村田開發兼顧伸縮性和可靠性的“可伸縮電路板”

主要特點

●   伸縮性：薄、柔軟且伸縮性好的材料，給被測人員帶來的不適感和負擔也較輕

●   可靠性：依靠特有的電路板設計，實現了高絕緣性和可靠性

●   定制性：可根據所需規格檢測多種項目

株式會社村田制作所（以下簡稱“村田”）開發了一種“可伸縮電路板”（以下簡稱“本產品”），即使電路板彎曲和拉伸，電路也能正常工作，確保高可靠性。它有望用于粘貼在身體表面收集生物信息的醫療和保健用可穿戴設備等，因其可伸縮性，可在提供較舒適的粘貼感的同時實現高精度數據收集。村田可根據所需規格進行定制設計、試制、驗證及批量生產。

近年來，在醫療領域，為了做出更準確的診斷，除了在醫院里進行的精密檢查之外，在日常生活中持續收集的生物信息也變得越來越重要。從預防生活方式相關疾病和社會性壓力引起的疾病的角度來看，生物信息的日常管理也很重要。但是，以前的生物監測存在人體移動時傳感器可能會脫落、損傷嬰兒和老年人的纖細皮膚等擔憂。此外，身體移動和外部干擾噪聲導致測量數據不準也是一個問題。在高濕度環境下使用被作為伸縮基材而廣為人知的TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）時，存在絕緣性能不足和發生離子遷移⁽¹⁾的風險。

因此，村田通過優化材料、設計和工藝技術，開發了本產品，即使在彎曲和拉伸時，其電極和布線也不會失去導電性。這是一種柔軟且能伸長的電路板，因此即使安裝在活動部位上，它也能追隨身體的運動并維持緊密貼合狀態，從而使佩戴的感覺更加舒適。此外，通過將運算放大器放置在電極附近并形成具有多層結構的屏蔽層，可以抑制由于彎曲和拉伸而引起的噪聲以及外部干擾噪聲的混入而引起的信號干擾。此外，村田通過使用即使在高濕度下也能保證高絕緣性的基材，采取措施來預防使用TPU電路板時產生布線之間絕緣性不足的問題。因此，能在保持功能性和安全性的同時讓電路工作。

村田開發本產品，致力于幫助解決心電圖和腦電波等生物信息的監測、可穿戴治療設備上的應用等醫療和保健領域的問題。

主要特點

●   伸縮性

采用柔軟、伸縮性優良的材料，因此，即使長時間使用，給被測人員帶來的不適感和負擔也較輕。此外，村田還按照一次性心電圖電極的“ANSI/AAMI EC12”⁽²⁾進行測試，采用通過此測試的可伸縮性生物電極。即使拉伸或彎曲也不容易斷線，可以安全地使用。

●   可靠性

通過抑制由于在高濕度環境下施加電壓而產生的離子遷移這種特有的電路板設計實現高絕緣性和可靠性。此外，從生物學安全性的角度出發，村田按照“ISO10993”⁽³⁾實施細胞毒性測試，并采用通過測試的伸縮性電路板。

●   定制性

可以根據需求規格在一塊片材上安裝濾波器、放大器和多種傳感器，因此能夠獲取高精度數據并檢測多種項目。還能連接FPC（柔性電路板）和PCB（印刷電路板）等不同類型的電路板。此外，通過在信號線路上疊加抑制電磁噪聲的屏蔽層，可以幫助準確地測量信號。

主要規格

 注釋

※1   離子遷移：由于在高濕度環境下施加恒定電壓而導致樹脂材料上形成的金屬布線圖案布線等發生短路的現象。

※2   NSI/AAMI EC12：由美國國家標準協會(ANSI)和美國醫療儀器促進協會(AAMI)制定的標準，規定了在進行心電圖等的測試時使用的一次性電極需要滿足的規格。

※3   ISO 10993：一種國際標準，用于對在體細胞毒性（例如皮膚遲發性過敏反應的致敏和刺激）方面實現了高生物相容性的產品的開發和生產過程進行評估。評估的對象不是生產出來的產品本身的安全性，而是為了創造可再現較高的高水平安全性而制定的機制和舉措。