JP2018186957A - 生体センサ用積層体および生体センサ - Google Patents

Abstract

【課題】生体表面を介した短絡を防止できる生体センサ用積層体および生体センサを提供すること。【解決手段】生体センサ用積層体１は、感圧接着層２と、感圧接着層２の上面に配置され、伸縮性を有する基材層３と、基材層３に配置される配線層４と、感圧接着層２の下面から露出するように、感圧接着層２に埋め込まれているプローブ５と、感圧接着層２および基材層３内を通過するように、配線層４とプローブ５とを電気的に接続する接続部６とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、生体センサ用積層体および生体センサに関する。

従来、生体センサとして、柔軟性を有する絶縁層と、絶縁層の上部に埋め込まれている導体パターンとを備える配線回路基板を、ユーザの皮膚に貼付して使用されるウエアラブルデバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載のウエアラブルデバイスでは、導体パターンは、配線と、その両端部に連続する２つの端子とを備えており、２つの端子のそれぞれには、メモリおよびセンサが実装される。

特開２０１７−２２２３７号公報

しかるに、特許文献１に記載のウエアラブルデバイスの上面を皮膚に貼着すれば、配線、端子、メモリおよびセンサは、絶縁層に対して同じ側にあるので、それら全てが、皮膚に接触する。すると、それらは、皮膚を介して短絡するという不具合がある。

本発明は、生体表面を介した短絡を防止できる生体センサ用積層体および生体センサを提供する。

本発明（１）は、生体表面に貼付するための感圧接着層と、前記感圧接着層の上面に配置され、伸縮性を有する基材層と、前記基材層に配置される配線層と、前記感圧接着層の下面から露出するように、前記感圧接着層に埋め込まれているプローブと、少なくとも前記感圧接着層内を通過するように、前記配線層と前記プローブとを電気的に接続する接続部とを備える、生体センサ用積層体を含む。

この生体センサ用積層体では、プローブは、感圧接着層の下面から露出しているので、感圧接着層の下面を生体表面に貼付すれば、プローブは、生体表面に接触でき、生体をセンシングすることができる。

一方、配線層は、感圧接着層の上面に配置される基材層に配置されており、つまり、感圧接着層においてプローブを埋め込む側の反対側に配置される基材層に配置されている。そのため、配線層は、生体表面と接触することを防止できる。その結果、配線層は、生体表面を介した短絡を防止することができる。

従って、この生体センサ用積層体によれば、生体を確実にセンシングすることができる。

本発明（２）は、前記配線層の少なくとも一部が、前記基材層に埋め込まれている、（１）に記載の生体センサ用積層体を含む。

この生体センサ用積層体では、配線層の少なくとも一部が、基材層に埋め込まれているので、薄型化を図ることができる。

本発明（３）は、前記感圧接着層の材料が、生体適合性を有する、（１）または（２）に記載の生体センサ用積層体を含む。

感圧接着層の材料が、生体適合性を有するので、生体への負荷を抑制することができる。

本発明（４）は、前記基材層の材料が、ポリウレタン系樹脂である、（１）〜（３）のいずれか一項に記載の生体センサ用積層体を含む。

この生体センサ用積層体では、基材層の材料が、ポリウレタン系樹脂であるので、基材層は、伸縮性に優れる。そのため、生体の貼付感（生体が貼付していることを感じること。装着感）を低減することができる。

本発明（５）は、（１）〜（４）のいずれか一項に記載の生体センサ用積層体と、前記配線層に電気的に接続されるように、前記基材層に実装される電子部品とを備える、生体センサを含む。

この生体センサは、上記した生体センサ用積層体を備えるので、確実なセンシングを実施することができる。

本発明の生体センサ用積層体および生体センサは、生体を確実にセンシングすることができる。

図１は、本発明の生体センサ用積層体の一実施形態の平面図を示す。 図２Ａおよび図２Ｂは、図１に示す生体センサ用積層体の断面図であり、図２Ａが、Ａ−Ａ線に沿う断面図、図２Ｂが、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図を示す。 図３Ａ〜図３Ｄは、図２Ａに示す生体センサ用積層体の製造工程図であり、図３Ａが、基材層および配線層を準備する工程、図３Ｂが、感圧接着層および基材層を貼り合わせる工程、図３Ｃが、開口部を形成し、プローブ部材を準備する工程、図３Ｄ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４は、プローブ含有シートを下から見た斜視図であり、第２剥離シートの一部を切り欠いた斜視図を示す。 図５は、プローブ部材の作製工程を説明する斜視図であり、上側図は、下側から見た斜視図下側図は、上側から見た斜視図を示す。 図６Ａ〜図６Ｃは、プローブ部材の分解斜視図であり、図６Ａが、プローブ部材、図６Ｂが、接続部、図６Ｃが、生体センサ用積層体の長手方向一端部の開口部を示す。 図７Ａ〜図７Ｄは、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体の断面図であり、図７Ａが、配線層の下部が基材層に埋め込まれる態様、図７Ｂが、配線層が基材層に埋め込まれず、基材層より上側に位置する態様、図７Ｃが、配線層が基材層から露出せず、配線層が基材層に埋め込まれる態様、図７Ｄが、配線層が、基材下面から露出するように、基材層に埋め込まれる態様を示す。 図８は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（プローブの上部が感圧接着層に埋め込まれる態様）の断面図を示す。 図９は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（プローブが略板形状）の断面図を示す。 図１０は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（プローブが中実の略柱形状）の断面図を示す。 図１１は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（接続部が略棒（針）柱形状）の平面図を示す。 図１２は、図１１に示す生体センサ用積層体のＡ−Ａ線に沿う断面図を示す。 図１３は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（接続部が略棒（針）形状、かつ、プローブが略板形状）の断面図を示す。 図１４Ａおよび図１４Ｂは、図１２に示す生体センサ用積層体のさらなる変形例であり、図１４Ａが、導電性感圧接着層がプローブ下面に設けられる態様、図１４Ｂが、感圧強接着層がプローブの孔に設けられる態様を示す。 図１５は、一実施形態の変形例の生体センサ用積層体（プローブおよび接続部が一体である態様）の平面図を示す。 図１６は、図１５に示す生体センサ用積層体のＡ−Ａ線に沿う断面図を示す。 図１７Ａおよび図１７Ｂは、プローブが接続部より大きい変形例を示し、図１７Ａが、断面図、図１７Ｂが、図１７Ａに示すプローブおよび接続部の拡大斜視図を示す。

＜一実施形態＞
本発明の生体センサ用積層体の一実施形態である生体センサ用積層体１を、図１〜図６Ｃを参照して説明する。

図１において、紙面左右方向は、生体センサ用積層体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、生体センサ用積層体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、生体センサ用積層体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。

方向は、各図面に記載の方向矢印に準拠する。

これらの方向の定義により、生体センサ用積層体１および貼付型心電計３０（後述）の製造時および使用時の向きを限定する意図はない。

図１〜図２Ｂに示すように、生体センサ用積層体１は、長手方向に延びる略平板形状を有する。生体センサ用積層体１は、感圧接着層２と、感圧接着層２の上面に配置される基材層３と、基材層３に配置される配線層４と、感圧接着層２の下面の一例としての接着下面９から露出するように、感圧接着層２に埋め込まれているプローブ５と、配線層４およびプローブ５を電気的に接続する接続部６とを備える。

感圧接着層２は、生体センサ用積層体１の下面を形成する。感圧接着層２は、生体センサ用積層体１の下面を生体表面（皮膚３３など）に対して貼付するために、生体センサ用積層体１の下面に感圧接着性を付与する層である。感圧接着層２は、生体センサ用積層体１の外形形状を形成している。感圧接着層２は、長手方向に延びる平板形状を有する。具体的には、例えば、感圧接着層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両外側に向かって膨らむ形状を有する。また、感圧接着層２において、長手方向中央部の短手方向両端縁は、長手方向中央部以外の短手方向両端縁に対して、短手方向両外側に位置する。

感圧接着層２は、上面の一例としての接着上面８と、接着下面９とを有する。

接着上面８は、平坦面である。

接着下面９は、接着上面８の下側に間隔を隔てて対向配置されている。

また、感圧接着層２は、その長手方向両端部のそれぞれに、２つの接着開口部１１のそれぞれを有する。２つの接着開口部１１のそれぞれは、平面視略リング形状を有する。接着開口部１１は、感圧接着層２の厚み方向を貫通する。接着開口部１１には、接続部６が充填される。

また、接着開口部１１の内側における接着下面９は、プローブ５（後述）に対応する接着溝１０を有する。接着溝１０は、下側に向かって開放される。

感圧接着層２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ず、好ましくは、生体適合性を有する材料が挙げられる。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２を角質剥離試験したときに、角質剥離面積率が、例えば、５０％以下、好ましくは、３０％以下、より、好ましくは、１５％以下であり、また、例えば、０％以上である。角質剥離面積率が上記した上限以下であれば、感圧接着層２を生体に貼着しても、生体の負荷を抑制することができる。つまり、感圧接着層２の材料が、優れた生体適合性を有することができる。角質剥離試験は、特開２００４−８３４２５号公報に記載の方法によって、測定される。

感圧接着層２の透湿度は、例えば、３００（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）以上、好ましくは、６００（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）以上、さらに好ましくは、１０００（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）以上である。感圧接着層２の透湿度が上記した下限以上であれば、感圧接着層２を生体に貼着しても、生体の負荷を抑制することができる。つまり、感圧接着層２の材料が、優れた生体適合性を有することができる。

そして、（１）角質剥離試験の角質剥離面積率が５０％以下、（２）透湿度が３００（ｇ／ｍ²／ｄａｙ）以上の少なくともいずれかの要件を満たせば、好ましくは、（１）および（２）の両方の要件を満たせば、感圧接着層２の材料は、生体適合性を有する。

感圧接着層２の厚みは、接着溝１０以外の領域における接着上面８および接着下面９間の距離として、例えば、１０μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ未満、好ましくは、５０μｍ以下である。

基材層３は、生体センサ用積層体１の上面を形成する。基材層３は、感圧接着層２とともに生体センサ用積層体１の外形形状を形成している。基材層３の平面視形状は、感圧接着層２の平面視形状と同一である。基材層３は、感圧接着層２の上面全面（ただし、接続部６が設けられる領域を除く）に配置されている。基材層３は、感圧接着層２を支持する支持層である。基材層３は、長手方向に延びる平板形状を有する。基材層３は、基材下面１２と、上面の一例としての基材上面１３とを有する。

基材下面１２は、平坦面である。基材下面１２は、感圧接着層２の接着上面８に接触（感圧接着）している。

基材上面１３は、基材下面１２の上側に間隔を隔てて対向配置されている。基材上面１３は、配線層４に対応する基材溝１４を有する。基材溝１４は、平面視において、配線層４と同一のパターン形状を有する。基材溝１４は、上側に向かって開放される。

また、基材層３は、接着開口部１１に対応する基材開口部１５を有する。基材開口部１５は、接着開口部１１に厚み方向に連通する。基材開口部１５は、接着開口部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３の材料は、伸縮性を有する。また、基材層３の材料は、例えば、絶縁層を有する。そのような材料としては、例えば、樹脂が挙げられる。樹脂としては、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る。

基材層３の材料として、より優れた伸縮性および透湿性を確保する観点から、好ましくは、ポリウレタン系樹脂が挙げられる。

基材層３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３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３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３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３の引張貯蔵弾性率Ｅ’が上記した上限以下であれば、基材層３の材料が優れた伸縮性を有することができる。基材層３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３を動的粘弾性測定することにより求められる。

そして、（３）破断伸度が１００％以上、（４）引張強度が２０Ｎ／２０ｍｍ以下、（５）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３の材料が、伸縮性を有する。

基材層３の厚みは、基材溝１４以外の領域における基材下面１２および基材上面１３間の距離として、例えば、１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上であり、また、例えば、３００μｍ以下、好ましくは、１０μｍ以下である。

配線層４は、基材溝１４に埋め込まれている。詳しくは、配線層４は、基材層３の基材上面１３から露出するように、基材層３の上部に埋め込まれている。配線層４は、互いに間隔を隔てて配置される上面および下面と、それらの周端縁を連結する側面とを有する。下面の全部および側面の全部は、基材層３に接触している。上面は、基材上面１３（基材溝１４を除く）から露出している。配線層４の上面は、基材上面１３とともに、生体センサ用積層体１の上面を形成する。

配線層４は、接続部６と、電子部品３１（後述）および電池３２（後述）とを接続する配線パターンを有する。具体的には、配線層４は、第１配線パターン４１と、第２配線パターン４２とを独立して備える。

第１配線パターン４１は、基材層３における長手方向一方側に配置される。第１配線パターン４１は、第１配線１６Ａと、それに連続する第１端子１７Ａおよび第２端子１７Ｂとを備える。

第１配線パターン４１は、平面視略Ｔ字形状を有する。詳しくは、第１配線パターン４１は、基材層３の長手方向一端部（に位置する接続部６）から長手方向他方側に向かって延び、基材層３の長手方向中央部で分岐して、短手方向両外側に向かって延びる。

第１端子１７Ａおよび第２端子１７Ｂのそれぞれは、基材層３の長手方向中央部における短手方向両端部のそれぞれに配置されている。第１端子１７Ａおよび第２端子１７Ｂのそれぞれは、平面視略矩形状（ランド形状）を有する。第１端子１７Ａおよび第２端子１７Ｂのそれぞれは、基材層３の長手方向中央部において短手方向両外側に延びる第１配線１６Ａの両端部のそれぞれに連続する。

第２配線パターン４２は、第１配線パターン４１の長手方向他方側に間隔を隔てて設けられる。第２配線パターン４２は、第２配線１６Ｂと、それに連続する第３端子１７Ｃおよび第４端子１７Ｄとを備える。

第２配線パターン４２は、平面視略Ｔ字形状を有する。詳しくは、第２配線パターン４２は、基材層３の長手方向他端部（に位置する接続部６）から長手方向一方側に向かって延び、基材層３の長手方向中央部で分岐して、短手方向両外側に向かって延びる。

第３端子１７Ｃおよび第４端子１７Ｄのそれぞれは、基材層３の長手方向中央部における短手方向両端部のそれぞれに配置されている。第３端子１７Ｃおよび第４端子１７Ｄのそれぞれは、平面視略矩形状（ランド形状）を有する。第３端子１７Ｃおよび第４端子１７Ｄのそれぞれは、基材層３の長手方向中央部において短手方向両外側に延びる第２配線１６Ｂの両端部のそれぞれに連続する。

配線層４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４の材料として、好ましくは、銅が挙げられる。

配線層４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、５μｍ以下である。

プローブ５は、感圧接着層２が生体表面に貼付されたときに、生体表面に接触して、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である。プローブ５は、接着開口部１１の内側において、感圧接着層２における接着溝１０に埋め込まれている。つまり、プローブ５は、接着開口部１１の内側において、感圧接着層２の下端部に埋め込まれている。プローブ５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。換言すれば、プローブ５は、面方向（長手方向および短手方向）において互いに間隔を隔てる孔を有する。なお、孔には、感圧接着層２が充填されている。

また、プローブ５は、それが延びる方向に直交する断面視において、略矩形状を有する。プローブ５は、プローブ下面２０と、プローブ下面２０の上側に間隔を隔てて対向配置されるプローブ上面２１と、プローブ下面２０およびプローブ上面２１の周端縁を連結する側面とを有する。

プローブ下面２０は、感圧接着層２の接着下面９（接着溝１０を除く）から露出する。プローブ下面２０は、接着下面９と面一である。プローブ下面２０は、接着下面９とともに、生体センサ用積層体１の下面を形成している。

プローブ上面２１は、感圧接着層２に被覆されている。

図５に示すように、プローブ５の側面のうち、最外側に位置する面は、外側面２２である。外側面２２は、平面視において、外側面２２を通過する仮想円を形成する。

プローブ５の材料としては、配線層４で例示した材料（具体的には、導体）が挙げられる。

プローブ５の外形寸法は、外側面２２を通過する仮想円が、接着開口部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。

プローブ５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未満、好ましくは、７５μｍ以下である。

接続部６は、基材開口部１５および接着開口部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６は、基材層３および感圧接着層２を厚み方向（上下方向）に貫通（通過）しており、基材開口部１５および接着開口部１１に充填されている。接続部６は、プローブ５の外側面２２に沿う、平面視無端形状を有する。具体的には、接続部６は、軸線が厚み方向に延びる（外側面２２を通過する仮想円に沿う）略円筒形状を有する。

接続部６の内側面は、プローブ５の外側面２２に接触している。接続部６は、接着開口部１１の外側の感圧接着層２と、接着開口部１１の内側の感圧接着層２とに感圧接着している。

接続部６の上面は、基材上面１３と面一である。接続部６の下面は、接着下面９と面一である。

図１に示すように、２つの接続部６のうち、長手方向一方側に位置する接続部６は、その上端部において、長手方向一方側に位置する第１配線１６Ａ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６は、その上端部において、長手方向他方側に位置する配線１６Ｂの長手方向他端縁に連続する。

これにより、接続部６は、配線層４とプローブ５とを電気的に接続する。

接続部６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。

接続部６の厚み（上下方向長さ）は、基材層３および感圧接着層２の総厚みと同一である。接続部６の径方向長さ（外径から内径を差し引いた値の半値）は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１００μｍ以上であり、また、例えば、１０００μｍ以下、好ましくは、５００μｍ以下である。

次に、生体センサ用積層体１の製造方法を説明する。

図３Ａに示すように、この方法では、まず、基材層３および配線層４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４が基材溝１４に埋め込まれるように、基材層３および配線層４を準備する。

図３Ｂに示すように、次いで、感圧接着層２を基材下面１２に配置する。

感圧接着層２を基材下面１２に配置するには、例えば、まず、感圧接着層２の材料を含有する塗布液を調製し、続いて、塗布液を第１剥離シート１９の上面に塗布し、その後、加熱により乾燥させる。これによって、感圧接着層２を第１剥離シート１９の上面に配置する。第１剥離シート１９は、例えば、長手方向に延びる略平板形状を有する。第１剥離シート１９の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂が挙げられる。

次いで、感圧接着層２および基材層３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２の接着上面８と、基材層３の基材下面１２とを接触させる。

なお、この時点では、基材層３および感圧接着層２のそれぞれは、基材開口部１５および接着開口部１１のそれぞれを有しない。

図３Ｃに示すように、次いで、開口部２３を、基材層３および感圧接着層２に形成する。

開口部２３は、基材層３および感圧接着層２を貫通する。開口部２３は、基材開口部１５を区画する外周面と、接着開口部１１を区画する外周面とによって区画される平面視略円形状の穴（貫通穴）である。開口部２３は、上側に向かって開口される。一方、開口部２３の下端は、第１剥離シート１９によって閉塞されている。

開口部２３を形成するには、感圧接着層２および基材層３を、例えば、パンチング、ハーフエッチングする。

次いで、プローブ部材１８を準備し、これを開口部２３内に嵌め込む。

プローブ部材１８を準備するには、まず、図４に示すように、プローブ含有シート２６を準備する。

プローブ含有シート２６は、第２剥離シート２９と、第２剥離シート２９の上に形成されるプローブパターン２５と、第２剥離シート２９の上に形成され、プローブパターン２５を埋め込む感圧接着層２と、感圧接着層２の接着上面８に配置される基材層３とを備える。

第２剥離シート２９は、上記した第１剥離シート１９と同様の構成を有する。

プローブパターン２５は、プローブ５と同一のパターン形状を有し、プローブパターン２５の材料は、プローブ５の材料と同一である。プローブパターン２５は、プローブ５の外側面２２を通過する仮想円より大きい平面積を有する。

プローブ含有シート２６における感圧接着層２および基材層３のそれぞれは、上記した感圧接着層２および基材層３のそれぞれと同一構成を有する。

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

図示しないが、具体的には、ステンレスからなる剥離層の上面に、銅からなるシード層を形成した後、シード層の上面全体にフォトレジストを積層する。次いで、フォトレジストを露光および現像して、フォトレジストをプローブパターン２５の逆パターンに形成する。続いて、電解めっきにより、プローブパターン２５をシード層の上面に形成した後、フォトレジストを除去する。その後、感圧接着層２の材料を含有する塗布液を、プローブパターン２５を被覆するように塗布し、硬化させて感圧接着層２を形成する。次いで、感圧接着層２の上面に、基材層３を、例えば、ラミネータなどにより、貼り合わせる。そして、シード層の下面から剥離層を剥離し、続いて、シード層を除去する。その後、必要に応じて、感圧接着層２の下面に、第２剥離シート２９を貼り合わせる。第２剥離シート２９は、上記した第１剥離シート１９と同様の構成を有する。

これによって、プローブ含有シート２６が準備される。

次いで、図５に示すように、切断線２７を、プローブパターン２５、感圧接着層２および基材層３に、平面視略円形状に形成する。切断線２７は、例えば、パンチングなどによって形成される。切断線２７は、プローブパターン２５、感圧接着層２および基材層３をその内外に分断するが、第２剥離シート２９には形成されない。また、切断線２７の寸法は、接着開口部１１および基材開口部１５の内径と同一である。つまり、切断線２７は、外側面２２を通過する仮想円と一致する。

切断線２７の形成によって、プローブ部材１８が形成される。

プローブ部材１８において、プローブ５の外側面２２は、感圧接着層２の外側面と面一である。また、プローブ部材１８において、外側面２２は、感圧接着層２の外側面から径方向外方に露出する。

続いて、図５の矢印で示すように、プローブ部材１８を、第２剥離シート２９から引き上げる。具体的には、プローブ部材１８における接着下面９およびプローブ下面２０を、第２剥離シート２９から剥離する。

その後、図３Ｃの矢印で示すように、プローブ部材１８を、開口部２３内に嵌め込む。

この際、プローブ部材１８の感圧接着層２、基材層３およびプローブ５と、開口部２３の周囲の感圧接着層２および基材層３との間に、間隔を隔てる。つまり、基材開口部１５および接着開口部１１が形成されるように、プローブ部材１８を開口部２３内に嵌め込む。

その後、図３Ｄに示すように、接続部６を、基材開口部１５および接着開口部１１内に設ける。

接続部６の材料が導電性樹脂組成物である場合には、導電性樹脂組成物を基材開口部１５および接着開口部１１に注入（あるいは塗布）する。その後、必要により、導電性樹脂組成物を加熱する。

これにより、生体センサ用積層体１を製造する。

この生体センサ用積層体１は、感圧接着層２と、基材層３と、配線層４と、プローブ５と、接続部６と、第１剥離シート１９とを備え、好ましくは、それらのみからなる。図２Ａに示すように、また、生体センサ用積層体１は、第１剥離シート１９を備えず、感圧接着層２と、基材層３と、配線層４と、プローブ５と、接続部６とのみからなっていてもよい。

生体センサ用積層体１は、単独で流通し、産業上利用可能なデバイスである。具体的には、生体センサ用積層体１は、次に説明する電子部品３１および電池３２（図１の仮想線参照）とは別に、単独で流通することができる。つまり、生体センサ用積層体１は、電子部品３１および電池３２を実装しておらず、貼付型心電計３０を製造するための部品である。

次に、生体センサ用積層体１を用いて、生体センサの一例としての貼付型心電計３０の製造方法および貼付型心電計３０の使用方法を説明する。

図１および図２Ａに示すように、貼付型心電計３０を製造するには、例えば、まず、生体センサ用積層体１、電子部品３１および電池３２のそれぞれを用意する。

電子部品３１としては、例えば、プローブ５で取得した生体からの電気信号を処理して記憶するためのアナログフロントエンド、マイコン、メモリ、さらには、電気信号を電波に変換し、これを外部の受信機に無線送信するための通信ＩＣ、送信機などが挙げられる。電子部品３１は、これらのうち一部あるいは全てを有していてもい。電子部品３１は、その下面に設けられる２つあるいは３つ以上の端子（図示せず）を有する。

電池３２は、その下面に設けられる２つの端子（図示せず）を有する。

次いで、電子部品３１の２つの端子を、第１端子１７Ａおよび第３端子１７Ｃと電気的に接続する。また、電池３２の２つの端子を、第２端子１７Ｂおよび第４端子１７Ｄと電気的に接続する。

これにより、生体センサ用積層体１と、それに実装される電子部品３１および電池３２とを備える貼付型心電計３０を製造する。

貼付型心電計３０を使用するには、まず、第１剥離シート１９（図３Ｄの矢印および仮想線が参照）を、感圧接着層２およびプローブ５から剥離する。

図２Ａの仮想線で示すように、次いで、感圧接着層２の接着下面９を、例えば、人体の皮膚３３に接触させる。具体的には、感圧接着層２を皮膚３３の表面に感圧接着させる。

すると、プローブ５のプローブ下面２０は、接着下面９が皮膚３３に感圧接着（貼付）することによって、皮膚３３の表面に接触する。

続いて、プローブ５が心臓の活動電位を電気信号としてセンシングし、プローブ５でセンシングした電気信号が、接続部６および配線層４を介して、電子部品３１に入力される。電子部品３１は、電池３２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。

そして、この生体センサ用積層体１では、プローブ５は、感圧接着層２の接着下面９から露出しているので、感圧接着層２の接着下面９を皮膚３３に貼付すれば、プローブ５は、皮膚３３に接触でき、心臓の活動電位をセンシングすることができる。

一方、配線層４は、感圧接着層２の接着上面８に配置される基材層３に配置されており、つまり、配線層４においてプローブ５を埋め込む側の反対側（上側）に配置される基材層３に配置されている。そのため、配線層４は、皮膚３３と接触することを防止できる。その結果、配線層４は、皮膚３３を介した短絡を防止することができる。

従って、この生体センサ用積層体１によれば、心臓の活動電位を確実にセンシングすることができる。

また、この生体センサ用積層体１では、配線層４が、基材層３に埋め込まれているので、薄型化を図ることができる。

また、この生体センサ用積層体１では、基材層３の材料が、生体適合性を有すれば、生体への安全性を向上させることができる。

また、この生体センサ用積層体１では、基材層３の材料が、ポリウレタン系樹脂であれば、基材層３は、伸縮性に優れる。

この生体センサ３０は、上記した生体センサ用積層体１を備えるので、確実なセンシングを実施することができる。

＜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。

図１および図５に示すように、一実施形態では、外側面２２を通過する線は、円形状であるが、その形状は特に限定されず、例えば、図示しないが、矩形状であってもよい。

図２Ｂに示すように、配線層４の側面の全部は、基材層３に接触している。

一方、図７Ａに示すように、この変形例では、配線層４の側面の下部が、基材層３に接触し、配線層４の側面の上部が、基材層３の基材上面１３から露出することができる。つまり、配線層４の上部が基材層３の基材上面１３から突出し、配線層４の下部が基材層３に埋め込まれている。

図７Ｂに示すように、配線層４の側面の全部が、露出することもできる。基材上面１３は、基材溝１４を有さず、平坦面である。配線層４の下面が、基材上面１３に接触し、載置されている。つまり、図７Ｂに示す配線層４は、基材層３に埋め込まれず、基材上面１３に配置されている。

図７Ｃに示すように、配線層４は、基材層３に完全に埋め込まれていてよい。つまり、配線層４は、基材層３中に埋設されている。配線層４の上面、下面および側面の全ては、基材層３に被覆されている。配線層４は、基材層３における基材上面１３および基材下面１２の間に位置する。

図７Ｄに示すように、配線層４は、基材下面１２から露出するように、基材層３に埋め込まれている。配線層４の下面は、基材下面１２と面一であり、接着上面８に接触する。この場合には、図示しないが、接続部６が、基材層３を通過せず、感圧接着層２のみを通過する。つまり、接続部６が、接着開口部１１のみに充填されている。

また、図示しないが、例えば、第１配線１６Ａおよび／または第２配線１６Ｂは、平面視波形状を有することもできる。

図２Ａに示すように、一実施形態では、プローブ５の側面（外側面２２を除く）の全部が感圧接着層２に接触しており、プローブ５のプローブ下面２０が、感圧接着層２の接着下面９に対して面一である。

一方、図８に示すように、プローブ５の側面（外側面２２を除く）の上部が感圧接着層２に接触し、下部が接着下面９から露出することもできる。プローブ下面２０は、接着下面９に対して下側に位置する。つまり、プローブ５の上部のみが感圧接着層２に埋め込まれ、プローブ５の下部が、接着下面９から下に向かって突出する。

図９に示すように、プローブ５は、孔を有さず、面方向に延びる略板形状（具体的には、略円板形状）を有することができる。プローブ５の外周面は、接続部６の下端部の内周面に接触する。

図１０に示すように、プローブ５が、感圧接着層２および基材層３を通過する略柱形状（具体的には、略円柱形状）であってよい。プローブ上面２１は、基材層３の基材上面１３と接続部６の上面とから露出する。プローブ５の外周面の全部は、接続部６の内周面の全部に接触する。

図１１および図１２に示すように、接続部６は、軸線が厚み方向に沿って延びる略棒（丸棒）（針）形状を有することもできる。

接続部６と、プローブ５とは、点状で接触する。

図１３に示すように、接続部６は、略柱形状であり、かつ、プローブ５は、孔を有さず、面方向に延びる略板形状（具体的には、略円板形状）を有することができる。

図１４Ａに示すように、プローブ５の下面に導電性感圧接着層２８を設けることもできる。

導電性感圧接着層２８は、外側面２２を通過する仮想円と同一寸法の略円板形状を有する。導電性感圧接着層２８の上面は、上記した仮想円内におけるプローブ下面２０および接着下面９に接触している。

導電性感圧接着層２８は、皮膚３３における水分量や表面凹凸が生体（個体）によって異なることに起因するセンシング精度の低下やノイズを抑制するために設けられ、皮膚３３における水分量を調整する水分量調整（あるいは水分量安定化）機能を有していてもよい。

導電性感圧接着層２８の材料は、導電性を有し、水分量調整機能（あるいは水分量安定化機能）を有する材料（例えば、親水性化合物など）を含むものであってもよい。例えば、材料としては、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの感圧接着剤と、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）などの親水性ポリマー（親水性化合物）とを配合した組成物が挙げられる。これら材料は、例えば、塗布されて、導電性感圧接着層２８が設けられる。

また、図１４Ｂに示すように、感圧強接着層４５を、プローブ５の孔に充填してもよい。感圧強接着層４５の下面は、プローブ下面２０および接着下面９と面一である。感圧強接着層４５の材料としては、例えば、シリコーン系、アクリル系、ウレタン系などの感圧強接着剤が挙げられる。感圧強接着層４５のピール剥離力は、感圧接着層２のそれに対して、例えば、１．５倍以上である。感圧強接着層４５によって、プローブ５が皮膚３３に強固に固定されるため、信号処理精度がより向上する。

図１５および図１６に示すように、プローブ５および接続部６が一体であってもよい。

つまり、プローブ５は、接続部６を兼ねる。プローブ５は、中実の略円柱形状を有する。プローブ下面２０は、接着下面９から露出する。プローブ上面２１は、基材上面１３から露出する。２つのプローブ５のそれぞれの上端部に、第１配線１６Ａの長手方向一端縁、および第２配線１６Ｂの長手方向他端縁のそれぞれが接触する。プローブ５の材料としては、例えば、接続部６と同様の材料が挙げられる。

図１７Ａおよび図１７Ｂに示すように、接続部６が、平面視において、プローブ５より小さくてもよい。プローブ５の外側面２２を通過する仮想円３４は、平面視において、接続部６を含み、接続部６より大きい。接続部６の下端縁は、プローブ５の面方向途中部分（外側面２２より内側部分）に接触している。

一実施形態では、図１に示すように、生体センサ用積層体１の長手方向中央部が膨らんでいるが、これに限定されず、例えば、図示しないが、生体センサ用積層体１は、長手方向中央部が膨まず、平面視略矩形状を有することもできる。

一実施形態では、本発明の生体センサの一例として貼付型心電計３０を挙げたが、例えば、生体信号をセンシングして生体の健康状態をモニタできる装置などが挙げられ、具体的には、貼付型脳波計、貼付型血圧計、貼付型脈拍計、貼付型筋電計、貼付型温度計などが挙げられる。

なお、生体は、人体および人体以外の動物を含むが、好ましくは、人体である。

１ 生体センサ用積層体
２ 感圧接着層
３ 基材層
４ 配線層
５ プローブ
６ 接続部
８ 接着上面（感圧接着層の上面の一例）
９ 接着下面（感圧接着層の下面の一例）
１３ 基材上面（基材層の上面の一例）
３０ 貼付型心電計
３１ 電子部品

Claims (5)

1. 生体表面に貼付するための感圧接着層と、
   前記感圧接着層の上面に配置され、伸縮性を有する基材層と、
   前記基材層に配置される配線層と、
   前記感圧接着層の下面から露出するように、前記感圧接着層に埋め込まれているプローブと、
   少なくとも前記感圧接着層内を通過するように、前記配線層と前記プローブとを電気的に接続する接続部と
   を備えることを特徴とする、生体センサ用積層体。
2. 前記配線層の少なくとも一部が、前記基材層に埋め込まれていることを特徴とする、請求項１に記載の生体センサ用積層体。
3. 前記感圧接着層の材料が、生体適合性を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の生体センサ用積層体。
4. 前記基材層の材料が、ポリウレタン系樹脂であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の生体センサ用積層体。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の生体センサ用積層体と、
   前記配線層に電気的に接続されるように、前記基材層に実装される電子部品と
   を備えることを特徴とする、生体センサ。

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