一种神经刺激器及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生物医学工程技术领域，具体涉及一种神经刺激器及制作方法。
【背景技术】
[0002]植入式神经刺激器在医学上有着广泛的应用，如人工耳蜗、人工视觉恢复、脑深部电刺激系统等。微电极作为揭示神经系统工作机理、治疗神经疾病等方面的重要工具，越来越受到人们广泛的关注，已成为当前重要的研究方向。
[0003]人们对微电极的应用，通常是将微电极植入动物或者患者体内，通过加载电信号来刺激或抑制神经活动，或者利用微电极将神经活动转换为电信号记录下来加以研究。由于作用目标的不同，各种基于微加工技术制作的微电极阵列得到了发展。其中，高密度、有序排列的三维微电极阵列可植入神经组织内，实现高密度的选择性刺激与记录，具有良好的应用前景。
[0004]当前，神经刺激器的微电极与刺激芯片通过导线连接，而当制作高密度微电极阵列时，随着刺激点数量的增加，连接微电极阵列内刺激点导线的数量不断上升，会导致布线宽度变大，手术植入开口需要增大，创伤面大。
[0005]目前三维微电极阵列的制作多采用MEMS工艺、在基底材料上生成微电极阵列的方法。加工过程比较复杂，成本很高，限制了该类型微电极的推广和使用。
[0006]为了解决上述问题，研究人员开始研究一种神经刺激器，并且改进神经刺激器的制造方法。
【发明内容】
[0007]为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术的神经刺激器，神经刺激器的微电极与刺激芯片通过导线连接，导致布线宽度大，手术植入开口大，创伤面大的问题，进而提出一种神经刺激器及其制作方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供了一种神经刺激器，包括基底，开设若干通孔；
[0009]微电极，若干个，用于刺激神经元；所述微电极通过填充通孔设置在基底上，漏出在基底一侧的为微电极的刺激部，另一侧为微电极的连接部；
[0010]刺激芯片，用于控制所述微电极向神经元发出刺激信号并接收反馈信号；所述微电极的连接部直接倒装焊接在刺激芯片上；
[0011]外壳，密封连接在基底上，与基底形成空腔，用于封装微电极的连接部和刺激芯片。
[0012]进一步地，所述刺激芯片上设有若干个接点，所述接点与所述微电极的连接部--对应，且通过倒装焊接连接。
[0013]作为优选，所述通孔呈阵列式分布在所述基底上，以使若干个微电极在基底上排列成微电极阵列。尤其是对于高密度的微电极阵列，该产品更能有效体现出其节省空间，减小手术植入开口的优势。
[0014]进一步地，所述微电极通过在基底上电镀通孔加工而成，所述基底通过刻蚀一定厚度，露出微电极的刺激部和连接部。简化了目前常规的三维微电极阵列，过程简单，制作周期短。
[0015]进一步地，所述基底与外壳通过激光焊工艺进行封装。避免了引入封装试剂，从而对组织细胞产生不良影响。
[0016]作为优选，所述基底或基底与外壳的材质为具有良好生物相容性的玻璃。目前，通常用硅、聚酰亚胺和聚对二甲苯作为微电极基底材料，其中，聚酰亚胺和聚对二甲苯等材料具备柔性、生物相容性好等特点，但机械强度不够。硅材料等硬度过高，可能造成生理组织的损伤。而玻璃基底，尤其是具有良好生物相容性的玻璃基底，具有一定的柔韧性，良好的生物相容性，且具有良好的机械强度。
[0017]具体地，所述具有良好生物相容性的玻璃为硼硅玻璃或钠钙玻璃。
[0018]同时，本发明还公开了一种神经刺激器的制造方法，包括以下加工步骤:
[0019](a)在基底上开设通孔；
[0020](b)在基底的一侧派射金属，形成金属膜，作为导电极；
[0021](c)电镀通孔得到填充金属的微电极，然后对基底两侧进行刻蚀掉一定厚度，基底一侧漏出微电极的刺激部，另一侧漏出微电极的连接部；
[0022](d)将微电极的连接部直接倒装焊接在刺激芯片上；
[0023](e)外壳封装在基底上，将刺激芯片、微电极的连接部密封在外壳与基底形成的空腔内。
[0024]具体地，所述步骤(d)刺激芯片上设有若干个接点，所述微电极的连接部与刺激芯片的接点倒装焊接连接。
[0025]进一步地，所述步骤(a)开设通孔是通过激光打孔得到；所述步骤(e)将外壳通过激光焊工艺封装在基底上。
[0026]进一步地，所述步骤(b) —侧派射金属的厚度为150?250nm，步骤(C)刻蚀掉一定厚度为40?70 μ m。
[0027]作为优选，所述基底或基底与外壳的材质为具有良好生物相容性的玻璃。
[0028]进一步地，所述具有良好生物相容性的玻璃为硼硅玻璃或钠钙玻璃。
[0029]进一步地，所述步骤(b)溅射金属材质为具有生物相容性金属；所述步骤(C)填充金属的微电极材质为具有生物相容性金属。
[0030]本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0031](I)本发明的神经刺激器采用倒装焊接直接连接微电极与刺激芯片，避免了微电极与刺激芯片之间所需的连接导线，可将二者作为整体植入神经组织中，极大减少了神经刺激器植入过程中造成的组织损伤；尤其对于微电极阵列具有显著的效果。
[0032](2)本发明采用激光打孔、电镀通孔等加工技术，简化了目前常规的三维微电极阵列，无需经过反复涂胶、光刻等步骤，过程简单，制作周期短。
[0033](3)本发明的基底或基底与外壳采用具有良好的生物相容性玻璃，该材质具有一定的柔韧性，良好的机械强度，且可使刺激器植入后具有良好的生物相容性。
[0034](4)本发明采用具有良好生物相容性的硼硅玻璃、钠钙玻璃作为基底或基底与外壳封装材质，可使刺激器植入后具有良好的生物相容性和稳定性。
[0035](5)本发明采用激光焊的封装方式，无需胶黏剂或者玻璃粉将玻璃基底与外壳封装结合，避免了有机溶剂对组织细胞产生不良影响。
[0036](6)本发明提供了一种神经刺激器的制造方法，该方法通过倒装焊工艺将微电极的连接部直接连接在刺激芯片上，该方法简单，制备出的产品避免使用导线，减少排线宽度，解决手术植入开口大，创伤面大的问题；该方法通过激光打孔、电镀通孔等加工技术，简化了目前常规的三维微电极阵列，过程简单，制作周期短，成本低，适合推广和广泛使用。可以更加有效的实现神经刺激或者神经活动信号采集。
【附图说明】
[0037]图1为神经刺激器示意图；
[0038]图2为微电极阵列区域示意图。
[0039]其中，1，基底；2，微电极；3，刺激芯片；4，外壳；5，固定孔；6，连接部；7，刺激部。
【具体实施方式】
[0040]实施例1
[0041]一种神经刺激器，如图1所示，包括基底1，开设若干通孔；
[0042]微电极2，若干个，用于刺激神经元；所述微电极2通过填充通孔设置在基底上，漏出在基底一侧的为微电极2的刺激部7，另一侧为微电极2的连接部6 ;
[0043]刺激芯片3，用于控制所述微电极2向神经元发出刺激信号并接收反馈信号；所述微电极2的连接部6直接倒装焊接在刺激芯片3上；
[0044]外壳4，密封连接在基底I上，与基底I形成空腔，用于封装微电极2的连接部6和刺激芯片3。
[0045]上述技术方案是本发明的核心技术方案，神经刺激器的微电极I与刺激芯片3通过倒装焊工艺连接，避免了使用连接微电极2与刺激芯片3的导线，减少了布线宽度大，避免了手术植入开口增大而造成的创伤面积大的问题。
[0046]具体而言，所述刺激芯片上设有若干个接点，所述接点与所述微电极的连接部6--对应，且通过倒装焊接连接。
[0047]如图2所示，作为优选，所述通孔呈阵列式分布在所述基底I上，以使若干个微电极2在基底I上排列成微电极阵列。尤其是对于高密度的微电极阵列，该产品更能有效体现出其节省空间，减小手术植入开口的优势，本实施例中的微电极阵列为20*20，微电极2与芯片的接点一一对应连接。
[0048]进一步地，所述微电极2通过在基底I上电镀通孔加工而成，所述基底I通过刻蚀一定厚度，露出微电极2的刺激部7和连接部6。作为优选，刻蚀一定厚度为40?70 μπι。简化了目前常规的三维微电极阵列，过程简单，制作周期短。
[0049]进一步地，所述基底I与外壳4通过激光焊工艺进行封装。避免了引入封装试剂，从而对组织细胞产生不良影响。
[0050]进一步地，为了改善基底I材料的机械强度和柔韧性，本实施例中的基底I材质为具有良好生物相容性的玻璃，具作为优选本实施例的基底I材质为硼硅玻璃。
[0051 ] 作为变形，所述基底材质还可以为钠钙玻璃。
[0052]进一步地，为了减少引入封装试剂，从而对组织细胞产生不良影响，所述基底I与外壳4通过激光焊接进行封装。
[0053]进一步地，在基底I两侧制有固定孔