气密馈通的制作方法
【专利摘要】根据一个实施方案，一种馈通包括具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化铝的陶瓷。馈通还包括大体填充所述孔的第二材料。所述第二材料不同于第一材料且包括铂和包括氧化铝的添加剂。所述第一材料和所述第二材料彼此之间具有气密密封孔的共烧粘结。根据另一个实施方案，一种可植入医疗设备的气密馈通包括具有孔的片材，其中片材包括包含氧化铝的陶瓷。馈通还包括大体填充孔的第二材料，其中第二材料包括铂粉混合物和氧化铝添加剂。铂粉混合物包括具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一铂粉和比第一铂粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二铂粉。铂粉混合物包括在约50与80重量百分比之间的第一铂粉和在约20与50重量百分比之间的第二铂粉。所述第一材料和所述第二材料彼此之间具有气密密封孔的共烧粘结。
【专利说明】气密馈通
[0001] 本申请是国际申请号为PCT/US2012/049172,国际申请日为2012年8月1日，进入 中国国家阶段的申请号为201280048466. 8,发明名称为"气密馈通"的发明专利申请的分案 申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请是2011年8月2日提交的美国专利申请第13/196,683号的部分连续，并 将该申请的公开内容以引用的方式并入本文。
[0004] 发明背景
[0005] 本文公开的技术一般地关于用作电介面以连接屏障相反侧上的电路部分的馈通 的领域。更具体来说，本文公开的技术关于供通过选择在长时间内兼备生物相容且生物稳 定的材料组合的共烧过程构建的可植入医疗设备使用的气密馈通。 发明概要
[0006] 例示性实施方案关于用于可植入医疗设备的气密馈通。所述馈通包括具有孔的片 材。所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化铝的陶瓷。所述馈通还包括大体填 充孔的第二材料。所述第二材料不同于第一材料且包括钼和包含氧化铝的添加剂。第一材 料和第二材料彼此之间具有气密密封孔的共烧粘结。
[0007] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，其包括第一材料的第一片材和第二片材。 第一片材和第二片材分别包括第一孔和第二孔，所述孔各自由第二材料部分填充。第一材 料是电绝缘陶瓷和第二材料导电。第一材料和第二材料彼此之间具有气密密封第一孔和第 二孔的共烧粘结。此外，第一孔与第二孔对齐，在一些实施方案中，形成穿过第一片材和第 二片材的大体笔直导电路径。
[0008] 另一个例示性实施方案关于一种制造馈通的方法，包括提供具有孔的第一材料片 材。第一材料是包括氧化铝的电绝缘陶瓷。所述方法还包括用第二材料填充孔。第二材料 是导电糊膏，其包括钼和包含氧化铝的添加剂。所述方法还包括共烧第一材料和第二材料， 以使彼此之间的粘结气密密封孔。
[0009] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，其包括包含第一材料的绝缘体、包含第二 材料的导管和衬垫。导管延伸穿过绝缘体。第二材料导电和导管被构造以将电传导穿过绝 缘体。衬垫被安装到绝缘体的外表面并被构造以接收与其连接的导线。衬垫导电并耦接到 导管。绝缘体和衬垫彼此之间具有共烧粘结，使衬垫与绝缘体气密密封。气密密封生物稳 定，以使在导线附接到衬垫后维持浸润耐久性。
[0010] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，其包括具有第一孔的第一片材和具有第二 孔的第二片材。第一片材包括第一材料，所述第一材料是电绝缘陶瓷。第二片材耦接到第 一片材且包括第一材料。馈通还包括至少部分填充第一孔和第二孔的第二材料。第二材料 导电。第一材料和第二材料无磁性且彼此之间具有气密密封第一孔和第二孔的共烧粘结。 第一孔和第二孔呈电通信且相互坚直交错，从而形成穿过第一片材和第二片材的交错导电 路径。 toon] 另一个例示性实施方案关于用于可植入医疗设备的气密馈通。气密馈通包括具有 孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化铝的陶瓷。气密馈通还包 括大体填充孔的第二材料，其中第二材料包括钼粉混合物和氧化铝添加剂。钼粉混合物包 括具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一钼粉和比第一钼粉粗且具有在约5与20微 米之间的平均粒径的第二钼粉。钼粉混合物包括在约50与80重量百分比之间的第一钼粉 和在约20与50重量百分比之间的第二钼粉。第一材料和第二材料彼此之间具有气密密封 孔的共烧粘结。
[0012] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片 材包括为电绝缘陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片 材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二材料导电且包括钼粉混 合物和氧化铝添加剂。钼粉混合物包括具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一钼粉 和比第一钼粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二钼粉。钼粉混合物包括在 约50与80重量百分比之间的第一钼粉和在约20与50重量百分比之间的第二钼粉。第一 材料和第二材料彼此之间具有气密密封第一孔和第二孔的共烧粘结。第一孔和第二孔大体 相互对齐，以形成穿过第一片材和第二片材的大体笔直导电路径。
[0013] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片 材包括为电绝缘陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片 材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二片材导电且包括钼粉混 合物和氧化铝添加剂，其中钼粉混合物包括具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一钼 粉和比第一钼粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二钼粉。钼粉混合物经过 优化以获得小于20微米的通孔突出。第一材料和第二材料彼此之间具有气密密封第一孔 和第二孔的共烧粘结。第一孔和第二孔大体相互对齐，以形成穿过第一片材和第二片材的 大体笔直导电路径。
[0014] 另一个例示性实施方案关于一种制造馈通的方法，包括提供具有第一孔的第一材 料片材，其中第一材料是包括氧化铝的电绝缘陶瓷。所述方法还包括用第二材料填充孔，其 中第二材料是包括钼粉混合物和包括氧化铝的添加剂的导电糊膏。所述方法还包括共烧第 一材料和第二材料，以使第一材料与第二材料之间的粘结气密密封孔。钼粉混合物经过优 化以获得小于20微米的通孔突出。钼粉混合物包括具有在约3与10微米之间的平均粒径 的第一钼粉和比第一钼粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二钼粉。
[0015] 另一个例示性实施方案关于一种制造馈通的方法，包括提供具有第一孔的第一材 料片材，其中第一材料是包括氧化铝的电绝缘陶瓷。所述方法还包括用第二材料填充孔，其 中第二材料是包括钼粉混合物和包括氧化铝的添加剂的导电糊膏。所述方法还包括共烧第 一材料和第二材料，以使第一材料与第二材料之间的粘结气密密封孔。钼粉混合物包括在 约50与80重量百分比之间的具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一钼粉和在约20 与50重量百分比之间的比第一钼粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二钼 粉。
[0016] 另一个例示性实施方案关于一种馈通，包括包含第一材料的绝缘体和延伸穿过绝 缘体的包括第二材料的导管。第二材料导电和导管被构造以将电传导穿过绝缘体。第二材 料包括钼粉混合物，钼粉混合物包括在约50与80重量百分比之间的具有在约3与10微米 之间的平均粒径的第一钼粉和在约20与50重量百分比之间的比第一钼粉粗且具有在约5 与20微米之间的平均粒径的第二钼粉。馈通还包括安装到绝缘体的外表面且被构造以接 收与其连接的导线的衬垫，其中衬垫导电且耦接到导管。绝缘体和衬垫彼此之间具有共烧 粘结，其中共烧粘结使衬垫与绝缘体气密密封，和其中气密密封生物稳定，以使在导线附接 到衬垫后维持浸润耐久性。
[0017] 附图简述
[0018] 图1是根据例示性实施方案的植入病患的医疗设备的示意图。
[0019] 图2是根据例示性实施方案的植入病患的另一种医疗设备的示意图。
[0020] 图3是根据例示性实施方案的包括馈通的医疗设备的一部分的透视图。
[0021] 图4是根据另一例示性实施方案的医疗设备的组件的顶视图。
[0022] 图5是图4的医疗设备部分的透视图。
[0023] 图6是沿如图5中所示的线6-6获取的图4的医疗设备部分的截面视图。
[0024] 图7是沿如图6中所示的区域7获取的图4的医疗设备部分的截面视图。
[0025] 图8是根据又另一例示性实施方案的医疗设备的一部分的透视图。
[0026] 图9是沿如图8中所示的线9-9获取的图8的医疗设备部分的截面视图。
[0027] 图10是根据例示性实施方案的馈通的透视图。
[0028] 图11是图10的馈通的顶视图。
[0029] 图12是图10的馈通的底视图。
[0030] 图13是图4的馈通的侧视图和部分截面视图，其中截面视图沿图11中的线13-13 获取。
[0031] 图14是根据例示性实施方案的导电导管与绝缘体之间的介面的截面扫描电子显 微镜检查法（SEM)显微图。
[0032] 图15是根据另一例示性实施方案的导电导管与绝缘体之间的介面的截面SEM显 微图。
[0033] 图16是根据例示性实施方案的馈通的导体透视图。
[0034] 图17是根据例示性实施方案的馈通的一部分的截面SEM显微图。
[0035] 图18是根据例示性实施方案的馈通的另一部分的截面SEM显微图。
[0036] 图19是根据例示性实施方案的馈通的衬垫的顶视SEM显微图。
[0037] 图20是根据例示性实施方案的馈通的一部分的一系列截面SEM显微图和相应略 图。
[0038] 图21是根据例示性实施方案的制造馈通的过程的透视图。
【具体实施方式】
[0039] 在转到详细图示例示性实施方案的图之前，应理解本申请不限制于描述中所提及 或图中图示的细节或方法。还应理解术语只是出于描述的目的而且不应被视作限制性。
[0040] 参考图1，可植入医疗设备110,如起搏器或除颤器，包括基部112 (例如，脉冲发生 器，主体）和导线114。设备110可以植入人类病患116或其它物种中。在一些实施方案中， 设备110被构造成以电脉冲的形式提供治疗性治疗，所述电脉冲在一些实施方案中可以是 约700伏特的量级。在预期实施方案中，设备110或其变形可以用于治疗或监测大范围的 病症，如疼痛、失禁、失聪、行动障碍，包括癫痫和帕金森病，睡眠呼吸暂停和各种其它生理、 心理和情绪病症和障碍。
[0041] 在基部112内，设备110可包括当湿润时可能无法生物相容或无法工作的组件，如 控制电路和能量储存设备（例如，二级电池、电容器）。然而，根据例示性实施方案，基部112 被气密密封而且形成有生物相容且生物稳定材料（例如，钛、生物相容涂层）的外部，其将 基部112的内部从基部112外侧的病患116的体液隔离。在一些实施方案中，基部112还 包括气密馈通118 (例如，贯穿连接、介面、连接体、耦接），其形成自或包括生物相容且生物 稳定材料的外部。馈通118促进从基部112的内部通过基部112到达基部112的外部的电 传输，且反之亦然。
[0042] 举例来说，在可植入医疗设备110的使用期间，储存在基部112内部的电容器中的 电荷可以电脉冲的形式放电。电脉冲经由馈通118被传递穿过基部112的壁。随后电脉冲 被导线114的近端120中的至少一个接收并经由导电路径通过导线114中的至少一个传输 到可位于导线114远端的电极122。可将电极122耦接到病患116的心脏124或其它部分 以改善心跳模式、刺激心跳、感测心跳、加速康复或用于其它原因。
[0043] 在一些实施方案中，活动经由电极122感测并通过导线114经由馈通118传递到 基部112中的控制电路。感测的活动可被控制电路用作反馈以管理设备110的运作。在还 有其它实施方案中，馈通118还可以用于促进将电力传递到在基部112内的能量储存设备， 如用于再充电或测试。在其它实施方案中，可使用其它能量储存设备，如使用电池和电容器 的组合来进行能量储存的混合系统。根据例示性实施方案，可经由馈通118将两个或多个 导线耦接到基部112的内部。在其它实施方案中，可使用单个导线（见如图2中所示的一 般性设备210)。
[0044] 参考图2,可植入医疗设备210 (例如，电刺激器、神经刺激器）被构造以影响病患 212的神经系统和/或器官。例如，可将设备210植入病患212的腹部214、胸肌区、上臀或 其它区域的皮下囊袋中，且设备210可被编程以提供与特定疗法相关的刺激信号（例如，电 脉冲、频率、电压）。在使用期间，与导线216整合的电接触件被放置在所需的刺激部位，如 脊柱218或大脑的一部分。还通过与基部220的外表面整合的馈通222将导线216连接到 设备210的基部220。在一些预期实施方案中，馈通可直接向安装在可植入医疗设备（例 如，所谓的无导线设备）上的电极传输疗法和/或发送信号。
[0045] 根据例示性实施方案，馈通222以及在基部220的外部的其余部分被设计成气密 密封、生物相容且生物稳定以防止体液泄漏到基部220的内部，以及防止在可植入医疗设 备210的使用寿命内从基部220的内部到体内的泄漏。根据例示性实施方案，馈通222被 气密密封，且当植入体内时保持气密密封，展示长达几年，如至少一年、五年、十年、二十年 或更长时间量级的长期生物稳定性。
[0046] 可使用标准测试，如针对气密性和染料渗透的体外高度加速浸润测试，以提供当 在延长时间植入时馈通118、馈通222保持气密密封和生物稳定的能力的可靠指标。可通 过在受控制的温度（例如，1201：、1501：、2001：或更高）和压力（例如，1.5 &加、3.5&加）下 以延长的测试时间（例如，48小时、72小时、96小时、一个月或更长）浸润在模拟体液后， 发生大体无染料渗透通过馈通和大体无通过馈通的气密密封损失，同时维持通过馈通222 的高导电率而证明（即，通过无染料渗透、无氦泄漏等证实）长期气密性和/或生物稳定 性。其它标准测试，如氦泄漏测试和3点弯曲强度测试也可以证实长期生物稳定性，如可 通过极小的强度下降和保持低氦泄漏速率（通常小于IX l〇_8atm-cc He/秒（例如，小于 5X lCT9atm-cc He/ 秒））指不。
[0047] 虽然本文关于特定可植入医疗设备加以描述，但应理解本文公开的概念可以与大 范围的可植入医疗设备结合使用，如起搏器、可植入复律器-除颤器、传感器、心肌收缩力 调节器、复律器、投药设备、诊断记录仪、耳蜗移植物和其它设备。根据还有其它预期实施方 案，除可植入医疗设备以外的设备也可以从本文公开的概念受益。
[0048] 现参考图3,可植入医疗设备（例如见如图1至图2中所示的可植入医疗设备110 和可植入医疗设备210)的壁310或包封结构包括馈通312。馈通312被拴扣到壁310的一 部分314,如在壁310的凹陷316中的被构造成接收馈通312的套圈。壁310可与另一个或 一些壁整合以形成在可植入医疗设备的基部（例如见如图1至图2中所示的基部112和基 部220)的生物相容、气密密封外部。在其它实施方案中，套圈不包括凹陷。在还有其它实 施方案中，馈通可直接整合到壁中，不需要使用套圈。
[0049] 根据例示性实施方案，馈通312主要由一般不导电的材料318、绝缘体或介电质形 成。馈通还包括一个或多个导管320 (例如，导电部件、坚直互连通道（通孔）、路径、通路）， 其一般导电且延伸穿过一般不导电的馈通312的材料318。在一些预期实施方案中，导管 320与材料318整合但不延伸穿过材料318,而是沿材料318的表面，或在导管320与材料 318的表面之间的中介材料的表面上延伸。如此一来，电信号便可沿水平方向在导电导管 (例如，通孔）或外部衬垫之间传导，或另外连接相互侧向安置的内部和/或外部点。
[0050] 参考图4至图5,可植入医疗设备1110的组件包括馈通1112(例如，共烧陶瓷、单 成岩）、钎焊用的填充材料环1114和套圈1116。在可植入医疗设备1110的组装期间，将 馈通1112插入套圈1116的凹陷1118(例如，开口）中，随后将环1114熔化并钎焊在馈通 1112与套圈1116之间。在一些实施方案中，环1114是金环，且套圈1116是由钛形成。在 一些实施方案中，由于相关的生物相容性质和相对熔化温度的原因，使用金和钛。在一些实 施方案中，用金属，如铌、钛、钥或其它生物相容材料（例如，通过各种可能方法，如物理气 相沉积、溅射、电子束蒸发、电镀、化学气相沉积）涂覆陶瓷绝缘体的侧壁，以促进绝缘体与 套圈之间的连结。金属涂层可促进预成型金环的粘着和钎焊以连结绝缘体与套圈。在其它 预期实施方案中，环和套圈是由不同材料或材料组合形成。
[0051] 参考图6至图7,馈通1112包括在馈通1112的顶表面与底表面之间延伸穿过绝 缘体1122的导电导管1120(例如，通孔）。在一些实施方案中，导电导管1120中的至少一 个部分地延伸穿过绝缘体1122,并耦接到侧向延伸到馈通1112侧面的水平导管1124(图 7)。在其它实施方案中，导管可完全延伸穿过馈通，如从顶部延伸到底部且仍水平连接到另 一主体。在图7中，水平导管1124延伸到钎焊在套圈1116与馈通1112之间的环1114。因 此，水平导管1124可以用作馈通1112的地平面。在一些实施方案中，导电导管1120(包括 水平导管1124)包括钼。在一些这种实施方案中，将水平导管1124印刷到未烧过（例如， 绿色）的陶瓷材料层上，且与其它导电导管1120和绝缘体1124共烧。
[0052] 参考图8至图9,共烧馈通1212包括具有导电导管1216的大体矩形绝缘体1214。 已用生物相容材料的环1220将馈通1212钎焊到可植入医疗设备1210的套圈1218中。认 为矩形绝缘体1214的棱柱形状（图8)可改善钎焊接点的稳定性，如下文中更详细论述。根 据例示性实施方案，对比于如图7中所示的具有突出部分1126的套圈1116,套圈1218无突 出部分，其中绝缘体不受套圈1218的下侧上的凸缘或伸出支撑。通过增大导电导管1216 与套圈1218之间的短路路径长度，套圈1218的无突出部分的设计意在改善馈通1212的导 电导管1216的电隔离，这还意在改善外部互连通道（例如，耦接到馈通1212的导线）。
[0053] 现参考图10至图13,馈通410是根据另一例示性实施方案示出且包括主体 412(例如，绝缘体）和至少一个导管414(例如，导电通路、电导管、通孔）。如所示，馈通410 包括11个导管414,但根据其它实施方案，可以包括更多或更少数量的导管，或不同的导管 布局。根据例示性实施方案，主体412是由电绝缘体材料形成，且在一些实施方案中，主体 412包括大体平整面416 (例如，侧面、外表面）。面416通过角418或边缘而相互分离。
[0054] 根据例示性实施方案，馈通410还包括被构造成将电传导穿过主体412的电绝缘 体材料的导管414。导管414可以大体笔直或弯曲（例如，交错、迂回、曲折）。通过更好地 阻碍流体渗出（例如，流经、进入）导管414与主体412之间，导管414的弯曲路径可以改 善馈通410的气密密封。然而，相对于具有大体笔直路径（例如，重叠在直线上）的导管， 弯曲路径可能增大电阻，降低馈通410的效率。在一些实施方案中，金属化材料的电阻小于 约30m Ω，如小于约l〇m Ω。在其它实施方案中，金属化材料的电阻小于约l〇〇m Ω。金属化 材料的电阻可作为导管414的直径、主体412的厚度、材料和其它性质的函数而变化。在一 些设计中，电阻会随着导管交错或被制成弯曲以加强气密性而增大，然而发现给予材料、设 计和共烧过程的适当组合，可能不一定需要弯曲路径和相关电阻损失。
[0055] 在一些实施方案中，主体412的面416和角418 -起形成馈通410的大体棱柱形或 直线形外部形状系数，其中主体412的至少一些面416 (例如，相对于末端422的顶面420) 大体相互垂直或大体相互平行。在一些这种实施方案中，主体412的所有面416大体相互 垂直或大体相互平行。在其它实施方案中，所有面均不大体相互垂直。在还有其它实施方 案中，至少一些面不平整。
[0056] 根据例示性实施方案，馈通410是以具有矩形面416的盒形结构的形式提供，如方 块、砖块或立方体。在一些这种实施方案中，主体412包括顶面420、底面426和在顶面420 与底面426之间延伸的侧面（例如，末端422和纵长的侧面428)。每个侧面422、侧面428 包括平整表面。在一些实施方案中，末端422的平整表面相互具有大体相同的大小和形状， 且纵长侧面的平整表面相互具有大体相同的大小和形状。在其它预期实施方案中，馈通一 般为圆柱形、椭圆形或其它形状。
[0057] 仍参考图10至图13,主体412的末端422的平整表面相互平行。在一些这种实施 方案中，主体412的顶面420和底面426包括与主体412的末端422的平整表面垂直的平 整表面。在一些这种实施方案中，沿主体412纵长延伸的侧面428包括也与主体412的末 端422的平整表面垂直的平整表面。根据这一实施方案，主体412的三个相互垂直的横截 面每个具有大体矩形外围。例如，一个矩形横截面沿纵长方向延伸，另一个跨过主体的宽度 延伸，且第三个矩形横截面沿水平面切割主体。
[0058] 根据例示性实施方案，馈通410的主体412还包括在馈通410的外部的面416之 间的角418。角418和边缘可以是直角，或可为其它角度。在一些实施方案中，角418被圆 化（例如，圆角化、平滑化、钝化）。根据例示性实施方案，角418是在将主体412切割成直 线形形状后通过滚磨、研磨、碾磨、抛光或另一种成形过程被圆化。在这种实施方案中，通过 研磨剂（如碳化硅沙砾）逐渐打磨角418。成形过程的受控且有限应用可充分维持主体412 的相对精确几何形状，同时降低了因角418而产生应力集中和引发破裂部位的可能性。受 控且有限的成形还可以降低在绝缘体412的表面下发生损坏的可能性。然而，在还有其它 预期实施方案中，角可以呈斜面或尖锐角。
[0059] 根据例示性实施方案，馈通410的主体412是由陶瓷材料形成，且导管414是由金 属糊膏（例如，通孔糊膏）形成。在馈通410的制造期间，将导管414的金属糊膏填充到在 主体412的陶瓷材料中的孔424中（例如，方孔、圆孔、椭圆孔等）（见一般地在下文论述的 图21)。随后共烧馈通410的主体412和导管414-主体412的陶瓷材料和导管414的 金属糊膏两者在窑炉中同时一起烧制，如在约1600°C的温度下烧制约一小时。
[0060] 根据例示性实施方案，主体412的材料包括氧化铝（例如，铝氧化物，刚玉），如至 少70 %的氧化铝或约92 %或96 %的氧化铝。在一些实施方案中，导管414的金属糊膏主要 包括钼（例如，钼粉）和添加剂，其中添加剂包括氧化铝（例如，d 5Q为1至10 μ m的氧化铝 粉）。导管414的金属糊膏可包括具有在3μπι至ΙΟμπι之间的平均粒径（例如，d5(l平均粒 径）的第一钼粉、具有在5 μ m至20 μ m之间的平均粒径的第二粗钼粉，或钼粉的组合。在其 它预期实施方案中，如可能或可能并非意在用于移植物中的那些实施方案，糊膏可包括钛、 铌、锆、钽、其它耐火金属、它们的合金、它们的氧化物或其它材料，用以补充或替代钼。
[0061] 认为使用不同粒径的金属糊膏材料（包括添加剂）会改变金属糊膏的热膨胀响应 和/或烧结动力学和性质（例如，烧结收缩、收缩特性），这可以根据需要加以调整以与共烧 馈通的其它材料（如主体412的材料）相容。此外在一些实施方案中，在共烧过程期间，烧 结主体412的氧化铝，且作为金属糊膏的添加剂的氧化铝可以改善导管414的金属糊膏与 主体412的氧化铝之间的粘着，使彼此之间形成强共烧粘结。
[0062] 在微米级上，金属糊膏中的氧化铝可以在孔424中与主体412的氧化铝沿导管414 与主体412之间接界（例如，边界、介面）粘结（见一般地如图14至15中所示的扫描电子 显微图）。当对比于金属糊膏中不存在作为添加剂的氧化铝的情况下在导管414与主体412 之间的粘结时，认为金属糊膏中具有作为添加剂的氧化铝而形成的粘结由于氧化铝添加剂 与主体412的氧化铝之间的相互作用而显著改善气密密封。在金属糊膏中包括作为添加剂 的氧化铝可减小空隙的大小和数量，而且还可以改善在共烧过程期间金属糊膏与主体412 的陶瓷的热膨胀相容性，减小另外由馈通410的不同材料的不均等膨胀或收缩而导致的应 力且形成气密、生物稳定的共烧粘结。
[0063] 至少部分由于选择用于主体412和导管414的材料组合，共烧过程的结果是导管 414与主体412气密密封。防止流体（如体液和气体）穿过导管414或流经馈通410的导 管414与主体412之间，如通过介面处的微孔链。此外，馈通410利用以几年量级的长时间 内不会分解的气密密封保持生物稳定。
[0064] 参考图14至图15,共烧馈通1310、馈通1410包括导电导管1314、导电导管1414 的材料与绝缘体1316、绝缘体1416的材料之间的介面1312、介面1412,这些介面至少部分 由于导电导管1314、导电导管1414的材料中使用的添加剂而相互不同。虽然图14至图15 中所示的绝缘体1316、绝缘体1416的材料大体相同（例如，约92%的氧化铝），但图14中 所示的导电导管1314的材料包括钼（例如，以糊膏形式用于共烧的钼粉）和A1 203、Si02、 Ca0、Mg0添加剂，而图15中所示的导电导管1414的材料包括钼，仅以A1 203作为添加剂。图 14至图15的共烧介面1312、介面1412均包括一些初始缺陷1318、缺陷1418(例如，空隙、 孔）。然而，已发现仅使用A1203作为添加剂会减小初始缺陷1418的数量和/或大小，提供 改善的介面1412(例如，共烧粘结）。
[0065] 出于联系上下文的目的且如表1中所概括，评估了一组通孔金属化材料组合物的 与共烧和馈通性能有关的参数，如通孔突出、粘着、翘曲、电阻和气密性。将不同添加剂和添 加剂组合（例如，单独A1 203 ;A1203、Si02、MgO和CaO ;和Si02、MgO和CaO)在范围从糊膏的 0%至10%的不同浓度水平下提供到钼糊膏。
[0066] 表 1
【权利要求】
1. 一种用于可植入医疗设备的气密馈通，包括： 具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，其是陶瓷且形成绝缘体；和 大体填充所述孔且形成导管的第二材料，其中所述第二材料包括钼粉混合物和氧化铝 添加剂，其中所述钼粉混合物包括具有在约3与10微米之间的平均粒径的第一钼粉和比所 述第一钼粉粗且具有在约5与20微米之间的平均粒径的第二钼粉； 其中所述第一材料和所述第二材料之间具有气密密封所述孔的共烧粘结。
2. 根据权利要求1所述的馈通，其中所述钼粉混合物包括在约50与80重量百分比之 间的所述第一钼粉和在约20与50重量百分比之间的所述第二钼粉。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，其中所述第一材料包括大于70重量％氧 化错。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，其中所述钼粉混合物包括在约70与80重 量百分比之间的所述第一钼粉和在约20与30重量百分比之间的所述第二钼粉。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，其中所述第一钼粉的比表面积经单点BET 方法测定为约0. 01与0. 15m2/g之间，且所述第二钼粉的比表面积在约0. 15与0. 50m2/g之 间。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，还包括上覆所述孔且在所述片材上延伸至 少部分经过所述孔的覆盖衬垫。
7. 根据权利要求6所述的馈通，其中所述绝缘体和所述衬垫彼此之间具有共烧粘结， 其中所述共烧粘结使所述绝缘体与所述衬垫气密密封，且其中所述气密密封生物稳定以使 在所述导线附接到所述衬垫后维持浸润耐久性。
8. 根据权利要求6至7中任一项所述的馈通，其中所述衬垫包括所述第二材料的底层， 且其中所述衬垫还包括上覆所述底层的第三材料的额外层，其基本上由钼组成。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，还包括： 耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔，所 述第二材料至少部分填充所述第一孔和所述第二孔； 其中所述共烧粘结气密密封所述第一孔和所述第二孔；和 其中所述第一孔和所述第二孔大体相互对齐，以使所述导管形成穿过所述第一片和所 述第二片材的大体笔直导电路径。
10. 根据从属于权利要求6至8中任一项的权利要求9所述的馈通，还包括上覆所述第 二孔且在所述第二片材上延伸至少部分经过所述第二孔的第二覆盖衬垫； 其中所述覆盖衬垫接触所述第二片材的所述第二孔。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，其中所述共烧粘结包括Si02、MgO和CaO 中的至少一种从所述第一材料向所述导管中的扩散。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的馈通，其中所述钼粉混合物经过优化以获得小 于20微米的通孔突出。
13. 根据权利要求12所述的馈通，其中所述通孔突出小于10微米。
14. 一种制造根据前述权利要求中任一项所述的馈通的方法，包括： 提供为所述第一材料且具有孔的所述片材； 用所述第二材料填充所述孔；和 共烧所述第一材料和所述第二材料以形成所述共烧粘结且气密密封所述孔。
15.根据从属于权利要求6至8和权利要求10中任一项的权利要求14所述的方法，还 包括将所述覆盖衬垫印刷在所述孔上和在所述片材上至少部分经过所述孔。
【文档编号】B22F7/08GK104083826SQ201410345106
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2012年8月1日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】森冈健吾, A·克努森, 佐藤慎吾, 乙丸秀和, A·汤姆, 牧野浩, M·赖特雷尔, G·穆恩斯, T·米尔蒂奇, J·山本, 平田贵人 申请人:美敦力公司, 京瓷株式会社