[發明專利]神經刺激及反應監控的裝置及其系統以及裝置的制備方法

有效

• 申請號: 200910160837.1
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN101961528A
• 公開（公告）日: 2011-02-02
• 發明（設計）人: 林君明;翁秀美;林伯威;潘力誠
• 申請（專利權）人: 中華大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61B5/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 孟銳

技術領域

本發明涉及一種神經刺激及反應監控的裝置與系統，明確地說涉及一種運用無線識別標簽技術以及使用低溫工藝和柔性基材所制作的神經刺激及反應監控的裝置及其系統。

背景技術

用于生物神經刺激及反應監控的傳統微陣列生物探針制作于堅硬的硅晶片襯底上，此類微陣列生物探針不僅重且易碎，又需要高溫工藝來制作，而且制造成本也非常高。再者，傳統微陣列型生物探針，無法依據待測生物體的外型輪廓來設計與安置，使得生物探針與待測物的接觸效果受到影響。

此外，由堅硬的硅晶片襯底所制成的傳統微陣列型生物探針需設置額外的裝置，以將取出信號進行信噪比及阻抗匹配等處理。因此，傳統微陣列型生物探針，在制作上需要許多花費且其復雜度高。

另外，傳統微陣列型生物探針通常與處理信號的薄膜晶體管放大器集成，此集成雖可以提高信噪比及阻抗匹配等性能，但是由于薄膜晶體管放大器的制作需要增加額外的工藝，因此其成本高昂且不易制作。

就現有微陣列型生物探針的技術來說，仍缺乏一種可以大量簡單制造、成本低廉、可依據待測生物體的外型輪廓來設計與安置、以及可同時提高信噪比與阻抗匹配性能的微陣列型生物探針裝置。因此，有必要發展出新的微陣列生物探針裝置。

發明內容

本發明揭示一種神經刺激及反應監控的探針裝置及其系統，其運用無線傳輸技術以及印刷電路板工藝技術而制作出可大量生產且成本低廉，并可依據待測生物體的外型輪廓安置，且可提高信噪比與阻抗匹配性能的經改進的探針裝置。

本發明的實施例的神經刺激及反應監控的探針裝置包含柔性襯底、調制及解調模塊、單芯片系統單元、天線以及多個生物探針。調制及解調模塊設于所述柔性襯底上，其用于解調接收或調制傳輸微波經編碼信號。天線形成于所述柔性襯底上且耦合于所述調制及解調模塊。單芯片系統單元耦合于所述調制及解調模塊，其中所述單芯片系統單元將所述微波經編碼信號解碼后，并經過轉換處理，以獲取電神經刺激驅動信號，及/或所述單芯片系統單元，經由接收，放大，分類及編碼神經反應經編碼信號后，再交由所述調制及解調模塊調制后傳給所述天線，回送到所述主機進行監控及分析。多個生物探針，凸設于所述柔性襯底且電耦合于所述單芯片系統單元，所述生物探針用于傳送所述電神經刺激驅動信號及/或神經反應信號。

在實施例中，調制及解調模塊及單芯片系統單元是系統級封裝(System?In?Package，SIP)于所述柔性襯底上的。

本發明的實施例的神經刺激及反應監控系統包含前述的探針裝置、收發裝置以及主機。收發裝置用于調制(modulation)傳送或解調(demodulation)接收微波的經編碼(encoded)信號。主機耦合于所述收發裝置，所述主機用于提供電神經刺激驅動信號的密碼。

在實施例中，單芯片系統單元可經由所述生物探針將神經反應信號接收，放大，分析，分類及編碼(encode)，再交由調制及解調模塊將經編碼信號調制(modulation)后傳給天線，回送到主機進行神經反應的監控及分析。該單晶片系統單元可為如嵌入式單晶片系統單元。

本發明揭示一種神經刺激及反應監控的探針裝置的制備方法，其包含下列步驟：在柔性襯底的表面上形成第一二氧化硅層；在所述第一二氧化硅層上形成圖案化的所述P型摻雜多晶硅層，其中所述圖案化的P型摻雜多晶硅層包含多個接觸焊墊；在所述圖案化的P型摻雜多晶硅層上形成第二二氧化硅層；在所述第二二氧化硅層上形成線路層，其中所述線路層包含天線、多個芯片焊墊與耦合于所述芯片焊墊的至少一探針焊墊；在P型摻雜多晶硅層的所述接觸焊墊的位置上，形成暴露所述接觸焊墊的開口；在所述線路層與所述接觸焊墊上形成金層，并將所述線路層與所述接觸焊墊電相連；將芯片倒裝接合于所述線路層的所述芯片焊墊，其中所述天線電耦合于所述芯片；以及在各所述探針焊墊上形成多個導孔，并將多個生物探針相對應地穿置并固定于所述導孔。

附圖說明

圖1顯示本發明的實施例的生物神經刺激及反應監控系統的示意圖；

圖2顯示本發明的實施例的神經刺激及反應監控的探針裝置的示意圖；

圖3是圖2沿A-A′割面線的截面圖；

圖4顯示本發明的實施例的柔性襯底上形成各薄膜層的示意圖；

圖5顯示本發明的實施例的圖案化P型摻雜多晶硅層的流程示意圖；

圖6顯示本發明的實施例的P型摻雜多晶硅層上形成金屬層的流程示意圖；

圖7A顯示本發明的實施例的圖案化P型摻雜多晶硅層上的金屬層的示意圖；

圖7B是圖7A沿B-B′割面線的截面圖；