CN111111006A - 一种植入式医疗器件及其制造方法 - Google Patents

一种植入式医疗器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111111006A
CN111111006A CN201911219294.6A CN201911219294A CN111111006A CN 111111006 A CN111111006 A CN 111111006A CN 201911219294 A CN201911219294 A CN 201911219294A CN 111111006 A CN111111006 A CN 111111006A
Authority
CN
China
Prior art keywords
chip
anisotropic conductive
electrode
conductive material
pads
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911219294.6A
Other languages
English (en)
Inventor
杨汉高
吴天准
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority to CN201911219294.6A priority Critical patent/CN111111006A/zh
Publication of CN111111006A publication Critical patent/CN111111006A/zh
Priority to PCT/CN2020/129206 priority patent/WO2021104095A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36036—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the outer, middle or inner ear
    • A61N1/36038—Cochlear stimulation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36046—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the eye
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18—Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36—Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/3605—Implantable neurostimulators for stimulating central or peripheral nerve system
    • A61N1/36125—Details of circuitry or electric components
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50—Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07 e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • H01L21/56—Encapsulations, e.g. encapsulation layers, coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

本发明提供了一种植入式医疗器件的制造方法，包括：提供植入式电极，电极包括刺激端和连接端，连接端有N个连接端焊盘；提供芯片，芯片的第一表面间隔设置N个芯片焊盘；在芯片焊盘上设置各向异性导电材料，将电极与其相贴合，使连接端焊盘和芯片焊盘一一对准；对贴合后的电极与芯片进行热压合，朝芯片的第二表面和连接端背离芯片的一面施加压力，芯片焊盘通过各向异性导电材料与连接端焊盘连接，在通电状态下二者仅沿垂直第一表面的方向导通。该制造方法无需集成电路板转接，芯片与电极的连接效率、连接强度、导通率均高，特别适合高密度植入式电极与芯片的连接。本发明还提供了一种植入式医疗器件。该医疗器件中无集成电路板，结构简单。

Description

一种植入式医疗器件及其制造方法
技术领域
本发明属于医疗器件技术领域，具体涉及一种植入式医疗器件及其制造方法。
背景技术
植入式医疗器件由于可以通过功能性修复的方法恢复病人的部分身体功能、达到治疗疾病和延长寿命的作用而得到广泛应用。随着医疗技术的迅速发展，人们对植入器件的要求越来越高，开始朝智能化、小型化和多通道的方向发展。但对于多通道长期植入医疗器件来说，目前制作高密度芯片和高密度可植入电极的难度较大，两者的连接难度就更大，目前，高密度芯片与高密度植入式电极的连接工艺仍是一片空白。
现有的低密度芯片与低密度电极的连接是通过以下方式进行：先将芯片、电子元器件与PCB板连接，将形成的集成电路板与连接有柔性电极的基板通过回流焊技术连接在一起，进而实现芯片与电极之间的电连接。即，没有直接将芯片与电极连接，均需要集成电路板来转接。而植入式医疗器件的高密度柔性电极较薄、刺激通道较多(>1000通道)、焊盘间距较小，若采用现有的回流焊技术直接连接高密度芯片和高密度植入式电极，会导致虚焊较多、导通率较低、裂纹较多、强度较低等问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种植入式医疗器件的制造方法，特别适用于连接高密度芯片和高密度植入式电极，无需集成电路板的转接。该连接方法操作简单、连接效率高，连接后产品的导通率极高、连接强度高。
第一方面，本发明提供了一种植入式医疗器件的制造方法，包括：
提供植入式电极，所述电极包括相对设置的刺激端和连接端，所述刺激端包括N个刺激端焊盘，所述连接端包括N个连接端焊盘，所述N个刺激端焊盘与所述N个连接端焊盘通过导线一一对应连接，N为≥1的整数；
提供芯片，所述芯片具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面上设有间隔设置的N个芯片焊盘；
在所述芯片焊盘上设置各向异性导电材料；将所述电极与设置有所述各向异性导电材料的芯片相贴合，使所述连接端焊盘和所述芯片焊盘一一对准；
对贴合后的所述电极和芯片进行热压合，其中，所述热压合时，朝所述芯片的第二表面和所述连接端背离所述芯片的一面施加压力；所述热压合后，所述芯片焊盘通过各向异性导电材料与所述连接端焊盘相连接，且在通电状态下，所述芯片焊盘与所述连接端焊盘仅沿垂直所述第一表面的方向导通。
其中，所述电极的厚度为10-50μm。
其中，所述各向异性导电材料选自各向异性导电胶ACA(Anisotropic ConductiveAdhesive)、各向异性导电薄膜ACF(Anisotropic Conductive film)和各向异性导电浆料ACP(Anisotropic conductive paste)中的一种或多种。
其中，所述各向异性导电材料的设置方式包括丝网印刷、涂布或粘贴。
其中，所述芯片焊盘及其之间的间隙在所述电极上的正投影均落入所述各向异性导电材料所覆盖的区域内。
进一步地，所述各向异性导电材料的设置厚度为20-50μm。
其中，所述电极与所述芯片的贴合是在倒置显微镜或正置显微镜下进行。
其中，所述热压合的温度为120-180℃；所述热压合时所施加的压力为10-1000g。
其中，所述热压合的保持时间为1-20s。
其中，在所述热压合之后，所述芯片和电极之间的剪切强度为200-800g。
其中，每个所述芯片焊盘上还植有焊球。
进一步地，所述焊球的材质为锡、金或其合金；所述焊球的尺寸不超过所述连接端焊盘的尺寸。进一步优选地，所述焊球的尺寸为0.04-0.2mm。
其中，在所述热压合之后，所述制造方法还包括：制作具有生物相容性的封装层，所述芯片、所述电极与所述各向异性导电材料位于所述封装层的容置空间内，且所述刺激端焊盘从所述封装层中露出。
进一步地，所述封装层的粗糙度Ra为0.1-0.2；所述封装层的厚度为0.1-0.5mm。
本发明第一方面提供的植入式医疗器件的制造方法中，通过各向异性导电材料来实现芯片和植入式电极的连接，以及通电状态下仅在纵向上的导通，无需集成电路板的转接，该制造方法操作简单，不需要采用昂贵的原材料及复杂设备，就能显著提高芯片和植入式电极的连接效率。连接后形成的植入式医疗器件中，芯片和电极的导通率极高、连接强度大，可避免现有技术中采用集成电路板转接所带来的虚焊、裂纹等问题。该制备方法特别适用于高密度芯片与高密度植入式电极的连接。
第二方面，本发明还提供了一种植入式医疗器件，包括植入式电极与芯片；所述电极包括相对设置的刺激端和连接端，所述刺激端包括N个刺激端焊盘，所述连接端包括N个连接端焊盘；所述N个刺激端焊盘与所述N个连接端焊盘通过导线一一对应连接，N为≥1000的整数；所述芯片的第一表面上间隔设置有N个芯片焊盘；
所述芯片焊盘和所述连接端焊盘之间连接有各向异性导电材料，且在通电状态下，所述芯片焊盘和所述连接端焊盘仅沿垂直所述第一表面的方向导通。
其中，所述植入式医疗器件还包括具有生物相容性的封装层，所述芯片、所述电极与所述各向异性导电材料位于所述封装层的容置空间内，且所述刺激端焊盘从所述封装层中露出。
其中，所述各向异性导电材料厚度为20-50μm。
本发明第二方面提供的植入式医疗器件中，不存在集成电路板，结构简单，所述芯片和电极通过各向异性导电材料实现连接，以及通电状态下纵向上的导通，二者的导通率极高、连接强度大，不存在虚焊、裂纹等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图进行说明。
图1为本发明一实施例中植入式医疗器件的制造方法的工艺流程图；
图2为本发明一实施例中植入式电极的结构示意图；
图3为本发明一实施例中芯片的结构示意图；
图4为芯片焊盘上依次设有焊球、各向异性导电材料的图3中芯片与图2植入式电极对准后的结构示意图；
图5为本发明中各向异性导电材料的导电粒子(a)及其在热压合时(b)的结构示意图；
图6为图4中的植入式医疗器件经封装层包覆后的结构示意图；
图7为本发明另一实施例中植入式医疗器件的制造方法的工艺流程图；
图8为采用图7方法制得的植入式医疗器件的结构示意图。
主要元件的附图标记：
植入式电极-1，刺激端焊盘-11，连接端焊盘-12，芯片-2，芯片焊盘-21，焊球-22，各向异性导电材料3，封装层-4。
具体实施方式
以下是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种植入式医疗器件的制造方法的流程图。该方法特别适合高密度植入式医疗器件的制造。
如图1所示，本实施例中所描述的植入式医疗器件的制造方法，包括步骤S101、S102、S103和S104。
S101，参见图2，提供植入式电极1，电极1包括相对设置的刺激端101和连接端102，刺激端101包括N个刺激端焊盘11，连接端102包括N个连接端焊盘12，N个刺激端焊盘11与N个连接端焊盘12通过导线13一一对应连接，N为≥1的整数。
本发明实施例中，植入式电极1的连接端102主要是连接芯片、电子元器件等，目的是将芯片等发出的刺激电流传输给电极1。刺激端101用于对人体组织或器官进行刺激，可以贴在人体组织上，如大脑皮层、视网膜皮层和耳蜗皮层等，这样当有刺激电流通过时，能对人体起到功能性刺激作用。刺激端101的刺激端焊盘11与连接端102的连接端焊盘12一一对应，且通过导线对应连接，导线的数量也为N。N的数量代表电极1的通道数。例如当N为1500，即表明该电极1具有1500个刺激通道。当电极1为高密度植入式电极1时，N可以为≥1000的整数。优选为≥2000的整数。高密度植入式电极1的刺激端焊盘11的分布密度可以为10-50个·mm-2。可选地，电极1的厚度为10-50μm。
这里“一一对应”可以这样理解：刺激端101的多个焊盘分别记作A、B、C、D、…Z，连接端102的多个焊盘分别记作A’、B’、C’、D’、…Z’，其中，A与A’焊盘电连接、B与B’焊盘电连接，依次类推。
刺激端焊盘11、连接端焊盘12的材质为具有生物兼容性的导电材料，可独立地选自铂、钛、铱、钯、铌、钽及其合金中的一种或多种；但不能使用金，因为金长期植入会发生电子迁移，显著缩短植入式器件的寿命。优选采用高稳定性的纯铂焊盘。刺激端焊盘11、连接端焊盘12的制作技术一般是采用溅射技术(磁控溅射、电子束蒸镀)或者电镀、化学镀等方式。刺激端焊盘11、连接端焊盘12的尺寸根据植入式医疗器件的尺寸来设计，可选地，连接端焊盘12(或刺激端焊盘11)的厚度50-2000nm、直径为30-300μm、间距为80-600μm。
在本发明实施方式中，刺激端焊盘11与连接端焊盘12是位于电极1的同一表面(即，同向设置)，该表面后续是朝向芯片2的第一表面201。当然，在其他实施方式中，它们还可以位于电极1的相对设置的两个表面。
导线13的材料可以与刺激端焊盘11、连接端焊盘12的相同，也可以不同，其独立地选自金、铂、钛、铱、钯、铌、钽及其合金中的一种或多种。
S102，参见图3，提供芯片2，芯片2具有相对设置的第一表面201和第二表面202，第一表面201上间隔设置有N个芯片焊盘21，每个芯片焊盘21上植有焊球22。
本发明实施例中，N个芯片焊盘21是与上述N个连接端焊盘12是一一对应的，两者的位置及排布方式一致。这里的第一表面201也即是后续芯片2与电极1待连接的一面。该芯片2一般为倒装式芯片，即，芯片焊盘21全部位于芯片的下表面(即，与电极1待连接的一面201)。第一表面201上只有芯片焊盘21，而不会有电子元器件等的焊盘。当然，在本发明其他实施方式中，芯片2也可以为正装式芯片。芯片2通常为矩形。可选地，芯片2为边长6-15mm的长方形或正方形。芯片2太小不能容纳1000以上的芯片焊盘，太大会造成植入人体困难，对人体伤害较大。芯片焊盘21的材质一般是铜、铝、锡、银及其合金中的一种或多种。芯片焊盘21的尺寸不大于连接端焊盘12的尺寸。
芯片2与植入式电极1进行连接之前，可以对芯片2进行植球处理。所植的焊球22可以便于后期在一定温度下向芯片施加压力时，可以较好地压破各向异性导电材料3中导电粒子的外部绝缘层。焊球22可以为锡、金或其合金；焊球22的尺寸不大于芯片焊盘21的尺寸。自然地，焊球22的尺寸也不大于连接端焊盘12的尺寸。进一步优选地，焊球22的尺寸为0.04-0.2mm。
S103，在芯片焊盘21上设置各向异性导电材料3；将电极1与设置有各向异性导电材料3的芯片2相贴合，使连接端焊盘12和芯片焊盘21一一对准。对准后的产品如图4所示。
本发明实施例中，根据各向异性导电材料3的形态和性质不同，将其设置到植有焊球22的芯片2上的方式也不同。各向异性导电材料3可以为固态(如薄膜状)、半固态(如膏状)。例如，半固态的各向异性导电胶ACA(Anisotropic Conductive Adhesive)和各向异性导电浆料ACP(Anisotropic conductive paste)可以采用丝网印刷方式印刷到焊球22上或者手工涂布到焊球22上，而各向异性导电薄膜ACF(Anisotropic Conductive film)直接裁剪成合适尺寸手动粘贴到焊球22上。优选地，所述各向异性导电材料3为各向异性导电薄膜ACF。ACF的应用较方便，其设置厚度可以为20-50μm。其设置方向平行于芯片2的第一表面201。
为使植入式电极1和芯片2能较好地连接，各向异性导电材料3在芯片2上的覆盖面积需大于或等于芯片焊盘21的面积(当芯片焊盘21上有焊球时，也大于或等于焊球22的面积)。也即是说，芯片焊盘21及其之间的间隙(焊球22及其之间的间隙)在电极1上的正投影均落入各向异性导电材料3所覆盖的区域内。自然地，各向异性导电材料3也覆盖电极1的连接端焊盘12。优选地，各向异性导电材料3在电极1上的投影轮廓线距N个连接端焊盘12在电极1上的投影轮廓线1-5mm。
本发明实施方式中，所述电极1与芯片2的贴合是在倒置显微镜或正置显微镜下进行。由于植入式电极1为高密度时，其厚度较薄(厚10-50μm)，当将电极1与芯片2贴合时，所使用的倒置显微镜或正置显微镜发出的光能穿过电极1和各向异性导电材料3看见芯片焊盘21，这样使用显微镜或夹具就可以将电极1的连接端焊盘12与芯片焊盘21一一对准(如图4所示)，以确保最终的植入式医疗器件能正常工作。
本发明所用的各向异性导电材料3为具有粘接、导电、绝缘三大特性的连接材料。它包括粘结剂，以及分散在粘结剂中的导电粒子。在受热、受压的情况下，它可以在垂直方向(Z方向，纵向)上导通而水平方向上(X、Y方向)绝缘。
各向异性导电材料3中粘结剂的不同可导致各向异性导电材料3的形态不同(如膏状、薄膜状)。粘结剂通常对温度和压力敏感，可以为热塑性粘性树脂或热固性粘性树脂。优选采用固化温度低的热塑性树脂，以便在较低温度下可实现连接。导电粒子通常为球状，根据使用情况的不同有多种结构。在本发明实施方式中，导电粒子沿球心向外可以依次包括树脂核心层、导电层、绝缘层(如图5中(a)所示)。导电粒子的导电层可以为单一的Ni层、Ag层、Au层，也可以包括沿导电粒子的球心向外依次设置的Au层和Ni层。
本发明中，优选采用导电粒子多且均匀、电阻小的各向异性导电材料3。各向异性导电材料3的导电性能需满足导通时纵向(Z轴方向)的导通电阻需足够低，一般低于1-10Ω；而需绝缘的横向(X轴、Y轴方向)的绝缘电阻需大于100-10000MΩ。
S104，对贴合后的电极1和芯片2进行热压合，其中，热压合时，朝芯片2的第二表面202和电极1的连接端102背离所述芯片2的一面施加压力(施加压力的方向如图4中箭头所示)，所述热压合后，焊球22通过各向异性导电材料3与连接端焊盘12相连接，且在通电状态下，焊球22与连接端焊盘12仅沿垂直第一表面201的方向(即，Z轴)导通。
本发明中，采用热压合(施热、施压)各向异性导电材料3的方式来连接电极1与芯片2。利用各向异性导电材料3中的导电粒子来纵向上导通焊球22与连接端焊盘12，同时又避免相邻的焊球22之间、连接端焊盘12之间导通短路，最后完美实现了芯片焊盘21与电极1的连接端焊盘12在垂直方向连接并导通，其他方向上牢固连接但相互绝缘的理想状态。
具体地，各向异性导电材料3在正常情况下为绝缘体，当在一定温度下向其纵向(Z轴方向)上施加压力后，由于纵向上焊球22与连接端焊盘12之间的导电粒子所承受的压力较大(这部分因为有焊球22和连接端焊盘12凸起，所以比对应连接端焊盘12的间隙处的导电粒子的压强大)，这部分导电粒子的外部绝缘层会破裂，使得导电粒子的导电层与对应的焊球22和连接端焊盘12相互接触而实现芯片2与电极1在纵向上导通，而对应芯片焊盘21的间隙处，各向异性导电材料3的导电粒子完整，如图5中(b)所示；其他方向上(X轴和Y轴)上导电粒子的绝缘层未被压破，仍然保持各向异性导电材料3绝缘。
可选地，所述热压合的温度为120-180℃；所施加的压力为10-1000g。所述预定温度若过高会烧坏芯片2和电极1，若过低，会导致各向异性导电材料3中的粘结剂无法固化，进而无法牢固地连接芯片2与电极1。热压合所采用的压力若过大，会容易压碎芯片2，压力太小则无法压碎各向异性导电材料3中导电粒子的外部绝缘层，进而不能实现芯片2与电极1在纵向上的电导通。可选地，所述热压合的保持时间为1-20s。例如为1-10s、5-20s或5-10s。热压合的保持时间可根据芯片2的大小来调节。
本发明中，在热压合之后，撤去热源，各向异性导电材料3中的粘结剂固化，芯片2与电极1牢固连接在一起。可选地，在冷却之后，芯片2和电极1之间的剪切强度为200-800g。
可选地，在热压合之后，芯片2与电极1的连接端焊盘12之间的导通部分的电阻一般低于1-10Ω，实现纵向(Z轴方向)良好导通；而横向电阻需大于100-10000MΩ，使横向(X轴和Y轴方向)完全绝缘。
本发明实施例中，在步骤S104之后，该制造方法还可以包括步骤S105。
S105：制作具有生物相容性的封装层4，其中，芯片2、电极1与各向异性导电材料3位于封装层4的容置空间内，且刺激端焊盘11从封装层4中露出。形成的植入式医疗器件如图6所示。
封装层4将热压合后的芯片2与电极1形成的结构包裹起来(例如包覆芯片2的第二表面及周边、芯片焊盘21及焊球22的周边、各向异性导电材料3的周边、电极1背离芯片的外表面及周边等)，但却未包覆刺激端焊盘11。刺激端焊盘11之间的间隙也可以不被封装层4所包覆(如图6所示)。所述封装层4是呈连续包覆的。
封装层4的材质为具有生物相容性的材料，可以为植入式硅胶或树脂。封装层4的存在可以保证得到的植入式医疗器件能温和地与人体接触，也可以避免器件因长期接触人体而对电极、芯片等造成腐蚀。封装层4的表面必须较光滑，以免对人体造成伤害。可选地，封装层4的粗糙度Ra为0.1-0.2。
封装层4可以通过注塑、压铸等方式形成。可选地，封装层4的厚度为0.1-0.5mm。
本发明实施例提供的植入式医疗器件的制造方法中，通过各向异性导电材料来实现芯片和植入式电极的连接以及只在纵向上的导通，无需集成电路板的转接，该制造方法操作简单，不需要采用昂贵的原材料及复杂设备，就能显著提高芯片和电极的连接效率。连接后形成的植入式医疗器件中，芯片和电极的导通率极高、连接强度大，可避免现有技术中采用集成电路板转接所带来的虚焊、裂纹等问题。该制备方法特别适用于高密度芯片与高密度植入式电极的连接。
本发明实施例还提供了采用上述方法制得的一种植入式医疗器件，其结构示意图可一并参阅图2和图6。
该植入式医疗器件包括植入式电极1与芯片2。其中，电极1包括相对设置的刺激端101和连接端102，刺激端101包括N个刺激端焊盘11，连接端102包括N个连接端焊盘12，N个刺激端焊盘11与N个连接端焊盘12通过导线13一一对应连接，N为≥1的整数。芯片2的第一表面201上间隔置有N个芯片焊盘21，每个芯片焊盘21上植有焊球22；焊球22和连接端焊盘12之间连接有各向异性导电材料3，且在通电状态下，焊球22和连接端焊盘12仅沿垂直第一表面201的方向导通。该植入式医疗器件还包括封装层4，芯片2、电极1与各向异性导电材料3均位于所述封装层的容置空间内，但电极1的刺激端焊盘未被包覆。
本发明实施例提供的植入式医疗器件中，不存在集成电路板，芯片2和电极1通过各向异性导电材料3实现连接及纵向上的导通，二者的导通率极高、连接强度大，不存在虚焊、裂纹等问题。
本发明另一实施例还提供了一种植入式医疗器件的制造方法，其工艺流程如图7所示。包括步骤S201、S202、S203和S204。
本实施例与上一实施例的区别在于：芯片焊盘21上没有设置焊球。这里就不再对各步骤进行赘述。在预定温度下施加压力后，芯片焊盘21直接通过各向异性导电材料3与连接端焊盘12相连接，且在通电状态下，芯片焊盘21与连接端焊盘12仅沿垂直第一表面201的方向导通。
当然，也可以在步骤S204之后包括制作具有生物相容性的封装层4的步骤S205。最终所得的植入式医疗器件如图8所示。图8与图6类似，区别在于芯片焊盘21上未设置焊球22。
该实施例的制备方法也无需集成电路板的转接，操作简单，不需要采用昂贵的原材料及复杂设备，就能显著提高芯片2和电极1的连接效率。该制备方法特别适用于高密度芯片与高密度植入式电极的连接。连接后形成的植入式医疗器件中，芯片2和电极1的导通率极高、连接强度大，可避免现有技术中采用集成电路板转接所带来的虚焊、裂纹等问题。
以上所述是本发明的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对其做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种植入式医疗器件的制造方法，其特征在于，包括：
提供植入式电极，所述电极包括相对设置的刺激端和连接端，所述刺激端包括N个刺激端焊盘，所述连接端包括N个连接端焊盘；所述N个刺激端焊盘与所述N个连接端焊盘通过导线一一对应连接，N为≥1的整数；
提供芯片，所述芯片具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面上间隔设置N个芯片焊盘；
在所述芯片焊盘上设置各向异性导电材料；将所述电极与设置有所述各向异性导电材料的芯片相贴合，使所述连接端焊盘和所述芯片焊盘一一对准；
对贴合后的所述电极和芯片进行热压合，其中，所述热压合时，朝所述芯片的第二表面和所述连接端背离所述芯片的一面施加压力；在所述热压合后，所述芯片焊盘通过各向异性导电材料与所述连接端焊盘相连接，且在通电状态下，所述芯片焊盘与所述连接端焊盘仅沿垂直所述第一表面的方向导通。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述各向异性导电材料选自各向异性导电胶、各向异性导电薄膜和各向异性导电浆料中的一种或多种；所述各向异性导电材料的设置方式包括丝网印刷、涂布或粘贴。
3.如权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述芯片焊盘及其之间的间隙在所述电极上的正投影均落入所述各向异性导电材料所覆盖的区域内。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述各向异性导电材料的设置厚度为20-50μm。
5.如权利要求5所述的制造方法，其特征在于，所述热压合时的温度为120-180℃；所述热压合时所施加的压力为10-1000g。
6.如权利要求1-5任一项所述的制造方法，其特征在于，每个所述芯片焊盘上还植有焊球。
7.如权利要求1-6任一项所述的制造方法，其特征在于，在所述热压合之后，所述制造方法还包括：制作具有生物相容性的封装层；其中，所述芯片、所述电极与所述各向异性导电材料位于所述封装层的容置空间内，且所述刺激端焊盘从所述封装层中露出。
8.一种植入式医疗器件，其特征在于，包括植入式电极与芯片；
所述电极包括相对设置的刺激端和连接端，所述刺激端包括N个刺激端焊盘，所述连接端包括N个连接端焊盘；所述N个刺激端焊盘与所述N个连接端焊盘通过导线一一对应连接，N为≥1的整数；
所述芯片具有相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面上间隔设置有N个芯片焊盘；
所述芯片焊盘和所述连接端焊盘之间连接有各向异性导电材料，且在通电状态下，所述芯片焊盘和所述连接端焊盘仅沿垂直所述第一表面的方向导通。
9.如权利要求8所述的植入式医疗器件，其特征在于，还包括具有生物相容性的封装层，所述芯片、所述电极与所述各向异性导电材料位于所述封装层的容置空间内，且所述刺激端焊盘从所述封装层中露出。
10.如权利要求9所述的植入式医疗器件，其特征在于，所述各向异性导电材料厚度为20-50μm。
CN201911219294.6A 2019-11-29 2019-11-29 一种植入式医疗器件及其制造方法 Pending CN111111006A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911219294.6A CN111111006A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种植入式医疗器件及其制造方法
PCT/CN2020/129206 WO2021104095A1 (zh) 2019-11-29 2020-11-17 一种植入式医疗器件及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911219294.6A CN111111006A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种植入式医疗器件及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111111006A true CN111111006A (zh) 2020-05-08

Family

ID=70497184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911219294.6A Pending CN111111006A (zh) 2019-11-29 2019-11-29 一种植入式医疗器件及其制造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN111111006A (zh)
WO (1) WO2021104095A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021104095A1 (zh) * 2019-11-29 2021-06-03 深圳先进技术研究院 一种植入式医疗器件及其制造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000332052A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および半導体装置
US20040173372A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-09 Yushi Suda Electronic component for adhesion of a plurality of electrodes and method of mounting the same
CN102859797A (zh) * 2010-04-22 2013-01-02 积水化学工业株式会社 各向异性导电材料及连接结构体
CN104650789A (zh) * 2015-02-11 2015-05-27 武汉轻工大学 一种各向异性导电胶及封装方法
US20160158559A1 (en) * 2002-04-11 2016-06-09 Second Sight Medical Products, Inc. Biocompatible Bonding Method and Electronics Package Suitable for Implantation
CN107583191A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 徐文敏 一种神经刺激器装置
CN107982637A (zh) * 2017-12-15 2018-05-04 深圳先进技术研究院 植入式医疗器件的制造方法、植入式医疗器件及对准装置
CN109821149A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 微智医疗器械有限公司 视网膜假体、植入装置及柔性电缆

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109999343B (zh) * 2019-03-30 2020-08-25 深圳硅基仿生科技有限公司 植入式器件的电子封装体及视网膜刺激器
CN111111006A (zh) * 2019-11-29 2020-05-08 深圳先进技术研究院 一种植入式医疗器件及其制造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000332052A (ja) * 1999-05-18 2000-11-30 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法および半導体装置
US20160158559A1 (en) * 2002-04-11 2016-06-09 Second Sight Medical Products, Inc. Biocompatible Bonding Method and Electronics Package Suitable for Implantation
US20040173372A1 (en) * 2003-03-04 2004-09-09 Yushi Suda Electronic component for adhesion of a plurality of electrodes and method of mounting the same
CN102859797A (zh) * 2010-04-22 2013-01-02 积水化学工业株式会社 各向异性导电材料及连接结构体
CN104650789A (zh) * 2015-02-11 2015-05-27 武汉轻工大学 一种各向异性导电胶及封装方法
CN107583191A (zh) * 2016-07-07 2018-01-16 徐文敏 一种神经刺激器装置
CN107982637A (zh) * 2017-12-15 2018-05-04 深圳先进技术研究院 植入式医疗器件的制造方法、植入式医疗器件及对准装置
CN109821149A (zh) * 2019-03-04 2019-05-31 微智医疗器械有限公司 视网膜假体、植入装置及柔性电缆

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021104095A1 (zh) * 2019-11-29 2021-06-03 深圳先进技术研究院 一种植入式医疗器件及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021104095A1 (zh) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10159845B2 (en) Biocompatible bonding method and electronics package suitable for implantation
JP3420917B2 (ja) 半導体装置
US6270363B1 (en) Z-axis compressible polymer with fine metal matrix suspension
US6229209B1 (en) Chip carrier
KR100290993B1 (ko) 반도체장치,반도체탑재용배선기판및반도체장치의제조방법
US6544428B1 (en) Method for producing a multi-layer circuit board using anisotropic electro-conductive adhesive layer
TWI305038B (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH02230610A (ja) 電気的装置
TW200303588A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
WO2001086716A1 (en) Semiconductor device mounting circuit board, method of producing the same, and method of producing mounting structure using the same
TW200426903A (en) Semiconductor device and production method therefor
TW444529B (en) Multilayered circuit board for semiconductor chip module, and method of manufacturing the same
DE102010000407A1 (de) Halbleiter-Package mit einem aus Metallschichten bestehenden Band
US6528889B1 (en) Electronic circuit device having adhesion-reinforcing pattern on a circuit board for flip-chip mounting an IC chip
CN111111006A (zh) 一种植入式医疗器件及其制造方法
KR20220154545A (ko) 액체 금속을 포함하는 이방성 도전 필름, 그 제조방법 및 이를 이용한 표시장치
CN114900953B (zh) 多个电子元件与电路板的连接方法、组件及电子设备
JP4479582B2 (ja) 電子部品実装体の製造方法
JP2895569B2 (ja) 電気的接続部材および電気回路部材
JP2004127612A (ja) 導電性微粒子、電極端子の相互接続方法及び導電接続構造体
JP2000252320A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2895570B2 (ja) 電気的接続部材および電気回路部材
KR20010069358A (ko) 공정합금계의 이방성 전도필름을 이용한 반도체 칩본딩공정 및 그 제조방법
JP2000091380A (ja) フリップチップの実装構造
JP2004119464A (ja) 半田バンプ付き配線基板およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200508