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伸缩性と信頼性を両立する「ストレッチャブル基板」を开発~高精度な生体情报収集に贡献~

  • 基板製品

2024/10/30

株式会社村田製作所
代表取締役社長 中島 規巨

主な特长
  • 伸缩性:薄く柔らかい伸缩性に优れた素材で被験者の不快感や肌への负担を低减
  • 信頼性:高い絶縁性と信頼性を実现
  • カスタム性:要求仕様に応じて様々な项目のセンシングが可能

株式会社村田製作所(以下「当社」)は、曲げ伸ばししても高い信頼性を保ちながら回路が动作する「ストレッチャブル基板」(以下「当製品」)を开発しました。体表に贴り付けて生体情报を収集する医疗?ヘルスケア用ウェアラブル机器などへの活用を想定しており、不快感を抑えた良好な装着感と、高精度なデータ収集の両立を実现します。当社では要求仕様に基づいたカスタム设计、试作?検証、量产を行います。

近年医疗分野では、より正确な诊断を下すため、病院内で実施する高度な検査だけではなく、日常生活の中で継続的に収集する生体情报の重要性が高まってきています。生活习惯病や社会的ストレスに起因する疾病を防ぐ観点からも、日々の生体情报の管理は重要です。しかし、従来の生体モニタリングでは、身体を动かす际に起こりうるセンサの剥がれや、乳児や高齢者の繊细な肌へのダメージなどの悬念があります。また体动や外乱ノイズによる测定データの乱れも课题となっています。伸缩性基材として知られている罢笔鲍(热可塑性ポリウレタンエラストマー)においては、高湿度环境下で使用する际には絶縁性の低下やイオンマイグレーション※1の発生が危惧されます。

そこで当社は素材、设计、プロセス技术を最适化することにより、曲げ伸ばししても电极や配线の导电性を失うことのない当製品を开発しました。柔らかく伸びる基板であるため、可动部に装着しても身体の动きに追従して密着状态を维持し、肌への负担を低减できます。また、オペアンプを电极の近傍に置くことや、シールドレイヤーを多层构造で形成することで、曲げ伸ばしに伴って生じるノイズや外乱ノイズの混入による信号の乱れを抑制できます。加えて、高湿度下でも高い絶縁性が担保された基材を用いることで、罢笔鲍基板使用时に生じる配线间の絶縁性低下への対策を讲じています。このため、机能性と安全性を维持しながら回路を动作させることが可能です。

当社は当製品を通じて、心电?脳波といった生体情报のモニタリング、ウェアラブル型の治疗机器への活用など、医疗?ヘルスケア分野での课题解决に贡献します。

主な特长

  • 伸缩性
    薄く柔らかい伸缩性に優れた素材を採用しているため、長時間使用する際も被験者の不快感や肌への負担を低減します。また、ディスポーザブル電極の「ANSI/AAMI EC12」※2に沿った試験を当社で実施し、これに合格した伸缩性の生体電極を採用しています。伸ばしても、曲げても断線しにくく安全に使用することが可能です。
  • 信頼性
    高湿度环境下で电圧を印加することで生じるイオンマイグレーションの発生を抑制した独自の基板设计により、高い絶縁性と信頼性を実现します。また、生物学的な安全性の観点から「滨厂翱10993」※3に沿った細胞毒性試験を当社で実施し、合格した伸缩性の基板を採用しています。
  • カスタム性
    要求仕様に応じて、フィルタやアンプ、各种センサを一つのシートに搭载することができるため、精度の高いデータの取得や様々な项目のセンシングを可能にします。贵笔颁(フレキシブル基板)や笔颁叠(プリント基板)などの异种基板との接合も可能です。また、电磁ノイズを抑制するシールド层を信号配线上に积层することで、正确な信号の测定に贡献します。

主な仕様

技术名 「ストレッチャブル基板」
基板の大きさ 最大290尘尘?230尘尘
基板の厚さ 100μ尘前后(1层の场合)
基板部の素材 伸缩可能で安全性の高い独自基板素材
配线部の素材 银インク
电极部の素材 銀?塩化银インク(ANSI/AAMI EC12の試験合格(※))
※当社内で试験を実施
伸长率 60%(伸缩回数や配线抵抗値による)
金属配线の抵抗値 パターンの形状、伸缩量の繰り返し回数によって変化
※伸缩を繰り返すことによる抵抗値変化を予测する独自のシミュレータによる解析结果をもとに配线パターンを设计
部品実装の可否 可能
基板の层数 1~3层
基板间接合の可否 可能

注釈

  • ※1イオンマイグレーション:高い湿度环境下での一定电圧の印加によって、树脂素材上に形成した金属配线パターン配线などに短络を引き起こす现象。
  • ※2ANSI/AAMI EC12:心電図などの検査の際に使用するディスポーザブル電極に求められる仕様を規定した米国規格協会(ANSI)と米国医療機器振興協会(AAMI)が定めた規格。
  • ※3ISO 10993:皮膚の遅延型アレルギー反応への感作性や刺激性など、体細胞毒性に関する高い生体適合性を実現した製品を開発?製造するためのプロセスを評価する国際規格。出来上がった製品そのものの安全性ではなく、再現性の高い高度な安全性を作り込むための仕組みと取り組みが評価対象となる。

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ムラタについて

村田製作所はセラミックスをベースとした电子部品の開発?生産?販売を行っている世界的な総合电子部品メーカーです。独自に開発、蓄積している材料開発、プロセス開発、商品設計、生産技術、それらをサポートするソフトウェアや分析?評価などの技術基盤で独創的な製品を創出し、エレクトロニクス社会の発展に貢献していきます。

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