KR101417966B1

KR101417966B1 - 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR101417966B1
Application number: KR1020120143273A
Authority: KR
Inventors: 김성준; 민규식
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2012-12-11
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2014-07-21
Also published as: KR20140075905A

Abstract

신경 자극 및 기록용 전극 어레이는 절연층, 복수개의 전극들, 도선부, 제1 커버부 및 제2 커버부를 포함한다. 전극들은 절연층 상에 서로 이격되어 형성되며, 전기적 신호를 전달한다. 도선부는 절연층 상에 형성되며, 전극들을 전기적으로 연결한다. 제1 커버부는 절연층의 하부를 커버하고, 제2 커버부는 제1 커버부와 결합하여 절연층의 상부를 커버하며, 전극들을 노출한다. 절연층은 전극들이 형성된 영역과 도선부가 형성된 영역에서 서로 다른 폭을 가지며, 특히 도선부가 형성된 영역의 폭이 전극들이 형성된 영역의 폭보다 좁을 수 있다. 이에 따라, 전극 어레이의 접선방향으로 유연성을 확보할 수 있다.

Description

신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 이의 제조방법{NEURAL STIMULATION AND RECORDING ELECTRODE ARRAY AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생체 내에서 신경 자극, 생체 신호 감지, 생체 신호 기록 등의 기능을 수행하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

신경 자극 및 기록용 전극 어레이(이하, 미세 전극 어레이)란, 생화학적인 반응 및 생체 신호를 전기적인 신호로 변환하여 수집하거나 생체 자극을 위한 전기 신호를 신경 조직에 인가하기 위해 생체에 부착되거나 이식되는 구조물을 통칭하는 말이다. 이러한 미세 전극 어레이는 생체의 와우(또는 달팽이관), 인공 망막, 대뇌 피질 등의 신경 자극이 필요한 곳에 삽입되어 세포 등을 자극할 수 있다. 뿐만 아니라, 생체 신호 감지 및 생체 신호 기록 등의 기능을 수행하기도 한다. 이하에서는, 미세 전극 어레이 중 하나로서 와우에 삽입되는 인공 와우를 자세히 설명한다.

귀는 크게 외이, 중이, 내이로 구성되어 있다. 내이는 와우(또는 달팽이관), 전정, 반규관으로 구성되어 있는데, 전정과 반규관은 몸의 균형과 어지러움 등에 주로 관여하고, 청각은 유모세포라 하는 청각세포가 존재하는 와우가 담당한다. 또한, 이소골을 통하여 전달된 소리의 진동은 난원창을 통하여 와우 내에 들어 있는 액체로 된 외림프, 내림프를 진동시키게 된다. 이러한 진동은 호수에 돌을 던질 때 생기는 물결과 같은 파장의 흐름을 유발하게 되고, 이 움직임은 내림프 내의 청각세포를 자극하여 소리의 전달을 전기적인 신호형태로 바꾸게 한다.

청신경은 이러한 청각세포와 연결되어 뇌로 그 신호를 전달하게 되고, 뇌에서는 소리로 인식하게 된다. 즉, 달팽이관 내의 청각세포가 손상되거나 청신경에 장애가 오면 소리의 전달을 할 수가 없게 되고, 이를 감각신경성 난청이라 한다.

상기 내이의 손상으로 인해 고도의 감각신경성 난청 또는 농이 된 환자에게 청신경의 전기 자극으로 청력을 제공해 주는 장치가 인공 와우(cochlear implant)이다. 즉, 상기 인공 와우는 선천적이나 후천적으로 달팽이관 내의 청각세포가 손상되었거나 소실되어 있을 때에 나선신경질 세포나 청신경섬유를 직접 전기적으로 자극함으로써 청각세포의 기능을 대신한다.

인공 와우의 구조는 크게 체외부분과 체내부분으로 나누어 볼 수 있다. 몸 밖에 설치된 체외부는 마이크로폰(송화기), 어음처리기(언어합성기), 송신용 안테나(발신기)로 되어 있고, 이 때 마이크로폰과 송신용 안테나를 합쳐서 헤드셋이라고 한다. 몸 안에 이식되는 체내부에는 수용/자극기(회로부), 전극으로 구성되어 있다.

인공 와우를 통해 소리를 듣는 과정은 다음과 같다. 소리가 귀 뒤에 걸린 헤드셋에 설치된 작은 마이크로폰 즉, 송화기에 의해 감지되면, 상기 마이크로폰으로부터 전달된 소리는 얇은 전선을 따라 강력한 소형컴퓨터인 어음처리기로 전달된다.

상기 어음처리기는 소리를 거르고 분석하여 부호화된 디지털 신호로 바꾼다. 이 신호는 어음처리기로부터 전선을 통하여 송신용 안테나로 보내진다. 상기 송신용 안테나는 신호를 피부를 통하여 피부 내의 와우 이식체인 수용/자극기 즉, 회로부로 보낸다. 상기 수용/자극기는 적절한 전기적 에너지를 와우에 삽입된 일정한 배열을 가진 전극으로 전달한다.

전극은 적절한 수준의 전류신호를 외부로 내보냄으로써 와우 내의 살아 있는 청신경섬유를 자극하게 되고, 결과적으로 전기적인 소리정보는 청신경을 통하여 대뇌로 전달되어, 난청 환자 또는 청각장애인이 소리를 들을 수 있다.

와우는 속이 비어있고 끝이 막혀있는 관이 약 2.5바퀴 감겨있는 기관으로서, 와우 내부로 삽입되는 전극은 와우 모양에 따라 감겨야 하므로 유연성이 요구된다. 그러나, 전극을 점점 가늘어지는 형상으로 제조하여 전극의 진행 방향으로 유연성이 확보된다고 하더라도 진행 방향의 접선 방향으로는 여전히 단단하므로(rigid), 청각세포를 손상시킬 위험이 있다.

따라서, 신경 자극 및 기록용 전극 어레이가 생체 내부에 삽입되는 경우, 신경 및 조직 손상을 최소화하기 위한 구조적 개선이 요구된다.

KR 2003-0035758 A

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 유연성 있고, 강성을 조절할 수 있는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 용이한 제조방법을 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이는, 절연층; 상기 절연층 상에 서로 이격되어 형성되며, 전기적 신호를 전달하는 복수개의 전극들; 상기 절연층 상에 형성되며, 상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도선부; 상기 절연층의 하부를 커버하는 제1 커버부; 및 상기 제1 커버부와 결합하여 상기 절연층의 상부를 커버하며, 상기 전극들을 노출하는 제2 커버부를 포함하고, 상기 절연층은 상기 전극들이 형성된 영역과 상기 도선부가 형성된 영역에서 서로 다른 폭을 갖는다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 상기 도선부가 형성된 영역의 폭이 상기 전극들이 형성된 영역의 폭보다 좁을 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 상대적으로 넓은 폭과 상대적으로 좁은 폭을 반복하면서, 상기 전극 어레이의 말단부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 탐침(probe) 형상일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 서로 길이가 다른 다중층으로 형성되어, 상기 전극 어레이의 말단부로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 상기 제1 커버부와 상기 복수개의 전극들 사이에 형성된 제1 절연층; 및 상기 제1 절연층과 상기 복수개의 전극들 중 일부 전극들 사이에 형성된 제2 절연층을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 상기 전극을 격자점으로 하는 격자(lattice) 형상으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 전극들의 크기는 동일할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층은 액정폴리머(liquid crystal polymer)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 커버부에는 상기 절연층의 외곽모양의 홈(groove)이 형성되고, 상기 절연층은 상기 홈에 소정의 깊이로 삽입될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 커버부에는 상기 전극들을 노출하기 위한 개구부들(openings)이 형성되고, 상기 제2 커버부는 상기 절연층이 소정의 깊이로 삽입된 상기 제1 커버부의 홈에 끼워지면서 상기 제1 커버부와 결합하여, 상기 전극들을 제외하고 상기 절연층을 밀봉할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 및 제2 커버부들은 탄성중합체(elastomer)로 이루어질 수 있으며, 상기 탄성중합체는 실리콘(silicone)을 포함할 수 있다.

상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 제조방법은, 절연층 상에 서로 이격되는 복수개의 전극들 및 상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도선부를 형성하는 단계; 상기 절연층에서 상기 전극들 및 상기 도선부가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계; 상기 절연층의 외곽모양의 홈을 갖는 제1 커버부를 형성하는 단계; 상기 전극들 및 도선부가 형성된 상기 절연층을 상기 제1 커버부의 홈에 삽입하는 단계; 및 상기 절연층의 상부를 커버하며, 상기 전극들을 노출하는 제2 커버부를 형성하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 절연층에서 상기 전극들 및 상기 도선부가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계는, 레이저를 이용하여 상기 절연층 중 상기 전극들 및 상기 도선부로부터 일정간격 이격된 부분을 잘라낼 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 커버부를 형성하는 단계는, 하부 몰드 및 제1 상부 몰드를 얼라인(align)하는 단계; 상기 하부 몰드 및 상기 제1 상부 몰드 사이에 탄성중합체(elastomer)를 주입하는 단계; 및 상기 제1 상부 몰드를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 커버부를 형성하는 단계는, 상기 하부 몰드 및 제2 상부 몰드를 얼라인하는 단계; 및 상기 하부 몰드 및 상기 제2 상부 몰드 사이에 탄성중합체를 주입하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 전극들 및 상기 도선부를 형성하는 단계는, 상기 절연층 상에 금속층을 증착하는 단계; 및 상기 금속층을 패터닝하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 제조방법은, 서로 길이가 다른 절연층을 다중층으로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 그 제조방법에 따르면, 전극 사이의 절연층의 폭이 최소화되어 전극 어레이의 유연성이 뛰어나므로, 신경 및 조직 세포를 손상할 염려 없이 생체 내부에 삽입할 수 있다. 또한, 전극 하부의 절연층의 두께를 조절하여 전극 어레이의 기계적인 강성(stiffness)을 조절할 수 있다.

나아가, 몰드를 이용하여 절연층 모양의 홈을 갖는 커버부를 제조하므로 절연층과 커버부의 얼라인의 오차를 줄일 수 있으므로, 정확하고 용이하게 전극 어레이를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 분해도이다.
도 2는 도 1의 A 및 B 영역의 확대도이다.
도 3은 도 1의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 전자 현미경 사진이다.
도 4는 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 6은 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 단면도이다.
도 8은 와우에 삽입되는 거리에 따라 신경 자극 및 기록용 전극 어레이에 걸리는 힘을 보여주는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 분해도이다.
도 10은 도 1의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 제조방법을 설명하는 흐름도이다.
도 11은 도 1의 제1 커버부를 형성하기 위한 몰드의 평면도들이다.
도 12는 도 11의 몰드에 의해 형성된 제1 커버부의 사시도이다.
도 13은 도 1의 제2 커버부를 형성하기 위한 몰드의 평면도들이다.
도 14는 도 1의 제2 커버부 및 제1 커버부의 얼라인을 보여주기 위한 사시도이다.
도 15는 도 9의 제2 커버부 및 제1 커버부의 얼라인을 보여주기 위한 사시도이다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 분해도이다. 도 2는 도 1의 A 및 B 영역의 확대도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이(1)는 절연층(10), 전극들(30), 도선부(50), 제1 커버부(70) 및 제2 커버부(90)를 포함한다.

도 1에서는 편의상 상기 전극들(30)과 상기 도선부(50)가 형성되어 있는 상기 절연층(10), 상기 절연층(10)을 커버하는 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)로 분해하여 도시하였다. 상기 전극 어레이(1)는 상기 절연층(10), 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)가 결합하여 하나의 패키지를 형성한다.

상기 전극 어레이(1)는 생체(예를 들어, 달팽이관, 인공 망막, 대뇌 피질 등)에 삽입되어 신경 자극이 필요한 신경 세포 등을 자극하고, 생체 신호 감지 및 생체 신호 기록 등의 기능을 수행한다. 상기 전극 어레이(1)는 복수개의 전극들(30)을 제외하고, 탄성중합체(elastomer)로 밀봉 패키지 되어있다. 즉, 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)가 상기 전극들(30)과 상기 도선부(50)가 형성되어 있는 상기 절연층(10)을 밀봉한다.

상기 전극 어레이(1)의 상단부는 전기적 에너지를 전달하는 회로부(미도시)와 연결되고, 상기 전극 어레이(1)의 말단부로 갈수록 얇아지는 탐침(probe) 형상일 수 있다. 이는 전극 어레이(1)가 생체에 용이하게 삽입되게 하기 위한 것이다.

상기 전극들(30)은 상기 절연층(10) 상에 서로 이격되어 형성된다. 상기 전극들(30)은 상기 절연층(10) 상에 일정한 간격으로 형성될 수 있고, 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 상기 전극들(30)은 티타늄(Ti), Pt(백금), Ir(이리듐) 및 금(Au) 등의 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Ti/Au, Ti/Au/IrOx, Ti/Pt의 합금으로 형성될 수 있다. 상기 전극들(30)은 구조적으로 단층일 수도 있고 다중층일 수도 있다.

상기 전극들(30)은 상기 제2 커버부(90)에 의해 노출되며, 상기 회로부(미도시)로부터 전달되는 전기적 신호를 이용하여 청신경섬유 등을 자극한다. 또한, 상기 전극들(30)은 생체 신호를 감지 또는 기록하여 상기 회로부(미도시)에 전달할 수 있다.

예를 들어, 상기 전극들(30)은 8 개 내지 16 개의 전극을 포함할 수 있다. 상기 전극들(30)은 일렬로 형성될 수 있으나, 필요에 따라 여러 열로 형성될 수도 있다. 도 1에서는 상기 전극들(30)이 사각형 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 원형 등 형상을 자유롭게 변형할 수 있다.

상기 도선부(50, 도 2 참조)는 상기 절연층(10) 상에 형성되며 상기 전극들(30)을 전기적으로 연결한다. 상기 도선부(50)는 상기 전극들(30)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 상기 도선부(50)는 서로 연결되어 상기 회로부(미도시)로부터 제공되는 전기적 신호를 상기 전극들(30)에 전달하거나, 상기 전극들(30)이 수집한 생체 신호를 상기 회로부(미도시)로 전달한다.

도 2에서는 상기 도선부(50)가 상기 전극들(30)의 일측에 형성되는 것으로 도시하였으나, 상기 전극들(30)의 양측에 형성될 수도 있다. 또한, 상기 도선부(50)는 상기 전극들(30)의 일측 및 타측에 번갈아 가면서 형성될 수도 있으며 필요에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다.

상기 절연층(10)은 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)의 외각을 따라 제거된 형상으로, 상기 전극들(30)이 형성된 영역(A)과 상기 도선부(50)가 형성된 영역(B)에서 서로 다른 폭을 갖는다. 다시 말해, 상기 절연층(10)은 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)로부터 일정간격 이격된 부분이 제거된다. 상기 절연층(10)은 상기 도선부(50)가 형성된 영역(B)의 폭(Wb)이 상기 전극들(30)이 형성된 영역(A)의 폭(Wa)보다 좁을 수 있다.

상기 절연층(10)은 상대적으로 넓은 폭(Wa)과 상대적으로 좁은 폭(Wb)이 반복되어 형성될 수 있다. 상기 절연층(10)이 넓은 폭(Wa)과 좁은 폭(Wb)을 반복하므로, 상기 전극 어레이(1)의 길이 방향의 접선 방향으로 유연성을 확보할 수 있다.

상기 절연층(10)은 섬(island) 모양으로 형성된 상기 전극들(30)이 형성된 형성된 영역(A)에서 상기 전극들(30)의 단부에서 일정부분 연장되는 폭(Wa)을 가지며, 상기 폭(Wa)은 상기 전극 어레이(1)의 말단부로 갈수록 점점 좁아질 수 있다.

마찬가지로, 상기 도선부(50)가 형성된 영역(B)의 폭(Wb) 역시 상기 전극 어레이(1)의 말단부로 갈수록 점점 좁아질 수 있다. 따라서, 상기 절연층(10)은 상대적으로 넓은 폭(Wa)과 상대적으로 좁은 폭(Wb)을 반복하면서 상기 전극 어레이(1)의 말단부로 갈수록 점점 폭이 좁아지는 형상을 갖는다. 이로서, 상기 전극 어레이(1)의 길이 방향으로 유연성을 확보할 수 있다.

상기 절연층(10)은 폴리이미드 및 패릴린 등의 폴리머를 이용할 수 있으나, 바람직하게 액정폴리머(liquid crystal polymer)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 액정폴리머 필름을 이용할 수도 있다.

상기 제1 커버부(70)는 상기 절연층(10)의 하부를 커버한다. 상기 제1 커버부(70)에는 상기 절연층(10)의 외곽모양의 홈(groove, 75)이 형성된다. 상기 홈(75)의 깊이(depth)는 상기 절연층(10)의 두께보다 깊게 형성된다. 예를 들어, 상기 홈(75)의 깊이는 약 200 um일 수 있다.

따라서, 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)가 형성된 상기 절연층(10)은 상기 제1 커버부(70)의 홈(75)에 소정의 깊이로 삽입된다. 상기 소정의 깊이는 상기 제2 커버부(90)의 높이와 동일할 수 있다.

상기 제1 커버부(70)의 홈(75)에 상기 절연층(10)이 삽입되어야 하므로, 상기 홈(75) 역시 상대적으로 넓은 폭(Wc)과 상대적으로 좁은 폭(Wd)이 반복되면서 형성될 수 있다. 상기 폭(Wc)은 상기 절연층(10)의 넓은 폭(Wa)과 대응되고, 상기 폭(Wd)은 상기 절연층(10)의 좁은 폭(Wb)과 대응된다.

상기 제1 커버부(70)의 홈(75)의 폭을 조절하기 위해 상기 제1 커버부(70)의 측면에 형성된 격벽들(71)의 폭을 조절할 수 있다. 즉, 상기 상대적으로 넓은 폭(Wc)에 대응하여 상기 격벽들(71)의 폭을 좁힐 수 있고, 상대적으로 좁은 폭(Wd)에 대응하여 상기 격벽들(71)의 폭을 넓힐 수 있다.

상기 제2 커버부(90)는 상기 절연층(10)의 상부를 커버하며 상기 전극들(30)을 노출한다. 상기 제2 커버부(90)는 상기 절연층(10)이 소정의 깊이로 삽입된 상기 제1 커버부(70)의 홈(75)에 끼워지면서, 상기 제1 커버부(70)와 결합한다.

상기 제2 커버부(90)는 상기 전극들(30)을 제외한 상기 절연층(10)의 상부를 커버한다. 상기 제2 커버부(90)는 상기 전극들(30)을 노출하기 위한 개구부들(openings, 95)이 형성된다. 상기 개구부들(95)의 모양은 상기 전극들(30)의 모양에 따라서 변경될 수 있다.

상기 제2 커버부(90)는 상기 개구부들(95)을 제외하면, 상기 절연층(10)과 동일한 형상을 가질 수 있다. 따라서, 상기 제2 커버부(90) 역시 상대적으로 넓은 폭(We)과 상대적으로 좁은 폭(Wf)이 반복되면서 형성될 수 있다.

상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)는 탄성중합체(elastomer)로 이루어질 수 있으며, 상기 탄성중합체는 실리콘(silicone)을 포함할 수 있다.

도 3은 도 1의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 전자 현미경 사진이다. 도 4는 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 I-I' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 5는 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 Ⅱ-Ⅱ' 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 6은 도 3의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 Ⅲ-Ⅲ' 라인을 따라 절단한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 상기 전극들(30)과 상기 도선부(50)가 형성되어 있는 상기 절연층(10), 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)가 결합한 전극 어레이(1)의 실제 모양을 확인할 수 있다. 상기 전극 어레이(1)는 상단부에서 말단부로 갈수록 얇아지는 형상이다. 예를 들어, 상기 전극 어레이(1)가 와우에 삽입되는 경우 와우 모양에 따라 약 2.5바퀴 감겨지며, 와우 내부로 삽입된다.

도 4는 상기 상단부 근처의 상기 전극 어레이(1)의 단면을 보여주고, 도 5는 상기 말단부 근처의 상기 전극 어레이(1)의 단면을 보여준다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 상단부 근처의 상기 절연층(10)의 폭(W1)에 비해 상기 말단부 근처의 상기 절연층(10)의 폭(W3)이 좁다. 마찬가지로, 상기 상단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 폭(W2)에 비해 상기 말단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 폭(W4)이 좁다. 예를 들어, 상기 상단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 폭(W2)은 약 850 um이고, 상기 말단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 폭(W4)은 약 500 um일 수 있다.

상기 제1 커버부(70)의 두께는 상기 전극 어레이(1)의 상단부에서 말단부로 갈수록 가늘어질 수 있다. 예를 들어, 상기 상단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 두께(T1)는 약 625 um이고, 상기 말단부 근처의 상기 제1 커버부(70)의 두께는 약 450 um일 수 있다. 또한, 상기 절연층(10)은 약 50 um의 두께를 가지고, 상기 제1 커버부(70)에 약 150 um의 깊이로 삽입될 수 있다.

도 6은 상기 전극 어레이(1)를 길이 방향으로 자른 단면도를 보여준다.

도 6을 참조하면, 상기 제1 커버부(70)의 두께가 상기 전극 어레이(1)의 상단부에서 말단부로 갈수록 얇아짐에 따라, 상기 제1 커버부(70)는 점점 가늘어지는(tapering) 탐침 형상을 갖는다. 예를 들어, 상기 전극 어레이(1)의 길이(L1)는 약 32 mm일 수 있다.

상기 전극 어레이(1)는 전극들(30)을 제외하고 밀봉 패키지 되어 생체에 삽입되고, 노출된 전극들(30)을 통해 신경 자극이 필요한 신경 세포 등을 자극하고, 생체 신호 감지 및 생체 신호 기록 등을 수집한다.

본 실시예에 따르면, 상기 절연층(10)은 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)가 형성된 부분 이외의 부분이 제거되어 폭이 최소화 되므로, 전극 어레이의 접선방향으로도 유연성을 확보할 수 있다. 따라서, 청각세포 등 신경 및 조직을 손상할 염려 없이 상기 전극 어레이를 생체 내부에 용이하게 삽입할 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 단면도이다. 도 8은 와우에 삽입되는 거리에 따라 신경 자극 및 기록용 전극 어레이에 걸리는 힘을 보여주는 그래프이다.

도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이(3)는 제1 절연층(11), 제2 절연층(12), 전극들(30), 도선부(미도시), 제1 커버부(70) 및 제2 커버부(90)를 포함한다.

상기 전극들(30), 상기 도선부(미도시), 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)는 도 1의 상기 전극들(30), 상기 도선부(50), 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)와 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다. 본 실시예에 따른 전극 어레이(3)는 도 1의 전극 어레이(1)와 달리 다중층의 절연층(11, 12)을 갖는다.

상기 전극 어레이(3)는 상기 제1 커버부(70)와 상기 전체 전극들(30) 사이에 형성된 제1 절연층(11) 및 상기 제1 커버부(70)와 상기 전극들(30) 중 일부의 전극들(30) 사이에 형성된 제2 절연층(12)을 포함한다.

예를 들어, 상기 전극 어레이(3)의 길이(L2)가 약 32 mm인 경우, 상기 상단부로부터 약 20 mm까지는 상기 제1 절연층(11) 상기 및 제2 절연층(12)이 형성되고, 상기 상단부로부터 약 20 mm부터 약 32 mm까지는 상기 제1 절연층(11)만이 형성될 수 있다.

또는, 상기 전극 어레이(3)가 16 개의 전극들(30)을 갖는 경우, 상기 상단부로부터 1 내지 9번째 전극(30)의 하부에는 상기 제1 절연층(11) 및 상기 제2 절연층(12)이 형성되고, 상기 상단부로부터 10 내지 16번째 전극(30)의 하부에는 상기 제1 절연층(11)만이 형성될 수 있다.

상기 제1 절연층(11) 및 상기 제2 절연층(12)은 폴리이미드 및 패릴린 등의 폴리머를 이용할 수 있으나, 바람직하게 액정폴리머(liquid crystal polymer)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 액정폴리머 필름을 이용할 수도 있다.

도 7에서는 절연층이 이중층으로 형성되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 아니하고 필요에 따라 삼중층 이상의 다중층을 가질 수도 있다. 상기 절연층은 전극 어레이(3)의 상단부에서 말단부로 갈수록 단계적으로 얇아지고, 이에 따라 상기 전극 어레이(3)의 강성을 조절할 수 있다. 상기 절연층의 얇아진 두께는 상기 제1 커버부(70)의 두께로 보상할 수 있고, 또는 상기 전극들의 두께를 두껍게 형성하여 높이를 보상할 수 있다.

도 8을 참조하면, x축은 전극 어레이가 와우에 삽입되는 거리이고, y축은 상기 거리에 따라 삽입되는데 필요한 힘을 나타낸다. 전극 어레이의 약 15 mm 거리 이후에는 삽입되는데 필요한 힘이 급격하게 상승하는 것을 알 수 있다. 즉, 전극 어레이가 와우에 일정 거리가 삽입된 후에는 전극 어레이를 밀어줘야 하는 힘이 증가하게 된다.

따라서, 본 실시예에서와 같이 힘을 받는 상단부의 절연층을 말단부보다 두껍게 하여, 상기 전극 어레이가 생체 내부의 깊은 곳까지 용이하게 삽입되도록 할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 전극들의 하부에 형성된 절연층의 층수를 부분적으로 조절하여 필요에 따라 전극 어레이의 기계적인 강성(stiffness)을 조절할 수 있다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 분해도이다.

도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이(5)는 절연층(10a), 전극들(30a), 도선부(미도시), 제1 커버부(70a) 및 제2 커버부(90a)를 포함한다.

상기 절연층(10a), 상기 전극들(30a), 상기 도선부(미도시), 상기 제1 커버부(70a) 및 상기 제2 커버부(90a)는 도 1의 상기 절연층(10), 상기 전극들(30), 상기 도선부(50), 상기 제1 커버부(70) 및 상기 제2 커버부(90)와 형상을 제외하고는 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다. 본 실시예에 따른 전극 어레이(5)는 탐침 형상을 갖는 도 1의 전극 어레이(1)와 달리 격자(lattice) 형상을 갖는다.

상기 전극들(30a)은 전극 어레이(5)가 형성하는 격자의 격자점 위치에 형성된다. 도 9에서는 상기 전극들(30a)이 원형 형상을 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 아니하고 사각형, 삼각형 등 필요에 따라 변형할 수 있다.

상기 절연층(10a)은 상기 전극들(30a) 및 상기 도선부(미도시)의 외각을 따라 제거된 형상으로, 상기 전극들(30a)이 형성된 영역과 상기 도선부(미도시)가 형성된 영역에서 서로 다른 폭을 갖는다. 다시 말해, 상기 절연층(10a)은 상기 전극들(30a) 및 상기 도선부(미도시)로부터 일정간격 이격된 부분이 제거된다. 상기 절연층(10a)은 상기 도선부(미도시)가 형성된 영역의 폭이 상기 전극들(30a)이 형성된 영역의 폭보다 좁을 수 있다. 도 9에서는 상기 전극들(30a)이 원형 형상을 가지므로, 상기 전극들(30a)로부터 일정영역 이격된 부분이 제거된 상기 절연층(10a) 역시 원형 형상을 갖는다.

본 실시예에 따른 전극 어레이 역시 상기 전극들 및 상기 도선부가 형성된 부분 이외의 상기 절연층이 제거되므로, 생체 내부에 삽입될 때 전극 어레이의 접선 방향으로 유연성을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 각 구성요소의 형상은 한정되지 않고, 필요에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

도 10은 도 1의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 제조방법을 설명하는 흐름도이다. 도 11은 도 1의 제1 커버부를 형성하기 위한 몰드의 평면도들이다. 도 12는 도 11의 몰드에 의해 형성된 제1 커버부의 사시도이다. 도 13은 도 1의 제2 커버부를 형성하기 위한 몰드의 평면도들이다. 도 14는 도 1의 제2 커버부 및 제1 커버부의 얼라인을 보여주기 위한 사시도이다.

도 10을 참조하면, 전극 어레이(1)의 제조방법은, 절연층(10) 상에 서로 이격되는 복수개의 전극들(30) 및 상기 전극들(30)을 전기적으로 연결하는 도선부(50)를 형성하는 단계(단계 S100), 상기 절연층(10)에서 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계(단계 S300), 상기 절연층(10)의 외곽모양의 홈(75)을 갖는 제1 커버부(70)를 형성하는 단계(단계 S500), 상기 전극들(30) 및 도선부(50)가 형성된 상기 절연층(10)을 상기 제1 커버부(70)의 홈(75)에 삽입하는 단계(단계 S700), 및 상기 절연층(10)의 상부를 커버하며, 상기 전극들(30)을 노출하는 제2 커버부(90)를 형성하는 단계(단계 S900)를 포함한다.

상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)를 형성하는 단계(단계 S100)는, 반도체 제조공정을 이용할 수 있다. 구체적으로, 실리콘 웨이퍼 상에 상기 절연층(10)을 형성한다. 예를 들어, 상기 절연층(10)을 형성하기 위해 액정폴리머 필름을 상기 실리콘 웨이퍼 상에 부착한다.

상기 절연층(10) 상에 금속층을 예를 들어, 약 1000 내지 3000 Å 두께로 증착한다. 상기 절연층(10)은 서로 길이가 다른 절연층이 다중으로 형성될 수 있다. 이후, 상기 금속층을 패터닝하여 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)를 형성한다. 상기 금속층은 패턴용 포토 마스크를 이용할 수 있다.

상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)는 티타늄(Ti), Pt(백금), Ir(이리듐) 및 금(Au) 등의 금속을 포함할 수 있으며 예를 들어, Ti/Au, Ti/Au/IrOx, Ti/Pt의 합금으로 형성될 수 있다. 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)는 구조적으로 단층일 수도 있고 다중층일 수도 있다. 상기 절연층(10) 상에 상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)을 형성한 후, 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리한다.

상기 전극들(30) 및 상기 도선부(50)가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계(단계 S300)는, 레이저를 이용하여 상기 불필요한 상기 절연층(10)을 잘라낼 수 있다. 상기 절연층(10)을 레이저로 잘라낼 때, 상기 절연층(10)의 외각 형상을 나타내는 설계도를 이용할 수 있다.

상기 절연층(10)의 외곽모양의 홈(75)을 갖는 제1 커버부(70)를 형성하는 단계(단계 S500)는, 몰드를 이용하여 형성할 수 있다.

도 11을 참조하면, 도 11(a)는 상기 제1 커버부(70)를 형성하기 위한 하부 몰드(100)이고, 도 11(b)는 상기 제1 커버부(70)를 형성하기 위한 제1 상부 몰드(200)이다. 상기 하부 몰드(100)에는 상기 제1 커버부(70)의 하부 형태의 홈(150)이 형성되고, 상기 제1 상부 몰드(200)에는 상기 제1 커버부(70)의 상부 형태의 돌출부(250)가 형성된다.

상기 하부 몰드(100)에는 제1 얼라인 홀(110)이 형성되고, 상기 제1 상부 몰드(200)에는 상기 얼라인 홀(110)과 대응되는 제2 얼라인 홀(210)이 형성된다. 상기 하부 몰드(100) 및 상기 제1 상부 몰드(200)는 상기 제1 및 제2 얼라인 홀들(110, 210)을 이용하여 얼라인(align)된다. 상기 제1 및 제2 얼라인 홀들(110, 210)에는 얼라인 핀(미도시)를 삽입하여 얼라인 위치가 이동하지 않게 할 수 있다.

상기 하부 몰드(100) 및 상기 제1 상부 몰드(200)를 얼라인 시킨 후, 상기 하부 몰드(100) 및 상기 제1 상부 몰드(200) 사이에 실리콘 엘라스토머를 주입하여 경화시킨다.

도 12를 참조하면, 상기 하부 몰드(100) 및 상기 제1 상부 몰드(200)로부터 분리된 상기 제1 커버부(70)이다. 실제로 공정에서는 상기 제1 상부 몰드(200)만을 제거하고, 상기 제1 커버부(70)가 상기 하부 몰드(100)에 안착된 상태로 다음 공정을 진행할 수 있다.

이어, 상기 단계 S300을 거친 상기 절연층(10)을 상기 제1 커버부(70)의 홈(75)에 삽입한다(단계 S700). 이때, 상기 제1 커버부(70)는 상기 하부 몰드(100)에 안착된 상태에서, 상기 전극들(30) 및 도선부(50)가 형성된 상기 절연층(10)이 삽입될 수 있다.

이어, 상기 절연층(10)의 상부를 커버하며, 상기 전극들(30)을 노출하는 제2 커버부(90)를 형성한다(단계 S900). 이로서, 상기 제1 커버부(70)와 상기 제2 커버부(90)가 상기 전극들(30)을 제외하고, 상기 절연층(10)을 밀봉하여 하나의 패키지를 형성한다.

상기 제2 커버부(90)를 형성하는 단계(단계 S900)는, 상기 제1 커버부(70)가 안착되어 있는 상기 하부 몰드(100)에 상기 제2 상부 몰드(400)를 얼라인한다. 따라서, 상기 하부 몰드(100)는 그대로 이용되고, 상기 제1 상부 몰드(200)만이 상기 제2 상부 몰드(400)로 교체된다.

도 13을 참조하면, 도 13(a)는 도 11(a)와 동일한 상기 하부 몰드(100)이고, 도 13(b)는 상기 제2 커버부(90)를 형성하기 위한 제2 상부 몰드(400)이다. 상기 제2 상부 몰드(400)에는 상기 제2 커버부(90)의 형태의 돌출부(450) 및 제3 얼라인 홀(410)이 형성된다. 상기 제2 커버부(90)의 형태의 돌출부(450)는 상기 절연층(10) 상에 형성된 전극들(30)을 노출할 수 있도록 형성된다. 다시 말해, 상기 제2 커버부(90)의 돌출부(450)가 상기 전극들(30)와 마주보며 접촉하므로, 후에 주입되는 엘라스토머에 의해 상기 전극들(30)이 커버되는 것을 방지한다.

상기 하부 몰드(100) 및 상기 제2 상부 몰드(400)는 상기 제1 및 제3 얼라인 홀들(110, 410)을 이용하여 얼라인(align)된다. 상기 제1 및 제3 얼라인 홀들(110, 410)에는 얼라인 핀(미도시)를 삽입하여 얼라인 위치가 이동하지 않게 할 수 있다.

상기 하부 몰드(100) 및 상기 제2 상부 몰드(400)를 얼라인 시킨 후, 상기 하부 몰드(100) 및 상기 제2 상부 몰드(400) 사이에 실리콘 엘라스토머를 주입한다. 상기 실리콘 엘라스토머가 경화된 후 상기 하부 몰드(100) 및 상기 제2 상부 몰드(400)를 제거하여, 상기 제2 커버부(90)를 형성한다. 이로서, 상기 제2 커버부(90)와 상기 제1 커버부(70)가 결합된 상기 전극 어레이(1)가 형성된다. 즉, 상기 전극 어레이(1)는 상기 전극들(30)만 제외하고 밀봉 패키지 된다.

도 14를 참조하면, 상기 제1 커버부(70)가 상기 전극들(30) 및 도선부(50)가 형성된 상기 절연층(10)이 삽입된 상태에서 상기 제2 커버부(90)와 결합되는 것을 알 수 있다. 이때, 실제로는 상기 제1 커버부(70)는 상기 절연층(10)이 삽입된 상태로 상기 하부 몰드(100)에 안착되며, 상기 제2 커버부(90) 역시 몰딩으로 형성된다.

상기 하부 몰드(100), 상기 제1 상부 몰드(200) 및 상기 제2 상부 몰드(400)의 디자인은 상기 절연층(10)의 외각을 잘라낼 때 이용한 설계도를 이용할 수 있다. 이 경우, 얼라인 오차는 약 5 um 미만으로 줄일 수 있다. 또한, 상기 하부 몰드(100), 상기 제1 상부 몰드(200) 및 상기 제2 상부 몰드(400)는 스테인레스 강(stainless steel) 등의 금속재질로 형성될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 몰드를 이용하여 절연층 모양의 홈을 갖는 커버부를 제조하므로 유연성을 갖는 전극 어레이(1)를 오차 없이 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 위치에 따라 상기 절연층(10)을 다중층으로 형성하여 전극 어레이의 기계적인 강성(stiffness)을 조절할 수 있으므로, 생체 내부에 삽입이 용이한 도 7의 전극 어레이(3)를 제조할 수 있다.

상기와 같은 신경 자극 및 기록용 전극 어레이에 따르면, 절연층은 전극들 및 도선부가 형성된 부분 이외의 부분이 제거되어 폭이 최소화 되므로, 전극 어레이의 접선방향으로도 유연성이 뛰어나다. 따라서, 청각세포 등 자극이 필요한 곳의 신경 및 조직을 손상할 염려 없이 전극 어레이를 생체 내부에 용이하게 삽입할 수 있다.

또한, 상기와 같은 전극 어레이의 제조방법에 따르면, 절연층의 외각 형상을 갖는 홈을 이용한 셀프 얼라인(self-align)을 통해 유연성이 뛰어난 전극 어레이를 정확하고 용이하게 제조할 수 있다.

도 15는 도 9의 제2 커버부 및 제1 커버부의 얼라인을 보여주기 위한 사시도이다.

도 15를 참조하면, 도 14의 경우와 마찬가지로 상기 제1 커버부(70a)가 상기 전극들(30a) 및 도선부(미도시)가 형성된 상기 절연층(10a)이 삽입된 상태에서 상기 제2 커버부(90a)와 결합되는 것을 알 수 있다.

도 9의 신경 자극 및 기록용 전극 어레이(5)의 제조방법은 각 구성요소들의 형상이 다른 것을 제외하고, 신경 자극 및 기록용 전극 어레이(1)의 제조방법과 실질적으로 동일하므로 설명을 생략한다.

본 발명에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 그 제조방법에 따르면, 전극 사이의 절연층의 폭이 최소화되어 전극 어레이의 유연성이 뛰어나므로, 신경 및 조직 세포를 손상할 염려 없이 생체 내부에 삽입할 수 있다. 또한, 전극 하부의 절연층의 두께 및 층수를 부분적으로 조절하여 전극 어레이의 기계적인 강성(stiffness)을 조절할 수 있다. 나아가, 몰드를 이용하여 절연층 모양의 홈을 갖는 커버부를 제조하므로 절연층과 커버부의 얼라인의 오차를 줄일 수 있으므로, 정확하고 용이하게 전극 어레이를 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이는 달팽이관, 인공 망막, 대뇌 피질 등의 생체에 이식되어 신경 자극이 필요한 신경 세포 등을 자극하고, 생체 신호 감지 및 생체 신호 기록 등의 기능을 수행한다. 따라서, 본 발명에 따른 신경 자극 및 기록용 전극 어레이는 인공 와우, 망막 자극 또는 뇌신경 질환의 치료 등으로 다양하게 활용할 수 있다.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1, 3, 5: 신경 자극 및 기록용 전극 어레이
10, 10a: 절연층 11: 제1 절연층
12: 제2 절연층 30, 30a: 전극들
50: 도선부 70, 70a: 제1 커버부
75: 홈 90, 90a: 제2 커버부
95: 개구부 100: 하부 몰드
200: 제1 상부 몰드 400: 제2 상부 몰드
110, 210, 410: 얼라인 홀들 150: 몰드에 형성된 홈
250, 450: 몰드에 형성된 돌출부들

Claims

서로 이격되어 형성되며, 전기적 신호를 전달하는 복수개의 전극들;
상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도선부;
상기 복수개의 전극들 및 도선부가 형성되고, 상기 전극들이 형성된 영역과 상기 도선부가 형성된 영역에서 전극 어레이의 길이방향의 접선방향으로 서로 다른 폭을 갖는 절연층;
상기 절연층의 외곽모양의 홈(groove)이 형성되어, 상기 절연층이 상기 홈에 소정의 깊이로 삽입되는 제1 커버부; 및
상기 절연층이 소정의 깊이로 삽입된 상기 제1 커버부의 홈에 끼워지면서 상기 제1 커버부와 결합하여 상기 절연층의 상부를 커버하며, 상기 전극들을 노출하는 제2 커버부를 포함하는, 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제1항에 있어서, 상기 절연층은,
상기 도선부가 형성된 영역의 폭이 상기 전극들이 형성된 영역의 폭보다 좁은 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제2항에 있어서, 상기 절연층은,
상대적으로 넓은 폭과 상대적으로 좁은 폭을 반복하면서, 상기 전극 어레이의 말단부로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 탐침(probe) 형상인 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제1항에 있어서, 상기 절연층은,
서로 길이가 다른 다중층으로 형성되어, 상기 전극 어레이의 말단부로 갈수록 두께가 얇아지는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제4항에 있어서, 상기 절연층은,
상기 제1 커버부와 상기 복수개의 전극들 사이에 형성된 제1 절연층; 및
상기 제1 절연층과 상기 복수개의 전극들 중 일부 전극들 사이에 형성된 제2 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제2항에 있어서, 상기 절연층은,
상기 전극을 격자점으로 하는 격자(lattice) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제1항에 있어서, 상기 전극들의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제1항에 있어서, 상기 절연층은,
액정폴리머(liquid crystal polymer)를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2 커버부에는 상기 전극들을 노출하기 위한 개구부들(openings)이 형성된 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제10항에 있어서, 상기 제2 커버부는,
상기 전극들을 제외하고 상기 절연층을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 커버부들은,
탄성중합체(elastomer)로 이루어진 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
제12항에 있어서, 상기 탄성중합체는,
실리콘(silicone)을 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이.
절연층 상에 서로 이격되는 복수개의 전극들 및 상기 전극들을 전기적으로 연결하는 도선부를 형성하는 단계;
상기 절연층에서 상기 전극들 및 상기 도선부가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계;
상기 절연층의 외곽모양의 홈을 갖는 제1 커버부를 형성하는 단계;
상기 전극들 및 도선부가 형성된 상기 절연층을 상기 제1 커버부의 홈에 삽입하는 단계; 및
상기 절연층의 상부를 커버하며, 상기 전극들을 노출하는 제2 커버부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 커버부 및 상기 제2 커버부를 형성하는 단계에서 동일한 하부 몰드를 사용하는, 신경 자극 및 기록용 전극 어레이의 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 절연층에서 상기 전극들 및 상기 도선부가 형성된 영역 이외의 영역을 제거하는 단계는,
레이저를 이용하여 상기 절연층 중 상기 전극들 및 상기 도선부로부터 일정간격 이격된 부분을 잘라내는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 제조방법.
제14항에 있어서, 상기 제1 커버부를 형성하는 단계는,
하부 몰드 및 제1 상부 몰드를 얼라인(align)하는 단계;
상기 하부 몰드 및 상기 제1 상부 몰드 사이에 탄성중합체(elastomer)를 주입하는 단계; 및
상기 제1 상부 몰드를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 어레이 제조방법.
제16항에 있어서, 상기 제2 커버부를 형성하는 단계는,
상기 하부 몰드 및 제2 상부 몰드를 얼라인하는 단계; 및
상기 하부 몰드 및 상기 제2 상부 몰드 사이에 탄성중합체를 주입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 제조방법.
제14항에 있어서,
서로 길이가 다른 절연층을 다중층으로 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 제조방법.