特許 7584357 ストレッチャブルデバイス及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】ストレッチャブルデバイス及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20241108BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20241108BHJP

   H05K 3/12 20060101ALI20241108BHJP

   A61B 5/257 20210101ALI20241108BHJP

   A61B 5/273 20210101ALI20241108BHJP

   H05K 3/46 20060101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H05K1/02 L

H05K1/11 N

H05K3/12 610A

A61B5/257

A61B5/273

H05K3/46 B

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021092800

(22)【出願日】2021-06-02

(65)【公開番号】P2022185258

(43)【公開日】2022-12-14

【審査請求日】2023-10-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000190116

【氏名又は名称】信越ポリマー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100152272

【弁理士】

【氏名又は名称】川越 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(72)【発明者】

【氏名】浅川 勝弘

(72)【発明者】

【氏名】宮島 健太郎

【審査官】沼生 泰伸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１７８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００１９９８８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１５２６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１４３２５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９６８２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０７２１７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０５Ｋ １／００－ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１１

Ｈ０５Ｋ ３／３８－ ３／４２

Ｈ０５Ｋ ３／１０－ ３／２６

Ｈ０５Ｋ ３／４６

Ａ６１Ｂ ５／０５－ ５／０５３８

Ａ６１Ｂ ５／２４－ ５／３９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１レジスト層と、前記第１レジスト層上に設けられた第１導電パターン層と、前記第１導電パターン層を覆う第２レジスト層と、第１レジスト層の前記第１導電パターン層側とは反対側に設けられた生体電極と、前記第２レジスト層上に設けられた第２導電パターン層と、を備え、
前記生体電極と前記第１導電パターン層とが、前記第１レジスト層に形成された第１ビアホールを介して電気的に接続され、
前記第１導電パターン層と前記第２導電パターン層とが、前記第２レジスト層に形成された第２ビアホールを介して電気的に接続され、
厚さ方向から見て前記第２ビアホールが前記第１ビアホールと異なる任意の位置に配置されている、ストレッチャブルデバイス。

【請求項2】

前記第２ビアホールの直径が２ｍｍ超５ｍｍ以下であり、前記第２ビアホール上に、前記第２導電パターン層と電気的に接続された電子部品が設けられている、請求項１に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項3】

第１レジスト層と、前記第１レジスト層上に設けられた第１導電パターン層と、前記第１導電パターン層を覆う第２レジスト層と、第１レジスト層の前記第１導電パターン層側とは反対側に設けられた生体電極と、前記第２レジスト層上に設けられた第２導電パターン層と、を備え、
前記生体電極と前記第１導電パターン層とが、前記第１レジスト層に形成された第１ビアホールを介して電気的に接続され、
前記第１導電パターン層と前記第２導電パターン層とが、前記第２レジスト層に形成された第２ビアホールを介して電気的に接続され、
前記第２ビアホールの直径が２ｍｍ超５ｍｍ以下であり、前記第２ビアホール上に、前記第２導電パターン層と電気的に接続された電子部品が設けられている、ストレッチャブルデバイス。

【請求項4】

前記第１レジスト層の前記生体電極側の前記生体電極以外の部分に生体適合性の粘着剤層が設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項5】

前記第１レジスト層及び前記第２レジスト層のヤング率が１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である、請求項１～４のいずれか一項に記載のストレッチャブルデバイス。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか一項に記載のストレッチャブルデバイスの製造方法であって、
樹脂材料によって前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第１導電パターン層を形成する工程と、
樹脂材料によって前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第２導電パターン層を形成する工程と、を含む、ストレッチャブルデバイスの製造方法。

【請求項7】

剥離シート上に樹脂材料を印刷し、前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成する、請求項６に記載のストレッチャブルデバイスの製造方法。

【請求項8】

前記第１レジスト層及び前記第１導電パターン層の上に樹脂材料を印刷し、前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する、請求項６又は７に記載のストレッチャブルデバイスの製造方法。

【請求項9】

第１レジスト層と、前記第１レジスト層上に設けられた第１導電パターン層と、前記第１導電パターン層を覆う第２レジスト層と、第１レジスト層の前記第１導電パターン層側とは反対側に設けられた生体電極と、前記第２レジスト層上に設けられた第２導電パターン層と、を備え、
前記生体電極と前記第１導電パターン層とが、前記第１レジスト層に形成された第１ビアホールを介して電気的に接続され、
前記第１導電パターン層と前記第２導電パターン層とが、前記第２レジスト層に形成された第２ビアホールを介して電気的に接続されているストレッチャブルデバイスの製造方法であって、
樹脂材料によって前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第１導電パターン層を形成する工程と、
樹脂材料によって前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第２導電パターン層を形成する工程と、を含み、
剥離シート上に樹脂材料を印刷し、前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成し、
前記第１レジスト層及び前記第１導電パターン層の上に樹脂材料を印刷し、前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する、ストレッチャブルデバイスの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ストレッチャブルデバイス及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

回路を有するフレキシブルプリント基板に各種の電子部品を実装したストレッチャブルデバイスは、人体に貼り合わせて筋電位等の生体信号を取得するなど、様々な用途へと適用が提案されている。ストレッチャブルデバイスにおいては、両面に回路を設け、ビアホールを通じて両面の回路を電気的に接続する構成が知られている。

【0003】

特許文献１には、ベースフィルムに針を刺してビアホールを設け、ベースフィルムの両面にスクリーン印刷によって回路を設け、ビアホールを通じて両面の回路を電気的に接続することが開示されている。特許文献２には、フォトリソグラフ法によって両面に通じるランドアクセス用開口部（ビアホール）を設ける方法が開示されている。
また、特許文献３には、レジスト層上に導電パターン層を形成すること、及び、前記導電パターン層上にさらに被覆レジスト層を形成することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特公平０６－０６６５４９号公報

【文献】特開２００６－３１０６８９号公報

【文献】特開２０１９－４６６１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ビアホールの直径は一般に０．１ｍｍ～２ｍｍであるが、ビアホールを介した通電が不安定になりやすい傾向がある。また、特許文献１のようなビアホールでは、直径を大きくすると針を刺す側と反対側のビアホールの周囲が盛り上がってスクリーン印刷の信頼性が低下するため、ビアホールを通じた両面の回路の通電が不安定になりやすい。

【0006】

また、導電性接着剤によって電子部品をビアホール上に実装しようとすると、例えば上面のグランドパターンと下面の生体電極が導電性接着剤を介して短絡するなど、予期せぬ短絡が生じるおそれがある。そのため、電子部品の実装にはそのための引き回し回路が必要であり、製品設計の幅が狭い。また、ベースフィルムを用いると充分な伸縮性を得ることが難しい。
また、特許文献２のようにフォトリソグラフ法でビアホールを形成する方法は、フォトレジストをコーティングし、露光、現像する工程が必要になるため製造が煩雑である。
特許文献３では、レジスト層の両側に設けた導電パターン層や電極をビアホールによって電気的に接続することについては検討されていない。

【0007】

本発明は、ビアホールを介した接続信頼性に優れ、設計の自由度が高く、伸縮性に優れ、簡便に製造できるストレッチャブルデバイス、及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、以下の態様を有する。
［１］第１レジスト層と、前記第１レジスト層上に設けられた第１導電パターン層と、前記第１導電パターン層を覆う第２レジスト層と、第１レジスト層の前記第１導電パターン層側とは反対側に設けられた生体電極と、前記第２レジスト層上に設けられた第２導電パターン層と、を備え、
前記生体電極と前記第１導電パターン層とが、前記第１レジスト層に形成された第１ビアホールを介して電気的に接続され、
前記第１導電パターン層と前記第２導電パターン層とが、前記第２レジスト層に形成された第２ビアホールを介して電気的に接続されている、ストレッチャブルデバイス。
［２］厚さ方向から見て前記第２ビアホールが前記第１ビアホールと異なる任意の位置に配置されている、［１］に記載のストレッチャブルデバイス。
［３］前記第２ビアホールの直径が２ｍｍ超５ｍｍ以下であり、前記第２ビアホール上に、前記第２導電パターン層と電気的に接続された電子部品が設けられている、［１］又は［２］に記載のストレッチャブルデバイス。
［４］前記第１レジスト層の前記生体電極側の前記生体電極以外の部分に生体適合性の粘着剤層が設けられている、［１］～［３］のいずれかに記載のストレッチャブルデバイス。
［５］前記第１レジスト層及び前記第２レジスト層のヤング率が１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である、［１］～［４］のいずれかに記載のストレッチャブルデバイス。
［６］［１］～［５］のいずれかに記載のストレッチャブルデバイスの製造方法であって、
樹脂材料によって前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第１導電パターン層を形成する工程と、
樹脂材料によって前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する工程と、
導電材によって前記第２導電パターン層を形成する工程と、を含む、ストレッチャブルデバイスの製造方法。
［７］剥離シート上に樹脂材料を印刷し、前記第１ビアホールを有する前記第１レジスト層を形成する、［６］に記載のストレッチャブルデバイスの製造方法。
［８］前記第１レジスト層及び前記第１導電パターン層の上に樹脂材料を印刷し、前記第２ビアホールを有する前記第２レジスト層を形成する、［６］又は［７］に記載のストレッチャブルデバイスの製造方法。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ビアホールを介した接続信頼性に優れ、設計の自由度が高く、伸縮性に優れ、簡便に製造できるストレッチャブルデバイス、及びその製造方法を提供できる。

【0010】

本発明はＳＤＧｓ目標９「産業と技術革新の基盤」に資すると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態のストレッチャブルデバイスの平面図である。

【図2】図１のストレッチャブルデバイスのＩ－Ｉ断面図である。

【図3】図１のストレッチャブルデバイスのＩＩ－ＩＩ断面図である。

【図4】図１のストレッチャブルデバイスを生体電極側から見た底面図である。

【図5】図１のストレッチャブルデバイスにおける第１レジスト層の第１導電パターン層側を示した概略図である。

【図6】実施形態のストレッチャブルデバイスの第２ビアホール上に電子部品を実装した様子を示した断面図である。

【図7】実施形態のストレッチャブルデバイスの製造方法の一工程を示した平面図である。

【図8】実施形態のストレッチャブルデバイスの製造方法の一工程を示した断面図である。

【図9】実施形態のストレッチャブルデバイスの製造方法の一工程を示した断面図である。

【図10】実施形態のストレッチャブルデバイスの製造方法の一工程を示した断面図である。

【図11】実施形態のストレッチャブルデバイスの製造方法の一工程を示した断面図である。

【図12】実施形態のストレッチャブルデバイスの第１ビアホール上に電子部品を実装した様子を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明のストレッチャブルデバイスについて、実施形態の一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。また、以下の説明では、ストレッチャブルデバイスの生体電極側を「下」、生体電極側とは反対側を「上」とする。

【0013】

図１に示すように、本実施形態のストレッチャブルデバイス１は、平面視形状が矩形の本体部２と、本体部２の一辺から突出する２つの接続端子３と、を備えている。
また、図１～３に示すように、ストレッチャブルデバイス１は、第１レジスト層１０と、第１導電パターン層１２と、第２レジスト層１４と、生体電極１６と、第２導電パターン層１８と、第１グランドパターン層２０と、第２グランドパターン層２２と、粘着剤層３２と、を備える多層構造体である。

【0014】

第１導電パターン層１２は、第１レジスト層１０上に設けられている。第２レジスト層１４は、第１レジスト層１０上に第１導電パターン層１２を覆うように設けられている。生体電極１６及び第１グランドパターン層２０は、第１レジスト層１０の第１導電パターン層１２側とは反対側に設けられている。第２導電パターン層１８及び第２グランドパターン層２２は、第２レジスト層１４上に設けられている。粘着剤層３２は、第１レジスト層１０の生体電極１６側の生体電極１６以外の部分に設けられている。

【0015】

第１レジスト層１０及び第２レジスト層１４は、絶縁材料からなる層である。
第１レジスト層１０及び第２レジスト層１４を構成する絶縁材料としては、特に限定されず、絶縁性の樹脂材料が好ましい。樹脂材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン－酢酸ビニル共重合体、塩素化ビニル－酢酸ビニル共重合体、環化ゴム、クマロン－インデン樹脂を例示できる。

【0016】

第１レジスト層１０及び第２レジスト層１４を構成する絶縁材料としては、絶縁性及び耐久性に優れる点では、アクリル樹脂が好ましい。また、伸縮性及び弾性に優れる点では、ポリエステル樹脂が好ましい。第１レジスト層１０を構成する絶縁材料は、１種でもよく、２種以上でもよい。同様に、第２レジスト層１４を構成する絶縁材料は、１種でもよく、２種以上でもよい。第１レジスト層１０を構成する絶縁材料と第２レジスト層１４を構成する絶縁材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0017】

第１レジスト層１０の平均厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以上４５μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上４０μｍ以下がさらに好ましい。第１レジスト層１０の平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、絶縁性を確保しやすい。第１レジスト層１０の平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、ストレッチャブルデバイス１の薄型化が容易になる。なお、第１レジスト層の平均厚さは、第１レジスト層における任意の５箇所について測定した厚さの平均値である。

【0018】

第２レジスト層１４の平均厚さは、第１レジスト層１０と同様の理由から、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以上４５μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以上４０μｍ以下がさらに好ましい。なお、第２レジスト層の平均厚さは、第２レジスト層における第１導電パターン層を覆う部分の任意の４箇所について測定した厚さの平均値である。

【0019】

第１レジスト層１０における後述の導電ライン１２ａや電子部品が配置される部分の平均厚さは、４０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。これにより、第１レジスト層１０の導電ライン１２ａや電子部品が配置される部分の動きが制限されるため、導電ライン１２ａが断線や電子部品の脱落が生じにくくなる。第２レジスト層１４における導電ライン１２ａや電子部品が配置される部分の平均厚さも、同様の理由から４０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。

【0020】

第１レジスト層１０のヤング率（引張弾性率）は、１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下がより好ましく、１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下がさらに好ましい。第１レジスト層１０のヤング率が前記範囲内であれば、ストレッチャブルデバイスのハンドリングの安定性に優れる。また、ストレッチャブルデバイスの追従性が向上し、人体等に貼り合わせた際に延伸が生じても、第１グランドパターン層２０及び第１導電パターン層１２が断線しにくくなる。

【0021】

第２レジスト層１４のヤング率（引張弾性率）は、第１レジスト層１０と同様の理由から、１０ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下が好ましく、１０ＭＰａ以上６０ＭＰａ以下がより好ましく、１０ＭＰａ以上３０ＭＰａ以下がさらに好ましい。
なお、ヤング率は、ＪＩＳ Ｋ７１６１：２０１４又はＪＩＳ Ｋ７１１３に規定された方法によって測定される。

【0022】

第１導電パターン層１２は、導電材からなる層であり、任意のパターンの回路を形成している。図５は、第１レジスト層１０の第１導電パターン層１２側を厚さ方向から見た図であり、第２レジスト層１４は省略して示している。図５に示すように、この例の第１導電パターン層１２は、導電ライン１２ａと、第１電極部１２ｂと、第２電極部１２ｃと、を備えている。

【0023】

導電ライン１２ａ、第１電極部１２ｂ及び第２電極部１２ｃは、本体部２における第１レジスト層１０上に設けられている。第１電極部１２ｂは本体部２における接続端子３と反対側に設けられ、第２電極部１２ｃは本体部２における接続端子３寄りに設けられている。第１電極部１２ｂと第２電極部１２ｃは導電ライン１２ａによって電気的に接続されている。導電ライン１２ａの一方の端部は、接続端子３まで延在しており、接続端子３を介して図示しない検出回路等に電気的に接続される。

【0024】

第１導電パターン層１２のパターンは、この例のパターンには限定されない。例えば、導電ライン１２ａ、第１電極部１２ｂ及び第２電極部１２ｃは、この例では２つずつ形成されているが、これらの数は２つずつには限定されない。また、導電ライン１２ａはこの例では直線状であるが、形状及び配置は特に限定されず、適宜設計できる。第１電極部１２ｂ及び第２電極部１２ｃの形状は、この例では円形状であるが、矩形状等であってもよい。

【0025】

第１導電パターン層１２の導電ライン１２ａの平均厚さは、パターン形成の容易性及び導電性に優れる点から、５μｍ以上５０μｍ以下が好ましく、５μｍ以上３０μｍ以下がより好ましい。なお、導電ラインの平均厚さは、導電ライン１２ａにおける任意の４箇所について測定した厚さの平均値である。

【0026】

導電ライン１２ａの平均幅は、パターン形成の容易性及び導電性に優れる点から、１０μｍ以上３００μｍ以下が好ましく、１５μｍ以上２５０μｍ以下がより好ましい。なお、導電ラインの平均幅は、導電ライン１２ａにおける任意の４箇所について測定した幅の平均値である。

【0027】

第１導電パターン層１２の電極部（第１電極部１２ｂ、第２電極部１２ｃ）の平均厚さは、０．０２μｍ以上５μｍ以下が好ましい。なお、電極部の平均厚さは、導電ライン１２ａにおける任意の４箇所について測定した厚さの平均値である。

【0028】

第１導電パターン層１２を構成する導電材としては、特に限定されず、例えば、導電粒子とバインダー樹脂とを含む導電ペーストを例示できる。導電粒子としては、例えば、銀粒子、ニッケル粒子、銅粒子、ニッケル粒子を銀メッキした粒子、銅粒子を銀メッキした粒子、カーボンブラック、カーボンナノチューブを例示できる。第１導電パターン層１２を構成する導電材は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0029】

第２導電パターン層１８は、導電材からなる層であり、任意のパターンの回路を形成している。図１に示すように、この例の第２導電パターン層１８は、導電ライン１８ａと、導電ライン１８ａと電気的に接続されている電極部１８ｂと、を備えている。電極部１８ｂは、厚さ方向から見た平面視で第１導電パターン層１２の第２電極部１２ｃと同じ位置に配置されている。導電ライン１８ａの電極部１８ｂとは反対側の端部は、接続端子３まで延在しており、接続端子３を介して図示しない検出回路等に電気的に接続される。

【0030】

第２導電パターン層１８のパターンは、この例のパターンには限定されない。例えば、導電ライン１８ａ及び電極部１８ｂは、この例では２つずつ形成されているが、これらの数は２つには限定されない。電極部１８ｂの形状は、円形状であるが、矩形状等であってもよい。

【0031】

第２導電パターン層１８における導電ライン１８ａの平均厚さ、幅、電極部１８ｂの平均厚さの好ましい範囲は、第１導電パターン層１２における導電ライン１２ａの平均厚さ、幅、電極部の平均厚さの好ましい範囲と同様である。

【0032】

第２導電パターン層１８を構成する導電材としては、特に限定されず、例えば、第１導電パターン層１２を構成する導電材として例示したものと同じものを例示できる。第２導電パターン層１８を構成する導電材は、１種でもよく、２種以上でもよい。

【0033】

生体電極１６は、筋電位等の生体信号を取得するための電極である。例えばストレッチャブルデバイス１を人体に貼り付ける場合、生体電極１６が配置されている側を人体に向け、生体電極１６が人体に接触するようにストレッチャブルデバイス１を貼り付ける。
生体電極１６としては、特に限定されず、目的の生体信号に応じて公知の生体電極を適宜選択できる。生体電極１６を構成する材料としては、例えば、第１導電パターン層１２で例示した導電材の他、生体適合性を考慮し金、プラチナ、塩化銀を例示できる。生体電極１６の形状、厚さ等の寸法は、用途に応じて適宜設計できる。

【0034】

図２に示すように、第１レジスト層１０における第１電極部１２ｂが配置されている部分には、第１レジスト層１０を厚さ方向に貫通する第１ビアホール２４が形成されている。また、第１ビアホール２４内には導電材が充填されて導通部２６が形成されている。導通部２６は、下端側で生体電極１６と電気的に接続され、上端側で第１電極部１２ｂと電気的に接続されている。これにより、生体電極１６と第１導電パターン層１２とは、第１レジスト層１０に形成された第１ビアホール２４を介して電気的に接続されている。

【0035】

第１ビアホール２４の数は、この例では２個であるが、２個には限定されず、１個であってもよく、３個以上であってもよい。
第１ビアホール２４を第１レジスト層１０の厚さ方向に垂直に切断した断面形状は、特に限定されず、例えば、円形状、三角形状、矩形状を例示できる。なかでも、第１ビアホール２４は、円形状が好ましい。

【0036】

第１ビアホール２４の直径は、２ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下がより好ましい。第１ビアホール２４の直径が前記範囲の下限値以上であれば、生体電極１６と第１導電パターン層１２の接続信頼性が向上する。第１ビアホール２４の直径が前記範囲の上限値を超えると、ビアホール埋めが困難となりスクリーン印刷における信頼性が低下する。なお、第１ビアホール２４の断面形状が正円でない場合、第１ビアホール２４の断面形状の外接円の直径を第１ビアホール２４の直径とする。

【0037】

第２レジスト層１４における第１導電パターン層１２の第２電極部１２ｃと第２導電パターン層１８の電極部１８ｂが配置されている部分には、第２レジスト層１４を厚さ方向に貫通する第２ビアホール２８が形成されている。また、第２ビアホール２８内には導電材が充填されて導通部３０が形成されている。導通部３０は、下端側で第１導電パターン層１２の第２電極部１２ｃと電気的に接続され、上端側で第２導電パターン層１８の電極部１８ｂと電気的に接続されている。これにより、第１導電パターン層１２と第２導電パターン層１８は、第２レジスト層１４に形成された第２ビアホール２８を介して電気的に接続されている。

【0038】

このように、ストレッチャブルデバイス１では、生体電極１６と第１導電パターン層１２とが第１ビアホール２４の導通部２６を介して電気的に接続され、第１導電パターン層１２と第２導電パターン層１８が第２ビアホール２８の導通部３０を介して電気的に接続されている。そのため、生体電極１６から取得した生体信号を、第１導電パターン層１２及び第２導電パターン層１８を通じて、接続端子３から検出回路等へ送信することができる。導通部２６，３０を構成する導電材としては、特に限定されず、例えば、第１導電パターン層１２で例示した導電材と同じ導電材を例示できる。

【0039】

図１に示すように、厚さ方向から見た平面視で、第２ビアホール２８は第１ビアホール２４と異なる位置に配置されている。第１導電パターン層１２及び第２導電パターン層１８のパターンを調節し、導電ライン１２ａを引き回すことで、第２ビアホール２８の位置は第１ビアホール２４の位置にかかわらず任意に設定できる。これにより、第１ビアホール２４の位置の位置に関係なく接続端子３の位置を自由に設定できるため、設計の自由度が高くなる。

【0040】

第２ビアホール２８の数は、この例では２個であるが、２個には限定されず、１個であってもよく、３個以上であってもよい。
第２ビアホール２８を第２レジスト層１４の厚さ方向に垂直に切断した断面形状は、特に限定されず、例えば、円形状、三角形状、矩形状を例示できる。なかでも、第２ビアホール２８は、円形状が好ましい。

【0041】

第２ビアホール２８の直径は、２ｍｍ超５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以上４ｍｍ以下がより好ましい。第２ビアホール２８の直径が前記範囲の下限値より大きければ、第１導電パターン層１２と第２導電パターン層１８の接続信頼性が向上する。また、例えば図６に示すように、導電性接着剤３４を使用して、第２ビアホール２８上に第２導電パターン層１８と電気的に接続された電子部品３６を安定して設置できる。これにより、生体電極１６から取得された生体信号を直接電子部品３６に送ることが可能になる。第２ビアホール２８の直径が前記範囲の上限値を超えると、ビアホール埋めが困難となりスクリーン印刷における信頼性が低下する。なお、第２ビアホール２８の断面形状が正円でない場合、第１ビアホール２４の断面形状の外接円の直径を第２ビアホール２８の直径とする。

【0042】

電子部品３６としては、特に限定されず、例えば、通信デバイスを例示できる。
導電性接着剤３４としては、特に限定されず、例えば、銅ペースト、銀ペースト、ニッケルペースト等が挙げられ、バインダーを使用する場合はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等を例示できる。導電性接着剤３４としては、１種でもよく、２種以上でもよい。
導電性接着剤３４の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。導電性接着剤３４の厚さが前記範囲内であれば、第２導電パターン層１８と電子部品３６とを安定して接着しやすい。

【0043】

第１グランドパターン層２０は、導電材からなる層であり、接地されている。第１レジスト層１０の生体電極１６側、すなわち人体等に向けられる側に第１グランドパターン層２０が設けられることにより、生体電極１６によって取得する生体信号以外のノイズを低減できる。

【0044】

図４に示すように、この例の第１グランドパターン層２０は、ストレッチャブルデバイス１を生体電極１６側から見た底面視において、接続端子３側のみを開放した生体電極１６の三方を囲う３本の直線部分からなる。第１グランドパターン層２０のパターンは、この例の態様には限定されず、ノイズを効果的に低減できる範囲で適宜設計できる。

【0045】

第２グランドパターン層２２は、導電材からなる層であり、接地されている。第２レジスト層１４の上面、すなわち人体等に向けられる側とは反対側に第２グランドパターン層２２が設けられることにより、生体電極１６から第１導電パターン層１２、第２導電パターン層１８を通じて送る生体信号以外のノイズを低減できる。図１に示すように、この例の第２グランドパターン層２２のパターンは、第１グランドパターン層２０と同様のパターンになっている。第２グランドパターン層２２のパターンは、この例の態様には限定されず、ノイズを効果的に低減できる範囲で適宜設計できる。

【0046】

第１グランドパターン層２０及び第２グランドパターン層２２を構成する導電材としては、特に限定されず、例えば、第１導電パターン層１２を構成する導電材として例示したものと同じものを例示できる。第１グランドパターン層２０を構成する導電材は、１種でもよく、２種以上でもよい。同様に、第２グランドパターン層２２を構成する導電材は、１種でもよく、２種以上でもよい。
第１グランドパターン層２０及び第２グランドパターン層２２の平均厚さ、平均幅等の寸法は、適宜設定できる。

【0047】

図２に示すように、第１レジスト層１０の生体電極１６側の生体電極１６以外の部分には、生体適合性の粘着剤層３２が設けられている。これにより、粘着剤層３２を介してストレッチャブルデバイス１を人体等に容易に貼り付けることができる。第１レジスト層１０の生体電極１６側に粘着剤層３２を設ける場合、第１グランドパターン層２０は粘着剤層３２から露出していてもよく、第１グランドパターン層２０で覆われていてもよい。

【0048】

ストレッチャブルデバイス１では、第１レジスト層１０及び第２レジスト層１４によって、生体電極１６、第１グランドパターン層２０と、第１導電パターン層１２、第２導電パターン層１８及び第２グランドパターン層２２と、接続端子３の銀粒子のイオンマイグレーションの発生が抑制される。

【0049】

（製造方法）
本発明のストレッチャブルデバイスの製造方法は、本発明のストレッチャブルデバイスを製造する方法である。以下、本発明のストレッチャブルデバイスの製造方法の一例として、ストレッチャブルデバイス１の製造方法について説明する。ストレッチャブルデバイス１の製造方法は、以下の工程（ａ）～（ｆ）を含む。
（ａ）導電材によって生体電極１６及び第１グランドパターン層２０を形成する工程。
（ｂ）樹脂材料によって第１ビアホール２４を有する第１レジスト層１０を形成する工程。
（ｃ）導電材によって第１導電パターン層１２を形成する工程。
（ｄ）樹脂材料によって第２ビアホール２８を有する第２レジスト層１４を形成する工程。
（ｅ）導電材によって第２導電パターン層１８及び第２グランドパターン層２２を形成する工程。
（ｆ）粘着剤によって粘着剤層３２を形成する工程。

【0050】

例えば、工程（ａ）では、図７に示すように、剥離シート４０上に導電材を印刷し、生体電極１６及び第１グランドパターン層２０を形成する。次いで、図８に示すように、工程（ｂ）において、剥離シート４０上の生体電極１６及び第１グランドパターン層２０のさらに上に、樹脂材料を印刷し、乾燥、硬化することで、第１ビアホール２４を有する第１レジスト層１０を形成する。

【0051】

印刷を用いることで、生体電極１６及び第１グランドパターン層２０を容易に形成できる。また、第１レジスト層１０の形成に印刷を用いることで、第１ビアホール２４が形成された第１レジスト層１０でも容易に形成できる。さらに、剥離シート４０を用いて第１レジスト層１０を形成することで、ストレッチャブルデバイス１の薄型化が容易になる。

【0052】

生体電極１６及び第１グランドパターン層２０を形成する印刷法としては、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷を例示でき、電気抵抗、製造コスト削減の点から、スクリーン印刷法が好ましい。
第１レジスト層１０を形成する印刷法としては、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法を例示できる。なかでも、製造コスト削減の点から、スクリーン印刷法が好ましい。

【0053】

剥離シート４０としては、第１レジスト層１０から剥離可能なものであればよく、例えば、表面に剥離層が設けられた樹脂フィルムを例示できる。
剥離層を形成する剥離剤としては、特に限定されず、例えば、ノンシリコーンの離型剤を塗布し、乾燥、硬化することで離型層を形成できる。

【0054】

樹脂フィルムとしては、例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリアミドフィルム、アクリル樹脂フィルム、ポリエステルフィルム、塩化ビニル樹脂フィルム、ポリカーボネートフィルム、ＡＢＳ樹脂フィルム等の熱可塑性樹脂フィルム、及びこれらのいずれか２つ以上が積層された積層フィルムを例示できる。これら樹脂フィルムの中では、耐薬品性、耐溶剤性、平滑性に優れ、強靭な点から、ポリエステルフィルムが好ましく、ポリエチレンテレフタレートフィルムがより好ましい。

【0055】

剥離シート４０の平均厚さは、印刷性が向上し、製造コストが削減される点から、２５μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましい。

【0056】

図９に示すように、工程（ｃ）において、印刷によって第１ビアホール２４内に導電材を充填して導通部２６を形成し、さらに第１レジスト層１０上に導電材を印刷して第１導電パターン層１２を形成する。
導通部２６及び第１導電パターン層１２を形成する印刷法としては、工程（ａ）で例示した印刷法と同じ印刷法を例示でき、電気抵抗、製造コスト削減の点から、スクリーン印刷法が好ましい。

【0057】

図１０に示すように、工程（ｄ）において、第１レジスト層１０及び第１導電パターン層１２の上に樹脂材料を印刷し、乾燥、硬化することで、第２ビアホール２８を有する第２レジスト層１４を形成する。第２レジスト層１４の形成に印刷を用いることで、第２ビアホール２８が形成された第２レジスト層１４でも容易に形成できる。
第２レジスト層１４を形成する印刷法としては、工程（ｂ）で例示した印刷法と同じ印刷法を例示でき、製造コスト削減の点から、スクリーン印刷法が好ましい。

【0058】

図１１に示すように、工程（ｅ）において、印刷によって第２ビアホール２８内に導電材を充填して導通部３０を形成し、さらに第２レジスト層１４上に導電材を印刷して第２導電パターン層１８及び第２グランドパターン層２２を形成する。
導通部３０、第２導電パターン層１８及び第２グランドパターン層２２を形成する印刷法としては、工程（ａ）で例示した印刷法と同じ印刷法を例示でき、電気抵抗、製造コスト削減の点から、スクリーン印刷法が好ましい。

【0059】

工程（ｆ）では、剥離シート４０を第１レジスト層１０から剥離した後、第１レジスト層１０の生体電極１６側の生体電極１６以外の部分に粘着剤を塗布し、粘着剤層３２を形成する。そして、必要に応じて、周縁部をトリミングして体裁を整え、ストレッチャブルデバイス１を得る。
なお、剥離シート４０を第１レジスト層１０から剥離するタイミングは、工程（ｆ）には限定されず、工程（ｂ）で第１レジスト層１０を形成した後であれば適宜設定できる。

【0060】

以上説明したように、本発明では、第１レジスト層と第２レジスト層の間に第１導電パターンが設けられ、さらに第１レジスト層側に生体電極、第２レジスト層側に第２導電パターン層が設けられる。そして、生体電極と第１導電パターン層とが第１レジスト層に形成された第１ビアホールを介して電気的に接続され、第１導電パターン層と第２導電パターン層とが第２レジスト層に形成された第２ビアホールを介して電気的に接続される。このように、本発明のストレッチャブルデバイスは、多層構造間に通電機能を持たせたものである。

【0061】

本発明では、第１レジスト層と第２レジスト層の間の第１導電パターン層のパターンは、生体電極やグランドパターン層がないため特に制限なく設計できる。そのため、第１導電パターン層のパターンを調節して導電ラインを自在に引き回し、第２ビアホールを第１ビアホールとは異なる任意の位置にすることで、接続端子の位置を自由に変更できる。また、従来のストレッチャブルデバイスでは、ベースフィルムに形成したビアホール上に電子部品を電気的に接続する態様とすると、電子部品を接着している導電性接着剤を介して生体電極とベースフィルム上のグランドパターン層との間で短絡が生じるおそれがある。これに対し、本発明では、第２ビアホールと第１ビアホールを異なる位置に配置できるため、例えば図１２に示すように第２レジスト層１４上の第１ビアホールが位置する部分に電子部品５０を設ける態様でも、電子部品５０を接着している導電性接着剤を介した生体電極１６と第２グランドパターン層２２との間の短絡が抑制される。このように、本発明は設計の自由度が高い。

【0062】

また、第１ビアホールと第２ビアホールは、印刷によって第１レジスト層及び第２レジスト層の形成と同時に形成できるうえ、針等を刺して形成する場合のようなホールの周囲の盛り上がりも生じないため、ビアホールを介した接続信頼性にも優れる。また、ベースフィルムを用いずに、印刷によって薄型の第１レジスト層及び第２レジスト層を形成できるため、伸縮性にも優れる。

【0063】

また、本発明では、第２ビアホールの直径を大きくしても第２ビアホールを介した接続信頼性を確保できるため、第２ビアホール上に導電性接着剤を用いて電子部品を安定して電気的に接続することもできる。
また、本発明のストレッチャブルデバイスは、各層を印刷によって簡便に形成できるため、フォトリソグラフ法を採用する場合に比べて簡便に製造できる。

【0064】

なお、本発明は、前記したストレッチャブルデバイス１及びその製造方法には限定されない。例えば、第１レジスト層の生体電極側に粘着剤層が設けられていないストレッチャブルデバイスであってもよい。その他、本発明は様々な形態で実施でき、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

【符号の説明】

【0065】

１…ストレッチャブルデバイス、２…本体部、３…接続端子、１０…第１レジスト層、１２…第１導電パターン層、１４…第２レジスト層、１６…生体電極、１８…第２導電パターン層、２０…第１グランドパターン層、２２…第２グランドパターン層、２４…第１ビアホール、２６…導通部、２８…第２ビアホール、３０…導通部、３２…粘着剤層、３４…導電性接着剤、３６…電子部品、４０…剥離シート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】