CN106659413A

CN106659413A - 皮电活动传感器

Info

Publication number: CN106659413A
Application number: CN201480077939.6A
Authority: CN
Inventors: 达拉夫·麦克唐奈
Original assignee: Guy Van Nick Ltd
Current assignee: Guy Van Nick Ltd
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-04-30
Publication date: 2017-05-10
Also published as: WO2015165534A1; JP6470299B2; EP3136958A1; AU2014392285A1; JP2017519100A; US20170014043A1

Abstract

本发明针对传感器盘的制造方法，传感器盘用作皮肤电导测量设备中的干电极，传感器盘包括不同材料的多层，制造方法包括以下步骤：刻蚀铜基底层；用中间光亮铜层电镀铜基底层；用中间镀钯层镀覆中间光亮铜层；以及用镀金表面层镀覆中间镀钯层。根据本发明的传感器盘的制造方法的优势是通过刻蚀创建了粗糙表面。该增加的粗糙度对应于增加接触传感器盘的皮肤的表面面积。较大接触面积意味着皮肤以及金属之间的较大汗水层，从而导致降低电阻抗，因此改善传感器盘检测的皮肤电导信号的信噪比。此外，表面粗糙度辅助捕获汗水，还导致降低阻抗以及改善检测信号的信噪比。而且，除了通过该处理制造的传感器盘的高性能，生产的传感器盘还满足当代大众市场的人体工学以及美学期待，可以有利地利用在电子消费产品中。

Description

皮电活动传感器

技术领域

本发明涉及传感器。本发明尤其针对传感器盘，其用作用于测量用户皮肤的皮电活动的传感器设备的一部分，此外针对于生产这种传感器盘的方法。

整个说明书中，术语“皮电活动(electrodermal activity)”应该理解为包含会导致用户皮肤的皮电特征改变的任何类型的活动。

背景技术

近来，许多个人电子产品已经上市以允许用户监控他们自身的健康特性。这种设备通常监控以及测量用户的生物信号，并将这些生物测量传递至用户用于信息以及分析。这些设备典型地仅当接触用户时操作，结果许多设备要连续穿戴或至少使用延长的时间段。因而，这种设备需要在实验室环境外部用体力执行，设备还必须是成本有效以及相对简单的操作。

作为获得用户的生物测量的器件，采用了多个不同的技术。测量用户的皮电活动、肌电图、心电图所有这些都采用接触用户皮肤的电极以便传导对应生物信号。

这些电极的性能以及可靠性在所有上述技术中是非常重要的，因为通过电极所获得的生物信号是输入至设备的源，然后放大以及处理源输入信号以便输送信息以及结果至用户。如果初始检测生物信号的电极是不好的，那么不管放大和/或处理电路系统多么强大，设备将输送不充分精确的结果至用户。

在实验室环境或者临床情况中，氯化银(Ag-AgCI)电极是使用的优选类型电极。这些氯化银电极与导电凝胶结合使用，导电凝胶施加至氯化银电极的皮肤接合表面，以降低用户的皮肤和氯化银电极的皮肤接合表面之间的电路径的阻抗。这些类型电极俗语公知为“湿电极”。这些湿电极不适合使用在先前提到的类型的个人电子设备中，因为需要施加凝胶对于用户是不方便的。而且，在每天现实世界设置中用户不合理预期要携带它们以及周期性地施加导电凝胶至他们个人设备的电极。总之，使用湿电极对于上市作为可穿戴生物传感器设备的个人电子设备类型来说不可行的，或者甚至对于不是可穿戴设备的传感器设备来说也是不可行的，但是被设计为相对频繁地使用延长时间段。

简言之，对于每天的非专业使用来说，期望的是不需要施加导电凝胶的电极。这种所谓的“干电极”是现有技术公知的，并且设计为由上述提到的个人电子设备使用。

此外，因为这些个人电子设备将出售作为消费产品，还重要的是，干电极的外观需要引起消费者感兴趣。

本发明的干电极设计成最佳的用于传导皮电活动，以及具体地用于监控以及测量用户的皮肤电导，作为皮电活动的符号。虽然存在公知的用来测量皮电活动的若干技术，但是经由施加恒定DC电压至皮肤来测量皮肤电导被认为是最广泛使用的。皮肤电导根据年龄、性别、种族和遗传以及还响应于环境条件而广泛变化。取决于这些因素，皮肤电导水平的范围能够是1μS至40μS。

皮电活动是产生自用户身体中排泄汗腺的活动。这些排泄汗腺产生的汗水通常是氯化钠溶液，因而利于传导电流。因为排泄汗腺的活动或不活动分别将产生更多或更少这种汗水，所以通过测量皮肤的电导能够定量排泄汗腺的活动。测量用户的皮肤电导是这样完成的：使用干电极捕获以及测量皮肤电导生物信号，然后使用关联的公知处理步骤，这些测量的生物信号代表皮电活动，将它们传递给用户。

因为排泄汗腺活动是在自主神经系统的交感元件的控制下进行，排泄汗腺活动是自主神经系统的活动的执行。交感神经系统是个人的整个神经系统的一部分，自主神经系统的交感元件是神经系统的调动个人的所谓“战或逃”响应的部分。结果，排泄汗腺活动是个人的心理状态和/或生理激发的指示器。以这种方式，使用干电极能够测量以及定量用户的心理和/或生理激发。

人体汗腺的最大密度是在掌侧即手的前面侧以及在足底侧即脚的脚底。指尖包含相对高浓度的汗腺，代表用于尤其每天情况下皮肤电导测量的方便部位。因此，干电极通常夹在用户的指尖周围或者由用户保持处于他们拇指和手指之一之间的适当位置。

选择指尖作为人体上最实践的可靠区域用于测量皮肤电导，重要的是选择适当的电极构造以与指尖的皮肤相互作用，相比用户皮肤的其他区域，其是非常隆起的。如以上讨论的，用户指尖的皮肤与干电极的皮肤接合表面之间的相互作用在获得精确真实的皮肤电导测量方面是关键的。

现有技术已经考虑了大多数不同的材料用于使用在干电极中，如以下将更详细讨论的，但是这些电极设计以及制造处理存在许多公知问题。这些问题包括由于腐蚀以及其他效应随着时间降低了皮肤电导测量灵敏度，这影响所选材料执行皮肤电导测量的能力；材料成本；以及材料外观。

发明内容

本发明的目的是提供制造用作干电极以及干电极装置的传感器的方法，克服了在设计以及制造干电极时至少一个上述提到的问题。

本发明针对传感器盘的制造方法，传感器盘用作皮肤电导测量设备中的干电极，传感器盘包括不同材料的多层，制造方法包括以下步骤：刻蚀铜基底层；用中间光亮铜层电镀铜基底层；用中间镀钯层镀覆中间光亮铜层；以及用镀金表面层镀覆中间镀钯层。

根据本发明的传感器盘的制造方法的优势是通过刻蚀创建了粗糙表面。该增加的粗糙度对应于增加了接触传感器盘的皮肤的表面面积。较大接触面积意味着皮肤以及金属之间的较大汗水层，从而导致降低电阻抗，因此改善了通过传感器盘检测的皮肤电导信号的信噪比。

此外，表面粗糙度辅助于捕获汗水，还导致降低阻抗以及改善检测信号的信噪比。

而且，除了通过该处理制造的传感器盘的高性能，生产的传感器盘还满足当代大众市场的人体工学以及美学期待，可以有利地利用在电子消费产品中。

在进一步实施例中，方法进一步包括在用镀金表面层镀覆中间镀钯层之前将传感器盘浸蚀在柠檬酸池中的步骤。

在进一步实施例中，方法进一步包括在用中间光亮铜层电镀铜基底层之前将铜基底层浸入硫酸池的步骤。

在进一步实施例中，方法进一步包括在刻蚀铜基底层之前脱脂铜基底层的步骤。

在进一步实施例中，脱脂铜基底层的步骤包括在碱溶液中浸泡清洗铜基底层。

在进一步实施例中，脱脂铜基底层的步骤包括在包括氢氧化钠、硅以及一个或多个复合剂的溶液中执行电解清洗铜基底层。

在进一步实施例中，脱脂铜基底层的步骤包括初始在碱溶液中浸泡清洗铜基底层，随后在包括氢氧化钠、硅以及一个或多个复合剂的溶液中执行电解清洗经浸泡清洗的铜基底层。

在进一步实施例中，在用中间光亮铜层电镀所述铜基底层之前将经刻蚀的铜基底层浸蚀在硫酸浸蚀液中的步骤。

在进一步实施例中，铜基底层被厚度在2微米至40微米(2μm→40μm)范围内的中间光亮铜层电镀。在进一步实施例中，铜基底层被厚度约10微米(10μm)的中间光亮铜层电镀。

在进一步实施例中，中间光亮铜层被厚度在10纳米至500纳米(10nm→500nm)范围内的中间镀钯层镀覆。在进一步实施例中，中间光亮铜层被厚度约100纳米(100nm)的中间镀钯层镀覆。

在进一步实施例中，中间镀钯层被厚度在100纳米至10微米(100nm→10μm)范围内的镀金表面层镀覆。在进一步实施例中，中间镀钯层被厚度约1微米(1μm)的镀金表面层镀覆。

在进一步实施例中，在温度约60℃的池中执行包括在碱溶液中浸泡清洗所述铜基底层的脱脂所述铜基底层的步骤达约5分钟。

在进一步实施例中，在用中间光亮铜层电镀所述铜基底层之前将经刻蚀的铜基底层浸蚀在硫酸浸蚀液中的步骤执行约120秒，并且不执行任何搅拌。

在进一步实施例中，刻蚀铜基底层的步骤执行30秒至4分钟并且在刻蚀溶液中执行，每升刻蚀溶液包括小于3克的铜。

在进一步实施例中，刻蚀铜基底层的步骤执行约60秒以及在刻蚀溶液中执行，每升刻蚀溶液包括小于3克的铜。

本发明进一步针对传感器盘，其用作皮肤电导测量设备中的干电极，传感器盘包括铜基底层、中间光亮铜层、中间镀钯层以及镀金表面层。

层的这种组合发现传递了性能标准、外观以及成本之间的最佳折衷。

在进一步实施例中，中间光亮铜层具有的厚度的范围为2微米至40微米(2μm→40μm)。在进一步实施例中，中间光亮铜层具有的厚度为约10微米(10μm)。

在进一步实施例中，中间镀钯层具有的厚度的范围为10纳米至500纳米(10nm→500nm)。在进一步实施例中，中间镀钯层具有的厚度为约100纳米(100nm)。

在进一步实施例中，镀金表面层具有的厚度的范围为100纳米至10微米(100nm→10μm)。在进一步实施例中，镀金表面层具有的厚度为约1微米(1μm)。

本发明进一步针对用作皮肤电导测量设备中的干电极的传感器盘，传感器盘是根据上述指出的处理制造的。

本发明针对用作皮电活动测量电极的传感器盘，传感器盘包括铜基底层、中间光亮铜层以及中间镀钯层以及镀金表面层。

本发明的处理针对用于生产用作干电极的传感器盘的处理，最佳用于传感指尖的皮电活动，尤其皮肤电导。除了高性能，如此生产的传感器盘满足当代大众市场的人体工学以及美学期待，可以有利地利用在电子消费产品中。

附图说明

参考附图仅考虑例子，通过其一些实施例的以下说明，将更清楚地理解本发明，其中：

图1a是根据本发明的传感器盘的立体图；

图1b是图1A的传感器盘的侧面图；

图2是图1a的传感器盘示意截面图；

图3a是在x-射线荧光成像下观察的根据本发明制造的传感器盘的一部分的表面拓扑结构的立体图，；

图3b是在x-射线荧光成像下观察的图3a的传感器盘的一部分的表面拓扑结构的平面图；以及，

图3c是图3a的传感器盘的拓扑结构的部分沿着截面线A-A'的高度变化的图形示意图。

具体实施方式

参考图1a和图1b，提供了传感器盘，其通常指示为附图标记100。传感器盘100包括顶面102、底面104和侧壁106。传感器盘100的顶面102和底面104是大致圆形形状。连接耳110经由肩部接头108突出传感器盘100。通孔112布置在连接耳100上，通过传感器盘100的顶面102进行的信号读取通过连接耳110并且进一步通过导线或者总线(未示出)，导线或者总线可以有利地依靠通孔112连接至传感器盘100。连接耳110可以优选以大致正交角度向下悬垂于传感器盘100的顶面102。导线可以优选焊接至传感器盘100，邻近连接耳110的通孔112，用于连接至另一电信号条件以及放大电路系统(未示出)。

传感器盘100设为用作生物电子消费设备(未示出)中的干电极。

过去，作为以上主要提到的，多种材料已经开发用于用作干电极的传感器盘。典型地，这些材料是金属，由于它们的高导电性以及可获得性。下表列出了对于通常考虑用作传感器盘100的多种材料的ρ表示的电阻率，以及σ表示的电导率。

从上述表格，可见的是，银、铜以及铝是用于制造传感器盘100的材料的有吸引力的候选。金也是有吸引力的候选，但是使用金的成本是本来要考虑的。铂在电特性以及成本方面类似于金，但具有其他劣势。不锈钢在使用中是较低吸引力的。

更详细地看不同材料中的最佳有吸引力的候选：

-银是所有金属中最导电的。银的外观尤其当该金属被抛光时是有吸引力的。但是，在存在污染物(诸如城市环境中大量的大气硫或硫化氢)时，银易于变暗。在美学上，变暗起初导致银表面的银黄着色，然后会发展为变紫，最后变黑，从用户角度看这些都不是有吸引力的。而且，施加至银的任何抛光会认为是以便产生美学上舒适的效果，这将具有的不利效应是降低金属接触用户皮肤的表面面积。该表面面积的降低将导致降低当通过测量用户的皮肤电导来测量皮电活动时的灵敏度。

-铜是相对不贵的、韧性的以及高导电的。但是，铜的棕色光洁度并不会使它特别有吸引力的用于电子消费设备。在大气条件下，铜迅速腐蚀，产生蓝色或绿色的铜锈。这种氧化铜大大降低了表面导电性。

-铝是良好的电导体。它自发地形成薄的氧化层，这防止进一步的氧化，但该层具有高的电阻。未抛光的铝有点沉闷和不具吸引力的光洁度。铝可抛光成镜面，但如之前的，抛光会降低铝与用户皮肤的接触面积，这导致降低当使用抛光的铝电极表面测量用户的皮电活动时的灵敏度。

-金是高导电的，即使当没有高度抛光时也具有吸引力的外观。然而，它是最昂贵的贵金属之一，只是稍微比铂金便宜，比银贵得多。虽然金是相对昂贵的使用，但是金是非常有韧性的，这是从制造的角度来看的一个优势，因为通过使用薄金层，所使用的金量可以保持到最低限度。金是非常不活跃的，在正常空气温度下不会形成氧化层和腐蚀。因此，它将在日常使用中保留其表面导电性。

-铂是最不活泼的金属，高度耐腐蚀，在任何温度下不会在空气中氧化。然而，它的导电性显着小于其他贵金属，如金和银。这也是非常罕见的，因此非常昂贵。在未抛光形式，铂包括灰白色的颜色，这对于消费者产品来说是不具有吸引力的。抛光铂将导致上述相同的灵敏度缺点。

在评估使用在用作干电极的传感器盘中的材料的各种选项，清楚的是，任何材料的选择将导致妥协。出于消费者日常使用的电极最重要的审美的目的，即使没有高度抛光也有吸引力外观的金被选择作为用于传感器盘100的皮肤接合表面的材料。由于用金制造整个传感器盘100的成本将是过高的，本发明采用了分层设计方法。

因此，充当干电极的传感器盘100设计为具有不同材料的多层。

参考图2，传感器盘100包括铜基底层200、中间光亮铜层202、中间镀钯层204和镀金表面层206。镀金表面层206形成传感器盘100的皮肤接合表面，其是传感器盘100的顶面102。铜基底层200的最低表面形成传感器盘100的底面104。铜基底层200、中间光亮铜层202、中间镀钯层204和镀金表面层206的该组合被视为给出了皮电活动测量灵敏度、美学外观以及可接受制造成本的最佳组合。

材料的各种层200、202、204和206的厚度还示出于图2。

铜基底层200的厚度指示为附图标记208。中间光亮铜层202的厚度指示为附图标记210。中间镀钯层204的厚度指示为附图标记212。最后，镀金表面层206的厚度指示为附图标记214。

优选地，铜基底层厚度208的范围在0.2毫米(0.2mm)至5毫米(5mm)，有利地0.5毫米(0.5mm)。优选地，中间光亮铜层厚度210的范围在2微米(2μm)至40微米(40μm)，有利地10微米(10μm)。优选地，中间镀钯层厚度212的范围在10纳米(10nm)至500纳米(500nm)，有利地100纳米(100nm)。优选地，镀金表面层厚度214的范围在100纳米(100nm)至10微米(10μm)，有利地1微米(1μm)。

铜基底层200以可控方式被刻蚀预定期间以形成粗糙表面拓扑结构。铜基底层200然后被中间光亮铜层202镀覆，中间光亮铜层202是由光亮铜构成的层。该中间光亮铜层202填充刻蚀处理的一些粗糙度；因此，中间光亮铜层202稍微降低表面拓扑结构的粗糙程度，但不是整个都散布于其上。这对于实现传感器盘100的恒定表面粗糙度是重要的因素。

此外，中间光亮铜层202的光亮铜助于加亮传感器盘100的外观，用于美学上更舒适的效果。

然后添加中间镀钯层204。中间镀钯层204加亮传感器盘100的总体外观，同时还防止中间光亮铜层202扩散至镀金表面层206，否则会引起传感器盘100的顶面102的褪色。钯是导电的，还呈现良好腐蚀阻力。此外，镀金表面层206的耐久性将通过使用硬度值大于金的硬度值的底层来增强。中间镀钯层204具有的硬度值大于镀金表面层206的硬度值。因此，中间镀钯层204提供了对传感器盘100的增加的机械支撑。

最后，镀金表面层206本质上是酸性硬金层，将其添加至传感器盘100以完成传感器盘100的制造。应该注意的是，酸性硬金指的是添加少量钴的金。当酸性硬金用作镀金表面层206时，可增强镀金表面层206的耐久性。

因为镀金表面层206代表了制作传感器盘100的大部分材料成本，所以优选传感器盘100的仅顶面102和连接耳110被镀金表面层206镀覆。采用该方案对于传感器盘100的性能不存在实质损失。单侧镀覆能够通过多种方式实现，用于该目的的电刷镀覆系统将在以下进一步讨论。

镀金表面层206和中间光亮铜层202的厚度在制造传感器盘100方面是重要的。如果镀金表面层206和/或中间光亮铜层202过厚，则通过刻蚀铜基底层200所引起的传感器盘100的顶面102的表面粗糙度将被过多平滑化，从而因降低传感器盘100测量用户皮肤的电导能力而降低传感器盘100的灵敏度。之前提到的优选厚度已经发现是用于本发明的传感器盘最佳的。

现在参考包括的图3a至图3c，传感器盘的顶面102的表面拓扑结构300形成当使用在干电极时传感器盘总体灵敏度的重要部分。如此处以上讨论的，相比于具有一些有意粗糙度或不平度的表面，抛光表面导致降低了灵敏度。抛光表面导致光亮、反射、美学上舒适的光洁度，而粗糙或者不平的表面会沿随机方向散布入射光，从而产生暗淡、无光泽的外观。在用于皮肤电导的灵敏度测量的传感器盘的顶面102上的粗糙表面拓扑结构300与传感器盘的顶面102的表面光洁度的美学外观之间明显存在折衷。

图3a和图3b示出了根据本发明的传感器盘的顶面102的300微米x300微米(300μmx 300μm)部分的表面高度的变化。通过X-射线荧光成像来检查及捕获传感器盘的顶面102的300微米x300微米(300μm x 300μm)的部分。该X-射线荧光成像图示了表面高度相对于因刻蚀处理对传感器盘的顶面102引发的粗糙度以及不平度的变化。图3a和图3b示出表面高度的变化约0.7微米(0.7μm)；但是，实践中已经观察到，表面高度变化在0.6微米至1.2微米(0.6μm→1.2μm)之间。图3a和图3b示出的波峰以及波谷302、304、306、308是粗糙度以及不平度的示意，它们在传感器盘的顶面102的该部分上有意形成。

参考图3b和图3c，示出了沿着本发明的传感器盘的顶面102的部分300的截面部分A-A'(还指示为附图标记310)的高度轮廓315。

图3c尤其示出了沿着传感器盘的部分300的截面310的表面高度的变化的图形示意图。传感器盘的表面拓扑结构的该变化是本发明的关键。表面拓扑结构中的波峰以及波谷318、320、322、324、326能够见于图3c。例如，图3a和图3b中的波谷304被看做为图3c的波谷320。法向表面水平316还示出于图3c，波峰以及波谷能够相对于该法向表面水平316确定。图3c的横轴314指代沿着图3b示出的300微米(300μm)长的截面线310从0至300的点。图3c的竖轴312指代传感器盘的顶面102的部分300的截面310的表面拓扑结构相对于法向表面水平316的高度。最高波峰318约在表面水平316之上100纳米(100nm)，最低波谷320约在表面水平316之下215纳米(215nm)。这导致沿着传感器盘的顶面102的部分300的截面310达约300纳米(300nm)的变化。

由刻蚀和后续处理制造步骤形成的有意粗糙度以及不平度导致增加了皮肤保持接触传感器盘的顶面表面的表面面积量。这是由于波峰以及波谷此处引起增加电极的用户皮肤能够接触的表面面积。较大接触面积意味着皮肤以及金属之间的较大汗水层，从而导致降低电阻抗，因此可以增加信噪比。

此外，表面粗糙度辅助于捕获传感器盘的顶面的粗糙不平表面中的微观波峰以及波谷之间的汗水，该捕获的汗水还导致降低了阻抗，结果增加了传感器盘检测的信号的信噪比。该增加的灵敏度将改善在源处捕获的信号的质量，假定后续放大以及处理阶段正确实施，则将确保精确的皮肤电导测量结果，这将导致精确确定用户的心理和/或生理激发。

现在下文将描述制造图1a和图1b的传感器盘100的过程。

用于准备以及制造传感器盘的上述处理包括优选进行的十六个步骤，但是本领域的技术人员将容易理解的是，可以使用产生相同结果的公知可替换步骤来代替以上详述的处理步骤。

第一步骤是使用碱溶液浸泡清洗传感器盘100的铜基底层200。将铜基底层200浸入碱溶液的池中，处于60℃达约5分钟。该步骤用来脱脂铜基底层200。理想地可以使用碱溶液，使用30g/L的溶液，包括例如氢氧化钠和磷酸盐。这种溶液是Dr.-Ing.Max(施洛特)有限公司销售的，产品名称为SLOTOCLEAN AK160。当然理解的是，可以使用替换的碱溶液来脱脂铜基底层200。在进一步实施例中，可以使用超声波和/或空气搅拌结合碱溶液以完成浸泡清洗传感器盘100的铜基底层200的步骤。

第二步骤是冲洗步骤，对传感器盘100的铜基底层200执行。

第三步骤是电清洗铜基底层200。该步骤引起铜基底层200的电解脱脂。优选地，使用6g/L的包括氢氧化钠、硅以及一个或多个复合剂(如葡糖酸盐)的溶液。这种溶液是Dr.-Ing.Max(施洛特)有限公司销售的，产品名称为SLOTOCLEAN EL DCG。电流密度约8A/dm²施加至铜基底层200达约2分钟，已经发现这可产生最佳结果，在该电清洗步骤期间铜基底层200接受阴极处理。

第四步骤是冲洗铜基底层200。

第五步骤是将铜基底层200浸入硫酸2分钟，不进行任何搅拌。硫酸制备的浓度是5％v/v。

第六步骤是再次冲洗传感器盘100的铜基底层200。

第七步骤是刻蚀传感器盘100的铜基底层200。如之前提到的，刻蚀铜基底层200的步骤在制造本发明的传感器盘时是非常重要的步骤。为了在铜基底层200上生产期望水平的表面粗糙度以及不平度，铜基底层200以可控方式刻蚀。铜基底层200浸入刻蚀剂中的持续时间是关键的，正如刻蚀溶液的铜含量，将增加再使用的延长时间。优选地，执行在不超过3g/L的铜浓度中浸入达60秒。这被发现将产生执行的一致性良好的经刻蚀的铜基底层200。但是，将理解的是，可以使用不同的浸入时间，只要所使用的浸入时间可导致表面的足够量刻蚀以创建期望程度的不平度以及粗糙度。浸入因而被设计成执行范围在30秒至240秒中的任何时间段，铜浓度不超过3g/L执行。如果铜浓度超过该值，发现灵敏度会显著降低。刻蚀铜基底层200提供了用于待施加的后续镀覆处理的一致的基线，因为刻蚀将补偿未经处理的铜基底层的表面粗糙度的变化。刻蚀溶液由包括非过盐微蚀的第一溶液构成；这种第一溶是Dr.-Ing.Max(施洛特)有限公司销售的，产品名称为SLOTETCH 584。此外，刻蚀溶液额外地包括10％v/v硫酸和1g/L硫酸铜。

在第八步骤，将传感器盘100的经刻蚀的铜基底层200浸蚀在硫酸浸蚀液中，硫酸浸蚀液具有的成分由5％v/v硫酸构成。经刻蚀的铜基底层200浸蚀约10秒。

第九步骤是另一冲洗步骤。

在该处理中的第十步骤是用中间光亮铜层202进行铜电镀铜基底层200的步骤。中间光亮铜层202镀覆至铜基底层200，优选厚度约10微米(10μm)。优选使用用于镀覆铜基底层200的光亮铜溶液。这种光亮铜是Dr.-Ing.Max(施洛特)有限公司销售的，产品名称为。光亮铜被电镀至铜基底层200，使用电流密度约3A/dm²，在室温下时间段为20分钟。

在该处理中的下一第十一步骤是再次冲洗已经用中间光亮铜层202电镀的铜基底层200。

第十二步骤是用中间镀钯层204镀覆中间光亮铜层202。中间镀钯层204可以优选由使用钯2000B形成。中间镀钯层204被镀覆的厚度约100纳米(100nm)。优选使用电流密度约0.5A/dm²。

第十三步骤是再次冲洗已经用中间光亮铜层202和中间镀钯层204电镀的铜基底层200。

第十四步骤是pH调节步骤。已经用中间光亮铜层202和中间镀钯层204电镀的铜基底层200被主要浸蚀在柠檬酸中，柠檬酸优选的体积是体积浓度1％v/v。这将制备现在已经用中间光亮铜层202和中间镀钯层204电镀的铜基底层200以接收镀金表面层206。

第十五步骤是用其镀金表面层206镀覆传感器盘100，镀金表面层206将变成传感器盘100的皮肤接合表面。镀金表面层206制作成厚度范围为0.8微米至1微米(0.8μm→1μm)。酸性硬金用来形成镀金表面层206，其将是富含钴的金，诸如Metalor技术(UK)有限公司销售的，产品名称为METGOLD 2010C(VBS)。电流密度0.5A/dm²已经发现在镀覆处理期间是特别有效的，以及有利地使用铂金钛阳极。金含量约4g/L已经发现可产生最佳结果。如先前指出的，金的价格在传感器盘100的材料成本中占主要部分；因此通过仅镀覆作为传感器盘100的皮肤接合表面的传感器盘100的顶面102，能够实现显著成本节约。在进一步实施例中，除了连接耳110之外，作为传感器盘100的皮肤接合表面的传感器盘100的顶面102也被镀覆，连接耳110也被镀金表面层206镀覆，使得镀金表面层206直到连接耳110的通孔112存在连续，用于依靠有线连接来连接至另一电信号条件以及放大电路系统。一个可行方案是使用高熔化点的“保护”蜡。许多保护方案是可行的，包括从所选区域移除蜡，漆以及膜以防止蜡起初黏附至所选区域等。

保护技术的可替换技术是电刷镀覆技术。

该电刷镀覆技术通过使用电刷将允许选择性地镀覆传感器盘100的表面。电刷典型地由包裹在吸收剂材料(诸如聚丙烯纤维)中的不锈钢制成。包裹材料将吸收用于形成镀金表面层206的镀覆溶液。传感器盘100连接至DC功率源的阴极，电刷连接至阳极。随着电刷在传感器盘100上移动，金镀覆被沉积在电刷下方的表面上，该表面根据本发明的优选实施例将是传感器盘100的顶面102和传感器盘100的连接耳110。

用于传感器盘100批次的电刷镀覆的镀覆组件可以用来加速处理中的该步骤，克服使用电刷镀覆用于批量生产的可感知的不有效。传感器盘100的批次将放置在真空仓中，真空仓具体构建为包括多个接收狭槽以收纳多个传感器盘100的形式因素，真空仓将用阴极的总线布置装配，当传感器盘100置于真空仓中的接收狭槽时，阴极接触要镀覆的传感器盘100的下侧。在镀覆组件内，依靠滑架安装件将电刷传递至传感器盘100的顶面102。滑架安装件的运动能够人工控制，或者优选依靠计算机控制来自动控制。用于镀金表面层206的镀覆溶液经由传递泵被连续供给至电刷，这也能够被自动控制以用期望速率输送镀覆溶液。相比于用于镀覆传感器盘100的公知技术，该电刷镀覆方法步骤可见到的是高效的以及有效的。

处理的最后的第十六步骤是，冲洗制造的传感器盘100以便制备传感器盘100用于安装在电子设备中，用作干电极，用于通过测量用户的皮肤电导来测量用户的皮电活动。

尽管传感器盘100在前述说明书中已经描述为盘，并且已经提到具有大致圆形形式因素，但是本领域的技术人员理解的是，可以使用非盘状或圆形的任何数量的不同形式因素。

而且，尽管在制造处理中已经提到了具体制造商的具体产品，但是当然理解的是，可以使用提供相同期望效果的替换产品来代替具体提到的产品。

前述说明书中使用的术语“传感器盘”可以指代完全制造的传感器盘，包括所有不同制造材料的层；和/或者局部制造的传感器盘，包括一个或多个不同制造材料。

术语“包括”以及“包含”以及语法原因的变化被认为是可互换的，解释为最广义的阐释。

应理解的是，任何附图中示出的部件不必须以比例示出，若干附图示出的类似部分由相同附图标记指代。

本发明并不限于之前描述的实施例，其构造和细节可以变化。

Claims

1.一种传感器盘的制造方法，所述传感器盘用作皮肤电导测量设备中的干电极，所述传感器盘包括不同材料的多层，所述制造方法包括以下步骤：

-刻蚀铜基底层；

-用中间光亮铜层电镀所述铜基底层；

-用中间镀钯层镀覆所述中间光亮铜层；以及，

-用镀金表面层镀覆所述中间镀钯层。

2.根据权利要求1所述的传感器盘的制造方法，其中，所述方法进一步包括在用镀金表面层镀覆所述中间镀钯层之前将所述传感器盘浸蚀在柠檬酸池中的步骤。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的传感器盘的制造方法，其中，所述方法进一步包括在用所述中间光亮铜层电镀所述铜基底层之前将所述铜基底层浸入硫酸池的步骤。

4.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述方法进一步包括在刻蚀所述铜基底层之前脱脂所述铜基底层的步骤。

5.根据权利要求4所述的传感器盘的制造方法，其中，包括在碱溶液中浸泡清洗所述铜基底层的脱脂所述铜基底层的步骤。

6.根据权利要求4所述的传感器盘的制造方法，其中，脱脂所述铜基底层的步骤包括在包括氢氧化钠、硅以及一个或多个复合剂的溶液中执行电解清洗所述铜基底层。

7.根据权利要求4所述的传感器盘的制造方法，其中，脱脂所述铜基底层的步骤包括初始在碱溶液中浸泡清洗所述铜基底层，随后在包括氢氧化钠、硅以及一个或多个复合剂的溶液中执行电解清洗经浸泡清洗的铜基底层。

8.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，在用所述中间光亮铜层电镀所述铜基底层之前将经刻蚀的铜基底层浸蚀在硫酸浸蚀液中的步骤。

9.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述铜基底层被厚度在2微米至40微米(2μm→40μm)范围内的所述中间光亮铜层电镀。

10.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述铜基底层被厚度约10微米(10μm)的所述中间光亮铜层电镀。

11.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述中间光亮铜层被厚度在10纳米至500纳米(10nm→500nm)范围内的中间镀钯层镀覆。

12.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述中间光亮铜层被厚度约100纳米(100nm)的中间镀钯层镀覆。

13.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述中间镀钯层被厚度在100纳米至10微米(100nm→10μm)范围内的镀金表面层镀覆。

14.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，所述中间镀钯层被厚度约1微米(1μm)的镀金表面层镀覆。

15.根据权利要求5所述的传感器盘的制造方法，其中，在温度约60℃的池中执行包括在碱溶液中浸泡清洗所述铜基底层的脱脂所述铜基底层的步骤达约5分钟。

16.根据权利要求8所述的传感器盘的制造方法，其中，在用中间光亮铜层电镀所述铜基底层之前将经刻蚀的铜基底层浸蚀在硫酸浸蚀液中的步骤执行约120秒，并且不执行任何搅拌。

17.根据前述任一权利要求所述的传感器盘的制造方法，其中，刻蚀所述铜基底层的步骤执行一分钟并且在刻蚀溶液中执行，每升所述刻蚀溶液包括小于3克的铜。

18.一种传感器盘，用作皮肤电导测量设备中的干电极，所述传感器盘包括铜基底层、中间光亮铜层、中间镀钯层以及镀金表面层。

19.根据权利要求18所述的传感器盘，所述中间光亮铜层具有的厚度的范围为2微米至40微米(2μm→40μm)。

20.根据权利要求18所述的传感器盘，所述中间光亮铜层具有的厚度为约10微米(10μm)。

21.根据权利要求18所述的传感器盘，所述中间镀钯层具有的厚度的范围为10纳米至500纳米(10nm→500nm)。

22.根据权利要求18所述的传感器盘，所述中间镀钯层具有的厚度为约100纳米(100nm)。

23.根据权利要求18所述的传感器盘，所述镀金表面层具有的厚度的范围为100纳米至10微米(100nm→10μm)。

24.根据权利要求18所述的传感器盘，所述镀金表面层具有的厚度为约1微米(1μm)。

25.一种传感器盘，用作皮肤电导测量设备中的干电极，所述传感器盘是根据权利要求1至17中任一项制造的。