用于监测用户的至少一项身体机能的装置及制造其的方法

文档序号:1256267阅读:107来源:国知局
用于监测用户的至少一项身体机能的装置及制造其的方法
【专利摘要】本发明涉及用于监测用户的至少一项身体机能的装置及制造其的方法。所述装置包括至少一个评估单元和至少一个传感器单元。所述方法包括以下步骤:a)提供评估单元的步骤;b)提供传感器单元的步骤,其中所述传感器单元包括至少一个连接器部件;c)准备步骤,其中贴近所述电接触衬垫对准连接器部分,从而使得所述连接器部分面对电接触衬垫,在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂;d)结合步骤,其中所述评估单元基板和连接器基板被按压在一起,电接触衬垫和连接器部分被按压在一起,并且通过所述各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。
【专利说明】用于监测用户的至少一项身体机能的装置及制造其的方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及一种用于制造监测用户的至少一项身体机能的装置的方法。本发明还涉及一种用于监测用户的至少一项身体机能的装置,其优选地可以通过使用根据本发明的方法而获得。但是其他制造方法也是可行的。根据本发明的方法和装置主要被使用在监测一项或更多项身体机能的任何领域内,比如用于监测用户身体的生理状态,以及更优选地监测用户体液中的分析物浓度并且/或者监测一种或更多种其他类型的身体机能,比如心率、血压或其他类型的身体机能。优选地,根据本发明的装置可以被用于用户体液中的分析物浓度的活体内测量。但是其他应用领域也是可能的。
【背景技术】
[0002]在医疗【技术领域】内,特别在医院中监测患者健康状况的领域内或者在家庭监测的领域内,已经知道用于测量与一项或更多项身体机能有关的一个或更多参数的许多装置。因此具体来说,已经知道用于测量用户的心率、血压或者体液中的一项或更多项分析物的浓度的传感器元件。后面在不限制本发明的范围并且不限制使用其他类型的传感器单元的可能性的情况下,主要在能够对体液中的一项或更多项分析物的浓度进行电化学测量的电化学传感器单元的情境中公开了本发明,比如用于测量血液和/或间质流体中的葡萄糖。
[0003]因此,电化学测试是已知的,其也被称作电化学生物传感器。这种类型的生物传感器主要被用于对例如血液、血浆、间质流体(ISF)或尿液之类的生物液体的成分进行定性和/或定量分析。在本领域内最为广泛地检测的分析物是葡萄糖。但是附加地或替换地也知道用于其他类型的分析物的检测器,比如用于检测乳酸、PTT (部分凝血活素)、pH值、尿素、脂类、乙醇、胆固醇或者其他类型的分析物的检测器。在US 5,413,690、US 5,762,770、US
5,798, 03UUS 5, 997, 817,US 2009/0020502 和 WO 2009/056299 中公开了对于电化学葡萄糖传感器单元的具体实施例的实例。
[0004]在本领域内,为了分析体液,已经知道所谓的单点测量,其需要对体液的特定样本进行采样,并且随后通过使用测量装置或传感器单元对其进行分析。此外,除了单点测量之外,还知道连续测量。因此,特别在间质身体组织(间质组织)中的葡萄糖测量领域内已经知道连续测量方法和装置,其也被称作CM装置。这些连续监测方法和装置特别有用于管理、监测和控制特定类型的疾病,比如糖尿病状态。与此同时还使用了植入式电化学传感器元件,其也被称作或者可以被具体实现为所谓的针状类型传感器或NTS。其中把具有一个或更多电极的有源传感器部分直接放置在测量区段内,比如放置在间质组织中。此外,通过使用具有至少一种检测器物质(其具有一种或更多种酶)的一个或更多传感器电极或工作电极,可以施行电化学原位或活体内测量。因此,作为一个实例,可以使用例如葡萄糖氧化酶之类的酶,其被适配成用于在有葡萄糖存在时生成电荷、电流或电位,从中可以导出葡萄糖的浓度并且可以将其用作测量信号或测量信息。在US 6,360,888或US 2008/0242962 Al中公开了这些类型的经皮测量系统的实例。
[0005]一般来说,本领域内所知的连续监测系统是经皮系统。这里所使用的术语经皮系统指的是用于监测身体机能的装置,其中所述装置包括经皮传感器单元。该经皮传感器单元优选地包含一个或更多电极,其被放置在用户的皮肤下方并且处在用户的身体组织中。所述传感器单元的一部分可以穿通用户的皮肤以便电连接到电子单元,所述电子单元常常也被称作评估单元或贴片,并且其通常可以被适配成用于控制传感器单元以及/或者用于评估由传感器单元提供的信号。所述评估单元通常可以处在用户身体外部,所述用户可以是人类或动物。根据本发明的装置也可以可选地被具体实现为经皮系统。在经皮系统中,通常通过利用一个或多个插入器或者插入辅助物把传感器单元完全或部分地插入到身体组织中。在US 6,360,888 BI中公开了插入器的实例。已知其他类型的插入器。通常来说,经皮系统由用户佩戴一段时间,从几小时到几个月,或者通常是几天到几周,或者更典型地是一周O
[0006]特别在经皮传感器系统的领域内,出现了涉及基板模制、组装技术、电接触和包装的大量技术挑战。因此,常常被用作经皮系统的传感器单元的针状类型传感器通常需要包括具有低电阻的微细导电路径的柔性狭长基板。传感器基板的柔性以及传感器电极的高清晰度模制和可靠接触的要求构成了重要的技术挑战。此外,特别鉴于医疗【技术领域】内的不断升高的成本,通常需要成本高效的制造和组装技术。
[0007]在电子装置领域内,特别在半导体制造或集成电路(IC)制造领域内,通常已知多种制造技术。因此公开了各种印刷技术或模制技术,比如光刻技术或蚀刻技术。此外,在US 6,044,441、US 6, 309, 526 BK WO 00/73785 A2、WO 01/36953 AU WO 01/754438 A2和EP I 152 239 Al中公开了通过激光消融技术来模制导电路径和电极。此外,例如从US6,004,441获知了用于电极模制的印刷技术。这些技术通常受到分辨率的限制。
[0008]此外,在传感器装置领域以及其他【技术领域】内,已经知道许多接触技术。作为一个实例,在US 7,527,716 B2中公开了通过连接器引脚或弹簧接触件的测试条接触。此外,在组装技术的其他领域内,已经知道对 于导电粘合剂的使用。因此各向异性导电粘合剂被用于集成电路中的倒装芯片装置的组装,正如在EP O 995 784 BI或US 6,238,597 BI中所公开的那样。此外,在US 2012/0032910 Al中公开了在触摸面板显示器中使用各向异性粘合剂来接触导电聚合物电极。
[0009]尽管前面列出的技术暗示各种优点,在医疗【技术领域】内仍然存在许多技术挑战,特别对于监测用户的一项或更多项身体机能的接触传感器单元尤其是这样。具体来说,微细图案(特别是宽度较小的导电路径)的电接触仍然是一项技术挑战。因此具体来说,针状类型的传感器通常需要具有狭长形状的传感器单元,其长度通常为几十毫米,并且其宽度通常小于5_或者甚至小于3_。仍然必须制造可靠的导电路径,从而提供低电阻以用于高信噪比下的精确电化学测量。其中特别需要考虑传感器单元的柔性属性。因此例如通过使用基于弹簧的电接触件而获得的机械接触可能导致接触中断或者甚至接触件受损,这特别是由于弹簧接触件在装置使用期间的微观移动而导致的。
[0010]待解决的问题
因此,本发明的一个目的是提供一种用于监测用户的至少一项身体机能的装置及制造其的方法,其完全或者部分地解决了前面所提到的已知技术的缺陷。具体来说,所述装置和方法应当提供一种可靠且成本有效的方式来接触用于监测一项或更多项身体机能的传感器单元,比如通过把传感器单元电接触到评估单元。其中应当提供具有低电阻并且仍然对于机械移动具有高鲁棒性的高精度电接触件。

【发明内容】

[0011]前述问题通过一种用于监测用户的至少一项身体机能的装置以及一种用于制造监测用户的至少一项身体机能的装置的方法而得以解决,所述方法和装置具有独立权利要求的特征。在从属权利要求中列出了可以按照隔离方式或者按照任意组合实现的优选实施例,正如本领域技术人员将认识到的那样。
[0012]在后面所使用的术语“具有”、“包括”或“包含”或者其任何任意语法变化是按照非排他性的方式来使用的。因此这些术语既可以指代其中除了通过这些术语所引入的特征之外在该上下文中所描述的实体中不存在其他特征的情况,也可以指代其中存在一个或更多其他特征的情况。作为一个实例,“A具有B”、“A包括B”和“A包含B”的表达法既可以指代其中除了 B之外在A中不存在其他元件的情况(即其中排他性地仅由B构成的情况),也可以指代其中除了 B之外在实体A中还存在一个或更多其他元件的情况,比如元件C、元件C和D或者甚至其他元件。
[0013]在本发明的第一方面中,公开了一种用于制造监测用户的至少一项身体机能的装置的方法。这里所使用的术语“身体机能”通常可以指代用户身体的任意可测量参数,所述用户是人类或动物。所述参数通常可以包括用户的任何可测量参数,比如表明用户的身体机能或健康状态的参数。因此可以测量一个或更多医疗和/或生理参数,比如以下各项当中的一项或更多项:血压、心率、温度、pH值以及至少一种体液中的至少一种分析物的浓度。另外在这里所使用的术语“监测”通常可以指代测量前面所提到的表明用户的身体机能的一个或更多参数。因此可以采集一个或更多测量值,优选地是不同时间点处的多个测量值,比如表明作为时间的函数的测量值的测量曲线。所述监测优选地可以是活体内监测,正如在后面将更加详细地描述的那样。
[0014]所述装置优选地可以是可以由用户携带的紧凑的可佩带或便携式装置,比如体积小于1000cm3或者甚至小于`500cm3并且/或者重量小于500g (优选地小于200g)的装置。具体来说,所述装置可以被完全或部分地携带在用户身体的身体表面上。
[0015]所述装置包括至少一个评估单元和至少一个传感器单元。这里所使用的术语评估单元指的是所述装置的一个组件或多组件元件,其被适配成用于控制所述装置并且/或者被适配成用于采集测量值,并且可选地用于完全或部分地评估由所述至少一个传感器单元采集的测量值。另外在这里所使用的术语传感器单元通常指的是所述装置的一个组件或多组件元件,其被适配成用于测量表明所述至少一项身体机能的所述至少一个参数。因此正如后面更加详细地概述的那样,所述传感器单元优选地可以包括用于对体液中的至少一种分析物的浓度进行电化学测量的一个或更多电化学传感器。但是附加地或替换地可以包括其他类型的传感器单元,比如以下各项当中的一项或更多项:用于例如通过检测由于心搏而导致的适当移动来检测心率的传感器单元,血压测量单元,温度传感器,pH传感器,或者任何其他类型的传感器单元或其组合。如前所述,所述传感器单元优选地是被适配成用于采集作为时间的函数的测量值的连续监测传感器单元。优选地,所述传感器单元包括至少一个经皮传感器单元,其具有可以穿过皮肤植入到身体组织中的至少一个部分。因此,如前所述,所述传感器单元优选地是被适配成用于活体内测量的传感器单元,优选地是用于对用户的身体组织和/或体液中的分析物浓度进行活体内浓度测量的传感器单元。
[0016]所述方法包括以下步骤。其中,可以按照给定顺序施行各个方法步骤。但是各个方法步骤的其他顺序也是可能的。此外还有可能同时或者至少部分地同时施行一个或更多方法步骤。此外还有可能重复施行一个或更多方法步骤。此外,所述方法还可以包括未列出的附加方法步骤。所包括的方法步骤如下:
a)提供评估单元的步骤,其中所述评估单元具有施加到至少一个评估单元基板的至少一个电接触衬垫,其中所述电接触衬垫电连接到所述评估单元的至少一个电子装置;
b)提供传感器单元的步骤,其中所述传感器单元包括至少一个连接器部件,其中所述连接器部件包括至少一个连接器基板以及施加到所述连接器基板上的至少一条导电路径,其中所述导电路径 包括至少一种导电材料,其优选地是导电有机材料,并且其中所述导电路径具有至少一个连接器部分;
c)准备步骤,其中将所述连接器部分贴近所述电接触衬垫对准,从而使得所述连接器部分面对电接触衬垫,其中在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂;
d)结合步骤,其中所述评估单元基板和连接器基板被按压在一起,其中电接触衬垫和连接器部分被按压在一起,其中通过所述各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。
[0017]这里所使用的术语“提供”通常是指把对应的单元或元件引入到所述制造方法中。所述提供步骤还可以包括完全或部分地制造将要提供的元件。附加地或替换地,可以使用能够买到的元件,或者在别处或在单独的处理中制造的元件。
[0018]如前所述,所述评估单元具有被施加到至少一个评估单元基板的电接触衬垫。这里所使用的术语评估单元基板是指任意基板,优选地是平板形状的基板,即横向延伸超出其厚度至少10倍的元件,更加优选地是至少20倍或更多。优选地,所述至少一个评估单元基板可以包括至少一个印刷电路板,比如由塑料材料和/或陶瓷材料和/或金属和/或纸张材料制成的印刷电路板。此外还可以使用多层设置。但是其他类型的评估单元基板材料也是可行的。如前所述的电接触衬垫可以提供一个接触表面区域,比如一个具有矩形形状、多边形形状或圆形形状的区域。优选地,所述一个或更多电接触衬垫完全或部分地由金属材料制成。因此,所述一个或更多电接触衬垫可以包括至少一个金层。附加地或替换地,可以应用其他类型的金属层,比如Cu、N1、Ag、Au、Pd、Pt的至少其中之一。同样附加地或替换地,所述至少一个电接触衬垫可以完全或部分地由至少一种非金属导电材料制成,比如以下各项的至少其中之一:导电碳材料,比如石墨、石墨烯、碳纳米管、玻璃碳;导电有机材料,比如导电聚合物。
[0019]所述评估单元基板可以包括多条电引线或路径,其中这些引线或路径的至少其中之一导向被施加到评估单元基板的电接触路径。附加地或替换地,在评估单元基板中可以存在至少一个电通孔,以便与电接触衬垫电接触。
[0020]所述电接触衬垫电连接到所述评估单元的至少一个电子装置。该连接可以通过前面提到的至少一个连线、路径或通孔来实现。所述至少一个电子装置优选地可以包括至少一个半导体装置,优选地至少一个有源半导体装置,比如放大器和/或集成电路。附加地或替换地,所述至少一个电子装置可以包括至少一个专用集成电路(ASIC)。对于用于评估电化学测量的评估单元的进一步潜在细节,可以参考前面提到的现有技术,比如参考US2008/0242962 Al中的基站设置,其具有一个或更多电子组件,比如一个或更多恒电位器和/或其他类型的电子组件。因此,电连接到所述至少一个电接触衬垫的所述评估单元的至少一个电子装置优选地可以包括至少一个恒电位器,即可以提供精确D.C.电压源并且/或者可以充当高精度伏特计或安培计(优选地是具有高阻抗的伏特计或安培计)的用在电化学测量中的电子装置。所述恒电位器还可以被适配成充当高精度放大器。这种类型的恒电位器的例子在本领域内是众所周知的。附加地或替换地,所述至少一个电子装置还可以包括其他类型的电子组件。
[0021]如前所述,所述传感器单元包括具有至少一个连接器基板的至少一个连接器部件。所述连接器部件可以是所述传感器单元的被适配成把该传感器单元的传感器元件、传感器区段或任何其他组件电连接到评估单元的任意元件。正如后面更加详细地概述的那样,所述连接器部件优选地可以具有狭长形状。这里所使用的术语连接器基板可以是指被适配成用于承载传感器单元的一个或更多组件并且用于把传感器单元的前面提到的传感器元件或传感器部件连接到所述电子装置的任意基板。最为优选的是,所述连接器基板可以包括例如印刷电路板和/或柔性连接器之类的至少一个塑料基板。附加地或替换地还可以在单层设置或多层设置中使用其他类型的基板材料,比如以下材料当中的一种或更多种:塑料材料,纸张材料 ,金属,陶瓷材料。所述连接器基板优选地可以是柔性连接器基板,也就是说可以通过人力弯曲的基板。因此,所述连接器基板可以包括所谓的弯曲连接器。优选地,所述至少一个连接器基板可以包括至少一个塑料膜或塑料箔片。
[0022]如前所述,所述连接器部件还包括施加到连接器基板的至少一条导电路径,所述导电路径包括具有至少一个连接器部分的至少一种导电材料。优选地,所述导电材料包括至少一种导电聚合物。但是附加地或替换地还可以使用其他导电材料,比如导电碳材料和/或金属,正如后面将更加详细地概述的那样。
[0023]这里所使用的术语导电路径指的是被施加到连接器基板的电引线,其中所述引线由被施加到连接器基板的一个或更多导电层定义。这里所使用的术语导电通常指的是具有至少0.001S/cm的电导率的材料,更加优选的是至少0.0I S/cm的电导率的材料,并且最为优选的是至少0.lS/cm的电导率的材料。所述导电路径优选地可以具有狭长形状,即沿着连接器基板的长度超出连接器基板平面内的宽度至少10倍,更加优选的是超出至少100倍。
[0024]所述导电材料优选地可以是一种材料或者可以包括从包括以下各项的一组当中选择的一种或更多种材料:导电有机材料,优选地是至少一种导电聚合物;导电碳材料,优选地是石墨、石墨烯、玻璃碳和碳纳米管当中的一种或更多种;金属,优选地是从包括Cu、N1、Ag、Au、Pd和Pt的一组当中选择的金属。但是附加地或替换地还可以使用一种或更多种其他导电材料。
[0025]另外这里所使用的术语导电有机材料可以是指具有如前所定义的导电属性的任意有机材料。因此所述至少一种有机材料可以包括至少一个有机膜。因此聚合物材料可以由任何其他有机材料构成,比如具有导电属性的单体有机材料或聚合物有机材料。
[0026]导电材料并且更具体来说例如导电聚合物之类的导电有机材料是本领域内所公知的。因此,有机材料中的导电性可以通过引入适当的掺杂剂材料而生成,比如产生被移位的或者可移动的电荷的导电粒子和/或掺杂剂。但是最为优选的是,所述导电有机材料是一种本征地导电的有机材料或者由其构成,即具有能够例如通过使用移位电子系统而提供电荷输送和/或电荷移位的分子结构的有机材料。所述导电有机材料通常可以包括例如通过提供多个共轭双键而具有扩展n电子系统的有机材料。在理想情况下,所述导电有机材料能够通过电化学措施被可逆地氧化和/或还原,即通过把所述导电有机材料设计成使得所述导电材料可以形成稳定的阳离子或阴离子。
[0027] 另外这里所使用的术语连接器部分指的是被适配成用于连接到电接触衬垫的导电路径的任意部分。因此,所述连接器部分可以由导电路径的所暴露出的一部分形成,比如具有圆形或矩形形状或者任何其他任意形状的一部分,优选地是其某一维度(比如垂直于导电路径的横向延伸的宽度)比其余的导电路径更宽的一部分。类似地,所述电接触衬垫可以具有圆形、矩形或者通常的任意形状。所述连接器部分和接触衬垫二者从而可以提供所暴露出的导电表面区域。正如后面更加详细地概述的那样,由于所述连接器部分将被连接到电接触衬垫,因此所述连接器部分和电接触衬垫优选地具有类似的或兼容的表面几何结构。因此优选的是,所述电接触衬垫的表面区域和所述连接器部分的表面区域提供基本上完全相同的表面区域,其中术语基本上可以包括完全相同的表面区域的微小偏差,比如优选地小于50%的偏差,更加优选的是小于20%。所述连接器部分和接触衬垫二者可以具有类似的或完全相同的几何形状。因此,所述连接器部分和电接触衬垫二者可以提供矩形形状,优选地是具有相同或基本上相同的宽度的矩形形状,其中术语基本上可以包括完全相同的宽度的微小偏差,比如优选地小于50%的偏差,更加优选的是小于20%。其他几何结构也是可能的。
[0028]如前所述,在所述准备步骤中把所述连接器部分贴近电接触衬垫对准,从而使得连接器部分面对电接触衬垫。最为优选的是,正如后面将更加详细地概述的那样,提供多个电接触衬垫和多个连接器部分。在这种情况下,所述对准优选地采用了使得相应的电接触衬垫和相应的连接器部分面对彼此对准的地方。因此,可以把所述多个电接触衬垫当中的一个或更多特定电接触衬垫面对所述多个连接器部分当中的一个或更多特定相应连接器部分对准。因此优选地可以提供1:1对应关系,从而使得一个特定的电接触衬垫面对一个特定的相应连接器部分对准。但是其他实施例也是可行的,比如2:1或1:2对应关系或其他实施例。
[0029]此外,如前所述,在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂。这里所使用的术语各向异性导电粘合剂通常可以是指粘性材料或粘性元件,其本身以及/或者在经过适当处理之后(比如通过施加压力和/或热量)提供各向异性导电属性。因此优选的是,所述各向异性导电粘合剂在从电接触衬垫指向连接器部分(或者反过来)的方向上具有导电属性,并且在垂直于所述方向的方向上(优选地在垂直于电接触衬垫与连接器部分之间的连接的任意方向上)具有电绝缘属性。这里所使用的术语电绝缘是指其电导率低于0.001S/cm,优选地低于0.0001S/cm,最为优选的是低于10_6S/cm,甚至更加优选的是低于10 8S/cm,低于10 9S/cm,低于10 10S/cm,或者甚至低于10 11S/cm的材料。
[0030]各向异性导电粘合剂在本领域内是已知的,并且可以买到。因此,如前所述,可以参照US 2012/0032910 Al。各向异性导电粘合剂通常被使用在显示器制造领域内,以用于提供从驱动器电子装置到液晶显示器的玻璃基板的电连接和机械连接。一般来说,各向异性导电粘合剂可以提供一种或更多种粘性化合物以作为基质或粘性材料。作为一个实例,所述基质材料或粘性材料可以包括环氧树脂和/或丙烯酸酯树脂。一般来说,所述基质材料可以包括可硬化材料,比如热固材料和/或光化学固定材料。此外,所述各向异性导电粘合剂可以包括一种或更多种导电成分,比如一种或更多种导电粒子。各向异性导电粘合剂可以被买到,比如从德国的 Sony Chemicals and Information Devices、Nippon GraphiteIndustries、Hitachi Chemicals 或 Panacol-Elosol GmbH 买至丨J0
[0031]为了提供所述至少一种各向异性导电粘合剂(其中可以使用单成分或多成分各向异性导电粘合剂),有几种技术是可能的。因此,可以把所述各向异性导电粘合剂施加到电接触衬垫或连接器部分或者全部二者。所述至少一种各向异性导电粘合剂可以被提供为一层膜和/或以无定形形式提供,比如以液体形式提供或者提供为糊膏。附加地或替换地,所述至少一种各向异性导电粘合剂可以被提供和/或施加为一层膜。优选地,以可形变形式提供所述至少一种各向异性导电粘合剂,其后是一个或更多硬化步骤,比如热固和/或化学硬化。附加地或替换地,所述至少一种各向异性导电粘合剂可以包括至少一层各向异性导电膜,即可以被施加到电接触衬垫、连接器部分或者全部二者的独立膜类型元件。
[0032]正如后面将更加详细地概述的那样,在提供多个电接触衬垫和多个连接器部分的情况下,优选地为一组这些连接器部分和电接触衬垫同时提供所述至少一种各向异性导电材料,或者优选地为所有连接器部分和电接触衬垫提供。因此通过施加一层膜以及施加无定形材料,可以提供大面积施加,其中多个电接触衬垫或者甚至所有电接触衬垫以及/或者多个连接器部分或者甚至所有连接器部分都被普通数量的各向异性导电粘合剂覆盖。正如前面所解释的那样,所述各向异性属性可以导致连接相应的电接触衬垫与连接器部分,同时在相邻的连接器部分和/或相邻的电接触衬垫之间提供绝缘。
[0033]如前所述,在所述结合步骤中,将评估单元基板与连接器基板按压在一起。其中可以至少在电接触衬垫的区段内和/或在连接器部分的区段内向评估单元基板和/或连接器基板施加压力。因此,可以在电接触衬垫与连接器部分之间的电连接区段内局部施加压力。为了施加压力,可以使用各种工`具。因此优选地可以使用一个或更多压印器来局部施加压力。最为优选的是,可以施加至少0.5MPa的压强,更加优选的是至少IMPa的压强,或者甚至高于IMPa的压强,比如1-1OMPa的压强。正如后面将更加详细地概述的那样,当把电接触衬垫和连接器部分按压在一起时,可以向电接触衬垫与连接器部分之间的各向异性导电粘合剂施加热量、压力和辐射(比如电磁辐射和/或红外辐射)当中的一项或更多项。因此例如可以通过评估单元基板在电接触衬垫的区段内并且/或者通过连接器基板在连接器部分的区段内施加热量。因此作为一个实例,可以通过使用至少一个压印器施加至少100°C的温度,比如100°C -200°C的温度,优选地是120°C _170°C的温度。后面将给出其他实例。一般来说,可以把所述结合步骤中的压力施加与热量和/或辐射施加相组合,比如通过施加压力和热量或者通过施加压力和辐射。
[0034]如前所述,在步骤d)中,通过各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。因此在步骤d)中,通过把电接触衬垫和连接器部分按压在一起,连接器部分与电接触衬垫之间的各向异性导电粘合剂被压缩,从而通常并优选地引入各向异性导电属性。因此,如前所述,可以在压缩方向上提供导电性,即在从电接触衬垫到连接器部分(或者反过来)的方向上提供导电性,然而在任意垂直方向上(即在垂直于该方向的平面内)提供电绝缘属性。
[0035]优选地,如前所述,所述传感器单元可以包括至少一个可植入传感器单元。所述可植入传感器单元包括被适配成植入到用户的身体组织内的至少一个可植入部分。这里所使用的术语可植入是指可以把对应的元件插入到用户的身体组织中这一事实。为此目的,所述可植入元件可以包括适当的维度,比如在可植入组件的任意方向上的延伸不超过50mm,优选地不超过30_。最为优选的是,例如通过避免使用有毒表面材料,所述可植入元件具有生物相容属性。为此目的,如本领域内所知,所述可植入组件可以包括生物相容材料,并且/或者可以被生物相容覆盖物所覆盖,比如被生物相容隔膜(更优选的是半透膈膜)所覆盖。因此,例如被适配成用于植入到身体组织中的可植入部分的所述可植入组件可以完全或部分地被半透膈膜所覆盖,从而允许待检测分析物(诸如葡萄糖)的渗透,并且/或者允许例如水之类的电解质的渗透,然而所述可植入部分的各组件(比如检测器物质或其各个部分)则被所述半透膈膜阻止。这些类型的隔膜在本领域内是已知的。作为一个实例,可以使用聚酰亚胺隔膜和/或水凝胶隔膜,例如在WO 2007/071562 Al中和/或在WO 2005/078424 Al中公开的隔膜。但是也可以使用其他类型的传感器设置。
[0036]此外,为了进一步增强所述可植入部分的可植入性,所述可植入部分可以被完全或部分地具体实现为柔性可植入部分,也就是说具体实现为通过施加在植入期间发生的典型力(比如小于ION的力)就能够很容易地以20mm或更小的弯曲半径可逆地弯曲的一个部分。
[0037]所述传感器单元可以优选地具有狭长形状,其具有纵向延伸(比如沿着进入到身体组织中的植入轴的延伸)和与纵向延伸垂直的横向延伸,其中纵向延伸优选地超出横向延伸至少5倍,优选地超出至少10倍。所述传感器单元优选地可以具有5mm-50mm的长度,优选地是15mm-40mm的长度,并且最为优选的是30mm的长度。所述传感器单元还可以在所述连接器部件处具有0.2mm到10_的宽度,优选地是0.5mm-5mm的宽度,最为优选的是
的宽度,以及0.lmm-2mm的减小宽度,优选地是0.4mm-1 mm的宽度。但是其他维度也是可能的。
[0038]其他的优选实施例涉及提供导电材料的步骤,优选地是导电有机材料。因此,如前所述,提供传感器单元的步骤可以意味着完全或者部分地制造所述传感器单元。因此在步骤b)中,所述至少一条导电路径可以完全或者部分地通过将该至少一条路径施加到连接器基板来制造。为此目的,可以把一层或更多层所模制的膜施加到连接器基板,从而生成所述至少一条导电路径或者至少其一部分。
[0039]为此目的,优选地可以通过任意方法把所述至少一种导电材料(优选地是导电有机材料)施加到连接器基板,比如通过气相沉积和/或通过从液相把所述导电材料施加到连接器基板。该液相可以包括所述导电材料的至少一种溶液和/或至少一种分散体。在使用导电有机材料或者更优选地使用导电聚合物的情况下,从液相施加是特别优选的。为了从液相施加导电材料,可以使用几种技术。因此可以使用旋涂、流延成型(doctor blading)和/或印刷技术。为了模制所述至少一条导电路径,可以应用几种技术,正如后面将更加详细地概述的那样。因此可以使用对于导电材料的大面积施加,随后是一个或更多模制步骤。附加地或替换地,可以使用模制施加,比如通过以模制方式施加导电材料(例如通过使用印刷技术或其他模式形成施加技术),从而生成导电路径的模式。[0040]作为施加导电材料(优选地是导电有机材料)的附加或替代,可以使用一种或更多种其他施加或沉积技术。因此可以使用从气相沉积,比如物理气相沉积(PVD)和/或化学气相沉积(CVD)。作为一个实例,可以通过溅射或蒸发技术来沉积一种或更多种金属材料。类似地,可以通过使用气相沉积技术(比如从气相和/或蒸发生长)来沉积例如石墨和/或玻璃碳和/或碳纳米管之类的导电碳材料 。
[0041]此外,可以按照最终化学品形式和/或前驱物形式把导电材料(优选地是导电有机材料)施加到连接器基板。因此,施加所述至少一种导电材料可以包括施加所述导电材料本身和/或至少一种前驱物形式,在施加之后例如通过聚合以及/或者任何其他物理和/或化学变换将所述前驱物形式变换成导电材料。
[0042]如前所述,所述导电材料(优选地是导电有机材料)特别可以包括至少一种导电聚合物。在本领域内已经知道多种类型的导电聚合物。因此,所述导电聚合物可以包括具有如前所定义的导电性的任意聚合物材料。最为优选的是,聚合物通过提供多个共轭双键而包括狭长n电子系统。此外还可以例如通过引入电荷而提供一种或更多种掺杂剂,以例如用于生成和/或提高导电性。优选地,所述导电聚合物能够被电化学氧化和/或电化学还原,从而形成稳定的氧化和/或还原形式。
[0043]可以买到多种类型的导电聚合物,比如通过Heraeus Clevios GmbH (德国)买到商标名称为“Clevios”(PED0T:PSS)的导电聚合物。最为优选的是,所述导电有机材料包括从由以下各项构成的一组当中选择的至少一种材料:聚-3,4-亚乙二氧基噻吩(poly-3, 4-ethyIendioxythiophene)(优选地是 PEDOT:PSS);聚苯胺;聚吡咯。但是本领域技术人员将认识到,附加地或替换地还可以使用其他类型的导电材料(优选地是导电有机材料)。最为优选的是,所述导电材料(优选地是导电有机材料)具有至少0.lS/cm的电导率,优选地是至少1.0S/cm,并且最为优选的是至少lOS/cm,或者甚至至少lOOS/cm。
[0044]其他优选实施例可以涉及传感器单元。如前所述,所述传感器单元优选地可以能够对用户体液中的分析物浓度施行电化学测量。因此优选地所述传感器单元可以包括至少两个传感器电极,其中所述至少两个传感器电极优选地被适配成用于通过电化学方式确定用户的身体组织或体液中的至少一项分析物浓度。因此所述两个传感器电极优选地可以包括至少一个工作电极,其被适配成用于测量受到身体组织或体液中的分析物浓度影响的电极电位和/或电荷和/或电流。此外,所述至少两个传感器电极还可以提供用于电流平衡和/或电荷平衡的至少一个反电极。此外,所述至少两个电极可选地还可以包括至少一个参考电极。关于进一步的细节或潜在的电极设置可以参考WO 2007/071562 Al。在本文献中公开了使用所述电极设置以电化学方式确定分析物浓度的其他测量设置和测量方法。
[0045]如前所述,所述至少两个传感器电极优选地可以包括至少一个工作电极。所述工作电极优选地可以具有至少一种检测器物质,其被适配成用于在有分析物存在的情况下执行至少一种电化学反应。对于检测器物质的潜在实施例,可以参考前面公开的文献,比如 US 5,413,690、US 5,762,770、US 5,798,031、US 5,997,817、US 2009/0020502、WO2009/056299、US 6,360,888、US 2008/0242962 AU WO 2007/071562 Al,或者参考其他文献。具体来说,所述至少一种检测器物质可以包括至少一种酶,其被适配成用于执行与至少一种待检测分析物(比如葡萄糖)的适当检测反应。最为优选的是,所述酶可以包括葡萄糖氧化酶。附加地或替换地,可以使用一种或更多种其他的酶。因此,其他酶可以包括作为FAD-GDH、PQQ-GDH或FAD-GDH的葡萄糖脱氢酶,或者乳糖氧化酶或乳糖脱氢酶。作为针对所述至少一种酶的附加或替代,可以包括其他材料,比如被适配成用于转移电荷的至少一种介质和/或催化剂,比如Mn02。其他实施例也是可行的。所述至少一种检测器物质优选地可以被施加到至少一个衬垫,比如所述工作电极的至少一个电极衬垫。所述至少一个衬垫优选地可以由例如至少一种金属之类的导电材料构成。但是最为优选的是,所述检测器物质被施加到所述导电材料(优选地是导电有机材料)的至少一个衬垫。因此,所述导电材料的衬垫可以优选地形成被施加到连接器基板的导电路径的一个末端部分。因此,所述导电材料(优选地是导电有机材料)的衬垫可以由施加到传感器单元的基板(其例如是还提供连接器基板的共同基板,最为优选的是连接器单元的柔性基板)的圆形或矩形或圆化衬垫形成。
[0046]如前所述,本发明的其他实施例可以涉及导电路径的模制。因此如前所述,可以按照有模式方式把导电路径施加到连接器基板。附加地或替换地,可以通过以无模式方式施加导电有机材料,随后施行至少一个模制步骤来生成导电路径。因此提供传感器单元的步骤可以包括一个或更多模制导电路径的子步骤。因此模制导电路径的子步骤可以包括至少一个向连接器基板大面积施加导电材料(优选地是导电有机材料)的步骤。如前所述,在该大面积施加步骤中优选地可以包括从液相施加,例如通过旋涂、流延成型或者任何其他大面积施加。所述大面积施加步骤之后可以是连接器基板的某些区段内的至少一个导电材料(优选地是导电有机材料)的模制去除的步骤。从而可以在导电路径之外的区段内去除导电材料。可以通过任何去除方法来施行导电材料的去除,比如通过湿化学方法和/或通过蚀刻方法和/或通过消融方法(比如通过激光消融)。因此作为一个实例,为了激光消融的目的,可以使用CO2激光器,比如脉冲CO2激光器。但是其他技术也是可行的。
[0047]正如前面进一步概述的那样,可以按照有模式方式施加导电路径。因此可以把模制导电材料(优选地是导电有机材料)的子步骤完全或部分地与向连接器基板施加导电材料的步骤相组合。因此模制导电路径的子步骤可以包括至少一个印刷步骤,其中通过有模式方式把导电材料(优选地是导电有机材料)印刷到连接器基板上。其中可以使用各种类型的印刷技术。因此所述印刷步骤优选地可以使用以下印刷技术当中的一种或更多种:喷墨印刷,丝网印刷,镂空版印刷,移印,柔性印刷,激光转移印刷。在DE 10 2007 026 883 Al中公开了激光转移印刷方法的一个实例。但是还可以附加地或替换地使用其他类型的印刷技术。[0048]如前所述,所述至少一条导电路径包括至少一种导电材料。优选地,所述导电材料包括至少一种导电有机材料,并且更加优选的是至少一种导电聚合物。附加地或替换地,所述导电路径(并且更具体来说是所述导电材料)可以包括其他类型的导电材料,比如例如铜、镍之类的金属,优选地是采取纯粹形式、分层形式或合金形式的例如银、金、钯或钼之类的贵金属。但是最为优选的是,所述导电路径仅仅由导电有机材料构成,并且更加优选的是仅仅由导电聚合物构成。
[0049]所述导电路径可以确切地由一种导电材料构成。替换地,所述导电路径可以包括多于一种导电材料。因此作为一个实例,所述导电路径可以包括贵金属(比如包括诸如金和/或钼之类的贵金属的至少一个金属层)以及至少一种其他导电材料(比如导电有机材料之类的非金属导电材料和/或附加的金属材料制成的至少一个附加层)。[0050]所述导电路径优选地可以具有0.01iim-1Oiim的层厚度。因此可以使用
0.1ym-Sil m的层厚度。所述导电路径优选地可以具有至多50kQ的电阻。该电阻可以是从传感器电极到相应的电接触衬垫测量的,其中所述传感器电极和电接触衬垫通过导电路
径互连。
[0051] 所述传感器单元可以包括共同的或统一的基板。连接器基板本身可以形成传感器单元的该统一基板的一部分。因此作为一个实例,所述传感器单元可以包括传感器单元基板,其中连接器基板是传感器单元基板的一部分。优选地,所述传感器单元基板是柔性基板,比如柔性塑料基板。作为一个实例,所述传感器单元基板和/或连接器基板可以包括至少一个塑料基板,更优选的是包括至少一种聚酯材料的至少一个塑料基板。作为一个实例,可以使用PET (聚对苯二甲酸乙二酯)。最为优选的是,所述连接器基板和/或传感器单元基板可以具有IOOiim-1mm的厚度,优选的是200 y m_500 y m,并且更加优选的是300 u m-400 u m0但是其他实施例也是可行的。
[0052]其他优选实施例可以涉及所述提供传感器单元的步骤。因此作为一个实例,步骤
b)可以包括在共同基板上提供多个传感器单元。因此可以在一个大面积基板上施行传感器单元的批量生产。所述方法还可以包括至少一个切割步骤,其中优选地通过管芯切割处理和激光切割处理的至少其中之一从所述共同基板当中切割出各传感器单元。
[0053]如前所述,所述传感器单元优选地可以包括多条导电路径。每一条导电路径可以具有至少一个连接器部分。因此,如前所述,可以提供多个传感器电极,其中提供相应数目的连接器部分,其中所述导电路径被适配成将传感器电极电连接到相应的连接器部分,从而允许通过相应的连接器部分与相应的传感器电极电接触。
[0054]相应地,所述评估单元可以包括多条导电路径。如前所述,在所述对准步骤中,可以把每一个连接器部分对准到相应的电接触衬垫。其中可以提供1:1对准。但是如前所述,也可以提供其他类型的对准,比如2:1对准和/或1:2对准。因此,对于每一个连接器部分,可以提供一个或更多相应的电接触衬垫。可替换地,对于每一个电接触衬垫,可以提供一个或更多相应的连接器部分。
[0055]正如前面进一步概述的那样,本发明的其他可选实施例可以涉及各向异性导电粘合剂的施加。因此可以优选地通过无模式方式对于多个连接器部分和/或对于多个电接触衬垫共同提供所述各向异性导电粘合剂,而不需要把各向异性导电粘合剂的形状适配于所述连接器部分和/或电接触衬垫的形状。因此,在所述准备步骤中,可以对于多个连接器部分和多个电接触衬垫共同施加一定数量的各向异性导电粘合剂。其中在所述结合步骤中,各向异性导电粘合剂可以提供相应的连接器部分与相应的电接触衬垫之间的电连接。相反,由于各向异性导电粘合剂的各向异性,不相对应的电接触衬垫和连接器部分以及相邻的连接器部分对和相邻的电接触衬垫对可以彼此电绝缘,优选地以至少IO8Q或至少IO9Q的电阻彼此电绝缘。
[0056]如前所述,在所述准备步骤中,可以按照无定形形式和/或作为一层膜来施加各向异性导电粘合剂,优选地是作为液体和/或作为糊膏来施加。可以通过至少一个配发(dispending)处理和/或至少一个印刷处理来施加各向异性导电粘合剂。其他类型的施加处理也是可能的。通常在所述至少一个电接触衬垫的区段内对评估单元基板发生所述施加,并且/或者在所述至少一个连接器部分的区段内对连接器基板发生所述施加。其中优选地可以用相同数量的各向异性导电粘合剂同时覆盖多个连接器部分和/或多个电接触衬垫。
[0057]此外在所述准备步骤中,可以过多地施加各向异性导电粘合剂,从而在施行所述结合步骤之后可以在评估单元基板和/或连接器基板的至少一个边缘处形成过量的各向异性导电粘合剂小珠。因此所述至少一个评估单元基板和至少一个连接器基板可以在电接触衬垫和连接器部分的区段内重叠,从而形成一个重叠区段,所述重叠区段后来将提供传感器单元与评估单元之间的电连接。在所述重叠的边缘处,可以形成过量的各向异性导电粘合剂的一个或更多小珠,从而在重叠区段内提供附加的机械稳定性。因此一般来说,在该实施例或其他实施例中,各向异性导电粘合剂可以在评估单元与传感器单元之间提供电互连和机械互连二者。因此优选的是,除了由各向异性导电粘合剂提供的互连之外,不需要其他连接元件,比如夹具和/或任何其他类型的机械互连。但是可以附加地提供其他类型的连接元件。
[0058]如前所述,所述至少一种各向异性导电粘合剂优选地可以通过无定形形式和/或作为一层膜来提供,其优选地采取可形变形式,比如液体形式和/或糊膏。附加地或替换地,所述至少一种各向异性导电粘合剂可以包括至少一层各向异性导电粘合剂膜。
[0059]如前所述,所述至少一种各向异性导电粘合剂可以包括导电粒子。所述导电粒子优选地可以具有由等效直径定义的平均粒子尺寸。
[0060]在所述结合步骤中,所述各向异性导电粘合剂优选地可以被压缩到小于20 的层厚度,并且最为优选的是被压缩到小于10 y m或者甚至小于5 u m的层厚度。最优层厚度可以取决于可选地包含在各向异性导电粘合剂中的导电粒子的粒子尺寸。因此优选的是,通过适当的压缩来选择各向异性导电粘合剂的层厚度。因此作为一个实例,所述层厚度可以等于平均粒子尺寸,可以处在平均粒子尺寸的范围内或者可以甚至小于导电粒子的平均粒子尺寸,从而允许导电粒子在所述各向异性导电粘合剂层的一个表面到相对表面之间产生电连接,而在垂直于该方`向的平面内所述粒子则通过可选的基质材料分开,从而在该平面内提供电绝缘。作为一个实例,在所述结合步骤中,各向异性导电粘合剂可以被压缩到小于对应导电粒子的直径的100%的层厚度,优选地被压缩到小于其的80%。
[0061]如前所述,在所述结合步骤中,优选地例如对连接器基板和/或评估单元基板施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项,并且优选地是在连接器部分的区段内和/或在电接触衬垫的区段内施加。所述辐射可以从包括电磁辐射(比如紫外光谱范围、可见光谱范围或红外光谱范围内的电磁辐射)和特别辐射(比如电子辐射)的一组当中选择。作为一个实例,可以施加压力和热量,或者可以施加压力和辐射。因此优选地可以例如从相对侧(也就是说从评估单元基板的与电接触衬垫相对的一侧)和/或从连接器基板的与连接器部分相对的一侧向包含电接触衬垫的评估单元基板的一部分和/或向包含连接器部分的连接器基板的一部分施加热量。因此,如前所述,可以通过使用至少一个已加热压印器来施加热量。通常可以施加80°C到220°C的温度,优选地是100°C到200°C的温度,并且更加优选的是150°C到180°C的温度。但是其他实施例也是可行的。
[0062]此外,如前所述,在所述结合步骤中,可以施加10N-100N的压力,优选地是20N-60N的压力。在以MPa给出的压强方面,可以参考前面提到的优选压强。
[0063]如前所述,可以在所述准备步骤中在评估单元基板与连接器基板之间产生重叠。因此在施行所述准备步骤时可以使得评估单元基板和连接器基板在一个重叠区域内重叠。所述重叠区域优选地具有lmm2-50mm2的面积,优选地是25mm2-20mm2,并且最为优选的是15_2。但是其他面积也是可行的。
[0064]所述方法的其他优选实施例可以涉及对于所述装置、评估单元、传感器单元或其各部件的除菌。因此最为优选的是,在施行所述结合步骤之后,可以至少部分地对所述装置进行除菌。对于除菌优选地可以使用辐射除菌,更加优选的是通过电子辐射除菌,比如P除菌。作为一个实例,可以使用提供5kGy_50kGy剂量的电子束,更加优选的是10kGy-40kGy,并且最为优选的是20kGy_30kGy,并且特别是25kGy。
[0065]在本发明的另一方面中,公开了一种用于监测用户的至少一项身体机能的装置。正如后面将更加详细地概述的那样,优选地可以通过使用根据前面提到的一种或更多种方法的方法和/或使用后面更加详细地公开的方法的一个或更多实施例而获得所述装置。附加地或替换地,所述方法可以被适配成用于生成根据本发明的装置。因此关于所述装置的进一步可选细节可以参考根据本发明的方法,并且反过来,关于所述方法的进一步可选细节可以参照根据本发明的装置的公开内容。但是其他实施例也是可行的。
[0066]所述装置包括至少一个评估单元和至少一个传感器单元。评估单元具有被施加到至少一个评估单元基板的至少一个电接触衬垫。电接触衬垫电连接到评估单元的至少一个电子装置。传感器单元包括至少一个连接器部件,其中所述连接器部件包括至少一个连接器基板和施加到该连接器基板的至少一条导电路径。连接器路径包括至少一种导电材料,优选地是至少一种导电有机材料,并且更加优选的是至少一种导电聚合物。附加地或替换地,可以使用一种或更多种其他类型的导电材料,比如前面列出的导电材料的其中一种或更多种。导电路径具有至少一个连接器部分。连接器部分贴近电接触衬垫对准,从而使得连接器部分面对电接触衬垫。在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂。评估单元基板和连接器基板被连接成使得通过各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。其中,比如在固化或设置处理之后,各向异性导电粘合剂优选地能够以已硬化形式存在。因此在前面公开的方法的步骤d)中,即在所述结合步骤中,可以施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项,以便产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。通过施加压力和/或热量和/或辐射,各向异性导电粘合剂可以被压缩成一个薄层,比如具有如前面所公开的厚度的薄层,从而在电接触衬垫与连接器部分之间产生电连接。此外还可以发起固化处理从而硬化各向异性导电粘合剂,从而使得当去除所述热量和/或压力和/或辐射时,各向异性导电粘合剂保持薄膜的形式,把电接触衬垫与连接器部分电连接,然而由于其各向异性导电属性,在垂直于所述互连的任意方向上都提供绝缘属性。
[0067]根据本发明的方法和装置提供了优于已知方法和装置的许多优点。因此令人吃惊的是,在一系列实验中发现,通过使用各向异性导电粘合剂可以以简单方式生成评估单元与传感器单元之间的可靠互连,从而提供电连接和机械连接二者。从而可以实现简单的接触处理。为了施行所述方法,可以把少量各向异性导电粘合剂(比如少于IOiil的数量,优选地少于2 iil)施加到所述至少一个电接触衬垫和/或至少一个连接器部分。此外可以进行对准,比如通过把包含连接器部分的连接器基板的一部分对准在包含电接触衬垫的评估单元基板的一部分上并且施加压力。其中可以在一个、多于一个或甚至所有电接触衬垫以及/或者一个、多于一个或甚至所有连接器部分之上生成一层薄的、连续的粘合剂膜。可以通过使用可加热压印器很容易地施加压力。所述压力通过各向异性导电粘合剂(比如通过包含在其中的粒子,比如金粒子和/或涂覆有例如金之类的金属的粒子)在连接器部分与电接触衬垫之间产生电接触。通过施加热量可以很容易地引发固化处理,比如热固处理。因此通过使用固化处理可以产生永久的机械鲁棒的导电互连。令人吃惊的是,在后面更加详细地公开的实验中发现,即使当使用精细模制时,电极之间的各向异性导电粘合剂的电阻也可以超出IO9Q。最后发现,优选地在使用过多各向异性导电粘合剂的附加小珠时,优选地在重叠区段内的评估单元基板和/或连接器基板的边缘处,通过使用各向异性导电粘合剂的胶粘连接是机械鲁棒的。还可以增加导电粘合剂对于连接器基板、评估单元基板、连接器部分和电接触衬垫当中的一项或更多项的粘性,这是通过在施加导电粘合剂之前对于这些元件当中的一个或更多个实施等离子清洗或等离子蚀刻可选的步骤而实现的。因此发现,当之前利用大气等离子清洗处理对接触衬垫施行了清洗步骤时,各向异性导电粘合剂对于完全或部分地由金属(比如金)制成的接触衬垫的粘性会大大增强。
[0068]此外令人吃惊的是发现,利用各向异性导电粘合剂的结合对于除菌处理的抗性很高。因此发现通过各向异性导电粘合剂实现的机械互连和电互连二者对于剂量为25kGy的电子束除菌都非常鲁棒,而不会恶化电接触也不会增加相邻电极之间的不希望的导电性。
[0069]此外,可以在具有高吞吐量的大规模制造处理中很容易地实现根据本发明的方法。因此优选的是可以实施卷盘到卷盘处理,从而在一个共同基板上产生大量传感器单元。随后可以通过使用根据本发明的方法并且通过使用各向异性导电粘合剂将各传感器单元单一化并且结合到评估单元。从而可以实现具有高吞吐量的成本有效的大规模处理。
[0070]总结本发明的发现,以下实施例是优选的:
实施例1:一种用于制造监测用户的至少一项身体机能的装置的方法,其中所述装置包括至少一个评估单元和至少一个传感器单元,所述方法包括以下步骤: a)提供评估单元的步骤,其中所述评估单元具有施加到至少一个评估单元基板的至少一个电接触衬垫,其中所述电接触衬垫电连接到所述评估单元的至少一个电子装置;
b)提供传感器单元的步骤,其中所述传感器单元包括至少一个连接器部件,其中所述连接器部件包括至少一个连接器基板以及施加到所述连接器基板的至少一条导电路径,其中所述导电路径包括至少一种导电材料,其优选地是至少一种导电有机材料,并且更加优选的是至少一种导电聚合物,并且其中所述导电路径具有至少一个连接器部分,其优选地是至少一个衬垫形状的连接器部分;
c)准备步骤,其中贴近所述电接触衬垫对准所述连接器部分,从而使得所述连接器部分面对电接触衬垫,其中在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂;
d)结合步骤,其中所述评估单元基板和连接器基板被按压在一起,其中电接触衬垫和连接器部分被按压在一起,其中通过所述各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。
[0071]实施例2:根据在前实施例的方法,其中,所述传感器单元包括至少一个可植入传感器单元,其中所述可植入传感器单元包括被适配成用于植入到用户的身体组织中的至少一个可植入部分。
[0072]实施例3:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述传感器单元具有狭长形状,其具有纵向延伸和横向延伸,其中纵向延伸超出横向延伸至少5倍,优选地至少10倍。
[0073]实施例4:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述传感器单元具有5mm到50mm的长度,优选地具有15mm到40mm的长度,并且最为优选地具有30mm的长度。
[0074]实施例5:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述传感器单元具有0.2mm到IOmm的宽度,优选地具有0.5mm到5mm的宽度,并且最为优选地具有Imm到3mm的宽度。
[0075]实施例6:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述提供传感器单元的步骤包括从液相向连接器基板施加所述导电材料(优选地是导电有机材料)的步骤。
[0076]实施例7:根据在前实施例的方法,其中,所述液相包括所述导电材料(优选地是导电有机材料)的溶液和分散体的至少其中之一。
[0077]实施例8:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电材料包括至少一种导电有机材料,优选地是至少一种导电聚合物。
[0078]实施例9:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电材料包括从由以下各项构成的一组当中选择的至少一种材料:
-导电有机材料,其优选地是至少一种导电聚合物,并且更加优选的是从包括聚-3,4-亚乙二氧基噻吩 (优选地是PEDOT: PSS)、聚苯胺和聚吡咯的一组当中选择的至少一种导电聚合物;
-导电碳材料,其优选地是石墨、玻璃碳、石墨烯和碳纳米管当中的一种或更多种;
-金属,其优选地是从包括Cu、N1、Ag、Au、Pd和Pt的一组当中选择的金属。
[0079]实施例10:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电材料(优选地是导电有机材料)具有至少0.lS/cm的电导率,优选地是至少1.0S/cm的电导率,并且最为优选的是至少100S/cm的电导率。
[0080]实施例11:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述传感器单元包括至少两个传感器电极,其中所述至少两个传感器电极被适配成用于通过电化学方式确定用户的身体组织或体液中的至少一项分析物浓度。
[0081]实施例12:根据在前实施例的方法,其中,所述传感器电极包括至少一个工作电极,所述工作电极具有被适配成用于在有分析物存在的情况下执行至少一种电化学反应的至少一种检测器物质。
[0082]实施例13:根据在前实施例的方法,其中,所述检测器物质包括至少一种酶,其优选地是葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH或PQQ-GDH或NAD-GDH)、乳糖氧化酶、乳糖脱氢酶的其中之一。
[0083]实施例14:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述检测器物质被施加到所述导电材料(优选地是导电有机材料)的至少一个衬垫。
[0084]实施例15:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述提供传感器单元的步骤包括模制导电路径的至少一个子步骤。
[0085]实施例16:根据在前实施例的方法,其中,所述模制导电路径的子步骤包括向连接器基板大面积施加所述导电材料(优选地是导电有机材料)的步骤,以及优选地通过激光消融在连接器基板的某些区段内结构化地去除所述导电材料(优选地是导电有机材料)的步骤。
[0086]实施例17:根据两个在前实施例的其中之一的方法,其中,所述模制导电路径的子步骤包括至少一个印刷步骤,其中以有模式的方式把所述导电材料(优选地是导电有机材料)印刷到连接器基板上。
[0087]实施例18:根据在前实施例的方法,其中,所述印刷步骤使用从包括以下各项的一组当中选择的印刷技术:喷墨印刷,丝网印刷,镂空版印刷,移印,柔性印刷,激光转移印刷。
[0088]实施例19:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电路径仅仅由所述导电材料(优选地是导电有机材料)构成。
[0089]实施例20:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电路径包括多于一种导电材料,优选地有贵金属以及至少一种其他导电材料。
[0090]实施例21:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电路径具有0.01 ii m到IOum的层厚度。
[0091]实施例22:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述导电路径(优选地是从传感器电极到电接触衬垫)具有至多50kQ的电阻。
[0092]实施例23:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述连接器基板是传感器单兀的统一基板的一部分。
[0093]实施24:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述连接器基板包括至少一个
塑料基板。
[0094]实施例25:根据在前权利要求的方法,其中,所述塑料基板包括至少一种聚酯。
[0095]实施例26:根据在前`实施例中的一个的方法,其中,所述连接器基板具有IOOiim到Imm的层厚度,优选地是200 u m到500 u m,并且更加优选的是300 u m到400 u m。
[0096]实施例27:根据在前实施例中的一个的方法,其中,步骤b)包括在共同基板上提供多个传感器单元以及另外的至少一个切割步骤,其中优选地通过管芯切割处理和激光切割处理的至少其中之一从所述共同基板当中切割出各传感器单元。
[0097]实施例28:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述连接器基板是柔性的或可形变的。
[0098]实施例29:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述传感器单元包括多条导电路径,每一条导电路径具有至少一个连接器部分,其中所述评估单元包括多个电接触衬垫,其中在所述对准步骤中,每一个连接器部分被对准到相应的电接触衬垫。
[0099]实施例30:根据在前实施例的方法,其中,在所述准备步骤中,对所述多个连接器部分和多个电接触衬垫共同施加一定数量的各向异性导电粘合剂,在所述结合步骤中,所述各向异性导电粘合剂提供相应的连接器部分与电接触衬垫之间的电连接,然而由于各向异性导电粘合剂的各向异性,不相对应的电接触衬垫和连接器部分以及相邻的连接器部分对和相邻的电接触衬垫对彼此电绝缘,优选地以至少IO8Q或至少IO9Q的电阻彼此电绝缘。
[0100]实施例31:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述准备步骤中,作为一层膜和/或按照无定形形式来施加各向异性导电粘合剂,优选地是作为液体和/或作为糊膏来施加各向异性导电粘合剂。
[0101]实施例32:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述准备步骤中,通过配发处理和印刷处理的至少其中之一来施加各向异性导电粘合剂。[0102]实施例33:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述准备步骤中过多地施加各向异性导电粘合剂,从而在施行所述结合步骤之后,在评估单元基板和连接器基板中的至少一个的至少一个边缘处形成过量的各向异性导电粘合剂小珠。
[0103]实施例34:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述至少一种各向异性导电粘合剂包括一层各向异性导电粘合剂膜。
[0104]实施例35:根据在前实施例中的一个的方法,其中,所述各向异性导电粘合剂包括导电粒子。
[0105]实施例36:根据在前实施例的方法,其中,所述导电粒子具有0.5 iim到10 y m的平均粒子尺寸,优选地是I y m到5 y m的平均粒子尺寸,并且更加优选的是3 u m的平均粒子尺寸。
[0106]实施例37:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述结合步骤中,各向异性导电粘合剂被压缩到小于对应导电粒子的直径的100%的层厚度,优选地被压缩到小于其的80%的层厚度。
[0107]实施例38:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述结合步骤中,例如通过施加压力和热量和/或通过施加压力和辐射,优选地对评估单元基板和/或对连接器基板施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项,并且更加优选的是对包含所述电接触衬垫的评估单元基板的一部分和/或对包含所述连接器部分的连接器基板的一部分施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项。
[0108]实施例39:根据在前实施例的方法,其中,在所述结合步骤中,例如通过施加压力和热量和/或通过施加压力和辐射,在所述电接触衬垫和连接器部分的区段内对评估单元基板和连接器基板中的至少一个施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项。
[0109]实施例40:根据两个在前实施例中的一个的方法,其中,施加80°C到220°C的温度,优选地是100°C到200°C的温度,并且更加优选的是150°C到180°C的温度。
[0110]实施例41:根据三个在前实施例中的一个的方法,其中,使用已加热压印器来施加热量。
[0111]实施例42:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在所述结合步骤中,施加ION到100N的压力,优选地是20N到60N的压力。
[0112]实施例43:根据在前实施例中的一个的方法,其中,施行所述准备步骤使得评估单元基板和连接器基板在Imm2到50mm2的重叠区域内重叠,优选地是在5mm2到20mm2的重叠区域内重叠,并且最为优选的是在15mm2的重叠区域内重叠。
[0113]实施例44:根据在前实施例中的一个的方法,其中,在施行了所述结合步骤之后,通过辐射除菌、优选地通过电子辐射至少部分地对所述装置进行除菌。
[0114]实施例45:—种用于监测用户的至少一项身体机能的装置,其中所述装置包括至少一个评估单元和至少一个传感器单元,
-其中,所述评估单元具有被施加到至少一个评估单元基板的至少一个电接触衬垫,其中所述电接触衬垫电连接到评估单元的至少一个电子装置;
-其中,所述传感器单元包括至少一个连接器部件,其中所述连接器部件包括至少一个连接器基板和施加到该连接器基板的至少一条导电路径,其中所述导电路径包括至少一种导电材料,优选地是至少一种导电有机材料,并且其中所述导电路径具有至少一个连接器部分;
-其中,所述连接器部分被贴近电接触衬垫对准,从而使得连接器部分面对电接触衬垫,其中在电接触衬垫与连接器部分之间提供至少一种各向异性导电粘合剂;
-其中,所述评估单元基板和连接器基板被连接成使得通过各向异性导电粘合剂产生电接触衬垫与连接器部分的电连接。
[0115]实施例46:根据在前实施例的装置,其中,可以通过根据涉及一种方法的在前实施例中的一个的方法来获得所述装置。
[0116]实施例47:根据两个在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元包括至少一个可植入传感器单元,其中所述可植入传感器单元包括被适配成用于植入到用户的身体组织中的至少一个可植入部分。
[0117]实施例48:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元具有狭长形状,其具有纵向延伸和横向延伸,其中纵向延伸超出横向延伸至少5倍,优选地至少10倍。
[0118]实施例49:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元具有5mm到50mm的长度,优选地具有15mm到40mm的长度,并且最为优选地具有30mm的长度。
[0119]实施例50:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元具有0.2mm到IOmm的宽度,优选地具有0.5mm到5mm的宽度,并且最为优选地具有Imm到3mm的宽度。
[0120]实施例51:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,可以从液相向连接器基板施加所述导电材料(优选地是导电有机材料)。
[0121]实施例52:根据在前实施例的装置,其中,所述液相包括所述导电材料(优选地是导电有机材料)的溶液和分散体的至少其中之一。
[0122]实施例53:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电材料包括至少一种导电有机材料,优选地是至少一种导电聚合物。
[0123]实施例54:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电材料包括从由以下各项构成的一组当中选择的至少一种材料:
-导电有机材料,优选地是至少一种导电聚合物,并且更加优选的是从包括聚_3,4-亚乙二氧基噻吩(优选地是PEDOT: PSS )、聚苯胺和聚吡咯的一组当中选择的至少一种导电聚合物;
-导电碳材料,其优选地是石墨、石墨烯、玻璃碳和碳纳米管当中的一种或更多种;
-金属,其优选地是从包括Cu、N1、Ag、Au、Pd和Pt的一组当中选择的金属。
[0124]实施例55:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电材料(优选地是导 电有机材料)具有至少0.1 S/cm的电导率,优选地是至少1.0S/cm的电导率,并且最为优选的是至少lOOS/cm的电导率。
[0125]实施例56:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元包括至少两个传感器电极,其中所述至少两个传感器电极被适配成用于通过电化学方式确定用户的身体组织或体液中的至少一项分析物浓度。
[0126]实施例57:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器电极包括至少一个工作电极,所述工作电极具有被适配成用于在有分析物存在的情况下执行至少一种电化学反应的至少一种检测器物质。
[0127]实施例58:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述检测器物质包括至少一种酶,其优选地是葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶(FAD-GDH或PQQ-GDH或NAD-GDH)、乳糖氧化酶、乳糖脱氢酶的其中之一。
[0128]实施例59:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述检测器物质被施加到所述导电材料(优选地是导电有机材料)的至少一个衬垫。
[0129]实施例60:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电路径仅仅由所述导电材料(优选地是导电有机材料)构成。
[0130]实施例61:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电路径包括多于一种导电材料,优选地有贵金属以及至少一种其他导电材料。
[0131]实施例62:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电路径具有0.01 ii m到10 ii m的层厚度。
[0132]实施例63:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述导电路径(优选地从传感器电极到电接触衬垫)具有至多50kQ的电阻。
[0133]实施例64:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述连接器基板是传感器单元的统一基板的一部分。
[0134]实施例65:根据涉及一种 装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述连接器基板包括至少一个塑料基板。
[0135]实施例66:根据在前实施例的装置,其中,所述塑料基板包括至少一种聚酯。
[0136]实施例67:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述连接器基板具有100 u m到Imm的层厚度,优选地是200 u m到500 u m的层厚度,并且更加优选的是300 ii m到400 u m的层厚度。
[0137]实施例68:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述连接器基板是柔性的或可形变的。
[0138]实施例69:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述传感器单元包括多条导电路径,每一条导电路径具有至少一个连接器部分,其中所述评估单元包括多个电接触衬垫,其中在所述对准步骤中,每一个连接器部分都被对准到相应的电接触衬垫。
[0139]实施例70:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,过多地施加各向异性导电粘合剂,从而在评估单元基板和连接器基板的至少一个的至少一个边缘处形成过量的各向异性导电粘合剂小珠。
[0140]实施例71:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述至少一种各向异性导电粘合剂包括一层各向异性导电粘合剂膜。
[0141]实施例72:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述各向异性导电粘合剂包括导电粒子。
[0142]实施例73:根据在前实施例的装置,其中,所述导电粒子具有0.5 iim到10 ii m的平均粒子尺寸,优选地是I y m到5 y m的平均粒子尺寸,并且更加优选的是3 u m的平均粒子尺寸。[0143]实施例74:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述各向异性导电粘合剂被压缩到小于对应导电粒子的直径的100%的层厚度,优选地被压缩到小于其80%的层厚度。
[0144] 实施例75:根据涉及一种装置的在前实施例中的一个的装置,其中,所述评估单元基板和连接器基板在Imm2到50mm2的重叠区域内重叠,优选地是在5mm2到20mm2的重叠区域内重叠,并且最为优选的是在15mm2的重叠区域内重叠。
【专利附图】

【附图说明】
[0145]优选地结合从属权利要求,在后面对于优选实施例的描述中将更加详细地公开本发明的其他可选特征和实施例。其中本领域技术人员将认识到,可以按照孤立方式以及按照任意可行组合来实现对应的可选特征。本发明的范围不受优选实施例的限制。在附图中示意性地描绘出各个实施例。其中,这些附图中的完全相同的参考标记指代完全相同的或者功能上相当的元件。
[0146]在附图中:
图1示出了用于监测用户的至少一项身体机能的装置的一个实施例的顶视图;
图2示出了可以用在根据图1的装置中的传感器单元的顶视图;
图3示出了根据图1的装置的侧视图;
图4示出了根据图1的装置的重叠区域的剖面图;以及
图5和6示出了通过使用各向异性导电粘合剂而生成的重叠区域中的电互连的进一步细节。
【具体实施方式】
[0147]在图1-4中,在几个视图中描绘出用于监测用户的至少一项身体机能的装置110的一个示例性实施例。在下文中将参照所有这些附图。
[0148]装置110包括评估单元112和传感器单元114。其中,图1示出了装置110的顶视图,其中评估单元112处于打开状态;图2示出了可以用在根据图1的装置110中的传感器单元114的一个示例性实施例的顶视图;图3示出了装置110的侧视图,其中评估单元112处于闭合状态;并且图4示出了其中提供评估单元112与传感器单元114之间的机械和电连接的连接区段116的详细视图。
[0149]如图2中所描绘的那样,传感器单元114特别可以包括可植入传感器单元118,其具有被适配成用于植入到用户的身体组织中的至少一个可植入部分120。可植入部分120可以从评估单元112突出,从而允许评估单元112停留在用户的身体表面上,而可植入部分120则突入到身体组织中。
[0150]如图2中具体描绘的那样,传感器单元114可以包括传感器单元基板122,其一部分由连接器基板124形成。如在后面将更加详细地概述的那样,连接器基板124和传感器单元基板122优选地可以利用柔性塑料材料来形成。
[0151]传感器单元114还包括至少两个传感器电极126。其中,所述传感器电极126优选地包括具有至少一种检测器物质130 (诸如酶)的至少一个工作电极128、至少一个反电极132以及可选地还有至少一个参考电极134。传感器电极126电连接到导电路径136,所述导电路径136完全或部分地由导电材料138形成,优选地是例如导电聚合物之类的导电有机材料。导电路径136从对应的传感器电极126延伸到位于传感器单元114的连接器部件142中的多个连接器部分140。在该实施例中,作为一个实例,可以通过一个对应的连接器部分140接触每一个传感器电极126。但是其他实施例也是可行的。
[0152]此外,如图2中所示,传感器单元114可以完全或部分地由至少一个绝缘层144覆盖。该绝缘层144可以覆盖导电路径136,以使得传感器电极126和连接器部分140保持不被覆盖,而导电路径136的其余部分则被覆盖,从而在已植入状态下提供导电路径136与周围身体组织之间的电绝缘。此外,作为针对可选绝缘层144(其作为一个实例可以包括至少一种绝缘树脂或光阻剂)的附加或替代,可以提供其他类型的覆盖。因此正如前面更加详细地讨论的那样,可植入传感器单元118可以完全或部分地被至少一个隔膜覆盖,这在图中并未描绘出。因此,所述至少一个隔膜特别可以覆盖传感器电极126的工作电极128和/或其他电极。作为一个实例,可以提供一个使得传感器单元114生物相容的半透膈膜,这是通过防止检测器物质130迁移到身体组织中,同时允许待检测分析物迁移到检测器物质130,并且/或者允许例如水之类的电解质穿过所述半透膈膜渗透到传感器电极126。 [0153]如在图1和3中具体描绘的评估单元112包括至少一个评估单元基板146,比如印刷电路板。在其上提供多个电接触衬垫148。各电接触衬垫148通过多条引线152电连接到至少一个电子装置150。因此电子装置150可以包括一个或更多恒电位器。
[0154]评估单元112还可以包括一个或更多外壳154,比如具有可能被施加到用户的身体表面的底部156或贴片和/或完全或部分地封闭评估单元112的内部空间160的顶部158或覆盖物的外壳。
[0155]可以附加地提供未被示出的粘性层或粘性贴片以便把评估单元可移除地贴附到用户的皮肤上。
[0156]从图1和3中可以看出,传感器单元114优选地连接到评估单元112,其中连接器部件142完全或部分地位于内部空间160内部。通过评估单元基板146和/或外壳154的可选底部156中的一个或更多开口 162,传感器单元114 (特别是传感器单元114的可植入部分120)可以延伸到用户的身体组织中,而评估单元112则可以保持在身体组织外部。应当提到的是,用于把传感器单元114连接到评估单元112的其他实施例也是可行的。因此取代使用一个或更多开口 162,可以例如通过评估单元基板146和/或通过外壳154的可选底部156提供一处或更多处凹陷或余隙。附加地或替换地,可以反转所述评估单元基板,以便接触衬垫148处于面对底部156的一侧上。从而可以避免传感器单元114的可植入部分12例如穿过评估单元基板146中的开口 162延伸到评估单元112中。
[0157]正如图1中所描绘的那样,传感器单元114的连接器部件142机械连接并且电连接到评估单元基板146。在图2中,连接器部件142被具体实现为具有多个分开的耙指164的连接器。但是其他实施例也是可行的,比如仅仅具有连接器部件140的一个末端的实施例,其中所有连接器部分140都位于连接器部件142的同一末端内。
[0158]参照图4、5和6,将更加详细地公开把传感器单元114连接到评估单元112的处理的一个潜在实施例。
[0159]因此,首先如图4中所描绘的那样,比如通过把各向异性导电粘合剂166大面积施加到电接触衬垫148上,在各连接器部分140与电接触衬垫148之间施加各向异性导电粘合剂166。同时或随后,把连接器部件142对准到评估单元基板146,从而把各连接器部分140对准到相应的电接触衬垫148。因此作为一个实例,在图2的具有多个耙指164的实施例中,可以把每一个耙指164对准到对应的电接触衬垫148。但是其他类型的对准也是可能的。
[0160]随后,向连接器部分140的区段内的传感器单元基板122和/或向电接触衬垫148的区段内的评估单元基板146施加热量168和/或压力170(其在图4中全部用箭头以符号表示)。为此目的,可以使用一个或更多适当的压印器以用于施加热量168和/或压力170二者。如前所述,可以施行其他类型的结合,比如通过施加压力170和辐射。
[0161]从图4中还可以看出, 优选地可以施加过多数量的各向异性导电粘合剂166,从而沿着评估单元基板146和/或传感器单元基板122的一个或更多边缘172形成一个或更多小珠174,从而改进结合接头的机械稳定性。
[0162]当施加压力170时,各向异性导电粘合剂166在施加压力170的方向上(图4中的箭头方向)被压缩,从而形成具有各向异性导电属性的薄膜或层176。从而在垂直于图4中的基板122、146的方向上提供了导电性,即在图4中由z标示的方向,其是从电接触衬垫148到对应的连接器部分140 (或反过来)的方向,其中在垂直于方向z的任何方向上都提供电绝缘。
[0163]在图5和6中描绘出施加了各向异性导电粘合剂166的连接区段116的细节。其中所描绘出的设置略微背离图2的具有多个耙指164的设置。因此图5示出了其中传感器单元114的所有连接器部分140都位于连接器基板124的相同末端上的设置。但是其他实施例也是可行的。
[0164]如图5中所描绘的那样,在电接触衬垫148 —侧上把连接器部分140面对其对应部件对准,从而使得每一个连接器部分都面对一个对应的电接触衬垫。因此图5示出了垂直于导电路径136的延伸的连接区段116的剖面图,而图6则更加详细地示出了剖面图,其表明了导电粒子180的圆形剖面变形成几乎椭圆的形状。
[0165]在连接器部分140与电接触衬垫148之间包括各向异性导电粘合剂166。如图5和6中所描绘的那样,该各向异性导电粘合剂166包括至少一种基质材料178,其优选地具有电绝缘属性并且优选地是可固化的,比如通过施加热量168 (热固材料)和/或通过光化学固化(比如通过施加辐射)和/或通过化学固化来固化。因此作为一个实例,基质材料178可以包括至少一种环氧树脂。基质材料178可以由单成分基质材料178和/或多成分基质材料178形成,比如通过提供能够执行用于固化目的的化学交联反应的多种分量。
[0166]如图5和6中所描绘的那样,各向异性导电粘合剂166还可以包括多种导电粒子180。作为一个实例,可以使用具有3pm的平均粒子尺寸的导电粒子。其他粒子尺寸也是可能的。另外如图5和6中所示,当施加压力170时(如在图4中所描绘的那样),各向异性导电粘合剂166被压缩成形成各向异性导电粘合剂层176。特别在连接器部分140和/或电接触衬垫148的区段内,特别在这些连接器部分140与电接触衬垫148之间,层176可以具有小于原始状态导电粒子180的尺寸的层厚度。由于所施加的压力170,导电粒子180可以从圆形剖面变形到几乎椭圆形的剖面。此外,接触衬垫148和对应的连接器部分140的导电材料可以略微发生形变。从而可以通过导电粒子180在z方向上在连接器部分140与其相应的电接触衬垫148之间提供电连接,而在垂直于z方向的任何方向上则提供电绝缘。从而由受压缩各向异性导电粘合剂166形成的层176具有各向异性导电属性。
[0167]在下文中将公开根据本发明的用于测试评估单元112与传感器单元114的机械/电互连的实验设置的示例性实施例。
[0168]示例性实施例1:制造具有由金制成的导电路径的传感器单元:
作为把具有导电有机材料的装置与具有其他类型的导电材料的装置进行比较的基线,通过使用由金作为导电材料而不是导电有机材料制成的导电路径来制造虚设传感器单元114。作为连接器基板 124 使用从 Mitsubishi Polyester Film GmbH(Weisbaden,德国)获得的具有350 iim厚度的白色PET箔片。其上通过使用金作为导电金属而沉积厚度为IOOnm的导电路径136。通过使用激光消融技术(紫外激光),去除所述金层的一部分,以便模制出导电路径、传感器电极126和连接器部分140。随后通过使用CO2激光,从所述PET箔片切割出各单个传感器单元114。
[0169]示例性实施例2:制造具有由PED0T:PSS制成的导电路径的传感器单元=
此外,传感器单元114具有通过使用PED0T:PSS作为导电有机材料而制造的由导电有机材料(特别是导电聚合物)制成的导电路径136。为此目的,通过利用流延成型技术进行大面积涂覆,将PEDOT:PSS (Clevios SV4, Heraeus, Leverkusen,德国)的分散体施加到由Mitsubishi Polyester Film GmbH (Wiesbaden,德国)提供的具有 350 u m 厚度的白色 PET箔片上。从而在环境压力下在100°C干燥60分钟之后,生成厚度为2 iim的PED0T:PSS干燥层。通过使用CO2激光,在所述PED0T:PSS层中模制出各单条导电路径,其包括相应的连接器部分并且具有用于传感器电极126的导电衬垫。所述模式的几何结构对应于前面的示例性实施例1的几何结构。通过使用CO2激光,从所述PET箔片切割出各单个传感器单元114。
[0170]应当提到的是,在示例性实施例1和2中,所制造的传感器单元被用作虚设元件,并且因此没有通过适当的后续步骤完全完成。因此作为一个实例,没有检测器物质130被添加到传感器电极126。因此当提到根据前面的示例性实施例1和2作为传感器单元制造的元件时,应当提到的是这些传感器单元仅被用作虚设传感器单元,其目的是通过使用根据本发明的方法来测试机械和/或电互连,而没有提供感测分析物的实际能力。
[0171]示例性实施例3:把根据前面示例性实施例1的传感器单元结合到印刷电路板: 在该实验中,根据前面的示例性实施例1的传感器单元114的连接器部件被胶粘到
印刷电路板的适当电接触衬垫。为此目的,使用了具有由FR4制成的连接器基板的印刷电路板。在其上通过电流沉积施加了由金制成的电接触衬垫,其与传感器单元的连接器部分具有镜像对称的对称性。利用施加在连接器部分与电接触衬垫之间的由Panacol-ElosolGmbH (Steinbach,德国)获得的4 ii I的Elecolit? 3061,把连接器部分对准到电接触衬垫。选择近似5x3mm2的重叠区域。具有近似170°C的温度的已加热压印器被按压到所述PET箔片的背面上,并且以近似40N的力按压近似45s。其中与由各向异性导电粘合剂(Elecolit?3061)的制造商所提供的推荐参数形成对照,提高了温度并且增加了压力时间,这是因为发现PET箔片与硅相比的热导率较低。
[0172]在冷却所述装置之后,检测到传感器单元与评估单元之间的刚性互连。在传感器单元的导电路径与评估单元基板上的相应电接触衬垫之间,检测到低电阻电接触。在相邻的导电路径之间,检测到具有高于IO9Q的电阻的电绝缘。[0173]示例性实施例4:把具有PEDOT:PSS的传感器单元结合到评估单元基板:
类似于前面的示例性实施例3,示例性实施例2的传感器单元被胶粘到如前面在示例
性实施例3中所描述的印刷电路板上。获得与示例性实施例3中所公开的结果类似的结果。
[0174]示例性实施例5:把具有PED0T:PSS的传感器单元结合到具有金导电路径的传感器单元:
在另一个示例性实施例中,通过使用如前面在示例性实施例3中所公开的胶粘处理,把根据示例性实施例1的传感器单元的各连接器部分胶粘到根据示例性实施例2的传感器单元的相应的连接器部分,从而把示例性实施例1的传感器单元胶粘到示例性实施例2的传感器单元。其中,在施加各向异性导电粘合剂时,注意提供了过多数量的各向异性导电粘合剂,以便产生如前面所公开的小珠 。
[0175]在冷却所述装置之后,检测到两个传感器单元之间的刚性机械互连。此外,在传感器单元的相应导电路径之间检测到低电阻电接触。在相邻的导电路径之间,检测到具有高于IO9Q的电阻的无接触或绝缘。
[0176]示例性实施例6:对示例性实施例5的装置的除菌:
此外,通过使用辐射除菌对根据示例性实施例5获得的装置进行除菌,其中所述装置具有包括由金制成的导电路径的传感器单元和包括由PED0T:PSS制成的导电路径的传感器单元。为此目的,施加提供25kGy剂量的电子束除菌。所述除菌是在BGSBETA-GAMMA-SERVICE GmbH (Bruchsal,德国)施行的。
[0177]已经发现,在进行除菌之后,所述装置的电属性和机械属性二者与前面在示例性实施例5中公开的结果并没有显著不同。因此,通过辐射进行除菌显然不会导致机械属性和/或电属性的恶化。
[0178]附图标记列表
110—用于监测至少一项身体机能的装置
112——评估单元
114—传感器单元
116—连接区段
118—可植入传感器单元
120—可植入部分
122—传感器单元基板
124——连接器基板
126——传感器电极
128——工作电极
130-检测器物质
132——反电极 134——参考电极
136-导电路径
138——导电材料 140——连接器部分 142——连接器部件144-绝缘层
146—评估单元基板148——电接触衬垫150——电子装置152——引线154——外壳
156-底部
158——顶部160——内部空间162——开口164——耙指
166——各向异性导电粘合剂
168——热量
`170——压力
172——边缘
174——小珠
176——层
178——基质材料
180——导电粒子
【权利要求】
1.一种用于制造监测用户的至少一项身体机能的装置(110)的方法,其中所述装置(110)包括至少一个评估单元(112)和至少一个传感器单元(114),其中所述方法包括以下步骤: a)提供评估单元(112)的步骤,其中所述评估单元(112)具有施加到至少一个评估单元基板(146)的至少一个电接触衬垫(148),其中所述电接触衬垫(148)电连接到所述评估单元(112)的至少一个电子装置(150); b)提供传感器单元(114)的步骤,其中所述传感器单元(114)包括至少一个连接器部件(142),其中所述连接器部件(142)包括至少一个连接器基板(124)以及施加到所述连接器基板(124)的至少一条导电路径(136),其中所述导电路径(136)包括至少一种导电材料(138),并且其中所述导电路径(136)具有至少一个连接器部分(140); c)准备步骤,其中贴近所述电接触衬垫(148)对准所述连接器部分(140),从而使得所述连接器部分(140)面对电接触衬垫(148),其中在电接触衬垫(148)与连接器部分(140)之间提供至少一种各向异性导电粘合剂(166); d)结合步骤,其中所述评估单元基板(146)和连接器基板(124)被按压在一起,其中电接触衬垫(148)和连接器部分(140)被按压在一起,其中通过所述各向异性导电粘合剂(166)产生电接触衬垫(148)与连接器部分(140)的电连接。
2.根据 权利要求1的方法,其中,所述传感器单元(114)包括至少一个可植入传感器单元(118),其中所述可植入传感器单元(118)包括被适配成用于植入到用户的身体组织中的至少一个可植入部分(120)。
3.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述导电材料(138)包括至少一种导电有机材料。
4.根据权利要求3的方法,其中,所述导电有机材料包括至少一种导电聚合物。
5.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述导电材料(138)包括至少一种导电碳材料。
6.根据权利要求5的方法,其中,所述导电碳材料包括以下各项当中的一项或更多项:石墨、石墨烯、玻璃碳和碳纳米管。
7.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述导电材料(138)包括至少一种金属。
8.根据权利要求?的方法,其中,所述金属是从包括Cu、N1、Ag、Au、Pd和Pt的组当中选择的。
9.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述传感器单元(114)包括至少两个传感器电极(126),其中所述至少两个传感器电极(126)被适配成用于通过电化学方式确定用户的身体组织或体液中的至少一项分析物浓度。
10.根据权利要求9的方法,其中,所述传感器电极(126)包括至少一个工作电极(128),所述工作电极(128)具有被适配成用于在有分析物存在的情况下执行至少一种电化学反应的至少一种检测器物质(130)。
11.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述提供传感器单元(I14)的步骤包括至少一个结构化导电路径(136)的子步骤。
12.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述连接器基板(124)包括至少一个塑料基板。
13.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,步骤b)包括在共同基板上提供多个传感器单元(114)以及另外的至少一个切割步骤,其中从所述共同基板当中切割出各传感器单元(114)。
14.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述连接器基板(124)是柔性的或可形变的。
15.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,所述传感器单元(114)包括多条导电路径(136),每一条导电路径(136)具有至少一个连接器部分(140),其中所述评估单元(112)包括多个电接触衬垫(148),其中在所述对准步骤中,每一个连接器部分(140)被对准到相应的电接触衬垫(148)。
16.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,在所述准备步骤中,按照以下各项当中的一种或更多种来施加各向异性导电粘合剂(166 ):膜或以无定形形式。
17.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,在所述结合步骤中,施加压力、热量和辐射当中的一项或更多项。
18.根据权利要求1或2当中的任一条的方法,其中,在施行所述结合步骤之后,通过辐射除菌至少部分地对所述装置(110)进行除菌。
19.一种用于监测用户的至少一项身体机能的装置(110),其中所述装置(110)包括至少一个评估单元(112)和至少一个传感器单元(114), -其中,所述评估单元(112)具有被施加到至少一个评估单元基板(146)的至少一个电接触衬垫(148),其中所述`电接触衬垫(148)电连接到评估单元(112)的至少一个电子装置(150); -其中,所述传感器单元(114)包括至少一个连接器部件(142),其中所述连接器部件(142)包括至少一个连接器基板(124)和施加到该连接器基板(124)的至少一条导电路径(136 ),其中所述导电路径(136 )包括至少一种导电材料(138 ),并且其中所述导电路径(136)具有至少一个连接器部分(140); -其中,所述连接器部分(140)被贴近电接触衬垫(148)对准,从而使得连接器部分(140)面对电接触衬垫(148),其中在电接触衬垫(148)与连接器部分(140)之间提供至少一种各向异性导电粘合剂(166); -其中,所述评估单元基板(146)和连接器基板(124)被连接成使得通过各向异性导电粘合剂(166)产生电接触衬垫(148)与连接器部分(140)的电连接。
20.根据权利要求19的装置(110),其中,能够通过根据权利要求1-18当中的任一条的方法获得所述装置(I 10)。
【文档编号】A61B5/1473GK103519827SQ201310267758
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2012年6月28日
【发明者】H.哈蒂希 申请人:霍夫曼-拉罗奇有限公司
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