[发明专利]一种植入式芯片的封装结构及其制备方法

说明书

本发明提供了一种植入式芯片的封装结构及其制备方法。所述植入式芯片的封装结构，包括基底、以及贯穿所述基底的多个通孔，所述基底表面、所述通孔壁面均设置有金刚石层，所述金刚石层包覆的所述通孔内设置有电极引线，所述电极引线的上下表面分别依次设置过渡金属层和保护层，且相邻的所述电极引线上的所述过渡金属层和所述保护层互不相连，其中，所述保护层为掺杂金刚石层。

技术领域

本发明属于植入式芯片技术领域，尤其涉及一种植入式芯片的封装结构及其制备方法。

背景技术

植入式芯片是一种可植入动物体内发挥作用的微小芯片，如植入式人造视网膜芯片。现有的植入式芯片如人造视网膜片生物不兼容，芯片与人体内微环境相互作用，长时间后将导致芯片的腐蚀，对人体产生安全隐患。因此，将芯片进行生物兼容的高气密性封装尤为重要。生物相容性封装要求腔体具有良好气密性、一定的力学支撑性能和抗拉伸强度性能，使用封装材料满足生物兼容性、外观平整度和内部光滑度要求。金刚石薄膜材料具有良好的物理和化学稳定性，属于一种惰性生物相容材料，具有永久性耐腐蚀作用，对于处于体内特殊生理环境中的植入式医疗器件尤为适宜。另一方面，随着医学植入体和人类神经系统间界面变得越来越复杂，用于植入式器件的信号传输的高密度封装电极引线数量不断提高。这一问题在神经假体领域尤为重要，在末梢神经或大脑附近的高分辨率刺激和记录阵列可以极大的提高这些器件的性能。

Second Sight公司的ARGUS II是当前唯一通过FDA和CE Mark认证的人造视网膜产品，也是当前包含电极最多的植入式设备。在封装上，ARGUS II采用以陶瓷为基底开孔走线，可以满足封装指标。然而，为了提高人造视网膜的分辨率，必须大幅增加植入电极的数目，这给目前基于陶瓷基底的封装技术带来了巨大的挑战，在陶瓷基底上高密开孔，不仅工艺上难以实现，而且容易影响基底机械强度和气密性，因此陶瓷基底无法解决高分辨率人造视网膜器件中大幅增加的植入电极数目带来的封装问题。Second Sight公司对此的终极解决方案是在人造视网膜芯片上直接沉积超纳米金刚石(UNCD)薄膜作为生物相容性密封层。研究表明将超级纳米微晶金刚石涂层的硅基样品植入小鼠眼睛长达6个月，并没有引起眼内组织的炎症反应。另外，直接在芯片上沉积UNCD密封层进一步提高了人造视网膜器件的小型化和安全性能。然而，直接在人造视网膜芯片上沉积金刚石薄膜对沉积温度和薄膜质量的控制要求很高。现有的金刚石薄膜封装技术目前还不成熟，容易出现漏电流、金刚石薄膜电阻率不够高等问题，无法实现商业化应用。此外，现有的金刚石薄膜封装技术没有解决高密度植入式电极引线的封装问题，引脚处容易出现界面结合问题和生物相容性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种植入式芯片的封装结构，旨在解决现有植入式芯片封装结构存在的上述一系列问题，如电路界面的气密性和生物相容性问题、植入电极数目有限的问题。

本发明的另一目的在于提供一种植入式芯片的封装结构的制备方法。

本发明是这样实现的，一种植入式芯片的封装结构，包括基底、以及贯穿所述基底的多个通孔，所述基底表面、所述通孔壁面均设置有金刚石层，所述金刚石层包覆的所述通孔内设置有电极引线，所述电极引线的上下表面分别依次设置过渡金属层和保护层，且相邻的所述电极引线上的所述过渡金属层和所述保护层互不相连，其中，所述保护层为掺杂金刚石层。

以及，一种植入式芯片的封装结构的制备方法，包括以下步骤：

提供一基底，在所述基底上形成贯穿所述基底的多个通孔；

在所述基底表面和所述通孔壁面沉积金刚石材料，形成金刚石层；

所述金刚石层包覆的所述通孔内填充电极引线钎焊合金材料，形成电极引线；

在所述电极引线的上下表面分别依次沉积过渡金属材料和掺杂金刚石材料，分别形成过渡金属层和保护层。