微制造群組電鍍技術(shù)的制作方法
【專利說明】微制造群組電鍍技術(shù)
[0001]相關(guān)申請交叉引用
[0002]本申請要求2013年9月17日提交的第61/878,992號美國臨時專利申請的權(quán)益，其全部內(nèi)容為所有目的通過引用并入本文。
[0003]關(guān)于對在聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)下進行的發(fā)明的權(quán)利的聲明
[0004]本發(fā)明是在美國政府支持下，在美國國家科學(xué)基金會資助的基金ECC0310723下做出的。聯(lián)邦政府在本發(fā)明中擁有某些權(quán)利。
[0005]背景
[0006]1.
技術(shù)領(lǐng)域
[0007]本發(fā)明的實施例通常涉及制造通過外科手術(shù)移植的電子設(shè)備，具體地，涉及與組織如眼睛的視網(wǎng)膜連接的電極陣列。
[0008]2.
【背景技術(shù)】
[0009]老年性黃斑變性(AMD)和色素性視網(wǎng)膜炎(RP)是人眼的兩種最常見的外視網(wǎng)膜變性疾病。使用視網(wǎng)膜假體有希望讓患有所述疾病的人看得見。繞過有缺陷的外視網(wǎng)膜感光細胞并直接電刺激內(nèi)視網(wǎng)膜神經(jīng)元的視網(wǎng)膜假體，已讓一些患有AMD和RP的盲人感知光。
[0010]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這些早期假體僅涉及在神經(jīng)元上的非常少數(shù)量的刺激電極。為實現(xiàn)面部識別或大號文字讀取，下一代視網(wǎng)膜假體設(shè)備可使用1024個或更多刺激電極。1024-電極移植物可被構(gòu)造為32X32的正方形的電極陣列或矩形、圓形或其它形狀的具有不同數(shù)量的電極。
[0011 ]由于對眼球手術(shù)切口限制，以及為匹配黃斑的大小，1024個刺激電極彼此應(yīng)布置在7毫米(mm) X7mm內(nèi)的小區(qū)域內(nèi)。因此，每個電極應(yīng)足夠小以適合分配的區(qū)域，并且給予可接受的空間分辨率。然而，較小的電極具有高阻抗，因為它們小。高阻抗導(dǎo)致高電荷密度，這可能導(dǎo)致對組織的損壞。
[0012]本領(lǐng)域中存在對改善的生物相容電極和制造技術(shù)的需要。
[0013]【背景技術(shù)】部分中討論的主題不應(yīng)被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)，而僅作為在【背景技術(shù)】部分中其提及的結(jié)果。類似地，【背景技術(shù)】部分中提及的或與【背景技術(shù)】部分的主題相關(guān)聯(lián)的問題，不應(yīng)被認(rèn)為已在現(xiàn)有技術(shù)中被預(yù)先認(rèn)識到?！颈尘凹夹g(shù)】部分中的主題僅表示不同的方法，其本身也可為發(fā)明。
[0014]簡要概述
[0015]通常，電鍍技術(shù)被描述為可擴展到數(shù)百、數(shù)千或更多單獨電極，所述電極彼此電隔離但通過電纜或其它設(shè)備連接至用于集成電路(1C)芯片的表面安裝區(qū)域。通過化學(xué)氣相沉積(CVD)或以其它方式將金屬或其它導(dǎo)電材料的連續(xù)片材可沉積到表面安裝區(qū)域上，有效地將表面安裝區(qū)域的所有導(dǎo)電墊連接在一起。因為表面安裝區(qū)域的所有導(dǎo)電墊電連接在一起，所以電纜另一端的電極也電連接在一起。金屬片材然后通過單一連接點連接至電鍍電源而具有電極的另一電纜端浸在用于電鍍的電解質(zhì)溶液中。電鍍完成后，通過蝕刻、剝離或其它方式除去金屬片材以再次電隔離電極。
[0016]已發(fā)現(xiàn)，用鉑黑(Pt黑)電鍍電極，通過產(chǎn)生粗糙表面并增大與身體組織連接的表面區(qū)域，降低每個電極的阻抗。還描述了借助制造方法生產(chǎn)的生物相容帶狀電纜裝置，其可與1C芯片連接并植入體內(nèi)。
[0017]本發(fā)明的一些實施例涉及在帶狀(或其它)電纜上電鍍許多電極的方法。該方法包括:提供具有第一端部的帶狀電纜，所述第一端部具有多個布置在表面安裝陣列中的導(dǎo)電墊，每個導(dǎo)電墊各自地通過導(dǎo)電體經(jīng)由帶狀電纜連接至在帶狀電纜的第二端部處的相應(yīng)電極;將導(dǎo)電材料的連續(xù)片材沉積在表面安裝陣列之上，使得導(dǎo)電墊彼此電短路;使在帶狀電纜的第二端部處的電極浸在電解質(zhì)溶液中；連接電源至在第一端部處的導(dǎo)電材料片材，從而同時將電源連接至在第二端部處的電極;使用電源和電解質(zhì)溶液電鍍電極；以及從表面安裝陣列除去導(dǎo)電材料的連續(xù)片材以使導(dǎo)電墊彼此電隔離。
[0018]表面安裝陣列中的導(dǎo)電墊各自的寬度可小于100微米(μπι)并且與彼此距離小于ΙΟΟμπι。帶狀電纜可完全由適合植入哺乳動物中的生物相容材料構(gòu)成。電鍍可包括用鉑黑電鍍電極。沉積可包括熱蒸發(fā)或化學(xué)氣相沉積。方法可包括:將導(dǎo)電材料的連續(xù)片材沉積在帶狀電纜的第一端部之上，使得導(dǎo)電材料的連續(xù)片材大于表面安裝陣列;將光致抗蝕劑施加到帶狀電纜的第一端部;將光掩膜曝露于電纜的第一端部；以及除去過量的導(dǎo)電材料以留下在表面安裝陣列之上的導(dǎo)電材料的連續(xù)片材。沉積可包括將導(dǎo)電膠帶粘附到表面安裝陣列。除去可包括從表面安裝陣列剝離連續(xù)片材。連續(xù)片可包括選自由鋁、金、鉑、銀和鈦組成的組的材料。電鍍可包括用選自由純鉑、金和銥組成的組的金屬電鍍電極。表面安裝陣列可為正方形或矩形，并且它可為平面的。表面安裝陣列在導(dǎo)電墊之間可具有固定間距。微制造帶狀電纜可使用光致抗蝕劑、光掩膜、蝕刻和化學(xué)氣相沉積。該方法可進一步包括將集成電路(1C)芯片或1C插座安裝到帶狀電纜的表面安裝陣列。1C芯片可包括在1C芯片的底部上處于二維陣列中的多個金屬墊，1C芯片的每個金屬墊通過導(dǎo)電環(huán)氧樹脂連接至帶狀電纜的表面安裝陣列。
[0019]—些實施例涉及在帶狀(或其它)電纜上電鍍許多電極的方法。該方法包括:提供具有第一端部的帶狀電纜，該第一端部具有適于與一個或更多電部件連接的多個導(dǎo)電墊，每個導(dǎo)電墊各自地通過導(dǎo)電體連接至局部抽頭區(qū)域(localized tap area)中的相應(yīng)導(dǎo)線并且經(jīng)由帶狀電纜連接至在帶狀電纜的第二端部處的相應(yīng)電極;將導(dǎo)電材料的連續(xù)片材沉積在局部抽頭區(qū)域之上，使得導(dǎo)線彼此電短路;使在帶狀電纜的第二端部處的電極浸在電解質(zhì)溶液中；將電源連接至導(dǎo)電材料的片材，從而同時將電源連接至在第二端部處的電極；使用電源和電解質(zhì)溶液電鍍電極；以及從局部抽頭區(qū)域除去導(dǎo)電材料的連續(xù)片材以使導(dǎo)線彼此電隔離。
[0020]—些實施例涉及生物相容帶狀電纜裝置。該裝置包括:具有第一端部的生物相容帶狀電纜，該第一端部具有布置在表面安裝陣列中的多個導(dǎo)電墊，每個導(dǎo)電墊各自地通過導(dǎo)電體經(jīng)由帶狀電纜連接至在帶狀電纜的第二端部處的相應(yīng)電極；以及在每個電極之上的鉑黑(Pt黑)鍍層，該鍍層使電極的表面面積增大超過相應(yīng)的未電鍍的電極。
[0021]表面安裝陣列中的導(dǎo)電墊各自的寬度可小于ΙΟΟμπι并且與彼此距離小于ΙΟΟμπι。帶狀電纜電極可以可操作性地與眼球內(nèi)的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞連接。
[0022]可通過參考本說明書的剩余部分和附圖，實現(xiàn)對在此公開和提議的實施例的性質(zhì)和優(yōu)點的進一步理解。
[0023]附圖簡述
[0024]圖1為根據(jù)實施例的帶狀電纜的透視圖。
[0025]圖2為根據(jù)實施例的帶狀電纜的示意圖，其中電極通過外科手術(shù)匹配到眼球。
[0026]圖3示出根據(jù)實施例的可穿戴發(fā)射器組件。
[0027]圖4A示出根據(jù)實施例的在帶狀電纜上沉積金屬跡線(trace)和電極。
[0028]圖4B示出根據(jù)實施例的埋置跡線并留下電極外露。
[0029]圖4C示出根據(jù)實施例的沉積導(dǎo)電材料的連續(xù)片材。
[0030]圖4D示出根據(jù)實施例的電鍍的結(jié)果。
[0031]圖4E示出根據(jù)實施例的除去導(dǎo)電片材。
[0032 ]圖5A示出根據(jù)實施例的沉積聚對二甲苯。
[0033 ]圖5B示出將金屬沉積在圖5A的聚對二甲苯之上。
[0034]圖5C示出將聚對二甲苯沉積在圖5B的金屬之上。
[0035]圖5D示出根據(jù)實施例的將光致抗蝕劑作為掩膜施加在圖5C的工件之上以使電極外露。
[0036]圖5E示出外露圖?的電極。
[0037]圖5F示出除去圖5E的光致抗蝕劑的結(jié)果。
[0038]圖5G示出將鋁沉積在圖5F的工件之上。
[0039 ]圖5H示出將光致抗蝕劑作為掩膜施加以圖案化圖5G的鋁。
[0040]圖51示出圖案化圖5H的鋁的結(jié)果。
[0041 ]圖5 J示出從圖51的工件除去除鋁的分接頭外的所有。
[0042 ]圖5K示出從圖5K的工件除去光致抗蝕劑的結(jié)果。
[0043 ]圖5L示出施加電壓到鋁的分接頭以電鍍圖5L的工件。
[0044]圖5M示出從圖5L的工件除去分接頭的結(jié)果。
[0045]圖6圖示根據(jù)實施例的電鍍系統(tǒng)。
[0046]圖7示出根據(jù)實施例的實驗室電鍍系統(tǒng)。
[0047]圖8示出根據(jù)實施例的雙金屬層電極陣列的近視圖。
[0048]圖9A為鍍前電極的圖像。
[0049 ]圖9B為根據(jù)實施例的鍍后電極的圖像。
[0050]圖10為根據(jù)實施例的工藝的流程圖。
[0051]圖11為根據(jù)實施例的工藝的流程圖。
[0052]參考說明書的剩余部分(包括附圖和權(quán)利要求)，將認(rèn)識到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點。關(guān)于