柔性电路板及角膜接触镜的制作方法

本实用新型涉及柔性电路板技术领域，具体涉及一种柔性电路板及角膜接触镜。

背景技术：

理想的手术照明在眼部手术过程中具有非常重要的价值。传统的导光纤维照明需要医生用一只手来操作，限制了医生进行手术时一只手的功能，特别是在剥离或者切除严重增生膜等手术操作时，不能进行双手操作，手术时非常不便。目前有一些方法尝试不需要医生手持操作，但是均具有一定的局限性，例如抗反射膜角膜接触镜仅能提供眼内的裂隙照明，第四巩膜穿刺口固定导光纤维的方法具有额外眼组织损伤的缺点。而将电路板和发光元件集成于角膜接触镜的柔性表面上，患者在使用时直接进行佩戴，既不会对患者造成额外创伤，也能够直接照射到患者眼底，保证医生手术时双手均能操作，既安全又实用。角膜接触镜为接近球面的结构，为了将柔性电路板嵌入到角膜接触镜中，这就要求嵌入的柔性电路板也是接近球面的结构。但是，目前的电路板加工技术还无法实现球面柔性电路板的加工。目前的柔性电路板一般为平面结构，要将平面的柔性电路板嵌入到接近球面的角膜接触镜中，如果保持电路板的平面形状，则角膜接触镜无法完整包裹住柔性电路板，柔性电路板极易损坏；如果将平面的柔性电路板进行扭曲之后再嵌入到接近球面的角膜接触镜中，平面的柔性电路板扭曲会产生回弹力，此回弹力会导致角膜接触镜变形，无法保持理想的接近球面的外形，不适于佩戴。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的为提供一种柔性电路板及角膜接触镜，旨在解决现有技术中无法将平面的柔性电路板嵌入到角膜接触镜中的问题。

本实用新型提出一种柔性电路板，所述柔性电路板包括基板和线路，所述线路分布于所述基板内，所述线路包括第一端和第二端，所述线路以所述第一端为起点，呈平面螺旋形分布于所述基板内，并以所述第二端为终点，所述线路的相邻两圈螺旋之间均间隔有指定宽度基板，所述指定宽度基板在预设位置处沿螺旋方向断开指定长度。

进一步地，所述基板包括第一面和第二面，所述第一端位于所述第一面，所述线路包括分布于所述第一面的第一平面螺旋形和分布于所述第二面的第二平面螺旋形，所述第二端位于所述第二面。

进一步地，所述线路最内圈螺旋距离所述平面螺旋形的圆心的距离范围包括5mm～10mm，所述线路最外圈螺旋距离所述平面螺旋形的圆心的距离范围包括15mm～26mm，所述第一端连接有第一引出端，所述第二端连接有第二引出端。

本实用新型还提出了一种角膜接触镜，包括角膜接触镜本体、电子元件和上述的柔性电路板，所述角膜接触镜本体包括第一面和第二面，所述柔性电路板呈立体螺旋形内嵌于所述第一面和所述第二面之间，且位于所述角膜接触镜本体的指定区域内，所述柔性电路板的所述第一端和所述第二端与所述电子元件相连。

进一步地，所述指定区域包括：使用者佩戴所述角膜接触镜时，使用者的瞳孔边缘在所述角膜接触镜上的正投影边缘至所述角膜接触镜的边缘的全部或部分区域；其中，所述使用者的瞳孔为经过散瞳后的瞳孔。

进一步地，以所述角膜接触镜的边缘所形成的平面为投影面，所述角膜接触镜的顶点在所述投影面上形成投影中心点，所述指定区域在所述投影面上的投影为以所述投影中心点为圆心的圆环形，所述线路在所述投影面内的投影为以所述投影中心点为圆心的螺旋形。

进一步地，所述电子元件包括发光元件、传感元件。

进一步地，在使用者佩戴时，所述第一面为距离人眼较远的一面，所述发光元件设置于所述第一面外侧，并位于所述指定区域的内边缘。

本实用新型的有益效果：

本实用新型的柔性电路板及角膜接触镜，将柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板断开指定长度后，可以形成一个可上下拉伸的立体螺旋形，使得柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以变化，这样就可以将柔性电路板完整地嵌入到接近球面的角膜接触镜中。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例的柔性电路板未进行切割之前的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的柔性电路板的结构示意图(其中，虚线表示此处的基板断开不相连)；

图3是本实用新型第二实施例的柔性电路板未进行切割之前的结构示意图(其中，螺旋形实线表示分布于基板第一面的线路，螺旋形点划线表示分布于基板第二面的线路)；

图4是本实用新型一实施例的角膜接触镜的结构示意图(其中，虚线表示此处的基板断开不相连)；

图5是本实用新型一实施例的角膜接触镜的分解结构示意图(其中，虚线表示此处的基板断开不相连)；

图6是本实用新型一实施例的角膜接触镜中发光元件的安装位置结构示意图(其中，虚线表示此处的基板断开不相连)。

附图标记：

1：基板；101：指定宽度基板；201：线路；202：第一端；203：第二端；204：第一引出端；205：第二引出端；3：角膜接触镜本体；301：第一面；302：第二面；4：电子元件。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1和图2，提供了一种柔性电路板的第一实施例，所述柔性电路板包括基板1和线路201，所述线路201分布于所述基板1内，所述线路201包括第一端202和第二端203，所述线路201以所述第一端202为起点，呈平面螺旋形分布于所述基板1内，并以所述第二端203为终点，所述线路201的相邻两圈螺旋之间间隔有指定宽度基板101，所述指定宽度基板101在预设位置处沿螺旋方向断开指定长度(如图2中的虚线位置)。

本第一实施例中，图1中的柔性电路板通过现有工艺制得，比如，通常柔性电路板的制造工艺都是采用蚀刻法加工，将铜箔导体固定在介入环氧树脂等粘结剂的聚酰亚胺等基体薄膜上，采用光刻法形成抗蚀层，蚀刻除去不要部分的铜面形成线路201，然后在蚀刻加工而成的线路201上覆盖保护膜。本实施例中，将柔性电路板中除去线路201之外的结构统一称作基板1。

参照图1，线路201呈平面螺旋形，线路201以第一端202为起点，逐步往外形成多圈螺旋形，直至第二端203为止。线路201的相邻两圈螺旋之间以指定宽度基板101间隔开。在现有的柔性电路板加工工艺中，线路201单圈线宽可以细至几十个微米的级别，指定宽度基板101的宽度也可以细至几十个微米的级别。当在一个平面上进行柔性电路板制作时，线路201的螺旋圈数需要根据具体的使用情况来确定，包括如用户需求，柔性电路板的尺寸，最内圈螺旋的尺寸，最外圈螺旋的尺寸等，本实用新型实施例在此不对线路201的螺旋圈数做具体限制。

参照图2，上述指定宽度基板101可以从指定宽度基板101的任意宽度位置断开，以使得线路201的相邻两圈螺旋可以相互分开。如图2的柔性电路板，如果分别捏住第一端202和第二端203，可以向相反的两个方向进行拉伸，从而形成一个立体螺旋形。作为本实施例的一个优选实施例，从上述指定宽度基板101的中心宽度位置处断开，图2中给出了从指定宽度基板101的中心宽度位置处断开的示例，可以使得每圈线路201周围的基板分布均匀，柔性电路板的结构稳定性更好，减少线路201断裂的可能性。上述的线路201结构可以作为无线充电接收线圈，根据法拉第电磁感应原理进行能量耦合实现能量传递。图2中给出了将线路201的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板101均沿螺旋方向断开的示例，但是本实用新型的具体实施方式并不仅限于此，还可以沿螺旋方向仅切断部分指定宽度基板101，即线路201的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板101部分分开，还有部分相连；或者每隔两圈或两圈以上螺旋，再对指定宽度基板101进行切割，减小切割密度，即比如第1圈和第2圈螺旋之间的指定宽度基板101是相连的，而第2圈和第3圈螺旋之间的指定宽度基板101是不相连的。可以根据具体需要选择合适的切割密度、切割弧长、切割位置。

本实施例的柔性电路板，将线路201的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板101断开指定长度后，可以形成一个可上下拉伸的立体螺旋形，使得柔性电路板的线路201的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以变化，这样就可以将柔性电路板完整地嵌入到接近球面的角膜接触镜中。

进一步地，参照图3，为本实用新型第二实施例的柔性电路板，所述基板1包括第一面和第二面，所述第一端202位于所述第一面，所述线路201包括分布于所述第一面的第一平面螺旋形(如图3中的螺旋形实线)和分布于所述第二面的第二平面螺旋形(如图3中的螺旋形点划线)，所述第二端203位于所述第二面。

本第二实施例中，所述柔性电路板包括基板1和线路201，所述线路201分布于所述基板1内，线路201分布于所述基板1的两面，所述线路201包括位于基板第一面的第一端202和位于基板第二面的第二端203，所述线路201以所述第一端202为起点，呈螺旋形分布于所述基板1的第一面内，形成第一平面螺旋形，第一平面螺旋形的最外圈螺旋绕至基板1第一面的边缘a点处(如图3)时，穿过基板1绕至所述基板1的第二面内，并从所述基板1的第二面的边缘a点开始，在基板1的第二面内呈螺旋形逐圈向内分布，形成第二平面螺旋形，并以所述第二端203为终点。以固定视角来看，第一螺旋形和第二螺旋形的螺旋方向相同，即，假设柔性电路板的第一面面朝观察者，如果第一螺旋形从第一端202至边缘a点的螺旋方向为顺时针螺旋，则第二螺旋形从边缘a点至第二端203的螺旋方向也为顺时针螺旋；如果第一螺旋形从第一端202至边缘a点的螺旋方向为逆时针螺旋，则第二螺旋形从边缘a点至第二端203的螺旋方向也为逆时针螺旋。

所述线路201的相邻两圈螺旋之间间隔有指定宽度基板101。同样地，图3所示的第二实施例的柔性电路板的所述指定宽度基板101也可以在预设位置处沿螺旋方向断开指定长度，以使得线路201的相邻两圈螺旋可以相互分开。第二实施例中指定宽度基板101在进行切割时需要注意不要切到另一面的线路201，其余具体的断开结构与第一实施例的原理和效果相同，本实用新型在此不再赘述。

进一步地，所述第一端202距离所述平面螺旋形的圆心的距离范围包括5mm～10mm，所述第二端203距离所述平面螺旋形的圆心的距离范围包括15mm～26mm，所述第一端202连接有第一引出端204，所述第二端203连接有第二引出端205。

本实施例的柔性电路板用于嵌入在角膜接触镜上，为眼底手术和眼镜检查提供照明和传感。外部光线通过瞳孔穿透到眼底，瞳孔是眼睛内虹膜中心的小圆孔，是光线进入眼睛的通道，虹膜上平滑肌的伸缩，可以使瞳孔的口径缩小或方法，从而控制进入瞳孔的光亮。一般来说，瞳孔直径在2～5mm，在亮光处缩小，在暗光处散大。在医学上进行眼部手术时，为了照亮眼底，一般会使用阿托品等药物对使用者的瞳孔进行散瞳。因此，采用上述优化的距离范围的柔性电路板，第一端202距离平面螺旋形的圆心的距离范围包括5mm～10mm，则柔性电路板的线路201的最内圈螺旋上各个点离平面螺旋形的圆心的距离至少为5mm～10mm，不会遮住使用者的瞳孔，从而有利于照亮眼底，也有利于提高患者的佩戴舒适度。柔性电路板的线路201的最外圈螺旋可以根据需要一直往外分布到角膜接触镜的边缘。一般成人的眼球的外径通常是23mm～25mm，平均数为24mm。角膜透视镜的外径会比眼球外径略大，因此，柔性电路板的线路201可以根据需要在上述优化的区域范围内进行排布。

第一端202和第二端203可以分别通过第一引出端204和第二引出端205采用焊接或者其它手段连接到外部电子元件4，对外部电子元件4供电，从而实现照明、传感等目的。

参照图4和图5，本实用新型还提出了一种角膜接触镜，包括角膜接触镜本体3、电子元件4和上述的柔性电路板，所述角膜接触镜本体3包括第一面301和第二面302，所述柔性电路板呈立体螺旋形内嵌于所述第一面301和所述第二面302之间，且位于所述角膜接触镜本体3的指定区域内，所述柔性电路板的所述第一端202和所述第二端203与所述电子元件4相连。

本实施例中，角膜接触镜可以直接佩戴在使用者眼球表面，覆盖瞳孔和虹膜。柔性电路板内嵌于第一面301和第二面302之间，使得柔性电路板不易被损坏。第一端202连接有第一引出端204，第二端203连接有第二引出端205。第一引出端204和第二引出端205可以从第一面301穿出到外部，再与电子元件4相连，将电子元件4安装于角膜接触镜第一面301的外部，即远离使用者眼球的一面。这样一方面便于电子元件4的安装与更换；另一方面电子元件4具有一定的表面积，当电子元件4的表面积较大时，将电子元件4安装于第一面301和第二面302之间也会造成柔性的角膜接触镜的变形。当然，当电子元件4足够小时，第一引出端204和第二引出端205也可以不穿出第一面301，直接与电子元件4相连后，将电子元件4也封装于第一面301和第二面302之间。柔性电路板的线路201可以作为无线充电接收线圈，根据法拉第电磁感应原理进行能量耦合为电子元件4实现能量传递。

参照图4，线路201的相邻两圈螺旋之间的距离可以根据角膜接触镜的球面曲率半径进行调节，由于线路201的单圈螺旋的宽度非常小，单圈螺旋加上单圈螺旋边缘的基板的总宽度仍然小于角膜接触镜的厚度，此处角膜接触镜的厚度指的是第一面301和第二面302的总厚度。常规的角膜接触镜的总厚度约1mm，本实用新型实施例中上述的总宽度(单圈螺旋加上单圈螺旋边缘的基板的总宽度)可以达到几十微米的级别，小于1mm，因此柔性电路板可以一圈一圈地嵌入到角膜接触镜中，并且不会引起角膜接触镜的变形。

需要说明的是，本实施例只是给出了采用第一实施例提供的柔性电路板制成的角膜接触镜结构，采用其它符合上述柔性电路板实用新型构思的柔性电路板(如上述第二实施例提供的柔性电路板)制成的角膜接触镜，均应包括在本实用新型的保护范围内。

进一步地，所述指定区域包括：使用者佩戴所述角膜接触镜时，使用者的瞳孔边缘在所述角膜接触镜上的正投影边缘至所述角膜接触镜的边缘的全部或部分区域；其中，所述使用者的瞳孔为经过散瞳后的瞳孔。

本实施例中，瞳孔是眼睛内虹膜中心的小圆孔，是光线进入眼睛的通道，虹膜上平滑肌的伸缩，可以使瞳孔的口径缩小或方法，从而控制进入瞳孔的光亮。一般来说，瞳孔直径在2～5mm，在亮光处缩小，在暗光处散大。在医学上进行眼部手术时，为了照亮眼底，一般会使用阿托品等药物对使用者的瞳孔进行散瞳。因此，柔性电路板的线路201的最内圈螺旋的最小曲率半径应大于使用者散瞳后的瞳孔半径，不会遮住使用者的瞳孔，从而有利于照亮眼底，也有利于提高患者的佩戴舒适度。柔性电路板的线路201的最外圈螺旋可以根据需要一直往外分布到角膜接触镜的边缘。

参照图4，进一步地，以所述角膜接触镜的边缘所形成的平面为投影面，所述角膜接触镜的顶点在所述投影面上形成投影中心点，所述指定区域在所述投影面上的投影为以所述投影中心点为圆心的圆环形，所述线路201在所述投影面内的投影为以所述投影中心点为圆心的螺旋形。当采用第二实施例的柔性电路板时，所述线路201在所述投影面内的投影为以所述投影中心点为圆心的两个螺旋形的叠加。

本实施例中，柔性电路板的线路201的各圈螺旋依序分布于角膜接触镜的指定区域，线路201的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以根据角膜接触镜的曲率半径进行调节，柔性电路板可以完整地被嵌入到角膜接触镜中。

进一步地，所述电子元件4包括发光元件、传感元件。

本实施例中，发光元件用于照明，包括led、oled。传感元件用于信号传递，包括温度传感元件、光传感元件、力传感元件等。通过在角膜接触镜中接入上述电子元件4，为眼部手术、眼部检查等提供照明、传感。

在本实用新型的另一个实施例中，还可以在电子元件4和线路201之间串联储能装置，用于无线传输方式接收到的电能。

参照图6，进一步地，在使用者佩戴时，所述第一面301为距离人眼较远的一面，所述发光元件设置于所述第一面301外侧，并位于所述指定区域的内边缘。

本实施例中，当上述电子元件4的类型为发光元件时，发光元件设置于第一面301的外侧，便于安装和更换。在使用者佩戴角膜接触镜时，上述指定区域的内边缘靠近使用者的瞳孔。将发光元件固定于上述指定区域的内边缘，有利于发光元件的光线尽可能多地照射到使用者眼底，为眼部检查和眼部手术提供更好的照明。

当上述电子元件4的类型为其它电子元件时，比如温度传感元件，可以安装在指定区域的任意位置，本实用新型对此没有做具体限制。

本实施例的角膜接触镜，将柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板断开指定长度后，可以形成一个可上下拉伸的立体螺旋形，使得柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以变化，这样就可以将柔性电路板完整地嵌入到接近球面的角膜接触镜中。

本实用新型实施例的柔性电路板的加工方法，包括步骤：

s101、按照预设方式制备指定柔性电路板，其中，所述指定柔性电路板包括基板1和线路201，所述线路201呈平面螺旋形分布于所述基板1内，所述线路201的相邻两圈螺旋之间均间隔有指定宽度基板101；

s102、通过指定工艺，对所述指定宽度基板101的预设位置沿螺旋方向切割指定长度。

上述步骤s101中，上述预设方式指的是现有柔性电路板加工工艺，比如，通常柔性电路板的制造工艺都是采用蚀刻法加工，将铜箔导体固定在介入环氧树脂等粘结剂的聚酰亚胺等基体薄膜上，采用光刻法形成抗蚀层，蚀刻除去不要部分的铜面形成线路201，然后在蚀刻加工而成的线路201上覆盖保护膜。通过步骤s101制备得如图1或图3所示的柔性电路板。

上述步骤s102中，上述指定工艺指的是激光切割，通过激光切割的方式对指定宽度基板101进行切割。激光切割利用高能量密度的激光束加热柔性电路板的切割位置，使温度迅速上升，在非常短的时间内达到基板材料的沸点，材料汽化形成蒸汽，这些蒸汽喷出的同时，在基板上形成切口，完成切割。由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割切口细窄，切缝两边平行且与表面垂直，表面粗糙度小，可以用于非常精密的切割。

本实施例中，可以按照图2所示对线路201的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板101均沿螺旋方向进行切开。但是本实用新型的具体实施方式并不仅限于此，还可以仅切断部分指定宽度基板101，即线路201的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板101部分分开，部分相连；或者每隔两圈或两圈以上螺旋，再对指定宽度基板101进行激光切割，减小切割密度，即比如第1圈和第2圈螺旋之间的指定宽度基板101是相连的，而第2圈和第3圈螺旋之间的指定宽度基板101是不相连的。可以根据具体需要选择合适的切割密度、切割弧长、切割位置。

本实施例的柔性电路板的加工方法，将柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板断开指定长度后，可以形成一个可上下拉伸的立体螺旋形，使得柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以变化。

本实用新型的角膜接触镜的加工方法，包括步骤：

s201、建立将所述线路201布设于所述角膜接触镜本体3的所述指定区域内的模型；

s202、将所述角膜接触镜本体3的顶点设为空间坐标原点，计算所述线路201的所述第一端202相对于所述顶点的起点坐标点，和所述模型中的所述线路201的所述第二端203相对于所述顶点的终点坐标点；

s203、分别计算所述线路201的各圈螺旋上的多个指定点相对于所述顶点的定位坐标点；

s204、在所述第一面301的凹面上，分别对所述起点坐标点、所述终点坐标点和各所述定位坐标点按照预设方式进行定位；

s205、将所述第一端202固定于所述起点坐标点，将所述线路201沿各所述定位坐标点依序排布，直至排至所述终点坐标点；

s206、将所述第二面302的凸面与所述第一面301的凹面粘合；

s207、将所述第一端202和所述第二端203通过焊接与所述电子元件4相连；

s208、将所述电子元件4固定于所述第一面301的凸面的指定位置。

上述步骤s201中，首先对线路201的布设进行模型建立，比如采用matlab建模软件进行模型建立。

上述步骤s202～s203中，从模型中获取到起点坐标点、终点坐标点和多个定位坐标点。其中，上述定位坐标点可以从线路201的各圈螺旋中均选取多个指定点，通过这多个指定点，可以定位线路201在角膜接触镜本体3上的布线走向。

上述步骤s204中，上述定位指的是，在第一面301的凹面上，对上述起点坐标点、终点坐标点和多个定位坐标点对应的位置进行标记。

上述步骤s205中，进行柔性电路板的安装，将第一端202固定于起点坐标点，根据多个定位坐标点的标记依序排设线路201，直至排至终点坐标点。在本步骤中，还需要将第一引出端204和第二引出端205从第一面301穿出。如果电子元件4封装于第一面301和第二面302之间，则无需将第一引出端204和第二引出端205从第一面301穿出。

上述步骤s206中，将第二面302的凸面与第一面301的凹面粘合，将柔性电路板封装于角膜接触镜本体3中。

上述步骤s207中，将第一端202和第二端203分别通过第一引出端204和第二引出端205采用焊接或者其它手段与电子元件4相连，电子元件4位于第一面301的凸面外侧，在佩戴时不会与用户眼部直接接触，提高佩戴舒适度。

上述步骤s208中，如果电子元件4是发光元件，将发光元件固定于线路201的最内圈螺旋附近，以便更好地为眼底提供照明。

本实施例的角膜接触镜的加工方法，将柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的指定宽度基板断开指定长度后，可以形成一个可上下拉伸的立体螺旋形，使得柔性电路板的线路的相邻两圈螺旋之间的空间高度可以变化，这样就可以将柔性电路板完整地嵌入到接近球面的角膜接触镜中。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。