KR101530775B1 - Acoustic sensor apparatus for cochlear implant and method for manufacturing the same - Google Patents

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장종문
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 실시예는 실리콘 웨이퍼가 아닌 폴리머 소재의 기판 부재를 기반으로 하는 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 유연성과 부착성이 우수한 폴리머 소재를 실리콘 웨이퍼에 코팅하여 기판 부재를 형성한 후, 그 기판 부재의 상면에 MEMS 기술을 이용하여 빔 어레이들을 형성한다. 그리고, 빔 어레이들이 형성된 기판 부재를 실리콘 웨이퍼로부터 분리하여 음향 센서 장치를 제조할 수 있다.An embodiment of the present invention relates to an acoustic sensor device for a cochlear implant based on a substrate member made of a polymer rather than a silicon wafer and a method of manufacturing the device. A polymer material having excellent flexibility and adhesion is coated on a silicon wafer to form a substrate member, and beam arrays are formed on the upper surface of the substrate member using MEMS technology. Then, the substrate member on which the beam arrays are formed can be separated from the silicon wafer to produce an acoustic sensor device.

Description

인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법{ACOUSTIC SENSOR APPARATUS FOR COCHLEAR IMPLANT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an acoustic sensor device for a cochlear implant,

본 발명은 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 별도의 고정 구조를 사용하지 않고도 음향 센서 장치를 신체에 용이하게 부착시킬 수 있는 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an acoustic sensor device for a cochlear implant and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an acoustic sensor device for a cochlear implant which can easily attach the acoustic sensor device to a body without using a separate fixing structure And a manufacturing method of the apparatus.

일반적으로, 사람의 귀는 외부의 음향을 전기신호로 변환하여 뇌의 청각영역에 전달한다. 구체적으로 설명하면, 귓바퀴를 통해 모인 음향신호는 외이도(external auditory meatus, 外耳道)를 통해 들어와서 고막(tympanic membrane, 鼓膜)을 진동시킨다. 그리고, 이 진동은 추골, 침골 및 등골로 이루어진 이소골(auditory ossicles, 耳小骨)을 통하여 달팽이관(cochlea)으로 전달되고, 달팽이관 속의 유모세포(hair cell of cochlea)는 기계적인 음향 신호를 전기신호로 변환한 후 뇌의 청각영역으로 전기신호를 전달한다. 상기와 같은 과정을 통해서 사람은 소리를 감지할 수 있다.Generally, a human ear converts an external sound into an electrical signal and transmits it to the auditory area of the brain. Specifically, the acoustic signals collected through the auricle come through the external auditory meatus (the auditory meatus) and vibrate the tympanic membrane. These vibrations are transmitted to the cochlea through auditory ossicles consisting of the vertebra, the orbits and the spinal column, and the hair cells of the cochlea transform the mechanical acoustic signals into electrical signals And then transmit electrical signals to the auditory area of the brain. Through the above process, a person can perceive a sound.

하지만, 달팽이관 속의 유모세포가 손상되면, 음향에 대응하는 전기신호가 유모세포에서 뇌로 전달되지 않기 때문에 심각한 청각 장애가 발생한다. 이러한 청각 장애는 음압을 증폭시키기 위한 보청기의 사용으로는 개선이 불가능하다.However, if the hair cells in the cochlea are damaged, the electrical signal corresponding to the sound is not transmitted from the hair cells to the brain, resulting in severe hearing loss. This hearing loss can not be improved by the use of hearing aids to amplify the sound pressure.

따라서, 최근에는 유모세포의 손상에 따른 청각 장애를 치료하는 방법으로서 인공와우(cochlear implant, 人工蝸牛)를 인체에 이식하는 방법이 널리 시술되고 있다. 즉, 이 방법은 달팽이관의 내부에 남아있는 청신경을 음향 신호에 따라 전기적으로 직접 자극하여 청력을 회복시키는 방법이다.Therefore, in recent years, a method of transplanting a cochlear implant (cochlear implant) into the human body as a method of treating a hearing loss due to damage of a hair cell has been widely practiced. In other words, this method is a method of restoring auditory ability by electrically stimulating the remaining auditory nerve inside the cochlea according to the acoustic signal.

인공와우를 통한 소리의 인지 방식을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 인체의 외부에 장착된 송화기(microphone)를 통해서 소리 에너지가 전기 신호로 변환되고, 그 다음으로 어음처리기(speech processor)를 거쳐 전기 신호가 부호화된다. 그 부호화된 전기신호는 전파코일(RF transmission coil)을 통해 인체의 피부 속에 삽입된 수용-자극기(receiver/stimulator)에 무선으로 전달되고, 이 전달된 신호는 달팽이관의 내부로 삽입된 전극 어레이(electrode array)를 통해 청신경으로 전달되며, 그 청신경의 자극에 의해서 뇌에 소리가 인지된다.A detailed explanation of the recognition method of the sound through the cochlear implant is as follows. First, sound energy is converted into an electric signal through a microphone mounted on the outside of the human body, and then an electric signal is encoded through a speech processor. The coded electric signal is wirelessly transmitted to a receiver / stimulator inserted into the skin of a human body through a RF transmission coil, and the transmitted signal is transmitted to an electrode array array, and the sound is perceived in the brain by stimulation of the auditory nerve.

상기와 같은 기존의 인공와우는 송화기와 어음처리기가 인체의 외부에 배치되는 구조이므로, 인공와우의 이식 수술 후 생활에 많은 제약을 갖는다. 예를 들면, 목욕이나 수영 등의 활동이 어렵고, 그 크기로 인하여 생활의 불편함 및 미관 저하를 초래할 수 있다. 특히, 인공와우 시술은 주로 3세 미만의 아동들을 대상으로 시술되기 때문에, 피수술인이 성장하여 장애를 인식할 때 정신적인 충격을 받을 가능성이 높다. 또한, 인공와우의 시술시 귀의 뒷부분에 삽입되는 수용-자극기는 배터리를 주기적으로 교체해 주어야 하는 불편함이 있으며, 수용-자극기는 달팽기관으로 들어가는 전극과 전선으로 연결되므로 전선의 부식 및 손상에 의해 인체에 부작용을 일으킬 수 있다. 또한, 기존의 인공와우는 내이에 해당하는 달팽이관에만 장애가 발생하더라도, 그 구조와 작동 원리로 인하여 정상 상태의 외이와 중이를 활용할 수 없다.Since the conventional cochlear implant has a structure in which the transmitter and the speech processor are disposed outside the human body, the cochlear implant has many limitations in life after the implantation of the cochlear implant. For example, activities such as bathing and swimming are difficult, and the size thereof may lead to inconvenience and aesthetic deterioration of living. In particular, since cochlear implantation is performed mainly on children under 3 years of age, it is highly likely that the surgeon will experience a mental shock when he or she recognizes the disorder. In addition, since the receiver-stimulator inserted in the back of the ear during the operation of the cochlear implant has a disadvantage of periodically replacing the battery, the receiver-stimulator is connected to the electrode and the wire entering the scallop, Can cause side effects. In addition, even if cochlear implantation occurs only in cochlear ducts, conventional cochlear implantation can not be used in the normal state due to its structure and operation principle.

상기와 같은 문제점을 근본적으로 해소하기 위하여, 최근에는 귀에 완전하게 삽입되는 인공와우에 대한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 완전 삽입형 인공와우의 구현을 위해서는, 외형의 크기를 작게 설계하여 귀 속에 간편하게 삽입할 수 있어야 하며, 아울러 고막과 같은 신체 조직에 용이하게 부착시킬 수 있어야만 한다.In order to fundamentally solve the above problems, research and development on cochlear implants that are completely inserted into the ear have been actively conducted. In order to implement a fully inserted cochlear implant, the outer shape should be designed to be small enough to be easily inserted into the ear, and easily attached to a body tissue such as a tympanic membrane.

예를 들면, 한국공개특허 제2005-7002746호(발명의 명칭: 진동 검출기, 음 검출기, 보청기, 와우각 이식물 및 이와관련된 방법, 공개일: 2005.06.17)에는 완전한 삽입이 가능한 인공와우에 해당하는 청각 개선 장치(10)가 개시되어 있다. 상기와 같은 청각 개선 장치(10)는 외부 음향의 주파수에 따라 공진하는 공진기 어레이(28)가 구비된 진동 검출기/변환기(12)를 포함하고 있다. 한국공개특허 제2005-7002746호에서는 청각 개선 장치(10)를 신체에 안정적으로 고정하기 위해서, 청각 개선 장치(10)의 하우징을 특수한 형상으로 만들거나 또는 신체에 청각 개선 장치(10)를 설치하기 위한 특정 형상의 이식 공간을 형성하고 있다.For example, Korean Unexamined Patent Publication No. 2005-7002746 (entitled "Vibration Detector, Sound Detector, Hearing Aid, and Deposition Method and Related Methods, Date of Publication: Jun. 17, 2005) A hearing improvement device 10 is disclosed. The hearing improvement device 10 as described above includes a vibration detector / converter 12 having a resonator array 28 that resonates according to the frequency of the external sound. Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-7002746 discloses a method of making the housing of the hearing improvement device 10 into a special shape or installing the hearing improvement device 10 in the body in order to stably fix the hearing improvement device 10 to the body Thereby forming a specific shape of the implantation space.

즉, 기존의 인공와우는 신체 조직에 안정적으로 고정시키기 위해서 별도의 고정 구조를 채용해야만 한다. 따라서, 인공와우의 구조가 복잡해질 수 있으며, 인공와우의 임플란트 시술시 수술 과정이 매우 복잡해질 수 있다.
That is, the existing cochlear implant must employ a separate fixation structure to stably fix it on the body tissue. Therefore, the structure of the cochlear implant may be complicated, and the operation procedure of the cochlear implants may become very complicated.

본 발명의 실시예는 별도의 고정 구조를 채용하지 않고도 음향 센서 장치를 신체에 용이하게 부착시킬 수 있는 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법을 제공한다.The embodiments of the present invention provide an acoustic sensor device for a cochlear implant and a method of manufacturing the same that can easily attach the acoustic sensor device to a body without employing a separate fixing structure.

또한, 본 발명의 실시예는 음향을 감지하는 빔 어레이 패턴을 유연성과 부착성이 우수한 폴리머 소재의 기판 부재에 형성할 수 있는 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, embodiments of the present invention provide an acoustic sensor device for a cochlear implant which can form a beam array pattern for sensing sound on a substrate of a polymer material excellent in flexibility and adhesion, and a method of manufacturing the device.

또한, 본 발명의 실시예는 MEMS 기술을 이용하여 대량으로 생산할 수 있는 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법을 제공한다.
In addition, embodiments of the present invention provide an acoustic sensor device for a cochlear implant which can be mass-produced using MEMS technology and a method of manufacturing the device.

본 발명의 일실시예에 따르면, 외부 음향의 주파수에 공진되도록 형성되고 공진시 공진 주파수에 대응하는 전기 신호를 발생하도록 형성된 압전 부재, 상기 압전 부재에서 발생된 전기 신호를 외부로 인출하도록 상기 압전 부재에 구비된 전극 부재, 및 상기 압전 부재와 상기 전극 부재가 상면에 구비되고, 신체에 용이하게 부착되도록 폴리머(polymer) 소재로 형성된 기판 부재를 포함하는 인공와우용 음향 센서 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a piezoelectric resonator comprising: a piezoelectric member formed to resonate at a frequency of an external sound and to generate an electric signal corresponding to a resonance frequency at resonance; And a substrate member formed on the upper surface of the piezoelectric member and the electrode member and formed of a polymer material so as to be easily attached to the body. The present invention also provides an acoustic sensor device for a cochlear implant.

즉, 본 실시예에서는 상기 기판 부재가 유연성과 부착성이 우수한 폴리머 소재로 형성되므로, 상기 기판 부재를 고막이나 청신경 등과 같은 신체 조직에 안정적으로 간편하게 부착시킬 수 있다.That is, in the present embodiment, since the substrate member is formed of a polymer material having excellent flexibility and adhesion, the substrate member can be stably and easily attached to a body tissue such as an eardrum or an auditory nerve.

일측에 따르면, 상기 전극 부재는, 상기 기판 부재의 상면과 상기 압전 부재의 하면 사이에 구비된 하부 전극 부재, 및 상기 압전 부재의 상면에 구비된 상부 전극 부재를 구비할 수 있다.According to one aspect, the electrode member may include a lower electrode member provided between an upper surface of the substrate member and a lower surface of the piezoelectric member, and an upper electrode member provided on an upper surface of the piezoelectric member.

일측에 따르면, 상기 압전 부재는 질화알루미늄(AIN, aluminium nitride) 소재로 형성될 수 있다. 상기 기판 부재는 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane), 페럴린(parylene) 또는 폴리아미드(polyamid) 중 적어도 어느 하나의 소재로 형성될 수 있다.According to one aspect, the piezoelectric member may be formed of an aluminum nitride (AIN) material. The substrate member may be formed of at least one material selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, parylene, and polyamide.

일측에 따르면, 상기 압전 부재와 상기 전극 부재 및 상기 기판 부재는 MEMS 기술을 이용하여 층 형상으로 적층된 구조로 형성될 수 있으며, 상기 압전 부재와 상기 전극 부재는 상기 기판 부재에 빔 어레이 패턴으로 형성될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the piezoelectric member, the electrode member, and the substrate member may be formed in a layered structure using MEMS technology, and the piezoelectric member and the electrode member may be formed in a beam array pattern .

상기 빔 어레이는, 상기 기판 부재에 나선형 형상으로 복수개가 배열되고, 상기 빔 어레이들의 길이를 증가 또는 감소시키도록 배치될 수 있다.The beam array may be arranged in a spiral shape on the substrate member and arranged to increase or decrease the length of the beam arrays.

본 실시예의 다른 측면에 따르면, 실리콘 웨이퍼의 상면에 MEMS 기술을 이용하여 폴리머 소재의 기판 부재를 코팅하는 단계, 상기 기판 부재의 상면에 하부 전극 부재를 증착하는 단계, 상기 하부 전극 부재의 상면에 압전 부재를 증착하는 단계, 상기 압전 부재의 상면에 상부 전극 부재를 증착하는 단계, 상기 하부 전극 부재, 상기 압전 부재 및 상기 상부 전극 부재가 구비된 상기 기판 부재를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계를 포함하는 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: coating a substrate member of a polymer material on an upper surface of a silicon wafer using MEMS technology; depositing a lower electrode member on an upper surface of the substrate member; Depositing an upper electrode member on an upper surface of the piezoelectric member; and separating the substrate member having the lower electrode member, the piezoelectric member, and the upper electrode member from the silicon wafer A method of manufacturing an acoustic sensor device for a cochlear implant is provided.

즉, 본 실시예에서는 상기 실리콘 웨이퍼 상에 폴리머 소재의 기판 부재를 코팅한 후 상기 하부 전극 부재와 상기 압전 부재 및 상부 전극 부재를 형성한 기판 부재를 상기 실리콘 웨이퍼와 분리하므로, 실리콘 웨이퍼가 아닌 폴리머 소재를 기반으로 하는 음향 센서 장치가 간단히 제조될 수 있다. 상기와 같은 폴리머 소재는 유연성과 부착성이 우수하여 다양한 구조의 신체 조직에 용이하게 부착시킬 수 있다.That is, in this embodiment, after the substrate member of the polymer material is coated on the silicon wafer, the substrate member on which the lower electrode member, the piezoelectric member, and the upper electrode member are formed is separated from the silicon wafer, An acoustic sensor device based on a material can be simply manufactured. Such a polymer material is excellent in flexibility and adhesion, and can be easily attached to body tissues of various structures.

일측에 따르면, 상기 하부 전극 부재와 상기 압전 부재 및 상기 상부 전극 부재는 빔 어레이 패턴으로 형성될 수 있다.According to one aspect, the lower electrode member, the piezoelectric member, and the upper electrode member may be formed in a beam array pattern.

일측에 따르면, 본 실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법은, 상기 상부 전극 부재를 증착하는 단계 및 상기 기판 부재를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계의 사이에 실시하여 폴리머 소재로 패시베이션(passivation)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
According to one aspect, a manufacturing method of an acoustic sensor device for a cochlear implant according to the present embodiment is performed during a step of depositing the upper electrode member and a step of separating the substrate member from the silicon wafer, thereby forming a passivation and performing passivation on the data.

본 발명의 실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법은, 폴리머 소재의 기판 부재를 기반으로 음향 센서 장치를 제작하므로, 별도의 고정 구조를 채용하지 않고도 음향 센서 장치를 신체에 용이하게 부착시킬 수 있다. 즉, 폴리머 소재의 기판 부재는 유연성과 부착성이 우수하여 고막이나 청신경과 같은 신체 조직에 용이하게 부착될 수 있다.The acoustic sensor device for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention and the method of manufacturing the device for an acoustic coherence sensor of the present invention can be applied to an acoustic sensor device without using a separate fixing structure, It can be easily attached. That is, the substrate material of the polymer material is excellent in flexibility and adhesion, and can be easily attached to a body tissue such as an eardrum or an auditory nerve.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법은, 압전 부재와 전극 부재를 기판 부재의 상면에 빔 어레이 패턴으로 형성할 수 있으며, 그로 인하여 외부 음향의 주파수를 분리하여 정확히 감지할 수 있다.Further, the acoustic sensor device for cochlear implant according to the embodiment of the present invention and the method of manufacturing the same can form a beam array pattern on the upper surface of the substrate member of the piezoelectric member and the electrode member, Can be separated and detected accurately.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법은, MEMS 기술을 이용하여 음향 센서 장치를 제조하므로, 음향 센서 장치를 대량으로 생산할 수 있으며, 그로 인해서 가격 절감을 실현할 수 있다.In addition, since the acoustic sensor device for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention and the method for manufacturing the same are manufactured using the MEMS technology, a mass production of the acoustic sensor device can be achieved, Can be realized.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법은, 폴리머 소재의 기판 부재를 신체 조직과의 마찰력에 의해 간편하게 부착시키는 구조이므로, 복잡한 구조적 장치를 이용하지 않고 체내에 상대적으로 쉽게 임플란트 시술할 수 있다.
In addition, the acoustic sensor device for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention and the method for manufacturing the same can easily attach the substrate member of the polymer material to the body tissue by friction force, It is relatively easy to implant the implant.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치의 설치 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 인공와우용 음향 센서 장치를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법이 도시된 순서도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제조 방법에 따른 음향 센서 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
1 is a view showing an installation state of an acoustic sensor device for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view showing the acoustic sensor device for a cochlear implant shown in FIG.
3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in Fig.
4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an acoustic sensor device for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the acoustic sensor device according to the manufacturing method shown in FIG.

이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)의 설치 상태가 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 인공와우용 음향 센서 장치(100)를 나타낸 정면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.1 is a view showing an installation state of an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a front view showing an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant shown in FIG. 1 And Fig. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in Fig.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)는 인공와우에서 외부 음향을 감지하기 위한 장치이다. 예를 들면, 음향 센서 장치(100)는 외부 음향의 주파수를 감지한 후 그 외부 음향의 주파수에 따라 청신경을 자극하기 위한 전기 신호를 발생할 수 있다. 그리고, 인공와우는 음향 센서 장치(100)의 전기 신호를 귀 속의 청신경에 전달하여 청신경을 직접적으로 자극할 수 있으며, 그 청신경의 자극에 의해서 뇌가 외부 음향을 감각할 수 있다.Referring to FIG. 1, an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention is an apparatus for sensing external sound in a cochlear implant. For example, the acoustic sensor device 100 may sense the frequency of the external sound and then generate an electrical signal to stimulate the auditory nerve according to the frequency of the external sound. Then, the cochlear implant can transmit the electric signal of the acoustic sensor device 100 to the auditory nerve of the ear to directly stimulate the auditory nerve, and the brain can sense the external sound by the stimulation of the auditory nerve.

인공와우는 신체의 내부에 완전히 삽입되는 완전 삽입형 타입으로 형성될 수 있다. 따라서, 음향 센서 장치(100)도 신체의 내부에 용이하게 임플란트 시술되도록 소형으로 제작될 수 있으며, 다양한 형상의 신체 조직에 원활하게 부착되도록 형성될 수 있다.The cochlear implant may be a fully inserted type that is fully inserted into the body. Therefore, the acoustic sensor device 100 can be made small enough to be easily implanted in the inside of the body, and can be formed to be smoothly attached to body tissues of various shapes.

도1에 도시된 바와 같이, 음향 센서 장치(100)는 사람의 귀로 들어오는 외부 음향을 감지하도록 귀의 내부에 형성된 음향 전달 통로 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 음향 센서 장치(100)는 외이도(104) 또는 고막(106) 등에 배치될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 음향 센서 장치(100)가 고막(106)에 부착되어 인공 기저막으로 사용되는 것으로 설명한다.As shown in FIG. 1, the acoustic sensor device 100 may be disposed on an acoustic transmission path formed inside the ear to sense external sounds coming into the human ear. For example, the acoustic sensor device 100 may be placed on the ear canal 104 or the eardrum 106 or the like. Hereinafter, in the present embodiment, it is assumed that the acoustic sensor device 100 is attached to the eardrum 106 and used as an artificial basement membrane.

상기와 같이 음향 센서 장치(100)가 배치되면, 외부 음향은 귓바퀴(102)에 의해 모인 후 외이도(104)를 통해 귀 속으로 들어올 수 있으며, 음향 센서 장치(100)가 외이도(104)를 통해 들어온 외부 음향을 감지한 후 외부 음향의 주파수 대역에 대응하는 전기 신호를 발생할 수 있다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 음향 센서 장치(100)가 정상인의 고막(106)으로 전달되는 외부 음향을 동일한 조건에서 감지할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 일실시예는 귓바퀴(102)나 외이도(104) 등을 적절히 활용하는 구조이며, 그로 인해서 외부 음향을 수신하기 위한 별도의 수신기를 생략할 수 있다.When the acoustic sensor device 100 is disposed as described above, the external sound can be gathered by the auricle 102 and then enter the ear through the ear canal 104. When the acoustic sensor device 100 is inserted through the ear canal 104 It is possible to generate an electric signal corresponding to the frequency band of the external sound after sensing the incoming external sound. That is, in one embodiment of the present invention, the acoustic sensor device 100 can detect the external sound transmitted to the eardrum 106 of the normal person under the same condition. Therefore, one embodiment of the present invention is a structure that appropriately uses the auricle 102, the external ear canal 104, and the like, thereby omitting a separate receiver for receiving external sound.

또한, 음향 센서 장치(100)는 청신경에 전기 신호를 전달하도록 청신경과 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들면, 음향 센서 장치(100)는 달팽이관(108) 내의 청신경에 케이블(101)에 의해 신호 전달 가능하게 연결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 음향 센서 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 변형이 가능할 수 있다. 일예로, 음향 센서 장치(100) 및 달팽이관(108) 내의 청신경이 무선 방식으로 연결되거나, 또는 음향 센서 장치(100)를 달팽이관(108) 이외의 부위에 존재하는 청신경과 연결될 수도 있다.In addition, the acoustic sensor device 100 may be connected in signal communication with the auditory nerve to transmit electrical signals to the auditory nerve. For example, the acoustic sensor device 100 can be signalably connected to the auditory canal in the cochlear duct 108 by a cable 101. However, the present invention is not limited to this, and various modifications may be possible depending on the design conditions and conditions of the acoustic sensor device 100. For example, the acoustic sensor device 100 and the audiogram in the cochlea 108 may be connected in a wireless manner, or the acoustic sensor device 100 may be connected to an auditory nerve present in a region other than the cochlea 108.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)는 압전 부재(110), 전극 부재(120), 및 기판 부재(130)를 포함한다.2 to 3, an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention includes a piezoelectric member 110, an electrode member 120, and a substrate member 130.

압전 부재(110)는 외부 음향의 주파수에 의해 공진되는 구조로 형성될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 압전 부재(110)와 전극 부재(120)가 빔 어레이 패턴으로 형성된 것으로 설명한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 음향 센서 장치(100)의 설계 조건 및 상황에 따라 다양하게 변형될 수 있다. 예를 들면, 압전 부재(110)와 전극 부재(120)는 캔틸레버 어레이 패턴으로 형성될 수도 있다.The piezoelectric member 110 may be formed in a structure resonated by the frequency of the external sound. In the following description, it is assumed that the piezoelectric member 110 and the electrode member 120 are formed in a beam array pattern. However, the present invention is not limited thereto and can be variously modified according to the design conditions and conditions of the acoustic sensor device 100. For example, the piezoelectric member 110 and the electrode member 120 may be formed in a cantilever array pattern.

또한, 압전 부재(110)는 빔 어레이(140)의 공진시 공진 주파수에 대응하는 전기 신호를 발생하도록 형성될 수 있다. 즉, 압전 부재(110)는 공진의 기계적 에너지를 전기적 에어지로 전환할 수 있다. 예를 들면, 압전 부재(110)는 질화알루미늄(AIN, aluminium nitride) 소재로 형성될 수 있으며, MEMS 기술에 의해 빔 어레이 패턴으로 형성될 수 있다.Further, the piezoelectric member 110 may be formed to generate an electric signal corresponding to the resonance frequency at the resonance of the beam array 140. That is, the piezoelectric member 110 can convert mechanical energy of resonance into electrical air. For example, the piezoelectric member 110 may be formed of an aluminum nitride (AlN) material and may be formed into a beam array pattern by MEMS technology.

따라서, 외부 음향의 주파수 대역이 빔 어레이(140)의 공진 주파수 대역과 일치하면, 빔 어레이(140)가 공진될 수 있고, 그 빔 어레이(140)에 포함된 압전 부재(110)가 공진되면서 외부 음향의 주파수에 대응하는 전기 신호를 발생할 수 있다.Therefore, when the frequency band of the external sound agrees with the resonance frequency band of the beam array 140, the beam array 140 can be resonated, and the piezoelectric element 110 included in the beam array 140 is resonated, It is possible to generate an electric signal corresponding to the frequency of the sound.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 전극 부재(120)는 압전 부재(110)에서 발생된 전기 신호를 외부로 인출하도록 압전 부재(110)에 구비될 수 있다. 예를 들면, 전극 부재(120)는 전기 신호를 청신경에 전달하도록 압전 부재(110)와 케이블(101)에 연결될 수 있다.1 to 3, the electrode member 120 may be provided on the piezoelectric member 110 to take out an electric signal generated in the piezoelectric member 110 to the outside. For example, the electrode member 120 may be connected to the piezoelectric member 110 and the cable 101 to transmit an electric signal to the auditory nerve.

상기와 같은 전극 부재(120)는 전도성이 우수한 금속 소재로 형성될 수 있으며, MEMS 기술에 의해 빔 어레이 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 전극 부재(120)는 압전 부재(110)와 함께 빔 어레이(140)를 구성할 수 있으며, 외부 음향의 주파수에 의해 공진될 수 있다.The electrode member 120 may be formed of a metal material having excellent conductivity, and may be formed as a beam array pattern by a MEMS technique. That is, the electrode member 120 may form the beam array 140 together with the piezoelectric member 110, and may be resonated by the frequency of the external sound.

예를 들면, 전극 부재(120)는 하부 전극 부재(122) 및 상부 전극 부재(124)를 구비할 수 있다. 하부 전극 부재(122)는 기판 부재(130)의 상면 및 압전 부재(110)의 하면 사이에 구비될 수 있으며, 상부 전극 부재(124)는 압전 부재(110)의 상면에 구비될 수 있다.For example, the electrode member 120 may include a lower electrode member 122 and an upper electrode member 124. The lower electrode member 122 may be provided between the upper surface of the substrate member 130 and the lower surface of the piezoelectric member 110 and the upper electrode member 124 may be provided on the upper surface of the piezoelectric member 110.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 기판 부재(130)는 신체의 각종 부위에 용이하게 부착되도록 폴리머(polymer) 소재로 형성될 수 있다. 예를 들면, 기판 부재(130)는 폴리다이메틸실록세인(polydimethylsiloxane), 페럴린(parylene) 또는 폴리아미드(polyamid) 중 적어도 어느 하나의 소재로 형성될 수 있다. 폴리머 소재는 유연성과 부착성이 우수하므로, 음향 센서 장치(100)가 부착되는 신체 부위의 형상에 따라 적절히 변형될 수 있으며, 신체 조직에 원활하게 부착 고정될 수 있다. 따라서, 음향 센서 장치(100)의 임플란트 시술시 기판 부재(130)를 고막(106)에 안정적으로 원활하게 부착시킬 수 있다.2 to 3, the substrate member 130 may be formed of a polymer material so as to be easily attached to various parts of the body. For example, the substrate member 130 may be formed of at least one material selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, parylene, and polyamide. Since the polymer material is excellent in flexibility and adhesion, it can be appropriately deformed according to the shape of the body part to which the acoustic sensor device 100 is attached, and can be smoothly attached and fixed to the body tissue. Therefore, the substrate member 130 can be stably and smoothly attached to the eardrum 106 when the acoustic sensor device 100 is implanted.

상기와 같은 기판 부재(130)의 상면에는 하부 전극 부재(122)와 압전 부재(110) 및 상부 전극 부재(124)를 층 형상으로 적층한 구조의 빔 어레이(140)가 복수개 형성될 수 있다. 즉, 음향 센서 장치(100)는 기판 부재(130), 하부 전극 부재(122), 압전 부재(110), 및 상부 전극 부재(124)를 MEMS 기술에 의해 층 형상으로 적층하여 제조할 수 있다.A plurality of beam arrays 140 may be formed on the upper surface of the substrate member 130 such that the lower electrode member 122, the piezoelectric member 110, and the upper electrode member 124 are layered. That is, the acoustic sensor device 100 can be manufactured by layering the substrate member 130, the lower electrode member 122, the piezoelectric member 110, and the upper electrode member 124 by MEMS technology.

한편, 기판 부재(130)에는 나선형으로 형성된 공진홀부(132)가 형성될 수 있으며, 공진홀부(132)에는 빔 어레이(140)가 양단 지지보 구조로 구비될 수 있다. 상기와 같이 빔 어레이(140)는 기판 부재(130)의 공진홀부(132)를 따라 나선형 형상으로 복수개가 일정 간격으로 이격되게 배열될 수 있다.The substrate member 130 may be formed with a spiral resonance hole portion 132 and the resonance hole portion 132 may be provided with a beam array 140 having a both end support beam structure. As described above, the beam array 140 may be arranged in a spiral shape along the resonance hole portion 132 of the substrate member 130 such that a plurality of the beam arrays 140 are spaced apart from each other at regular intervals.

여기서, 공진홀부(132)는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 하나의 길이 방향을 따라 폭이 확장되는 구조로 형성될 수 있다. 그리고, 빔 어레이(140)들도 공진홀부(132)의 폭이 확장됨에 따라 길이가 증가되어 공진 주파수가 서로 다르게 형성될 수 있다.Here, the resonance hole portion 132 may have a structure in which the width of the resonance hole portion 132 is extended along the length direction of either the clockwise or the counterclockwise direction. Also, as the width of the resonance hole portion 132 is increased, the length of the beam arrays 140 may be increased and the resonance frequencies may be different from each other.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)의 작동 및 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, an operation and a manufacturing method of the acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 본 실시예에 따른 음향 센서 장치(100)의 설치 및 작동을 설명한다.First, the installation and operation of the acoustic sensor device 100 according to the present embodiment will be described.

음향 센서 장치(100)는 임플란트 시술을 통해 사람의 귀 속에 설치된다. 이때, 음향 센서 장치(100)는 귀의 고막(106)에 부착시켜 인공 기저막의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 음향 센서 장치(100)를 귀 속의 달팽이관(108)에 존재하는 청신경에 케이블(101)로 연결할 수 있다.The acoustic sensor device 100 is installed in a human ear through an implant procedure. At this time, the acoustic sensor device 100 may be attached to the eardrum 106 to serve as an artificial basement membrane. In addition, the acoustic sensor device 100 can be connected to the auditory nerve present in the cochlea 108 in the ear by the cable 101. [

상기와 같이 음향 센서 장치(100)가 임플란트 시술되면, 외부 음향은 사람의 귓바퀴(102)를 통해서 귀 속으로 모인 후 외이도(104)를 따라 음향 센서 장치(100)에 전달될 수 있으며, 음향 센서 장치(100)의 빔 어레이(140)들 중에서 외부 음향의 주파수 대역과 동일한 공진 대역을 갖는 빔 어레이(140)가 선택적으로 공진될 수 있다. 상기와 같이 빔 어레이(140)가 공진되면, 공진시 발생되는 진동 압력 변화에 의해 압전 부재(110)에서 특정 크기의 전기 신호가 발생된다. 그리고, 빔 어레이(140)에서 발생된 전기 신호는 케이블(101)를 통해 청신경으로 전달될 수 있으며, 청신경은 음향의 실제 주파수 대역에 대응하는 전기신호에 의해서 자극될 수 있다.As described above, when the acoustic sensor device 100 is implanted, the external sound can be collected into the ear through the ear canal 102 of the person and then transmitted to the acoustic sensor device 100 along the ear canal 104, The beam array 140 having the same resonance band as the frequency band of the external sound among the beam arrays 140 of the apparatus 100 can be selectively resonated. When the beam array 140 is resonated as described above, an electric signal of a specific magnitude is generated in the piezoelectric member 110 due to a change in the vibration pressure generated in the resonance. The electric signal generated in the beam array 140 may be transmitted to the audiences through the cable 101 and the audiences may be stimulated by electrical signals corresponding to the actual frequency band of the sound.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)의 제조 방법이 도시된 순서도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제조 방법에 따른 음향 센서 장치(100)의 제조 공정을 나타낸 단면도이다. 이하에서는 도 4와 도 5를 중심으로 음향 센서 장치(100)의 제조 방법을 설명한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of manufacturing an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a flowchart illustrating a manufacturing process of the acoustic sensor device 100 according to the manufacturing method shown in FIG. Fig. Hereinafter, a method of manufacturing the acoustic sensor device 100 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 인공와우용 음향 센서 장치(100)의 제조 방법은, 실리콘 웨이퍼(150)의 상면에 MEMS 기술을 이용하여 폴리머 소재의 기판 부재(130)를 코팅하는 단계(10), 기판 부재(130)의 상면에 하부 전극 부재(122)를 증착하는 단계(11), 하부 전극 부재(122)의 상면에 압전 부재(110)를 증착하는 단계(12), 압전 부재(110)의 상면에 상부 전극 부재(124)를 증착하는 단계(13), 하부 전극 부재(122)와 압전 부재(110) 및 상부 전극 부재(124)가 구비된 기판 부재(130)를 실리콘 웨이퍼(150)로부터 분리하는 단계(15)를 포함한다.4 and 5, a manufacturing method of an acoustic sensor device 100 for a cochlear implant according to an embodiment of the present invention includes the steps of forming a substrate member (not shown) of a polymer material on the upper surface of a silicon wafer 150 (11) depositing a lower electrode member (122) on the upper surface of the substrate member (130); depositing a piezoelectric member (110) on the upper surface of the lower electrode member A step 13 of depositing an upper electrode member 124 on the upper surface of the piezoelectric member 110 and a step 13 of depositing a lower electrode member 122 on the upper surface of the piezoelectric member 110, (15) separating the silicon wafer (130) from the silicon wafer (150).

도 4와 도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 기판 부재(130)를 코팅하는 단계(10)에서는 실리콘 웨이퍼(150)의 상부 표면에 폴리머 소재를 층 형상으로 얇게 코팅하여 막 형상의 기판 부재(130)를 형성할 수 있다. 상기와 같은 기판 부재(130)는 실리콘 웨이퍼(150)의 상면에 특정 패턴으로 코팅되거나 또는 코팅된 이후에 특정 패턴으로 식각될 수 있다. 예를 들면, 기판 부재(130)의 중앙 부위에는 나선형으로 형성된 공진홀부(132)가 형성되도록 패턴닝(patterning)될 수 있으며, 그 공진홀부(132)의 내부에는 공진홀부(132)의 양측에 양단이 연결된 양단 지지보 형상의 빔 어레이(140)가 형성되도록 패턴닝될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5A and 5B, in step 10 of coating the substrate member 130, a polymer material is thinly coated on the upper surface of the silicon wafer 150 in a layer form, Shaped substrate member 130 can be formed. The substrate member 130 may be etched in a specific pattern after being coated or coated with a specific pattern on the upper surface of the silicon wafer 150. For example, the substrate member 130 may be patterned so as to form a spiral-shaped resonance hole portion 132 at the central portion thereof. Inside the resonance hole portion 132, So that the beam array 140 having both end support beams connected to both ends can be formed.

여기서, 실리콘 웨이퍼(150)의 내부는 순수한 실리콘(Si)(152)으로 형성되지만, 실리콘 웨이퍼(150)의 표면은 산화 실리콘(SiO2)(154)으로 형성될 수 있다.Here, the inside of the silicon wafer 150 is formed of pure silicon (Si) 152, but the surface of the silicon wafer 150 may be formed of silicon oxide (SiO 2 ) 154.

도 4와 도 5(c)를 참조하면, 하부 전극 부재(122)를 증착하는 단계(11)에서는 기판 부재(130)에 형성된 빔 어레이(140)의 패턴 부위에 금속 소재를 층 형상으로 증착할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5C, in the step 11 of depositing the lower electrode member 122, a metal material is deposited in a layered pattern on a pattern portion of the beam array 140 formed on the substrate member 130 .

도 4와 도 5(d)를 참조하면, 압전 부재(110)를 증착하는 단계(12)에서는 하부 전극 부재(122)의 상면에 질화알루미늄 소재를 층 형상으로 증착할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5D, in the step 12 of depositing the piezoelectric member 110, an aluminum nitride material may be deposited in layers on the upper surface of the lower electrode member 122.

도 4와 도 5(e)를 참조하면, 상부 전극 부재(124)를 증착하는 단계(13)에서는 압전 부재(110)의 상면에 금속 소재를 층 형상으로 증착할 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5E, in the step 13 of depositing the upper electrode member 124, a metal material may be deposited on the upper surface of the piezoelectric member 110 in the form of a layer.

따라서, 하부 전극 부재(122)와 압전 부재(110) 및 상부 전극 부재(124)는 MEMS 기술에 의해서 기판 부재(130)의 상면에 빔 어레이(140) 형상으로 패터닝될 수 있다. 따라서, 복수개의 빔 어레이(140)가 기판 부재(130)의 공진홀부(132)를 따라 형성될 수 있다.The lower electrode member 122 and the piezoelectric member 110 and the upper electrode member 124 can be patterned into a beam array 140 on the upper surface of the substrate member 130 by MEMS technology. Accordingly, a plurality of beam arrays 140 may be formed along the resonance hole portions 132 of the substrate member 130. [

도 4와 도 5(f)를 참조하면, 기판 부재(130)를 분리하는 단계(15)에서는 빔 어레이(140)들이 형성된 기판 부재(130)를 실리콘 웨이퍼(150)로부터 분리할 수 있다. 따라서, 하부 전극 부재(122)와 압전 부재(110) 및 상부 전극 부재(124)로 형성된 빔 어레이(140)들은, 실리콘 웨이퍼(150)가 아니라 폴리머 소재의 기판 부재(130) 상에 형성될 수 있다.Referring to FIGS. 4 and 5 (f), in the step 15 of separating the substrate member 130, the substrate member 130 on which the beam arrays 140 are formed may be separated from the silicon wafer 150. The lower electrode member 122 and the beam arrays 140 formed of the piezoelectric member 110 and the upper electrode member 124 can be formed on the polymeric substrate member 130 rather than on the silicon wafer 150 have.

한편, 상부 전극 부재(124)를 증착하는 단계(13) 및 기판 부재(130)를 분리하는 단계(15)의 사이에는 폴리머 소재로 패시베이션을 수행하는 단계(14)를 더 포함할 수 있다. 패시베이션을 수행하는 단계(14)에서는 폴리머 소재를 이용하여 빔 어레이(140) 또는 다른 전자 소자들을 코팅할 수 있다.Meanwhile, the step of depositing the upper electrode member 124 and the step of separating the substrate member 130 may further include a step 14 of performing passivation with a polymer material. In step 14 of performing the passivation, the polymer material may be used to coat the beam array 140 or other electronic components.

상기와 같이 본 실시예에서는 실리콘 웨이퍼(150)에 폴리머 소재의 기판 부재(130)를 코팅한 후 하부 전극 부재(122)와 압전 부재(110) 및 상부 전극 부재(124)를 형성하고, 그 다음에 기판 부재(130)를 실리콘 웨이퍼(150)와 분리하므로, 실리콘 웨이퍼(150)가 아닌 폴리머 소재를 기반으로 하는 음향 센서 장치(100)를 간단히 제조할 수 있다. 따라서, 폴리머 소재의 유연성과 부착성으로 인하여 음향 센서 장치(100)가 다양한 구조의 신체 조직에 용이하게 부착할 수 있다.As described above, in the present embodiment, the polymer member substrate 130 is coated on the silicon wafer 150, and then the lower electrode member 122, the piezoelectric member 110, and the upper electrode member 124 are formed, The substrate member 130 is separated from the silicon wafer 150 so that the acoustic sensor device 100 based on a polymer material rather than the silicon wafer 150 can be simply manufactured. Accordingly, due to the flexibility and adhesion of the polymer material, the acoustic sensor device 100 can be easily attached to body tissues of various structures.

특히, 음향 센서 장치(100)가 MEMS 기술에 의해 일괄 제조 공정으로 형성될 수 있으므로, 음향 센서 장치(100)의 대량 생산이 이루어질 수 있다.
Particularly, since the acoustic sensor device 100 can be formed in a batch manufacturing process by MEMS technology, mass production of the acoustic sensor device 100 can be achieved.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

100: 인공와우용 음향 센서 장치
110: 압전 부재
120: 전극 부재
122: 하부 전극 부재
124: 상부 전극 부재
130: 기판 부재
132: 공진홀부
140: 빔 어레이
150: 실리콘 웨이퍼
100: Acoustic sensor device for cochlear implant
110:
120: electrode member
122: lower electrode member
124: upper electrode member
130: substrate member
132: resonance hole portion
140: beam array
150: Silicon wafer

Claims (8)

외부 음향의 주파수에 공진되도록 형성되고, 공진시 공진 주파수에 대응하는 전기 신호를 발생하도록 형성된 압전 부재;
상기 압전 부재에서 발생된 전기 신호를 외부로 인출하도록 상기 압전 부재에 구비된 전극 부재; 및
상기 압전 부재와 상기 전극 부재가 상면에 구비되고, 고막 등과 같이 굴곡된 표면을 갖는 신체 조직에 부착되도록 폴리머 소재로 형성된 박막 형상의 기판 부재;를 포함하며,
상기 기판 부재에는 폭이 확장되는 형상으로 길게 형성된 공진홀부가 구비되고, 상기 공진홀부에는 상기 압전 부재와 상기 전극 부재가 빔 어레이 패턴으로 형성되며, 상기 빔 어레이는 상기 공진홀부를 따라 복수개가 서로 이격되게 배치된 인공와우용 음향 센서 장치.
A piezoelectric member formed to resonate at a frequency of an external sound, and configured to generate an electric signal corresponding to a resonance frequency at resonance;
An electrode member provided on the piezoelectric member to take out an electric signal generated in the piezoelectric member to the outside; And
And a thin film substrate member formed on the upper surface of the piezoelectric member and the electrode member and formed of a polymer material so as to adhere to a bodily tissue having a curved surface such as an eardrum,
Wherein the substrate member is provided with a resonance hole portion which is elongated in a width-wise shape, the piezoelectric member and the electrode member are formed in a beam array pattern, and a plurality of beam arrays are spaced apart from each other along the resonance hole portion The acoustic sensor device for cochlear implant.
제1항에 있어서,
상기 전극 부재는,
상기 기판 부재의 상면과 상기 압전 부재의 하면 사이에 구비된 하부 전극 부재; 및
상기 압전 부재의 상면에 구비된 상부 전극 부재;
를 구비한 인공와우용 음향 센서 장치.
The method according to claim 1,
The electrode member
A lower electrode member provided between an upper surface of the substrate member and a lower surface of the piezoelectric member; And
An upper electrode member provided on an upper surface of the piezoelectric member;
And an acoustic sensor device for a cochlear implant.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압전 부재는 질화알루미늄 소재로 형성되고,
상기 기판 부재는 폴리다이메틸실록세인, 페럴린 또는 폴리아미드 중 적어도 어느 하나의 소재로 형성된 인공와우용 음향 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
The piezoelectric member is formed of an aluminum nitride material,
Wherein the substrate member is formed of at least one material selected from the group consisting of polydimethylsiloxane, ferulic acid and polyamide.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 압전 부재와 상기 전극 부재 및 상기 기판 부재는 MEMS 기술을 이용하여 층 형상으로 적층된 구조로 형성된 인공와우용 음향 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the piezoelectric member, the electrode member, and the substrate member are formed in a layered structure using MEMS technology.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 공진홀부는 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 하나의 방향을 따라 폭이 확장되도록 상기 기판 부재에 나선형 형상으로 형성되고,
상기 빔 어레이는 상기 공진홀부에 양단 지지보 구조로 복수개가 일정 간격으로 이격되게 구비되는 인공와우용 음향 센서 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the resonance hole portion is formed in a spiral shape on the substrate member so that a width of the resonance hole portion extends in a clockwise or counterclockwise direction,
Wherein the beam array is provided in the resonance hole portion with a plurality of spaced-apart support structures at both ends thereof.
실리콘 웨이퍼의 상면에 MEMS 기술을 이용하여 고막 등과 같은 신체 조직의 굴곡된 표면에 부착 가능하도록 폴리머 소재의 기판 부재를 얇은 막 형상으로 코팅하는 단계;
상기 기판 부재의 상면에 하부 전극 부재를 증착하는 단계;
상기 하부 전극 부재의 상면에 압전 부재를 증착하는 단계;
상기 압전 부재의 상면에 상부 전극 부재를 증착하는 단계; 및
상기 하부 전극 부재, 상기 압전 부재 및 상기 상부 전극 부재가 구비된 상기 기판 부재를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계;를 포함하고,
상기 상부 전극 부재를 증착하는 단계 및 상기 기판 부재를 상기 실리콘 웨이퍼로부터 분리하는 단계의 사이에 실시하여 상기 기판 부재와 동일한 폴리머 소재로 패시베이션을 수행하는 단계;를 더 구비한 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법.
Coating a substrate material of a polymer material in a thin film shape on the upper surface of a silicon wafer so as to be adherable to a curved surface of a body tissue such as an eardrum using MEMS technology;
Depositing a lower electrode member on the upper surface of the substrate member;
Depositing a piezoelectric member on the upper surface of the lower electrode member;
Depositing an upper electrode member on an upper surface of the piezoelectric member; And
And separating the substrate member having the lower electrode member, the piezoelectric member, and the upper electrode member from the silicon wafer,
And performing a passivation with the same polymer material as that of the substrate member by performing the step of depositing the upper electrode member and the step of separating the substrate member from the silicon wafer Gt;
제6항에 있어서,
상기 하부 전극 부재와 상기 압전 부재 및 상기 상부 전극 부재는 빔 어레이 패턴으로 형성된 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the lower electrode member, the piezoelectric member, and the upper electrode member are formed in a beam array pattern.
제6항에 있어서,
상기 폴리머 소재의 기판 부재를 코팅하는 단계에서는, 상기 기판 부재의 중앙 부위에 공진홀부를 나선형으로 형성하는 패터닝 공정을 수행하고, 상기 공진홀부를 따라 양단 지지보 형상의 빔 어레이를 형성하는 패터닝 공정을 수행하는 인공와우용 음향 센서 장치의 제조 방법.
The method according to claim 6,
In the step of coating the substrate member of the polymer material, a patterning process for forming a resonance hole portion in a spiral shape at a central portion of the substrate member is performed, and a beam array having both end support beam shapes is formed along the resonance hole portion A method for manufacturing an acoustic sensor device for a cochlear implant.
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