TWI791931B - 可拉伸感測結構及其製作方法 - Google Patents

可拉伸感測結構及其製作方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI791931B
TWI791931B TW108146287A TW108146287A TWI791931B TW I791931 B TWI791931 B TW I791931B TW 108146287 A TW108146287 A TW 108146287A TW 108146287 A TW108146287 A TW 108146287A TW I791931 B TWI791931 B TW I791931B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
stretchable
sensing
signal transmission
electrode
Prior art date
Application number
TW108146287A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202122039A (zh
Inventor
徐茂峰
Original Assignee
大陸商鵬鼎控股(深圳)股份有限公司
大陸商慶鼎精密電子(淮安)有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商鵬鼎控股(深圳)股份有限公司, 大陸商慶鼎精密電子(淮安)有限公司 filed Critical 大陸商鵬鼎控股(深圳)股份有限公司
Publication of TW202122039A publication Critical patent/TW202122039A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI791931B publication Critical patent/TWI791931B/zh

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0277Bendability or stretchability details
    • H05K1/0283Stretchable printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/14Structural association of two or more printed circuits
    • H05K1/147Structural association of two or more printed circuits at least one of the printed circuits being bent or folded, e.g. by using a flexible printed circuit
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D1/00Woven fabrics designed to make specified articles
    • D03D1/0088Fabrics having an electronic function
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D15/00Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used
    • D03D15/50Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads
    • D03D15/56Woven fabrics characterised by the material, structure or properties of the fibres, filaments, yarns, threads or other warp or weft elements used characterised by the properties of the yarns or threads elastic
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01LMEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00Measuring force or stress, in general
    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/18Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/189Printed circuits structurally associated with non-printed electric components characterised by the use of a flexible or folded printed circuit
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A61B2562/125Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements characterised by the manufacture of electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/25Bioelectric electrodes therefor
    • A61B5/263Bioelectric electrodes therefor characterised by the electrode materials
    • A61B5/27Conductive fabrics or textiles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/16Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/167Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed resistors
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0133Elastomeric or compliant polymer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09218Conductive traces
    • H05K2201/09263Meander
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09672Superposed layout, i.e. in different planes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10151Sensor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4038Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections
    • H05K3/4046Through-connections; Vertical interconnect access [VIA] connections using auxiliary conductive elements, e.g. metallic spheres, eyelets, pieces of wire

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Abstract

一種可拉伸感測結構,包括:可拉伸感測陣列,可拉伸感測陣列包括:至少兩個陣列排布的第一感測電極;第一感測電極用於感測不同的生理信號;每個第一感測電極包括第一可拉伸基材層、形成在第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在第一可拉伸基材層上且與預拉伸圖案層電接觸的電極片,電極片材質為碳漿;第一感測電極用於感測不同的生理信號;多條信號傳輸線,相鄰的兩個第一感測電極之間通過所述信號傳輸線電連接;及信號處理元件;所述第一感測電極通過信號傳輸線與信號處理元件電連接。本發明還涉及一種可拉伸感測結構的製作方法,本發明提供的可拉伸感測結構的拉伸性好、感測功能多樣且電阻可變。

Description

可拉伸感測結構及其製作方法
本發明涉及一種可拉伸感測結構及其製作方法。
隨著人工感測皮膚、智慧皮膚、機器手臂、智慧穿戴衣物等的到來,人們對具有感測功能的可穿戴式智慧織物的需求越來越大。而一般的可穿戴式智慧織物具有的感測結構的感測功能單一且感測結構本身的可拉伸性較差,並不能同時滿足人們對感測結構拉伸性與感測功能多樣性的需求。另外,在感測人在靜態(睡眠)時的心電圖所需的電阻為50~100Ω/□,感測人在動態(運動) 時的心電圖所需的電阻須提高至300~500Ω/□,而現有技術中的感測結構的電阻並不具有可變性。
鑒於以上內容,有必要提供一種拉伸性好、感測功能多樣且電阻可變的可拉伸感測結構。
還有必要提供一種可拉伸感測結構的製作方法。
一種可拉伸感測結構,包括:至少一可拉伸感測陣列,每個所述可拉伸感測陣列包括:至少兩個陣列排布的第一感測電極;所述第一感測電極用於感測不同的生理信號;每個所述第一感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一可拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片,所述電極片材質為碳漿;多條信號傳輸線,相鄰的兩個所述第一感測電極之間通過至少一所述信號傳輸線電連接;及至少一個信號處理元件;一所述第一感測電極通過一所述信號傳輸線與所述信號處理元件電連接;所述信號處理元件用於接收並分析所述生理信號。
進一步地,每個所述可拉伸感測陣列還包括至少一個第二感測電極;所述第一感測電極及所述第二感測電極呈陣列排布;所述第二感測電極用於感測不同的生理信號;相鄰的兩個所述第二感測電極或相鄰的一所述第一感測電極與一所述第二感測電極之間分別通過至少一所述信號傳輸線電連接。
進一步地,所述第二感測電極包括一可變形基材層及至少一形成在所述可變形基材層上的氧化鋅層及至少一形成在所述氧化鋅層上的銀層。
進一步地,所述信號傳輸線包括一第二可拉伸基材層及形成在所述第二可拉伸基材層上的第一拉伸線路層,所述第一可拉伸線路層的材質為銀漿。
進一步地,所述第一拉伸線路層包括多條第一拉伸線路,每個所述第一拉伸線路的兩端形成有一第一連接觸,所述第一連接觸與所述電極片電連接;所述信號傳輸線還包括一形成在所述第一拉伸線路層上的第一絕緣層;所述第一絕緣層的材質為熱塑性彈性體。
進一步地,所述信號傳輸線還包括形成在所述第一絕緣層上的第二拉伸線路層及形成在所述第二拉伸線路層上的第二絕緣層;所述第二拉伸線路層包括多條第二拉伸線路,每個所述第二拉伸線路的兩端形成有一第二連接觸,所述第一連接觸與所述第二連接觸上下貼合。
進一步地,所述可拉伸感測結構還包括至少一控制閥,所述控制閥設置在所述信號傳輸線上且用於控制流經所述信號傳輸線的電流的大小,從而控制所述感測電極的電阻。
一種如上所述的可拉伸感測結構的製作方法,包括步驟:提供至少兩個第一感測電極;所述第一感測電極用於感測不同的生理信號;每個所述第一感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一可拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片,所述電極片材質為碳漿;提供多條信號傳輸線,並通過至少一所述信號傳輸線電連接相鄰的兩個所述第一感測電極;及提供至少一信號處理元件,並通過一所述信號傳輸線電連接一所述第一感測電極及所述信號處理元件。
進一步地,所述第一感測電極的製作方法包括:提供一所述第一可拉伸基材層;在所述第一可拉伸基材層的預定位置形成一所述預拉伸圖案層;在所述第一可拉伸基材層的預定位置塗布碳漿以形成一所述電極片,所述電極片的一端與所述預拉伸圖案層電連接;及在裸露在所述電極片外的所述預拉伸圖案層上塗布形成所述拉伸覆蓋膜,以得到所述第一感測電極。
進一步地,所述信號傳輸線的製作方法包括:提供一基板;將一拉伸基材塗布在所述基板上,以得到所述第二可拉伸基材層;將銀漿網印在所述第二可拉伸基材層上,以形成所述第一拉伸線路層;及烘乾帶有所述第二可拉伸基材層及所述第一拉伸線路層的所述基板,並去除所述基板,得到包括第二可拉伸基材層及第一拉伸線路層的所述信號傳輸線。
本發明提供的可拉伸感測結構及其製作方法,1)其感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片組成,從而使得所述感測電極可發生拉伸;2)所述可拉伸感測結構包括至少兩類感測電極,從而所述可拉伸感測結構用於感測不同的生理信號,從而實現感測功能的多樣性;3)相鄰的兩個感測電極之間通過信號傳輸線電連接,而所述信號傳輸線包括一第二可拉伸基材層及形成在所述第二可拉伸基材層上的第一拉伸線路層,所述第一可拉伸線路層的材質為銀漿,從而所述信號傳輸線可發生拉伸,從而所述可拉伸感測結構可發生拉伸,從而使得所述可拉伸感測結構具有可變的電阻。
下面將結合本發明實施例中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發明保護的範圍。
需要說明的是,當一個元件被認為是“連接”另一個元件,它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中設置的元件。當一個元件被認為是“設置在”另一個元件,它可以是直接設置在另一個元件上或者可能同時存在居中設置的元件。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的,不是旨在於限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
請參閱圖1-6,本發明提供一種可拉伸感測結構100,所述可拉伸感測結構100應用於一可穿戴式智慧織物(圖未示),用於感測人體在不同狀態下的不同的生理信號。
請參閱圖1,所述可拉伸感測結構100包括至少一可拉伸感測陣列110。所述可拉伸感測陣列110包括至少兩個第一感測電極10及多條信號傳輸線20,相鄰的兩個所述第一感測電極10之間通過其中至少一所述信號傳輸線20電連接。
所述可拉伸感測結構100還包括至少一信號處理元件130。所述信號處理元件130通過至少一所述所述信號傳輸線20與一所述第一感測電極10電連接。
在本實施方式中,所述可拉伸感測結構100包括兩個所述可拉伸感測陣列110及一個所述信號處理元件130。每個所述可拉伸感測陣列110包括9個所述第一感測電極10及13條所述信號傳輸線20。其中,9個所述第一感測電極10呈3*3陣列排布。
在其他實施方式中,所述可拉伸感測陣列110及所述信號處理元件130的數量並不局限於2個和1個,所述第一感測電極10及所述信號傳輸線20的數量也並不局限於9個和11個,所述第一感測電極10的陣列排布方式也並不局限於3*3陣列,而是可以根據實際情況而定。
請參閱圖2,其中,所述可拉伸感測陣列110在外力作用下可以發生形變,並在外力撤銷後恢復到初始狀態。
請參閱圖3,每個所述第一感測電極10包括一第一可拉伸基材層12、形成在所述第一可拉伸基材層12上的預拉伸圖案層13及形成在所述第一可拉伸基材層12上且與所述預拉伸圖案層13電接觸的電極片14。
在本實施方式中,所述第一感測電極10用於感測電流信號,例如:心電信號(心電圖)、肌電信號(肌電圖)、呼吸率、眼振電信號(眼振電圖)、腦波電信號(腦波圖)、誘發性腦波電信號(誘發性腦波圖)等。
其中,所述第一可拉伸基材層12在受到外力作用時發生拉伸,並在外力撤銷後恢復到初始狀態。
其中,所述第一可拉伸基材層12的材質可以為熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、橡膠等在受到外力作用時發生拉伸,並在外力撤銷後恢復到初始狀態的材料。
其中,所述預拉伸圖案層13的材質為銀漿。
其中,所述電極片14的材質為碳漿。
其中,每個所述第一感測電極10還包括一拉伸覆蓋膜15,所述拉伸覆蓋膜15覆蓋裸露在所述電極片14外的所述預拉伸圖案層13上。所述拉伸覆蓋膜15用於保護所述預拉伸圖案層13,以防止預拉伸圖案層13被氧化。
其中,所述拉伸覆蓋膜15的材質為TPU、橡膠等。
其中,所述第一可拉伸基材層12及所述預拉伸圖案層13能夠發生拉伸,根據電阻公式R=ρL/S,其中,ρ為電阻率,L為電阻的長度,S為電阻的橫截面積。當所述第一可拉伸基材層12及所述預拉伸圖案層13被拉伸時,L變大,S變小,在ρ不變的情況下,R變大,從而可以得到具有可變電阻的可拉伸感測結構100。
其中,請參閱圖5-6,所述信號傳輸線20包括一第二可拉伸基材層21及形成在所述第二可拉伸基材層21上的第一拉伸線路層22。
其中,所述第二可拉伸基材層21的材質可以為熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、橡膠等在受到外力作用時發生拉伸,並在外力撤銷後恢復到初始狀態的材料。
其中,所述第一可拉伸線路層22的材質為銀漿。
其中,所述第一拉伸線路層22包括多條第一拉伸線路221,每個所述第一拉伸線路221的兩端形成有一第一連接觸222,所述第一連接觸222用於與所述電極片14電連接。
其中,所條所述第一拉伸線路221之間可以通過所述第一連接觸222實現電連接,也可以不電連接。
在本實施方式中,所述第一拉伸線路221呈馬蹄形。在其他實施方式中,所述第一拉伸線路221也可以稱直線形或鋸齒形等形成。
其中,多條所述第一拉伸線路221的線寬可以不同,也可以相同。在本實施方式中,多條所述第一拉伸線路221的線寬為3mm、1mm、0.7mm,0.5mm,0.3mm。在其他實施方式中,多條所述第一拉伸線路221的線寬並不局限於上述數值。
請參閱圖7-8,在另一實施方式中,所述信號傳輸線20還包括一形成在所述第一拉伸線路層22上的第一絕緣層23、形成在所述第一絕緣層23上的第二拉伸線路層24及形成在所述第二拉伸線路層24上的第二絕緣層25。
其中,所述第一絕緣層23和第二絕緣層25的材質為TPU、橡膠等。
其中,所述第二拉伸線路層24的材質為銀漿。
其中,所述第二拉伸線路層24包括多條第二拉伸線路241,每個所述第二拉伸線路241的兩端形成有一第二連接觸242,所述第一連接觸222與所述第二連接觸242上下貼合。
在本實施方式中,所述第二拉伸線路241呈馬蹄形。在其他實施方式中,所述第二拉伸線路241也可以稱直線形或鋸齒形等形成。
其中,所條所述第二拉伸線路241的線寬可以不同,也可以相同。在本實施方式中,多條所述第二拉伸線路241的線寬為3mm、1mm、0.7mm,0.5mm,0.3mm。在其他實施方式中,多條所述第二拉伸線路241的線寬並不局限於上述數值。
在其他實施方式中,所述信號傳輸線20還包括更多的拉伸線路層和絕緣層。
請參閱圖9,在再一實施方式中,所述信號傳輸線20還包括至少一釘扣26,所述釘扣26包括一導電部261及一裝飾部262,所述導電部261垂直連接於所述裝飾部262,所述導電部261電連接所述第二拉伸線路層24及所述所述第一拉伸線路層22。
在本實施方式中,所述裝飾部262呈類橢圓形,用於美化所述可拉伸感測結構100的外觀。
請參閱圖3-圖6及圖11-圖12,本發明還提供所述可拉伸感測結構100的製作方法,包括如下步驟:
第一步,提供多個如上所述的第一感測電極10。
第二步,提供多個如上所述的信號傳輸線20。
第三步,提供多個如上所述的信號處理元件130。
第四步,將多個如上所述的第一感測電極10陣列排布,並通過其中至少一所述信號傳輸線20電連接相鄰的兩個所述第一感測電極10,並通過至少一所述所述信號傳輸線20將所述信號處理元件130與一所述第一感測電極10電連接。
請參閱圖3-圖4,所述第一感測電極10通過如下步驟製作而成:
首先,請參閱圖4,提供一所述第一可拉伸基材層12,在所述第一可拉伸基材層12的預定位置形成一所述預拉伸圖案層13,並在所述第一可拉伸基材層12的預定位置塗布碳漿以形成一所述電極片14,使得所述電極片14的一端與所述預拉伸圖案層13電連接。
其次,請參閱圖3,在裸露在所述電極片14外的所述預拉伸圖案層13上塗布形成所述拉伸覆蓋膜15,以得到所述第一感測電極10。
請參閱圖10-圖12及圖5-圖6,所述信號傳輸線20(以包括第二可拉伸基材層21及第一拉伸線路層22為例)可通過如下步驟製作而成:
首先,請參閱圖10,提供一基板11。在本實施方式中,所述基板11為宜玻璃板。
其次,請參閱圖11,將一拉伸基材塗布在所述基板11上,以得到所述第二可拉伸基材層21。
再次,請參閱圖12,將銀漿網印在所述第二可拉伸基材層21上,以形成所述第一拉伸線路層22。
之後,請參閱圖5-6,將帶有所述第二可拉伸基材層21及所述第一拉伸線路層22的所述基板11置於烘乾裝置(圖未示)烘乾,取出後,去除所述基板11,得到包括第二可拉伸基材層21及第一拉伸線路層22的所述信號傳輸線20。在本實施方式中,烘乾的溫度時80℃,烘乾時間是1小時。
請參閱圖13-14,本發明第二實施例提供一種可拉伸感測結構200,所述可拉伸感測結構200的結構與所述可拉伸感測結構100的結構基本相同,其區別僅在於:所述可拉伸感測結構200的可拉伸感測陣列120包括至少一所述第一感測電極10、多條所述信號傳輸線20及至少一第二感測電極30,所述第一感測電極10及所述第二感測電極30呈陣列排布,相鄰的兩個所述第一感測電極10或相鄰的兩個所述第二感測電極30或相鄰的一所述第一感測電極10與一所述第二感測電極30之間均通過至少一所述信號傳輸線20電連接。在本實施方式中,一所述第一感測電極10與所述信號處理元件130電連接。在其他實施方式中,一所述第二感測電極30也可以與所述信號處理元件130電連接。
其中,所述第二感測電極30用於感測壓力、溫度等信號。
其中,所述第二感測電極30包括一可變形基材層31及至少一形成在所述可變形基材層31上的氧化鋅層32及至少一形成在所述氧化鋅層32上的銀層33。
在本實施方式中,所述第二感測電極30的可變形基材層31相背兩表面上均形成有四個所述氧化鋅層32及三個所述銀層33。
在其他實施方式中,所述述氧化鋅層32及所述銀層33的數量並不局限於上述數量可根據試劑情況而定。
其中,所述可變形基材層31在外力作用下可以發生形變,並在外力撤銷後恢復到初始狀態。
其中,所述可變形基材層31在受到外力作用時發生拉伸,並在外力撤銷後恢復到初始狀態的材料。其中,所述可變形基材層31的材質可以為熱塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)、橡膠或者聚醯亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等不可拉伸基材。
請參閱圖15,本發明第三實施例提供一種可拉伸感測結構300,所述可拉伸感測結構300的結構與所述可拉伸感測結構200的結構基本相同,其區別僅在於:所述可拉伸感測結構300的可拉伸感測陣列140還包括至少一控制閥40,所述控制閥40設置在所述信號傳輸線20上且用於控制流經所述信號傳輸線20的電流的大小,從而控制所述第一感測電極10及/或第二感測電極30的電阻。
當然,所述可拉伸感測結構300的可拉伸感測陣列140也可以不包括所述第二感測電極30。
當然,在其他實施方式中,所述可拉伸感測結構還包括更多的其他的具有不同感測功能的感測電極,並不局限於所述第一感測電極10及所述第二感測電極30。
本發明還提供一種可穿戴式智慧織物(圖未示),所述可穿戴式智慧織物包括織物(圖未示),所述可穿戴式智慧織物還包括如上所述的可拉伸感測結構100、200、300中的至少一個,所述可拉伸感測結構100、200、300中的至少一個固定在所述織物上或織物內。
本發明提供的可拉伸感測結構及其製作方法,1)其感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片組成,從而使得所述感測電極可發生拉伸;2)所述可拉伸感測結構包括至少兩類感測電極,從而所述可拉伸感測結構用於感測不同的生理信號,從而實現感測功能的多樣性;3)相鄰的兩個感測電極之間通過信號傳輸線電連接,而所述信號傳輸線包括一第二可拉伸基材層及形成在所述第二可拉伸基材層上的第一拉伸線路層,所述第一可拉伸線路層的材質為銀漿,從而所述信號傳輸線可發生拉伸,從而所述可拉伸感測結構可發生拉伸,從而使得所述可拉伸感測結構具有可變的電阻。
另外,對於本領域的普通技術人員來說,可以根據本發明的技術構思做出其它各種相應的改變與變形,而所有這些改變與變形都應屬於本發明的發明申請專利範圍的保護範圍。
100,200,300:可拉伸感測結構 110,120,130:可拉伸感測陣列 10:第一感測電極 12:第一可拉伸基材層 13:預拉伸圖案層 14:電極片 15:拉伸覆蓋膜 20:信號傳輸線 11:基板 21:第二可拉伸基材層 22:第一拉伸線路層 221:第一拉伸線路 222:第一連接觸 23:第一絕緣層 24:第二拉伸線路層 241:第二拉伸線路 242:第二連接觸 25:第二絕緣層 26:釘扣 261:導電部 262:裝飾部 30:第二感測電極 31:可變形基材層 32:氧化鋅層 33:銀層 40:控制閥 130:信號處理元件
圖1為本發明第一實施方式提供的可拉伸感測結構的模組示意圖。
圖2為本發明第一實施方式提供的一種可拉伸感測陣列發生拉伸前後的示意圖。
圖3為圖1所示的可拉伸感測結構中的感測電極的剖視圖。
圖4為未包括拉伸覆蓋膜的感測電極的剖視圖。
圖5為圖1所示的可拉伸感測結構中的信號傳輸線(包括一可拉伸線路層)的剖視圖。
圖6為圖5所示的信號傳輸線的俯視圖。
圖7為圖1所示的可拉伸感測結構中的信號傳輸線(包括多個可拉伸線路層)的剖視圖。
圖8為圖7所示的信號傳輸線(包括多個可拉伸線路層)的放大示意圖。
圖9為圖1所示的可拉伸感測結構中的信號傳輸線(包括多個可拉伸線路層及釘扣)的剖視圖。
圖10為一基板的剖視圖。
圖11為在圖10所示的基板上形成一第一可拉伸基材層後的剖視圖。
圖12為在圖11所示的第一可拉伸基材層上形成一第一拉伸線路層後的剖視圖。
圖13為本發明第二實施方式提供的可拉伸感測結構的模組示意圖。
圖14為圖13所示的第二感測電極的剖視圖。
圖15為本發明第三實施方式提供的可拉伸感測結構的模組示意圖。
100:可拉伸感測結構
110:可拉伸感測陣列
10:第一感測電極
20:信號傳輸線
130:信號處理元件

Claims (6)

  1. 一種可拉伸感測結構,包括:至少一可拉伸感測陣列,其中,每個所述可拉伸感測陣列包括:至少兩個陣列排布的第一感測電極;所述第一感測電極用於感測不同的生理信號;每個所述第一感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一可拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片,所述電極片材質為碳漿;至少一個第二感測電極;所述第一感測電極及所述第二感測電極呈陣列排布;所述第二感測電極用於感測不同的生理信號;相鄰的兩個所述第二感測電極或相鄰的一所述第一感測電極與一所述第二感測電極之間分別通過至少一所述信號傳輸線電連接,所述第二感測電極包括一可變形基材層及至少一形成在所述可變形基材層上的氧化鋅層及至少一形成在所述氧化鋅層上的銀層;多條信號傳輸線,相鄰的兩個所述第一感測電極之間通過至少一所述信號傳輸線電連接;至少一個信號處理元件;一所述第一感測電極通過一所述信號傳輸線與所述信號處理元件電連接;所述信號處理元件用於接收並分析所述生理信號;及至少一控制閥,所述控制閥設置在所述信號傳輸線上且用於控制流經所述信號傳輸線的電流的大小,從而控制所述感測電極的電阻。
  2. 如請求項1所述的可拉伸感測結構,其中,所述信號傳輸線包括一第二可拉伸基材層及形成在所述第二可拉伸基材層上的第一拉伸線路層,所述第一可拉伸線路層的材質為銀漿。
  3. 如請求項2所述的可拉伸感測結構,其中,所述第一拉伸線路層包括多條第一拉伸線路,每個所述第一拉伸線路的兩端形成有一第一連接觸,所述第一連接觸與所述電極片電連接;所述信號傳輸線還包括一形成在所述第一拉伸線路層上的第一絕緣層;所述第一絕緣層的材質為熱塑性聚氨酯或橡膠。
  4. 如請求項3所述的可拉伸感測結構,其中,所述信號傳輸線還包括形成在所述第一絕緣層上的第二拉伸線路層及形成在所述第二拉伸線路層上的第二絕緣層;所述第二拉伸線路層包括多條第二拉伸線路,每個所述第二 拉伸線路的兩端形成有一第二連接觸,所述第一連接觸與所述第二連接觸上下貼合。
  5. 一種如請求項1至4中任一項所述的可拉伸感測結構的製作方法,包括步驟:製作第一感測電極:提供一所述第一可拉伸基材層;在所述第一可拉伸基材層的預定位置形成一所述預拉伸圖案層;在所述第一可拉伸基材層的預定位置塗布碳漿以形成一所述電極片,所述電極片的一端與所述預拉伸圖案層電連接;在裸露在所述電極片外的所述預拉伸圖案層上塗布形成所述拉伸覆蓋膜,以得到所述第一感測電極;提供至少兩個所述第一感測電極;所述第一感測電極用於感測不同的生理信號;每個所述第一感測電極包括一第一可拉伸基材層、形成在所述第一可拉伸基材層上的預拉伸圖案層及形成在所述第一可拉伸基材層上且與所述預拉伸圖案層電接觸的電極片,所述電極片材質為碳漿;提供至少一個第二感測電極;所述第一感測電極及所述第二感測電極呈陣列排布;所述第二感測電極用於感測不同的生理信號;相鄰的兩個所述第二感測電極或相鄰的一所述第一感測電極與一所述第二感測電極之間分別通過至少一所述信號傳輸線電連接,所述第二感測電極包括一可變形基材層及至少一形成在所述可變形基材層上的氧化鋅層及至少一形成在所述氧化鋅層上的銀層;提供多條信號傳輸線,並通過至少一所述信號傳輸線電連接相鄰的兩個所述第一感測電極;提供至少一信號處理元件,並通過一所述信號傳輸線電連接一所述第一感測電極及所述信號處理元件;及提供至少一控制閥,所述控制閥設置在所述信號傳輸線上且用於控制流經所述信號傳輸線的電流的大小,從而控制所述感測電極的電阻。
  6. 如請求項5所述的可拉伸感測結構的製作方法,其中,所述信號傳輸線的製作方法包括:提供一基板;將一拉伸基材塗布在所述基板上,以得到所述第二可拉伸基材層;將銀漿網印在所述第二可拉伸基材層上,以形成所述第一拉伸線路層;及 烘乾帶有所述第二可拉伸基材層及所述第一拉伸線路層的所述基板,並去除所述基板,得到包括第二可拉伸基材層及第一拉伸線路層的所述信號傳輸線。
TW108146287A 2019-12-09 2019-12-17 可拉伸感測結構及其製作方法 TWI791931B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
WOPCT/CN2019/124087 2019-12-09
PCT/CN2019/124087 WO2021114041A1 (zh) 2019-12-09 2019-12-09 可拉伸感测结构及其制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202122039A TW202122039A (zh) 2021-06-16
TWI791931B true TWI791931B (zh) 2023-02-11

Family

ID=76329295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108146287A TWI791931B (zh) 2019-12-09 2019-12-17 可拉伸感測結構及其製作方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220124910A1 (zh)
CN (1) CN115988991A (zh)
TW (1) TWI791931B (zh)
WO (1) WO2021114041A1 (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106413547A (zh) * 2014-03-10 2017-02-15 立芙公司 生理监控衣服
WO2017075703A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 Omsignal Inc. Biosensing garment
US20190159337A1 (en) * 2016-11-21 2019-05-23 The Regents Of The University Of California Hyperelastic binder for printed, stretchable electronics
CN110381826A (zh) * 2016-11-25 2019-10-25 约翰·丹尼尔斯 人机触觉界面和可穿戴电子产品方法及装置
CN110542707A (zh) * 2019-09-29 2019-12-06 宁波宝贝第一母婴用品有限公司 一种织物传感器及儿童安全座椅

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101129101B (zh) * 2005-02-28 2010-07-14 联邦科学和工业研究组织 柔性电子装置
CN106847688A (zh) * 2017-01-11 2017-06-13 北京大学 一种基于双轴预拉伸的可拉伸电极制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106413547A (zh) * 2014-03-10 2017-02-15 立芙公司 生理监控衣服
WO2017075703A1 (en) * 2015-11-02 2017-05-11 Omsignal Inc. Biosensing garment
US20190159337A1 (en) * 2016-11-21 2019-05-23 The Regents Of The University Of California Hyperelastic binder for printed, stretchable electronics
CN110381826A (zh) * 2016-11-25 2019-10-25 约翰·丹尼尔斯 人机触觉界面和可穿戴电子产品方法及装置
CN110542707A (zh) * 2019-09-29 2019-12-06 宁波宝贝第一母婴用品有限公司 一种织物传感器及儿童安全座椅

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021114041A1 (zh) 2021-06-17
TW202122039A (zh) 2021-06-16
US20220124910A1 (en) 2022-04-21
CN115988991A (zh) 2023-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6331130B2 (ja) 伸縮性フレキシブル基板およびその製造方法
US9814134B2 (en) Elastic flexible substrate and manufacturing method thereof
JP6191991B2 (ja) 伸縮性フレキシブル基板およびその製造方法
JP2007173226A (ja) ゴム材料およびゴム材料の製造方法
US20160164435A1 (en) Garment having transducer capabilities
CN111493817B (zh) 具延展性的柔性感测装置
CN110531863B (zh) 一种基于超级电容感知原理的柔性触觉手套及其制备方法
CN113386158B (zh) 一种全打印仿生超感知柔性机器人皮肤
WO2006113918A3 (en) Flexible electrically conductive circuits
US20200106437A1 (en) Capacitive sensor
TWI791931B (zh) 可拉伸感測結構及其製作方法
CN106057534B (zh) 一种基于印刷技术的压力敏感型电开关及其制作方法
WO2014094776A1 (en) A stretchable conductor array
FI128328B (en) Power and / or pressure sensors with at least two electrode bearings
JP7486042B2 (ja) 配線基板及び配線基板の製造方法
CN206210665U (zh) 一种基于印刷技术的压力敏感型电开关
KR102420898B1 (ko) 페브릭 스트레인 센서 및 그 제조방법
US20150305146A1 (en) Stretchable flexible substrate and production method for the same
US12080195B2 (en) Stretchable device system and electronic device
JP6779523B2 (ja) フレキシブルデバイス
CN220288845U (zh) 足底压力传感器
CN220418696U (zh) 柔性压力传感器
JPH0265003A (ja) 感圧導電素子
EP4335371A1 (en) Malleable electrode
CN113664807B (zh) 一种具有保护功能的柔性电子铠甲及其制造方法与应用