CN116372346A - 在生产篮形导管中将引线焊接到焊盘 - Google Patents

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Abstract

一种系统包括夹具、激光组件和定位组件。该夹具被配置为保持(i)导管的远侧端部组件的基底和(ii)放置在设置于该基底上的给定焊盘上的引线，该激光组件被配置为发射激光束，并且该定位组件被配置为使该夹具与基底和引线相对于该激光组件移动，以便用该激光束的激光点标记焊接位置，在该焊接位置处，该引线将被附接到该给定焊盘。

Description

在生产篮形导管中将引线焊接到焊盘
技术领域
本公开总体涉及医疗装置，并且具体地涉及用于生产篮形导管的方法和系统。
背景技术
已经公开了用于在可扩张导管中焊连和/或焊接引线的各种技术。这些技术中的一些技术在生产过程中使用一个或多个激光器。
结合附图，通过以下对本公开的示例的详细描述，将更全面地理解本公开，其中：
附图说明
图1为根据本公开的示例的基于导管的定位-跟踪和消融系统的示意性图解；
图2A是根据本公开的示例的图1中呈现的系统的导管的长条的示意性图解；
图2B为根据本公开的另一个示例的导管的长条的示意性图解。
图3为根据本公开的示例的用于将引线焊接到长条的焊盘的系统的示意性图解；并且
图4是示意性地示出根据本公开的示例的用于将引线焊接到长条的焊盘的方法的流程图。
具体实施方式
概述
可扩张导管(诸如篮形导管)通常具有设置在它们的长条中的电连接，以在导管的近侧端部和远侧端部之间交换信号。篮形导管的远侧端部可包括超过100个连接(例如，对于每个长条超过约10个连接)，每个连接包括彼此焊接(或使用另一技术彼此附接)的一对引线和焊盘。对应于美国线规(AmericanWireGauge，AWG)48，引线可以具有约32μm的直径，或者任何其他合适的形状和尺寸，并且在长条的占有面积内在十对引线和相应焊盘上进行焊接是困难且耗时的任务，这也可能导致两个或更多个相邻连接之间的电短路。
下文描述的本公开的示例提供了用于使用改进的焊接系统和方法将引线焊接到相应焊盘的技术。
在一些示例中，一种用于焊接的系统包括焊接夹具，该焊接夹具被配置为保持(i)篮形导管的远侧端部组件(例如，一个或多个长条)的基底和(ii)放置在设置于基底上的给定焊盘上的引线。
在一些示例中，焊盘沿着长条布置以便增加任何相邻焊盘之间的距离，且因此简化焊接过程且减少在其间获得不期望的电短路的可能性。在本示例中，焊盘沿着虚拟对角线设置，该虚拟对角线沿长条的纵向轴线延伸。
在一些示例中，该系统包括激光组件，该激光组件被配置为发射激光束并且朝向长条的基底引导激光束。
在一些示例中，该系统包括定位组件，该定位组件被配置为使保持基底和引线的焊接夹具相对于激光组件移动，以便用激光束的激光点在引线和/或给定焊盘上标记焊接位置，在该焊接位置处，引线将被附接到给定焊盘。
在一些示例中，该系统包括处理器，该处理器被配置为接收其上设置有多个焊盘的长条的基底的图像。处理器被配置为应用图案识别软件以辨别：(i)长条的焊盘中的给定焊盘，及(ii)定位在给定焊盘上的引线。
在一些示例中，该系统包括焊枪，该焊枪被配置为在焊接位置处将引线附接(例如，焊接)到给定焊盘。在本示例中，焊枪包括超声换能器，该超声换能器被配置为通过将超声信号施加到焊接位置而在焊接位置处将引线超声附接到给定焊盘。在其它示例中，焊枪可以使用任何其它焊接技术来执行引线和给定焊盘之间的焊接。
所公开的技术提高了篮形导管长条的质量，并且提高了这种焊接过程的生产率和自动化。所公开的技术可以加以必要的变更用于生产其他种类的导管，并且用于在其他种类的电子系统中将引线焊接到相应焊盘。
系统描述
图1为根据本公开的示例的基于导管的定位-跟踪和消融系统20的示意性图解。
在一些示例中，系统20包括导管22(在本示例中为具有篮形形状的可扩张心脏导管)和控制台24。在本文所描述的示例中，导管22可用于任何合适的治疗目的和/或诊断目的，诸如但不限于感测所讨论组织中的心电图(ECG)和将消融信号施加到心脏26的组织。
在一些示例中，控制台24包括处理器42(通常为通用计算机)，该处理器具有合适的前端和接口电路，以用于从导管22接收信号并且用于控制本文所述的系统20的其他部件。处理器42可以软件形式进行编程以执行由系统使用的功能，并且被配置为将用于软件的数据存储在存储器50中。例如，软件可通过网络以电子形式下载到控制台24，或者可在非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储器介质上提供软件。另选地，可使用专用集成电路(ASIC)或任何合适类型的可编程数字硬件部件来进行处理器42的功能中的一些或全部。
现在参考插图25。在一些示例中，导管22包括具有多个长条的远侧端部组件40(其结构在下文图2A和图2B中详细示出)，以及用于将远侧端部组件40插入用于消融心脏26中的组织的目标位置的轴23。在EA感测和/或消融规程期间，医师30将导管22插入穿过躺在工作台29上的患者28的脉管系统。医师30使用靠近导管22的近侧端部的操纵器32将远侧端部组件40移动到心脏26中的目标位置，该操纵器连接到处理器42的接口电路系统。
在一些示例中，导管22包括位置跟踪系统的位置传感器39，该位置传感器耦合到导管22的远侧端部，例如紧邻远侧端部组件40。在本示例中，位置传感器39包括磁性位置传感器，但在其他示例中，可使用任何其他合适类型的位置传感器(例如，除基于磁性的之外)。
现在参考回到图1的全视图。在一些示例中，在远侧端部组件40在心脏26中的导航期间，处理器42响应于来自外部场发生器36的磁场而从磁位置传感器39接收信号，例如，用于测量远侧端部组件40在心脏26中的位置。在一些示例中，控制台24包括被配置为驱动磁场发生器36的驱动电路34。磁场发生器36放置在患者28外部的已知位置处，例如，在工作台29下方。
在一些示例中，处理器42被配置为例如在控制台24的显示器46上显示重叠在心脏26的图像44上的远侧端部组件40的跟踪位置。
使用外部磁场的位置感测方法在各种医疗应用中实现，例如，在由伯恩森斯韦伯斯特有限公司(BiosenseWebsterInc.)(加利福尼亚州尔湾(Irvine,Calif))制造的CARTOTM系统中实现，并且详细地描述于美国专利5,391,199、6,690,963、6,484,118、6,239,724、6,618,612和6,332,089、PCT专利公布WO96/05768，以及美国专利申请公布2002/0065455A1、2003/0120150A1和2004/0068178A1中。
在本公开和权利要求的上下文中，针对任何数值或范围的术语“约”或“大致”指示合适的尺寸公差，该合适的尺寸公差允许部件的一部分或集合为本文所述的预期目的起作用。
图1所示的示例配置是为了概念清晰而以举例的方式选择的。使用系统20的其他部件和设置，加以必要的变更可以应用下面图2至图4中公开的技术。
在篮形导管的长条中生产连接
图2A是根据本公开的示例的远侧端部组件40的长条33的示意性图解。在图2A的示例中呈现了五个长条33(在本文中也称为脊)，但远侧端部组件40可包括任何合适数量的长条33，例如，约十个长条。
在一些示例中，长条33通常彼此类似，每个长条33包括基底47和引线66，基底具有设置在其上的焊盘(solderpad)(在本文中也被称为焊盘(pad)55)，引线被配置为附接(例如，焊接)到焊盘55。
在一些示例中，每个引线66具有直径约32μm的圆形横截面，但是在其他示例中，引线66可以具有任何其他合适的横截面形状和相应尺寸。引线66被配置为经由引线66的一个或多个屏蔽电缆41或导管22的其他合适的导电线(诸如长柔性电路)在(i)连接到其的相应焊盘55与(ii)操纵器32和/或控制台24之间传导信号。
在本示例中，每个长条33包括沿着长条33的纵向轴线彼此平行地设置的约十个焊盘55，该纵向轴线平行于XYZ坐标系的X轴。在长条33的生产期间，每个引线66被附接(例如，焊接)到相应焊盘55，并且焊盘55和引线66的高密度可能引起彼此焊接的相邻成对的焊盘55和引线66之间的电短路。
在一些示例中，焊盘55沿着虚拟对角线48布置，以便增加相邻焊盘55之间的距离，并且从而防止或减少上述电短路的发生。在其它示例中，可使用焊盘55在基底47的表面上的任何其它合适布置来获得相邻焊盘55之间增加的距离。
图2B是根据本公开的另一个示例的远侧端部组件40的长条33a的示意性图解。在一些示例中，一个或多个长条33a可以代替上述图2A的一个或多个相应长条33。
在一些示例中，长条33a包括形成于上文图2A中所描述的基底47上或任何其它合适基底上的多层结构。在本示例中，长条33a包括由平行于长条33a的Z轴设置的柔性电路板(柔性CB)的条制成的焊盘55a。
在一些示例中，电绝缘层56设置在基底47和焊盘55a上，并且引线66设置在层56上。此外，长条33a包括槽通孔58，该槽通孔穿过层56形成，填充有铜或任何其它合适的导电物质，且被配置为在焊盘55a与引线66之间传导信号。注意，在图2B的示例中，基底47呈现为白色，并且层56是透明的以示出焊盘55a和槽通孔58的结构。
在本示例中，槽通孔58和焊盘55a沿着长条33a的X轴具有大致相同的尺寸。这种配置提高了长条33a的焊盘55a和引线66之间的连接的机械强度。
用于半自动焊接过程的系统和方法
图3是根据本公开的示例的用于将引线66焊接到设置在长条33的基底47上的相应焊盘55的系统60的示意性图解。
在一些示例中，系统60包括夹具，该夹具在本文中称为焊接夹具(SF)45，为简洁起见在本文中也称为夹具，该夹具被配置为保持：(i)远侧端部组件40的基底47，以及(ii)(例如，通过操作者或机械臂，两者都未示出)放置在焊盘55上的引线66。
在一些示例中，系统60包括激光组件77，该激光组件被配置为在本示例中朝向基底47发射激光束78。注意，在本示例中，激光束78用于标记感兴趣的位置，而不用于将引线66焊接到焊盘55。
在一些示例中，系统60包括定位组件(PA)43，该定位组件在本文中也称为底座或平台，该底座或平台被配置为沿着XYZ坐标系的X、Y和Z轴移动SF45。在本示例中，PA43被配置为使SF45与基底47和引线66相对于激光组件77移动，以便用激光束78的激光点99标记位置80(在本文中也称为焊接位置)，在该位置处，引线66被附接(例如，焊接)到焊盘55。换句话说，引线66位于焊盘55上，并且点99标记它们之间的焊接位置。
在一些示例中，系统60可以包括相机(未示出)和处理器62(下面详细描述)，该相机被配置为获取基底47的表面的图像，该处理器被配置为在显示器63上显示由相机获取的图像，这将在下面描述。
在一些示例中，处理器62被配置为例如通过将图案识别软件应用于由相机获取的图像来辨别位置80。在一些示例中，处理器62经由电缆64或无线地连接到PA43、激光组件77和焊枪88(如下所述)。处理器62被配置为控制激光组件77和PA43，以将激光点99定位在引线66的表面上的辨别位置80处。注意，使用相机和处理器62使得能够将激光点99完全自动地定位在位置80处。
在这样的示例中，PA43被配置为在设置于基底47上用于在导管22的远侧端部组件40与近侧端部之间传导电信号的多个焊盘55中辨别焊盘55。可以使用如上所述的图案识别软件来执行特定焊盘55的辨别。作为另选方案，可以用特定图案(例如，条纹图案或绿屏)掩蔽基底47，使得可以相对于背景图案别焊盘55。此后，在施加激光进行焊连之前，激光器可被编程以存储每个焊盘55的特定位置。
在其他示例中，激光点99的定位的至少一部分可以手动地执行，例如，不应用图案识别软件。
在一些示例中，系统60包括操作控制台61，该操作控制台具有处理器62、显示器63和本文描述的其他部件。控制台61可以包括通用计算机，该通用计算机具有合适的前端和接口电路，以用于从系统60的部件接收信号以及用于控制系统的部件，如本文将描述的。处理器62可以软件形式进行编程以执行由系统使用的功能，并且被配置为将用于软件的数据存储在控制台61的存储器中。例如，软件可通过网络以电子形式下载到控制台61，或者可在非临时性有形介质诸如光学、磁性或电子存储器介质上提供软件。另选地，可使用专用集成电路(ASIC)或任何合适类型的可编程数字硬件部件来进行处理器62的功能中的一些或全部。
在一些示例中，系统60包括焊枪88，该焊枪被配置为在位置80处将引线66附接(例如，焊接)到焊盘55。焊枪88通常由处理器62控制，并且可以包括超声换能器89，该超声换能器被配置为通过将超声信号施加到位置80处的引线66和焊盘55来在位置80处将引线66超声结合到焊盘55。在本公开的上下文中和在权利要求中，术语“超声结合”和“超声附接”以及它们的语法变体是指用于在以上图2A的引线66与焊盘55之间进行焊连或焊接的超声技术。在其他示例中，焊枪88被配置为使用本领域已知的任何其他合适的焊接和/或焊连技术来执行焊接过程。
在一些示例中，定位组件43被配置为至少使焊枪88相对于基底47移动，以在施加超声信号之前使焊枪88和激光点99对准。
图4是示意性地示出根据本公开的示例的用于将引线66焊接到长条33的焊盘55的方法的流程图。
该方法开始于基底和引线固定步骤100，其中使用SF45来保持：(i)远侧端部组件40的相应长条33的基底47，以及(ii)放置在设置于基底47上的给定焊盘(例如，上述图2A的焊盘55)上的引线66，如上文图3中详细描述的。
在焊盘辨别步骤102处，处理器62接收具有多个焊盘55的基底47的表面的图像，并且将图案识别软件应用于该图像，该图案识别软件被配置为辨别基底47上的(给定焊盘)焊盘55的位置，如上文图3中详细描述的。
在激光束引导步骤104中，处理器62被配置为控制激光组件77以朝向基底47发射和引导激光束78，如上文图3中详细描述的。
在夹具移动步骤106处，处理器62被配置为控制定位组件43以使焊接夹具45连同基底47和引线66相对于激光组件77移动，以便标记位置80，在该位置处，引线66被附接(例如，焊接)到(给定焊盘)焊盘55。在本示例中，使用激光束78的激光点99来标记位置80，如上文图3中详细描述的。
在结束该方法的焊接步骤108处，处理器62被配置为至少使焊枪88相对于基底47移动以将焊枪88和激光点99对准，并且随后执行通过在位置80处将超声信号施加到引线66和焊盘55来将引线66附接到焊盘55的过程，如上文图3中所描述的。
图4的方法为了概念清晰被简化，并且以举例的方式提供。在其它示例中，为了提高生产率和/或为了任何合适的考虑，步骤的顺序可以改变。
实施例1
一种系统(60)，所述系统包括：(a)夹具(45)，所述夹具被配置为保持(i)导管(22)的远侧端部组件(40)的基底(47)和(ii)放置在设置于所述基底(47)上的给定焊盘(55)上的引线(66)；(b)激光组件(77)，所述激光组件被配置为发射激光束(78)；和(c)定位组件(43)，所述定位组件被配置为使所述夹具(45)与所述基底(47)和所述引线(66)相对于所述激光组件(77)移动，以便用所述激光束(78)的激光点(99)标记焊接位置(80)，在所述焊接位置处，所述引线(66)将被附接到所述给定焊盘(55)。
实施例2
根据实施例1所述的系统，其中，所述系统包括处理器(62)，所述处理器被配置为：(i)在设置于所述基底上用于在所述导管的远侧端部和近侧端部之间传导电信号的多个焊盘中辨别所述给定焊盘，以及控制所述定位组件移动所述夹具以标记所述焊接位置。
实施例3
根据实施例1或2所述的系统，其中，所述系统包括焊枪(88)，所述焊枪被配置为在所述焊接位置处将所述引线附接到所述给定焊盘。
实施例4
根据实施例3所述的系统，其中，所述定位组件被配置为至少使所述焊枪相对于所述基底移动，以将所述焊枪与所述激光点对准。
实施例5
根据实施例3所述的系统，其中，所述焊枪包括超声换能器，所述超声换能器被配置为通过将超声信号施加到所述焊接位置而在所述焊接位置处将所述引线超声附接到所述给定焊盘。
实施例6
一种方法，所述方法包括：(a)保持：(i)导管(22)的远侧端部组件(40)的基底(47)和(ii)放置在设置于所述基底(47)上的给定焊盘(55)上的引线(66)；(b)朝向所述基底(47)发射激光束(78)，以及(c)使所述基底(47)和所述引线(66)相对于所述激光束(78)移动，以便用所述激光束(78)的激光点(99)标记焊接位置(80)，在所述焊接位置处，所述引线(66)将被附接到所述给定焊盘(55)。
实施例7
根据实施例6所述的方法，其中，移动所述基底和所述引线包括：(i)在设置于所述基底上用于在所述导管的远侧端部和近侧端部之间传导电信号的多个焊盘中辨别所述给定焊盘，以及(ii)移动所述基底以标记所述焊接位置。
实施例8
根据实施例6或7所述的方法，所述方法还包括在所述焊接位置处将所述引线附接到所述给定焊盘。
实施例9
根据实施例8所述的方法，其中，将所述引线附接到所述给定焊盘包括至少使执行所述附接的焊枪相对于所述基底移动，以将所述焊枪与所述激光点对准。
实施例10
根据实施例8所述的方法，其中，将所述引线附接到所述给定焊盘包括将超声信号施加到所述焊接位置。
尽管本文描述的实施例主要解决了在篮形导管中将引线焊接到焊盘，但本文所述的方法和系统也可用于焊接过程的其它应用中，诸如将引线焊接到随后安装到球囊上的柔性电路中。
因此应当理解，上述实施例以举例的方式被引用，并且本公开不限于上文具体示出和描述的内容。相反，本公开的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合两者以及它们的变型和修改，本领域的技术人员在阅读上述描述时将会想到该变型和修改，并且该变型和修改并未在现有技术中公开。

Claims (10)

1.一种系统，所述系统包括：
夹具，所述夹具被配置为保持(i)导管的远侧端部组件的基底和(ii)放置在设置于所述基底上的给定焊盘上的引线；
激光组件，所述激光组件被配置为发射激光束；和
定位组件，所述定位组件被配置为使所述夹具与所述基底和所述引线相对于所述激光组件移动，以便用所述激光束的激光点标记焊接位置，在所述焊接位置处，所述引线将被附接到所述给定焊盘。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括处理器，所述处理器被配置为：(i)在设置于所述基底上用于在所述导管的远侧端部和近侧端部之间传导电信号的多个焊盘中辨别所述给定焊盘，以及(ii)控制所述定位组件移动所述夹具以标记所述焊接位置。
3.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括焊枪，所述焊枪被配置为在所述焊接位置处将所述引线附接到所述给定焊盘。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述定位组件被配置为至少使所述焊枪相对于所述基底移动，以将所述焊枪与所述激光点对准。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述焊枪包括超声换能器，所述超声换能器被配置为通过将超声信号施加到所述焊接位置而在所述焊接位置处将所述引线超声附接到所述给定焊盘。
6.一种方法，所述方法包括：
保持：(i)导管的远侧端部组件的基底和(ii)放置在设置于所述基底上的给定焊盘上的引线；
朝向所述基底发射激光束；以及
使所述基底和所述引线相对于所述激光束移动，以便用所述激光束的激光点标记焊接位置，在所述焊接位置处，所述引线将被附接到所述给定焊盘。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，移动所述基底和所述引线包括：(i)在设置于所述基底上用于在所述导管的远侧端部和近侧端部之间传导电信号的多个焊盘中辨别所述给定焊盘，以及(ii)移动所述基底以标记所述焊接位置。
8.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括在所述焊接位置处将所述引线附接到所述给定焊盘。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述引线附接到所述给定焊盘包括至少使执行所述附接的焊枪相对于所述基底移动，以将所述焊枪与所述激光点对准。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述引线附接到所述给定焊盘包括将超声信号施加到所述焊接位置。
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