EP1814447A2 - Verfahren zur durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden trigermaterials - Google Patents

Verfahren zur durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden trigermaterials

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EP1814447A2
EP1814447A2 EP05804654A EP05804654A EP1814447A2 EP 1814447 A2 EP1814447 A2 EP 1814447A2 EP 05804654 A EP05804654 A EP 05804654A EP 05804654 A EP05804654 A EP 05804654A EP 1814447 A2 EP1814447 A2 EP 1814447A2
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EP
European Patent Office
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carrier material
contact
hole
galvanic
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05804654A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Nessler
Stephan Erbse
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NESSLER MEDIZINTECHNIK GmbH
Original Assignee
NESSLER MEDIZINTECHNIK GmbH
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Filing date
Publication date
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Application filed by NESSLER MEDIZINTECHNIK GmbH filed Critical NESSLER MEDIZINTECHNIK GmbH
Publication of EP1814447A2 publication Critical patent/EP1814447A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a method of through-contacting an electrically insulating substrate, e.g. a carrier foil for a medical electrode.
  • an electrically insulating substrate e.g. a carrier foil for a medical electrode.
  • Another form of via provides the attachment of contact rivets e.g. in the manufacture of medical off-center electrodes, but in many cases, insulation problems with it, since the lower part of the rivet must be performed as well as the top electrically conductive and this can have a negative impact on the measurement result.
  • the object of the invention is to simplify the füriervorgang of one side of a carrier film to another and to reduce the production cost.
  • connection paths can be used to cause the electrical conduction between the two sides of the carrier material.
  • the galvanic contact can be produced in an edge region of the carrier material by excess printing of the carrier material or mutual spraying of an electrically conductive material.
  • the electrically conductive material comes through excess application, whether printing or spraying, over the edge region of the one side of the substrate to the other in connection and this compound remains permanently after the drying or curing process of the electrically conductive material.
  • the galvanic contact can be produced by excess printing of the carrier material or mutual spraying of an electrically conductive material in the region of a through-hole, a perforation or a perforation of the carrier material.
  • the excess application establishes the connection between the two sides of the carrier material through the respectively existing or formed holes.
  • the galvanic contact by excess printing of the carrier material or mutual spraying of an electrically conductive material in the region of pores or openings of the Carrier material can be produced.
  • the pores or openings can be generated artificially in the carrier material or already be present in this, so that the conductive material can penetrate during printing or spraying the substrate for the purpose of producing the galvanic contact.
  • the printing process can be designed so that the carrier material is first printed on one side and then on the other side or on both sides at the same time with the electrically conductive material, so that the printed material on one side of the printed material on the other side in the area touches the executed galvanic contact.
  • the invention relates to a medical electrode having a carrier material, which has a galvanic plated-through from a first side to a second side of the carrier material.
  • the commercially available electrodes today consist of one or more layers of materials. Usually, the lowermost layer is a foam or paving material that is glued directly to the skin. On it is again a carrier material which contains the actual skin contact element, e.g. from Ag / AgCl.
  • a principal problem in the design of an electrode based on a substrate is that the actual skin contact element lies on the skin-facing side of the substrate, whereas the cable termination must be applied on the side facing away from the skin. So it must be made a galvanic contact between the two sides of the substrate.
  • the object of the invention is therefore to provide a medical electrode in which the via can be performed by simple technical means.
  • the galvanic via is formed by on both sides of the substrate made of an electrically conductive material from excessively applied printing or spraying in the region of at least one through hole or an edge region of the carrier material.
  • the invention further relates to a medical electrode for attachment to the skin surface, e.g. an ECG electrode, with a skin contact element and a cable contact point, which are arranged on a carrier material spaced from each other and are electrically connected to each other via a galvanic via in the substrate.
  • a medical electrode for attachment to the skin surface e.g. an ECG electrode
  • a skin contact element and a cable contact point which are arranged on a carrier material spaced from each other and are electrically connected to each other via a galvanic via in the substrate.
  • Medical electrodes according to the invention can serve both the signal detection on the human skin and the signal input into the skin.
  • ECG electrodes are described by way of example in the context of this application, but the invention relates to all medical electrodes for attachment to the skin.
  • Electrodes of the type mentioned are, for example, off-center electrodes, so named because the cable contact point not centrally above the skin contact element, eg consists of a printed Ag / AgCl contact surface. Off center electrodes have certain advantages over centered electrodes in terms of operation and measurement reliability, and are therefore widely used.
  • a contact rivet is provided for these types of electrodes for the purpose of the through-connection from the side of the carrier material on which the cable contact point is present to the patient-facing side on which the skin contact element is mounted an electrically conductive rivet shell and a likewise conductive rivet base is composed.
  • the object of the invention is therefore to avoid the difficulties mentioned and to specify a production technology easily feasible and reliable type of plated through hole for an aforementioned electrode.
  • this is achieved in that the galvanic plated through by on both sides of the carrier material of a electrically conductive material applied overshadowing printing or spraying in the region of at least one through hole or an edge region of the carrier material is formed.
  • This type of plated through-hole by means of coating on both sides of the carrier material can be done simultaneously with the printing or spraying of the carrier material for the formation of contact paths on the surface of the carrier material and is therefore feasible without much effort. It can be dispensed with a completely continuous conductive design of the contact rivets, which insulation problems with respect to the patient's skin can be avoided.
  • the base layer can be provided with a recess, through which the riveting can be made subsequently, after the double-sided printed or spattered carrier material has been glued. This makes it possible to use devices that are used for the production of centered electrodes.
  • the at least one through hole which is printed or sprayed according to the invention from both sides, can be formed by an opening, by a porous region, a perforation or a perforation or the like of the carrier material.
  • a first contact area may be formed on the first side of the carrier material and a second contact area may be formed on the second side of the carrier material, which are interconnected via the galvanic via, and the skin contact element may be formed as a circular area on the second side of the carrier material and with the second contact area to be electrically connected via a connecting path.
  • the first and the second contact region in each case extend annularly around the boundary of the through hole on the first and on the second side of the carrier material.
  • a further feature of the invention may in this context be that the rivet base is formed electrically insulating.
  • the electrically conductive upper part is electrically insulated from the skin of the patient by the electrically insulating lower part and no further measures have to be taken to avoid a falsification of the measurement result.
  • FIG. 1 shows a partial cross section through a carrier material with one after one
  • FIG. 2 shows a partial cross-section through a carrier material with a through-hole produced according to another embodiment of the method according to the invention
  • FIG. 3 shows a partial cross section through an embodiment of the electrode according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic cross section through a further embodiment of the electrode according to the invention.
  • Fig. 1 shows a portion of an electrically insulating substrate 1, e.g. made of a flexible plastic, e.g. PE or PET is formed, for example in the form of a flexible carrier film for a medical electrode.
  • a through-hole 5 is provided which can be removed by a suitable process, e.g. Punching, punching, Nadelperforation od. Like. Is formed.
  • the galvanic contact has been produced by excess printing of the carrier material of an electrically conductive material 2 in the region of the through hole 5 of the carrier material 1.
  • a printing substance is about a silver conductive paint suitable, but it can also be used other conductive, powdery or pasty materials.
  • the through-hole 5 thus does not have to be filled with the printing substance, but a printing over the opening edge of the through-hole 5 is sufficient.
  • the type of printing process used is also not limited, it can screen printing, flexographic printing, pad printing od. Like. Are used.
  • the inventive method is not limited to the production of electrode substrates but can also be used for other applications.
  • the carrier material is first printed on one side 3 and then on the other side 4 or on both sides 3, 4 at the same time with the electrically conductive material 2, so that the printed material of one side 3, the printed material on the other side 4 im Touched area of the executed galvanic contact.
  • the through hole 5 is chosen so large that while an open channel between the sides 3, 4 remains. This can also be completely closed during the printing process.
  • the conductive print material on one side 3 is to make a conductive connection with the conductive print material on the other side 4.
  • this compound is achieved by coalescing the layers applied on pages 3, 4.
  • a certain excess must be printed beyond the edge of the through-hole 5.
  • the via can also be done by pores in the substrate 1, which are artificially generated at a certain point or already exist.
  • FIG. 2 shows an embodiment of the plated-through hole according to the invention, in which the galvanic contact in an edge region 6 of the carrier material 1 was produced by excess printing of the carrier material 1 of an electrically conductive material 2.
  • the printing extends so far beyond the edge region 6 that, as in the embodiment according to Figure 1, a conductive connection between one side 3 and the other side 4 of the substrate 1 results.
  • the thickness of the printing layer and the forming edge joint can be adapted to the requirements.
  • the electrically conductive material 2 for establishing a galvanic contact between the Both sides 3, 4 of the substrate 1 are applied by spraying, with suitable masks can be provided, which cover the areas of the substrate 1, which are not to be sprayed with conductive material 2.
  • the spraying can, just as in the printing process, take place in the region of a through-hole 5, a perforation, a perforation, pores or the like, or in the edge region 6 of the carrier material 1.
  • a medical electrode having a carrier material 1, which has a galvanic through-connection 7 from a first side 3 to a second side 4 of the carrier material 1, can be produced.
  • the galvanic plated-through hole 7 is formed by printing or spray-on zones applied on both sides 3, 4 of the carrier material 1 of an electrically conductive material in the region of at least one through-hole 5 or edge region 6 of the carrier material 1.
  • FIGS 4 and 5 show a medical electrode, for example a known off-center ECG electrode, in which a skin contact element 40 and a cable pad 16 are spatially separated, i.
  • a support material 1 On a support material 1 are arranged spaced from each other and are electrically connected to each other via a galvanic via.
  • a base layer 35 'facing the patient's body is made of a foam or patch material which, in use, is adhered directly to the patient's skin.
  • the galvanic through-connection from the cable contact point 16 on the first side 3 to the skin contact element 40 on the second side 4 of the carrier material 1 by means of a contact rivet 20 ', the rivet shell 21' forms the connection point for a cable connection to active or passive devices.
  • a coating or suitable Ag / AgCl sponge 60 is applied to the skin contact element 40.
  • FIG 3 shows a galvanic through-connection 7 of an ECG electrode in the region of a cable contact point 16 of an electrically insulating carrier material 1, which has a first contact region 10 on the first side 3 of the carrier material 1 and a second contact region 11 on the second side 4 of the carrier material 1 combines.
  • the galvanic plated-through hole 7 is formed by printing or spray-on zones, which are applied on both sides 3, 4 of the carrier material 1 of an electrically conductive material, in the region of a through-hole 5 of the carrier material 1.
  • the through hole 5 can be made in a simple manner hollow cylindrical, but it can take any other arbitrary shape.
  • the formation of the galvanic via takes place e.g. by overprinting the substrate 1 with an electrically conductive material 2 in the region of the through hole 5.
  • an electrically conductive material 2 is about a silver conductive paint suitable, but it can also be used other conductive, powdery or pasty materials.
  • the type of printing process used is also not limited, it can screen printing, flexographic printing, pad printing od. Like. Are used.
  • the substrate 1 is first printed on the first side 3 and then on the second side 4 or on both sides 3, 4 at the same time with the electrically conductive material 2, so that the printed material of the first page 3, the printed material on the other side. 4 touched in the area of the galvanic contact to be executed.
  • the through hole 5 is chosen so large that in the process an open channel remains between the sides 3, 4, through which a rivet 20 can be inserted, the will be described in more detail below.
  • a filling of the through hole 5 with conductive material is not required - and here also not desirable - it is sufficient surplus material order beyond the Lochberandung addition.
  • the conductive print material on one side 3 is to make a conductive connection with the conductive print material on the other side 4.
  • this compound is achieved by coalescing the layers applied on pages 3, 4.
  • a certain excess must be printed beyond the edge of the through-hole 5.
  • the via can also be done by pores in the substrate 1, which are artificially generated at a certain point or already exist.
  • the through-connection for a medical electrode according to the invention can also be carried out exactly as in the exemplary embodiment according to FIG. 2, in which the galvanic contact in an edge region 6 of the carrier material 1 was produced by overprinting the carrier material 1 with an electrically conductive material 2.
  • the thickness of the printing layer and the forming edge joint can be adapted to the requirements.
  • the electrically conductive material 2 for producing a galvanic contact between the two sides 3, 4 of the carrier material 1 by spraying for example by means of ink jet printing technology, ie with a distance to the surface to be printed, are applied, wherein suitable Masks may be provided which cover the areas of the substrate 1, which are not to be sprayed with conductive material 2.
  • the spraying can just as in the Dmckvorgang in Area of a through hole 5, a perforation, a perforation, od of pores. The like. Or in the edge region 6 of the substrate 1 done.
  • the two-sided printing or spraying of the carrier material 1 ensures that a galvanic contact between the first and the second side 3, 4 of the carrier material 1 is present. This eliminates the need for the via via the conductivity of the contact rivet, which can thus be designed so that the unwanted touching the patient's skin is avoided.
  • the contact rivet 20 shown in Figure 3 which is riveted in the through hole 5, composed of an electrically conductive Nietoberteil 21 and an electrically insulating Nietunterteil 22. Due to this construction, isolation by the film 49 or by the base layer 35 can be dispensed with.
  • FIG. 6 shows an embodiment according to the invention in which a region 51 of the base layer 35 is exposed, so that the riveting of the rivet upper part 21 and the rivet lower part 22 with the carrier material 1 is only after the carrier material 1 printed on both sides has been glued onto the base layer 35 can be carried out.
  • the electrically conductive rivet upper part 21 is inserted from above and the insulating rivet bottom part 21 is inserted from below into the through hole 5.
  • the first and second contact regions 10, 11 each extend annularly around the boundary of the through-hole 5 on the first and on the second side 3, 4 of the carrier material 1.

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Abstract

Verfahren zur Durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden Trägermaterials (1 ), z.B. einer Trägerfolie für eine medizinische Elektrode, wobei durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials (1) oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) hergestellt wird.

Description

Verfahren zur Durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden
Trägermaterials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden Trägermaterials, z.B. einer Trägerfolie für eine medizinische Elektrode.
Durchkontaktierungen durch flexible Isolatoren oder Träger, wie z.B. bei in der Elektronik üblichen Flex-Leiterplatten, wurden bisher durch Anbringen von dünnen Löchern und Auffüllen derselben mit einem leitfähigen Material, z.B. Kupfer in galvanischen, chemischen Bädern erzeugt. Für diesen Verfahrensschritt ist eine geeignete Vorrichtung erforderlich, welche einen entsprechenden apparativen Aufwand mit sich bringt.
Eine weitere Form der Durchkontaktierung stellt das Anbringen von Kontaktnieten z.B. bei der Herstellung von medizinischen Off-Center-Elektroden dar, das aber in vielen Fällen Isolationsprobleme mit sich bringt, da das Unterteil der Niete genauso wie deren Oberteil elektrisch leitend ausgeführt sein muß und dies einen negativen Einfluß auf das Meßergebnis haben kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Durchkontaktiervorgang von einer Seite einer Trägerfolie zur anderen zu vereinfachen und den Produktionsaufwand zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten des Trägermaterials hergestellt wird.
Auf diese Weise wird das Problem des Durchkontaktierens eines isolierenden Trägermaterials nur mit Hilfe von an sich bekannten Druck- oder Aufspritztechniken gelöst, es ist somit kein anderes aufwendiges Verfahren notwendig, sodaß der Durchkontaktierungsvorgang in einem mit einem sonstigen Aufdruckvorgang, z.B. zum Ausbilden einer flächigen leitfähigen Verbindung auf der Oberfläche des Trägermaterials durchgeführt werden kann, wie er beispielsweise bei der Produktion von Elektroden ohnehin geschieht. Erforderlich ist dabei lediglich ein über eine Berandung des Trägermaterial überschießender Materialauftrag. Bei Trägermaterialdurchbrechungen müssen diese Löcher daher nicht vollständig mit Material gefüllt werden sondern es reicht ein entlang zumindest eines Teils der Lochberandung überschießender Materialauftrag.
Es können dabei verschiedenartige Verbindungswege genutzt werden, um die elektrische Leitung zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials hervorzurufen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann der galvanische Kontakt in einem Randbereich des Trägermaterials durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials hergestellt werden. Das elektrisch leitfähige Material kommt durch überschüssigen Auftrag, egal ob beim Bedrucken oder beim Aufspritzen, über den Randbereich von der einen Seite des Trägermaterials zur anderen in Verbindung und diese Verbindung bleibt nach dem Trocknungs- oder Aushärtungsvorgang des elektrisch leitfähigen Materials dauerhaft bestehen.
Weiters kann der galvanische Kontakt gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials im Bereich eines Durchgangsloches, einer Lochung oder einer Perforation des Trägermaterials hergestellt werden. Der überschüssige Auftrag stellt in diesem Fall durch die jeweils vorhandenen oder ausgebildeten Löcher hindurch die Verbindung zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials her.
Schließlich kann in weiterer Ausbildung der Erfindung der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials im Bereich von Poren oder Öffnungen des Trägermaterials hergestellt werden. Die Poren oder Öffnungen können dabei künstlich im Trägermaterial erzeugt oder bereits in diesem vorhanden sein, sodaß das leitfähige Material beim Druck- oder Aufspritzvorgang das Trägermaterial zum Zwecke der Herstellung des galvanischen Kontaktes durchdringen kann.
Der Druckvorgang kann so ausgestaltet sein, daß das Trägermaterial zunächst auf der einen Seite und anschließend auf der anderen Seite oder auf beiden Seiten zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material bedruckt wird, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite das aufgedruckte Material auf der anderen Seite im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt.
Weiters betrifft die Erfindung eine medizinische Elektrode mit einem Trägermaterial, welches eine galvanische Durchkontaktierung von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite des Trägermaterials aufweist.
Die heute handelsüblichen Elektroden bestehen aus einer oder mehreren Schichten von Materialien. Üblicherweise ist die unterste Schicht ein Schaum- oder Pflastermaterial, das direkt auf die Haut geklebt wird. Darauf befindet sich wiederum ein Trägermaterial, das das eigentliche Hautkontaktelement, z.B. aus Ag/AgCI trägt.
Ein prinzipielles Problem bei der Konstruktion einer Elektrode, die auf einem Trägermaterial beruht, besteht darin, daß das eigentliche Hautkontaktelement auf der der Haut zugewandten Seite des Trägermaterials liegt, wohingegen die Kabelanschlußstelle auf der der Haut abgewandten Seite angebracht werden muß. Es muß also ein galvanischer Kontakt zwischen den beiden Seiten des Trägermaterials hergestellt werden.
Bei der Herstellung von Elektroden der vorgenannten Art war bisher eine Durchkontaktierung in vielen Fällen nur durch einen erhöhten apparativen Aufwand oder mittels Zusatzelementen wie Nieten durchführbar, welche allerdings Isolationsprobleme mit sich bringen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine medizinische Elektrode anzugeben, bei der die Durchkontaktierung mit einfachen technischen Mitteln ausgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die galvanische Durchkontaktierung durch auf beiden Seiten des Trägermaterials aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches oder eines Randbereiches des Trägermaterials gebildet ist.
Die damit erzielbare Vereinfachung der Herstellung der Durchkontaktierung ermöglicht es ohne Verwendung einer aufwendigen Vorrichtung oder eines zusätzlichen Bestandteils die galvanische Durchkontaktierung zu erzielen. Es können kostengünstigere Teile eingesetzt werden, da z.B. das verwendete Nietunterteil nicht mehr durch eine Ag/AgCI-Beschichtung leitend gemacht werden muß, sondern stattdessen auch ein nichtleitendes Kunststoffteil eingesetzt werden kann oder auf ein solches Nietunterteil auch ganz verzichtet werden kann, wodurch sich größere Freiheiten beim Entwurf der erfindungsgemäßen Elektrode ergeben.
Die Erfindung betrifft weiters eine medizinische Elektrode zur Anbringung an der Hautoberfläche, z.B. eine EKG-Elektrode, mit einem Hautkontaktelement und einer Kabelkontaktstelle, die auf einem Trägermaterial voneinander beabstandet angeordnet sind und über eine galvanische Durchkontaktierung im Trägermaterial miteinander elektrisch verbunden sind.
Medizinische Elektroden im Sinne der Erfindung können sowohl der Signalerfassung an der menschlichen Haut als auch der Signaleinbringung in die Haut dienen. EKG- Elektroden werden im Rahmen dieser Anmeldung beispielhaft beschrieben, die Erfindung bezieht sich aber auf alle medizinischen Elektroden zur Anbringung auf der Haut.
Elektroden der eingangs genannten Art sind z.B. Off-Center-Elektroden, so benannt, weil die Kabelkontaktstelle nicht zentrisch über dem Hautkontaktelement, das z.B. aus einer aufgedruckten Ag/AgCI-Kontaktfläche besteht, angebracht ist. Off-Center- Elektroden haben gegenüber zentrierten Elektroden gewisse Vorteile, was die Bedienung und die Meßsicherheit betrifft, und finden daher vielfach Anwendung.
Abgesehen von der erforderlichen Kontaktstrecke zwischen dem Hautkontaktelement und der Kabelkontaktstelle, die z.B. 1 bis 3 cm lang sein kann, ist für diese Art von Elektroden zum Zwecke der Durchkontaktierung von der Seite des Trägermaterials, auf der die Kabelkontaktstelle vorhanden ist zu der dem Patienten zugewandten Seite, auf der das Hautkontaktelement angebracht ist, eine Kontaktniete vorgesehen, die aus einem elektrisch leitfähigen Nietoberteil und einem ebenso leitfähigen Nietunterteil zusammengesetzt ist.
Bei einem solchen elektrisch leitfähigen Nietunterteil muß bei der Konstruktion der Elektrode darauf geachtet werden, daß dieses nicht mit der Haut des Patienten in Kontakt kommen kann, um die Signalübertragung nicht zu verfälschen. Dies wird meistens dadurch erreicht, daß eine weitere Abdeckung, z.B. eine Folie oder ein umgeschlagenes Trägermaterial od. dgl. diese Isolation sicherstellen. Auch die selbstklebende Basisschicht der Elektrode, die aus Schaum oder Vlies besteht, kann als isolierende Trennung zwischen Niete und Patientenhaut ausgelegt sein. Im ersten Fall ist sogar ein weiterer Arbeitsschritt bei der Herstellung zur Abdeckung nach der Vernietung notwendig. Selbst im zweiten Fall, bei dem die Basisschicht die Isloation bildet, ist ein produktionstechnischer Nachteil gegeben, weil die Vernietung durch das Trägermaterial erfolgen muß, bevor das Trägermaterial auf die Basisschicht aufgetragen werden kann, denn nach dem Auftragen kann die Vernietung nicht mehr bewirkt werden, weil die Basisschicht diese behindern würde.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten Schwierigkeiten zu vermeiden und eine produktionstechnisch einfach durchführbare und verläßliche Art der Durchkontaktierung für eine eingangs genannte Elektrode anzugeben.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die galvanische Durchkontaktierung durch auf beiden Seiten des Trägermaterials aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches oder eines Randbereiches des Trägermaterials gebildet ist.
Diese Art der galvanischen Durchkontaktierung mittels beidseitiger Beschichtung des Trägermaterials kann zugleich mit dem Bedrucken oder Aufspritzen des Trägermaterials zur Ausbildung von Kontaktbahnen auf der Oberfläche des Trägermaterials geschehen und ist daher ohne größeren Aufwand durchführbar. Es kann dadurch auf eine vollkommen durchgehend leitfähige Ausgestaltung der Kontaktnieten verzichtet werden, wodurch Isolationsprobleme gegenüber der Patientenhaut vermieden werden. An der zu vernietenden Stelle des Trägermaterials kann die Basisschicht mit einer Ausnehmung versehen sein, durch die hindurch die Vernietung nachträglich vorgenommen werden kann, nachdem das beidseitig bedruckte oder bespritzte Trägermaterial aufgeklebt worden ist. Das ermöglicht es, Vorrichtungen einzusetzen, die zur Produktion von zentrierten Elektroden Anwendung finden.
Das zumindest eine Durchgangsloch, welches von beiden Seiten erfindungsgemäß bedruckt oder bespritzt wird kann durch eine Öffnung, durch einen porösen Bereich, eine Lochung oder eine Perforation od. dgl. des Trägermaterials gebildet sein.
Auf der ersten Seite des Trägermaterials kann ein erster Kontaktbereich und auf der zweiten Seite des Trägermaterials ein zweiter Kontaktbereich ausgebildet sein, welche über die galvanische Durchkontaktierung miteinander verbunden sind, und das Hautkontaktelement kann z.B. als kreisförmiger Bereich auf der zweiten Seite des Trägermaterials ausgebildet und mit dem zweiten Kontaktbereich über eine Verbindungsstrecke elektrisch verbunden sein. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann dann vorgesehen sein, daß der erste und der zweite Kontaktbereich sich jeweils ringförmig um die Berandung des Durchgangsloches auf der ersten und auf der zweiten Seite des Trägermaterials erstrecken. Eine derartige Anordnung der Kontaktbereiche auf der ersten und der zweiten Seite vereinfacht die erfindungsgemäße Aufbringung des überschießenden Bedrückens oder Aufspritzens, um die galvanische Durchkontaktierung zu ermöglichen, da der gesamte leitfähig gemachte Innenumfang des Durchgangsloches mit den ringförmigen Kontaktbereichen verbindbar ist und somit für die Leitung des elektrischen Stromes durch das Durchgangsloch hindurch zur Verfügung steht und auf einer der beiden Seiten eine leitfähige Auflage für den elektrisch leitenden Teil der Kontaktniete gebildet wird.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann in diesen Zusammenhang darin bestehen, daß das Nietunterteil elektrisch isolierend ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das elektrisch leitfähige Oberteil durch das elektrisch isolierende Unterteil gegenüber der Haut des Patienten elektrisch isoliert angeordnet und es müssen keine weiteren Maßnahmen getroffen werden, um eine Verfälschung des Meßergebnisses zu vermeiden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform eingehend erläutert. Es zeigt dabei
Fig.1 einen teilweisen Querschnitt durch ein Trägermaterial mit einer nach einer
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten
Durchkontaktierung;
Fig.2 einen teilweisen Querschnitt durch ein Trägermaterial mit einer nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Durchkontaktierung;
Fig.3 einen teilweisen Querschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrode;
Fig.4 einen schematischen Querschnitt durch eine Elektrode nach dem Stand der
Technik; Fig.5 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Elektrode nach dem
Stand der Technik;
Fig.6 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektrode und
Fig.7 einen Querschnitt sowie eine Draufsicht auf die erste und die zweite Seite des
Trägermaterials der Elektrode nach Fig.6.
Fig.1 zeigt einen Bereich eines elektrisch isolierenden Trägermaterials 1 , das z.B. aus einem flexiblen Kunststoff, z.B. PE oder PET gebildet ist, beispielsweise in Form einer flexiblen Trägerfolie für eine medizinische Elektrode. Zunächst wird ein Durchgangsloch 5 vorgesehen, das durch einen geeigneten Vorgang, z.B. Stanzen, Lochen, Nadelperforation od. dgl. ausgebildet wird.
Danach wird erfindungsgemäß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials 1 oder beiderseitiges Aufspritzen, z.B. mittels Tintenstrahltechnik, also ein von der Trägeroberfläche beabstandetes Aufbringen, eines elektrisch leitfähigen Materials 2 ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 hergestellt.
Bei der in Fig.1 gezeigten Ausführungsform wurde der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials eines elektrisch leitfähigen Materials 2 im Bereich des Durchgangsloches 5 des Trägermaterials 1 hergestellt. Als Drucksubstanz ist etwa ein Silberleitlack geeignet, es können aber auch andere leitfähige, auch pulverförmige oder pastöse Materialien Verwendung finden. Grundsätzlich sind auch niedrig viskose Drucksubstanzen für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet, das Durchgangsloch 5 muß somit keineswegs mit der Drucksubstanz gefüllt werden, sondern es reicht eine über den Öffnungsrand des Durchgangsloches 5 leicht überschießende Bedruckung.
Die Art des angewandten Druckverfahrens unterliegt ebenfalls keiner Einschränkung, es kann Siebdruck, Flexodruck, Tampondruck od. dgl. eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch nicht auf die Herstellung von Elektroden- Trägermaterialien beschränkt sondern kann auch für andere Anwendungen eingesetzt werden. Das Trägermaterial wird dabei zunächst auf der einen Seite 3 und anschließend auf der anderen Seite 4 oder auf beiden Seiten 3, 4 zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material 2 bedruckt, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite 3 das aufgedruckte Material auf der anderen Seite 4 im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt. In der Ausführungsform der Fig.1 ist das Durchgangsloch 5 so groß gewählt, daß dabei ein offener Kanal zwischen den Seiten 3, 4 verbleibt. Dieser kann sich aber auch während des Druckvorganges vollkommen verschließen. Als Ergebnis soll das leitfähige Druckmaterial auf der einen Seite 3 eine leitfähige Verbindung mit dem leitfähigen Druckmaterial auf der anderen Seite 4 herstellen. Bei flüssigem Druckmaterial wird diese Verbindung durch Zusammenrinnen der auf den Seiten 3, 4 aufgetragenen Schichten erzielt. Dazu muß beim Drucken des leitfähigen Materials 2 ein gewisser Überschuß über die Kante des Durchgangsloches 5 hinaus gedruckt werden.
Für die Durchkontaktierung können aber erfindungsgemäß auch im Trägermaterial bereits vorhandene Öffnungen genutzt werden. Schließlich kann das Durchkontaktieren auch durch Poren im Trägermaterial 1 geschehen, die künstlich an einer bestimmten Stelle erzeugt werden oder bereits vorhanden sind.
In Fig.2 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Durchkontaktierung gezeigt, bei der der galvanische Kontakt in einem Randbereich 6 des Trägermaterials 1 durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials 1 eines elektrisch leitfähigen Materials 2 hergestellt wurde. Die Bedruckung reicht dabei soweit über den Randbereich 6 hinaus, daß sich wie in der Ausführungsform gemäß Fig.1 eine leitfähige Verbindung zwischen der einen Seite 3 und der anderen Seite 4 des Trägermaterials 1 ergibt.
Die Dicke der Druckschicht und der sich ausbildenden Randverbindung kann den Erfordernissen angepaßt werden.
Alternativ kann, wie bereits erwähnt anstelle eines Druckvorganges das elektrisch leitfähige Material 2 zum Herstellen eines galvanischen Kontaktes zwischen den beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 durch Aufspritzen aufgetragen werden, wobei geeignete Masken vorgesehen sein können, welche die Bereiche des Trägermaterials 1 abdecken, welche nicht mit leitfähigem Material 2 bespritzt werden sollen. Das Aufspritzen kann genau wie beim Druckvorgang im Bereich eines Durchgangsloches 5, einer Lochung, einer Perforation, von Poren od. dgl. oder im Randbereich 6 des Trägermaterials 1 erfolgen.
Basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren kann z.B. eine medizinische Elektrode mit einem Trägermaterial 1 , welches eine galvanische Durchkontaktierung 7 von einer ersten Seite 3 zu einer zweiten Seite 4 des Trägermaterials 1 aufweist, hergestellt werden. Die galvanische Durchkontaktierung 7 ist durch auf beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches 5 oder eines Randbereiches 6 des Trägermaterials 1 gebildet.
Fig.4 und Fig.5 zeigen eine medizinische Elektrode, als Beispiel eine bekannte Off- Center-EKG-Elektrode, bei der ein Hautkontaktelement 40 und eine Kabelkontaktstelle 16 räumlich voneinander getrennt sind, d.h. auf einem Trägermaterial 1 voneinander beabstandet angeordnet sind und über eine galvanische Durchkontaktierung miteinander elektrisch verbunden sind. Eine dem Körper des Patienten zugewandte Basisschicht 35' besteht aus einem Schaum- oder Pflastermaterial, das bei Verwendung direkt auf die Haut des Patienten geklebt wird. Die galvanische Durchkontaktierung von der Kabelkontaktstelle 16 auf der ersten Seite 3 zum Hautkontaktelement 40 auf der zweiten Seite 4 des Trägermaterials 1 geschieht mittels einer Kontaktniete 20', deren Nietoberteil 21' die Anschlußstelle für eine Kabelverbindung zu aktiven oder passiven Geräten ausbildet. Zur Gewährleistung einer lonenleitung ist eine Beschichtung oder ein geeignetes Ag/AgCI-Schwämmchen 60 auf dem Hautkontaktelement 40 angebracht.
Um den direkten Kontakt der Patientenhaut mit dem Unterteil der Niete 20' zu vermeiden, da ein solcher eine Verfälschung des Meßergebnisses mit sich bringt, ist eine weitere Abdeckung, z.B. eine Folie 49 (Fig.5) oder ein umgeschlagenes Trägermaterial 1 vorgesehen. In Fig.4 stellt die Basisschicht 35' selbst diese Isolation sicher. Daraus ergeben sich produktionstechnische Nachteile, welche mit Hilfe der Erfindung überwunden werden.
Fig.3 zeigt eine galvanische Durchkontaktierung 7 einer EKG-Elektrode im Bereich einer Kabelkontaktstelle 16 eines elektrisch isolierenden Trägermaterials 1 , welche einen ersten Kontaktbereich 10 auf der ersten Seite 3 des Trägermaterials 1 und einen zweiten Kontaktbereich 11 auf der zweiten Seite 4 des Trägermaterials 1 miteinander verbindet.
Erfindungsgemäß ist die galvanische Durchkontaktierung 7 durch auf beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich eines Durchgangsloches 5 des Trägermaterials 1 gebildet. Das Durchgangsloch 5 kann auf einfache Weise hohlzylindrisch ausgeführt sein, es kann aber jede andere beliebige Gestalt annehmen.
Die Ausbildung der galvanischen Durchkontaktierung erfolgt z.B. durch überschießendes Bedrucken des Trägermaterials 1 mit einem elektrisch leitfähigen Material 2 im Bereich des Durchgangsloches 5. Als Druckmaterial ist etwa ein Silberleitlack geeignet, es können aber auch andere leitfähige, auch pulverförmige oder pastöse Materialien Verwendung finden. Die Art des angewandten Druckverfahrens unterliegt ebenfalls keiner Einschränkung, es kann Siebdruck, Flexodruck, Tampondruck od. dgl. eingesetzt werden.
Das Trägermaterial 1 wird dabei zunächst auf der ersten Seite 3 und anschließend auf der zweiten Seite 4 oder auf beiden Seiten 3, 4 zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material 2 bedruckt, sodaß das aufgedruckte Material der ersten Seite 3 das aufgedruckte Material auf der anderen Seite 4 im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt. In der Ausführungsform der Fig.3 ist das Durchgangsloch 5 so groß gewählt, daß dabei ein offener Kanal zwischen den Seiten 3, 4 verbleibt, durch den eine Niete 20 eingebracht werden kann, die nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Ein Auffüllen des Durchgangsloches 5 mit leitfähigem Material ist nicht erforderlich - und hier auch nicht erwünscht - es reicht ein überschießender Materialauftrag über die Lochberandung hinaus.
Als Ergebnis soll das leitfähige Druckmaterial auf der einen Seite 3 eine leitfähige Verbindung mit dem leitfähigen Druckmaterial auf der anderen Seite 4 herstellen. Bei flüssigem Druckmaterial wird diese Verbindung durch Zusammenrinnen der auf den Seiten 3, 4 aufgetragenen Schichten erzielt. Dazu muß beim Drucken des leitfähigen Materials 2 ein gewisser Überschuß über die Kante des Durchgangsloches 5 hinaus gedruckt werden.
Für die Durchkontaktierung können aber erfindungsgemäß auch im Trägermaterial bereits vorhandene Öffnungen genutzt werden. Schließlich kann das Durchkontaktieren auch durch Poren im Trägermaterial 1 geschehen, die künstlich an einer bestimmten Stelle erzeugt werden oder bereits vorhanden sind.
Die Durchkontaktierung für eine erfindungsgemäße medizinische Elektrode kann aber auch genauso wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 gezeigt durchgeführt werden, bei der der galvanische Kontakt in einem Randbereich 6 des Trägermaterials 1 durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials 1 mit einem elektrisch leitfähigen Material 2 hergestellt wurde.
Die Dicke der Druckschicht und der sich ausbildenden Randverbindung kann den Erfordernissen angepaßt werden.
Alternativ kann, wie bereits erwähnt anstelle eines Druckvorganges das elektrisch leitfähige Material 2 zum Herstellen eines galvanischen Kontaktes zwischen den beiden Seiten 3, 4 des Trägermaterials 1 durch Aufspritzen, z.B. mittels Tintenstrahldrucktechnik, also mit einem Abstand zur zu bedruckenden Oberfläche, aufgetragen werden, wobei geeignete Masken vorgesehen sein können, welche die Bereiche des Trägermaterials 1 abdecken, welche nicht mit leitfähigem Material 2 bespritzt werden sollen. Das Aufspritzen kann genau wie beim Dmckvorgang im Bereich eines Durchgangsloches 5, einer Lochung, einer Perforation, von Poren od. dgl. oder im Randbereich 6 des Trägermaterials 1 erfolgen.
Insgesamt stellt das erfindungsgemäße beiderseitige Bedrucken oder Aufspritzen des Trägermaterials 1 sicher, daß ein galvanischer Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Seite 3, 4 des Trägermaterials 1 vorliegt. Damit fällt die Notwendigkeit der Durchkontaktierung über die Leitfähigkeit der Kontaktniete weg, welche somit so gestaltet werden kann, daß das ungewollte Berühren der Patientenhaut vermieden wird.
Zu diesem Zweck ist die in Fig.3 gezeigte Kontaktniete 20, die im Durchgangsloch 5 vernietet ist, aus einem elektrisch leitfähigen Nietoberteil 21 und einem elektrisch isolierenden Nietunterteil 22 zusammengesetzt. Aufgrund dieser Konstruktion kann auf eine Isolierung durch die Folie 49 oder durch die Basisschicht 35 verzichtet werden.
In Fig.6 ist dazu eine erfindungsgemäße Ausführungsform gezeigt, bei der ein Bereich 51 der Basisschicht 35 freigestellt ist, sodaß erst nachdem das beidseitig bedruckte Trägermaterial 1 auf die Basisschicht 35 aufgeklebt worden ist, die Vernietung von Nietoberteil 21 und Nietunterteil 22 mit dem Trägermaterial 1 durchgeführt werden kann. Dabei wird das elektrisch leitfähige Nietoberteil 21 von oben und das isolierende Nietunterteil 21 von unten in das Durchgangsloch 5 eingeführt. Das ermöglicht es, Vorrichtungen, die zur Produktion von zentrierten Elektroden Anwendung fanden, ohne großen technischen Aufwand auch zur Produktion der Off-Center-Elektroden zu verwenden, da das Produktionsprinzip der zentrierten Elektrode weiter beibehalten werden kann, welches diesbezüglich wie folgt abläuft.
1. Stanzen der Ausnehmung 51 in der Basisschicht 35 2. Aufkleben des Trägermaterials 1 auf die Basisschicht 35
3. Vernieten der Niete 20
4. Gel und ev. Schwämmchen auf der Basisschicht 35 auftragen 5. Abdeckung über dem Gel anbringen
6. Entgittem und Abschneiden
Fig.7 zeigt den Verlauf des ersten Kontaktbereiches 10 auf der ersten Seite 3 des Trägermaterials 1 sowie dem kreisförmig ausgebildeten Hautkontaktelement 40 auf der zweiten Seite 4, der mit dem zweiten Kontaktbereich 11 über die Verbindungsstrecke 15 elektrisch verbunden ist.
Der erste und der zweite Kontaktbereich 10, 11 erstrecken sich jeweils ringförmig um die Berandung des Durchgangsloches 5 auf der ersten und auf der zweiten Seite 3, 4 des Trägermaterials 1.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zur Durchkontaktierung eines elektrisch isolierenden Trägermaterials (1), z.B. einer Trägerfolie für eine medizinische Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß durch beiderseitige überschießende Bedruckung des Trägermaterials (1) oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) ein galvanischer Kontakt zwischen beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) hergestellt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt in einem Randbereich (6) des Trägermaterials (1) durch überschießende
Bedruckung des Trägermaterials (1) oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) hergestellt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges
Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials (2) im Bereich eines Durchgangsloches (5), einer Lochung oder einer Perforation des Trägermaterials hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der galvanische Kontakt durch überschießende Bedruckung des Trägermaterials oder beiderseitiges Aufspritzen eines elektrisch leitfähigen Materials im Bereich von Poren oder Öffnungen des Trägermaterials hergestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial zunächst auf der einen Seite (3) und anschließend auf der anderen Seite (4) oder auf beiden Seiten (3, 4) zugleich mit dem elektrisch leitfähigen Material (2) bedruckt wird, sodaß das aufgedruckte Material der einen Seite (3) das aufgedruckte Material auf der anderen Seite (4) im Bereich des auszuführenden galvanischen Kontaktes berührt.
6. Medizinische Elektrode mit einem Trägermaterial (1), welches eine galvanische Durchkontaktierung (7) von einer ersten Seite (3) zu einer zweiten Seite (4) des Trägermaterials (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Durchkontaktierung (7) durch auf beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches (5) oder eines Randbereiches (6) des Trägermaterials (1) gebildet ist.
7. Medizinische Elektrode zur Anbringung auf der Hautoberfläche, z.B. EKG- Elektrode, mit einem Hautkontaktelement (40) und einer Kabelkontaktstelle (16), die auf einem Trägermaterial (1) voneinander beabstandet angeordnet sind und über eine galvanische Durchkontaktierung (7) im Trägermaterial (1) miteinander elektrisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die galvanische Durchkontaktierung (7) durch auf beiden Seiten (3, 4) des Trägermaterials (1) aus einem elektrisch leitfähigen Material überschießend aufgebrachte Bedruckungs- oder Aufspritzzonen im Bereich zumindest eines Durchgangsloches (5) oder eines Randbereiches (6) des Trägermaterials (1) gebildet ist.
8. Elektrode nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Durchgangsloch durch eine Öffnung, durch einen porösen Bereich, eine Lochung oder eine Perforation od. dgl. des Trägermaterials gebildet ist.
9. Elektrode nach Anspruch 7, wobei auf der ersten Seite (3) des Trägermaterials (1) ein erster Kontaktbereich (10) und auf der zweiten Seite (4) des
Trägermaterials (1) ein zweiter Kontaktbereich (11) ausgebildet sind, welche über die galvanische Durchkontaktierung (7) miteinander verbunden sind, und wobei das Hautkontaktelement (40) als vorzugsweise kreisförmiger Bereich auf der zweiten Seite (4) des Trägermaterials (1) ausgebildet und mit dem zweiten Kontaktbereich (11) über eine Verbindungsstrecke (15) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kontaktbereich (10, 11) sich jeweils ringförmig um die Berandung des Durchgangsloches (5) auf der ersten und auf der zweiten Seite (3, 4) des Trägermaterials (1) erstrecken.
10. Elektrode nach Anspruch 9, wobei eine aus einem elektrisch leitfähigen Nietoberteil (21) und einem Nietunterteil (22) zusammengesetzte Kontaktniete (20) im Durchgangsloch (5) unter Ausbildung eines elektrischen Kontaktes mit dem ersten Kontaktbereich (10) vernietet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Nietunterteil (22) elektrisch isolierend ausgebildet ist.
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