植入式探针装置及其制备方法、电极装置、电子设备与流程

1.本技术涉及微电子封装互连技术领域，尤其涉及一种植入式探针装置及其制备方法、电极装置、电子设备。


背景技术：

2.脑机接口，有时也称作“大脑端口”或者“脑机融合感知”，它是在人或动物脑(或者脑细胞的培养物)与外部设备间建立的直接连接通路。脑机接口作为一项多学科交叉技术，已经受到了全世界科研界与工业界的广泛关注。其中柔性探针装置作为脑机接口的分支，因其优越的生物相容性被认为是“脑机接口最后的形态”。
3.现有的柔性探针装置包括接触焊盘以及从接触焊盘延伸出来的多个探针，每个探针的末端设计成柔性以用于植入生物体脑部。探针之间按一维间隔排列，探针相互之间的距离是固定的，能够覆盖的脑区范围比较有限。如果要覆盖更大的脑区面积往往需要多个探针装置，这样会在头上留下多个探针装置的后端接口。


技术实现要素：

4.本技术的一个目的在于提高单个探针装置能够覆盖的脑区面积，减少与探针装置相连的后端接口的数量，从而减小对被植入者颅骨的创伤。
5.本技术第一方面的实施例提供一种植入式探针装置，包括：柔性基底，包括第一部分和彼此分离的多个第二部分，第一部分位于植入式探针装置的第一端，多个第二部分从第一部分延伸至植入式探针装置的第二端，第二端与第一端相对；探针焊盘阵列，包括多个接触焊盘，多个接触焊盘形成在第一部分中；多个电极，形成在多个第二部分的远离第一部分的各末端区段中，末端区段充当探针以用于植入生物体的脑部；以及多条引线，形成在多个第二部分中，以将多个电极中的相应电极分别电连接至多个接触焊盘中的相应接触焊盘，其中，多个第二部分中的每个第二部分包括n级分段，n级分段沿着从第一端至第二端的方向依次布置，并且多个第二部分的第n级分段包括多个第二部分的各末端区段，其中n为大于或等于2的整数，并且其中，从第n级分段中的每个分段分支出多条支路作为第n+1级分段，并且形成在第n+1级分段中的每个分段中的引线为形成在第n级分段中的引线的子集，其中n为整数且0＜n＜n。
6.本技术第二方面的实施例提供一种电极装置，包括如上述任一项的植入式探针装置；以及数据转接器，电连接至探针焊盘阵列中的多个接触焊盘，被配置为向多个接触焊盘传输信号或从多个接触焊盘接收信号。
7.本技术第三方面的实施例提供一种电子设备，包括如上述的电极装置。
8.本技术第四方面的实施例提供一种制备植入式探针装置的方法，方法包括：在支撑衬底上形成第一柔性基底层，第一柔性基底层包括第一区域和多个第二区域，第一区域位于植入式探针装置的第一端，多个第二区域从第一区域延伸至植入式探针装置的第二端，第二端与第一端相对；在第一柔性基底层上形成金属图案层，金属图案层包括探针焊盘
阵列、多个电极以及多条引线，其中，探针焊盘阵列包括多个接触焊盘，多个接触焊盘形成在第一区域上，多个电极形成在多个第二区域的远离第一区域的各末端区段中，多条引线形成在多个第二区域上，以将多个电极中的相应电极分别电连接至多个接触焊盘中的相应接触焊盘；在已形成有金属图案层的第一柔性基底层上覆盖第二柔性基底层；对第二柔性基底层和第一柔性基底层进行刻蚀，以暴露多个接触焊盘和多个电极，并形成对应于第一区域的图案的第一部分和对应于多个第二区域的图案的多个第二部分，其中，多个第二部分彼此分离，每个第二部分包括n级分段，n级分段沿着从第一端至第二端的方向依次布置，并且多个第二部分的第n级分段包括对应于多个第二区域的各末端区段的末端区段，多个第二部分的末端区段充当探针以用于植入生物体的脑部，其中n为大于或等于2的整数，并且其中，从第n级分段中的每个分段分支出多条支路作为第n+1级分段，并且形成在第n+1级分段中的每个分段中的引线为形成在第n级分段中的引线的子集，其中n为整数且0＜n＜n；以及去除支撑衬底的除第一支撑衬底部分之外的部分，第一支撑衬底部分对应于第一部分。
9.根据本技术的实施例，植入式探针装置中柔性基底的每个第二部分采用多级分段式设计，按照从第一级分段至第n级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐增多，进而使得最后一级分段(第n级分段)中的分段数量可以远大于第一级分段中的分段数量(例如成倍数扩增)，将最后一级分段中各个分段的末端区域设置为探针。这样，该植入式探针装置的探针的数量较多，能够覆盖较大的植入范围，可以提高单个植入式探针装置的覆盖面积。进而，可以减少脑电信号探测所需要的植入式探针装置的数量，减少与植入式探针装置相连的后端转接接口的数量，从而减小对被植入者颅骨的创伤。另外，柔性基底的每个第二部分中，按照从第n级分段至第一级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐减少，还能够便于探针的分组管理，防止多导线之间的缠绕。
10.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
11.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本技术公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本技术范围的限制。
12.图1为相关技术提供的探针装置的结构示意图；
13.图2为本技术一些实施例提供的植入式探针装置的结构示意图；
14.图3为本技术一些实施例提供的植入式探针装置中第二部分的一个末端区段的结构示意图；
15.图4为本技术一些实施例提供的植入式探针装置沿着从第一端至第二端的延伸方向上的部分截面结构示意图；
16.图5为本技术一些实施例提供的电极装置的爆炸结构示意图；
17.图6为本技术一些实施例提供的制备植入式探针装置的方法流程图；
18.图7为本技术一些实施例提供的制备植入式探针装置的过程示意图。
具体实施方式
19.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
21.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
22.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
23.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
24.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
25.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
26.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
27.相关技术中，脑部电极采用探针装置植入生物体脑部。图1为相关技术提供的探针装置100的结构示意图。如图1所示，探针装置100包括探针焊盘阵列101以及多个探针102。每个探针102的前端与探针焊盘阵列101相连，末端设计成柔性以用于植入生物体脑部。探针102之间按一维间隔排列，探针102相互之间的距离是固定的，使得在植入时探针102往往呈一维线性固定分布，无法根据实际需求选择各探针102的植入位置。此外，现有的探针装置100能够覆盖的脑区范围比较有限，如果要覆盖更大的脑区面积往往需要多个探针装置100，这样会在头上留下多个探针装置100的后端接口，对颅骨损伤较大，不利于临床应用。
28.鉴于此，本技术提出一种植入式探针装置及其制备方法、电极装置、电子设备，以提高单个探针装置能够覆盖的脑区面积，减少与探针装置相连的后端接口的数量，减小对
被植入者颅骨的创伤。
29.请参照图2、图3和图4。图2为本技术一些实施例提供的植入式探针装置200的结构示意图。图3为本技术一些实施例提供的植入式探针装置中第二部分的一个末端区段2020的结构示意图。图4为本技术一些实施例提供的植入式探针装置200沿着从第一端至第二端的延伸方向上的部分截面结构示意图。
30.需要说明的是，图2、图3和图4仅用于示意性地体现一些结构的特征，并不限定这些结构的实际数量和尺寸。例如，图2中仅示意性地示出两个第二部分、每个第二部分的两级分段、以及其中的引线等结构，其中第二部分的数量、第二部分的各级分段的数量以及引线的数量等并不代表在实际产品中这些结构的数量。同理，图3中的电极和引线的数量也不代表在实际产品中这些结构的数量，不作为对本技术的限定。图4中仅示意性地截取了两个电极和一个接触焊盘的截面，且没有示出引线的截面(可以理解的是，引线位于其他截面中)。
31.本公开第一方面提供了一种植入式探针装置，如图2和图3所示，该植入式探针装置200包括柔性基底20，以及位于柔性基底20中的探针焊盘阵列、多个电极22和多条引线23。
32.柔性基底20包括第一部分201和彼此分离的多个第二部分202。第一部分201位于植入式探针装置200的第一端，多个第二部分202从第一部分201延伸至植入式探针装置200的第二端，第二端与第一端相对。
33.可以理解的是，柔性基底20用于承载和保护探针焊盘阵列、多个电极22和多条引线23。在一些实施例中，如图4所示，柔性基底20可以包括层叠设置的第一柔性基底层2001和第二柔性基底层2002，探针焊盘阵列、多个电极22和多条引线23位于第一柔性基底层和第二柔性基底层之间。在一个示例中，第一柔性基底层2001和第二柔性基底层2002的材料可以相同也可以不同，具体可以采用聚酰亚胺(pi)材料。
34.探针焊盘阵列包括多个接触焊盘(contact pad)21，多个接触焊盘21形成在柔性基底的第一部分201中，用于与外部电路电连接。在图4的示例中，第二柔性基底层2002上设有用于暴露出多个接触焊盘21的接触孔(contact hole)20a，以便于接触焊盘21能够电连接至外部电路。
35.多个电极22形成在多个第二部分202的远离第一部分201的各末端区段2020中，末端区段2020充当探针以用于植入生物体的脑部中，其中多个电极21用于采集脑信号或者向脑组织输出刺激信号。在图4的示例中，第二柔性基底层2002上设有用于暴露出多个电极22的连接孔20b，以便于多个电极22能够与脑组织接触以实现采集脑信号或者向脑组织输出刺激信号。
36.多条引线23形成在多个第二部分202中，以将多个电极22中的相应电极22分别电连接至多个接触焊盘21中的相应接触焊盘21。
37.可以理解的是，多个电极22和多条引线23一一对应，每一个电极22通过与其对应的一条引线23连接至一个接触焊盘21，进而连接至外部电路。在一个示例中，多个接触焊盘21通过数据转接器连接至芯片，进而将多个电极22与芯片的电路电连接。
38.根据一些实施例，柔性基底20的多个第二部分202中的每个第二部分202包括n级分段。n级分段沿着从植入式探针装置200的第一端至植入式探针装置200的第二端的方向
依次布置，并且多个第二部分202的第n级分段包括多个第二部分202的各末端区段2020，其中n为大于或等于2的整数。换句话说，每个第二部分202最后一级分段中的各个分段的末端即第二部分202的各末端区段2020。每个第二部分202最后一级分段可以被称为探针，并且其末端区段2020可以被称为探针植入部分。
39.在柔性基底20的每个第二部分202中，从第n级分段中的每个分段分支出多条支路作为第n+1级分段。换句话说，从第n级分段中的各个分段分支出来的多条支路，即是第n+1级分段中的多个分段。因此，第n+1级分段中的分段数量大于第n级分段中的分段数量，并且形成在第n+1级分段中的每个分段中的引线为形成在第n级分段中的引线的子集，其中n为整数且0＜n＜n。
40.在图2的示例中，柔性基底20的每个第二部分202包括两级分段，分别为第一级分段2021和第二级分段2022，即n等于2。其中，每个第二部分202的第一级分段2021包括-一个分段，从第一级分段2021中的一个分段分支出多条支路以形成第二级分段2022的多个分段。第二级分段2022中的各个分段的末端区段2020充当探针以用于植入生物体的脑部中，每个末端区段2020设有多个电极21，以用于采集脑信号或者向脑组织输出刺激信号。
41.如图2和图3所示，第一级分段2021中的多条引线23分散至第二级分段2022的各个分段中，并最终连接至第二级分段2022的各个分段末端的电极22。反过来说，第二级分段2022的各个分段中的引线23在第一级分段2021中汇总，并最终连接至接触焊盘21。
42.根据本技术的实施例，柔性基底的第二部分采用多级分段式设计，按照从第一级分段至第n级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐增多，进而使得最后一级分段(第n级分段)中的分段数量可以远大于第一级分段中的分段数量(例如成倍数扩增)，将最后一级分段中各个分段的末端区域设置为探针。这样，该植入式探针装置的探针的数量较多，能够覆盖较大的植入范围，可以提高单个植入式探针装置的覆盖面积。进而，可以减少脑电信号探测所需要的植入式探针装置的数量，减少与植入式探针装置相连的后端转接接口的数量，从而减小对被植入者颅骨的创伤。
43.另外，柔性基底的第二部分中，按照从第n级分段至第一级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐减少，还能够便于探针的分组管理，防止多导线之间的缠绕。例如，生物体的大脑一般包括脑中海马体、内侧颞叶等脑区，将柔性基底的每个第二部分的末端分段所形成的探针作为一个大组，每个大组中的探针用于植入脑部对应的一个脑区。这样，可以避免各个第二部分的探针之间发生缠绕，并且，有利于对采集的脑电信号进行分类管理。以此类推，还可以将每个脑区逐级划分为n级区域以与第二部分的n级分段相对应，将各级分段所对应的探针植入脑区中相应级别的区域。例如，第一级分段的各个分段所对应的探针植入脑区的第一级区域中的各个区域，第二级分段的各个分段所对应的探针植入脑区的第二级区域中的各个区域，以此类推，从而实现探针及其检测信号的分级化管理。
44.如图4所示，根据一些实施例，柔性基底20的多个第二部分202包括贯穿柔性基底20的多个通孔20c。该通孔20c可以改善第二部分202的应力，提高第二部分202的柔韧性，进而便于第二部分202的弯曲延伸，从而有利于提高柔性基底20的各个第二部分202的延展范围和覆盖面积，并且有利于改善探针与生物体脑部的贴服性。
45.在图4的示例中，柔性基底20包括层叠设置的第一柔性基底层2001和第二柔性基底层2002。通孔20c避开第一柔性基底层2001和第二柔性基底层2002之间的多个电极22和
多条引线23，并贯穿第一柔性基底层2001和第二柔性基底层2002。在一些实施例中，通孔20c在第二部分202的各级分段中均匀分布，但是其他实施例是可能的。
46.根据一些实施例，多个第二部分202的第1级至第n-1级分段的厚度大于多个第二部分202的第n级分段的厚度。在一个示例中，多个第二部分202的第1级至第n-1级分段的厚度与多个第二部分202的第n级分段的厚度之差可以为5μm-50μm，例如，可以为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm。
47.在图4的示例中，柔性基底20的第二部分202包括两级分段，分别为第一级分段2021和第二级分段2022，即n等于2。第一级分段2021的厚度大于第二级分段2022的厚度，例如，第二级分段2022相对于第一级分段2021多出一个加固层2000，该加固层2000的厚度d为5μm-50μm。
48.加固层2000的存在可以是有利的。第二部分202的第n级分段用于形成探针，其要求柔韧性较好，以避免损伤脑部，因此其厚度不宜过大，而第二部分202的第1级至第n-1级分段用于连接第n级分段和第一部分，将这部分分段加厚，可以加强此部分分段的强度和硬度，避免这部分分段发生断裂损坏，并有利于防止各级分段发生缠绕。
49.在另一些实施例中，多个第二部分的第n级分段的厚度大于第n+1级分段的厚度，0＜n＜n。即从植入式探针装置200第一端至第二端的方向上，多个第二部分202的厚度逐级减小。这样，也可以避免第二部分202的第1级至第n-1级分段发生断裂损坏，并防止各级分段发生缠绕，同时保证第n级分段的柔韧性，避免损伤脑部。
50.根据一些实施例，第二部分的同一级分段中的各分段的长度不完全相等。可以理解，同一级分段中的各分段的末端探针需要植入的大脑区域位置和/或植入深度不同，进而这些探针距离探针焊盘阵列的距离也可能不同。在一些实施例中，同一级分段中的各分段的长度可以根据探针焊盘阵列与各探针植入区域的位置确定，其长度不需要一致，这样可以满足探针焊盘阵列与各探针的植入区域之间的距离要求。例如，图2中第二级分段2022的各个分段的长度不完全相同，该各个分段的长度可以使得其对应的末端探针至探针焊盘阵列的距离满足植入要求。
51.根据一些实施例，柔性基底的第二部分中，从第n级分段中的每个分段分支出的第n+1级分段的数量相等。这样，可以便于探针的管理。在一个示例中，每个第二部分具有一个第一级分段，从该第一级分段中分支出的5个分支以形成第二级分段，即第二级分段的分段数量为5。从第二级分段中的每个分段分支出的20个分支以形成第三级分段，即每个第二级分段所分支出的第三级分段的分段数量为20，则整个第二部分包括的第三级分段的分段数量为100。若第三级分段为最后一级分段，其末端用于形成探针，则该第二部分的末端具有100个探针。由此可知，从第n级分段中的每个分段分支出的第n+1级分段的数量相等，可以使得各级分段的分段数量成倍增长，这样便于对最后一级分段的探针管理。
52.根据一些实施例，植入式探针装置中的多个电极为用于植入生物体的深部脑区的深部电极。深部电极应用于深脑区，可以用于探测深脑区的病灶放电，记录颅内脑电图等。
53.根据一些实施例，植入式探针装置中的多个电极为用于植入生物体的脑皮层的皮层电极。皮层电极应用在浅脑区，是一种主要用于记录大脑半球凸面、内侧面或基底部皮质电位的颅内电极。
54.根据一些实施例，植入式探针装置中的多个电极中既包括用于植入生物体的深部
脑区的深部电极，也包括用于植入生物体的脑皮层的皮层电极。例如，柔性基底的多个第二部分中，一些第二部分的末端分段中设置的电极为深部电极，另一些第二部分的末端分段中设置的电极为皮层电极。
55.如图2和图4所示，根据一些实施例，植入式探针装置200还包括支撑衬底24，该支撑衬底24上形成有柔性基底20的第一部分201。在一个示例中，支撑衬底24可以为硅片。柔性基底20的第一部分201中具有探针焊盘阵列，通过支撑衬底24支撑该第一部分201，可以便于探针焊盘阵列的接触焊盘21与外部电路的连接操作，例如压接或者焊接操作。
56.如图2所示，根据一些实施例，第二部分202的各末端区段2020通过生物相容性材料加固，以便于植入生物体的脑部。生物相容性材料是指植入生物体后在生物组织的影响和作用下能够被去除、分解、溶解的材料。作为示例而非限制，生物相容性材料包括蚕丝蛋白。将第二部分的末端区段包裹上蚕丝蛋白溶液，待蚕丝蛋白溶液固化后可以使得第二部分的末端区段的硬度加强，从而便于植入生物体的脑部。待将第二部分的末端区段植入生物体脑部后，蚕丝蛋白遇脑组织液会溶解消失，使得末端区段恢复原来的柔性，可以避免在后期电信号采集的过程中损伤脑部。
57.请参照图5，图5为本技术一些实施例提供的电极装置300的爆炸结构示意图。如图5所示，该电极装置300包括如上述任一项的植入式探针装置200，以及数据转接器30。
58.数据转接器30电连接至探针焊盘阵列中的多个接触焊盘21，被配置为向多个接触焊盘21传输信号或从多个接触焊盘21接收信号。在一个示例中，植入式探针装置200的每个末端区段的多个电极采集脑组织信号，并通过接触焊盘21将采集的信号传输至数据转接器30，然后通过数据转接器30转接至外部电路，例如转接至脑信号采集芯片。在一个示例中，外部电路通过数据转接器30向植入式探针装置200传输信号，该信号通过植入式探针装置200的末端区段的电极作用于脑组织，以向脑组织输出刺激信号。
59.根据本公开的实施例，电极装置300包括植入式探针装置200。植入式探针装置200具有数量较多的探针，其探针能够覆盖较大的植入区域，可以提高植入式探针装置200的覆盖面积，减少脑电信号探测所需要的植入式探针装置200的数量，减少所需的后端数据转接器30的数量，减小对被植入者颅骨的创伤。
60.如图5所示，根据一些实施例，数据转接器30包括焊盘阵列板31和数据接口板32，焊盘阵列板31和数据接口板32电连接。
61.焊盘阵列板31包括多个焊盘311，多个焊盘311分别电连接至探针焊盘阵列中的多个接触焊盘21，以实现数据转接器30与植入式探针装置200之间的电连接。在一些实施例中，焊盘阵列板31为pcb板。
62.数据接口板32包括多个电触点，多个电触点分别电连接至焊盘阵列板31的多个焊盘311。在一些实施例中，数据接口板32用作芯片接口端，其具有特定数量(例如4个)的芯片接口320，每个芯片接口320内具有多个电触点，可以将芯片(例如，脑信号采集芯片)插入至该芯片接口320内，以实现芯片与电极装置300的通信连接。在一些实施例中，数据接口板32为pcb板。
63.如图5所示，根据一些实施例，数据转接器30还包括柔性布线板33。柔性布线板33包括多个线缆330，多个线缆330将多个电触点中的相应电触点分别电连接至多个焊盘中的相应焊盘311。在一些实施例中，电触点、焊盘311以及线缆330一一对应，每个线缆330将对
应的电触点电连接至对应的焊盘311。在一些实施例中，柔性布线板33为柔性pcb板。柔性布线板33用于连接焊盘阵列板31与数据接口板32，以实现焊盘阵列板31与数据接口板32的柔性过渡。这样，可以便于植入式探针装置200与芯片之间位置的灵活设置，例如芯片可以相对于植入式探针装置200的探针植入方向垂直放置。
64.本公开另一方面提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述的电极装置300。该电子设备可包括但不限于为植入式神经刺激器、植入式神经记录器、植入式刺激-记录器等。
65.请参照图6和图7。图6为本技术一些实施例提供的制备植入式探针装置的方法400流程图。图7为本技术一些实施例提供的制备植入式探针装置的过程示意图。
66.如图6所示，该方法400包括以下步骤。
67.步骤401，如图7中的(b)所示，在支撑衬底50上形成第一柔性基底层52。第一柔性基底层52包括第一区域和多个第二区域，第一区域位于植入式探针装置的第一端，多个第二区域从第一区域延伸至植入式探针装置的第二端，第二端与第一端相对。
68.步骤402，如图7中的(c)和(d)所示，在第一柔性基底层52上形成金属图案层。金属图案层包括探针焊盘阵列、多个电极501以及多条引线，其中，探针焊盘阵列包括多个接触焊盘502，多个接触焊盘502形成在第一区域上，多个电极501形成在多个第二区域的远离第一区域的各末端区段中，多条引线形成在多个第二区域上，以将多个电极501中的相应电极501分别电连接至多个接触焊盘502中的相应接触焊盘502。
69.步骤403，如图7中的(e)所示，在已形成有金属图案层的第一柔性基底层52上覆盖第二柔性基底层53。第一柔性基底层52和第二柔性基底层53共同组成柔性基底层。
70.步骤404，如图7中的(f)至(i)所示，对第二柔性基底层53和第一柔性基底层52进行刻蚀，以暴露多个接触焊盘502和多个电极501，并形成对应于第一区域的图案的第一部分和对应于多个第二区域的图案的多个第二部分。换句话说，步骤404，即是对柔性基底层进行刻蚀以形成柔性基底的图案，柔性基底的图案包括第一部分和多个第二部分，第一部分上设有暴露多个接触焊盘502的接触孔50a，多个第二部分上设有暴露多个电极501的连接孔50b。多个第二部分彼此分离，每个第二部分包括n级分段，n级分段沿着从第一端至第二端的方向依次布置，并且多个第二部分的第n级分段包括对应于多个第二区域的各末端区段的末端区段，多个第二部分的末端区段充当探针以用于植入生物体的脑部，其中n为大于或等于2的整数，并且其中，从第n级分段中的每个分段分支出多条支路作为第n+1级分段，并且形成在第n+1级分段中的每个分段中的引线为形成在第n级分段中的引线的子集，其中n为整数且0＜n＜n。
71.步骤405，如图7中的(k)所示，去除支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分。第一支撑衬底部分500对应于第一部分。
72.根据本技术的实施例，柔性基底的第二部分采用多级分段式设计，按照从第一级分段至第n级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐增多，进而使得最后一级分段(第n级分段)中的分段数量可以远大于第一级分段中的分段数量(例如成倍数扩增)，将最后一级分段中各个分段的末端区域设置为探针。这样，该植入式探针装置的探针的数量较多，能够覆盖较大的植入范围，可以提高单个植入式探针装置的覆盖面积。进而，可以减少脑电信号探测所需要的植入式探针装置的数量，减少与植入式探针装置相连的后端转接接口的数
量，从而减小对被植入者颅骨的创伤。
73.另外，柔性基底的第二部分中，按照从第n级分段至第一级分段的顺序，各级分段中的分段数量逐渐增多，还能够便于探针的分组管理，防止多导线之间的缠绕。
74.根据一些实施例，在第一柔性基底层52上形成金属图案层(步骤402)包括以下步骤。
75.首先，如图7中的(c)所示，通过刻蚀构图工艺在第一柔性基底层52的第二区域上制备多个电极501以及多条引线的图形。
76.其次，如图7中的(d)所示，通过刻蚀构图工艺在第一柔性基底层52的第一区域上制备探针焊盘阵列的图形。
77.根据一些实施例，对第二柔性基底层53和第一柔性基底层52进行刻蚀(步骤404)还包括：如图7中的(f)至(i)所示，在多个第二部分中刻蚀出贯穿第二柔性基底层53和第一柔性基底层52的多个通孔50c。换句话说，柔性基底的图案还包括在多个第二部分中的通孔50c。多个通孔50c避开第一柔性基底层52和第二柔性基底层53之间的多个电极501和多条引线，并贯穿第一柔性基底层52和第二柔性基底层53。通孔50c的设置，有利于提高柔性基底的各个第二部分的柔韧性，进而有利于提升植入式探针装置的多个第二部分的脑区覆盖范围，并可以改善第二部分的探针与生物体脑部的贴服性。
78.根据一些实施例，去除支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分(步骤405)包括以下步骤。
79.首先，如图7中的(a)所示，在形成第一柔性基底层52之前，在支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分上形成牺牲层51。
80.其次，如图7中的(j)和(k)所示，腐蚀掉牺牲层51，使得支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分与第一柔性基底层52分离，然后去除支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分，仅保留支撑衬底50的第一支撑衬底部分500，以用于支撑柔性基底的第一部分。
81.柔性基底的第一部分中具有探针焊盘阵列，通过支撑衬底50的第一支撑衬底部分500支撑该第一部分201，可以便于探针焊盘阵列的接触焊盘21与外部电路的连接操作。柔性基底的各个第二部分下方没有支撑衬底50支撑，该各个第二部分可以弯曲延展至脑部不同的区域，以便于第二部分末端分段的探针能够植入脑部的不同区域。
82.根据一些实施例，制备植入式探针装置的方法400还包括以下步骤。如图7中的(j)所示，在去除支撑衬底50的除第一支撑衬底部分500之外的部分之前，在多个第二部分的第1级至第n-1级分段上形成柔性基底加固层55。在一个示例中，该加固层55的厚度d为5μm-50μm。
83.第二部分的第n级分段用于形成探针，其要求柔韧性较好，以避免损伤脑部，因此其厚度不宜过大，而第二部分的第1级至第n-1级分段用于连接第n级分段和第一部分，将这部分分段加厚，可以加强此部分分段的强度和硬度，避免这部分分段发生断裂损坏，并有利于防止各级分段发生缠绕。
84.下面结合图7详细描述植入式探针装置的制备方法400的特定示例。
85.·
如图7中的(a)所示，在支撑衬底50上沉积图形化的牺牲层51。该步骤可以包括以下流程：
86.1)涂光刻胶，对光刻胶进行图形化处理，以形成牺牲层布置区域；
87.2)利用金属蒸镀的方法，在牺牲层布置区域上沉积铬(cr)和镍(ni)以形成牺牲层，铬(cr)和镍(ni)的厚度分别为埃为长度单位，1埃＝0.1纳米。
88.3)用丙酮把光刻胶剥离，光刻胶上的金属层会被一同去除，剥离后仅留下牺牲层布置区域内的牺牲层。
89.·
如图7中的(b)所示，在图形化后的牺牲层上旋涂第一柔性基底层52，并利用真空烘箱阶梯式升温固化第一柔性基底层52。例如，第一柔性基底层52的材料为聚酰亚胺(pi)，厚度为1μm-10μm，最高固化温度为380℃。
90.·
如图7中的(c)所示，在第一柔性基底层52上制备电极501及引线。该步骤可以包括以下流程：
91.1)涂光刻胶，对光刻胶进行图形化处理，以形成电极及引线的布置区域，该布置区域位于第一柔性基底层52的第二区域上；
92.2)利用金属蒸镀的方法，在电极及引线的布置区域上沉积铬(cr)、金(au)以形成电极和引线；铬(cr)、金(au)的厚度分别为cr＝5nm-50nm、au＝50nm-500nm；
93.3)用丙酮把光刻胶剥离，光刻胶上的金属层会被一同去除，剥离后仅留下布置区域内的电极和引线。
94.·
如图7中的(d)所示，在第一柔性基底层52上制备接触焊点502，其制备流程与电极501及引线的制备流程相同，所不同的是，接触焊点502的布置区域位于第一柔性基底层52的第一区域上，且其金属蒸镀层包括铬(cr)、镍(ni)、金(au)三层，该三层的厚度分别为cr＝5nm-50nm、ni＝100nm-1500nm、au＝50nm-500nm；
95.·
如图7中的(e)所示，在电极501、引线和接触焊点502上制备第二柔性基底层53(即封装层)，并利用真空烘箱阶梯式升温固化第二柔性基底层53。例如，第二柔性基底层53的材料为聚酰亚胺(pi)，厚度为2μm-20μm，最高固化温度为380℃。此时，电极、引线、接触焊点都被封装在柔性基底层内。
96.·
如图7中的(f)所示，利用溅射工艺在第二柔性基底层53上形成铝硬掩模(hardmask)层54，其厚度为50nm-200nm。
97.·
如图7中的(g)所示，对铝硬掩模层54实施图形化处理。该步骤可以包括以下流程：
98.1)在金属铝层上涂光刻胶，对光刻胶进行图形化处理，形成待腐蚀区域；
99.2)用铝腐蚀液，对待腐蚀区域内的铝层进行腐蚀，被光刻胶遮盖部分的铝层未被腐蚀；
100.3)去除残余光刻胶，留下图形化的铝层，用于作为对第一柔性基底层和第二柔性基底层刻蚀的掩膜层。
101.·
如图7中的(h)所示，以图形化的铝硬掩模层54作为掩膜，对第一柔性基底层52和第二柔性基底层53进行蚀刻。该步骤可以包括以下流程：
102.使用深硅蚀刻技术，对待腐蚀区域(铝硬掩模层54未遮盖的区域)内的pi层(第一柔性基底层52和第二柔性基底层53)进行蚀刻，其中pi层刻蚀的侧向侵蚀单边为
±
0.5um；
103.pi层被蚀刻后，可以形成第一部分和各个第二部分的图形，以及暴露电极501的连
接孔50b、暴露接触焊点502的接触孔50a，此外，还可以形成贯穿pi层的通孔50c。
104.·
用铝腐蚀液，去除图形化的铝硬掩模层54，去除铝硬掩模层54后的结构如图7中的(i)所示；
105.·
如图7中的(j)所示，再次使用旋涂以及光刻图形化技术，在柔性基底的各个第二部分的第1级至第n-1级分段上形成加固层55，加固层55的材料为聚酰亚胺(pi)，其厚度为5μm-50μm。加固层的光刻图形化技术流程可以参考柔性基底层的光刻过程，此处不再赘述。
106.·
如图7中的(j)所示，用腐蚀液腐蚀牺牲层51，并去除牺牲层51对应的支撑衬底部分，仅留下第一支撑衬底部分500以用于支撑柔性基底的第一部分，去除牺牲层51对应的支撑衬底部分后的结构如图7中的(k)所示。
107.需要说明的是，上述制备步骤仅是对于制备方法400的举例说明，制备方法400不限于上述实施例，具体可根据实际工艺需求进行调整。
108.可以理解的是，根据本公开实施例的植入式探针装置及其制备方法是基于相同的发明构思，因此根据本公开实施例的制备方法也具有与上文描述的植入式探针装置相同或相似的有益效果，此处不再赘述。
109.以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。