파릴렌(Parylene)은 1960년대 United Carbon Corporation이 출시한 새로운 형태의 고분자 코팅재입니다. 파라자일렌 폴리머의 일반적인 이름입니다. 현재 다양한 분자 구조에 따라 파릴렌 재료는 파릴렌 N, 파릴렌 C, 파릴렌 D, 파릴렌 F, 파릴렌 HT 등과 같은 다양한 유형으로 나눌 수 있습니다. 파릴렌 C는 주로 고순도 부동태화층으로 사용되며, 마이크로 전자공학과 반도체의 유전층. 또한 마이크로 전자공학의 패시베이션, 보호, 윤활 및 기타 코팅으로도 사용할 수 있습니다. 또한, 생물의학적 부식방지 및 문화재 보호 등의 절연, 고화, 보강재로도 활용이 가능합니다.

파릴렌의 응용

현재 대부분의 바늘 모양 전극은 실리콘 기판에 MEMS 마이크로 시스템 처리 기술을 사용하여 제조됩니다. 기판은 편평하고 단단한 기판이므로 대뇌 피질 및 원통형 신경 다발 표면과 같은 곡선 구조에 부착하기에 적합하지 않으며 특히 대규모 생물학적 조직 표면에 부착하는 데 적합하지 않습니다. 그러나 유연한 기판을 사용하는 전극은 일반적으로 바늘 끝 구조를 형성하지 않고 전극 접촉으로 특정 높이의 편평한 얇은 필름을 갖습니다. 사용 시 바늘 끝이 생물학적 조직에 침투하는 효과 없이 피질 또는 신경 다발의 표면에만 부착할 수 있으며 생물학적 조직과 깊은 접촉을 달성할 수 없습니다. 수집된 신호 품질이나 자극 효과가 좋지 않습니다. 따라서 기존 마이크로니들은 유연한 접착 성능과 바늘 끝 관통 성능의 균형을 맞추지 못하는 문제가 있다. 기존 문제점에 대한 대응으로 CN116965825A 특허는 유연한 바늘 끝 전극 및 그 제조 방법을 제공한다. 구체적인 준비 방법은 다음과 같습니다.

(1) SOI 기판을 제공합니다.

(2) SOI 기판의 상부 실리콘 층을 에칭하여 실리콘 니들 팁을 형성하는 단계;

(3) SOI 기판 표면에 유연성 기판층, 도전층, 절연층을 차례로 제작한다. 유연한 기재층과 절연층은 모두 유연한 절연 재료로 만들어질 수 있다. 유연한 단열재로는 Parylene, Polyimide(PI), Ethylene terephtalate 등을 사용할 수 있으며, 이 중 Perrin에는 Parylene C, Parylene D, Parylene N, Parylene HT 등이 포함됩니다.

(4) 유연한 바늘 끝 전극을 얻기 위해 SOI 기판에 묻혀 있는 산소 층을 해제합니다.

이 준비 방법으로 제조된 유연한 바늘 팁 전극은 단단한 바늘 팁과 유연한 기판의 장점을 통합하여 대뇌 피질 또는 신경 다발의 표면에 더 잘 접착될 수 있습니다. 동시에 바늘 끝 전극을 생물학적 조직과 깊이 접촉시켜 수집된 신호의 품질과 자극 효과를 보장할 수도 있습니다. 또한, 이 특허 기술은 실리콘 바늘 끝과 유연한 기판의 전체적인 무결성이 좋으며, 실리콘 바늘 끝이 쉽게 떨어지지 않습니다. 또한, 실리콘 바늘 팁의 크기는 마이크로미터 또는 나노미터까지 도달할 수 있어 산업적 배치 생산이 용이합니다.

참고자료

CN116965825A 유연한 바늘 끝 전극 및 그 제조방법.