DE8631853U1 - Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere für Nerven- oder Herzschrittmacher - Google Patents
Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere für Nerven- oder HerzschrittmacherInfo
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Description
Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere für Nerven- oder
Herzschrittmacher. ~y
Die Erfindung bezieht sich auf eine Keramik-Metall-Durchführung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Nerven- bzw. Herzschrittmacher bestehen im wesentlichen aus vier Bauelementen, einer elektronischen Schaltung zur Erzeugung der
Stimulationsimpulse und zur Verarbeitung von Steuersignalen, einer Batterie als Energiequelle, einer hermetisch dichten Einkapselung,
die Schaltung und Energiequelle vor Körperelektrolyten schützt, sowie aus Elektroden, die aus einer dauerwechseilastfesten,
elektrisch gegen den Körper isolierten Zuleitung und den eigentlichen Elektrodenkopf bestehen und die Verbindung zu
den Reizleitern herstellen.
Bei der Herstellung derartiger für eine Körperimplantation geeigneter
Gerate ist insbesondere bei der Herste]lung der Keramik-Durchführung
für die Elektroden dafür Sorge zu tragen, daß Materialien verwendet werden, die gegenüber Körperelektrolyten
resistent sind und daß die Durchführung vakuumdicht und damit auch feuchtigkeitsundurchlässig ist. Von besonderem Nachteil ist
bei derartigen Durchführungen ein eventuelles Undichtwerden, das beim vakuumdichten Verlöten der Metall- und Keramikteile durch
Rißbildung in der Keramik hervorgerufen wird.
Alle bisher bekannten Konstruktionen von Keramik-Metall-Durchführungen
gehen von der Überlegung aus, daß beim Verlöten von im
Ausdehnungskoeffizienten angepaßten Verbindungspartnern diese auch konstruktiv gut aneinander angepaßt sein müssen. Daher weisen
die bekannten Durchführungen an den Lötstellen auch nur kleine Spalte auf, die verhältnismäßig leicht mit Lot zu füllen sind.
Bei der Verlötung eines Titanflansches und einer Keramikperle mittels Gold diffundiert jedoch Titan in das Gold und umgekbhrt.
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Die entstehende Lotverbindung ist sehr spröde und hart. Da die Ausdehnung des Titans beim Lotschmelzpunkt um einiges größer ist
als die der Keramik, zieht es sich beim Abkühlen auch mehr zusammen als die Keramik. Als Folge davon wird auf die Keramik ein
Zug ausgeübt, der zur Ausbildung von Sprüngen in der Keramik führt, da deren Zugfestigkeit relativ gering ist. Eine Aufnahme
der Zugkräfte ist aber bei der nun spröden Lotverbindung nicht mehr möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden
und eine Keramik-MetaÜ-Durchführung zu schaffen, bei der
Anrisse in der Keramik vermieden werden, so daß diese Durchführung hermetisch dicht ist und sich insbesondere für Geräte eignet,
die zur Implantation im menschlichen Körper vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durcf*' eine Keramik-Metall-Durchführung
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die hochreine Keramik besteht dabei vorzugsweise aus Aluminiumoxid
(Aluminiumoxidanteil größer als 98%) und das Lot aus Gold.
Die Breite des Lotspaltes beträgt zweckmäßig ungefähr IX bis 3X
des Durchmessers der Keramikscheibe.
Die erfindungsgemäße Keramik-Metall-Durchführung wird vorzugsweise
folgendermaßen hergestellt.
Eine Keramikscheibe wird im Lötbereich mit einer Metallisierung, zweckmäßig aus Titanhydrid, versehen. Diese Scheibe ist so bemessen,
daß sie mit dem Flanschring, der zweckmäßig aus Titan oder Tantal besteht, in diesen eingefügt einen relativ breiten
Lotspalt bildet. Auf den Flanschkragen wird dann ein Golddraht aufgelegt und diese Anordnung anschließend im Vakuum auf die
Schmelztemperatur des als Lot verwendeten Goldes erhitzt. Die Haltezeit dieser Temperatur wird so kurz gehalten, zweckmäßig
1min. bis 1,5min, daß ein Hindurchdiffundieren bzw. Durchlegieren des Titans oder Tantals durch die entstehende, relativ lange
Lotverbindung (Lotbrücke) verhindert wird, so daß eine Zone nahezu reinen Goldes zur Keramikscheibe hin erhalten wird.
Voraussetzung für das Gelingen solcher Lötungen sind zentrierende Lötlehren oder die Verwendung von selbstzentrierenden Flansehen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß entgegen der allgemein vertretenen Auffassung durch
Verbreiterung des Lotspaltes zwischen Flanschring und Keramikscheibe und damit "Verschlechterung" der geometrischen Anpassung
der zu verlötenden Teile erreicht wird, daß ein Bilden von Anrissen
und damit Undichtwerden der Keramik vermieden wird. Das wird dadurch erreicht, daß neben der Verbreiterung des Lotspaltes
die Haltezeit der Temperatur des Goldschmelzpunktes während des Lötens nur sehr kurz gehalten wird, so daß ein "Durchlegieren"
der entstandenen nunmehr verhältnismäßig langen Lotbrücke nicht mehr möglich ist. Es bleibt in der Lotbrücke also eine
Zune reinen Goldes und damit eine gewisse Duktilität der Lotverbindung
übrig. In dieser werden die natürlich auch bei dieser Keramik-Metall-Durchführung auftretenden Zugkräfte aufgefangen
und wirken nicht mehr zugbelastend auf die Keramik.
Anhand eines in der Figur dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Figur zeigt
schematisch einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Keramik-Metall -Durchführung.
Die Keramik-Metall-Durchführung besteht im wesentlichen aus einer Scheibe 4 aus hochreiner Keramik, die über einen Lotspalt
in einem Flanschring 2 aus Tantal .oder Titan vakuumdicht eingelotet
ist. Der Lotspalt 1 hat eine solche Breite, daß bei Löttemperatur,
d.h. bei der Schmelztemperatur des als Lot verwendeten Goldes der Diffusionsweg des Metalls des Flanschringes 2 in die
sich bildende Lotbrücke bzw. Lotverbindung 3 eine gewisse Strekke nicht überschreiten kann. Das ungefähre Ende der Diffusionsstrecke ist in der Lotverbindung 3 durch eine strichpunktierte
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Linie angedeutet. Der Bereich zwischen der strichpunktierten Linie und der auf der Keramikscheibe 4 zur besseren Haftung der
Lotverbindung 3 vorgesehenen Metallisierung 7 ,Ist frei vom
Metall des Flanschringes 2 und besteht aus als Lot vorzugsweise
verwendetem Gold. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungs beispiel weist der Flanschring 2 zur Selbstzentrierung an seinem
Innenende einen nach innen gerichteten Vorsprung 5 auf, der die Breite des Lotspaltes 1 bestimmt. Die Lotverbindung 3 endet ober
halb des Vorsprunges 5 im Bereich der Metallisierung 7, so daß im Bereich des Vorsprunges 5 keine durch die Lotverbindung 3
bedingten Zugkräfte auftreten können. Zum leichteren Einbringen des Lotes in den Lotspalt 1 ist es vorteilhaft, das Außenende
(Flanschkragen) des Flanschringes 2 mit einer nach innen verlaufenden Abschrägung 6 zu versehen. In diesem Ausführungsbeispiel
ist lediglich eine durch die Keramikscheibe 4 vakuumdicht hindurch geführte Elektrodenleitung 8 dargestellt. Je nach Verwendungszweck können jedoch auch mehrere voneinander beabstandet
angeordnete Elektrodenleitungen durch die Keramikscheibe 4 hindurchgeführt sein. Als Material für eine solche Elektrodenleitung
kommt bevorzugt Platin oder Niob in Betracht.
5 Schutzansprüche
1 Figur
1 Figur
Claims (5)
1. Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere fur Herz- oder
Nervenschrittmacher, mit einer mindestens eine Elektrodendurchfuhrung
aufweisenden Scheibe aus hochreiner Keramik, die über einen Lotspalt in einen Flanschring aus einem insbesondere gegenüber
Korperelektrolyten resistenten Metall wie Titan oder Tantal vakuumdicht eingelotet ist, wobei die theiitiischen Ausdehnungskoeffizienten
des Materials der Verbindungspartner nahezu angepaßt sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Lotspalt (1) eine solche Breite aufweist, daß bei Löttemperätur
in der sich bildenden Lotbrücke der Oiffusionsweg des Metalls des Flanschringes (2) in die Lotverbindung (3) eine
gewisse Strecke nicht überschreiten kann, so daß um die Keramikscheibe (4) herum eine Lotzone gebildet ist, die frei vom Metall
des Flanschringes (2) ist und dadurch ihre Duktilität behält.
2. Keramik-Metall-Durchführung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die hochreine Keramik aus Aluminiumoxid besteh".
3. Keramik-Metall-Durchführung nach Anspruch 1 oder ?., dadurch gekennzeichnet, daß das Lot aus
Gold besteht.
4. Keramik-Metall-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flanschring
(2) an seinem Innenende einen nach innen gerichteten Vorsprung (5) aufweist, der die Breite des Lotspaltes (1) bestimmt
und zur Selbstzentrierung dient, und daß die Lotverbindung (3) oberhalb des Vorsprunges (5) endet.
5. Keramik-Metall-Durchführung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite
des Lotspaltes (1) ungefähr IX bis 3X des Durchmessers der Keramikscheibe
(4) beträgt.
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Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19868631853 DE8631853U1 (de) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere für Nerven- oder Herzschrittmacher |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE8631853U1 true DE8631853U1 (de) | 1988-11-24 |
Family
ID=6800617
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19868631853 Expired DE8631853U1 (de) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Keramik-Metall-Durchführung, insbesondere für Nerven- oder Herzschrittmacher |
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