背景
各種系統(tǒng)需要設置在氣密密封的外殼內的電子設備與外部設備之間的電耦合。時常地,這樣的電耦合需要耐受各種環(huán)境因素使得從外表面到外殼內的導電路徑或多個導電路徑保持穩(wěn)定。例如,植入式醫(yī)療設備(imd)(例如,心臟起搏器、除顫器、神經刺激器以及藥物泵)(其包括電子電路和電池元件)需要外殼(enclosure)或殼體(housing)以將這些元件容納并氣密地密封在患者的身體內。這些imd中的許多包括一個或多個電饋通組件,以在容納在殼體內的元件與imd在殼體外部的部件或者容納在連接器頭部內的電接觸件之間提供電連接,imd在殼體外部的部件例如,安裝在殼體的外表面上的傳感器和/或電極和/或引線,該連接器頭部被安裝在殼體上以提供用于一個或多個植入式引線的耦合,該植入式引線通常攜載一個或多個電極和/或一個或多個其他類型的生理傳感器。被并入引線的主體內的生理傳感器(例如,壓力傳感器)還可需要氣密密封的殼體以容納傳感器的電子電路以及電饋通組件,以提供一個或多個引線(其在植入式引線體內延伸)與被容納的電路之間的電連接。
饋通組件通常包括一個或多個饋通引腳,該饋通引腳從殼體的內部延伸穿過套圈到殼體的外部。通過絕緣體元件(例如,安裝在套圈內并圍繞饋通引腳(多個)的玻璃或陶瓷),每個饋通引腳與套圈電絕緣,并且對于多極性組件,每個電饋通引腳彼此電絕緣。玻璃絕緣體通常被直接密封到引腳并密封到套圈,例如,通過將組件加熱到玻璃把引腳與套圈變濕(wet)的溫度,而陶瓷絕緣體通常通過釬焊接頭(brazedjoint)被密封到引腳或密封到套圈。高溫通常需要用耐蝕絕緣材料來加入到耐蝕導電材料。
技術實現要素:
一般而言,本公開提供了植入式醫(yī)療設備的各種實施例以及形成這樣的設備的方法。在一個或多個實施例中,植入式醫(yī)療設備可包括殼體以及被附連到該殼體的饋通組件。饋通組件可包括襯底以及一個或多個饋通件。在一個或多個實施例中,饋通件可包括設置在通孔之上的外部接觸件,從襯底的外表面到襯底的內表面形成該通孔。外部接觸件可以通過圍繞通孔的接合件(bond)被氣密性地密封到襯底的外表面。
在一個方面,本公開提供植入式醫(yī)療設備系統(tǒng),該植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)包括殼體、設置在殼體內的電子器件、以及被附連到殼體的側壁并被電耦合到電子器件的饋通組件。饋通組件可包括非導電襯底以及饋通件。并且饋通件可包括:從非導電襯底的外表面到內表面的通孔、設置在通孔中的導電材料、以及設置在通孔之上并在非導電襯底的外表面上的外部接觸件,其中,外部接觸件被電耦合到設置在通孔中的導電材料。外部接觸件通過圍繞通孔的激光接合件被氣密性地密封到非導電襯底的外表面。植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)還可包括連接器頭部,該連接器頭部被設置在植入式醫(yī)療設備的殼體上。連接器頭部可包括圍繞饋通組件的殼體,其中,連接器頭部進一步包括插座,該插座被適配成接收引線的近部并將引線的接觸件電耦合到饋通組件的外部接觸件。
在另一方面,本公開提供了形成植入式醫(yī)療設備的方法,該植入式醫(yī)療設備包括殼體以及設置在殼體內的電子器件。形成植入式醫(yī)療設備包括:形成饋通組件,該饋通組件包括非導電襯底;以及通過在饋通組件和殼體之間形成激光接合件而將饋通組件附連到殼體,該激光接合件將饋通組件氣密地密封到殼體。
在另一方面,本公開提供植入式醫(yī)療設備系統(tǒng),該植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)包括殼體、設置在殼體內的電子器件、以及被附連到殼體的側壁并被電耦合到電子器件的饋通組件。饋通組件可包括非導電襯底以及饋通件。并且饋通件可包括:從非導電襯底的外表面到內表面的通孔、設置在通孔中的導電材料、以及設置在通孔之上并在非導電襯底的外表面上的外部接觸件,其中,外部接觸件被電耦合到設置在通孔中的導電材料。外部接觸件通過圍繞通孔的接合線被氣密性地密封到非導電襯底的外表面。植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)還可包括連接器頭部,該連接器頭部被設置在植入式醫(yī)療設備的殼體上。連接器頭部可包括圍繞饋通組件的殼體,其中,連接器頭部進一步包括插座,該插座被適配成接收引線的近部并將引線的接觸件電耦合到饋通組件的外部接觸件。
本公開的這些以及其他方面從以下的詳細描述中將變得顯而易見。然而,無論如何,上述發(fā)明內容不應被解釋為對所要求保護的主題的限制,該主題僅由所附權利要求限定,其可在審查期間進行修改。
附圖說明
貫穿說明書地參照附圖,其中類似附圖標記指定類似元件,并且在附圖中:
圖1a是饋通組件的實施例的示意性橫截面圖。
圖1b是包括饋通組件的氣密密封的封裝的實施例的示意性橫截面圖。
圖2是圖1a與圖1b的饋通組件的饋通件(feedthrough)的示意性平面圖。
圖3是圖1a與圖1b的饋通組件的一部分的示意性橫截面圖。
圖4是圖1a與圖1b的饋通組件的饋通件(feedthrough)的示意性平面圖。
圖5是饋通組件的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖6是饋通組件的另一實施例的示意性平面圖。
圖7a是形成饋通組件的方法的實施例的示意性橫截面圖。
圖7b是形成饋通組件的方法的實施例的示意性橫截面圖。
圖7c是形成饋通組件的方法的實施例的示意性橫截面圖。
圖7d是形成饋通組件的方法的實施例的示意性橫截面圖。
圖7e是形成饋通組件的方法的實施例的示意性橫截面圖。
圖8a是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖8b是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖8c是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖8d是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖8e是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖9a是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖9b是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖9c是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖9d是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖9e是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖10是植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)的一個實施例的示意性側視圖。
圖11是圖10的系統(tǒng)的植入式醫(yī)療設備的示意性橫截面圖。
圖12是包括饋通組件的氣密密封的封裝的另一實施例的一部分的示意性橫截面圖。
圖13是包括饋通組件的氣密密封的封裝的另一實施例的一部分的示意性橫截面圖。
圖14a是包括饋通組件的氣密密封的封裝的實施例的示意性橫截面圖。
圖14b是包括饋通組件的氣密密封的封裝的實施例的放大示意性橫截面圖。
圖15a是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖15b是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖15c是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖15d是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
圖15e是形成饋通組件的方法的另一實施例的示意性橫截面圖。
詳細描述
一般而言,本公開提供了植入式醫(yī)療設備的各種實施例以及形成這樣的設備的方法。在一個或多個實施例中,植入式醫(yī)療設備可包括殼體以及被附連到該殼體的饋通組件。饋通組件可包括襯底以及一個或多個饋通件。在一個或多個實施例中,饋通件可包括設置在通孔之上的外部接觸件,從襯底的外表面到襯底的內表面形成該通孔。外部接觸件可以通過圍繞通孔的接合件被氣密性地密封到襯底的外表面。
在一個或多個實施例中,可使用不需要使用套圈、玻璃、或硬焊材料的低溫技術通過襯底來形成饋通件。進一步地,在一個或多個實施例中,可在沒有在用于形成饋通件的材料中創(chuàng)建不可接受的應力(其可由高溫接合技術的使用造成)的情況下形成饋通件。進一步地,在一個或多個實施例中,電耦合至通孔的饋通件的外部接觸件以及可選的內部接觸件可以具有足夠的尺寸與厚度以使得激光、電阻、或其他焊接與連接技術能夠被用于將導體和/或電子設備電耦合到接觸件。此外,在一個或多個實施例中,所公開的低溫處理技術還可允許直接在非導電襯底上的內部金屬化(諸如ti/ni/au)。在一個或多個實施例中,這可促進將各種電子設備直接設置到襯底上,例如,集成電路、或分立的電路部件,諸如,濾波電容器、二極管、電阻器等,如將在以下的一個示例中描述的。
本文中所描述的饋通組件的各種實施例可與需要氣密密封的導電路徑的任何設備或系統(tǒng)一起使用。例如,本文中所描述的饋通組件的一個或多個實施例可與植入式醫(yī)療設備或系統(tǒng)一起使用。幾乎采用引線的任何植入式醫(yī)療設備或系統(tǒng)可以與本文中所描述的饋通組件的各種實施例協(xié)同使用。這樣的植入式醫(yī)療設備的代表性示例包括:聽力植入器,例如耳蝸植入器;感測或監(jiān)測設備;信號發(fā)生器,諸如心臟起搏器或除顫器,神經刺激器(例如脊髓刺激器、腦或深部腦刺激器、外周神經刺激器、迷走神經刺激器、枕骨神經刺激器、皮下刺激器等),胃刺激器等等。
圖1a-4是饋通組件10的一個實施例的各種示意圖。組件10包括襯底12,該襯底12具有外表面14與內表面16。組件10還包括一個或多個饋通件18。在一個或多個實施例中,組件10可包括饋通件18的陣列。饋通組件10可包括任何合適數量的饋通件,例如,1個、2個、3個、4個、5個、10個、20個、或更多個饋通件。組件10的每個饋通件18在構造上可以是基本相同的。在一個或多個實施例中,一個或多個饋通件可具有與一個或多個附加饋通件不同的特性。饋通件18可包括從襯底12的外表面14到內表面16的通孔20。導電材料22可被設置在通孔20中,以提供從襯底12的外表面14到內表面16的電路徑。
饋通件18還可包括外部接觸件32。外部接觸件32可被設置在通孔20之上并在襯底12的外表面14上。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可被電耦合至設置在通孔20中的導電材料22。外部接觸件32可例如通過圍繞通孔20的接合件40(如在圖2與圖4中所示)被氣密性地密封到襯底12的外表面14。
在一個或多個實施例中,襯底12可以是非導電襯底或絕緣襯底,使得設置在襯底上的外部接觸件32與任何導體或其他設備可被電隔離(如果需要的話)。襯底12可包括任何合適的材料或材料的組合。在一個或多個實施例中,襯底12可包括以下材料中的至少一種:玻璃、石英、二氧化硅、藍寶石、碳化硅、金剛石、合成金剛石、以及氮化鎵、或它們的合金或組合(包括包層結構(cladstructure)、層壓制品(laminates)等)。
進一步地,在一個或多個實施例中,襯底12可在期望的波長或波長的范圍處是基本透明的。如本文中所使用的,詞組“基本透明”在其涉及襯底時意味著襯底滿足以下最低能量吸收標準中的至少一個或兩個:(1)透射通過基本透明的襯底材料的能量足以經由不透明材料的吸收來激活界面(例如襯底12與外部接觸件32的界面)處的接合過程,以及(2)被透明材料所吸收的任何能量將不足以熔化、扭曲(distort)、或以其他方式影響透明材料遠離接合區(qū)域的塊體(bulk)。換言之,本文中所描述的激光接合技術將優(yōu)選地僅加熱在襯底12的內部塊體之上的外表面14(或者襯底12的表面14處的外層)以創(chuàng)建增強的接合件,諸如接合件40。這樣的接合件可展示出比襯底12的塊體強度相對較大的強度。換言之,光可被配置具有任何合適的波長,條件是襯底12將透射被引導在襯底12處的光的給定百分比以優(yōu)選地僅加熱外表面或外層而非內部塊體以創(chuàng)建增強的接合。在實施例中,光被引導到襯底12處、通過外表面16朝向外表面14(或者襯底12的表面14處的外層)。根據前述內容,對于所選擇的波長或波長范圍,在一個示例性實施例中基本透明的襯底將透射被引導到襯底處的光的至少40%(假設在空氣-襯底邊界處沒有反射)。根據前述內容,在一個或多個示例實施例中,基本透明的襯底可透射具有在10nm到30μm范圍中的波長的光。在其他實施例中,可以基于其對任何期望波長的光的透射性質來選擇基本透明的襯底。因此,基本透明的襯底12將允許足夠量的具有預定幅度(magnitude)的光透射通過襯底的內部塊體、到外表面14,以便創(chuàng)建接合件40。在一個或多個實施例中,襯底12可基本透射uv光、可見光、以及ir光中的至少一者。可由激光器來提供光,該激光器具有任何合適的波長或波長的范圍以及任何合適的脈寬。
襯底12可包括任何合適的尺寸,例如,厚度。進一步地,襯底12可以是單個單一的襯底或接合在一起的多個襯底。
饋通件18可包括從襯底12的外表面14到內表面16的通孔20。通孔20可以是任何合適的尺寸并采取任何合適的形狀。通孔20的尺寸與形狀是以襯底12的厚度以及用于提供形成從襯底12的外表面14到內表面16的電路徑的導電材料的技術為基礎的。如在圖中所描繪的,通孔20的示例性形狀可包括平行的表面壁和/或錐形的表面壁。在襯底12具有大約100μm到500μm的厚度的一個或多個示例實施例中,通孔20在襯底12的外表面14處的典型開口將不大于500μm、或不大于250μm、或不大于100微米、或不大于80微米、或不大于50微米、或不大于10微米。在襯底12具有大約100μm到500μm的厚度的一個或多個示例實施例中,通孔20在襯底12的內表面16處的典型開口將具有下列范圍的直徑:不大于500μm、或不大于250μm、或不大于100微米、或不大于80微米、或不大于50微米、或不大于10微米。當然,通孔20的直徑可基于襯底厚度和/或用于提供形成電路徑的導電材料的技術而比所示的示例更大(或更小)。任何合適的技術或技術的組合可用于形成通孔20,例如,鉆孔、化學蝕刻、激光蝕刻等。
饋通件18還可包括導電材料22,該導電材料22被設置在通孔20中以提供從襯底12的外表面14到內表面16的導電路徑。導電材料22可包括任何合適的導電材料或導電材料的組合,例如,銅、鈦、鋁、鉻、鎳、金、復合材料(例如,銀填充的環(huán)氧樹脂),以及它們的組合。導電材料22可使用任何合適的技術或技術的組合被設置在通孔20中,以提供從外部接觸件32到設置在襯底12的內表面?zhèn)壬系囊粋€或多個設備或接觸件的導電路徑。在一個或多個實施例中,導電材料22可被設置在通孔20中使得其基本填充通孔。在一個或多個實施例中,導電材料可沿著通孔的側壁以及通孔在外部表面14處的開口被設置在通孔中。
饋通件18還可包括外部接觸件32。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可被適配成將饋通件18電耦合到設備的導體或接觸件,例如植入式醫(yī)療設備的頭部的接觸件。這樣的導體和接觸件可使用任何合適的技術或技術的組合(例如,釬焊、物理接觸、焊接等)被電耦合到外部電極32。外部接觸件32可包括任何合適的導電材料或導電材料的組合,例如,銅、銀、鈦、鈮、鋯、鉭、不銹鋼、鉑、銥、或它們的合金或組合(包括包層結構、層壓制品等)。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可包括兩種或更多種材料,例如,雙金屬、包層層壓制品(cladlaminates)等。
進一步地,外部接觸件32可采取任何合適的形狀或形狀的組合。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可在平行于襯底12的外表面14的平面中采取圓形。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可在平行于襯底12的外表面14的平面中采取矩形。進一步地,外部接觸件32可在與襯底12的外表面14正交的平面中采取任何合適的形狀或形狀的組合,例如,正方形、錐形、半球形等。在一個或多個實施例中,接觸件32可采取與一個或多個附加饋通件18的外部接觸件基本相同的形狀。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可采取與一個或多個附加饋通件18的外部接觸件的形狀不同的形狀。進一步地,在一個或多個實施例中,一個或多個外部接觸件32可包括復雜形狀(諸如,在接觸件中形成的溝槽或通道)以促進將導體或電子設備附連到接觸件。
外部接觸件32還可包括任何合適的尺寸。在一個或多個實施例中,接觸件32可在垂直于襯底12的外表面14的方向中具有任何合適的厚度。預想到的是,出于本公開的目的,僅由制造技術來限制襯底厚度的尺寸。考慮到這一點,在一個或多個示例實施例中,典型厚度可以是至少2微米。在其他示例實施例中,可期望具有小于10毫米的厚度,雖然根據本公開的實施例還構想了更大的厚度。接觸件32的厚度可與一個或多個附加饋通件的外部接觸件的厚度相同或不同。在一個或多個實施例中,外部接觸件32可具有足夠的尺寸與厚度以使得激光、電阻、或其他焊接與接合技術能夠被用于將導體和/或電子設備電耦合到外部接觸件。
在一個或多個實施例中,外部接觸件32可被形成或設置在通孔20之上、并在襯底12的外表面14上。對于本公開的目的,術語“形成(form)”、“正形成(forming)”、以及“被形成(formed)”將分別與術語“設置(dispose)”、“正設置(disposing)”、以及“被設置(disposed)”可交換地使用,使得這些術語被認為是等同的。換言之,外部接觸件32被設置在通孔20之上,使得接觸件覆蓋通孔并且通孔在襯底12的外表面14的平面圖中是不可見的。在一個或多個實施例中,外部接觸件32(或本文中所描述的外部接觸件中的任一個)可與襯底12分開形成為分立的構件,或其可以從導電片或導電箔被圖形化(如下例如圖7a-e中所述),并通過將所形成的接觸件附連到襯底12的外表面14而被設置在通孔20之上。
外部接觸件32被電耦合到設置在通孔20中的導電材料22。在一個或多個實施例中,外部接觸件32與導電材料22直接接觸,以將接觸件電耦合到導電材料。在一個或多個實施例中,一個或多個附加的導電層可被設置在外部接觸件32與導電材料22之間,以將外部接觸件電耦合到導電材料。
在一個或多個實施例中,外部接觸件32被氣密性地密封到襯底12的外表面14。任何合適的技術或技術的組合可用于將外部接觸件32氣密性地密封到襯底12的外表面14。例如,在一個或多個實施例中,外部接觸件32可通過圍繞通孔20的接合件40(圖2)被氣密性地密封到襯底12的外表面14。任何合適的技術或技術的組合可用于形成此接合件。例如,在一個或多個實施例中,可使用激光來形成接合件40以提供激光接合件。通過利用接合件40(其將外部接觸件32氣密性地密封到襯底12的外表面14)來圍繞通孔20,還保護通孔免受外部環(huán)境的影響。外部接觸件32與設置在通孔20中的導電材料22之間的電耦合因此被保護,并且從襯底的外表面14到內表面16的該電路徑的完整性可被維持。在一個或多個實施例中,外部接觸件32也可使用除接合件40之外的接合件被附連到襯底12的外表面14。例如,在一個或多個實施例中,外部接觸件32可通過接合件40以及外部接觸件32與外表面之間的一個或多個附加的接合件(例如,點接合件(pointbond))被附連至外表面14。
圖2是圖1a-1b的組件10的饋通件18的示意性平面圖。饋通件18被示作通過襯底12的內表面16觀察。饋通件18包括:外部接觸件32、包括設置在通孔中的導電材料22的通孔20、以及接合件40。接合件40將外部接觸件32氣密性地密封到襯底12的外表面14。接合件40可采取任何合適的形狀或形狀的組合以使得其如圖2中所示的圍繞通孔20。在一個或多個實施例中,接合件40可以是接合線41。在一個或多個實施例中,接合線41可在平行于襯底12的外表面14的平面中形成閉合的形狀。如本文中所使用的,術語“閉合的形狀(closedshape)”意味著該形狀是完全封閉的,使得它的周界是完整且連續(xù)的??捎山雍暇€41形成任何合適的閉合的形狀或多個形狀,例如,橢圓的、直線的、三角形的、多邊形的等等。
在一個或多個實施例中,接合件40可以是圍繞通孔20的接合區(qū)域。該接合區(qū)域可采取任何合適的形狀或形狀的組合。在一個或多個實施例中,接合件40可包括兩個或更多個形狀,其中一個形狀外接(circumscribe)第二形狀。例如,接合件40可包括兩個或更多個同軸橢圓接合線或環(huán)。在這樣的實施例中,該兩個或更多個形狀可被隔離,使得這些形狀不相交或重疊。在一個或多個實施例中,該兩個或更多個形狀可沿著形狀的任何合適的一部分或多個部分相交或重疊。在一個或多個實施例中,接合件40可包括一起圍繞通孔20的兩個或更多個接合線。例如,接合件40可包括一系列平行線,該一系列平行線被不行于該一系列平行線的兩條線或更多條線交叉。
在一個或多個實施例中,接合件40可包括在外部接觸件32與襯底12之間的界面層。應當理解,界面層的厚度部分地與接合件40的期望強度以及外部接觸件32和/或襯底12的厚度有關。因此,該界面層可在垂直于襯底12的外表面14的方向上具有任何合適的厚度。根據一個或多個示例實施例,界面層在垂直于襯底12的外表面14的方向上的典型厚度包括不大于10nm、100nm、150nm、200nm、500nm、1000nm、或10μm的厚度。
如本文中所提及的,任何合適的技術或技術的組合可被用于形成接合件40,例如,在共同擁有并共同提交的題為“kineticallylimitednano-scalediffusionbondstructuresandmethods(動力學限制的納米級擴散接合結構以及方法)”的美國專利申請no.62/096,706(美敦力參考號c00008775.usp1)中所描述的技術。例如,圖3是圖1a-1b圖1a和圖1b的組件10的一部分的示意性橫截面圖。在一個或多個實施例中,電磁輻射70(例如,諸如激光之類的光)可從內表面16被引導通過襯底12并被引導(和/或聚焦)到外部接觸件32與襯底的外表面14的界面處??苫谝r底12的材料和/或外部接觸件32的厚度以及材料來選擇電磁輻射70的性質,并以預定的方式來控制電磁輻射70的性質以形成接合件。例如,在一個或多個實施例中,電磁輻射70可包括激光,該激光具有合適的波長或波長的范圍以及預定的脈寬或脈寬的范圍。電磁輻射70的性質以優(yōu)選地加熱襯底12與接觸件32的界面為基礎,以創(chuàng)建具有比襯底12的塊體強度相對更大強度的增強的接合件(諸如接合件40)。因此,可選擇基本透明的襯底,該基本透明的襯底透射任何期望的波長的光。例如,激光70可包括uv光、可見光、ir光、以及它們的組合。在一些示例性實施例中,用于提供激光70的一些典型激光器具有在10nm到30μm的范圍內的波長以及在1ns到100ns的范圍內的脈寬。在一個或多個實施例中,可選擇襯底12的材料、外部接觸件32的材料、所使用的光的功率水平、脈寬、以及波長,使得光可不直接損壞、燒蝕、彎曲、或切割襯底以及接觸件,并使得襯底以及接觸件保持它們的塊體性質。
一般而言,可通過任何合適的激光器或激光系統(tǒng)來提供光70。例如,激光器可產生具有相對窄的一組波長(例如,單一波長)的光。在一個或多個實施例中,由激光器發(fā)出的光可形成可不被聚焦在特定點處的準直光束。在一個或多個實施例中,由激光器發(fā)出的光可被引導和/或聚焦在外部接觸件32與襯底12的外表面14的界面處的聚焦點處以產生激光接合件40。
雖然激光器可提供具有窄范圍波長的光70,但是在一個或多個實施例中,激光器可表示發(fā)射具有比單個典型激光器更寬范圍波長的電磁輻射的一個或多個設備。多種設備可用于發(fā)射具有窄或寬范圍波長的電磁輻射。在一個或多個實施例中,激光器可包括一個或多個激光設備,包括二極管激光器或光纖激光器。激光源還可包括,例如,二氧化碳激光器、ti藍寶石激光器、氬離子激光器、nd:yag激光器、xef激光器、hene激光器、染料激光器、gaas/algaas激光器、翠綠寶石激光器、ingaas激光器、ingaasp激光器、釹玻璃激光器、yb:yag激光器、以及yb光纖激光器。激光設備還可包括連續(xù)波模式、調制模式、或脈沖模式中的一種。因此,在接合過程中可以使用多種激光設備。在一個或多個實施例中,可以使用具有頂帽、高斯或其他空間能量分布的1-2j/cm2的激光能量密度。
焊接環(huán)60也可以附連到襯底12。例如,可鄰近襯底12的周界13形成接合件(未示出)。任何合適的技術或技術的組合可用于將焊接環(huán)60密封到襯底12,包括例如,用于將外部接觸件32附連到襯底12的外表面14的相同技術或技術的組合。在一個或多個實施例中,焊接環(huán)60可被氣密地密封到襯底12。
焊接環(huán)60可以采取任何合適的形狀或形狀的組合,并且包括任何合適的尺寸。在一個或多個實施例中,焊接環(huán)60圍繞一個或多個饋通件18。一般而言,焊接環(huán)60被適配成將組件10附連到外殼(enclosure),例如,植入式醫(yī)療設備的外殼。焊接環(huán)60可以包括任何合適的材料或材料的組合,例如,用于外部接觸件32的相同材料。
在一個或多個實施例中,饋通件18可包括設置在襯底12的內表面16上的內部接觸件36。內部接觸件36可以包括任何合適的材料或組合材料(例如用于外部接觸件32的相同材料)并可由任何合適的技術(諸如濺射、電鍍、蒸發(fā)等)來形成。進一步地,內部接觸件36可以采取任何合適的形狀或形狀的組合,并且在垂直于襯底12的內表面16的方向上具有任何合適的厚度,例如,與關于外部接觸件32所描述的相同的形狀和厚度。
內部接觸件36被設置在通孔20之上并在襯底12的內表面16上。接觸件36可被電耦合到設置在通孔20中的導電材料22。外部接觸件32、通孔20以及內部接觸件36的布置30促進從鄰近外部表面14的外側到鄰近內表面16的內側的電路徑的創(chuàng)建。。在一個或多個實施例中,使用任何合適的技術或技術的組合(例如通過圍繞通孔20的接合件(例如,激光接合件))將內部接觸件36氣密性地密封到襯底12的內表面16。例如,圖4是圖1a與圖1b的組件10的一部分的示意性平面圖。在圖4中,內部接觸件36被示為從襯底12的內表面?zhèn)冗M行觀察。如圖4中所示,內部接觸件36通過接合件42被附連到襯底12的內表面16,接合件42以虛線示出,以指示在組件10的該視圖中該接合件是不可見的。同樣在圖4中所示的是通過接合件40被氣密性地密封到襯底12的外表面的外部接觸件32。
在一個或多個實施例中,內部接觸件36可在平行于內表面16的平面中在尺寸上小于外部接觸件32。在一個或多個實施例中,內部接觸件36可以是與外部接觸件32相同的尺寸或多個尺寸。在一個或多個實施例中,內部接觸件36可在平行于內表面16的平面中在尺寸上大于外部接觸件32。進一步地,內部接觸件36可以采取與外部接觸件32相同的形狀或形狀的組合。在一個或多個實施例中,內部接觸件36可以采取與外部接觸件32的形狀不同的形狀。
在一個或多個實施例中,外部接觸件32可以大于內部接觸件36,使得內部接觸件36可以首先被附連到襯底12的內表面16,例如通過將光從外表面14引導通過襯底到內部接觸件36與襯底的內表面16的界面以形成接合件42。外部接觸件32通過將光引導通過內表面16到外部接觸件32和外表面之間的區(qū)域以形成接合件40而被接合到襯底12的外表面14,其中內部接觸件36沒有在光與形成接合件42的區(qū)域之間。在一個或多個實施例中,外部接觸件32和內部接觸件36可以是相對而言相同的尺寸。在這樣的實施例中,外部接觸件32和/或內部接觸件36可以以任何合適的順序被附連到襯底12。例如,外部接觸件32可使用光來形成接合件40而被附連到襯底12的外表面14。內部接觸件36隨后可通過以一角度將光從外表面14引導到襯底內而被附連到襯底12的內表面16,使得在光形成接合件42時外部接觸件32不阻擋光,以將內部接觸件36附連到襯底12的內表面16。根據一些實施例,外部接觸件32和內部接觸件36中的一者或者兩者分別被接合到外表面14和內表面16以形成氣密密封。在其他實施例中,接合件40、42中的僅一個被形成為氣密密封。
與接合件40一樣,在一個或多個實施例中,接合件42可以采取任何合適的形狀或形狀的組合,并且具有任何合適的尺寸,例如對于接合件40所描述的形狀和尺寸。例如,如在圖4中所示,接合件42可包括接合線43。在一個或多個實施例中,接合件42可包括圍繞通孔20的任何合適的尺寸和成形的(shaped)區(qū)域。進一步地,與接合件40的情況一樣,接合件42可包括在襯底12的內表面16和內部接觸件36之間的界面層。該界面層可以具有任何合適的厚度,例如與針對接合件40所描述的厚度相同的厚度。在一個或多個實施例中,接合件42可以是激光接合件。
參考圖1b,示出了氣密密封封裝2的一個實施例。封裝2包括殼體3和饋通組件10,該饋通組件10可在一個或多個實施例中形成殼體的一部分。在一個或多個實施例中,封裝2還可包括設置在殼體3內的一個或多個電子設備6。
封裝2的殼體3可包括任何合適的尺寸并且采取任何合適的形狀或形狀的組合。一般而言,殼體3被尺寸設計(sized)并被成形(shaped)成至少部分地圍繞電子設備6。在一個或多個實施例中,殼體3可以包括一個或多個側壁4,該側壁4可以使用任何合適的技術或技術的組合被附連到饋通組件10。殼體3可以完全包圍和封閉電子設備6,并且饋通組件10可以被附連到殼體。在一個或多個實施例中,殼體3可以包括開口側或開口面,并且饋通組件10可以在該開口側內被附連到殼體,使得饋通組件形成殼體的一部分。殼體3可以是單一殼體,或者可以包括使用任何合適的技術或技術的組合接合在一起的一個或多個部分。
殼體3可以包括任何合適的材料或材料的組合,例如金屬、聚合物、陶瓷或無機材料。在一個或多個實施例中,殼體3可包括以下材料中的至少一種:玻璃、石英、二氧化硅、藍寶石、碳化硅、金剛石、合成金剛石、以及氮化鎵、或它們的合金或組合(包括包層結構、層壓制品等)。在一個或多個實施例中,殼體可包括以下材料中的至少一種:銅、銀、鈦、鈮、鋯、鉭、不銹鋼、鉑、銥、或它們的合金或組合(包括包層結構,層壓制品等)。在一個或多個實施例中,殼體3可以包括與饋通組件10的襯底12相同的材料或材料的組合。
封裝2可以包括設置在殼體2內的任何合適的電子設備6或電子器件。在一個或多個實施例中,電子設備6可以包括任何合適的集成電路或多個集成電路,例如控制器,多路復用器等。應當理解,本公開中提及的電子設備中的任一個可被耦合到電源。例如,在一個或多個實施例中,電子設備6還可以包括電源5,該電源5被適配成向設置在殼體3內或在殼體的外部的一個或多個集成電路或設備提供電力。任何合適的電源5可被設置在殼體內,例如一個或多個電池、電容器等。電源5可以通過將電源通過饋通組件10電耦合到電源供應器來進行再充電。在一個或多個實施例中,電源5可被適配成由在封裝2外部的感應電力系統(tǒng)進行感應充電。
如圖1b所示,焊接環(huán)60可以任選地提供到襯底12的電耦合。例如,焊接環(huán)60可被電連接到接地端子37,接地端子37例如在包括組件10的植入式醫(yī)療設備的外殼或殼體上。在焊接環(huán)60材料不導電的實現中,焊接環(huán)60可包括用于電耦合到接地端子37的一個或多個通孔62。在替代實施例中,焊接環(huán)60可以由導電材料形成,從而消除了對通孔62的需要。在圖1b的示例實施例中,通孔20可用于將內表面16上的接觸件(諸如內部接觸件36)電耦合到焊接環(huán)60。
如本文中所提及的,可以在襯底12的內表面16和外表面14中的一個或兩個上形成任何合適的導體或接觸件。例如,如圖1a-1b中所示,可以在襯底12的外表面14上形成一個或多個導體50。進一步地,一個或多個導體52可被設置在內表面16上。可在外表面14與內表面16中的一個或兩個上形成任何合適數量的導體。任何合適的技術或技術的組合可用于形成導體50、52,例如,化學氣相沉積、等離子體氣相沉積、物理氣相沉積、電鍍等,然后進行光刻、化學蝕刻等。在其他示例實施例中,可以在外表面14和內表面16中的一個或兩個上形成導電材料層,并且可以對導電材料層進行圖案化以形成導體50、52。進一步地,導體50、52可包括任何合適的導電材料或導電材料的組合。在一個或多個實施例中,導體50可以將兩個或更多個外部接觸件32電耦合在一起,并且導體52可以將兩個或更多個內部接觸件36電耦合在一起。在一個或多個實施例中,導體50、52中的任一個可被耦合到一個或多個合適的電子設備(多個)。在一個或多個實施例中,導體50、52中的一個或兩個可被形成為提供用于與被電耦合到饋通組件10的一個或多個電子設備進行通信的天線。進一步地,在一個更多實施例中,導體50、52中的一個或兩個可以形成感應線圈,該感應線圈可用于向外部感應電源供應器提供感應耦合。例如,如果饋通組件10被包括在植入式醫(yī)療裝置中,則導體50可被用于形成感應線圈,該感應線圈可以從外部感應電源供應器接收感應能量以向植入式醫(yī)療設備提供電力。替代地,可以通過將外部接觸件32圖案化來形成感應線圈。
圖1a-4中的導體50、52可采取任何合適的形狀或形狀的組合并且具有任何合適的尺寸。進一步地,一個或多個導體50、52可以將組件10電耦合到地,例如通過將接地端子37耦合到包括組件10的植入式醫(yī)療設備的外殼或殼體。
可在分開的步驟中形成導體50、52中的每一個。在一個或多個實施例中,外表面14和內表面16中的任一個或兩個上的導體可以與設置在通孔中的導電材料22和/或外部或內部接觸件32、36同時形成。
在一個或多個實施例中,一個或多個導體50、52可以被設置成使得導體被電耦合到接觸件和設置在通孔20中的導電材料22。在這樣的實施例中,將在接觸件、導體、與襯底12之間形成接合件40和/或接合件42,使得維持接觸件、導體和導電材料之間的電耦合。
本文中所述的饋通組件可以包括任何合適的附加元件或設備。例如,圖5是饋通組件100的另一實施例的示意性橫截面圖。關于圖1a-4的組件10的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖5的組件100。組件100包括具有外表面114和內表面116以及一個或多個饋通件118的襯底112。饋通件118可包括從外表面114到內表面116的通孔120。導電材料122可被設置在通孔120中的一個或多個中。饋通件118還可包括設置在襯底112的外表面114上并在通孔120之上的外部接觸件132,其中外部接觸件被電耦合到設置在通孔120中的導電材料122。在一個或多個實施例中,外部接觸件132可通過圍繞通孔120的接合件(例如,圖4的接合件40)被氣密性地密封到襯底112的外表面114。進一步地,在一個或多個實施例中,饋通件118可以包括設置在內表面116上并在通孔120之上的內部接觸件136,其中內部接觸件被電耦合到設置在通孔120中的導電材料122。內部接觸件136可以通過諸如濺射、電鍍、蒸發(fā)等之類的任何合適的技術來形成。
組件100和組件10之間的一個差異是組件100包括設置在襯底112的內表面116上的一個或多個電子設備180。任何合適的電子設備可被設置在內表面116上或連接到內表面116,例如,電容器、晶體管、集成電路,包括控制器和多路復用器等。進一步地,任何合適數量的電子設備180可被設置在內表面116上。任何合適的技術或技術的組合可用于將電子設備180設置在內表面116上。在一個或多個實施例中,電子設備180可被形成在襯底112的內表面116上。在一個或多個實施例中,設備180可以分開地形成,然后被附連到內表面116。任何合適的技術或技術的組合可用于將電子設備180附連到襯底112,例如,可在電子設備和襯底的內表面116之間形成接合件(例如,圖4的接合件40)。
電子設備180可被電耦合到設置在內表面116上的一個或多個附加電子設備。在一個或多個實施例中,電子設備180可被電耦合到設置在一個或多個通孔中的導電材料122。任何合適的技術或技術的組合可用于將電子設備180電耦合到導電材料122,例如,一個或多個導體152可被設置在內表面116上,或者電子設備180可以附連到內部接觸件136。進一步地,在一個或多個實施例中,電子設備180可被電耦合到鄰近襯底112進行設置的其它電子電路或設備。在一個或多個實施例中,饋通件118可以提供從外表面114到電子設備180的導電路徑。
如本文中所提及的,本文中所描述的饋通組件的各種實施例可以包括任何合適數量的饋通件。饋通件可以以任何合適的布置來進行設置。在一個或多個實施例中,饋通件可以以隨機配置來進行設置。在一個或多個實施例中,饋通件可以被設置在陣列中。例如,圖6是饋通組件210的一個實施例的示意性平面圖。關于圖1a-4的饋通組件10的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖6的饋通組件210。饋通組件210包括穿過襯底212形成的饋通件218。饋通件218被設置在陣列230中。陣列230可以包括任何合適數量的饋通件218。并且饋通件陣列230可以包括饋通件232的任何合適的布置。
可以使用任何合適的技術或技術的組合來形成本文中所描述的饋通組件(例如,圖1a-4的饋通組件10)的各種實施例。一般而言,本文中所描述的饋通組件可被形成為單個組件。在一個或多個實施例中,可以在襯底上形成兩個或更多個饋通組件,然后使用任何合適的技術或技術的組合進行單片化。
圖7a-e是形成饋通組件310的方法300的一個實施例的示意圖。關于圖1a-4的饋通組件10的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖7a-e的饋通組件310。在圖7a中,提供襯底312。可以通過拋光來制備襯底312的外表面314和內表面316以去除表面缺損,例如毛刺、鑿溝、脊或其它不規(guī)則??梢允褂貌煌募夹g來拋光外表面314和內表面316。例如,可以通過化學機械拋光(cmp)技術來機械拋光、化學拋光或處理表面314、316。可以拋光表面314、316,直到表面顯示比較低的表面粗糙度值(其增強直接接合形成)。盡管可以拋光表面314、316以去除不規(guī)則,但是根據本公開的接合過程可不需要表面與在典型的晶片接合技術期間所使用的表面一樣光滑??梢郧鍧嵄砻?14、316以去除顆粒和污染物。清潔表面314、316可以包括超聲波和/或兆聲波清潔。
可以穿過襯底312形成一個或多個饋通件318??梢酝ㄟ^穿過襯底312形成通孔320來形成饋通件318。雖然饋通組件310包括兩個饋通件318,但是可以形成任何合適數量的饋通件,例如,1個、2個、3個、4個、5個、或更多個饋通件。進一步地,任何合適的技術或技術的組合可用于形成通孔320,例如,鉆孔、蝕刻、激光鉆孔等。
可以在通孔320中形成導電材料322,如圖7b中所示??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成或設置通孔320中的導電材料322,例如,等離子體氣相沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積(例如濺射)、電鍍、導電復合漿料等。進一步地,導電材料322可以基本上填充通孔320。在一個或多個實施例中,導電材料可被形成在通孔的一個或多個側壁上,以在通孔內形成或設置一個或多個導體。
在一個或多個實施例中,可以拋光外表面314和內表面316中的一個或兩個以去除任何過量的導電材料322??梢允褂萌魏魏线m的技術或組合技術來拋光一個或兩個表面314、316。
可任選地在外表面314和內表面316中的至少一個上形成一個或多個導體350。如圖7c中所示,在襯底312的外表面314上形成導體350。任何合適的技術或技術的組合可用于形成導體350。例如,在一個或多個實施例中,通過將導電材料層沉積在外表面314和導電材料322上來形成導體350。可以例如使用等離子體氣相沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積等來形成導電材料層。然后可以使用任何合適的技術或技術的組合(例如光刻等)將導電材料層的一個或多個部分去除以形成導體350。在一個或多個實施例中,導體350被圖案化,使得導體保持被電耦合到通孔320的導電材料322??梢栽谝r底312的外表面314和/或內表面316上形成任何合適數量的導體350。
在一個或多個實施例中,導體350被電耦合到通孔320中的導電材料322。在這樣的實施例中,導體350可使用任何合適的技術進行電耦合,例如,電導體與導電材料進行物理接觸。在一個或多個實施例中,導體350和導電材料322可以包括相同的材料或組合材料。進一步地,在一個或多個實施例中,可以同時或順序地形成或設置導體350和導電材料322。
可以使用任何合適的技術或技術的組合在襯底312的外表面314和內表面316中的一個或兩個上形成一個或多個接觸件。例如,如圖7d中所示,導電材料層331可被設置在和/或耦合到外表面314上、在導體350(如果存在)和通孔320之上。在實施例中,導電材料層331可以包括導電片或導電箔??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合(例如,形成將導電層氣密性密封到外表面的接合件)將導電材料層331附連到襯底312的外表面314。雖然未示出,但還可以在內表面316上和通孔320之上形成第二導電材料層。在這樣的實施例中,可以同時在襯底312的兩個表面上或者依次形成導電材料層。如圖7d中所示,導電材料層331可以被附連到外表面314。
任何合適的技術或技術的組合可用于將導電層331附連到外表面314,例如,在題為“kineticallylimitednano-scalediffusionbondstructuresandmethods(動力學限制的納米級擴散接合結構以及方法)”的美國專利申請no.62/096,706(美敦力參考號c00008775.usp1)中所描述的技術。例如,可以穿過襯底312將電磁輻射370從內表面316引導到導電層331、導體350(如果存在)和襯底312的表面之間的界面。電磁輻射370可以形成接合件(例如,圖2和圖4的接合件40),其以任何合適的圖案或形狀將導電層331氣密性地密封到襯底312。接合件可以是激光接合件。在一個或多個實施例中,接合件圍繞通孔320。
如在圖7e中所示,可以去除導電材料層331的一個或多個部分,以在襯底312的外表面314上形成外部接觸件332??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成外部接觸件332,例如,光刻、蝕刻、激光燒蝕等。在一個或多個實施例中,可以在襯底312的外表面314上形成掩?;蚨鄠€掩模,并且可以在掩模之上形成導電材料層331。形成在掩模本身上的導電材料層331的部分可以使用任何合適的技術或技術的組合(包括光刻、蝕刻、激光燒蝕等)去除,以形成外部接觸件332。此外,導電材料層331的一個或多個部分也可以被去除或圖案化以創(chuàng)建其它電氣部件,例如天線。
在外部接觸件332和外表面314之間形成的接合件保持完整,使得其將接觸件氣密地密封到外表面314。換言之,導電層331被氣密性密封到外表面314的部分在外部電極332被圖案化時未被去除??梢岳妙愃频募夹g在襯底312的內表面316上形成內部接觸件。外部接觸件332被電耦合到導體350(如果存在)和在通孔320中形成的導電材料322兩者。因此穿過襯底312形成一個或多個饋通件318,以在外表面314和內表面316之間提供導電路徑。
圖8a-e是形成饋通組件410的另一方法400的示意性橫截面視圖。關于圖1a-4的饋通組件10以及圖7a-e的饋通組件310的設計考慮和可能性中的所有同樣地適用于圖8a-e的饋通組件410??梢源┻^襯底412形成一個或多個饋通件418如圖8a中所示,可以穿過襯底412在襯底的外表面414和襯底的內表面416之間形成通孔420。任何合適的技術或技術的組合可用于形成通孔420。如圖8b中所示,可以使用任何合適的技術或技術的組合在外表面414和內表面416中的至少一個上形成一個或多個導體450。例如,在一個或多個實施例中,可以在外表面414和內表面416中的一個或兩個上形成導電材料層,并且導電材料層可被圖案化以形成導體450。導體450可以包括任何合適的導體,例如組件10的導體50。導體450可被形成使得它們被電耦合到通孔420。
如圖8c中所示,可在襯底412的外表面414上形成導電材料層431。在一個或多個實施例中,也可以在導體450中的一個或多個以及通孔420中的一個或多個之上形成導電材料層431。進一步地,在一個或多個實施例中,也可以在襯底412的內表面416上形成導電材料層。
導電材料層431可以使用任何合適的技術或技術的組合被附連到襯底412的外表面414。如圖8c中所示,導電材料層431通過將電磁輻射470引導通過襯底412的內表面416并將光引導到導電材料層631與外表面414的界面處而被附連到外表面440。在一個或多個實施例中,光470可以被引導和/或聚焦在設置在導電層431和外表面414之間的導體450上。光470可以在導電層431和外表面414之間形成接合件(例如,圖2和圖4的接合件40)。在一個或多個實施例中,導體450還可以沿著接合件被附連到導電層431和外表面414中的一個或兩個。沿著接合件或在接合件內接合導體450可以進一步增強導電層和導體之間的電耦合。進一步地,在一個或多個實施例中,該接合件可以將導電層431氣密性地密封到襯底412的外表面414。
如在圖8d中所示,可以去除導電材料層431的一部分或多個部分以在襯底412的外表面414上形成一個或多個外部接觸件432??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來去除導電材料層431的這些部分。可以利用任何合適的技術或技術的組合來形成外部接觸件432,包括例如光刻、蝕刻、激光燒蝕等。在一些實施例中,可以在襯底412的外表面414上形成掩模或多個掩模,并且可在掩模之上形成導電材料層431??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來去除在掩模本身上形成的導電材料層431的部分以形成外部接觸件432。在一個或多個實施例中,在導電材料層431和襯底412之間形成的接合件在導電材料層被附連到襯底時保持在外部接觸件432和襯底的外表面414之間,使得外部接觸件被氣密性密封到襯底的外表面。
可以使用任何合適的技術或技術的組合在通孔420中(圖8e所示)形成導電材料422。在一個或多個實施例中,導電材料422基本上填充所有通孔420,以提供從襯底412的外表面414上的外部接觸件432和導體450到內表面416上的一個或多個導體或接觸件、或到設置在襯底的內表面?zhèn)壬系囊粋€或多個電子設備的導電路徑。在一個或多個實施例中,導電材料422可以在通孔內形成一個或多個導體以提供該導電路徑。例如,導電材料422可被設置在通孔420的一個或多個側壁上以提供導電路徑。因為外部接觸件432被氣密性地密封到襯底412的外表面414,所以通孔420不需要基本上用導電材料填充以氣密性地密封饋通件418。因此,可以在通孔420中形成分立的導體。
導電材料422被電耦合到外部接觸件432。在一個或多個實施例中,導電材料422也可以被電耦合到導體450。進一步地,在一個或多個實施例中,還可以在襯底的內表面416上形成導電材料422以提供一個或多個導體452。在一個或多個實施例中,可以在內表面416上形成分開的導電材料,以在內表面上提供一個或多個導體。導電材料422可被設置在通孔420中,并且同時或順序地形成導體452。
圖9a-e是用于形成饋通組件510的方法500的另一實施例的示意性橫截面圖。關于圖1a-4的饋通組件10、圖7a-e的饋通組件310、以及圖8a-e的饋通組件410的設計考慮和可能性中的所有同樣地應用到圖9a-e的饋通組件510。在方法500中,導電材料層531可以包括結合7a-e所描述的導電片或導電箔。導電材料層531可以使用任何合適的技術或技術的組合被附連到襯底512的外表面514,例如形成將導電層氣密性地密封到外表面的接合件。例如,如圖9a中所示,電磁輻射570被引導通過襯底512的內表面516并且被引導在導電材料層531與外表面514的界面處,以在導電材料層531和外表面之間形成一個或多個接合件。
可以去除導電材料層531的一個或多個部分,以在襯底512的外表面514上形成一個或多個外部接觸件532,如圖9b中所示??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成外部接觸件532,包括例如,光刻、蝕刻、激光燒蝕等。在一些實施例中,可以在襯底的外表面514上形成掩模或多個掩模,并且可以在掩模之上形成導電材料層531??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來去除在掩模本身上形成的導電材料層531的部分以形成外部接觸件532。在一個或多個實施例中,在導電材料層531被附連到襯底512時形成的接合件保持在外部接觸532和襯底512的外表面514之間,使得接觸件被氣密性地密封到外表面。任何合適的技術或技術的組合可用于形成外部接觸件532。
如圖9c中所示,可以穿過襯底512形成一個或多個通孔520。通孔520可被形成為使得其處于由接合件限定的閉合形狀或區(qū)域內,使得接合件圍繞通孔。因為通孔520在由接合件形成的形狀或區(qū)域內,因此可以保護通孔520免受外部環(huán)境的影響。在一個或多個實施例中,可以在導電材料層531和襯底512的外表面514之間形成蝕刻停止層,以防止通孔520的形成去除外部接觸件532的部分。
可以在外部接觸件532上和/或襯底512的外表面514上任選地形成一個或多個導體550,如圖9d所示。在一個或多個實施例中,一個或多個導體550可被電耦合到外部接觸件532可以利用任何合適的技術或技術的組合來形成導體550。在一個或多個實施例中,可以通過在外部接觸件532和外表面514之上形成導電材料層來提供導體550。然后可以將該導電材料層圖案化以按任何期望的配置形成導體550。
如圖9e中所示,導電材料522可被設置在通孔520中以提供從外部接觸件532到設置在襯底512的內表面?zhèn)壬系膶w、接觸件、電子設備等的導電路徑??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來在通孔520中形成導電材料522。如本文中所提及的,可基本上用導電材料522來填充通孔520。在一個或多個實施例中,導電材料522可如圖9e所示的被設置在通孔的一個或多個側壁的一部分或多個部分上。進一步地,可以任選地與在通孔中形成導電材料同時或順序地在襯底512的內表面516上形成一個或多個導體552。在一個或多個實施例中,用于導電材料522的相同材料也可用于形成導體552??墒褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成導體552??梢蕴峁┛蛇x的導體550以例如將設置在外表面514上的電子設備或接合件電耦合到導體552、或內表面516上的接合件或電子設備。
本文中所描述的饋通組件的各種實施例可以與需要氣密密封的導電路徑的任何設備或系統(tǒng)一起使用。例如,本文中所描述的饋通組件的一個或多個實施例可以與植入式醫(yī)療設備或系統(tǒng)一起使用。幾乎采用引線的任何植入式醫(yī)療設備或系統(tǒng)可以與本文中所描述的饋通組件的各種實施例協(xié)同使用。這樣的植入式醫(yī)療設備的代表性示例包括:聽力植入器,例如耳蝸植入器;感測或監(jiān)測設備;信號發(fā)生器,諸如心臟起搏器或除顫器,神經刺激器(例如脊髓刺激器、腦或深部腦刺激器、外周神經刺激器、迷走神經刺激器、枕骨神經刺激器、皮下刺激器等),胃刺激器等等。
例如,圖10是植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)600的一個實施例的示意性側視圖。系統(tǒng)600包括植入式醫(yī)療設備(imd)602、引線690和引線延伸件682。在一個或多個實施例中,系統(tǒng)600還可以包括饋通組件(例如,圖1a-4的饋通組件10)。
imd602包括被適配成接收引線延伸件682的近部681的連接器頭部604。引線延伸件682的近部681包括一個或多個電接觸件684,該電接觸件684被電耦合到引線延伸件的遠端連接器686處的內部接觸件(未示出)。imd602的連接器頭部604包括內部接觸件(未示出)并被適配成接收引線延伸件682的近部681,使得連接器頭部的內部接觸件可在引線延伸件被插入到頭部中時被電耦合到引線延伸件的接觸件684。
在圖10中所描繪的系統(tǒng)600進一步包括引線690。所描繪的引線690具有包括接觸件692的近部691和包括電極694的遠部693。電極694中的每一個可被電耦合到分立的接觸件692。引線延伸件682的遠端連接器686被適配成接收引線690的近部691,使得引線的接觸件692可被電耦合到延伸件的連接器的內部接觸件。因此,當引線被連接到延伸件682并且延伸件被連接到imd時,可由引線690的電極694將由imd602產生的信號傳送到患者的組織。替代地或者此外,當引線被連接到延伸件682并且延伸件被連接到imd時,可以將由引線690的電極694從患者接收到的信號傳送到imd602的接觸件。
將理解,引線690可在不使用延伸件682的情況下被耦合到imd602。任何數量的引線690或延伸件682可被耦合到設備602。雖然引線690被描繪為具有四個電極694,但是將理解,引線可以包括任何數量的電極,例如1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、16個、32個或64個電極??赡苄枰蚱谕€690中的的接觸件692、引線延伸件的接觸件684和連接器686中的內部接觸件或設備602的頭部604中的內部接觸件的數量的相應變化。
如下文所使用的,“引線”將指代“多個引線”和“引線延伸件”兩者,除非內容和上下文另有明確指定。
圖11是圖10的imd602的示意性橫截面圖。imd602進一步包括氣密密封的殼體603,電子器件606被設置在其中,并且連接器頭部604被設置在殼體上或被附連到殼體。殼體603可包括任何合適的材料或材料的組合,例如鈦、玻璃、藍寶石等。在一個或多個實施例中,殼體603可以是導電的,以為imd602提供接地電極,如本領域中所知的。引線插座(receptacle)605被形成在頭部604的殼體607中。插座605被適配成接收并電耦合到引線延伸件682的接觸件684(或引線690的接觸件692)。
插座605具有內部接觸件609,該接觸件609被定位成在引線延伸件或引線被正確地插入插座時與導線延伸件682的接觸件684和/或引線690的接觸件692對準并電耦合。圖11的內部接觸件609的節(jié)距被適配成允許引線延伸件682的接觸件684或引線690的接觸件692之間的電連接。
電子器件606被適配成通過可操作地耦合到imd602的電子器件的引線將電信號發(fā)送到患者的組織,或從患者的組織接收信號。如本文中所使用的,術語“傳輸的電信號”用于指代由電子器件606發(fā)送到患者的組織的信號或由電子器件從患者組織接收到的信號。在一個或多個實施例中,饋通組件610被電耦合到電子器件606。例如,imd602的導體608可以經由饋通組件610的饋通件618被電耦合到引線插座605的內部接觸件609,饋通件618延伸通過氣密密封的殼體603。例如,在一個或多個實施例中,導體608可被電耦合到電子器件606以及饋通件618的內部接觸件636。內部接觸件636可通過設置在通孔620中的導電材料被電耦合到饋通組件618的外部接觸件632。外部接觸件632又可進而通過導體601被電耦合到引線插座605的內部接觸件609。因此,在引線插座605的內部接觸件609和電子器件606之間形成導電路徑。饋通組件610可以包括本文中所描述的任何饋通組件,例如圖1a-4的饋通組件10。
在一個或多個實施例中,每個導體608可以將引線插座605的內部接觸件609電耦合到電子器件606的分立通道。如本文所使用的,電子器件的“通道”是分立的電子路徑,通過其可獨立于另一個通道傳輸信號。饋通件618可以經由焊接、釬焊、硬焊、經由導線的耦合等與內部接觸件609電耦合。電子器件606的每個通道可以獨立地與插座的分立的內部接觸件609耦合,該插座的分立的內部接觸件609可以與引線延伸件682的分立接觸件684或引線690的分立接觸件692耦合,引線690的接觸件692可以與引線的分立的電極694耦合。因此,電子器件606的每個通道可以可操作地被耦合到引線的給定電極694。
饋通組件610可被設置在頭部604內,使得殼體607圍繞該組件,并且該組件可被附連到頭部和殼體之間、imd602的殼體603的側壁。在一個或多個實施例中,饋通組件610可被設置在殼體的任何側壁上,使得系統(tǒng)不包括頭部。饋通組件610可以使用任何合適的技術或技術的組合被設置在殼體603的側壁上。在一個或多個實施例中,當不使用頭部時,饋通組件610可被絕緣覆蓋物(例如硅樹脂)覆蓋。
圖12是植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)700的一個實施例的一部分的示意性橫截面圖。關于圖10-11的系統(tǒng)600的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖12的系統(tǒng)700。如圖12中所示,饋通組件710的焊接環(huán)760可被附連到imd702的殼體703。饋通組件710可以包括本文中所描述的任何饋通組件,例如圖1a-4的饋通組件10??梢允褂萌魏魏线m的技術或技術的組合來將組件710附連到殼體703。在一個或多個實施例中,焊接環(huán)760可以通過殼體703與焊接換之間的接合件(例如,激光接合件)被氣密性地密封到殼體703??梢岳帽疚闹兴枋龅娜魏魏线m的技術或技術的組合來形成接合件。
在一個或多個實施例中,饋通組件不包括焊接環(huán),并且組件的襯底可被直接附連到植入式醫(yī)療裝置的殼體。例如,圖13是植入式醫(yī)療設備系統(tǒng)800的另一實施例的示意性橫截面圖。關于圖10-11的系統(tǒng)600的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖13的系統(tǒng)800。在所示實施例中,系統(tǒng)800的饋通組件810在不使用焊接環(huán)的情況下被附連到植入式醫(yī)療設備802的殼體803。饋通組件810可以包括本文中所描述的任何合適的饋通組件,例如圖1a-4的饋通組件10。在一個或多個實施例中,植入式醫(yī)療設備802的殼體803可以通過殼體和襯底812之間的接合件(例如,激光接合件)被氣密性地密封到饋通組件810的襯底812??梢允褂帽疚闹兴枋龅娜魏魏线m的技術或技術的組合來形成接合件。另請參見ruben等人的共同擁有的美國專利no.8,796,109中所描述的技術。
圖14a-b描繪了饋通組件1610的另一替代實施例。為了便于討論,用相同的附圖標記來編號對于圖1a和1b以及圖14a-b共同的元件。關于圖1a-4的饋通組件10的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖14a-b的的饋通組件1610。組件1610包括饋通件18。每個饋通件18包括外部接觸件32,該外部接觸件32可被電耦合到內部接觸件、導體或裝置。例如,外部接觸件32可被電耦合到內部接觸件36,如參照圖1a-4所述。
如本領域技術人員可以理解的那樣,組件1610可被電耦合到在封裝1602外部的任何合適的設備或多個設備。例如,在一個或多個實施例中,封裝1602可被電耦合到植入式醫(yī)療設備的引線。在某些情況下,這樣的引線有效地用作天線,并因此傾向于收集雜散或電磁干擾(emi)信號,以用于傳輸到封裝1602的內部并傳輸到被電耦合到其上的電子部件和電路上。這樣的emi信號可干擾電子部件和電路的正常操作。
為了減輕emi信號的有害影響,一個或多個外部接觸件32可以任選地耦合到電容器1636。電容器1636分流來自組件1610的外部的任何emi信號。具體而言,電容器1636被耦合到通孔20以抑制和/或防止這樣的emi信號通過由通孔20限定的導電路徑從外表面14傳遞到組件1610的內部。在操作中,電容器1636允許來自組件1610的外部的相對低頻率的電信號通過,而分流并屏蔽典型的高頻的不期望的干擾信號到在組件1610內部中、被耦合到電容器1636的部件。
電容器1636包括被設置在第一導體1640和第二導體1642之間的絕緣體1638??梢岳萌魏魏线m的技術(諸如參考接觸件36所描述的技術)來形成第一導體1640,包括但不限于銅、鈦、鋁、鉻、鎳、金、復合材料(例如銀填充的環(huán)氧樹脂)及它們的組合。第一導體1640可以包括任何合適的材料或組合材料,例如本文中所描述的導電材料中的任一種,諸如用于接觸件36的相同材料??捎扇魏魏线m的介電材料形成絕緣體1638,例如二氧化硅、氮化硅、五氧化二鉭、或鈦酸鋇鍶。這些可以使用諸如化學氣相沉積、原子層沉積、印刷、分配或層壓之類的標準薄膜技術來形成。第二導體1642被形成在絕緣體1638上,例如通過一個或多個導電材料直接內部金屬化到絕緣體1638的非導電材料上。第二導體1642的材料選擇可以包括用于形成導體36的一種或多種材料,包括但不限于銅、鈦、鋁、鉻、鎳、金、復合材料(例如,銀填充的環(huán)氧樹脂)以及它們的組合。應該注意的是,電容器1636作為雙板電容器的描繪僅為了便于描述而被提供,并不旨在如此受限。相反,構想到本公開可以擴展到應用,其中電容器1636包括任何數量的板,例如兩個或更多個板,取決于用于任何給定實現的期望電容。
圖15a-e是用于形成饋通組件1710的方法1700的另一實施例的示意性橫截面圖。關于圖1a-4的饋通組件10、圖7a-e的饋通組件310、圖8a-e的饋通組件410、圖9a-e的饋通組件510、以及圖14a-b的饋通組件1610的設計考慮和可能性中的所有同樣適用于圖15a-e的饋通組件1710。在方法1700中,導電材料層1731可被設置在襯底1712的外表面1714上和/或耦合到襯底1712的外表面1714。導電材料層1731可以包括導電片或導電箔。導電材料層1731可以使用任何合適的技術或技術的組合(例如,形成將導電層氣密性密封到外表面的接合件)被附連到襯底1712的外表面1714。例如,如圖15a中所示,電磁輻射1770被引導通過襯底1712的內表面1716并且被引導到導電材料層1731與外表面1714的界面處,以在導電材料層1731和外表面之間形成一個或多個接合件。
可以去除導電材料層1631的一個或多個部分,以在襯底1612的外表面1614上形成一個或多個外部接觸件1632,如圖15b中所示??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成外部接觸件1632,包括例如光刻、蝕刻、激光燒蝕等。在一些實施例中,可以在襯底的外表面1614上形成掩?;蚨鄠€掩模,并且可以在掩模之上形成導電材料層1631。可以使用任何合適的技術或技術的組合來去除在掩模本身上形成的導電材料層1631的部分,以形成外部接觸件1632。在一個或多個實施例中,當導電材料層1631被附連到襯底1612時所形成的接合件保持在外部接觸件1632和襯底1612的外表面1614之間,使得接觸件被氣密性密封到外表面??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成外部接觸件1632。
如圖15c中所示,可以穿過襯底1712形成一個或多個通孔1720。通孔1720可以形成為使得其處于由接合件限定的閉合形狀或區(qū)域內,使得接合件圍繞通孔。因為通孔1720在由接合件形成的形狀或區(qū)域內,所以可以保護通孔1720免受外部環(huán)境的影響。在一個或多個實施例中,可以在導電材料層1731和襯底1712的外表面1714之間形成蝕刻停止層,以防止通孔1720的形成去除外部接觸件1732的部分。
可任選地在外部接觸件1732上和/或襯底1712的外表面1714上形成一個或多個導體1750,如圖15d中所示。在一個或多個實施例中,一個或多個導體1750可被電耦合到外部接觸件1732??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成導體1750。在一個或多個實施例中,可以通過在外部接觸件1732和外表面1714之上形成導電材料層來提供導體1750。然后可以將該導電材料層圖案化以按任何期望的配置來形成導體1750。
如圖15e中所示,導電材料1722可被設置在通孔1720中,以提供從外部接觸件1732到被設置在襯底1712的內表面?zhèn)壬系膶w、接觸件、電子設備等的導電路徑。可以利用任何合適的技術或技術的組合來在通孔1720中形成導電材料1722。如本文中所提及的,通孔1720可以基本上用導電材料1722來進行填充。在一個或多個實施例中,導電材料1722可被設置在通孔的一個或多個側壁的一部分或多個部分上,如圖15e中所示。
進一步地,可以任選地在襯底1712的內表面1716上形成一個或多個emi濾波電容器。因此,對應于所期望電容器的數目的一個或多個第一導體1760可以與在通孔中形成導電材料同時或順序形成。在一個或多個實施例中,用于導電材料1722的相同材料也可用于形成第一導體1760??梢岳萌魏魏线m的技術或技術的組合來形成第一導體1760。隨后,使用任何合適的技術(諸如化學氣相沉積、等離子體氣相沉積、物理氣相沉積)將絕緣體1762耦合到第一導體1760。相同的技術可類似地用于將第二導體1764耦合到絕緣體1762。如此,第一和第二導體1760、1764以及絕緣體1762限定在襯底1712的內表面1716上形成的電容器結構。
本文中所提供的所有標題都是為了方便讀者,而不應用于限制標題之后的任何文本的含義,除非另有規(guī)定。
術語“包括”及其變形在這些術語出現在說明書和權利要求書中時不具有限制意義。此類術語將被理解為暗示包含所述步驟或元件或一組步驟或元件,但不排除任何其它步驟或元件或一組步驟或元件。
詞語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些情況下可能提供某些益處的本公開的實施例;然而,在相同或其他情況下,其它實施例也可以是優(yōu)選的。進一步地,一個或多個優(yōu)選實施例的列舉并不意味著其他實施例沒有用,并不旨在從本公開的范圍中排除其他實施例。
諸如“一”、“一個”和“該”之類的術語并不旨在僅指單個實體,而是包括可以用于說明的具體示例的一般種類。術語“一”、“一個”和“該”與術語“至少一個”可互換的使用。短語“……中的至少一個”和“包括……中的至少一個”之后的列表是指的列表中的項目以及列表中兩個或多個項目的任意組合中的任一者。
短語“……中的至少一個”和“包括……中的至少一個”之后的列表是指的列表中的項目以及列表中兩個或多個項目的任意組合中的任一者。
如本文中所使用的,術語“或”一般以其包括“和/或”的通常含義來使用,除非該內容另外明確地指出。在本公開的某些部分中術語“和/或”的使用并不意味著在其他部分中“或”的使用不能意味著“和/或”。
術語“和/或”意思是所列的元件中的一個或全部或所列的元件中的任何兩個或更多的組合
如本文中關于測量的量所使用的,術語“約”是指如由做出測量并運用與測量的目標以及所使用的測量設備的精度相稱的關心的等級的本領域技術人員將預期的測量的量的變化。本文中,“多達”一數字(例如,多達50個)包括該數字(例如,50)。
同樣在本文中,通過端點對數值范圍的記載包括歸納在該范圍內的所有數字以及端點(例如,1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
本文中引用的所有參考文獻和出版物通過整體引用到本公開中而被明確地并入本文中,除了它們可能直接與本公開相矛盾的范圍之外。討論了公開的說明性實施例,并已提及本公開范圍內的可能變型。。在不脫離本公開的范圍的情況下,本公開中的這些和其它變型和修改對于本領域技術人員來說將是顯而易見的,并且應當理解,本公開不限于本文中所闡述的說明性實施例。因此,本公開將僅由所附權利要求限制。