WO2023248804A1 - 伸縮性デバイス - Google Patents

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WO2023248804A1
WO2023248804A1 PCT/JP2023/021213 JP2023021213W WO2023248804A1 WO 2023248804 A1 WO2023248804 A1 WO 2023248804A1 JP 2023021213 W JP2023021213 W JP 2023021213W WO 2023248804 A1 WO2023248804 A1 WO 2023248804A1
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WO
WIPO (PCT)
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region
stretchable
electronic component
main surface
electronic components
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/021213
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English (en)
French (fr)
Inventor
匡彦 松本
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details

Definitions

  • the present disclosure relates to stretchable devices.
  • This stretchable device includes a stretchable substrate having a main surface and an electronic component provided on the stretchable substrate.
  • the above-mentioned conventional stretchable device is attached to the body surface of a living body and used for sensing biological signals, healing, and treatment. At this time, moisture such as sweat or shower water may enter the electronic components and damage them.
  • an object of the present disclosure is to provide a stretchable device that can protect electronic components from moisture.
  • a stretchable device that is one aspect of the present disclosure includes: a stretchable stretchable substrate having a first main surface and a second main surface; and an electronic component provided on the stretchable substrate,
  • the first main surface includes a first region and a second region,
  • the stretchable substrate is folded back so that the first main surface is on the inside,
  • the electronic component is arranged on the first main surface.
  • the stretchable substrate is folded back so that the first main surface is on the inside, so the electronic component is placed inside the folded stretchable substrate. Therefore, the possibility of moisture intrusion into the inside of the stretchable substrate can be reduced, and electronic components can be protected from moisture.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a stretchable device.
  • 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view including the vicinity of the first electronic component in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a third embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
  • the stretchable device 1 includes a stretchable substrate 10 that can be stretched and contracted, and a plurality of electronic components 51 to 55 provided on the stretchable substrate 10.
  • the stretchable device 1 is, for example, attached to the body surface of a living body and used for sensing biological signals, healing, and treatment.
  • the stretchable device 1 is a biological interface circuit module having flexibility and stretchability.
  • on the stretchable substrate does not refer to an absolute direction such as vertically upward defined by the direction of gravity, but rather to the outside and inside of the stretchable substrate with the surface of the stretchable substrate as the boundary. It refers to the direction towards the outside. Therefore, “on the stretchable substrate” is a relative direction determined by the orientation of the surface of the stretchable substrate. Furthermore, “above” an element does not only mean a position directly above the element (on), but also a position above the element that is away from it, that is, a position above the element through other objects. Also includes spaced above positions.
  • the length direction (longitudinal direction) of the stretchable device 1 is assumed to be the X direction.
  • the width direction of the stretchable device 1 is defined as the Y direction.
  • the thickness direction of the stretchable device 1 is defined as the Z direction.
  • the X direction, Y direction, and Z direction are mutually orthogonal directions, and when arranged in the order of X, Y, and Z, form a right-handed system.
  • the forward Z direction is also referred to as the upper side of the Z direction
  • the reverse Z direction is also referred to as the lower side of the Z direction.
  • the stretchable substrate 10 has a first main surface 11 and a second main surface 12.
  • the first main surface 11 includes a first region Z1 and a second region Z2.
  • the first region Z1 and the second region Z2 are regions where electronic components can be mounted, for example, regions where stretchable wiring connected to the electronic components is provided.
  • the stretchable substrate 10 is folded back so that the first main surface 11 is on the inside.
  • electronic components may be placed on the first main surface 11.
  • the stretchable substrate 10 is folded back so that the first region Z1 and the second region Z2 of the first main surface 11 face each other.
  • the electronic component may be placed in at least one of the first region Z1 and the second region Z2.
  • the stretchable substrate 10 is folded back so that the first main surface 11 is on the inside, and the electronic components 51 to 55 can be placed on the first main surface 11. Therefore, the plurality of electronic components 51 to 55 are arranged inside the folded stretchable substrate 10. Therefore, the possibility of moisture intruding into the inside of the stretchable substrate 10 can be reduced, and the plurality of electronic components 51 to 55 can be protected from moisture.
  • the number of electronic components may be one, and in this case, one electronic component is disposed in at least one of the first region Z1 and the second region Z2, thereby protecting the electronic component from moisture. Can be done.
  • the first main surface 11 of the stretchable substrate 10 has a first region Z1 and a second region Z2.
  • the first region Z1 is located on the lower side in the Z direction
  • the second region Z2 is located on the upper side in the Z direction.
  • the first region Z1 and the second region Z2 are each a flat surface and are arranged parallel to each other.
  • a flat surface includes not only a completely flat surface but also a substantially flat surface.
  • parallel includes not only completely parallel but also substantially parallel.
  • at least one of the first region Z1 and the second region Z2 may be bent to some extent. The same applies hereafter.
  • the second main surface 12 of the stretchable substrate 10 has a third region Z3 and a fourth region Z4.
  • the third region Z3 is located on the opposite side to the first region Z1, and the fourth region Z4 is located on the opposite side to the second region Z2.
  • the third region Z3 is located on the lower side in the Z direction, and the fourth region Z4 is located on the upper side in the Z direction.
  • the third region Z3 and the fourth region Z4 are each flat surfaces and are arranged parallel to each other.
  • the stretchable substrate 10 has a bent portion 15.
  • the bent portion 15 extends along the Y direction and is curved to protrude in the reverse X direction.
  • a curved apex portion 15a of the bent portion 15 extends in the Y direction.
  • the vertex portion 15a is located at the center of the bent portion 15 in the Z direction.
  • the stretchable substrate 10 has a first edge portion 13 located on the first region Z1 side and a second edge portion 14 located on the second region Z2 side.
  • the first edge portion 13 is a portion located closer to the first region Z1 (third region Z3) than the apex portion 15a of the edge portions around the entire circumference of the stretchable substrate 10.
  • the second edge portion 14 is a portion of the peripheral edge portion of the stretchable substrate 10 located closer to the second region Z2 (fourth region Z4) than the apex portion 15a.
  • the first edge portion 13 has an end portion 13a facing the apex portion 15a in the X direction, and a side portion 13b located between the apex portion 15a and the end portion 13a.
  • the second edge portion 14 has an end portion 14a facing the apex portion 15a in the X direction, and a side portion 14b located between the apex portion 15a and the end portion 14a.
  • the end 13a of the first end edge 13 and the end 14a of the second end edge 14 are opposite to each other in the Z direction, and the side 13b of the first end 13 and the side 14b of the second end 14 are opposite to each other in the Z direction. are opposed in the Z direction.
  • the electronic components 51 to 55 are surrounded by the first edge portion 13 when viewed from above. Therefore, it is possible to suppress moisture from entering the electronic components 51 to 55 from all sides.
  • the connecting member 6 is, for example, an anisotropic conductive adhesive, and has conductivity in the thickness direction and insulation in the planar direction.
  • the connecting member 6 includes a thermosetting epoxy resin and conductive particles contained in the resin.
  • the first edge portion 13 and at least a portion of the second edge portion 14 are connected to each other via the connecting member 6.
  • the possibility of water intrusion can be further reduced.
  • the side portion 13b of the first edge portion 13 and the side portion 14b of the second edge portion 14 may be connected via the connecting member 6.
  • the stretchable device 1 further includes an elastic member 5 that contacts the first region Z1 and the second region Z2.
  • the elastic member 5 is a member having flexibility and elasticity, and is made of, for example, a sponge material such as polyurethane foam or polyester. According to the above configuration, the elastic member 5 is sandwiched between the first region Z1 and the second region Z2 and supports the first region Z1 and the second region Z2, so that strength against external pressure can be ensured.
  • the elastic member 5 when the second region Z2 is arranged above the first region Z1 in the direction of gravity, even if the second region Z2 bends under its own weight, the elastic member 5 does not move between the first region Z1 and the second region Z2. Therefore, the second region Z2 can be prevented from coming into contact with the first region Z1.
  • the elastic member 5 covers at least a portion of the plurality of electronic components 51 to 55. Thereby, the elastic member 5 can absorb external impact and protect the plurality of electronic components 51 to 55. Further, the elastic member 5 can suppress the infiltration of moisture and protect the plurality of electronic components 51 to 55 from moisture.
  • the stretchable substrate 10 includes a stretchable base material 20 that is stretchable and a stretchable wire 30 that is provided on the stretchable base material 20.
  • the first main surface 11 includes the surface of the main surface of the stretchable base material 20 that is exposed from the stretchable wiring 30, and the upper surface of the stretchable wire 30 on the opposite side to the lower surface that contacts the stretchable base material 20. It consists of The same applies to the first region Z1 and the second region Z2. Note that the stretchable substrate 10 does not need to have the stretchable wiring 30.
  • the first main surface 11 is constituted by the main surface of the stretchable base material 20.
  • the stretchable base material 20 is a sheet-like or film-like base material made of a stretchable resin material, and is folded back in two.
  • the resin material is, for example, styrene resin, olefin resin, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, or silicone resin, preferably urethane resin.
  • the urethane resin include thermoplastic polyurethane.
  • the styrene resin include styrene-butadiene-styrene copolymer resin.
  • the stretch rate of the stretchable base material 20 is preferably 50% or more. By setting the stretch ratio as described above, the stretchable device 1 can better follow the living body.
  • the Young's modulus of the stretchable base material 20 is preferably 100 MPa or less, more preferably 30 MPa or less. By setting the Young's modulus as described above, the user's discomfort can be suppressed.
  • the water absorption rate of the stretchable base material 20 is preferably 1% by weight or less from the viewpoint of more reliably ensuring the reliability of the stretchable device 1.
  • the thickness of the stretchable base material 20 is, for example, 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the width of the stretchable base material 20 is, for example, 10 mm or more and 100 mm or less.
  • the stretchable wiring 30 extends along the main surface of the stretchable base material 20.
  • the stretchable wiring 30 may extend not only in one direction on the XY plane, but also while bending in a plurality of directions on the XY plane.
  • the stretchable wiring 30 may be embedded in the stretchable base material 20 such that a part of the stretchable wire 30 is exposed from the main surface of the stretchable base material 20.
  • the stretchable wiring 30 is made of a stretchable conductive material.
  • metal foil such as silver, copper, or nickel may be used as the conductive material, or metal powder such as silver, copper, or nickel and elastomeric resin such as epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, or silicone resin may be used.
  • the metal powder is preferably silver. Thereby, the stretchable wiring 30 with low resistance can be formed.
  • the average particle D50 of the metal powder is preferably 0.01 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the shape of the metal powder may be spherical, flat, irregularly shaped with protrusions, etc.
  • the thickness of the stretchable wiring 30 is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less, and preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the width of the stretchable wiring 30 is preferably 0.2 mm or more.
  • the stretchable wiring 30 is formed by screen printing, inkjet printing, dispensing, etc. so as to be in direct contact with the main surface of the stretchable base material 20. Note that the stretchable wiring 30 may be arranged on the main surface of the stretchable base material 20 with an insulating protective film (not shown) interposed therebetween.
  • the stretchable wiring 30 has a first wiring part 31 provided on the first region Z1 side and a second wiring part 32 provided on the second region Z2 side.
  • the first wiring portion 31 is a portion of the stretchable wiring 30 located closer to the first region Z1 than the vertex portion 15a.
  • the second wiring portion 32 is a portion of the stretchable wiring 30 located closer to the second region Z2 than the vertex portion 15a.
  • the first wiring section 31 and the second wiring section 32 are electrically connected. Specifically, the first wiring section 31 and the second wiring section 32 are connected via the connecting member 6 on the end portions 13a and 14a side. On the other hand, on the bending part 15 side, the first wiring part 31 and the second wiring part 32 are directly connected. Note that the first wiring portion 31 and the second wiring portion 32 may be electrically connected at one of the end portions 13a and 14a side or the bent portion 15 side.
  • the connecting member 6 can be used to electrically connect the first wiring part 31 and the second wiring part 32, and to connect the first edge part 13 and the second end. It can also be used for the physical connection of the edge 14.
  • the plurality of electronic components 51 to 55 include a first electronic component 51, a second electronic component 52, a third electronic component 53, a fourth electronic component 54, and a fifth electronic component 55.
  • the first electronic component 51 is a temperature sensor that measures the temperature of a living body.
  • the second electronic component 52 is a BLE module that includes an antenna and wirelessly communicates signals.
  • the third electronic component 53 is an acceleration sensor that measures the acceleration of a living body.
  • the fourth electronic component 54 is an LED that measures SpO2 (percutaneous arterial oxygen saturation).
  • the fifth electronic component 55 is a battery that serves as a power source for operating the circuit. Note that it may also include other electronic components such as a coil that irradiates electromagnetic waves into the body, an ultrasonic oscillator that irradiates ultrasonic waves into the body, and a light receiving sensor.
  • the plurality of electronic components 51 to 55 are arranged in both the first region Z1 and the second region Z2. That is, the first electronic component 51 is arranged in the first region Z1, and the second electronic component 52 is arranged in the second region Z2.
  • the first electronic component 51 is arranged in the first region Z1
  • the second electronic component 52 is arranged in the second region Z2.
  • the portion of the stretchable substrate 10 where the electronic components are installed is compared to the portion of the stretchable substrate 10 where no electronic components are installed. It becomes hard.
  • the second main surface of the stretchable board is placed on the human body surface in a state where the stretchable board is unfolded without being folded back as in the past, the user may I feel discomfort due to the hardness. Particularly in areas where electronic components are mounted at a high density, the impact on the user is significant.
  • the size of the stretchable substrate is increased in order to lower the mounting density of electronic components, there is a problem in that the dead space on the first main surface of the stretchable substrate increases. Furthermore, if the stretchable substrate is made larger, the locations on the human body to which it can be attached will be limited.
  • a plurality of electronic components can also be provided in the second region Z2 on the back side of the fourth region Z4 on the side that does not come into contact with the human body. Even if the mounting density of electronic components on the first main surface 11 is increased and the dead space on the first main surface 11 of the stretchable substrate 10 is reduced, the user's discomfort can be reduced. For example, a small-sized electronic component can be placed on the first region Z1 side, and a large-sized electronic component can be placed on the second region Z2 side.
  • the stretchable substrate 10 since the stretchable substrate 10 is used by being bent, the area of the contact surface of the stretchable substrate 10 that comes into contact with the body surface is reduced, reducing discomfort for the user, and it also stretches and contracts according to the location on the human body to which it is attached. The size of the sexual substrate can be adjusted.
  • the third electronic component 53 is arranged in the first region Z1
  • the fourth electronic component 54 is arranged in the second region Z2. According to the above configuration, even if the mounting density of electronic components is increased and the dead space on the first main surface 11 of the stretchable substrate 10 is reduced, the user's discomfort can be reduced.
  • the fifth electronic component 55 is arranged so as to contact both the first region Z1 and the second region Z2.
  • the first electronic component 51, the second electronic component 52, the third electronic component 53, the fourth electronic component 54, and the fifth electronic component 55 are each connected to the stretchable wiring 30. Specifically, the first electronic component 51, the third electronic component 53, and the fifth electronic component 55 are each connected to the first wiring section 31. The second electronic component 52, the fourth electronic component 54, and the fifth electronic component 55 are each connected to the second wiring section 32.
  • the first electronic component 51 and the third electronic component 53 are body surface close type electronic components.
  • a body surface close type electronic component is an electronic component that is preferably placed close to the body surface.
  • the temperature sensor (first electronic component 51) and acceleration sensor (third electronic component 53) are preferably mounted close to the body surface in order to measure highly accurate data.
  • the second electronic component 52 and the fourth electronic component 54 are body surface-separated electronic components.
  • a body surface-separated type electronic component is an electronic component that is preferably placed away from the body surface. Specifically, since the LED (second electronic component 52) has a light emitting part on the top surface of the component, it is necessary to mount the LED (second electronic component 52) on the side opposite to the body surface so that the top surface of the component is on the body surface side. Since the BLE module (fourth electronic component 54) has the property that the human body absorbs radio waves, the communication state can be improved if the BLE module (fourth electronic component 54) is mounted at a position as far away from the human skin as possible.
  • the first electronic component 51 and The third electronic component 53 is placed on the side closer to the body surface, and the second electronic component 52 and the fourth electronic component 54 are placed on the side farther from the body surface.
  • the first electronic component 51 and the second electronic component 52 do not overlap in the direction perpendicular to the first region Z1.
  • the direction perpendicular to the first region Z1 corresponds to the Z direction.
  • the first electronic component 51 and the second electronic component 52 do not interfere with each other in the direction perpendicular to the first region Z1. Thereby, the thickness of the stretchable device 1 can be reduced so that the first region Z1 and the second region Z2 are brought closer to each other.
  • the first electronic component 51 and the fourth electronic component 54 do not overlap in the direction perpendicular to the first region Z1.
  • the second electronic component 52 and the third electronic component 53 do not overlap in the direction perpendicular to the first region Z1.
  • the third electronic component 53 and the fourth electronic component 54 do not overlap in the direction perpendicular to the first region Z1.
  • the fifth electronic component 55 does not overlap with the first to fourth electronic components 51 to 54 in the direction orthogonal to the first region Z1.
  • the electronic components may overlap when viewed from the direction orthogonal to the first region Z1, and in this case, the planar area of the stretchable base material 20 when viewed from the direction orthogonal to the first region Z1 can be further reduced.
  • the elastic member 5 between the upper and lower electronic components, interference between the upper and lower electronic components can be suppressed.
  • the first electronic component 51 and the second electronic component 52 overlap in the direction parallel to the first region Z1.
  • the direction orthogonal to the first region Z1 corresponds to the XY plane direction.
  • the first electronic component 51 and the second electronic component 52 can be arranged so as not to interfere with each other in the direction orthogonal to the first region Z1. Thereby, the thickness of the stretchable device 1 can be reduced so that the first region Z1 and the second region Z2 are brought closer to each other.
  • the first electronic component 51 and the fourth electronic component 54 overlap in the direction parallel to the first region Z1.
  • the second electronic component 52 and the third electronic component 53 overlap in a direction parallel to the first region Z1.
  • the third electronic component 53 and the fourth electronic component 54 overlap in a direction parallel to the first region Z1.
  • the fifth electronic component 55 overlaps with the first to fourth electronic components 51 to 54 in the direction parallel to the first region Z1. Note that the electronic components do not need to overlap in the direction parallel to the first region Z1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • the sum of the first thickness T1 of the first electronic component 51 and the second thickness T2 of the second electronic component 52 is greater than the longest distance L between the first region Z1 and the second region Z2. It's also big.
  • the thickness refers to the size in the direction orthogonal to the first region Z1, and the longest distance refers to the longest size in the direction orthogonal to the first region Z1.
  • the first electronic component 51 and the second electronic component 52 can be arranged so as not to interfere with each other in the direction orthogonal to the first region Z1. Thereby, the thickness of the stretchable device 1 can be reduced so that the first region Z1 and the second region Z2 are brought closer to each other.
  • the sum of the first thickness T1 of the first electronic component 51 and the fourth thickness T4 of the fourth electronic component 54 is greater than the longest distance L.
  • the sum of the second thickness T2 of the second electronic component 52 and the third thickness T3 of the third electronic component 53 is greater than the longest distance L.
  • the sum of the third thickness T3 of the third electronic component 53 and the fourth thickness T4 of the fourth electronic component 54 is greater than the longest distance L. Note that the total thickness of a pair of upper and lower electronic components may be smaller than the longest distance.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1.
  • the third region Z3 of the second main surface 12 of the stretchable substrate 10 has a body surface region Z31 that can be brought into contact with the body surface 100.
  • body surface 100 represents the skin of a human body.
  • the total area of the installation surfaces of the plurality of electronic components 51 to 55 installed in the first region Z1 and the second region Z2 is larger than the area of the body surface region Z31.
  • the installation surface is not limited to a surface that directly contacts the stretchable substrate 10, but is a surface that faces the stretchable substrate 10 when installed on the stretchable substrate 10.
  • the installation surface 51a of the first electronic component 51 is a surface facing the first region Z1.
  • the installation surface 52a of the second electronic component 52 is a surface facing the second region Z2.
  • the installation surface 53a of the third electronic component 53 is a surface facing the first region Z1.
  • the installation surface 54a of the fourth electronic component 54 is a surface facing the second region Z2.
  • the first installation surface 55a of the fifth electronic component 55 is a surface facing the first region Z1
  • the second installation surface 55b of the fifth electronic component 55 is a surface facing the second region Z2.
  • the total area of each of the installation surfaces 51a, 52a, 53a, 54a, 55a, and 55b is larger than the area of the body surface region Z31.
  • FIG. 5 is an enlarged view including the vicinity of the first electronic component 51 in FIG. 2.
  • the first electronic component 51 is connected to the stretchable wiring 30 via the joint 7 .
  • the joint portion 7 is made of, for example, a conductive member such as solder.
  • the joint portion 7 is covered with a covering portion 8 .
  • the covering portion 8 is made of a resin such as a thermosetting epoxy resin, for example. Thereby, the joint portion 7 can be protected from mechanical stress due to expansion and contraction of the stretchable substrate 10 (stretchable base material 20 and stretchable wiring 30).
  • the stretchable substrate 10 is developed into a sheet shape, and a plurality of electronic components 51 to 55 are installed in each of the first region Z1 and the second region Z2 of the first main surface 11 of the stretchable substrate 10. Furthermore, the elastic member 5 is provided in at least one of the first region Z1 and the second region Z2.
  • the stretchable substrate 10 is folded in half so that the first main surface 11 is on the inside.
  • the stretchable substrate 10 is folded back so that the first region Z1 and the second region Z2 face each other.
  • the electronic components 51 and 53 installed in the first region Z1 and the electronic components 52 and 54 installed in the second region Z2 do not interfere with each other in the direction perpendicular to the first region Z1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a second embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 6 is a diagram corresponding to the II-II cross section in FIG.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in that no connecting member is provided. This different configuration will be explained below.
  • the other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the elastic device 1A of the second embodiment does not include the connecting member 6 of the first embodiment. That is, the first edge part 13 and the second edge part 14 are not connected and are separated from each other. Specifically, the end 13a of the first end 13 and the end 14a of the second end 14 are separated from each other.
  • the elastic member 5 may not be further provided.
  • the connecting member 6 may be provided without providing the elastic member 5.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a third embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 7 is a diagram corresponding to the II-II cross section in FIG.
  • the third embodiment differs from the first embodiment in the number of electronic components. This different configuration will be explained below.
  • the other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the stretchable device 1B of the third embodiment there is one electronic component, and it is arranged in at least one of the first region Z1 and the second region Z2. Specifically, the first electronic component 51 is arranged in the first region Z1. Note that the first electronic component 51 may be any of the electronic components shown as examples of the electronic components 51 to 55 in paragraph [0036].
  • the first electronic component 51 is placed inside the folded stretchable substrate 10. Therefore, the possibility of moisture intruding into the inside of the stretchable substrate 10 can be reduced, and the first electronic component 51 can be protected from moisture.
  • one electronic component may be placed in the second area Z2 instead of the first area Z1, or may be placed in contact with both the first area Z1 and the second area Z2.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a stretchable device.
  • FIG. 8 is a diagram corresponding to the II-II cross section in FIG.
  • the fourth embodiment differs from the first embodiment in that it is composed of multiple types of base materials. This different configuration will be explained below.
  • the other configurations are the same as those in the first embodiment, are given the same reference numerals as in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
  • the stretchable base material 20 in the first embodiment has a configuration in which it is folded back in two as a whole.
  • the stretchable base material 20 having the folded structure has a single shape or one type of continuous shape.
  • a plurality of types of base materials take a continuous form, and as a whole, a stretchable composite base material with a folded structure can be configured.
  • a first elastic base material 21 and a second base material 22 made of different materials are connected so as to be in contact with each other in the longitudinal direction.
  • the second base material 22 is located in a relatively upper part of the stretchable composite base material with a folded structure, and most of the first stretchable base material 21 is located at the bottom. It is located on the side and both are continuous.
  • the second base material 22 when the second base material 22 does not include a curved portion due to folding, the second base material 22 may be a base material that does not have elasticity. Specific examples include rigid substrates and FPCs. Moreover, it goes without saying that the second base material may have elasticity. When the second base material has stretchability, the second base material may include a curved portion.
  • the first stretchable base material 21 and the second base material 22 may be made of the same material as the stretchable base material 20 described in the section of the first embodiment. Something can happen.
  • the material of the first elastic base material 21 may be one type of resin material selected from the group consisting of styrene resin, olefin resin, epoxy resin, urethane resin, acrylic resin, and silicone resin, and
  • the material of the base material 22 (if it has stretchability) may be a different material from the material used for the first stretchable base material.
  • a stretchable stretchable substrate having a first main surface and a second main surface; and an electronic component provided on the stretchable substrate,
  • the first main surface includes a first region and a second region,
  • the stretchable substrate is folded back so that the first main surface is on the inside and the first region and the second region are opposite to each other,
  • the electronic component is a stretchable device arranged in at least one of the first region and the second region.
  • the stretchable substrate has a first edge portion located on the first region side and a second edge portion located on the second region side, and at least a portion of the first edge portion and a second edge portion located on the second region side.
  • the stretchable substrate has a stretchable stretchable base material and stretchable stretchable wiring provided on the stretchable base material,
  • the stretchable wiring has a first wiring part provided on the first region side and a second wiring part provided on the second region side,
  • the stretchable device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the first wiring part and the second wiring part are electrically connected.
  • the elastic device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, further comprising an elastic member that contacts the first region and the second region.
  • a plurality of electronic components exist, The plurality of electronic components include a first electronic component and a second electronic component, The stretchable device according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the first electronic component is arranged in the first region, and the second electronic component is arranged in the second region.
  • the first electronic component is a body surface close type electronic component
  • the stretchable device according to ⁇ 6>, wherein the second electronic component is a body surface-separated electronic component.
  • ⁇ 8> The stretchable device according to ⁇ 6> or ⁇ 7>, wherein the first electronic component and the second electronic component do not overlap in a direction perpendicular to the first region.
  • ⁇ 9> Any one of ⁇ 6> to ⁇ 8>, wherein the sum of the thickness of the first electronic component and the thickness of the second electronic component is greater than the longest distance between the first region and the second region.
  • the stretchable device described in . ⁇ 10> The stretchable device according to any one of ⁇ 6> to ⁇ 9>, wherein the first electronic component and the second electronic component overlap in a direction parallel to the first region.
  • a plurality of electronic components exist, The plurality of electronic components are arranged in both the first region and the second region, The second main surface has a third region opposite to the first region, and the third region has a body surface region that can be contacted with the body surface, The total area of the installation surfaces of the plurality of electronic components installed in the first region and the second region is larger than the area of the body surface region, and the total area is one of ⁇ 1> to ⁇ 3>. Stretchable device as described.

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Abstract

本開示の伸縮性デバイスは、第１主面および第２主面を有する伸縮可能な伸縮性基板と、前記伸縮性基板上に設けられた電子部品とを備え、前記第１主面は、第１領域と第２領域を含み、前記伸縮性基板は、前記第１主面が内側となるように、折り返されており、前記電子部品は、前記第１主面に配置される。

Description

伸縮性デバイス
　本開示は、伸縮性デバイスに関する。
　従来、伸縮性デバイスとしては、ＷＯ２０１４／２０３５８６号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この伸縮性デバイスは、主面を有する伸縮性基板と、伸縮性基板上に設けられた電子部品とを備える。
ＷＯ２０１４／２０３５８６号公報
　ところで、前記従来のような伸縮性デバイスは、例えば、生体の体表に貼り付けられて、生体信号のセンシングや、癒し、治療を行う用途に使用される。このとき、汗やシャワーなどの水分が電子部品内に浸入し、電子部品が損傷するおそれがある。
　そこで、本開示の目的は、電子部品を水分から保護することができる伸縮性デバイスを提供することにある。
　前記課題を解決するため、本開示の一態様である伸縮性デバイスは、
　第１主面および第２主面を有する伸縮可能な伸縮性基板と、
　前記伸縮性基板上に設けられた電子部品と
を備え、
　前記第１主面は、第１領域と第２領域を含み、
　前記伸縮性基板は、前記第１主面が内側となるように、折り返されており、
　前記電子部品は、前記第１主面に配置される。
　前記態様によれば、伸縮性基板は、第１主面が内側となるように折り返されるので、電子部品は、折り返された伸縮性基板の内側に配置されることになる。このため、伸縮性基板の内側への水分の浸入の可能性を低減でき、電子部品を水分から保護することができる。
　本開示の一態様である伸縮性デバイスによれば、電子部品を水分から保護することができる。
図１は、伸縮性デバイスの第１実施形態を示す概略平面図である。 図１のII－II断面図である。 図１のII－II断面図である。 図１のII－II断面図である。 図２の第１電子部品の付近を含む拡大図である。 伸縮性デバイスの第２実施形態を示す断面図である。 伸縮性デバイスの第３実施形態を示す断面図である。 伸縮性デバイスの第４実施形態を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。各々の実施形態では、その実施形態以前に説明した点と異なる点について主に説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については実施形態ごとには逐次言及しない。以下の実施形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、図面に示される構成要素の大きさおよび大きさの比は、必ずしも厳密ではない。また、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する場合がある。
　＜第１実施形態＞
　［伸縮性デバイス１の概略構成］
　図１は、伸縮性デバイスの第１実施形態を示す概略平面図である。図２は、図１のII－II断面図である。図１と図２に示すように、伸縮性デバイス１は、伸縮可能な伸縮性基板１０と、伸縮性基板１０上に設けられた複数の電子部品５１～５５とを備える。伸縮性デバイス１は、例えば、生体の体表に貼り付けられて、生体信号のセンシングや、癒し、治療を行う用途に使用される。つまり、伸縮性デバイス１は、柔軟性、伸縮性を備えた生体インタフェース回路モジュールである。
　ここで、「伸縮性基板上」とは、重力方向に規定される鉛直上方のような絶対的な一方向ではなく、当該伸縮性基板の表面を境界とする伸縮性基板の外側と内側とのうち、外側に向かう方向を指す。したがって、「伸縮性基板上」とは伸縮性基板の表面の向きによって定まる相対的な方向である。また、ある要素に対して「上」には、当該要素と接する直上の位置（on）だけではなく、当該要素とは離れた上方、すなわち当該要素上の他の物体を介した上側の位置や間隔を空けた上側の位置（above）も含む。
　図面に示すように、以下では、説明の便宜上、伸縮性デバイス１の長さ方向（長手方向）をＸ方向とする。伸縮性デバイス１の幅方向をＹ方向とする。伸縮性デバイス１の厚さ方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交する方向であって、Ｘ、Ｙ、Ｚの順に並べたとき、右手系を構成する。順Ｚ方向をＺ方向上側ともいい、逆Ｚ方向をＺ方向下側ともいう。
　伸縮性基板１０は、第１主面１１および第２主面１２を有する。第１主面１１は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を含む。第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２は、それぞれ、電子部品が実装され得る領域であり、例えば、電子部品に接続される伸縮性配線が設けられた領域である。
　伸縮性基板１０は、第１主面１１が内側となるように折り返されている。この場合において、電子部品は第１主面１１に配置され得る。一例では、第１主面１１が内側に位置づけられることを前提として、第１主面１１の第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２が対向するように、伸縮性基板１０は折り返される。この場合において、電子部品は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の少なくとも一方に配置され得る。
　上記構成によれば、伸縮性基板１０は第１主面１１が内側となるように折り返され、かつ電子部品５１～５５は第１主面１１に配置され得る。そのため、複数の電子部品５１～５５は、折り返された伸縮性基板１０の内側に配置されることになる。このため、伸縮性基板１０の内側への水分の浸入の可能性を低減でき、複数の電子部品５１～５５を水分から保護することができる。なお、電子部品は、１つであってもよく、このとき、１つの電子部品は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の少なくとも一方に配置され、これより、電子部品を水分から保護することができる。
　また、伸縮性基板を展開した状態で使用する場合、伸縮性基板の主面に配置された電子部品を水分から保護するために電子部品の全体を樹脂モールドでの封止が必要となる。そのような場合と比較して、電子部品が伸縮性基板１０の内側に配置されることで、樹脂モールドを設けるための製造工程や製造コストが不要になる。
　［伸縮性デバイス１の詳細構成］
　伸縮性基板１０の第１主面１１は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２とを有する。第１領域Ｚ１は、Ｚ方向下側に位置し、第２領域Ｚ２は、Ｚ方向上側に位置する。第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２は、それぞれ、平坦面であり、互いに平行に配置される。
　ここで、平坦面とは、完全に平坦な面である場合のみならず、実質的に平坦な面である場合を含む。例えば、第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２に配線を含む場合、配線の凸形状は許容される。また、平行とは、完全に平行である場合のみならず、実質的に平行である場合を含む。例えば、第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２の少なくとも一方は、多少撓んでいてもよい。以下、同様である。
　伸縮性基板１０の第２主面１２は、第３領域Ｚ３と第４領域Ｚ４とを有する。第３領域Ｚ３は、第１領域Ｚ１と反対側に位置し、第４領域Ｚ４は、第２領域Ｚ２と反対側に位置する。第３領域Ｚ３は、Ｚ方向下側に位置し、第４領域Ｚ４は、Ｚ方向上側に位置する。第３領域Ｚ３および第４領域Ｚ４は、それぞれ、平坦面であり、互いに平行に配置される。
　伸縮性基板１０は、折り曲げられた折曲部１５を有する。折曲部１５は、Ｙ方向に沿って延在し、逆Ｘ方向に突出するように湾曲している。折曲部１５の湾曲の頂点部分１５ａは、Ｙ方向に延在している。頂点部分１５ａは、折曲部１５のＺ方向の中央に位置する。
　伸縮性基板１０は、第１領域Ｚ１側に位置する第１端縁部１３と、第２領域Ｚ２側に位置する第２端縁部１４とを有する。第１端縁部１３は、伸縮性基板１０の全周の端縁部のうちの頂点部分１５ａよりも第１領域Ｚ１（第３領域Ｚ３）側に位置する部分である。第２端縁部１４は、伸縮性基板１０の周縁部のうちの頂点部分１５ａよりも第２領域Ｚ２（第４領域Ｚ４）側に位置する部分である。
　第１端縁部１３は、頂点部分１５ａのＸ方向に対向する端部１３ａと、頂点部分１５ａと端部１３ａとの間に位置する側部１３ｂとを有する。第２端縁部１４は、頂点部分１５ａのＸ方向に対向する端部１４ａと、頂点部分１５ａと端部１４ａとの間に位置する側部１４ｂとを有する。第１端縁部１３の端部１３ａと第２端縁部１４の端部１４ａは、Ｚ方向に対向し、第１端縁部１３の側部１３ｂと第２端縁部１４の側部１４ｂは、Ｚ方向に対向する。言い換えれば、上面視において、電子部品５１～５５の周囲は、第１端縁部１３によって囲まれている。したがって、電子部品５１～５５への四方からの水分の侵入を抑制することができる。
　第１端縁部１３の少なくとも一部と第２端縁部１４の少なくとも一部とは、接続部材６を介して、接続されている。具体的に述べると、第１端縁部１３の端部１３ａと第２端縁部１４の端部１４ａは、接続部材６を介して、接続されている。接続部材６は、例えば、異方性導電接着剤であり、厚さ方向に対して導通性を有し、面方向に対しては絶縁性を有する。接続部材６は、熱硬化性のエポキシ樹脂と樹脂に含有される導電性粒子とを含む。
　上記構成によれば、第１端縁部１３の少なくとも一部と第２端縁部１４の少なくとも一部とは、接続部材６を介して、接続されているので、伸縮性基板１０の内側への水分の浸入の可能性をより低減できる。なお、第１端縁部１３の側部１３ｂと第２端縁部１４の側部１４ｂは、接続部材６を介して、接続されていてもよい。
　伸縮性デバイス１は、さらに、第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２に接触する弾性部材５を有する。弾性部材５は、柔軟性や弾性を有する部材であり、例えば、ポリウレタンフォームやポリエステルなどのスポンジ材からなる。上記構成によれば、弾性部材５は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２に挟まれて第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を支持するので、外部からの圧力に対する強度を確保できる。また、第２領域Ｚ２を第１領域Ｚ１よりも重力方向の上側に配置する場合、第２領域Ｚ２が自重で撓んだとしても、弾性部材５が第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の間に存在しているので、第２領域Ｚ２が第１領域Ｚ１に接触することを防止できる。
　弾性部材５は、複数の電子部品５１～５５の少なくとも一部を覆っている。これにより、弾性部材５は外部からの衝撃を吸収して、複数の電子部品５１～５５を保護することができる。また、弾性部材５は水分の浸入を抑制して、複数の電子部品５１～５５を水分から保護することができる。
　伸縮性基板１０は、伸縮可能な伸縮性基材２０と、伸縮性基材２０に設けられた伸縮可能な伸縮性配線３０とを有する。このとき、第１主面１１は、伸縮性基材２０の主面のうちの伸縮性配線３０から露出する面と、伸縮性配線３０の伸縮性基材２０に接触する下面と反対側の上面とから構成される。第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２についても同様である。なお、伸縮性基板１０は、伸縮性配線３０を有していなくてもよい。このとき、第１主面１１は、伸縮性基材２０の主面から構成される。
　伸縮性基材２０は、伸縮性を有する樹脂材料から構成されるシート状あるいはフィルム状の基材であり、２つ折りに折り返されている。樹脂材料としては、例えば、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂又はシリコーン樹脂で形成され、好ましくはウレタン樹脂で形成される。ウレタン樹脂としては、熱可塑性ポリウレタンが挙げられる。スチレン樹脂としては、スチレン－ブタジエン－スチレン共重合樹脂が挙げられる。
　伸縮性基材２０の伸縮率は、５０％以上であることが好ましい。前記伸縮率とすることで、伸縮性デバイス１の生体への追従性が良好になる。伸縮性基材２０のヤング率は、好ましくは１００ＭＰａ以下であり、より好ましくは３０ＭＰａ以下である。前記ヤング率とすることで、使用者の不快感を抑制できる。伸縮性基材２０の吸水率は、伸縮性デバイス１の信頼性をより確実に確保する観点から、１重量％以下であることが好ましい。伸縮性基材２０の厚さは、例えば、０．１μｍ以上１００μｍ以下である。伸縮性基材２０の幅は、例えば、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下である。
　伸縮性配線３０は、伸縮性基材２０の主面上に沿って延在する。伸縮性配線３０は、ＸＹ平面の一方向のみならず、ＸＹ平面の複数の方向に曲がりながら延在してもよい。伸縮性配線３０は、複数存在する。伸縮性配線３０は、伸縮性配線３０の一部が伸縮性基材２０の主面から露出するように、伸縮性基材２０に埋め込まれていてもよい。伸縮性配線３０は、伸縮性を有する導電性材料で形成される。導電性材料には、例えば、銀、銅、ニッケルなどの金属箔を用いてもよく、銀、銅、ニッケルなどの金属粉とエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂およびシリコーン樹脂などのエラストマ系樹脂とからなる混合物を用いてもよい。金属粉は、銀が好ましい。これにより、低抵抗な伸縮性配線３０を形成することができる。金属粉の平均粒子Ｄ５０は、好ましくは０．０１μｍ以上１０μｍ以下である。金属粉の形状は、球状、扁平状、突起等を有する異形状等であってよい。
　伸縮性配線３０の厚さは、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上である。伸縮性配線３０の厚さが薄いほど、凹凸が小さくラミネート等が容易である。伸縮性配線３０の幅は、好ましくは０．２ｍｍ以上である。
　伸縮性配線３０は、伸縮性基材２０の主面に直接接触するようにスクリーン印刷、インクジェット印刷、ディスペンスなどにより形成される。なお、伸縮性配線３０は、伸縮性基材２０の主面上に図示しない絶縁性を有する保護膜を介して配置されていてもよい。
　伸縮性配線３０は、第１領域Ｚ１側に設けられた第１配線部３１と、第２領域Ｚ２側に設けられた第２配線部３２とを有する。第１配線部３１は、伸縮性配線３０のうちの頂点部分１５ａよりも第１領域Ｚ１側に位置する部分である。第２配線部３２は、伸縮性配線３０のうちの頂点部分１５ａよりも第２領域Ｚ２側に位置する部分である。
　第１配線部３１と第２配線部３２は、電気的に接続されている。具体的に述べると、端部１３ａ，１４ａ側において、第１配線部３１と第２配線部３２は、接続部材６を介して接続されている。一方、折曲部１５側において、第１配線部３１と第２配線部３２は、直接に接続されている。なお、第１配線部３１と第２配線部３２は、端部１３ａ，１４ａ側または折曲部１５側の一方において、電気的に接続されていればよい。
　上記構成によれば、第１配線部３１と第２配線部３２は、電気的に接続されているので、多層基板のようなより複雑な回路パターンを構成できる。また、接続部材６として異方性導電接着剤を用いることで、接続部材６は、第１配線部３１と第２配線部３２の電気的な接続と、第１端縁部１３と第２端縁部１４の物理的な接続とを兼用できる。
　複数の電子部品５１～５５は、第１電子部品５１と第２電子部品５２と第３電子部品５３と第４電子部品５４と第５電子部品５５とを含む。第１電子部品５１は、生体の温度を測定する温度センサである。第２電子部品５２は、アンテナを含み信号を無線通信するＢＬＥモジュールである。第３電子部品５３は、生体の加速度を測定する加速度センサである。第４電子部品５４は、ＳｐＯ２（経皮的動脈血酸素飽和度）を測定するＬＥＤである。第５電子部品５５は、回路を動作する電力源となる電池である。なお、体内に電磁波を照射するコイルや、体内に超音波を照射する超音波発振器や、受光センサなどの他の電子部品を含んでいてもよい。
　複数の電子部品５１～５５は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の両方に配置される。つまり、第１電子部品５１は、第１領域Ｚ１に配置され、第２電子部品５２は、第２領域Ｚ２に配置される。上記構成によれば、伸縮性基板１０の第２主面１２のうちの第１領域Ｚ１と反対側の第３領域Ｚ３を人間の体表に貼り付けて使用する際、第１電子部品５１は、第１領域Ｚ１に配置され、第２電子部品５２は、第２領域Ｚ２に配置されるので、使用者は、第２電子部品５２の設置に起因する硬さによる不快を感じない。したがって、電子部品の実装密度を高くし、伸縮性基板１０の第１主面１１におけるデッドスペースを小さくしても、使用者の不快感を低減できる。
　ここで、伸縮性基板１０の第１主面１１に複数の電子部品を配置すると、伸縮性基板１０において電子部品を設置した部分が、伸縮性基板１０において電子部品を設置していない部分に比べて硬くなる。そして、従来のように、伸縮性基板を折り返さないで展開した状態で、伸縮性基板の第２主面を人間の体表に設置して使用する際、使用者は、電子部品の設置に起因する硬さによる不快を感じる。特に電子部品の実装密度が高い部分では、使用者への影響が大きくなる。一方、電子部品の実装密度を低くするために伸縮性基板のサイズを大きくすると、伸縮性基板の第１主面におけるデッドスペースが大きくなるという問題があった。また、伸縮性基板を大きくすると、人体の貼り付ける箇所が制限されてしまう。
　これに対して、本実施形態では、伸縮性基板１０を折り曲げて使用することで、人体に接触しない側の第４領域Ｚ４の裏側の第２領域Ｚ２にも複数の電子部品を設けることができ、電子部品の第１主面１１に対する実装密度を高くし、伸縮性基板１０の第１主面１１におけるデッドスペースを小さくしても、使用者の不快感を低減できる。例えば、第１領域Ｚ１側に小さいサイズの電子部品を配置し、第２領域Ｚ２側に大きいサイズの電子部品を配置することができる。また、伸縮性基板１０を折り曲げて使用するため、体表に接触する伸縮性基板１０の接触面の面積が小さくなり、使用者の不快感を低減できるとともに、人体の貼り付ける箇所に併せて伸縮性基板のサイズを調整できる。
　同様に、第３電子部品５３は、第１領域Ｚ１に配置され、第４電子部品５４は、第２領域Ｚ２に配置される。上記構成によれば、電子部品の実装密度を高くし、伸縮性基板１０の第１主面１１におけるデッドスペースを小さくしても、使用者の不快感を低減できる。第５電子部品５５は、第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２の両方に接触するように配置される。
　第１電子部品５１と第２電子部品５２と第３電子部品５３と第４電子部品５４と第５電子部品５５は、それぞれ、伸縮性配線３０に接続される。具体的に述べると、第１電子部品５１と第３電子部品５３と第５電子部品５５は、それぞれ、第１配線部３１に接続される。第２電子部品５２と第４電子部品５４と第５電子部品５５は、それぞれ、第２配線部３２に接続される。
　第１電子部品５１と第３電子部品５３は、体表接近型の電子部品である。体表接近型の電子部品とは、体表に接近して配置されることが好ましい電子部品である。具体的に述べると、温度センサ（第１電子部品５１）や加速度センサ（第３電子部品５３）は、高精度のデータを測定するために体表に接近して実装されることが好ましい。
　第２電子部品５２と第４電子部品５４は、体表離隔型の電子部品である。体表離隔型の電子部品とは、体表から離隔して配置されることが好ましい電子部品である。具体的に述べると、ＬＥＤ（第２電子部品５２）は、発光部が部品の上面にあるので、部品の上面が体表側になるように体表と反対側に実装する必要がある。ＢＬＥモジュール（第４電子部品５４）は、人体が電波を吸収する性質があるので、少しでも人間の皮膚から離した位置に実装した方が通信状態を改善できる。
　上記構成によれば、伸縮性基板１０の第２主面１２のうちの第１領域Ｚ１と反対側の第３領域Ｚ３を人間の体表に設置して使用する際、第１電子部品５１および第３電子部品５３は、体表に近い側に配置され、第２電子部品５２および第４電子部品５４は、体表から遠い側に配置される。
　第１電子部品５１と第２電子部品５２は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、重ならない。第１領域Ｚ１に直交する方向とは、Ｚ方向に一致する。上記構成によれば、第１電子部品５１と第２電子部品５２は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、互いに干渉しない。これにより、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を接近させるように伸縮性デバイス１の厚さを薄くできる。
　同様に、第１電子部品５１と第４電子部品５４は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、重ならない。第２電子部品５２と第３電子部品５３は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、重ならない。また、第３電子部品５３と第４電子部品５４は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、重ならない。また、第５電子部品５５は、第１領域Ｚ１に直交する方向において、第１から第４電子部品５１～５４と重ならない。
　なお、第１領域Ｚ１に直交する方向からみて、電子部品が重なっていてもよく、この場合、第１領域Ｚ１に直交する方向からみたときの伸縮性基材２０の平面積をさらに低減できる。好ましくは、上下の電子部品の間に弾性部材５を設けることで、上下の電子部品の干渉を抑制できる。
　第１電子部品５１と第２電子部品５２は、第１領域Ｚ１に平行な方向において、重なる。第１領域Ｚ１に直交する方向とは、ＸＹ平面方向に一致する。上記構成によれば、第１電子部品５１と第２電子部品５２を、第１領域Ｚ１に直交する方向において、互いに干渉しないように配置することができる。これにより、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を接近させるように伸縮性デバイス１の厚さを薄くできる。
　同様に、第１電子部品５１と第４電子部品５４は、第１領域Ｚ１に平行な方向において、重なる。第２電子部品５２と第３電子部品５３は、第１領域Ｚ１に平行な方向において、重なる。また、第３電子部品５３と第４電子部品５４は、第１領域Ｚ１に平行な方向において、重なる。また、第５電子部品５５は、第１領域Ｚ１に平行な方向において、第１から第４電子部品５１～５４と重なる。なお、第１領域Ｚ１に平行な方向において、電子部品が重なっていなくてもよい。
　図３は、図１のII－II断面図である。図３に示すように、第１電子部品５１の第１厚さＴ１と第２電子部品５２の第２厚さＴ２の合計は、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の間の最長距離Ｌよりも大きい。厚さとは、第１領域Ｚ１に直交する方向の大きさをいい、最長距離とは、第１領域Ｚ１に直交する方向の最長の大きさをいう。上記構成によれば、第１電子部品５１と第２電子部品５２を、第１領域Ｚ１に直交する方向において、互いに干渉しないように配置することができる。これにより、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２を接近させるように伸縮性デバイス１の厚さを薄くできる。
　同様に、第１電子部品５１の第１厚さＴ１と第４電子部品５４の第４厚さＴ４の合計は、最長距離Ｌよりも大きい。第２電子部品５２の第２厚さＴ２と第３電子部品５３の第３厚さＴ３の合計は、最長距離Ｌよりも大きい。また、第３電子部品５３の第３厚さＴ３と第４電子部品５４の第４厚さＴ４の合計は、最長距離Ｌよりも大きい。なお、上下の１組の電子部品の厚さの合計は、最長距離よりも小さくてもよい。
　図４は、図１のII－II断面図である。図４に示すように、伸縮性基板１０の第２主面１２の第３領域Ｚ３は、体表１００に接触され得る体表領域Ｚ３１を有する。ここでは、体表１００は、人体の皮膚を表す。第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２に設置される複数の電子部品５１～５５の設置面の面積の合計は、体表領域Ｚ３１の面積よりも大きい。設置面とは、伸縮性基板１０に直接接触する面に限らず、伸縮性基板１０に設置する際に、伸縮性基板１０に対向する面である。
　具体的に述べると、第１電子部品５１の設置面５１ａは、第１領域Ｚ１に対向する面である。第２電子部品５２の設置面５２ａは、第２領域Ｚ２に対向する面である。第３電子部品５３の設置面５３ａは、第１領域Ｚ１に対向する面である。第４電子部品５４の設置面５４ａは、第２領域Ｚ２に対向する面である。第５電子部品５５の第１設置面５５ａは、第１領域Ｚ１に対向する面であり、第５電子部品５５の第２設置面５５ｂは、第２領域Ｚ２に対向する面である。そして、設置面５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５５ｂのそれぞれの面積の合計は、体表領域Ｚ３１の面積よりも大きい。
　上記構成によれば、体表領域Ｚ３１に比べて電子部品を多く設置することができるので、伸縮性デバイス１の体表１００への設置面積を小さくしつつ、多くの電子部品を搭載することができる。
　図５は、図２の第１電子部品５１の付近を含む拡大図である。図５に示すように、第１電子部品５１は、接合部７を介して、伸縮性配線３０に接続されている。接合部７は、例えば、はんだなどの導電性部材から構成される。接合部７は、被覆部８により覆われている。被覆部８は、例えば、熱硬化性のエポキシ樹脂などの樹脂から構成される。これにより、接合部７を伸縮性基板１０（伸縮性基材２０および伸縮性配線３０）の伸縮による機械的ストレスから保護できる。
　［伸縮性デバイス１の製造方法］
　図２を参照して伸縮性デバイス１の製造方法について説明する。
　まず、伸縮性基板１０をシート状に展開し、伸縮性基板１０の第１主面１１の第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２のそれぞれに複数の電子部品５１～５５を設置する。さらに、弾性部材５を第１領域Ｚ１および第２領域Ｚ２の少なくとも一方に設ける。
　その後、伸縮性基板１０を、第１主面１１が内側となるように２つ折りに折り返す。一例として、第１主面１１が内側となることを前提として、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２が対向するように、伸縮性基板１０を折り返す。このとき、第１領域Ｚ１に設置された電子部品５１，５３と、第２領域Ｚ２に設置された電子部品５２，５４とは、第１領域Ｚ１に直交する方向において、互いに干渉しない。
　その後、第１端縁部１３の端部１３ａと第２端縁部１４の端部１４ａとを、接続部材６により接続し、第１端縁部１３の端部１３ａと第２端縁部１４の端部１４ａとを密封する。これにより、伸縮性デバイス１を製造する。
　＜第２実施形態＞
　図６は、伸縮性デバイスの第２実施形態を示す断面図である。図６は、図１のII－II断面に対応する図である。第２実施形態は、第１実施形態とは、接続部材を設けない点が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
　図６に示すように、第２実施形態の伸縮性デバイス１Ａでは、第１実施形態の接続部材６を設けていない。つまり、第１端縁部１３と第２端縁部１４とは、接続されておらず離隔している。具体的に述べると、第１端縁部１３の端部１３ａと第２端縁部１４の端部１４ａは、離隔している。
　上記構成によれば、第１端縁部１３と第２端縁部１４の間の空間に、図示しない他の部品を挿入して、他の部品を伸縮性デバイス１Ａの伸縮性配線３０に電気的に接続し易くできる。
　なお、第２実施形態の伸縮性デバイス１Ａにおいて、さらに、弾性部材５を設けなくてもよい。また、第２実施形態の伸縮性デバイス１Ａにおいて、弾性部材５を設けないで、接続部材６を設けてもよい。
　＜第３実施形態＞
　図７は、伸縮性デバイスの第３実施形態を示す断面図である。図７は、図１のII－II断面に対応する図である。第３実施形態は、第１実施形態とは、電子部品の数量が相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
　図７に示すように、第３実施形態の伸縮性デバイス１Ｂでは、電子部品は、１つであり、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の少なくとも一方に配置されている。具体的に述べると、第１電子部品５１は、第１領域Ｚ１に配置されている。なお、第１電子部品５１は、［００３６］段落で電子部品５１～５５の例として示した、いずれの電子部品であってもよい。
　上記構成によれば、第１電子部品５１は、折り返された伸縮性基板１０の内側に配置されることになる。このため、伸縮性基板１０の内側への水分の浸入の可能性を低減でき、第１電子部品５１を水分から保護することができる。なお、１つの電子部品を、第１領域Ｚ１でなく、第２領域Ｚ２に配置してもよく、または、第１領域Ｚ１と第２領域Ｚ２の両方に接触するように配置してもよい。
　＜第４実施形態＞
　図８は、伸縮性デバイスの第４実施形態を示す断面図である。図８は、図１のII－II断面に対応する図である。第４実施形態は、第１実施形態と比べて、複数種の基材から構成される点で相違する。この相違する構成を以下に説明する。その他の構成は、第１実施形態と同じ構成であり、第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。
　既に述べたように、第１実施形態における伸縮性基材２０は、全体として２つ折りに折り返される構成を採っている。この折り返し構造の伸縮性基材２０は単一のまたは１種類の連続した形態となっている。
　一方、第４実施形態では、複数種の基材が連続した形態をとり、全体として、折り返し構造の伸縮性複合基材が構成され得る。一例としては、図８に示すように、相互に材料の異なる第１の伸縮性基材２１と第２の基材２２とが長手延在方向にて相互に接触するように接続されている。図８に示す形態では、一例として、折り返し構造の伸縮性複合基材のうち、第２の基材２２は相対的に上側部分に位置し、第１の伸縮性基材２１の大部分が下側部分に位置し、両者が連続している。
　図８に示したように、第２の基材２２が折り畳みによる湾曲部分を含まない場合、第２の基材２２は伸縮性を有さない基材であってもよい。具体的にはリジッド基板やＦＰＣなどが挙げられる。また、第２の基材が伸縮性を有していてもよいことは言うまでもない。第２基材が伸縮性を有する場合、第２基材が湾曲部を含んでいてもよい。
　第１の伸縮性基材２１および第２の基材２２（伸縮性を有する場合）の材料としては、第１実施形態の欄で述べた伸縮性基材２０が採り得る材料と同様の材料であることができる。例えば、第１の伸縮性基材２１の材料は、スチレン樹脂、オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂およびシリコーン樹脂からなる群から選択される１種の樹脂材料であってよく、第２の基材２２（伸縮性を有する場合）の材料は、第１の伸縮性基材が採る材料とは別の材料であってよい。
　なお、本開示は上述の実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。例えば、第１から第４実施形態のそれぞれの特徴点を様々に組み合わせてもよい。
＜１＞
　第１主面および第２主面を有する伸縮可能な伸縮性基板と、
　前記伸縮性基板上に設けられた電子部品と
を備え、
　前記第１主面は、第１領域と第２領域を含み、
　前記伸縮性基板は、前記第１主面が内側となり前記第１領域と前記第２領域が対向するように、折り返されており、
　前記電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に配置される、伸縮性デバイス。
＜２＞
　前記電子部品は、複数存在し、
　前記複数の電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に配置される、＜１＞に記載の伸縮性デバイス。
＜３＞
　前記伸縮性基板は、前記第１領域側に位置する第１端縁部と、前記第２領域側に位置する第２端縁部とを有し、前記第１端縁部の少なくとも一部と前記第２端縁部の少なくとも一部とは、接続部材を介して、接続されている、＜１＞または＜２＞に記載の伸縮性デバイス。
＜４＞
　前記伸縮性基板は、伸縮可能な伸縮性基材と、前記伸縮性基材に設けられた伸縮可能な伸縮性配線とを有し、
　前記伸縮性配線は、前記第１領域側に設けられた第１配線部と、前記第２領域側に設けられた第２配線部とを有し、
　前記第１配線部と前記第２配線部は、電気的に接続されている、＜１＞から＜３＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
＜５＞
　さらに、前記第１領域および前記第２領域に接触する弾性部材を有する、＜１＞から＜４＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
＜６＞
　前記電子部品は、複数存在し、
　前記複数の電子部品は、第１電子部品と第２電子部品とを含み、
　前記第１電子部品は、前記第１領域に配置され、前記第２電子部品は、前記第２領域に配置される、＜１＞から＜５＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
＜７＞
　前記第１電子部品は、体表接近型の電子部品であり、
　前記第２電子部品は、体表離隔型の電子部品である、＜６＞に記載の伸縮性デバイス。
＜８＞
　前記第１電子部品と前記第２電子部品は、前記第１領域に直交する方向において、重ならない、＜６＞または＜７＞に記載の伸縮性デバイス。
＜９＞
　前記第１電子部品の厚さと前記第２電子部品の厚さの合計は、前記第１領域と前記第２領域の間の最長距離よりも大きい、＜６＞から＜８＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
＜１０＞
　前記第１電子部品と前記第２電子部品は、前記第１領域に平行な方向において、重なる、＜６＞から＜９＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
＜１１＞
　前記電子部品は、複数存在し、
　前記複数の電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の両方に配置され、
　前記第２主面は、第１領域と反対側の第３領域を有し、前記第３領域は、体表に接触され得る体表領域を有し、
　前記第１領域および前記第２領域に設置される前記複数の電子部品の設置面の面積の合計は、前記体表領域の面積よりも大きい、＜１＞から＜３＞の何れか一つに記載の伸縮性デバイス。
　１，１Ａ，１Ｂ　伸縮性デバイス
　５　弾性部材
　６　接続部材
　１０　伸縮性基板
　１１　第１主面
　１２　第２主面
　１３　第１端縁部
　１４　第２端縁部
　１５　折曲部
　１５ａ　頂点部分
　２０　伸縮性基材
　２１　第１伸縮性基材
　２２　第２伸縮性基材
　３０　伸縮性配線
　３１，３２　第１、第２配線部
　５１，５２，５３，５４，５５　第１、第２、第３、第４、第５電子部品
　５１ａ，５２ａ，５３ａ，５４ａ，５５ａ，５５ｂ　設置面
　１００　体表
　Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４　第１、第２、第３、第４領域
　Ｚ３１　体表領域
　Ｌ　最長距離
　Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４　第１、第２、第３、第４厚さ

Claims (12)

  1. 　第１主面および第２主面を有する伸縮可能な伸縮性基板と、
    　前記伸縮性基板上に設けられた電子部品と
    を備え、
    　前記第１主面は、第１領域と第２領域を含み、
    　前記伸縮性基板は、前記第１主面が内側となるように、折り返されており、
    　前記電子部品は、前記第１主面に配置される、伸縮性デバイス。
  2. 　前記伸縮性基板は、前記第１領域と前記第２領域が対向するように、折り返されており、前記電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に配置される、請求項１に記載の伸縮性デバイス。
  3. 　前記電子部品は、複数存在し、
    　前記複数の電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の少なくとも一方に配置される、請求項２に記載の伸縮性デバイス。
  4. 　前記伸縮性基板は、前記第１領域側に位置する第１端縁部と、前記第２領域側に位置する第２端縁部とを有し、前記第１端縁部の少なくとも一部と前記第２端縁部の少なくとも一部とは、接続部材を介して、接続されている、請求項１～３のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  5. 　前記伸縮性基板は、伸縮可能な伸縮性基材と、前記伸縮性基材に設けられた伸縮可能な伸縮性配線とを有し、
    　前記伸縮性配線は、前記第１領域側に設けられた第１配線部と、前記第２領域側に設けられた第２配線部とを有し、
    　前記第１配線部と前記第２配線部は、電気的に接続されている、請求項１～４のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  6. 　さらに、前記第１領域および前記第２領域に接触する弾性部材を有する、請求項１～５のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  7. 　前記電子部品は、複数存在し、
    　前記複数の電子部品は、第１電子部品と第２電子部品とを含み、
    　前記第１電子部品は、前記第１領域に配置され、前記第２電子部品は、前記第２領域に配置される、請求項１～６のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  8. 　前記第１電子部品は、体表接近型の電子部品であり、
    　前記第２電子部品は、体表離隔型の電子部品である、請求項７に記載の伸縮性デバイス。
  9. 　前記第１電子部品と前記第２電子部品は、前記第１領域に直交する方向において、重ならない、請求項７または８に記載の伸縮性デバイス。
  10. 　前記第１電子部品の厚さと前記第２電子部品の厚さの合計は、前記第１領域と前記第２領域の間の最長距離よりも大きい、請求項７～９のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  11. 　前記第１電子部品と前記第２電子部品は、前記第１領域に平行な方向において、重なる、請求項７～１０のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
  12. 　前記電子部品は、複数存在し、
    　前記複数の電子部品は、前記第１領域と前記第２領域の両方に配置され、
    　前記第２主面は、第１領域と反対側の第３領域を有し、前記第３領域は、体表に接触され得る体表領域を有し、
    　前記第１領域および前記第２領域に設置される前記複数の電子部品の設置面の面積の合計は、前記体表領域の面積よりも大きい、請求項１～１１のいずれかに記載の伸縮性デバイス。
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