CN112657053A - 植入式的双面电极及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提出了一种植入式的双面电极，双面电极具有正面和与正面相反的背面，其包括：第一绝缘层，其具有多个第一窗口；第一导电层，其设置在第一绝缘层上并包括多个第一电极刺激点、多条第一连接线和多个第一焊点；第二绝缘层，其覆盖第一绝缘层和第一导电层；第二导电层，其设置在第二绝缘层上并包括多个第二电极刺激点、多条第二连接线和多个第二焊点；以及第三绝缘层，其覆盖第二导电层和第二绝缘层，并且具有多个第二窗口，其中，多个第一电极刺激点经多个第一窗口暴露而形成背面侧电极阵列，多个第二电极刺激点经多个第二窗口暴露而形成正面侧电极阵列。根据本公开能够提供一种工艺简单的植入式的双面电极及其制备方法。
Description
技术领域
本公开涉及一种植入式的双面电极及其制备方法。
背景技术
电极广泛应用于生物医学工程领域，例如电极可以用来获取生物电信号和对神经或肌原组织等进行电刺激。作为获取生物电信号的例子，例如通过植入微电极可以记录神经细胞电生理信号和获取多巴胺等神经递质电化学信号等多维度微弱信号，对研究神经网络具有重要意义。作为对神经或肌原组织进行电刺激的例子，例如通过植入体内的微电极与靶组织的作用而实现对特定组织进行电刺激，修复特定功能，比如人工视网膜，通过体外设备将图像转化为刺激电信号，微电极传输刺激电流到视觉神经、促进失明者产生一定的视觉体验。
对于电极而言，为提高获取的生物电信号的质量和电刺激的选择性，往往需要双面电极，然而目前双面电极的制备工艺复杂，而且为了减少对生物组织的伤害，双面电极经常使用柔性材料作为基底材料，由于使用柔性材料，必须在基底上加工，进一步增加了双面电极制备工艺的难度。
专利文献(CN101172185A)提供了一种植入式双面柔性微阵列电极的制备方法，通过键合方法将已制作正面电极的含牺牲层的硅片通过热压键合的方式键合到图形化玻璃基片上，去除含牺牲层的硅片后制作背面电极，再去除玻璃基片，得到柔性电极。然而，在该专利文献所公开的制备方法中，需要键合对准，容易产生偏差，而且需要对两种基片进行加工，增加了工艺难度。
发明内容
本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种工艺简单的植入式的双面电极及其制备方法。
为此，本公开一方面提供了一种植入式的双面电极，所述双面电极具有正面和与所述正面相反的背面，其包括：第一绝缘层，其具有多个第一窗口，所述多个第一窗口贯穿所述第一绝缘层；第一导电层，其设置在所述第一绝缘层上并被形成为包括多个第一电极刺激点、多条第一连接线和分别经由所述多条第一连接线与所述多个第一电极刺激点连接的多个第一焊点的第一预定图案；第二绝缘层，其形成在所述第一导电层上并覆盖所述第一绝缘层和所述第一导电层；第二导电层，其设置在所述第二绝缘层上并被形成为包括多个第二电极刺激点、多条第二连接部和分别经由所述多条第二连接线与所述多个第二电极刺激点连接的多个第二焊点的第二预定图案；以及第三绝缘层，其形成在所述第二导电层上并覆盖所述第二导电层和所述第二绝缘层，并且具有多个第二窗口，所述多个第二窗口贯穿所述第三绝缘层，其中，多个所述第一电极刺激点与多个所述第一窗口对应以使多个所述第一电极刺激点经由多个所述第一窗口暴露于外界而形成背面侧电极阵列，多个所述第二电极刺激点与多个所述第二窗口对应以使多个所述第二电极刺激点经由多个所述第二窗口暴露于外界而形成与所述背面侧电极阵列相背的正面侧电极阵列，多个所述第一焊点与多个第一通道对应，所述第一通道贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，多个所述第二焊点与多个第二通道对应，所述第二通道贯穿所述第三绝缘层，多个第一焊点分别经由多个所述第一通道暴露于外界而形成第一焊盘阵列，多个第二焊点分别经由多个所述第二通道暴露于外界而形成第二焊盘阵列，并且所述第一焊盘阵列和所述第二焊盘阵列与所述正面侧电极阵列位于同一侧。在本公开的一方面中，采用双层电极结构，第一窗口从背面侧方向暴露第一导电层的第一电极刺激点，第二窗口从正面侧方向暴露第二导电层的第二电极刺激点，并且第一焊点和第二焊点均于正面侧方向暴露，由此，能够简单地制作双层电极结构。
另外，在本公开的一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列在所述正面的正投影所形成假想电极阵列彼此交错。由此，能够有利于减少正面侧电极阵列和背面侧电极阵列之间的相互干扰。
另外，在本公开的一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列以相同的排列方式排布，所述正面侧电极阵列中相邻的所述第二电极刺激点之间的距离彼此相等，所述背面侧电极阵列中相邻的所述第一电极刺激点之间的距离彼此相等。由此，能够方便地制作正面侧电极阵列和背面侧电极阵列。
另外，在本公开的一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间彼此融合，所述第二绝缘层与所述第三绝缘层之间彼此融合，所述第一导电层与所述第二导电层经由所述第二绝缘层彼此绝缘。由此，第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层能够融合成一体，并且能够进一步减少第一导电层与第二导电层之间的互相干扰。
另外，在本公开的一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述正面侧电极阵列与所述第二焊盘阵列之间的距离小于所述背面侧电极阵列与所述第一焊盘阵列之间的距离。由此，能够有助于第一焊盘阵列与第二焊盘阵列同侧设置。
另外，在本公开的一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述双面电极包括植入端、连接部和经由所述连接部与所述植入端连接的焊接端，所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列位于所述植入端，所述第二焊盘阵列和所述第一焊盘阵列位于所述焊接端。由此，能够方便地将正面侧电极阵列和背面侧电极阵列布置在一端，第二焊盘阵列和第一焊盘阵列布置在另一端。
本公开的另一方面提供了一种植入式的双面电极的制备方法，其包括以下步骤：(a)准备具有相背的第一介质膜和第二介质膜的基片，在所述第一介质膜上形成有牺牲层，并在所述牺牲层上形成第一绝缘层；(b)在所述第一绝缘层上形成呈第一预定图案的第一导电层，并接着形成在所述第一导电层上并覆盖所述第一绝缘层和所述第一导电层的第二绝缘层，所述第一预定图案包括多个第一电极刺激点、多条第一连接线和分别经由所述多条第一连接线与所述多个第一电极刺激点连接的多个第一焊点；(c)在所述第二绝缘层上形成呈第二预定图案的第二导电层，并接着形成在所述第二导电层上并覆盖所述第二绝缘层和所述第二导电层的第三绝缘层，所述第二预定图案包括多个第二电极刺激点、多条第二连接线和分别经由所述多条第二连接线与所述多个第二电极刺激点连接的多个第二焊点；(d)在所述第三绝缘层上形成图案化的掩膜层并根据所述掩膜层上的图案进行刻蚀，从而形成多个第二窗口、多个第二通道和多个第一通道；并且(e)对所述第二介质膜进行图案化处理并刻蚀，从而形成多个第一窗口，以获得所述双面电极，其中，所述第一窗口贯穿所述第一绝缘层，所述第一通道贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，所述第二窗口和所述第二通道分别贯穿所述第三绝缘层，多个所述第一电极刺激点与多个所述第一窗口对应以使多个所述第一电极刺激点经由多个所述第一窗口暴露于外界而形成背面侧电极阵列，多个所述第二电极刺激点与多个所述第二窗口对应以使多个所述第二电极刺激点经由多个所述第二窗口暴露于外界而形成与所述背面侧电极阵列相背的正面侧电极阵列，多个所述第一焊点与多个第一通道对应，多个第一焊点分别经由多个所述第一通道暴露于外界而形成第一焊盘阵列，多个所述第二焊点与多个第二通道对应，多个第二焊点分别经由多个所述第二通道暴露于外界而形成第二焊盘阵列，并且所述第一焊盘阵列和所述第二焊盘阵列与所述正面侧电极阵列位于同一侧。由此，能够简单地制备双面电极，并且提高双面电极制备工艺的良品率和重复性。
另外，在本公开的另一方面所涉及的双面电极中，可选地，在所述步骤(a)中，还包括对所述牺牲层进行图案化处理并刻蚀形成标记用的凹槽，所述凹槽的位置对应所述第一窗口的位置。由此，能够有助于后续刻蚀出第一窗口。
另外，在本公开的另一方面所涉及的双面电极中，可选地，在所述步骤(b)中，还包括在所述第一绝缘层上形成图案化的保护层，并在形成所述第一导电层后去除所述保护层，从而形成呈第一预定图案的第一导电层。由此，能够简单地制备第一导电层。
另外，在本公开的另一方面所涉及的双面电极中，可选地，所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层分别由柔性绝缘材料制成，所述柔性绝缘材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇或聚四氟乙烯树脂中的至少一种，所述第一导电层和所述第二导电层分别由金属材料制成，所述金属材料为银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种，所述牺牲层为选自铝、氧化硅、铬、钛中的至少一种制成。由此，能够制备具有生物兼容性和良好导电性能的双面电极。
根据本公开能够提供一种工艺简单的植入式的双面电极及其制备方法。
附图说明
现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：
图1是示出了本公开示例所涉及的植入式的双面电极的结构示意图。
图2示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极的俯视图。
图3示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极的局部图。
图4示出了本公开的另一示例所涉及的植入式的双面电极的第一电极刺激点和第二电极刺激点在正面的正投影图。
图5示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极的制备方法的流程图。
图6示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极的制备方法的制备过程示意图。
具体实施方式
以下，参考附图，详细地说明本公开的优选实施方式。在下面的说明中，对于相同的部件赋予相同的符号，省略重复的说明。另外，附图只是示意性的图，部件相互之间的尺寸的比例或者部件的形状等可以与实际的不同。
在本公开中，植入式的双面电极1可以简称为“双面电极1”，植入式的双面电极1的制备方法可以简称为“制备方法”。另外，本公开所涉及的植入式的双面电极1例如可以应用于人工视网膜传输刺激电流到视觉神经等。此外，植入式的双面电极1可以具有正面1A和与正面1A相反的背面1B。
在本实施方式中，双面电极1可以包括植入端1a、连接部1b和焊接端1c。其中，植入端1a可以经由连接部1b与焊接端1c连接。在一些示例中，植入端1a可以具有释放电刺激信号的刺激部，例如在使用本实施方式所涉及的双面电极1来进行刺激神经或组织时，可以将植入端1a植入生物体内(例如眼球、大脑、耳蜗等)，该刺激部可以在指定位置(例如视网膜)释放特定信号(例如视觉信号)转化成的电刺激信号，以修复特定功能(例如视觉)。在一些示例中，焊接端1c可以与转化特定信号为电刺激信号的外部结构电连接以接收电刺激信号。本公开的示例不限于此，在一些示例中，双面电极1可以获取生物电信号。
图1是示出了本公开示例所涉及的植入式的双面电极1的结构示意图。图2示出了本公开示例所涉及的植入式的双面电极1的俯视图。
在本实施方式中，如图1所示，植入式的双面电极1可以包括绝缘基底10和金属电极20。其中，绝缘基底10可以包括第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13，金属电极20可以包括第一导电层21和第二导电层22。另外，如图1所示，第一导电层21可以设置在第一绝缘层11上，第二绝缘层12可以形成在第一导电层21上并覆盖第一绝缘层11和第一导电层21，第三绝缘层13可以形成在第二导电层22上并覆盖第二导电层22和第二绝缘层12。
在一些示例中，第一导电层21可以被形成为包括多个第一电极刺激点211、多条第一连接线212和分别经由多条第一连接线212与多个第一电极刺激点211连接的多个第一焊点213的第一预定图案(参照图2)。在另一些示例中，第二导电层22可以被形成为包括多个第二电极刺激点221、多条第二连接线222和分别经由多条第二连接线222与多个第二电极刺激点221连接的多个第二焊点223的第二预定图案T。
在一些示例中，第一绝缘层11可以具有多个第一窗口111，多个第一窗口111可以贯穿第一绝缘层11。另外，在一些示例中，如图1所示，第三绝缘层13可以具有多个第二窗口131，多个第二窗口131可以贯穿第三绝缘层13。
在一些示例中，可选地，多个第一电极刺激点211与多个第一窗口111对应以使多个第一电极刺激点211经由多个第一窗口111暴露于外界而形成背面侧电极阵列，多个第二电极刺激点221与多个第二窗口131对应以使多个第二电极刺激点221经由多个第二窗口131暴露于外界而形成正面侧电极阵列P。另外，正面侧电极阵列P可以与背面侧电极阵列相背。
在一些示例中，多个第一焊点213可以与多个第一通道133对应，其中第一通道133可以贯穿第二绝缘层12和第三绝缘层13(参照图1)。在另一些示例中，多个第二焊点223可以与多个第二通道132对应，其中第二通道132可以贯穿第三绝缘层13(参照图1)。
在一些示例中，多个第一焊点213可以分别经由多个第一通道133暴露于外界而形成第一焊盘阵列R，多个第二焊点223可以分别经由多个第二通道132暴露于外界而形成第二焊盘阵列Q。另外，如图2所示，第一焊盘阵列R和第二焊盘阵列Q可以与正面侧电极阵列P位于同一侧。
本实施方式所涉及的双面电极1中，采用双层电极结构，并且第一窗口111从背面侧方向暴露第一导电层21的第一电极刺激点211，第二窗口131从正面侧方向暴露第二导电层22的第二电极刺激点221，并且第一焊点213和第二焊点223均于正面侧方向暴露，由此，能够简单地制作双层电极结构，并且能够减少第一导电层21和第二导电层22之间的互相干扰，提高电性能，而且能够有利于第一焊点213进行电连接以及第二焊点223进行电连接。
在一些示例中，绝缘基底10可以由柔性绝缘材料构成。另外，绝缘基底10可以具有生物兼容性。在另一些示例中，柔性绝缘材料可以为选自聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇或聚四氟乙烯树脂中的至少一种。
在一些示例中，绝缘基底10可以由第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13组成。另外，在一些示例中，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13可以分别由柔性绝缘材料构成。由此，能够形成具有生物兼容性双面电极。在另一些示例中，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13可以以相同或不同的柔性绝缘材料构成。
在一些示例中，第一绝缘层11可以具有多个第一窗口111，并且各个第一窗口111均可以贯穿第一绝缘层11。在一些示例中，第一窗口111可以位于双面电极1的植入端1a。
在一些示例中，第一绝缘层11的厚度可以为4μm至7μm。例如，第一绝缘层11的厚度可以为4.0μm、4.5μm、5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm或7.0μm。另外，本公开的第一绝缘层11的厚度不限于此。
在一些示例中，第一窗口111的孔径可以为100μm至500μm。例如，第一窗口111的孔径可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，本公开的第一窗口111的孔径不限于此。
在一些示例中，第一窗口111的孔径还可以根据第一窗口111的数量进行选择。在另一些示例中，根据实际需求，各个第一窗口111的孔径可以相同或不同。
在一些示例中，第一窗口111的形状没有特别的限制。例如，第一窗口111可以为规则的形状比如圆柱体立方体、椭圆柱体、三角柱体等，也可以为不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第一窗口111的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第一窗口111的数量没有特别的限制，例如第一窗口111的数量可以为2个、10个、20个、40个、64个等，也可以为1个。
在一些示例中，各个第一窗口111之间的间距可以为100μm至1500μm。例如，各个第一窗口111之间的间距可以为100μm、200μm、400μm、600μm、800μm、1200μm或1500μm。另外，各个第一窗口111之间的间距的选择与用途、第一电极刺激点211的布局有关。此外，本公开的各个第一窗口111之间的间距不限于此。
在一些示例中，如图1所示，第一窗口111的中心轴方向可以大致与双面电极1的正面1A和背面1B垂直。在另一些示例中，第一窗口111的中心轴方向可以与双面电极1的正面1A和背面1B形成有倾斜的角度。另外，在一些示例中，各个第一窗口111的中心轴方向可以相同或不同。
在一些示例中，在第二绝缘层12中，正面可以被第三绝缘层13和第二导电层22覆盖，背面可以覆盖第一绝缘层11和第一导电层21。另外，第二绝缘层12可以具有多个形成第一通道133的通路，各个通路均可以贯穿第二绝缘层12。
在一些示例中，第二绝缘层12的厚度可以为4μm至7μm。例如，第二绝缘层12的厚度可以为4.0μm、4.5μm、5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm或7.0μm。另外，本公开的第二绝缘层12的厚度不限于此。
在一些示例中，第二绝缘层12上通路的孔径可以为100μm至200μm。例如，第二绝缘层12上通路的孔径可以为100μm、110μm、120μm、150μm、170μm或200μm。另外，本公开的第二绝缘层12上通路的孔径不限于此。
在一些示例中，第二绝缘层12上各个通路之间的间距可以为100μm至500μm。例如，第二绝缘层12上各个通路之间的间距可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，本公开的第二绝缘层12上各个通路之间的间距不限于此。此外，第二绝缘层12上各个通路之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第二绝缘层12上通路的形状没有特别的限制。例如，第二绝缘层12上通路的形状可以为圆柱体立方体、椭圆柱体或三角柱体等。在另一些示例中，第二绝缘层12上通路的数量没有特别的限制。例如，第二绝缘层12上通路的数量可以与第一窗口111的数量相同。
在一些示例中，第三绝缘层13可以具有多个第二窗口131和多个第二通道132。在另一些示例中，各个第二窗口131均可以贯穿第三绝缘层13，并且各个第二通道132均可以贯穿第三绝缘层13。另外，第二窗口131可以位于双面电极1的植入端1a，第二通道132可以位于双面电极1的焊接端1c。
在一些示例中，第三绝缘层13可以包括多个形成第一通道133的穿孔。在另一些示例中，第三绝缘层13的穿孔可以与第二绝缘层12的通路配合形成第一通道133。另外，第一通道133可以位于双面电极1的焊接端1c。
在一些示例中，第三绝缘层13的厚度可以为4μm至7μm。例如，第三绝缘层13的厚度可以为4.0μm、4.5μm、5.0μm、5.5μm、6.0μm、6.5μm或7.0μm。另外，本公开的第三绝缘层13的厚度不限于此。
在一些示例中，第二窗口131的孔径可以为100μm至500μm。例如，第二窗口131的孔径可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，本公开的第二窗口131的孔径不限于此。此外，第二窗口131的孔径可以与第一窗口111的孔径相同或不同。
在一些示例中，第二窗口131的孔径还可以根据第二窗口131的数量进行选择。在一些示例中，各个第二窗口131的孔径可以相同。在另一些示例中，根据实际需求，各个第二窗口131的孔径可以不同。
在一些示例中，第二窗口131的形状没有特别的限制。例如，第二窗口131可以为规则的形状比如圆柱体立方体、椭圆柱体、三角柱体等，也可以为不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第二窗口131的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第二窗口131的数量没有特别的限制，例如第二窗口131的数量可以为2个、10个、20个、40个、64个等，也可以为1个。另外，第二窗口131的数量可以与第一窗口111的数量相同或不同。
在一些示例中，各个第二窗口131之间的间距可以为100μm至1500μm。例如，各个第二窗口131之间的间距可以为100μm、200μm、400μm、600μm、800μm、1200μm或1500μm。另外，本公开的各个第二窗口131之间的间距不限于此。此外，各个第二窗口131之间的间距的选择与用途、第二电极刺激点221的布局有关。
在一些示例中，如图1所示，第二窗口131的中心轴方向可以大致与双面电极1的正面1A和背面1B垂直。在另一些示例中，第二窗口131的中心轴方向可以与双面电极1的正面1A和背面1B形成有倾斜的角度。另外，在一些示例中，各个第二窗口131的中心轴方向可以相同或不同。
在一些示例中，第二通道132的孔径可以为100μm至200μm。例如，第二通道132的孔径可以为100μm、110μm、120μm、150μm、170μm或200μm。另外，本公开的第二通道132的孔径不限于此。
在另一些示例中，各个第二通道132之间的间距可以为100μm至500μm。例如，各个第二通道132之间的间距可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，本公开的各个第二通道132之间的间距不限于此。此外，各个第二通道132之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第二通道132的形状没有特别的限制。例如，第二窗口131可以为规则的形状比如圆柱体立方体、椭圆柱体、三角柱体等，也可以为不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第二通道132的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第二通道132的数量没有特别的限制。例如第二通道132的数量可以与第二窗口131的数量相同或不同。
在一些示例中，如图1所示，第二通道132的中心轴方向可以大致与双面电极1的正面1A和背面1B垂直。在另一些示例中，第二通道132的中心轴方向可以与双面电极1的正面1A和背面1B形成有倾斜的角度。另外，在一些示例中，各个第二通道132的中心轴方向可以相同或不同。
在一些示例中，第三绝缘层13上穿孔的孔径可以为100μm至200μm。例如，第三绝缘层13上穿孔的孔径可以为100μm、110μm、120μm、150μm、170μm或200μm。另外，本公开的第三绝缘层13上穿孔的孔径不限于此。
在一些示例中，第三绝缘层13上各个穿孔之间的间距可以为100μm至500μm。例如，第三绝缘层13上各个穿孔之间的间距可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，本公开的第三绝缘层13上各个穿孔之间的间距不限于此。另外，第三绝缘层13上各个穿孔之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第三绝缘层13上穿孔的形状没有特别的限制。例如，第三绝缘层13上穿孔的形状可以为圆柱体立方体、椭圆柱体或三角柱体等。在另一些示例中，第三绝缘层13上穿孔的数量没有特别的限制。例如，第三绝缘层13上穿孔的数量可以与第一窗口111的数量相同、第三绝缘层13上穿孔的数量可以与第二绝缘层12上通路的数量相同。
在一些示例中，如图1所示，第一通道133可以由形状和孔径相同的第三绝缘层13的穿孔和第二绝缘层12的通路配合组成。在另一些示例中，第三绝缘层13的穿孔和第二绝缘层12的通路的轴心位于同一直线上。
在一些示例中，第一通道133的孔径可以为100μm至200μm。另外，本公开的第一通道133的孔径不限于此。此外，第一通道133的孔径可以与第二通道132的孔径相同或不同。
在一些示例中，各个第一通道133之间的间距可以为100μm至500μm。另外，本公开的各个第一通道133之间的间距不限于此。此外，各个第一通道133之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第一通道133的形状没有特别的限制。例如，第二窗口131可以为规则的形状，也可以为不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第一通道133的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第一通道133的数量没有特别的限制。例如第一通道133的数量可以与第一窗口111的数量相同或不同。
在一些示例中，第一通道133的中心轴方向可以大致与双面电极1的正面1A和背面1B垂直。在另一些示例中，第一通道133的中心轴方向可以与双面电极1的正面1A和背面1B形成有倾斜的角度。另外，在一些示例中，各个第一通道133的中心轴方向可以相同或不同。
在一些示例中，第一绝缘层11与第二绝缘层12之间可以彼此融合，第二绝缘层12与第三绝缘层13之间可以彼此融合。由此，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13能够融合成一体。也就是说，第一绝缘层11与第二绝缘层12之间可以无明显界线，第二绝缘层12与第三绝缘层13之间可以无明显界线。换言之，绝缘基底10可以一体成型。由此，能够降低植入后分层的可能性。
在一些示例中，金属电极20可以由导电的金属材料构成。另外，金属电极20可以具有生物兼容性。在另一些示例中，金属电极20可以由选自银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种构成。
在一些示例中，金属电极20可以包括第一导电层21和第二导电层22。在一些示例中，第一导电层21和第二导电层22可以分别由金属材料构成。在一些示例中，金属材料可以为选自银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种。由此，能够形成具有良好导电性能的双面电极。在另一些示例中，第一导电层21和第二导电层22可以以相同的材料构成。
在一些示例中，第一导电层21和第二导电层22可以为复合金属层，例如钛-铂-钛结构、钛-金-钛结构、铌-金-铌结构等。由此，能够具有良好的导电性能。
在一些示例中，第一导电层21的厚度可以为400nm至600nm。例如，第一导电层21的厚度可以为400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm或700nm。
在一些示例中，第二导电层22的厚度可以为400nm至600nm。例如，第二导电层22的厚度可以为400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm或700nm。另外，第一导电层21的厚度可以与第二导电层22的厚度相同或不同。
在一些示例中，复合金属层中，上层金属层的厚度可以为30nm至100nm，中层金属层的厚度可以为100nm至300nm，下层金属层的厚度可以为30nm至100nm。例如，钛-铂-钛结构中，钛金属层的厚度可以为30nm至100nm、铂金属层的厚度可以为100nm至300nm、钛金属层的厚度可以为30nm至100nm。
在一些示例中，如图1所示，第一导电层21位于植入端1a的一端可以与第二导电层22位于植入端1a的一端对齐。另外，第一导电层21与第二导电层22位可以两端不对齐。
在一些示例中，如图2所示，第一导电层21在第一绝缘层11上形成为第一预定图案。在另一些示例中，如图2所示，第一导电层21可以包括多个第一电极刺激点211、多条第一连接线212和多个第一焊点213。
在一些示例中，如图2所示，第一预定图案可以由多个第一电极刺激点211、多条第一连接线212和分别经由多条第一连接线212与多个第一电极刺激点211连接的多个第一焊点213构成。
在一些示例中，第一电极刺激点211的形状没有特别的限制，例如第一电极刺激点211可以呈规则形状，比如圆形、方形、菱形、三角形等，也可以呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第一电极刺激点211的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第一电极刺激点211的数量没有特别的限制，例如第一电极刺激点211的数量可以为2个、10个、20个、40个、64个等，也可以为1个。另外，第一电极刺激点211的数量可以与第一窗口111的数量相同或不同。
在一些示例中，第一电极刺激点211的排列形状没有特别限制。在一些示例中，第一电极刺激点211可以排列成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第一电极刺激点211也可以排列不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第一窗口111的排列可以与第一电极刺激点211的排列相同。
在一些示例中，第一电极刺激点211的外径可以为100μm至500μm。例如，第一刺激点的外径可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，第一刺激点的外径可以与第一窗口111的孔径相等或不等。
在一些示例中，第一电极刺激点211的外径还可以根据第一电极刺激点211的数量进行选择。在另一些示例中，根据实际需求，各个第一电极刺激点211的外径可以相同或不同。
在一些示例中，各个第一电极刺激点211之间的间距可以为100μm至1500μm。例如，各个第一电极刺激点211之间的间距可以为100μm、200μm、400μm、600μm、800μm、1200μm或1500μm。另外，各个第一电极刺激点211之间的间距的选择与用途和布局有关。
在一些示例中，第一焊点213的形状没有特别限制，例如，第一焊点213可以呈环形，比如圆环、方环椭圆环、圆形方孔、方形圆孔等。由此，能够有利于第一焊点213进行电连接。另外，在一些示例中，第一连接线212可以呈长条状，例如绳状。
在一些示例中，第一焊点213的外径可以为100μm至200μm。例如，第一焊点213的外径可以为100μm、110μm、120μm、150μm、170μm或200μm。另外，第一焊点213的外径可以与第一通道133的孔径相等或不等。
在一些示例中，各个第一焊点213之间的间距可以为100μm至500μm。例如，各个第一焊点213之间的间距可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，各个第一焊点213之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第一焊点213的数量没有特别的限制。例如第一焊点213的数量可以与第一刺激点的数量相同或不同。另外，第一焊点213的数量可以与第一通道133的数量相同或不同。此外，第一焊点213的数量可以与第一刺激点的数量相同或不同。
在一些示例中，第一焊点213的排列形状没有特别限制。在一些示例中，第一焊点213可以排列成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第一焊点213也可以排列不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第一通道133的排列可以与第一焊点213的排列相同。
在一些示例中，如图1所示，第一电极刺激点211可以与第一窗口111对应。在另一些示例中，第一电极刺激点211可以经由第一窗口111暴露于外界。
在一些示例中，多个第一电极刺激点211可以分别与多个第一窗口111对应。换言之，各个第一电极刺激点211可以分别与一个第一窗口111对应。
在一些示例中，多个第一电极刺激点211可以分别经由多个第一窗口111暴露于外界而形成背面侧电极阵列(参照图2)。换言之，各个第一电极刺激点211可以分别经由一个第一窗口111暴露于外界并且排布成背面侧电极阵列。
在一些示例中，背面侧电极阵列的排布没有特别限制。在一些示例中，背面侧电极阵列可以排布成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，背面侧电极阵列也可以排布呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，背面侧电极阵列中相邻的第一电极刺激点211之间的距离可以彼此相等。由此，能够方便地制背面侧电极阵列。
在一些示例中，如图1所示，第一焊点213可以与第一通道133对应。在另一些示例中，第一焊点213可以经由第一通道133暴露于外界。
在一些示例中，多个第一焊点213可以分别与多个第一通道133对应。换言之，各个第一焊点213可以分别与一个第一通道133对应。
在一些示例中，多个第一焊点213可以分别经由多个第一通道133暴露于外界而形成第一焊盘阵列R(参照图2)。换言之，各个第一焊点213可以分别经由一个第一通道133暴露于外界并且排布成第一焊盘阵列R。
在一些示例中，第一焊盘阵列R的排布没有特别限制。在一些示例中，第一焊盘阵列R可以排布成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第一焊盘阵列R也可以排布呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第一焊盘阵列R中相邻的第一焊点213之间的距离可以彼此相等。
在一些示例中，如图2所示，在第一导电层21中，多个第一电极刺激点211可以分别经由多条第一连接线212与多个第一焊点213连接。换言之，多个第一电极刺激点211可以经由多条第一连接线212与多个第一焊点213一一对应连接。也就是说，每个第一电极刺激点211可以经由一条第一连接线212与一个第一焊点213连接。另外，各条第一连接线212之间可以彼此不接触。
在一些示例中，在第一导电层21中，两个及以上的第一电极刺激点211可以经由至少一条第一连接线212与一个第一焊点213连接。例如，两个第一电极刺激点211可以经由一条第一连接线212与一个第一焊点213连接，两个第一电极刺激点211可以经由两条第一连接线212与一个第一焊点213连接等。
在一些示例中，第二导电层22在第二绝缘层12上形成为第二预定图案T。在另一些示例中，第二导电层22可以包括多个第二电极刺激点221、多条第二连接线222和多个第二焊点223。
在一些示例中，第二预定图案T可以由多个第二电极刺激点221、多条第二连接线222和分别经由多条第二连接线222与多个第二电极刺激点221连接的多个第二焊点223构成。
在一些示例中，第二电极刺激点221的形状没有特别的限制，例如第二电极刺激点221可以呈规则形状，比如圆形、方形、菱形、三角形等，也可以呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，各个第二电极刺激点221的形状可以相同或不同。
在一些示例中，第二电极刺激点221的数量没有特别的限制，例如第二电极刺激点221的数量可以为2个、10个、20个、40个、64个等，也可以为1个。另外，第二电极刺激点221的数量可以与第二窗口131的数量相同或不同。此外，第二电极刺激点221的数量可以与第一电极刺激点211的数量相同或不同。
在一些示例中，第二电极刺激点221的排列形状没有特别限制。在一些示例中，第二电极刺激点221可以排列成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第二电极刺激点221也可以排列不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第二窗口131的排列可以与第二电极刺激点221的排列相同。此外，第二电极刺激点221的排列可以与第一电极刺激点211的排列相同。
在一些示例中，第二电极刺激点221的外径可以为100μm至500μm。例如，第二刺激点的外径可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，第二刺激点的外径可以与第二窗口131的孔径相等或不等。此外，第二刺激点的外径可以与第一刺激点的外径相同或不同。
在一些示例中，第二电极刺激点221的外径还可以根据第二电极刺激点221的数量进行选择。在另一些示例中，根据实际需求，各个第二电极刺激点221的外径可以相同或不同。
在一些示例中，各个第二电极刺激点221之间的间距可以为100μm至1500μm。例如，各个第二电极刺激点221之间的间距可以为100μm、200μm、400μm、600μm、800μm、1200μm或1500μm。另外，各个第二电极刺激点221之间的间距的选择与用途和布局有关。
图3示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极1的局部图。其中，图3(a)示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极1的第二焊点223的结构示意图，图3(b)示出了本公开的示例所涉及的植入式的双面电极1的第二焊点223的俯视图。
在一些示例中，第二焊点223的形状没有特别限制，例如，第二焊点223可以呈环形，比如圆环(参照图3)、方环椭圆环、圆形方孔、方形圆孔等。由此，能够有利于第二焊点223进行电连接。另外，在二些示例中，第二连接线222可以呈长条状，例如绳状。
在一些示例中，第二焊点223的外径可以为100μm至200μm。例如，第二焊点223的外径可以为100μm、110μm、120μm、150μm、170μm或200μm。另外，第二焊点223的外径可以与第二通道132的孔径相等或不等。此外，第二焊点223的外径可以与第一焊点213的外径相同或不同。
在一些示例中，各个第二焊点223之间的间距可以为100μm至500μm。例如，各个第二焊点223之间的间距可以为100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm。另外，各个第二焊点223之间的间距可以相等或不等。
在一些示例中，第二焊点223的数量没有特别的限制。例如第二焊点223的数量可以与第二刺激点的数量相同或不同。另外，第二焊点223的数量可以与第二通道132的数量相同或不同。此外，第二焊点223的数量可以与第二刺激点的数量相同或不同。
在一些示例中，第二焊点223的排列形状没有特别限制。在一些示例中，第二焊点223可以排列成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第二焊点223也可以排列不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第二通道132的排列可以与第二焊点223的排列相同。
在一些示例中，如图1所示，第二电极刺激点221可以与第二窗口131对应。在另一些示例中，第二电极刺激点221可以经由第二窗口131暴露于外界。
在一些示例中，多个第二电极刺激点221可以分别与多个第二窗口131对应。换言之，各个第二电极刺激点221可以分别与一个第二窗口131对应。
在一些示例中，多个第二电极刺激点221可以分别经由多个第二窗口131暴露于外界而形成正面侧电极阵列P。换言之，各个第二电极刺激点221可以分别经由一个第二窗口131暴露于外界并且排布成正面侧电极阵列P。
在一些示例中，正面侧电极阵列P的排布没有特别限制。在一些示例中，正面侧电极阵列P可以排布成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，正面侧电极阵列P也可以排布呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，正面侧电极阵列P中相邻的第二电极刺激点221之间的距离可以彼此相等。由此，能够方便地制作正面侧电极阵列P。
在一些示例中，正面侧电极阵列P与背面侧电极阵列可以以相同的排列方式排布。在另一些示例中，正面侧电极阵列P与背面侧电极阵列可以以不同的排列方式排布。
图4示出了本公开的另一示例所涉及的植入式的双面电极1的第一电极刺激点211和第二电极刺激点221在正面1A的正投影图。
在一些示例中，如图4所示，正面侧电极阵列P与背面侧电极阵列在正面1A的正投影所形成假想电极阵列可以彼此交错。由此，能够有利于减少正面侧电极阵列P和背面侧电极阵列之间的相互干扰。在另一些示例中，正面侧电极阵列P与背面侧电极阵列在正面1A的正投影所形成假想电极阵列可以重叠或交叉。
在一些示例中，如图1所示，第二焊点223可以与第二通道132对应。在另一些示例中，第二焊点223可以经由第二通道132暴露于外界。
在一些示例中，多个第二焊点223可以分别与多个第二通道132对应。换言之，各个第二焊点223可以分别与一个第二通道132对应。
在一些示例中，多个第二焊点223可以分别经由多个第二通道132暴露于外界而形成第二焊盘阵列Q(参照图2)。换言之，各个第二焊点223可以分别经由一个第二通道132暴露于外界并且排布成第二焊盘阵列Q。
在一些示例中，第二焊盘阵列Q的排布没有特别限制。在一些示例中，第二焊盘阵列Q可以排布成规则的形状例如八边形阵列、正方形、圆形等。在另一些示例中，第二焊盘阵列Q也可以排布呈不规则形状(包括规则形状和不规则形状结合而成的形状)。另外，第二焊盘阵列Q中相邻的第二焊点223之间的距离可以彼此相等。
在一些示例中，正面侧电极阵列P与第二焊盘阵列Q之间的距离可以小于背面侧电极阵列与第一焊盘阵列R之间的距离。由此，能够有助于第一焊盘阵列R与第二焊盘阵列Q同侧设置。另外，正面侧电极阵列P与第二焊盘阵列Q之间的距离可以大于或等于背面侧电极阵列与第一焊盘阵列R之间的距离。
在一些示例中，如图2所示，第一焊盘阵列R与第二焊盘阵列Q同侧设置能够有利于双面电极1进行电连接(例如，与馈通陶瓷进行电连接)。
在一些示例中，正面侧电极阵列P与背面侧电极阵列可以位于植入端1a，第二焊盘阵列Q和第一焊盘阵列R可以位于焊接端1c。由此，能够方便地将正面侧电极阵列P和背面侧电极阵列布置在一端，第二焊盘阵列Q和第一焊盘阵列R布置在另一端。
在一些示例中，在第二导电层22中，多个第二电极刺激点221可以分别经由多条第二连接线222与多个第二焊点223连接。换言之，多个第二电极刺激点221可以经由多条第二连接线222与多个第二焊点223一一对应连接。也就是说，每个第二电极刺激点221可以经由一条第二连接线222与一个第二焊点223连接。另外，各条第二连接线222之间可以彼此不接触。
在一些示例中，在第二导电层22中，两个及以上的第二电极刺激点221可以经由至少一条第二连接线222与一个第二焊点223连接。例如，两个第二电极刺激点221可以经由一条第二连接线222与一个第二焊点223连接，两个第二电极刺激点221可以经由两条第二连接线222与一个第二焊点223连接等。
在一些示例中，第一连接线212和第二连接线222可以位于连接部1b。由此，能够方便地连接第一电极刺激点211与第一焊点213、以及第二电极刺激点221与第二焊点223。
在一些示例中，连接部1b的宽度可以小于植入端1a和焊接端1c的宽度。由此，能够有利于双面电极1的植入。在另一些示例中，连接部1b的长度可以大于植入端1a和焊接端1c的长度。由此，能够有利于增加双面电极1的植入深度。
在一些示例中，第一电极刺激点211、第二电极刺激点221的表面可以布置有与目标分析物发生特异性反应的响应分析物的敏感物质。由此，能够通过反应感测目标分析物的浓度。在这种情况下，反应过程中的化学信息可以被双面电极1转化为可以测量的信号例如电信号，此时双面电极1能够用于生物体内的目标分析物的参数的实时连续监测。例如，双面电极1可以尿酸监测、胆固醇监测、血糖监测等，并且响应分析物的敏感物质可以根据实际需求而不同。
在一些示例中，植入端1a可以布置有生物相容性涂层，由此，植入端1a能够具有较高的生物兼容性。另外，生物相容性涂层能够防止体内的非目标分析物接触到双面电极1的响应分析物的敏感物质，具有抗干扰的作用。本公开的示例不限于此，在一些示例中，生物相容性涂层可以覆盖整个双面电极1。
在一些示例中，生物相容性涂层可以由植物材料制成。植物材料可以选自海藻酸钠、西黄蓍胶、果胶、***胶、黄原胶、瓜耳胶、琼脂等、天然材料衍生物中的至少一种。其中，天然材料衍生物可以包括淀粉衍生物或纤维素衍生物。
图5是示出了本公开示例所涉及的植入式的双面电极1的制备方法的流程图。图6是示出了本公开示例所涉及的植入式的双面电极1的制备过程示意图。
以下，参考图5和图6，详细地说明本公开示例所涉及的植入式的双面电极1的制备方法。另外，关于制备方法中第一导电层21、第二导电层22、第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13的具体描述可以参照上述双面电极1中相应描述。此外，本实施方式所涉及的制备方法所获得的植入式的双面电极1具体可以参照上文描述。
在本实施方式中，如图5所示，植入式的双面电极1的制备方法可以包括准备具有相背的第一介质膜3a和第二介质膜3b的基片2，在第一介质膜3a上形成有牺牲层4，并在牺牲层4上形成第一绝缘层11(步骤S10)；在第一绝缘层11上形成呈第一预定图案的第一导电层21，并接着形成在第一导电层21上并覆盖第一绝缘层11和第一导电层21的第二绝缘层12(步骤S20)；在第二绝缘层12上形成呈第二预定图案T的第二导电层22，并接着形成在第二导电层22上并覆盖第二绝缘层12和第二导电层22的第三绝缘层13(步骤S30)；在第三绝缘层13上形成图案化的掩膜层5并根据掩膜层5上的图案进行刻蚀，从而形成多个第二窗口131、多个第二通道132和多个第一通道133(步骤S40)；对第二介质膜3b进行图案化处理并刻蚀，从而形成多个第一窗口111，以获得双面电极1(步骤S50)。
在本实施方式所涉及的植入式的双面电极1的制备方法中，在单一基底上制备并利用双面刻蚀、深槽刻蚀等简单且重复性高工艺以获得双面电极1，由此，能够简单地制备双面电极1，并且提高双面电极1制备工艺的良品率和重复性。
在一些示例中，在步骤S10中，如图6a所示，基片2可以具有正面和正面相反的背面。另外，在一些示例中，第一介质膜3a和第二介质膜3b可以分别形成于基片2的正面和背面。例如，第一介质膜3a可以形成于基片2的正面，第二介质膜3b可以形成于基片2的背面。在这种情况下，第一介质膜3a和第二介质膜3b能够减少后续刻蚀过程造成的损伤，由此能够有利于提高工艺精度。
在一些示例中，在步骤S10中，基片2上形成第一介质膜3a和第二介质膜3b之前，可以经过清洗步骤。由此，能够去除基片2表面的氧化层。例如，可以使用FSI清洗机清洗基片2以去除基片2表面的氧化层。
在一些示例中，在步骤S10中，基片2可以选择双抛片，由此能够在基片2的正反两面分别形成第一介质膜3a和第二介质膜3b。在另一些示例中，在步骤S10中，基片2可以选自玻璃、硅、二氧化硅、氮化硅中的一种。
在一些示例中，第一介质膜3a可以由二氧化硅层、氮化硅层中的至少一种构成。在另一些示例中，第一介质膜3a可以为二氧化硅层与氮化硅层层叠形成的复合介质膜。
在一些示例中，第二介质膜3b可以由二氧化硅层、氮化硅层中的至少一种构成。在另一些示例中，第二介质膜3b可以为二氧化硅层与氮化硅层层叠形成的复合介质膜。另外，第一介质膜3a与第二介质膜3b可以相同或不同。
在一些示例中，在复合介质膜中，二氧化硅层可以不超过3μm，氮化硅层可以不超过2μm。例如，在复合介质膜中，二氧化硅层可以为0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm或3μm，氮化硅层不超过0.2、0.5μm、1μm、1.5μm或2μm。
在一些示例中，复合介质膜中的二氧化硅层可以形成于基片2表面，氮化硅层可以形成于二氧化硅层上。在另一些示例中，二氧化硅层可以通过热氧化的方式形成，氮化硅层可以通过镀敷、旋涂、蒸发、印刷或挤出的方式形成。
在一些示例中，在步骤S10中，如图6a所示，牺牲层4可以形成于第一介质膜3a上。另外，在一些示例中，牺牲层4可以由选自铝、氧化硅、铬、钛中的至少一种制成。在另一些示例中，牺牲层4可以通过溅射或者蒸发的方式形成于第一介质膜3a上。例如，可以将铝采用蒸发或溅射的方法在第一介质膜3a上形成牺牲铝膜作为牺牲层4。
在一些示例中，在步骤S10中，还可以包括对牺牲层4进行图案化处理并刻蚀形成标记用的凹槽4a，凹槽4a的位置可以对应第一窗口111的位置。由此，能够有助于后续刻蚀出第一窗口111。另外，牺牲层4上可以形成有多个凹槽4a，并且一个凹槽4a可以对应一个第一窗口111。此外，凹槽4a可以贯穿牺牲层4。
在一些示例中，牺牲层4的图案化处理可以采用光刻工艺。具体而言，首先可以在牺牲层4的表面旋涂光刻胶，利用具有规定图案的掩膜板进行曝光，显影后刻蚀(例如刻蚀液或金属刻蚀机刻蚀)并去胶(比如湿法去胶)，然后得到图案化后的牺牲层4。但本公开的示例不限于此，在另一些示例中，牺牲层4的图案化处理可以使用其他图案化方法例如表面改性或是印刷来进行图案化。
在一些示例中，可选地，在牺牲层4上将光刻胶以3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至60s，接着90℃至100℃前烘1min至2min，然后通过具有规定图案的掩膜板进行曝光(紫外光，365nm至406nm)5s至10s，显影后置于100℃至110℃坚膜烘焙1min至2min，接着使用刻蚀液(例如铝腐蚀液)或者金属刻蚀机刻蚀形成凹槽4a，然后湿法去胶，最后甩干获得图案化后的牺牲层4。
在一些示例中，在步骤S10中，如图6b所示，第一绝缘层11可以形成于图案化的牺牲层4上。换言之，第一绝缘层11可以覆盖牺牲层4。另外，第一绝缘层11还可以填充牺牲层4上的凹槽4a。
另外，在一些示例中，可选地，以镀敷、旋涂、蒸发、印刷或挤出的方式在图案化后的牺牲层4上形成第一绝缘层11。在另一些示例中，第一绝缘层11可以在惰性气体或氮气保护(比如真空氮气保护)下固化而形成。
在一些示例中，在步骤S10中，第一绝缘层11的厚度可以为4μm至7μm。在另一些示例中，第一绝缘层11可以由柔性绝缘材料构成。由此，能够减少对生物体的损伤。
在一些示例中，柔性绝缘材料可以为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇或聚四氟乙烯树脂中的至少一种。由此，能够制备具有生物兼容性的双面电极1。
在一些示例中，在步骤S10中，在图案化的牺牲层4上可以将柔性绝缘材料(例如聚酰亚胺)以3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至40s(例如35s)，然后置于真空氮气烘箱中固化，形成5μm至6μm的第一绝缘层11。
在一些示例中，在步骤S20中，如图6b所示，第一导电层21可以形成于第一绝缘层11上，并且第一导电层21可以形成为第一预定图案。
在一些示例中，在步骤S20中，还可以包括在第一绝缘层11上形成图案化的保护层，并在形成第一导电层21后去除保护层，从而形成呈第一预定图案的第一导电层21。由此，能够制备呈第一预定图案的第一导电层21。
在一些示例中，第一绝缘层11上可以形成图案化的光刻胶层。具体而言，首先可以在第一绝缘层11上旋涂光刻胶(例如3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至60s的正胶、负胶、反转胶或双层胶)，接着可以使用具有第一预定图案的掩膜版对光刻胶层进行曝光(例如，365nm至406nm的紫外光，曝光5s至10s)、显影，光刻胶层上形成第一预定图案。
在一些示例中，可以使用蒸发、溅射或镀敷等方式在具有第一预定图案的光刻胶层表面形成第一导电层21，接着可以剥离光刻胶层而获得呈第一预定图案的第一导电层21。另外，通过剥离光刻胶层可以去除光刻胶层上第一预定图案外的残余的金属。
在一些示例中，第一导电层21可以由金属材料构成。另外，在一些示例中，金属材料可以选自银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种。由此，能够制备具有生物兼容性的双面电极1。
在一些示例中，第一导电层21可以为复合金属层，复合金属层可以为可以至少由两种金属材料构成，例如钛-铂-钛结构、钛-金-钛结构、铌-金-铌结构等。另外，在一些示例中，复合金属层可以依次使用各种金属材料进行蒸发、溅射或镀敷而形成，例如，可以依次溅射钛、铂、钛以形成钛-铂-钛结构。
在一些示例中，第一导电层21的厚度可以为400nm至600nm。在另一些示例中，复合金属层中，上层金属层的厚度可以为30nm至100nm，中层金属层的厚度可以为100nm至300nm，下层金属层的厚度可以为30nm至100nm。例如，钛-铂-钛结构中，钛金属层的厚度可以为30nm至100nm、铂金属层的厚度可以为100nm至300nm、钛金属层的厚度可以为30nm至100nm。
在一些示例中，第一预定图案可以包括多个第一电极刺激点211、多条第一连接线212和多个第一焊点213。另外，多个第一电极刺激点211可以分别经由多条第一连接线212与多个第一焊点213连接。
在一些示例中，第一预定图案可以由多个第一电极刺激点211、多条第一连接线212和分别经由多条第一连接线212与多个第一电极刺激点211连接的多个第一焊点213构成。
在一些示例中，在步骤S20中，如图6c所示，第二绝缘层12可以形成于第一绝缘层11和第一导电层21上。由此，能够覆盖第一绝缘层11和第一导电层21。另外，在一些示例中，可以以镀敷、旋涂、蒸发、印刷或挤出的方式第一绝缘层11和第一导电层21上形成第二绝缘层12。在另一些示例中，第二绝缘层12可以在惰性气体保护(比如真空氮气保护)下固化而形成。
在一些示例中，在步骤S20中，第二绝缘层12的厚度可以为4μm至7μm。在另一些示例中，第二绝缘层12可以由柔性绝缘材料构成。由此，能够减少对生物体的损伤。另外，第一绝缘层11和第二绝缘层12可以以相同或不同的柔性绝缘材料制成。
在一些示例中，在步骤S20中，可以将柔性绝缘材料(例如聚酰亚胺)以3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至40s(例如35s)，然后置于真空氮气烘箱中固化，形成5μm至6μm的第二绝缘层12。
在一些示例中，在步骤S30中，如图6c所示，第二导电层22可以形成于第二绝缘层12上，并且第二导电层22可以形成为第二预定图案T。
在一些示例中，在步骤S30中，还可以包括在第二绝缘层12上形成图案化的遮盖层，并在形成第二导电层22后去除遮盖层，从而形成呈第二预定图案T的第二导电层22。由此，能够简单地制备呈第二预定图案T的第二导电层22。
在一些示例中，第二绝缘层12上可以形成图案化的光刻胶层。具体而言，首先可以在第二绝缘层12上旋涂光刻胶(例如3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至60s的正胶、负胶、反转胶或双层胶)，接着可以使用具有第二预定图案T的掩膜版对光刻胶层进行曝光(例如，365nm至406nm的紫外光，曝光5s至10s)、显影，光刻胶层上形成第二预定图案T。
在一些示例中，可以使用蒸发、溅射或镀敷等方式在具有第二预定图案T的光刻胶层表面形成第二导电层22，接着可以剥离光刻胶层而获得呈第二预定图案T的第二导电层22。另外，通过剥离光刻胶层可以去除光刻胶层上第二预定图案T外的残余的金属。
在一些示例中，第二导电层22可以由金属材料构成。在另一些示例中，第二导电层22可以为复合金属层。另外，第一导电层21和第二导电层22可以以相同或不同的金属材料制成。
在一些示例中，第二导电层22的厚度可以为400nm至600nm。另外，第一导电层21和第二导电层22的厚度可以相同或不同。
在一些示例中，第二预定图案T可以包括多个第二电极刺激点221、多条第二连接线222和多个第二焊点223。另外，多个第二电极刺激点221可以分别经由多条第二连接线222与多个第二焊点223连接。
在一些示例中，第二预定图案T可以由多个第二电极刺激点221、多条第二连接线222和分别经由多条第二连接线222与多个第二电极刺激点221连接的多个第一焊点213构成。
在一些示例中，在步骤S30中，如图6d所示，第三绝缘层13可以形成于第二绝缘层12和第二导电层22上。由此，能够覆盖第二绝缘层12和第二导电层22。另外，在一些示例中，可以以镀敷、旋涂、蒸发、印刷或挤出的方式第二绝缘层12和第二导电层22上形成第三绝缘层13。在另一些示例中，第三绝缘层13可以在惰性气体保护(比如真空氮气保护)下固化而形成。
在一些示例中，在步骤S30中，第三绝缘层13的厚度可以为4μm至7μm。在另一些示例中，第三绝缘层13可以由柔性绝缘材料构成。由此，能够减少对生物体的损伤。另外，第二绝缘层12和第三绝缘层13可以以相同或不同的柔性绝缘材料制成。此外，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13可以以相同或不同的柔性绝缘材料制成。
在一些示例中，在步骤S30中，可以将柔性绝缘材料(例如聚酰亚胺)以3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至40s(例如35s)，然后置于真空氮气烘箱中固化，形成5μm至6μm的第三绝缘层13。
在一些示例中，如上所述，第一绝缘层11、第二绝缘层12和第三绝缘层13层可以分别由柔性绝缘材料制成，柔性绝缘材料可以为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇或聚四氟乙烯树脂中的至少一种，第一导电层21和第二导电层22可以分别由金属材料制成，金属材料可以为银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种。由此，能够制备具有生物兼容性和良好导电性能的双面电极1。
在一些示例中，在步骤S40中，如图6d所示，掩膜层5可以通过蒸发或溅射的方式形成于第三绝缘层13上。在另一些示例中，掩膜层5可以为选自光刻胶、铝、氧化硅、铬、钛中的一种。例如，可以将铝采用蒸发或溅射的方法在第三绝缘层13上形成硬铝层作为掩膜层5。
在一些示例中，在形成掩膜层5之前，第三绝缘层13可以经过清洁处理。另外，第三绝缘层13还可以经过等离子体处理，由此能够增强第三绝缘层13与掩膜层5之间的结合。
在一些示例中，在步骤S40中，掩膜层5的图案可以经光刻工艺而形成。具体而言，首先可以在掩膜层5的表面旋涂光刻胶(例如3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至60s的正胶、负胶、反转胶或双层胶)，接着可以利用具有特定图案的掩膜板进行曝光(例如，365nm至406nm的紫外光，曝光5s至10s)、显影后刻蚀(例如金属刻蚀机刻蚀)并去胶(比如湿法去胶)，然后得到图案化的掩膜层5。
在一些示例中，如图6d所示，掩膜层5的图案可以包括标记第二窗口131用的第一刻槽5a，标记第二通道132用的第二刻槽5b和标记第一通道133用的第三刻槽5c。另外，掩膜层5上可以包括多个第一刻槽5a，多个第二刻槽5b和多个第三刻槽5c。此外，一个第一刻槽5a可以对应一个第二窗口131，一个第二刻槽5b可以对应一个第二通道132，一个第三刻槽5c可以对应一个第一通道133。
在一些示例中，在步骤S40中，根据掩膜层5上的图案进行刻蚀(例如反应离子干法刻蚀机刻蚀)可以形成第二窗口131、第二通道132和第一通道133。例如，如图6e所示，根据掩膜层5上的第一刻槽5a、第二刻槽5b和第三刻槽5c可以分别刻蚀出第二窗口131、第二通道132和第一通道133。
在一些示例中，第二窗口131可以贯穿第三绝缘层13。另外，多个第二电极刺激点221可以与多个第二窗口131对应以使多个第二电极刺激点221经由多个第二窗口131暴露于外界而形成正面侧电极阵列P。
在一些示例中，第二通道132可以贯穿第三绝缘层13。另外，多个第二焊点223可以与多个第二通道132对应以使多个第二焊点223经由多个第二通道132暴露于外界而形成第二焊点223阵列。
在一些示例中，第一通道133可以贯穿第二绝缘层12和第三绝缘层13。另外，多个第一焊点213可以与多个第一通道133对应以使多个第一焊点213经由多个第一通道133暴露于外界而形成第一焊点213阵列。另外，第一焊盘阵列R和第二焊盘阵列Q可以与正面侧电极阵列P位于同一侧。
在一些示例中，如图6d所示，掩膜层5的图案还可以包括标记外型用的划片槽5d，由此能够有助于后续切割形成所需双面电极1。
在一些示例中，在步骤S50中，第二介质膜3b可以利用光刻工艺进行图案化处理。具体而言，首先可以在第二介质膜3b上旋涂光刻胶(例如3000rmp至4000rmp的旋涂速度旋涂30s至60s的正胶、负胶、反转胶或双层胶)，接着可以曝光(例如365nm至406nm的紫外光，曝光5s至10s)、显影和坚膜(例如置于100℃至110℃坚膜烘焙1min至2min)，接着刻蚀(例如感应耦合等离子体干法刻蚀机刻蚀)形成背面深槽刻蚀开口，然后去胶(比如干法去胶)，获得图案化的第二介质膜3b。
在一些示例中，在步骤S50中，根据第二介质膜3b上的背面深槽刻蚀开口刻蚀基片2可以形成深槽通孔。在另一些示例中，可以使用硅深槽刻蚀机刻蚀基片2形成深槽通孔。
在一些示例中，在步骤S50中，根据基片2上的深槽通孔刻蚀第一介质膜3a可以形成刻蚀开口，从而可以暴露牺牲层4上的凹槽4a。由此，能够暴露牺牲层4的凹槽4a内填充的第一绝缘层11。另外，在一些示例中，刻蚀开口可以暴露牺牲层4上的所有凹槽4a。
在一些示例中，在步骤S50中，对刻蚀开口中暴露的第一绝缘层11进行刻蚀可以形成第一窗口111。在另一些示例中，可选地，使用反应离子干法刻蚀机对刻蚀开口中暴露的第一绝缘层11进行刻蚀形成第一窗口111。
在一些示例中，第一窗口111可以贯穿第一绝缘层11。在另一些示例中，多个第一电极刺激点211可以与多个第一窗口111对应以使多个第一电极刺激点211经由多个第一窗口111暴露于外界而形成背面侧电极阵列。另外，正面侧电极阵列P可以与背面侧电极阵列相背。
在一些示例中，在步骤S50中，还可以包括去除牺牲层4和掩膜层5以获得双面电极1。例如，可以使用铝腐蚀液腐蚀掉牺牲铝膜和硬铝层以获得双面电极1。另外，去除牺牲层4也就可以去除基片2。
在一些示例中，在牺牲层4和掩膜层5去除之前，根据掩膜层5的划片槽5d可以使用划片机进行划片。
在一些示例中，单个基片2可以同时制备多个制备的双面电极1，并且可以通过划片形成单个双面电极1。
在一些示例中，若第一导电层21和第二导电层22例如为钛-铂-钛(Ti-Pt-Ti)结构，可以将去掉基片2后的双面电极1使用氢氟酸(HF)处理以腐蚀掉表面的钛金属层。由此，能够使暴露的第一电极刺激点211、第二电极刺激点221、第一焊点213和第二焊点223的导电性能更佳。
在本实施方式中，双面电极1的制备方法能够与MEMS工艺兼容，制备方法中采用的重复性和良品率高的成熟工艺，有利于批量化生产。
根据本公开能够提供一种工艺简单的植入式的双面电极1及其制备方法。
虽然以上结合附图和示例对本公开进行了具体说明，但是可以理解，上述说明不以任何形式限制本公开。本领域技术人员在不偏离本公开的实质精神和范围的情况下可以根据需要对本公开进行变形和变化，这些变形和变化均落入本公开的范围内。
Claims (10)
1.一种植入式的双面电极，所述双面电极具有正面和与所述正面相反的背面，其特征在于，
包括：
第一绝缘层，其具有多个第一窗口，所述多个第一窗口贯穿所述第一绝缘层；
第一导电层，其设置在所述第一绝缘层上并被形成为包括多个第一电极刺激点、多条第一连接线和分别经由所述多条第一连接线与所述多个第一电极刺激点连接的多个第一焊点的第一预定图案；
第二绝缘层，其形成在所述第一导电层上并覆盖所述第一绝缘层和所述第一导电层；
第二导电层，其设置在所述第二绝缘层上并被形成为包括多个第二电极刺激点、多条第二连接线和分别经由所述多条第二连接线与所述多个第二电极刺激点连接的多个第二焊点的第二预定图案；以及
第三绝缘层，其形成在所述第二导电层上并覆盖所述第二导电层和所述第二绝缘层，并且具有多个第二窗口，所述多个第二窗口贯穿所述第三绝缘层，
其中，多个所述第一电极刺激点与多个所述第一窗口对应以使多个所述第一电极刺激点经由多个所述第一窗口暴露于外界而形成背面侧电极阵列，多个所述第二电极刺激点与多个所述第二窗口对应以使多个所述第二电极刺激点经由多个所述第二窗口暴露于外界而形成与所述背面侧电极阵列相背的正面侧电极阵列，
多个所述第一焊点与多个第一通道对应，所述第一通道贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，多个所述第二焊点与多个第二通道对应，所述第二通道贯穿所述第三绝缘层，
多个第一焊点分别经由多个所述第一通道暴露于外界而形成第一焊盘阵列，多个第二焊点分别经由多个所述第二通道暴露于外界而形成第二焊盘阵列，并且所述第一焊盘阵列和所述第二焊盘阵列与所述正面侧电极阵列位于同一侧。
2.根据权利要求1所述的双面刺激电极，其特征在于，
所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列在所述正面的正投影所形成假想电极阵列彼此交错。
3.根据权利要求1或2所述的双面刺激电极，其特征在于，
所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列以相同的排列方式排布，所述正面侧电极阵列中相邻的所述第二电极刺激点之间的距离彼此相等，所述背面侧电极阵列中相邻的所述第一电极刺激点之间的距离彼此相等。
4.根据权利要求1所述的双面电极，其特征在于，
所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间彼此融合，所述第二绝缘层和所述第三绝缘层之间彼此融合，所述第一导电层与所述第二导电层经由所述第二绝缘层彼此绝缘。
5.根据权利要求1所述的双面电极，其特征在于，
所述正面侧电极阵列与所述第二焊盘阵列之间的距离小于所述背面侧电极阵列与所述第一焊盘阵列之间的距离。
6.根据权利要求1所述的双面电极，其特征在于，
所述双面电极包括植入端、连接部和经由所述连接部与所述植入端连接的焊接端，所述正面侧电极阵列与所述背面侧电极阵列位于所述植入端，所述第二焊盘阵列和所述第一焊盘阵列位于所述焊接端。
7.一种植入式的双面电极的制备方法，其特征在于，
包括以下步骤：
(a)准备具有相背的第一介质膜和第二介质膜的基片，在所述第一介质膜上形成有牺牲层，并在所述牺牲层上形成第一绝缘层；
(b)在所述第一绝缘层上形成呈第一预定图案的第一导电层，并接着形成在所述第一导电层上并覆盖所述第一绝缘层和所述第一导电层的第二绝缘层，所述第一预定图案包括多个第一电极刺激点、多条第一连接线和分别经由所述多条第一连接线与所述多个第一电极刺激点连接的多个第一焊点；
(c)在所述第二绝缘层上形成呈第二预定图案的第二导电层，并接着形成在所述第二导电层上并覆盖所述第二绝缘层和所述第二导电层的第三绝缘层，所述第二预定图案包括多个第二电极刺激点、多条第二连接线和分别经由所述多条第二连接线与所述多个第二电极刺激点连接的多个第二焊点；
(d)在所述第三绝缘层上形成图案化的掩膜层并根据所述掩膜层上的图案进行刻蚀，从而形成多个第二窗口、多个第二通道和多个第一通道；并且
(e)对所述第二介质膜进行图案化处理并刻蚀，从而形成多个第一窗口，以获得所述双面电极，
其中，所述第一窗口贯穿所述第一绝缘层，所述第一通道贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，所述第二窗口和所述第二通道分别贯穿所述第三绝缘层，
多个所述第一电极刺激点与多个所述第一窗口对应以使多个所述第一电极刺激点经由多个所述第一窗口暴露于外界而形成背面侧电极阵列，多个所述第二电极刺激点与多个所述第二窗口对应以使多个所述第二电极刺激点经由多个所述第二窗口暴露于外界而形成与所述背面侧电极阵列相背的正面侧电极阵列，
多个所述第一焊点与多个第一通道对应，多个第一焊点分别经由多个所述第一通道暴露于外界而形成第一焊盘阵列，多个所述第二焊点与多个第二通道对应，多个第二焊点分别经由多个所述第二通道暴露于外界而形成第二焊盘阵列，并且所述第一焊盘阵列和所述第二焊盘阵列与所述正面侧电极阵列位于同一侧。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
在所述步骤(a)中，还包括对所述牺牲层进行图案化处理并刻蚀形成标记用的凹槽，所述凹槽的位置对应所述第一窗口的位置。
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
在所述步骤(b)中，还包括在所述第一绝缘层上形成图案化的保护层，并在形成所述第一导电层后去除所述保护层，从而形成呈第一预定图案的第一导电层。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，
所述第一绝缘层、所述第二绝缘层和所述第三绝缘层分别由柔性绝缘材料制成，所述柔性绝缘材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对二甲苯、硅树脂、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇或聚四氟乙烯树脂中的至少一种，
所述第一导电层和所述第二导电层分别由金属材料制成，所述金属材料为银、铂、金、钛、钯、铱、铌中的至少一种，
所述牺牲层为选自铝、氧化硅、铬、钛中的至少一种制成。
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