专利名称：导管端部装置和用于制造该导管端部装置的方法
技术领域：
本发明大体而言涉及导管，且更特定而言涉及导管端部(cathether tip)装置。
背景技术：
导管端部装置广泛地用于医疗诊断领域用于携带安装于导管端部中的各种装置， 包括集成电路芯片。在一实例中，在导管端部内的传感器芯片可通过身体孔口或手术切口 插入到活体内。这些现有导管端部装置的构件和构造需要手动地执行若干制造和组装过程 步骤，包括芯片附着和用于电连接的线附着。将芯片放置于平坦载体表面上常常较为困难 或不准确。此外，附着到平坦载体表面上的芯片的周边密封常常导致用于做出该附着的粘 合剂溢流。为了降低制造成本和与此制造相关联的人为误差，有利地提供无需手动执行若 干制造和组装过程步骤的导管端部装置。
发明内容
本发明公开了一种导管端部装置和用于制造该导管端部装置的方法，该装置包括 附着到囊状体(capsule)上的转换器模块(transducer module)，其中转换器模块包括载 体，载体包括凹陷的芯片附着区、位于凹陷的芯片附着区中的转换器芯片、以及至少一根导 电引线，至少一根导电引线沉积到载体上且与转换器芯片互连。凹陷的芯片附着区的外周 大于转换器芯片的外周，在转换器芯片的至少一个边缘与该外周之间形成凹槽，粘合剂位 于凹槽中以将转换器芯片附着到凹陷的芯片附着区。制造导管端部装置的方法涉及载体阵 列的使用。
图1示出根据本发明的一实施例的导管端部装置的透视图。图2示出根据本发明的一实施例的导管端部装置的截面图。图3示出在本发明的一实施例中的转换器模块的透视图。图4示出用于制造导管端部装置的方法的一实施例的流程图。图5示出在本发明的一实施例中的载体阵列。图6示出在本发明的一实施例中在制造期间用于安装多个囊状体和载体阵列的 固定工具。图7示出用于制造导管端部装置的方法的替代实施例的流程图。
具体实施例方式本发明提供一种导管端部装置1000，其用于携带安装于导管端部中的一个或多个 集成电路芯片212，包括(例如)转换器转换器(例如，传感器和促动器)芯片、数据处理装 置(例如，ASIC微处理器)和遥测装置(例如，用于无线或RF通信)，其可被配置成响应于 外部边界条件(例如，压力、温度、PH等)提供电信号输出。导管端部装置1000可通过身体孔口或手术切口插入到活体内且可用于多种应用，包括(例如)在身体内执行压力、温度、 PH等的直接测量。在本发明的一实施例中，在图1和图2中示出，导管端部装置1000可包 括附着到囊状体102上的转换器转换器模块104。在本发明的一方面，囊状体102可由生物相容性材料(例如，塑料材料)制成。在 本发明的一实施例中，囊状体102材料可为符合IS010993的材料。本领域技术人员应了解 以下事实其它医药级材料可在本发明的实质和范畴内，包括(例如)金属、陶瓷或复合材 料。在本发明的另一方面，囊状体102可具有基本上圆柱形的形状因素(form factor)，带 有窗口，窗口被配置成至少部分地暴露该转换器转换器模块104。本领域技术人员应了解以 下事实囊状体102的其它形状因素可在本发明的范围和实质内。在本发明的再一方面，转换器模块104可包括附着到载体214上的至少一个转换 器芯片212，在图3中最佳地看出。转换器芯片212可(例如)为微机械传感或促动器元 件。使用模制互连装置(MID)技术制造载体214。在本发明的一实施例中，载体214可由塑 料材料制成。在本发明的另一实施例中，载体214可由陶瓷材料制成。本领域技术人员应 了解以下事实用于制造载体214的其它材料可在本发明的实质和范围内。在本发明的再一方面，一根或多根导电引线216可沉积到载体214上，例如，通过 金属电镀，作为常规印刷电路板的替代。导电引线216可用于使转换器芯片212与一装置 互连，该装置被配备成接收自转换器芯片212的电信号。这些导电引线216通常为金属。在本发明的再一方面，载体214可具有凹陷的芯片附着区220(或井)，其外周大 于接纳于凹陷的芯片附着区220内的转换器芯片212的外周，从而在转换器芯片212放置 于凹陷的芯片附着区220内时，在转换器芯片212的一个或多个边缘与凹陷的芯片附着区 220之间形成敞开的凹槽222。凹陷的芯片附着区220可便于将转换器芯片212放置到载 体214上。在本发明的另一实施例中，凹陷的芯片附着区220可接收转换器芯片212和另 外的芯片装置(例如，ASIC、RF收发器等)。在本发明的又一实施例中，载体214可包括两 个或两个以上凹陷的芯片附着区220用于个别地接纳两个或两个以上芯片。在本发明的另一方面，可在凹槽222中使用粘合剂224(诸如硅酮凝胶或室温硫化 (RTV)硅酮)将转换器芯片212附着到凹陷的芯片附着区220，凹槽222形成于转换器芯片 212的边缘与凹陷的芯片附着区220的外周之间。凹槽222防止粘合剂224溢流。在本发明的另一方面，转换器芯片222可与一根或多根导电引线216互连。在本 发明的一实施例中，在转换器芯片212与导电引线216之间的互连218可为由一根或多根 结合线提供的电互连。结合线可由直径为(例如)25μπι至75μπι的细线提供。结合线可 (例如)由金、铝、银或铜制成。本领域技术人员应了解以下事实其它线材可在本发明的 实质和范围内。在本发明的另一实施例中，转换器芯片212与导电引线216的电互连可通 过使用倒装芯片(flip chip)技术提供，其使用焊料凸点(solder bumps)而不是结合线。在本发明的另一方面，转换器模块104可以多种方式附着到囊状体102，包括(例 如)塑料焊接、溶剂结合或使用粘合剂。囊状体102可填充密封剂(未图示)，密封剂(例 如)由电介质硅酮灌封提供。现参看图4所示的流程图来描述用于制造导管端部装置1000的方法的一实施例。 在本发明的此实施例中，若干制造过程步骤可全自动进行，从而提供显著的品质改进和成 本降低。
在步骤410，可使用MID技术产生载体214的阵列500(在图5中最佳地示出)。载 体214中可合并导电引线216。每个载体214可具有至少一个凹陷的芯片附着区220(如图 3所示)用于附着至少一个转换器芯片212。可由自动化过程来执行此步骤410。在步骤420，多个囊状体102可安装到固定工具600上(在图6中最佳地观察)。 固定工具600可具有至少一个凹陷区610，其具有开口 620，开口 620被配置成接纳囊状体 102。在本发明的一方面，可提供一机构来保持在固定工具600内就位的囊状体102中的每 一个在相同方位。在本发明的一实施例中，囊状体102可以阵列提供以便于放置到固定工 具600的开口 620内。可由自动化过程来执行此步骤420。在步骤430，包括阵列500的载体214可插入于并附着到在固定工具600中安装的 囊状体102上。可由自动化过程来执行此步骤430。在步骤440，至少一个转换器芯片212可被拾取并放置到阵列500的每个载体214 的凹陷的芯片附着区220内。可在凹槽222中使用粘合剂224(诸如硅酮凝胶或室温硫化 (RTV)硅酮)将转换器芯片212附着到凹陷的芯片附着区220，凹槽222形成于转换器芯片 212的边缘与凹陷的芯片附着区220的外周之间。此凹陷的芯片附着区220和凹槽222也 允许使用B级环氧树脂，通过将预成型的环氧树脂放置于凹陷的芯片附着区220中，然后放 置转换器芯片212，且然后使环氧树脂回流而无溢流风险。可由自动化过程来执行此步骤。在步骤450，每个转换器芯片212可与载体214阵列的相应载体214的一根或多 根导电引线216互连。在本发明的一实施例中，在转换器芯片212与导电引线216之间的 互连218可由一根或多根结合线提供。线结合可附着到芯片212和到导电引线216上，通 过(例如)楔形结合或球结合，使用(例如)热压或测温结合方法。可由自动化过程来执 行此步骤。在本发明的另一实施例中，转换器芯片212与导电引线216的电互连可使用倒 装芯片技术提供，其使用焊料凸点而不是结合线。焊料凸点可沉积于转换器芯片212上，且 可通过翻转转换器芯片212使得顶侧朝向安装区而实现互连，其中焊料凸点可直接连接到 导电引线216。可由自动化过程来执行此步骤。本领域技术人员应了解以下事实提供转 换器芯片212与导电引线216互连的其它方法可在本发明的范围和实质内。在完成步骤450时，可产生包括多个完成的转换器模块104的阵列，在该阵列中的 每个转换器模块104包括附着到载体214上的转换器芯片212和在转换器芯片212与载体 214的导电引线216之间的一个或多个互连218。在步骤450，囊状体102可被填充密封剂，(例如)由自动化过程通过电介质硅酮 灌封提供，以保护转换器芯片212和互连218与外部环境隔开。在步骤470，可从载体214的阵列取出完成的转换器模块104。可由自动化过程来 执行此步骤。现参看图7所示的流程图来描述用于制造导管端部装置1000的方法的另一实施 例。在本发明的此实施例中，若干制造过程步骤可全自动进行，从而提供显著的品质改进和 成本降低。在步骤710，可使用MID技术产生载体214阵列。载体214中可合并导电引线216。 每个载体214可具有至少一个凹陷的芯片附着区220(如图3所示)用于附着至少一个转 换器芯片212。可由自动化过程来执行此步骤。在步骤720，至少一个转换器芯片212可附着到载体214阵列中的每个载体2145上，例如，使用粘合剂224。在一实施例中，转换器芯片212可附着到至少一个凹陷的芯片附 着区220，其中在转换器芯片212的至少一个边缘与凹陷的芯片附着区220的外周之间形成 凹槽222，如图3所示。可由自动化过程来执行此步骤。在步骤730，在转换器芯片212与载体214阵列的相应载体214的一根或多根导电 引线216之间的互连218可使用线结合或倒装芯片技术提供。在完成步骤730时，可产生包括多个完成的转换器模块104的阵列，该阵列中的每 个转换器模块104包括附着到载体214上的转换器芯片212和在转换器芯片212与载体 214的导电引线216之间的一个或多个互连218。在步骤740，可从载体214阵列取出完成的转换器模块104。可由自动化过程来执 行此步骤。在步骤750中，可将完成的转换器模块104附着到囊状体102上，例如，经由塑料 焊接、溶剂结合、或者使用粘合剂，通过手动或自动过程。在步骤760，囊状体102可被填充密封剂，(例如)由自动过程通过电介质硅酮灌 封提供，以保护转换器芯片212和互连218与外部环境隔开。在完成步骤760后，生产导管 端部装置100。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳实施方式，使得本领域技术人员能 做出和使用本发明。本发明专利保护范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员想 到的其它实例。如果其它实例具有与权利要求书的字面语言并无不同的结构元件或者如果 其它实例包括与权利要求书的字面语言并无实质不同的等效结构元件，其它实例预期在权 利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种导管端部装置，包括 囊状体；转换器模块，其附着到所述囊状体上，所述转换器模块包括载体，所述载体包括凹陷的 芯片附着区，位于所述凹陷的芯片附着区的转换器芯片，以及沉积到所述载体上的至少一 根导电引线，所述至少一根导电引线与所述转换器芯片互连；其中所述凹陷的芯片附着区的外周大于所述转换器芯片的外周，在所述转换器芯片的 至少一个边缘与所述外周之间形成凹槽；以及，位于所述凹槽中的粘合剂，将所述转换器芯片附着到所述凹陷的芯片附着区。
2.根据权利要求1所述的导管端部装置，其中所述至少一根导电引线经由至少一根结 合线而与所述转换器芯片电互连。
3.根据权利要求1所述的导管端部装置，其中所述载体是使用模制互连装置(MID)技 术制造。
4.根据权利要求1所述的导管端部装置，其中所述转换器芯片包括传感器。
5.根据权利要求1所述的导管端部装置，其中所述转换器芯片包括促动器。
6.一种用于制造导管端部装置的方法，所述方法包括以下步骤生产载体的阵列，每个所述载体包括凹陷的芯片附着区和沉积到所述载体上的至少一 根导电引线；将多个囊状体安装到固定工具上；将所述载体的阵列插入所述多个囊状体内，所述多个囊状体安装到所述固定工具上； 将至少一个转换器芯片附着到每个所述载体的所述凹陷的芯片附着区上；以及， 使所述至少一个转换器芯片与每个所述载体的所述至少一根导电引线互连。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述将至少一个转换器芯片附着到每个所述载体 的所述凹陷的芯片附着区上的步骤包括以下步骤将所述转换器芯片放置于所述载体的所述凹陷的芯片附着区中，在所述转换器芯片的 至少一个边缘与所述凹陷的芯片附着区的外周之间形成凹槽；以及， 提供位于所述凹槽中的粘合剂。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一根导电引线与所述转换器芯片的互连 由至少一根结合线提供。
9.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一根导电引线与所述转换器芯片的互连 由使用倒装芯片技术提供。
10.根据权利要求6所述的方法，其中所述载体的阵列使用模制互连装置(MID)技术来 生产。
全文摘要
本发明公开了导管端部装置(1000)和用于制造导管端部装置(1000)的方法，该装置包括附着到囊状体(102)上的转换器模块(104)，其中转换器模块(104)包括载体(214)，载体(214)包括凹陷的芯片附着区(220)，位于凹陷的芯片附着区(220)中的转换器芯片(212)，以及至少一根导电引线(216)，至少一根导电引线(216)沉积到载体(214)上且与转换器芯片(212)互连(218)。凹陷的芯片附着区(220)的外周大于转换器芯片(212)的外周，在转换器芯片(212)的至少一个边缘与该外周之间形成凹槽(222)，粘合剂(224)位于凹槽(222)中以将转换器芯片(212)附着到凹陷的芯片附着区(220)。制造导管端部装置(1000)的方法涉及载体(214)阵列的使用。
文档编号A61M25/00GK102046078SQ200980121192
公开日2011年5月4日 申请日期2009年4月13日 优先权日2008年5月30日
发明者B·J·奈曼, M·克利茨克, M·谢沃德, W·金 申请人:通用电气公司