本發明屬于柔性電子器件的結構設計技術領域,具體地涉及一種可伸展的柔性電極及其制備方法。
背景技術:
當前檢測心電圖信號或肌電信號的儀器都需要把電極貼到人體皮膚表面,目前常用來做電極的材料是導電橡膠。另外,金屬片、導電布等原則上也可以作為電極。其中,金屬片不可伸展,且與皮膚的貼合性很差,部分金屬還容易生銹,所以不適宜直接作為電極接觸皮膚;導電布與皮膚的貼合性好,伸展性與編織方式有關,可以有良好的伸展性,但其纖維外層的金屬顆粒經過多次洗滌容易洗掉,所以也不是特別適宜作為電極;導電橡膠片有一定的伸展性,但一般也滿足不了要求,而且伸展后它的電阻會顯著增大,摻雜金屬顆粒比例較大的導電橡膠甚至會失去導電性,所以現有的導電橡膠片直接用作電極發揮不了它的伸展性。
技術實現要素:
本發明解決的技術問題是,現有檢測心電信號或肌電信號的儀器所使用的電極不具備伸展性或具備伸展性的導電材料也存在導電性下降或不耐用的問題。
為了解決上述問題,本發明提供一種可伸展的柔性電極,所述電極為鏤空的島橋結構的導電橡膠片,橋為曲線形,橋寬與厚度尺寸相近。
進一步,所述島橋結構為周期排列。
進一步,所述電極的一個面接觸人體皮膚,用于檢測心電信號或肌電信號,另一面的邊緣部分通過導電膠粘接金屬片,由金屬片再接出引線,用于連接到外部電路。
進一步,所述電極用較好流動性、高斷裂伸張率、低彈性模量且低硬度的彈性密封膠填充鏤空結構的空白處以及封裝。
進一步,所述鏤空的加工方式是高精度的機械切割或激光切割。
本發明還提供一種可伸展的柔性電極的制備方法,包括如下步驟:
a)采用高精度的機械切割或激光切割方式對導電橡膠片進行鏤空加工,使其具有島橋結構;
b)用導電膠將鏤空導電橡膠片的一個面與帶引線的金屬片粘接,為了保持伸展性,只粘接導電橡膠片邊緣的一小片面積;
c)用較好流動性、高斷裂伸張率、低彈性模量且低硬度的彈性密封膠填充鏤空結構的空白處以及封裝。
進一步,所述步驟c)具體為:
1)將鏤空后且已粘接金屬片的導電橡膠片置入無蓋長方體容器中,導電橡膠片未粘接金屬片的那個面要用水溶膠粘貼在容器的內底面上,容器的其它內壁也要涂上水溶膠,等待水溶膠固化;
2)再將較好流動性、高斷裂伸張率、低彈性模量且低硬度的彈性密封膠注入容器中;
3)將容器靜置一段時間,等彈性密封膠凝固之后再將容器泡入水中使水溶膠溶化,然后直接取出柔性電極即可。
本發明與現有技術相比的技術效果:
相比直接使用導電橡膠片作為電極,本發明的方法顯著增加了其可伸展性并保持良好的導電性能。
相比使用金屬片作為電極,本發明的方法具有很好的伸展性和貼合性,并且不會生銹。
相比使用導電布作為電極,本發明的方法具有更高的使用壽命。
附圖說明
圖1為本發明可伸展的柔性電極的一種島橋結構示意圖。
圖2為本發明可伸展的柔性電極的一種制備流程圖。
具體實施方式
下文中將結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。
實施例一:
本發明提供了如附圖1所示的一種可伸展的柔性電極,電極為鏤空的島橋結構,其中島1和橋2相連,右邊有一個島的面積擴大了,用于粘貼金屬片,為了保證結構不發生平面外的屈曲,鏤空的島橋結構的橋寬和厚度尺寸相近。橋2為曲線形。島橋結構為周期排列。電極的材質為導電橡膠。鏤空的加工方式是高精度的機械切割或激光切割。本實施例中島的直徑為2mm(擴大的那個島除外),橋的寬度為0.5mm。
如圖2所示,本發明還提供一種柔性電極的制備方法,包括如下步驟:
a)采用高精度的機械切割或激光切割方式對導電橡膠片進行鏤空加工,使其具有島橋結構;
b)用導電膠將鏤空導電橡膠片的一個面與帶引線的金屬片粘接,為了保持伸展性,只粘接導電橡膠片邊緣的一小片面積;
c)用瓦克E41彈性密封膠填充鏤空結構的空白處以及封裝;
1)將鏤空后且已粘接金屬片的導電橡膠片置入無蓋長方體容器中,導電橡膠片未粘接金屬片的那個面要用水溶膠粘貼在容器的內底面上,容器的其它內壁也要涂上水溶膠,等待水溶膠固化;
2)再將瓦克E41彈性密封膠注入容器中;
3)將容器靜置一段時間,等彈性密封膠凝固之后再將容器泡入水中使水溶膠溶化,然后直接取出柔性電極即可。
本發明與現有技術相比的技術效果:
相比直接使用導電橡膠片作為電極,本發明的方法顯著增加了其可伸展性。
相比使用金屬片作為電極,本發明的方法具有很好的伸展性和貼合性,并且不會生銹。
相比使用導電布作為電極,本發明的方法具有更高的使用壽命。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。