与微型传感器的电连接的制作方法

本发明涉及微型传感器，并且特别涉及与这样的传感器的电连接。一个示例是被安装在导丝的端部的传感器。

背景技术：

导丝能够用于在微创介入期间将导管推进到目标区域。例如，导丝用于在微创心血管介入期间将导管推进到心脏。

许多微创心血管介入利用导管来执行的，该导管是长的细管，其能够利用具有诊断或治疗作用的装载物(例如，造影剂、压力换能器、球囊、支架等)而被推进通过血管。

由于各种原因，例如为了忍受血管形状或血管堵塞的曲折性，可以在引入诊断或治疗导管之前将导丝推进到介入的目标区域。

导丝通常是具有专门设计的材料特性的细丝，其有助于在导丝的端部上装载诊断或治疗导管以及在在导丝上推进导管以到达目标区域。

这些流程通常由实时x射线成像来引导，实时x射线成像描绘了导管和导丝的二维(“2d”)投影图像。然而，x射线成像的挑战包括成像的2d性质和对患者和医生的电离辐射。

已知的替代方案是光学形状感测技术，其可以提供医疗器械的完整三维(“3d”)形状信息，而无需任何有害辐射。例如，已知通过在距离上以特定几何取向组合光纤布拉格光栅(“fbg”)的多条光纤芯能够使用光纤来实施空间敏感的弯曲和扭曲感测。

还已知提供光学传感器作为导丝的部分并将信号沿着光纤传递，所述光纤沿着导丝的长度延伸。例如，可以使用光纤感测来实施对血流储备分数(ffr)的感测。因此，使用导丝本身来达到感测目的是众所周知的。

还已知在导丝的尖端处提供电传感器，例如，用于测量流量的cmut(电容微机械超声换能器)设备、压力感测压电晶体或温度传感器。传感器还可以在导丝的尖端处用作跟踪设备，例如通过从超声探头拾取超声信号来实现跟踪。基于超声波的计时和方向，能够计算体内的位置。pvdf换能器可用于此目的。

本发明特别涉及电传感器和需要对这样的电传感器进行的电连接。

在尖端处的传感器需要连接到信号承载导电线，并且这些连接需要在很小的空间内进行。举例来说，该组导电线的宽度可以是100-200微米的量级。此外，导电线可以为传感器提供电力。

该组导电线通常可以包括一对并排的绝缘电线。这需要在这对电线的端部出将这对电线剥离，然后通常通过钎焊或焊接将这对电线分开并连接到传感器模块的焊盘。

由于所涉及的尺寸，该连接过程是复杂的，并且连接到传感器焊盘所需的电线弯曲会降低电线的质量并因此降低产品质量。

因此，需要用于这种微型传感器的改进的电连接装置。

技术实现要素：

本发明由权利要求来限定。

根据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于连接到微型传感器的导体装置，包括：

第一导电线；

第二导电线；

虚设电线，其在所述第一导电线与所述第二导电线之间形成绝缘间隔物并且结合到所述第一导电线和所述第二导电线，其中，所述第一导电线和所述第二导电线以及所述虚设电线形成扁平导体阵列。

其中，所述导体装置在垂直于电线长度方向上的最大横向尺寸小于500μm

该导体装置提供间隔的一对电线。间隔意味着无需为了连接到微型传感器而执行电线弯曲过程。特别希望避免针对微型传感器的这种电线弯曲过程，由于电线尺寸较小，因此易于损坏。

优选地，所述第一导电线和所述第二导电线中的每个均包括金属芯和绝缘覆盖物。每个金属芯的直径小于100μm，例如小于50μm，并且每个绝缘覆盖物的厚度小于40μm，例如小于20μm。

所述间隔物可以包括绝缘圆柱体。该绝缘圆柱体可以被认为是两根导电线之间的虚设电线，并且虚设电线的直径被选择为在两根导电线之间实现所希望的间隔。虚设导电线的直径优选与导电线的直径相同，使得通过将一组尺寸相等的圆柱体(一些圆柱体导电而一个或多个圆柱体不导电)结合在一起来形成整个装置。如果需要更多空间，能够添加第二虚设电线。

虚设电线的使用提供了用于提供均匀间隔的实用方法。特别地，当将虚设电线与导电线组合以形成整个结构时，能够允许虚设电线的任何角度取向。这简化了以所需的小尺寸对整个导体装置的制造。

可以恰好有两根导电线。

本发明还提供了一种传感器装置，包括：

传感器模块，具有第一连接焊盘和第二连接焊盘；以及

如上所述的导体装置，其中，所述第一导电线和所述第二导电线中的每个均包括裸露端部部分，所述裸露端部部分被连接到所述连接焊盘中的相应的连接焊盘。

这定义了连接的传感器模块和导体装置。导电线的裸露端部部分优选是直的，使得不需要弯曲来连接到传感器。

每个裸露端部部分都可以通过钎焊或焊接被连接到所述相应的连接焊盘。

所述第一导电线与所述第二导电线的间距优选等于所述第一连接焊盘与所述第二连接焊盘的间距。这意味着无需弯曲。所述间距在30μm至200μm之间。

所述传感器模块例如包括压力传感器和/或流量传感器和/或温度传感器。

所述传感器装置可以包括导丝传感器装置。然后在使用导管的流程之前使用传感器信息，该导管在导丝上得到馈送。

本发明还提供了一种用于导管的导丝，包括如上所述的传感器装置。

本发明还提供了一种导管或支架系统，包括：

如上所述的导丝；以及

导管或支架，其适于在所述导丝上得到引导。

附图说明

现在将参考附图详细描述本发明的示例，在附图中：

图1示出了导体装置与传感器之间的常规连接；

图2示出了根据本发明的示例的导体装置与传感器之间的连接以形成传感器装置；

图3示出了图2的导体装置的横截面；

图4示出了导丝的横截面；并且

图5示出了使用图2的传感器装置的导丝和导管系统。

具体实施方式

本发明提供了用于连接到微型传感器的导体装置。第一导电线和第二导电线由间隔物间隔开。导体装置在垂直于电线长度方向上的最大横向尺寸小于500μm。间隔意味着无需为了连接到所述微型传感器而执行电线弯曲过程。

针对导丝传感器，本发明是特别感兴趣的。

在导丝中使用双线和多线电线以用于将导丝尖端处的传感器连接到导丝的后(近)侧，在后(近)侧进行信号处理和分析。

这些极小的电线通常是通过结合成对的、三元组或甚至多根电线束的绝缘导体而制成的。导体之间的间隙由各个导体的绝缘厚度来决定，并且例如仅为几微米。

传感器上的结合焊盘的典型间距在30至200微米的范围内，例如在30至60微米的范围内。这意味着必须通过弯曲过程使电线中的导体实现所需的间距。这种弯曲过程很复杂，并且会降低电线和产品的质量。

图1示出了连接到常规的导体装置2的传感器1，常规的导体装置2具有两根导电线，每根导电线均具有导电芯4和绝缘覆盖物6。导体装置2被形成为一对结合电线，这对结合电线通过围绕每根电线的绝缘覆盖物6连接在一起。

如左图所示，从端部区域移除绝缘覆盖物6以形成电线的裸露端部部分。

然后裸露端部部分在弯曲部分8处弯曲分开，如中图所示，使得电线间距对应于结合焊盘间距。

右图示出了连接到传感器模块1的结合焊盘10的裸露端部部分。这种连接可以通过钎焊或焊接来实现。

图2示出了与根据本发明的导体装置20类似的传感器连接。相同的部件被赋予与图1中相同的附图标记。

导体装置20在两根导电线之间具有间隔物22。间隔物可以由与两根电线的绝缘覆盖物6的材料相同的材料形成，使得它们可以全部结合在一起。间隔物可以具有在两根电线之间的虚设(即，非导电)电线的形状。以这种方式，用于形成电线三元组或电线束的标准工艺可以应用于导电线和(一个或多个)间隔物。

这种设计无需形成导电线的弯曲过程(图1中的中图)，该导电线的间距与传感器上的结合焊盘10的间距相同。

在从导电线移除绝缘体6的过程中，也移除了间隔物。这种剥离工艺例如是通过具有移除有机绝缘体但不会侵蚀导电线金属芯的波长的激光器来执行的。波长为248nm的准分子激光器是一种选择。

图3示出了导体装置的横截面。有两根导电线30、32，每根导电线均具有金属芯4和绝缘覆盖物6。间隔物22与覆盖物6结合在一起。在该示例中，间隔物被示为圆柱体，因此其用作导电线之间的虚设电线。与覆盖物的结合形成了一体化结构。

举例来说，导体装置的总宽度w可以是125μm。每根导电线的芯4可以具有30μm的直径和5μm的覆盖物厚度。中心间隔物的直径与每根导电线的总直径相同，均为40μm。这使得示例示出了75μm的间距。

圆柱形间隔物设计是优选的，因为所提供的间隔与间隔物的取向无关。这也意味着导电线和间隔物的集合可以以与常规的导电线组相同的方式结合。

因此，中心间隔筒的直径优选与导电线的直径相同，使得它们在结合在一起之前可以更容易地形成为一维(平坦)阵列。如果导电线之间需要更多空间，则可以例如提供第二虚设电线。导电线直径可以被选择使得相同直径的一个或多个间隔物产生所需的结合焊盘间隔。

例如通过在固化步骤之后将这些材料作为(溶剂中的)液体进行应用而利用聚酰胺或聚酰亚胺来使各个电导体绝缘。

双线结构例如是通过将两根绝缘电线和虚设间隔电线馈送到例如使用环氧树脂来结合电线的工艺中而制成的。

因此，间隔物优选具有虚设电线的形式，使得当形成结合的整体结构时，间隔物能够像传常规的电线一样被加工。这意味着可以使用所需的小尺寸的多线电线阵列的标准结合工艺。

然而，间隔物理论上可以具有任何合适的形状，以用于维持导电线之间的所需间隔。间隔物可以是条形的，条的宽度等于或小于每根电线30、32的外径。在这样的情况下，间隔物可以与导电线的绝缘覆盖物一体形成，作为提供围绕个体导电线的芯的绝缘覆盖物的过程的部分。

示出的示例具有两根导电线。然而，也可以具有两根以上的导电线。多根导电线优选被形成为扁平阵列，使得导电线可以被附接到结合焊盘的平面阵列而不需要使导体装置变形。

本发明可以用于受益于导电线的间距等于传感器的焊盘的间距的任何应用。如上所述，针对微型传感器和导电线，本发明是特别感兴趣的。上文已经给出了一组尺寸的一个示例。

更一般地，每个金属芯的直径可以小于100μm，例如小于50μm，并且每个绝缘覆盖物的厚度可以小于40μm，例如小于20μm。总宽度w通常小于500μm。

一个特别感兴趣的领域是导丝传感器，其用作导管或支架递送系统的导丝的部分。

图4示出了导丝的横截面，该导丝包括外部护套40、电导体装置42在外部护套40内穿过外部护套40。还可以存在用于(例如来自光学传感器的)光学信号的光纤44。

图5示出了导管系统，该导管系统包括导丝50，导丝50的尖端处具有传感器1，传感器1位于感兴趣区域52中。导管54围绕导丝50得到引导。信号处理系统56接收来自传感器1的信号，传感器1可以具有光学传感器元件和电学传感器元件。还可以存在沿着导丝的长度分布的传感器元件。

支架系统可以以相同的方式起作用，其中，支架是沿着导丝被递送的。

上文已经给出了传感器类型的一些示例。存在各种mems传感器设备，可以将这些传感器设备提供为导丝系统的部分，这些传感器设备例如为压力感测mems、流量感测mems、气压计mems。也可以以相同的方式做出到天线或电子成像装置的电连接。上文解释的电线连接解决方案可以应用于所有这些可能的传感器。

上文的示例将传感器置于导丝的尖端。替代地，传感器可以被定位到从导丝的端部后移的位置，例如被定位为凹陷进入导丝的侧壁中。

由于可以使用常规的方法和系统，因此将不详细描述导丝的使用方法和导管系统的细节。

本发明可以应用于任何小型化的传感器系统，例如用于直接在导管尖端处的传感器(不需要导丝)，或者用于针或其他小直径检查探头。这样的感测可以用于医学应用和非医学应用。

本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。虽然某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。