植入式柔性神经微电极的互连方法VIP免费

第16卷第5期2010年10月功能材料与器件学报JOURNALOFFUNCTIONALMATERIALSANDDEVICESVo1．16．No．50ct．．2010文章编号：1007—4252(2010)05—0471—08植入式柔性神经微电极的互连方法周亮，朱壮晖一，张华。，周洪波，孙晓娜，李刚，赵建龙(1．中国科学院上海微系统与信息技术研究所，上海200050；2．中国科学院研究生院，北京100039)摘要：为了实现植入式柔性神经微电极与外部记录或刺激装置的有效、可靠连接，本文提出了一种基于通孔电镀的植入式柔性神经徽电极互连方法。该方法首先制作具有通孔结构的柔性互连膜，并将其通孔与待连接的植入式微电极焊接位点对准贴合，然后电镀生长导通金属，从而实现与待连接的植入式器件的柔性连接。最后本文通过SEM观察、电学性能测试、机械强度测试以及生物兼容性测试等手段对此互连方法的焊接效果进行了评价。测试结果表明本文提出的柔性微电极互连方法具有很好的可靠性和稳定性。关键词：柔性基底；神经微电极；电镀；互连中图分类号：TB381文献标识码：AAnelectricalinterconnectmethodforimplantableflexibleneuralmicroelectrodes(1．ZHOULiang一，ZHUZhuang—hui一，ZHANGhua，ZHOUHong．bo，SUNXiao．na一，LIGang，ZHAOJian—longShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200050，China；2．GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences，Beijing100039，China)Abstract：Inordertoachieveefficientandreliableinterconnectionbetweenimplantableflexibleneuralmicr0electrodesandexternalstimulationandrecorddevices．anelectricalintereonneetmethodbasedonvia—holeelectroplatinghasbeenpresentedinthispaper．Inthismethod，aflexibleinterconnectfilmin—eludingvia—holestructureswasfirstfabricated，andthenbondedonaflexibleneuralmicroelectrodeaf-teraligningitsvia—holeswiththeweldingpadsoftheflexibleneuralmicroelectrode．Afterthat，anelec—troplatingprocesswasperformedtolJthevia—holeswiththegrowthofmeta1．whichcouldformanelec—tricalconnectionbetweentheflexiblejnterconnectfilmandtheflexiblemicr0electrode．Finally．thefabri—cateddeviceswereinvestigatedbySEM，electricalperformancetest，mechanicalstrengthtest，andbio—compatibilitytest．Theresultsshowthattheproposedinterconnectionmethodfortheflexiblemicroelectro一收稿日期：2009—10—27；修订日期：2010—01—29基金项目：国家973计划(No．2005CB724305)；上海市自然科学基金项目(No．07ZR14134)；上海市AM基金项目(No08520740300)；中国科学院上海微系统与信息技术研究所青年创新基金项目(No．2008QNCX02)．作者简介：作者简介：周亮(1983一)，男，硕士研究生，主要研究方向为BioMEMS器件及应用．通讯作者：gang_li@mail．sim．ac．cn．472功能材料与器件学报16卷deshasgoodreliabilityandstability．Keywords：Flexiblesubstrate；NeuralMicroelectrode；Electroplating；Interconnection0引言几个世纪以来，神经科学以及相关的工程研究一直是生命科学的热点领域。在神经工程系统中，电极是其中最关键的部件之一，作为神经一电子接口，植入式电极在神经生物学的基础研究和神经疾患的治疗方面发挥着重要作用。一方面植入式电极可以将神经活动转换为电信号被记录下来进行分析，以研究神经系统的工作机理¨’；另一方面植入式电极可以利用电信号激励或抑制神经活动以实现功能性电刺激(functionalelectricalstimulation，FES)，进行神经疾患的治疗’。传统的植入式电极往往是采用金属丝或微玻璃管进行加工制作，但是，这类电极加工起来比较困难，对操作者个人技巧依赖性比较大，电极位点通量较低，且难以大批量制作’。随着微电子技术和微加工能力的进步，人们开始将微机电系统(Micro—electro—mechanicalsystem，MEMS)技术引入到神经工程领域以进一步减小植入式电极的体积、重量和功耗，由此可减小植入损伤，提高记录或刺激的选择性。目前，基于MEMS技术的植入式微...