[發(fā)明專利]一種刺入力度可控的微針干式電極

有效

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• 申請日: 2018-08-08
• 公開（公告）號: CN109044327B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 周偉;李瑤瑤;羅正錢;顏黃蘋;褚旭陽;張陳應
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: A61B5/04
• 分類號: A61B5/04;B81C1/00;H05K3/12
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森;曾權

1.一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于從外到內依次設有微針陣列層、壓力測量層和壓力供給層，所述微針陣列層在使用過程中直接與皮膚接觸；所述壓力測量層用于微針陣列層與壓力供給層的連接；

所述微針陣列層的制造方法如下：

(1)選用尺寸為5mm×5mm，厚度不大于0.2mm的金屬薄片作為材料，先使用激光在金屬薄片上切割出夾角小于30度，高度為500μm的三角形，再使用離子濺射或化學鍍方法在金屬薄片上形成一層惰性金屬鍍層，所述惰性金屬采用金、鉑，最后將激光切出的三角形彎折出原基面，并使其與原基面垂直，即得單個微針；

(2)將多個微針按指定形狀排成陣列，倒置在裝有液態(tài)PDMS層的模具中，PDMS層的厚度不大于0.3mm，且保持微針的針尖部分不會被PDMS層覆蓋，待PDMS層凝固后即得到微針陣列結構，再使用噴墨打印機在微針陣列結構的背面制作電路，將各個微針分別導聯(lián)在電路外，最后使用PDMS層覆蓋住背部的電路，待凝固后即得到微針陣列層。

2.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述微針陣列層設有微針、噴墨打印電路和PDMS基底。

3.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述微針陣列層的陣列分布為均勻分布型或非均勻分布型。

4.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述壓力測量層和壓力供給層的陣列分布和微針陣列層的分布一致，每個微針在內層都有對應的壓力測量體和壓力供給體，微針的排布的間隔應大于2mm。

5.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述壓力測量層設有聚偏氟乙烯壓電聚合物薄膜、噴墨打印電路和PDMS基底。

6.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述壓力供給層設有介電彈性體、噴墨打印電路、PDMS基底和塑料背板；所述介電彈性體的材質選自聚丙烯酸酯類彈性體、聚氨酯彈性體、丁腈橡膠彈性體中的一種。

7.如權利要求1所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述壓力供給層的每個壓力供給體最大產(chǎn)生50mN的壓力；所述壓力供給層的每個壓力供給體最大使微針獲得25mN的刺入力，保證微針穿透角質層。

8.如權利要求2所述一種刺入力度可控的微針干式電極，其特征在于所述噴墨打印電路的厚度大于30μm，在彎折和20％以下的拉伸時保持電路導通，且電阻的變化率小于10％；所述壓力測量層和壓力供給層異步工作，避免兩層之間的電磁干擾。

9.如權利要求1～8任一項所述一種刺入力度可控的微針干式電極的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步、微針的成型：選用尺寸為5mm×5mm，厚度不大于0.2mm的金屬片作為材料，先使用激光在金屬片上切割出夾角小于30度，高度為500μm的三角形，再使用離子濺射或化學鍍等方法在金屬片上形成一層惰性金屬鍍層，所述惰性金屬為金、鉑，最后將激光切出的三角形彎折出原基面，并使其與原基面垂直，如此得到單個微針；

第二步、微針陣列層的制備：首先將多個微針結構按指定形狀排成陣列，倒置在裝有液態(tài)PDMS層的模具中，待PDMS層凝固后即得到微針陣列結構，再使用噴墨打印機在陣列結構的背面制作電路，將各個微針分別導聯(lián)，最后使用PDMS層覆蓋住背部的電路，待凝固后即得到微針陣列層；

第三步，壓力測量層的制備：首先將PDMS層倒入模具中，待凝固后將聚偏氟乙烯壓電聚合物薄膜放置在PDMS層基底上，最后使用噴墨打印機在PDMS層上制作導通電路，即得到壓力測量層；

第四步，壓力供給層的制備：首先將PDMS層倒入模具中，待凝固后將介電彈性體放置在PDMS基底上，使用噴墨打印機在PDMS層上制作導通電路，最后將PDMS基底粘附在塑料背板上，即得到壓力供給層；

第五步，干式電極的組裝：將微針陣列層、壓力測量層和壓力供給層按順序排放，再通過鍵合工藝將各層連接在一起，即得到刺入力可控的微針干式電極。