DE102016110154A1

DE102016110154A1 - Diskretes Einbrand-Durchführungsfilter für implantierte medizinsche Vorrichtungen

Info

Publication number: DE102016110154A1
Application number: DE102016110154.0A
Authority: DE
Inventors: Andrew P. Ritter
Original assignee: AVX Corp
Current assignee: Kyocera Avx Components Corp N D Ges Us
Priority date: 2015-06-01
Filing date: 2016-06-01
Publication date: 2016-12-01
Also published as: FR3036920A1; US20190336775A1; CN106237517A; CN113364420A; CN113364420B; CN106237517B; US10363425B2; US11160988B2; FR3036920B1; US20160346555A1

Abstract

Diskrete Einbrand-Durchführungsfilter sind für Anwendungen bei implantierten medizinischen Vorrichtungen geschaffen. Eine Vielzahl diskreter vertikaler Durchführungsfilterelemente ist jeweils einer Vielzahl von Signaldrähten oder -stiften zugeordnet, die ansonsten durch eine isolierende Durchführung und eine Hülse gehalten sind. Das resultierende diskrete Bauelement umfasst ein Einzelelementbauteil, das preiswerter herzustellen ist und das Übersprechen zwischen benachbarten Signaldrähten/-stiften verringert, während es ansonsten mit Änderungen des Abstands der Durchführungen klar kommt, ohne dass das Filter umkonstruiert werden muss.

Description

Prioritätsanspuch
Diese Anmeldung beansprucht das Recht auf Priorität der zuvor eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Titel „Diskretes Einbrand-Durchführungsfilter für implantierte medizinische Vorrichtungen“, zugewiesen USSN 62/169,201, eingereicht am 1. Juni 2015, die hier für alle Zwecke durch Verweis einbezogen ist.
Gebiet des Gegenstands
Die vorliegend offenbarte Technik betrifft Durchführungsfilter und entsprechende Verfahrenen. Genauer betrifft die vorliegend offenbarte Technik die Herstellung und die Verwendung diskreter Einbrand-Durchführungsfilter zur Verwendung bei aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtungen (AIMD).
Hintergrund des Gegenstands
Herzschrittmacher und andere implantierbare medizinische Vorrichtungen enthalten elektronische Bauelemente, die in einem äußeren Gehäuse enthalten sind. Das äußere Gehäuse der implantierbaren medizinischen Vorrichtung kann aus einem geeigneten Material ausgebildet sein, um der Implantation in einem menschlichen Körper standzuhalten. Die implantierbare Elektronik kann gegen externe Quellen elektromagnetischer Störung (EMI) unter Verwendung eines Filters abgeschirmt sein.
Herkömmlich kann ein Durchführungsfilter mit einer implantierbaren medizinischen Vorrichtung so gekoppelt sein, dass Zuführungsdrähte der Vorrichtung so nahe wie praktisch möglich am Eingangs-/Ausgangsverbinder an der implantieren Vorrichtung durch das Durchführungsfilter verlaufen. Zum Beispiel kann, wie in 38 und 39 der gemeinschaftlich gehaltenen US-Patentanmeldung Nr. 20140062618 dargestellt, ein herkömmliches implantierbares System 10 einen Behälter oder eine Hülse 11 enthalten, durch die Zuführungsdrähte 12 verlaufen, um eine Verbindung zwischen einer externen Schaltung der implantierten Vorrichtung und einer internen Schaltung der implantierten Vorrichtung vorzusehen. Der Behälter 11 kann eine Buchse 13 enthalten, um die Zuführungsdrähte 12 zu sichern und zu schützen. Klebematerial 14 kann verwendet sein, um die Zuführungsdrähte 12 im Behälter 11 zu sichern.
Weiter kann nach dieser Veröffentlichung Nr. 20140062618 ein Durchführungsfilter 15 im Behälter angeordnet sein. Die Zuführungsdrähte 12 verlaufen vollständig durch das Durchführungsfilter 15, um eine Verbindung zwischen der internen und der externen Schaltung der implantierten Vorrichtung vorzusehen. Das Durchführungsfilter 15 kann als ein Kondensator wirken, sodass jeder der Zuführungsdrähte 12 der Vorrichtung durch die elektrisch leitfähige Durchkontaktierung 18 mit einem jeweiligen Satz von Elektrodenplatten 16 und 17 im Durchführungsfilter elektrisch verbunden ist. Leitfähige Platten 17 sind zwischen leitfähige Platten 16 geschachtelt, um die Kapazitätswirkung zu erzeugen. Jedoch erfordern solche Durchführungsfilter oft zahlreiche komplizierte Fertigungsschritte und sind anfällig für eine Beschädigung während der Fertigung und Montage vor der Implantation. Die vollständige Offenbarung der Veröffentlichung Nr. 20140062618 ist hier vollständig durch Bezug darauf und für alle Zwecke aufgenommen.
Somit besteht ein Bedarf für ein verbessertes elektromagnetisches Störungsfilter für implantierbare medizinische Vorrichtungen. Genauer wäre es wünschenswert, ein Filter zu haben, das die Fertigungskosten verringern kann, während es auch die eingebauten Eigenschaften verbessert. Während verschiedene Umsetzungen von elektromagnetischen Störungsfiltern für implantierbare medizinische Vorrichtungen entwickelt wurden, ist kein Entwurf aufgekommen, der allgemein alle gewünschten Eigenschaften umfasst, wie sie nachstehend gemäß der vorliegenden Technik dargestellt sind.
Zusammenfassung des Gegenstands
Der vorliegend offenbarte Gegenstand erkennt und behandelt verschiedene der vorstehenden Punkte sowie andere, die bestimmte Aspekte von filternden Bauteilen betreffen. Somit ist es grob gesagt ein Ziel bestimmter Ausführungsformen der vorliegend offenbarten Technik, verbesserte Entwürfe für bestimmte Bauelemente und Bauelementgruppen, die mit filternden Bauteilen verbunden sind, und genauer, verbesserte elektromagnetische Störungsfilter für implantierbare medizinische Vorrichtungen vorzusehen. Andere Ziele betreffen grob gesagt ein Vorsehen von diskreten Einbrand-Durchführungsfiltern für implantierte medizinische Vorrichtungen sowie zugehörigen Verfahren.
Aspekte und Vorteile des vorliegenden Gegenstands werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, oder sie können aus der Beschreibung ersichtlich sein, oder sie können aus der Anwendung des vorliegend offenbarten Gegenstands ersehen werden, der in einigen vorliegend offenbarten Ausführungsformen ein verbessertes elektromagnetisches Störungsfilter für verschiedene elektronische Vorrichtungen betrifft, wie etwa implantierbare medizinische Vorrichtungen.
Andere vorliegende Ziele betreffen den Entwurf und die Oberflächenmontage diskreter Filterbauteile auf Substraten, wie etwa direkt auf isolierten Durchführungsanordnungen oder auf anderen Trägersubstraten, wie etwa Leiterplatten, um sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung vorzusehen.
Aspekte anderer beispielhafter Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands schaffen verbesserte elektrische und mechanische Kopplung bestimmter Oberflächenmontagebauelemente an Schaltkreise oder Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, auf der ein zugeordnetes Bauelement bestückt werden kann.
Noch weitere Aspekte noch anderer Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands schaffen Verbesserungen bei Fertigungs- und/oder Bestückungsverfahren, die mit der Verwendung von diskreten, direkt bestückbaren Bauelementen einhergehen.
Eine beispielhafte Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands betrifft eine Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung bei einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung (AIMD), umfassend eine Hülse; eine der Hülse zugeordnete Durchführung; eine Vielzahl von Leitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und eine entsprechende Vielzahl von diskreten Filtern. Vorzugsweise weist jedes der Filter mindestens zwei jeweilige Anschlüsse auf, wobei einer der Anschlüsse einem jeweiligen der Leiter zugeordnet ist und der andere der Anschlüsse der Hülse zugeordnet ist.
In einigen Fällen davon können die Leiter jeweilige Drahtleiter für jedes der diskreten Filter umfassen. In anderen kann die Hülse eine Metallhülse umfassen; und die Durchführung kann eine isolierte Einbrand-Durchführung umfassen, die bezüglich der Metallhülse montiert ist.
In einer weiteren beispielhaften Abwandlung der vorangehenden beispielhaften Durchführungsfilteranordnung kann jedes der Filter Seiten- und Endanschlüsse aufweisen und kann zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweisen, umfassend Masseelektroden und Signalelektroden; jede der Masseelektroden kann jeweilige vorspringende Endbereiche aufweisen, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filter herstellen; und jede der Signalelektroden kann jeweilige vorspringende Seitenbereiche aufweisen, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filter herstellen.
In einer weiteren Abwandlung davon können die mindestens zwei jeweiligen Anschlüsse Seiten- und Endanschlüsse umfassen, die mit den Filtern bzw. der Hülse verbunden sind; und jedes der Filter kann zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweisen, die Masseelektroden und Signalelektroden umfassen. Nach dieser Abwandlung sind vorzugsweise die Masseelektroden mit mindestens einem Endanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden, sodass die Masse mit der Hülse verbunden ist, und die Signalelektroden sind mit mindestens einem Seitenanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden, sodass Signale auf einem jeweiligen zugehörigen Leiter mit dem entsprechend zugehörigen Leiter verbunden sind. In einigen Abwandlungen davon können die jeweiligen Seiten- und Endanschlüsse asymmetrische Anschlüsse umfassen. Bei einigen davon kann die Durchführung eine Doppelreihe von dort hindurch gehaltenen Leitern enthalten, und die Filter können auf der Durchführung in einer Reihe mit Endanschlüssen davon auf alternierenden Seiten der Durchführung montiert sein.
In einer weiteren Alternative der beispielhaften vorangehenden Durchführungsfilteranordnung können Seitenanschlüsse der Filter jeweilige Ober- und Unterseitenanschlüsse umfassen, wobei jeder Unterseitenanschluss jeweils mit dem zugehörigen Leiter seines Filters verbunden ist und jeder Oberseitenanschluss mit einem entsprechend zugehörigen AIMD verbunden ist.
In anderen Alternativen davon können die jeweiligen Seiten- und Endanschlüsse mindestens ein Paar Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter enthalten und können symmetrische Anschlüsse für jedes jeweilige Filter umfassen. Nach einigen der beispielhaften Alternativen kann die Hülse eine Titanhülse mit Sätzen von Gold-Kontaktflächen auf der oberen Fläche umfassen, die an der Masse der Hülse angebracht sind; und die Filter können bezüglich der Hülse so montiert sein, dass die Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter an einem Satz der Gold-Kontaktflächen der Hülse angebracht sind. Nach anderen davon können die Leiter in einer einzigen Reihe in der Durchführung gehalten sein, und jeweilige Endanschlüsse jedes der Filter können auf gegenüberliegenden Seiten der Durchführung montiert sein, wobei sich ein Unterseitenanschluss jedes der Elemente über jeweiligen der Leiter befindet.
Bei anderen vorliegend offenbarten Abwandlungen können zumindest einige der Filter weiter zusätzliche Masseelektroden für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands-Filtereigenschaften enthalten. Noch weiter können zumindest einige der Filter weiter zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften enthalten. In einigen Abwandlungen enthalten zumindest einige der Filter weiter zusätzliche Masseelektroden für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands-Filtereigenschaften; und zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften; und einige der Elektroden können Metalle mit relativ niedrigerem Widerstand umfassen.
In einigen vorliegend offenbarten Alternativen können die Filter relativ niedrig dielektrische Materialien aus NP0-Dielektrikumsmaterialien enthalten. Bei anderen können die Filter weiter eine Vielzahl von Blindelektrodenschichten enthalten, die Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filteranschlüssen vorsehen. In einigen der Abwandlungen können die Masse- und Signalelektroden und die Blindelektrodenschichten zusätzliche Abschirmelemente zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filter enthalten.
Eine weitere beispielhafte Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands betrifft eine Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung in Verbindung mit einer externen Schaltung. Die Anordnung umfasst vorzugsweise eine Metallhülse; eine der Hülse zugeordnete isolierende Durchführung; eine Vielzahl von Drahtleitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und eine entsprechende Vielzahl von diskreten Einbrand-Filterkondensatoren. Jeder der Filterkondensatoren weist vorzugsweise auf: jeweilige Endanschlüsse; einen Oberseitenanschluss; einen Unterseitenanschluss; einen Hauptteil aus dielektrischem Material; und zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden, umfassend Masseelektroden und Signalelektroden, aufgenommen in dem Hauptteil aus dielektrischem Material. Weiter weist jede der Masseelektroden vorzugsweise jeweilige vorspringende Endbereiche auf, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen, und jede der Signalelektroden weist vorzugsweise jeweilige vorspringende Seitenbereiche auf, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen. Auch sind jeweilige Endanschlüsse jedes der Filterkondensatoren vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten der Hülse für eine Masseverbindung damit montiert, und ist ein Unterseitenanschluss jedes der Filterkondensatoren mit einem jeweiligen der Leiter für eine Signalverbindung damit verbunden, sodass jeder der Oberseitenanschlüsse der Filterkondensatoren zu jeweiligen Verbindungen mit einer zugeordneten externen Schaltung frei liegt.
Bei einigen der beispielhaften Durchführungsfilteranordnungen können zumindest einige der Filterkondensatoren weiter zusätzliche Masseelektroden für relativ niedrigere Filterkondensator-Gleichstromwiderstandseigenschaften enthalten; und zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filterkondensatoreigenschaften enthalten. In noch anderen Abwandlungen davon kann die Hülse eine Titanhülse mit Sätzen von Gold-Kontaktflächen auf der oberen Fläche umfassen, die an der Masse der Hülse angebracht sind; und die Filterkondensatoren können bezüglich der Hülse so montiert sein, dass die Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter an einem Satz der Gold-Kontaktflächen der Hülse angebracht sind. Bei einigen können zumindest einige der Filterkondensatoren weiter eine Vielzahl von Blindelektrodenschichten enthalten, die Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filterkondensatoranschlüssen vorsehen. In anderen vorliegend offenbarten Abwandlungen können die Masse- und Signalelektroden und die Blindelektrodenschichten zusätzliche Abschirmelemente zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filterkondensatoren enthalten.
Noch weiter versteht es sich, dass sich die vorliegend offenbarte Technik gleichermaßen auf die sich ergebenden Vorrichtungen und Strukturen, die hiermit offenbart und/oder beschrieben sind, und auf die entsprechenden angewendeten Verfahren bezieht.
Ein vorliegend offenbartes beispielhaftes Verfahren für eine Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung bei einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung (AIMD) kann vorzugsweise umfassen: ein Vorsehen einer Metallhülse; ein Zusammenpassen einer isolierenden Durchführung mit der Hülse; ein Halten einer Vielzahl von Leitern durch die Durchführung; und ein jeweiliges Verbinden einer entsprechenden Vielzahl von diskreten Einbrand-Filtern mit der Vielzahl von Leitern, um ein Übersprechen zwischen Signalen auf benachbarten der Leiter zu verringern.
Einige Abwandlungen der vorliegend offenbarten Verfahren können weiter enthalten: ein Vorsehen einer Doppelreihe von Leitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und ein Vorsehen mindestens eines Endanschlusses und mindestens eines Seitenanschlusses an jedem der Filter; und ein Montieren der Filter auf der Durchführung in einer Reihe mit Endanschlüssen davon auf alternierenden Seiten der Durchführung. Andere Alternativen können weiter ein Verbinden und direktes Bestücken der Vielzahl diskreter Einbrand-Filter auf einer Leiterplatte statt des Verbindens mit der Vielzahl von Hülsenleitern enthalten.
Noch andere Abwandlungen können weiter ein Vorsehen von mindestens zwei jeweiligen Anschlüssen an jedem der Filter enthalten, wobei einer der Anschlüsse einem jeweiligen der Leiter zugeordnet ist und der andere der Anschlüsse der Hülse zugeordnet ist. In einigen der Abwandlungen kann die Verfahren weiter ein Vorsehen der Filteranschlüsse entweder als symmetrische oder als asymmetrische Anschlüsse enthalten.
In noch weiteren Abwandlungen der vorliegend offenbarten Verfahren können die mindestens zwei jeweiligen Anschlüsse Seiten- und Endanschlüsse umfassen, die den Filtern bzw. der Hülse zugeordnet sind; und jedes der Filter kann zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweisen, die Masseelektroden und Signalelektroden umfassen, sodass die Masseelektroden mit mindestens einem Endanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass die Masse mit der Hülse verbunden ist, und sodass die Signalelektroden mit mindestens einem Seitenanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass Signale auf einem jeweiligen zugehörigen Leiter mit dem entsprechend zugehörigen Leiter verbunden sind. In anderen Alternativen können Seitenanschlüsse der Filter jeweilige Ober- und Unterseitenanschlüsse umfassen, wobei jeder Unterseitenanschluss jeweils mit dem zugehörigen Leiter seines Filters verbunden ist und jeder Oberseitenanschluss mit einem entsprechend zugehörigen AIMD verbunden ist.
Nach anderen Abwandlungen kann jedes der Filter umfassen: Filterkondensatoren mit jeweiligen Endanschlüssen, einem Oberseitenanschluss, einem Unterseitenanschluss, einem Hauptteil aus dielektrischem Material; und zwei Sätzen verschachtelter vertikaler Elektroden, umfassend Masseelektroden und Signalelektroden, aufgenommen in dem Hauptteil aus dielektrischem Material. In diesen Fällen weist jede der Masseelektroden vorzugsweise jeweilige vorspringende Endbereiche auf, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen, und jede der Signalelektroden weist jeweilige vorspringende Seitenbereiche auf, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen.
In anderen vorliegend offenbarten Alternativen kann die Verfahren weiter ein wahlweises Vorsehen von zusätzlichen Elektroden für die Filterkondensatoren für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands- und/oder relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften enthalten. Noch andere Abwandlungen können weiter ein selektives Vorsehen einer Vielzahl von Blindelektrodenschichten bei den Filterkondensatoren enthalten, um Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filterkondensatoranschlüssen vorzusehen. Andere Abwandlungen können weiter wahlweise in Vorsehen von zusätzlichen Abschirmelementen bei den Masse- und Signalelektroden und den Blindelektrodenschichten zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filterkondensatoren enthalten.
Für noch andere vorliegend offenbarte Alternativen können jeweilige Endanschlüsse jedes der Filterkondensatoren an gegenüberliegenden Seiten der Hülse für eine Masseverbindung damit montiert sein und ein Unterseitenanschluss jedes der Filterkondensatoren mit einem jeweiligen der Leiter für eine Signalverbindung damit verbunden sein, sodass jeder der Oberseitenanschlüsse der Filterkondensatoren zu jeweiligen Verbindungen mit einer zugeordneten externen Schaltung frei liegt.
Für andere kann das Bestücken der Endanschlüsse der Filterkondensatoren an der Hülse ein Verwenden von Oberflächenspannung des Lots für die Selbstausrichtung der Kondensatoren während eines Reflowlötschritts enthalten, was eine selbstständige Drehung und Zentrierung des Kondensators bewirkt, wenn das Lot zum Aufschmelzen erwärmt wird. Für einige der Abwandlungen kann das vorliegend offenbarte Verfahren weiter ein Anbringen eines Anschlussdrahts an dem Kondensator nach dem Reflowschritt enthalten, um die Anordnung des Kondensators bezüglich der Hülse zu sichern.
Noch weitere Aspekte noch anderer Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands sehen Besonderheiten für verbesserten niedrigen Reihenwiderstand oder verbesserte hohe Durchschlagspannungseigenschaft oder verbesserte niedrigere Kosten für die Montage oder zum Erfüllen von Erfordernissen für Sonderanordnungen vor.
Zusätzliche Aspekte des vorliegend offenbarten Gegenstands betreffen Verbesserungen bei Einzelelement-3- oder 4-Anschluss-Durchführungsfilter für implantierbare medizinische Vorrichtungen. Als Einzelelement-Vorrichtung ist der vorliegend offenbarte Gegenstand weniger aufwendig zu fertigen als herkömmliche Filter, die als Anordnungen von Elementen in einem einzigen Bauelement aufgebaut sind, mit Löchern für Signaldrähte. Auch ist der vorliegend offenbarte Gegenstand vorteilhaft, indem er dazu beiträgt, ein Übersprechen zwischen benachbarten oder nahe gelegenen Drähten zu verringern, und mit Änderungen des Durchführungsabstands klar kommen kann, ohne dass das Filter umkonstruiert werden muss.
Andere vorliegend offenbarte Aspekte verbesserter diskreter Einbrand-Filterbauelemente werden erreicht durch verschiedene Kombinationen vertikal ausgerichteter Elektroden, gepaarter Elektroden, abgeschirmter Elektroden und asymmetrischer Anschlüsse. Andere vorliegend offenbarte Aspekte verbesserter diskreter Einbrand-Filterbauelemente werden erreicht durch verschiedene Kombinationen mit der FCT-Technik (fine copper termination – feine Kupfer-Anschlüsse). Siehe beispielsweise das gemeinschaftlich gehaltene US-Patent Nr. 6,960,366 und die zugehörigen Patente, deren aller Offenbarungen hier vollständig durch Bezug darauf und für alle Zwecke aufgenommen sind.
Noch andere Aspekte der vorliegend offenbarten Technik sind eine ESL (äquivalente Serieninduktivität) ähnlich einer herkömmlichen Durchführungsanordnung, während sie niedrigen ESR und Gleichstromwiderstand in einem leicht montierten diskreten Bauelement aufweist. Die Fertigungskosten sind niedrig und Ausführungsformen mit abgeschirmtem Aufbau weisen eine wesentlich höhere Arbeitsspannung auf als entsprechende nicht abgeschirmte Teile.
Noch weiter verringert nach bestimmten Aspekten der vorliegend offenbarten Technik der Wegfall des Umlaufens zur oberen Fläche vom Masseanschluss her die Tendenz zur oberflächlichen Bogenbildung.
Noch weiter werden sich, während die vorliegend offenbarte Technik zum Betrieb in Verbindung mit einer implantierten medizinischen Durchführung gedacht ist, andere Verwendungen für Durchführungen herausstellen, wie etwa wenn ein zugehöriges Signal von einer oberen zu einer unteren Fläche geführt wird. Beispielsweise ist das Entkoppeln von Hochleistungstransistoren eine solche zusätzliche Verwendung.
Andere vorliegend offenbarte Ausführungsformen betreffen vorteilhafte Erhöhungen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften durch die Verwendung bestimmter vorliegend offenbarter Abschirmbesonderheiten.
Es ist ein weiteres allgemeines Ziel, relativ niedrige Fertigungskosten vorzusehen, kombiniert mit relativ verbesserten Eigenschaften für diskrete Einbrand-Durchführungsfilterbauelemente.
Zusätzliche Ziele und Vorteile des vorliegend offenbarten Gegenstands sind hier in der genauen Beschreibung dargelegt oder sind jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen daraus ersichtlich. Dabei ist weiterhin durch jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen zu beachten, dass Änderungen und Abwandlungen an dessen spezifisch dargestellten, herangezogenen und diskutierten Besonderheiten und/oder Schritten in verschiedenen Ausführungsformen und Anwendungen der offenbarten Technik mit Bezug darauf praktiziert werden können, ohne von deren Sinn und Umfang abzuweichen. Zu solchen Abwandlungen können Ersetzen der gezeigten, bezogenen oder beschriebenen Mittel, Schritte, Besonderheiten oder Materialien durch äquivalente sowie die funktionelle, einsatz- oder positionsmäßige Umkehr von verschiedenen Teilen, Besonderheiten, Schritten oder Ähnlichem gehören, sind jedoch nicht beschränkt darauf.
Noch weiter versteht sich, dass verschiedene Ausführungsformen, ebenso wie verschiedene im Vorliegenden bevorzugte Ausführungsformen dieser Technik verschiedene Kombinationen oder Ausführungen vorliegend dargelegter Schritte, Besonderheiten oder Elemente oder ihrer Äquivalente enthalten können (einschließlich Kombinationen von Besonderheiten, Ausführungen oder Schritten davon, die nicht ausdrücklich in den Figuren gezeigt oder in der genauen Beschreibung angegeben sind).
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Eine vollständige und erhellende Beschreibung des vorliegend offenbarten Gegenstands einschließlich dessen bester Form, die sich an jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen wendet, ist in der Beschreibung gegeben, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht, in denen:
1A eine allgemeine perspektivische Seitenansicht und Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform gemäß der vorliegend offenbarten Technik darstellt;
1B und 1C Schnittdarstellungen der inneren Geometrie der Masseelektrode bzw. der Signalelektrode der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden 1A wiedergeben;
2 elektromagnetische Flusslinien eines scheibenförmigen Durchführungsfilters nach dem Stand der Technik darstellt, dessen elektrischer Aufbau durch die vorliegend offenbarte beispielhafte Ausführungsform nach der vorliegenden 1A nachgeahmt ist;
3A und 3B eine Seiten- und eine Draufsicht sind, die konzeptuelle Anordnungen von Filterleitern darstellen, angeordnet bezüglich einer typischen Metallhülse und einer isolierenden Durchführung;
4A und 4B beispielhafte symmetrische und asymmetrische Anschlussanordnungen darstellen, wie sie bei dem vorliegend offenbarten Gegenstand ausgeführt sein können;
5A, 5B und 5C jeweilige Ansätze zum Verringern des Reihenwiderstands darstellen, die in Verbindung mit dem vorliegend offenbarten Gegenstand ausgeführt sein können, im Einzelnen jeweils Standardentwurf, Entwurf für niedrigen Gleichstromwiderstand und Entwurf für niedrigen Gleichstromwiderstand/niedrigen ESR darstellend.
6A und 6B eine beispielhafte Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands ist, ähnlich den Darstellungen der vorliegenden Anwendungsfiguren 1A und 4A, und vorgesehen ist, an einer Hülse und Durchführung bestückt zu werden, während zwei solcher Ausführungsformen (von 6A) durch die perspektivische Darstellung von 6B in bestückter Anordnung dargestellt sind;
7A und 7B eine Seiten- bzw. eine Endansicht der inneren Aufbauten der Signalschicht der beispielhaften Ausführungsform von 6A darstellen;
7C die inneren Aufbauten der Masseschicht (Seitenansicht) der beispielhaften Ausführungsform von 6A darstellt;
7D ein alternatives Massemuster (alternativ zu 7C) darstellt, das einen asymmetrischen Anschluss (ohne ein Umlaufen zur oberen Fläche) ergibt;
8A und 8B eine End- bzw. eine Draufsicht (in teilweise durchsichtiger Darstellung) eines diskreten vertikalen Durchführungsfilters nach dem vorliegend offenbarten Gegenstand in Kombination mit einer Trägerhülse, einer isolierenden Durchführung und einem Anschlussdraht darstellen, ähnlich der perspektivischen Ansichtkombination von 6B;
8C eine vergrößerte, allein gestellte Draufsicht des vorliegend offenbarten diskreten vertikalen Durchführungsfilters darstellt, das in 8A und 8B in Kombination gezeigt ist;
8D in den beiden jeweiligen Darstellungen Draufsichten repräsentativer Muster A und B für Signalstifte der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A zeigt;
8E eine Draufsicht eines repräsentativen Musters für HF-Stifte zeigt, wie sie der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A zugeordnet werden können;
8F eine Draufsicht eines repräsentativen Musters für Massestifte zeigt, wie sie der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A zugeordnet werden können;
9A, 9B und 9C repräsentative vorläufige Elektrodenschichtentwürfe in jeweils Draufsichten von Signal-, Masse- und Blindelektrodenschichten dieses Entwurfs darstellen;
10A, 10B und 10C jeweils Signal-, Masse- bzw. Blindelektrodenschichten darstellen, wie sie vorliegend für einen abgeschirmten Entwurf zum Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeit offenbart sind; und
11A und 11B beispielhafte alternative Bauelementeanordnungen darstellen, wobei 11A eine Draufsicht eines doppelendigen Filters in Verbindung mit einer einreihigen Durchführung darstellt und 11B eine Draufsicht eines einzelendigen Filters in Verbindung mit einer doppelreihigen Durchführung darstellt.
Wiederholte Verwendung von Bezugszeichen in der gesamten vorliegenden Beschreibung und der angefügten Zeichnung soll dieselben oder analoge Besonderheiten, Elemente oder Schritte des vorliegend offenbarten Gegenstands darstellen.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Wie im Abschnitt „Zusammenfassung des Gegenstands“ beschrieben, betrifft der vorliegend offenbarte Gegenstand allgemein verbesserte Durchführungsfilter-Bauelemente und zugehörige Technik sowie Fertigungs- und/oder Bestückungsverfahren dafür. Genauer betrifft der vorliegend offenbarte Gegenstand verbesserte Entwürfe für bestimmte diskrete vertikale Durchführungsfilter sowie zugehörige Verfahren.
Ausgewählte Kombinationen von Aspekten der offenbarten Technik entsprechen einer Vielzahl verschiedener Ausführungsformen des vorliegend offenbarten Gegenstands. Es sollte beachtet werden, dass jede der hier dargestellten und beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen keine Einschränkungen des vorliegend offenbarten Gegenstands andeuten sollte. Besonderheiten und Schritte, die als Teil einer Ausführungsform dargestellt oder beschrieben sind, können in Kombination mit Aspekten einer anderen Ausführungsform benutzt werden, um noch weitere Ausführungsformen zu ergeben. Außerdem können bestimmte Besonderheiten gegen ähnliche, nicht ausdrücklich erwähnte Bauteile oder Besonderheiten ausgetauscht werden, welche dieselbe oder eine ähnliche Funktion erfüllen.
Nun ist im Einzelnen Bezug auf beispielhafte vorliegend bevorzugte Ausführungsformen genommen; dafür stellt 1A eine perspektivische Ansicht der Seiten (einer Seite und eines Endes) und der Oberseite einer beispielhaften Ausführungsform eines Filterkondensators 20 gemäß der vorliegend offenbarten Technik dar, während 1B und 1C Schnittdarstellungen der inneren Geometrie der Masseelektrode 22 bzw. der Signalelektrode 24 der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden 1A wiedergeben. Wie jemand mit gewöhnlichem Fachwissen aus der hiermit dargelegten vollständigen Offenbarung und den begleitenden Darstellungen versteht, sind die Elektroden 22 und 24 in dielektrischem Material 26 aufgenommen, das den Hauptteil des Filterkondensators 20 bildet. Die diskrete Filteranordnung mit vertikalen Elektroden ahmt den elektrischen Aufbau eines scheibenförmigen Durchführungsfilters, allgemein 28, nach dem Stand der Technik dar, wie durch die vorliegende 2 dargestellt.
Wie durch 1B und 1C gezeigt, sehen die Endanschlüsse 30 und 32 der Anordnung von 1A eine Verbindung mit den Enden 34 bzw. 36 der inneren Geometrie der Masseelektrode vor, während der Mittelanschluss 38 eine Verbindung mit der oberen Projektion 40 der inneren Geometrie der Signalelektrode vorsieht. Ein unterer Anschluss (in 1A nicht gezeigt) sieht eine Verbindung mit der unteren Projektion 42 der inneren Geometrie der Signalelektrode vor.
Die Schnitte von 1B und 1C stellen die vertikale Natur der Elektroden der angegebenen beispielhaften Ausführungsform bezüglich eines Trägersubstrats oder -bauelements oder einer Trägerfläche dar, auf der die Ausführungsform bestückt wird. Das diskrete Filter mit vertikalen Elektroden, allgemein 20, ist in einer Verwendung davon zum Bestücken bezüglich eines AIMD (einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung) gedacht.
3A und 3B stellen eine Seiten- bzw. eine Draufsicht von konzeptuellen Anordnungen von Filterleitern 44, 46 dar, angeordnet bezüglich einer typischen Metallhülse 50 und einer isolierenden Durchführung 52. Auch dargestellt sind Drahtleiter 54, 56 und 58, denen die diskreten Filter jeweils zugeordnet sind.
Wie gezeigt, ist die Vielzahl von Drahtleitern 54, 56 und 58 (oder in einigen Fällen Stiften) durch eine isolierende Durchführung 52 gehalten, die bezüglich einer Metallhülse 50 montiert ist. In der Praxis ist eine entsprechende Vielzahl der vorliegend offenbarten diskreten Filter 44, 46 und 48 mit vertikalen Elektroden (Filterkondensatoren) an der Metallhülse zu Zwecken einer Masseverbindung montiert und stellt zu Eingangs- oder Signalzwecken Verbindungen mit der entsprechenden Vielzahl von Durchführungsleitern her, wie dargestellt. Ein repräsentatives Filter 44 ist teilweise durchsichtig sowohl in 3A als auch 3B gezeigt, um die Anordnung der vertikalen Elektroden darin darzustellen. Wie jemand mit gewöhnlichem Fachwissen versteht, stellen Ausgänge (Anschlüsse der Oberseite) 60, 62 und 64 des repräsentativen Filters Verbindungen mit der inneren Schaltung einer zugeordneten implantierbaren medizinischen Vorrichtung (nicht gezeigt) her, während die Anschlüsse davon auf der Unterseite Verbindungen mit ihren jeweiligen Durchführungsleitern 54, 56 und 58 herstellen. Wie gezeigt, stehen jeweilige Endanschlüsse der Filterkondensatoren für eine Masseverbindung mit den jeweiligen Seiten 66 und 68 der Hülse 50 in Verbindung. Beispielsweise sind die Endanschlüsse 70 bzw. 72 des Filterkondensators 44 mit den Elementen 66 und 68 der Hülse 50 elektrisch verbunden.
4A und 4B und 5A bis 5C stellen verschiedene alternative Besonderheiten dar, die in Verbindung mit dem vorliegend offenbarten Gegenstand verwendet werden können, um die Leistungsfähigkeit bestimmter Ausführungsformen zu optimieren, die alle durch jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen gewählt werden, der besondere Ausführungsformen für besondere Anforderungen oder Anwendungen entwirft.
Kostengünstige Montagebesonderheiten können teilweise mit asymmetrischen Maßen erreicht werden (im Vergleich mit symmetrischen Anschlüssen), wie durch den Vergleich zwischen 4A (symmetrische Anschlüsse) und 4B (asymmetrische Anschlüsse) gezeigt. Das repräsentative Filter 74 kann Endanschlüsse 76 bzw. 78 an seinem Dielektrikums-Hauptteil 80 aufweisen, wobei die Endanschlüsse an dem Hauptteil 80 symmetrisch angeordnet sind. Auch kann ein Oberseitenanschluss 82 mit einem Unterseitenanschluss (in 4A nicht zu sehen) gepaart sein. Das repräsentative Filter 84 kann nur einen Endanschluss 86 aufweisen, einhergehend mit seinem Oberseitenanschluss 88 (und einem Unterseitenanschluss, in 4B nicht zu sehen). Wie gezeigt, ist der einzelne Endanschluss 86 asymmetrisch bezüglich des Dielektrikums-Hauptteils 90 des Filters 84. Solche asymmetrischen Anordnungen können eine leichtere Ausrichtung vorsehen und können ein verbessertes Hochspannungsverhalten vorsehen. Auch kann die Verwendung plattierter Anschlüsse die Verwendung von Reflow-Löttechniken und leitfähigen Klebstoffen ermöglichen. Weiter trägt der sich ergebende Aufbau (wie durch die beispielhafte 4B dargestellt) dazu bei, bei Bedarf Massebereiche von der oberen Fläche fern zu halten.
Relativ niedrigere Reihenwiderstandsbesonderheiten können durch den vorliegend offenbarten Gegenstand durch eine Einbeziehung einer Vielfalt von Ansätzen erreicht werden. Wie durch 5A, 5B und 5C dargestellt, stellen diese Figuren jeweilige Ansätze zum Verringern des Reihenwiderstands dar, die in Verbindung mit dem vorliegend offenbarten Gegenstand ausgeführt sein können, im Einzelnen jeweils Standardentwurf, Entwurf für niedrigen Gleichstromwiderstand und Entwurf für niedrigen Gleichstromwiderstand/niedrigen ESR darstellend. Im Wesentlichen können ausgewählte innere Elektroden wiederholt werden, um Gleichstromwiderstand und ESR zu verringern. Auch können Metalle mit niedrigem Widerstand verwendet werden, wie etwa Nickel, Kupfer oder hochreines Silber. Wie aus den repräsentativen Darstellungen von 5A bis 5C zu verstehen, kann ein repräsentativer Hauptteil 92 aus dielektrischem Material verschachtelte Elektrodensätze 94 und 96 aufweisen. In 5B (repräsentativer Entwurf mit relativ niedrigerem Gleichstromwiderstand) wurden die Elektroden 94 selektiv wiederholt. In 5B (repräsentativer Entwurf mit relativ niedrigerem Gleichstromwiderstand und ESR) wurden beide Elektrodensätze 94 und 96 selektiv wiederholt.
Weiter kann der vorliegend offenbarte Gegenstand zum Erreichen einer relativ höheren Durchschlagspannung beispielsweise durch eine Einbeziehung feinkörniger Dielektrika und/oder von Elektrodengeometrien mit geringer Beanspruchung beitragen. Sondergestaltungen kann auch Rechnung getragen werden, wie etwa der Verwendung niedrig dielektrischer Materialien (beispielsweise aus NP0-Dielektrikumsmaterialien) für HF-Verbindungen oder der Einbeziehung kurzgeschlossener Geometrie, um einen Massestift mit einem äußeren Schirm zu verbinden.
Wie durch die Anwendungsfiguren 6A und 6B dargestellt, verwendet das vorliegend offenbarte Verfahren zum Montieren des diskreten Durchführungsfilters des Gegenstands an einer Hülse/isolierenden Durchführungsträgerfläche die Oberflächenspannung des Lots zur Selbstausrichtung des Bauelements während des Reflow-Lötens. Mit anderen Worten, die Oberflächenspannung bewirkt eine selbstständige Drehung und Zentrierung des Teils, wenn das Lot zum Aufschmelzen erwärmt wird. Danach kann ein flexibles Leiterband oder eine Nagelkopfleitung (nicht gezeigt) nach der Montage angebracht werden, um die Anordnung zu befestigen.
6A ist eine beispielhafte Ausführungsform des vorliegend offenbarten Gegenstands, ähnlich den Darstellungen der Anwendungsfiguren 1A, 3A und 3B, und vorgesehen, an einer Hülse und Durchführung bestückt zu werden, wie zwei solcher Ausführungsformen (von 6A) durch die perspektivische Darstellung von 6B in bestückter Anordnung dargestellt sind. Der Pfeil 98 zwischen 6A und 6B zeigt, wie ein einzelnes diskretes Bauelement 44 gemäß dem vorliegend offenbarten Gegenstand an einer bestehenden Hülse 50 und einer isolierenden Durchführung 52 bestückt wird. Insbesondere kann die dargestellte beispielhafte Ausführungsform von 6A 0,126” L × 0,050” B × 0,060” H (3,2 mm × 1,27 mm × 1,524 mm), einen Signalanschluss von ~0,030” sq (19,355 mm²) und einen Masseanschluss 70 oder 72 von ~0,030” B (0,762 mm) mit ungefähr 0,005” (0,127 mm) Umlaufen aufweisen. Weiter kann die beispielhafte Ausführungsform des Kondensators 44 auf CMAP mit Ni-Elektroden und mit FCT-Anschlüssen (fine copper termination – feine Kupfer-Anschlüsse) plus NiSn oder NiAu aufgebaut sein. Alle Thick-Drop-Teile würden Blindelektrodendrucke zwischen aktiven Schichten erfordern. Aktive Schichten können verdoppelt werden, um den ESR zu verringern.
7A und 7B stellen eine Seiten- bzw. eine Endansicht der inneren Aufbauten der Signalschicht 100 für die beispielhafte Ausführungsform von 6A dar, während 7C die inneren Aufbauten der Masseschicht 102 (Seitenansicht) dieser beispielhaften Ausführungsform darstellt. Die Endansicht 7B zeigt, wie die Signalschichten 100 alternierend im Dielektrikum 104 des Filterkondensators enthalten sein können.
Die repräsentative Masseschicht 102 in 7C kann eine aus einer beispielhaften Ausführungsform sein, die vier aktive Schichten von 7,5 mil (190 µm) gebrannter Schichtdicke enthält. Nach dieser Ausführungsform beträgt die geschätzte Kapazität unter Verwendung eines N370-Dielektrikums 1500 pF. Dünnere Schichten würden eine Verringerung der Höhe des Teils (d.h. des ESR) ermöglichen.
7D stellt ein alternatives Massemuster 106 zu dem durch die repräsentative 7C gezeigten dar. Das Ergebnis des alternativen Massemusters nach 7D ist eine asymmetrische Anschlussanordnung. Wie gezeigt, führt dies dazu, dass der Anschluss nicht auf die obere Fläche (allgemein 108) des zugehörigen Filterkondensators umläuft.
8A bzw. 8B stellen eine End- und eine Draufsicht (in teilweise durchsichtiger Darstellung) eines diskreten vertikalen Durchführungsfilters (allgemein 110) des vorliegend offenbarten Gegenstands in Kombination mit einer Trägerhülse 112, einer isolierenden Durchführung 114 und einem Anschlussdraht 116 dar, ähnlich der perspektivischen Ansichtskombination von 6B. 8B stellt die beispielhafte Verwendung von Gold-Anschlussflächen 118 auf einem Titan-Hülsenelement 112 dar. 8C stellt eine vergrößerte, allein gestellte Draufsicht des vorliegend offenbarten diskreten vertikalen Durchführungsfilters 110 dar, das ansonsten in den Darstellungen der 8A und 8B in Kombination gezeigt ist. Ein Beispiel einer Ausführungsform des einzelnen Filterelements 110 nach dem vorliegend offenbarten Gegenstand wäre ein Chip der Größe 1305 mit 30 mil (762 µm) breiten verzinnten Anschlüssen. 8B stellt eine Vielzahl der Filter dar, aufgenommen auf der Hülse 112 und jeweils seinem eigenen Anschlussdraht oder Durchführungsleiter 116 zugeordnet. Eins der Filter 110 ist aus der Darstellung von 8B weggelassen, um die Anordnung von Trägerflächen 118 und eines der Durchführungsleiter besser zu zeigen.
Die beiden jeweiligen Darstellungen von 8D zeigen Draufsichten repräsentativer Muster A und B 120 bzw. 122 für Signalstifte der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A. Die Darstellung von 8E zeigt eine Draufsicht eines repräsentativen Musters 124 für HF-Stifte, wie sie der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A zugeordnet werden können. In einigen Fällen kann auch Sondergestaltungen Rechnung getragen werden, wie etwa der Verwendung niedrig dielektrischer Materialien (aus NP0-Dielektrikumsmaterialien) für die repräsentativen HF-Verbindungen. Die Darstellung der 8F zeigt eine Draufsicht eines repräsentativen Musters 126 für Massestifte, wie sie der dargestellten beispielhaften Ausführungsform von 8A zugeordnet werden können.
Beginnend mit einem repräsentativen vorläufigen Elektrodenschichtentwurf stellen die 9A, 9B und 9C Draufsichten von Signal-, Masse- bzw. Blindelektrodenschichten 128, 130 und 132 des Entwurfs dar. Wie durch die Pfeillinien 134 und 136 unten in der Darstellung von 9A bzw. links in der Mitte der Darstellung von 9B angegeben, sind die bezeichneten Elemente zusätzliche Besonderheiten für eine Keimbildungsfunktion, die etwa während eines Feinkupferanschluss-(FCT-) oder stromlosen Beschichtungsverfahrens auftreten. Alternativ kann in einigen Ausführungsformen auch eine elektrolytische Beschichtung oder andere Beschichtung verwendet werden. Ähnlich stellt das Element 138 unten in der Darstellung von 9C eine Blindelektrode dar, die zur Keimbildung des FCT-Vorgangs verwendet werden kann.
10A, 10B und 10C stellen Signal-, Masse- bzw. Blindelektrodenschichten 140, 142 und 144 dar, wie sie vorliegend für einen abgeschirmten Entwurf zum Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeit offenbart sind. Die in diesen Schichten vorhandene Abschirmung ist durch jemanden mit gewöhnlichem Fachwissen aus dem Vergleich der jeweiligen Schichtdarstellungen aus 9A bis 9C zu verstehen, um zu bestimmen, wo es zusätzliche Besonderheiten gibt (die zusätzliche Abschirmung ergeben). Beispielsweise zeigt ein Vergleich der jeweiligen Signalschichten von 9A und 10A zusätzliche, aus den oberen und unteren FCT-Keimbildungselementen ragende Abschirmungselemente 146, die ansonsten an jedem vertikalen Ende der Signalschicht 140 erscheinen. Ähnlich ergibt ein Vergleich der beispielhaften Masseschichten von 9B und 10B vergrößerte (abgeschirmte) Bereiche 148 um jedes Ende des mittleren, sich von oben nach unten erstreckenden Bereichs der Masseschicht 142. Auch zeigt ein solcher Vergleich zwischen den durch die beispielhaften 9C und 10C dargestellten Blindschichten 144 ähnliche zusätzliche, in 10C bezüglich 9C aus den oberen und unteren FCT-Keimbildungselementen 152 bzw. 154 herausragende Abschirmelemente 150, genau wie es sie bei 10A im Vergleich zu 9A gab. Die zusätzlichen Abschirmelemente 150 führen zu erhöhten dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der vorliegend offenbarten Ausführungsformen, die die Abschirmbesonderheiten enthalten.
11A und 11B stellen beispielhafte alternative Bauelementeanordnungen dar, die gemäß dem vorliegend offenbarten Gegenstand ausgeführt sein können. 11A nutzt ein Filter 74 mit symmetrischen Anschlüssen ähnlich 4A, während 11B ein Filter 84 mit asymmetrischen Anschlüssen ähnlich 4B nutzt. Insbesondere stellt 11A eine Draufsicht eines doppelendigen Filters 74 dar, wie es vorliegend in Verbindung mit einer einreihigen Durchführung 156 und zugehörigen Hülse 158 offenbart ist. Wie gezeigt, sind die Endanschlüsse 76 und 78 jeweiligen seitlichen Seiten der Hülse 158 zugeordnet. Ein Anschluss 82 der Oberseite weist einen gepaarten Anschluss der Unterseite (in 11A nicht zu sehen) auf, der die Verbindung mit seinem zugehörigen Durchführungsleiter 160 herstellt. 11B stellt eine Draufsicht eines einzelendigen Filters 84 dar, wie es vorliegend in Verbindung mit einer doppelreihigen Durchführung 164 und zugehörigen Hülse 166 offenbart ist. Der Endanschluss 86 des einzelendigen Filters 84 ist einer seitlichen Seite der Hülse 166 zugeordnet, während ein unterseitiger Anschluss (nicht zu sehen) gegenüber dem oberseitigen Anschluss 162 des Filters 84 einem jeweiligen der Durchführungsleiter 162 zugeordnet ist. Ein weiterer Leiter 162’ in der anderen Leitung der doppelreihigen Durchführung 164 ist einem unterseitigen Anschluss (nicht zu sehen) des einzelendigen Filters 84’ zugeordnet, der gegenüber dem oberseitigen Anschluss 88’ davon liegt. Wie gezeigt, können die asymmetrischen Filter 84 und 84’ in alternierend gegenüberstehenden Positionen verwendet werden, um jeweils die jeweiligen Leiterreihen der doppelreihigen Durchführung 164 abzudecken. Die Positionen der mit Filtern 84 bzw. 84’ dargestellten Leiter 162 und 162’ sind mit gestrichelten Linien gezeigt, weil sie sonst in der Draufsicht von 11B unter ihren jeweiligen Filtern nicht zu sehen sind.
Jemand mit gewöhnlichem Fachwissen wird aus der vollständigen Offenbarung hiermit verschiedene mögliche Vorteile aus verschiedenen vorliegend offenbarten Ausführungsformen erkennen. Beispielsweise können sich in vielen Fällen niedrigere Fertigungskosten ergeben. Auch ist, da diskrete Bauelemente betrachtet sind, jedes Bauelement nicht an einen bestimmten zugehörigen Bauteilabstand gebunden. Das macht die einzelnen Bauelemente universeller bei ihren möglichen Anwendungen. Außerdem verbessert die verbesserte Universalität der Durchführungsfilter die Möglichkeit gleichzeitiger Entwicklung von Abänderungen von Durchführungsaufbauten für andere technische Facetten oder Zwecke. Weiter gibt es aufgrund ihrer diskreten Natur, die mit der verschiedenen Vielzahl von Anschlussdrähten oder -stiften verknüpft ist (siehe beispielsweise 3A, 6B und 8B) eine wesentliche Verringerung jedes Übersprechverhaltens zwischen benachbarten und/oder nahegelegenen Signalleitungen. Ähnlich gibt es dank ihrer diskreten Natur die Gelegenheit für neue Entwicklung von Zwischenverbindungssystemen, wie beispielsweise Verbindungen mit flexiblen Schaltungen.
Während der vorliegend offenbarte Gegenstand mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen davon genau beschrieben ist, ist zu beachten, dass Fachleute, nachdem sie das Vorstehende verstanden haben, die vorliegend offenbarte Technik leicht für Änderungen oder Erweiterungen, Abwandlungen und/oder Äquivalente dieser Ausführungsformen anpassen können. Dementsprechend besteht der Umfang der vorliegenden Offenbarung eher als Beispiel denn als Einschränkung, und der Gegenstand der Offenbarung schließt nicht die Einbeziehung solcher Änderungen, Abwandlungen und/oder Ergänzungen zum vorliegend offenbarten Gegenstand aus, die jemandem mit gewöhnlichem Fachwissen offensichtlich wären.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6960366 [0033]

Claims

Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung bei einem AIMD (einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung), umfassend: eine Hülse; eine der Hülse zugeordnete Durchführung; eine Vielzahl von Leitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und eine entsprechende Vielzahl von diskreten Filtern, wobei jedes der Filter mindestens zwei jeweilige Anschlüsse aufweist, wobei einer der Anschlüsse einem jeweiligen der Leiter zugeordnet ist und der andere der Anschlüsse der Hülse zugeordnet ist.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 1, wobei die Leiter jeweilige Drahtleiter für jedes der diskreten Filter umfassen.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: die Hülse eine Metallhülse umfasst; und die Durchführung eine isolierte Einbrand-Durchführung umfasst, die bezüglich der Metallhülse montiert ist.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1–3, wobei: jedes der Filter Seiten- und Endanschlüsse aufweist und zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweist, die Masseelektroden und Signalelektroden umfassen; jede der Masseelektroden jeweilige vorspringende Endbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filter herstellen; und jede der Signalelektroden jeweilige vorspringende Seitenbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filter herstellen.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 1–4, wobei: die mindestens zwei jeweiligen Anschlüsse Seiten- und Endanschlüsse umfassen, die den Filtern bzw. der Hülse zugeordnet sind; und jedes der Filter zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweist, die Masseelektroden und Signalelektroden umfassen, wobei die Masseelektroden mit mindestens einem Endanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass die Masse mit der Hülse verbunden ist, und wobei die Signalelektroden mit mindestens einem Seitenanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass Signale auf einem jeweiligen zugehörigen Leiter mit dem entsprechend zugehörigen Leiter verbunden sind.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 5, wobei die jeweiligen Seiten- und Endanschlüsse asymmetrische Anschlüsse umfassen.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 6, wobei die Durchführung eine Doppelreihe von dort hindurch gehaltenen Leitern enthält, und wobei die Filter auf der Durchführung in einer Reihe mit Endanschlüssen davon auf alternierenden Seiten der Durchführung montiert sind.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–7, wobei Seitenanschlüsse der Filter jeweilige Ober- und Unterseitenanschlüsse umfassen, wobei jeder Unterseitenanschluss jeweils mit dem zugehörigen Leiter seines Filters verbunden ist und jeder Oberseitenanschluss mit einem zugehörigen AIMD verbunden ist.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 5, wobei die jeweiligen Seiten- und Endanschlüsse mindestens ein Paar Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter enthalten und symmetrische Anschlüsse für jedes jeweilige Filter umfassen.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 9, wobei: die Hülse eine Titanhülse mit Sätzen von Gold-Kontaktflächen auf der oberen Fläche umfasst, die an der Masse der Hülse angebracht sind; und die Filter bezüglich der Hülse so montiert sind, dass die Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter an einem Satz der Gold-Kontaktflächen der Hülse angebracht sind.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Leiter in einer einzigen Reihe in der Durchführung gehalten sind und jeweilige Endanschlüsse jedes der Filter auf gegenüberliegenden Seiten der Durchführung montiert sind, wobei sich ein Unterseitenanschluss jedes der Elemente über jeweiligen der Leiter befindet.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–11, wobei zumindest einige der Filter weiter zusätzliche Masseelektroden für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands-Filtereigenschaften enthalten.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–12, wobei zumindest einige der Filter weiter zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften enthalten.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–11, wobei zumindest einige der Filter weiter enthalten: zusätzliche Masseelektroden für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands-Filtereigenschaften; und zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften; und wobei die Elektroden Metalle mit relativ niedrigerem Widerstand umfassen.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–14, wobei die Filter relativ niedrig dielektrische Materialien aus NP0-Dielektrikumsmaterialien enthalten.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 5–15, wobei die Filter weiter eine Vielzahl von Blindelektrodenschichten enthalten, die Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filteranschlüssen vorsehen.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 16, wobei die Masse- und Signalelektroden und die Blindelektrodenschichten zusätzliche Abschirmelemente zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filter enthalten.
Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung mit einer externen Schaltung, umfassend: eine Metallhülse; eine der Hülse zugeordnete isolierende Durchführung; eine Vielzahl von Drahtleitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und eine entsprechende Vielzahl von diskreten Einbrand-Filterkondensatoren, wobei jeder der Filterkondensatoren aufweist: jeweilige Endanschlüsse; einen Oberseitenanschluss; einen Unterseitenanschluss; einen Hauptteil aus dielektrischem Material; und zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden, umfassend Masseelektroden und Signalelektroden, aufgenommen in dem Hauptteil aus dielektrischem Material, wobei jede der Masseelektroden jeweilige vorspringende Endbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen; und jede der Signalelektroden jeweilige vorspringende Seitenbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen; wobei jeweilige Endanschlüsse jedes der Filterkondensatoren an gegenüberliegenden Seiten der Hülse für eine Masseverbindung damit montiert sind und ein Unterseitenanschluss jedes der Filterkondensatoren mit einem jeweiligen der Leiter für eine Signalverbindung damit verbunden ist, sodass jeder der Oberseitenanschlüsse der Filterkondensatoren zu jeweiligen Verbindungen mit einer zugeordneten externen Schaltung frei liegt.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 18, wobei mindestens einige der Filterkondensatoren weiter enthalten: zusätzliche Masseelektroden für Filterkondensatoreigenschaften mit relativ niedrigerem Gleichstromwiderstand; und zusätzliche Signalelektroden für relativ niedrigere ESR-Filterkondensatoreigenschaften.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 18 oder 19, wobei: die Hülse eine Titanhülse mit Sätzen von Gold-Kontaktflächen auf der oberen Fläche umfasst, die an der Masse der Hülse angebracht sind; und die Filterkondensatoren bezüglich der Hülse so montiert sind, dass die Endanschlüsse für jedes jeweilige Filter an einem Satz der Gold-Kontaktflächen der Hülse angebracht sind.
Durchführungsfilteranordnung nach einem der Ansprüche 18–20, wobei zumindest einige der Filterkondensatoren weiter eine Vielzahl von Blindelektrodenschichten enthalten, die Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filterkondensatoranschlüssen vorsehen.
Durchführungsfilteranordnung nach Anspruch 21, wobei die Masse- und Signalelektroden und die Blindelektrodenschichten zusätzliche Abschirmelemente zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filterkondensatoren enthalten.
Verfahren für eine Durchführungsfilteranordnung zur Verwendung bei einer aktiven implantierbaren medizinischen Vorrichtung (AIMD), umfassend: Vorsehen einer Metallhülse; Zusammenpassen einer isolierenden Durchführung mit der Hülse; Halten einer Vielzahl von Leitern durch die Durchführung; und jeweiliges Verbinden einer entsprechenden Vielzahl von diskreten Einbrand-Filtern mit der Vielzahl von Leitern, um ein Übersprechen zwischen Signalen auf benachbarten der Leiter zu verringern.
Verfahren nach Anspruch 23, weiter enthaltend: Vorsehen einer Doppelreihe von Leitern, die durch die Durchführung gehalten sind; und Vorsehen mindestens eines Endanschlusses und mindestens eines Seitenanschlusses an jedem der Filter; und Montieren der Filter auf der Durchführung in einer Reihe mit Endanschlüssen davon auf alternierenden Seiten der Durchführung.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, weiter enthaltend ein Verbinden und direktes Bestücken der Vielzahl diskreter Einbrand-Filter auf einer Leiterplatte statt des Verbindens mit der Vielzahl von Hülsenleitern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23–25, weiter enthaltend ein Vorsehen von mindestens zwei jeweiligen Anschlüssen an jedem der Filter, wobei einer der Anschlüsse mit einem jeweiligen der Leiter verbunden ist und der andere der Anschlüsse mit der Hülse verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 26, weiter enthaltend Vorsehen der Filteranschlüsse entweder als symmetrische oder als asymmetrische Anschlüsse.
Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, wobei: die mindestens zwei jeweiligen Anschlüsse Seiten- und Endanschlüsse umfassen, die den Filtern bzw. der Hülse zugeordnet sind; und jedes der Filter zwei Sätze verschachtelter vertikaler Elektroden aufweist, die Masseelektroden und Signalelektroden umfassen, wobei die Masseelektroden mit mindestens einem Endanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass die Masse mit der Hülse verbunden ist, und wobei die Signalelektroden mit mindestens einem Seitenanschluss jedes jeweiligen Filters verbunden sind, sodass Signale auf einem jeweiligen zugehörigen Leiter mit dem entsprechend zugehörigen Leiter verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei Seitenanschlüsse der Filter jeweilige Ober- und Unterseitenanschlüsse umfassen, wobei jeder Unterseitenanschluss jeweils mit dem zugehörigen Leiter seines Filters verbunden ist und jeder Oberseitenanschluss mit einem zugehörigen AIMD verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23–29, wobei jedes der Filter umfasst: Filterkondensatoren mit jeweiligen Endanschlüssen, einem Oberseitenanschluss, einem Unterseitenanschluss, einem Hauptteil aus dielektrischem Material; und zwei Sätzen verschachtelter vertikaler Elektroden, umfassend Masseelektroden und Signalelektroden, aufgenommen in dem Hauptteil aus dielektrischem Material, wobei jede der Masseelektroden jeweilige vorspringende Endbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Endanschlüssen jedes der Filter herstellen, und jede der Signalelektroden jeweilige vorspringende Seitenbereiche aufweist, die eine Verbindung mit jeweiligen Seitenanschlüssen jedes der Filterkondensatoren herstellen.
Verfahren nach Anspruch 30, weiter enthaltend ein wahlweises Vorsehen von zusätzlichen Elektroden für die Filterkondensatoren für relativ niedrigere Gleichstromwiderstands- und/oder relativ niedrigere ESR-Filtereigenschaften.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, weiter enthaltend ein wahlweises Vorsehen einer Vielzahl von Blindelektrodenschichten bei den Filterkondensatoren, um Keimbildungsbereiche für die Metallisierungsausbildung von Filterkondensatoranschlüssen vorzusehen.
Verfahren nach Anspruch 32, weiter enthaltend ein wahlweises Vorsehen von zusätzlichen Abschirmelementen bei ausgewählten der Masse- und Signalelektroden und der Blindelektrodenschichten zum relativen Erhöhen der dielektrischen Spannungsfestigkeitseigenschaften der Filterkondensatoren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30–33, wobei jeweilige Endanschlüsse jedes der Filterkondensatoren an gegenüberliegenden Seiten der Hülse für eine Masseverbindung damit montiert sind und ein Unterseitenanschluss jedes der Filterkondensatoren mit einem jeweiligen der Leiter für eine Signalverbindung damit verbunden ist, sodass jeder der Oberseitenanschlüsse der Filterkondensatoren zu jeweiligen Verbindungen mit einer zugeordneten externen Schaltung frei liegt.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Bestücken der Endanschlüsse der Filterkondensatoren an der Hülse ein Verwenden von Oberflächenspannung des Lots für die Selbstausrichtung der Kondensatoren während eines Reflowlötschritts enthält, was eine selbstständige Drehung und Zentrierung des Kondensators bewirkt, wenn das Lot zum Aufschmelzen erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 35, weiter enthaltend ein Anbringen eines Anschlussdrahts an dem Kondensator nach dem Reflowschritt, um die Anordnung des Kondensators bezüglich der Hülse zu sichern.