托托科技高精度3D光刻设备仪器亮点-驳接打印

脑机能的实现主要依靠神经元之间电信号的传导，因此神经信号的输出检测对于脑运作机制的研究以及神经系统疾病的诊断和治疗至关重要。这一传导过程所借助的神经电极即检测神经信号的电极，构成了神经科学和神经工程的基石。此类电极的制备工艺、理化特征和与神经组织的界面效应尤为重要。

神经电极包括非柔性微电极（金属微丝电极、硅基电极等）和柔性微电极（薄膜电极、柔性微丝电极等）。以“犹他阵列”为例，其是通过微机电系统（切割、刻蚀、光刻等技术）制备的硅电极阵列（图1），被认为是高通道神经接口的黄金标准。但其阵列结构的间距受到切割锯口宽度的限制，通信通道量较小以及物理尺寸的局限性，限制了其在小动物、神经或视网膜中的许多应用。

图 1左，NeuroPort® 犹他电极阵列；右，电极的临床试验示意图（来源：犹他电极阵列官网、知乎（https://zhuanlan.zhihu.com/p/709589877）

3D打印电极为当前的电极设计提供了一种新的替代方案。卡内基梅隆大学的Rahul P. Panat和Eric A. Yttri教授团队提出的新型气溶胶喷射金属纳米颗粒3D 打印技术，可以制造高电极密度、可定制的微电极阵列（CMU 阵列）（图2）。

图 2 气溶胶喷射制备微电极阵列（来源：

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj4853）

Stuart F. Cogan & Timothy J. Gardner 教授团队利用双光子光刻和薄膜制备工艺制备的3D微电极阵列，集成在柔性PI聚酰亚胺或Parylene C薄膜上，包括一种300µm间距的16通道阵列、一种可穿透硬脑膜的仿生（蚊子针）阵列，以及一种增强表面积的多孔电极（图3）。

图 3 双光子3D打印制备微电极阵列（来源：https://doi.org/10.1038/s41467-023-39152-7）

硬核功能-托托科技“视觉对准+补偿算法”助力驳接打印

驳接打印是指已有结构的样品表面进行二次或多次打印，实现多材料、多结构的精确集成制造。以托托科技UV Litho-ACA 无掩模光刻机加工的电极线路图为例，通过驳接打印工艺，可在预留的凹孔位置处3D打印出微针阵列（图4/图5）。

图 4 硅片表面的模拟电极线路图

图 5 通过托托科技自研神影 Miracle Vision系列3D显微镜检测的表面形貌图

托托科技织雀®系列3D光刻设备搭配了高精度的视觉对准系统和补偿算法，可对预设计的光刻图形晶圆上进行对准打印（图示加工幅面:50*50mm2），从而打印出微针电极阵列（图6）。其中，高精度的视觉对准系统可实现打印进程中的实时监控，从而对打印样件进行实时的质量监控；自研图像处理算法可实现投影图形与待驳接版图的精确对准。

图 6 通过驳接工艺打印的微针电极阵列SEM图

硬核功能-托托科技“光学实时监控”助力（“打得出，看的见，控的准”）

针对的打印问题如下，避免无功而返

打印件未能粘接于加工平台上；

样件特殊结构部分未打出（过曝或欠曝）；

不同黏度树脂所要求的流平时间不同，流平时间设置不当而导致打印样件层与层之间的错位等。

产品简介

织雀®系列3D光刻设备产品亮点：

行业领先的精度，最高光学精度1 μm

1 μm & 2 μm & 5 μm / 10 μm / 20 μm 多精度可选

速度提升5X - 50X

领先的高精度树脂、陶瓷3D光刻加工

精准驳接打印

织雀®系列3D光刻设备

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