[发明专利]一种刺入力度可控的微针干式电极

权利要求书

1.一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于从外到内依次设有微针阵列层、压力测量层和压力供给层，所述微针阵列层在使用过程中直接与皮肤接触；所述压力测量层用于微针阵列层与压力供给层的连接；

所述微针阵列层的制造方法如下：

(1)选用尺寸为5mm×5mm，厚度不大于0.2mm的金属薄片作为材料，先使用激光在金属薄片上切割出夹角小于30度，高度为500μm的三角形，再使用离子溅射或化学镀方法在金属薄片上形成一层惰性金属镀层，所述惰性金属采用金、铂，最后将激光切出的三角形弯折出原基面，并使其与原基面垂直，即得单个微针；

(2)将多个微针按指定形状排成阵列，倒置在装有液态PDMS层的模具中，PDMS层的厚度不大于0.3mm，且保持微针的针尖部分不会被PDMS层覆盖，待PDMS层凝固后即得到微针阵列结构，再使用喷墨打印机在微针阵列结构的背面制作电路，将各个微针分别导联在电路外，最后使用PDMS层覆盖住背部的电路，待凝固后即得到微针阵列层。

2.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述微针阵列层设有微针、喷墨打印电路和PDMS基底。

3.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述微针阵列层的阵列分布为均匀分布型或非均匀分布型。

4.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述压力测量层和压力供给层的阵列分布和微针阵列层的分布一致，每个微针在内层都有对应的压力测量体和压力供给体，微针的排布的间隔应大于2mm。

5.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述压力测量层设有聚偏氟乙烯压电聚合物薄膜、喷墨打印电路和PDMS基底。

6.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述压力供给层设有介电弹性体、喷墨打印电路、PDMS基底和塑料背板；所述介电弹性体的材质选自聚丙烯酸酯类弹性体、聚氨酯弹性体、丁腈橡胶弹性体中的一种。

7.如权利要求1所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述压力供给层的每个压力供给体最大产生50mN的压力；所述压力供给层的每个压力供给体最大使微针获得25mN的刺入力，保证微针穿透角质层。

8.如权利要求2所述一种刺入力度可控的微针干式电极，其特征在于所述喷墨打印电路的厚度大于30μm，在弯折和20％以下的拉伸时保持电路导通，且电阻的变化率小于10％；所述压力测量层和压力供给层异步工作，避免两层之间的电磁干扰。

9.如权利要求1～8任一项所述一种刺入力度可控的微针干式电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步、微针的成型：选用尺寸为5mm×5mm，厚度不大于0.2mm的金属片作为材料，先使用激光在金属片上切割出夹角小于30度，高度为500μm的三角形，再使用离子溅射或化学镀等方法在金属片上形成一层惰性金属镀层，所述惰性金属为金、铂，最后将激光切出的三角形弯折出原基面，并使其与原基面垂直，如此得到单个微针；

第二步、微针阵列层的制备：首先将多个微针结构按指定形状排成阵列，倒置在装有液态PDMS层的模具中，待PDMS层凝固后即得到微针阵列结构，再使用喷墨打印机在阵列结构的背面制作电路，将各个微针分别导联，最后使用PDMS层覆盖住背部的电路，待凝固后即得到微针阵列层；

第三步，压力测量层的制备：首先将PDMS层倒入模具中，待凝固后将聚偏氟乙烯压电聚合物薄膜放置在PDMS层基底上，最后使用喷墨打印机在PDMS层上制作导通电路，即得到压力测量层；

第四步，压力供给层的制备：首先将PDMS层倒入模具中，待凝固后将介电弹性体放置在PDMS基底上，使用喷墨打印机在PDMS层上制作导通电路，最后将PDMS基底粘附在塑料背板上，即得到压力供给层；

第五步，干式电极的组装：将微针阵列层、压力测量层和压力供给层按顺序排放，再通过键合工艺将各层连接在一起，即得到刺入力可控的微针干式电极。