专利名称：气密密封的植入式眼科器械以及制造该器械的方法
气密密封的植入式眼科器械以及制造该器械的方法
相关申请的交叉引用 本申请要求2010年7月26日提交的名称为“ Intraocular Implant withHermetically Sealed Liquid Crystal Cell” 的美国临时专利申请 61/367，511 ;2010年 7 月 27 日提交的名称为 “Intraocular Implant with Hermetically Sealed LiquidCrystal Cell with Dynamic Diffractive Lens and/or Dynamic Refractive Lens and/or Dynamic Aperture”的美国临时专利申请61/367，956 ;2010年9月7提交的名称为“Hermetically Sealed Feed-Throughs to Establish Electrical Connection throughThin Glass Wafers”的美国临时专利申请61/380，340 ;以及2010年9月13日提交的名称为“Low Temperature Glass to Glass Anodic Bonding”的美国临时专利申请61/382，041的权益。以上所引用的各专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。
背景技术：
有两种疾病影响人们聚焦在近距离和中距离物体上的能力:老花眼和假晶状体。老花眼是经常伴随老龄化而产生的人眼的晶状体调节能力的损失。在老花眼的个体中，此调节能力的损失首先导致不能聚焦在近距离物体上，而后导致不能聚焦在中距离物体上。据估计在美国有大约9千万至I亿的老花眼者。据估计全世界有大约16亿老花眼者。
用于矫正老花眼的标准工具是阅读眼镜、多焦点眼科镜片以及适于提供单眼视的角膜接触镜。阅读眼镜具有用于矫正近距离聚焦问题的单一光焦度。多焦点透镜是用于矫正一系列距离中的聚焦问题的具有多于一个的焦距(即，光焦度)的透镜。将多焦点光学应用于眼镜片、角膜接触镜以及人工晶状体(10L)。多焦点眼科镜片通过把镜片的区域划分成具有不同光焦度的区域而发挥功能。多焦点透镜可由连续表面组成，该连续表面形成连续光焦度，如渐变多焦镜(PAL)中。可替代地，多焦点透镜可由不连续表面组成，该不连续表面形成不连续光焦度，如双光镜或三焦距透镜。适于提供单眼视的角膜接触镜是具有不同光焦度的双角膜接触镜。一个角膜接触镜是用于矫正最远距离聚焦问题，而其它角膜接触镜是用于矫正最近距离聚焦问题。
假晶状体是用人工晶状体置换眼睛的晶状体，通常是在白内障手术期间的晶状体手术切除之后进行。就所有实际目的而言，如果个体活的足够长，那么他或她将患白内障。此外，大部分患白内障的个体将在其生命中的一些时间点接受白内障手术。据估计在美国每年大约实施120万例白内障手术。在假晶状体个体中，晶状体的缺乏造成调节能力的完全丧失，从而导致不能聚焦在近距离或者中等距离物体上。
常规的人工晶状体是单焦点的球面透镜，该透镜提供远处物体(例如，2米以外物体)的经聚焦的视网膜图像。通常，球形人工晶状体的焦距(或光焦度)是基于看对着在中央凹处的小角度(例如，大约7度)的远处物体而选择。遗憾地，因为单焦点人工晶状体具有固定焦距，所以它们不能模仿或代替眼睛的天然调节反应。幸运地，具有电活性元件(例如液晶元件)的眼科器械可以作为受损或切除晶状体的调节的替代来用于提供可变光焦度。例如，电活性元件可以用作提供动态可变光焦度的遮板，如Blum等人的美国专利第7，926，940号中所公开，该专利的全部内容以参考的方式并入本文中。具有电活性元件和其它电子部件的人工晶状体必须密封良好，以防止异物(例如电活性元件中使用的液晶材料)有可能泄漏入眼睛和周围组织。目前为止，通过把这些部件灌封入或封装入环氧化合物、聚氨酯或者另一适当类型可硬化化合物的壳体中，而制造具有电活性元件和其它电子部件的人工晶状体。遗憾地，灌封料并不总是很好地粘附到用于人工晶状体中的电连接的生物相容金属。在人工晶状体的预计使用寿命(其可以是20年或以上)期间，灌封料也会降解。可替代地，可将各部件密封在粘合到一起的各玻璃之间。用胶粘剂涂覆各片玻璃，并且把用于连接各部件的线放置在一片玻璃上。把各片玻璃推挤到一起使通路变形并导致胶粘剂在变形的线周围流动。在人工晶状体的预计使用寿命中，胶粘剂密封也会退化。另夕卜，胶粘剂不总是在变形线周围形成理想的密封。
发明内容
本文中所公开技术的实施例包括植入式眼科器械以及制造这种植入式眼科器械的方法，所述植入式眼科器械具有气密密封通路和气密密封腔。说明性的植入式眼科器械包括具有气密密封通路的第一基板，该气密密封通路提供用于从第一基板第一侧到第一基板的第二侧的电连通的导电路径。例如利用阳极或激光熔接把第一基板的第一侧粘接到第二基板，从而至少部分地限定气密密封腔，该气密密封腔容纳与由气密密封通路提供的导电路径电连通的电子部件。当经受氦气泄漏测试时，气密密封通路和气密密封腔以小于大约5X10_12Pa m3 s—1的速率泄漏。在一些实施例中，通过制作连接第一基板的第一侧和第二侧的通道而形成气密密封通路，该通道的直径可为大约100 μπι至大约250 μπ ο用导电材料(例如钛、镍、金、铁、或者其合金)填充该通道，以提供连接第一基板的第一侧和第二侧的导电路径。在一些情况下，导电材料的热膨胀系数(CT E)大致等于第一基板的热膨胀系数，例如导电材料和第一基板的热膨胀系数可为大约2.0 ppm至大约5.0 ppm。导电材料与电子部件(其可以是专用集成电路处理器、电容器、存储器、可编程逻辑分析器、模数转换器、或者电池充电器)电连通。可用具有大约10 μ 至大约200 μ m厚度和/或大约10 Ohm或以下电阻的生物相容导电材料(例如金)来涂覆或覆盖示例性的气密密封通路。该生物相容导电材料提供气密密封通路与气密密封腔外部的电子部件(例如电活性元件)之间的电连接。在一些实例中，通过以下方式制作电活性元件:(i)用液晶材料经由玻璃管填充另一个腔；以及(ii)封闭玻璃管从而把液晶材料密封在腔中。可替代地，可以通过以下方式制作电活性元件:(i)用液晶材料经由通道来填充腔，该通道具有例如用氨基硅烷、硅烷醇和/或其它羟基硅烷衍生物进行改性的内表面；以及(ii)使通道塌陷从而把液晶材料密封于腔内。在一些装置中，第一和第二基板是由硼硅酸盐玻璃(例如Borofloat 33)和/或熔石英制成。各基板的厚度可为大约25-300 μπι。可以利用激光熔接、压力粘接或者阳极粘接将第三基板粘接到第一基板的第二侧，从而限定气密密封腔。可用共形层(conformallayer)至少部分地涂覆基板中的一个或多个基板，所述共形层沉积在气密密封腔的周围以防止通过可能在气密密封腔中产生的裂纹或裂缝的泄漏。前述的发明内容只是说明性的而决不是意图限制本发明。除上述说明性的方面、实施例和特征以外，通过参考下面的附图和详细说明，本发明的其它方面、实施例和特征将变得显见。
并入并且构成本说明书的一部分的
了本发明的实施例，并且连同描述部分一起用来解释本发明的原理。图1是植入式眼科器械中所使用的气密密封的电子组件的分解视图。图2A和图2B分别是形成在一对晶片之间的替代的气密密封腔的正视图和平面视图。图3A-图3D示出了气密密封电子组件中的替代的线圈布置的视图。图4A和图4B分别示出了设置在气密密封腔内的线圈的正视图和平面视图。图5示出了玻璃晶片中的气密密封通路的制造。图6A和图6B分别示出了用金覆盖且在Borofloat 33玻璃晶片上制作的NiFe通路的平面图和正视图。图7A和图7B是利用激光熔接粘接到一起从而形成气密密封腔的玻璃晶片的照片，所述气密密封腔容纳电子部件。图8示出了用于形成容纳电子部件的气密密封腔的玻璃晶片的阳极粘接。图9示出了用于测量粘接晶片的粘接强度的手动扭转测试。图10示出了用于测量粘接晶片的粘接强度的推挤测试。图1lA-图1lC示出了用液晶材料经由玻璃管填充电活性元件中的腔。图12示出了用液晶材料经由具有纹理化内表面的通道阵列来填充电活性元件中的腔。图13示出了电活性单元及其电连接的分解剖面图。图14A和图14B分别示出了具有共形涂层的晶片的正视图和平面视图，所述共形涂层用于防止通过气密密封中的裂纹或裂缝的泄漏。
具体实施例方式具有气密密封腔和通路的植入式眼科器械
通常把植入式眼科器械(例如人工晶状体、眼内植入物、角膜嵌入件以及角膜覆盖件)植入眼睛，以用作假晶状体、无晶状体以及影响患者视力的其它疾病的永久或准永久矫正。可以把说明性的植入式眼科器械插入或植入眼睛的前房或后房中、囊膜中、或者角膜基质中(类似于角膜嵌入件)、或者角膜的上皮层中(类似于角膜覆盖件)、或者眼睛的任意解剖结构内。因为它们被插入或植入眼睛自身，所以它们不应当让异物(例如电池中使用的电解质或液晶材料)泄漏或滤析到眼睛或周围组织中。否则，它们会对眼睛和/或眼睛周围的组织造成不可逆的损害。图1是用于示例性植入式眼科器械的电子组件100的分解视图，该组件100具有腔110和通路112，腔110和通路112是气密密封的以防止来自装置100的异物泄漏入眼睛。如本文中所定义，气密密封腔或者通路是通过美国测试与材料协会(ASTM) E493/E493M-11氦气泄漏测试的腔或通路，其泄漏率小于5.0X10-12 Pa m3 s'在优选的实施例中，在氦气泄漏测试期间通过气密密封泄漏的氦气量是不可检测的，即，其低于氦气的正常大气浓度。组件100包括电子部件，在此情况下是专用集成电路(ASIC)130，该专用集成电路130具有不同的功能块并且可与其它电子部件一同设置在中间晶片104中的腔110内。可以利用热压粘接经由TiAgNiAu垫材料以所有三个维度中的±10 μπι的机械公差把ASIC 130与子部件放置在一起。组件100也可包括AgPb电容器(未图示)，例如01005 SMD表面安装电容器，其被用各向异性导电胶粘剂以±50 μ m的侧向对准公差粘接到印刷电路板(PCB)(未图示)。在优选的实施例中，从印刷电路板的表面到电容器顶部的总高度约为255±10μ m0通过密封在下晶片102和上晶片106之间的中间晶片104中的孔而限定腔110，可以利用激光熔接、压力粘接和/或阳极粘接(如下所述)把这些晶片粘接到一起。可把其它元件(例如电活性单元160和遮拦件162，其包括吸收多于90%入射光的不透明层)附着或密封在晶片102、104和106之间，其可以由硼硅酸盐玻璃(例如，Borofloat 33或者D263 )、纯二氧化硅(SiO2)、熔石英或者任何其它合适材料制成。图2A和图2B分别示出了替代的组件200的正视图和平面视图，组件200具有形成于替代的下晶片202和替代的上晶片206之间的腔210。上晶片206在任一端包括两个空洞或凹陷，而不是限定孔。各凹陷足够大到容纳ASIC 130和/或其它电子部件。ASIC 130和/或其它部件位于这些凹陷内，并且通过例如利用激光熔接或阳极粘接把下晶片202粘接到上晶片206而形成腔210。气密密封通路112提供与腔210中的ASIC 130和/或其它电子部件的电连接。本领域技术人员将容易理解的是，晶片和腔的其它布置也是可能的。例如，可在两个晶片中的凹陷之间形成腔。另外，单个晶片可包括用于形成腔的孔(如参照图1所描述)以及用于形成腔的凹陷(如参照图2A和图2B所描述)。再次参照图1，ASIC 130经由贯穿上晶片106的通路112而电连接到电池组140。电池组140可以是可再充电的并且包括被隔膜144分隔开并且被覆盖在外壳142中的电池141，外壳142提供泄漏保护长达25年以上。电池组外壳隔离环146使电池141与组件100的其余部分绝缘，并且电池组插入板148使电池组140及其部件相对于上晶片106处于合适的位置。组件100还包括可以用于给电池组140再充电的感应天线线圈150和光伏电池170。线圈150和光伏电池170也可以用于与外部处理器的无线通信，例如用于更新和/或取出存储在ASIC 130中的一个或两个上的存储器中的信息。光伏电池170也可以用于检测调节触发因素、瞳孔直径的变化、和/或其它生理学指标或环境指标，平均灵敏度为大约
0.48 nA/lux mm2。在一些实施例中，组件100包括两个TiAu-PIN-ZnO光伏电池:直径约为
1.175至1.225 mm的第一电池以及尺寸约为0.1 mmX 1.8 mm的第二电池。在一些实例中，线圈150具有布置在5.7 mmX2.6 mm周界的周围的大约15个绕组。线圈150和光伏电池170还经由通路112与ASIC 130电连通。例如，一个ASIC130中的电池组充电器(未图示)可控制再充电过程，如Fehr等人的PCT/US2011/040896中所述，该专利的全部内容以参考的方式并入本文中。类似地，一个ASIC 130中的处理器可接收来自光伏电池170的表示瞳孔直径的信号，也如Fehr等人的PCT/US2011/040896中所述。处理器还可响应于来自光伏电池170的信号而控制由电活性单元160所限定的孔的直径，例如Blum等人的美国专利第7，926，940号中所述，该专利的全部内容也以参考的方式并入本文中。图3A-图3D示出了相对于电子组件其余部分的线圈150的不同布置。例如，线圈150可以缠绕在电池组140周围，如图3A和图3C中所示。把线圈150缠绕在电池组140周围可为线圈150提供良好的机械稳定性，但会对植入物的组装方式带来限制(例如，在线圈150之前安装电池组140)。电池组140也会干扰线圈150和外部电磁源(天线)之间的感应耦合。线圈150也可以缠绕在单独支架152的周围，如图1和图3B中所示。在一些情况下，可把光学元件(例如非球面透镜或球面透镜)合并到支架152中。例如，支架外表面的一部分可以是弯曲的或者形成图案，以便折射或衍射入射光。使用单独的支架152还可通过避免需要在线圈150之前安装某些部件(例如，电池组140)而提高制造过程的灵活性。也可以通过允许线圈150采用远离潜在干扰源的路径而优化线圈的耦合效率。然而，使用独立的支架152会增加植入式眼科器械的制造复杂性和总质量。可替代地，线圈150可以是自承的，即其可以不需任何其它支撑物。如其它线圈那样，自承线圈应在可接受的机械公差内定位，并且可利用胶粘剂相对于晶片保持在合适位置。在把电子组件100包封于丙烯酸树脂、树脂或者其它介质中期间，应小心防止自承线圈变形。线圈150可以位于上晶片106上，如图3C中所示，以填充电池组140之间或周围的空间。可替代地，线圈150可以位于下晶片202的底侧上或者周围，如图3D中所示。把线圈150安装在下晶片202的底部上，放宽了线圈150的定位公差并且使遮拦件162的定位更简单。贯穿下晶片202的通路112和/或在下晶片202边缘周围延伸的线把线圈150连接到ASIC 130、电池组140以及任何其它电子部件。也可以把线圈150密封在腔内，以排除对线圈150和ASIC 130之间的通路的需要，如图4A和图4B中所示。在此实例中，把线圈150嵌入在厚度为0.3 mm的玻璃“圆盘”内，在该“圆盘”的一侧上具有两个电连接。因为把线圈150气密地密封在腔内，所以可以把非生物相容材料用于线圈线(例如，铜而不是金)和绝缘层。通过把线圈150密封在腔内，还使得无需利用生物相容导电材料把线圈150连接到腔内的部件。可以按如下方式把线圈150密封于腔内。首先，在上晶片206中机加工出用于容纳线圈150的深腔和用于容纳电连接154的浅腔。合适的机加工技术包括但不限于:各向同性刻蚀(例如,湿法刻蚀)、各向同性刻蚀(例如深反应离子刻蚀)、微喷砂、激光烧蚀以及超声波微加工。对上晶片202的机加工表面进行(再)抛光，以允许与下晶片202的气密粘接。接着，把线圈150插入深腔内并且把两根端线连接到在浅腔内的通路以形成电连接154。可以利用压力挤压粘接、引线接合、胶粘(用导电胶)以及直接焊接(通过使用可以是非生物相容的低共熔材料)来连接线和线圈150。一旦线圈150被正确地定位和连接，则利用激光熔接、压力粘接、或者低温阳极粘接(如下所述)将下晶片202粘接到上晶片206。若有必要，可以使下晶片202和/或上晶片206变薄从而减小堆的总厚度。本领域技术人员将容易理解的是，可以采用其它方式把线圈150设置在所述腔内和/或其它腔内；例如，可以把线圈150缠绕抵靠容纳ASIC、电容器或者其它电子部件的腔的内壁。制造气密密封通路 电子组件的制造(例如图1中所示)可开始于气密密封通路112的制造。以大约I至10μπι的精度把通路112、孔、切线(cut line)以及其它点放置在基板(例如玻璃晶片)上。接着，在基板中钻出或刻蚀出通路112和其它孔，然后将基板切割或切成单独的晶片，如图1、图2A和图2B中所示。将这些晶片与其它部件组合且粘接到一起而形成组件，可把该组件包封在丙烯酸树酯或任何其它合适材料中。图5示出了一种用于制造气密密封通路112的技术。通路112的制造开始于在玻璃基板302的一侧中钻出或刻蚀出凹陷304，玻璃基板302可以是硼硅酸盐玻璃或者任何其它合适材料。例如，可以利用激光烧蚀(例如，利用紫外激光)、微喷砂或者超声波微加工来形成凹陷304。可在钻孔或刻蚀前用保护层涂覆基板302的表面，用于保护。基板302的厚度为大约25至300 μπι、或者更优选大约125至200 μπι (例如，大约175 μπι)。接着，在基板302的另一侧中钻出或刻蚀出另一个凹陷，以形成贯穿基板302的通道306。在一些情况下，将通道306的形状设计成大致像沙漏或空竹的形状，通过把两个圆锥形截头锥体的小端放在一起而形成该形状。通道306具有大约50-300 μ m，或者更优选大约100-250 μπι的直径。其平均直径可以为大约200 μ m(可替代地，可以通过仅仅持续对第一凹陷302进行钻孔或者刻蚀而形成通道306。这可以导致形状像圆锥形截头锥体的通道，该通道具有在基板302 —侧上的大开口和在基板302另一侧上的小开口)。一旦形成通道306，则使导电材料308沉积于通道306内，例如通过流电生长或者电化学沉积。导电材料308可以是生物相容材料，例如金。可替代地，导电材料308可以是诸如镍合金(例如，NiFe)的材料，其热膨胀系数(CTE)大约等于(例如，在10%内)基板302的热膨胀系数。在一些情况下，导电材料308和基板的热膨胀系数可以为大约2.0至5.0ppm,例如3.3 ppm ο通过使导电材料308的热膨胀系数与基板302的热膨胀系数相匹配降低了由于在植入物的制造、测试和灭菌期间对通路112和基板302加热和/或冷却所造成的泄漏或者植入物劣化的风险。如果导电材料308不是生物相容的，那么通道306的内表面可涂覆或内衬有生物相容材料以提供额外的保护层。例如，通道306可涂覆或内衬有生物相容的钛，然后用导电的镍填充。一旦完全地沉积，导电材料308形成导电路径310，该导电路径310密封通道306并且提供从基板302的一侧到基板的另一侧的电连通。(若有必要，加热导电材料308和/或基板302以密封通道306。)在通道306被完全填充后，除去为了流电生长而形成的任何导电基层，以防止过度生长。通路112经由由金、TiAu或任何其它合适的生物相容导电材料所形成的生物相容导电层314而连接到其它电气元件和/或连接。可以通过如下方式形成导电层314:把金球312放置在导电路径一侧上的通道孔中，然后加热或挤压金球312以形成生物相容的导电层314，该导电层314提供与贯穿通路112的中心的导电路径310的低电阻接触。如果被熔化或挤压的金过厚，则可以将其抛光至期望厚度。一般来说，生物相容导电层314的厚度决定其电阻和成本:较薄层较便宜，但趋向于具有较高电阻。在优选的实施例中，生物相容导电层314的厚度约为10-200 μπι (例如，厚度为100 μ m)且具有大约10 Ohm或以下的电阻。图6A和图6B分别示出了通路112的3 X 3矩阵的平面照片和透视照片，通路112具有NiFe导电路径310以及在Borof loat 33基板302中的未抛光的金导电层314。各通路112具有沙漏形状，长度为大约150 μ m至大约300微米，平均长度约为200微米。沙漏的腰部具有大约50 μ m的直径，并且沙漏的端部具有大约150 μ m的直径。可以把基板302切割、切开或以其他方式分离成用于形成电子组件的单独晶片。粘接玻璃晶片以形成气密密封腔
如上所述，可以利用激光熔接、压力粘接、阳极粘接或者任何其它合适的粘接技术将玻璃晶片与通路粘接到一起，以形成气密密封腔。激光熔接或激光焊接特别具有吸引力，因为该方法涉及仅加热晶片的相互接触的区域。结果，附接到和/或设置在晶片之间的部件不会在熔接过程期间变热。另外，可以利用激光熔接把一块玻璃直接地粘接到另一块玻璃(即，在各块玻璃之间没有其它层)，这消除了额外的材料和沉积步骤。在激光熔接中，将晶片保持成相互接触并且把来自超快紫外激光器的光束聚焦在晶片之间的界面处或界面附近。激光器发射出皮秒或飞秒光脉冲，该光脉冲加热晶片，这导致晶片熔化或融合到一起。在沿晶片边缘(或者刚好在边缘内)的闭环中扫描脉冲激光，形成晶片之间的气密密封。也可以在多个闭环中扫描脉冲激光束，以在晶片的周界内形成其它气密密封区。例如，可把ASIC密封在腔内，将腔自身密封于装置的周界内。图7A和图7B是通过利用激光熔接把玻璃晶片密封到一起而形成的部分完成的植入物的照片。可替代地，可以利用压力挤压粘接把晶片粘接到一起。至少沿被粘接晶片的周界沉积金的相对厚(例如，约50-250 μ m,平均为200 μ m)的环或其它合适材料。使晶片相互对准，然后将其挤压到一起。挤压导致第一基板上的金环软化并粘附到第二基板(环也可变平或以其他方式变形)。工艺温度可以保持在低于300°C，该温度是设置在晶片上或晶片之间的某些部件的临界温度。也可利用公知的被普遍确认的低温(例如，低于大约400°C)阳极粘接技术将成对的富含碱金属的硼硅酸盐玻璃晶片粘接到一起，如图8中所示。首先，用硅、多晶硅、钽、钛、铝和/或SiNx的薄层606涂覆一块将要被粘接的玻璃晶片，以形成经涂覆的玻璃晶片608。对经涂覆的晶片608进行清洗(例如，用异丙醇)和干燥(例如，用氮气)，然后将经涂覆的玻璃608在顶工具602和卡盘610之间与未涂覆玻璃晶片604对准，顶工具602和卡盘610连接到电压源612。把电压源612的电压Vb设定为数百伏，导致电流Ib从卡盘610经由经涂覆的玻璃晶片608、涂层606和未涂覆玻璃晶片604而流到顶工具602。该电流导致玻璃晶片604和608中的阳离子(例如，碱金属离子)朝向充当阴极的顶工具602转移，并且玻璃晶片604和608中的阴离子朝向充当阳极的卡盘610转移。(这还导致晶片温度升高到大约280-350°C，例如大约300°C。)结果，未涂覆玻璃晶片604与涂层606接界的区域变得缺少阳离子，并且涂层606另一侧上的经涂覆的玻璃晶片608的区域变得缺少阴离子。此缺少导致未涂覆和经涂覆的玻璃晶片604、608与涂层606接界的表面变成是高度反应性的，这导致在晶片604和608之间形成牢固的化学键。测试粘接的玻璃晶片
图9和图10示出了用于测量粘接玻璃晶片的强度的扭转和抗剪强度测试。在扭转测试中，用手将粘接的玻璃晶片(例如，阳极粘接晶片604和608)扭开(即，如箭头所指)。在抗剪强度测试中，通过沿晶片604与608之间的界面的平面施加的力F而使粘接的玻璃晶片604与608剪切分开。
表I示出了利用上述阳极粘接技术粘接到一起的具有不同粘接参数和涂层的玻璃晶片的扭转和抗剪强度测试结果。使用厚度为500 μ m的BOTofloat 33硼硅酸盐玻璃的四英寸晶片执行这些测试；在一些情况下，在测试前将晶片切割成10 mmXIO mm的片。在粘接的至少一周之后进行每项测试，以确保粘接晶片的充分松弛。这些结果表明硅、铝和IT0/SiNx均在相对低的粘接温度的情况下提供相对高的强度。表1:阳极粘接玻璃晶片的强度测试
权利要求
1.一种植入式眼科器械,包括: 第一基板，所述第一基板具有气密密封通路，所述气密密封通路提供用于从所述第一基板的第一侧到所述第一基板的第二侧的电连通的导电路径； 第二基板，所述第二基板被粘接到所述第一基板的第一侧以至少部分地限定气密密封腔；以及 电子部件，所述电子部件在所述气密密封腔内并且与由所述气密密封通路提供的导电路径电连通。
2.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述气密密封通路包括通道以及所述通道内的导电材料，所述通道连接所述第一基板的第一和第二侧，所述导电材料提供所述导电路径。
3.如权利要求2所述的植入式眼科器械，其中，所述导电材料的热膨胀系数大约等于所述第一基板的热膨胀系数。
4.如权利要求3所述的植入式眼科器械，其中，所述导电材料和所述第一基板的热膨胀系数为大约2.0 ppm至大约5.0 ppm ο
5.如权利要求2所述的植入式眼科器械，其中，所述导电材料包括钛、镍、金和铁中的至少一种。
6.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述通路的直径为大约100ym至大约250 μ mD
7.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，当经受氦气泄漏测试时，所述气密密封通路和所述气密密封腔以小于大约5X10_12 Pa m3 s—1的速率泄漏。
8.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述第一和第二基板中的至少一个包括硼硅酸盐玻璃和/或熔石英。
9.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述第一基板的厚度为大约25μπι至大约300 μ m。
10.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述第一基板被激光熔接到所述第二基板。
11.如权利要求1所述的植入式 眼科器械，其中，所述第一基板被阳极粘接到所述第二基板。
12.如权利要求1所述的植入式眼科器械，其中，所述电子部件包括专用集成电路处理器、电容器、存储器、可编程逻辑分析器、模数转换器以及电池组充电器中的至少一种。
13.如权利要求1所述的植入式眼科器械，还包括: 生物相容导电材料，所述生物相容导电材料提供所述气密密封通路与另一个电子部件之间的电连接。
14.如权利要求13所述的植入式眼科器械，其中，所述生物相容导电材料的厚度为大约10 μ m至大约200 μ m。
15.如权利要求13所述的植入式眼科器械，其中，所述生物相容导电材料的电阻为大约10 Ohm或以下。
16.如权利要求1所述的植入式眼科器械，还包括: 第三基板，所述第三基板被粘接到所述第一基板的第二侧以限定所述气密密封腔。
17.如权利要求1所述的植入式眼科器械，还包括: 电活性元件，所述电活性元件经由所述气密密封通路与所述电子部件电连通。
18.如权利要求1所述的植入式眼科器械，还包括: 共形涂层，所述共形涂层沉积在所述气密密封腔周围以防止通过可能在所述气密密封腔中产生的裂纹或裂缝的泄漏。
19.一种制造植入式眼科器械的方法，所述方法包括: (a)将电子部件放置成与气密密封通路电连通，所述气密密封通路提供从第一基板的第一侧到所述第一基板的第二侧的导电路径；以及 (b)把第二基板粘接到所述第一基板的第一侧以至少部分地限定容纳所述电子部件的气密密封腔。
20.如权利要求19所述的方法，其中，Ca)还包括: 形成从所述第一基板的第一侧到所述第一基板的第二侧的通道；以及 用导电材料填充所述通道以限定所述导电路径。
21.如权利要求20所述的方法，其中，Ca)还包括: 加热所述第一基板和所述导电材料中的至少一个以气密地密封所述通道，由此形成所述气密密封通路。
22.如权利要求20所述的方法，其中，所述通道的直径为大约100μπι至大约250 μπι。
23.如权利要求20所述的方法，其中，所述导电材料的热膨胀系数大约等于所述第一基板的热膨胀系数。
24.如权利要求 22所述的方法，其中，所述导电材料和所述第一基板的热膨胀系数为大约2.0 ppm至大约5.0 ppm ο
25.如权利要求20所述的方法，其中，所述导电材料包括钛、镍、金和铁中的至少一种。
26.如权利要求20所述的方法，其中，Ca)还包括: 在所述通道的一端上形成与所述导电材料电连通的生物相容导电层。
27.如权利要求22所述的方法，还包括: 将另一个电子部件放置成经由所述生物相容导电层和所述导电路径与所述电子部件电连通。
28.如权利要求19所述的方法，进一步其中，(b)还包括: 把所述第二基板熔接到所述第一基板的第一侧。
29.如权利要求19所述的方法，进一步其中，(b)还包括: 把所述第二基板阳极粘接到所述第一基板的第一侧。
30.如权利要求19所述的方法，还包括: 把第三基板粘接到所述第一基板的第二侧以限定所述气密密封腔。
31.如权利要求19所述的方法，还包括: 将电活性元件放置成经由所述气密密封通路与所述电子部件电连通。
32.如权利要求31所述的方法，还包括通过以下方式制造所述电活性元件: (i)用液晶材料经由玻璃管填充腔；以及 ( )封闭所述玻璃管从而把所述液晶材料密封在所述腔中。
33.如权利要求31所述的方法，还包括通过以下方式制作所述电活性元件:(i)用液晶材料经由具有改性的内表面的通道填充腔；以及 (ii)使所述通道塌陷从而把所述液晶材料密封在所述腔中。
34.如权利要求33所述的方法，还包括用氨基硅烷、硅烷醇和/或羟基硅烷衍生物处理所述通道以形成所述改性的内表面。
35.如权利要求19所述的方法，还包括: 将共形涂层沉积在所述气密密封腔的至少一部分的周围，以防止通过可能在所述气密密封腔中形成的裂纹的泄漏。
36.如权利要求19所述的方法，其中，当经受氦气泄漏测试时，所述气密密封通路和所述气密密封腔以小于大约5X10_12 Pa m3 s—1的速率泄漏。
37.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一和第二基板中的至少一个包括硼硅酸盐玻璃。
38.如权利要求19所述的方法，其中，所述第一基板的厚度为大约25μπι至大约300μm.
全文摘要
许多现代的植入式眼科器械包括电子部件，例如电活性单元，这些电子部件会使有害物质泄漏到眼睛和/或周围组织中。在本文公开的植入式眼科器械中，把电子部件气密地密封在通过把两个或更多个玻璃晶片粘接到一起而形成的腔内。通过利用激光熔接、压力粘接或者阳极粘接把玻璃晶片粘接到一起而形成了密封，当经受氦气泄漏测试时，该密封以小于大约5×10-12Pam3s-1的速率泄漏。贯穿晶片中的通道的由导电材料形成的气密密封通路提供与密封腔内的部件的电连接。在一些情况下，导电材料的热膨胀系数(CTE)大致等于(例如，在10%内)玻璃晶片的CTE，从而使由于导电材料和玻璃晶片的热致膨胀和收缩所造成的泄漏最小化。
文档编号G02C7/02GK103154803SQ201180046081
公开日2013年6月12日 申请日期2011年7月25日 优先权日2010年7月26日
发明者R.D.布卢姆, A.古普塔, J-N.费尔, J-C.鲁埃, U.施内尔, W.多尔, R.迈克利 申请人:伊兰扎公司