CN114034428A

CN114034428A - 封装结构及测量导管

Info

Publication number: CN114034428A
Application number: CN202210021074.8A
Authority: CN
Inventors: 余容英; 章泽波; 高猛; 叶乐
Original assignee: Advanced Institute of Information Technology AIIT of Peking University; Hangzhou Weiming Information Technology Co Ltd
Current assignee: Advanced Institute of Information Technology AIIT of Peking University; Hangzhou Weiming Information Technology Co Ltd
Priority date: 2022-01-10
Filing date: 2022-01-10
Publication date: 2022-02-11

Abstract

本发明涉及一种封装结构及测量导管，属于植入式医疗器械领域，其包括基座，基座为一端呈球面的圆柱，基座上开设有容纳槽，基座上还开设有两端分别连通基座球面端和容纳槽的孔；压力传感器，压力传感器固定设置在容纳槽内，压力传感器上开设有压力感应孔，压力感应孔与基座的孔连通；基座的孔，所诉的基座的孔为压力提供了传导的路径，使得传感器的感应面得以与焊接密封面隔离，保护了传感器感应面，保证了传感器测量的可靠性和稳定性，同时也提升了传感器的密封性，降低了密封防水工艺的难度；盖板，盖板粘接在容纳槽内，且盖板的外壁与基座外周面齐平；密封胶，密封胶填充在容纳槽与盖板之间的空腔内。本发明具有将传感器进行稳定封装的效果。

Description

封装结构及测量导管

技术领域

本发明涉及植入式医疗器械的技术领域，尤其是涉及一种封装结构及具有该封装结构的测量导管。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

有创压力测量是临床应用中对人体内环境压力监测的重要测量手段，在临床应用中经常使用有创测压导管来监测动脉血压、中心静脉压、颅内压等体内环境压力。

目前，市面上的测压导管常采用的测量原理是，通过穿刺先将导管置于被测部位的血管内，导管的近端与压力传感器连接，通过在导管内灌注生理盐水，并经皮穿刺进入血管引流压力至与导管相连的压力传感器处，由于流体具有压力传递作用，血管内的压力将通过导管内的生理盐水传递到外部的压力传感器上，从而获得血管内实时压力变化的情况，通过特定的计算方法，可获得被测部位血管的收缩压、舒张压和平均动脉压。因为压力传导过程中会出现压力损失，所以这种间接测量的结果并不准确，且容易受外界因素的干扰。若是导管的盐水灌注连接不可靠，容易引起并发症，操作不慎同样容易引起血管破裂。

近年来，随着微纳技术的发展，各种各样的微型传感器被制备出来，使得传感器可以通过封装技术直接集成在有创血压导管头部用于测量有创血压成为可能，因此可以通过传感器直接的检测到实时的血压变化，并为快速诊断被测部位血管内血流的异常信息提供重要的参考，进一步的是测量过程中无需再通过生理盐水进行压力传导，降低了应用中出现并发症或出血的可能。

由于测压导管使用环境的空间的狭窄，使得在导管前端安装压力传感器时面临着空间受限制的问题，同时压力传感器检测的稳定性、耐用性以及准确性受其安装方式的影响很大。因此可靠的、具有良好保护能力的、密封性好的微型封装是小尺寸微型压力传感器直接集成在导管头部实现精准测量要解决的重要难题。一方面，微压力传感器的电极引出区域尺寸极小，而测压导管头部至导管尾端往往有数米长度，且一般的压力传感器至少有三到四根引出线，传统的封装方式无法为微型压力传感器的电引出提供可靠的保护（包括免受外力侵扰，以及人体体液带来的短路风险），同时不具备生物相容性也是传统封装存在的问题。

发明内容

本发明的目的是至少解决将传感器稳定封装的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种封装结构，包括

基座，所述基座为一端呈球面的圆柱，所述基座上开设有容纳槽，所述基座上还开设有两端分别连通所述基座球面端和所述容纳槽的孔；

压力传感器，所述压力传感器固定设置在所述容纳槽内，所述压力传感器上开设有压力感应孔，所述压力感应孔与所述基座的孔连通；

盖板，所述盖板粘接在所述容纳槽内，且所述盖板的外壁与所述基座外周面齐平；

密封胶，所述密封胶填充在所述容纳槽与所述盖板之间的空腔内。

根据本发明的封装结构，使用带有孔的基座以及保护性盖板，再通过密封胶将压力传感器密封在基座内，实现对压力传感器的密封，省去了复杂的晶圆级封装工艺，对压力传感器形成良好的保护以及密封性，实现一种具有灵活、高可靠、低成本和生物相容的压力传感器封装，具有很广的可应用范围。

另外，根据本发明的一种封装结构，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述容纳槽内开设有供所述压力传感器嵌设的第一嵌槽，所述基座的孔连通所述第一嵌槽。

在本发明的一些实施例中，所述容纳槽内开设有供所述盖板嵌设的第三嵌槽；

所述盖板包括弧形段和固接在所述弧形段相对两边上的竖直板，所述弧形段的弧度与所述基座外周面的弧度一致，所述竖直板能嵌设在所述第三嵌槽内。

在本发明的一些实施例中，所述封装结构还包括固定设置在所述容纳槽内的焊线板，所述焊线板与所述压力传感器电连接。

在本发明的一些实施例中，在所述容纳槽内开设有供所述焊线板嵌设的第二嵌槽，所述焊线板固定在所述第二嵌槽内。

在本发明的一些实施例中，还包括套设在所述基座上的基座盖，所述基座盖呈环状，所述基座盖靠近所述基座球面端的一段的外壁向所述基座盖的轴线倾斜。

本发明的第二方面提出了一种测量导管，所述测量导管具有上述任一实施例所述的封装结构，还包括

导管本体，所述导管本体的一端固定连接在所述基座上，所述导管本体的轴线与所述基座的轴线相重合；

漆包线，所述漆包线的一端与所述焊线板电连接，所述漆包线固定设置在所述导管本体上。

在本发明的一些实施例中，所述基座背离球面端的一端设置为平面端，在所述平面端上间隔固定设置有连接管和连接杆；

所述导管本体上开设有供所述连接管和所述连接杆插设的导管通孔和导管固定孔。

在本发明的一些实施例中，所述导管本体的周面上开设有放置所述漆包线的导线槽，所述漆包线固定设置在所述导线槽内。

在本发明的一些实施例中，所述导线槽内填有密封胶。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为封装结构的整体结构示意图；

图2为突出显示基座与盖板的爆炸结构示意图；

图3为突出显示基座、压力传感器和焊线板的结构示意图；

图4为基座和压力传感器的剖面结构示意图；

图5为测量导管的整体结构示意图；

图6为环盖与基座的装配结构示意图。

附图标记：

1、基座；11、第一嵌槽；12、第二嵌槽；13、第三嵌槽；14、导孔；15、通孔；16、连接管；17、连接杆；2、盖板；3、压力传感器；31、第一引线键合点；32、压力感应孔；4、焊线板；41、第二引线键合点；42、第一导线引出点；43、薄膜金属连接线；5、漆包线；6、导管本体；61、导线槽；62、导管通孔；63、导管固定孔；7、裸露金属丝；8、密封胶；9、环盖。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向（旋转90度或者在其它方向）并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

实施例一：

如图1、图2所示，本实施方式的一种封装结构，包括：开设有容纳槽的基座1、用于盖设容纳槽槽口的盖板2、嵌设在容纳槽槽底的压力传感器3和焊线板4。基座1和盖板2可以使用不锈钢、钛合金、或聚四氟乙烯等生物相容性材料，通过注塑或者机械加工的方式制作而成。基座1和盖板2均为刚性材料制成，因此外部的应力不会传导到传感器的感应面，同时，因为基座1和盖板2也提高了整体的封装的密封性，提升了传感器测量的可靠性。

如图3所示，基座1为两端分别为球面端和平面端的圆柱状结构，容纳槽连通基座1的平面端。在容纳槽的内壁上开设有用于嵌设盖板2的第三嵌槽13。

盖板2包括弧形段和一体成型在弧形段长度方向两边上的竖直板，弧形段的弧度与基座1外周面的弧度一致，将盖板2嵌设在第三嵌槽13内后，两块竖直板相背的板面与容纳槽的内壁贴合。

如图3所示，在容纳槽的槽底上开设有用于嵌设压力传感器3的第一嵌槽11和用于嵌设焊接板的第二嵌槽12。

压力传感器3的长度和宽度分别小于第二嵌槽12的长度和宽度。第二嵌槽12在基座1内为压力传感器3提供了一个下沉的容纳空间，减小了压力传感器3与基座1集成后的体积。在第二嵌槽12内，压力传感器3得到全面的支撑和四周结构性的保护，压力传感器3得到全面的支撑后，有利于提升了传感器检测信号的准确度及稳定性。

如图3、图4所示，在压力传感器3上固定设置有五个第一引线键合点31，在压力传感器3背离第一引线键合点31的一面上开设有压力感应孔32。在基座1上开设有一端连通第一嵌槽11槽底的导孔14，在基座1上沿基座1的轴线方向还开设有通孔15，通孔15连通基座1的两个端面，并在通孔15靠近基座1平面端的一段内注入密封胶8，待密封胶8凝固后，密封胶8位于导孔14与基座1平面端之间，导孔14远离第一嵌槽11的一端连通通孔15。将压力传感器3通过粘胶固定在第一嵌槽11内后，压力感应孔32与导孔14对齐且连通。通孔15和导孔14为血液提供了压力传导的途径，压力感应孔32可以通过导孔14直接测量血液的压力。通过导孔14和导孔15，测量导管得以在有限的血管空间内让血流获得最大流道，从而减少因测量导管置入产生的对原本血流的影响，达到对血压测量的更高精度。因为导孔14和导孔15对血流压力的传导，使得传感器的感应面和焊线面可以隔离。感应面可以采用生物相容性材料制作，而焊线面可以使用常规的材料制作如硅等。提升了导管整体的生物相容性的同时，简化了对导管做气密性封装的难度，如可以在焊接面整体的做密封材料，的涂敷，如派瑞林，而不会对传感器灵敏度照成影响。

如图2、图3所示，焊线板4的长度和宽度分别小于第二嵌槽12的长度和宽度，焊接板的厚度小于第二嵌槽12的深度。焊接板通过胶水固定安装在第二嵌槽12内，焊接板朝向第一嵌槽11的侧面与第一嵌槽11的槽口齐平。

焊接板的同一板面上设置有第二引线键合点41、第一导线引出点42和两端分别焊接在第二引线键合点41上和第一导线引出点42上的薄膜金属连接线43，薄膜金属连接线43呈薄膜状，且在薄膜金属连接线43的外部包覆有绝缘材料。本事实例中，第二引线键合点41和第一导线引出点42分别设置有五个，金属连接线设置有五根。焊接板固定在第二嵌槽12后，第一引线键合点31与第一导线引出点42均位于第二嵌槽12的槽口处。

第二嵌槽12内为焊线板4提供了一个下沉的、保护的容纳空间，还能使得基座1的外表面保持光滑，为有创血压测量导管侵入血管时更好地保护血管壁，提高有创血压测量导管使用时的安全性。

如图4所示，封装结构还包括连接在第一引线键合点31和第二引线键合点41之间的裸露金属丝7，裸露金属丝7可以由金、铂、铜和铝等单一金属材料制成或者由多种材料的合金制成。裸露金属丝7设置有五根。裸露金属丝7直径小于第一引线键合点31和第二引线键合点41两者中最小的长宽尺寸。使用裸露金属丝7，通过引线键合的方式将压力传感器3和焊线板4进行电连接。

将盖板2嵌入第三嵌槽13前，在第三嵌槽13内涂抹密封胶8（图中未示出），密封胶8凝固后即可将盖板2固定在第三嵌槽13内。盖板2能够将压力传感器3、裸露金属丝7和焊线板4提供了顶部的结构性保护，同时为封装结构阻隔了上部的体液，降低来自上部体液造成封装结构内部的电连接发生短路的可能性。

向容纳槽内填注密封胶8（图中未示出），密封胶8完全填充在容纳槽后对压力传感器3形成封装。

如图5、图6所示，封装结构还包括用于包裹基座1的基座盖9，基座盖9呈环状，且基座盖9的长度大于基座1的长度。

将基座盖9套设在基座1上后，基座盖9的后端与基座1的平面端齐平，基座盖9靠近基座1球面端的一段的外壁向基座盖9内收缩形成斜面，基座盖9的内部成中空圆柱。基座盖9呈斜面的外壁的倾斜方向与基座1的球面端相切。在基座1的球面端与基座盖9设有斜面一段的内部填注密封胶8（图中未示出），并将密封胶8抹平，使得基座1的球面端与基座盖9的外壁有光滑的过渡，且没有缝隙。将基座盖9套设在基座1上后，在基座1的平面端与基座盖9的后部内壁之间涂抹密封胶8（图中未示出）。在所基座1、焊线板4与基座盖9之间的空隙中均填密封胶8（图中未示出），待密封胶8固化后，可以对基座1、焊线板4与基座盖9实现防水密封。

实施例二：

如图3、图4所示，在基座1平面端的端面上设置有一端连通通孔15的连接管16和两根连接杆17，两根连接杆17对称分布在连接管16的两侧。连接管16和连接杆17可以为固定连接在基座1上，也可以为与基座1一体成型设置。连接杆17为圆杆，连接管16和连接杆17的轴线方向均与基座1的轴线方向平行。

如图4、图5所示，本实施方式的一种测量导管，包括：基座1、与基座1连接的导管本体6、以及连接在基座1和导管本体6之间的漆包线5。漆包线5，可以使用导体和绝缘，如铜、铝和聚酯等，通过放线、退火、涂漆、烘焙、冷却、润滑和收线制作而成。导管本体6的外径与基座1的外径相一致，在导管本体6的周面上开设有用于放置漆包线5的导线槽61，导线槽61的长度方向平行于导管本体6的轴线方向，且导线槽61的两端分别连通导管本体6的两端面。

在导管本体6上开设有供连接管16和连接杆17插设的导管通孔62和导管固定孔63，导管固定孔63开设有两个，且两个导管固定孔63分别位于导管通孔62的两侧。连接管16的外径小于导管通孔62的孔径，且连接杆17的外径小于导管固定孔63的孔径，从而便于将连接管16和连接杆17分别插入导管通孔62和导管固定孔63内。导管通孔62和导管固定孔63均为圆孔且轴线方向均平行于导管本体6的轴线方向。导管通孔62和导管固定孔63的两端分别连通导管的两个端面。

将连接管16和连接杆17分别插入导管通孔62和导管固定孔63后，由导管固定孔63远离连接杆17的孔口向导管固定孔63内推入胶水，胶水填满导管固定孔63并凝固后，将连接杆17与导管本体6粘剂，从而形成带有封装结构的测量导管。

如图5所示，漆包线5设置有五根，五根漆包线5的一端分别焊接在五个第一导线引出点42上。将基座1与导管本体6连接后，将漆包线5平铺于导线槽61内，并在导线槽61内填入密封胶8（图中未示出），位于导线槽61内的密封胶8填满导管导线槽61且不溢出，使用时，压力传感器3的信号就可以从漆包线5末端输出。

使用带有导孔14和通孔15的基座1以及保护性基座盖9，再通过密封胶8实现密封，省去了复杂的晶圆级封装工艺，对压力传感器3形成良好的保护以及密封性，实现一种具有灵活、高可靠、低成本和生物相容的压力传感器3封装，具有很广的可应用范围。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种封装结构，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述容纳槽内开设有供所述压力传感器嵌设的第一嵌槽，所述基座的孔连通所述第一嵌槽。

3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述容纳槽内开设有供所述盖板嵌设的第三嵌槽；

4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述封装结构还包括固定设置在所述容纳槽内的焊线板，所述焊线板与所述压力传感器电连接。

5.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，在所述容纳槽内开设有供所述焊线板嵌设的第二嵌槽，所述焊线板固定在所述第二嵌槽内。

6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括套设在所述基座上的基座盖，所述基座盖呈环状，所述基座盖靠近所述基座球面端的一段的外壁向所述基座盖的轴线倾斜。

7.一种测量导管，其特征在于，所述测量导管具有根据权利要求1至6任一项所述的封装结构，还包括

8.根据权利要求7所述的测量导管，其特征在于，所述基座背离球面端的一端设置为平面端，在所述平面端上间隔固定设置有连接管和连接杆；

9.根据权利要求7或8所述的测量导管，其特征在于，所述导管本体的周面上开设有放置所述漆包线的导线槽，所述漆包线固定设置在所述导线槽内。

10.根据权利要求9所述的测量导管，其特征在于，所述导线槽内填有密封胶。