用于植入式医疗设备的电路板、及其制造和测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及植入式医疗设备，尤其涉及一种用于植入式医疗设备的电路板的改良设计及其构造和测试方法。
【背景技术】
[0002]植入式刺激设备将电刺激递送到神经和组织以用于各种生物失常的治疗，例如，用于治疗心律失常的起搏器，用于治疗心脏纤维颤动的去颤器，用于治疗耳聋的耳蜗激励器，用于治疗失明的视网膜激励器，用于产生协调肢体运动的肌肉激励器，用于治疗慢性疼痛的脊髓激励器，用于治疗运动和心理失常的皮质和深脑激励器以及用于治疗尿失禁、睡眠呼吸暂停、肩部半脱位等的其它神经激励器。下文的描述一般将集中于本发明在脊髓刺激(SCS)系统中的使用，例如公开于美国专利6，516，227中。然而，本发明可适用于任何植入式医疗设备或任何植入式医疗设备系统。
[0003]典型地，SCS系统包括植入式脉冲发生器(IPG)，其结构和构造进一步描述于2013年9月5日提交的题为“采用内部支撑结构的植入式医疗设备的构造”的美国临时专利申请号61/874，194中。图1示出申请案‘194中的IPG 10，所述IPG 10包括生物相容设备外壳30，其容纳有所述IPG运行所必需的电路和电池34(图2) <JPG 10通过形成电极阵列12的一个或多个电极引线14耦合到电极16。电极16由柔性体18承载，所述柔性体18还容纳耦合到各个电极16的单个信号线20。信号线20还耦合到邻面触点22，其可插入固定在IPG 10上的头部28中的引线连接器24中，其中所述头部可包含，例如，环氧树脂。一旦插入，邻面触点22就连接到引线连接器24中的头部触点26，所述头部触点26又通过馈通引脚48耦合到外壳30内的电路，如后续将解释。在所示实施例中，十六个电极16(E1-E16)分裂在两个引线14之间，但是引线和电极的数量对于特定应用是特定的，因此能够变化。在SCS应用中，电极引线14典型地植入患者脊髓内硬脊膜的左右侧。随后，邻面电极穿过患者组织到达植入IPG外壳30的远端位置，例如，臀部，在该点处其耦合到引线连接器24。
[0004]图2示出移除外壳30后的IPG10的底侧和顶侧的透视图，从而可看到内部组件。尤其，可看到电池34、通信线圈40和印刷电路板(PCB)42。如申请案‘194中所解释，这些组件固定到刚性(例如，塑料)支撑结构38并使用刚性(例如，塑料)支撑结构38进行集成。在本示例中，电池34为永久性、非无线可再充电电池。(电池34也可为可再充电电池，在这种情况下，可使用线圈40或另一再充电线圈无线接收被整流以对电池34进行充电的充电场)。通信线圈40实现IPG 10和患者外部设备(未示出)之间的通信，由此通过磁感应实现双向通信。线圈40的末端焊接到被模制入支撑结构38中的线圈引脚44以便于线圈40至IPG PCB 42上的电路的最后连接。IPG PCB 42集成有IPG 10的运行所需的各种电路和电子设备。如图2所示，线圈40紧邻支撑结构38和外壳30的底侧，而IPG PCB 42紧邻顶侧。
[0005]图3示出用于IPG10的引线连接器子总成95，其包括引线连接器24、头部触点26、馈通引脚48和馈通32。馈通32充当密封构件，其用于通过馈通引脚48使头部触点26(并且最终的，电极16)和内部电路之间的电极信号穿过以到达IPG PCB 42上的外壳30。可通过使馈通引脚48滑过馈通32、将馈通引脚48的一端焊接到引线连接器24中适当的头部触点26并将馈通引脚48以密封的方式焊接或钎接在馈通32中，来形成引线连接器子总成95。应注意，馈通引脚48的自由端相对于馈通32弯曲90度，此便于与IPG PCB 42的连接，如后续将讨论。在本示例中，存在两行弯曲的馈通引脚48，其中顶行以距离dl与馈通32的底面隔开，而底行以距离d2与馈通32的底面隔开，稍后将解释其相关性。
[0006]图4A和4B示出IPG 10的构造步骤中的一些。因为申请案‘ 194中公开了这些步骤，所以本文仅对其进行简要地概述。构造开始于使用例如双面胶带58将电池34的电池端面57固定到支撑结构38。接着，将组合后的支撑结构38和电池34放置在总成夹具94中，如图4B中的横截面所示。接着，将引线连接器子总成95(图3)定位在夹具94中。类似于引线连接器总成95中的馈通引脚48，电池端子46相对于电池端面57弯曲90度，因此当被放置在夹具94中时，馈通引脚48和电池端子46两者均指向上。接着，将IPG PCB 42——优选地预制有其电组件——固定到支撑结构38的顶侧。在这点上，IPG PCB 42包括线圈焊接引脚孔50、电池端子焊接孔52、馈通引脚焊接孔54和支撑结构安装孔56，其分别向上-指向线圈引脚44(支撑结构38中)、馈通引脚48、电池端子46和支撑结构38的安装引脚88上方滑动。接着，将线圈引脚44、馈通引脚48和电池端子46分别焊接到线圈焊接引脚孔50、馈通引脚焊接孔54和电池端子焊接孔52以将其电耦合到IPG PCB 42。此后，并且如申请案‘194中所解释，接着将所得的IPG子总成92放置在其外壳30内，将其焊接在一起并焊接到馈通32，并且随后将头部28添加到完整的IPG 10构造。
[0007]本发明人认为希望在将IPGPCB 42附接到支撑结构38并电耦合到电池34和馈通引脚48并密封在其外壳30内之前对其进行电测试，并且公开了用于电测试的技术，其还涉及构造IPG PCB 42的改良设计和方法。
【发明内容】
【附图说明】
[0008]图1示出根据先前技术的植入式脉冲发生器(IPG)和将电极引线固定到IPG的方式；
[0009]图2示出根据先前技术的移除外壳的IPG的底视图和顶视图；
[0010]图3示出根据先前技术用于IPG构造的馈通子总成；
[0011]图4A和4B示出根据先前技术的装配IPG的特定步骤；
[0012]图5示出制造和测试用于IPG中的印刷电路板(PCB)的改良方法，其中所述IPGPCB形成有能够与测试系统接口连接的扩展器PCB部分；
[0013]图6示出测试后并且从扩展器PCB切断后的IPGPCB，并且示出其切断边缘处的切断迹线以及形成于切断边缘处以防止切断迹线短接的PCB突出部；
[0014]图7和8示出相对于IPG的馈通的切断后的IPG PCB，并且示出PCB突出部如何防止切断迹线与馈通短接；
[0015]图9示出具有包括切断迹线的凹陷的IPGPCB的替代形成，并且更一般地示出此凹陷任何防止切断迹线与一般导电结构短接。
【具体实施方式】
[0016]本发明公开了一种植入式脉冲发生器(IPG)中的印刷电路板(PCB)的设计和构造方法，其可便利IPG PCB测试，同时还可以简单且具成本效率的方式提供对IPG电路的保护。形成所述IPG PCB作为包括扩展器部分的更大测试PCB的一部分，其中所述扩展器部分具有将所述IPG PCB中的关注节点布线到边缘连接器的迹线。将IPG电子设备安装或焊接到所述IPG PCB，接着通过所述边缘连接器对这些电子设备进行测试。接着，以以下方式从所述扩展器部分分割所述IPG PCB，使得在所述PCB的切断边缘处留下一个或多个PCB突出部(tab)。所述PCB突出部从所述切断边缘延伸，并创建偏距以防止被切断并暴露在切断边缘处的迹线接触并潜在地短接到所述IPG中的导电结构，例如馈通。
[0017]本发明人认为希望在将IPGPCB 42附着到支撑结构38并电耦合到电池34和馈通引脚48并密封在其外壳30内之前对其进行电测试，如上文所解释(图4A和4B)。由于IPG PCB42的相对较小的尺寸，其中所述尺寸必须装配在IPGlO的较小外壳30内并且必须容纳初级电池34，所以此测试可能较为困难。即使由于其尺寸而难以测试，此阶段对IPG PCB 42的这种测试仍是重要的，因