一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法技术

本发明专利技术提供一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其中：柔性扁平软排线焊盘面朝上固定在第一载玻片上，一端焊盘面上贴附各向异性导电胶带，预压；翻转第二载玻片，使聚对二甲苯柔性电极正面朝下，完成聚对二甲苯柔性电极焊盘与贴附有各向异性导电胶带的柔性扁平软排线焊盘的对准，热压对准后的焊盘正上方的第二载玻片；抬起第二载玻片，将柔性扁平软排线翻转，补强板朝上固定在第一载玻片上，完成终压。本发明专利技术实现透明Parylene柔性电极和柔性扁平软排线的可靠对准和热压连接，电极导通率和一致性良好；翻转热压方式有效避免Parylene柔性电极焊盘部分金属破裂，大大提升电极连接可靠性和长期植入稳定性。

Hot pressing connection method of flexible flexible cable and parylene flexible electrode

The invention provides a hot flexible cable and flexible parylene electrode connection method, including: flexible flat cable soft pad is fixed on the face in the first slide, attached to the anisotropic conductive adhesive tape, welding end disk preloading; flip second slides, parylene flexible electrode face down, complete parylene flexible electrode pads and attached with anisotropic conductive adhesive pads of soft flexible flat cable alignment, pad alignment after hot pressing is above second slides; lift second slides, the flexible flat soft row line flip, reinforcing plate upward fixed on the first slide, to complete the final pressure. The invention realizes the reliable alignment and hot pressing connection transparent Parylene flexible electrode and soft flexible flat cable, electrode conductivity and good consistency; avoid pressing flip Parylene flexible electrode pad metal rupture, greatly enhance the reliability and stability of long-term implantation of electrode connection.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生物医学工程
使用的柔性生物电极的快速有效的热压连接方法，具体地，涉及一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法。
技术介绍
随着生物医学工程、MEMS技术和新型生物相容性材料的发展，神经假体和脑机接口已成为工程研究的热点领域。神经电极作为外界电路和生物体的接口，主要功能包括记录来自神经元、感受器或运动纤维的电信号，以及利用电信号激励或抑制神经元活动，实现功能性电刺激。作为一种新型的神经接口器件，柔性生物电极被用作人工耳蜗，人造视网膜，监测心率等参数的表皮电子器件，脑皮层电信号记录电极，包裹外周神经的卡夫电极，脊椎损伤后瘫痪恢复用的刺激电极等。而柔性电极焊盘接口的电气连接，贯穿了电极制备、测试和使用的整个过程，因此，稳定、可靠、简单、高效的电极焊盘接口连接方式必不可少。目前主要的焊盘接口连接方式包括采用导电银浆连接到PCB板，高温焊枪将焊料点在连接器和焊盘之间，贴合加厚加硬衬底塞进零插入力接口(ZIF)，各向异性导电胶(ACF)热压连接PCB板或软排线等。导电银浆和高温焊料都需要逐点精细操作，费时费力；直接塞进如FPC连接器这样的零插入力接口，虽然操作方便，但反复插拔会对电极焊盘金属造成损伤；直接通过ACF热压，全部焊盘一次性完成连接，且不会因为测试使用中反复操作焊盘端引起电极损伤，因此是一种高效可靠的连接方式，近几年来受到广泛关注和采用。但是，对于Parylene柔性电极而言，如何更好地实现其与柔性软排线可靠的热压连接，在现有文献和专利中却未见报道。经对现有技术的检索发现，RichnerTJ,ThongpangS等人在Journalofneuralengineering撰文“Optogeneticmicro-electrocorticographyformodulatingandlocalizingcerebralcortexactivity”，将Parylene柔性电极的焊盘端贴合加厚加硬衬底，塞进FPC连接器，由于连接器内金属端子与柔性电极金属焊盘通过挤压接触实现导通，挤压后的柔性电极金属焊盘会出现压痕，反复插拔多次会造成金属焊盘的破损，进而导致电极失效。BaekDH,ParkJS等人在IEEETransactionsonBiomedicalEngineering,2011,58(5):1466-1473撰文“Interconnectionofmultichannelpolyimideelectrodesusinganisotropicconductivefilms(ACFs)forbiomedicalapplications”，他们主要对聚酰亚胺(PI)柔性电极和刚性PCB通过ACF进行了热压连接，属于柔性-刚性互连(Flex-on-board)，热压方向采用PI柔性电极在上面，PCB在下面，没有探讨柔性-柔性互连(Flex-on-flex)，且并未涉及Parylene柔性电极的热压。LedochowitschP,FélusRJ等人在MicroElectroMechanicalSystems(MEMS),IEEE24thInternationalConference,2011:1031-1034撰文“Fabricationandtestingofalargearea,highdensity,paryleneMEMSμECoGarray”，对Parylene电极和PCB板通过ACF进行了热压，同样属于柔性-刚性互连，另外文中没有提到具体的热压方向和热压效果，无法判定这里采用的热压方法是否同样适用柔性-柔性热压互连。LiuJ,FuTM,ChengZ等人在Naturenanotechnology,2015,10(7):629-636撰文“Syringe-injectableelectronics”，采用ACF热压连接超薄SU-8胶制备的柔性电极和FFC软排线，补充材料里面提到是将ACF贴附到SU-8柔性电极的焊盘端，再将FFC软排线从上面热压，这种热压方式虽然过程简单，但是因为FFC软排线本身不透明，另外焊盘端增加了补强板，更加不便于观察是否对准，因此这种方法仍有需要改进之处。综上所述，目前报道的柔性电极的连接方法多数针对柔性-刚性互连，对于柔性-柔性互连，没有稳定可靠、简单实用的热压方法。随着生物医学工程和神经工程的发展，越来越多基于Parylene这种符合ISO-10993和UDP第六类塑料的生物试验要求材料的生物电极，将被大量地研发和使用，接口的柔性化连接必然会成为制约电极性能的重要环节，因此有必要通过实验提出可靠的热压方法。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，基于反复试验和测试，本专利技术提出了全新的Parylene柔性电极和柔性扁平软排线的热压方法，保证了电极导通率和一致性，有效避免了Parylene柔性电极焊盘部分金属破裂，大大提升了电极连接可靠性和长期植入稳定性。为实现以上目的，本专利技术提供一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，所述方法包括如下步骤：(1)将柔性扁平软排线(FFC)焊盘面朝上固定在第一载玻片上，FFC一端焊盘上贴附各向异性导电胶带，并用电烙铁预压；(2)聚对二甲苯(Parylene)柔性电极背面贴附在第二载玻片上，翻转第二载玻片180度，使Parylene柔性电极正面朝下，在显微镜下完成Parylene柔性电极焊盘和贴附有各向异性导电胶带的FFC焊盘的对准，再次用电烙铁热压对准后的焊盘正上方的第二载玻片；(3)抬起贴附Parylene柔性电极的第二载玻片，将FFC翻转180度，补强板朝上固定在第一载玻片上，在热压机上完成终压。优选地，(1)中，所述各向异性导电胶带(ACF)根据产品使用要求对应不同的热压参数，其中：热压参数包括三项：温度、时间和压力，通过热压机设置和调节热压参数，热压效果通过光学显微镜或扫描式电子显微镜观察；同时在电化学工作站通过循环伏安法，测试热压的导通率和一致性。更优选地，所述各向异性导电胶带宽度为2mm，各向异性导电胶带的宽度根据实际热压区域大小需要更换调整。优选地，(1)中，所述电烙铁是外热式电烙铁，烙铁头使用前端贴附有耐高温热压硅胶条的铜质热压头，热压头采用平头T型结构，以保证热压平整度和均匀性。优选地，(2)中，所述Parylene柔性电极焊盘和贴附有各向异性导电胶带的FFC焊盘对准时，需要将贴附Parylene柔性电极的第二载玻片翻转180度，并使Parylene柔性电极朝下，这种方式充分利用Parylene柔性电极上方的第二载玻片和Parylene柔性电极的透光性，从而在光学显微镜下清晰辨认并对准焊盘。更优选地，所述贴附Parylene柔性电极的第二载玻片翻转180度时，使FFC贴附ACF的焊盘端靠近第一载玻片的一端，并使FFC在长度方向上绝大部分覆盖第一载玻片，这样在第一、第二载玻片接触热压时，避免Parylene柔性电极的电极点和下面的第一载玻片接触，而导致电极点金属脱落、破裂或污染的可能。优选地，(2)中，所述电烙铁是外热式电烙铁，烙铁头使用前端贴附有耐高温热压硅胶条的铜质热压头，热压头采用平头T型结构，以保证热压平整度和均匀性。优选地，(3)中，所述补强板上配合覆盖有耐高温、表面光滑抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将柔性扁平软排线焊盘面朝上固定在第一载玻片上，柔性扁平软排线一端焊盘面上贴附各向异性导电胶带，并用电烙铁预压；(2)聚对二甲苯柔性电极背面贴附在第二载玻片上，翻转第二载玻片，使聚对二甲苯柔性电极正面朝下，在显微镜下完成聚对二甲苯柔性电极焊盘与贴附有各向异性导电胶带的柔性扁平软排线焊盘的对准，再次用电烙铁热压对准后的焊盘正上方的第二载玻片；(3)抬起贴附聚对二甲苯柔性电极的第二载玻片，将柔性扁平软排线翻转，补强板朝上固定在第一载玻片上，在热压机上完成终压。

【技术特征摘要】
1.一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将柔性扁平软排线焊盘面朝上固定在第一载玻片上，柔性扁平软排线一端焊盘面上贴附各向异性导电胶带，并用电烙铁预压；(2)聚对二甲苯柔性电极背面贴附在第二载玻片上，翻转第二载玻片，使聚对二甲苯柔性电极正面朝下，在显微镜下完成聚对二甲苯柔性电极焊盘与贴附有各向异性导电胶带的柔性扁平软排线焊盘的对准，再次用电烙铁热压对准后的焊盘正上方的第二载玻片；(3)抬起贴附聚对二甲苯柔性电极的第二载玻片，将柔性扁平软排线翻转，补强板朝上固定在第一载玻片上，在热压机上完成终压。2.根据权利要求1所述的一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其特征在于，(1)中，所述各向异性导电胶带根据产品使用要求对应不同的热压参数，其中：热压参数包括三项：温度，时间和压力，通过热压机设置和调节热压参数，热压效果通过光学显微镜或扫描式电子显微镜观察；同时在电化学工作站通过循环伏安法，测试热压的导通率和一致性。3.根据权利要求2所述的一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其特征在于，所述各向异性导电胶带宽度为2mm，各向异性导电胶带的宽度根据实际热压区域大小需要更换调整。4.根据权利要求1所述的一种柔性软排线和聚对二甲苯柔性电极的热压连接方法，其特征在于，(1)、(2)中，所述电烙铁为外热式电烙铁，烙铁头使用前端贴附有耐高温热压硅胶条的铜质热压头，热压头采用平头T型结构，以保证热压的平整度和均匀性。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘景全，吉博文，王明浩，郭哲俊，包步峰，杨斌，陈翔，王晓林，杨春生，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31