【技术实现步骤摘要】
皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺及装置
[0001]本专利技术涉及侵入式神经接口
,具体涉及一种皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺及装置。
技术介绍
[0002]植入式微针电极阵列是指可以植入生物体大脑皮层内部的,以微针电极阵列为载体采集脑内神经元发出的动作电位或神经元集群产生的局部场电位的一种侵入式神经电极。相较于非侵入式的体表电极和半侵入式的大脑皮层电极,植入式微针电极阵列在信号时空分辨率、信噪比、采集精度等方面具有显著优势,是实现高性能神经电信号采集的重要工具。
[0003]以硅基微针电极阵列为核心结构的犹他电极是侵入式神经接口的典型代表,其也是目前为止唯一通过美国食品药品监督管理局认证并且成功实现人脑内植入的侵入式神经电极。犹他电极采用硅基MEMS加工工艺,经过较长时间的发展,技术已经成熟,相关技术也已公开,已经在人脑内植入验证、神经电生理研究和脑机接口系统构建中展现了多项引人瞩目的成果。
[0004]但以硅基微针电极阵列为核心结构的犹他电极也存在着一些较难克服的问题,导致其目前主要只能应用于科学研究或临床试验场景,难以实现较大规模的市场推广和长时可靠的脑内植入。而现有的硅基微针电极阵列硅材料较脆、易发生折断,与大脑杨氏模量差距大、易产生刺激;并且硅基MEMS制造工艺极其复杂,工艺参数相关性高,且基于半导体批量加工工艺,难以针对不同具体需求实现个性化定制。
技术实现思路
[0005]因此,本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中硅基MEMS制造工艺复杂,难以 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:S1、衬底基板制造:通过机械加工、激光切割、铸造、注塑中的一种或几种工艺制造衬底基板,所述衬底基板上具有通孔阵列;S2、加工电极互联结构:在S1制造的衬底基板上围绕其通孔加工电极互联结构以形成电极互联结构阵列,电极互联结构包括设于衬底基板上表面的上表面导电件、设于通孔内的中间导电件以及设于衬底基板下表面的下表面导电件,上表面导电件、中间导电件和下表面导电件电连接;S3、微针电极阵列增材制造:通过增材制造技术在衬底基板的上表面自下而上构建多个绝缘微针电极基体并形成阵列;S4、微针电极阵列导电层镀膜:对S3制造的绝缘微针电极基体的外表进行导电层镀膜,导电层自上而下至少覆盖绝缘微针电极基体的根部以使微针电极与S2的上表面导电件电学导通;S5、绝缘层淀积与刻蚀:在步骤S2和S4中得到的导电层外层进行绝缘层沉积,并蚀刻微针电极尖端绝缘层。2.根据权利要求1所述的皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,所述步骤S2包括:S21、制作上表面导电件:通过在衬底基板上表面淀积导电薄层以形成作为上表面导电件的上表面导电盘;S22、制作下表面导电件:通过在衬底基板下表面淀积导电薄层以形成作为下表面导电件的下表面导电盘;S23、制作中间导电件:将上导电盘和下导电盘的导电薄层向通孔内部延伸并实现孔内电学导通,使通孔变成作为中间导电件的导电孔。3.根据权利要求2所述的皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,在步骤S21中,将具有第一孔阵列的第一掩膜板覆盖在衬底基板的上表面,第一掩膜板的第一孔至少将绝缘微针基体的根部和上表面导电盘所在区域露出,采用真空镀膜工艺,在第一掩膜板未遮挡部分淀积导电薄层;完成镀膜后撤去第一掩膜板,形成上表面导电盘;和/或,在步骤S22中,具有第二孔阵列的第二掩膜板覆盖在衬底基板的下表面,第二掩膜板的第二孔至少将下表面导电盘所在区域露出,采用真空镀膜工艺,在第二掩膜板未遮挡部分淀积导电薄层;完成镀膜后撤去第二掩膜板,形成下表面导电盘;和/或,在步骤S23中,通过电镀工艺将上导电盘和下导电盘的导电薄层向通孔内部延伸并填满通孔使导电孔成为实心孔。4.根据权利要求3所述的皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,在步骤S21中,当第一掩膜板覆盖在衬底基板的上表面时,第一掩膜板的第一孔将绝缘微针基体的根部、上表面导电盘所在区域以及通孔所在区域露出;和/或,在步骤S22中,当第二掩膜板覆盖在衬底基板的下表面时,第二掩膜板的第二孔将下表面导电盘所在区域和通孔所在区域露出。5.根据权利要求1所述的皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,在步骤S3中,采用的增材制造技术为高精度3D打印技术。6.根据权利要求1所述的皮层内植入式微针电极阵列装置的生产工艺,其特征在于,在
步骤S4中,将具有第三孔阵列的第三掩膜板嵌套覆盖在衬底基板的上表面,第三孔至少将绝缘微针电极基体的根部露出,采用真空镀膜工艺,在第三掩膜板未遮挡部分淀积导电薄层,以使导电薄层与S2的上表面导电件电学导通;完成镀膜后撤去...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄哲,李君实,黄东,
申请(专利权)人:北京析芒医疗科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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