微针电极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及微电子机械系统和微弱信号测量技术领域，尤其涉及一种微针电极及其制备方法。其中，微针电极包括：微针、夹持柄和输出端口；微针的数量为多个；各微针内沿夹持柄的一侧边均匀分布；各微针的朝向一致；输出端口设置在夹持柄的另一侧边；微针上设置有至少两个电极区；其中同一微针上的各个电极区距微针的针尖的距离不同；电极区为记录电极点或刺激电极点；输出端口设置有与电极区一一对应的输出接点；电极区通过金属引线连接对应的输出接点；微针、持柄和输出端口共用同一块基板；基板为表面涂覆有绝缘层的金属衬底。如此微针电极可以同时采集记录脑中不同深度的信号数据。同时，采用金属衬底，使得基板不易断裂。使得基板不易断裂。使得基板不易断裂。

【技术实现步骤摘要】
微针电极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及微电子机械系统和微弱信号测量
，尤其涉及一种微针电极及其制备方法。

技术介绍

[0002]植入式神经微针电极的研究对脑机接口技术、神经康复、疾病的诊断和治疗等诸多技术的发展有重要的意义。世界上多个国家对该研究方向的发展高度重视，因此，近年来，有关该方向的研究取得了多项顶尖的科研和应用成果。
[0003]现有的神经电极可分为微丝电极、犹他电极和密歇根电极。其中，微丝电极需要刚性探针辅助植入，也很难记录不同深度的神经信号。犹他电极是阵列式电极，可记录同一水平面的神经信号，但无法记录不同深度的神经信号。密歇根式电极截面积小，更适合深脑植入，且可以记录不同深度的神经信号，但硅基密歇根神经电极在手术操作过程中容易断裂，会造成严重的脑损伤。现有的微针电极存在记录信号数据少，记录信号数据深度单一和易断裂的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种微针电极及其制备方法，用以解决现有的微针电极存在的记录数据少，记录信号数据深度单一和易断裂的问题。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种微针电极，包括：微针、夹持柄和输出端口；
[0006]所述微针的数量为多个；各所述微针内沿所述夹持柄的一侧边均匀分布；各所述微针的朝向一致；
[0007]所述输出端口设置在所述夹持柄的另一侧边；
[0008]所述微针上设置有至少两个电极区；其中同一微针上的各个电极区距所述微针的针尖的距离不同；所述电极区为记录电极点或刺激电极点；
[0009]所述输出端口设置有与所述电极区一一对应的输出接点；所述电极区通过金属引线连接对应的输出接点；
[0010]所述微针、所述持柄和所述输出端口共用同一块基板；所述基板为表面涂覆有绝缘层的金属衬底；其中，所述金属衬底为通过图形化处理得到微针电极形状；所述金属衬底的绝缘层和覆盖所述金属引线的顶层绝缘层为沉积、喷胶工艺或提拉法制作的；所述电极区和输出接点是通过光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，破坏顶层绝缘层的预设位置而暴露出的。
[0011]优选地，所述电极区为记录电极点或刺激电极点。
[0012]优选地，所述刺激电极点长为150～300微米，宽为10～25微米；所述记录电极点长为10～25微米，宽为10～25微米。
[0013]优选地，所述微针长度为2～5毫米，宽度为100～200微米。
[0014]优选地，还包括：外部引线；
[0015]所述外部引线用于连接所述输出端口和外部电路。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供一种微针电极制备方法，用于制备如本申请第一方面所述的微针电极，方法包括：
[0017]通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板；其中，所述微针电极形状为包括微针、夹持柄和输出端口的微针电极的形状；其中，所述基板为表面涂覆有绝缘层的金属衬底；
[0018]通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层；
[0019]通过直接光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，暴露输出接点和至少两个电极区，得到具有微针、夹持柄和输出端口的微针电极。
[0020]优选地，当所述基板为金属衬底时，所述通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板，包括：
[0021]S101、对金属衬底，用深刻蚀、腐蚀或激光切割工艺加工出微针电极形状；
[0022]所述通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层，包括：
[0023]S102、通过沉积、喷胶工艺或提拉法，在金属衬底第一侧面制作第一绝缘层，在金属衬底的第二侧面制作背面绝缘层；
[0024]S103、在金属衬底第一侧面，通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线；
[0025]S104、在金属衬底第一侧面，通过喷胶工艺或提拉法制作顶层绝缘层。
[0026]优选地，当所述基板为金属衬底时，所述通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板，包括：
[0027]S201、对金属衬底，用深刻蚀腐蚀或激光切割工艺加工出微针电极形状；
[0028]所述通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层，包括：
[0029]S202、在金属衬底的第一侧面，通过沉积或喷胶工艺制作第一绝缘层；
[0030]S203、在第一绝缘层上，通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线；
[0031]S204、在具有金属引线的第一绝缘层上，通过沉积工艺或喷胶工艺制作顶层绝缘层；
[0032]通过直接光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，暴露输出接点和至少两个电极区，得到具有微针、夹持柄和输出端口的微针电极，包括：
[0033]S205、通过直接光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，暴露输出接点和至少两个电极区；
[0034]S206、在金属衬底除第二侧面，通过沉积工艺或喷胶工艺制作背面绝缘层，得到具有微针、夹持柄和输出端口的微针电极。
[0035]优选地，当所述基板为金属衬底时，所述通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板，包括：
[0036]S301、在金属衬底上用深刻蚀、腐蚀或激光等切割工艺，加工出微针电极形状；
[0037]通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层；包括：
[0038]S302、在金属衬底的第一侧面，通过沉积或喷胶工艺在制作第一绝缘层；
[0039]S303、在第一绝缘层上，通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线；
[0040]S304、通过沉积工艺、喷胶工艺或提拉法，在金属衬底的第一侧面制作顶层绝缘层，在金属衬底的第二侧面制作背面绝缘层。
[0041]第三方面，本专利技术实施例提供一种微针电极制备方法，用于制备如本申请第一方面所述的微针电极，方法包括以下步骤：
[0042]将预设基板材料的第一侧面贴合固定在硅片上；所述预设基板材料为预设的金属板；
[0043]基于微针电极形状，在预设基板材料的第二侧面制作金属引线和覆盖所述金属引线的顶端绝缘层，并通过直接光刻或光刻、反应离子刻蚀方法暴露输出接点和至少两个电极区；
[0044]通过激光加工、光刻、深刻蚀或湿法腐蚀的方法图形化预设基板材料，最终制作出微针电极形状，得到具有微针、夹持柄和输出端口的微针电极。
[0045]优选地，当所述基板为金属衬底时，所述将预设基板材料的第一侧面贴合固定在硅片上，包括：
[0046]S401、将基本片的第一侧面贴合固定在硅片上；
[0047]所述基于微针电极形状，在预设基板材料的第二侧面制作金属引线和覆盖所述金属引线的顶端绝缘层，并通过直接光刻或光刻、反应离子刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微针电极，其特征在于，包括：微针、夹持柄和输出端口；所述微针的数量为多个；各所述微针内沿所述夹持柄的一侧边均匀分布；各所述微针的朝向一致；所述输出端口设置在所述夹持柄的另一侧边；所述微针上设置有至少两个电极区；其中同一微针上的各个电极区距所述微针的针尖的距离不同；所述电极区为记录电极点或刺激电极点；所述输出端口设置有与所述电极区一一对应的输出接点；所述电极区通过金属引线连接对应的输出接点；所述微针、所述持柄和所述输出端口共用同一块基板；所述基板为表面涂覆有绝缘层的金属衬底；其中，所述金属衬底为通过图形化处理得到微针电极形状；所述金属衬底的绝缘层和覆盖所述金属引线的顶层绝缘层为沉积、喷胶工艺或提拉法制作的；所述电极区和输出接点是通过光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，破坏顶层绝缘层的预设位置而暴露出的。2.根据权利要求1所述的微针电极，其特征在于，所述电极区为记录电极点或刺激电极点；所述刺激电极点长为150～300微米，宽为10～25微米；所述记录电极点长为10～25微米，宽为10～25微米。3.根据权利要求1所述的微针电极，其特征在于，所述微针长度为2～5毫米，宽度为100～200微米。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的微针电极，其特征在于，还包括：外部引线；所述外部引线用于连接所述输出端口和外部电路。5.一种微针电极制备方法，用于制备如权利要求1～4任一所述的微针电极，其特征在于，包括以下步骤：通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板；其中，所述微针电极形状为包括微针、夹持柄和输出端口的微针电极的形状；其中，所述基板为表面涂覆有绝缘层的金属衬底；通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层；通过直接光刻或光刻、反应离子刻蚀方法，暴露输出接点和至少两个电极区，得到具有微针、夹持柄和输出端口的微针电极。6.根据权利要5所述的微针电极制备方法，其特征在于，所述通过图形化处理预设材料得到微针电极形状的基板，包括：S101、对金属衬底，用深刻蚀、腐蚀或激光切割工艺加工出微针电极形状；所述通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层，包括：S102、通过沉积、喷胶工艺或提拉法，在金属衬底第一侧面制作第一绝缘层，在金属衬底的第二侧面制作背面绝缘层；S103、在金属衬底第一侧面，通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线；S104、在金属衬底第一侧面，通过喷胶工艺或提拉法制作顶层绝缘层。7.根据权利要求5所述的微针电极制备方法，其特征在于，所述通过图形化处理预设材
料得到微针电极形状的基板，包括：S201、对金属衬底，用深刻蚀腐蚀或激光切割工艺加工出微针电极形状；所述通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线，并通过喷胶工艺或提拉法制作覆盖所述金属引线的顶层绝缘层，包括：S202、在金属衬底的第一侧面，通过沉积或喷胶工艺制作第一绝缘层；S203、在第一绝缘层上，通过喷胶工艺沉积光刻胶，并进行光刻、沉积制作金属引线；S2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志宏，史晓艺，李君实，黄东，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：