本發(fā)明涉及一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置及鍵合方法，屬于生物醫(yī)學工程技術領域。

背景技術：

微電子產(chǎn)品已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的重要組成部分，隨著科學技術發(fā)展，微電子產(chǎn)品在醫(yī)療領域展現(xiàn)出重要的作用，它是在人或動物與外部設備間建立連接的有效工具，能夠更加直接精準的對特定病癥加以治療監(jiān)控。植入式電子產(chǎn)品需要封裝來互相銜接，來提供信號輸送，長期安全有效的連接方式成為各個科技工作者的研究目標，全球范圍對此領域的相關研究已經(jīng)取得不少突破。

目前，在生物醫(yī)學領域，導線鍵合還存在很多難題，導線鍵合是芯片貼裝完成后的下一道工序，導線鍵合是芯片與外電路之間實現(xiàn)互連的技術，通常使用微細的金屬絲將芯片上的i/o金屬焊點和封裝上對應的導線焊腳相連?，F(xiàn)有導線鍵合技術存在點對點加工過程中連接速率低，微導線連接對位復雜，影響多條導線對位精準度；焊接所需要較大鍵合面積，焊料金屬在界面擴散可能導致短路的問題。另外，植入人體的微器件不單要保證良好的連接，還對各種器件的選材有嚴格的要求。在規(guī)定年限的使用期內(nèi)，導線有效傳遞信號是微器件工作可靠性的重要指標，這不僅要求導線穩(wěn)固連接，而且需要確保導線保護層完整，不會產(chǎn)生因?qū)Ь€裸露對人體組織產(chǎn)生危害。導線鍵合過程比較復雜，成本很高，也是限制微器件在生物工程領域推廣和使用的原因。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：為克服上述問題，提供一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置及鍵合方法。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置，包括埋設在封裝基座中的多個導線連接件，所述導線連接件一端與設在封裝基座和外殼之間的芯片連接，其另一端設有卡槽，所述卡槽用于固定排線的端頭，所述排線的端頭有一凸出結(jié)構(gòu)，所述排線的中間段壓合在封裝基座和外殼之間。

優(yōu)選地，所述導線連接件，其與卡槽內(nèi)排線的端頭通過微量焊料焊接，實現(xiàn)互連。

優(yōu)選地，所述排線的內(nèi)部為生物相容性的金屬導線，所述金屬導線的外部包裹絕緣涂層，在所述金屬導線最外面包裹有柔性生物相容性高分子材料層。

優(yōu)選地，所述導線連接件的卡槽內(nèi)側(cè)還設置有焊接槽。

優(yōu)選地，所述外殼通過生物相容性膠粘合、激光焊接、真空釬焊或共晶鍵合等方法，與封裝基底密封鍵合。

優(yōu)選地，所述外殼與封裝基座外側(cè)還包裹生物相容性涂層。

優(yōu)選地，所述導線連接件的一端與芯片通過倒裝焊接實現(xiàn)連接。

一種以上所述植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置方法，包括以下步驟：

s1：在封裝基座中預埋設多個導線連接件，將芯片通過倒裝焊與導線連接件的一端連接；

s2：將排線的端頭物理嵌入所述導線連接件卡槽后，再對兩者接觸處進行微量焊料焊接或者直接接觸相連；

s3：最后將外殼與封裝基座進行密封鍵合。

優(yōu)選地，所述步驟s3具體為：所述外殼通過生物膠粘合、激光焊接、真空釬焊或共晶鍵合等方法，與封裝基底密封鍵合。

優(yōu)選地，還包括步驟s4：在所述外殼與封裝基座的外側(cè)包裹生物相容性涂層。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明加工時不存在單點加工，連接過程通過卡槽和端頭準確對位，在固定位置物理嵌入，連接速率高，焊接所需要鍵合面積小，擁有安全穩(wěn)定的鍵合強度?？ú墼O計避免了焊料在基座界面擴散，防止不必要的短路出現(xiàn)，實現(xiàn)電路連通的可靠性。

(2)在規(guī)定植入年限內(nèi)導線有效傳遞信號，各個部件擁有良好的生物相容性，多次沉積生物相容性涂層，保證植入的安全可靠性。

(3)預埋排線和對應的導線連接件快速連接，成本較低。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一個實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2該實施例所述導線連接件一個實施例的示意圖；

圖3是本發(fā)明另一個實施例的部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4該實施例所述導線連接件另一個實施例的示意圖；

圖5是本發(fā)明所述排線的排布示意圖。

圖中標記：1-芯片，2-外殼，3-排線，4-卡槽，5-導線連接件，6-封裝基底，7-焊球，31-端頭，51-焊接槽。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構(gòu)成。

實施例1

如圖1所示的本發(fā)明所述一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置，包括埋設在封裝基座中的多個導線連接件5，所述導線連接件5一端與設在封裝基座和外殼2之間的芯片1電連接，所述導線連接件5的數(shù)量根據(jù)芯片1的連接點來設置，并且位置根據(jù)芯片1的連接點的位置來對應設置，其另一端設置有卡槽4，優(yōu)選的如圖1和圖2所示，所述卡槽4是通過在導線連接件5上挖出凹槽形成卡槽4，所述卡槽4用于固定排線3的端頭31，所述排線3的中間段壓合在封裝基座和外殼2之間。

在優(yōu)選的實施方式中，所述導線連接件5的卡槽4與排線3的端頭31通過微量焊料熔融焊接，焊料優(yōu)選的如低熔點無鉛焊料snbix等。本發(fā)明加工時不存在單點加工，連接過程通過卡槽4和端頭31準確對位，在固定位置物理嵌入，連接速率高，焊接所需要鍵合面積小，擁有安全穩(wěn)定的鍵合強度?？ú?設計避免了焊料在基座界面擴散，防止不必要的短路出現(xiàn)，實現(xiàn)電路連通的可靠性。

在優(yōu)選的實施方式中，所述排線3的內(nèi)部為生物相容性金屬導線，例如ti、pt、au、ti6al4v，ptlr，316l等。為減少因包裹層破裂導致金屬導線漏出時帶來的危害，該金屬導線外面先進行絕緣化處理，如沉積parylene-c等。所述生物相容性金屬導線的外部包裹有一種或者多種柔性生物相容性高分子材料層，如pi或者硅膠等，可進一步有效降低排線3在人體中造成的危害，減少刺激。

在優(yōu)選的實施方式中，所述導線連接件5均勻間隔排列在封裝基底6周邊，均勻間隔排布可避免之間出現(xiàn)混接，并且有利于排線3的布線，但不限定于此，當一些地方芯片1接口密集時也可相應的將導線連接件5密集設置。另如圖5所示，所述排線3的端頭31根據(jù)導線連接件5位置設定，其尾端可集束到一起，與外部控制器連接更加方便。

在優(yōu)選的實施方式中，所述外殼2通過生物膠粘合或激光焊接與封裝基底6密封鍵合。采用密封性封裝，保證芯片1的密封使用，保證其使用壽命，避免因破損泄漏造成對人體的傷害的風險。

在優(yōu)選的實施方式中，所述外殼2與封裝基座外側(cè)還沉積有多層生物相容性涂層，如parylene-c，pi，硅膠等，進一步的減少對人體的刺激和傷害。

在優(yōu)選的實施方式中，所述導線連接件5的一端與芯片1通過焊球7焊接實現(xiàn)連接，加強導線連接件5和芯片1的之間的連接強度，保證電連接暢通和長期穩(wěn)定使用。

實施例2

在本實施例中，如圖3所示的本發(fā)明所述一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置，包括埋設在封裝基座中的多個導線連接件5，所述導線連接件5一端與設在封裝基座和外殼2之間的芯片1連接，所述導線連接件5的數(shù)量根據(jù)芯片1的連接點來設置，并且位置根據(jù)芯片1的連接點的位置來對應設置，其另一端設置有卡槽4，優(yōu)選的如圖3和圖4所示。在所述卡槽4內(nèi)側(cè)還形成一個焊接槽51，其中卡槽4，用于固定排線3的端頭31。固定槽51內(nèi)填充和封裝外殼2一樣的材料，該實施方案可以解決封裝界面不兼容的缺陷，提供了氣密性封裝的保障。

實施例3

在本實施例中，提供一種植入式微電子產(chǎn)品的導線鍵合裝置方法，包括以下步驟：

s1：在封裝基座中預埋設多個導線連接件5，具體實施時，將封裝基座的基底材料與導線連接件通過熔融一次成型或者燒結(jié)成型等方法，機械性能較好，將芯片1通過倒裝焊接與導線連接件5的一端電連接；

s2：將排線3的端頭31物理嵌入所述卡槽4后，再對兩者接觸處進行微量焊料熔融焊接；且微量焊料熔融焊接方法是焊接領域公知的技術手段，在本發(fā)明中采用微量焊料熔融焊接低熔點，擴散小，需要保持長時間有效連接。

s3：最后將外殼2與封裝基座進行密封鍵合，進一步保證整體的密封性。

在優(yōu)選的實施方式中，所述步驟s3具體為：所述外殼2通過生物膠，例如環(huán)氧體系陶瓷粘合劑、有機硅體系粘合劑、丙烯酸體系粘合劑、硅酸鹽類粘接劑或磷酸鹽類粘接劑來粘合封裝基座，在兩者的連接處涂覆生物膠，再對齊進行粘接，或采用激光焊接將外殼2與封裝基底6的接觸處進行焊接來密封鍵合。

在優(yōu)選的實施方式中，還包括步驟s4：在所述外殼2與封裝基座的外側(cè)沉積生物相容性涂層，生物相容性涂層優(yōu)選的厚度為50微米，并且覆蓋三次。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。