气密馈通件、用于生产气密馈通件的方法、印刷电路板和外科器械的制作方法
【专利说明】气密馈通件、用于生产气密馈通件的方法、印刷电路板和外科器械
[0001]本发明涉及一种用于视频内窥镜的气密馈通件(Durchfuehrung)、用于生产气密馈通件的方法、印刷电路板以及外科器械，该气密馈通件用于将电线从第一局部空间馈送到第二局部空间中，尤其是将电线从布置在远侧且气密密封的壳体馈送到内窥镜轴中，该气密馈通件包括用于气密密封两个局部空间的分隔壁。
[0002]在视频内窥镜的情况下，在内窥镜轴的远侧末端上定位有光学系统，该光学系统例如为直视的或侧视的物镜，在许多情况下，一个或一对图像传感器连接至该光学系统，并且该光学系统将接收到的光转换为电子图像信息并且将该信息作为电子信号向近侧传送。成对的图像传感器例如可用于立体声视频内窥镜，以产生空间印象从而用于改善颜色渲染，或者以设置不同的敏感度或者用于不同的分析，对于其需要不同的光学特性。
[0003]内窥镜的热压性是重要的要求。在热压期间，内窥镜被以高压下的热蒸汽处理。在光学内窥镜且尤其是视频内窥镜的情况下，必须保护光学部件和图像传感器不受蒸汽的影响，否则蒸汽在冷却时可能会冷凝在透镜系统上并且损害系统的光学质量。视频内窥镜因此通常以气密密封的方式构造。气密密封防止蒸汽进入气密密封区域。在传统视频内窥镜系统的情况下，其通常从轴末端延伸到手柄中。
[0004]在由本专利申请的申请人所制成的视频内窥镜中，光学系统和图像传感器都位于气密密封的空间中。因此必定存在这些电线和信号线的气密密封的穿通触点。这些电线(其中，内窥镜轴中的电信号利用这些电线被传递)通常是具有若干屏蔽的和/或非屏蔽的标准配线的线缆。利用对应的视频内窥镜，通过注入玻璃中的金属销或相应的金属接触销来发生气密密封的穿通接触。电线被直接焊接至金属销。
[0005]在具有侧向观察方向的光学系统(其也能绕内窥镜轴的纵向轴线旋转)中，还附加地需要图像传感器朝向侧向观察光学系统(例如棱柱单元)的旋转。这两个光学部件相对于彼此的旋转在气密密封的空间中发生。图像旋转由用户在光学系统的手柄中产生并且必须被传送达至所述末端。因此，从手柄直到视频内窥镜的末端都必须产生密封。在该情况下，护套管中的空间因此受限并且被用以实现气密密封单元、传递图像旋转、传输光以及保证机械弹性设计。
[0006]在图像旋转期间，电线在图像传感器和气密馈通件之间扭绞。线缆因此被焊接在气密馈通件的销上，使得其中心轴线位于旋转的旋转平面上。因为线缆还被磨损并且单个绞线被焊接在气密连接器上，因此线缆能够在较小的力下被均匀扭绞。
[0007]然而，单个绞线在单个接触销上的焊接与高处理风险相关而是复杂的、容易产生错误的并且制造昂贵。
[0008]因为存在具有不同长度的内窥镜轴和护套管的内窥镜，因此对于每个内窥镜必须产生自身的视频光学单元，即包括具有目标透镜和图像传感器的光学系统。具有不同长度的模块设计(其自身也可以是不同的)因此是昂贵的。
[0009]除了通常使用的插入式连接器(其在手工焊接过程中必须在两侧与线缆或印刷电路板接触并且其中必须通过插塞壳体的焊入而产生气密密封)之外，存在另选的已知方法来以至少足够高的可实施性来馈通信号，例如利用粘合剂进行的线缆或柔性板的胶接或相应的浇铸。经验表明，这些馈通件能以受限制的方式被使用，这是因为在信号导体和浇铸化合物之间以及在浇铸化合物和待被密封的中空空间之间能够获得水分。
[0010]相反地，本发明的目的是提供一种气密馈通件、用于其产生的方法和外科器械，借此得到气密壳体的改进密封和容易安装性，与此同时伴随有良好的信号质量。
[0011]本发明的目的通过一种用于视频内窥镜的气密馈通件来解决，该视频内窥镜用于将电线从第一局部空间馈送入第二局部空间中，尤其是从布置在远侧且气密密封的壳体馈送入内窥镜轴中，该气密馈通件包括用于气密密封两个局部空间的分隔壁，还形成一种印刷电路板，尤其是柔性印刷电路板，该印刷电路板被以塑料化合物在模具中浇铸并且被后固化，所述印刷电路板由薄膜技术制成并且其中所述电线被嵌入在塑料中，其中所述塑料化合物形成所述分隔壁。
[0012]与先前使用的插入式连接器相反，由薄膜技术制造的印刷电路板非常简单且可自动接触，这是因为其接触表面能够被布置在一个平面中。具有小于10ym的厚度(在大多数情况下小于50 μ m)的这些印刷电路板非常柔软，使得它们也可扭绞至足够的旋转度，例如用于改变观察方向。
[0013]一方面用于印刷电路板的多种或一种塑料和另一方面用于分隔壁的塑料化合物的对应选择以及后固化确保了气密密封，这是因为完全表面连接的密封结果。这由于前述的分离的气密连接器而导致成本优势，用于改变的几何形状的简单适用性以及通过减少的电磁辐射而增加的电磁相容性。
[0014]所述塑料化合物和所述印刷电路板的所述塑料由相同的可固化材料或者不同的可交相固化材料，尤其是聚酰亚胺制成。所述印刷电路板的所述塑料化合物和/或所述塑料优选地在后固化之前尚未被完全固化或者硬化，使得它们能够因后固化而能够形成相对于彼此的一体连接。聚酰亚胺以及其它可后固化的材料提供了或者分别提供了在稳定性和渗透性方面适于适合使用为分隔壁的材料特性。
[0015]在进一步有利的实施方式中，所述印刷电路板和所述塑料化合物被浇铸到环中，尤其是金属环中。金属环随后用于与外科器械的其它部分连接，以形成并密封气密密封的壳体。该壳体还能够是内窥镜轴自身的独立部分。通过这种方式，气密馈通件还可以针对具有不同长度的气密壳体，即，针对不同的内窥镜类型进行均匀的定尺寸。
[0016]为了防止蒸汽通过分隔壁和环之间的空隙，在进一步有利的实施方式中提出了，所述环具有底切部，该底切部由所述塑料化合物填充。由所述塑料化合物填充的底切部因此形成迷宫密封，这有效地防止了蒸汽流动通过。
[0017]本发明的目的还通过一种生产用于视频内窥镜的气密馈通件的方法，其中电线从第一局部空间被馈送通过分隔壁而进入第二局部空间中，其进一步的改进在于，印刷电路板尤其是柔性印刷电路板被以非传导的可固化塑料化合物在模具中浇铸并且随后被后处理以固化，尤其是热固化，所述印刷电路板由薄膜技术制成并且其中所述电线被嵌入在非传导的可固化或已固化塑料中。后处理的类型取决于所选择的材料的类型。
[0018]该方法尤其适用于生产根据本发明的前述的气密馈通件，并且形成在印刷电路板和分隔壁之间的整体密封的气密馈通件，其中印刷电路板尤其柔韧且容易操作。
[0019]所述塑料化合物和所述印刷电路板的所述塑料优选地由相同的可固化材料或者不同的可交相固化材料，尤其是聚酰亚胺制成。
[0020]所述模具优选被设计成环，尤其是金属环，其中被硬化的和/固化的所述塑料化合物形成所述环中的所述分隔壁，其中尤其所述环具有底切部，在浇铸期间，该底切部由所述塑料化合物填充。这些特征确保了不仅在分隔壁和印刷电路板之间而且在分隔壁和环之间形成气密密封。
[0021]本发明的目的还通过一种尤其用于外科器械的气密馈通件的印刷电路板，尤其是根据本发明的前述的气密馈通件的印刷电路板来解决，该印刷电路板利用由金属制成和由塑料制成的结构层的顺序以薄膜技术制造，其特征在于，在通过所述印刷电路板的剖面中的金属结构形成同轴结构，其中布置在同轴结构的中心的一个或多个尤其是一个、两个或四个导体由尤其一件式或多件式护套导体结构围绕整个周边。
[0022]通过用于生产印刷电路板的薄膜技术，复杂的导体结构还可以在层中整合到包围的塑料中，从而能够实现信号传送的有利特性。应用在本发明的架构中的薄膜技术例如能够是薄塑性层的应用和它们的例如通过刻蚀和浸蚀的处理的组合，其中金属层例如通过喷溅和随后的光刻处理来施加。塑料和金属层的另选应用