JP3922671B2

JP3922671B2 - Catheter with sensor mechanism

Info

Publication number: JP3922671B2
Application number: JP22073298A
Authority: JP
Inventors: 貢一糸魚川; 仁岩田
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 1997-08-28
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2018-08-04
Also published as: JPH11128182A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はセンサ機構付きカテーテルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、体内挿入式の医療器具の一種としてカテーテルが知られている。カテーテルを構成する直径数mm以下のカテーテルチューブは、人体内にある各種の管、例えば血管等の中に挿入される。カテーテルチューブの先端は体内の所望の部位まで誘導され、その部位において計測行為（例えば血圧の測定等）や治療行為（例えば血管の拡張等）を行う。このため、カテーテルのオペレータは、カテーテルチューブの先端を外部操作によって所望の部位まで確実に誘導する必要がある。
【０００３】
ところで、体内にある管は必ずしも直線状ではなく、部分的に屈曲していたり分岐している場合が多い。しかも、管の径は必ずしも一定ではなく、管自体が細くなっていたり、内部にある障害物（例えば血栓）によって管が細くなっていることがある。よって、カテーテルチューブの進行方向前方の状況を検知する手段を持たない従来のカテーテルでは、オペレータはチューブの操作を自分の勘のみに頼らざるを得なかった。そのため、チューブの先端を所望の部位まで誘導するのに熟練を要する等の不都合が生じていた。
【０００４】
そして、最近では前記不都合を解消すべくセンサ機構付きのカテーテル５１が提案されている。その一例を図７に示す。このカテーテル５１を構成するカテーテルチューブ５２の先端側には、センサアセンブリ５３が取り付けられている。センサアセンブリ５３は、アウターチューブ５４内にインナーチューブ５５を挿通させた構造を備えている。インナーチューブ５５内には台座５６が設けられ、その台座５６には半導体式圧力センサチップ５７が載置されている。センサチップ５７のダイアフラム部５７ａには、歪みゲージ５７ｂが形成されている。ダイアフラム部５７ａの外周にある肉厚部分には、ワイヤボンディング用の図示しないパッドが複数形成されている。センサチップ５７が収容されている空間内には、シリコーンゲル等の圧力伝達媒体５８が充填されている。そして、アウターチューブ５４の先端側開口にはピストン５９が移動可能に設けられている。
【０００５】
このセンサ機構付きカテーテル５１では、受圧部であるピストン５９の外側面の圧力が変動すると、その変動の影響は圧力伝達媒体５８を介してダイアフラム部５７ａに波及する。すると、歪みゲージ５７ｂによって圧力変動が電気信号に変換されるとともに、その電気信号がボンディングワイヤ６０、中継タブ６１及びリード線群６２を介して外部に出力される。その結果、カテーテルチューブ５２の進行方向前方における障害物等の有無が検知されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記従来技術の場合、センサチップ５７と中継タブ６１との間をボンディングワイヤ６０で接続し、さらに中継タブ６１とリード線群６２との間をはんだ付けで接続する必要がある。そのため、接続箇所が多くなり、信頼性に欠けるという問題があった。
【０００７】
また、この種のカテーテル５１では接続箇所が非常に小さいため、はんだ付け作業を効率よく行うことができず、製造が面倒になるという問題があった。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的簡単にかつ効率よく製造でき、信頼性にも優れたセンサ機構付きカテーテルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、カテーテルチューブ先端側の圧力変動を半導体式感圧センサチップにより電気信号に変換し、それをリード線群を介して出力するようにしたセンサ機構付きカテーテルにおいて、前記センサチップに形成された複数のパッドと、前記リード線群を構成する各リード線の先端部に形成された導体露出部とを単一の接続部材を介して直接接続し、前記導体露出部は前記リード線群を構成する各リード線の先端部をその長手方向に沿って切り欠くことによって平坦状に形成したことを要旨とするものである。
【０００９】
請求項２の発明に記載の発明は、カテーテルチューブ先端側の圧力変動を半導体式感圧センサチップにより電気信号に変換し、それをリード線群を介して出力するようにしたセンサ機構付きカテーテルにおいて、前記センサチップに形成された複数のパッドと、前記リード線群を構成する各リード線の先端部に形成された導体露出部とを単一の接続部材を介して直接接続し、前記導体露出部はレーザー光照射により前記リード線群を構成する各リード線の絶縁被覆を部分的に消失させることによって形成したことをその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２において、前記パッド及び前記導体露出部はともに等ピッチにかつ千鳥状に配置されていることを要旨とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至請求項３のうちいずれかにおいて、前記センサチップと前記リード線群との界面は絶縁性接着剤で封止されていることを要旨とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至請求項４のうちいずれかにおいて、前記単一の接続部材はバンプであることを要旨とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１乃至請求項４のうちいずれかにおいて、前記単一の接続部材はワイヤであることを要旨とするものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、請求項５において、前記バンプはワイヤボンダを利用して形成された金バンプまたははんだバンプであることを要旨とするものである。
【００１５】
以下、本発明の「作用」を説明する。
請求項１〜７に記載の発明によると、パッドと導体露出部とを単一の接続部材を介して直接接続したことにより中継タブが不要になる。よって、従来に比べて接続箇所が少なくなり、その分だけ接続信頼性が向上する。また、小さな箇所に対してはんだ付けを行う必要がないことから、接続作業の生産性も向上する。よって、比較的簡単にかつ効率よく製造することができるカテーテルとなる。
【００１６】
また、請求項１に記載の発明によると、リード線の先端部に対して比較的大きな導体露出部が形成される。
請求項２に記載の発明によると、細いリード線を用いた場合であっても、その先端部の所定箇所に対して正確に導体露出部が形成される。
請求項３に記載の発明によると、パッド及び導体露出部をともに等ピッチにかつ千鳥状に配置したことにより、隣接するもの同士の間でのショートを回避しつつ狭ピッチ化することができる。従って、より小径のカテーテルを実現するうえで好適な構造となる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によると、界面を絶縁性接着剤で封止することにより、接続部分の強度が高くなる。このため、パッドと導体露出部との間にオープン不良が生じにくくなり、よりいっそう信頼性が向上する。
【００１８】
請求項５に記載の発明によると、単一の接続部材をバンプとすることにより、請求項１〜請求項４のうちいずれかに記載の作用を実現する。
【００１９】
請求項６に記載の発明によると、単一の接続部材をワイヤとすることにより、請求項１〜請求項４のうちいずれかに記載の作用を実現する。
請求項７に記載の発明によると、ワイヤボンダという既存の設備を利用しているため高コスト化を回避することができ、しかもバンプを正確に形成することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明を障害物検知用のセンサ機構付きカテーテルに具体化した実施形態１を図１〜図３に基づき詳細に説明する。
【００２２】
このカテーテル１は、血管に挿入されるカテーテルチューブ（本実施形態ではポリ塩化ビニル製，直径１．６ｍｍ）２や、それを体外において操作するためにチューブ２の基端部に設けられる操作手段などを備えている。操作手段は、例えばチューブ２内に挿入された複数本のワイヤと、それらを操作するワイヤ操作部とによって構成される。チューブ２の基端部には、チューブ２の先端側に薬液や造影剤等の液体を圧送するための注射器が接続されるとともに、障害物の有無に関する情報を可視化するディスプレイ装置が接続されている。
【００２３】
図２（ａ）に示されるように、本実施形態のカテーテル１では、カテーテルチューブ２と別体に形成されたセンサアセンブリ３がチューブ２の先端側に取り付けられている。
【００２４】
センサアセンブリ３は、アウターチューブ４、インナーチューブ５、ピストン６、封止材７、台座８、半導体式圧力センサチップ９、リード線群Ｌ1 、シリコーンゲル１０、圧力隔壁１１等からなる。
【００２５】
外側のチューブ部材であるアウターチューブ４の先端側は、カテーテルチューブ２の外径とほぼ等しい外径の大径部４ａとなっている。一方、アウターチューブ４の基端側は、大径部４ａよりも外径の小さい小径部４ｂとなっている。この小径部４ｂは、カテーテルチューブ２の先端開口に対して嵌着される部位である。小径部４ｂの外周面には、抜け止めを図るために凹凸構造が形成されていてもよい。アウターチューブ４の先端側開口には、受圧体としてのピストン６がチューブ２の長手方向に沿って移動可能に嵌着されている。また、ピストン６とアウターチューブ４との接合部位は、シリコーンゴム等のような封止材７によって封止されている。センサアセンブリ３を構成する各部品のうち外部に露出しているものは、生体適合性材料によって形成されていることが望ましい。本実施形態ではアウターチューブ４をＳＵＳ３０４製にし、ピストン６をＰＴＦＥ（ポリテトラフロロエチレン）製にし、さらに封止材７をシリコーン樹脂製にしている。
【００２６】
内側のチューブ部材であるインナーチューブ５は、アウターチューブ４よりも外径が小さくて長さの短い筒状部材である。前記インナーチューブ５は、アウターチューブ４内に摺動不能に嵌入されている。大径部４ａの内部に突出するインナーチューブ５の一方側の端部には、切り欠き部１２が形成されている。この切り欠き部１２の内壁面には、台座８が接着剤Ａ1 により接合されている。台座８は縦長の矩形状をしたシリコン製部材であって、その上面側中央部にチップ搭載凹部８ａを備えている。そのチップ搭載凹部８ａの部分には、感圧手段としての半導体式圧力センサチップ９が載置されている。前記接着剤Ａ1 は、ａ）絶縁材料からなること、ｂ）硬質であること、ｃ）生体適合性材料であること、という３つの要件を満たすものであることが望ましい。本実施形態では、上記条件を満たす接着剤Ａ1 としてエポキシ樹脂等のような熱硬化性樹脂を選択している。
【００２７】
図２（ａ）に示されるように、前記接着剤Ａ1 は、台座８の下面及び側面とインナーチューブ５の切り欠き部１２の内壁面との隙間を封止している。その結果、台座８がインナーチューブ５に固定されている。これに加えて、台座８及びセンサチップ９の基端部寄り領域において前記接着剤Ａ1 は上方にも回り込み、インナーチューブ５の貫通孔を非貫通状態に封止している。従って、インナーチューブ５の内部において切り欠き部１２よりもやや基端寄りの位置には、圧力障壁１１が形成されている。そして、この圧力障壁１１によりアウターチューブ４内に媒体収容空間１３が区画されている。媒体収容空間１３の中には、圧力伝達媒体としてのシリコーンゲル１０が充填されている。なお、圧力障壁１１はシリコーンゲル１０のチューブ２の基端側への流動を阻止する役割を果たしている。
【００２８】
図１（ａ）には、本実施形態において使用される半導体式圧力センサチップ９が示されている。このセンサチップ９は、台座８と同様に縦長の矩形状を呈している。同センサチップ９の基体であるシリコン基板には、肉薄部分であるダイヤフラム部１７がエッチングによって形成されている。シリコン基板の表面（即ちエッチされていない面）側において前記ダイヤフラム部１７には、拡散歪みゲージ１８が４つ形成されている。短辺がある側をシリコン基板の端部であると定義すると、端部のうちの一方には複数（本実施形態では５つ）のパッド１９が形成されている。前記パッド１９は矩形状であって、例えばアルミニウム等の金属材料をスパッタすること等により形成されている。各パッド１９と拡散歪みゲージ１８とは、図示しない配線パターンを介して接続されている。なお、前記パッド１９は等ピッチにかつ千鳥状に配置されている。
【００２９】
図２，図３に示されるように、パッド１９上には接続部材としてのバンプ２０が各々形成されている。この実施形態のバンプ２０は、ワイヤボンダを利用して形成された金バンプ２０である。その形成手順を簡単に説明する。まず、ワイヤボンダを構成するキャピラリの先端から突出している金線の先端を溶融手段により溶融してボール状にする（ボール形成工程）。次いで、形成されたボールをバンプ形成位置であるパッド１９上に圧着するとともに、そのボールをネイルヘッド状に成形する（ボール圧着工程）。そして、金線を所定の長さで引きちぎる（線材切断工程）。勿論、前記金バンプ２０は必ずしもワイヤボンダを利用して形成されたものでなくてもよい。
【００３０】
シリコン基板及び台座８の短辺の大きさはインナーチューブ５の内径よりも小さく、長辺の大きさはインナーチューブ５の内径よりも少なくとも大きくなっている。従って、シリコン基板を搭載した状態の台座８は、細長いインナーチューブ５内に挿入可能となっている。その際、シリコン基板においてパッド１９が形成されている側の端部はチューブ２の基端側に配置され、そうでない側の端部はチューブ２の先端側に配置される。つまり、センサチップ９の長手方向とチューブ軸線方向とは並行な関係になる。よって、センサチップ９の表面はチューブ軸線方向と直交する方向、即ちチューブ外周方向を向く。
【００３１】
図１（ｂ），図１（ｃ）に示されるように、本実施形態のリード線群Ｌ1 は５本のリード線２１によって構成されている。各リード線２１の絶縁被覆Ｚ1 は部分的につながっていて、リード線群Ｌ1 全体としてはフラットケーブル状になっている。銅線等のような導電金属製線材からなる導体Ｄ1 は、絶縁被覆Ｚ1 によってほぼ全体的に覆われることで保護されている。そして、各リード線２１の先端部外周面には、それぞれ導体露出部２２が形成されている。
【００３２】
このような導体露出部２２は、例えばレーザー光照射により各リード線２１の絶縁被覆Ｚ1 を部分的に消失させることによって形成することが可能である。導体露出部２２は図１（ｂ）のような略円形状であってもよいほか、略矩形状等であっても勿論よい。パッド１９の場合と同様に、導体露出部２２も等ピッチにかつ千鳥状に配置されている。そのような導体露出部２２には金バンプ２０が形成されている。そして、対応する位置関係にあるパッド１９と導体露出部２２とは、図３等に示されるように金バンプ２０を介していわば直接的に接続されている。パッド１９と導体露出部２２とを接続する方法としては、例えば熱圧着を用いる方法や超音波を用いる方法等がある。
【００３３】
センサチップ９とリード線群Ｌ1 との界面は、パッド１９と導体露出部２２との接続後に絶縁性接着剤２３で隙間なく封止されている。本実施形態では絶縁性接着剤２３としてエポキシ樹脂を使用している。
【００３４】
次に、このカテーテル１によるセンシングについて説明する。
カテーテルチューブ２の先端の進行方向前方の状況が変わった場合、チューブ２の挿入抵抗が変化し、それに伴ってピストン６に作用する圧力も変化する。例えば、チューブ２が挿入されている血管の内部に障害物（血栓や腫瘍など）や狭窄部位がある場合には、センサアセンブリ３の頭部が同部位に押し付けられることにより、挿入抵抗が増加する。従って、ピストン６に作用する圧力も、それに伴って増加する。このような変化が起きた場合、媒体収容空間１３内に充填されているシリコーンゲル１０の圧力が増加し、その結果としてセンサチップ９のダイアフラム部１７に加わる圧力も増加する。つまり、センサアセンブリ３の外部で起こった圧力変動は、シリコーンゲル１０を介してセンサチップ９に間接的に伝達される。すると、センサチップ９のダイアフラム部１７の歪みが大きくなり、その上にある歪みゲージ１８の抵抗値が変化する。即ち、歪みゲージ１８によって圧力変動が電気信号に変換される。このような電気信号は、配線パターン、パッド１９、金バンプ２０及びリード線群Ｌ1 の導体Ｄ1 を経て外部に出力される。リード線群Ｌ1 はチューブ２の基端部にあるディスプレイ装置に接続されていて、前記電気信号はそこで処理されかつ可視化される。よって、オペレータは、その可視化されたデータを判断材料として、進行方向前方の状況、即ち障害物や狭窄の有無等を確実に検知することができる。つまり、オペレータは、上記の場合にワイヤを操作することによって、圧力が減少するような方向にセンサアセンブリ３の頭部を向ければよいことになる。
【００３５】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態では、センサチップ９に形成された複数のパッド１９と各リード線２１の先端部に形成された導体露出部２２とを金バンプ２０を介して直接接続している。従って、センサチップ９とリード線群Ｌ1 との間に中継タブを設ける必要がない。よって、従来に比べて接続箇所が少なくなり、その分だけ接続信頼性を向上させることができる。また、この構成であると小さな箇所に対してはんだ付けを行う必要がないことから、接続作業の生産性も向上する。よって、比較的簡単にかつ効率よく製造することができるカテーテル１となる。さらに、中継タブの省略によって、センサアセンブリ３を従来よりも短く形成することができる。ゆえに、小型化に適した構造となる。
【００３６】
（ロ）本実施形態では、パッド１９及び導体露出部２２はともに等ピッチにかつ千鳥状に配置されている。ゆえに、パッド１９及び導体露出部２２をチューブ２の短手方向に沿って一直線上に配置した場合とは異なり、隣接するもの同士の間でのショートを回避しつつ狭ピッチ化することができる。従って、より小径のカテーテル１を実現することができる。
【００３７】
（ハ）本実施形態では、センサチップ９とリード線群Ｌ1 との界面が絶縁性接着剤２３で封止されているので、パッド１９及び導体露出部２２の接続部分の強度が高くなっている。このため、パッド１９と導体露出部２２との間にオープン不良が生じにくい。そして、このことは接続信頼性をよりいっそう向上させるのに貢献している。
【００３８】
（ニ）本実施形態では、ワイヤボンダという既存の設備を利用して金バンプ２０を形成していることから、設備投資による高コスト化を回避することができる。また、ワイヤボンダであれば金バンプ２０を所望の位置に正確に形成することができる。さらに、金バンプ２０であると接続部分の低抵抗化を図ることができるという利点がある。
【００３９】
（ホ）レーザー光照射により導体露出部２２を形成する本実施形態によれば、細いリード線２１を用いた場合であっても、その先端部の所定箇所に対して正確に導体露出部２２を形成することができる。従って、センサアセンブリ３を小型化する際でも生産性の低下を伴わないという利点がある。また、レーザ光照射によれば導体Ｄ1 の部分を傷付けることなく絶縁被覆Ｚ1 の部分のみを選択的に除去することができるという利点がある。
［第２の実施形態］
次に、実施形態２を図４に基づいて説明する。ここでは主に実施形態１と相違する構成について言及する。
【００４０】
図４に示されるように、本実施形態のリード線群Ｌ2 は、５本のリード線３１によって構成されている点で実施形態１の場合と共通している。ただし、絶縁被覆Ｚ1 は分離していて、各リード線３１は互いに独立している。各々のリード線３１はその先端部に略矩形状の導体露出部３２を備えている。図４（ａ）に示されるように、この実施形態の導体露出部３２は、リード線３１の先端部外周面をその長手方向に沿って約半分ほど切り欠くことによって平坦状に形成されている。従って、導体露出部３２の幅は、導体Ｄ1 の径にほぼ等しいものとなる。そして、このような導体露出部３２は、パッド１９と同様に等ピッチにかつ千鳥状に配置されている。
【００４１】
図４（ｂ）には、上述の導体露出部３２に対してさらに金バンプ３３を形成した状態が示されている。金バンプ３３の形成手順については実施形態１にて述べた通りである。図４（ｃ）には、上述の導体露出部３２に対してさらにめっき処理を施すことにより、めっき層３４を形成した状態が示されている。このようなめっき層３４としては、ニッケルを下地とした金めっき層が好適である。
【００４２】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態も実施形態１において述べた作用効果（イ，ロ，ハ，ニ）を奏することはいうまでもない。
【００４３】
（ロ）本実施形態のような導体露出部３２は、リード線３１の先端部に対して比較的大きく形成されることができる。このことは接続信頼性の向上にもつながる。また、導体露出部３２の形成に際してレーザ光照射装置を必要としないため、簡単に形成することができかつ低コスト化にも向いている。
［第３の実施形態］
次に、実施形態３を図５に基づいて説明する。ここでは主に実施形態１と相違する構成について言及する。
【００４４】
本実施形態のリード線群Ｌ3 は、５本のリード線４１によって構成されている点で実施形態１の場合と共通している。ただし、絶縁被覆Ｚ1 は分離していて、各リード線４１は互いに独立している。各々のリード線４１の先端部は、横一列に整列された状態でモールド樹脂４２によりモールドされている。そして、各リード線４１はその先端部に略円形状の導体露出部４４を備えている。このような導体露出部４４には、それぞれ金バンプ４３が形成されている。金バンプ４３の形成手順については実施形態１にて述べた通りである。
【００４５】
このようなリード線群Ｌ3 は以下のような手順で形成されることができる。まず、５本のリード線４１を準備し、それらを横一列に整列させた状態にする（図５(a) 参照）。このとき、各リード線４１の先端部端面の位置も揃えておくことが望ましい。次いで、これらのリード線４１の先端部を成形型内にセットした後、その成形型内に溶融したモールド樹脂４２を供給しかつ硬化させる。モールド樹脂４２としては例えばエポキシ樹脂等が使用される。次いで、硬化したモールド樹脂４２の所定箇所に対してレーザ光照射を行い、モールド樹脂４２及びリード線４１の絶縁被覆Ｚ1 を部分的に消失させる（図５(b) 参照）。その結果、略円形状の導体露出部４４を等ピッチにかつ千鳥状に形成する。なお、導体露出部４４は各々のリード線４１に１つ存在する。導体露出部４４は図５（ｂ）のような略円形状であってもよいほか、略矩形状等であっても勿論よい。次に、各導体露出部４４に対しワイヤボンダを利用して金バンプ４３を形成する（図５(c) 参照）。前記金バンプ４３はモールド樹脂４２の外表面から少なくとも突出していることがよい。以上のようにしてリード線群Ｌ3 を形成した後、対応する位置関係にあるパッド１９と導体露出部４４とは、金バンプ４３を介していわば直接的に接続される。
【００４６】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態も実施形態１において述べた作用効果（イ，ロ，ハ，ニ，ホ）を奏することはいうまでもない。
【００４７】
（ロ）各リード線４１の先端部をモールド樹脂４２によりモールドする本実施形態によると、互いに独立したリード線４１を使用した場合でもリード線４１にばらつきが生じない。従って、リード線群Ｌ3 を容易に製造することができるという利点がある。
［第４の実施形態］
次に、実施形態４を図６に基づいて説明する。ここでは主に実施形態１と相違する構成について説明し、実施形態１と同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００４８】
この実施形態では、実施形態１で説明した図１（ｂ）に示すフラットケーブル状のリード線群Ｌ1 が使用されており、同リード線群Ｌ１の接続端は台座８の基端上面に対して接着剤にて接着固定されている。なお、前記接着剤は、ａ）絶縁材料からなること、ｂ）硬質であること、ｃ）生体適合性材料であること、という３つの要件を満たすものであることが望ましい。本実施形態では、上記条件を満たす接着剤としてエポキシ樹脂等のような熱硬化性樹脂を選択している。
【００４９】
リード線群Ｌ1 の導体露出部２２は、実施形態１で説明したように、例えばレーザー光照射により各リード線２１の絶縁被覆Ｚ1 を部分的に消失させることによって形成することが可能である。導体露出部２２は図１（ｂ）のような略円形状であってもよいほか、略矩形状等であっても勿論よい。パッド１９の場合と同様に、導体露出部２２も等ピッチにかつ千鳥状に配置されている。
【００５０】
本実施形態においても、各リード線２１は銅線等のような導電金属製線材からなる導体Ｄ1 を備えており、導体露出部２２には、ニッケルメッキが施されている。
【００５１】
又、センサチップ９の各パッド１９と同各パッド１９に対応した前記リード線２１の導体露出部２２とは、ワイヤボンディングによって設けられたワイヤ３０にて電気的に接続されている。この実施形態でのワイヤ３０は金ワイヤである
前記各ワイヤボンディングされた接続箇所は、チップコート剤３１にて覆われている。なお、チップコート剤の代わりにエポキシ樹脂等からなる接着剤であってもよい。前記ワイヤ３０は、本発明の接続部材を構成する。
【００５２】
さて、以下に本実施形態において特徴的な作用効果を列挙する。
（イ）本実施形態では、センサチップ９に形成された複数のパッド１９と各リード線２１の先端部に形成された導体露出部２２とをワイヤ３０を介して直接接続している。従って、センサチップ９とリード線群Ｌ1 との間に中継タブを設ける必要がない。よって、従来に比べて接続箇所が少なくなり、その分だけ接続信頼性を向上させることができる。また、この構成であると小さな箇所に対してはんだ付けを行う必要がないことから、接続作業の生産性も向上する。よって、比較的簡単にかつ効率よく製造することができるカテーテル１となる。さらに、中継タブの省略によって、センサアセンブリ３を従来よりも短く形成することができる。ゆえに、小型化に適した構造となる。
【００５３】
（ロ）本実施形態では、実施形態においてのべた作用効果（ロ）及び（ホ）のを奏する。
（ハ）本実施形態では、センサチップ９、及びリード線群Ｌ1 の導体露出部２２とのワイヤ３０との接続箇所をチップコート剤にて覆うようにした。このため、接続箇所に湿気等が侵入することがな接続信頼性をよりいっそう向上させるのに貢献している。
【００５４】
（ニ）本実施形態では、ワイヤボンディングを行なうため、既存の設備を利用してワイヤ３０を形成していることから、設備投資による高コスト化を回避することができる。また、ワイヤボンダであればワイヤ３０を所望の位置に正確に形成することができる。さらに、ワイヤ３０が金であると接続部分の低抵抗化を図ることができるという利点がある。
【００５５】
なお、本発明は上記の実施形態のみに限定されることはなく、例えば次のように変更することが可能である。
◎ 実施形態１〜３において使用した金バンプ２０，３３，４３に代えて、例えばはんだバンプ等を形成してもよい。また、実施形態２において使用したニッケルを下地とする金めっき層３４に代えて、例えばはんだめっき層を形成してもよい。
【００５６】
◎ 実施形態１〜３では、バンプ２０，３３，４３をリード線２１，３１，４１側及びパッド１９側の両方に形成する構成を採っていた。これに代えて、バンプ２０，３３，４３をリード線２１，３１，４１側またはパッド１９側のいずれか一方のみに形成する構成を採ってもよい。
【００５７】
◎ 実施形態２では、めっき層３４をリード線３１側のみに形成する構成を採っていた。これに代えて、めっき層３４をパッド１９側のみに形成する構成や、めっき層３４をパッド１９側及びリード線３１側の両方に形成する構成を採ってもよい。
【００５８】
◎ 台座８の上面とセンサチップ９の下面との間に背圧室を形成してもよい。また、かかる背圧室は、台座８に形成される背圧孔を介して相対圧領域に連通されていてもよい。
【００５９】
◎ 圧力伝達媒体としてのシリコーンゲル１０に代えて、シリコーン以外のゲル状物質を選択してもよく、さらにはシリコーンオイル等のような流動性のある物質を使用してもよい。なお、いわゆる媒体に「おどり」現象が起こりにくいということを鑑みると、シリコーンゲル１０のようなゲル状物質を選択することがより好ましい。
【００６０】
◎ パッド１９及び導体露出部２２，３２，４４は必ずしも千鳥状に配置されていなくてもよく、チューブ短手方向に沿って一直線上に配置されていなければ足りる。ただし、隣接するもの同士の間でショートが起こらない程度の離間距離が確保されていることが望ましい。また、パッド１９及び導体露出部２２，３２，４４は必ずしも等ピッチに配置されていなくてもよい。
【００６１】
◎ 絶縁性接着剤２３は、センサチップ９とリード線群Ｌ1 〜Ｌ3 との界面を封止するばかりでなく、圧力障壁１１としての機能を兼ねるものであってもよい。このような構成であると、工数を減らすことができる。
【００６２】
◎ 実施形態４では、図１（ｂ）のリード線群Ｌ1 の代わりに、図５（ｂ）に示すように、リード線群Ｌ3 は分離していて、各リード線４１は互いに独立し、各々のリード線４１の先端部を、横一列に整列された状態でモールド樹脂４２によりモールドされたものに具体化してもよい。
【００６３】
ここで、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）カテーテルチューブ先端側の圧力変動を半導体式感圧センサチップにより電気信号に変換し、それをリード線群を介して出力するようにしたセンサ機構付きカテーテルにおいて、前記センサチップに形成された複数のパッドと、前記リード線群を構成する各リード線の先端部に形成された導体露出部とをめっき層を介して直接接続したことを特徴とするセンサ機構付きカテーテル。この構成であると、比較的簡単にかつ効率よく製造でき、信頼性にも優れたセンサ機構付きカテーテルを提供することができる。
【００６４】
（２）技術的思想１において、前記めっき層はニッケルを下地とする金めっき層であることを特徴とするセンサ機構付きカテーテル。この構成であると、めっき層が剥離しにくくなり、接続信頼性の向上を図ることができる。
【００６５】
（３）請求項４において、前記絶縁性接着剤はエポキシ樹脂であることを特徴とするセンサ機構付きカテーテル。
（４）請求項４において、前記絶縁性接着剤は前記圧力伝達媒体のチューブ基端側への流動を阻止する圧力障壁を兼ねることを特徴とするセンサ機構付きカテーテル。このような構成であると、工数を減らすことができる。
【００６６】
（５）請求項５又は７において、前記バンプは前記パッド側及び前記導体露出部の両方に形成されることを特徴とするセンサ機構付きカテーテル。この構成であると、さらなる接続信頼性の向上を図ることができる。
【００６７】
なお、本明細書中において使用した技術用語を次のように定義する。
「生体適合性材料：血液、体液、リンパ液、その他の生体内物質との反応性が低い材料をいい、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリ塩化ビニル等の樹脂、ステンレスや金等の金属、アルミナやジルコニア等のセラミックスなどがある。」
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜７に記載の発明によれば、比較的簡単にかつ効率よく製造でき、信頼性にも優れたセンサ機構付きカテーテルを提供することができる。
【００６９】
また、請求項１に記載の発明によれば、リード線の先端部に対して比較的大きな導体露出部を形成することができるため、さらなる信頼性の向上を図ることができる。
請求項２に記載の発明によれば、生産性の低下を伴うことなく小型化を達成することができる。
請求項３に記載の発明によれば、カテーテルの小径化を実現することができる。
【００７０】
請求項４に記載の発明によれば、よりいっそう信頼性を向上させることができる。
請求項５に記載の発明によれば、単一の接続部材をバンプとすることにより、上記の請求項１〜請求項４のうちいずれかの効果を奏する。
【００７１】
請求項６に記載の発明によれば、単一の接続部材をワイヤとすることにより、請求項１〜請求項４のうちいずれかの効果を奏する。
【００７２】
請求項７に記載の発明によれば、高コスト化を回避することができるとともにバンプを正確に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明を具体化した実施形態１の半導体式圧力センサチップを示す概略斜視図、（ｂ），（ｃ）はそのリード線群の先端部を示す部分斜視図。
【図２】（ａ）は実施形態１のカテーテルを示す部分概略断面図、（ｂ）は接続後におけるセンサチップ及びリード線群を示す概略平面図。
【図３】センサチップ及びリード線群の界面の様子を示す拡大断面図。
【図４】（ａ）は実施形態２のリード線群の先端部を示す部分斜視図、（ｂ）は導体露出部にバンプを形成した状態を示す部分拡大断面図、（ｃ）は導体露出部にめっきを施した状態を示す部分拡大断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は実施形態３においてリード線群の先端部に導体露出部を形成する手順を説明するための部分概略斜視図。
【図６】実施形態４におけるカテーテルを示す部分概略断面図。
【図７】従来のカテーテルを示す部分概略断面図。
【符号の説明】
１…センサ機構付きカテーテル、２…カテーテルチューブ、
９…半導体式感圧センサチップ、１９…パッド、
２０，３３，４３…バンプ（接続部材を構成する。）、
２１…リード線、２２，３２，４４…導体露出部、２３…絶縁性接着剤、
３０…ワイヤ（接続部材を構成する。）、
Ｌ1 ，Ｌ2 ，Ｌ3 …リード線群、Ｚ1 …絶縁被覆。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catheter with a sensor mechanism.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a catheter is known as a type of intracorporeal medical instrument. A catheter tube having a diameter of several mm or less constituting the catheter is inserted into various tubes such as blood vessels in the human body. The distal end of the catheter tube is guided to a desired site in the body, and a measurement action (for example, blood pressure measurement) or a treatment action (for example, blood vessel dilation) is performed at the site. For this reason, the operator of the catheter needs to reliably guide the distal end of the catheter tube to a desired site by an external operation.
[0003]
By the way, the tube in the body is not necessarily linear, and is often partially bent or branched. In addition, the diameter of the tube is not necessarily constant, and the tube itself may be thin, or the tube may be thin due to an obstacle (for example, a thrombus) inside. Therefore, in a conventional catheter that does not have a means for detecting the situation ahead of the direction of travel of the catheter tube, the operator has to rely only on his or her intuition for the operation of the tube. Therefore, inconveniences such as requiring skill to guide the tip of the tube to a desired site have occurred.
[0004]
Recently, a catheter 51 with a sensor mechanism has been proposed in order to eliminate the inconvenience. An example is shown in FIG. A sensor assembly 53 is attached to the distal end side of the catheter tube 52 constituting the catheter 51. The sensor assembly 53 has a structure in which an inner tube 55 is inserted into an outer tube 54. A base 56 is provided in the inner tube 55, and a semiconductor pressure sensor chip 57 is placed on the base 56. A strain gauge 57 b is formed on the diaphragm portion 57 a of the sensor chip 57. A plurality of pads (not shown) for wire bonding are formed on the thick portion on the outer periphery of the diaphragm portion 57a. The space in which the sensor chip 57 is accommodated is filled with a pressure transmission medium 58 such as silicone gel. A piston 59 is movably provided at the distal end side opening of the outer tube 54.
[0005]
In the catheter 51 with the sensor mechanism, when the pressure on the outer surface of the piston 59 that is the pressure receiving portion fluctuates, the influence of the variation spreads to the diaphragm portion 57 a via the pressure transmission medium 58. Then, the pressure fluctuation is converted into an electric signal by the strain gauge 57b, and the electric signal is output to the outside through the bonding wire 60, the relay tab 61, and the lead wire group 62. As a result, the presence or absence of an obstacle or the like in the forward direction of the catheter tube 52 is detected.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above prior art, it is necessary to connect the sensor chip 57 and the relay tab 61 by the bonding wire 60 and further connect the relay tab 61 and the lead wire group 62 by soldering. For this reason, there are problems that the number of connection points increases and reliability is lacking.
[0007]
In addition, since this type of catheter 51 has a very small connection location, there is a problem in that the soldering operation cannot be performed efficiently and the manufacturing becomes troublesome.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a catheter with a sensor mechanism that can be manufactured relatively easily and efficiently and is excellent in reliability.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, in the invention according to claim 1, the pressure fluctuation at the distal end side of the catheter tube is converted into an electrical signal by the semiconductor pressure sensor chip, and is output through the lead wire group. In the catheter with a sensor mechanism, the plurality of pads formed on the sensor chip and the conductor exposed portion formed at the tip of each lead wire constituting the lead wire group are connected via a single connecting member. Connect directlyThe conductor exposed portion is characterized in that it is formed in a flat shape by notching the tip end portion of each lead wire constituting the lead wire group along its longitudinal direction.
[0009]
  The invention according to the invention of claim 2A plurality of pads formed on the sensor chip in a catheter with a sensor mechanism that converts a pressure fluctuation at the distal end side of the catheter tube into an electrical signal by a semiconductor pressure sensor chip and outputs the electrical signal through a lead wire group. And a conductor exposed portion formed at the tip of each lead wire constituting the lead wire group via a single connecting member, and the conductor exposed portion is connected to the lead wire group by laser light irradiation. The gist of the invention is that the insulating coating of each of the constituting lead wires is partially lost.
  The invention according to claim 33. The pad and the conductor exposed portion are both arranged at an equal pitch and in a staggered manner in claim 1.This is the gist.
[0010]
  In invention of Claim 4, in any one of Claim 1 thru | or 3,The interface between the sensor chip and the lead wire group is sealed with an insulating adhesive.This is the gist.
[0011]
  In invention of Claim 5, in any one of Claim 1 thru | or 4,The single connecting member is a bump.This is the gist.
[0012]
  In invention of Claim 6, Claim 1 thru | or Claim4EitherThe single connecting member is a wireThis is the gist.
[0013]
  In the invention according to claim 7, the claimTo 5LeaveThe bump is a gold bump or a solder bump formed using a wire bonder.This is the gist.
[0015]
  Hereinafter, the “action” of the present invention will be described.
  Claims 1 to7According to the invention described in (1), the relay tab is not required because the pad and the conductor exposed portion are directly connected via the single connecting member. Therefore, the number of connection points is reduced compared to the conventional case, and the connection reliability is improved accordingly. Further, since it is not necessary to perform soldering on a small portion, the productivity of connection work is also improved. Therefore, the catheter can be manufactured relatively easily and efficiently.
[0016]
According to the first aspect of the present invention, a relatively large conductor exposed portion is formed with respect to the tip end portion of the lead wire.
  According to the invention described in claim 2,Even when a thin lead wire is used, a conductor exposed portion is accurately formed at a predetermined portion of the tip portion.
  According to the invention of claim 3,By arranging both the pads and the exposed conductors at equal pitches and in a staggered manner, the pitch can be reduced while avoiding short-circuits between adjacent ones. Therefore, the structure is suitable for realizing a smaller-diameter catheter.
[0017]
  According to the invention of claim 4,By sealing the interface with an insulating adhesive, the strength of the connection portion is increased. For this reason, it becomes difficult to produce an open defect between a pad and a conductor exposed part, and reliability improves further.
[0018]
  According to the invention described in claim 5,The effect | action in any one of Claims 1-4 is implement | achieved by using a single connection member as a bump.
[0019]
  According to the invention described in claim 6,The effect | action in any one of Claims 1-4 is implement | achieved by using a single connection member as a wire.
  According to the invention of claim 7,Since an existing facility called a wire bonder is used, an increase in cost can be avoided, and bumps can be accurately formed.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, Embodiment 1 in which the present invention is embodied in a catheter with a sensor mechanism for detecting an obstacle will be described in detail with reference to FIGS.
[0022]
This catheter 1 is a catheter tube (in this embodiment, made of polyvinyl chloride, diameter 1.6 mm) 2 inserted into a blood vessel, an operation means provided at the proximal end of the tube 2 for operating it outside the body, etc. It has. The operation means is constituted by, for example, a plurality of wires inserted into the tube 2 and a wire operation unit for operating them. The proximal end of the tube 2 is connected to the distal end side of the tube 2 with a syringe for pumping a liquid such as a drug solution or a contrast medium, and to a display device for visualizing information on the presence or absence of an obstacle. .
[0023]
As shown in FIG. 2A, in the catheter 1 of the present embodiment, a sensor assembly 3 formed separately from the catheter tube 2 is attached to the distal end side of the tube 2.
[0024]
The sensor assembly 3 includes an outer tube 4, an inner tube 5, a piston 6, a sealing material 7, a pedestal 8, a semiconductor pressure sensor chip 9, a lead wire group L1, a silicone gel 10, a pressure partition 11, and the like.
[0025]
A distal end side of the outer tube 4 that is an outer tube member is a large-diameter portion 4 a having an outer diameter substantially equal to the outer diameter of the catheter tube 2. On the other hand, the proximal end side of the outer tube 4 is a small diameter portion 4b having a smaller outer diameter than the large diameter portion 4a. The small diameter portion 4 b is a portion that is fitted to the distal end opening of the catheter tube 2. An uneven structure may be formed on the outer peripheral surface of the small diameter portion 4b in order to prevent the small diameter portion 4b from coming off. A piston 6 as a pressure receiving body is fitted in the opening on the distal end side of the outer tube 4 so as to be movable along the longitudinal direction of the tube 2. Further, the joint portion between the piston 6 and the outer tube 4 is sealed with a sealing material 7 such as silicone rubber. Of the parts constituting the sensor assembly 3, those exposed to the outside are preferably formed of a biocompatible material. In this embodiment, the outer tube 4 is made of SUS304, the piston 6 is made of PTFE (polytetrafluoroethylene), and the sealing material 7 is made of silicone resin.
[0026]
The inner tube 5 that is an inner tube member is a cylindrical member that has a smaller outer diameter and a shorter length than the outer tube 4. The inner tube 5 is fitted in the outer tube 4 so as not to slide. A notch 12 is formed at one end of the inner tube 5 protruding into the large diameter portion 4a. A pedestal 8 is joined to the inner wall surface of the notch 12 by an adhesive A1. The pedestal 8 is a vertically-long rectangular silicon member, and has a chip mounting recess 8a at the center on the upper surface side. A semiconductor pressure sensor chip 9 is mounted as pressure sensing means on the chip mounting recess 8a. The adhesive A1 desirably satisfies the three requirements of a) being made of an insulating material, b) being hard, and c) being a biocompatible material. In this embodiment, a thermosetting resin such as an epoxy resin is selected as the adhesive A1 that satisfies the above conditions.
[0027]
As shown in FIG. 2A, the adhesive A1 seals the gap between the lower surface and side surface of the base 8 and the inner wall surface of the cutout portion 12 of the inner tube 5. As a result, the base 8 is fixed to the inner tube 5. In addition to this, in the region near the base end portions of the base 8 and the sensor chip 9, the adhesive A1 also goes upward to seal the through hole of the inner tube 5 in a non-through state. Therefore, the pressure barrier 11 is formed in the inner tube 5 at a position slightly closer to the base end than the notch 12. A medium accommodation space 13 is defined in the outer tube 4 by the pressure barrier 11. The medium accommodating space 13 is filled with a silicone gel 10 as a pressure transmission medium. The pressure barrier 11 serves to prevent the silicone gel 10 from flowing toward the proximal end of the tube 2.
[0028]
FIG. 1A shows a semiconductor pressure sensor chip 9 used in this embodiment. The sensor chip 9 has a vertically long rectangular shape, similar to the base 8. On the silicon substrate which is the base of the sensor chip 9, a diaphragm portion 17 which is a thin portion is formed by etching. Four diffusion strain gauges 18 are formed in the diaphragm portion 17 on the surface (that is, the surface not etched) side of the silicon substrate. If the side with the short side is defined as the end of the silicon substrate, a plurality of (five in the present embodiment) pads 19 are formed on one of the ends. The pad 19 has a rectangular shape and is formed, for example, by sputtering a metal material such as aluminum. Each pad 19 and the diffusion strain gauge 18 are connected through a wiring pattern (not shown). The pads 19 are arranged at an equal pitch and in a staggered manner.
[0029]
As shown in FIGS. 2 and 3, bumps 20 as connection members are formed on the pads 19. The bump 20 of this embodiment is a gold bump 20 formed using a wire bonder. The formation procedure will be briefly described. First, the tip of the gold wire protruding from the tip of the capillary constituting the wire bonder is melted by a melting means into a ball shape (ball formation step). Next, the formed ball is pressed onto the pad 19 which is a bump forming position, and the ball is formed into a nail head shape (ball pressing step). Then, the gold wire is torn off by a predetermined length (wire cutting process). Of course, the gold bump 20 is not necessarily formed using a wire bonder.
[0030]
The short sides of the silicon substrate and the base 8 are smaller than the inner diameter of the inner tube 5, and the longer sides are at least larger than the inner diameter of the inner tube 5. Therefore, the base 8 on which the silicon substrate is mounted can be inserted into the elongated inner tube 5. At that time, the end of the silicon substrate on which the pad 19 is formed is disposed on the proximal end side of the tube 2, and the end on the other side is disposed on the distal end side of the tube 2. That is, the longitudinal direction of the sensor chip 9 and the tube axis direction are in a parallel relationship. Therefore, the surface of the sensor chip 9 faces the direction orthogonal to the tube axis direction, that is, the tube outer peripheral direction.
[0031]
As shown in FIGS. 1B and 1C, the lead wire group L1 of this embodiment is composed of five lead wires 21. As shown in FIG. The insulation coating Z1 of each lead wire 21 is partially connected, and the entire lead wire group L1 has a flat cable shape. A conductor D1 made of a conductive metal wire such as a copper wire is protected by being almost entirely covered with an insulating coating Z1. A conductor exposed portion 22 is formed on the outer peripheral surface of the distal end portion of each lead wire 21.
[0032]
Such a conductor exposed portion 22 can be formed, for example, by partially erasing the insulating coating Z1 of each lead wire 21 by laser light irradiation. The conductor exposed portion 22 may have a substantially circular shape as shown in FIG. 1B, or may have a substantially rectangular shape. As in the case of the pads 19, the conductor exposed portions 22 are arranged at an equal pitch and in a staggered manner. Gold bumps 20 are formed on such conductor exposed portions 22. The pads 19 and the conductor exposed portions 22 in the corresponding positional relationship are directly connected through the gold bumps 20 as shown in FIG. As a method of connecting the pad 19 and the conductor exposed portion 22, for example, there are a method using thermocompression bonding, a method using ultrasonic waves, and the like.
[0033]
The interface between the sensor chip 9 and the lead wire group L1 is sealed with an insulating adhesive 23 after the connection between the pad 19 and the exposed conductor 22 without any gap. In this embodiment, an epoxy resin is used as the insulating adhesive 23.
[0034]
Next, sensing by the catheter 1 will be described.
When the situation in the forward direction of the distal end of the catheter tube 2 changes, the insertion resistance of the tube 2 changes, and the pressure acting on the piston 6 changes accordingly. For example, when there is an obstacle (such as a thrombus or a tumor) or a stenosis site inside the blood vessel into which the tube 2 is inserted, the insertion resistance is increased by pressing the head of the sensor assembly 3 against the same site. . Accordingly, the pressure acting on the piston 6 also increases accordingly. When such a change occurs, the pressure of the silicone gel 10 filled in the medium accommodation space 13 increases, and as a result, the pressure applied to the diaphragm portion 17 of the sensor chip 9 also increases. That is, pressure fluctuations that occur outside the sensor assembly 3 are indirectly transmitted to the sensor chip 9 via the silicone gel 10. As a result, the strain of the diaphragm portion 17 of the sensor chip 9 increases, and the resistance value of the strain gauge 18 thereover changes. In other words, the pressure fluctuation is converted into an electric signal by the strain gauge 18. Such an electrical signal is output to the outside through the wiring pattern, the pad 19, the gold bump 20, and the conductor D1 of the lead wire group L1. Lead wire group L1 is connected to a display device at the proximal end of tube 2, where the electrical signals are processed and visualized. Therefore, the operator can reliably detect the situation ahead of the traveling direction, that is, the presence or absence of an obstacle or a stenosis, using the visualized data as a judgment material. That is, the operator only has to point the head of the sensor assembly 3 in such a direction that the pressure decreases by manipulating the wire in the above case.
[0035]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) In the present embodiment, the plurality of pads 19 formed on the sensor chip 9 and the conductor exposed portions 22 formed on the tip portions of the lead wires 21 are directly connected via the gold bumps 20. Therefore, there is no need to provide a relay tab between the sensor chip 9 and the lead wire group L1. Therefore, the number of connection points is reduced compared to the conventional case, and the connection reliability can be improved accordingly. Moreover, since it is not necessary to solder to a small location with this structure, productivity of a connection operation | work improves. Therefore, the catheter 1 can be manufactured relatively easily and efficiently. Furthermore, by omitting the relay tab, the sensor assembly 3 can be formed shorter than the conventional one. Therefore, the structure is suitable for downsizing.
[0036]
(B) In this embodiment, the pads 19 and the conductor exposed portions 22 are both arranged at an equal pitch and in a staggered pattern. Therefore, unlike the case where the pad 19 and the conductor exposed portion 22 are arranged in a straight line along the short direction of the tube 2, the pitch can be reduced while avoiding a short circuit between adjacent ones. Therefore, a smaller-diameter catheter 1 can be realized.
[0037]
(C) In this embodiment, since the interface between the sensor chip 9 and the lead wire group L1 is sealed with the insulating adhesive 23, the strength of the connection portion between the pad 19 and the conductor exposed portion 22 is increased. . For this reason, an open defect is unlikely to occur between the pad 19 and the conductor exposed portion 22. This contributes to further improving connection reliability.
[0038]
(D) In the present embodiment, since the gold bump 20 is formed using an existing facility called a wire bonder, an increase in cost due to facility investment can be avoided. Moreover, if it is a wire bonder, the gold bump 20 can be accurately formed in a desired position. Further, the gold bump 20 has an advantage that the resistance of the connection portion can be reduced.
[0039]
(E) According to the present embodiment in which the conductor exposed portion 22 is formed by laser light irradiation, the conductor exposed portion 22 can be accurately positioned with respect to a predetermined portion of the tip portion even when the thin lead wire 21 is used. Can be formed. Therefore, there is an advantage that the productivity is not lowered even when the sensor assembly 3 is downsized. Further, the laser light irradiation has an advantage that only the portion of the insulating coating Z1 can be selectively removed without damaging the portion of the conductor D1.
[Second Embodiment]
Next, Embodiment 2 will be described with reference to FIG. Here, the configuration different from the first embodiment will be mainly described.
[0040]
As shown in FIG. 4, the lead wire group L <b> 2 of this embodiment is common to the case of Embodiment 1 in that it is composed of five lead wires 31. However, the insulating coating Z1 is separated and the lead wires 31 are independent of each other. Each lead wire 31 includes a substantially rectangular conductor exposed portion 32 at the tip. As shown in FIG. 4A, the conductor exposed portion 32 of this embodiment is formed in a flat shape by cutting out the outer peripheral surface of the tip end portion of the lead wire 31 about half along its longitudinal direction. . Accordingly, the width of the conductor exposed portion 32 is substantially equal to the diameter of the conductor D1. Such conductor exposed portions 32 are arranged at an equal pitch and in a staggered manner as with the pad 19.
[0041]
FIG. 4B shows a state in which a gold bump 33 is further formed on the conductor exposed portion 32 described above. The procedure for forming the gold bump 33 is as described in the first embodiment. FIG. 4C shows a state in which the plating layer 34 is formed by further plating the conductor exposed portion 32 described above. As such a plating layer 34, a gold plating layer with nickel as a base is suitable.
[0042]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) Needless to say, this embodiment also exhibits the operational effects (I, B, C, D) described in the first embodiment.
[0043]
(B) The conductor exposed portion 32 as in the present embodiment can be formed relatively large with respect to the distal end portion of the lead wire 31. This also leads to improved connection reliability. Further, since a laser beam irradiation device is not required when forming the conductor exposed portion 32, it can be easily formed and is suitable for cost reduction.
[Third Embodiment]
Next, Embodiment 3 will be described with reference to FIG. Here, the configuration different from the first embodiment will be mainly described.
[0044]
The lead wire group L3 of this embodiment is common to the case of Embodiment 1 in that it is constituted by five lead wires 41. However, the insulating coating Z1 is separated and the lead wires 41 are independent of each other. The leading end portion of each lead wire 41 is molded with a molding resin 42 in a state of being aligned in a horizontal row. Each lead wire 41 is provided with a substantially circular conductor exposed portion 44 at the tip thereof. Gold bumps 43 are formed on the exposed conductor portions 44, respectively. The procedure for forming the gold bump 43 is as described in the first embodiment.
[0045]
Such a lead wire group L3 can be formed by the following procedure. First, five lead wires 41 are prepared and arranged in a horizontal row (see FIG. 5A). At this time, it is desirable that the position of the end face of each lead wire 41 is also aligned. Next, after the tip portions of these lead wires 41 are set in a mold, molten mold resin 42 is supplied into the mold and cured. For example, an epoxy resin or the like is used as the mold resin 42. Next, laser light irradiation is performed on a predetermined portion of the cured mold resin 42 to partially disappear the mold resin 42 and the insulation coating Z1 of the lead wire 41 (see FIG. 5B). As a result, the substantially circular conductor exposed portions 44 are formed at an equal pitch and in a staggered pattern. One conductor exposed portion 44 exists for each lead wire 41. The conductor exposed portion 44 may have a substantially circular shape as shown in FIG. 5B, or may have a substantially rectangular shape. Next, a gold bump 43 is formed on each exposed conductor 44 using a wire bonder (see FIG. 5C). The gold bumps 43 preferably protrude at least from the outer surface of the mold resin 42. After the lead wire group L3 is formed as described above, the pads 19 and the conductor exposed portions 44 in the corresponding positional relationship are directly connected via the gold bumps 43.
[0046]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) Needless to say, this embodiment also exhibits the operational effects (I, B, C, D, E) described in the first embodiment.
[0047]
(B) According to the present embodiment in which the tip portion of each lead wire 41 is molded with the mold resin 42, even when the lead wires 41 independent from each other are used, the lead wires 41 do not vary. Therefore, there is an advantage that the lead wire group L3 can be easily manufactured.
[Fourth Embodiment]
Next, Embodiment 4 will be described with reference to FIG. Here, the configuration different from that of the first embodiment will be mainly described, and the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
[0048]
In this embodiment, the flat cable-shaped lead wire group L1 shown in FIG. 1B described in the first embodiment is used, and the connecting end of the lead wire group L1 is relative to the upper surface of the base end of the base 8. Bonded and fixed with an adhesive. The adhesive desirably satisfies the three requirements: a) made of an insulating material, b) hard, and c) a biocompatible material. In the present embodiment, a thermosetting resin such as an epoxy resin is selected as an adhesive that satisfies the above conditions.
[0049]
As described in the first embodiment, the exposed conductor portion 22 of the lead wire group L1 can be formed by, for example, partially erasing the insulating coating Z1 of each lead wire 21 by laser light irradiation. The conductor exposed portion 22 may have a substantially circular shape as shown in FIG. 1B, or may have a substantially rectangular shape. As in the case of the pads 19, the conductor exposed portions 22 are arranged at an equal pitch and in a staggered manner.
[0050]
Also in this embodiment, each lead wire 21 includes a conductor D1 made of a conductive metal wire such as a copper wire, and the conductor exposed portion 22 is plated with nickel.
[0051]
The pads 19 of the sensor chip 9 and the conductor exposed portions 22 of the lead wires 21 corresponding to the pads 19 are electrically connected by wires 30 provided by wire bonding. The wire 30 in this embodiment is a gold wire
Each wire-bonded connection portion is covered with a chip coating agent 31. Note that an adhesive made of an epoxy resin or the like may be used instead of the chip coating agent. The wire 30 constitutes a connection member of the present invention.
[0052]
Now, the characteristic effects of the present embodiment will be listed below.
(A) In the present embodiment, the plurality of pads 19 formed on the sensor chip 9 and the conductor exposed portions 22 formed on the tip portions of the lead wires 21 are directly connected via the wires 30. Therefore, there is no need to provide a relay tab between the sensor chip 9 and the lead wire group L1. Therefore, the number of connection points is reduced compared to the conventional case, and the connection reliability can be improved accordingly. Moreover, since it is not necessary to solder to a small location with this structure, productivity of a connection operation | work improves. Therefore, the catheter 1 can be manufactured relatively easily and efficiently. Furthermore, by omitting the relay tab, the sensor assembly 3 can be formed shorter than the conventional one. Therefore, the structure is suitable for downsizing.
[0053]
(B) In this embodiment, the effects (b) and (e) described in the embodiment are achieved.
(C) In the present embodiment, the connection portion between the sensor chip 9 and the wire 30 with the conductor exposed portion 22 of the lead wire group L1 is covered with the chip coating agent. For this reason, it contributes to further improving the connection reliability in which moisture or the like does not enter the connection location.
[0054]
(D) In the present embodiment, since wire bonding is performed, the wire 30 is formed using existing equipment, so that an increase in cost due to equipment investment can be avoided. Moreover, if it is a wire bonder, the wire 30 can be accurately formed in a desired position. Furthermore, when the wire 30 is gold, there is an advantage that the resistance of the connection portion can be reduced.
[0055]
In addition, this invention is not limited only to said embodiment, For example, it can change as follows.
In place of the gold bumps 20, 33, 43 used in the first to third embodiments, for example, solder bumps may be formed. Further, instead of the gold plating layer 34 based on nickel used in the second embodiment, for example, a solder plating layer may be formed.
[0056]
In the first to third embodiments, the bumps 20, 33, 43 are formed on both the lead wires 21, 31, 41 side and the pad 19 side. Instead of this, the bumps 20, 33, 43 may be formed only on either the lead wires 21, 31, 41 side or the pad 19 side.
[0057]
In the second embodiment, the configuration in which the plating layer 34 is formed only on the lead wire 31 side is adopted. Instead, a configuration in which the plating layer 34 is formed only on the pad 19 side or a configuration in which the plating layer 34 is formed on both the pad 19 side and the lead wire 31 side may be employed.
[0058]
A back pressure chamber may be formed between the upper surface of the base 8 and the lower surface of the sensor chip 9. Further, the back pressure chamber may be communicated with the relative pressure region through a back pressure hole formed in the base 8.
[0059]
In place of the silicone gel 10 as the pressure transmission medium, a gel-like substance other than silicone may be selected, and a fluid substance such as silicone oil may be used. Note that it is more preferable to select a gel-like substance such as the silicone gel 10 in view of the fact that the “dancing” phenomenon hardly occurs in the so-called medium.
[0060]
The pads 19 and the exposed conductors 22, 32, and 44 do not necessarily have to be arranged in a staggered manner, as long as they are not arranged in a straight line along the short direction of the tube. However, it is desirable to ensure a separation distance that does not cause a short circuit between adjacent objects. Moreover, the pad 19 and the conductor exposed portions 22, 32, and 44 are not necessarily arranged at an equal pitch.
[0061]
The insulating adhesive 23 may not only seal the interface between the sensor chip 9 and the lead wire groups L1 to L3, but may also serve as the pressure barrier 11. With such a configuration, man-hours can be reduced.
[0062]
In the fourth embodiment, instead of the lead wire group L1 in FIG. 1 (b), as shown in FIG. 5 (b), the lead wire group L3 is separated and each lead wire 41 is independent from each other. The tip of the lead wire 41 may be embodied as one molded with the mold resin 42 in a state of being aligned in a horizontal row.
[0063]
  here,in frontTechnical idea grasped by the described embodimentAfterListed below.
(1) In a catheter with a sensor mechanism that converts pressure fluctuation at the distal end side of a catheter tube into an electrical signal by a semiconductor type pressure sensitive sensor chip and outputs it through a lead wire group, formed on the sensor chip A catheter with a sensor mechanism, wherein a plurality of pads and a conductor exposed portion formed at a distal end portion of each lead wire constituting the lead wire group are directly connected through a plating layer. With this configuration, it is possible to provide a catheter with a sensor mechanism that can be relatively easily and efficiently manufactured and that is excellent in reliability.
[0064]
(2) In the technical idea 1, the catheter with a sensor mechanism, wherein the plating layer is a gold plating layer with nickel as a base. With this configuration, the plating layer is difficult to peel off, and connection reliability can be improved.
[0065]
(3) Claim4A catheter with a sensor mechanism, wherein the insulating adhesive is an epoxy resin.
(4) Claim4The catheter with a sensor mechanism is characterized in that the insulating adhesive also serves as a pressure barrier that prevents the pressure transmission medium from flowing to the tube proximal end side. With such a configuration, man-hours can be reduced.
[0066]
(5) Claim5 or 7The bump with the sensor mechanism is characterized in that the bump is formed on both the pad side and the exposed conductor. With this configuration, connection reliability can be further improved.
[0067]
The technical terms used in this specification are defined as follows.
“Biocompatible materials: refers to materials with low reactivity with blood, body fluids, lymph fluids, and other in-vivo substances, such as silicone resins, epoxy resins, resins such as polyvinyl chloride, metals such as stainless steel and gold, alumina, There are ceramics such as zirconia. "
[0068]
【The invention's effect】
  As detailed above, claims 1 to7According to the invention described in (1), it is possible to provide a catheter with a sensor mechanism that can be manufactured relatively easily and efficiently and is excellent in reliability.
[0069]
According to the first aspect of the present invention, since a relatively large conductor exposed portion can be formed with respect to the tip end portion of the lead wire, further improvement in reliability can be achieved.
  According to invention of Claim 2,Miniaturization can be achieved without a reduction in productivity.
  According to invention of Claim 3,The diameter of the catheter can be reduced.
[0070]
  According to the invention of claim 4, The reliability can be further improved.
  According to the invention of claim 5,By using a single connection member as a bump, the effect of any one of claims 1 to 4 is achieved.
[0071]
  According to the invention described in claim 6By using a single connecting member as a wire, the effect of any one of claims 1 to 4 can be achieved.
[0072]
  According to the invention of claim 7Therefore, it is possible to avoid an increase in cost and to accurately form bumps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic perspective view showing a semiconductor pressure sensor chip according to a first embodiment of the present invention, and FIGS. 1B and 1C are partial perspective views showing a tip portion of a lead wire group.
2A is a partial schematic cross-sectional view showing a catheter of Embodiment 1, and FIG. 2B is a schematic plan view showing a sensor chip and a lead wire group after connection.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a state of an interface between a sensor chip and a lead wire group.
4A is a partial perspective view showing a tip portion of a lead wire group of Embodiment 2, FIG. 4B is a partially enlarged sectional view showing a state in which a bump is formed on a conductor exposed portion, and FIG. 4C is a conductor exposed. The partial expanded sectional view which shows the state which plated the part.
FIGS. 5A to 5C are partial schematic perspective views for explaining a procedure for forming a conductor exposed portion at a distal end portion of a lead wire group in the third embodiment.
6 is a partial schematic cross-sectional view showing a catheter according to Embodiment 4. FIG.
FIG. 7 is a partial schematic cross-sectional view showing a conventional catheter.
[Explanation of symbols]
1 ... catheter with sensor mechanism, 2 ... catheter tube,
9 ... Semiconductor pressure sensor chip, 19 ... Pad,
20, 33, 43... Bump (constitutes a connecting member),
21 ... Lead wire, 22, 32, 44 ... Conductor exposed portion, 23 ... Insulating adhesive,
30... Wire (composing a connecting member),
L1, L2, L3 ... Lead wire group, Z1 ... Insulation coating.

Claims

In the catheter with a sensor mechanism that converts the pressure fluctuation on the distal end side of the catheter tube into an electrical signal by a semiconductor pressure sensor chip and outputs it through the lead wire group,
A plurality of pads formed on the sensor chip and a conductor exposed portion formed at the tip of each lead wire constituting the lead wire group are directly connected via a single connecting member ,
The conductor exposed portion sensor mechanism catheter formed in a flat shape by cutting away along the distal portion of the lead wires constituting the lead wire group in the longitudinal direction.

In the catheter with a sensor mechanism that converts the pressure fluctuation at the distal end side of the catheter tube into an electrical signal by the semiconductor pressure sensor chip and outputs it through the lead wire group,
Directly connecting a plurality of pads formed on the sensor chip and a conductor exposed portion formed at a tip of each lead wire constituting the lead wire group via a single connection member;
The catheter with a sensor mechanism, wherein the conductor exposed portion is formed by partially erasing an insulating coating of each lead wire constituting the lead wire group by laser light irradiation.

The catheter with a sensor mechanism according to claim 1 or 2, wherein the pads and the conductor exposed portions are both arranged at an equal pitch and in a staggered manner.

The catheter with a sensor mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein an interface between the sensor chip and the lead wire group is sealed with an insulating adhesive.

The catheter with a sensor mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the single connection member is a bump.

The catheter with a sensor mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the single connection member is a wire.

The catheter with a sensor mechanism according to claim 5, wherein the bump is a gold bump or a solder bump formed using a wire bonder.