[发明专利]神经刺激及反应监控的装置及其系统以及装置的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种神经刺激及反应监控的装置与系统，明确地说涉及一种运用无线识别标签技术以及使用低温工艺和柔性基材所制作的神经刺激及反应监控的装置及其系统。

背景技术

用于生物神经刺激及反应监控的传统微阵列生物探针制作于坚硬的硅晶片衬底上，此类微阵列生物探针不仅重且易碎，又需要高温工艺来制作，而且制造成本也非常高。再者，传统微阵列型生物探针，无法依据待测生物体的外型轮廓来设计与安置，使得生物探针与待测物的接触效果受到影响。

此外，由坚硬的硅晶片衬底所制成的传统微阵列型生物探针需设置额外的装置，以将取出信号进行信噪比及阻抗匹配等处理。因此，传统微阵列型生物探针，在制作上需要许多花费且其复杂度高。

另外，传统微阵列型生物探针通常与处理信号的薄膜晶体管放大器集成，此集成虽可以提高信噪比及阻抗匹配等性能，但是由于薄膜晶体管放大器的制作需要增加额外的工艺，因此其成本高昂且不易制作。

就现有微阵列型生物探针的技术来说，仍缺乏一种可以大量简单制造、成本低廉、可依据待测生物体的外型轮廓来设计与安置、以及可同时提高信噪比与阻抗匹配性能的微阵列型生物探针装置。因此，有必要发展出新的微阵列生物探针装置。

发明内容

本发明揭示一种神经刺激及反应监控的探针装置及其系统，其运用无线传输技术以及印刷电路板工艺技术而制作出可大量生产且成本低廉，并可依据待测生物体的外型轮廓安置，且可提高信噪比与阻抗匹配性能的经改进的探针装置。

本发明的实施例的神经刺激及反应监控的探针装置包含柔性衬底、调制及解调模块、单芯片系统单元、天线以及多个生物探针。调制及解调模块设于所述柔性衬底上，其用于解调接收或调制传输微波经编码信号。天线形成于所述柔性衬底上且耦合于所述调制及解调模块。单芯片系统单元耦合于所述调制及解调模块，其中所述单芯片系统单元将所述微波经编码信号解码后，并经过转换处理，以获取电神经刺激驱动信号，及/或所述单芯片系统单元，经由接收，放大，分类及编码神经反应经编码信号后，再交由所述调制及解调模块调制后传给所述天线，回送到所述主机进行监控及分析。多个生物探针，凸设于所述柔性衬底且电耦合于所述单芯片系统单元，所述生物探针用于传送所述电神经刺激驱动信号及/或神经反应信号。

在实施例中，调制及解调模块及单芯片系统单元是系统级封装(System In Package，SIP)于所述柔性衬底上的。

本发明的实施例的神经刺激及反应监控系统包含前述的探针装置、收发装置以及主机。收发装置用于调制(modulation)传送或解调(demodulation)接收微波的经编码(encoded)信号。主机耦合于所述收发装置，所述主机用于提供电神经刺激驱动信号的密码。

在实施例中，单芯片系统单元可经由所述生物探针将神经反应信号接收，放大，分析，分类及编码(encode)，再交由调制及解调模块将经编码信号调制(modulation)后传给天线，回送到主机进行神经反应的监控及分析。該單晶片系統單元可為如嵌入式單晶片系統單元。

本发明揭示一种神经刺激及反应监控的探针装置的制备方法，其包含下列步骤：在柔性衬底的表面上形成第一二氧化硅层；在所述第一二氧化硅层上形成图案化的所述P型掺杂多晶硅层，其中所述图案化的P型掺杂多晶硅层包含多个接触焊垫；在所述图案化的P型掺杂多晶硅层上形成第二二氧化硅层；在所述第二二氧化硅层上形成线路层，其中所述线路层包含天线、多个芯片焊垫与耦合于所述芯片焊垫的至少一探针焊垫；在P型掺杂多晶硅层的所述接触焊垫的位置上，形成暴露所述接触焊垫的开口；在所述线路层与所述接触焊垫上形成金层，并将所述线路层与所述接触焊垫电相连；将芯片倒装接合于所述线路层的所述芯片焊垫，其中所述天线电耦合于所述芯片；以及在各所述探针焊垫上形成多个导孔，并将多个生物探针相对应地穿置并固定于所述导孔。

附图说明

图1显示本发明的实施例的生物神经刺激及反应监控系统的示意图；

图2显示本发明的实施例的神经刺激及反应监控的探针装置的示意图；

图3是图2沿A-A′割面线的截面图；

图4显示本发明的实施例的柔性衬底上形成各薄膜层的示意图；

图5显示本发明的实施例的图案化P型掺杂多晶硅层的流程示意图；

图6显示本发明的实施例的P型掺杂多晶硅层上形成金属层的流程示意图；

图7A显示本发明的实施例的图案化P型掺杂多晶硅层上的金属层的示意图；

图7B是图7A沿B-B′割面线的截面图；