[發(fā)明專利]柔性微針電極及其制備方法

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• 申請日: 2021-09-18
• 公開（公告）號: CN113855031A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發(fā)明（設計）人: 陳穎;王明雨;艾駿
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江清華柔性電子技術(shù)研究院;錢塘科技創(chuàng)新中心
• 主分類號: A61B5/25
• 分類號: A61B5/25
• 代理公司: 上海波拓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31264
• 代理人: 林麗璀

1.一種柔性微針電極，其特征在于，包括第一柔性材料層、微針陣列、導電層及第二柔性材料層；所述微針陣列中的微針包括一體連接的第一部分與第二部分，所述第一部分具有尖端，所述第二部分的底部與所述第一柔性材料層的一側(cè)表面連接，所述第二部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度大于所述第一部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度；所述導電層設置在所述第一柔性材料層與所述微針上；所述第二柔性材料層設置在所述導電層上以包裹所述微針，并暴露出所述導電層的位于所述微針的所述尖端的部分。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性微針電極，其特征在于，所述微針的所述第二部分通過對已形成所述第一部分的微針陣列進行各向異性腐蝕得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的柔性微針電極，其特征在于，所述微針的高度為200μm-700μm，所述微針的底部直徑為80μm-350μm，相鄰所述微針的中心軸之間的距離為200μm-1200μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性微針電極，其特征在于，所述導電層包括用于連接所述微針與電路接口的導線部分，所述導線部分呈波浪形。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的柔性微針電極，其特征在于，所述微針陣列包括呈矩陣排列的微針單元，所述微針單元包括至少一微針，所述導線部分包括多個橫向延伸導線與多個縱向延伸導線，所述微針單元位于所述橫向延伸導線與縱向延伸導線的交叉處。

6.一種柔性微針電極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.提供第一柔性材料層與具有已形成第一部分的微針的微針陣列，所述微針陣列設置在所述第一柔性材料層的一側(cè)表面，所述第一部分具有尖端；

S2.處理所述微針陣列，在所述第一部分的底部形成所述微針的第二部分，所述第二部分的底部與所述第一柔性材料層的表面連接，所述第二部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度大于所述第一部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度；

S3.形成導電層，所述導電層設置在所述第一柔性材料層與所述微針上；

S4.形成第二柔性材料層，所述第二柔性材料層設置在所述導電層上以包裹所述微針，并暴露出所述導電層的位于所述微針的所述尖端的部分。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性微針電極的制備方法，其特征在于，所述S1步驟，包括：

S11.提供硅片；

S12.形成圖案化的掩膜層，所述掩膜層遮擋住所述硅片的用于形成所述微針的圓形區(qū)域；

S13.利用所述掩膜層對所述硅片進行深硅刻蝕，得到微圓柱陣列；

S14.對所述微圓柱陣列進行各向同性腐蝕，得到所述已形成第一部分的微針的微針陣列；

S15.在所述硅片的背向所述微針陣列的一側(cè)形成所述第一柔性材料層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的柔性微針電極的制備方法，其特征在于，用于進行各向同性腐蝕的腐蝕液為HF、HNO₃、HAc的混合溶液，HF、HNO₃、HAc的質(zhì)量比為(1-3):(8-25):(3-10)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項所述的柔性微針電極的制備方法，其特征在于，所述S2步驟，包括：

對所述微針陣列進行各向異性腐蝕，形成所述微針的第二部分，使所述第二部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度大于所述第一部分的表面相對所述微針的中心軸的傾斜角度。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的柔性微針電極的制備方法，其特征在于，所述S3步驟，包括：

S31.在所述微針陣列的表面形成第一光刻膠層，對所述第一光刻膠層進行整面曝光；

S32.在所述第一光刻膠層上形成第二光刻膠層；

S33.利用激光直寫對所述第二光刻膠層進行圖形化曝光；

S34.對所述第一光刻膠層和所述第二光刻膠層進行顯影，暴露出所述微針和所述第一柔性材料層的需要形成所述導電層的區(qū)域；

S35.形成金屬層；

S36.去除所述第一光刻膠層、所述第二光刻膠層以及覆蓋在所述第二光刻膠層上的金屬層，形成圖形化的導電層。