微制造群组电镀技术的制作方法
【专利说明】微制造群组电镀技术
[0001]相关申请交叉引用
[0002]本申请要求2013年9月17日提交的第61/878,992号美国临时专利申请的权益，其全部内容为所有目的通过引用并入本文。
[0003]关于对在联邦资助的研究或开发下进行的发明的权利的声明
[0004]本发明是在美国政府支持下，在美国国家科学基金会资助的基金ECC0310723下做出的。联邦政府在本发明中拥有某些权利。
[0005]背景
[0006]1.
技术领域
[0007]本发明的实施例通常涉及制造通过外科手术移植的电子设备，具体地，涉及与组织如眼睛的视网膜连接的电极阵列。
[0008]2.
【背景技术】
[0009]老年性黄斑变性(AMD)和色素性视网膜炎(RP)是人眼的两种最常见的外视网膜变性疾病。使用视网膜假体有希望让患有所述疾病的人看得见。绕过有缺陷的外视网膜感光细胞并直接电刺激内视网膜神经元的视网膜假体，已让一些患有AMD和RP的盲人感知光。
[0010]应当认识到，这些早期假体仅涉及在神经元上的非常少数量的刺激电极。为实现面部识别或大号文字读取，下一代视网膜假体设备可使用1024个或更多刺激电极。1024-电极移植物可被构造为32X32的正方形的电极阵列或矩形、圆形或其它形状的具有不同数量的电极。
[0011 ]由于对眼球手术切口限制，以及为匹配黄斑的大小，1024个刺激电极彼此应布置在7毫米(mm) X7mm内的小区域内。因此，每个电极应足够小以适合分配的区域，并且给予可接受的空间分辨率。然而，较小的电极具有高阻抗，因为它们小。高阻抗导致高电荷密度，这可能导致对组织的损坏。
[0012]本领域中存在对改善的生物相容电极和制造技术的需要。
[0013]【背景技术】部分中讨论的主题不应被认为是现有技术，而仅作为在【背景技术】部分中其提及的结果。类似地，【背景技术】部分中提及的或与【背景技术】部分的主题相关联的问题，不应被认为已在现有技术中被预先认识到。【背景技术】部分中的主题仅表示不同的方法，其本身也可为发明。
[0014]简要概述
[0015]通常，电镀技术被描述为可扩展到数百、数千或更多单独电极，所述电极彼此电隔离但通过电缆或其它设备连接至用于集成电路(1C)芯片的表面安装区域。通过化学气相沉积(CVD)或以其它方式将金属或其它导电材料的连续片材可沉积到表面安装区域上，有效地将表面安装区域的所有导电垫连接在一起。因为表面安装区域的所有导电垫电连接在一起，所以电缆另一端的电极也电连接在一起。金属片材然后通过单一连接点连接至电镀电源而具有电极的另一电缆端浸在用于电镀的电解质溶液中。电镀完成后，通过蚀刻、剥离或其它方式除去金属片材以再次电隔离电极。
[0016]已发现，用铂黑(Pt黑)电镀电极，通过产生粗糙表面并增大与身体组织连接的表面区域，降低每个电极的阻抗。还描述了借助制造方法生产的生物相容带状电缆装置，其可与1C芯片连接并植入体内。
[0017]本发明的一些实施例涉及在带状(或其它)电缆上电镀许多电极的方法。该方法包括:提供具有第一端部的带状电缆，所述第一端部具有多个布置在表面安装阵列中的导电垫，每个导电垫各自地通过导电体经由带状电缆连接至在带状电缆的第二端部处的相应电极;将导电材料的连续片材沉积在表面安装阵列之上，使得导电垫彼此电短路;使在带状电缆的第二端部处的电极浸在电解质溶液中；连接电源至在第一端部处的导电材料片材，从而同时将电源连接至在第二端部处的电极;使用电源和电解质溶液电镀电极；以及从表面安装阵列除去导电材料的连续片材以使导电垫彼此电隔离。
[0018]表面安装阵列中的导电垫各自的宽度可小于100微米(μπι)并且与彼此距离小于ΙΟΟμπι。带状电缆可完全由适合植入哺乳动物中的生物相容材料构成。电镀可包括用铂黑电镀电极。沉积可包括热蒸发或化学气相沉积。方法可包括:将导电材料的连续片材沉积在带状电缆的第一端部之上，使得导电材料的连续片材大于表面安装阵列;将光致抗蚀剂施加到带状电缆的第一端部;将光掩膜曝露于电缆的第一端部；以及除去过量的导电材料以留下在表面安装阵列之上的导电材料的连续片材。沉积可包括将导电胶带粘附到表面安装阵列。除去可包括从表面安装阵列剥离连续片材。连续片可包括选自由铝、金、铂、银和钛组成的组的材料。电镀可包括用选自由纯铂、金和铱组成的组的金属电镀电极。表面安装阵列可为正方形或矩形，并且它可为平面的。表面安装阵列在导电垫之间可具有固定间距。微制造带状电缆可使用光致抗蚀剂、光掩膜、蚀刻和化学气相沉积。该方法可进一步包括将集成电路(1C)芯片或1C插座安装到带状电缆的表面安装阵列。1C芯片可包括在1C芯片的底部上处于二维阵列中的多个金属垫，1C芯片的每个金属垫通过导电环氧树脂连接至带状电缆的表面安装阵列。
[0019]—些实施例涉及在带状(或其它)电缆上电镀许多电极的方法。该方法包括:提供具有第一端部的带状电缆，该第一端部具有适于与一个或更多电部件连接的多个导电垫，每个导电垫各自地通过导电体连接至局部抽头区域(localized tap area)中的相应导线并且经由带状电缆连接至在带状电缆的第二端部处的相应电极;将导电材料的连续片材沉积在局部抽头区域之上，使得导线彼此电短路;使在带状电缆的第二端部处的电极浸在电解质溶液中；将电源连接至导电材料的片材，从而同时将电源连接至在第二端部处的电极；使用电源和电解质溶液电镀电极；以及从局部抽头区域除去导电材料的连续片材以使导线彼此电隔离。
[0020]—些实施例涉及生物相容带状电缆装置。该装置包括:具有第一端部的生物相容带状电缆，该第一端部具有布置在表面安装阵列中的多个导电垫，每个导电垫各自地通过导电体经由带状电缆连接至在带状电缆的第二端部处的相应电极；以及在每个电极之上的铂黑(Pt黑)镀层，该镀层使电极的表面面积增大超过相应的未电镀的电极。
[0021]表面安装阵列中的导电垫各自的宽度可小于ΙΟΟμπι并且与彼此距离小于ΙΟΟμπι。带状电缆电极可以可操作性地与眼球内的视网膜神经节细胞连接。
[0022]可通过参考本说明书的剩余部分和附图，实现对在此公开和提议的实施例的性质和优点的进一步理解。
[0023]附图简述
[0024]图1为根据实施例的带状电缆的透视图。
[0025]图2为根据实施例的带状电缆的示意图，其中电极通过外科手术匹配到眼球。
[0026]图3示出根据实施例的可穿戴发射器组件。
[0027]图4A示出根据实施例的在带状电缆上沉积金属迹线(trace)和电极。
[0028]图4B示出根据实施例的埋置迹线并留下电极外露。
[0029]图4C示出根据实施例的沉积导电材料的连续片材。
[0030]图4D示出根据实施例的电镀的结果。
[0031]图4E示出根据实施例的除去导电片材。
[0032 ]图5A示出根据实施例的沉积聚对二甲苯。
[0033 ]图5B示出将金属沉积在图5A的聚对二甲苯之上。
[0034]图5C示出将聚对二甲苯沉积在图5B的金属之上。
[0035]图5D示出根据实施例的将光致抗蚀剂作为掩膜施加在图5C的工件之上以使电极外露。
[0036]图5E示出外露图?的电极。
[0037]图5F示出除去图5E的光致抗蚀剂的结果。
[0038]图5G示出将铝沉积在图5F的工件之上。
[0039 ]图5H示出将光致抗蚀剂作为掩膜施加以图案化图5G的铝。
[0040]图51示出图案化图5H的铝的结果。
[0041 ]图5 J示出从图51的工件除去除铝的分接头外的所有。
[0042 ]图5K示出从图5K的工件除去光致抗蚀剂的结果。
[0043 ]图5L示出施加电压到铝的分接头以电镀图5L的工件。
[0044]图5M示出从图5L的工件除去分接头的结果。
[0045]图6图示根据实施例的电镀系统。
[0046]图7示出根据实施例的实验室电镀系统。
[0047]图8示出根据实施例的双金属层电极阵列的近视图。
[0048]图9A为镀前电极的图像。
[0049 ]图9B为根据实施例的镀后电极的图像。
[0050]图10为根据实施例的工艺的流程图。
[0051]图11为根据实施例的工艺的流程图。
[0052]参考说明书的剩余部分(包括附图和权利要求)，将认识到本发明的其它特征和优点。关于