AT501429B1

AT501429B1 - Verfahren zur durchkontaktierung

Info

Publication number: AT501429B1
Application number: AT19722004A
Authority: AT
Original assignee: Nessler Medizintechnik Gmbh
Priority date: 2004-11-23
Filing date: 2004-11-23
Publication date: 2007-05-15
Also published as: AT501429A1

Description

2 AT 501 429 B1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchkontaktierung einer medizinischen Elektrode, welche ein elektrisch isolierendes, flexibles Trägermaterial umfaßt, wobei durch das Durchkontaktieren eine Anschlußstelle an einer ersten Seite des Trägermaterials mit einer Sensorfläche an der gegenüberliegenden zweiten Seite des Trägermaterials verbunden wird.

Durchkontaktierungen durch flexible Isolatoren oder Träger, wie z.B. bei in der Elektronik üblichen Flex-Leiterplatten, wurden bisher durch Anbringen von dünnen Löchern und Auffüllen derselben mit einem leitfähigen Material, z.B. Kupfer in galvanischen, chemischen Bädern erzeugt. Für diesen Verfahrensschritt ist eine geeignete Vorrichtung erforderlich, welche einen entsprechenden apparativen Aufwand mit sich bringt.

Eine weitere Form der Durchkontaktierung stellt das Anbringen von Kontaktnieten z.B. bei der Herstellung von medizinischen Off-Center-Elektroden dar, das aber in vielen Fällen Isolationsprobleme mit sich bringt, da das Unterteil der Niete genauso wie deren Oberteil elektrisch leitend ausgeführt sein muß und dies einen negativen Einfluß auf das Meßergebnis haben kann.

Im Dokument JP 2-58888 A ist ein Verfahren beschrieben, bei dem eine starre Leiterplatte aus Aluminiumoxid beidseitig mit einem dicken Film aus einer elektrisch leitfähigen Paste bedruckt wird. Eine in der einzigen Figur des Abstracts hohlzylindrisch dargestellte Durchgangsloch-Elektrode wird durch nachfolgendes Brennen der getrockneten Paste hergestellt. Ein derartiger Vorgang ist für flexible medizinische Elektroden aus materialtechnischen Gründen nicht durchführbar.

Auch bei der in der US 6 486 409 A gezeigten Durchkontaktierung für flexible Leiterplatten wird zwar ein Durchgangsloch von der einen Seite aus mit einem hochviskosen leitfähigen Material und von der anderen Seite aus mit einem niedrigviskosen Material siebbedruckt, es geschieht dies aber auf einer Dünnfilm-Leiterplatte zur Anbringung von Halbleiterbauteilen und das Durchgangsloch wird dabei vollständig gefüllt, sodaß ein zusätzliches Einbringen eines Verbindungselements wie z. B. einer Niete od. dgl. nicht möglich wäre. Bei einer medizinischen Elektrode ist es auch nicht erforderlich, bestehende Leiterbahnen einer Seite mit bestehenden Leiterbahnen der gegenüberliegenden Seite zu verbinden, sondern eine verläßliche Kontaktierung einer Anschlußstelle mit einer Sensorelektrode zu erreichen, was üblicherweise über eine elektrisch leitende Niete geschieht. Das Ersetzen der elektrisch leitenden Niete durch eine beiderseitige Bedruckung ist in diesem Dokument nicht beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Durchkontaktiervorgang von einer Seite einer Trägerfolie zur anderen zu vereinfachen und den Produktionsaufwand zu reduzieren.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten des Trägermaterials hergestellt wird.

Auf diese Weise wird das Problem des Durchkontaktierens eines isolierenden Trägermaterials nur mit Hilfe von an sich bekannten Druck- oder Aufspritztechniken gelöst. Es ist somit kein anderes aufwendiges Verfahren notwendig, sodaß der Durchkontaktierungsvorgang in einem mit dem sonstigen Aufdruckvorgang, z.B. zum Ausbilden einer flächigen leitfähigen Verbindung auf der Oberfläche des Trägermaterials durchgeführt werden kann, wie er beispielsweise bei der Produktion von Elektroden ohnehin geschieht. Es können dabei verschiedenartige Verbindungswege genutzt werden, um die elektrische Leitung zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials hervorzurufen.

In Zusammenhang mit medizinischen Elektroden gab es bisher keine Methode, bei der das beiderseitige Bedrucken zum Durchkontaktieren derselben verwendet worden ist. Ebenso wird das beiderseitige Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials sowie das Bedrucken oder Aufspritzen auf einen Randbereich eines Trägermaterials weder im Stand der Technik 3 AT 501 429 B1 beschrieben noch gibt es Hinweise dafür, daß eine solche randseitige Kontaktierung in den Dokumenten in Erwägung gezogen worden wäre.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der galvanische Kontakt in einem Randbe-5 reich des Trägermaterials durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials hergestellt werden. Das elektrisch leitfähige Material kommt durch überschüssigen Auftrag, egal ob beim Bedrucken oder beim Aufspritzen, über den Randbereich von der einen Seite des Trägermaterials zur anderen in Verbindung und diese Verbindung bleibt nach dem Trocknungs- oder Aushärtungsvorgang des io elektrisch leitfähigen Materials dauerhaft bestehen.

Weiters kann der galvanische Kontakt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials im Bereich eines Durchgangsloches, einer Lochung oder einer 15 Perforation des Trägermaterials hergestellt werden. Der überschüssige Auftrag stellt in diesem Fall durch die jeweils vorhandenen oder ausgebildeten Löcher hindurch die Verbindung zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials her.

Schließlich kann in weiterer Ausbildung der Erfindung der galvanische Kontakt durch über-20 schießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials im Bereich von Poren oder Öffnungen des Trägermaterials hergestellt werden. Die Poren oder Öffnungen können dabei künstlich im Trägermaterial erzeugt oder bereits in diesem vorhanden sein, sodaß das leitfähige Material beim Druck- oder Aufspritzvorgang das Trägermaterial zum Zwecke der Herstellung des galvanischen Kontaktes durchdrin-25 gen kann.

Der Druckvorgang kann so ausgestaltet sein, daß das Trägermaterial zunächst auf der einen Seite und anschließend auf der anderen Seite oder auf beiden Seiten zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material bedruckt wird, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite das 30 aufgedruckte Material auf der anderen Seite im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt.

Weiters betrifft die Erfindung eine medizinische Elektrode mit einem elektrisch isolierenden, flexiblen Trägermaterial, welches eine galvanische Durchkontaktierung von einer ersten Seite 35 zu einer zweiten Seite des Trägermaterials aufweist.

Die heute handelsüblichen Elektroden bestehen aus einer oder mehreren Schichten von Materialien. Üblicherweise ist die unterste Schicht ein Schaum- oder Pflastermaterial, das direkt auf die Haut geklebt wird. Darauf befindet sich wiederum ein Trägermaterial, das das eigentliche 40 Hautkontaktelement, z.B. aus Ag/AgCI trägt.

Ein prinzipielles Problem bei der Konstruktion einer Elektrode, die auf einem Trägermaterial beruht, besteht darin, daß das eigentliche Hautkontaktelement auf der der Haut zugewandten Seite des Trägermaterials liegt, wohingegen die Kabelanschlußstelle auf der der Haut abge-45 wandten Seite angebracht werden muß. Es muß also ein galvanischer Kontakt zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials hergestellt werden.

Bei der Herstellung von Elektroden der vorgenannten Art war bisher eine Durchkontaktierung in vielen Fällen nur durch einen erhöhten apparativen Aufwand oder mittels Zusatzelementen wie so Nieten durchführbar, welche allerdings Isolationsprobleme mit sich bringen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine medizinische Elektrode anzugeben, bei der die Durchkontaktierung mit einfachen technischen Mitteln ausgeführt werden kann. 55 Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die galvanische Durchkontaktierung durch auf 4 AT 501 429 B1 beiden Seiten des Trägermaterials aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches oder eines Randbereiches des Trägermaterials gebildet ist. 5 Die damit erzielbare Vereinfachung der Herstellung der Durchkontaktierung ermöglicht es ohne Verwendung einer aufwendigen Vorrichtung oder eines zusätzlichen Bestandteils die galvanische Durchkontaktierung zu erzielen. Es können kostengünstigere Teile eingesetzt werden, da z.B. das verwendete Nietunterteil nicht mehr durch eine Ag/AgCI-Beschichtung leitend gemacht werden muß, sondern stattdessen auch ein nichtleitendes Kunststoffteil eingesetzt werden kann io oder auf ein solches Nietunterteil auch ganz verzichtet werden kann, wodurch sich größere Freiheiten beim Entwurf der erfindungsgemäßen Elektrode ergeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform eingehend erläutert. Es zeigt dabei 15

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein Trägermaterial mit einer nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Durchkontaktierung und Fig. 2 einen teilweisen Querschnitt durch ein Trägermaterial mit einer nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Durchkontaktierung. 20

Fig. 1 zeigt einen Bereich eines elektrisch isolierenden Trägermaterials 1, das z.B. aus einem flexiblen Kunststoff, z.B. PE oder PET gebildet ist, beispielsweise in Form einer flexiblen Trägerfolie für eine medizinische Elektrode. Zunächst wird ein Durchgangsloch 5 vorgesehen, das durch einen geeigneten Vorgang, z.B. Stanzen, Lochen, Nadelperforation od. dgl. ausgebildet 25 wird.

Danach wird erfindungsgemäß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials 1 oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials 2 ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 hergestellt. 30

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform wurde der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials eines elektrisch leitfähigen Materials 2 im Bereich des Durchgangsloches 5 des Trägermaterials 1 hergestellt. Als Drucksubstanz ist etwa ein Silberleitlack geeignet, es können aber auch andere leitfähige, auch pulverförmige oder pastöse 35 Materialien Verwendung finden. Die Art des angewandten Druckverfahrens unterliegt ebenfalls keiner Einschränkung, es kann Siebdruck, Flexodruck, Tampondruck od. dgl. eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch nicht auf die Herstellung von Elektroden-Trägermaterialien beschränkt sondern kann auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. 40 Das Trägermaterial wird dabei zunächst auf der einen Seite 3 und anschließend auf der anderen Seite 4 oder auf beiden Seiten 3, 4 zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material 2 bedruckt, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite 3 das aufgedruckte Material auf der anderen Seite 4 im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt. In der Ausführungsform der Fig. 1 ist das Durchgangsloch 5 so groß gewählt, daß dabei ein offener Kanal 45 zwischen den Seiten 3, 4 verbleibt. Dieser kann sich aber auch während des Druckvorganges vollkommen verschließen. Als Ergebnis soll das leitfähige Druckmaterial auf der einen Seite 3 eine leitfähige Verbindung mit dem leitfähigen Druckmaterial auf der anderen Seite 4 herstellen. Bei flüssigem Druckmaterial wird diese Verbindung durch Zusammenrinnen der auf den Seiten 3, 4 aufgetragenen Schichten erzielt. Dazu muß beim Drucken des leitfähigen Materials 2 ein so gewisser Überschuß über die Kante des Durchgangsloches 5 hinaus gedruckt werden. Für die Durchkontaktierung können aber erfindungsgemäß auch im Trägermaterial bereits vorhandene Öffnungen genutzt werden. Schließlich kann das Durchkontaktieren auch durch Poren im Trägermaterial 1 geschehen, die künstlich an einer bestimmten Stelle erzeugt werden 55 oder bereits vorhanden sind.

Claims

5 AT 501 429 B1 In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchkontaktierung gezeigt, bei der der galvanische Kontakt in einem Randbereich 6 des Trägermaterials 1 durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials 1 eines elektrisch leitfähigen Materials 2 hergestellt wurde. Die Bedruckung reicht dabei soweit über den Randbereich 6 hinaus, daß sich wie in der Ausfüh-5 rungsform gemäß Fig. 1 eine leitfähige Verbindung zwischen der einen Seite 3 und der anderen Seite 4 des Trägermaterials 1 ergibt. Die Dicke der Druckschicht und der sich ausbildenden Randverbindung kann den Erfordernissen angepaßt werden. 10 Alternativ kann, wie bereits erwähnt anstelle eines Druckvorganges das elektrisch leitfähige Material 2 zum Herstellen eines galvanischen Kontaktes zwischen den beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 durch Aufspritzen aufgetragen werden, wobei geeignete Masken vorgesehen sein können, welche die Bereiche des Trägermaterials 1 abdecken, welche nicht mit leitfähigem 15 Material 2 bespritzt werden sollen. Das Aufspritzen kann genau wie beim Druckvorgang im Bereich eines Durchgangsloches 5, einer Lochung, einer Perforation, von Poren od. dgl. oder im Randbereich 6 des Trägermaterials 1 erfolgen. Basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren kann z.B. eine medizinische Elektrode mit 20 einem Trägermaterial 1, welches eine galvanische Durchkontaktierung 7 von einer ersten Seite 3 zu einer zweiten Seite 4 des Trägermaterials 1 aufweist, hergestellt werden. Die galvanische Durchkontaktierung 7 ist durch auf beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches 5 oder eines Randbereiches 6 des Trägermaterials 25 1 gebildet. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Durchkontaktierung einer medizinischen Elektrode, welche ein elektrisch isolierendes, flexibles Trägermaterial umfaßt, wobei durch das Durchkontaktieren eine Anschlußstelle an einer ersten Seite des Trägermaterials mit einer Sensorfläche an der gegenüberliegenden zweiten Seite des Trägermaterials verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials (1) 35 oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt in einem Randbereich (6) des Trägermaterials (1) durch überschießende Bedruckung des 40 Trägermaterials (1) oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines 45 elektrisch leitfähigen Materials (2) im Bereich eines Durchgangsloches (5), einer Lochung oder einer Perforation des Trägermaterials hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines 50 elektrisch leitfähigen Materials im Bereich von Poren oder Öffnungen des Trägermaterials hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial zunächst auf der einen Seite (3) und anschließend auf der anderen Seite 55 (4) oder auf beiden Seiten (3, 4) zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material (2) [ j AT 501 429 B1 6 bedruckt wird, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite (3) das aufgedruckte Material auf der anderen Seite (4) im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt.
6. Medizinische Elektrode mit einem elektrisch isolierenden, flexiblen Trägermaterial (1), welches eine galvanische Durchkontaktierung (7) von einer ersten Seite (3) zu einer zweiten Seite (4) des Trägermaterials (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Durchkontaktierung (7) durch auf beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Auf- io spritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches (5) oder eines Randbereiches (6) des Trägermaterials (1) gebildet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 15 20 25 30 35 40 45 50 55