JP7094457B2 - キャリアフィルムを有する相互接続を有するセンサ - Google Patents
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Description
本発明は、センサ、センサを有する装置、及びセンサを製造する方法に関する。
動脈内の血流を測定することは、医師が適切な治療のために正しい診断を下すのに役立つ。測定原理は、ドップラ効果に基づくことができる。このような装置のためのアクチュエータ／レシーバは、表側及び裏側に電極を有した圧電材料の円形ディスクに基づくことができる。電気的相互接続は、ピエゾディスクの表側及び裏側の両方の表面にワイヤをはんだ付けすることによって行われる。これは、血管内流れ感知のための現在の技術水準である。圧電材料を使用する別の用途は、円形ディスクトランスデューサが使用されることができる、超音波場（インサイチュ、in situ）における装置上のセンサの位置特定のためである。
超音波トランスデューサアレイ及び製造方法は、ＥＰ０７３９６５６ Ａ２から公知である。各トランスデューサ素子は、圧電層及び１つ以上の音響整合層を含む。圧電層は、前方電極によって重ねられた凹状の前面と、後方電極によって重ねられた後面とを有する。
ワイヤをはんだ付けすることによって行われた電気接続を有するピエゾディスクは、しばしば、ワイヤ及びはんだ付け材料の存在によって、減少された又は制限された感度及び歪みを有する。電気接続のために加えられるはんだ付け材料の量は、音圧出力を犠牲にして、トランスデューサ共振性能を制限することができる。
最新技術のピエゾディスク２は、図１６Ａ乃至Ｃに示される。 図１６Ａには、ディスク２の裏側が、示される。図１６Ｂには、同じピエゾディスク２の表側６が、示される。表側及び裏側への電気接続は、銅線、すなわち、それぞれディスク２の前側６及び裏側４に取り付けられたフロントワイヤ８及びリアワイヤ１０をはんだ付けすることによってなされる。ピエゾディスク２は、フロントワイヤ８が貫通するための孔を有する。フロントワイヤ８を固定するために必要とされるはんだ付け材料３の量は、表側６のかなりの部分を覆ってもよい。表側６の例示的な上面図が、図１６Ｃに示され、ここで、はんだ付けが、表側６の約４分の１を覆っている。
トランスデューサ前面６に加えられるはんだ３の量は、トランスデューサ共振性能及び音圧出力に影響を及ぼすことができる。更に、ピエゾディスクの減少されたアクティブ面６による音響圧力の損失が存在することができる。
寸法上の制約を有する医療装置において、センサの性能及び集積度を向上させたトランスデューサを提供する必要がある。
本発明の目的は、独立請求項の主題によって解決され、更なる実施形態は、従属請求項に組み込まれる。本発明の以下に説明される態様は、センサ、センサを有する装置、及びセンサを製造する方法にも適用されることに留意されたい。
本発明によれば、センサは、センサ素子と、相互接続と、金属層とを有する。相互接続は、センサ素子に配置されるように構成される。相互接続は、金属層を設けられた少なくとも１つのキャリアフィルム及び／又は金属層を設けられた少なくとも１つのワイヤを有する。相互接続は、センサ素子のための電気接続を提供するように構成される。
センサは、ドップラ流量測定、超音波撮像などの幾つかの医療用途に使用される。更に、外部超音波プローブによるセンサの超音波追跡も、提供される。
センサは、（ドップラ）流量測定若しくは超音波撮像に対するセンサ素子又は医療装置に使用される他のセンサ素子を有する。センサは、能動部分及び受動部分を含む、材料の音響スタックを有する。センサ素子は、超音波を発生／受信する能動部分である。センサ素子は、セラミックディスク又は任意の幾何学的形状（円形、正方形、六角形、八角形など）のプレートを有することができる。センサの受動部分は、音響波を所望の媒体に効果的に結合する役割を果たす。
受動部分は、能動部分の前にある１つ又は複数の整合層と、能動部分の後ろにある１つ又は複数のデマッチング層とによって提供される。デマッチング層は、不所望な方向（例えば、装置の近位シャフト）における超音波の透過を減衰させるためのバッキング材料を有することができる。デマッチング層は、非導電性エポキシ材料を有することができる。能動部分は、単結晶圧電材料を有することができる。整合層は、超音波を所望の方向の媒体（例えば、解剖学的構造、様々な体液など）に効率的に結合する。
センサ素子（複数可）は、圧電超音波放射器／センサアレイから、又は容量性微細加工超音波放射器／センサアレイから生じてもよい。センサ素子（複数可）は、材料の複数又は単一の音響スタックを有してもよい。超音波エミッタ／レシーバ素子又はトランスデューサ素子は、衝突する超音波に対して解剖学的媒体（構造、流体）からの超音波散乱及び反射を受信するための増大された開口を提供する。
相互接続は、センサ素子に配置される。相互接続は、キャリアフィルム及び少なくとも１つのワイヤのうちの少なくとも１つを有する。言い換えれば、例では、相互接続は、キャリアフィルムと、キャリアフィルムの表部分又は裏部分に配置された追加のキャリアフィルム又はキャリアフィルムのシートとを有する。例では、相互接続は、電気接続のためにセンサ素子の表側及び裏側に取り付けられた２つのワイヤを有する。例では、相互接続は、キャリアフィルムと、キャリアフィルムに接続された少なくとも１つのワイヤとを有し、キャリアフィルムは、キャリアフィルムの表部分、側部、及び裏部分、及び／又はキャリアフィルムの表部分又は裏部分に配置された追加のキャリアフィルム又はキャリアフィルムのシートを提供してもよい。換言すれば、キャリアフィルム である。
キャリアフィルムは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ポリプロピレン又はポリイミドを有する。キャリアフィルムの厚さは、公差を含めて、約２乃至１０ミクロンの範囲内、好ましくは約６ミクロンである。キャリアフィルムは、また、フィルム、箔、又は音響機能に適した他の基板を有する。ワイヤは、金属、例えば、銅又は銅ベリリウムを有する。
金属層は、金属、例えば、金（Ａｕ）又は白金（Ｐｔ）のような他の貴金属を有する。金属は、電気的接点を作成するために設けられる。Ａｕ又はＰｔのような他の貴金属は、腐食を防止するために好適でありうる。適切に遮蔽される場合には、銀（Ａｇ）が、使用されることもできる。金属層の厚さは、約１０乃至５００ナノメートル、好ましくは約３０乃至５０ナノメートル（公差を含む）の範囲内である。
キャリアフィルム、ワイヤ、又はその両方は、金属層を設けられる。金属化されたキャリアフィルム及び／又は金属化されたワイヤは、その音響特性を損なうことなく、センサ素子、例えば超音波トランスデューサのための相互接続を提供する。ガイドワイヤ上のセンサ素子、例えば圧電トランスデューサ上に設けられた金属化されたフィルム相互接続は、従来技術のはんだ付けされた配線された装置と比較して、センサ感度を改善する。
金属化されたキャリアフィルム及び／又は金属化されたワイヤをセンサ素子上に設けることによって、より少ない減衰が、センサ素子に配置される場合に、相互接続によって生じる。従って、例えば、センサ素子による超音波の送信が、高められることもできる。更に、センサ素子の表側の相互接続のための空間は、実質的に減少され、従来技術のような、例えば２５ミクロンのはんだ付けされたワイヤは、例えば６ミクロンの金属化されたＰＥＴキャリアフィルムによって置き換えられる。
したがって、サイズ及び材料において超音波に好都合な相互接続が、提供される。言い換えれば、金属化されたキャリアフィルム及び／又はワイヤを有する相互接続は、音響特性のために、センサ素子、例えば超音波トランスデューサ素子の前面を改善し、また、センサ素子の前に必要とされる空間を低減する。
従来技術のような、トランスデューサ表面上の追加はんだ付け材料は、はんだ付けされたワイヤを本明細書に記載される相互接続と置き換える場合に回避される。また、相互接続は、より少ない有害な音響的影響を提供するか、又は音圧出力を高めさえする。
本明細書に記載されるような相互接続と共に使用されるセンサ素子は、２０乃至１００ミクロンの整合層厚さを有する。所定の周波数、例えば１０乃至４５ＭＨｚでは、キャリアの厚さは、整合層の一部である、又は全体的にそのままで整合層を形成することができる。
一例によれば、金属層は、キャリアフィルムの少なくとも一方の側に設けられる。１ミクロン未満の厚さで提供される金属層、例えばＡｕをキャリアフィルム上に加えることによって、音響特性に影響を与えないセンサ素子に対する電気接続が、提供される。
一例によれば、相互接続は、電気接続を少なくともセンサの裏側に提供するように構成される。これは、より少ない空間が、相互接続が音響特性を維持するのに必要とされるので、センサの減少された寸法を提供する。
一例によれば、キャリアフィルムは、センサ素子の表側に配置され、センサ素子の裏側まで側面に巻き付けられるように構成される。このように、キャリアフィルムは、相互接続をセンサ素子の裏側に持っていくようにセンサ素子の周囲に巻き付けることを可能にする。従って、（従来技術のように）センサ素子の表側で電気接続によって生じる減衰は、実質的に減少又は軽減される。電気接続のために相互接続の表側をセンサ素子の裏側に持っていくために、薄い金属化されたキャリアフィルムをセンサ素子の周囲に巻くことは、改善された音響特性を有するセンサを提供する。更に、表及び裏キャリアフィルムの両方が、同じ接続又は同じ結合プロセスによって接続されることができる。 一例によれば、金属化されたキャリアフィルムは、薄膜又は個別のフィルムとして提供される。薄膜は、キャリアフィルムを有し、ここで、金属層及び／又は絶縁体は、スパッタリング又は蒸着によって堆積される。個別のフィルムは、ＰＥＴ（マイラー）又はポリイミド（カプトン）のような有機フィルムを、スパッタリング又は蒸着によって加えられる金属層に対するキャリアとして有する。
一例によれば、キャリアフィルムは、表部と、側部と、裏部とを有する。これは、センサ素子における相互接続の配置に対する改善された柔軟性につながる。表部は、センサ素子の前端に配置され、裏部は、センサ素子の裏部に配置される。異なる部分は、厚さ及び／又はサイズが異なることができる。
後述される全ての実施形態は、片面金属化フィルム（キャリアフィルム）の使用に基づいている。例では、フィルムが、数ミクロンの厚さを有するＰＥＴ（マイラー）又はポリプロピレン又はポリイミド（カプトン）を有する。例において、メタライゼーションは、Ａｕ、Ｐｔ又はＡｇの薄層である。メタライゼーションの典型的な厚さ（金属層）：１０から１００ナノメートル。金属は、スパッタリング又は蒸着によって加えられる。
一例によれば、金属層は、表部及び／又は裏部及び／又はセンサ素子から離れる方を向いている側部に設けられる。
一例によれば、キャリアフィルムの裏部は、センサ素子から離れる方を向いている金属層を提供する別個の部分として設けられる。
一例によれば、相互接続は、それぞれセンサ素子の表側及び裏側に配置された２つのキャリアフィルムを有する。センサの表側及び裏側を接続する２つのキャリアフィルムは、センサ素子の裏側で同じ結合プロセスでワイヤに接続されることができる。比較試験は、従来技術の装置と比較して、１２．５ＭＨｚ付近の共鳴ピークで約４ｄＢの音響感度改善を示した。
一例によれば、ワイヤは、バイファイラワイヤである。両方のキャリアフィルムは、接続面において金属被覆表面、例えばＡｕ被覆表面を提供する。２つのキャリアフィルムにそれぞれ取り付けられた両方のワイヤは、フィルムとの接点にめっき面をも提供する。実施例では、１つのキャリアフィルムが、センサ素子の裏側に配置され、少なくとも部分的に裏側を覆う。バイファイラワイヤと称される２本のワイヤは、２本の銅又は銅合金ワイヤを含む。金属コアは、絶縁され、２本のワイヤは、エポキシと一緒に結合される。ワイヤは、信頼性の高い電気接点を得るために約１ミクロンの金でめっきされる。例では、一方のワイヤは、フィルムキャリアの上部に取り付けられ、他方のワイヤは、センサ素子の金めっき表面に直接接合される。ワイヤ接続部の上部の接着剤（例えば、エポキシ）の液滴は、歪み緩和として作用することができる。
一例によれば、センサの表側に配置されたキャリアフィルムは、オプションとして音響整合のために表側に取り付けられることができる。音響整合のために、キャリアフィルムの表部は、側部よりも大きな厚さで設けられる。側部は、センサ素子に沿って曲げるのに適した厚さを有する。表部の厚さは、超音波センサ素子の周波数及びキャリアの材料に基づいて計算されることができる。キャリアの表部の厚さは、最適には所与の周波数における音響波の波長のおよそ奇数倍であるべきである（do Nascimento et.al, Proceedings of the society of photo-optical instrumentation engineers (SPIE),Vol.5035, pp.86-96,2003）。例として、キャリア材料がポリイミドである場合、キャリアの表側の厚さは、トランスデューサの中心周波数１２．５ＭＨｚに対しては約４９ミクロンであるべきであり、中心周波数３０ＭＨｚに対しては約２０ミクロンであり、（４分の１波長に基づく）中心周波数４５ＭＨｚに対しては約１４ミクロンであるべきである。
本発明によれば、センサを有する装置も、提供される。装置は、センサを受け入れるためのハウジングを有し、センサの相互接続は、センサのための電気接続を提供する。
装置は、血管内ガイドワイヤ、カテーテル、診断及び治療に使用される介入針を含む医療介入装置を有する。装置は、また、中間病変、多血管性又は多病変疾患、及び再狭窄病変を評価する際に使用されるガイドワイヤを有することができる。
本発明によれば、また、センサ素子と、相互接続と、金属層とを有するセンサの製造方法が、提供され、この方法は、相互接続に金属層を設けるステップと、相互接続をセンサ素子に配置するステップとを有する。相互接続は、金属層を設けられた少なくとも１つのキャリアフィルム及び／又は金属層を設けられた少なくとも１つのワイヤを有する。相互接続は、センサ素子のための電気接続を提供するように構成される。金属層は、センサ素子での相互接続の取り付けの前にキャリアフィルム上に加えられる。
一例によれば、キャリアフィルムは、センサ素子の表側に配置され、センサ素子の裏側まで側面に巻かれる。キャリアフィルムは、可撓性材料を提供し、巻き付けが容易にされるように、少なくともその側部の適切な厚さを提供する。
一例によれば、キャリアフィルム及びワイヤは、同じ結合プロセスでセンサ素子に結合される。結合は、非導電性又は導電性エポキシを用いた低温結合として提供される。
例では、フィルムキャリアの厚さは、エッジでの曲げ半径によって決定される。フィルムが厚すぎる場合、外側の金属層が、破裂するかもしれない。フィルムが薄すぎる場合、取り扱いが、問題となりえ、すなわち、フィルムの使用は、より多くの注意を必要としうる。数ミクロン、例えば、２乃至７ミクロンが、フィルムキャリアの厚さに最良に適したオプションであることが見出される。
言い換えれば、本発明は、センサ素子、例えばトランスデューサのための相互接続を提供する。例えばＡｕの薄い層（１ミクロン未満）で片側に金属化される、例えば、薄い（６ミクロン）ＰＥＴフィルムを使用して、圧電トランスデューサの音響特性に有害な影響を及ぼさない、電気接続が、作成されることができる。更に、薄い金属化されたフィルムが、表側相互接続をピエゾ素子の裏側に持っていくように、トランスデューサ素子に巻き付けられることができる。（トランスデューサ素子の裏側に表電極接続を持っていく）フィルムは、超音波トランスデューサ素子の裏側で同じ接合プロセスでワイヤに接続される。
本発明による相互接続は、表側及び裏側の電気接続を必要とする他のタイプのセンサ、例えば熱電対、圧力センサに使用されることができる。
本発明のこれら及び他の態様は、以下に記載される実施形態から明らかになり、それを参照して説明される。
本発明の例示的な実施形態は、以下の図面を参照して以下に説明される。
ここで、特定の実施形態が、添付の図面を参照して、詳細に説明される。以下の説明では、同様の図面参照番号は、異なる図面においても、同様の要素に対して使用される。詳細な構成及び要素のような、本明細書で定義される事項は、例示的な実施形態の包括的な理解を助けるために提供される。また、周知の機能又は構成は、不必要な詳細で実施形態を不明瞭にするので、詳細には説明されない。更に、「のうちの少なくとも１つ」などの表現は、要素のリストに先行する場合、要素のリスト全体を修飾し、リストの個々の要素を修飾しない。
図１Ａ／１Ｂ、２Ａ／２Ｂ、３Ａ／３Ｂ、４Ａ／４Ｂ、５Ａ／５Ｂ、６Ａ／６Ｂ、７Ａ／７Ｂは、センサ１の例示的及び概略的な実施形態を示す。センサ１は、センサ素子５を有する。図１Ａ乃至図７Ａは、センサ素子５の裏側９を示す。 図１Ｂ乃至７Ｂは、センサ素子５の表側１１を示す。 センサ１は、相互接続７を有する。相互接続７は、センサ素子５に配置され、金属層１５を各々設けられたキャリアフィルム１３及び／又はバックワイヤ１７及び／又はフロントワイヤ１９を有する。キャリアフィルム１３は、表部１３Ｆと、側部１３Ｓと、裏部１３Ｂとを有する。
フロント及びバックワイヤ１７，１９は、ワイヤ１７，１９の端部が、センサ素子５の裏側９と実質的に平行でかつ上方になるように、曲げを設けられる。相互接続７は、センサ素子５の電気接続を提供する。
図において、キャリアフィルム１３（又はその表部１３Ｆ及び裏部１３Ｂ）は、別段の指定がない限り、非導電性の薄い両面接着剤（図では見えない）で表側１１及び裏側９にそれぞれ結合される。
図１Ａ／１Ｂにおいて、金属層１５は、センサ素子５に対向するキャリアフィルム１３の側に設けられる。絶縁層１６は、側部１３Ｓとセンサ素子５との間、及び裏部１３Ｂとセンサ素子５との間に設けられる。キャリアフィルム１３の表部１３Ｆは、センサ素子５の表側１１に配置される。
キャリアフィルム１３は、センサ素子５の裏側９まで側面に巻かれる。このように、センサ素子５の表側１１に取り付けられた相互接続７は、センサ素子５の裏側９に提供される。
フロントワイヤ１９は、少なくともワイヤ１９がキャリアフィルム１３に接触している領域において、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又は他の貴金属を有する金属層１５を設けられる。電気接続は、キャリアフィルム１３の裏部１３Ｂに取り付けられたフロントワイヤ１９によって、及びセンサ素子５の金属めっき面１８を提供する裏側９に直接接合されたバックワイヤ１７によって提供される。裏側９の金属めっき表面１８は、金属層１５に関して、Ａｕ、Ｐｔ又は他の貴金属を有することができる。この電気接続は、センサ素子５の裏側９に設けられる。
この実施形態では、金属化されたキャリアフィルム１３が、薄膜として提供される。
図２Ａ／２Ｂにおいて、金属層１５は、センサ素子５から離れる方を向いているキャリアフィルム１３の側に設けられる。この金属層１５は、センサ素子５から離れる方を向いている表部１３Ｆ、側部１３Ｓ及び裏部１３Ｂに設けられる。
キャリアフィルム１３の表部１３Ｆは、センサ素子５の表側１１に配置される。３つの部分が、センサ素子５にメタライゼーションを提供するセンサ素子５の表側１１に設けられ、表部１３Ｆは、電気接続が金属化された表側１１と表部１３Ｆとの間に確立されないように、上を向いている金属層１５を持つ表側１１に結合される。電気接続を行うために、金属化フィルム１３Ａのシートが、表側１１及び表部分１３Ｆに向いている金属層１５と結合される。金属化されたフィルム１３Ａのシートは、表部１３Ｆに部分的に重ね合わせる（金属化されたフィルム１３Ａのシートは、重ね合わせ領域に対して異なるようにハッチングされる）。
キャリアフィルム１３は、センサ素子５の裏側９まで側面に巻かれる。このように、センサ素子５の表側１１に取り付けられた相互接続７は、センサ素子５の裏側９まで提供される。
フロントワイヤ１９は、少なくともワイヤ１９がキャリアフィルム１３の裏部１３Ｂと接触している領域において、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又は他の貴金属を有する金属層１５を設けられる。金属層１５は、金属化ワイヤ１９に面しており、それに取り付けられて電気接続を提供する。バックワイヤ１７は、センサ素子５の金属めっき表面１８に直接接合される。金属めっき表面１８は、金属層１５に関して、Ａｕ、Ｐｔ又は他の貴金属を有することができる。この電気接続は、センサ素子５の裏側９に設けられる。
この実施形態では、金属化されたキャリアフィルム１３が、別個のフィルムとして提供される。
図３Ａ／３Ｂの実施形態は、別個のフィルムとして提供されるキャリアフィルム１３を除いて、図１Ａ／１Ｂと同様である。キャリアフィルム１３（内側に金属層１５を有する）は、センサ素子５の周囲に折り畳まれる。裏側９において、キャリアフィルム１３、すなわちキャリアフィルム１３の裏部１３Ｂは、金属層１５をワイヤ１９の方（センサ素子５から離れる方を向いている）に向けるために折り返される。表側１１には、キャリアフィルム１３の表部１３Ｆが、表側１１を部分的に覆って配置される。キャリアフィルム１３（表部１３Ｆ及び裏部１３Ｂ）は、表側１１及び裏側９に、それぞれ非導電性の薄い両面接着剤（図では見えない）で結合される。
図４Ａ／４Ｂでは、キャリアフィルム１３として別個のフィルムを有するセンサ１の別の実施形態が、示される。キャリアフィルム１３は、センサ素子５に面する金属層１５を設けられる。
絶縁層１６は、裏部１３Ｂ、側部１３Ｓ及びセンサ素子５の間に設けられる。キャリアフィルム１３の表部１３Ｆは、センサ素子５の表側１１に配置される。キャリアフィルム１３は、センサ素子５の裏側９まで側面に巻かれる。このように、センサ素子５の表側１１に取り付けられた相互接続７は、センサ素子５の裏側９に提供される。
フロントワイヤ１９は、少なくともワイヤ１９がキャリアフィルム１３に接触している領域において、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又は他の貴金属を有する金属層１５を設けられる。この実施形態では、フロントワイヤ１９が、絶縁層１６とキャリアフィルム１３の裏部１３Ｂとの間に配置される。
電気接続は、キャリアフィルム１３の裏部１３Ｂに取り付けられたフロントワイヤ１９によって、及びセンサ素子５の裏側９の金属めっき表面１８に直接接合されたバックワイヤ１７によって提供される。裏側９の金属めっき表面１８は、金属層１５に関して、Ａｕ、Ｐｔ又は他の貴金属を有することができる。この電気接続は、センサ素子５の裏側９に設けられる。
図５Ａ／５Ｂでは、キャリアフィルム１３として別個のフィルムを有するセンサ１の別の実施形態が、示される。キャリアフィルム１３は、センサ素子５に面する金属層１５を設けられる。
キャリアフィルム１３の表部１３Ｆは、表側１１を部分的に覆うセンサ素子５の表側１１に配置される。キャリアフィルム１３は、センサ素子５の裏側９まで側面に巻かれる。裏側９は、外側、すなわちセンサ素子５から離れる方を向く金属層１５を持つ追加の金属化キャリアフィルム１３Ｃを部分的に設けられる。キャリアフィルム１３の裏部１３Ｂは、追加の金属化フィルムキャリア１３Ｃに結合される。フロントワイヤ１９も、この金属化フィルムキャリア１３Ｃ上に結合される。
フロントワイヤ１９は、少なくともワイヤ１９が追加の金属化キャリアフィルム１３Ｃと接触している領域において、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ又は他の貴金属を有する金属層１５を設けられる。
電気接続は、追加の金属化フィルムキャリア１３Ｃに取り付けられたフロントワイヤ１９によって、及び金属めっき表面１８を設けられたセンサ素子５の裏側９に直接接合されたバックワイヤ１７によって提供される。裏側９及び／又は金属めっき面９は、金属層１５に関して、Ａｕ、Ｐｔ又は他の貴金属を有することができる。この電気接続は、センサ素子５の裏側９に設けられる。
図６Ａ／６Ｂでは、ワイヤのみの相互接続７が、示される。相互接続７は、フロントワイヤ１９及びバックワイヤ１７を有する。両方のワイヤは、少なくともセンサ素子５に対する接続の領域において金属層１５を設けられる。
この電気接続は、ワイヤ１７、１９をそれぞれの裏面側９又は表側１１に直接接合することによって提供される。
図７Ａ、７Ｂは、センサ１の製造のためのフローチャートを概略的に示す。フローチャートは、センサ素子５に相互接続７を配置するステップを示す。最後のステップ（図の右側）では、ワイヤ１７、１９が、設けられる。
キャリアフィルム１３は、金属層１５を設けられ、金属層１５がセンサ素子５から離れる方を向くように、センサ素子５の側面に取り付けられる。これは、図７Ａに示される。キャリアフィルム１３は、センサ素子５に面する側に絶縁材料２０を設けられる。
左から右に、キャリアフィルム１３の巻き付けのための後続のステップが、示される。センサ素子５の側面にキャリアフィルム１３を配置した後、裏部１３Ｂ及び表部１３Ｆは、センサ素子５のそれぞれの裏側９及び表側１１に向かって折り返される。裏側９及び表側１１は、金属面１８を設けられる。
表部１３Ｆは、表側１１に電気的に接続されていない。電気接続を行うために、センサ素子５に面する金属層１５を有する別個フィルム１３Ａ（図２Ａも参照、金属化フィルム１３Ａのシート）が、センサ素子５の表側１１に加えられる。別個フィルム１３Ａの金属層１５は、電気接続を提供する。別個フィルム１３Ａは、表部１３Ｆに部分的に重ね合わせる（別個フィルム１３Ａが、重ね合わせ領域に対して異なるようにハッチングされる）。
次いで、金属化されたフロントワイヤ１９は、センサ素子５の裏側９において、キャリアフィルム１３、すなわち裏部１３Ｂに接続される。バックワイヤ１７は、裏側９に接続される。
図８Ａ／８Ｂ、９Ａ／９Ｂ、１０Ａ／１０Ｂは、センサ１の概略的かつ例示的な更なる実施形態を示す。センサ１は、セラミックディスクとして設けられたセンサ素子５を有する。センサ素子５の表側１１において、金属めっき表面１８は、金属層１５に関して、Ａｕ、Ｐｔ又は他の貴金属を有することができる。
図８Ａ／８Ｂにおいて、センサ素子５は、フロントワイヤ１９が貫通するための孔２２を設けられる。電気接続は、金属めっき表面１８に対する（金属層１５を設けられた）金属化されたフロントワイヤ１９の取り付けによって、表側１１に設けられる。センサ素子５の裏側９において、金属化されたバックワイヤ１７は、センサ素子５の表面に接合される。
図９Ａ／９Ｂには、代替実施形態が、示される。ワイヤ１７、１９は、センサ素子５の裏側９で接続（例えば、超音波接合）され、キャリアフィルム１３としての薄膜プロセス（酸化物及び金属層を堆積するような）を介してセンサ素子５の表側１１に接続される。非導電性セクション２４が、電気絶縁を確立するために設けられる
図１０Ａ／１０Ｂは、センサ１の更なる実施形態を示し、ここで、ワイヤ１７、１９は、センサ素子５の裏側９に接続される。キャリアフィルム１３としての別個のフィルムは、金属層１５を設けられる。キャリアフィルム１３は、センサ素子５の側面に巻き付けられる。キャリアフィルムの裏部１３Ｂは、センサ素子５の裏側９において折り返されて、金属層１５をバックワイヤ１９に向けさせる。
図１１は、センサ１の製造のための更なるフローチャートを示す。センサ素子５は、裏側９及び表側１１を提供する。２つのキャリアフィルム１３が、センサ素子５の表側１１及び裏側９に取り付けられる。キャリアフィルム１３は、両方のキャリアフィルム１３がセンサ素子５の裏にあるように、センサ素子５の周囲に接合され、巻き付けられる片面金属化フィルム１３（金属層１５）である。キャリアフィルム１３は、バイファイラワイヤ３１、３３に接続される。
センサ１は、例えばガイドワイヤのハウジング２１に受け入れられる。ハウジングは、介入医療装置、例えば、ガイドワイヤ、カテーテル、針に取り付けられる又は一体化されることができる。
図１２は、センサ１の相互接続７及び図１１のバイファイラワイヤ３１、３３の接続を例示的に示す。
相互接続７は、２つのキャリアフィルム１３を有し、ここで、センサ素子５の表側１１に取り付けられたキャリアフィルム１３は、センサ素子５の側面に巻き付けられる。センサ素子５の裏側９に取り付けられたキャリアフィルム１３は、２つのキャリアフィルム１３が互いに面するように折り畳まれる。
バイファイラワイヤ３１及び３３は、両方のキャリアフィルム１３及びワイヤ３１、３３の上のＡｕめっき表面１５に対する圧力下での接合に基づいている。キャリアフィルム１３に対するワイヤの容易な接合を可能にするために、ワイヤは、図１３Ａ乃至Ｃからより明らかであるように、交差する様式で提供される。
図１３Ａ乃至Ｃは、図１２のキャリアフィルム１３及びワイヤ３１、３３の接続をより詳細に示す。図１３Ａは、キャリアフィルム１３及びワイヤ３１、３３の上面図を示す。ワイヤ３１の金属化された端部は、曲げ３５を設けられる。
図１３Ｂから、他方のワイヤ３３の端部も、反対方向の曲げ３５を設けられることは明らかである。これは、図１３Ｃの上面図からも明らかである。
図１４Ａ／１４Ｂは、より短いセンサアセンブリ長を有することを可能にする、代替実施形態としてのセンサ１の更なる実施形態を示す。
センサ素子５は、２つのキャリアフィルム１３を有する相互接続７を設けられる。キャリアフィルム１３は、一方の側に金属層１５を設けられる。接着剤層３４は、キャリアフィルム１３上に部分的に設けられる。キャリアフィルム１３は、その裏側９に電気接続部を有するセンサ１として生じるセンサ素子５の側部（図１４Ｂからより明らかである）の周りに巻き付けられる又は折りたたまれる。
図１４Ｂは、側面図におけるセンサ１のアセンブリを示す。キャリアフィルム１３は、接着層３４によってセンサ素子５に取り付けられる。図１４Ｂの下側キャリアフィルム１３は、接着層３４がフィルムキャリア１３及びセンサ素子５を接続するように、センサ素子５に向かって折り畳まれる。他方のキャリアフィルム１３、図１４Ｂの上側フィルム１３も、また、下側フィルム１３と同じ方向に折り畳まれ、その結果、下側フィルム１３の接着剤層３４が、上側フィルム１３に取り付けられることができる。折りたたみ角は、長方形である。
最終的に組み立てられたセンサ１は、接着層３４によって互いに取り付けられた２つのキャリアフィルム１３を有する相互接続７を提供する。キャリアフィルム１３間の接着層３４は、センサ素子５の近傍に設けられる。センサ素子５から離れる方を向いているキャリアフィルム１３の２つの端部は、センサ１の電気接続のためにワイヤに接続されることができる。
図１５は、センサ素子５と、相互接続７と、金属層１５とを有するセンサ１の製造方法のフローチャートを示す。
この方法は、相互接続７に金属層１５を設けるステップＳ１を有し、相互接続７は、金属層１５を設けられた少なくとも１つのキャリアフィルム１３及び／又は金属層１５を設けられた少なくとも１つのワイヤ１７、１９を有する。
相互接続７は、センサ素子５において配置されＳ２、ここで、相互接続７は、センサ素子５のための電気接続を提供するように構成される。
実施形態において、キャリアフィルム１３は、センサ素子５の表側１１に配置されＳ３、センサ素子５の裏側９まで側面に巻き付けられるＳ４。キャリアフィルム１３及びワイヤ１７、１９は、同じ接合プロセスでセンサ素子５に接合されるＳ５。
本発明の実施形態は、それぞれ異なる主題を参照して説明されることに留意されたい。特に、いくつかの実施形態は，方法タイプの請求項を参照して説明され、他の実施形態は，装置タイプの請求項を参照して説明される。しかしながら、当業者は，上記及び下記の説明から、別段の通知がない限り、１つのタイプの主題に属する特徴の任意の組み合わせに加えて、異なる主題に関する特徴間の任意の組み合わせも、本出願で開示されることを理解するであろう。しかしながら、全ての特徴が、特徴の単純な合計よりも高い相乗効果を提供するように組み合わせられることができる。
本発明は、図面及び前述の説明において図示され、詳細に説明されてきたが、このような図示及び説明は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示及び従属請求項の検討から、請求項に記載の発明を実施する際に当業者によって理解され達成されることができる。
請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、複数性を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に記載されたいくつかの項目の機能を満たしてもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項において言及されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。請求項におけるいかなる参照符号も、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
Claims (15)
- ２つの対向する側及び１つの側面を有するセンサ素子と、
電気伝導のために構成された電気絶縁可撓性キャリアを有する相互接続であって、前記キャリアは、中央セグメントの２つの対向する側において２つの末端セグメントを有し、前記２つの末端セグメントの第１の末端セグメントは、前記センサ素子の前記２つの対向する側の第１の側上で折り畳まれ、前記キャリアの前記中央セグメントは、前記センサ素子の前記側面に隣接して配置され、前記２つの末端セグメントの第２の末端セグメントは、前記センサ素子の前記２つの対向する側の第２の側上で折り畳まれる、当該相互接続と、
を有するセンサにおいて、
前記キャリアは、前記センサ素子の前記第１の側に含まれる第１の電極から前記センサ素子の前記第２の側に電気信号を伝送して、前記センサ素子の前記第２の側から前記第１の電極の電気接続を提供するように構成される、
センサ。 - 前記センサ素子の前記第２の側は、第２の電極を有し、前記センサ素子は、前記センサ素子の前記第２の側から、前記第１及び第２の電極の両方に対して接触可能である、請求項１に記載のセンサ。
- 前記センサは、前記第２の電極と電気接続する更なる相互接続を有し、前記第１及び第２の電極は、２つのそれぞれの前記相互接続を介して接触可能である、請求項２に記載のセンサ。
- 前記センサは、バイファイラ電気導体を更に有し、前記相互接続の各々は、前記バイファイラ電気導体の導体のうちの１つと電気接続される、請求項３に記載のセンサ。
- 前記２つの相互接続の一部が、互いに取り付けられて、前記センサ素子の前記第２の側から延びる複合相互接続を形成し、前記バイファイラ電気導体の前記電気導電体の各々が、前記複合相互接続の両側で電気接続される、請求項４に記載のセンサ。
- 前記センサ素子は、超音波センサ素子であり、前記超音波センサ素子の前記第１の側は、解剖学的媒体への及びからの超音波の放射及び受信のための音響整合のために構成され、前記超音波センサ素子の前記第２の側は、導電性超音波減衰材料を提供される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のセンサ。
- 前記音響整合は、少なくとも部分的に、前記可撓性キャリアの前記第１の末端セグメントを有する、請求項６に記載のセンサ。
- 前記可撓性キャリアの前記第１の末端セグメントの厚さは、前記超音波センサ素子の所定の中心周波数に対する全体的な音響整合を提供する、請求項７に記載のセンサ。
- 前記可撓性キャリアの前記第１の末端セグメントは、前記中央セグメントよりも厚い、請求項７又は８に記載のセンサ。
- 前記中心周波数が、１０ＭＨｚを超える、請求項８に記載のセンサ。
- 前記可撓性キャリアは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリイミドのうちの１つの材料を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のセンサ。
- 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のセンサと、
前記センサを受け入れるハウジングと、
前記ハウジングが取り付けられる細長い本体と、
を有する介入医療装置。 - センサを製造する方法において、
２つの対向する側及び１つの側面を有するセンサ素子を提供するステップと、
電気伝導に対して構成された電気絶縁可撓性キャリアを有する相互接続を提供するステップであって、前記キャリアが、中央セグメントの２つの対向する側において２つの末端セグメントを有する、ステップと、
前記２つの末端セグメントのうち第１の末端セグメントを前記センサ素子の前記２つの対向する側のうち第１の側上で折り畳むステップであって、前記キャリアの前記中央セグメントが、前記センサ素子の前記側面に隣接して配置される、ステップと、
前記２つの末端セグメントのうちの第２の末端セグメントを前記センサ素子の前記２つの対向する側のうちの第２の側上で折り畳むステップと、
前記センサ素子の前記第２の側面から第１の電極への電気信号の伝送のために前記センサ素子の前記第１の側に含まれる前記第１の電極を前記センサ素子の前記第２の側から前記可撓性キャリアを介して接続するステップと、
を有する、方法。 - 前記センサ素子の前記第２の側上に含まれる第２の電極と電気的に接続する更なる相互接続を提供するステップと、
前記センサ素子の前記第２の側から延びる複合相互接続を形成するように前記２つの相互接続の一部を互いに取り付けるステップと、
バイファイラ電気導体を提供するステップと、
それぞれの２つの電極に電気信号を提供するように前記複合相互接続の両側で前記バイファイラ電気導体の各電気導体を電気接続するステップと、
を更に有する、請求項１３記載の方法。 - 前記相互接続を提供するステップは、前記可撓性キャリアを提供するステップを有し、前記可撓性キャリアの前記第１の末端セグメントは、前記中央セグメントより厚い、請求項１３に記載の方法。
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