic components 4 to the wiring layer 7 and is interposed between the plurality of electronic components 4 and the wiring layer 7 and is electrically connected to these.
  • the interposer 3 is disposed in the electronic component region 14 as shown in FIGS. 1 and 4A to 5B.
  • the interposer 3 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the interposer 3 has flexibility (flexibility).
  • the interposer 3 includes a support substrate 31, a lower wiring layer 32 disposed on the lower surface of the support substrate 31, and an upper wiring layer 33 disposed on the upper surface of the support substrate 31. And a via portion electrically connecting them.
  • the support substrate 31 has a flat plate shape having a substantially rectangular shape in a plan view, and forms an outer shape of the interposer 3.
  • the support substrate 31 is formed with a plurality of through holes corresponding to the plurality of via portions 34.
  • Examples of the material of the support substrate 31 include an insulator having flexibility.
  • an insulator having flexibility for example, polyimide resins, polyamideimide resins, acrylic resins, polyether nitrile resins, polyether sulfone resins, polyethylene terephthalate resins, polyethylene naphthalate resins, polyvinyl chloride resins And synthetic resins and the like, and preferably, polyimide resins.
  • the metal thin film for example, stainless steel foil
  • the support substrate 31 is a polyimide substrate formed of a polyimide resin.
  • the thickness of the support substrate 31 is, for example, 5 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or more, and for example, 2 mm or less, preferably 1 mm or less.
  • the lower wiring layer 32 includes a lower terminal (base-side relay terminal) 35 and a lower wiring 36, as indicated by a broken line in FIG. 5B.
  • the lower terminal 35 includes a plurality (two) of relay signal terminals 37 and a plurality (two) of relay power terminals 38.
  • the plurality of relay signal terminals 37 include a first relay signal terminal 37A and a second relay signal terminal 37B.
  • the first relay signal terminal 37 ⁇ / b> A is disposed at one end in the longitudinal direction at the central portion in the lateral direction of the interposer 3.
  • the first relay signal terminal 37A is continuous with one end of a first lower wiring 36A (described later).
  • the first relay signal terminal 37A is electrically connected to the first base signal terminal 21A via a conductive bonding material (described later).
  • the second relay signal terminal 37 ⁇ / b> B is disposed at the other end in the longitudinal direction at the central portion in the lateral direction of the interposer 3.
  • the second relay signal terminal 37B is continuous with one end of a second lower wiring 36B (described later).
  • the second relay signal terminal 37B is electrically connected to the second base signal terminal 22A via the conductive bonding material.
  • the plurality of relay power supply terminals 38 include a first relay power supply terminal 38A and a second relay power supply terminal 38B.
  • the first relay power supply terminal 38 ⁇ / b> A is disposed at the other end of the interposer 3 in the lateral direction.
  • the first relay power supply terminal 38A is continuous with one end of the third lower wiring 36C.
  • the first relay power supply terminal 38A is electrically connected to the first base power supply terminal 23A via the conductive bonding material.
  • the second relay power supply terminal 38 ⁇ / b> B is disposed on the other side in the longitudinal direction of the first relay power supply terminal 38 ⁇ / b> A at the other end of the interposer 3 in the lateral direction.
  • the second relay power supply terminal 38B is continuous with one end of the fourth lower wiring 36D.
  • the second relay power supply terminal 38B is electrically connected to the second base power supply terminal 24A via the conductive bonding material.
  • the terminals (the relay signal terminal 37 and the relay power supply terminal 38) forming the lower side terminal 35 each have a substantially rectangular shape (land shape) in plan view.
  • the lower wiring 36 includes a first lower wiring 36A, a second lower wiring 36B, a third lower wiring 36C, and a fourth lower wiring 36D.
  • the first lower wiring 36A electrically connects the first relay signal terminal 37A and a first via 34A (described later). Specifically, one end of the first lower wiring 36A is continuous with the first relay signal terminal 37A, and the other end is connected to the first via 34A.
  • the second lower wiring 36B electrically connects the second relay signal terminal 37B to a second via 34B (described later). Specifically, one end of the second lower wiring 36B is continuous with the second relay signal terminal 37B, and the other end is connected to the second via 34B.
  • the third lower wiring 36C electrically connects the first relay power terminal 38A to the third via 34C (described later) and the fourth via 34D (described later). Specifically, one end of the third lower wiring 36C is continuous with the first relay terminal 38A, the other end is connected to the third via 34C, and the middle portion of the third lower wiring 36C is the fourth. Connected to the via 34D.
  • the fourth lower wiring 36D electrically connects the second relay power supply terminal 38B to the fifth via 34E (described later) and the sixth via 34F (described later). Specifically, one end of the fourth lower wiring 36D is connected to the second relay power supply terminal 38B, and the other end is connected to the fifth via 34E, and the middle part thereof is connected to the sixth via 34F. Connected
  • the upper wiring layer 33 includes an upper terminal (electronic component side relay terminal) 39 and an upper wiring 40, as indicated by a solid line in FIG. 5B.
  • the upper terminal 39 includes a plurality (eight) of first upper terminals 41, a plurality (four) of second upper terminals 42, and a plurality (four) of third upper terminals 43.
  • the plurality of first upper terminals 41 are provided on the upper surface of the interposer 3 so as to correspond to the plurality (eight) of first component terminals 54 (described later) of the first electronic component 51.
  • the plurality of first upper terminals 41 are a first upper terminal A (41A), a first upper terminal B (41B), a first upper terminal C (41C), and a first upper terminal D ( 41D), a first upper terminal E (41E), a first upper terminal F (41F), a first upper terminal G (41G), and a first upper terminal H (41H).
  • the plurality of second upper terminals 42 are provided on the upper surface of the interposer 3 so as to correspond to the plurality (four) of second component terminals 55 (described later) of the second electronic component 52.
  • the plurality of second upper terminals 42 are a second upper terminal A (42 A), a second upper terminal B (42 B), a second upper terminal C (42 C), and a second upper terminal D ( 42D).
  • the plurality of third upper terminals 43 are provided on the upper surface of the interposer 3 so as to correspond to the plurality (four) of third component terminals 56 (described later) of the third electronic component 53.
  • the plurality of third upper terminals 43 are a third upper terminal A (43A), a third upper terminal B (43B), a third upper terminal C (43C), and a third upper terminal D ( 43D).
  • Each of the first upper terminal 41, the second upper terminal 42, and the third upper terminal 43 has a substantially rectangular shape (land shape) in plan view.
  • the upper side wiring 40 includes a first upper side wiring 40A, a second upper side wiring 40B, a third upper side wiring 40C, a fourth upper side wiring 40D, a fifth upper side wiring 40E, a sixth upper side wiring 40F, and a seventh upper side.
  • a wire 40G, an eighth upper wire 40H, and a ninth upper wire 40I are provided.
  • the first upper wire 40A electrically connects the first upper terminal A (41A) and a first via 34A (described later). Specifically, one end of the first upper wire 40A is continuous with the first upper terminal A (41A), and the other end is connected to the first via 34A.
  • the second upper wire 40B electrically connects the first upper terminal B (41B) and a second via 34B (described later). Specifically, one end of the second upper wire 40B is continuous with the first upper terminal B (41B), and the other end is connected to the second via 34B.
  • the third upper wiring 40C electrically connects the first upper terminal C (41C) and the second upper terminal D (42D). Specifically, one end of the third upper wire 40C is continuous with the first upper terminal C (41C), and the other end is continuous with the second upper terminal D (42D).
  • the fourth upper wiring 40D electrically connects the first upper terminal D (41D) and the third upper terminal A (43A). Specifically, one end of the fourth upper wire 40D is continuous with the first upper terminal D (41D), and the other end is continuous with the third upper terminal A (43A).
  • the fifth upper wiring 40E electrically connects the first upper terminal E (41E) and the second upper terminal A (42A). Specifically, one end of the fifth upper wiring 40E is continuous with the first upper terminal E (41E), and the other end is continuous with the second upper terminal A (42A).
  • the sixth upper wire 40F electrically connects the first upper terminal F (41F) and the third upper terminal B (43B). Specifically, one end of the sixth upper wire 40F is continuous with the first upper terminal F (41F), and the other end is continuous with the third upper terminal B (43B).
  • the seventh upper wire 40G electrically connects the first upper terminal G (41G) and the second upper terminal B (42B) or the third via 34C. Specifically, one end of the seventh upper wire 40G is continuous with the first upper terminal G (41G), and the other end is continuous with the second upper terminal B (42B), and an intermediate portion between them. Are connected to a third via 34C (described later).
  • the eighth upper wire 40H electrically connects the first upper terminal H (41H) and the fifth via 34E. Specifically, one end of the eighth upper wire 40H is continuous with the first upper terminal H (41H), and the other end is connected to the fifth via 34E.
  • the ninth upper wire 40I is electrically connected to the second upper terminal C (42C).
  • the ninth upper wire 40I has a substantially T-shape in a plan view. Specifically, one end of the ninth upper wire 40I extends from the second upper terminal C (42C) toward the other side in the lateral direction, branches at the other end in the lateral direction of the interposer 3, and both longitudinal directions It extends outward.
  • the ninth upper wire 40I has a function as an antenna wire.
  • the via portion 34 vertically penetrates the support substrate 31 so as to electrically connect the lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33.
  • the via portion 34 includes a first via 34A, a second via 34B, a third via 34C, a fourth via 34D, a fifth via 34E, and a sixth via 34F.
  • the first via 34A electrically connects the first lower wiring 36A and the first upper wiring 40A. Specifically, the lower end of the first via 34A is connected to the other end of the first lower wiring 36A, and the upper end is connected to the other end of the first upper wiring 40A.
  • the second via 34B electrically connects the second lower wiring 36B and the second upper wiring 40B. Specifically, the lower end of the second via 34B is connected to the other end of the second lower wiring 36B, and the upper end thereof is connected to the other end of the second upper wiring 40B.
  • the third via 34C electrically connects the third lower wiring 36C and the seventh upper wiring 40G. Specifically, the lower end of the third via 34C is connected to the other end of the third lower wire 36C, and the upper end thereof is connected to the middle portion of the seventh upper wire 40G.
  • the fourth via 34D electrically connects the third lower wiring 36C and the third upper terminal C (43C). Specifically, the lower end of the fourth via 34D is connected to the middle portion of the third lower wiring 36C, and the upper end thereof is connected to the third upper terminal C (41C).
  • the fifth via 34E electrically connects the fourth lower wiring 36D and the eighth upper wiring 40H. Specifically, the lower end of the fifth via 34E is connected to the other end of the fourth lower wiring 36D, and the upper end thereof is connected to the other end of the eighth upper wiring 40H.
  • the sixth via 34F electrically connects the fourth lower wiring 36D and the third upper terminal D (43D). Specifically, the lower end of the sixth via 34F is connected to the middle portion of the fourth lower wiring 36D, and the upper end thereof is connected to the third upper terminal D (43D).
  • Each of the first via 34A to the sixth via 34F has a substantially circular shape in plan view.
  • conductors such as copper, nickel, gold, those alloys, respectively are mentioned, for example, Preferably, copper is mentioned.
  • each of the lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33 is, for example, 0.1 ⁇ m or more, preferably 1 ⁇ m or more, and for example, 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less.
  • the lower wiring layer 32, the upper wiring layer 33 and the via portion 34 constitute a relay circuit portion 44 which electrically connects the wiring layer 7 to the electronic component 4. That is, in the relay circuit portion 44, the lower wiring layer 32 disposed on the lower surface of the support substrate 31, the upper interconnection layer 33 disposed on the upper surface of the support substrate 31, and the via portion passing the support substrate 31 in the vertical direction And 34.
  • the flexural rigidity of the interposer 3 is, for example, 3.0 ⁇ 10 12 GPa ⁇ ⁇ m 4 or less, preferably 1.0 ⁇ 10 12 GPa ⁇ ⁇ m 4 or less, more preferably 5.4 ⁇ 10 10 GPa ⁇ ⁇ m 4 Or less, more preferably 6.0 ⁇ 10 6 GPa ⁇ ⁇ m 4 or less, and for example, 7.5 ⁇ 10 2 GPa ⁇ ⁇ m 4 or more, preferably 1.0 ⁇ 10 3 GPa ⁇ ⁇ m 4 or more More preferably, it is 9.4 ⁇ 10 4 GPa ⁇ ⁇ m 4 or more.
  • the interposer 3 exerts flexibility when the bending rigidity of the interposer 3 is equal to or less than the above upper limit, and the detachment of the interposer 3 from the base material 2 can be suppressed at the time of expansion and contraction of the stick type biosensor 1.
  • the flexural rigidity (Z) of the interposer 3 can be calculated by a known method, and can be calculated, for example, according to the following equation.
  • Ei represents an elastic modulus
  • Ai represents a cross-sectional area (a cross-sectional area obtained by the product of width bi and thickness hi)
  • Gi represents a barycentric coordinate
  • bi represents a width
  • hi represents a thickness
  • the elastic modulus can be determined, for example, by measuring at a tensile speed of 300 mm / min using a tensile compression tester (manufactured by TA Instruments, “Model No. RSA-G2”).
  • the bending stiffness of the interposer 3 can also be approximated to the bending stiffness of the support substrate 31.
  • the dimension in plan view of the interposer 3 is appropriately set according to the size of the electronic component 4. That is, the interposer 3 is set to have a size (plan view) in which all of the plurality of electronic components 4 can be mounted.
  • the longitudinal length of the interposer 3 is, for example, 5 mm or more, preferably 10 mm or more, and for example, 60 mm or less, preferably 40 mm or less.
  • the length in the short direction of the interposer 3 is, for example, 4 mm or more, preferably 8 mm or more, and for example, 50 mm or less, preferably 30 mm or less.
  • the thickness of the interposer 3 is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, and for example, 3 mm or less, preferably 2 mm or less.
  • the plurality (three) of electronic components 4 include a first electronic component 51, a second electronic component 52, and a third electronic component 53, as shown in FIGS. 1 and 4A to 4B.
  • the first electronic component 51 is, for example, an analog front end device, and has a box shape having a substantially rectangular shape in plan view.
  • the first electronic component 51 has a plurality of (eight) first component terminals 54 (54A to 54H) on its lower surface, as shown by the broken line in FIG. 4A.
  • the second electronic component 52 is, for example, a memory element, and has a box shape having a substantially rectangular shape in plan view.
  • the second electronic component 52 has a plurality of (four) second component terminals 55 (55A to 55D) on its lower surface.
  • the third electronic component 53 is, for example, a wireless communication element, and has a box shape having a substantially rectangular shape in plan view.
  • the third electronic component 53 has a plurality of (four) third component terminals 56 (56A to 56D) on its lower surface.
  • Each of the first component terminal 54, the second component terminal 55, and the third component terminal 56 has a substantially rectangular shape (land shape) in plan view.
  • each electronic component (51 to 53) in plan view are not limited as long as the total area in these plan views is smaller than that of the interposer 3.
  • the longitudinal length of each electronic component (51 to 53) is, for example, 0.2 mm or more, preferably 0.3 mm or more, and for example, 10 mm or less, preferably 8 mm or less is there.
  • the length in the short direction of each electronic component is, for example, 0.1 mm or more, preferably 0.2 mm or more, and for example, 8 mm or less, preferably 6 mm or less.
  • the thickness of each electronic component is, for example, 0.02 mm or more, preferably 0.03 mm or more, and for example, 2 mm or less, preferably 1 mm or less.
  • the biological sensor 1 includes, for example, a preparation step of preparing the substrate 2, the interposer 3 and the plurality of electronic components 4, a first mounting step of mounting the plurality of electronic components 4 on the interposer 3, and the electronic components attached to the substrate 2. It can manufacture by the 2nd mounting process which mounts the interposer 60.
  • the substrate 2 is prepared according to FIGS. 8A to 8D.
  • the substrate layer 6 and the wiring layer 7 are prepared.
  • the base material layer 6 and the wiring layer 7 are prepared such that the wiring layer 7 is embedded in the base material groove 12 by the methods described in JP-A-2017-22236 and JP-A-2017-22237.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 5 is disposed on the lower surface of the base layer 6.
  • a coating solution containing the material of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is prepared, and then, the coating solution is applied to the upper surface of the release sheet 19 and then heated. Let dry. Thereby, the pressure sensitive adhesive layer 5 is disposed on the upper surface of the release sheet 19.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 5 and the base material layer 6 are attached to each other by, for example, a laminator. Specifically, the upper surface of the pressure-sensitive adhesive layer 5 is brought into contact with the lower surface of the base layer 6.
  • each of the base material layer 6 and the pressure-sensitive adhesive layer 5 does not have each of the second opening 13 and the first opening 11 (opening 17) (see FIG. 8C).
  • the openings 17 are formed in the base layer 6 and the pressure-sensitive adhesive layer 5.
  • the opening 17 penetrates the base layer 6 and the pressure-sensitive adhesive layer 5.
  • the opening 17 is a hole (through hole) having a substantially circular shape in plan view, which is divided by an outer peripheral surface that divides the second opening 13 and an outer peripheral surface that divides the first opening 11.
  • the opening 17 is opened upward.
  • the lower end of the opening 17 is closed by the release sheet 19.
  • the pressure-sensitive adhesive layer 5 and the base material layer 6 are punched or half-etched, for example.
  • the probe member 18 is prepared and fitted into the opening 17.
  • the probe-containing sheet is prepared, and the probe-containing sheet is processed by punching or the like.
  • the probe member 18 has a substantially circular shape in plan view.
  • the probe member 18 includes a probe 8, a pressure sensitive adhesive layer 5 in which the probe 8 is embedded, and a base material layer 6 disposed on the upper surface of the pressure sensitive adhesive layer 5.
  • the probe-containing sheet is prepared, for example, by the methods described in JP-A-2017-22236 and JP-A-2017-22237.
  • connection portion 9 is provided in the second opening 13 and the first opening 11.
  • the conductive resin composition (conductive composition liquid) is injected (or applied) to the second opening 13 and the first opening 11 Do. Thereafter, the conductive resin composition (conductive composition liquid) is heated to remove the solvent, and at the same time, the binder resin is crosslinked by the crosslinking agent.
  • the laminate 28 for a biosensor including the base 2 and the release sheet 19 is produced.
  • the laminate 28 for a biosensor does not include the electronic component 4 (further, the battery 70), that is, not an adhesive type biosensor 1 but an intermediate component for manufacturing the adhesive type biosensor 1. .
  • interposer 3 and the plurality of electronic components 4 known ones can be used.
  • each of the first upper terminals 41 (41A to 41H), the second upper terminals 42 (42A to 42D), and the third upper terminals 43 (43A to 43D) is The first electronic component 51 and the second electronic component correspond to the first component terminal 54 (54A to 54H), the second component terminal 55 (55A to 55D) and the third component terminal 56 (56A to 56D) respectively.
  • the 52 and the third electronic component 53 are disposed on the top surface of the interposer 3.
  • the conductive bonding material 61 is disposed between the upper terminal 39 of the interposer 3 and the terminals (54, 55, 56) of the plurality of electronic components 4.
  • Examples of the material of the conductive bonding material 61 include solder and conductive paste.
  • the first upper terminals 41 (41A to 41H), the second upper terminals 42 (42A to 42D), and the third upper terminals 43 (43A to 43D) are the first component terminals 54 (54A to 54H),
  • the second component terminals 55 (55A to 55D) and the third component terminals 56 (56A to 56D) are electrically connected via the conductive bonding material 61. That is, between the interposer 3 and the plurality of electronic components 4, a plurality of (16) electronic component side electrical connection points (component connection points) 62 composed of the conductive bonding material 61 exist.
  • a plurality of component connection point 62 is substantially the same shape to each other, each of the areas S A, for example, 100 [mu] m 2 or more, or preferably, 400 [mu] m 2 or more, and is, for example, 0.25 mm 2 or less, preferably, It is 0.16 mm 2 or less.
  • the area S A of the component connection point 62 as enlarged plan view and a bottom view of FIG. 6A is referenced, the plan view area of the contact interface between the conductive bonding material 61 and the upper terminal 39, or conductive
  • the bottom view area in the contact interface of the active bonding material 61 and the terminal (54, 55, 56) of the electronic component 4 is shown.
  • the area in plan view and the area in bottom view are substantially the same as each other, and any area may be adopted, but when they are different, the smaller area is indicated.
  • the interposer 60 with an electronic component provided with the interposer 3 and the several electronic component 4 mounted on it is obtained.
  • the first relay signal terminal 37A and the second relay signal terminal 37B are respectively the lower wire 36, the lower terminal 35, the via portion 34, the upper wire 40, the upper terminal 39, and It is electrically connected to all the electronic components 4 (51, 52, 53) through the component connection points 62.
  • the first relay power supply terminal 38A and the second relay power supply terminal 38B are respectively connected via the lower wiring 36, lower terminal 35, via portion 34, upper wiring 40, upper terminal 39 and component connection point 62. , And electrically connected to all the electronic components 4 (51, 52, 53).
  • One of the terminals of each of the first electronic component 51, the second electronic component 52, and the third electronic component 53 is grounded. Specifically, the first component terminal G (54 G), the second component terminal B (55 B), and the third component terminal C (56 C) are grounded.
  • the interposer 60 with an electronic component is mounted on the base 2 of the laminate 28 for a biosensor.
  • the interposer 60 with electronic components is flip chip mounted on the upper surface of the base 2 so that the lower terminals 35 of the interposer 3 correspond to the interposer-side base terminals 25 of the base 2.
  • the first relay signal terminal 37A, the second relay signal terminal 37B, the first relay power supply terminal 38A and the second relay power supply terminal 38B are the first base signal terminal 21A, the second base signal terminal 22A
  • the electronic component interposer 60 is disposed in the electronic component region 14 of the base material 2 so as to correspond to the first base power supply terminal 23A and the second base power supply terminal 24A.
  • the conductive bonding material 61 is disposed between the lower terminal 35 of the interposer 3 and the interposer-side base terminal 25 of the base 2.
  • the material of the conductive bonding material 61 is the same as the material of the conductive bonding material 61 described above in the first mounting step.
  • the first relay signal terminal 37A, the second relay signal terminal 37B, the first relay power supply terminal 38A and the second relay power supply terminal 38B are the first substrate signal terminal 21A, the second substrate signal terminal 22A, the first.
  • the substrate power supply terminal 23A and the second substrate power supply terminal 24A are electrically connected to each other through the conductive bonding material 61. That is, between the interposer 3 and the base 2, a plurality (four) of base-side electrical connection points (base connection points) 64 made of the conductive bonding material 61 are present.
  • a plurality of substrate connection point 64 is substantially the same shape to each other, each of the area S B, is greater than the plurality of component connection point 62.
  • the area S B of the base connection point 64 respectively, for example, 2500 [mu] m 2 or more, or preferably, 10000 2 or more, and is, for example, 1.00 mm 2 or less, preferably, 0.25 mm 2 It is below.
  • the area S B of the base connection point 64 is a plan view area of the contact interface between manner, conductive bonding material 61 and the interposer-side substrate terminal 25 enlarged plan view and a bottom view of FIG. 6A is referred Or the bottom view area in the contact interface of the conductive bonding material 61 and the lower terminal 35 is shown.
  • the area in plan view and the area in bottom view are substantially the same as each other, and any area may be adopted, but when they are different, the smaller area is indicated.
  • the sticking type biosensor 1 provided with the base material 2, the interposer 3, the plurality of electronic components 4, and the release sheet 19 is obtained. That is, the adhesive type biosensor 1 includes the release sheet 19, the base 2 disposed on the top surface of the release sheet 19, the interposer 3 mounted on the top surface of the base 2, and the plurality mounted on the top surface of the interposer 3. And the electronic component 4 of
  • the number of base material connection points 64 between the base material 2 and the interposer 3 is the same as the number of component connection points 62 between the plurality of electronic components 4 and the interposer 3 or the number thereof Less than.
  • the number of substrate connection points 64 (four in FIG. 4B) is smaller than the number of component connection points 62 (16 in FIG. 4B).
  • Each area S B of the substrate connection point 64 is greater than the area S A in part connection point 62. That is, the area S B of one of the plurality of base connection point 64 is greater than either of the area S A in one of the plurality of component connection point 64.
  • the battery 70 is mounted on the patch-type biosensor 1 as shown by the phantom line in FIG. 1.
  • the battery 70 has a disk shape.
  • the battery 70 has two terminals (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal: not shown) provided on the lower surface thereof.
  • the thickness of the battery 70 is, for example, 1 ⁇ m or more, preferably 10 ⁇ m or more, and for example, 1000 ⁇ m or less, preferably 100 ⁇ m or less.
  • the battery 70 In order to mount the battery 70 on the adhesive type biosensor 1, the battery 70 is disposed in the battery area 15, and the two terminals of the battery 70 are the first battery power terminal 23C of the base 2 and the second battery power terminal Connect electrically with 24C. At this time, the lower surface of the battery 70 is brought into contact with the upper surface of the base layer 6.
  • the release sheet 19 (see arrow and phantom line in FIG. 3) is released from the substrate 2.
  • the lower surface of the substrate 2 is brought into contact with the skin 80 as an example of the living body surface, as shown in FIG. Specifically, the pressure-sensitive adhesive layer 5 is pressure-sensitively adhered to the surface of the skin 80. Thus, the probe 8 contacts the surface of the skin 80.
  • the base circuit portion 26 (the connection portion 9 and the wiring layer 7), the relay circuit portion 44 (the lower wiring layer 32, the upper wiring layer 33 and the via portion 34) and the electronic component 4, Sensing a living body.
  • the probe 8 senses an electrical signal from a living body, and the electrical signal sensed by the probe 8 corresponds to the substrate circuit unit 26 (connection unit 9, wiring layer 7), substrate connection point 64, relay circuit unit
  • the plurality of electronic components 4 are input via the lower wiring layer 32, the upper wiring layer 33, the vias 34, and the component connection points 62.
  • the electronic component 4 processes the electrical signal based on the power supplied from the battery 70 and stores it as information. Furthermore, if necessary, the electric signal is converted into a radio wave, which is wirelessly transmitted to an external receiver.
  • the operation of the first electronic component 51, the second electronic component 52 and the third electronic component 53 in the electronic component 4 is as follows. If the sticking type biosensor 1 is a sticking type electrocardiograph (described later), the potential change of the heart acquired by the probe 8 is converted to digital data by the first electronic component 51 which is an analog front end element, and it is a memory element The potential change of the heart is recorded in the third electronic component 53. As an example, the potential change of the heart is recorded in the third electronic component 53 at a data rate of 16 bits and 1 kHz.
  • the second electronic component 52 which is a wireless communication element, wirelessly transmits the recorded data to the outside from the ninth upper wire 40I, which is an antenna wire.
  • This stick-on biosensor 1 comprises a substrate 2, an interposer 3 disposed above the substrate 2, and a plurality of electronic components 4 disposed above the substrate 2 and the interposer 3. And Further, the base 2 includes the pressure-sensitive adhesive layer 5, the base layer 6 and the wiring layer 7. The plurality of electronic components 4 are electrically connected to the wiring layer 7 of the base 2 via the interposer 3.
  • the plurality of electronic components 4 are mounted on the interposer 3 to produce the interposer 60 with the electronic components, and then, the interposer 60 with the electronic components is mounted on the base material 2.
  • the electronic component 4 can be mounted on the substrate 2 via the interposer 3. Therefore, there is no need to directly mount the plurality of small electronic components 4 on the stretchable base material 2 (material difficult to mount), and the plurality of electronic components 4 are reliably mounted on the base material 2 via the interposer 3 can do.
  • the interposer 3 having a larger area in plan view than the electronic component 4 is mounted on the base material 2, mounting can be performed more reliably. As a result, when the patch-type biosensor 1 is used by being attached to the skin 80, the dropout of the plurality of electronic components 4 can be suppressed.
  • each of the areas at the base material connection points 64 is larger than each of the areas at the component connection points 62.
  • the base material connection point 64 with respect to the base material 2 in which the load by expansion and contraction is likely to be generated is higher in strength than the component connection point 62. Therefore, peeling between the base material 2 and the interposer 3 can be suppressed, and consequently, even when the sticking type biological sensor 1 is expanded and contracted, the falling off of the electronic component 4 mounted on the interposer 3 can be suppressed. .
  • the number of base material connection points 64 is smaller than the number of component connection points 62.
  • the interposer 3 has flexibility.
  • the interposer 3 can flexibly deform its shape in accordance with the movement or deformation of the substrate 2. For example, as shown in FIG. 11, when the base material 2 is deformed in a convex shape upward according to the movement of the skin 80, the interposer 3 can also be deformed in a convex shape following the base material 2. The upper surface of the substrate 2 can be prevented from pressing the lower surface of the interposer 3 upward. Therefore, it can suppress that interposer 3 drops out of substrate 2.
  • the patch-type biosensor 1 is not particularly limited as long as it is an apparatus capable of monitoring the state of a living body by sensing an electrical signal from the living body, for example.
  • a patch-type electrocardiograph, a patch-type electroencephalograph, A patch-type sphygmomanometer, a patch-type pulsimeter, a patch-type electromyograph, a patch-type thermometer, a patch-type accelerometer and the like can be mentioned.
  • these devices may be individual devices or a plurality of devices may be incorporated in one device.
  • the patch-type biosensor 1 is preferably used as a patch-type electrocardiograph.
  • the probe 8 senses the action potential of the heart as an electrical signal.
  • a living body includes living bodies other than a human body and a human body, Preferably, it is a human body.
  • the interposer 3 has flexibility, but for example, although not shown, the interposer 3 may not have flexibility. That is, the interposer 3 has rigidity.
  • the material of the support substrate 31 of the interposer 3 having rigidity examples include rigid materials such as silicon, glass, and glass epoxy resin.
  • the interposer 3 has flexibility from the viewpoint of suppressing dropout of the interposer 3 during use and from the viewpoint of wearability.
  • the plurality of electronic components 4 are provided with three electronic components (51, 52, 53), for example, although not shown, the number of electronic components is not limited There may be one or more (two or more). Further, the type of electronic component is not limited, and may be an element having at least two functions among an analog front end element, a memory element, and a wireless communication element, or an electronic element (microcomputer or the like) other than these.
  • the number of base material connection points 64 and component connection points 62 is not limited as long as the number of base material connection points 64 is the same as or smaller than the number of component connection points 62.
  • the number of base material connection points 64 is, for example, 1 or more, preferably 2 or more, and for example, 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 3 or less.
  • the number of component connection points 62 is, for example, 2 or more, preferably 6 or more, and for example, 20 or less, preferably 10 or less.
  • the adhesive type biosensor 1 shown by the solid line in FIGS. 1 and 6A is such that the electronic component 4 is bonded (fixed) to the interposer 3 via the conductive bonding material 61.
  • the virtual component in FIG. As indicated by the line, a part or all of the electronic component 4 may be further fixed to the interposer 3 by the underfill 90 in addition to the conductive bonding material 61.
  • the curable resin which has an epoxy resin as a main component is mentioned, for example.
  • the electronic component 4 is flip-chip mounted with the interposer 3.
  • the electronic component 4 has the interposer 3 and It may be mounted by wire bonding.
  • the interposer 60 with an electronic component includes the interposer 3, a plurality of electronic components 4 (51, 52, 53), and a plurality of bonding wires 91 that electrically connect these.
  • One end of the bonding wire 91 is continuous with the upper terminal 39 of the interposer 3 and the other end is continuous with the plurality of electronic component terminals (54, 55, 56).
  • One end and the other end of the bonding wire 91 are connected to the terminal by, for example, thermocompression bonding.
  • the electronic component side electrical connection point 62 is one end (a portion in contact with the upper terminal 39) of the bonding bonding wire 91.
  • the plurality of electronic components 4 and the bonding wires 91 may be sealed by the sealing material 92.
  • the electronic component area 14 and the battery area 15 do not overlap, for example, as shown in FIG. 13, the electronic component area 14 and the battery area 15 may overlap. . That is, as shown in FIG. 14, the battery 70 may be disposed on the upper side at a distance from the plurality of electronic components 4.
  • the stick type biosensor 1 includes a lead portion 95 for electrically connecting the wiring layer 7 and the battery 70 so as to refer to FIG. 13 (and the phantom line in FIG. 14). .
  • the lead portion 95 includes a first lead wire 95A and a second lead wire 95B.
  • the first lead wire 95A electrically connects the first base power supply terminal 23A and the battery 70.
  • the first lead wire 95A is provided to extend in the vertical direction, and the lower end thereof is continuous with the first power supply wiring 23B, and the upper end thereof is continuous with one terminal of the battery 70.
  • the second lead wire 95B electrically connects the second base power supply terminal 24A to the battery 70.
  • the second lead wire 95B is provided to extend in the vertical direction, and the lower end thereof is continuous with the second power supply wiring 24B, and the upper end thereof is continuous with the other terminal of the battery 70.
  • a fixing member (sealing resin or the like: not shown) for arranging the battery 70 on the upper side of the plurality of electronic components 4 is provided.
  • the plurality of electronic components 4 are arranged above the interposer 3.
  • the plurality of electronic components 4 are interposer 3 It may be arranged under the
  • the plurality of electronic components 4 of the adhesive type biosensor 1 shown in FIG. 15 are mounted on the lower side of the interposer 3. That is, the plurality of electronic components 4 are disposed on the upper side of the base 2 and the lower side of the interposer 3.
  • the interposer 3 includes a support substrate 31, a lower wiring layer 32, an upper wiring layer 33, and a via portion 34, as shown in FIG.
  • the lower wiring layer 32 includes a base-side relay terminal 35 (corresponding to the lower terminal referred to in FIG. 6B in the embodiment of FIG. 1) and an electronic component-side relay terminal 39 (upper terminal referred to in FIG. 6B). And the lower wiring 36. That is, all the terminals mounted on the electronic component 4 and the wiring layer 7 are provided on the lower surface of the support substrate 31.
  • the lower wiring layer 32 includes a plurality of (ten) lower wirings 36A to 36J which are continuous from the end portions of the base-side relay terminal 35 and the electronic component-side relay terminal 39.
  • the upper wiring layer 33 includes a plurality of (two) upper wirings 40A and 40B which are continuous with the via portion 34.
  • the via portion 34 includes a plurality of (three) vias 34A to 34C which vertically connect the lower wiring layer 32 and the upper wiring layer 33 in the vertical direction.
  • the patch-type biosensor of the present invention can be applied to various industrial products, and for example, a patch-type electrocardiograph, a patch-type electroencephalograph, a patch-type sphygmomanometer, a patch-type pulsimeter, a patch-type electromyograph, and a patch It is used for mold thermometers, stick type accelerometers, etc.

Abstract

貼付型生体センサは、伸縮性を有し、生体表面に貼付するための基材と、基材の厚み方向一方側に配置されるインターポーザと、基材の厚み方向一方側に配置される電子部品とを備える。基材は、感圧接着層、基材層、および、配線層を備える。電子部品は、インターポーザを介して、基材の配線層と電気的に接続されている。

Description

貼付型生体センサ
 本発明は、貼付型生体センサに関する。
 従来から、生体表面に添付され、生体をセンシングする貼付型の生体センサが知られている。そのような生体センサとして、例えば、データ取得用モジュールと、粘性を有するポリマー層と、ポリマー層上に配置される電極と、データ取得用モジュールおよび電極を接続する配線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。)。
 そして、そのような生体適合性ポリマー基板では、ポリマー層が生体表面に貼り付けられて、電極が生体信号、例えば心筋由来の電圧信号を検出し、データ取得用モジュールが心筋由来電圧信号を受信して記録する。
特開2012-10978号公報
 しかるに、生体適合性ポリマー基板では、データ取得用モジュール(アナログフロントエンド素子)以外にも、データを外部機器に送信するための無線送信素子などの小さい電子部品が複数搭載(実装)される。
 しかし、生体適合性ポリマー基板に用いるポリマー層は、伸縮性や柔軟性を備えるため、一般的な基板と比べて、電子部品を実装しにくく、実装が不十分になりやすい。そうすると、生体適合性ポリマー基板は、その使用中に、生体表面において3次元方向に不規則に変形するため、電子部品がポリマー層から脱落する不具合が生じる。
 本発明は、電子部品の脱落を抑制することができる生体センサを提供する。
 本発明[1]は、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側に配置されるインターポーザと、前記基材の厚み方向一方側に配置される電子部品とを備え、前記基材は、感圧接着層、基材層および配線層を備え、前記電子部品は、前記インターポーザを介して、前記基材の前記配線層と電気的に接続されている貼付型生体センサを含む。
 この生体センサによれば、電子部品は、インターポーザを介して、基材と電気的に接続されている。すなわち、電子部品は、インターポーザに実装してから、そのインターポーザを基材に実装することができる。そのため、複数の小さい電子部品を、柔軟性を有する基材に直接実装する必要がなく、電子部品を、インターポーザを介して確実に基材に実装することができる。その結果、生体センサを生体表面に貼付して使用した際に、電子部品の脱落を抑制することができる。
 本発明[2]は、前記基材と前記インターポーザとの電気的接続点における面積が、前記電子部品と前記インターポーザとの電気的接続点における面積よりも大きい、[1]に記載の貼付型生体センサを含む。
 この生体センサによれば、基材とインターポーザとの接触面積が比較的大きいため、基材とインターポーザとの剥離を抑制することができ、ひいては、インターポーザに実装される電子部品の脱落を抑制することができる。
 本発明[3]は、前記基材と前記インターポーザとの電気的接続点の数が、前記電子部品と前記インターポーザとの電気的接続点の数と同一であるか、または、その数よりも少ない、[1]または[2]に記載の貼付型生体センサを含む。
 この生体センサによれば、基材とインターポーザとの電気的接続点の数が、比較的少ないため、基材とインターポーザとの接続不良を抑制することができる。
 本発明[4]は、前記インターポーザが、柔軟性を有する、[1]~[3]のいずれか一項に記載の貼付型生体センサを含む。
 この生体センサによれば、インターポーザは、基材の動きに合わせて、柔軟に形状を変形することができる。よって、インターポーザの基材からの脱落を抑制することができる。また、使用時において、生体表面が硬い部材に接触することを抑制することができるため、装着感に優れる。
 本発明[5]は、前記インターポーザの曲げ剛性が、3.0×1012GPa・μm以下である、[4]に記載の生体センサを含む。
 この生体センサによれば、より確実に柔軟性を発揮することができ、インターポーザの基材からの脱落を抑制することができる。また、装着感がより一層優れる。
 この生体センサによれば、生体センサを生体表面に貼付して使用した際に、電子部品の脱落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基材の平面図を示す。 図3は、図1に示す貼付型生体センサのA-A線に沿う側断面図を示す。 図4A~図4Bは、図1に示す貼付型生体センサの電子部品領域における拡大図であり、図4Aは、インターポーザの下面を省略した平面図、図4Bは、インターポーザの下面を現した平面図を示す。 図5A~図5Bは、図1に示す貼付型生体センサの電子部品領域における拡大図であり、図5Aは、基材のみの平面図、図5Bは、インターポーザのみの平面図を示す。 図6A~図6Bは,図4Aに示す貼付型生体センサの側断面図であり、図6Aは、A-A線に沿う断面図、図6Bは、B-B線に沿う側断面図を示す。 図7は、図1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8A~図8Dは、図1に示す貼付型生体センサの製造工程図であり、図8Aが、基材層および配線層を準備する工程、図8Bが、感圧接着層および基材層を貼り合わせる工程、図8Cが、開口部を形成し、プローブ部材を準備する工程、図8D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9E~図9Gは、図8Dに引き続き、図1に示す貼付型生体センサの製造工程図であり、図9Eが、電子部品をインターポーザに実装する工程(第1工程)、図9Fが、インターポーザを基材に実装する工程(第2工程)、図9Gが、貼付型生体センサを得る工程を示す。 図10A~図10Cは、プローブ部材の分解斜視図であり、図10Aが、プローブ部材、図10Bが、接続部、図10Cが、基材の長手方向一端部の開口部を示す。 図11は、図1に示す貼付型生体センサを皮膚に貼付し、折り曲げた側断面図を示す。 図12は、図1に示す貼付型生体センサの変形例(ワイヤボンディング実装した形態)を示す。 図13は、図1に示す貼付型生体センサの変形例(電池領域が電子部品領域と重複する形態)の平面図を示す。 図14は、図13に示す貼付型生体センサに電池を搭載した際の電子部品領域における側断面図を示す。 図15は、図1に示す貼付型生体センサの変形例(電子部品がインターポーザの下側に実装された形態)を示す。 図16は、図15に示す貼付型生体センサのインターポーザの平面図を示す。
 <一実施形態>
 本発明の貼付型生体センサの一実施形態を、図1~図11を参照して説明する。
 図1において、紙面左右方向は、貼付型生体センサ1の長手方向(第1方向)である。紙面右側は、長手方向一方側(第1方向一方側)であり、紙面左側は、長手方向他方側(第1方向他方側)である。図1において、紙面上下方向は、貼付型生体センサ1の短手方向(長手方向に直交する方向、幅方向、第1方向に直交する第2方向)である。紙面上側は、短手方向一方側(幅方向一方側、第2方向一方側)であり、紙面下側は、短手方向他方側(幅方向他方側、第2方向他方側)である。図1において、紙面紙厚方向は、貼付型生体センサ1の上下方向(厚み方向、第1方向および第2方向に直交する第3方向)である。紙面手前側は、上側(厚み方向一方側、第3方向一方側)であり、紙面奥側は、下側(厚み方向他方側、第3方向他方側)である。
 1.貼付型生体センサ
 図1および図3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の上側に配置されるインターポーザ3と、インターポーザ3の上側に配置される複数の電子部品4とを備える。
 (基材)
 基材2は、図2に示すように、回路部付き貼付用基材であって、例えば、基材回路部26(後述)を有しながら、伸縮性および感圧接着性を有する基材である。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、長手方向中央部が短手方向(長手方向および上下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。
 基材2には、電子部品領域14および電池領域15が区画されている。
 電子部品領域14は、電子部品4およびインターポーザ3が実装される領域である。すなわち、貼付型生体センサ1を上下方向(厚み方向)に投影したときに、インターポーザ3と重複する領域である。具体的には、電子部品領域14は、長手方向中央部における短手方向一方側に区画される。
 電池領域15は、電池70が搭載される領域である。すなわち、電池70を搭載した貼付型生体センサ1を上下方向に投影したときに、電池70と重複する領域である。具体的には、電池領域15は、長手方向中央部における短手方向他方側に区画されており、電子部品領域14と間隔を隔てて短手方向他方側に位置する。
 基材2は、感圧接着層5と、感圧接着層5の上面(厚み方向一方面)に配置される基材層6と、基材層6の上面に配置される配線層7と、感圧接着層5の下面(厚み方向他方面)に配置されるプローブ8と、配線層7およびプローブ8を接続する接続部9とを備える。
 感圧接着層5は、基材2の下面(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7における皮膚80など)に対して貼付するために、貼付型生体センサ1の下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、第1開口部11のそれぞれを有する。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の上下方向を貫通する。また、第1開口部11の内側における下面は、下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。感圧接着層5の材料としては、具体的には、生体適合性を有する材料が挙げられ、そのような材料として、アクリル系感圧接着剤、シリコーン系感圧接着剤などが挙げられる。好ましくは、アクリル系感圧接着剤が挙げられる。アクリル系感圧接着剤としては、例えば、特開2003-342541号公報に記載のアクリルポリマーなどが挙げられる。
 感圧接着層5の厚みは、例えば、10μm以上、好ましくは、20μm以上であり、また、例えば、95μm以下、好ましくは、70μm以下、より好ましくは、50μm以下である。
 感圧接着層5の平面視における寸法は、貼付型生体センサ1が貼付される皮膚80(後述)に応じて適宜設定される。感圧接着層5の長手方向長さは、例えば、30mm以上、好ましくは、50mm以上であり、また、例えば、1000mm以下、好ましくは、200mm以下である。感圧接着層5の短手方向長さは、例えば、5mm以上、好ましくは、10mm以上であり、また、例えば、300mm以下、好ましくは、100mm以下である。
 基材層6は、基材2の上面を形成する。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の上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、その上面において、配線層7(後述)に対応する基材溝12を有する。基材溝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。基材溝12は、上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に上下方向に連通する。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、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくは、ポリウレタン系樹脂が挙げられる。
 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ことができる。なお、破断伸度は、JIS K 7127(1999年)に従い、引張速度5mm/分、試験片タイプ2で、測定される。
 また、基材層6の20℃における引張強度(チャック間100mm,引張速度300mm/min;破断時の強度)は、例えば、0.1N/20mm以上、好ましくは、1N/20mm以上であり、また、例えば、20N/20mm以下である。引張強度は、JIS K 7127(1999年)に基づいて、測定される。
 さらに、基材層6の20℃における引張貯蔵弾性率E’は、例えば、2,000MPa以下、好ましくは、1,000MPa以下、より好ましくは、100MPa以下、さらに好ましくは、50MPa以下、とりわけ好ましくは、20MPa以下であり、また、例えば、0.1MPa以上である。基材層6の引張貯蔵弾性率E’が上記上限以下であれば、基材層6の材料が優れた伸縮性を有することができる。基材層6の20℃における引張貯蔵弾性率E’は、周波数1Hzおよび昇温速度10℃/分の条件で基材層6を動的粘弾性測定することにより求められる。
 (1)破断伸度が100%以上、(2)引張強度が20N/20mm以下、および、(3)引張貯蔵弾性率E’が2,000MPa以下、の少なくともいずれか1つの要件、好ましくは、2つ以上の要件、より好ましくは、3つすべての要件を満たせば、基材層6が、優れた柔軟性とともに、優れた伸縮性を有する。
 基材層6の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、5μm以上であり、また、例えば、95μm以下、好ましくは、50μm以下、より好ましくは、10μm以下である。
 配線層7は、基材溝12に埋め込まれている。詳しくは、配線層7は、その上面が基材層6から露出するように、基材層6の上部に埋め込まれている。配線層7の上面は、基材層6の上面とともに、基材2の上面を形成する。
 配線層7は、インターポーザ3と、接続部9または電池70(後述)とを電気的に接続する配線パターンを有する。具体的には、配線層7は、第1信号配線パターン21と、第2信号配線パターン22と、第1電源配線パターン23と、第2電源配線パターン24とを備える。
 第1信号配線パターン21は、インターポーザ3および接続部9を電気的に接続する。第1信号配線パターン21は、基材層6における長手方向一方側に配置されている。第1信号配線パターン21は、第1基材信号端子21Aと、それに連続する第1信号配線21Bとを備える。
 第1基材信号端子21Aは、電子部品領域14に配置されている。具体的には、第1基材信号端子21Aは、電子部品領域14の短手方向中央部の長手方向一端部に配置されている。
 第1信号配線21Bは、基材層6の長手方向一端部から長手方向他方側に向かって延び、基材層6の長手方向中央部で屈曲して、短手方向一方側に向かって延びる。第1信号配線21Bの一端部は、第1基材信号端子21Aに連続し、その他端部は、基材層6の長手方向一端部に位置する接続部9に連続する。
 第2信号配線パターン22は、インターポーザ3および接続部9を電気的に接続する。第2信号配線パターン22は、第1信号配線パターン21の長手方向他方側に間隔を隔てて配置されている。第2信号配線パターン22は、第2基材信号端子22Aと、それに連続する第2信号配線22Bとを備える。
 第2基材信号端子22Aは、電子部品領域14に配置されている。具体的には、第2基材信号端子22Aは、電子部品領域14の短手方向中央部の長手方向他端部に配置されている。
 第2信号配線22Bは、基材層6の長手方向他端部から長手方向一方側に向かって延び、基材層6の長手方向中央部で屈曲して、短手方向一方側に向かって延びる。第2信号配線22Bの一端部は、第2基材信号端子22Aに連続し、その他端部は、基材層6の長手方向他端部に位置する接続部9に連続する。
 第1電源配線パターン23は、インターポーザ3および電池70を電気的に接続する。第1電源配線パターン23は、基材層6における長手方向中央に配置されている。第1電源配線パターン23は、第1基材電源端子23Aと、第1電池用電源端子23Cと、これらを接続する第1電源配線23Bとを備える。
 第1基材電源端子23Aは、電子部品領域14に配置されている。具体的には、第1基材電源端子23Aは、電子部品領域14の長手方向中央部における短手方向他端部に配置されている。
 第1電池用電源端子23Cは、電池領域15に配置されている。具体的には、第1電池用電源端子23Cは、基材層6の長手方向中央部における短手方向他方側に配置されている。
 第1電源配線23Bは、基材層6の短手方向一方側から短手方向他方側に向かって直線状に延びる。第1電源配線23Bの一端部は、第1基材電源端子23Aと連続し、その他端部は、第1電池用電源端子23Cと連続する。
 第2電源配線パターン24は、インターポーザ3および電池70を電気的に接続する。第2電源配線パターン24は、基材層6における長手方向中央において、第1電源配線パターン23の長手方向他方側に間隔を隔てて配置されている。第2電源配線パターン24は、第2基材電源端子24Aと、第2電池用電源端子24Cと、これらを接続する第2電源配線24Bとを備える。
 第2基材電源端子24Aは、電子部品領域14に配置されている。具体的には、第2基材電源端子24Aは、電子部品領域14の長手方向中央部の短手方向他端部において、第1基材電源端子23Aと間隔を隔てて長手方向他方側に配置されている。
 第2電池用電源端子24Cは、電池領域15に配置されている。具体的には、第2電池用電源端子24Cは、基材層6の長手方向中央部の短手方向他方側において、第1電池用電源端子23Cと間隔を隔てて長手方向他方側に配置されている。
 第2電源配線24Bは、基材層6の短手方向一方側から短手方向他方側に向かって直線状に延びる。第2電源配線24Bの一端部は、第2基材電源端子24Aと連続し、その他端部は、第2電池用電源端子24Cと連続する。
 配線層7の各端子(第1基材信号端子21A、第2基材信号端子22A、第1基材電源端子23A、第2基材電源端子24A、第1電池用電源端子23C、第2電池用電源端子24C)は、それぞれ、平面視略矩形状(ランド形状)を有する。
 なお、電子部品領域14に配置される端子、すなわち、第1基材信号端子21A、第2基材信号端子22A、第1基材電源端子23Aおよび第2基材電源端子24Aが、インターポーザ3と実装されるインターポーザ側基材端子25を構成する。
 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。
 配線層7の厚みは、例えば、基材層6の厚みより薄い。具体的には、配線層7の厚みは、例えば、0.1μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
 プローブ8は、図7に示すように、感圧接着層5が皮膚80に貼付されるときに、皮膚80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の下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の下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の下面を形成する。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10A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16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~図3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を上下方向に貫通(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10Bに示すように、プローブ8の外側面16に沿う、平面視無端形状を有する。具体的には、接続部9は、軸線が上下方向に延びる(外側面16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16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の上面は、基材層6の上面と面一である。接続部9の下面は、感圧接着層5の下面と面一である。
 図1~図3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、その上端部において、第1信号配線21Bの長手方向一端縁に連続する。長手方向他方側に位置する接続部9は、その上端部において、第2信号配線22B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をインターポーザ3に電気的に接続する基材回路部26を構成する。つまり、基材回路部26は、基材2の上面に配置される配線層7と、基材2を上下方向に通過する接続部9とを備える。
 (インターポーザ)
 インターポーザ3は、複数の電子部品4と、配線層7とを電気的に接続するものであり、複数の電子部品4および配線層7との間に介在し、これらと電気的に接続する。
 インターポーザ3は、図1、図4A~図5Bに示すように、電子部品領域14に配置されている。インターポーザ3は、平面視略矩形状に形成されている。インターポーザ3は、柔軟性(可撓性)を有する。インターポーザ3は、図6A~図6Bに示すように、支持基板31と、支持基板31の下面に配置される下側配線層32と、支持基板31の上面に配置される上側配線層33と、これらを電気的に接続するビア部34とを備える。
 支持基板31は、平面視略矩形状の平板形状を有し、インターポーザ3の外形形状を形成する。支持基板31は、複数のビア部34に対応する複数の貫通孔が形成されている。
 支持基板31の材料としては、例えば、柔軟性を有する絶縁体が挙げられる。そのような材料としては、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエーテルニトリル系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリエチレンナフタレート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などの合成樹脂などが挙げられ、好ましくは、ポリイミド系樹脂が挙げられる。
 また、支持基板31は、上記合成樹脂以外にも、表面に絶縁層が積層された金属薄膜(例えば、ステンレス箔)が挙げられる。
 好ましくは、支持基板31は、ポリイミド系樹脂から形成されるポリイミド基板である。
 支持基板31の厚みは、例えば、5μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、2mm以下、好ましくは、1mm以下である。
 下側配線層32は、図5Bの破線で示すように、下側端子(基材側中継端子)35と、下側配線36とを備える。
 下側端子35は、複数(2つ)の中継信号端子37と、複数(2つ)の中継電源端子38とを備える。
 複数の中継信号端子37は、第1中継信号端子37Aと、第2中継信号端子37Bとを備える。
 第1中継信号端子37Aは、インターポーザ3の短手方向中央部における長手方向一端部に配置されている。第1中継信号端子37Aは、第1下側配線36A(後述)の一端部に連続する。第1中継信号端子37Aは、導電性接合材(後述)を介して、第1基材信号端子21Aと電気的に接続される。
 第2中継信号端子37Bは、インターポーザ3の短手方向中央部における長手方向他端部に配置されている。第2中継信号端子37Bは、第2下側配線36B(後述)の一端部に連続する。第2中継信号端子37Bは、導電性接合材を介して、第2基材信号端子22Aと電気的に接続される。
 複数の中継電源端子38は、第1中継電源端子38Aと、第2中継電源端子38Bとを備える。
 第1中継電源端子38Aは、インターポーザ3の短手方向他端部に配置されている。第1中継電源端子38Aは、第3下側配線36Cの一端部に連続する。第1中継電源端子38Aは、導電性接合材を介して、第1基材電源端子23Aと電気的に接続される。
 第2中継電源端子38Bは、インターポーザ3の短手方向他端部において、第1中継電源端子38Aの長手方向他方側に配置されている。第2中継電源端子38Bは、第4下側配線36Dの一端部に連続する。第2中継電源端子38Bは、導電性接合材を介して、第2基材電源端子24Aと電気的に接続される。
 下側端子35を形成する端子(中継信号端子37、中継電源端子38)は、それぞれ、平面視略矩形状(ランド形状)を有する。
 下側配線36は、第1下側配線36Aと、第2下側配線36Bと、第3下側配線36Cと、第4下側配線36Dとを備える。
 第1下側配線36Aは、第1中継信号端子37Aと、第1ビア34A(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第1下側配線36Aの一端部は、第1中継信号端子37Aと連続し、その他端部は、第1ビア34Aと接続される。
 第2下側配線36Bは、第2中継信号端子37Bと、第2ビア34B(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第2下側配線36Bの一端部は、第2中継信号端子37Bと連続し、その他端部は、第2ビア34Bと接続される。
 第3下側配線36Cは、第1中継電源端子38Aと、第3ビア34C(後述)および第4ビア34D(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第3下側配線36Cの一端部は、第1中継電地端子38Aと連続し、その他端部は、第3ビア34Cと接続され、また、これらの中間部は、第4ビア34Dと接続される。
 第4下側配線36Dは、第2中継電源端子38Bと、第5ビア34E(後述)および第6ビア34F(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第4下側配線36Dの一端部は、第2中継電源端子38Bと連続し、その他端部は、第5ビア34Eと接続され、これらの中間部で、第6ビア34Fと接続される。
 上側配線層33は、図5Bの実線で示すように、上側端子(電子部品側中継端子)39と、上側配線40とを備える。
 上側端子39は、複数(8つ)の第1上側端子41と、複数(4つ)の第2上側端子42と、複数(4つ)の第3上側端子43とを備える。
 複数の第1上側端子41は、第1電子部品51の複数(8つ)の第1部品端子54(後述)に対応するように、インターポーザ3の上面に設けられている。具体的には、複数の第1上側端子41は、第1上側端子A(41A)と、第1上側端子B(41B)と、第1上側端子C(41C)と、第1上側端子D(41D)と、第1上側端子E(41E)と、第1上側端子F(41F)と、第1上側端子G(41G)と、第1上側端子H(41H)とを備える。
 複数の第2上側端子42は、第2電子部品52の複数(4つ)の第2部品端子55(後述)に対応するように、インターポーザ3の上面に設けられている。具体的には、複数の第2上側端子42は、第2上側端子A(42A)と、第2上側端子B(42B)と、第2上側端子C(42C)と、第2上側端子D(42D)とを備える。
 複数の第3上側端子43は、第3電子部品53の複数(4つ)の第3部品端子56(後述)に対応するように、インターポーザ3の上面に設けられている。具体的には、複数の第3上側端子43は、第3上側端子A(43A)と、第3上側端子B(43B)と、第3上側端子C(43C)と、第3上側端子D(43D)とを備える。
 第1上側端子41、第2上側端子42および第3上側端子43は、それぞれ、平面視略矩形状(ランド形状)を有する。
 上側配線40は、第1上側配線40Aと、第2上側配線40Bと、第3上側配線40Cと、第4上側配線40Dと、第5上側配線40Eと、第6上側配線40Fと、第7上側配線40Gと、第8上側配線40Hと、第9上側配線40Iとを備える。
 第1上側配線40Aは、第1上側端子A(41A)と、第1ビア34A(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第1上側配線40Aの一端部は、第1上側端子A(41A)と連続し、その他端部は、第1ビア34Aと接続される。
 第2上側配線40Bは、第1上側端子B(41B)と、第2ビア34B(後述)とを電気的に接続する。具体的には、第2上側配線40Bの一端部は、第1上側端子B(41B)と連続し、その他端部は、第2ビア34Bと接続される。
 第3上側配線40Cは、第1上側端子C(41C)と、第2上側端子D(42D)とを電気的に接続する。具体的には、第3上側配線40Cの一端部は、第1上側端子C(41C)と連続し、その他端部は、第2上側端子D(42D)と連続する。
 第4上側配線40Dは、第1上側端子D(41D)と、第3上側端子A(43A)とを電気的に接続する。具体的には、第4上側配線40Dの一端部は、第1上側端子D(41D)と連続し、その他端部は、第3上側端子A(43A)と連続する。
 第5上側配線40Eは、第1上側端子E(41E)と、第2上側端子A(42A)とを電気的に接続する。具体的には、第5上側配線40Eの一端部は、第1上側端子E(41E)と連続し、その他端部は、第2上側端子A(42A)と連続する。
 第6上側配線40Fは、第1上側端子F(41F)と、第3上側端子B(43B)とを電気的に接続する。具体的には、第6上側配線40Fの一端部は、第1上側端子F(41F)と連続し、その他端部は、第3上側端子B(43B)と連続する。
 第7上側配線40Gは、第1上側端子G(41G)と、第2上側端子B(42B)または第3ビア34Cとを電気的に接続する。具体的には、第7上側配線40Gの一端部は、第1上側端子G(41G)と連続し、その他端部は、第2上側端子B(42B)と連続し、また、これらの中間部は、第3ビア34C(後述)と接続される。
 第8上側配線40Hは、第1上側端子H(41H)と、第5ビア34Eとを電気的に接続する。具体的には、第8上側配線40Hの一端部は、第1上側端子H(41H)と連続し、その他端部は、第5ビア34Eと接続される。
 第9上側配線40Iは、第2上側端子C(42C)に電気的に接続する。第9上側配線40Iは、平面視略T字形状を有する。具体的には、第9上側配線40Iの一端部は、第2上側端子C(42C)から短手方向他方側に向って延び、インターポーザ3の短手方向他端部で分岐し、長手方向両外側に向かって延びる。第9上側配線40Iは、アンテナ配線としての機能を有する。
 ビア部34は、下側配線層32と、上側配線層33とを電気的に接続するように、支持基板31を上下方向に貫通する。ビア部34は、第1ビア34Aと、第2ビア34Bと、第3ビア34Cと、第4ビア34Dと、第5ビア34Eと、第6ビア34Fとを備える。
 第1ビア34Aは、第1下側配線36Aと、第1上側配線40Aとを電気的に接続する。具体的には、第1ビア34Aの下端は、第1下側配線36Aの他端部と接続され、その上端は、第1上側配線40Aの他端部と接続される。
 第2ビア34Bは、第2下側配線36Bと、第2上側配線40Bとを電気的に接続する。具体的には、第2ビア34Bの下端は、第2下側配線36Bの他端部と接続され、その上端は、第2上側配線40Bの他端部と接続される。
 第3ビア34Cは、第3下側配線36Cと、第7上側配線40Gとを電気的に接続する。具体的には、第3ビア34Cの下端は、第3下側配線36Cの他端部と接続され、その上端は、第7上側配線40Gの中間部と接続される。
 第4ビア34Dは、第3下側配線36Cと、第3上側端子C(43C)とを電気的に接続する。具体的には、第4ビア34Dの下端は、第3下側配線36Cの中間部と接続され、その上端は、第3上側端子C(41C)と接続される。
 第5ビア34Eは、第4下側配線36Dと、第8上側配線40Hとを電気的に接続する。具体的には、第5ビア34Eの下端は、第4下側配線36Dの他端部と接続され、その上端は、第8上側配線40Hの他端部と接続される。
 第6ビア34Fは、第4下側配線36Dと、第3上側端子D(43D)とを電気的に接続する。具体的には、第6ビア34Fの下端は、第4下側配線36Dの中間部と接続され、その上端は、第3上側端子D(43D)と接続される。
 第1ビア34A~第6ビア34Fは、それぞれ、平面視略円形状を有する。
 下側配線層32、上側配線層33およびビア部34の材料としては、それぞれ、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、好ましくは、銅が挙げられる。
 下側配線層32および上側配線層33の厚みは、それぞれ、例えば、0.1μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、50μm以下である。
 なお、下側配線層32、上側配線層33およびビア部34は、配線層7を電子部品4に電気的に接続する中継回路部44を構成する。つまり、中継回路部44は、支持基板31の下面に配置される下側配線層32と、支持基板31の上面に配置される上側配線層33と、支持基板31を上下方向に通過するビア部34とを備える。
 インターポーザ3の曲げ剛性は、例えば、3.0×1012GPa・μm以下、好ましくは、1.0×1012GPa・μm以下、より好ましくは、5.4×1010GPa・μm以下、さらに好ましくは、6.0×10GPa・μm以下であり、また、例えば、7.5×10GPa・μm以上、好ましくは、1.0×10GPa・μm以上、より好ましくは、9.4×10GPa・μm以上である。インターポーザ3の曲げ剛性が上記上限以下であると、インターポーザ3が柔軟性を発揮し、貼付型生体センサ1の伸縮時に、基材2からインターポーザ3の脱落を抑制することができる。
 インターポーザ3の曲げ剛性(Z)は、公知の方法により算出することができ、例えば、下記式に従い算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 Eiは、弾性率を示し、Aiは、断面積(幅biと厚みhiとの積により得られる断面積)を示し、Giは、重心座標を示し、biは、幅を示し、hiは、厚みを示す。弾性率は、例えば、引張圧縮試験機(TAインスツルメント社製、「型番RSA-G2」)を用いて、引張速度300mm/minで測定することにより、求めることができる。なお、インターポーザ3の曲げ剛性は、支持基板31の曲げ剛性と近似することもできる。
 インターポーザ3の平面視における寸法は、電子部品4の大きさに応じて適宜設定される。すなわち、インターポーザ3は、複数の電子部品4を全て実装できる大きさ(平面視)を有するように設定される。具体的には、インターポーザ3の長手方向長さは、例えば、5mm以上、好ましくは、10mm以上であり、また、例えば、60mm以下、好ましくは、40mm以下である。インターポーザ3の短手方向長さは、例えば、4mm以上、好ましくは、8mm以上であり、また、例えば、50mm以下、好ましくは、30mm以下である。インターポーザ3の厚みは、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、3mm以下、好ましくは、2mm以下である。
 (電子部品)
 複数(3つ)の電子部品4は、図1および図4A~図4Bが示すように、第1電子部品51と、第2電子部品52と、第3電子部品53とを備える。
 第1電子部品51は、例えば、アナログフロントエンド素子であり、平面視略矩形状の箱型形状を有する。第1電子部品51は、図4Aの破線が示すように、その下面に、複数(8つ)の第1部品端子54(54A~54H)を備える。
 第2電子部品52は、例えば、メモリ素子であり、平面視略矩形状の箱型形状を有する。第2電子部品52は、その下面に、複数(4つ)の第2部品端子55(55A~55D)を備える。
 第3電子部品53は、例えば、無線通信素子であり、平面視略矩形状の箱型形状を有する。第3電子部品53は、その下面に、複数(4つ)の第3部品端子56(56A~56D)を備える。
 第1部品端子54、第2部品端子55および第3部品端子56は、それぞれ、平面視略矩形状(ランド形状)を有する。
 各電子部品(51~53)の平面視における寸法は、これらの平面視における総面積が、インターポーザ3の平面視よりも小さい限り限定されない。具体的には、各電子部品(51~53)の長手方向長さは、例えば、0.2mm以上、好ましくは、0.3mm以上であり、また、例えば、10mm以下、好ましくは、8mm以下である。各電子部品の短手方向長さは、例えば、0.1mm以上、好ましくは、0.2mm以上であり、また、例えば、8mm以下、好ましくは、6mm以下である。各電子部品の厚みは、例えば、0.02mm以上、好ましくは、0.03mm以上であり、また、例えば、2mm以下、好ましくは、1mm以下である。
 2.貼付型生体センサの製造方法
 貼付型生体センサ1の製造方法を、図8A~図9Gを参照して説明する。
 生体センサ1は、例えば、基材2、インターポーザ3および複数の電子部品4を準備する準備工程、インターポーザ3に複数の電子部品4を実装する第1実装工程、および、基材2に電子部品付きインターポーザ60を実装する第2実装工程により製造することができる。
 (準備工程)
 まず、基材2を、図8A~図8Dに従って、準備する。
 基材2を準備するには、まず、図8A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が基材溝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8Bに示すように、感圧接着層5を、基材層6の下面に配置する。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、剥離シート19の上面に塗布し、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を剥離シート19の上面に配置する。
 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の上面と、基材層6の下面とを接触させる。
 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17)のそれぞれ(図8C参照)を有しない。
 図8Cに示すように、次いで、開口部17を、基材層6および感圧接着層5に形成する。
 開口部17は、基材層6および感圧接着層5を貫通する。開口部17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17は、上側に向かって開口される。一方、開口部17の下端は、剥離シート19によって閉塞されている。
 開口部17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、図10Aに示すように、プローブ部材18を準備し、これを開口部17内に嵌め込む。
 プローブ部材18を準備するには、プローブ含有シートを準備し、プローブ含有シートをパンチングなどによって外形加工する。
 プローブ部材18は、平面視略円形状を有する。プローブ部材18は、プローブ8と、プローブ8を埋め込む感圧接着層5と、感圧接着層5の上面に配置される基材層6とを備える。
 プローブ含有シートは、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。
 その後、図8Cの矢印で示すように、プローブ部材18を、開口部17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17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17内に嵌め込む。
 その後、図8D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、剥離シート19とを備える生体センサ用積層体28が作製される。なお、生体センサ用積層体28は、電子部品4(さらには、電池70)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。
 一方、インターポーザ3および複数の電子部品4は、公知のものを使用することができる。
 (第1実装工程)
 第1実装工程では、図9Eに示すように、複数の電子部品4をインターポーザ3に実装する。
 すなわち、インターポーザ3の上側端子39と複数の電子部品4の端子とが対応するように、複数の電子部品4を、インターポーザ3の上面にフリップチップ実装する。具体的には、図4Bが参照されるように、第1上側端子41(41A~41H)、第2上側端子42(42A~42D)および第3上側端子43(43A~43D)のそれぞれが、第1部品端子54(54A~54H)、第2部品端子55(55A~55D)および第3部品端子56(56A~56D)のそれぞれと対応するように、第1電子部品51、第2電子部品52および第3電子部品53をインターポーザ3の上面に配置する。
 この際、導電性接合材61を、インターポーザ3の上側端子39と複数の電子部品4の端子(54、55、56)との間に配置する。
 導電性接合材61の材料としては、はんだ、導電性ペーストなどが挙げられる。
 これにより、第1上側端子41(41A~41H)、第2上側端子42(42A~42D)および第3上側端子43(43A~43D)のそれぞれが、第1部品端子54(54A~54H)、第2部品端子55(55A~55D)および第3部品端子56(56A~56D)のそれぞれと、導電性接合材61を介して、電気的に接続される。すなわち、インターポーザ3と複数の電子部品4との間には、導電性接合材61からなる電子部品側電気的接続点(部品接続点)62が複数(16つ)存在する。
 複数の部品接続点62は、互いに略同一形状であり、それぞれの面積Sは、例えば、100μm以上、好ましくは、400μm以上であり、また、例えば、0.25mm以下、好ましくは、0.16mm以下である。
 なお、部品接続点62の面積Sは、図6Aの拡大した平面図および底面図が参照されるように、導電性接合材61と上側端子39との接触界面における平面視面積、または、導電性接合材61と電子部品4の端子(54、55、56)との接触界面における底面視面積を示す。これらの平面視面積および底面視面積は、互いに略同一であり、いずれの面積を採用してもよいが、これらが異なる場合は、小さい方の面積を示す。
 これにより、図9Fに示すように、インターポーザ3と、その上に実装される複数の電子部品4とを備える電子部品付きインターポーザ60が得られる。
 なお、電子部品付きインターポーザ60において、第1中継信号端子37Aおよび第2中継信号端子37Bは、それぞれ、下側配線36、下側端子35、ビア部34、上側配線40、上側端子39、および、部品接続点62を介して、全ての電子部品4(51、52、53)と電気的に接続される。一方、第1中継電源端子38Aおよび第2中継電源端子38Bは、それぞれ、下側配線36、下側端子35、ビア部34、上側配線40、上側端子39、および、部品接続点62を介して、全ての電子部品4(51、52、53)と電気的に接続される。
 また、第1電子部品51、第2電子部品52および第3電子部品53のそれぞれの端子の一つは、接地されている。具体的には、第1部品端子G(54G)、第2部品端子B(55B)および第3部品端子C(56C)は、接地されている。
 (第2実装工程)
 第2実装工程では、図9Gに示すように、電子部品付きインターポーザ60を生体センサ用積層体28の基材2に実装する。
 すなわち、インターポーザ3の下側端子35と基材2のインターポーザ側基材端子25とが対応するように、電子部品付きインターポーザ60を、基材2の上面にフリップチップ実装する。具体的には、第1中継信号端子37A、第2中継信号端子37B、第1中継電源端子38Aおよび第2中継電源端子38Bが、第1基材信号端子21A、第2基材信号端子22A、第1基材電源端子23Aおよび第2基材電源端子24Aと対応するように、電子部品付きインターポーザ60を基材2の電子部品領域14に配置する。
 この際、導電性接合材61を、インターポーザ3の下側端子35と基材2のインターポーザ側基材端子25との間に配置する。
 導電性接合材61の材料としては、第1実装工程で上記した導電性接合材61の材料と同様である。
 これにより、第1中継信号端子37A、第2中継信号端子37B、第1中継電源端子38Aおよび第2中継電源端子38Bが、第1基材信号端子21A、第2基材信号端子22A、第1基材電源端子23Aおよび第2基材電源端子24Aと、導電性接合材61を介して、電気的に接続される。すなわち、インターポーザ3と基材2との間には、導電性接合材61からなる基材側電気的接続点(基材接続点)64が複数(4つ)存在する。
 複数の基材接続点64は、互いに略同一形状であり、それぞれの面積Sは、複数の部品接続点62よりも大きい。具体的には、基材接続点64の面積Sは、それぞれ、例えば、2500μm以上、好ましくは、10000μm以上であり、また、例えば、1.00mm以下、好ましくは、0.25mm以下である。
 なお、基材接続点64の面積Sは、図6Aの拡大した平面図および底面図が参照されるように、導電性接合材61とインターポーザ側基材端子25との接触界面における平面視面積、または、導電性接合材61と下側端子35との接触界面における底面視面積を示す。これらの平面視面積および底面視面積は、互いに略同一であり、いずれの面積を採用してもよいが、これらが異なる場合は、小さい方の面積を示す。
 これにより、基材2と、インターポーザ3と、複数の電子部品4と、剥離シート19とを備える貼付型生体センサ1を得る。すなわち、貼付型生体センサ1は、剥離シート19と、剥離シート19の上面に配置される基材2と、基材2の上面に実装されるインターポーザ3と、インターポーザ3の上面に実装される複数の電子部品4とを備える。
 貼付型生体センサ1では、基材2とインターポーザ3との基材接続点64の数が、複数の電子部品4とインターポーザ3との部品接続点62の数と同一であるか、または、その数よりも少ない。好ましくは、基材接続点64の数(図4Bでは、4つ)が、部品接続点62の数(図4Bでは、16つ)よりも少ない。
 また、基材接続点64における各面積Sは、部品接続点62における各面積Sよりも大きい。すなわち、複数の基材接続点64における1つずつの面積Sは、複数の部品接続点64における1つずつの面積Sのいずれよりも大きい。
 3.貼付型生体センサの使用方法
 貼付型生体センサ1の使用方法を、図1、図3および図7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70を貼付型生体センサ1に搭載する。
 電池70は、円盤形状を有する。電池70は、その下面に設けられる2つの端子(正極端子、負極端子:図示せず)を有する。電池70の厚みは、例えば、1μm以上、好ましくは、10μm以上であり、また、例えば、1000μm以下、好ましくは、100μm以下である。
 電池70を貼付型生体センサ1に搭載するには、電池70を電池領域15に配置して、電池70の2つの端子を基材2の第1電池用電源端子23Cおよび第2電池用電源端子24Cと電気的に接続する。その際、電池70の下面を基材層6の上面に接触させる。
 次いで、剥離シート19(図3の矢印および仮想線が参照)を基材2から剥離する。
 次いで、基材2の下面を、図7に示すように、生体表面の一例として皮膚80に接触させる。具体的には、感圧接着層5を皮膚80の表面に感圧接着させる。これにより、プローブ8は、皮膚80の表面に接触する。
 その後、プローブ8と、基材回路部26(接続部9および配線層7)と、中継回路部44(下側配線層32、上側配線層33およびビア部34)と、電子部品4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をセンシングし、プローブ8でセンシングした電気信号が、基材回路部26(接続部9、配線層7)、基材接続点64、中継回路部44(下側配線層32、上側配線層33、ビア部34)、および、部品接続点62を介して、複数の電子部品4に入力される。電子部品4は、電池70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4における第1電子部品51、第2電子部品52および第3電子部品53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素子である第1電子部品51でデジタルデータに変換し、メモリ素子である第3電子部品53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3電子部品53に記録する。一方、その記録したデータを、無線通信素子である第2電子部品52が、アンテナ配線である第9上側配線40Iから、外部に無線送信する。
 4.貼付型生体センサの作用効果
 この貼付型生体センサ1は、基材2と、基材2の上側に配置されるインターポーザ3と、基材2およびインターポーザ3の上側に配置される複数の電子部品4とを備える。また、基材2は、感圧接着層5、基材層6および配線層7を備える。また、複数の電子部品4は、インターポーザ3を介して、基材2の配線層7と電気的に接続されている。
 この貼付型生体センサ1によれば、複数の電子部品4をインターポーザ3に実装して電子部品付きインターポーザ60を作製し、次いで、電子部品付きインターポーザ60を基材2に実装することにより、複数の電子部品4を、インターポーザ3を介して、基材2に実装することができる。そのため、複数の小さい電子部品4を、伸縮性を有する基材2(実装しにくい素材)に直接実装する必要がなく、複数の電子部品4を、インターポーザ3を介して確実に基材2に実装することができる。また、電子部品4よりも平面視面積が大きいインターポーザ3を基材2に実装するため、より確実に実装することができる。その結果、貼付型生体センサ1を皮膚80に貼付して使用した際に、複数の電子部品4の脱落を抑制することができる。
 また、この貼付型生体センサ1は、基材接続点64における面積のそれぞれが、部品接続点62における面積のそれぞれよりも大きい。
 このため、伸縮による負荷が発生しやすい基材2に対する基材接続点64は、部品接続点62と比較して、強度が高くなっている。したがって、基材2と、インターポーザ3との剥離を抑制することができ、ひいては、貼付型生体センサ1が伸縮した場合においても、インターポーザ3に実装される電子部品4の脱落を抑制することができる。
 また、この貼付型生体センサ1では、基材接続点64の数が、部品接続点62の数よりも少ない。
 このため、伸縮による負荷が発生しやすい基材2に対する基材接続点64が比較的少ないため、基材2とインターポーザ3との接続不良、ひいては、基材2と電子部品4との接続不良を抑制することができる。
 また、この貼付型生体センサ1では、インターポーザ3が、柔軟性を有する。
 このため、インターポーザ3は、基材2の動きや変形に合わせて、柔軟に形状を変形することができる。例えば、図11に示すように、皮膚80の動きに応じて、基材2が上側に凸状に変形した場合、インターポーザ3も基材2に追従して上側に凸状に変形することができ、基材2の上面がインターポーザ3の下面を上側に押圧することを防止することができる。よって、インターポーザ3が基材2から脱落することを抑制することができる。
 また、使用時において、皮膚80が、基材2を介してインターポーザ3や硬質部材(電子部品など)に接触することを抑制することができるため、装着感に優れる。
 この貼付型生体センサ1は、例えば、生体から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>
 以下の各変形例において、上記した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。また、各変形例を適宜組み合わせることができる。さらに、各変形例は、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。
 (1)図1に示す貼付型生体センサ1では、インターポーザ3は、柔軟性を有するが、例えば、図示しないが、インターポーザ3は、柔軟性を有さなくてもよい。すなわち、インターポーザ3は、剛性を有する。
 剛性を有するインターポーザ3の支持基板31の材料としては、例えば、シリコン、ガラス、ガラスエポキシ樹脂などの硬質性材料が挙げられる。好ましくは、使用時のインターポーザ3の脱落抑制の観点、装着性の観点から、インターポーザ3は柔軟性を有する。
 (2)図1に示す貼付型生体センサ1では、複数の電子部品4は、3つの電子部品(51、52、53)を備えるが、例えば、図示しないが、電子部品の数は限定されず、1つであっても、複数(2または4以上)であってもよい。また、電子部品の種類も限定されず、アナログフロントエンド素子、メモリ素子および無線通信素子のうち少なくとも2つの機能を備えた素子や、これら以外の電子素子(マイクロコンピュータなど)であってもよい。
 また、基材接続点64および部品接続点62の数も、基材接続点64の数が部品接続点62の数と同数またはそれよりも少ない限り限定されない。基材接続点64の数は、例えば、1以上、好ましくは、2以上であり、また、例えば、10以下、好ましくは、5以下、より好ましくは、3以下である。部品接続点62の数は、例えば、2以上、好ましくは、6以上であり、また、例えば、20以下、好ましくは、10以下である。
 (3)図1および図6Aの実線に示す貼付型生体センサ1は、電子部品4は、インターポーザ3と導電性接合材61を介して接合(固定)されているが、例えば、図6Aの仮想線に示すように、電子部品4の一部または全部は、さらに、導電性接合材61に加えて、アンダーフィル90によってインターポーザ3と固定されていてもよい。
 アンダーフィルとしては、例えば、エポキシ樹脂を主成分とする硬化性樹脂が挙げられる。
 (4)図1および図6Aに示す貼付型生体センサ1は、電子部品4は、インターポーザ3とフリップチップ実装しているが、例えば、図12に示すように、電子部品4は、インターポーザ3とワイヤボンディングにより実装されていてもよい。
 具体的には、電子部品付きインターポーザ60は、インターポーザ3と、複数の電子部品4(51、52、53)と、これらを電気的に接続する複数のボンディングワイヤ91を備える。
 ボンディングワイヤ91の一端は、インターポーザ3の上側端子39に連続し、その他端は、複数の電子部品端子(54、55、56)と連続する。ボンディングワイヤ91の一端および他端は、例えば、熱圧着などによって、端子と接続される。
 図12に示す実施形態では、電子部品側電気的接続点62は、ボンディングボンディングワイヤ91の一端(上側端子39と接触している部分)である。
 また、図12の仮想線に示すように、封止材92で、複数の電子部品4およびボンディングワイヤ91が封止されていてもよい。
 (5)図1に示す実施形態では、電子部品領域14と電池領域15とは重複しないが、例えば、図13に示すように、電子部品領域14と電池領域15とは重複していてもよい。すなわち、図14に示すように、電池70を、複数の電子部品4と間隔を隔てて上側に配置してもよい。
 図13に示す実施形態では、貼付型生体センサ1は、図13(および図14の仮想線)が参照されるように、配線層7と電池70とを電気的に接続するリード部95を備える。
 リード部95は、第1リード線95Aおよび第2リード線95Bを備える。
 第1リード線95Aは、第1基材電源端子23Aと電池70とを電気的に接続する。第1リード線95Aは、上下方向に延びるように設けられ、その下端は、第1電源配線23Bと連続し、その上端は、電池70の一方の端子と連続する。
 第2リード線95Bは、第2基材電源端子24Aと電池70とを電気的に接続する。第2リード線95Bは、上下方向に延びるように設けられ、その下端は、第2電源配線24Bと連続し、その上端は、電池70の他方の端子と連続する。
 なお、図13に示す実施形態は、電池70を複数の電子部品4の上側に配置するための固定部材(封止樹脂など:図示せず)を備える。
 (6)図1および図6Aに示す実施形態では、複数の電子部品4は、インターポーザ3の上側に配置されているが、例えば、図15に示すように、複数の電子部品4は、インターポーザ3の下側に配置されていてもよい。
 図15に示す貼付型生体センサ1は、複数の電子部品4は、インターポーザ3の下側に実装されている。すなわち、複数の電子部品4は、基材2の上側およびインターポーザ3の下側に配置されている。
 図15に示す貼付型生体センサ1において、そのインターポーザ3は、図16に示すように、支持基板31と、下側配線層32と、上側配線層33と、ビア部34とを備える。
 下側配線層32は、基材側中継端子35(図1の実施形態における図6Bに参照される下側端子に相当)と、電子部品側中継端子39(図6Bに参照される上側端子に相当)と、下側配線36とを備える。すなわち、電子部品4および配線層7に実装する全ての端子は、支持基板31の下面に設けられている。
 下側配線層32は、基材側中継端子35および電子部品側中継端子39の端部から連続する複数(10つ)の下側配線36A~36Jを備える。
 上側配線層33は、ビア部34と連続する複数(2つ)の上側配線40A、40Bを備える。
 ビア部34は、下側配線層32および上側配線層33を上下方向に連続する複数(3つ)のビア34A~34Cを備える。
 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。
 本発明の貼付型生体センサは、各種の工業製品に適用することができ、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 インターポーザ
4 電子部品
5 感圧接着層
6 基材層
7 配線層
62 電子部品側電気的接続点
64 基材側電気的接続点

Claims (5)

  1.  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側に配置されるインターポーザと、
     前記基材の厚み方向一方側に配置される電子部品と
    を備え、
     前記基材は、感圧接着層、基材層、および、配線層を備え、
     前記電子部品は、前記インターポーザを介して、前記基材の前記配線層と電気的に接続されていることを特徴とする、貼付型生体センサ。
  2.  前記基材と前記インターポーザとの電気的接続点における面積が、前記電子部品と前記インターポーザとの電気的接続点における面積よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の貼付型生体センサ。
  3.  前記基材と前記インターポーザとの電気的接続点の数が、前記電子部品と前記インターポーザとの電気的接続点の数と同一であるか、または、その数よりも少ないことを特徴とする、請求項1に記載の貼付型生体センサ。
  4.  前記インターポーザが、柔軟性を有す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。
  5.  前記インターポーザの曲げ剛性が、3.0×1012GPa・μm以下であることを特徴とする、請求項4に記載の貼付型生体センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012010978A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Japan Science & Technology Agency 生体適合性ポリマー基板
WO2012149466A2 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Proteus Biomedical, Inc. Body associated device and method of making same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012010978A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Japan Science & Technology Agency 生体適合性ポリマー基板
WO2012149466A2 (en) * 2011-04-29 2012-11-01 Proteus Biomedical, Inc. Body associated device and method of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4129178A4 (en) * 2020-03-30 2024-04-17 Nitto Denko Corp BIOSENSOR

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