CN115297770A - 感测装置 - Google Patents

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Abstract

根据本发明一个实施例的感测装置，包括：基板；传感器单元，所述传感器单元包括设置在所述基板上的电极以及设置在所述基板上并与所述电极连接的连接端子；以及可拉伸基板，所述可拉伸基板连接至传感器单元并包括基底以及设置在所述基底上的布线，其中所述传感器单元的所述连接端子连接至所述可拉伸基板的所述布线。

Description

感测装置
技术领域
本发明涉及一种感测装置，更具体地，涉及一种包括要插入主体内的体内传感器的感测装置。
背景技术
随着医学技术的发展，用于实时监测身体成分和生理信息的医学生物信息测量研究正在积极开展。在此期间，对用于实时准确测量身体成分的感测装置的兴趣正在增加。
作为示例，包括体内传感器的感测装置可以具有这样的结构：其中涂覆有与组织液中的身体成分反应的生物反应性材料的传感器穿透皮肤并插入到人体中，并且由于身体成分与生物反应性材料之间的电化学作用而产生的电信号被传输到设置在体外的信号处理单元。
在这种情况下，随着插入人体的体内传感器的尺寸增加，与身体成分的接触面积会增加，因此感测精度会增加。然而，随着体内传感器的尺寸增加，用户感受到的刺激感可能会增加。
此外，在插入到人体中的体内传感器上可能会吸附其他异物，例如在组织液中流动的蛋白质以及待检测的身体成分。当异物吸附到传感器上时，感测精度可能会降低，并且传感器的寿命可能会缩短。
同时，接收、处理和发送由体内传感器检测到的信号的发射器可以连接到体内传感器。通常，发射器可以包括容纳在硬质材料外壳中的硬印刷电路板(PCB)，并且当这种发射器附接到皮肤时，可能会给用户带来不适。
发明内容
技术问题
本发明旨在提供一种准确、寿命长且使用户的不适感最小化的感测装置。
技术方案
根据本发明的实施例，感测装置包括：传感器，所述传感器包括基板、设置在所述基板上的电极以及设置在所述基板上并与所述电极连接的连接端子；以及可拉伸基板，所述可拉伸基板连接至所述传感器并包括基底以及设置在所述基底上的布线，其中所述传感器的所述连接端子连接至所述可拉伸基板的所述布线。
所述可拉伸基板可以包括堆叠的多个布线层，并且所述传感器的所述连接端子可以设置在所述多个布线层中的两个布线层之间。
所述基底可以设置在所述多个布线层中的相邻布线层之间。
所述多个布线层中的每一个可以包括金属层和支撑层。
所述传感器的至少一部分可以插入到所述可拉伸基板中，并且所述传感器的剩余部分可以从所述可拉伸基板中引出。
从所述可拉伸基板中引出的所述传感器的电极可以容纳在可生物降解的传感器引导件中，并且可以与可生物降解的所述传感器引导件一起注入体内。
所述传感器引导件的一部分可以插入到所述可拉伸基板中，并且所述传感器引导件的剩余部分可以暴露在所述可拉伸基板之外。
所述传感器引导件的所述剩余部分的长度可以比所述传感器引导件的所述一部分的长度大。
所述基板可以分为设置有所述电极的电极区域以及设置有所述连接端子的连接端子区域，所述连接端子区域的宽度可以比所述电极区域的宽度大。
所述连接端子区域的宽度可以大于所述电极区域的宽度的1倍且不大于5倍。
所述可拉伸基板的所述布线可以包括多个焊盘以及被配置为连接所述多个焊盘的连接器，并且所述连接端子的宽度可以不同于所述焊盘的宽度。
所述感测装置还可以包括设置在所述连接端子与所述焊盘之间的粘合部。
所述粘合部的宽度可以在所述连接端子的宽度与所述焊盘的宽度之间。
所述多个布线层可以包括第一布线层和第二布线层，所述第一布线层面对所述基板的两个表面中的设置有所述传感器的所述连接端子的第一表面，所述第二布线层面对与所述第一表面相对的第二表面，所述感测装置还可以包括连接到所述第一布线层并埋设在所述可拉伸基板中的信号处理单元和传输单元中的至少一个。
所述信号处理单元和所述传输单元中的所述至少一个可以包括硬印刷电路板(PCB)以及设置在硬PCB上的芯片。
被配置为处理通过所述连接端子从所述电极接收的信号的信号处理电路图案可以进一步设置在所述基板的两个表面中的第一表面上，所述传感器的所述连接端子设置在所述第一表面上。
所述基板可以包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，参考电极、工作电极和辅助电极(counter electrode)中的至少一个可以设置在所述第一表面和所述第二表面上，并且与所述连接端子相同的多个连接端子可以设置在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上。
所述基板可以包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且可以以螺旋形状卷绕，使得所述第一表面朝外并且所述第二表面朝内，参考电极、工作电极和辅助电极中的至少一个可以设置在所述第一表面和所述第二表面上。
所述基板可以包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且可以以螺旋形状卷绕，使得所述第一表面朝外并且所述第二表面朝内，至少一个参考电极可以设置在所述第一表面上，至少一个工作电极和至少一个辅助电极可以设置在所述第二表面上。
有益效果
根据本发明的实施例，通过使异物的影响最小化，可以获得具有优异传感性能和长寿命的体内传感器。根据本发明的实施例，可以获得一种包括体内传感器的感测装置，该感测装置能够使用户感觉到的诸如刺激感的不适感最小化。
附图说明
图1示出了常规的连续葡萄糖监测系统(CGMS)；
图2是图1的CGMS中的传感器的示例的截面图；
图3是根据本发明的一个实施例的感测装置的框图；
图4(a)是根据本发明的一个实施例的传感器的截面图，图4(b)是根据本发明的一个实施例的传感器的俯视图；
图5(a)是根据本发明的另一个实施例的传感器的俯视图，图5(b)是沿图5(a)的线A-A'截取的截面图，图5(c)是沿图5(a)的线B-B'截取的截面图；
图6(a)是根据本发明又一实施例的传感器的俯视图，图6(b)是沿图6(a)的线A-A'截取的截面图，图6(c)是沿图6(a)的线B-B'截取的截面图；
图7(a)是根据本发明又一实施例的传感器的俯视图，图7(b)是根据本发明又一实施例的传感器的仰视图；
图8是示出根据本发明的一个实施例的将传感器卷绕成螺旋状的形式的视图；
图9是示出根据本发明的另一个实施例的将传感器卷绕成螺旋状的形式的视图；
图10是用于说明卷绕成螺旋状的传感器的原理的视图；
图11示出了用于描述根据本发明实施例的制造传感器的过程和将传感器注入体内的过程的视图；
图12是根据本发明实施例的可拉伸基板的俯视图；
图13是根据本发明的一个实施例的感测装置的截面图；
图14是根据本发明另一个实施例的感测装置的截面图；
图15是实施根据本发明的一个实施例的感测装置的图像。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
然而，本发明的技术精神不限于以下公开的几个实施例，而是可以以各种不同的形式实施。在不脱离本发明的技术精神的情况下，可以选择性地组合和替换一个或多个组件以在实施例之间使用。
此外，除非另有定义，否则本文使用的术语(包括技术术语和科学术语)可以解释为具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。可以考虑相关技术的上下文含义来解释像字典中定义的一般术语。
此外，本文使用的术语旨在说明实施例，而不是旨在限制本发明。
在本说明书中，以单数形式表达的术语可以包括复数形式，除非另有说明。当表述“A、B和C中的至少一个(或者一个或多个)”时，它可以包括A、B和C的所有可能组合中的一种或多种。
此外，诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”和“(b)”的术语在本文中可用于描述本发明实施例的组件。
这些术语不用于定义相应组件的本质、顺序或次序，而仅用于将相应组件与其他组件区分开来。
在一个组件被描述为“连接”、“耦接”或“接合”到另一个组件的情况下，这样的描述可以包括一个组件直接“连接”、“耦接”或“接合”到另一组件的情况，也包括一个组件通过设置在该一个组件和另一组件之间的又一组件“连接”、“耦接”和“接合”到该另一组件的情况。
此外，在任何一个组件被描述为形成或设置在另一组件“上(或下)”的情况下，这种描述包括两个组件形成为彼此直接接触的情况，也包括通过插设在两个组件之间的一个或多个其他组件使得该两个组件彼此间接接触的情况。此外，在一个组件被描述为形成在另一组件“上(或下)”的情况下，这样的描述可以包括一个组件相对于另一组件形成在上侧或下侧的情况。
图1示出了常规的连续葡萄糖监测系统(CGMS)。图2是图1的CGMS中的传感器的示例的截面图。
参考图1和图2，一般的CGMS 10包括体内传感器12和发射器14。体内传感器12可以是刺入皮肤并插入体内的针的形式。体内传感器12可以包括电极20、设置在电极20上的酶层22以及设置在酶层22上的半透膜24。CGMS 10可以是用于测量血糖的系统，酶层22可以包括葡萄糖氧化酶。当体内传感器12穿透皮肤并插入体内时，组织液中的葡萄糖与酶层22中的葡萄糖氧化酶反应并转化为葡萄糖酸以释放一定的电荷。一定的电荷与电极20反应产生电流，在电极20中流动的电流沿布线(未示出)传输到体外的发射器14。发射器14将与从电极20发送的电流相关的数据发送到外部端子30，从而外部端子30可以输出体内的血糖信息。
这里，为了描述方便，已经描述了一般CGMS的示例，但是本发明的实施例不限于此。本发明的实施例可应用于可以穿透到体内并检测组织液中的身体成分的各种体内传感器。
图3是根据本发明的一个实施例的感测装置的框图。
参考图3，感测装置100包括传感器110、信号处理单元120和传输单元130，传输单元130与外部终端200通信。
传感器110穿透皮肤并插入体内以检测组织液中的身体成分。为此，传感器110可以使用特定身体成分与和其反应的生物反应性材料之间的电化学反应。当通过特定身体成分与和其反应的生物反应性材料之间的电化学反应产生离子和/或电子时，可以使用由于离子和/或电子的产生导致的电流来检测特定身体成分的存在或浓度。由于传感器110的至少一部分被注入体内，因此在本说明书中，传感器110可以被称为体内传感器。下面将描述传感器110的具体结构。
这里，特定身体成分不限于血糖，并且可以是各种生化材料或各种生物标志物中的任何一种，例如血液或组织液中存在的血糖、乳酸、胆固醇、多巴胺、珊瑚(coral)、Na+、Ka+和尿素。生物反应性材料可以是与特定身体成分反应的材料，并且可以是酶等。例如，当传感器110要检测体内的葡萄糖水平时，生物反应性材料可以是葡萄糖氧化酶。
传感器110包括连接线以及连接端子，传感器110的电极通过连接线和连接端子连接到信号处理单元120。这里，连接线可以连接到传感器110的电极，并且在设置在体内的传感器110的电极中流动的电流可以通过连接线和连接端子传输到体外的信号处理单元120。信号处理单元120使用从传感器110接收到的电流量来计算关于特定身体成分的信息。为此，信号处理单元120可以对从传感器110接收到的电流量执行模数转换，然后可以计算特定身体成分的浓度。
信号处理单元120通过传输单元130将计算的信息传输到外部终端200。在这种情况下，传输单元130可以以无线或有线方式与外部终端200通信，并且外部终端200可以将从传输单元130接收到的信息输出到显示器等。
图4(a)是根据本发明的一个实施例的传感器的截面图，图4(b)是根据本发明的一个实施例的传感器的俯视图。图5(a)是根据本发明另一个实施例的传感器的俯视图，图5(b)是沿图5(a)的线A-A'截取的截面图，图5(c)是沿图5(a)的线B-B'截取的截面图。图6(a)是根据本发明的又一实施例的传感器的俯视图，图6(b)是沿图6(a)的线A-A'截取的截面图，图6(c)是沿图6(a)的线B-B'截取的截面图。图7(a)是根据本发明的又一实施例的传感器的俯视图，图7(b)是根据本发明的又一实施例的传感器的仰视图。
参考图4至图7，传感器110包括基板300以及设置在基板300上的参考电极310、工作电极320和辅助电极330。
这里，基板300可以是柔性的，并且可以包括第一表面302以及与第一表面302相对的第二表面304。这里，传感器110的基板300可以是柔性基板。柔性基板可以是不易破损、可弯曲、可卷曲和可折叠的柔性基板。为此，基板300可以由例如液晶聚合物(LCP)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亚胺(PI)等制成。因此，由于基板300是生物相容的并且可以根据体内组织液的流动而灵活地弯曲，所以基板300可以最小化用户的刺激感并且可以热成型。另外，基板300的厚度可以为10μm至150μm，优选为30μm至130μm，更优选为50μm至100μm。因此，可以稳定地保持热成型基板300的形状。
工作电极320可以是发生电化学反应的电极，并且可以涂覆有与特定身体成分反应的生物反应性材料。这里，特定身体成分可以是传感器110要检测的成分，并且可以是各种生化材料或各种生物标志物中的任何一种，例如存在于血液或组织液中的血糖、乳酸、胆固醇、多巴胺、珊瑚、Na+、Ka+和尿素。生物反应性材料可以是与特定身体成分反应的材料，并且可以是酶等。尽管未示出，半透膜可以进一步设置在生物反应性材料上。因此，只有待检测的特定身体成分可以透过半透膜，从而可以防止施加在工作电极320上的生物反应性材料与工作电极320分离的问题。
参考电极310是与工作电极320形成电位差的电极，辅助电极330是用于测量工作电极320的电流信号的电极。也就是说，可以在辅助电极330中保持恒定电压，并且由于生物反应性材料与特定身体成分之间的反应，电流可以在工作电极320中流动。参考电极310可以用于向辅助电极330施加恒定电压。工作电极320可以被称为操作电极，辅助电极330可以被称为相对电极(relative electrode)。
同时，参考图4(a)和图4(b)，至少一个参考电极310、至少一个工作电极320和至少一个辅助电极330可以设置在基板300的第一表面302上，并且参考电极310、工作电极320和辅助电极330可以分别通过布线W1、W2和W3连接到连接端子351、352和353。这里，布线W1、W2和W3以及连接端子351、352和353可以将在传感器110的电极310、320和330中流动的电流传输到体外的信号处理单元120。
可替代地，如图5(a)至图5(c)所示，参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的至少一个可以设置在基板300的第一表面302和第二表面304的每一个上。例如，工作电极320和辅助电极330可以设置在基板300的第一表面302上，参考电极310可以设置在第二表面304上。在这种情况下，连接到参考电极310的连接端子351可以设置在基板300的第一表面302上，连接参考电极310和连接端子351的布线W1可以与参考电极310一起设置在第二表面304上以通过通孔306连接到连接端子351。因此，由于参考电极310、工作电极320和辅助电极330设置在基板300的两个表面上，因此传感器110所占据的单位体积或者单位面积上设置的电极数量增加，从而提高测量精度。
可替代地，如图6(a)至图6(c)所示，参考电极310、工作电极320、辅助电极330和连接端子350全部可以设置在基板300的一个表面上，并且用于将参考电极310、工作电极320和辅助电极330连接到连接端子350的布线W1、W2和W3中的一些或全部可以设置在其另一表面上。例如，参考电极310、工作电极320、辅助电极330、连接端子350以及布线W2和W3可以设置在基板300的第一表面302上，而用于连接参考电极310和连接端子351的布线W1可以设置在基板300的第二表面304上。因此，由于电极310、320和330以及布线W1、W2和W3被分布和设置在基板300的两个表面上，所以传感器110所占据的单位体积或者单位面积上设置的电极数量增加，从而提高测量精度。
为此，可以在基板300中形成至少一个通孔306，连接到参考电极310的布线W1、连接到工作电极320的布线W2和连接到辅助电极330的布线W3中的至少一个可以通过通孔306，并且参考电极310、工作电极320和辅助电极330可以分别通过布线W1、W2和W3连接到连接端子351、352和353。这里，在布线W1、W2和W3以及连接端子351、352和353中流动的电流可以被传输到体外的信号处理单元120。因此，由于连接端子350聚集在基板300的两个表面的一侧上，然后被引出主体，所以布线容易。
可替代地，如图7(a)和7(b)所示，多个参考电极310、多个工作电极320和多个辅助电极330可以设置在基板300的第一表面302和第二表面304中的每一个上。因此，由于多个参考电极310、多个工作电极320和多个辅助电极330设置在基板300的两个表面上，所以传感器110所占据的单位体积或单位面积上设置的电极数量增加，从而提高测量精度。
当连接端子350设置在基板300的第一表面302上时，连接到设置在基板300的第二表面304上的电极310、320和330的布线W1、W2和W3可以通过通孔306连接到设置在基板300的第一表面302上的连接端子350。
尽管未示出，一组参考电极310、工作电极320和辅助电极330可以通过一组布线W1、W2和W3连接到一组连接端子351、352和353。即，当一个传感器110包括多组参考电极310、操作电极320和辅助电极330时，可以为每组参考电极310、工作电极320和辅助电极330单独设置一组连接端子351、352和353。因此，可以提高感测精度。
同时，参考图4(a)，种子层340可以进一步设置在基板300与参考电极310、工作电极320和辅助电极330之间，并且种子层340可以包括选自钛(Ti)和镍(Ti)中的至少一种。因此，可以提高基板300与参考电极310、工作电极320和辅助电极330之间的结合强度。
可替代地，在基板300上形成种子层340之前，基板300可以被预处理。例如，当基板300的表面被等离子体处理或涂有亲水性底漆时，由于基板300的表面变得亲水，因此种子层340有利地形成在基板300的表面上。
因此，可以提高基板300、种子层340以及电极310、320和330之间的粘附性。
同时，参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的每一个可以包括选自金(Au)和铂(Pt)中的至少一种的纳米颗粒，参考电极310可以进一步包括氯化银(AgCl)，并且参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的每一个可以通过沉积、溅射、电镀、蒸发、涂覆等设置在基板300上。构成电极310、320和330的纳米颗粒的粒径可以根据沉积、溅射、电镀、蒸发、涂覆等的处理条件而改变。根据本发明的实施例，参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的每一个可以包括选自金(Au)和铂(Pt)中的至少一种。在这种情况下，参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的每一个可以由褶皱金属或多孔金属制成。因此，可以提高感测精度。在这种情况下，参考电极310、工作电极320和辅助电极330中的每一个可以由具有5nm至100nm的D50、优选地5nm至75nm的D50、更优选地5nm至50nm的D50的纳米颗粒制成。因此，由于电极310、320和330的表面是光滑的，所以可以降低吸附异物的可能性。这里，异物可以是除了待检测的身体成分之外的存在于血液或组织液中的诸如蛋白质、血小板、细胞、成纤维细胞、免疫物质或血细胞的物质。当异物被吸附到电极310、320和330的表面上时，感测功能可能会降低，并且传感器的寿命可能会缩短。
可替代地，为了减少异物吸附到电极310、320和330上的可能性，电极310、320和330的表面可以涂覆有疏水材料。当电极310、320和330的表面涂覆有疏水材料时，异物不会吸附到电极310、320和330的表面上。这里，疏水材料可以是生物相容的疏水材料，其种类没有特别限定。
同时，根据本发明的实施例，传感器可以以卷绕成螺旋状的形式实现。
图8是示出根据本发明的一个实施例的将传感器卷绕成螺旋状的形式的视图，图9是示出根据本发明的另一个实施例的将传感器卷绕成螺旋状的形式的视图。
参考图8至图9，基板300可以卷绕成螺旋形状，使得基板300的第一表面302朝外且其第二表面304朝内。在此，螺旋形状可以是以一定曲率反复旋转并在一定方向(例如Z方向)上延伸的三维形状，并且可以是基板围绕圆柱的外周面连续的形状。螺旋形状可以与螺旋线形等互换使用。当基板300以如上所述的螺旋形状卷绕时，由于施加到基板300的应力可以分散，所以基板300可以比平坦基板更灵活，从而减少对组织液流动的影响并减少刺激的感觉。
在这种情况下，基板300可以卷绕成螺旋形，其宽度D在10μm至1000μm的范围内，优选地在100μm至800μm的范围内，更优选地在300μm至600μm的范围内。宽度D可以指在沿Z方向延伸的螺旋形状中在与Z方向垂直的X方向上的长度，并且可以指在Z轴上的特定位置处的第一表面302与另一第一表面302之间的最大距离。当基板300的宽度D满足这样的数值范围时，特定身体成分可以自由地穿过由第二表面304形成的空的空间。毛细作用可以作用在由第二表面304形成的空的空间上，并且组织液可以容易地收集和排出。
此外，构成基板300的螺旋形状的螺旋之间的间隙H可以在1μm至300μm的范围内，优选地在5μm至200μm的范围内，并且更优选地在10μm至100μm的范围内。当螺旋之间的间隙H满足这样的数值范围时，可以降低诸如蛋白质的异物进入螺旋形状(即由第二表面304形成的空的空间)中的可能性。
同时，根据本发明的一个实施例，如图8所示，参考电极310、工作电极320和辅助电极330可以设置在基板300的第一表面302上，并且参考电极310、工作电极320和辅助电极330也可以设置在基板300的第二表面304上。当参考电极310、工作电极320和辅助电极330设置在基板300的两个表面上时，与待测特定成分的接触面积增加，从而提高感测精度。
可替代地，根据本发明的另一个实施例，如图9所示，参考电极310可以设置在基板300的第一表面302上，工作电极320和辅助电极330可以设置在第二表面304上。这里，基板300可以以螺旋形状卷绕，使得设置有参考电极310的第一表面302朝外，设置有工作电极320和辅助电极330的第二表面304朝内。如图10所示，当基板300以螺旋形状(该螺旋形状具有在10μm至1000μm范围内、优选地100μm至800μm范围内、更优选地300μm至600μm范围内的宽度D，并且具有在1μm至300μm范围内、优选在5μm至200μm范围内、更优选在10μm至100μm范围内的间隙H)卷绕时，待检测的特定身体成分可以自由通过螺旋形内部，即由第二表面304形成的空的空间，并可以降低异物进入的可能性。根据本发明的实施例，当其上设置有对感测功能的劣化影响较小的参考电极310的第一表面302被设置为朝外且其上设置有实质上发生电化学反应的工作电极320和辅助电极330的第二表面304被设置为朝内时，可以提高传感器的精度和耐久性。
图11示出了用于描述根据本发明实施例的制造传感器的过程和将传感器注入体内的过程的视图。由于传感器被注入体内，因此在本说明书中该传感器可以称为体内传感器。
为了制造根据本发明实施例的传感器，电极310、320和330形成在基板300上。这里，基板300可以由LCP、PEEK、PI等制成。如上所述，在通过等离子体处理或使用亲水性底漆的涂覆对基板的表面进行预处理之后，可以形成种子层以形成电极。如上所述，可以通过沉积、溅射、电镀、蒸发或施加选自金(Au)和铂(Pt)中的至少一种的纳米颗粒的方法形成电极310、320和330。基板300的表面预处理、种子层的形成以及电极的形成都可以在基板的两个表面上进行。
接下来，其上形成有电极310、320和330的基板被热成型。因此，可以将形成有电极的基板卷绕成螺旋形状。
接下来，电极涂覆有酶。为此，可以在其上形成有电极并且以螺旋形状卷绕的基板上进行浸铸(dip casting)，在酶溶液中，酶溶液可以喷射到电极上，或者在其上形成有电极的基板被展开并固定后，可以在酶溶液中对其进行滴注(drop casting)。如上所述，在对形成有电极的基板进行热成型后，当电极涂覆有酶时，可以防止酶因热而变性的问题。
接下来，将涂覆有酶的传感器插入传感器引导件中。
参考图11(a)，传感器引导件400为具有尖端的针状，并且可以在其内部410中形成空的空间。尽管未示出，但传感器引导件400的端部可以是开口的。根据上述方法形成的传感器被插入到传感器引导件400中。在这种情况下，传感器可以被热成型并以螺旋形状卷绕，或者可以以展开的平面形状被插入到传感器引导件400中。
如图11(b)所示，以平面形状展开的传感器被传感器引导件400包围，并且与传感器引导件400一起被注入体内。
此后，当传感器引导件400独立地从身体抽出时，传感器可以与传感器引导件400分离，并且可以再次以热成型形状卷绕。
可替代地，传感器引导件400可以由可生物降解的材料制成。这里，可生物降解的材料可以是可生物降解聚合物，并且可生物降解聚合物可以是例如聚丙交酯(PLA)或聚乙醇酸(PGA)基聚合物。
因此，在传感器与传感器引导件400一起注入体内之后，当传感器引导件400在体内生物降解时，传感器可以再次以热成型形状卷绕。
如上所述，由于根据本发明实施例的基板300由LCP、PEEK或PI制成，因此基板300可以通过加热形成为螺旋形状，在将基板300在其通过物理力展开并注入体内的状态下插入到传感器引导件400之后，当基板300与传感器引导件400分离或传感器引导件400分解时，基板300可以再次恢复为螺旋形状。
因此，很容易将螺旋形扭曲的传感器注入体内，而不会导致用户不适或损坏传感器。
同时，如上所述，体内传感器的电流，即传感器110的电流，可以通过连接单元120传输到体外的信号处理单元130，并且信号处理单元130可以使用通过连接单元120从传感器110接收的电流量来计算关于特定身体成分的信息，并且可以通过传输单元140将计算的信息发送到外部终端200。图1的发射器14可以包括连接单元120、信号处理单元130和传输单元140的一部分，并且可以附接到身体的外部，通常附接到用户的皮肤。
在本发明的一个实施例中，图1的发射器14可以使用可拉伸基板来实现。当发射器14使用可拉伸基板实现时，发射器14是可拉伸的并且直接附接到皮肤，从而最小化用户感觉到的刺激或不适感。
图12是根据本发明实施例的可拉伸基板的俯视图。
参考图12，可拉伸基板600包括基底610以及设置在基底610上的布线620。
布线620包括第一焊盘622、第二焊盘624以及用于连接第一焊盘622和第二焊盘624的连接器626。
这里，基底610可以具有不易损坏、可弯曲、可卷曲和可折叠的柔性特性，并且还可具有可拉伸或可收缩的特性。因此，基底610可以被实现为具有曲面，可以通过外力在至少一个方向上拉伸，并且可以在去除外力时恢复到其原始状态。因此，基底610可以是可拉伸基底。为此，基底610可以包括具有一定弹性的聚合物树脂。例如，基底610可以包括选自聚氨酯(PU)和聚二甲基硅氧烷(PDMS)中的至少一种。因此，基底610可根据外力弹性地拉伸或收缩。
同时，第一焊盘622和第二焊盘624可以设置在基底610上。第一焊盘622和第二焊盘624可以由与连接器626相同的材料制成，或者可以由与连接器626的材料不同且具有导电性的材料制成。在第一焊盘622和第二焊盘624上设置半导体元件，并且第一焊盘622和第二焊盘624可以连接到半导体元件。或者，第一焊盘622和第二焊盘624可以电连接到基底610的部件或者可以连接到外部电源。在这种情况下，第一焊盘622和第二焊盘624可以随着基底610的弯曲或拉伸/收缩而弯曲或拉伸。
第一焊盘622、第二焊盘624和连接器626可以包括支撑层以及设置在支撑层上的金属层。金属层可以包括选自金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)和银(Ag)中的至少一种，支撑层可以包括选自LCP、PEEK和PI中的至少一种。在这种情况下，支撑层可以设置为与基底610接触。因此，可以增加金属层与基底610之间的粘合力。
同时，连接器626可以包括重复的弯曲图案。例如，重复的弯曲图案可以是曲折的曲折图案等。因此，布线620可以是可拉伸的布线，并且如图12(b)所示，连接器626也可以随着可拉伸基板610的拉伸或收缩而拉伸或收缩。
可替代地，连接器626可以在第一焊盘622与第二焊盘624之间卷绕成螺旋形状。螺旋形状可以是以一定曲率反复旋转并沿一定方向延伸的三维形状，其中，所述一定方向可以例如为与基底610的平面方向平行的方向，即从第一焊盘622朝向第二焊盘624的方向或从第二焊盘624朝向第一焊盘622的方向。螺旋形状可以与螺旋线形等互换使用。在这种情况下，螺旋形状的直径可以在30μm至1mm的范围内，优选在50μm至500μm的范围内，更优选在100μm至300μm的范围内，并且螺旋形状的螺旋之间的间隙为可以在1μm至5mm的范围内，优选在100μm至3mm的范围内，更优选在300μm至2mm的范围内。
因此，布线620也可以随着基底610的弯曲或拉伸/收缩而不受限制地弯曲或拉伸/收缩，并且可以增加布线620的集成度，使得可拉伸基板600的整体尺寸可以小型化。特别地，即使当布线620由没有弹性的无机材料制成时，由于布线620由于螺旋形状可以与基底610一起弯曲或拉伸/收缩，所以布线620可以不受材料限制。此外，即使当布线620也随着基底610弯曲或拉伸/收缩而弯曲或拉伸/收缩时，由于布线620的实际长度不会增加，因此可以最小化电阻的变化，并且可以获得可靠地可拉伸基板。
根据本发明的实施例，传感器可以连接到可拉伸基板，并且可拉伸基板可以包括信号处理单元和传输单元的功能。根据本发明的实施例，包含在感测装置中的可拉伸基板可以通过外力拉伸高达30％至50％。
图13为根据本发明的一个实施例的感测装置的截面图，图14是根据本发明另一个实施例的感测装置的截面图。
参考图13至图14，感测装置1000包括传感器以及连接到传感器的可拉伸基板。这里，传感器可以是参照图4至图11描述的传感器。
如上所述，每个可拉伸基板包括基底以及设置在基底上的布线。
作为示例，每个可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4可以通过以下方法制造，在该方法中，在将金属层620-2和支撑层620-1依次涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上之后，将金属层620-2和支撑层620-1图案化以形成布线，然后将布线埋设在基底610中，并剥离PET膜。
通过该方法制造的可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4可以堆叠为多个层，并因此可以堆叠为多个布线层。设置在不同层上的布线可以通过形成在布线中的通孔630彼此电连接。例如，在不同的可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4中包括的两层布线中，可以形成通孔630，然后可以用导电材料填充以形成通路(via)。填充通孔的导电材料可以是选自铜(Cu)、银(Ag)、锡(Sn)、金(Au)、镍(Ni)和钯(Pd)中的任一种材料，并且可以通过化学镀、电解镀、丝网印刷、溅射、蒸发、喷墨和点胶(dispensing)或它们的组合方法中的任何一种填充通孔。可以通过使用钯/镍/铬经化学镀形成种子层然后通过电解镀、丝网印刷等用金属材料填充通孔630来形成通路。此外，在堆叠多个布线层(例如第一层、第二层、第三层和第四层)之后，可以形成连接多个层的通路。
尽管在这里描述了下述示例：感测装置包括总共四层可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4并且通过在各可拉伸基板上形成布线层而包括总共四层布线层，但本发明不限于此。感测装置可以包括总共两层或更多层可拉伸基板，优选总共三层或更多层可拉伸基板，并且因此可以包括总共两个或更多个布线层，优选总共三个或更多个布线层。根据本发明的实施例，总共四层可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4的总厚度可以为2mm以下。因此，可以使用户感觉到的刺激感和不适感最小化。
参考图13和图14作为示例，传感器的连接端子350可以设置在第三层可拉伸基板600-3的布线层与第四层可拉伸基板600-4的布线层之间，传感器的至少一部分可以插入可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4中，并且其剩余部分可以从可拉伸基板600-1、600-2、600-3和600-4中引出。例如，传感器的电极310、320和330可以穿过多个可拉伸基板中的一些可拉伸基板600-1、600-2和600-3，并且可以从可拉伸基板中引出。
在这种情况下，传感器的基板300的两个表面中的一个表面可以设置为面对第四层可拉伸基板600-4，并且其另一个表面可以设置为面对第三层可拉伸基板600-3。在第三层可拉伸基板600-3与第四层可拉伸基板600-4之间隔开以布置传感器的空间可以填充有硅(Si)或硅树脂。
传感器的连接端子350可以设置在第三层可拉伸基板600-3与第四层可拉伸基板600-4之间，传感器的其上布线的基板300可以穿过总共三层可拉伸基板600-1、600-2和600-3并且可以从可拉伸基板600-1、600-2和600-3中引出，并且传感器的电极310、320和330可以在容纳在传感器引导件400中的同时被插入到身体中。在这种情况下，传感器引导件400的一部分可以被插入到可拉伸基板600-1、600-2和600-3中，并且传感器引导件400的剩余部分可以暴露于可拉伸基板600-1、600-2和600-3的外部。因此，传感器的电极310、320和330可以稳定地固定到可拉伸基板600-1、600-2和600-3。例如，暴露于可拉伸基板600-1、600-2和600-3外部的传感器引导件400的长度可以大于插入可拉伸基板600-1、600-2和600-3中的传感器引导件400的长度。因此，传感器的电极310、320和330可以插入体内，从而可以增加与组织液的接触面积。
传感器的连接端子350可以连接到信号处理单元，并且信号处理单元可以对通过连接端子350从传感器的电极310、320和330接收的电流量进行信号处理。信号处理单元可以连接到传输单元，信号处理单元处理后的信号可以通过传输单元传输到外部。
为此，如图13所示，传感器的连接端子350可以连接到可拉伸基板600-3的布线620-1和620-2，布线620-1和620-2可以直接或间接连接到信号处理单元。如图4(b)、图5(a)、图6(a)、图7(a)和图7(b)所示，在传感器110的基板300中，设置有连接端子350的连接端子区域的宽度可以大于设置有电极310、320和330的电极区域的宽度。例如，在传感器110的基板300中，设置有连接端子350的连接端子区域的宽度可以为设置有电极310、320和330的电极区域的宽度的大于1倍且不大于5倍，可以优选为电极区域宽度的1.5倍以上且4倍以下，可以更优选为电极区域宽度的2倍以上且3.5倍以下。因此，可以将连接端子稳定地接合到可拉伸基板600-3，并且当传感器被注入体内时，可以防止传感器分离。在传感器110的基板300中，当设置有连接端子350的连接端子区域的宽度大于设置有电极310、320和330的电极区域的宽度的5倍时，因为不可拉伸基板300的区域过宽，所以用户可能会感到刺激感。
如上所述，如图13所示，布线620可以包括多个焊盘以及用于连接多个焊盘的连接器，并且传感器110的连接端子350可以设置在多个布线层中的两个布线层之间。在这种情况下，连接端子350可以通过粘合部640接合到布线620-2的焊盘，粘合部640可以是焊球或镀层，并且镀层可以包括选自金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、镍(Ni)、钯(Pd)和铬(Cr)中的至少一种。根据本发明的实施例，连接端子350的宽度可以不同于布线620-2的焊盘的宽度。例如，粘合部640的宽度可以在连接端子350的宽度与布线620-2的焊盘的宽度之间。
如图13所示，实现信号处理单元120(参见图3)和传输单元130(参见图3)的芯片700和800可以设置在堆叠为多个层的可拉伸基板600-1、600-2、600-3以及600-4中的一个上，例如第四层可拉伸基板600-4上。
也就是说，信号处理单元和传输单元可以电连接到与连接端子350连接的布线620-2的层。
这里，信号处理单元700和传输单元800可以是实现为集成电路的芯片。在这种情况下，信号处理单元700可以包括设置在硬印刷电路板(PCB)710上的信号处理芯片720。因此，即使当可拉伸基板600-4被外力弯曲或拉伸/收缩时，它仍可以最小化信号处理芯片720因可拉伸基板600-4的弯曲或拉伸/收缩而损坏的问题。类似地，传输单元800也可以以包括设置在硬PCB上的传输芯片的形式来实现。
可替代地，如图14所示，信号处理单元700可以形成在传感器的基板300上。例如，用于处理通过连接端子350从电极接收的信号的信号处理电路图案可以进一步设置在基板300的两个表面中的设置有传感器的连接端子350的表面上。即，信号处理单元700可以在传感器的基板300上以柔性PCB(FPCB)的形式实现。信号处理单元700可以连接到设置在第四层可拉伸基板600-4上的传输单元800。因此，信号处理单元700和传感器可以容易地连接。
图15是实施根据本发明的一个实施例的感测装置的图像。
参考图15，可以看出，根据本发明实施例的感测装置包括传感器以及可拉伸基板，传感器的连接端子与可拉伸基板连接，传感器的电极与传感器引导件一起设置在可拉伸基板的外侧。
尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离如所附权利要求中所定义的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。

Claims (15)

1.一种感测装置，包括：
传感器，所述传感器包括基板、设置在所述基板上的电极以及设置在所述基板上并与所述电极连接的连接端子；以及
可拉伸基板，所述可拉伸基板连接至所述传感器并包括基底以及设置在所述基底上的布线，
其中，所述传感器的所述连接端子连接至所述可拉伸基板的所述布线。
2.根据权利要求1所述的感测装置，其中：
所述布线包括堆叠的多个布线层；并且
所述传感器的所述连接端子设置在所述多个布线层中的两个布线层之间。
3.根据权利要求2所述的感测装置，其中，所述基底设置在所述多个布线层中的相邻布线层之间。
4.根据权利要求2所述的感测装置，其中，所述多个布线层中的每一个包括金属层和支撑层。
5.根据权利要求1所述的感测装置，其中，所述传感器的至少一部分插入到所述可拉伸基板中，并且所述传感器的剩余部分从所述可拉伸基板中引出。
6.根据权利要求5所述的感测装置，其中，所述传感器的所述电极从所述可拉伸基板中引出，被容纳在可生物降解的传感器引导件中，并且与可生物降解的所述传感器引导件一起被注入体内。
7.根据权利要求6所述的感测装置，其中，可生物降解的所述传感器引导件的一部分插入到所述可拉伸基板中，并且可生物降解的所述传感器引导件的剩余部分暴露在所述可拉伸基板外部。
8.根据权利要求1所述的感测装置，其中：
所述基板分为设置有所述电极的电极区域以及设置有所述连接端子的连接端子区域；并且
所述连接端子区域的宽度大于所述电极区域的宽度。
9.根据权利要求1所述的感测装置，其中：
所述可拉伸基板的所述布线包括多个焊盘以及被配置为连接所述多个焊盘的连接器；并且
所述连接端子的宽度不同于所述焊盘的宽度。
10.根据权利要求9所述的感测装置，还包括设置在所述连接端子与所述焊盘之间的粘合部。
11.根据权利要求5所述的感测装置，其中：
所述多个布线层包括第一布线层和第二布线层，所述第一布线层面对所述基板的两个表面中的设置有所述传感器的所述连接端子的第一表面，所述第二布线层面对与所述第一表面相对的第二表面；并且
所述感测装置还包括连接到所述第一布线层并埋设在所述可拉伸基板中的信号处理单元和传输单元中的至少一个。
12.根据权利要求2所述的感测装置，其中，被配置为处理通过所述连接端子从所述电极接收的信号的信号处理电路图案进一步设置在所述基板的两个表面中的设置有所述传感器的所述连接端子的第一表面上。
13.根据权利要求2所述的感测装置，其中：
所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；
参考电极、工作电极和辅助电极中的至少一个设置在所述第一表面和所述第二表面上；并且
与所述连接端子相同的多个连接端子设置在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上。
14.根据权利要求2所述的感测装置，其中：
所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且以螺旋形状卷绕使得所述第一表面朝外并且所述第二表面朝内；并且
参考电极、工作电极和辅助电极中的至少一个设置在所述第一表面和所述第二表面上。
15.根据权利要求2所述的感测装置，其中：
所述基板包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，并且以螺旋形状卷绕使得所述第一表面朝外并且所述第二表面朝内；
至少一个参考电极设置在所述第一表面上；并且
至少一个工作电极和至少一个辅助电极设置在所述第二表面上。
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