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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Filter-Durchführungsbaueinheit für medizinische
implantierbare Vorrichtungen und auf Verfahren für ihre Herstellung.
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Filter-Durchführungsvorrichtungen
sind im Stand der Technik wohlbekannt. Der dem Anmelder bekannte
am nächsten
kommende Stand der Technik umfasst die US-Patente Nr. 3.329.911;
Nr. 3.443.251; Nr. 3.617.830; Nr. 3.879.691; Nr. 4.152.540; Nr. 4.314.213;
Nr. 4.424.551; Nr. 4.642.589; Nr. 4.673.900; Nr. 4.675.629; Nr.
4.682.129; Nr. 4.698.605; Nr. 4.700.155; Nr. 4.700.440; Nr. 4.772.225;
Nr. 4.791.391; Nr. 4.804.332; Nr. 4.819.130; Nr. 4.853.824; Nr.
4.872.085; Nr. 4.887.185; Nr. 4.984.129; Nr. 5.032.949; Nr. 5.150.086;
Nr. 5.153.540; Nr. 5.206.786; Nr. 5.213.522; Nr. 5.287.076; Nr.
5.333.095; Nr. 5.406.444; und die folgenden Veröffentlichungen: "Cellular Phones May
Affect. Use of Pacemakers", The-Wall
Street Journal, Freitag, 28. April 1995, S. B1 und B3; "EMI-Filtering in
Medical Implantables", Medical
Device and Diagnostic Industry, September 1994; "Do European GSM Mobile Cellular Phones Pose
a Potential Risk to Pacemaker Patients?", Pace, Bd. 18, Juni 1995, S. 1218–1224; und "Ceramic EMI Filters – A Review", Ceramic Bulletin,
Bd. 67, Nr. 4, 1988, S. 737–746.
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Filter-Durchführungsvorrichtungen
sind in implantierbaren Vorrichtungen verwendet worden, wie im US-Patent
Nr. 4.152.540 und in der Veröffentlichung
mit dem Titel "EMI
Filtering in Medical Implantables" offenbart ist. Es ist bekannt, dass
derartige Filter-Durchführungsvorrichtungen
scheibenförmige Kondensatoren
in Einzelleiter-Durchführungsvorrichtungen
und scheibenförmige
Kondensatoranordnungen in Mehrfachleiter-Baueinheiten verwenden. Während die
scheibenförmigen
Kondensatoranordnungen sehr raumeffizient sein können, verursachte ein einzelnes
fehlerhaftes kapazitives Element in derartigen scheibenförmige Anordnungen
den Verlust einer ganzen Vorrichtung, da derartige kapazitive Elemente
nicht einzeln reparierbar waren und sehr schwierig zu entfernen
waren, sobald sie installiert waren. Ferner mussten Durchführungsvorrichtungen, die
derartige kapazitive Elemente enthalten, speziell hergestellt werden,
um einen Hohlraum zu schaffen, in dem der Kondensator oder die Kondensatoranordnung
anzuordnen war, entweder durch das Erzeugen einer Aussparung innerhalb
des hermetisch abgedichteten Keramikelements oder durch das Ausdehnen
des Metallrings über
die hermetische Dichtung hinaus, um einen derartigen Hohlraum auszubilden. Folglich
wurde es, selbst wenn ein einzelner scheibenförmiger Kondensator ver wendet
wird, äußerst schwierig,
ihn zu ersetzen, nachdem er in der richtigen Lage innerhalb eines
derartigen Hohlraums angeklebt worden ist. Wohingegen in der vorliegenden Erfindung
einzelne Chipkondensatoren verwendet und entweder auf einer Stirnfläche des
hermetisch abgedichteten Isolators oder auf einem separaten Substrat
positioniert werden, das anschließend mit der Durchführung verbunden
wird. Durch diese Anordnung kann die Filterung zu einer herkömmlichen Durchführungsvorrichtung
ohne die Anforderung, spezielle Teile herzustellen, hinzugefügt werden,
wobei dadurch die Effizienz der Fertigungsoperation verbessert und
die Ersetzung irgendeines Chipkondensators mit relativer Leichtigkeit
erlaubt wird.
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In
noch weiteren Vorrichtungen des Standes der Technik, wie z. B. die,
die im US-Patent
Nr. 3.617.830 offenbart sind, sind Filter-Durchführungsvorrichtungen offenbart,
die Chipkondensatoren verwenden. Derartige Vorrichtungen des Standes
der Technik offenbaren Chip-Filterkondensatoren, die zwischen einem
Paar leitender Ringe angeordnet sind, wobei der Raum zwischen den
Kondensatoren und den Ringen mit einem der Epoxid-Füllwerkstoff eingekapselt
ist. Außer
dass derartige Werkstoffe keine hermetische Abdichtung mit hoher
Zuverlässigkeit
bereitstellen und auch keine biokompatible Struktur schaffen, sorgen
derartige Strukturen nicht dafür,
Kondensatoren mit verschiedenen Größen aufzunehmen, da sich jeder
Chipkondensator innerhalb eines Hohlraums befindet, der durch den
Raum zwischen den leitenden Ringen definiert ist. Deshalb ist für eine Anwendung,
die größere Kondensatoren erfordert,
ein Außenring
mit einem anderen Durchmesser erforderlich, wobei in irgendeiner
Anwendung alle Kondensatoren die gleiche Länge aufweisen müssen, ungeachtet
ihres kapazitiven Wertes. Wenn die Chipkondensatoren innerhalb eines
Hohlraums angeordnet sind, ist die Schwierigkeit beim Ersetzen irgendeines
Kondensators, der sich als fehlerhaft erweist, fast so schwierig
wie in dem Fall, in dem scheibenförmige Kondensatoren verwendet
werden.
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In
Systemen wie demjenigen, das im US-Patent Nr. 4.152.540 offenbart
ist, und den anderen Systemen des Standes der Technik, wie z. B.
dem, das in den US-Patenten
Nr. 4.424.551 und Nr. 5.333.095 offenbart ist, sind Filter-Durchführungsvorrichtungen,
die scheibenförmige
Kondensatoren verwenden, mit entsprechenden Leiterdrähten und
Ringen unter Verwendung leitender Klebstoffverbindungen elektrisch
gekoppelt. Derartige Systeme schaffen jedoch kein Mittel, durch
das fehlerhafte Vorrichtungen leicht ersetzt werden können. Ferner
schafft das durch US-Patent Nr. 5.333.095 offenbarte System kein
Mittel, um eine feuchtigkeitsbeständige Beschichtung auf das
scheibenförmige
kapazitive Element aufzubringen, das einen Durchmesser besitzt, der
erheblich größer als
der der Durchführungsvorrichtung
ist, was es für
die Verwendung in den meisten modernen implantierbaren Systemen
unpraktisch macht, in denen der Raum hoch im Kurs steht und wo die
Durchführungsvorrichtungen
von anderen als dem Hersteller der implantierbaren Vorrichtungen hergestellt
werden.
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Außerhalb
der Technik der Durchführungen ist
bekannt, dass Chipkondensatoren in Kombination mit Ferritblöcken in
Verbindern verwendet, um elektromagnetische Entstörfilter
zu bilden, und elektrisch zwischen den Verbinder-Anschlussstift
und das Verbindergehäuse
geschaltet werden können,
wie im US-Patent Nr. 5.213.522 offenbart ist. Während durch diese Anordnung
ein kapazitiv-induktives Filter ausgebildet ist, werden die einzelnen
kapazitiven Elemente nach ihrer Installation nicht leicht ersetzt, da
jeder Kondensator innerhalb eines in einem Ferritblock ausgebildeten
Hohlraums angeordnet ist, wobei der Ferritblock innerhalb eines
Hohlraums angeordnet ist, der durch das Verbindergehäuse ausgebildet
ist.
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Es
ist lange bekannt gewesen, dass medizinische implantierbare Vorrichtungen
in einer Umgebung arbeiten müssen,
die elektromagnetischen Störungen
(EMI) ausgesetzt ist. Die elektrischen Leiter, die sich von derartigen
implantierbaren Vorrichtungen erstrecken, wirken als Antennen, die
elektromagnetische Energie empfangen und in die Elektronik der implantierten
Vorrichtung leiten. Weil die Schaltungen derartiger medizinischer
implantierbarer Vorrichtungen sehr empfindlich sind und die Zuverlässigkeit
so wichtig ist, da ein Fehler lebensbedrohlich sein kann, besitzen
die medizinischen implantierbaren Vorrichtungen eingeschlossene
Filterschaltungen, um die EMI zu unterdrücken. In einigen Fällen sind
Durchführungsvorrichtungen,
die scheibenförmige
Kondensatoren verwenden, in einem Versuch verwendet worden, um die
elektromagnetischen Störsignale
herauszufiltern, bevor sie die elektronische Schaltungsanordnung
der implantierbaren Vorrichtung erreichen. Die Fähigkeit, die Störung herauszufiltern,
bevor sie die Elektronik erreicht, ist vor kurzem mit der Entdeckung,
dass die durch die neuen digitalen Zellulartelephone und andere
elektronische Vorrichtungen erzeugten elektromagnetischen Störungen durch
die elektromagnetischen Entstörfilter
des Standes der Technik einiger aktueller medizinischer implantierbarer
Vorrichtungen nicht ausreichend unterdrückt werden, noch wichtiger
geworden. Die Hochfre quenz-Emissionen von digitalen Zellulartelephonen
können
innerhalb der medizinischen implantierbaren Vorrichtungen wieder
ausgestrahlt werden, die "bordeigenen" Filter umgehen und
sie dadurch unwirksam machen. Es ist deshalb entscheidend, dass
die Filterung so nahe an der Quelle der Emissionen wie möglich stattfindet,
wie z. B. an der Einlassöffnung
zum Gehäuse
der implantierbaren Vorrichtung. Im Ergebnis dieses ständig zunehmenden
Problems ist die Verwendung von Filter-Durchführungen erforderlich, um die
EMI effektiv zu unterdrücken,
wobei es deshalb wichtig ist, sie effizient herzustellen, um dabei
zu helfen, die Kosten der implantierbaren medizinischen Vorrichtungen
zu zügeln.
Folglich ist es wichtig, die Verschrottung ganzer Baueinheiten zu vermeiden,
wenn festgestellt wird, dass eine Komponente von ihnen fehlerhaft
ist.
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Ferner
fügt für medizinische
Vorrichtungen, wie z. B. implantierbare Defibrillatoren, die Hochspannungsausgabe
durch die Durchführungsvorrichtungen
weitere Komplexität
zu dem Aufnehmen eines Filterkondensators hinzu. Ein in einer derartigen Vorrichtung
verwendeter Kondensator muss physikalisch größer sein, um die höhere Spannung
auszuhalten, die in ihn eingeprägt
wird, aber die Raumbeschränkungen
der in derartigen Defibrillatoren verwendeten Durchführung tragen
nicht dazu bei, Kondensatoren mit großer Größe aufzunehmen.
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, wenigstens einige
der Probleme des oben beschriebenen Standes der Technik zu lindern.
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Besondere
und bevorzugte Aspekte der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Es ist klar, dass außer
den explizit in den Ansprüchen
aufgezählten
Kombinationen die Merkmale der abhängigen Ansprüche in verschiedenen
Ausführungsformen
der Erfindung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche kombiniert
werden können,
wie es geeignet ist.
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Es
wird eine Filter-Durchführungsbaueinheit für medizinische
implantierbare Vorrichtungen geschaffen. Die Filter-Durchführungsbaueinheit
enthält einen
Metallring, der ein erstes Ende und ein zweites Ende, die einander
gegenüberliegen,
sowie eine mittig angeordnete Durchgangsöffnung, die zwischen dem ersten
Ende und dem zweiten Ende verläuft,
besitzt. Der Ring besitzt einen Flansch, der an seinem ersten Ende
ausgebildet ist, um mit einer medizinischen implantierbaren Vorrichtung
gekoppelt zu werden. Die Filter-Durchführungsbaueinheit enthält ferner
wenigstens einen lang gestreckten Leiterdraht mit einem kreisförmigen Quer schnittsumriss,
der durch die Durchgangsöffnung
des Rings verläuft.
Die Filter-Durchführungsbaueinheit
ist außerdem
mit einer Baueinheit zum Ausbilden einer hermetischen Dichtung zwischen
dem Leiterdraht und dem Ring, die in der Ring-Durchgangsöffnung angeordnet ist, versehen.
Es ist außerdem
wenigstens ein Chipkondensator mit einem parallefepipedförmigen Umriss auf
der Stirnfläche
der Baueinheit für
die hermetische Abdichtung vorgesehen, der sich von dem Leiterdraht
zu dem Ring erstreckt. Der Chipkondensator besitzt ein Paar metallisierter
Kontakte, die an seinen gegenüberliegenden
Endabschnitten ausgebildet sind. Für das elektrische Koppeln der
metallisierten Kontakte des Chipkondensators mit dem Leiterdraht bzw.
mit dem Ring ist ein Werkstoff vorgesehen.
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In
einem Aspekt schafft die Erfindung eine Filter-Durchführungsbaueinheit
mit wenigstens einem Leiterdraht. Ein Aspekt der Erfindung schafft eine
Durchführungsbaueinheit,
die wenigstens einen Chipkondensator verwendet, der zwischen einen
Leiterdraht und einen Metallring gekoppelt ist. Noch weiter schafft
ein Aspekt der Erfindung eine Filter-Durchführung für die Verwendung in implantierbaren
medizinischen Vorrichtungen, in der der Kondensator sowohl durch
leitende als auch nichtleitende Werkstoffe in der richtigen Lage
befestigt ist. Noch ferner schafft ein Aspekt der Erfindung eine
Filter-Durchführung,
in der eines von mehreren Kondensatorelementen einzeln ersetzt werden
kann, falls es während
des Prüfens
als fehlerhaft festgestellt wird.
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Die
Verwendung der Filter-Durchführung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ermöglicht,
dass größere Kondensatoren
installiert werden, ohne eine Zunahme der physikalischen Größe der Durchführungsstruktur
zu erfordern. Außerdem
kann bei der Anordnung der Filter-Durchführung der vorliegenden Erfindung
jedes kapazitive Element, das als fehlerhaft festgestellt wird,
ersetzt werden, wobei dadurch die Notwendigkeit vermieden wird,
eine vollständige Baueinheit
oder selbst eine kapazitive Unterbaueinheit zu verschrotten. Noch
weiter kann es erforderlich sein, um Hochfrequenz-EMI zu unterdrücken, dass jeder
Leiter einer Mehrfachleiter-Durchführung einzelnen
abgestimmt wird. Folglich kann jeder Leiter einen Kondensator mit
einer anderen Kapazität,
einer anderen Nennspannung oder dergleichen erfordern, die in einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung installiert werden können.
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Beispielhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind im Folgenden lediglich beispielhaft unter Bezugnahme
auf die beigefügte
Zeichnung beschrieben, worin:
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1 ein
Aufriss im Teilschnitt einer herkömmlichen Durchführungsvorrichtung
ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten
Chipkondensators ist;
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3 ein
Aufriss im Teilschnitt einer Einzelleiter-Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist;
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4 eine
Untersicht der Ausführungsform nach 3 ist;
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5 eine
Untersicht einer alternativen Konfiguration der Ausführungsform
nach 3 ist;
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6 ein
vergrößerter Abschnitt
des Aufrisses nach 3 ist, der die Befestigung eines
Chipkondensators zeigt;
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7 ein
Aufriss einer Kondensatorunterstützungsbaueinheit
der vorliegenden Erfindung ist;
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8 eine
Untersicht der Kondensatorunterstützungsbaueinheit nach 7 ist;
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9 eine
Untersicht einer alternativen Konfiguration der Kondensatorunterstützungsbaueinheit nach 7 ist;
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10 eine
alternative Ausführungsform des
Substrats der Kondensatorunterstützungsbaueinheit
nach 7 ist;
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11 ein
Aufriss im Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform einer Einzelleiter-Version der
vorliegenden Erfindung ist, die die Kondensatorunterstützungsbaueinheit
nach 7 verwendet;
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12 ein
Querschnitts-Aufriss einer alternativen Ausführungsform einer Einzelleiter-Version der
vorliegenden Erfindung ist, der eine alternative Ausführungsform
der Kondensatorunterstützungsbaueinheit
nach 7 zeigt;
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13 eine
perspektivische Ansicht einer Mehrfachleiter-Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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14 eine
Untersicht der in 13 gezeigten Mehrfachleiter-Ausführungsform
ist;
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15 eine
Untersicht einer alternativen Konfiguration der in 13 gezeigten
Ausführungsform
ist;
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16 eine
Untersicht einer noch weiteren alternativen Konfiguration der Ausführungsform
nach 13 ist;
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17 eine
Untersicht einer weiteren Ausführungsform
der Mehrfachleiter-Version der vorliegenden Erfindung ist;
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18 eine
alternative Konfiguration der Mehrfachleiter-Ausführungsform
nach 17 ist;
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19 eine
perspektivische Ansicht einer Mehrfachleiter-Ausführungsform
des in 8 gezeigten Substrats ist;
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20 eine
perspektivische Ansicht einer Mehrfachleiter-Ausführungsformen
der Kondensatorunterstützungsbaueinheit
ist;
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21 ein
Aufriss im Teilschnitt einer alternativen Ausführungsform der Mehrfachleiter-Version der
vorliegenden Erfindung ist, die die Kondensatorunterstützungsbaueinheit
nach 20 verwendet;
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22 ein
Aufriss im Teilschnitt einer Mehrfachleiter-Version der vorliegenden
Erfindung ist, die eine alternative Ausführungsform der Kondensatorunterstützungsbaueinheit
nach 20 verwendet;
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23 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Durchführungs-Isolators
mit einer einteiligen Kondensatorunterstützung ist; und
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24 ein
Aufriss im Teilschnitt einer Mehrfachleiter-Version der vorliegenden
Erfindung ist, die den Isolator nach 23 verwendet.
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Unter
Bezugnahme auf die 3–22 sind
die Filter-Durchführungsbaueinheiten 100, 100', 100'', 200, 200', 200'' und 300 für die Verwendung
in implantierbaren medizinischen Vorrichtungen gezeigt. Implantierbare
Vorrichtungen, die in den medizinischen und biologischen Wissenschaften
verwendet werden, die erfordern, dass Signal in sie eingegeben werden,
oder die Ausgangssignale bereitstellen, sind gegenüber Störungen von
verschiedenen Quellen elektromagnetischer Strahlung empfindlich.
Außer
dass derartige implantierbare medizinische Vorrichtungen Schutz
vor unerwünschter
elektromagnetischer Strahlung erfordern, müssen diese Vorrichtungen vor
dem Eindringen von Körperfluiden
und der Wanderung toxischer Materialien aus ihnen geschützt werden.
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Die
häufigsten
implantierbaren medizinischen Vorrichtungen, die sich heute in Gebrauch
befinden, sind Schrittmacher und Defibrillatoren. Alle beide Vorrichtungen
erfordern eine oder mehrere Elektroden, die von der Vorrichtung
mit dem Herzmuskel des Empfängers
des Implantats gekoppelt werden müssen. Die Elektronik für derartige
Vorrichtungen ist typischerweise in einem Titangehäuse untergebracht,
das hermetisch abgedichtet ist, z. B. durch Laser-Schweißen. Die
elektrische Verbindung zwischen der Elektronik innerhalb des Gehäuses und den
externen Elektroden wird durch eine Vorrichtung ausgeführt, die
als eine Durchführung
bekannt ist, wie z. B. die in 1 gezeigte
Durchführung 10.
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Die
herkömmliche
Durchführung 10 ist
als eine Einzelleiter-Durchführung
gezeigt, derartige Vorrichtungen sind jedoch leicht in Mehrfachleiter-Baueinheiten
verfügbar,
die irgendeine Anzahl von Leitungen besitzen können, wobei sie häufig mit zwei,
drei, vier, fünf
oder sechs Leitungen produziert werden. Die Durchführung 10 enthält einen
Metallring 14, in dem eine mittige Durchgangsöffnung 28 ausgebildet
ist. Der Ring 14 kann einen oder mehrere Flansche 16 aufweisen,
die darin ausgebildet sind, um die Befestigung an der implantierbaren
medizinischen Vorrichtung zu unterstützen, wobei er einen kreisförmigen,
länglichen
oder rechteckigen Querschnittsumriss aufweisen kann. Der Ring 14 kann aus
Werkstoffen wie z. B. Titan, Niob, Tantal oder Legierungen daraus
ausgebildet sein. Ein Leiterdraht 12 verläuft durch
die Öffnung 28 und
ist mit einem Isolator 20 abgedichtet, wobei der Isolator 20 eine mittige
Durchbohrung 30 für
den Durchgang des Leiterdrahts 12 und einen Außendurchmesser,
der dimensioniert ist, um den Rest der Öffnung 28 auszufüllen, besitzt.
Der Leiterdraht 12 kann aus Werkstoffen wie z. B. Platin,
Platin/Iridium, Niob, Titan, Tantal oder Kombinationen daraus ausgebildet
sein. Der Isolator 20 kann eine Glaszusammensetzung sein,
in der Metall-Glas-Dich tungen am Umfang der Öffnungen 28 und 30 ausgebildet
sind. Der Isolator 20 kann alternativ aus einer keramischen
Werkstoffzusammensetzung ausgebildet sein, wobei in diesem Fall der
Isolator mit dem Leiterdraht 12 und dem Ring 14 durch
hartgelötete
Verbindungen 24 bzw. 26 verbunden ist. Die hartgelöteten Verbindungen 24 und 26 können mit.
solchen Werkstoffen wie Gold, einer Goldlegierung oder einer Titanlegierung
erreicht werden.
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Die
Durchführung 10 ist
mit dem Isolator 20 versehen, der eine Stirnfläche 22 besitzt,
die in koplanarer Beziehung mit der Stirnfläche 18 des Rings 14 angeordnet
ist, wobei die Stirnflächen 18 und 22 innerhalb
des Gehäuses
der implantierbaren medizinischen Vorrichtung angeordnet sind, dies
erlaubt die Leitung der Signale im Leiterdraht 22, während die hermetische
Dichtung aufrechterhalten wird. Alternativ können die Seiten des Rings verlängert sein,
um eine Mulde auszubilden, in der die Filterkondensatoren angeordnet
werden.
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In 2 ist
ein "Chipkondensator" 110 gezeigt,
eine kommerziell verfügbare
Vorrichtung mit einem parallelepipedförmigen Keramikkörper mit
einem Paar metallisierter Kontakte 112, die an seinen gegenüberliegenden
Enden ausgebildet sind. Jeder metallisierte Kontakt 112 enthält einen
leitenden Endabschnitt 114 und mehrere leitende Segmente 116, die
auf jeder Seite 118 des Chipkondensators 110 an seinen
stirnseitigen Bereichen ausgebildet sind. Durch eine derartige Anordnung
kann die elektrische Kopplung sowohl mit den Seitenabschnitten des Chipkondensators
als auch mit seinen Endabschnitten hergestellt werden.
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Unter
Verwendung eines Chipkondensators 110 ist eine Filter-Durchführung 100 aufgebaut,
die zur Durchführung 10 hinzugefügt ist,
wie in 3 gezeigt ist. Obwohl nur ein Kondensator 110 gezeigt
ist, sollte es selbstverständlich
sein, dass an den Leiterdraht 12 mehrere Kondensatoren
gekoppelt sein können.
Der Chipkondensator 110 ist an einem Ende mit dem Leiterdraht 12 elektrisch
gekoppelt, während er
am gegenüberliegenden
Ende mit dem Ring 14 elektrisch gekoppelt ist. Nach der
Installation des Kondensators 110 kann er in Anwendungen,
die dies erfordern, unter Verwendung eines Einkapselungsmittels 102 eingekapselt
werden. Das Einkapselungsmittel 102 kann irgendeines aus
einer großen Anzahl
von feuchtigkeitsbeständigen
Polymeren sein. In einer verwirklichten Ausführungsform wurde eine Vergieß-Mischung
mit dem Handelsnamen "ABLEBOND
933-1" erfolgreich
als das Einkapselungsmittel 102 verwendet.
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Wie
in 6 gezeigt ist, ist der Kondensator 110 auf
der dem Inneren gegenüberliegenden
Seite der Durchführung 10 installiert,
wobei er mittels eines nichtleitenden Films 122 befestigt
sein kann, der auf eine Seitenfläche
des Kondensators 110 aufgebracht ist, wobei diese Seitenfläche dann
neben der Stirnfläche 22 des
Isolators 20 liegt, wobei der Kondensator radial orientiert
ist, sodass er vom Leiterdraht 12 über den Isolator 20 zum
Ring 14 verläuft.
Der nichtleitende Film 122 kann aus einer Glaszusammensetzung, einer
Flussmittel-Paste, einem Polyimid, einem Epoxid oder einer anderen
Polymerzusammensetzung ausgebildet sein. In einer verwirklichten
Ausführungsform
wurde ein nichtleitender Polyimid-Klebstoff mit dem Handelsnamen "ABLEBOND 71-2" erfolgreich als
der nichtleitende Film 122 verwendet. Nach der Positionierung
des Kondensators 110 kann dann der leitende Werkstoff 120 auf
jedem der metallisierten Kontakte 112 angelagert werden,
um die entsprechenden elektrischen Verbindungen mit dem Leiterdraht 12 und
dem Ring 14 herzustellen. Der elektrische leitende Werkstoff 120 kann
ein Weichlot- oder Hartlot-Werkstoff oder alternativ ein leitendes Glas,
ein leitendes Epoxid oder eine leitende Polyimid-Zusammensetzung
sein. Eine kommerziell verfügbare
leitende Polyimid-Zusammensetzung mit dem Handelsnamen "ABLEBOND 71-1" ist erfolgreich
verwendet worden, um die elektrische Kopplung des Kondensators 110 zu
schaffen.
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Wo
der nichtleitende Film 122 und der leitende Werkstoff 120 Klebstoffverbindungen
sind, wird nach der Installation der Chipkondensatoren die Filter-Durchführungsbaueinheit
erhitzt, um derartige Zusammensetzungen vor dem Schritt des Einkapselns
des installierten Kondensators auszuhärten. Nach dem Aufbringen des
Einkapselungsmittels 102 kann dieses ausgehärtet werden,
indem die fertiggestellte Einheit für eine vorgegebene Zeitdauer
erhitzt wird. Wenn der leitende Werkstoff 120 ein Weichlot- oder
Hartlot-Werkstoff ist, wird der Kondensator nicht unter Verwendung
des nichtleitenden Films an der Durchführung 10 befestigt.
Falls jedoch eine vorübergehende
Befestigung gewünscht
ist, kann eine Flussmittel-Paste diesem Zweck dienen.
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Wie
in 4 gezeigt ist, besitzt der Kondensator 110 ein
erstes Ende 114, das in einer angrenzenden Beziehung zu
dem Leiterdraht 112 angeordnet ist, wobei der Kondensator
radial davon zum Ring 14 verläuft, worin die gegenüberliegende
zweite Kondensator-Stirnfläche 114 mit
der Stirnfläche 18 des Rings 14 unter
Verwendung des leitenden Werkstoffs 120 elektrisch gekoppelt
ist. Der leitende Werkstoff 120 ist gleichermaßen auf
die erste Stirnfläche 114 und
den Leiterdraht 12 aufgebracht, um die elektrische Kopplung
dazwischen zu schaffen.
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In 5 ist
eine alternative Konfiguration für das
Befestigen eines Chipkondensators 210 an der Durchführung 10 gezeigt.
Der Chipkondensator 210 ist eine physikalisch größere Vorrichtung
als der Kondensator 110. Wobei der Kondensator 211 eine
ausreichende Länge
besitzt, sodass er nicht in der gleichen Weise wie der Kondensator 110 befestigt
werden kann, da er einen unzulänglichen
Raum für
das Einkapselungsmittel 102 lassen oder sich über den Ring
erstrecken oder eine mechanische Störung mit irgendeinem Abschnitt
der implantierbaren medizinischen Vorrichtung, mit der die Filter-Durchführung 100 zu
verwenden ist, erzeugen würde.
Der Kondensator 210 ist mit einem der leitenden Seitensegmente 116 befestigt,
die in angrenzender Beziehung zu dem Leiterdraht 12 angeordnet
sind, wobei er radial davon zum Ring 14 verläuft. Wie
in der Ausführungsform nach 4 wird
der leitende Werkstoff 120 auf die gegenüberliegenden
Enden des Kondensators 210 aufgebracht, um eine elektrisch
leitende Brücke
zwischen den metallisierten Kontakten 112 und dem Leiterdraht 12 bzw.
der Stirnfläche 18 des
Rings 14 zu schaffen. Mittels des Versetzens des Kondensators 210 wird
ein physikalisch größerer Kondensator
untergebracht. Dies ist von besonderer Wichtigkeit, da die in implantierbaren
medizinischen Vorrichtungen verwendeten Durchführungen eine sehr kleine Größe aufweisen,
deren Durchmesser von 0,142 Zoll für eine Einzelleiter-Baueinheit
bis zu 0,246 Zoll für
eine Sechsleiter-Baueinheit an ihren größten Abmessungen reichen. In
Defibrillatoranwendungen sind die über dem Filterkondensator 210 eingeprägten Spannungen
relativ groß,
dadurch ist ein Kondensator mit beträchtlicher Größe erforderlich.
Durch die in 5 gezeigte Anordnung ist es
möglich,
eine Filter-Durchführung
für derartige
Anwendungen zu schaffen, ohne den Durchmesser der Durchführung zu
vergrößern.
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In 13 ist
eine Vierleiter-Filter-Durchführung 200 gezeigt.
Die Vierleiter-Filter-Durchführung 200 ist
als ein Beispiel einer Mehrfachleiter-Durchführungsvorrichtung gezeigt,
wobei sie in Wirklichkeit irgendeine Anzahl von Leitern besitzen
kann, die um die Mittelachse 202 der Durchführung in
einem radialen Abstand angeordnet sind.
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Die
Mehrfachleiter-Filter-Durchführung 200 enthält mehrere
Leiterdrähte 12,
die durch entsprechende im Isolator 20 ausgebildete Öffnungen
verlaufen, wobei die Kombination innerhalb einer in Ring 14 ausgebildeten
Mittelöffnung
offenbart ist, wobei eine hermetische Dichtung zwischen jedem Leiterdraht
und dem Isolator 20 und zwischen dem Isolator 20 und
dem Ring 14 ausgebildet ist. Wie im Einzelleiter-Beispiel
ist die Stirnfläche 22 des
Isolators 20 koplanar mit dem Ende 18 des Rings 14 gezeigt,
sie muss es jedoch nicht sein. Die Anordnung, in der die Stirnfläche 18 des
Rings und die Stirnfläche 22 des Isolators
koplanarer sind, ist für
Probleme anfälliger, z.
B. dass der leitende Werkstoff 120 unter dem Kondensator
eine Dochtwirkung zeigt und einen Kurzschluss erzeugt, wobei dieses
Problem durch die hierin beschriebenen Strukturen und Verfahren
gelöst
ist. Wie in 14 am besten gezeigt ist, ist
jeder der Leiter 12 mit einem entsprechenden Filter-Chipkondensator 110 gekoppelt.
Wie in der Einzelleiter-Version verläuft jeder Chipkondensator 110 von einem
entsprechenden Leiterdraht 12 über die Stirnfläche 22 des
Isolators 20 zur Stirnfläche 18 des Rings,
wobei die elektrische Verbindung an seinen gegenüberliegenden Enden mittels
der Hinzufügung des
leitenden Werkstoffs 120 hergestellt wird, wobei der leitende
Werkstoff 120 den leitenden Kontakt zwischen den metallisierten
Kondensatorkontakten 112 und dem entsprechenden Leiterdraht 12 und
der Stirnfläche 18 des
Rings schafft. Wie vorausgehend beschrieben worden ist und in 6 gezeigt
ist, kann die Unterseite jedes Kondensators 110 mit einem nichtleitenden
Film versehen sein, der dazu dient, den Kondensator mit der Durchführungsbaueinheit zu
verbinden und einen unabsichtlichen Fluss des leitenden Werkstoffs 120 über den
Boden des Kondensators zu verhindern. Wie in 17 gezeigt
ist, ist die gleiche Anordnung auf eine Sechsleiter-Durchführung 300 anwendbar,
wobei jeder Kondensator 110 radial von einem entsprechenden
Leiter 12 über
die Stirnfläche 22 des
Isolators zur Stirnfläche 18 des Rings
verläuft,
wobei der elektrische Kontakt durch das Aufbringen des leitenden
Werkstoffs 120 auf die gegenüberliegenden Enden des Kondensators
hergestellt wird.
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In 15 ist
ein alternatives Mittel gezeigt, um die Chipkondensatoren zu befestigen,
um Kondensatoren aufzunehmen, die eine größere physikalische Größe aufweisen.
Wie in der in 5 gezeigten Ausführungsform
für die
Einzelleiter-Filter-Durchführung 100 kann
die Vierleiter-Filter-Durchführung 200 die
größeren Chipkondensatoren 210 in
einer ähnlichen
Weise aufnehmen. Jeder der Kondensatoren 210 ist von einem
entsprechenden Leiterdraht 12 versetzt, sodass das leitende
Seitensegment 116 für den
entsprechenden Kondensator in einer angrenzenden Beziehung zum Leiter 12 angeordnet
ist, wobei der Kondensator radial davon über die Stirnfläche 22 des
Isolators 20 und die Stirnfläche 18 des Rings 14 verläuft. Obwohl
in den 14 und 15 gezeigt
ist, dass alle Leiterdrähte 12 mit
Kondensatoren einer Größe oder
einer weiteren gekoppelt sind, ist es wichtig, anzumerken, dass
dieses nur die möglichen Orientierungen
der Kondensatoren veranschaulicht. Unter Verwendung der veranschaulichten
Techniken können
ein oder mehrere Leiterdrähte 12 mit
einem Kondensator mit größerer Größe gekoppelt.
sein, während
andere Leiterdrähte
mit Kondensatoren mit anderen Größen gekoppelt
sein können.
Es gibt in der vorliegenden Erfindung keine Einschränkung, die erfordert,
dass alle Kondensatoren die gleiche physikalische Größe oder
den gleichen Kapazitätswert aufweisen.
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Ein
weiteres Verfahren zum Installieren eines größeren Typs der Chipkondensatoren
in einer Mehrfachleiter-Durchführung
ist in den 16 und 18 gezeigt.
In 16 ist eine Vierleiter-Filter-Durchführung 200 gezeigt,
während
in 18 eine Sechsleiter-Filter-Durchführung 300 gezeigt
ist. In beiden Ausführungsformen
weisen die mehreren Leiterdrähte 12 radial
den gleichen Abstand von einer Mittelachse 202 der entsprechenden
Durchführung auf,
wobei die entsprechenden Chipkondensatoren 210 radial von
einem entsprechenden Leiterdraht 12 in einem Winkel θ in Bezug
auf die radiale Linie 204 verlaufen, die von der Mittelachse 202 zum
Leiterdraht 12 verläuft.
Der Winkel θ liegt
in einem Bereich von größer als
0° aber
kleiner als 90°.
Diese Orientierung kann verstanden werden, indem die Ausführungsform
nach 16 mit der Ausführungsform nach 14 verglichen
wird, in der jeder der Kondensatoren mit 90° in Bezug auf eine radiale Linie
orientiert ist, die von der Mittelachse 202 zum speziellen Leiter
verläuft.
Die Ausführungsform
nach 18 sollte mit der Ausführungsform nach 17 verglichen
werden, in der jeder der Chipkondensatoren mit einem Winkel von
0° (180°) in Bezug
auf eine radiale Linie orientiert ist, die von der Mittelachse 202 zum speziellen
Leiterdraht verläuft.
Aufgrund der Orientierung des Kondensators mit einem Winkel θ können größere Chipkondensatoren 210 innerhalb
des Umfangs der Durchführungsvorrichtung
untergebracht werden, die für
die Vierleiter-Version einen kleineren Durchmesser als 0,20 Zoll
aufweist.
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Außer dem
Aufbringen eines nichtleitenden Films auf die Unterseite jedes Kondensators,
wie er zusammengebaut ist, können
Bänder 222 des
nichtleitenden Films auf einen Bereich in der Nähe jedes Leiterdrahts 12 aufgebracht
werden, wobei sie über die
Stirnfläche 22 des
Isolators 20 zu einem Abschnitt der Stirnfläche 18 des
Rings 14 verlaufen. Es ist vorgesehen, dass der Ort der
nichtleitenden Filmbänder 222 dem
metallisierten Kontaktabschnitt des entsprechenden Chipkondensators
entspricht und sich in seiner Nähe
befindet, der in der Nähe
des entsprechenden Leiterdrahts 12 angeordnet ist. Das
Band des nichtleitenden Films verhindert, dass der metallisierte
Kontakt 112 oder der darauf aufgebrachte leitende Werkstoff 120 mit
dem Ring Kontakt hat und dadurch einen Kurzschluss erzeugt.
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Folglich
wird bei der Herstellung einer derartigen Mehrfachleiter-Filter-Durchführung 200, 300 eine
isolierende Werkstoffzusammensetzung, wie z. B. ein Glas, ein Polyimid,
ein Epoxid oder ein anderes Polymer, auf eine vorhandene Mehrfachanschlussstift-Durchführung aufgebracht,
um jedes der mehreren Bänder 222 auszubilden.
Die Unterbaueinheit wird dann erhitzt, um den isolierenden Film
auszuhärten.
In einer verwirklichten Ausführungsform
ist eine kommerziell verfügbare
Polyimid-Zusammensetzung mit dem Handelsnamen "ABLEBOND 71-2" erfolgreich verwendet worden, um die
nichtleitenden Bänder 222 auszubilden,
wobei sie wenigstens teilweise ausgehärtet worden ist, indem die
Unterbaueinheit für
etwa dreißig
Minuten auf 150°C
erhitzt worden ist. Anschließend
werden die Kondensatoren installiert. Wie in 6 gezeigt
ist, wird eine kleine Menge eines nichtleitenden Films 122 auf
eine Seitenfläche
des Chipkondensators aufgebracht, wobei diese Oberfläche dann über die
Stirnflächen 22, 18 des
Isolators 20 und des Rings 14 gelegt wird, wobei der
Kondensator radial vom Leiterdraht 12 orientiert ist, wie
beschrieben worden ist. Sobald der Kondensator 210 (110)
positioniert ist, wird der leitende Werkstoff 120 auf die
gegenüberliegenden
Enden des Kondensators aufgebracht, um sowohl den mechanischen Kontakt
als auch eine mechanische strukturelle Unterstützung zwischen den gegenüberliegenden
Enden des Kondensators und dem entsprechenden Leiterdraht 12 und
der Stirnfläche 18 des
Rings zu schaffen. Wie vorausgehend erörtert worden ist, kann der
leitende Werkstoff in der Form eines leitenden Glases, eines leitenden
Polymers oder einer metallischen Zusammensetzung vorliegen, um eine
weichgelötete
oder hartgelötete
Verbindung zu schaffen. Wenn ein leitendes Polymer verwendet wird,
wird die vormontierte Einheit, eine Einheit, in der die Kondensatoren
installiert und der nichtleitende Film 122 und der leitende
Werkstoff 120 aufgebracht sind, bei einer vorgegebenen
Temperatur erhitzt, um ihre teilweise Aushärtung zu schaffen.
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In
einer verwirklichten Ausführungsform
ist der nichtleitende Film 122 durch eine Polyimid-Zusammensetzung
mit dem Handelsnamen "ABLEBOND
71-2" ausgebildet,
während
die leitende Werkstoffzusammensetzung eine leitende Polyimid-Zusammensetzung mit
dem Handelsnamen "ABLEBOND
71-1" ist. Die Polyimid- Zusammensetzungen werden
dann einem ersten Aushärtungsschritt
unterworfen, bei dem die Vorrichtung für etwa dreißig Minuten auf 150°C gehalten
wird. Nach dem Abkühlen wird
die Vorrichtung dann elektrisch geprüft, um zu sichern, dass jeder
Kondensator die für
die spezielle Anwendung erforderlichen Spezifikationen erfüllt. An diesem
Punkt im Prozess kann, falls ein Kondensator als fehlerhaft festgestellt
wird, er leicht repariert werden, da die Polyimid-Zusammensetzungen
ihren Aushärtungsprozess
nicht abgeschlossen haben, dies erlaubt, dass der fehlerhafte Kondensator
entfernt und durch ein anderes Teil ersetzt wird. Nachdem gesichert
ist, dass jeder Kondensator richtig arbeitet, werden die Polyimid-Zusammensetzungen dann
völlig
ausgehärtet,
indem die Unterbaueinheit für
etwa dreißig
Minuten einer Temperatur von 275°C ausgesetzt
wird. Nachdem die Polyimid-Zusammensetzungen völlig ausgehärtet sind und nach dem Abkühlen wird
das Ende der Vorrichtung, die die Kondensatoren 210 trägt, vergossen,
wobei die Kondensatoren in einer feuchtigkeitsbeständigen Zusammensetzung
eingekapselt werden, die ein Epoxid, ein Polyimid, Silikon oder
eine andere Polymer-Zusammensetzung
sein kann. Die Vorrichtung wird dann für eine spezifizierte Zeitdauer
auf eine vorgegebene Temperatur erhitzt, um das Einkapselungsmittel
auszuhärten.
In einer verwirklichten Ausführungsform wurde
eine Polyimid-Zusammensetzung
mit dem Handelsnamen "ABLEBOND
933-1" erfolgreich
verwendet, wobei sie während
einer Zeitdauer von etwa zwei Stunden bei einer Temperatur von 125°C aushärtete.
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In 11 ist
eine alternative Ausführungsform
der Einzelleiter-Filter-Durchführungsvorrichtung gezeigt.
Die Durchführung 100' unterscheidet
sich von der Filter-Durchführung 100 insofern,
als der Kondensator 110 auf einem Substrat befestigt ist,
um eine Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130 auszubilden,
die vor ihrer Anpassung an die herkömmliche Durchführung geprüft werden
kann. Wie in den 7 und 8 gezeigt
ist, ist ein Substrat 132 vorgesehen, in dem eine Öffnung 136 ausgebildet
ist. Wenn der Führungsdraht 12 mit
der Durchführung zusammengebaut
wird, verläuft,
er durch die Öffnung 136 und
ist mit einem metallisierten Ringbereich 144 elektrisch
verbunden, der um die Öffnung 136 verläuft. Das
Substrat 132 besitzt eine Oberfläche 138, in der ein
Kanal 134 definiert ist. Der Kanal 134 schafft
einen Durchgang oder eine Führungsbahn, um
die Anordnung des Chipkondensators 110 zu lokalisieren.
Der Kanal 134 verläuft
radial von der Mittelöffnung 136 zur
Umfangskante des Substrats. Das Substrat 132 besitzt eine
metallisierte Kantenoberfläche 140 und
einen metallisierten Bereich 142, der am distalen Ende
des Kanals 134 angeordnet und mit der metallisierten Kante 140 elektrisch
gekoppelt ist. Aufgrund der auf dem Substrat 132 ausgebildeten Metallisierung
kann der Kondensator 110 mit ihr durch einen Prozess verbunden
werden, der im Wesentlichen zu dem völlig gleich ist, der für die Installation
des Kondensators direkt an der Durchführungsvorrichtung beschrieben
worden ist, mit Ausnahme der zusätzlichen
Schritte, die erforderlich sind, um die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 132 an
die Durchführung
anzupassen, und der Verzögerung beim
Aufbringen des Einkapselungsmittels, bis eine derartige Anpassung
stattgefunden hat.
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Folglich
kann der Kondensator 110 einen nichtleitenden Film aufweisen,
der vor seiner Anordnung im Kanal 134 auf eine Seitenfläche aufgebracht wird.
Nach einer derartigen Anordnung wird das leitende Metall 120 auf
die gegenüberliegenden
Enden des Kondensators 110 durch die vorausgehend beschriebenen
Verfahren aufgebracht, um sie mit den entsprechenden Metallisierungsbereichen 142 und 144 elektrisch
zu koppeln. Sobald der Kondensator 110 auf dem Substrat 132 installiert
worden ist, kann die Unterbaueinheit dann einer Prüfung unterworfen werden,
wobei, falls die elektrischen Prüfungen
die geeigneten Spezifikationen erfüllen, sie dann mit der Durchführungsvorrichtung,
wie z. B. der Durchführung 10,
die in 1 gezeigt ist, zusammengebaut werden kann. Die
Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130 ist
in der Durchführung
angeordnet, wobei der Leiter 12 durch die Öffnung 136 verläuft, während die
metallisierte Kante 140 der Stirnfläche 18 des Rings 14 überlagert
ist. Auf die Unterseite des Substrats 132 kann auf Wunsch
ein nichtleitender Klebstoff aufgebracht werden, um die Baueinheit 130 in
der richtigen Lage zu befestigen, bevor die elektrischen Verbindungen
hergestellt werden. Der elektrisch leitende Werkstoff 150 wird über dem
metallisierten Umfang 140 aufgebracht, wobei ein leitender Werkstoff 152 auf
den Leiter 12 in der Nähe
des metallisierten Ringbereichs 144 aufgebracht wird, um dadurch
den Kondensator 110 zwischen den Leiterdraht 12 und
den Ring 14 elektrisch zu koppeln. Der elektrisch leitende
Werkstoff 150, 152 kann ein Werkstoff sein, der
aus der gleichen Gruppe der Werkstoffe ausgewählt ist, die verwendet werden
können,
um die elektrische Kopplung des Kondensators selbst zu schaffen
(der Werkstoff 120). Nach der Installation der Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130 und nach
irgendwelchen für
die leitenden Werkstoffe 150, 152 erforderlichen
Aushärtungsschritten
wird die Vorrichtung dann mit dem Einkapselungsmittel 102 versehen,
um die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130,
einschließlich
des Kondensators selbst, zu überziehen,
falls die Anwendung dieses erfordert. Wie in 9 gezeigt
ist, kann die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130 ein
Substrat 132' aufweisen,
das konfiguriert ist, um einen größeren Chipkondensator 210 aufzunehmen.
Das Substrat 132' ist
im Wesentlichen zu dem Substrat 132 völlig gleich, mit Ausnahme,
dass der Kanal 134 von der Öffnung 136 versetzt
ist, um zu erlauben, dass das leitende Seitensegment des Kondensators
in der Nähe
der Öffnung 136 angeordnet
wird, um eine vollständige
Filter-Durchführung
zu schaffen, die eine Anordnung wie diejenige besitzt, die für die Ausführungsform nach 5 beschrieben
worden ist. In dieser Ausführungsform
enthält
der metallisierte Bereich 144 eine Erweiterung 146,
die am proximalen Ende des Kanals 134 angeordnet ist, um
zu erlauben, dass der Kondensator durch das Aufbringen des leitenden Werkstoffs 120 auf
die metallisierte Kontaktstirnfläche 114 mit
dem metallisierten Bereich 144 elektrisch gekoppelt wird.
Durch diese Anordnung kann der Kondensator 210 als ein
Teil der Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130 vorher
geprüft
werden, bevor er mit der Durchführungsvorrichtung
verbunden wird.
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In
den Ausführungsformen
nach den 7, 8 und 9 ist
der Kanal 134 durch eine Aussparung definiert, die in der
Oberfläche 138 des
Substrats 132, 132' ausgebildet
ist. Alternativ kann der Kanal 114 in der Oberfläche 138 eines
Bereichs zwischen einem Paar Rippen oder erhöhten Abschnitten 148 definiert
sein. Wie die Aussparung schaffen die erhöhten Abschnitte 148 einfach
eine Lokalisierungs-Führungsbahn
für die
Anordnung des Chipkondensators. Eine derartige Führungsbahn wird besonders wichtig,
wenn eine Kondensatorunterstützungsbaueinheit
verwendet wird, um eine Mehrfachleiter-Filter-Durchführung zu
bilden.
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In 21 ist
eine Mehrfachleiter-Filter-Durchführung 200' gezeigt, die
eine Kondensatorunterstützungsbaueinheit 230 wie
diejenige enthält, die
in 20 gezeigt ist. Wie in der Einzelleiter-Ausführungsform
enthält
die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 230 ein
Substrat 232 mit einer Oberfläche 238, in der mehrere
Kanäle 234 für die Positionierung
der entsprechenden Chipkondensatoren 110 (210)
ausgebildet sind. Wie in 19 gezeigt
ist; ist das Substrat 232 mit mehreren Öffnungen 236 versehen,
deren Anzahl der Anzahl der Leiterdrähte 12 der speziellen
Durchführung
entspricht, zu der die Baueinheit 230 hinzuzufügen ist.
Das Substrat 232 enthält
eine metallisierte Umfangskante 240, die mit den Metallisierungsbereichen 242 elektrisch
gekoppelt ist, die am distalen Ende jedes Kanals 234 angeordnet
sind. Für
die Kopplung mit einem entsprechenden Kondensator und einem entsprechenden Leiterdraht
ist über
jeder Öffnung 236 ist
ein ringförmiger
metallisierter Bereich 244 angeordnet.
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Wenn
mehrere Kondensatoren in einer Durchführungsvorrichtung enthalten
sind, ist es besonders vorteilhaft, die Fähigkeit zu besitzen, eine Unterbaueinheit
vor der endgültigen
Installation vorher zu prüfen,
um keinen Ausschuss zu besitzen und dadurch eine ganze Vorrichtung,
zurückzuführen auf den
Ausfall einer einzelnen Komponente, zu verschwenden. Deshalb wird
nach der Befestigung der Kondensatoren 110 (210)
am Substrat 232 oder im Wesentlichen gleichzeitig dazu
der leitende Werkstoff 120 auf die gegenüberliegenden
Enden jedes Kondensators aufgebracht, wobei die Baueinheit erhitzt
wird, um ein teilweises Aushärten
der leitenden und nichtleitenden Werkstoffe zu schaffen, wie vorausgehend
beschrieben worden ist. Die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 230 kann
dann elektrisch geprüft
werden, um zu sichern, dass jeder Kondensator bis zu den erforderlichen
Spezifikationen arbeitet. Nachdem alle Prüfungen bestanden sind oder
nach der Ersetzung irgendeines fehlerhaften Kondensators kann dann
die Baueinheit 230 weiter einer vorgegebenen Temperatur
ausgesetzt werden, um den Aushärtungsprozess
abzuschließen.
Anschließend
wird die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 230 mit
der Mehrfachleiter-Durchführungsvorrichtung
verbunden, wobei das Substrat über
die Stirnflächen
des Isolators und des Rings gelegt und mit einem nichtleitenden
Klebstoff daran befestigt und durch den leitenden Werkstoff 150 mit
der metallisierten Umfangskante 240 und durch den leitenden Werkstoff 152 mit
den entsprechenden Leiterdrähten 12 elektrisch
gekoppelt wird. Nach einem geeigneten Aushärten kann, falls notwendig,
ein Einkapselungsmittel 102 aufgebracht werden, um die
Baueinheit 230 und die dadurch getragenen Kondensatoren
zu überziehen,
gefolgt von einer geeigneten Aushärtungsoperation.
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Das
Substrat der Kondensatorunterstützungsbaueinheit
kann einteilig mit dem Isolator der Durchführungsvorrichtung ausgebildet
sein, wie in den 23 und 24 gezeigt
ist. Die Durchführung 100' ist mit einem
Isolator 20' versehen,
wobei der Isolator 20' einen
zylindrischen Körperabschnitt 25 aufweist,
der zu einem mit einem Flansch versehenen Abschnitt 21 verläuft. Die
Stirnfläche 23 des
mit dem Flansch versehenen Abschnitts 21 definiert den Substratabschnitt,
auf dem ein oder mehrere Chipkondensatoren 110, 210 befestigt
sind. Folglich ist der Isolator 20' mit einer oder mehreren Öffnungen 27 versehen,
die der Anzahl der Leiter 12 der Durchführung entsprechen. Wie in den
bereits beschriebenen Ausführungsformen
ist ein ringförmiger
metallisierter Bereich um jede Öffnung 27 ausgebildet,
wobei die Umfangskante des mit einem Flansch versehenen Abschnitts 21 außer dem eine
metallisierte Umfangskante 240 enthält, die die Bereiche 242 aufweist,
die sich in einen Abschnitt jeder der Aussparungen 29 erstrecken.
Wie in 24 gezeigt ist, werden die Chipkondensatoren 110 in
der gleichen Weise, wie sie bereits beschrieben worden ist, mit
der Durchführung
zusammengebaut, wobei die Kondensatoren an den gegenüberliegenden
Enden mit den entsprechenden auf der Stirnfläche 23 des Isolators ausgebildeten
Metallisierungsabschnitten und/oder dem entsprechenden Durchführungsleiter
und dem Ring 14 elektrisch gekoppelt werden. Obwohl eine Mehrfachleiter-Struktur
dargestellt ist, sollte es selbstverständlich sein, dass der Isolator 20' in einer einzelnen Öffnung für die Verwendung
mit einer Einzelleiter-Durchführungsvorrichtung
vorgesehen sein kann.
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Das
Substrat 232, 20' kann
einen oder mehrere Kanäle 234 aufweisen,
die wie der konfiguriert sind, der im Substrat 132' vorgesehen
ist, oder die orientiert sind, um die Orientierungen der Kondensatoren
zu kopieren, die in den 16 und 18 gezeigt
sind, um die Verwendung von Chipkondensatoren mit größeren Abmessungen
zu unterstützen.
Die Substrate 132, 132', 232 können aus
irgendeinem isolierenden Werkstoff ausgebildet sein, der eine Metallisierung
tragen kann. Zurückzuführen auf
die hohen Zuverlässigkeitsanforderungen
für implantierbare
medizinische Vorrichtungen sind jedoch keramische Werkstoffzusammensetzungen
bevorzugt. Wenn eine komplexere Filterschaltung gewünscht wird,
kann das Substrat 132, 132', 232 aus einem Ferritwerkstoff
oder einer Keramik/Ferrit-Zusammensetzung
ausgebildet sein, um eine Induktivität zur Filterschaltung hinzuzufügen.
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Wenn
eine induktiv-kapazitive Filterschaltung gewünscht wird, kann die Kondensatorunterstützungsbaueinheit
modifiziert werden, dass sie eine oder mehrere Ferritwulste 156 enthält, wie
in den 12 und 22 gezeigt
ist. Die Kondensatorunterstützungsbaueinheiten 130', 230' enthalten die Aussparungen 154,
die koaxial in Bezug auf jede Öffnung 136, 236 angeordnet
sind und erlauben, dass die Ferritwulste unter der Oberfläche 138, 238 des entsprechenden
Substrats angeordnet werden, damit sie die Anordnung der Chipkondensatoren 110 darauf
nicht stören.
Folglich kann die Kondensatorunterstützungsbaueinheit 130', 230' ein komplexeres Filter
tragen und dennoch vor ihrer Verbindung mit einer entsprechenden
herkömmlichen
Durchführungsvorrichtung
geprüft
werden, wobei jede fehlerhafte Komponente ersetzt wird. Durch diese
Anordnung können
viele Vorteile gegenüber
den Vorrichtungen des Standes der Technik erreicht werden.
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Obwohl
diese Erfindung in Verbindung mit ihren spezifischen Formen und
Ausführungsformen beschrieben
worden ist, ist klar, dass von verschiedenen Modifikationen außer denjenigen,
die oben erörtert
worden sind, Gebrauch gemacht werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen. Die Elemente, die spezifisch gezeigt und beschrieben worden
sind, können
z. B. durch äquivalente
Elemente ersetzt werden, wobei bestimmte Merkmale unabhängig von
anderen Merkmalen verwendet werden können, wobei in bestimmten Fällen spezielle
Orte der Elemente umgekehrt oder dazwischengelegt werden können, alles
ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.