[发明专利]与植入式器件柔性互连的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种与植入式器件柔性互连的方法。

背景技术

“植入式器件”已成为生物医学工程中一个极为重要的组成部分，它主要包括：各类植入式测量系统、植入式刺激器、植入式药疗(控制)装置、植入式人工器官及辅助装置等设备。通常对“植入式器件”的要求是：生物相容性好、可靠性高，适于体内长期植入，且必须体积小、重量轻，尽量减小植入损伤。而随着微电子技术和微加工能力的进步，人们已开始将微机电系统(Micro-electro-mechanical system，MEMS)技术引入到植入式器件领域以进一步减小“植入式器件”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。但是如何实现植入式微器件之间以及植入式微器件与外部记录或刺激装置的有效连接一直是一个比较棘手的问题。由于许多植入式微器件(比如人工耳蜗和人工视网膜)往往需要同时有几十甚至上百个与外部设备相通的并行连接，如果利用常规的金属绞线来进行连接，所形成器件的体积相对于植入操作来说会非常的大，很难满足植入式器件体积小、重量轻的要求，因此，不少研究小组开始了基于微加工技术的微型薄膜互连线的开发。Meyer等人开发了一种“MicroFlex”技术，利用金丝球压焊机形成铆钉结构，将微加工的薄膜互连线的通孔焊盘与植入式芯片上焊盘连通(请参见参考文献：Meyer，et al.“High density interconnectsand flexible hybrid assemblies for active biomedical implants”，IEEE TRANSACTIONSON ADVANCED PACKAGING，2001，24：366-374.)。但是该技术利用压焊的机械力来实现两层金属焊盘的接触，容易形成“虚焊”的效果，可靠性难以保证；而且用于压焊的金丝直径通常大于50μm，因此基于该技术的互连装置在互连线密度方面难以得到更大提高。

综上所述，如何解决现有技术中与植入式器件的电性连接问题实已成为本领域技术人员接待解决的技术课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种与植入式器件柔性互连的方法，以避免现有技术中互连易出现虚焊及连接密度有限的缺点。

为了达到上述目的，本发明提供的与植入式器件柔性互连的方法，其包括步骤：1)在具有牺牲层的基片上通过旋涂或气相沉积制作出聚合物基底层，并根据待连接的植入式器件的需要在所述聚合物基底层相应位置通过光刻或反应离子刻蚀制作出相应通孔；2)在所述聚合物基底层上通过溅射和剥离工艺制作出金属层，并使所述金属层不覆盖所述通孔；3)在所述金属层上通过旋涂或气相沉积绝缘材料以形成隔离绝缘层，并根据所述通孔的位置在所述隔离绝缘层相应位置通过光刻或反应离子刻蚀形成相应第一开口，以暴露所述通孔；4)采用酸腐蚀或电化学腐蚀所述基片上的牺牲层以释放由所述聚合物基底层、金属层及隔离绝缘层所形成的夹心式的柔性互连膜；5)将所述待连接的植入式器件的焊盘点金属层贴合所述柔性互连膜的表面并对准所述通孔，再以所述焊盘点金属层为种子层，采用电镀方式在所述通孔中生成金属柱以使所述待连接的植入式器件的焊盘点金属层与所述柔性互连膜具有的金属层电性连通。

其中，所述的与植入式器件柔性互连的方法还包括步骤：(1)根据要与所述待连接的植入式器件连接的外部设备的需要在所述隔离绝缘层相应位置通过光刻或反应离子刻蚀形成相应第二开口，以暴露能与所述外部设备相连接的部分金属层；(2)在所述金属柱处浇注绝缘聚合物以形成封装结构；(3)将所述外部设备的电性连接件与所述柔性互连膜暴露出的部分金属层电性连接以完成与所述待连接的植入式器件的柔性连接。

较佳的，所述牺牲层的材料可为二氧化硅、铝、铜、铬及钛中的一种，其厚度在1000埃至2微米之间，所述聚合物基底层材料可为聚酰亚胺或聚对二甲苯，其厚度在1000埃至50微米之间，所述金属层材料可为金、铂及铱中的一种，其厚度在100埃至1微米之间，所述隔离绝缘层材料可以为二氧化硅、氮化硅、聚酰亚胺或聚对二甲苯，其厚度在100埃至50微米之间，所述金属柱的材料的可为镍、铜及金中的一种。

综上所述，本发明的与植入式器件柔性互连的方法采用柔性互连膜来实现与植入式器件的柔性连接，有效避免了现有技术中互连易出现“虚焊”的缺点，而且柔性互连膜体积小，重量轻，易于集成，可大大减小植入式器件的植入损伤，且电气连接的可靠性高，整个制作工艺简单、成熟，易于批量生产。

附图说明

图1为本发明的与植入式器件柔性互连的方法所形成的聚合物基底层的示意图。