[发明专利]一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口及制作方法

权利要求书

1.一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，包括体外基站部分以及体内植入部分；其中体外基站部分与体内植入部分连接；

所述体外基站部分包括无线供电系统U1、无线供电发射线圈L_TX、谐振匹配电容C_TX、无线通信系统U2、板载天线L1；无线供电发射线圈L_TX以及谐振匹配电容C_TX串联后与无线供电系统U1连接；无线通信系统U2与板载天线L1连接，板载天线L1采用高增益天线；

所述体内植入部分包括无线供电与通信芯片U3、无线能量接收线圈L_RX、匹配电容C_RX、微型陶瓷天线L2、专用脑机接口芯片U4、电极阵列U5；无线能量接收线圈L_RX与匹配电容C_RX串联后与无线供电与通信芯片U3连接；无线供电与通信芯片U3还分别与微型陶瓷天线L2以及专用脑机接口芯片U4相连接；专用脑机接口芯片U4还与电极阵列U5连接，电极阵列U5用于连接生物体神经组织；

微型陶瓷天线L2与板载天线L1无线通信连接；无线能量接收线圈L_RX、匹配电容C_RX与无线供电发射线圈L_TX、谐振匹配电容C_TX相匹配。

2.根据权利要求1所述的一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，所述体内植入部分的无线供电与通信芯片U3以及专用脑机接口芯片U4镶嵌设置于硅衬底上，其中芯片设置有引脚的一面靠近硅衬底的上表面；硅衬底的上表面还设置有介质层和布线层交替形成的多层重布线，多层布线层上设置有厚金属层，厚金属层与多层布线层之间也设置有介质层；厚金属层上设置有无线能量接收线圈L_RX、匹配电容C_RX、微型陶瓷天线L2；硅衬底、多层重布线以及厚金属层均被密封层包覆，位于密封层内部，密封层上设置有电极阵列U5，电极阵列U5穿过密封层与厚金属层连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，所述介质层为聚酰亚胺层，布线层为铜线。

4.根据权利要求2所述的一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，所述密封层由内到外包括SiO2层、Al2O3层以及聚对二甲苯层。

5.根据权利要求1所述的一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，所述无线通信系统U2工作在2.4GHz，无线通信系统U2包含功率放大器与低噪声放大器。

6.根据权利要求1所述的一种基于系统级集成工艺的全植入脑机接口，其特征在于，所述无线供电发射线圈LTX以及谐振匹配电容CTX的谐振频率为13MHz；无线能量接收线圈LRX与匹配电容CRX的谐振频率也为13MHz。