JP2019149543A - 特に医療インプラント用の抵抗器 - Google Patents

Abstract

【課題】制御された開始状態へ戻るため、充電されたコンデンサを短期間内に放電できなければならない、特に医療インプラント用に必要な、比較的容易に製造できる抵抗器であって、しかも該抵抗器の接続要素が溶接またはハンダ付けにより連結可能な抵抗器を提供する。【解決手段】キャリア層（３）へ塗布される抵抗導電体（２）と、抵抗導電体（２）に電気伝導的に接続されている２つの接続要素（４）とを有する抵抗器（１）であって、２つの接続要素（４）は、抵抗器（１）へ電気的に接触させるため、各々電気接点に溶接またはハンダ付けされるように構成されている。抵抗導電体（２）は、各接続要素（４）用に、対応する接続要素に重なり合う領域（金属構造体２０）を有しており、その領域は、対応する接続要素（４）に電気伝導的に接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、特に医療インプラントの構成要素として使用される抵抗器に関する。

この種類のインプラントは、例えば、植込み型除細動器である。この種の除細動器は、制御された開始状態へ戻るため、充電されたコンデンサを短期間内に放電できなければならない。斯かる目的に必要な抵抗器は、短期間内に高エネルギを吸収しなければならない。抵抗器は除細動器の最終アセンブリ中に挿入されるので、電気的要求事項および機械的要求事項を満足させるため、特にレーザー溶接により、一体結合的に抵抗器を連結できなければならない。

従来技術においては、斯かる目的のため、比較的複雑なプロセス工程が提供されている。この場合、抵抗器はまず基本材料からエッチングされ、ニッケルおよび金により電気的に局所に金属化される。斯かる金属化により、接続帯が抵抗溶接により接続される。次に、溶接線が蓋フィルムにより絶縁される。

更に、（特許文献１）が層構造を有するＩＣを開示しており、その文献では、電気および機械接続用の接続要素が後で取り付けられる。

米国特許第９２６５１７０号明細書

本発明の目的は、上記に基づいて、比較的容易に製造できる抵抗器であって、しかも該抵抗器の接続要素が溶接またはハンダ付けにより連結可能な抵抗器を提供することである。

斯かる目的は、請求項１の特徴を有する抵抗器によって達成される。

本発明が取り組む対象は、請求項１２の特徴を有する、斯かるタイプの抵抗器を製造する方法により達成される。

本発明の種々の態様の好ましい実施形態が対応する従属請求項で特定されており、更に以下の明細書で記載されている。

請求項１によれば、以下を有する抵抗器が開示される。
・キャリア層へ塗布される抵抗導電体、および
・抵抗導電体に電気伝導的に接続されている２つの接続要素。

本明細書においては、本発明に従って、２つの接続要素は、抵抗器へ電気的に接触させるため、各々電気接点に溶接またはハンダ付けされるように構成されており、抵抗導電体は、各接続要素用に、対応する接続要素に重なり合う領域を有しており、その領域は対応する接続要素に電気伝導的に接続されている。

本発明の１つの実施形態に従う抵抗導電体は、キャリア層のコーティングとして形成できる。特に、抵抗導電体は、電気伝導的な物質または素材を用いて、キャリア層をスパッタ蒸着または蒸着することにより形成できる。

本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体はキャリア層の第一側に配置され、金属層はキャリア層の反対側に配置されており、その場合、金属層はジュール熱を吸収するためのヒートシンクを形成する。金属層はキャリア層の第二側に直接塗布されてもよいし、接着層を通して一体結合的にそれに接続されていてもよい。キャリア層は例えば膜である。キャリア層は例えばプラスチック、ポリマー、またはポリアミドであってもよく、斯かる種類の物質を有するものであってもよい。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、接続要素はキャリア層の第一側に配置されていてもよく、あるいは一体結合的にそれに接続されていてもよい。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、接続要素は金属層の一部を形成する、および／または接続要素はキャリ層の第二側に配置されている。接続要素は、例えば接着層を通してキャリア層の第二側に接続されていてもよい。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体の種々の領域は各々メッキされた貫通孔を形成し、上記領域の各々はキャリア層の貫通開口部を通して延びており、対応する接続要素を電気伝導的に接続している。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、金属層が、局所抵抗削減のため、抵抗導電体の領域の各々に塗布されており、各領域は、対応する金属領域と対応する接続領域との間に配置される。各金属層は銅で構成されている、あるいは銅を有している。各金属層は、対応する領域に導電性の素材（例えば、銅）を堆積させることにより形成してもよい。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、金属層またはヒートシンクは、以下の物質、すなわち銅、銅／ニッケルから成る合金、ニッケル、ニオビウム、タンタル、高級鋼、銅／ニッケル／マンガンから成る合金、５５重量％の銅／４４重量％のニッケル／１重量％のマンガンから成る合金のうちの１つを有する、あるいはそれらのうちの１つで構成される。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体の２つの領域は、抵抗導電体の蛇行部分を通して（例えば、各々、一体的に、あるいはワンピースで）互いに接続されている。

本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体は、以下の物質、すなわちチタン、金、銅、ニッケル、パラジウム、ニオビウム、およびクロムのうちの１つから成る、あるいはそれらの物質の１つを有する。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、抵抗器は第一および第二絶縁層を有しており、第一絶縁層は、接着層を通してキャリア層の第一側に接続されており、または接着的に結合されており、同時に抵抗導電体を覆っており、第二絶縁層は、接着層を通してキャリア層および／または金属層の第二側に接続されており、または接着的に結合されており、その場合、第二絶縁層は（接続要素の部分以外の）ヒートシンクを覆っている。特に、２つの絶縁層は各々抵抗器の最外層を形成する。

更に、本発明による抵抗器の１つの実施形態に従えば、接続要素は２つの絶縁層の間の抵抗器から突出しており、従って、上記接続要素の各々は更なる構成要素または接点に溶接またはハンダ付けができる。

更なる態様において、本発明は、本発明の抵抗器を有する植込み型除細動器に関する。

本発明の更なる態様によれば、請求項１２の特色を有する方法が開示され、当該方法は、以下の工程、すなわち、
・キャリア層を金属層へ接続する工程であって、金属層は抵抗器および抵抗器の２つの接続要素のヒートシンクを形成する工程と、
・接続要素の各々用に個別の貫通開口部を形成する工程であって、貫通開口部の各々は対応する接続要素に関連付けられ、関連付けられた接続要素の方向へ延びている工程と、
・抵抗導電体を形成するために、キャリア層の第一側へ電気的に導電性のある素材を塗布する工程であって、抵抗導電体は、対応する貫通開口部を通して対応する接続要素の方向へ延び、それに電気伝導的に接触しており、電気伝導的な接続は、抵抗導電体と２つの接続要素との間で生成されるものである工程とを含む。

本発明の方法の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体を形成するための電気伝導性の素材は、その素材によってキャリア層をコーティングすることにより、キャリア層へ塗布される。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体を形成するための電気伝導性の素材は、その素材のスパッタ蒸着によりキャリア層へ塗布される。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、抵抗導電体を形成するための電気伝導性の素材は、その素材のキャリア層への蒸着によりキャリア層へ塗布される。

抵抗導電体の電気伝導性のある素材は、以下の物質、すなわちチタン、金、銅、ニッケル、パラジウム、ニオビウム、およびクロム（上述も参照）のうちの１つであってもよい、あるいは素材はそれらの物質のうちの１つを含んでいてもよい。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、キャリア層は、以下の物質、すなわちプラスチック、ポリマー、ポリアミドのうちの１つであってもよい、あるいはそれらの物質の１つで構成されていてもよい。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、金属層は、以下の物質（上述も参照）、すなわち銅、銅／ニッケルから成る合金、ニッケル、ニオビウム、タンタル、高級鋼、銅／ニッケル／マンガンから成る合金、５５重量％の銅／４４重量％のニッケル／１重量％のマンガンから成る合金（この合金はコンスタンタンとも呼ばれる）のうちの１つを有する、あるいはそれらのうちの１つで構成される。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、金属層は、キャリア層または膜に接着的に結合されるシートとして形成される。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、抵抗削減のため、金属層が、抵抗導電体の各領域（各貫通開口部内を対応する接続要素まで延び、それに電気的に接触している）に塗布される。各金属層は、問題の領域に導電性の素材（特に銅などの金属）を堆積させることにより形成してもよい。

更に、本発明の方法の１つの実施形態に従えば、第一絶縁層がキャリア層の第一側に接着的に結合され、従って抵抗導電体は覆われており、第二絶縁層がキャリア層の第二側および／または金属層へ接着的に結合され、従って（終始要素の部分以外の）金属層は覆われている。

上述の発明において、抵抗領域または抵抗導電体は、有利なことに、溶接領域または接続要素に直接接続されている。複数の抵抗器が同時に／平行して製造できる。加えて、基本素材および接続帯から成る混合接続が省かれているので、高価なニッケル／金電解堆積並びに複雑な溶接プロセスが不要となる。従って、追加の絶縁層および対応する絶縁試験も不要となる。

更に、本発明は、有利なことに、抵抗導電体として種々の物質または金属（チタン、金、銅、ニッケル、パラジウム、白金、ニオビウムなど）の使用を可能とする。温度の上昇に伴って電気抵抗を高める代替素材の使用は、有利なことに、除細動器のコンデンサ放電中に、抵抗導電体内の適応電流制限を確実なものとする。電流制限は、更なる温度上昇に対して好ましい効果をもたらし、従って抵抗導電体および周囲の素材の安定性にも好ましい効果をもたらす。

以下に、本発明の特徴および実施形態が図面を参照して説明される。

図１は、本発明による抵抗器の１実施形態における概略断面図を示す。 図２は、本発明による抵抗器の更なる実施形態における斜視図を示す。 図３は、図２に示される抵抗器の概略断面図を示す。

図１は、特に植込み型除細動器に使用される、本発明による抵抗器の概略断面図を示す。

抵抗器１は、キャリア層３上に取り付けられた抵抗導電体２と、抵抗導電体２に電気伝導的に接続された２つの接続要素４とを有する。本発明によれば、２つの接続要素は、抵抗器１に電気的に接触させるため、電気接点に溶接（特にレーザー溶接）またはハンダ付けされるように各々構成されており、抵抗導電体２は、接続要素４の個別の１つと各々重なり合っている領域２０を有し、該領域は、対応する接続要素４に電気伝導的に各々接触している。図１では、断面図なので１つの接続要素４しか示されていない。第二の接続要素は図面平面に平行な平面内にあり、抵抗導電体２の領域が同様に重なり合っている。

抵抗導電体２を製造するため、例えば薄膜プロセスにより、チタン（Ｔｉ）をキャリア層３上に堆積させてもよい。チタン製抵抗導電体２は、銅構造体として各々形成される接続要素４と重なり合っているので、シームレスな転移が可能である。抵抗導電体２の代替素材は、例えば、金、銅、ニッケル、パラジウム、白金、ニオビウム、クロム、斯かる物質の組み合わせなどである。

各接続要素４は例えばレーザーにより１つの領域に露出可能なので、その領域は溶接接点または接続帯として使用できる。各要素４は、溶接接点をプリント回路基盤からシームレスに導くのを可能にする。

金属層（例えば、銅の層）の形態のヒートシンク５がキャリア層の第二側３ｂに提供されており、除細動器の電気パルス発生中に生成される熱を吸収するのに使用される。

最後の製造工程として、キャリア層３の両側３ａ、３ｂの金属構造体２、２０、４、および５に、絶縁層または上層６ａ、６ｂが絶縁のために提供されていてもよく、その場合、斯かる層は、各々対応する接着層７ａ、７ｂを通して一体結合的にキャリア層３に接続されている。その場合、接続要素４は被覆層６ａ、６ｂの間から突出している。

図２並びに図３は、本発明による抵抗器１の更なる実施形態を示している。斯かる変形の実施形態においては、上部膜３はコンスタンタン製の金属シート形態である金属層５に接着されているが、その上部膜はキャリア層３を形成している。金属層５の代替素材は、例えば、銅／ニッケル複合体、ニッケル、ニオビウム、タンタル、高級鋼などである。金属層５は一方でヒートシンクとして使用され、他方で溶接可能な接続要素４を形成する。抵抗導電体２と金属層５との間を接続させるため、各接続要素４用に個別の貫通開口部３０がキャリア層３に形成される（図３では、断面図なので１つの貫通開口部３０しか示されていない。もう一つの開口部は図面に平行な平面に配置されている）。次に、抵抗導電体２の素材（例えば、チタン）が（例えば、スパッタ蒸着または蒸着により）キャリア層３の第一側３ａに置かれると、貫通開口部３０へ各々突出した領域であって、露出状態の接続要素４または金属層５に接触する領域２０が同時に作製される。

本記載の１つの実施形態によれば、キャリア層３は２つ以上の貫通開口部３０を有しているが、その場合、追加の貫通開口部は、図３に示されている平面に平行な平面内に配置できる。追加の貫通開口部は、例えば図３の貫通開口部３０の横に互いに隣接して配置してもよい。本発明の１つの実施形態において、キャリア層３は互いに隣接した貫通開口部を有している。好ましい実施形態では、キャリア層３は全部で９つの貫通開口部を有している。

金属層２１（例えば、銅製）が、抵抗導電体２の各領域２０のチタン上に部分的に配置されてもよい。その結果、電気抵抗が局所的に減少し、金属層５またはヒートシンクによって熱が吸収された領域においてだけ、性能低下を生じさせることが可能となる。

最後の工程として、金属構造体２、２０、２１、４、および５に、絶縁層または被覆層６ａ、６ｂ（各々、接着層７ａ、７ｂを通して一体結合的にキャリア層３に接続されている）が、絶縁のため、キャリア層３の両側３ａ、３ｂに提供される。接続要素４は、上層６ａ、６ｂ間に突出している。

上述の実施形態において、抵抗導電体の層の厚さは２５０ｎｍと７５０ｎｍとの間、特に５００ｎｍであってよい。更に、キャリア層３の厚さは、各々、１０μｍと４０μｍとの間、特に２５μｍであってよい。更に、金属層５の厚さは、各々、３５μｍと１００μｍとの間であってよい。更に、各金属層２１の厚さは、１μｍと２０μｍとの間であってよい。更に、接続要素４の厚さは、各々、３５μｍと１００μｍとの間であってよい。更に、絶縁層６ａ、６ｂは、例えば、２５μｍの厚さを有していてもよい。最後に、接着層７ａ、７ｂの厚さは２５μｍと７５μｍとの間であってよい。個々の層の厚さに関する上述の値は本発明の例示的値である。それらの値から逸脱した値も可能である。

Claims (14)

1. 抵抗器（１）であって、
   キャリア層（３）へ塗布される抵抗導電体（２）と、
   前記抵抗導電体（２）に電気伝導的に接続されている２つの接続要素（４）とを有しており、
   前記２つの接続要素（４）は、各々電気接点に溶接またはハンダ付けされるように構成されており、前記抵抗導電体（２）は、各々の前記接続要素（４）用に、対応する接続要素に重なり合う領域（２０）を有しており、その領域は対応する前記接続要素（４）に電気伝導的に接続されているものである
   抵抗器。
2. 請求項１記載の抵抗器において、前記抵抗導電体（２）は前記キャリア層（３）の第一側（３ａ）に配置されており、金属層（５）は、前記第一側（３ａ）の反対側にある、前記キャリア層（３）の第二側（３ｂ）に配置され、ヒートシンクを形成するものである抵抗器。
3. 請求項１または２記載の抵抗器において、前記接続要素（４）は、前記キャリア層（３）の前記第一側（３ａ）に配置されているものである抵抗器。
4. 請求項２記載の抵抗器において、前記接続要素（４）は前記金属層（５）の一部を形成し、および／または前記接続要素（４）は、前記キャリア層（３）の前記第二側（３ｂ）に配置されているものである抵抗器。
5. 請求項１または４記載の抵抗器において、種々の領域（２０）の各々はメッキされた貫通孔を形成し、上記領域（２０）は、各々、前記キャリア層（３）内において貫通開口部（３０）を通して延びており、対応する前記接続要素（４）と電気伝導的に接続されているものである抵抗器。
6. 請求項５記載の抵抗器において、金属層（２１）が、局所抵抗削減のため、前記領域（２０）の各々に塗布されており、各領域（２０）は、対応する金属領域（２１）と対応する前記接続領域（４）との間に配置されるものである抵抗器。
7. 請求項２〜６のいずれか一項記載の抵抗器において、前記金属層（５、４）は、以下の物質、すなわち銅、銅／ニッケルから成る合金、ニッケル、ニオビウム、タンタル、高級鋼、銅／ニッケル／マンガンから成る合金、５５重量％の銅／４４重量％のニッケル／１重量％のマンガンから成る合金のうちの１つを有する、あるいはそれらのうちの１つから成るものである抵抗器。
8. 請求項１〜７のいずれか一項記載の抵抗器において、前記抵抗導電体の２つの前記領域（２０）は、前記抵抗導電体（２）の蛇行部分（２２）を通して互いに接続されているものである抵抗器。
9. 請求項１〜８のいずれか一項記載の抵抗器において、前記抵抗導電体（２）は、以下の物質、すなわちチタン、金、銅、ニッケル、パラジウム、ニオビウム、およびクロムのうちの１つから成る、あるいはそれらの物質の１つを有するものである抵抗器。
10. 請求項２〜９のいずれか一項記載の抵抗器において、前記抵抗器（１）は第一および第二絶縁層（６ａ、６ｂ）を有しており、前記第一絶縁層（６ａ）は、接着層（７ａ）を通して前記キャリア層（３）の前記第一側（３ａ）に接続され、前記抵抗導電体（２）を覆っており、前記第二絶縁層（６ｂ）は、接着層（７ｂ）を通して前記キャリア層（３）および／または前記金属層（５）の前記第二側（３ｂ）に接続されており、前記第二絶縁層（６ｂ）は、少なくともいくつかの部分において前記金属層を覆っているものである抵抗器。
11. 請求項１０記載の抵抗器において、前記接続要素（４）は、前記２つの絶縁層（６ａ、６ｂ）の間の前記抵抗器（１）から突出するものである抵抗器。
12. 抵抗器（１）を製造する方法であって、以下の工程、すなわち、
    キャリア層（３）を金属層（５）へ接続する工程であって、前記金属層は前記抵抗器および前記抵抗器の２つの接続要素（４）のヒートシンクを形成する工程と、
    前記接続要素（４）の各々用に個別の貫通開口部（３０）を形成する工程であって、前記貫通開口部の各々は対応する接続要素（３０）に関連付けられ、前記関連付けられた接続要素（５）の方向へ延びている工程と、
    抵抗導電体（２）を形成するために、前記キャリア層（３）の第一側（３ａ）へ電気伝導性の素材を塗布する工程であって、前記抵抗導電体（２）は、対応する前記貫通開口部（３０）を通して対応する前記接続要素（４）の方向へ延び、それに電気的に導電的に接触しており、電気伝導的な接続は、前記抵抗導電体（２）と前記２つの接続要素（４）との間で生成されるものである工程とを有するものである
    方法。
13. 請求項１２記載の方法において、前記抵抗導電体（２）を形成するための前記電気伝導性の素材は、前記素材によって前記キャリア層（３）をコーティングすることにより、前記キャリア層（３）へ塗布されるものである方法。
14. 請求項１２または１３記載の方法において、第一絶縁層（６ａ）が前記キャリア層（３）の前記第一側（３ａ）に接着的に結合され、従って前記抵抗導電体（２）は覆われており、第二絶縁層（６ｂ）が前記第一層（３ａ）および／または前記金属層（５）の反対側にある前記キャリア層（３）の第二側（３ｂ）へ接着的に結合され、従って前記金属層は少なくともいくつかの部分において覆われているものである方法。