专利名称：导管尖部装置及其制造方法
技术领域：
本文公开的主题大体涉及导管，并且更具体而言，涉及导管尖部装置。
背景技术：
在医疗诊断领域中广泛使用导管尖部装置来承载安装在导管尖部的囊中的各种构件，包括集成电路芯片(die)。例如，安装在导管尖部内的传感器芯片能够通过身体孔ロ和/或通过外科手术切ロ来插入到活体中。至少ー些已知的导管尖部装置的构件和结构ー般需要手动地执行大部分制造和/或组装过程。例如，将已知的电路芯片手动地联接到电连接件上，以及然后通过载体将它们手动地安装在囊内。将载体/芯片精确地安装在囊内会增强导管尖部装置的操作性，并且促进将导管尖部装置置于身体内。但是，将芯片置于囊内常常是困难或不精确的，并且可依赖于组装导管尖部装置的技术员。通常，将芯片置于囊内会导致芯片的电连接部接触囊，从而造成芯片的运行问题和/或失效。此外，使用手动组装一般会増加制造成本和/或与这种制造相关联的人为误差。
发明内容
在一方面，提供一种换能器模块。该换能器模块包括载体和阻隔件，阻隔件从载体延伸，以促进在制造过程期间保护载体的芯片区域。在另一方面，提供一种导管尖部装置。该导管尖部装置包括囊、换能器模块和阻隔件，阻隔件从载体延伸，以促进在制造过程期间保护载体的芯片区域。在另一方面，提供ー种制造导管尖部装置的方法。该方法包括形成载体，载体包括促进保护载体的区域的阻隔件，并且该方法包括在载体上形成促进接收导电导线的凹槽式导线区域。
图I示出了示例性导管尖部装置的透视图。图2示出了图I中显示的导管尖部装置的平面图。图3示出了可用于图I中显示的导管尖部装置的换能器模块的平面图。图4示出了图I中显示的导管尖部装置的沿着图3的线4-4得到的局部横截面图。图5示出了图3中显示的换能器模块的侧视图。图6示出了图3中显示的换能器模块的局部端视图。图7示出了用于制造图I中显示的导管尖部装置的示例性方法的流程图。部件列表10导管尖部装置12 芯片14换能器模块比囊
18 腔体20 窗ロ22 壳体24 凹槽26 载体28 表面30芯片区域31外周缘32导线区域33外周缘34导线垫区域35 边缘36凹ロ式芯片附连区域37外边缘38 凹槽39 壁40 剂41内部部分42阻隔件44上表面46 侧壁48 端壁50 第一端52 第二端54 本体56 凹槽58导电导线60载体端64熔敷材料66互连件h:第一端高度h2第二端高度hsw侧壁高度hic互连件高度700产生载体阵列710在各个载体中产生导线区域、凹ロ式芯片附连区域和阻隔件720在导线区域中产生至少ー个凹槽730将换能器芯片附连在导线区域内740使换能器芯片与至少ー个导电导线互连
750对准阻隔件与囊760将载体插入到囊中770封闭进填料780将至少ー个导电导线布置到至少ー个凹槽中790将导线附连材料施用到至少ー个导电导线上且施用到至少ー个凹槽内
具体实施例方式图1是示例性导管尖部装置10的透视图。图2是装置10的平面图。图3是用于装置10的换能器模块14的平面图。在示例性实施例中，使用导管尖部装置10来承载安装在导管尖部(未显示)中的ー个或多个集成电路芯片12。例如，芯片12可(但不限干)用于换能器(例如传感器和促动器)、数据处理装置(例如ASIC微处理器)和/或遥测装置(例如用于无线或RF通讯)。芯片12可构造成响应于患者的外边界状况(例如压カ、温度、PH值等)而提供电信号输出。装置10可通过身体中的孔口和/或通过外科手术切ロ而能够插入到活体(未显示)中，并且可用于各种各样的应用，包括例如在身体内对诸如压力、温度、PH值等的參数执行直接測量。在示例性实施例中，导管尖部装置10包括联接到囊16上的换能器模块14。囊16可由诸如(但不限于)塑料材料的生物相容性材料制成，但不限于由其制成。例如，囊16由符合ISO 10993的材料制成。本领域技术人员将理解，可使用其它医疗级材料来制造囊16,包括例如金属、陶瓷或复合材料。在示例性实施例中,囊16为基本圆柱形，并且包括限定在其中的腔体18，腔体18大小设置成和定向成在其中接收换能器模块14的至少一部分。备选地，囊16可具有使得导管尖部装置10能够如本文描述的那样起作用的任何其它形状、大小和/或定向。囊16还包括使得能够观察到换能器模块14的至少一部分的窗ロ 20。在示例性实施例中，囊16包括壳体22，壳体22具有接收换能器模块14的相対的凹槽24。在示例性实施例中，换能器模块14包括联接到载体26上的至少ー个换能器芯片12。换能器芯片12可为例如(但不限干)经微加工的感测元件或促动器元件。可使用模制互连装置(MID)技术来制造载体26。在一个实施例中，载体26由塑料材料制成。在另ー个实施例中，载体26由陶瓷材料制成。应当注意,本领域技术人员将理解,载体26可由使得载体26能够如本文描述的那样起作用的任何材料制成。在示例性实施例中，载体26包括相应地形成有芯片区域30、导线区域32以及在芯片区域30和导线区域32之间的导线垫区域34的表面28。在示例性实施例中，载体26包括具有外周缘31的凹ロ式芯片附连区域或井36，夕卜周缘31大于接收在区域36内的换能器芯片12的外周缘33。因而，在换能器芯片12的一个或多个边缘35和区域36的外周缘之间形成开ロ凹槽38。图4示出了凹ロ式芯片区域36和凹槽38的局部横截面图。凹ロ式芯片附连区域36使得换能器芯片12能够插入到载体26上。在示例性实施例中，芯片附连区域36大小设置成和定向成接收换能器芯片12和至少ー个其它装置，诸如例如ASIC和/或RF收发器。在另ー个实施例中，载体26可包括大小设置成和定向成接收两个或更多个芯片12的两个或更多个凹ロ式芯片附连区域36。在另ー个实施例中，凹ロ式芯片附连区域36不包括形成于芯片12的边缘35和区域36的周缘之间的凹槽38。在示例性实施例中，使用在凹槽38的内部施用的粘合剂40 (例如有机硅凝胶或在室温下硬化(RTV)的有机硅)来将换能器芯片12联接在凹ロ式芯片附连区域36内。凹槽38促进将剂40保持在区域36内，以及因而阻止粘合剂40渗漏出凹ロ式芯片附连区域36。为了促进保护凹ロ式芯片附连区域36和为了促进对准换能器模块14，载体26还包括从载体26的上表面44向上延伸的阻隔件42。阻隔件42包括相对的侧壁46和端壁48。各个侧壁相应地包括第一端50、第二端52和在第一端50和第二端52之间延伸的本体54。侧壁46可定位在载体上表面44的外边缘37处或外边缘37附近。在示例性实施例中，各个第一端50均在载体芯片区域30的附近，而各个第二端52均在导线垫区域34内。备选地，第二端52可定位在载体端60处。不管第二端52的位置如何，本体54都在第一端50和第二端52之间延伸，并且端壁48从侧壁46的各个第一端50延伸。在这种构造中，端壁48和侧壁46部分地包围凹ロ式芯片附连区域36，以促进保护凹ロ式芯片附连的区域36在制造过程期间不被处理。此外，在实施例中，侧壁46部分地邻接导线垫区域34。图5是换能器模块14的侧视图。在示例性实施例中，侧壁第一端50的高度Ii1短于侧壁第二端52的高度h2，使得本体54从第一端50向上朝第二端52渐缩。在一个实施例中，本体54相对于载体上表面44以小于或大致等于45°的角渐缩。在另ー个实施例中(未显示)，第一端50和第二端52形成有大致相同的高度。备选地，第一端50和/或第二端52可形成为使本体54以斜角朝载体表面44渐缩。在另ー个实施例中，第一端50和/或第二端52基本笔直地平行于载体表面44。图6是换能器模块14的端视图。在示例性实施例中，载体26的导线区域32包括至少ー个凹槽56。各个凹槽56大小设置成和定向成在其中接收至少ー个导电导线58。更具体而言，在示例性实施例中，各个凹槽56从载体端60基本沿轴向延伸向导线垫区域34。在示例性实施例中，凹槽56包括成角度的且相对的壁39，壁39形成为定向成和大小设置成在其中接收导电导线58的沟槽构造。凹槽56可形成为使得导电导线58能够如本文描述的那样起作用的任何其它形状，例如(但不限干)正方形形式。导线区域凹槽56促进将导电导线58对准到导线区域32上和/或对准到导线区域32内。凹槽56还促进在其中保持熔敷材料64，诸如例如焊料材料或导电环氧树脂材料，以用于将导电导线58联接在凹槽56内。此外，凹槽56促进降低导线附连材料64电桥接到相邻的导电导线58上的可能性。在一方面，作为传统印刷电路板的替代，例如可通过金属镀覆来将ー个或多个导电导线58布置在载体26上。可使用导电导线58来将换能器芯片12互连到配备来接收传输自换能器芯片12的电信号的装置上。这样的导电导线58典型地是金属的。备选地，可使用其它材料来制造导电导线58。 换能器芯片12可互连到ー个或多个导电导线58上。在一个实施例中，在换能器芯片12和导电导线58之间的互连件66(图4)可为ー个或多个结合线(未显示)提供的电互连件。结合线可由具有例如25 iim至75 iim的直径的细线形成。结合线可由诸如(但不限于)金、铝、银或铜的材料制成。本领域技术人员将理解，可使用其它材料。在另ー个实施例中，可通过使用晶片倒转技术(其包括焊料突出)而非结合线来提供换能器芯片12与导电导线58的电互连。互连件66可形成为如本文描述的那样促进电连接的任何构造。
在示例性实施例中，阻隔件42从载体26向上延伸超过互连件66。如所示出的那样，侧壁46在凹ロ式芯片附连区域36的上方延伸以及沿其延伸，并且邻近最外部的互连件66。侧壁46在互连件66的附近的高度hsw高于互连件66的高度hie。因而，侧壁46促进在换能器模块14组装到囊16上的期间保护互连件66。此外，侧壁46在载体26的外边缘37上用作对准导引件或轨道，以使得载体18能够插入囊凹槽24内。此外，侧壁46促进在载体插入囊的期间使载体26保持与囊16大致齐平。具体而言，侧壁46促进在插入期间阻止载体26向上倾斜，这又阻止互连件66接触囊16的内部部分41。另外，在示例性实施例中，阻隔件42的侧壁46和端壁48促进阻止传感器芯片12和互连件66的任何保护涂层或封闭剂或隔离材料在装置10的组装期间被组装者接触。另外，阻隔件42促进在装置10的运输和进ー步处理期间容纳任何保护涂层或封闭剂或隔离材料。 在导管尖部装置10的制造期间，换能器模块14可以各种各样的方式(包括(但不限于)塑料焊接、溶剂结合和/或使用粘合剂)附连到囊16上。另外，可用封闭剂填充囊16，诸如例如介电有机硅灌封。图7是用于制造导管尖部装置10的示例性方法的流程图。在示例性实施例中，制造过程700-790中的任何或全部均可为完全自动化的，因而提供显著的质量改进和成本降低。首先，使用MID技术来产生700载体26阵列。备选地，可使用可产生载体26而使得载体26如本文描述的那样起作用的任何模制或加工エ艺。使各个载体26形成710有使得至少ー个换能器芯片12能够附连在其中的至少ー个凹ロ式芯片附连区域36。产生710各个载体26，使得阻隔件42定位在至少芯片附连区域30和导线垫区域34上。在制造期间，为导线区域32产生720至少ー个凹槽56。然后将至少ー个换能器芯片12附连730到凹ロ式芯片附连区域36上。可使用粘合剂40 (例如有机硅凝胶或在室温下硬化(RTV)的有机硅)来附连730换能器芯片12与凹ロ式芯片附连区域36。这个凹ロ式芯片附连区域36通过这样的方式使得能够使用环氧树脂将预成形的环氧树脂置于凹ロ式芯片附连区域36中，然后布置换能器芯片12，以及然后使环氧树脂回流，而没有溢出的风险。互连或电联接740各个换能器芯片12。一旦互连，阻隔件42就对换能器芯片12和互连件66提供保护，以防在处理、制造或运输过程期间接触或撞到囊16。在完成换能器芯片12的互连之后，广生完整的换能器t旲块104阵列，阵列中的各个换能器模块14包括附连到载体26上的换能器芯片12，以及在换能器芯片12之间的ー个或多个互连件66。接下来，可将多个囊16安装到夹具(未显示)上。夹具可具有带有构造成接收囊16的开ロ的至少ー个凹ロ式区域。囊16可设置成阵列，以促进将它们置于夹具的开口中。移除或単一化(singulate)载体26阵列的ー侧，以暴露换能器模块14。从阵列中取出完整的换能器模块14。一旦取出，阻隔件42则对准750特定的囊16，使得完整的换能器模块14可插入到囊16中。在插入期间，使阻隔件42的相对的侧壁46对准750囊16的凹槽24。将侧壁46插入760到凹槽24的附近，以启用囊16的腔体18内的芯片凹ロ式区域36。通过诸如(但不限于)通过塑性焊接、溶剂结合或使用粘合剂的エ艺来将插入的载体26附连到囊16上。通过自动化的エ艺，可对囊16填充诸如例如介电有机硅灌封提供770的封闭剂，以保护换能器芯片12和互连件66免受外部环境的影响。将至少一个导电导线58布置780在凹槽56内，使得凹槽56对准导电导线58。在将导电导线58置于凹槽56内之后，将导线附连材料64施用790到导电导线58上和凹槽56内，以使得导电导线58能够附连到载体26上。在制造期间，凹槽56促进将导电导线58对准到导线区域32上。凹槽56还促进将材料64保持在凹槽56内和导电导线58上，使得材料将电桥接到相邻的导电导线58上的可能性降低。 在另ー种方法中，在挤制换能器模块14之前，将导电导线58布置在凹槽56内，使得凹槽56对准730导电导线58。在将导电导线58置于凹槽56内之后，将导线附连材料64施用到导电导线58上和凹槽56内，以使得导电导线58能够附连到载体26上。然后，通过移除或単数化载体26的阵列的一侧来取出换能器模块14，以将换能器模块14插入到囊16中。导管尖部装置10的制造促进将换能器模块14插入到囊16中。换能器模块14大小设置成和定向成精确地插入囊16内，同时在制造过程期间保护芯片、导线和相关联的电互连件。通过防止或去除组装技术员的困难和/或不精确的处理，精确地制造换能器模块14以及将换能器模块14插入囊16内增强了装置10的整体制造性。另外，精确地插入换能器模块14增强了导管尖部装置10的操作性，并且促进将导管尖部装置10置于身体内。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这样的其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则它们意图处于权利要求的范围之内。本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这样的其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则它们意图处于权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种换能器模块,包括 载体(26)，其包括凹ロ式芯片附连区域(36)和导线区域(32)，所述导线区域(32)包括形成于其中的至少ー个凹槽(38);以及 阻隔件(42)，其从所述载体(26)延伸，并且部分地包围所述凹ロ式芯片附连区域(36)，以促进在制造过程期间保护所述凹ロ式芯片附连区域(36)。
2.根据权利要求I所述的换能器模块，其特征在于，所述至少一个凹槽(38)沿着所述导线区域(32)基本沿轴向延伸。
3.根据权利要求I所述的换能器模块，其特征在于，所述至少一个凹槽(38)促进对准布置到所述载体(26)上的至少ー个导电导线(58)。
4.根据权利要求3所述的换能器模块，其特征在于，所述载体(26)包括联接到所述凹ロ式芯片附连区域(36)上的换能器芯片(12)，所述换能器芯片(12)通过互连件(66)来电连接到所述至少ー个导电导线(58)上。
5.根据权利要求4所述的换能器模块，其特征在于，所述阻隔件(42)从所述载体(26)向上延伸高于所述互连件(66) —定距离。
6.根据权利要求I所述的换能器模块，其特征在于，所述阻隔件(42)包括一对相对的侧壁(46)和在所述侧壁(46)之间延伸的端壁(48)。
7.根据权利要求6所述的换能器，其特征在于，各个侧壁(46)包括第一端(50)、第二端(52)以及在所述第一端(50)和所述第二端(52)之间延伸的本体(54)。
8.根据权利要求7所述的换能器，其特征在于，所述第一端(50)具有短于所述第二端(52)的高度(h2)的高度(hi)。
9.一种导管尖部装置，包括 囊(16)； 附连到所述囊(16)上的换能器模块(14)，所述换能器模块(14)包括 包括凹ロ式芯片附连区域(36)且包括导线区域(32)的载体(26)； 位于所述凹ロ式芯片附连区域(36)中的换能器芯片(12)，以及 布置到所述导线区域(32)的至少ー个凹槽(38)中的至少ー个导电导线(58)，所述至少ー个导电导线(58)电互连到所述换能器芯片(12)上；以及 阻隔件(42)，其从所述载体(26)延伸，并且部分地包围所述凹ロ式芯片附连区域(36)，以促进在制造过程期间保护所述凹ロ式芯片附连区域(36)。
10.根据权利要求9所述的导管尖部装置，其特征在于，所述至少一个凹槽(38)包括促进对准布置到所述载体(26)上的所述至少ー个导电导线(58)的相対的壁(39)。
11.根据权利要求9所述的导管尖部装置，其特征在于，所述阻隔件(42)包括一对相对的侧壁(46)和端壁(48)。
12.根据权利要求11所述的导管尖部装置，其特征在于，所述对相对的侧壁(46)部分地包围所述换能器芯片(12)和所述至少ー个导电导线(58)的所述电互连。
13.根据权利要求9所述的导管尖部装置，其特征在于，各个侧壁(46)包括第一端(50)、第二端(52)以及在所述第一端(50)和所述第二端(52)之间延伸的本体(54)。
14.根据权利要求13所述的导管尖部装置，其特征在于，所述本体(54)在所述第一端(50)和所述第二端(52)之间渐縮。
15.ー种制造导管尖部装置的方法，包括 形成载体(26)，所述载体(26)包括凹ロ式芯片附连区域(36)、凹槽式导线区域(32)和至少部分地包围在所述凹ロ式芯片附连区域(36)的周围的阻隔件(42)； 将至少一个换能器芯片(12)附连到所述凹ロ式芯片附连区域(36)上；以及 互连所述至少ー个换能器芯片(12)。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括将至少一个导电导线(58)布置在所述凹槽式导线区域(32)内。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括将熔敷材料(64)施用到所述凹槽式导线区域(32)中。
18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，形成所述载体(26)包括形成包括ー对相对的侧壁(46)和端壁(48)的所述阻隔件(42)。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括通过将所述阻隔件(42)的所述对相对的侧壁(46)对准到所述囊(16)的凹槽(24)中来对准所述阻隔件(42)与囊(16)。
20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法进ー步包括将所述载体(26)插入到所述囊(16)内。
全文摘要
本发明涉及导管尖部装置及其制造方法。一种导管尖部装置和用于制造导管尖部装置的方法。装置(10)包括附连到囊(16)上的换能器模块(14)，其中，换能器模块(14)包括载体(26)。载体(26)包括凹口式芯片附连区域(36)、具有设置在其中的至少一个凹槽(38)的导线区域(32)，并且包括阻隔件(42)。阻隔件(42)从载体(26)延伸，以部分地包围凹口式芯片附连区域(36)。制造导管尖部装置(10)的方法包括利用将载体(26)插入到囊(16)中。
文档编号A61B5/00GK102649001SQ201210052790
公开日2012年8月29日 申请日期2012年2月22日 优先权日2011年2月22日
发明者B·J·奈曼, C·V·米克劳斯, J·F·马尔奎恩, M·A·谢沃德 申请人:通用电气公司