电极老化试验方法与流程

电极老化试验方法
1.本技术是申请日为2019年12月19日、申请号为201911320931.9、发明名称为“电极老化试验装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本公开涉及一种电极老化试验方法。


背景技术：

3.目前，人工视网膜产品通过代替因视网膜色素变性和老年黄斑变性所造成的视网膜损伤的感光细胞的功能，例如通过利用刺激电极产生刺激信号来对视网膜神经节细胞或双极细胞进行刺激，并且利用其他保留完好的视觉通路，也能够在大脑皮层产生光感，从而能够部分恢复病人的视觉。正因为人工视网膜产品对上述视网膜疾病患者的生活能够带来极大改善，近年来人工视网膜作为植入式医疗器械越发得到重视和发展。
4.人工视网膜中的柔性电极作为假体与生物神经组织连接的主要部分，其电化学阻抗性能会直接影响到假体的有效性、安全性、稳定性和工作强度，其中，阻抗测试是为电极性能测试的难点，而在老化过程中监测阻抗的变化情况就更加难以实现。
5.目前，人工视网膜作为医用有源植入产品多采用的老化方式包括：盐水长期浸泡加速老化、成品焊接电极带电盐水加速老化等。然而，单一的温度老化，可靠性不稳定，性能变化规律不可信、单纯的柔性电极不易带电老化，连接方式制作不易且很难得知电极老化中性能的改变情况。


技术实现要素：

6.本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种能够在通电的同时进行盐水浸泡，并能实时监测电极阻抗的电极老化试验装置。
7.为此，本公开提供了一种电极老化试验装置，其特征在于，包括：承载部，其包括具有焊盘阵列的主体部和与所述主体部连接且具有多个端口的连接部，所述焊盘阵列经由多根独立导线与所述多个端口对应连接；待测电极，其布置在所述承载部，所述待测电极包括具有基板和贯通所述基板的多个电极的接入端、具有多个刺激点的待测端、以及连接所述接入端的多个电极与所述待测端的多个刺激点的连接线缆，所述接入端与所述焊盘阵列对应连接，并且所述待测端的所述多个刺激点被隔绝层包覆；温控装置，其具有用于盛放液体的溶液腔，并且所述待测端浸没于所述液体，所述温控装置被配置为通过改变所述液体的温度来使所述待测端加速老化；以及测试仪器，其具有与所述液体连接的回路线路和与所述连接部连接的供电线路，所述回路线路、所述液体、所述待测电极、所述多根独立导线、所述连接部和所述供电线路形成回路，并且所述测试仪器通过所述连接部向所述待测电极提供测试电压。
8.在本公开所涉及的电极老化试验装置中，承载部通过焊盘阵列与待测电极的接入端连接，将被隔绝层包覆的待测端浸没于温控装置所盛放的液体中，再通过测试仪器给待
测电极供电，并形成回路产生电流，在这种情况下，待测电极能够在通电的情况下进行老化测试，由此，能够提高老化测试的可靠性。
9.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，还包括与所述连接部连接的阻抗测试装置，所述阻抗测试装置通过检测所述待测电极的阻抗来检测所述待测电极的老化状态。由此，能够随时测量待测电极的阻抗，从而得知待测电极的老化状态。
10.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，还包括具有与所述温控装置相匹配且具有开孔的盖板，所述待测电极的所述待测端穿过所述开孔而接触所述液体。由此，能够提高温控装置的保温效果。
11.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述液体为生理盐水。由此，能够模拟人体体内的环境。
12.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述连接部呈长条状，并且在所述连接部中，所述多个端口并排排列。由此，能够便于测试仪器与多个端口连接。
13.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述接入端的所述多个电极以金丝球焊的方式焊接于所述连接部的所述焊盘阵列。由此，能够精准地将接入端的焊接点焊接至焊盘阵列上。
14.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述多根独立导线以彼此不交叉的方式连接所述连接部的所述多个端口与所述焊盘阵列。由此，接入端的多个电极能够分别与对应的端口连接。
15.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述待测电极的所述老化状态通过电极老化模型来确定，所述电极老化模型包括待测电极外观和待测电极阻抗。在这种情况下，能够通过老化模型判断待测电极的老化状态，由此，能够通过待测电极外观和待测电极阻抗判断待测电极老化程度。
16.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述待测电极外观至少包括电极变色、焊点变色、聚合物分层、电极线路裂纹或通道变化中的一种。由此，能够通过待测电极外观判断待测电极的老化程度。
17.另外，在本公开所涉及的电极老化试验装置，可选地，所述待测电极的接入端与所述液体不接触。由此，能够降低发生短路的可能性。
18.根据本公开，能够提供一种能够在通电的同时进行盐水浸泡，并能实时监测电极阻抗的电极老化试验装置。
附图说明
19.现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开的实施例，其中：
20.图1是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的使用状态示意图。
21.图2是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的承载部结构示意图。
22.图3是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的待测电极结构示意图。
23.图4是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的待测电极与承载部连接状态示意图。
24.图5是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的温控装置结构示意图。
25.图6是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的使用状态剖面示意图。
26.图7是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置的测试仪器结构示意图。
27.附图标号说明：
[0028]1…
电极老化试验装置，10
…
承载部，11
…
主体部，12
…
连接部，121
…
端口，13
…
焊盘阵列，14
…
独立导线，20
…
待测电极，21
…
接入端，211
…
电极，22
…
待测端，221
…
刺激点，23
…
连接线缆，24
…
隔绝层，30
…
温控装置，31
…
溶液腔，32
…
盖板，40
…
测试仪器，41
…
供电线路，42
…
回路线路，43
…
排插。
具体实施方式
[0029]
下面，结合附图和具体实施方式，进一步详细地说明本公开。在附图中，相同的部件或具有相同功能的部件采用相同的符号标记，省略对其的重复说明。
[0030]
图1是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的使用状态示意图。
[0031]
如图1所示，在本公开所涉及的电极老化试验装置1可以包括承载部10、待测电极20、温控装置30和测试仪器40。其中，承载部10可以包括具有焊盘阵列13的主体部11和与主体部11连接的连接部12，焊盘阵列13经由多根独立导线14与连接部12对应连接。待测电极20可以包括具有基板和贯通基板的多个电极211的接入端21、具有多个刺激点221的待测端22、以及连接接入端21的多个电极211与待测端22的多个刺激点221的连接线缆23，接入端21与焊盘阵列13对应连接，并且待测端22的多个刺激点221被隔绝层24包覆。温控装置30可以具有用于盛放液体的溶液腔31，并被配置为通过改变液体的温度来使待测端22加速老化。测试仪器40可以具有与液体连接的回路线路42和与连接部12连接的供电线路41，回路线路42、液体、待测电极20、多根独立导线14、连接部12和供电线路41形成回路，并且测试仪器40通过连接部12向待测电极20提供测试电压。
[0032]
在本公开所涉及的电极老化试验装置1中，承载部10通过焊盘阵列13与待测电极20的接入端21连接，将被隔绝层24包覆的待测端22浸没于温控装置30所盛放的液体中，再通过测试仪器40给待测电极20供电，并形成回路产生电流，在这种情况下，待测电极20能够在通电的情况下进行老化测试，由此，能够提高老化测试的可靠性。
[0033]
图2是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的承载部10结构示意图。
[0034]
如图2所示，在本实施方式中，承载部10可以包括具有焊盘阵列13的主体部11。在一些示例中，主体部11可以呈长方体状。具体而言，主体部11可以为pcb板。由此，可以根据需要在主体部11上印刷需要的线路图案。另外，在一些示例中，pcb板可以具有多层结构。由此，能够尽可能地缩小pcb板的面积。在另一些示例中，pcb板正反两面均可以具有线路图案。
[0035]
在一些示例中，焊盘阵列13可以为矩形阵列。由此，能够与待测电极20的接入端21相匹配。在另一些示例中，焊盘阵列13可以分别设置在pcb板的正反两面。由此，能够选择任
意一面或多面将待测电极20的接入端21进行焊接。
[0036]
另外，在一些示例中，焊盘阵列13可以设置在pcb板上远离连接部12的一侧。由此，能够便于待测电极20的连接。在另一些示例中，焊盘阵列13可以设置在pcb板上远离连接部12的一侧的中部。由此，能够使得连接焊盘阵列13与多个端口121的多根独立导线14具有充足的布线空间。
[0037]
在本实施方式中，承载部10可以包括与主体部11连接且具有多个端口121的连接部12。在一些示例中，连接部12呈长条状，并且在连接部12中，多个端口121并排排列。由此，能够便于测试仪器40与多个端口121连接。在另一些示例中，连接部12可以具有60个端口121，并排排列为两行，每行30个端口121。在一些示例中，端口121可以为具有导电性的金属片。在另一些示例中，端口121可以为具有导电性的插孔。在这种情况下，多个端口121可以通过连接测试仪器40(稍后说明)，从而在电路中形成电流。
[0038]
在一些示例中，焊盘阵列13可以具有与连接部12的端口121的数量相同的焊盘。由此，能够提高端口121的利用率。在另一些示例中，焊盘阵列13可以具有与待测电极20中接入端21的多个电极211数量相同的焊盘。在一些示例中，焊盘阵列13可以具有与待测电极20中接入端21的多个电极211排布相同的形状。由此，能够更好地匹配待测电极20。
[0039]
在一些示例中，焊盘阵列13中的焊盘暴露于pcb板表面。由此，能够容易地与待测电极20进行焊接。
[0040]
在本实施方式中，焊盘阵列13可以经由多根独立导线14与多个端口121对应连接。在一些示例中，多根独立导线14可以是设置于pcb板中的电路。在这种情况下，独立导线14可以是设置于pcb板内部的，由此，能够稳定地将端口121与焊盘进行连接。
[0041]
在一些示例中，多根独立导线14可以以彼此不交叉的方式连接连接部12的多个端口121与焊盘阵列13。具体而言，多根独立导线14可以以放射状的方式由焊盘阵列13连接至多个端口121。由此，接入端21的多个电极211能够分别与对应的端口121连接。在另一些示例中，多根独立导线14可以为相互交错地连接连接部12的多个端口121与焊盘阵列13。
[0042]
图3是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的待测电极20结构示意图。图4是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的待测电极20与承载部10连接状态示意图。
[0043]
如图3、图4所示，在本实施方式中，待测电极20可以布置在承载部10。在一些示例中，待测电极20可以通过粘接、卡接、耦合或焊接等连接方式布置在承载部10上。在一些示例中，接入端21的多个电极211可以以金丝球焊的方式焊接于连接部12的焊盘阵列13。由此，能够精准地将接入端21的焊接点焊接至焊盘阵列13上。在一些示例中，在接入端21焊接至焊盘阵列13后可以涂覆一层胶水。由此，能够进一步将接入端21固定在主体部11上。
[0044]
在一些示例中，待测电极20可以为多层结构。具体而言，待测电极20可以包括多个用于走线的金属线路层和多个用于绝缘的绝缘层，绝缘层与金属线路层可以交替层叠。在这种情况下，待测电极20可以在较小的面积内布置多个导电线路。在另一些示例中，绝缘层可以由绝缘材料制成，例如聚酰亚胺等。在另一些示例中，待测电极20的最上层和最下层可以为绝缘层。
[0045]
在本实施方式中，待测电极20可以包括具有基板和贯通基板的多个电极211的接入端21，接入端21与焊盘阵列13对应连接。在一些示例中，接入端21的多个电极211可以是
非贯通基板的。在另一些示例中，接入端21的多个电极211至少部分嵌入基板中。在这种情况下，接入端21可以通过嵌入有多个电极211的那一面与主体部11上的焊盘阵列13进行焊接，由此，能够使得多个电极211与焊盘阵列13相连接。
[0046]
在一些示例中，待测电极20可以布置在主体部11的正反两面。由此，一个承载部10能够同时对两个待测电极20进行测量。
[0047]
在本实施方式中，待测电极20可以具有多个刺激点221的待测端22。在一些示例中，待测端22可以具有与接入端21相同的大小。在另一些示例中，待测端22略小于接入端21。由此，能够便于分辨接入端21与待测端22。在一些示例中，待测端22上的刺激点221可以以贯穿的方式设置。在另一些示例中，待测端22上的刺激点221可以以嵌入的方式设置。在一些示例中，待测端22上的多个刺激点221可以具有与接入端21的多个电极211数量相同的数量。由此，能够对多个电极211中的每个电极进行通电。
[0048]
在本实施方式中，待测电极20可以具有连接接入端21的多个电极211与待测端22的多个刺激点221的连接线缆23。在一些示例中，连接线缆23可以包括多个导线。由此，每个刺激点221都能够具有独立的线路与接入端21上的多个电极211相连接。在另一些示例中，连接线缆23可以为单一导线。由此，能够通过给多个电极211中任意的电极通电从而为整个待测端22进行供电。
[0049]
在本实施方式中，待测端22的多个刺激点221可以被隔绝层24包覆。由此，能够提高待测端22的稳定性。在一些示例中，隔绝层24可以为硅胶。由此，能够在获得绝缘效果的同时不隔绝温度和湿度，从而有助于更好地实现待测电极20的老化试验。在一些示例中，隔绝层24可以通过注塑、涂覆、旋涂、喷涂等方式包覆于待测端22外周。在一些示例中，隔绝层24可以包覆部分连接线缆23和待测端22。在另一些示例中，隔绝层24可以包覆全部待测线缆和待测端22。由此，能够提高待测端22的稳定性。
[0050]
图5是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的温控装置30结构示意图。图6是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的使用状态剖面示意图。
[0051]
如图5、图6所示，在本实施方式中，温控装置30可以具有用于盛放液体的溶液腔31。在一些示例中，液体可以为生理盐水。具体而言，生理盐水可以为0.85～0.9％的氯化钠溶液，例如，0.9％的氯化钠溶液。由此，能够模拟人体体内的环境。在一些示例中，溶液腔31可以呈长方体、圆柱体、棱柱体或其它不规则形状。在一些示例中，溶液腔31具有朝上的开口。由此，能够便于倒入溶液或浸入待测电极20。在一些示例中，溶液腔31可以由透明玻璃组成。在另一些示例中，溶液腔31可以由保温箱组成。由此，能够提高控温效果，提高老化试验的可靠性。
[0052]
在本实施方式中，待测端22可以浸没于液体。在一些示例中，待测电极20的接入端21与液体不接触。由此，能够降低发生短路的可能性。
[0053]
在本实施方式中，温控装置30可以被配置为通过改变液体的温度来使待测端22加速老化。在一些示例中，温控装置30可以具有温度计。由此，能够准确控制液体的温度。在另一些示例中，温控装置30可以具有水位计。具体而言，水位计可以为例如浮子式水位计、光纤水位计、跟踪式水位计、压力式水位计、声波式水位计。由此，能够通过水位计观测溶液腔31内的水位情况。
[0054]
在一些示例中，电极老化试验装置1可以具有与温控装置30相匹配且具有开孔的盖板32，待测电极20的待测端22穿过开孔而接触液体。由此，能够提高温控装置30的保温效果。在一些示例中，盖板32可以具有用于嵌入承载部10的凹槽。具体而言，凹槽可以具有略大于承载部10的宽度和长度。此外，凹槽可以具有用于通过待测电极20的通孔。在一些示例中，通孔可以具有大于凹槽宽度的内径。在这种情况下，承载部10可以通过凹槽固定于盖板32表面，并将待测电极20的待测端22通过通孔浸没于溶液腔31内的液体中，由此，能够方便地放置并稳定地进行测试。另外，在一些示例中，盖板32表面可以具有多个凹槽。其中，各个凹槽可以沿同一方向排列或随机排列。在另一些示例中，盖板32还可以具有用于穿过回路线路42的开口。另外，在一些示例中，盖板32还可以具有便于提拉的把手。
[0055]
图7是示出了本公开的实施方式所涉及的电极老化试验装置1的测试仪器结构示意图。
[0056]
如图7所示，在本实施方式中，测试仪器40可以具有与液体连接的回路线路42和与连接部12连接的供电线路41。在一些示例中，回路线路42可以包括用于插入液体中的金属棒。在一些示例中，测试仪器40可以为供电电源。在一些示例中，供电线路41可以具有并联的排插43。由此，排插43能够与多个承载部10同时连接，从而供电线路41能够同时为多个承载部10供电。
[0057]
在本实施方式中，回路线路42、液体、待测电极20、多根独立导线14、连接部12和供电线路41形成回路，并且测试仪器40通过连接部12向待测电极20提供测试电压。在这种情况下，回路中能够产生电流，由此，能够使得待测电极20在通电的情况下进行老化试验，从而提高老化试验的可靠性。
[0058]
在一些示例中，电极老化试验装置1可以包括与连接部12连接的阻抗测试装置(未图示)，阻抗测试装置通过检测待测电极20的阻抗来检测待测电极20的老化状态。由此，能够随时测量待测电极20的阻抗，从而得知待测电极20的老化状态。
[0059]
在一些示例中，待测电极20的老化状态通过电极老化模型来确定，电极老化模型包括待测电极20外观和待测电极20阻抗。在这种情况下，能够通过老化模型判断待测电极20的老化状态，由此，能够通过待测电极20外观和待测电极20阻抗判断待测电极20老化程度。
[0060]
在一些示例中，待测电极20外观至少包括电极变色、焊点变色、聚合物分层、电极线路裂纹或通道变化中的一种。其中，聚合物分层是指待测电极20的多层结构发生分层现象，也即，绝缘层和金属线路层分层。由此，能够通过待测电极20外观判断待测电极20的老化程度。
[0061]
以下，对本公开所涉及的具体实施例进行进一步描述。
[0062]
首先，准备预先定制好的承载部10，承载部10为具有一定厚度的扁长的矩形。连接部12沿着一侧的长边设置，焊盘阵列13设置在另一侧长边的中间部位。
[0063]
随后，将待测电极20的接入端21通过金丝球焊的方式焊接在焊盘阵列13上，并在接入端21涂上胶水以进一步固定接入端21。其次，在待测电极20的待测端22和靠近待测端22一侧的连接线缆23注塑硅胶，使得硅胶能够完全包覆待测端22。
[0064]
然后，将带有待测电极20的承载部10设置于温控装置30的盖板32上，温控装置30内盛放有生理盐水，此时，待测电极20的待测端22通过盖板32上的通孔浸没于温控装置30
的生理盐水内，承载部10与盖板32上的凹槽进行卡合。
[0065]
最后，将供电线路41连接至承载部10的连接部12，将回路线路42与溶液腔31中的液体相接触，并形成为回路。保持温度一定的情况下，在一段时间内，通过阻抗测试装置对待测电极20的阻抗进行实施的观测和记录，并对其外观进行观察，结合老化模型判断待测电极20的老化状态。
[0066]
虽然以上结合附图和实施例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。

技术特征：
1.一种电极老化试验方法，其特征在于，包括：准备承载部，所述承载部包括主体部和与所述主体部连接的连接部；将待测电极的接入端布置在所述承载部并与所述主体部连接；将带有所述待测电极的所述承载部设置于温控装置，并且将所述待测电极的待测端浸没于所述温控装置中的溶液腔中的液体；将测试仪器中的供电线路与所述连接部连接，将所述测试仪器中的回路线路与所述液体连接；令所述测试仪器通过所述连接部向所述待测电极提供测试电压，以使所述回路线路、所述液体、所述待测电极、所述连接部和所述供电线路形成回路。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括将所述连接部与阻抗测试装置连接，所述阻抗测试装置通过检测所述待测电极的阻抗来检测所述待测电极的老化状态。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：还包括通过所述阻抗测试装置对所述待测电极的阻抗进行实时的观测和记录，并对所述待测电极的外观进行观察，结合电极老化模型判断所述待测电极的老化状态，所述电极老化模型包括所述待测电极的外观和所述待测电极的阻抗。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述待测电极的外观至少包括电极变色、焊点变色、聚合物分层、电极线路裂纹或通道变化中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述液体为生理盐水。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：将带有所述待测电极的所述承载部设置于所述温控装置的盖板上，所述盖板具有开孔且与所述温控装置相匹配，将所述待测电极的所述待测端穿过所述开孔而接触所述液体。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述盖板具有凹槽，令所述承载部嵌入所述凹槽。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：通过粘接、卡接或焊接等连接方式将所述待测电极布置在所述承载部上。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述主体部包括焊盘阵列，所述连接部包括多个端口，所述焊盘阵列经由多根独立导线与所述多个端口对应连接；将所述接入端以金丝球焊的方式焊接于所述焊盘阵列。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在将所述待测端浸没于所述液体之前，通过隔绝层将所述待测端包覆。

技术总结
本公开提供了一种电极老化试验方法，包括准备承载部，承载部包括主体部和与主体部连接的连接部；将待测电极的接入端布置在承载部并与主体部连接；将带有待测电极的承载部设置于温控装置，并且将待测电极的待测端浸没于温控装置中的溶液腔中的液体；将测试仪器中的供电线路与连接部连接，将测试仪器中的回路线路与液体连接；令测试仪器通过连接部向待测电极提供测试电压，以使回路线路、液体、待测电极、连接部和供电线路形成回路。由此，能够对电极进行老化试验。行老化试验。行老化试验。


技术研发人员：王蕾 黄珑鑫 韩明松
受保护的技术使用者：深圳硅基仿生科技股份有限公司
技术研发日：2019.12.19
技术公布日：2023/8/13