驟進行制備:
[0057]1)在200微米厚硅片上熱蒸發(fā)一層1.0毫米厚的鋁作為犧牲層；
[0058]2)旋涂一層光敏型聚酰亞胺Durimide7510，經(jīng)過前烘、曝光、顯影和固化，制作得到圖形化的底層聚酰亞胺絕緣層1，厚度為5微米，上面開有4X4個長方形孔，長方形孔的尺寸為205微米X 255微米；
[0059]3)濺射一層鉻和一層金，鉻和金的厚度分別為50納米和300納米，旋涂5微米厚正性光刻膠AZ4620，經(jīng)過前烘、光刻、顯影和后烘，采用離子束刻蝕法，得到圖形化的中間金電路層2，再旋涂10微米正性光刻膠AZ4620，在金電路層2的圓形金焊盤9上方光刻開孔，只電鍍增加金焊盤9的厚度約2微米；
[0060]4)制作得到圖形化的頂層聚酰亞胺絕緣層3，厚度為5微米;在底層聚酰亞胺絕緣層1相同位置處開有一樣大小的4X4個長方形孔，并且開有4X4組圓形孔，每組包括2個圓，圓直徑為90微米，圓間距為135微米，每組圓形孔和對應長方形孔間距為1毫米;底層聚酰亞胺絕緣層1、金電路層2和頂層聚酰亞胺絕緣層3構成了電極的主體結(jié)構；
[0061]5)將單個微型LED裸芯片4放置在底層聚酰亞胺絕緣層1和頂層聚酰亞胺絕緣層3完全重疊的長方形孔內(nèi)，陰、陽極焊盤6朝上，其中，微型LED裸芯片4型號為TR2227(Cree公司)，尺寸為220 X 270X50微米，相比TR2432更小、更薄，陰、陽極焊盤6直徑為80微米，間距為135微米;再將無色透明的耐高溫瞬干膠5(L0CTITE498)涂抹在微型LED裸芯片4四周；
[0062]6)在金絲球焊機上使用直徑25微米的金絲7連接陰、陽極金焊盤6和對應的頂層聚酰亞胺絕緣層3圓形孔下方的金焊盤9;
[0063]7)在微型LED裸芯片4、金焊盤9和金線7上方涂抹環(huán)氧樹脂膠8，實現(xiàn)封裝，保證電極釋放后，微型LED裸芯片4不會掉落，金線7牢固可靠，不會有裸露的金屬和外界接觸；
[0064]8)通過電化學腐蝕或者稀鹽酸腐蝕鋁犧牲層，完成電極釋放。
[0065]本發(fā)明可以進一步通過在硅片背面深反應離子刻蝕(DRIE)開孔，再用SU-8膠曝光制作針狀光波導，將微型LED裸芯片發(fā)出的光進一步匯聚，得到更高的光照空間分辨率，這部分內(nèi)容將不在本發(fā)明中詳述。
[0066]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權項】
1.一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: 第一步、在沉積金屬犧牲層的硅片上，旋涂一層光敏型聚酰亞胺，經(jīng)過前烘、曝光、顯影和固化，制作得到圖形化的底層聚酰亞胺絕緣層，底層聚酰亞胺絕緣層上面開有若干個方形孔； 第二步、濺射一層鈦或鉻和一層金，再電鍍增加金層厚度，旋涂正性光刻膠，經(jīng)過前烘、光刻、顯影和后烘，采用離子束刻蝕或濕法刻蝕，得到圖形化的中間電路層； 第三步、在第二步的中間電路層上，采用與第一步相同的操作，制作得到圖形化的頂層聚酰亞胺絕緣層，在與底層聚酰亞胺絕緣層相同開孔位置處，開有一樣形狀和數(shù)量的方形孔，并且開有和方形孔數(shù)量相同的若干組圓形孔，露出中間電路層作為金焊盤;底層聚酰亞胺絕緣層、中間電路層和頂層聚酰亞胺絕緣層構成電極器件的主體結(jié)構； 第四步、將單個微型LED裸芯片放置在一方形孔內(nèi)，使微型LED裸芯片上有陰、陽極焊盤的一面朝上，再將耐高溫瞬干膠涂抹在微型LED裸芯片四周，保證微型LED裸芯片牢靠固定在電極上，其余微型LED裸芯片均同樣如此操作； 第五步、在金絲球焊機上使用金絲連接微型LED裸芯片陰、陽極焊盤和對應的頂層聚酰亞胺絕緣層圓形孔下方的金焊盤，其余微型LED裸芯片均同樣如此操作； 第六步、在微型LED裸芯片、中間電路層的金焊盤和金絲上方涂抹環(huán)氧樹脂膠，實現(xiàn)封裝，保證電極釋放后，微型LED裸芯片不會掉落且金絲牢固可靠，其余微型LED裸芯片均同樣如此操作； 第七步、腐蝕金屬犧牲層，完成電極釋放。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第一步和第三步中，所述的底層聚酰亞胺絕緣層和頂層聚酰亞胺絕緣層固化后厚度分別為2?25微米。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第一步和第三步中，所述的光刻聚酰亞胺得到的方形孔的長度和寬度尺寸根據(jù)所使用的微型LED裸芯片尺寸確定，保證微型LED裸芯片安放在方形孔位上不會移位;微型LED裸芯片的底面和金屬犧牲層接觸，且微型LED裸芯片和四周的聚酰亞胺之間有一定間隙。4.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第二步中，所述的中間電路層濺射的鈦或鉻的厚度為10?50納米、金的厚度為100?300納米，電鍍金的厚度為1?2微米。5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第三步中，為保證后續(xù)金絲球焊時，金絲和頂層聚酰亞胺絕緣層圓孔下方的金焊盤的結(jié)合性與可靠性，用等離子體清理金焊盤表面。6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，所述的等離子體選用氧氣、氮氣或者氬氣，或者混合的氬氣和氧氣。7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，第四步中:所述的耐高溫瞬干膠能承受金絲球焊機熱臺溫度(比如100°C)。8.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第四步中，所述的瞬干膠涂抹在微型LED裸芯片四周邊緣時，瞬干膠滲透到微型LED裸芯片和聚酰亞胺的間隙，以提高粘接強度。9.根據(jù)權利要求1所述的一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件的制備方法，其特征在于，第五步中，所述的金絲根據(jù)金焊盤大小選擇直徑，以保證金絲和金焊盤的連接強度。10.—種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件，其特征在于，所述電極由底層聚酰亞胺絕緣層、頂層聚酰亞胺絕緣層和中間電路層構成，其中:在底層聚酰亞胺絕緣層、頂層聚酰亞胺絕緣層開有重疊的陣列方孔，用以定位和放置微型LED裸芯片；在微型LED裸芯片四周涂抹有瞬干膠，以保證微型LED裸芯片牢靠固定在電極上;頂層聚酰亞胺絕緣層同時開有圓孔，微型LED裸芯片的陰、陽極焊盤與金焊盤通過金絲球焊連接，最后用環(huán)氧樹脂膠封裝微型LED裸芯片和金絲焊線。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于金絲球焊法的光刺激神經(jīng)電極器件及其制備方法，包括：一、制作圖形化底層聚酰亞胺絕緣層并開方形孔；二、制作中間電路層；三、制作圖形化頂層聚酰亞胺絕緣層，在相同位置開方形孔和圓形孔；四、將微型LED裸芯片放置在兩層聚酰亞胺方形孔內(nèi)，在微型LED裸芯片四周涂抹瞬干膠；五、金絲球焊法連接微型LED裸芯片與金電路層；六、涂抹環(huán)氧樹脂膠實現(xiàn)封裝；七、腐蝕犧牲層，完成電極釋放。本發(fā)明極主要目的是為微型LED裸芯片供電，LED發(fā)光對特定基因轉(zhuǎn)染的實驗動物進行光刺激；工藝簡單，LED布置靈活，可根據(jù)不同刺激區(qū)域制備不同樣式的器件，為植入式醫(yī)療設備開發(fā)和神經(jīng)科學研究提供了一種新型工具。
【IPC分類】A61N5/06, H01L33/36
【公開號】CN105428488
【申請?zhí)枴緾N201511004826
【發(fā)明人】劉景全, 吉博文, 康曉洋, 王明浩, 楊斌, 陳翔, 楊春生
【申請人】上海交通大學
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月28日