神经电极组件及其制备方法与流程

本发明涉及神经电极，具体为一种神经电极组件及其制备方法。

背景技术：

1、目前植入式神经电极主要有以硬质硅材料作为基础的微针电极或阵列(mea电极)，如密西根电极、犹他电极等；以及以柔性聚合物，如聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚酰亚胺(pi)、聚对二甲苯(parylene)为衬底材料的平面型电极阵列(ecog电极)。其中，硬质微针电极作用区域为大脑皮层内或深部脑区，可以记录单个神经元活动的尖峰信号(spike)，用于研究神经元的活动模式和同步性。柔性平面电极作用的区域为大脑皮层表面，可以记录皮层表面局部场电位(lfps)，这类电信号反映了大脑皮层表面的整体电活动，可以研究神经元活动的整体模式和神经网络的传播。同时记录皮层内电信号和皮层表面电信号，可以同时了解神经元活动在不同区域之间的相互作用和传递过程，这种综合记录的方法可以提供更全面的神经活动信息，有助于深入研究大脑的功能和神经网络的运作机制。

2、现有技术中，制备同时具有硬质微针电极和柔性平面电极的神经电极组件大多只能单个产品进行制备，而且制备的方式复杂，制备难度大。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种神经电极组件及其制备方法，至少可以解决现有技术中的部分缺陷。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种神经电极组件的制备方法，包括如下步骤：

3、于硅基底上敷设第一层柔性衬底，并于所述第一层柔性衬底上制备导电部，所述导电部用于与cmos芯片互联；

4、再次敷设第二层柔性衬底，并使所述柔性衬底包裹所述导电部，仅露出所述导电部远离所述硅基底的表面；

5、翻转所述s2步骤制备的结构，使得所述硅基底朝上，并将该结构装于载体上；

6、对朝上的所述硅基底进行刻蚀，留下独立的小硅基底，将所述小硅基底弯折至远离所述第二层柔性衬底，得到硬质微针电极；

7、去掉所述载体，得到具有导电部的柔性平面电极。

8、进一步，所述导电部包括电极触点和微凸点，所述电极触点具有金属电极和金属引线，所述微凸点与所述cmos芯片电连接。

9、进一步，所述电极触点和所述微凸点的制备具体包括如下步骤：

10、于所述第一层柔性衬底上旋涂光刻胶，并于图案化处理后的光刻胶上沉积第一层金属导电层，对所述第二层金属导电层进行剥离工艺后得到电极触点，

11、在所述电极触点制备完毕后，再进行第二次光刻胶的旋涂，并于图案化处理后的光刻胶上沉积第二层金属导电层，对所述第二层金属导电层进行剥离工艺后得到微凸点。

12、进一步，所述电极触点的材质为铂、金或铂铱合金；所述微凸点的材质为铅锡合金、无铅锡基合金或铟合金。

13、进一步，于所述第二层柔性衬底上制备硬掩膜层，并对所述硬掩膜层和所述第二层柔性衬底进行刻蚀，以使所述导电部远离所述硅基底的表面从所述第二层柔性衬底中露出，接着除去剩余的硬掩膜层。

14、进一步，所述硬掩膜层包括金属铝掩膜，且对所述金属铝掩膜和所述第二层柔性衬底刻蚀时，采用湿法刻蚀、干法刻蚀或等离子体刻蚀。

15、进一步，利用临时键合工艺将所述结构装于载体上，并在得到硬质微针电极通过解键合工艺去掉所述载体。

16、进一步，所述结构通过键合胶粘贴在所述载体上，在键合工艺完成后，立即将所述载体边缘的键合胶去除。

17、进一步，在所述s4步骤中，在对朝上的所述硅基底进行刻蚀前，先对所述硅基底进行减薄。

18、本发明实施例提供另一种技术方案：一种神经电极组件，采用上述的神经电极组件的制备方法进行批量制备，所述神经电极组件包括硬质微针电极和柔性平面电极。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用mems加工工艺，可以在同一片晶圆上实现硬质微针电极和柔性平面电极的同时制备，并能够一次制备若干产品，降低了神经电极组件的制备难度。

技术特征：

1.一种神经电极组件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于，所述导电部包括电极触点和微凸点，所述电极触点具有金属电极和金属引线，所述微凸点与所述cmos芯片电连接。

3.如权利要求2所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于，所述电极触点和所述微凸点的制备具体包括如下步骤：

4.如权利要求2所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：所述电极触点的材质为铂、金或铂铱合金；所述微凸点的材质为铅锡合金、无铅锡基合金或铟合金。

5.如权利要求1所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：于所述第二层柔性衬底上制备硬掩膜层，并对所述硬掩膜层和所述第二层柔性衬底进行刻蚀，以使所述导电部远离所述硅基底的表面从所述第二层柔性衬底中露出，接着除去剩余的硬掩膜层。

6.如权利要求5所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：所述硬掩膜层包括金属铝掩膜，且对所述金属铝掩膜和所述第二层柔性衬底刻蚀时，采用湿法刻蚀、干法刻蚀或等离子体刻蚀。

7.如权利要求1所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：利用临时键合工艺将所述结构装于载体上，并在得到硬质微针电极通过解键合工艺去掉所述载体。

8.如权利要求7所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：所述结构通过键合胶粘贴在所述载体上，在键合工艺完成后，立即将所述载体边缘的键合胶去除。

9.如权利要求1所述的神经电极组件的制备方法，其特征在于：在所述s4步骤中，在对朝上的所述硅基底进行刻蚀前，先对所述硅基底进行减薄。

10.一种神经电极组件，其特征在于：采用如权利要求1-9任一所述的神经电极组件的制备方法进行批量制备，所述神经电极组件包括硬质微针电极和柔性平面电极。

技术总结本发明涉及神经电极技术领域，提供了一种神经电极组件的制备方法，包括如下步骤：于硅基底上敷设第一层柔性衬底，并于第一层柔性衬底上制备导电部，导电部用于与CMOS芯片互联；再次敷设第二层柔性衬底，并使柔性衬底包裹导电部，仅露出导电部远离硅基底的表面；翻转S2步骤制备的结构，使得硅基底朝上，并将该结构装于载体上；对朝上的硅基底进行刻蚀，留下独立的小硅基底，将小硅基底弯折至远离第二层柔性衬底，得到硬质微针电极；去掉载体，得到具有导电部的柔性平面电极。还提供一种神经电极组件。本发明采用MEMS加工工艺，可以在同一片晶圆上实现硬质微针电极和柔性平面电极的同时制备，并能够一次制备若干产品，降低了神经电极组件的制备难度。技术研发人员：黄立,黄晟,刘博文,倪常茂,童贝,杨邓飞受保护的技术使用者：武汉衷华脑机融合科技发展有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12