柔性可穿戴电路结构及其制备方法

本发明是关于可穿戴设备，特别是关于一种柔性可穿戴电路结构及其制备方法。

背景技术：

1、可穿戴电子和皮肤电子由于具有可拉伸性、贴敷性和超柔性等特点，在医疗健康(脑电、心电以及肌电监测)、机器人、国防和运动等领域获得广泛的应用。例如，近年来，心血管疾病中85％的病例是因为心肌梗塞或中风导致的死亡，而通过连续实时的健康监测能够帮助人们早期及时发现和长期连续观察身体健康状况，从而降低死亡率以及减少患者的痛苦。尽管医院和诊所是目前疾病诊断的主要选择，但是其采用的设备由于体积较大、连接线较重、线多而凌乱、不能做高密度排线、触感较硬导致的穿戴不舒服，也易因连接线较重导致的触点掉落以及接触不好，影响测试结果的准确性等原因无法实现穿戴式的连续实时健康检测。柔性可穿戴电子具有质量轻、体积小、成本低、可做高密度排线、穿戴舒适度好等优势，可实现24小时连续监测，从而可以弥补集中医疗服务的不足。

2、可穿戴电子和皮肤电子中的电路与传统电路一样，为了防止外界电磁波以及设备内电路的相互干扰，也必须对电路进行屏蔽。当前的可穿戴电路没有解决屏蔽的问题，从而导致导线之间有信号的串扰，加之皮肤表面的静电都会影响测试的精准性。传统的电路屏蔽一般采用金属板、金属网、蒸镀或溅射金属、同轴屏蔽线等，或者采用多层fpc制程，把干扰源信号限制在一定空间范围内或者进行削弱。采用传统方式会极大地增加可穿戴电子制品的体积以及重量，对于轻量化以及小型化要求较高的应用场景则会有非常多的限制，同时也会显著降低柔性电路的弯曲性、拉伸性以及舒适性。

3、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种柔性可穿戴电路结构及其制备方法，具有屏蔽功能，且在保证电路具有屏蔽性能的同时，保持电路的柔性和拉伸性，达到轻量化以及小型化的效果。

2、为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种柔性可穿戴电路结构，包括：柔性基材；第一屏蔽层，采用印刷方式形成于所述柔性基材的表面；电路层，形成于所述第一屏蔽层的表面；第二屏蔽层，采用印刷方式形成于所述第一屏蔽层的表面，且覆盖部分或全部所述电路层设置；其中，所述电路层与所述第一屏蔽层和第二屏蔽层之间均设置有绝缘层。

3、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层包括多条电路单元，所述第二屏蔽层覆盖其中一条或多条所述电路单元设置。

4、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层包括多条电路单元，相邻所述电路单元之间形成有间隙，所述第二屏蔽层覆盖其中一条或多条所述电路单元设置，且所述第二屏蔽层填充所述间隙。

5、在本发明的一个或多个实施方式中，所述绝缘层包括位于所述电路层与所述第一屏蔽层之间的第一绝缘层以及位于所述电路层与所述第二屏蔽层之间的第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层共同包围所述电路层设置。

6、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一屏蔽层的厚度为0-20μm。

7、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第二屏蔽层的厚度为0-20μm。

8、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层的厚度为0-20μm。

9、在本发明的一个或多个实施方式中，所述柔性基材包括pet、pen、pi、水凝胶、橡胶、pdms、eco-flex、tpu中的一种或多种。

10、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一屏蔽层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

11、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第二屏蔽层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

12、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

13、在本发明的一个或多个实施方式中，所述绝缘层的材料包括uv固化型绝缘浆料、pmma、tpu、pva、橡胶、pdms、eco-flex中的一种或多种。

14、本发明的实施例提供了一种柔性可穿戴电路结构的制备方法，包括：提供柔性基材；在所述柔性基材的表面采用印刷方式制备第一屏蔽层；在所述第一屏蔽层的表面采用印刷方式制备第一绝缘层；在所述第一绝缘层上采用印刷方式制备电路层；在所述电路层上采用印刷方式制备第二绝缘层，使所述第二绝缘层与所述第一绝缘层共同包围所述电路层；在所述第二绝缘层上采用印刷方式制备第二屏蔽层，所述第二屏蔽层覆盖部分或全部所述电路层设置。

15、在本发明的一个或多个实施方式中，所述印刷方式包括丝网印刷、喷墨印刷、喷涂、点胶、静电纺丝、溅射、刮涂、转印中的一种或多种。

16、在本发明的一个或多个实施方式中，采用印刷方式制备第一屏蔽层的步骤之后，还包括在所述第一屏蔽层上采用化学镀、电镀、蒸镀、溅射中的一种或多种方式进行第一屏蔽层材料的涂覆。

17、在本发明的一个或多个实施方式中，采用印刷方式制备电路层的步骤之后，还包括在所述电路层上采用化学镀、电镀、蒸镀、溅射中的一种或多种方式进行电路层材料的涂覆。

18、在本发明的一个或多个实施方式中，采用印刷方式制备第二屏蔽层的步骤之后，还包括在所述第二屏蔽层上采用化学镀、电镀、蒸镀、溅射中的一种或多种方式进行第二屏蔽层材料的涂覆。

19、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一屏蔽层的厚度为0-20μm。

20、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第二屏蔽层的厚度为0-20μm。

21、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层的厚度为0-20μm。

22、在本发明的一个或多个实施方式中，所述柔性基材包括pet、pen、pi、水凝胶、橡胶、pdms、eco-flex、tpu中的一种或多种。

23、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第一屏蔽层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

24、在本发明的一个或多个实施方式中，所述第二屏蔽层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

25、在本发明的一个或多个实施方式中，所述电路层的材料包括银浆、银纳米线、石墨烯浆料、导电碳浆、金浆、铜浆、镍浆、pedot浆料中的一种或多种。

26、在本发明的一个或多个实施方式中，所述绝缘层的材料包括uv固化型绝缘浆料、pmma、tpu、pva、橡胶、pdms、eco-flex中的一种或多种。

27、与现有技术相比，根据本发明实施方式的柔性可穿戴电路结构及其制备方法，采用印刷的方式制备带有屏蔽功能的电路，在保证电路具有屏蔽性能的同时，最大限度地保持电路的柔性和拉伸性，达到轻量化以及小型化的效果。

28、根据本发明实施方式的柔性可穿戴电路结构及其制备方法，可以制备高密度排线的电路，并且排线中单独的导电单元可以进行单独的屏蔽，也可以将整个导电层进行屏蔽；既可以实现整个导电层的屏蔽，也可以保证导电单元之间没有相互的电磁干扰。

29、根据本发明实施方式的柔性可穿戴电路结构及其制备方法，可以实现24小时连续监测，提高可穿戴系统获取数据的准确性。