[发明专利]一种连接探针、其制备方法及在微电极阵列连接中的用途

说明书

本发明公开了一种连接探针、其制备方法及在微电极阵列连接中的用途。属于微电极阵列技术领域。本发明的连接探针包括基底以及位于所述基底上且间隔设置的阵列单元，所述阵列单元包括由下到上的金属种子层和金属镀层。本发明利用传统的MEMS工艺，创新设计，解决了高密度微电极阵列难以进行电学测试和可靠性测试，或在进行测试过程中会损伤微电极阵列的问题。利用MEMS加工制备精度高，微型化等特点，可制备用于高密度柔性微电极测试的探针，可达到无损测试效果，而且，本发明的连接探针使用可逆，测试完成后取下可重复使用。

技术领域

本发明属于微电极阵列技术、微机电系统和植入式神经接口技术领域，涉及一种连接探针、其制备方法及在微电极阵列连接中的用途，尤其涉及一种连接探针、其制备方法及在植入式柔性神经刺激电极连接中的用途。

背景技术

通常柔性微电极阵列由刺激点、导线、及焊盘组成，制备加工完成的柔性微电极阵列需要进行电镀或电气测试，使得柔性微电极阵列必须与外部电气设备建立连接，比如电镀时候需要连接电化学工作站，电气测试需要连接测试电路。

为了将柔性微电极阵列与外部电气设备建立连接，一般采用的方法是将电极通过焊盘焊接于PCB，再通过PCB转接于测试电路或电化学工作站。但是，当把电极焊接PCB后，这是一个不可逆过程，电极取下来的时候会遭到严重损坏，不利电极进行下步的封装，焊接等产品过程。另一方面，随着电极通道的增加，电极焊盘密度的增加，焊盘间距减小，PCB板的制备精度已远远达不到要求。

植入式微电极阵列作为植入式器件与人体的接口，起到与人体通讯的作用，它能产生电信号作用到人体，或接受人体产生的生物信号。该种植入式微电极阵列的一端连接到器件有源端，另一端一边与人体组织接触。目前，这种植入式微电极阵列已经被应用在人造视网膜、人造耳蜗、神脑刺激器、脊髓刺激器等植入式器件。

植入式微电极阵列作为器件与人体组织的接口，首先，其需要具有长期生物兼容性及稳定性；其次，则要保证微电极阵列具有优异的电学及机械性能。其中，电学性能需要保证植入式微电极阵列所有通道的导通率，以及每一条通道自身阻抗及电极与人体组织的界面阻抗；机械性能则是指在进行植入手术时或在长期植入人体的过程中不会因为机械损伤影响植入式微电极阵列的电学性能，要保证在长期的植入人体的过程中不会发生微电极阵列的机械损伤或老化损伤，从而影响微电极阵列在人体中的正常功能。

人造视网膜作为最复杂的一类植入式器件，其对微电极阵列的要求也更高。

人造视网膜中的微电极阵列一端通过封装体连接到刺激IC，另一端贴合在视网膜上，该微电极阵列作为一个传输载体将刺激IC产生的刺激信号作用到视网膜，使盲人患者产生光幻视。若想让盲人患者产生高分辨率的光幻视，则需要微电极阵列具有多的通道数，这样在视网膜区域内排布高密度的刺激电极阵列，产生的刺激信号能使患者得到高分辨率的光幻视图像。而人体视网膜的有效刺激面积约为5*5mm²，根据研究表明，当微电极阵列的刺激电极数目达到1000个以上时，刺激信号产生的光幻视将能使患者进行简单的人脸识别及阅读，电极数量降低，则产生的光幻视质量也越低，目前唯一的一款商用产品Argus II的电极数目只有60个，只能使患者产生光感，并不能很好的分清观察到的图像的轮廓，因此人造视网膜微电极阵列中的刺激电极数量要尽可能的多。但在5*5mm²的有效视网膜面积内，排布几百甚至上千个刺激电极点，再将这些刺激电极点通过连线连接到电极阵列与刺激IC相连的另一端，还是存在很大的难度的。因为随着刺激电极数目的增加，刺激电极及连线的尺寸都将减小，这大大增加了制备难度，且制备好的微电极阵列有可能不具有完好的电学性能。这就需要我们通过测试微电极阵列中每一条通道的阻抗，首先验证微电极阵列所有通道的导通率，在保证导通率的情况下，在通过电化学的方法去测试刺激电极的界面阻抗，最后通过电化学电镀的方法对刺激电极表面进行修饰，使刺激电极界面阻抗降低到一个合适的值。