JP2009254892A - Thin-film fabrication technology for implantation electrode - Google Patents

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JP2009254892A
JP2009254892A JP2009185471A JP2009185471A JP2009254892A JP 2009254892 A JP2009254892 A JP 2009254892A JP 2009185471 A JP2009185471 A JP 2009185471A JP 2009185471 A JP2009185471 A JP 2009185471A JP 2009254892 A JP2009254892 A JP 2009254892A
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John Parker
パーカー,ジョン
Claudiu Treaba
トリーバ,クローディウ
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Cochlear Ltd
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Cochlear Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form an electrode assembly using photolithographic technology. <P>SOLUTION: A long and thin implantation electrode assembly (50) includes a set of electrode pads (12 and 14) placed in a predetermined pattern, and a plurality of electric wires (34 and 36) extending in a longitudinal direction each wire being connected to at least one pad. The electrode assembly can be formed using photolithographic technology by: firstly depositing the pads (12 and 14) on a sacrifice layer (10), secondly attaching the electric wires (34 and 36) to the pads (12 and 14), thirdly implanting the pads and electric wires in a carrier (46), and finally removing the sacrifice layer (10). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、集積回路の製造で一般的に使用される薄膜技術を利用し、特に、器官の中に埋植するのに適する電極の形成方法に関する。 The present invention relates to a method of forming an electrode suitable for implantation in an organ utilizing thin film technology commonly used in the manufacture of integrated circuits.

本発明の方法に従って作られる埋植型電極集合体は、移植蝸牛刺激装置で使用が可能である。   The implantable electrode assembly made according to the method of the present invention can be used in a transplant cochlear stimulator.

神経刺激用、または、記録用のマイクロ電極系は、対象となる神経の近くに配置される一連の導電性パッドからなる。これらのパッドは、相互に、そして、周囲の媒体から絶縁されている導電体を経由して記録用、または、刺激用電子機器に接続されている。今日広く使用されているそのような電極配列体の1つの例が、コクリア
インプラント アイ 22エム(Cochlear Implant I 22M)の名称で、オーストラリア国(Australia)、ニューサウスウエルズ州(New
South Wales)、レインコウブ(Lane Cove)のコクリアリミテッド(Cochlear Limited)により製造されている。この装置は、一般的に、シリコンゴムで形成される柔軟な絶縁キャリアに沿って配置された多数の白金の環、または、球から成る。
A neurostimulation or recording microelectrode system consists of a series of conductive pads placed close to the nerve of interest. These pads are connected to each other and to recording or stimulation electronics via conductors that are insulated from the surrounding medium. One example of such an electrode array that is in widespread use today is the Cochlear Implant I 22M, Australia, New South Wells.
Manufactured by Cochlear Limited of South Wales, Lane Cove. This device typically consists of a number of platinum rings or spheres arranged along a flexible insulating carrier formed of silicon rubber.

薄膜加工技術を使って、前記の電極を作製しようとのいくつかの試みがなされたが、人体の中で使用するのに適する、信頼性のある電極を製造することはできなかった。例えば、電極が、シリコン基板で構成されたことがある。このようなマイクロマシン型装置は、移植蝸牛刺激装置用の電極に適しているであろう。センサーとアクチュエーター(Sensors and Actuators) 1994年A45号、47−55:「ポリイミドを基板とした方法を用いるマイクロマシン型装置の開発」(Development
of micromachined devices using polyimide-based processes)、フレイザー エービー(Frazier AB)、アン
シーエイチ(Ahn CH)、アラン エムジー(Allen MG)を参照されたい。しかしながら、蝸牛の中に挿入できるほど十分に柔軟にするために、電極は極端に薄いものである(5−15μm)。このように極端に小さい寸法の故に、このような電極は、極めて壊れやすく、取扱い難い。
Although some attempts have been made to produce the electrodes using thin film processing techniques, it has not been possible to produce reliable electrodes suitable for use in the human body. For example, the electrode may be composed of a silicon substrate. Such a micromachine type device would be suitable as an electrode for a transplanted cochlear stimulator. Sensors and Actuators 1994 A45, 47-55: "Development of micromachine type device using polyimide substrate" (Development
See of micromachined devices using polyimide-based processes, Frazier AB, Ahn CH, Allen MG. However, the electrodes are extremely thin (5-15 μm) in order to be flexible enough to be inserted into the cochlea. Because of these extremely small dimensions, such electrodes are extremely fragile and difficult to handle.

一般的に、薄膜技術が、移植蝸牛刺激装置の商業生産、または、他の神経電極の生産に適用されない理由は、加工技術と、マイクロマシン型装置が使用されなければならない対象の組織との両方に適合する材料を選ぶのが難しいことにある。導電体の選択は、白金、または、イリジウムのような貴金属に限られる。   In general, thin film technology is not applicable to the commercial production of transplanted cochlear stimulators, or other neural electrodes, both for processing techniques and for the tissues where micromachined devices must be used. It is difficult to select a suitable material. The choice of conductor is limited to noble metals such as platinum or iridium.

絶縁材料の選択の幅は広いが、次の特性を保持していなければならない。
1.生体適合性
2.金属化パターンを作製するのに使用される工程に対する安定性
3.柔軟性、及び、対象の器官との機械的適合性
これまでは、前記の1及び2項の要件を十分に満たす材料であっても、3項で要求される機械的特性は備わっていない。従って、写真平版技術の長所を取り込んで、移植蝸牛刺激装置等の比較的安上がりで、かつ、効率的に使用できる電極の商業生産のために、改良技術の必要性があることは明かである。
Although the selection of insulating materials is wide, the following characteristics must be maintained.
1. 1. Biocompatibility 2. Stability to the process used to make the metallization pattern Flexibility and mechanical compatibility with the organ of interest So far, even materials that adequately meet the requirements of items 1 and 2 above do not have the mechanical properties required by item 3. Therefore, it is clear that there is a need for improved technology for commercial production of electrodes that take advantage of photolithography technology and can be used relatively inexpensively and efficiently, such as transplanted cochlear stimulators.

上記の観点から、薄膜技術を用いる埋植型電極系、または、配列体の製造方法を提供することが本発明の1つの目的である。   In view of the above, it is an object of the present invention to provide an implantable electrode system using thin film technology or a method of manufacturing an array.

本発明の1つの特徴によると、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料から作られ、
複数の電線を形成し、該電線は、前記パッドの少なくとも1個に接続され、
非導電性材料の中に前記パッドと前記電線を埋込んで集合体を形成し、
前記集合体から前記犠牲層を取り除く、
各段階からなる細長い埋植型電極集合体の製造方法が提供される。
According to one aspect of the invention,
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made from a conductive biocompatible material;
Forming a plurality of wires, the wires connected to at least one of the pads;
An assembly is formed by embedding the pad and the electric wire in a non-conductive material,
Removing the sacrificial layer from the assembly;
A method of manufacturing an elongated implantable electrode assembly comprising each stage is provided.

本発明の別の特徴によると、複数の電極と、電極集合体の長手方向に延在し、前記電極に接続された複数の電線とを有する電極集合体を形成する方法であり、
前記電線を形成し、
前記電線とパッドの周りにキャリアを形成し、該キャリアは、柔軟な非導電性材料で形成され、
前記犠牲層を取り除く、
各段階からなる前記方法が提供される。
According to another feature of the invention, a method of forming an electrode assembly having a plurality of electrodes and a plurality of electrical wires extending in the longitudinal direction of the electrode assembly and connected to the electrodes,
Forming the wire,
Forming a carrier around the wire and pad, the carrier being formed of a flexible non-conductive material;
Removing the sacrificial layer;
Said method comprising the steps is provided.

薄膜技術を採用すると、面倒で時間がかかる手作業組立法に比べて明らかに有利である。薄膜写真平版技術を利用すると、手作業組立で作製可能なものよりも、高密度の電極を備えた小さい構造体を迅速に作製できる。   Employing thin film technology is a clear advantage over the cumbersome and time consuming manual assembly method. The use of thin film lithographic technology allows for faster fabrication of smaller structures with high density electrodes than those that can be fabricated by manual assembly.

本発明によると、写真平版加工法により導電体を形成できる。次に、こうして形成された自立している導電体パターンにエラストマー質の絶縁体を加える。重合が低エネルギーのプロセスなので、本発明の技術は、金属−ポリマー間の密着力を比較的容易に最適化できるという別の利点を有する。金属膜とポリマー支持体との間で望ましい密着性を得ることは、この装置の機械的完全性を確実なものとする。大抵の金属蒸着プロセスは、本質的に高いエネルギーレベルを必要とする。例えば、熱による蒸発、または、スパッターリングでは、ポリマー表面に衝突するときに高いエネルギーレベルを有する金属原子が使用される。このような衝突の結果として生じる化学的な再配置によって、金属とポリマーとの密着性が低下する。本明細書で提案している解決策は、現在ある、他の種々の方法とは違って、ポリマーを金属に付加することである。以下は、前記のことを可能にする標準的薄膜技術に基づいたプロセスに関するものである。この技術は、移植蝸牛刺激装置電極についての記載であるが、これ以外の神経刺激電極、または、記録電極も、同様な方法によって作ることができる。   According to the present invention, the conductor can be formed by photolithography. Next, an elastomeric insulator is added to the self-supporting conductor pattern thus formed. Since the polymerization is a low energy process, the technique of the present invention has the additional advantage that the metal-polymer adhesion can be optimized relatively easily. Obtaining the desired adhesion between the metal membrane and the polymer support ensures the mechanical integrity of the device. Most metal deposition processes require inherently high energy levels. For example, thermal evaporation or sputtering uses metal atoms that have a high energy level when impacting the polymer surface. The chemical rearrangement that occurs as a result of such a collision reduces the adhesion between the metal and the polymer. The solution proposed here is to add the polymer to the metal, unlike the other existing methods. The following relates to a process based on standard thin film technology that enables the above. Although this technique is a description of a transplanted cochlear stimulator electrode, other nerve stimulation electrodes or recording electrodes can be produced by a similar method.

手短に言えば、本発明の実施形態に従って、患者の身体に埋植するのに適する電極配列体は、予め選ばれたパターンで配置され、比較的硬い非導電性材料で作られた細長いキャリアの中に埋込まれた複数のパッドから成る。このキャリアは、前記の目的のために作った切開部、または、生まれつきの腔部か開口部から電極集合体を患者の身体にスムースに挿入するのに十分な硬さがなければならない。埋植の間に、小さな切開部、または、開口部しか必要としないことと、患者の組織に干渉しないこととを確実にするため、キャリアは、最小限の断面であることが好ましい。キャリアは、配置される少なくともいくつかの電極パッドに隣接する末梢部と、基部とを含んでいる。複数の接続電線は、このキャリア体の中を、パッドから基部まで延びている。これらの電線は、電気信号をパッドから送出するため、および/または、受信するための電気回路に、結合手段によって基部で接続される。   Briefly, in accordance with an embodiment of the present invention, an electrode array suitable for implantation in a patient's body is an elongated carrier made of a relatively hard non-conductive material, arranged in a preselected pattern. Consists of a plurality of pads embedded therein. The carrier must be stiff enough to smoothly insert the electrode assembly into the patient's body through an incision made for the above purpose, or through a natural cavity or opening. To ensure that only a small incision or opening is required and does not interfere with the patient's tissue during implantation, the carrier is preferably of minimal cross-section. The carrier includes a distal portion adjacent to at least some electrode pads to be disposed and a base. The plurality of connecting wires extend from the pad to the base in the carrier body. These wires are connected at the base by coupling means to the electrical circuit for sending and / or receiving electrical signals from the pads.

写真平版工程は、最初の基板として犠牲層を用いる電極集合体を製造するのに使用される。更に詳しくは、最初に、パッドを予め選ばれたパターンでその基板の上に形成する。次に、このパッドに、パッドコネクタを取り付ける。第3の段階は、このパッドコネクタから基部まで延びる電線を形成することからなる。次に、電線、コネクタ、及び、パッドは、キャリアを形成しているプラスチック外装に埋込むか、または、カプセル化し、その後、この基板を取り除く。   The photolithographic process is used to produce an electrode assembly that uses a sacrificial layer as the initial substrate. More specifically, first, pads are formed on the substrate in a preselected pattern. Next, a pad connector is attached to the pad. The third stage consists of forming a wire extending from this pad connector to the base. The wires, connectors, and pads are then embedded or encapsulated in the plastic sheath forming the carrier, after which the substrate is removed.

必要に応じて、製造や埋植の過程で破損することのない柔軟な電線となるように構成、配列された歪開放ゾーンを電線に形成する。このようなゾーンは、カプセル化される外装との強力な結合力をももたらすので有利である。   If necessary, a strain relief zone configured and arranged so as to be a flexible electric wire that does not break in the process of manufacturing or implantation is formed in the electric wire. Such a zone is advantageous because it also provides a strong bond with the encapsulated sheath.

図1A乃至1Iは、本発明に係る電極集合体の各製造段階の透視図を示している。1A to 1I show perspective views of respective manufacturing stages of an electrode assembly according to the present invention. 図2A乃至Fは、図1のいくつかの段階の、電極集合体側面の断面図を示している。2A to F show cross-sectional views of the electrode assembly side surface at several stages of FIG. 図3は、主題の方法のフローチャートを示している。FIG. 3 shows a flowchart of the subject method. 図4A乃至Cは、本発明の第1の実施形態に係る電極集合体を作るのに使用されるマスクを示している。4A to 4C show a mask used to make an electrode assembly according to the first embodiment of the present invention. 図5A乃至Iは、第2の実施形態に係る電極集合体を作るのに使用されるマスクを示し、図5Jは、図5A乃至Iのマスクを使って構成される電極集合体の断面図を示している。FIGS. 5A to I show a mask used to make an electrode assembly according to the second embodiment, and FIG. 5J shows a cross-sectional view of an electrode assembly configured using the masks of FIGS. 5A to I. Show. 図6は、本発明の別の実施形態の断面図を示している。FIG. 6 shows a cross-sectional view of another embodiment of the present invention.

本発明の1つの実施形態において、電極製造は、加工段階の全ての条件に耐えるが、溶解、剥離、または、加熱によって取り除くことできるように選択された材料で作られた犠牲層上で行われる。   In one embodiment of the present invention, electrode fabrication is performed on a sacrificial layer made of a material selected to withstand all conditions of the processing stage but can be removed by melting, peeling, or heating. .

電極パッド、電極、及び、電線は、写真平版技術、主としてポリイミドマスクにより、白金、または、他の適切な金属でメッキすることによって形成される。このプロセスは3つの基本的な技術の組み合わせによっている。
1.白金の熱、または、電子線による蒸発
2.マスキング、及び、エッチング
3.電解質の蒸着による厚膜化
また、白金は、電気メッキにより、所望のマスクを用いて銅基板に直接蒸着することもできる。
The electrode pads, electrodes, and wires are formed by plating with platinum or other suitable metal with a photolithographic technique, primarily with a polyimide mask. This process relies on a combination of three basic technologies.
1. 1. Evaporation of platinum by heat or electron beam 2. Masking and etching Thickening by Electrolyte Deposition The platinum can also be deposited directly on the copper substrate by electroplating using a desired mask.

各電線は、コネクタによって電極パッドに取り付けられる。コネクタは、ポリイミドマスクが取り除かれると、電線が空中に自立するように配置される。電線は、電極の長手方向の柔軟性を改善することと、隅部における構造体のカプセル化を容易にするため、ポリアミドの中にエッチングされた段、または、フレキシブルゾーンをともなって形成されることが好ましい。   Each electric wire is attached to the electrode pad by a connector. The connector is positioned so that the wires are free-standing in the air when the polyimide mask is removed. The wire should be formed with a step or flexible zone etched in polyamide to improve the longitudinal flexibility of the electrode and facilitate encapsulation of the structure at the corners. Is preferred.

構造体の中のポリイミドは、プラズマエッチング、または、化学的エッチによって取り除くことができる。   The polyimide in the structure can be removed by plasma etching or chemical etching.

次いで、ポリマー支持体、パリレン、または、シリコーンゴムは、自立している電極構造体に2段階で付加される。最初に、電極の支持体が形成され、その後、犠牲層(例えば、銅基板)が取り除かれる。この犠牲層がエッチングできる材料の場合、ポリマーは、おそらく1段階だけで付加できる。これは、簡単なアンダーカットエッチングにより基板材料に溝部を形成することで実現される。   The polymer support, parylene, or silicone rubber is then added in two steps to the free standing electrode structure. Initially, an electrode support is formed, after which the sacrificial layer (eg, copper substrate) is removed. If the sacrificial layer is a material that can be etched, the polymer can probably be added in only one step. This is realized by forming a groove in the substrate material by simple undercut etching.

図面を参照すると、電極集合体を作るために、本発明の本実施形態に従って、最初に、例えば研磨した銅(段階100)で作った犠牲層10が用意される(図1A、2A及び3)。犠牲層は、電極集合体を製造するのに必要となる他の加工段階の化学作用に十分に耐える強さであるように選択された厚みを持っていなければならない。
次に、複数の電極パッド12、14が、層10上に形成される(段階102)。パッドは、白金、イリジウム、または、他の類似の物質のような、高度の導電性の生体適合性材料で作られるのが好ましい。前述のように、パッドは、集積回路の製造技術においてよく知られている薄膜技術を使って、層10上に形成されるのが好ましい。更に詳しくは、図1B乃至1Dに示すように、段階102は、多数の副段階からなる。まず、(図1B)層10は、例えばスピニングにより、光重合性ポリマー(PR)材料の薄い層16で覆われる。
次いで、層16にパッド 12、14の寸法を持つ開口部18、20を作るのに、写真平版技術が用いられる。写真平版技術は、マスク(図示されていない)を層16に取り付け、前記マスクと層16を特定の波長を持つ光に感光させることと、前記マスクを取り外し、光で感光された部分を溶解して開口部18、20を形成するために層16を現像することとを含んでいる。これらの段階は、よく知られていることであり、ここではこれ以上詳細に記載するまでもない。
次に、例えばスパッターリング、または、加熱電子線蒸発によって、穴18、20にパッド12、14を形成するため、白金が層16に付加される。
最終的には、層16は、図1D及び2Bに示すように、パッド12、14を残し、溶解される。
Referring to the drawings, a sacrificial layer 10 made of, for example, polished copper (step 100) is first prepared (FIGS. 1A, 2A, and 3) according to this embodiment of the present invention to make an electrode assembly (FIGS. 1A, 2A, and 3). . The sacrificial layer must have a thickness selected to be strong enough to withstand the chemistry of other processing steps required to produce the electrode assembly.
Next, a plurality of electrode pads 12, 14 are formed on layer 10 (step 102). The pad is preferably made of a highly conductive biocompatible material, such as platinum, iridium, or other similar material. As mentioned above, the pads are preferably formed on layer 10 using thin film techniques well known in the art of integrated circuit manufacturing. More particularly, as shown in FIGS. 1B-1D, stage 102 comprises a number of sub-stages. First, (FIG. 1B) layer 10 is covered with a thin layer 16 of photopolymerizable polymer (PR) material, for example by spinning.
Photolithographic techniques are then used to create openings 18, 20 in the layer 16 having the dimensions of the pads 12, 14. Photolithographic technology attaches a mask (not shown) to layer 16, exposes the mask and layer 16 to light having a specific wavelength, removes the mask, and dissolves the light-sensitized portion. Developing layer 16 to form openings 18, 20. These steps are well known and need not be described in further detail here.
Next, platinum is added to the layer 16 to form the pads 12, 14 in the holes 18, 20 by, for example, sputtering or heated electron beam evaporation.
Eventually, layer 16 is dissolved leaving pads 12, 14 as shown in FIGS. 1D and 2B.

また、層10の上にマスクを取り付けて、マスクの開口部を通して白金で電気メッキし、その後、マスクを取り外すことでも、パッド12、14を形成することもできる。   Alternatively, the pads 12 and 14 can be formed by attaching a mask on the layer 10, electroplating with platinum through the opening of the mask, and then removing the mask.

次の段階104では、パッドの接点が取り付けられる。この段階104は、実質的にはパッド12、14を形成するために使われた副段階を繰り返すことにより行われる。図1Eに示すように、まず、PRの層22は、層10とパッド12、14の両方に付加される。次に、2個の丸い開口部24、26が、パッド12、14の上面の層22に形成される。第3の開口部28もまた、図1Eで示すように、パッド12、14の間の位置上の層10に形成される。次に、白金が、接点30、32を作るために、例えば真空、または、電気メッキにより、開口部24、26に蒸着される(図1F)。こうして形成した構造体を図2Cに示している。
次は、段階106によって示されるように、フレキシブルゾーン38の他に、パッド12、14用の電線34、36が形成される。
この目的のために、溝40及び42が、別のマスク(図示されていない)を使ってエッチングされる。溝40は、接点30から集合体の基部(図示されていない)へと通じ、そしてまた、溝42も接点32から基部へと通じている。次に、白金が、例えば電気メッキによって、溝40及び42の中へと導き入れられる。最終的には、層22が取り除かれ、図1H及び2Dに示すような構造体が残る。重要なことは、図2Dにおいて見られるものが最良であるように、電線34は、層10の方へ向かって下がるようにたるみ、そして、元に戻る段が含まれ、それによって、補強ゾーン、または、フレキシブルゾーン38が形成される。この段は、パッド14上の空中を通り延びており、実質的に自立している電線34を補強する。
In the next step 104, pad contacts are attached. This step 104 is substantially performed by repeating the substeps used to form the pads 12,14. As shown in FIG. 1E, a PR layer 22 is first applied to both layer 10 and pads 12, 14. Next, two round openings 24, 26 are formed in the layer 22 on the top surface of the pads 12, 14. A third opening 28 is also formed in the layer 10 over the location between the pads 12, 14, as shown in FIG. 1E. Next, platinum is deposited on the openings 24, 26, for example by vacuum or electroplating, to make the contacts 30, 32 (FIG. 1F). The structure thus formed is shown in FIG. 2C.
Next, as indicated by step 106, in addition to the flexible zone 38, the wires 34, 36 for the pads 12, 14 are formed.
For this purpose, the grooves 40 and 42 are etched using another mask (not shown). The groove 40 leads from the contact 30 to the base of the assembly (not shown), and the groove 42 also leads from the contact 32 to the base. Next, platinum is introduced into the grooves 40 and 42, for example, by electroplating. Eventually, layer 22 is removed, leaving a structure as shown in FIGS. 1H and 2D. Importantly, the wire 34 sags down toward the layer 10 and includes a step back, as best seen in FIG. 2D, thereby providing a reinforcement zone, Alternatively, the flexible zone 38 is formed. This step extends through the air above the pad 14 and reinforces the substantially self-supporting wire 34.

上述の各段階では、PRは、プラズマエッチング、または、化学的エッチのどちらかにより取り除くことができるであろう。
次に、例えばパリレン、または、シリコーンゴムで作られた絶縁材料46が、パッド12、14、接点30、32、及び電線34、36を一様に埋め込むために付加され、そして、密着した細長いボディー48が形成される(段階108、図2E)。
In each of the above stages, the PR could be removed by either plasma etching or chemical etching.
Next, an insulating material 46, for example made of parylene or silicone rubber, is added to evenly embed the pads 12, 14, contacts 30, 32 and the wires 34, 36, and a tight elongated body. 48 is formed (step 108, FIG. 2E).

最後に(段階110)、犠牲層10が取り除かれ、完成した電極集合体50が残る(図1I、2F)。絶縁材料46は、さらに、予め選ばれた形状に成形してもよく、または、積層してもよい。   Finally (step 110), the sacrificial layer 10 is removed, leaving the completed electrode assembly 50 (FIGS. 1I, 2F). The insulating material 46 may be further shaped into a preselected shape or laminated.

図1及び2は、電極集合体を作る段階を微視的レベルで示している。図4A乃至C、及び、図5A乃至Jは、電極集合体を作るための2つの異なる概要を、巨視的レベルで示している。   1 and 2 illustrate the steps of making an electrode assembly at a microscopic level. 4A-C and FIGS. 5A-J show two different outlines for making electrode assemblies at a macroscopic level.

更に詳しくは、図4A乃至Cは、図1及び2の開口部と、各々の開口部の関係を形成するのに使用されるいくつかのマスクを示している。図4Aは、四角いゾーン161を有するマスク160を示している。このマスクは、開口部18、20を形成するのに、層16(図1B)に取り付けられる。   More particularly, FIGS. 4A-C show several masks used to form the openings of FIGS. 1 and 2 and the relationship of each opening. FIG. 4A shows a mask 160 having a square zone 161. This mask is attached to layer 16 (FIG. 1B) to form openings 18,20.

図4Bは、複数の棒状ゾーン164を有するマスク162を示している。末梢部では、マスク162は、丸部166が形成されている。このマスクは、各々接点30、32、及び、段38となる図1Eの開口部24、26、及び、28を形成するのに使用される。各ゾーン164は、段38を形成する。   FIG. 4B shows a mask 162 having a plurality of rod-like zones 164. In the peripheral part, the mask 162 has a round part 166 formed therein. This mask is used to form the openings 24, 26 and 28 of FIG. 1E, which will be the contacts 30, 32 and step 38, respectively. Each zone 164 forms a step 38.

図4Cは、電線34、36(図1H)を形成するための長手方向の開口部40、42(図1G)を形成するのに使用されるマスク168を示している。図4Cに見られるように、マスクは、実質的に平行な数本の暗い線170が含まれている。各線170は、外部端子(図示されていない)と接続するための基部172と、30のようなコネクタと電気的に結合された末梢部174とを含んでいる。このように、各々のパッドは、電極系50の長さに対応して延びている電線に接続される。   FIG. 4C shows a mask 168 used to form longitudinal openings 40, 42 (FIG. 1G) for forming electrical wires 34, 36 (FIG. 1H). As seen in FIG. 4C, the mask includes several dark lines 170 that are substantially parallel. Each wire 170 includes a base 172 for connection to an external terminal (not shown) and a distal portion 174 electrically coupled to a connector such as 30. In this manner, each pad is connected to an electric wire extending corresponding to the length of the electrode system 50.

上述のプロセスは、極めて多数の電極を備えた電極集合体の生産に使用されるであろう。例えば図4A乃至4Cでは、マスクは、22個の電極を備えた集合体を作ることができる。そして、この集合体では、電線は、実質的に1つの共通の層に全てが配列されている。   The process described above will be used for the production of electrode assemblies with a very large number of electrodes. For example, in FIGS. 4A-4C, the mask can create an assembly with 22 electrodes. And in this aggregate | assembly, all the electric wires are arranged in the one common layer substantially.

しかしながら、極めて多数の電極を備えた集合体のために、そして/または、もし、電極集合体が、限られた断面積の中になければならない場合のために、多層化の方法が必要である。図5A乃至5Jは、22個の電極集合体を3層で形成するためのマスクを示している。図5A乃至5C、及び、5D乃至5Fは、各々8個の電極のための層を示しており、これに対して、図5G乃至5Iは、6個の追加の電極のためのマスクを示している。図5A乃至Iのマスクを使って形成された電極集合体の図5Jの断面図で示されるように、図5B、5E、及び、5Hのマスクの基板は、電線に形成される段が重なり合うように一線に配列されているのが好ましい。   However, a multilayering method is necessary for an assembly with a very large number of electrodes and / or if the electrode assembly has to be in a limited cross-sectional area. . 5A to 5J show a mask for forming 22 electrode assemblies in three layers. 5A-5C and 5D-5F each show a layer for 8 electrodes, whereas FIGS. 5G-5I show a mask for 6 additional electrodes. Yes. As shown in the cross-sectional view of FIG. 5J of the electrode assembly formed using the masks of FIGS. 5A-I, the mask substrate of FIGS. 5B, 5E, and 5H is such that the steps formed on the wires overlap. Are preferably arranged in a line.

本実施形態では、電極は、図面の中で212A、212B、及び、212Cとして表記されている異なる3つの組に形成され、図4A乃至4Cの実施形態で記載した技術を使うことにより、これらの各々に固有のコネクタパッドと電線が付く。3個の組が完成した後、それらは、並列な位置に配置され、図5Jに示すようにサンドイッチ状にされた。その後、外装246が、電極キャリアを形成するのに付加される。   In this embodiment, the electrodes are formed in three different sets, denoted as 212A, 212B, and 212C in the drawing, and by using the techniques described in the embodiments of FIGS. Each has its own connector pads and wires. After the three sets were completed, they were placed in parallel positions and sandwiched as shown in FIG. 5J. Thereafter, an exterior 246 is added to form the electrode carrier.

本発明の別の実施形態では、図6に示す犠牲層310は、電極集合体の形成の前に、そこに2個の溝部302、304が形成されるように、エッチングできる材料で形成された。電極集合体は、外装、または、キャリア346の中に配置されている電極312、コネクタ330、及び、電線334の全てを含んでいる。キャリア346は、電極、コネクタ、及び、電線を取り囲んで形成されているので、溝部302、304の中に流れ込んでいる。同様な溝部が形成され、そして、電線のフレキシブルゾーン38(図1H及び2D)の下を絶縁材料で満たす。キャリアが硬化したのち、電極集合体350全体が、1段階でシート310から剥離できる。   In another embodiment of the present invention, the sacrificial layer 310 shown in FIG. 6 was formed of an etchable material so that two grooves 302 and 304 were formed therein before the electrode assembly was formed. . The electrode assembly includes all of the electrode 312, the connector 330, and the electric wire 334 disposed in the exterior or carrier 346. Since the carrier 346 is formed so as to surround the electrode, the connector, and the electric wire, the carrier 346 flows into the grooves 302 and 304. A similar groove is formed and fills with insulating material under the flexible zone 38 (FIGS. 1H and 2D) of the wire. After the carrier is cured, the entire electrode assembly 350 can be peeled from the sheet 310 in one step.

現在の電極製造技術は、面倒でしかもコスト高の手作業組立技術に依っている。本明細書において開示した写真平版技術は、いくつかの明らかな利点をもたらす。
1.低コストでしかも装置の処理量が増える
2.より高密度の電極ができる
3.コストのかかる厳しい手仕事(金型作業等)をなくすことができる
4.柔軟で迅速な設計サイクルとなる。
本発明は、数件の特定の実施形態を参考にして記載されてきたが、これらの実施形態が、本発明の原理を適用した単なる例示に過ぎないことを理解すべきである。従って、詳細に記載した実施形態は、限定的なものではなく、次の請求項に関する1例と考えなければならない。
Current electrode manufacturing techniques rely on cumbersome and costly manual assembly techniques. The photolithographic techniques disclosed herein provide several obvious advantages.
1. 1. Low cost and increased processing capacity of the device. 2. A higher density electrode can be formed. 3. Costly rigorous manual labor (mold work, etc.) can be eliminated. A flexible and quick design cycle.
Although the invention has been described with reference to a few specific embodiments, it is to be understood that these embodiments are merely illustrative of the application of the principles of the invention. Accordingly, the described embodiments are not to be considered as limiting but are to be considered as examples with respect to the following claims.

Claims (9)

器官に挿入可能な埋植型電極集合体の製造方法であり、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料からなり、
複数の電線を形成し、該電線は、前記パッドの少なくとも1個に接続され、
非導電性材料の中に前記パッド及び前記電線を埋込んで集合体を形成し、
前記集合体から前記犠牲層を取り除く、
各段階を含んでなり、前記パッドと前記電線が白金で構成され、かつ写真平版技術によって形成されてなる細長い埋植型電極集合体の製造方法。
A method for producing an implantable electrode assembly that can be inserted into an organ,
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made of a conductive biocompatible material;
Forming a plurality of wires, the wires connected to at least one of the pads;
The pad and the electric wire are embedded in a non-conductive material to form an assembly,
Removing the sacrificial layer from the assembly;
A manufacturing method of an elongated implantable electrode assembly comprising each step, wherein the pad and the electric wire are made of platinum and formed by photolithography.
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料からなり、
複数の電線を形成し、該電線は、前記パッドの少なくとも1個に接続され、
非導電性材料の中に前記パッド及び前記電線を埋込んで集合体を形成し、
前記パッドと前記電線が白金で構成され、かつ写真平版技術によって形成されてなる、埋植型電極集合体の製造方法であり、
前記電線と対応するパッドとの間にパッドの接点を形成する段階を含んでなる細長い埋植型電極集合体の製造方法。
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made of a conductive biocompatible material;
Forming a plurality of wires, the wires connected to at least one of the pads;
The pad and the electric wire are embedded in a non-conductive material to form an assembly,
The pad and the electric wire are made of platinum, and formed by a photolithographic technique, a method for producing an implantable electrode assembly,
A method for producing an elongated implantable electrode assembly comprising the step of forming a contact point of a pad between the electric wire and a corresponding pad.
複数の電極と、電極集合体の長手方向にわたって延在し、前記電極に結合された複数の電線とを有する前記電極集合体を形成する方法であり、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、予め選ばれたパターンで前記電極を形成し、
前記電線を形成し、該電線は、前記電極の少なくとも1個に接続され、
前記電線の周りにキャリアを形成し、該キャリアは、柔軟な非導電性材料で形成され、
前記犠牲層を取り除く、
各段階を含んでなり、前記電極と前記電線が、写真平版技術によって形成されてなる電極集合体を形成する方法。
A method of forming the electrode assembly having a plurality of electrodes and a plurality of electric wires extending in a longitudinal direction of the electrode assembly and coupled to the electrode;
Prepare the sacrificial layer,
Forming the electrodes in a preselected pattern on the sacrificial layer;
Forming the electrical wire, the electrical wire connected to at least one of the electrodes;
Forming a carrier around the wire, the carrier being formed of a flexible non-conductive material;
Removing the sacrificial layer;
A method of forming an electrode assembly comprising each step, wherein the electrode and the electric wire are formed by a photolithographic technique.
前記複数の電極が、実質的に同時に形成されてなる請求項4に記載の方法。   The method of claim 4, wherein the plurality of electrodes are formed substantially simultaneously. 前記複数の電極が、多数の組に分割され、前記方法は、別々に電極の組を形成することを含んでなり、各組が固有の電線を有し、その後、前記組を組立ててなる請求項3に記載の方法。   The plurality of electrodes are divided into a number of sets, and the method includes separately forming sets of electrodes, each set having a unique wire, and then assembling the set. Item 4. The method according to Item 3. 前記電線は、補強のためのゾーンが前記電線の予め定められた位置に段を作ることにより形成されてなる請求項3に記載の方法。   The method according to claim 3, wherein the electric wire is formed by forming a zone for reinforcement at a predetermined position of the electric wire. 細長い埋植型電極集合体の製造方法であり、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料からなり、
複数の電線を形成し、該電線は、前記パッドの少なくとも1個に接続され、
前記パッド及び前記電線を非導電性材料の中に埋込んで集合体を形成し、
前記集合体から前記犠牲層を取り除く、
各段階を含んでなり、前記パッドと前記電線が、白金とイリジウムから選ばれた材料で形成され、かつ写真平版技術によって形成されてなる細長い埋植型電極集合体の製造方法。
A method for producing an elongated implantable electrode assembly,
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made of a conductive biocompatible material;
Forming a plurality of wires, the wires connected to at least one of the pads;
The pad and the wire are embedded in a non-conductive material to form an assembly,
Removing the sacrificial layer from the assembly;
A method of manufacturing an elongated implantable electrode assembly comprising the steps, wherein the pad and the electric wire are formed of a material selected from platinum and iridium and are formed by a photolithographic technique.
細長い埋植型電極集合体の製造方法であり、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料からなり、
複数の電線を形成し、
複数のパッド接点を形成し、前記各電線は前記パッドの少なくとも1個に前記パッド接点によって接続され、
前記パッド及び前記電線を非導電性材料の中に埋込んで集合体を形成し、
前記集合体から前記犠牲層を取り除く、
各段階を含んでなり、前記パッドと前記電線が、写真平版技術によって形成されてなる細長い埋植型電極集合体の製造方法。
A method for producing an elongated implantable electrode assembly,
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made of a conductive biocompatible material;
Forming multiple wires,
Forming a plurality of pad contacts, each wire being connected to at least one of the pads by the pad contacts;
The pad and the wire are embedded in a non-conductive material to form an assembly,
Removing the sacrificial layer from the assembly;
A manufacturing method of an elongated implantable electrode assembly comprising each step, wherein the pad and the electric wire are formed by a photolithographic technique.
細長い埋植型電極集合体の製造方法であり、
犠牲層を準備し、
前記犠牲層上に、複数のパッドを形成し、該パッドは、導電性の生体適合性材料からなり、
前記パッド及び前記電線を非導電性材料の中に埋込んで集合体を形成し、
前記集合体から前記犠牲層を取り除く、
各段階を含んでなり、前記パッドと前記電線が、写真平版技術によって形成され、前記電線の少なくとも幾つかは、補強のためのゾーンが形成されてなる細長い埋植型電極集合体の製造方法。

A method for producing an elongated implantable electrode assembly,
Prepare the sacrificial layer,
Forming a plurality of pads on the sacrificial layer, the pads being made of a conductive biocompatible material;
The pad and the wire are embedded in a non-conductive material to form an assembly,
Removing the sacrificial layer from the assembly;
A method of manufacturing an elongated implantable electrode assembly comprising the steps, wherein the pad and the electric wire are formed by photolithography and at least some of the electric wires are formed with zones for reinforcement.

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