CN113080922A - 导管式颅内压力测量探头封装结构和方法 - Google Patents

导管式颅内压力测量探头封装结构和方法 Download PDF

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Abstract

一种导管式颅内压力测量探头封装结构和方法，该封装结构包括柔性电路板和密封的医用导管，柔性电路板包括多个焊盘区、至少一个芯片安置区以及至少一对重叠粘连区，其中柔性电路板整体弯曲成圆环状而适配地安装于医用导管的管腔内，重叠粘连区位于柔性电路板在展开状态下的第一侧和第二侧，柔性电路板在弯曲状态下通过重叠粘连区的相互重叠粘连而保持圆环状，芯片安置区用于安置压力传感芯片，焊盘区用于设置连接外部导线以及芯片引线的焊盘，其中医用导管上开设有槽孔，柔性电路板上的压力传感芯片通过槽孔从医用导管露出，且柔性电路板在槽孔处由生物兼容性胶水密封。该封装结构一体性和密闭性好，与颅内组织交互温和，还能提高空间利用率。

Description

导管式颅内压力测量探头封装结构和方法
技术领域
本发明涉及柔性电路芯片封装技术，特别是涉及一种导管式颅内压力测量探头封装结构和方法。
背景技术
颅内主要有三种内容物，即脑组织、脑脊液(cerebro spinal fluid，CSF)、血液。三者的体积与颅腔容积相适应，使颅内保持一定的压力，称为颅内压(IntracranialPressure，ICP)。
颅内压的升高与很多重大的颅脑疾病相关，比如脑水肿、脑外伤、脑肿瘤等，一般是由颅内容物体积增加或者颅内发生占位性病变引起的，除此之外，颅内压的变化还与颅腔空间的代偿功能有关。在脑外科手术中，以危重疾病为主，病情变化非常快，而颅内压的变化通常使出现在临床病症恶化之前，所以及时掌握颅内压临床变化对手术时机、拯救患者生命有着非常重要的作用。
临床应用中ICP的监测主要有一下四种方法：(1)脑室法(2)硬脑膜下隙、蛛网膜下腔插管法(3)硬脑膜外法(4)腰椎穿刺法。脑室法测试的准确度目前是最高的，也是最早使用的一种颅内压测量方法，所以称为是颅内压监测的“黄金标准”(gold standard)，其他的监测方法测量结果都要与其进行比较，判断准确与否。
脑室法属于有创监测，存在造成感染和穿刺失败的可能，但是也因为能够准确的反应颅内压变化，所以在临床中应用最为广泛。颅内压监护仪在医疗监护的许多领域得到了广泛的应用，但是颅内压监护仪的核心部件---颅内压监测传感器的价格十分昂贵。而且，颅内压监测探头的加工工艺比较复杂，并且与传感器之间的封装配合难度大，目前较为成熟的颅内压传感器仍然是采用全手工制作，生产效率低。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种导管式颅内压力测量探头封装结构和方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种导管式颅内压力测量探头封装结构，包括柔性电路板和密封的医用导管，所述柔性电路板包括多个焊盘区、至少一个芯片安置区以及至少一对重叠粘连区，其中所述柔性电路板整体弯曲成圆环状而适配地安装于所述医用导管的管腔内，所述至少一对重叠粘连区位于所述柔性电路板在展开状态下的第一侧和第二侧，所述柔性电路板在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区的相互重叠粘连而保持圆环状，所述至少一个芯片安置区用于安置压力传感芯片，所述焊盘区用于设置连接外部导线以及芯片引线的焊盘，其中所述医用导管上开设有槽孔，所述柔性电路板上的所述压力传感芯片通过所述槽孔从所述医用导管露出，且所述柔性电路板在所述槽孔处由生物兼容性胶水密封。
进一步地：
所述柔性电路板还包括至少一对导管桥接区，所述至少一对导管桥接区位于弯曲成圆环状的所述柔性电路板的第一端和第二端，用于与所述医用导管的在所述槽孔的前后两端处的内壁连接。
所述外部导线由弯曲成圆环状的所述柔性电路板的内侧走线，并经过所述医用导管的管腔后向外引出。
所述压力传感芯片粘贴安置在所述芯片安置区。
所述压力传感芯片与所述焊盘之间通过带有弧度的所述芯片引线键合连接。
所述柔性电路板为PET电路板。
所述医用导管为医用橡胶导管。
所述生物兼容性胶水为硅胶。
一种制作所述的导管式颅内压力测量探头封装结构的方法，包括如下步骤：
S1、设置包括多个焊盘区、至少一个芯片安置区以及至少一对重叠粘连区的柔性电路板，其中所述至少一对重叠粘连区位于所述柔性电路板在展开状态下的第一侧和第二侧，在所述焊盘区设置焊盘，在所述芯片安置区安置压力传感芯片，并将外部导线连接在所述焊盘上；
S2、将所述柔性电路板整体弯曲成圆环状，所述柔性电路板在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区的相互重叠粘连而保持圆环状；
S3、准备开设有槽孔的医用导管，将所述柔性电路板适配地安装于所述医用导管的管腔内，所述柔性电路板上的所述压力传感芯片通过所述槽孔从所述医用导管露出；
S4、进行所述压力传感芯片与所述焊盘之间的芯片引线键合；
S5、使用生物兼容性胶水密封在所述槽孔处对所述柔性电路板进行密封。
进一步地，步骤S4中，使用金丝球焊机进行带有弧度的芯片引线键合。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供了一种全新形态的导管式颅内压力测量探头封装结构，利用柔性电路板具有的可弯曲特性，与医用导管进行配合，柔性电路板在弯曲状态下通过重叠粘连区的相互重叠粘连而保持为圆环状的结构，并适配地安装于医用导管的管腔内，适形性好，封装后的监测探头的一体性和密闭性都有很好的提升，同时，柔性电路板、器件、医用导管组成整体上圆弧形的软结合结构，与患者颅内的组织交互会更温和，不易造成周围脑组织感染和损伤等情况。此外，柔性电路板以弯曲成圆环状的结构与医用导管配合设置，还能够显著地提高微型器件的空间利用率，便于实现集成化。该导管式颅内压力测量探头封装结构有利于将高精度高性能的压力传感器更好地应用于颅内压力动态监测的相关医疗器械上，有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明一种实施例的柔性电路板的结构示意图。
图2为本发明一种实施例的焊接有导线的柔性电路板。
图3为本发明一种实施例的弯曲为圆环形的柔性电路板。
图4a为本发明一种实施例的引线键合正视图。
图4b为本发明一种实施例的引线键合俯视图。
图5为本发明一种实施例的导管式颅内压力测量探头封装结构。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1至图5，本发明实施例提供一种导管式颅内压力测量探头封装结构，包括柔性电路板5和密封的医用导管6，所述柔性电路板5包括多个焊盘区1、至少一个芯片安置区2以及至少一对重叠粘连区3，其中所述柔性电路板5整体弯曲成圆环状而适配地安装于所述医用导管6的管腔内，所述至少一对重叠粘连区3位于所述柔性电路板5在展开状态下的第一侧和第二侧，所述柔性电路板5在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区3的相互重叠粘连而保持圆环状，所述至少一个芯片安置区2用于安置压力传感芯片7，所述焊盘区1用于设置连接外部导线8以及芯片引线的焊盘11，其中所述医用导管6上开设有槽孔，所述柔性电路板5上的所述压力传感芯片7通过所述槽孔从所述医用导管6露出，且所述柔性电路板5在所述槽孔处由生物兼容性胶水9密封。示例性地，医用导管6的端部开口可以使用树脂10密封。
参阅图1和图3，在优选的实施例中，所述柔性电路板5还包括至少一对导管桥接区4，所述至少一对导管桥接区4位于弯曲成圆环状的所述柔性电路板5的第一端和第二端，用于与所述医用导管6的在所述槽孔的前后两端处的内壁连接。
参阅图3和图5，在优选的实施例中，所述外部导线8由弯曲成圆环状的所述柔性电路板5的内侧走线，并经过所述医用导管6的管腔后向外引出。
在一些实施例中，所述压力传感芯片7可以以粘贴方式安置在所述芯片安置区2。
在优选的实施例中，所述压力传感芯片7与所述焊盘11之间通过带有弧度的所述芯片引线12键合连接。
在优选的实施例中，所述柔性电路板5为PET电路板。
在优选的实施例中，所述医用导管6为医用橡胶导管。
在优选的实施例中，所述生物兼容性胶水9为硅胶。
参阅图1至图5，本发明实施例还提供一种制作所述的导管式颅内压力测量探头封装结构的方法，包括如下步骤：
S1、设置包括多个焊盘区1、至少一个芯片安置区2以及至少一对重叠粘连区3的柔性电路板5，其中所述至少一对重叠粘连区3位于所述柔性电路板5在展开状态下的第一侧和第二侧，在所述焊盘区1设置焊盘11，在所述芯片安置区2安置压力传感芯片7，并将外部导线8连接在所述焊盘11上；
S2、将所述柔性电路板5整体弯曲成圆环状，所述柔性电路板5在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区3的相互重叠粘连而保持圆环状；
S3、准备开设有槽孔的医用导管6，将所述柔性电路板5适配地安装于所述医用导管6的管腔内，所述柔性电路板5上的所述压力传感芯片7通过所述槽孔从所述医用导管6露出；
S4、进行所述压力传感芯片7与所述焊盘11之间的芯片引线12的键合；
S5、使用生物兼容性胶水9密封在所述槽孔处对所述柔性电路板5进行密封。
参阅图4a和图4b，在优选的实施例中，步骤S4中，使用金丝球焊机进行带有弧度的芯片引线键合。与传统的测量探头引线键合所使用的平面键合相比，本实施例采用带有一定弧度的芯片引线键合，方便、简易并且易于批量加工。
本发明实施例提供了一种全新形态的导管式颅内压力测量探头封装结构及方法，利用柔性电路板具有的可弯曲特性，与医用导管进行配合，柔性电路板在弯曲状态下通过重叠粘连区的相互重叠粘连而保持为圆环状的结构，并适配地安装于医用导管的管腔内，适形性好，封装后的监测探头的一体性和密闭性都有很好的提升，同时，柔性电路板、器件、医用导管组成整体上圆弧形的软结合结构，与患者颅内的组织交互会更温和，不易造成周围脑组织感染和损伤等情况。此外，柔性电路板以弯曲成圆环状的结构与医用导管配合设置，还能够显著地提高微型器件的空间利用率，便于实现集成化。
以下进一步描述本发明具体实施例。
示例性的，压力传感芯片7可具有四个引脚，分别用于接电压的正端、接地端，以及信号的输出正端、负端。本实施例可使用内径4mm的医用橡胶导管，柔性电路板5如图1所示。柔性电路板5优选采用柔性PET电路板。整个电路板包括四个区域：焊盘区1、芯片安置区2、重叠粘连区3以及导管桥接区4。其中重叠粘连区3用于预留出足够的空白区域进行柔性电路板5的弯曲粘连，使整个电路板呈圆环状而可置于医用导管6的管腔内。导管桥接区4用于连接医用导管6的前后两端，以保持更好的一体性。
具体制作步骤包括：
第一步：将导线8连接在柔性PET电路板背面的焊盘11上(电路板的两面均具有电气连接功能)，如图2所示。
第二步：在医用导管6上开出横向长度为6mm，纵向长度为3mm的槽孔，并将焊接好导线8的柔性PET电路板弯曲成圆环状，如图3所示，再从医用导管6一端送入至相应位置并固定。
第三步：使用金丝球焊机，通过医用导管6上的槽孔对压力传感芯片7进行弯曲柔性电路板5的圆弧引线键合，如图4a和图4b所示。
第四步：在槽孔处对键合好的芯片进行点胶封装，保证良好的密闭性。为了满足颅内压力测量的使用环境，使用具有良好生物兼容性的胶水9。
制作好的导管式颅内压力测量探头封装结构如图5所示。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，包括柔性电路板和密封的医用导管，所述柔性电路板包括多个焊盘区、至少一个芯片安置区以及至少一对重叠粘连区，其中所述柔性电路板整体弯曲成圆环状而适配地安装于所述医用导管的管腔内，所述至少一对重叠粘连区位于所述柔性电路板在展开状态下的第一侧和第二侧，所述柔性电路板在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区的相互重叠粘连而保持圆环状，所述至少一个芯片安置区用于安置压力传感芯片，所述焊盘区用于设置连接外部导线以及芯片引线的焊盘，其中所述医用导管上开设有槽孔，所述柔性电路板上的所述压力传感芯片通过所述槽孔从所述医用导管露出，且所述柔性电路板在所述槽孔处由生物兼容性胶水密封。
2.如权利要求1所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述柔性电路板还包括至少一对导管桥接区，所述至少一对导管桥接区位于弯曲成圆环状的所述柔性电路板的第一端和第二端，用于与所述医用导管的在所述槽孔的前后两端处的内壁连接。
3.如权利要求1或2所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述外部导线由弯曲成圆环状的所述柔性电路板的内侧走线，并经过所述医用导管的管腔后向外引出。
4.如权利要求1至3任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述压力传感芯片粘贴安置在所述芯片安置区。
5.如权利要求1至4任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述压力传感芯片与所述焊盘之间通过带有弧度的所述芯片引线键合连接。
6.如权利要求1至5任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述柔性电路板为PET电路板。
7.如权利要求1至6任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述医用导管为医用橡胶导管。
8.如权利要求1至7任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构，其特征在于，所述生物兼容性胶水为硅胶。
9.一种制作如权利要求1至8任一项所述的导管式颅内压力测量探头封装结构的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、设置包括多个焊盘区、至少一个芯片安置区以及至少一对重叠粘连区的柔性电路板，其中所述至少一对重叠粘连区位于所述柔性电路板在展开状态下的第一侧和第二侧，在所述焊盘区设置焊盘，在所述芯片安置区安置压力传感芯片，并将外部导线连接在所述焊盘上；
S2、将所述柔性电路板整体弯曲成圆环状，所述柔性电路板在弯曲状态下通过所述至少一对重叠粘连区的相互重叠粘连而保持圆环状；
S3、准备开设有槽孔的医用导管，将所述柔性电路板适配地安装于所述医用导管的管腔内，所述柔性电路板上的所述压力传感芯片通过所述槽孔从所述医用导管露出；
S4、进行所述压力传感芯片与所述焊盘之间的芯片引线的键合；
S5、使用生物兼容性胶水密封在所述槽孔处对所述柔性电路板进行密封。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S4中，使用金丝球焊机进行带有弧度的芯片引线键合。
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