JP2015106430A - Feedthrough - Google Patents

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和多田 一雄
Kazuo Watada
一雄 和多田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a conductor pin of a feedthrough from falling down even when the conductor pin is made of soft metal material and a diameter of the conductor pin is formed relatively small.SOLUTION: A feedthrough comprises: a ceramic body having one principal surface and another principal surface and provided with penetration holes having openings on both surfaces; conductor pins each of which is inserted into the penetration hole and parts thereof are projected out from both holes; and bonding bodies each of which is arranged in a gap between the inner surface of the penetration hole and the conductor pin for bonding the ceramic body and the conductor pin together. The ceramic body has a protrusion part on at least one of the one principal surface and the other principal surface, and when the projected part of the conductor pin from the principal surface provided with the protrusion part is bent from the base and tilted toward the protrusion part, the projected part abuts to the protrusion part. Further, at least a part of the side surface of the projected part is free from being opposed to the side surface of the protrusion part over the entire length direction of the projected part.

Description

本発明はフィードスルーに関する。   The present invention relates to feedthrough.

電子回路等の電子部品が内蔵されたケーシング等に配置されて、このようなケーシング等の内側と外側とで電気信号や電流のやり取りを行うためのフィードスルーが広く用いられている。電子機器および電子部品の小型化にともなって、フィードスルーの小型化も進んでいる。比較的小型のフィードスルーの一例として、人体の心臓の動きの異常を矯正する埋め込み型ペースメーカーや、埋め込み型心臓細動除去器など、実際に人体に埋め込まれて使用される埋め込み型ペースメーカーに使用されるフィードスルーがある。   2. Description of the Related Art Feedthroughs that are arranged in a casing or the like in which an electronic component such as an electronic circuit is incorporated and exchange electric signals and current between the inside and the outside of such a casing or the like are widely used. With the miniaturization of electronic devices and electronic components, the miniaturization of feedthroughs is also progressing. As an example of a relatively small feed-through, it is used for implantable pacemakers that are actually implanted in the human body, such as implantable pacemakers that correct abnormalities in the heart movement of the human body and implantable cardiac defibrillators. There is a feedthrough.

埋め込み型ペースメーカーでは、バッテリや回路基板等が内蔵されたケーシングにフィードスルーが設けられ、このフィードスルーの電極(導体ピン)と、心臓の適切な場所に外科的に接続されたリード線とが接続される。このようなフィードスルーに要求される性能として、体液がケーシング内に侵入して回路基板やバッテリに付着し、ペースメーカーの動作の不具合を生じさせないこと、生体との適合性の高い安全な材質で構成されていること、等が挙げられる。   In an implantable pacemaker, a feed-through is provided in a casing containing a battery, circuit board, etc., and the electrode of this feed-through (conductor pin) is connected to a lead wire surgically connected to an appropriate location in the heart. Is done. The performance required for such feedthrough is that body fluid penetrates into the casing and adheres to the circuit board and battery, and does not cause malfunction of the pacemaker, and is made of a safe material that is highly compatible with the living body. And so on.

下記特許文献1にはこのような埋め込み型ペースメーカーに適用できるフィードスルーの一例が開示されている。図5(a)は、特許文献1に記載のフィードスルー100の概略断面図である。フィードスルー100は、アルミナ(Al)を主成分とするセラミック体120と、白金(Pt)からなる導体ピン140と、金(Au)等の生体適合性を有する金属からなるハウジング180とを有して構成されている。セラミック体120は、アルミナを主成分とするセラミック焼結体からなり、上面から下面に向かって貫通する貫通孔120aが複数設けられており、貫通孔120aそれぞれに導体ピン140が配置されている。金属の中でも白金(Pt)等のいわゆる貴金属は生体適合性が高く、埋め込み型ペースメーカー用のフィードスルーに好適に用いることができる。また、人体に埋め込まれるフィードスルー100はなるべく小さいことが求められており、導体ピン140の直径は例えば0.4mmと細くなっている。 Patent Document 1 below discloses an example of a feedthrough that can be applied to such an implantable pacemaker. FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of the feedthrough 100 described in Patent Document 1. FIG. The feedthrough 100 includes a ceramic body 120 mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), a conductor pin 140 made of platinum (Pt), and a housing 180 made of a metal having biocompatibility such as gold (Au). It is comprised. The ceramic body 120 is made of a ceramic sintered body containing alumina as a main component, and a plurality of through holes 120a penetrating from the upper surface to the lower surface are provided, and a conductor pin 140 is disposed in each of the through holes 120a. Among metals, so-called noble metals such as platinum (Pt) have high biocompatibility and can be suitably used for feedthroughs for implantable pacemakers. Further, the feedthrough 100 embedded in the human body is required to be as small as possible, and the diameter of the conductor pin 140 is as thin as 0.4 mm, for example.

特開2010―150076号公報JP 2010-150076 A

埋め込み型ペースメーカーでは、導体ピン140は、人体の心臓の所定位置に電気的に接続されたリード線520と接合されて用いられる。導体ピン140は比較的軟らかい白金(Pt)からなりさらに直径が0.4mmと細く、非常に軟らかいので、リード線520を導体ピン140と接合するためにリード線520を導体ピン140に当接させただけで、図5(b)に示すようにリード線520が容易に折れ曲がって変形し易い。このため、リード線520と導体ピン140とを当接させたまま所定の角度や方向で維持しておくことが難しく、例えばレーザー溶接機等を用いた接合作業の作業効率が悪くなってしまうといった課題があった。また、隣り合う他の導体ピン140と接触してしまう可能性も比較的高いといった課題もあった。このように従来のフィードスルーでは、導体ピンに軟らかい金属材料を用いた場合や、導体ピンの直径を比較的小さくした場合など、導体ピンが軟らか過ぎて必要以上に変形してしまうという課題があった。本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものである。   In an implantable pacemaker, the conductor pin 140 is used by being joined to a lead wire 520 that is electrically connected to a predetermined position of the human heart. The conductor pin 140 is made of relatively soft platinum (Pt) and has a thin diameter of 0.4 mm and is very soft. Therefore, in order to join the lead wire 520 to the conductor pin 140, the lead wire 520 is brought into contact with the conductor pin 140. As shown in FIG. 5B, the lead wire 520 is easily bent and easily deformed. For this reason, it is difficult to keep the lead wire 520 and the conductor pin 140 in contact with each other at a predetermined angle or direction. For example, the work efficiency of the joining work using a laser welding machine or the like is deteriorated. There was a problem. In addition, there is a problem that the possibility of contact with other adjacent conductor pins 140 is relatively high. As described above, the conventional feedthrough has a problem that the conductor pin is too soft and deforms more than necessary, such as when a soft metal material is used for the conductor pin or when the diameter of the conductor pin is relatively small. It was. The present invention has been made in view of such problems.

かかる課題を解決するため、本願発明では、一方主面と他方主面とを備え、前記一方主面と前記他方主面との双方に開口を有する貫通孔を備えたセラミック体と、前記貫通孔に挿通されて前記一方主面および前記他方主面の双方から一部が突出した、金属からなる導体ピンと、前記貫通孔の内面の少なくとも一部と前記導体ピンとの間隙に配置されて前記セラミック体と前記導体ピンとを接合する接合体とを備えたフィードスルーであって、前記セラミック体は、前記一方主面および前記他方主面の少なくともいずれか一方に凸部を有し、前記導体ピンの前記凸部が設けられた側の主面からの突出部分を、根元から折り曲げて前記凸部に向けて倒した場合に、前記突出部分が前記凸部に当接するとともに、前記突出部分の側面の少なくとも一部は、前記突出部分の長さ方向の全体にわたって、前記凸部の側面に対向せずに開放されていることを特徴とするフィードスルーを提供する。   In order to solve this problem, in the present invention, a ceramic body provided with a through hole having one main surface and the other main surface and having openings in both the one main surface and the other main surface, and the through hole The ceramic body disposed in a gap between a conductor pin made of metal and partially protruding from both the one main surface and the other main surface, and at least a part of the inner surface of the through hole and the conductor pin And a joined body that joins the conductor pin, wherein the ceramic body has a convex portion on at least one of the one main surface and the other main surface, When the protruding portion from the main surface on the side where the convex portion is provided is bent from the base and tilted toward the convex portion, the protruding portion contacts the convex portion, and at least the side surface of the protruding portion one It is throughout the length direction of the protruding portion, to provide a feedthrough which is characterized in that it is opened without facing a side surface of the convex portion.

本発明によれば、フィードスルーの導体ピンに軟らかい金属材料を用いた場合や、導体ピンの直径を比較的小さくした場合でも、導体ピンの倒れこみを抑制することができる。   According to the present invention, even when a soft metal material is used for the feedthrough conductor pin or when the diameter of the conductor pin is relatively small, the collapse of the conductor pin can be suppressed.

(a)は、本発明のフィードスルーの一実施形態の概略断面図、(b)は概略上面図である。(A) is a schematic sectional drawing of one Embodiment of the feedthrough of this invention, (b) is a schematic top view. 図1に示すフィードスルーを備えて構成されたハートペーサーの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the heart pacer comprised with the feedthrough shown in FIG. リード線を図1に示すフィードスルーの導体ピンに接合している状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state which has joined the lead wire to the conductor pin of the feedthrough shown in FIG. 本発明のフィードスルーの他の実施形態について説明する図であり、(a)は概略断面図、(b)は概略上面図である。It is a figure explaining other embodiment of the feedthrough of this invention, (a) is a schematic sectional drawing, (b) is a schematic top view. 従来のフィードスルーの一例の図であり、(a)は従来のフィードスルーの一例の概略断面図、(b)はリード線を(a)に示すフィードスルーの導体ピンに当接させている状態を示す断面図である。It is a figure of an example of the conventional feedthrough, (a) is a schematic sectional drawing of an example of the conventional feedthrough, (b) is the state which contact | abutted the lead wire to the conductor pin of the feedthrough shown to (a) FIG.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図1(a)は、本発明のフィードスルーの一実施形態であるフィードスルー10の概略断面図、図1(b)はフィードスルー10の概略上面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a feedthrough 10 that is an embodiment of the feedthrough of the present invention, and FIG. 1B is a schematic top view of the feedthrough 10.

本実施形態のフィードスルー10は、一方主面12Aと他方主面12Bとを備え、一方主面12Aと他方主面12Bとの双方に開口を有する貫通孔12aを備えたセラミック体12と、貫通孔12aに挿通されて一方主面12Aおよび他方主面12Bの双方から一部が突出した、金属からなる導体ピン14と、貫通孔12aの内面の少なくとも一部と導体ピン14との間隙に配置されてセラミック体12と導体ピン14とを接合する接合体22とを備えている。   The feedthrough 10 of the present embodiment includes a ceramic body 12 that includes a first main surface 12A and the other main surface 12B, and includes a through hole 12a that has openings in both the first main surface 12A and the other main surface 12B. A conductor pin 14 made of metal that is inserted through the hole 12a and partially protrudes from both the one main surface 12A and the other main surface 12B, and is disposed in a gap between at least a part of the inner surface of the through hole 12a and the conductor pin 14 And a joined body 22 that joins the ceramic body 12 and the conductor pin 14.

セラミック体12は、一方主面12Aおよび他方主面12Bの少なくともいずれか一方(本実施形態では一方主面12A)に凸部30を有し、導体ピン14の凸部30が設けられた側の主面(一方主面12A)からの突出部分14αを、根元から折り曲げて凸部30に向けて倒した際に、突出部分14αが凸部30に当接するとともに、突出部分14αの側面15の少なくとも一部は、突出部分14αの長さ方向の全体にわたって、凸部30の側面32に対向せずに開放されている。セラミック体12は、例えばアルミナ(Al)を主成分とし、アルミナの含有割合は、例えば90質量%以上である。 The ceramic body 12 has a convex portion 30 on at least one of the one main surface 12A and the other main surface 12B (one main surface 12A in this embodiment), and is provided on the side where the convex portion 30 of the conductor pin 14 is provided. When the projecting portion 14α from the main surface (one main surface 12A) is bent from the base and tilted toward the convex portion 30, the projecting portion 14α abuts on the convex portion 30, and at least the side surface 15 of the projecting portion 14α. A part of the protruding portion 14α is opened without facing the side surface 32 of the convex portion 30 over the entire length direction of the protruding portion 14α. The ceramic body 12 is mainly composed of alumina (Al 2 O 3 ), for example, and the content ratio of alumina is, for example, 90% by mass or more.

フィードスルー10は、例えば後述するハートペーサー1に備えて用いられる。導体ピン14は例えば白金(Pt)を主成分とし、直径は約0.5mmである。本発明の導体ピンの材質は特に限定されないが、フィードスルーをハートペーサーに用いる場合は、導体ピンはTi、Nb、Ta、Mo、Ir、Pのいずれかを主成分とする金属からなることが好ましい。これらの金属は生体適合性が高いことが知られている。なお、生体適合性が高いとは、体の細胞組織および血液に触れても、体の免疫反応、特に血栓形成および繊維化細胞組織による電極のカプセル化が少ないことをいう。   The feedthrough 10 is used in preparation for the heart pacer 1 described later, for example. The conductor pin 14 is mainly composed of platinum (Pt), for example, and has a diameter of about 0.5 mm. The material of the conductor pin of the present invention is not particularly limited. However, when the feedthrough is used for a heart pacer, the conductor pin may be made of a metal whose main component is Ti, Nb, Ta, Mo, Ir, or P. preferable. These metals are known to have high biocompatibility. Note that high biocompatibility means that the body's immune reaction, particularly thrombus formation and the encapsulation of the electrode by fibrotic cell tissue, is small even when it is in contact with the body's cellular tissue and blood.

生体適合性が高い白金(Pt)を主成分とし、かつ直径が0.5mmと小さい導体ピン14は比較的軟らかく、他の部材が当接することで変形し易い。凸部30は、突出部分14αに対向する、凸部30が設けられた主面(一方主面12A)に垂直な凸部側面32を有する。このようなフィードスルー10では、凸部30が設けられた側の主面(一方主面12A)からの突出部分の突出高さH(図1(a)参照)は、貫通孔12aの開口から凸部側面32までの一方主面12Aに沿った距離D(図1(a)および(b)参照)よりも大きい。このためフィードスルー10では、一方主面12Aからの突出部分14αを、根元から折り曲げて凸部30に向けて倒した際に、突出部分14αが凸部30に当接する。すなわち、突出部分14αが変形して根元から倒れるように折れ曲がった場合も、凸部30によって支えられることで倒れこみの程度が少なくされている。貫通孔12aの開口は一方向(図中の矢印Xで示す方向)に沿って複数配列されており、凸部側面32はこの一方向に沿って長い長方形状である。   The conductor pin 14 having platinum (Pt) having a high biocompatibility as a main component and a diameter as small as 0.5 mm is relatively soft and easily deforms when other members come into contact therewith. The convex portion 30 has a convex side surface 32 that faces the protruding portion 14α and is perpendicular to the main surface (one main surface 12A) on which the convex portion 30 is provided. In such a feedthrough 10, the protruding height H (see FIG. 1A) of the protruding portion from the main surface (one main surface 12A) on the side where the convex portion 30 is provided is from the opening of the through hole 12a. It is larger than the distance D (see FIGS. 1A and 1B) along the one main surface 12A to the convex side surface 32. For this reason, in the feedthrough 10, when the protruding portion 14α from the one main surface 12A is bent from the root and tilted toward the convex portion 30, the protruding portion 14α contacts the convex portion 30. That is, even when the protruding portion 14α is deformed and bent so as to fall from the root, the degree of the falling is reduced by being supported by the convex portion 30. A plurality of openings of the through holes 12a are arranged along one direction (direction indicated by an arrow X in the drawing), and the convex side surface 32 has a long rectangular shape along this one direction.

またフィードスルー10では、突出部分14αの側面15の少なくとも一部は、突出部分14αの長さ方向の全体にわたって、凸部30の側面32に対向せずに開放されている。フィードスルー10では、この開放している部分から、後述するリード線52等の他の部材を突出部分14αの側面15に当接させることができる。フィードスルー10では、この当接したリード線52によって突出部分14αが根元から倒れた場合でも、突出部分14αは凸部側面32に当接してこの凸部側面32に支えることで、突出部分14αが必要以上に倒れてしまうことを抑制している。   Further, in the feedthrough 10, at least a part of the side surface 15 of the protruding portion 14α is open without facing the side surface 32 of the convex portion 30 over the entire length direction of the protruding portion 14α. In the feedthrough 10, other members such as a lead wire 52 to be described later can be brought into contact with the side surface 15 of the protruding portion 14α from this open portion. In the feedthrough 10, even when the projecting portion 14α falls from the base by the abutted lead wire 52, the projecting portion 14α comes into contact with the projecting side surface 32 and is supported by the projecting side surface 32. Suppresses falling more than necessary.

フィードスルー10は、例えば以下に示す方法で作製することができる。 まず、例え
ばアルミナを主成分とするセラミック体12を準備する。セラミック体12には、上面から下面に向かって貫通する複数の貫通孔12aと凸部30が設けられている。なお、セラミック体12は、アルミナ粉末をプレス成型した後焼成する、公知の手法によって作製することができる。なお、セラミック体の材質についてはアルミナであることに限定されないが、生体適合性を考慮すると、アルミナ、チタン酸バリウム、ジルコニア、チッカ珪素、等が好ましい。
The feedthrough 10 can be produced by the following method, for example. First, for example, a ceramic body 12 mainly composed of alumina is prepared. The ceramic body 12 is provided with a plurality of through holes 12a and convex portions 30 that penetrate from the upper surface toward the lower surface. The ceramic body 12 can be produced by a known method in which alumina powder is press-molded and then fired. The material of the ceramic body is not limited to alumina, but in view of biocompatibility, alumina, barium titanate, zirconia, ticker silicon, and the like are preferable.

次に、この貫通孔12aの内面に例えばAuを主成分とし、PtおよびTiが含有されたメタライズ層を形成する。貫通孔12a内面のメタライズ層は、スパッタリングやペースト法など公知の手法を用いて形成すればよい。次に、メタライズ層が内面に被着された貫通孔12aに導体ピン14を挿通し、貫通孔12aと導体ピン14との間隙の開口部分を塞ぐように、Auを主成分とするリング状のAuロウ部材を配置し、全体を急速加熱炉内に配置する。この状態で全体を急速加熱炉に配置し、全体を短時間で昇温させた後に冷却し、セラミック体2と導体ピン14とをAuを主成分とする接合体22を介して接合する。急速加熱炉としては例えば、赤外線加熱体と、この赤外線加熱体から放射される熱エネルギー(赤外線)を局所的に集光させる反射鏡とが組み合わされた赤外線加熱装置や、誘導加熱炉を用いた加熱装置等がある。本実施形態では例えば赤外線急速加熱装置を用い、1分〜5分間で1100℃まで昇温させた後、1100℃で10sec維持し、882℃までは約10秒〜1分程度、200℃までは約15分程度の時間をかけて自然冷却させた後、全体を赤外線急速加熱装置から取り出す。リング状部材を構成するAuロウ部材の融点は1060℃程度であり、この加熱処理で溶融して、導体ピン14と貫通孔12aとの間隙全体に濡れ広がった後、降温とともに固化して接合部22が形成される。フィードスルー10は、例えばこのようにして作製することができる。   Next, a metallized layer containing, for example, Au as a main component and containing Pt and Ti is formed on the inner surface of the through hole 12a. The metallized layer on the inner surface of the through hole 12a may be formed using a known method such as sputtering or a paste method. Next, the conductor pin 14 is inserted into the through-hole 12a with the metallized layer attached to the inner surface, and a ring-shaped structure containing Au as a main component so as to close the opening of the gap between the through-hole 12a and the conductor pin 14. An Au brazing member is placed and the whole is placed in a rapid heating furnace. In this state, the whole is placed in a rapid heating furnace, the whole is heated in a short time and then cooled, and the ceramic body 2 and the conductor pin 14 are joined via a joined body 22 containing Au as a main component. As the rapid heating furnace, for example, an infrared heating apparatus in which an infrared heating body and a reflecting mirror that locally collects thermal energy (infrared rays) radiated from the infrared heating body or an induction heating furnace is used. There are heating devices. In this embodiment, for example, using an infrared rapid heating apparatus, the temperature is raised to 1100 ° C. in 1 minute to 5 minutes, then maintained at 1100 ° C. for 10 seconds, up to 882 ° C. for about 10 seconds to 1 minute, and up to 200 ° C. After naturally cooling for about 15 minutes, the whole is taken out from the infrared rapid heating apparatus. The melting point of the Au brazing member constituting the ring-shaped member is about 1060 ° C., and is melted by this heat treatment, wets and spreads over the entire gap between the conductor pin 14 and the through hole 12a, and then solidifies as the temperature lowers. 22 is formed. The feedthrough 10 can be produced in this way, for example.

図2は、図1に示すフィードスルー10を備えて構成されたハートペーサー1の概略断面図である。ハートペーサー1は、内部にバッテリ42、回路基板44、EMIフィルタ46、等を内蔵し、上側壁面にフィードスルー10が固定された下部ケース40と、フィードスルー10の導体ピン14と接続したリード線52が内部を通過するとともに、フィードスルー10の他の導体ピン14と接続したアンテナ54とが内部に配された上部ケース50とが組み合わされた構成となっている。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the heart pacer 1 configured with the feedthrough 10 shown in FIG. The heart pacer 1 includes a battery 42, a circuit board 44, an EMI filter 46, and the like inside, a lower case 40 in which the feedthrough 10 is fixed to the upper wall surface, and lead wires connected to the conductor pins 14 of the feedthrough 10. 52 is configured to be combined with an upper case 50 in which an antenna 54 connected to another conductor pin 14 of the feedthrough 10 is disposed.

下部ケース40は例えばTiからなり、フィードスルー10に接合されたハウジング18と下部ケース40とが接合されて、下部ケース40にフィードスルー10が固定されている。下部ケース40内には例えばLiイオンバッテリからなるバッテリ42と、このバッテリ42と接続されて所定の電気信号を発生する回路基板44と、例えばテレビの送信機、携帯電話、電波塔などからの電磁波等に起因するEMIを除去するためのEMIフィルタ46等が内蔵されている。これらバッテリ42、回路基板44、およびEMIフィルタ46は、下部ケース40およびフィードスルー10によって、血液等の体液と分離されている。   The lower case 40 is made of, for example, Ti, and the housing 18 joined to the feedthrough 10 and the lower case 40 are joined, and the feedthrough 10 is fixed to the lower case 40. In the lower case 40, a battery 42 made of, for example, a Li-ion battery, a circuit board 44 that is connected to the battery 42 and generates a predetermined electric signal, and electromagnetic waves from, for example, a television transmitter, a mobile phone, a radio tower, etc. An EMI filter 46 and the like for removing EMI caused by the above are incorporated. The battery 42, the circuit board 44, and the EMI filter 46 are separated from body fluids such as blood by the lower case 40 and the feedthrough 10.

フィードスルー10では、セラミック体12の貫通孔12aに導体ピン14が挿通されており、導体ピン14を介して下部ケース40内部の回路基板44と、上部ケース50を通過するリード線52とが物理的および電気的に接続されている。リード線52は、人体の心臓の所定位置に電気的に接続されており、回路基板44から発せられて導体ピン14を介して供給された電気信号を、人体の心臓の所定位置まで導く。上部ケース50には、アンテナ54も配置されており、このアンテナ54も、フィードスルー10の導体ピン14を介して、下部ケース40内の回路基板44と接続されている。   In the feedthrough 10, the conductor pin 14 is inserted into the through hole 12 a of the ceramic body 12, and the circuit board 44 inside the lower case 40 and the lead wire 52 passing through the upper case 50 are physically connected via the conductor pin 14. Connected electrically and electrically. The lead wire 52 is electrically connected to a predetermined position of the human heart, and guides an electric signal emitted from the circuit board 44 and supplied via the conductor pin 14 to the predetermined position of the human heart. An antenna 54 is also disposed in the upper case 50, and this antenna 54 is also connected to the circuit board 44 in the lower case 40 via the conductor pins 14 of the feedthrough 10.

アンテナ54は、ハートペーサー1の動作状態を表すデータ、ハートペーサー1の動作条件を調整するためのデータ、ハートペーサー30を装着している人体の現在の健康状態を表すデータなど、種々のデータを外部の通信装置とやり取りする。アンテナ54も、フィードスルー10の導体ピン14を介して、下部ケース40内の回路基板44と接続されており、回路基板44からの信号を発信するとともに、外部の通信装置から送られた信号を受信して回路基板44に送る。アンテナ54は、例えばセラミック基板62の表面に導体パターン64が配されて構成されている。フィードスルー10は、生体適合性の高い金属材料のみで構成されており、人体に配置した場合であっても、人体に対する安全性は比較的高い。   The antenna 54 receives various data such as data representing the operating state of the heart pacer 1, data for adjusting the operating condition of the heart pacer 1, and data representing the current health state of the human body wearing the heart pacer 30. Interact with external communication devices. The antenna 54 is also connected to the circuit board 44 in the lower case 40 via the conductor pin 14 of the feedthrough 10, and transmits a signal from the circuit board 44 and also transmits a signal sent from an external communication device. Receive and send to circuit board 44. The antenna 54 is configured, for example, by arranging a conductor pattern 64 on the surface of a ceramic substrate 62. The feedthrough 10 is composed only of a metal material having high biocompatibility, and safety to the human body is relatively high even when the feedthrough 10 is disposed on the human body.

フィードスルー10は導体ピン14が例えばリード線52等の他の導電性部材と接合されて用いられる。導体ピン14とリード線52との接合には、レーザー溶接やロウ付けの技術を用いることができるが、いずれの接合方法を用いた場合でも、例えばリード線52等の他の部材を導体ピン14に直接当接させる必要がある。   The feedthrough 10 is used with the conductor pins 14 joined to another conductive member such as a lead wire 52, for example. Laser welding or brazing technology can be used for joining the conductor pin 14 and the lead wire 52. However, any member such as the lead wire 52 is connected to the conductor pin 14 by any joining method. It is necessary to make it contact directly.

図3は、リード線52をフィードスルー10の導体ピン14に接合している状態を示す断面図である。導体ピン14は比較的軟らかい白金(Pt)を主成分とし、さらに直径が0.5mmと細く、非常に軟らかいので、リード線52を導体ピン14と接合するためにリード線52を導体ピン14に当接させただけで、リード線52が容易に折れ曲がって変形し易い。フィードスルー10では、一方主面12Aからの突出部分14αを、根元から折り曲げて凸部30に向けて倒した際に、突出部分14αが凸部30に当接する。すなわ
ち、突出部分14αが変形して根元から倒れるように折れ曲がった場合も、凸部30によって支えられることで倒れこみの程度が少なくされている。例えば凸部30が存在せずに突出部分14αが根元から大きく倒れ込んでしまった場合など、レーザー溶接やロウ付けによる、突出部分14αと他の部材(リード線52等)との接合を行い難いが、凸部30を有するフィードスルー10では、この凸部30によって突出部分14αの倒れこみの程度が抑制されているので、レーザー溶接やロウ付けにより、突出部分14αと他の部材(リード線52等)とを容易に接合することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which the lead wire 52 is joined to the conductor pin 14 of the feedthrough 10. The conductor pin 14 is composed of relatively soft platinum (Pt) as a main component, and has a diameter as thin as 0.5 mm and is very soft. Therefore, the lead wire 52 is connected to the conductor pin 14 in order to join the lead wire 52 to the conductor pin 14. The lead wire 52 is easily bent and deformed only by the contact. In the feedthrough 10, when the protruding portion 14α from the one main surface 12A is bent from the root and tilted toward the convex portion 30, the protruding portion 14α contacts the convex portion 30. That is, even when the protruding portion 14α is deformed and bent so as to fall from the root, the degree of the falling is reduced by being supported by the convex portion 30. For example, it is difficult to join the protruding portion 14α and another member (such as the lead wire 52) by laser welding or brazing, for example, when the protruding portion 14α is greatly collapsed from the base without the convex portion 30 being present. In the feedthrough 10 having the convex portion 30, the degree of the collapse of the protruding portion 14 α is suppressed by the convex portion 30, so that the protruding portion 14 α and other members (lead wire 52, etc.) are formed by laser welding or brazing. ) Can be easily joined.

また、フィードスルー10では、突出部分14αの側面15の少なくとも一部は、突出部分14αの長さ方向の全体にわたって、凸部30の側面32に対向せずに開放されている。フィードスルー10では、この開放している部分から、後述するリード線52等の他の部材を突出部分14αの側面15に当接させたり、例えばレーザー溶接のために用いるレーザー溶接機のレーザー照射ヘッド60(図3参照)を突出部分14αに近づけたり、レーザー溶接のためにレーザー照射ヘッド60から発射したレーザー光Lを、突出部分14αとリード線52とに照射することができる。フィードスルー10では、レーザー溶接やロウ付けにより、突出部分14αと他の部材(リード線52等)とをより容易に接合することができる。本実施形態のフィードスルー10は、リード線52等の他の部材を導体ピン14に接合する際の作業性を高くすることができるので、フィードスルー10を用いた例えばハートペーサー1等の製造効率を高くし、ハートペーサー1の製造コストを抑制することができる。また、リード線52を導体ピン14と接合した状態でも、比較的軟らかい導体ピン14の変形が抑制されるので、隣り合う導体ピン14同士の接触等がより確実に抑制され、ハートペーサー1をより安定して動作させることができる。   Further, in the feedthrough 10, at least a part of the side surface 15 of the protruding portion 14α is opened without facing the side surface 32 of the convex portion 30 over the entire length direction of the protruding portion 14α. In the feedthrough 10, another member such as a lead wire 52 to be described later is brought into contact with the side surface 15 of the protruding portion 14 α from the open portion, or for example, a laser irradiation head of a laser welding machine used for laser welding. 60 (see FIG. 3) can be brought close to the protruding portion 14α, or laser light L emitted from the laser irradiation head 60 for laser welding can be irradiated to the protruding portion 14α and the lead wire 52. In the feedthrough 10, the protruding portion 14α and other members (such as the lead wire 52) can be more easily joined by laser welding or brazing. The feedthrough 10 of the present embodiment can improve the workability when other members such as the lead wire 52 are joined to the conductor pin 14, so that the manufacturing efficiency of the heart pacer 1 using the feedthrough 10 is improved. The manufacturing cost of the heart pacer 1 can be suppressed. In addition, even when the lead wire 52 is joined to the conductor pin 14, deformation of the relatively soft conductor pin 14 is suppressed, so that contact between adjacent conductor pins 14 is more reliably suppressed, and the heart pacer 1 can be made more reliable. It can be operated stably.

フィードスルー10では、導体ピン14の突出部分14αを根元から折り曲げて凸部30に向けて倒して突出部分14αを凸部30に当接させた際、貫通孔12の中心軸C(図3参照)に対する突出部分14αの傾斜角度θが30°未満である。傾斜角度θとは、突出部分14αの、一方主面12Aに平行な方向に沿って中心軸Cから最も離れた点P1と、一方主面12Aを含む仮想平面と中心軸Cとの交点P2とを通る仮想直線Iと、中心軸Cとのなす角度をいう。この傾斜角度θは少ないほど、突出部分14αとリード線52等の他の部材との接合時の作業性は高い。この傾斜角度θは45°未満であることが好ましく、30°未満であることがより好ましい。   In the feedthrough 10, when the protruding portion 14α of the conductor pin 14 is bent from the base and tilted toward the convex portion 30 to bring the protruding portion 14α into contact with the convex portion 30, the central axis C of the through hole 12 (see FIG. 3). ) Is an inclination angle θ of less than 30 °. The inclination angle θ is a point P1 of the protruding portion 14α that is farthest from the central axis C along a direction parallel to the one main surface 12A, and an intersection P2 between the virtual plane including the one main surface 12A and the central axis C. Is an angle formed by a virtual straight line I passing through and the central axis C. The smaller the inclination angle θ, the higher the workability at the time of joining the protruding portion 14α and another member such as the lead wire 52. The inclination angle θ is preferably less than 45 °, and more preferably less than 30 °.

図4は、本発明のフィードスルーの他の実施形態(第2の実施形態)であるフィードスルー70について説明する図であり、(a)はフィードスルー70の概略断面図、(b)はフィードスルー70の概略上面図である。フィードスルー70では、突出部分14αの側面15の一部は、突出部分14αの長さ方向の全体にわたって凸部側面32に対向し、突出部分14αの側面15の残りの部分が突出部分14の長さ方向の全体にわたって開放されている。フィードスルー70は、より詳しくは、図4(b)に示す上面視にて、1つの導体ピン14の突出部分14αに対向する凸部側面32は曲がっており、この凸部側面32の一方端32aおよび他方端32bが、一方主面12Aの周縁線12Xまで連続している。すなわち、凸部側面32が1つの突出部分14αを囲い込むように曲がって形成されるとともに、突出部分14αの側面15の一部は開放されている。この第2の実施形態では、複数の導体ピン14が配置されているが、全ての導体ピン14の突出部分14αの1つ1つに対して、囲い込むように曲がった凸部側面32が配置されている。この第2の実施形態では、複数の導体ピン14の突出部分14αの1つ1つが、他の導体ピン14の方向により倒れこみ難くなっており、隣り合う導体ピン14同士の接触等がより確実に抑制され、ハートペーサー1をより安定して動作させることができる。また第2の実施形態でも、リード線52等の他の部材を導体ピン14に接合する際の作業性を高くすることができ、フィードスルー10を用いた例えばハートペーサー1等の製造効率が高く、ハートペーサー1の製造コストも抑制することができる。   4A and 4B are diagrams for explaining a feedthrough 70 according to another embodiment (second embodiment) of the present invention, wherein FIG. 4A is a schematic sectional view of the feedthrough 70 and FIG. 4B is a feed. 3 is a schematic top view of a through 70. FIG. In the feedthrough 70, a part of the side surface 15 of the projecting portion 14α faces the projecting side surface 32 over the entire length of the projecting portion 14α, and the remaining portion of the side surface 15 of the projecting portion 14α is the length of the projecting portion 14. It is open over the entire length. More specifically, in the feedthrough 70, the convex side surface 32 facing the protruding portion 14 α of one conductor pin 14 is bent in a top view shown in FIG. 4B, and one end of the convex side surface 32 is bent. 32a and the other end 32b continue to the peripheral line 12X of the one main surface 12A. That is, the convex side surface 32 is bent so as to surround one protruding portion 14α, and a part of the side surface 15 of the protruding portion 14α is open. In the second embodiment, a plurality of conductor pins 14 are arranged, but convex side surfaces 32 that are bent so as to surround each of the protruding portions 14α of all the conductor pins 14 are arranged. Has been. In the second embodiment, each of the protruding portions 14α of the plurality of conductor pins 14 is less likely to fall down in the direction of the other conductor pins 14, and the contact between adjacent conductor pins 14 is more reliable. The heart pacer 1 can be operated more stably. Also in the second embodiment, workability at the time of joining other members such as the lead wire 52 to the conductor pin 14 can be improved, and the manufacturing efficiency of, for example, the heart pacer 1 using the feedthrough 10 is high. The manufacturing cost of the heart pacer 1 can also be suppressed.

以上、本発明のフィードスルーについて説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。   Although the feedthrough of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

1 ハートペーサー
10、70、100 フィードスルー
12 セラミック体
12a 貫通孔
14 導体ピン
14α 突出部分
15 側面
18 ハウジング
22 メタライズ層
24 金属ロウ
30 凸部
32 凸部側面
40 下部ケース
42 バッテリ
44 回路基板
46 EMIフィルタ
52 リード線
54 アンテナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heart pacer 10, 70, 100 Feed through 12 Ceramic body 12a Through-hole 14 Conductor pin 14 (alpha) Protruding part 15 Side surface 18 Housing 22 Metallized layer 24 Metal brazing 30 Convex part 32 Convex side surface 40 Lower case 42 Battery 44 Circuit board 46 EMI filter 52 Lead wire 54 Antenna

Claims (10)

一方主面と他方主面とを備え、前記一方主面と前記他方主面との双方に開口を有する貫通孔を備えたセラミック体と、
前記貫通孔に挿通されて前記一方主面および前記他方主面の双方から一部が突出した、金属からなる導体ピンと、
前記貫通孔の内面の少なくとも一部と前記導体ピンとの間隙に配置されて前記セラミック体と前記導体ピンとを接合する接合体とを備えたフィードスルーであって、
前記セラミック体は、前記一方主面および前記他方主面の少なくともいずれか一方に凸部を有し、
前記導体ピンの前記凸部が設けられた側の主面からの突出部分を、根元から折り曲げて前記凸部に向けて倒した場合に、前記突出部分が前記凸部に当接するとともに、
前記突出部分の側面の少なくとも一部は、前記突出部分の長さ方向の全体にわたって、前記凸部の側面に対向せずに開放されていることを特徴とするフィードスルー。
A ceramic body provided with one main surface and the other main surface, and provided with a through hole having an opening in both the one main surface and the other main surface;
A conductor pin made of metal that is inserted through the through-hole and partially protrudes from both the one main surface and the other main surface;
A feedthrough including a joined body that is disposed in a gap between at least a part of the inner surface of the through hole and the conductor pin and joins the ceramic body and the conductor pin;
The ceramic body has a convex portion on at least one of the one main surface and the other main surface,
When the protruding part from the main surface on the side where the convex part of the conductor pin is provided is bent from the base and tilted toward the convex part, the protruding part abuts on the convex part,
At least a part of the side surface of the projecting portion is open without facing the side surface of the projecting portion over the entire length of the projecting portion.
前記凸部は、前記突出部分に対向する、前記凸が設けられた前記主面に垂直な凸部側面を有することを特徴とする請求項1に記載のフィードスルー。   2. The feedthrough according to claim 1, wherein the convex portion has a convex portion side surface that faces the protruding portion and is perpendicular to the main surface on which the convex portion is provided. 前記凸部が設けられた側の前記主面からの前記突出部分の突出高さは、前記貫通孔の前記開口から前記凸部側面までの前記主面に沿った距離よりも大きいことを特徴とする請求項2記載のフィードスルー。   The protruding height of the protruding portion from the main surface on the side where the convex portion is provided is greater than the distance along the main surface from the opening of the through hole to the side surface of the convex portion. The feedthrough according to claim 2. 前記導体ピンの前記突出部分を根元から折り曲げて前記凸部に向けて倒して前記突出部分を前記凸部に当接させた際、前記貫通孔の中心軸に対する前記突出部分の傾斜角度が45°未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のフィードスルー。   When the protruding portion of the conductor pin is bent from the base and tilted toward the convex portion to bring the protruding portion into contact with the convex portion, the inclination angle of the protruding portion with respect to the central axis of the through hole is 45 °. The feedthrough according to any one of claims 1 to 3, wherein the feedthrough is less than. 前記突出部分の前記傾斜角度が30°未満であることを特徴とする請求項4記載のフィードスルー。   The feedthrough according to claim 4, wherein the inclination angle of the protruding portion is less than 30 °. 前記開口は一方向に沿って複数配列されており、
前記凸部側面は前記一方向に沿って長い長方形状であることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のフィードスルー。
A plurality of the openings are arranged along one direction,
The feedthrough according to any one of claims 2 to 5, wherein the side surface of the convex portion has a long rectangular shape along the one direction.
前記突出部分の側面の一部は、前記突出部分の長さ方向の全体にわたって前記凸部側面に対向し、前記突出部分の側面の残りの部分が前記突出部分の長さ方向の全体にわたって開放されていることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載のフィードスルー。   A part of the side surface of the protruding portion is opposed to the side surface of the protruding portion over the entire length of the protruding portion, and the remaining portion of the side surface of the protruding portion is opened over the entire length of the protruding portion. The feedthrough according to claim 2, wherein the feedthrough is provided. 1つの前記導体ピンの前記突出部分に対向する前記凸部側面は曲がっており、一方端および他方端が前記主面の周縁線まで連続していることを特徴とする請求項7記載のフィードスルー。   The feedthrough according to claim 7, wherein the side surface of the convex portion facing the protruding portion of one of the conductor pins is bent, and one end and the other end are continuous to a peripheral line of the main surface. . 前記導体ピンはTi、Nb、Ta、Mo、Ir、Ptのいずれかを主成分とする金属からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のフィードスルー。   The feedthrough according to any one of claims 1 to 8, wherein the conductor pin is made of a metal mainly containing any one of Ti, Nb, Ta, Mo, Ir, and Pt. 前記導体ピンの径が0.5mm以下であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のフィードスルー。   The feedthrough according to any one of claims 1 to 9, wherein a diameter of the conductor pin is 0.5 mm or less.
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