[发明专利]一种表皮电极及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种表皮电极及其制备方法与应用，其中，制备方法包括步骤：提供疏水基板和掩膜板，所述掩膜板上设置有镂空的表皮电极结构图案；将掩膜板固定在疏水基板的上表面形成复合板，并对复合板进行表面等离子处理，致使疏水基板上具有与掩膜板相同的表皮电极结构图案；在疏水基板上的表皮电极结构图案区域上滴覆导电溶液，形成导电层；在导电层上旋涂有机聚合物溶液形成绝缘层；对粘附膜进行图案处理，在粘附膜上预留出探头贴合区，得到粘附层；将粘附层贴附在导电层上，使导电层上的探头贴合在所述粘附层的探头贴合区，制备得到表皮电极。本发明制备的表皮电极除具有贴附功能之外，还具备轻薄、导电率高和接触阻抗低的特点。

技术领域

本发明涉及表皮电极材料技术领域，尤其涉及一种表皮电极及其制备方法与应用。

技术背景

表皮电极是一种柔性可拉伸电极，由于电极具有轻薄的特点，该种电极可舒适地贴附在人体生理电信号探测部位或其他组织部位，可实现长期有效地生理电信号的探测。

现有的表皮电极制备中通常是使用热蒸镀或者光刻等方法，且现有的表皮电极制备工艺存在产率低、制作成本高等缺点，导致大量的原材料的浪费。与此同时，这些电极的导电材料大多为金属材料，甚至是贵金属材料。金属作为导电材料不具备良好的拉伸性能，同时存在金属电极在拉伸过程中出现金属膜脱落等现象。在电极的制备过程中，金属导电材料的厚度不宜过厚，若提高金属导电材料厚度，将导致制作成本大幅提升，且金属电极的导电率也面临着无法得到进一步提高的窘境。

在现有的表皮电极制备工艺中，大多无法实现自粘附功能，这将导致制备出的表皮电极无法与表面皮肤完好地贴附，无法避免表皮肌肉组织与电极之间的相互运动引入的干扰。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种表皮电极及其制备方法与应用，旨在解决现有技术制备的表皮电极导电率低以及贴附功能差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种表皮电极的制备方法，其中，包括步骤：

提供基板，在所述基板表面旋涂疏水剂，得到疏水基板；

提供与所述基板尺寸适配的不锈钢板，在所述不锈钢板上刻蚀出镂空的表皮电极结构图案，形成掩膜板，所述表皮电极结构图案包括依次连接的探头区、引线区和焊盘区；

将所述掩膜板固定在所述疏水基板的上表面形成复合板，并将所述复合板放入等离子清洗机内进行表面等离子处理，致使疏水基板上具有与掩膜板相同的表皮电极结构图案，且所述疏水基板上表皮电极结构图案区域的疏水剂被清除；

在所述疏水基板上的表皮电极结构图案区域上滴覆导电溶液，并对所述导电溶液进行退火处理，形成导电层，所述导电层包括依次连接的探头、引线和焊盘；

在所述导电层上旋涂有机聚合物溶液，并对所述有机聚合物溶液进行退火处理，形成绝缘层；

将所述导电层与所述绝缘层从所述基板上剥离，形成传感层；

使用粘附材料制备出与所述基板尺寸适配的粘附膜，对所述粘附膜进行图案处理，在所述粘附膜上预留出与所述表皮电极结构图案适配的探头贴合区，得到粘附层；

将所述粘附层贴附在所述导电层上，使所述导电层上的探头贴合在所述粘附层的探头贴合区，制备得到具有贴附功能的表皮电极。

所述表皮电极的制备方法，其中，所述基板为硅片、二氧化硅片和玻璃片中的一种；和/或，所述疏水剂为非晶氟树脂、有机硅树脂、氟碳聚合物、聚硅氧烷、脂肪酸金属皂、石蜡和聚烯烃中的一种或多种。

所述表皮电极的制备方法，其中，将所述复合板放入等离子清洗机内进行表面等离子处理的步骤中，表面等离子处理的功率为100-180W，时间为10-30min。