KR102084179B1 - 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 제1방향으로 연장된 제1홈을 포함하는 몸체; 상기 제1홈 상에 배치되는 기판; 상기 기판의 일면에 배치되는 복수 개의 배선; 상기 기판 상에 상기 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 전극; 및 상기 복수 개의 전극을 상기 몸체에 고정하는 몰드부재를 포함하고, 상기 복수 개의 전극은 상기 몰드부재의 외측으로 노출되는 자극부, 및 상기 자극부를 상기 배선과 전기적으로 연결하는 제1단부를 포함하는 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치를 개시한다.

Description

전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치{ELECTRODE ARRAY AND BIOARTIFICIAL IMPLANT SYSTEM INCLUDING THE SAME}
실시 예는 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치에 관한 것이다.
선천적 또는 후천적으로 특정 기능을 잃은 사람들에게 도움을 주기 위한 의료장치가 많이 개발되고 있다. 이러한 의료장치로써 신경보조장치를 포함하는 인체 임플란트 장치에 대한 개발도 진행되고 있다.
인체 임플란트 장치 중 하나로써 청신경의 기능이 살아있는 사람들의 청신경을 전기로 자극하여 소리를 감지할 수 있도록 도와주는 인공 와우(Cochlear Implant)장치는 현재까지 개발된 신경보조장치 중 가장 효율적인 장치로 인식되고 있으며, 이러한 인공 와우 이식수술이 매년 증가하고 있는 추세이다.
인공 와우 장치는 체외부분에 마련되는 외부기기와 체내부분에 마련되는 내부기기를 포함할 수 있다.
외부기기는 인체 외부에서 소리를 받아들이고 이를 전기적 신호로 변환하는 기능을 하며, 마이크로폰(송화기), 어음처리기(언어합성기), 송신용 안테나(발신기)로 구성될 수 있다. 이때, 마이크로폰과 송신용 안테나는 헤드셋에 합쳐져 구성될 수도 있다.
내부기기는 외부기기에서 전달되는 신호로부터 청신경을 자극하는 기능을 하며, 수용 및 자극을 위한 수화기와 전극으로 구성될 수 있다.
인공 와우 장치는 인체 외부에 부착된 마이크로폰에 전달된 소리 신호를 고막이나 이소골을 거치지 않고, 외부의 어음처리기에서 증폭과 필터 등의 과정을 통해 물리적 진동을 전기적 신호로 변환하여 와우 내 이식된 전극을 통해 청신경 섬유로 전달할 수 있다.
그러나, 기존의 전극은 백금 전극과 와이어를 수작업으로 정렬하고 실리콘 몰딩하기 때문에 비용과 시간이 증가하고, 수율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 전극 면적이 작아 전류 자극이 상대적으로 작은 문제가 있다.
실시 예는 제작이 간편한 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치를 제공할 수 있다.
또한, 전극 면적이 넓어져 상대적으로 큰 전류 자극을 인가할 수 있는 전극 어레이 및 이를 포함하는 인체 임플란트 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 어레이는, 제1방향으로 연장된 제1홈을 포함하는 몸체; 상기 제1홈 상에 배치되는 기판; 상기 기판의 일면에 배치되는 복수 개의 배선; 상기 기판 상에 상기 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 전극; 및 상기 복수 개의 전극을 상기 몸체에 고정하는 몰드부재를 포함하고, 상기 복수 개의 전극은 상기 몰드부재의 외측으로 노출되는 자극부, 및 상기 자극부를 상기 배선과 전기적으로 연결하는 제1단부를 포함한다.
상기 복수 개의 전극은 상기 제1단부에서 상향 절곡된 연결부, 및 상기 연결부에서 상기 기판과 마주보도록 배치된 자극부를 포함할 수 있다.
상기 연결부와 상기 제1단부 사이, 및 상기 연결부와 상기 자극부 사이에는 부분적으로 용융된 변형부를 포함할 수 있다.
상기 변형부는 상기 제1방향으로 연장 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 전극은 상기 자극부에서 상기 기판을 향해 하향 절곡된 제2단부를 포함할 수 있다.
상기 자극부의 일면은 상기 제1홈보다 높게 배치될 수 있다.
상기 자극부의 일면은 상기 제1홈보다 낮게 배치될 수 있다.
상기 기판 상에 배치되어 상기 복수 개의 전극의 제1단부를 덮는 커버를 포함할 수 있다.
상기 기판과 상기 커버는 상기 복수 개의 전극이 배치된 지점의 제1단면적이 상기 복수 개의 전극 사이의 지점의 제2단면적보다 클 수 있다.
상기 복수 개의 전극은 백금(Pt) 및 이리듐(Ir)을 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 전극에 몰드 부재를 사출하여 전극 어레이를 간편하게 제작할 수 있다.
또한, 전극 면적이 넓어져 상대적으로 큰 전류 자극을 인가할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 임플란트 장치의 개념도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제2유닛이 인체에 적용된 예시도이고,
도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2유닛의 개념도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고,
도 5는 도 4의 복수 개의 전극의 배치를 보여주는 도면이고,
도 6은 도 4의 A-A 방향 단면도이고,
도 7은 기판 상에 형성된 전극을 보여주는 도면이고,
도 8은 전극이 형성된 기판 상에 형성된 커버를 보여주는 도면이고,
도 9는 기판과 커버의 일부를 절개하여 전극을 노출한 도면이고,
도 10은 기판의 연장 방향과 수직한 방향으로 레이저를 조사하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 11은 레이저 조사에 의해 전극이 휘어진 상태를 보여주는 도면이고,
도 12는 몸체를 제작하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 13은 몸체에 제1홈이 형성된 상태를 보여주는 도면이고,
도 14는 몸체에 전극을 배치하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 15는 몰드부재에 의해 전극을 몸체에 고정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고,
도 17은 도 16의 B-B 방향 단면도이고,
도 18은 도 16의 C-C 방향 단면도이고,
도 19는 노출된 전극을 구부리는 과정을 보여주는 도면이고,
도 20은 제작된 몸체에 전극을 배치하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 21은 몰드부재를 충진하여 몸체에 전극을 고정하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 22는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고,
도 23은 도 22의 복수 개의 전극의 배치를 보여주는 도면이고,
도 24는 도 22의 D-D 방향 단면도이고,
도 25는 도 22의 E-E 방향 단면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 이하의 실시 예는 설명을 위한 예시로서 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 또한 각각의 실시 예의 구성들은 상호 조합되어 새로운 실시 예를 구성할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 기재되지 않더라도 통상의 기술자가 용이하게 치환 및/또는 변경할 수 있는 세부 구성들은 본 명세서의 실시 예에 적용될 수 있는 것이며, 나아가 본 명세서의 실시 예의 세부구성들은 예시적인 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 인체 임플란트 장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인체 임플란트 장치의 제2유닛이 인체에 적용된 예시도이고, 도 3은 본 발명의 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2유닛의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 실시 예에 따른 인체 임플란트 장치는 서로 통신 가능한 제1유닛(100) 및 제2유닛(200)을 포함할 수 있다. 이하에서는 인체 임플란트 장치 중 하나인 인공 와우 장치(Cochlear Implant System)를 예로 들어 설명한다. 그러나, 실시 예는 이에 한정하지 않는다. 예시적으로, 제2유닛(200)은 인체의 다른 기관 또는 장기에 전기적 신호를 제공하는 장치일 수도 있다.
제1유닛(100)은 소리신호를 전기적 신호로 변환하여 제공할 수 있으며, 피부의 외측에 마련되고, 전력을 공급하기 위한 제1코일(140)을 포함할 수 있다. 제1유닛(100)은 피부의 외측에 배치될 수 있다. 즉, 제1유닛(100)은 체내에 이식되지 않고 체외에 장착될 수 있다.
제1유닛(100)은 송화부(110), 음성 처리부(120), 송신부(130) 및 제1코일(140)을 포함할 수 있다.
송화부(110)는 외부 소리신호를 감지할 수 있다. 소리신호는 음성신호 또는 음향 신호를 포함할 수 있다. 송화부(110)는 소리 신호를 감지할 수 있는 다양한 전자 디바이스가 선택될 수 있다.
음성 처리부(120)는 송화부(110)에서 감지되는 소리신호를 전달받아 전기적 신호로 변환할 수 있다. 음성 처리부(120)는 스피치 프로세서(Speech Processor)를 포함할 수 있다.
송신부(130)는 음성 처리부(120)로부터 전기적 신호를 전달받아 발신할 수 있다. 제1코일(140)은 전력을 공급할 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고, 송신부(130)는 생략될 수 있다. 즉, 제1유닛(100)은 별도의 송신부(130)를 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제1유닛(100)은 음성 처리부(120)로부터 전기적 신호를 전달받아 이를 제1코일(140)을 통해 전력 전송과 함께 제2유닛(200)에 전기적 신호를 전달할 수도 있다.
제1유닛(100)은 전원부(미도시)를 포함할 수도 있다. 전원부는 제1유닛(100)에 전원을 공급하기 위한 구성으로서, 교체식 배터리 또는 충전 가능한 배터리 등을 포함할 수도 있다.
전원부는 외부로부터 전원을 공급받아 전력을 저장할 수도 있다. 예를 들어, 전원부는 커패시터와 같은 용량성 소자를 포함할 수 있다. 용량성 소자는 외부 전원으로부터 유선으로 전력을 인가받아 이를 저장할 수도 있고, 또는 제1유닛(100)의 제1코일(140)을 통해 외부 전원으로부터 무선으로 전력을 인가 받을 수도 있다.
예를 들어, 제1코일(140)은 충전 모드에서는 전자기 유도를 통해 외부 전원의 코일로부터 무선으로 전력을 인가받아 이를 용량성 소자에 저장하고, 송신 모드에서는 용량성 소자의 전력을 제2유닛(200)의 제2코일(240)로 무선으로 전송할 수도 있다.
이때, 코일을 통한 전력의 전송은 전자기 유도 현상을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 다른 방식의 무선전력 전송 기술이 사용될 수도 있다.
제2유닛(200)은 피부의 내측에 삽입될 수 있다. 예시적으로 제2유닛(200)은 피하지방층에 삽입될 수 있거나, 체내에 이식될 수 있다.
제2유닛(200)은 제1유닛(100)으로부터 전기적 신호를 수신하여 달팽이관(10) 내의 청신경섬유를 자극할 수 있다.
제2유닛(200)은 수신부(230), 제1유닛(100)으로부터 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성하는 회로부(220)와, 회로부(220)로부터 전달되는 자극신호에 따른 전류신호로 달팽이관(10) 내의 청신경섬유를 자극하는 복수의 전극(미도시)을 가지는 전극 어레이(210)를 포함할 수 있다.
수신부(230)는 제1유닛(100)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 예를 들어, 수신부(230)는 제1코일(140)을 통해 전력과 함께 신호를 수신 받는 제2코일(240)을 포함할 수 있다. 제1유닛(100)의 제1코일(140)은 전력을 전송할 때, 전력 신호와 함께 전기적 자극을 위한 데이터 신호를 같이 전송할 수도 있다. 예를 들어, 제1코일(140)은 전력 신호의 진폭 또는 위상을 가변하여 데이터 신호를 함께 전송할 수도 있다.
또는, 제1유닛(100)의 송신부(130)로부터 수신부(230)가 직접 신호를 수신할 수도 있다. 송신부(130)와 수신부(230)는 특정한 통신 기술에 한정되지 않는 여러 통신 기술을 통해 통신될 수 있다. 또한, 전술되지 않은 별도의 통신 수단 또는 별도의 주파수를 통해 전력 신호와 별개로 데이터 신호를 통신할 수도 있다.
회로부(220)는 수신부(230)에서 수신되는 신호를 처리하여 자극신호를 생성할 수 있다. 회로부(220)는 자극신호를 생성하기 위한 집적회로(IC)를 가질 수 있다.
전극 어레이(210)는 절연층에 복수 개의 전극(미도시)이 배치되는 구조를 가질 수 있다. 전극 어레이(210)는 인체의 달팽이관에 삽입될 수 있도록 가늘게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2유닛(200)의 수신부(230), 회로부(220)는 지지기판상에 배치되고 하우징(250)의 내부에 수용될 수 있다. 하우징(250)은 기판과 동일한 폴러머 재질일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.
전극 어레이(210)는 제1방향(X축 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 전극 어레이(210)의 연장 길이는 특별히 한정하지 않는다. 전극 어레이(210)는 인체의 달팽이관에 삽입되어 자극을 줄 수 있는 소정의 길이를 가질 수 있다.
복수 개의 전극(213)은 회로부(220)에서 전달되는 전류신호가 인가되어 달팽이관 내의 청신경섬유를 자극할 수 있으며, 또한, 청신경섬유로부터 생체신호를 수집, 감지, 기록할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고, 도 5는 도 4의 복수 개의 전극의 배치를 보여주는 도면이고, 도 6은 도 4의 A-A 방향 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 실시 에에 따른 전극 어레이(210)는 제1방향(X축 방향)으로 연장된 제1홈(H1)을 포함하는 몸체(215), 제1홈(H1) 상에 배치되는 기판(211), 기판(211)의 일면에 배치되는 복수 개의 배선(212), 기판(211) 상에 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 전극(213), 및 복수 개의 전극(213)을 몸체(215)에 고정하는 몰드부재(216)를 포함한다.
전극 어레이(210)는 제1방향(X축 방향)으로 연장 형성될 수 있다. 전극 어레이(210)의 길이는 특별히 한정하지 않는다. 전극 어레이(210)는 인체의 달팽이관에 삽입되어 자극을 줄 수 있도록 가늘고 길게 형성될 수 있다.
몸체(215)는 전극 어레이(210)의 외관을 형성할 수 있고 복수 개의 전극(213)을 수용할 수 있다. 몸체(215)가 포함하는 기판(211)은 폴리머 재질일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 몸체(215)는 액정 폴리머 (LCP, Liquid Crystal Polymer) 재질을 포함할 수 있으나 이외에도 다양한 폴리머가 선택될 수 있다. 예시적으로 기판(211)은 Parylene, COP, COC 등의 폴리머가 선택될 수도 있다.
복수 개의 전극(213)은 제1방향으로 이격 배치될 수 있다. 복수 개의 전극(213)의 면적 및 이격 간격은 특별히 제한하지 않는다. 복수 개의 전극(213)은 몰드부재(216)에 의해 몸체(215)에 고정될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 기판(211)은 제1홈(H1)의 내부에 배치될 수 있다. 기판(211)은 액정 폴리머 재질일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 기판(211)은 패턴 형성이 용이하고 플렉시블한 재질이면 제한 없이 적용될 수 있다.
커버(214)는 기판(211) 상에 배치될 수 있다. 커버(214)는 기판(211)과 동일한 재질일 수 있다. 복수 개의 배선(212)과 복수 개의 전극(213)은 기판(211)과 커버(214) 사이에 적층될 수 있다. 적층 방법은 일반적인 라미네이션 방법이 모두 적용될 수 있다.
몰드부재(216)는 제1홈(H1)에 충진되어 기판(211)과 전극(213)을 제1홈(H1)에 고정할 수 있다. 몰드부재(216)는 몸체(215)와 동일한 재질일 수 있다.
복수 개의 전극(213)은 각각 배선(212)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 복수 개의 전극(213)에는 선택적으로 전류가 인가될 수 있다.
복수 개의 전극(213)은 기판(211)의 측면에서 연장되고 기판(211)의 일면과 마주보도록 휘어질 수 있다. 따라서, 기판(211) 상에 전극(213)이 형성되는 구조에 비해 전극(213)의 면적이 커질 수 있다.
복수 개의 전극(213)은 몰드부재(216)의 외측으로 노출되는 자극부(213-1), 자극부(213-1)를 배선(212)과 전기적으로 연결하는 제1단부(213-2), 및 제1단부(213-2)에서 상향 절곡된 연결부(213-3)를 포함할 수 있다.
자극부(213-1)는 몰드부재(216)의 외부로 노출되어 신체에 전기적 자극을 인가할 수 있는 지점으로 정의할 수 있다. 실시 예에 따르면, 전극(213)은 기판(211)을 중심으로 휘어지게 배치되고 상단부는 몰드부재(216)에서 노출될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 기판(211)을 몸체(215) 내부에 안정적으로 고정하면서도 넓은 면적의 전극(213)을 외부로 노출할 수 있는 장점이 있다.
자극부(213-1)의 일면(S2)은 몰드부재(216)에 고정되어 기판(211)과 마주보게 배치될 수 있다. 또한, 타면(S1)은 외부로 노출되어 전기 신호 인가시 신체에 자극을 전달할 수 있다.
제1단부(213-2)는 기판(211) 상에 배치된 배선(212)과 전기적으로 연결되고, 연결부(213-3)는 제1단부(213-2)에서 상향 절곡되어 자극부(213-1)와 기판(211) 사이에 공간을 형성할 수 있다. 자극부(213-1)와 기판(211) 사이의 공간에는 몰드부재(216)가 배치될 수 있다.
제2단부(213-4)는 자극부(213-1)에서 기판(211)을 향해 하향 절곡될 수 있다. 따라서, 제2단부(213-4)는 몰드부재(216)의 내부에 고정될 수 있다. 따라서, 제1단부(213-2)와 제2단부(213-4)가 몰드부재(216)의 내부에 안정적으로 고정될 수 있다.
몰드부재(216)는 휘어진 전극(213)의 내부에 배치되는 제1몰드부(216a) 및 전극(213)의 외부와 제1홈(H1) 사이에 배치되는 제2몰드부(216b)를 포함할 수 있다. 제1몰드부(216a)와 제2몰드부(216b)는 서로 연결될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 몰드부재(216)가 전극(213)의 내측 및 외측에 골고루 배치되어 안정적으로 고정할 수 있다.
복수 개의 전극(213)은 부분적으로 용융된 변형부(P1, P2, P3)를 포함할 수 있다. 변형부(P1, P2, P3)는 전극(213)이 절곡된 영역에 배치될 수 있다. 예시적으로 변형부(P1, P2, P3)는 연결부(213-3)와 자극부(213-1) 사이, 및 자극부(213-1)와 제2단부(213-4) 사이에 배치될 수 있다.
변형부(P1, P2, P3)는 레이저 조사에 의해 용융되어 국부적으로 전극(213)에 휨이 발생할 수 있다. 이때, 변형부(P1, P2, P3)는 제1방향으로 연장 형성될 수 있다.
그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 변형부(P1, P2, P3)는 서로 다른 이유에 의해 변형될 수 있다. 예시적으로 제1변형부(P1)와 제3변형부(P3)는 레이저 조사에 의해 부분적으로 용융되어 휨이 발생하는 반면, 제2변형부(P2)는 물리적인 외력에 의해 휨이 발생할 수도 있다. 따라서, 제1, 제3변형부(P1, P3)에서의 금속 조직은 제2변형부(P2)와 상이할 수 있다.
도 7 내지 도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 기판(211) 상에 전극층을 전체적으로 형성한 후, 복수 개의 배선(212)과 복수 개의 전극(213)을 패터닝할 수 있다. 패터닝 방법은 특별히 제한되지 않는다. 반도체 공정에서 사용되는 일반적인 패터닝 방법이 모두 적용될 수 있다. 예시적으로 마스크를 이용하여 선택 식각하여 패터닝할 수도 있다.
기판(211)은 액정 폴리머 재질일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 기판(211)은 패턴 형성이 용이하고 플렉시블한 재질이면 제한 없이 적용될 수 있다.
예시적으로 제1전극(213a)은 제1배선(212a)과 연결되고, 제2전극(213b)은 제2배선(212b)과 연결되고, 제3전극(213c)은 제3배선(212c)과 연결될 수 있다. 따라서, 제1전극(213a) 내지 제3전극(213c)은 개별적으로 구동될 수 있다.
도 8을 참조하면, 기판(211)상에 커버(214)를 형성할 수 있다. 커버(214)는 기판(211)과 동일한 재질일 수 있다. 복수 개의 도선과 복수 개의 전극(213)은 기판(211)과 커버(214) 사이에 적층될 수 있다. 적층 방법은 일반적인 라미네이션 방법이 모두 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 커버(214) 및 기판(211)의 일부를 절개하여 복수 개의 전극(213)을 일부 노출시킬 수 있다. 커버(214) 및 기판(211)는 레이저 스크라이빙 또는 에칭을 이용하여 제거할 수 있다. 예시적으로 커버(214) 및 기판(211)는 레이저 스크라이빙을 이용하여 제거할 수 있다. 이때, 전극(213)의 표면은 레이저 빔에 의해 반응하지 않아야 하므로 레이저가 조사되는 시간을 매우 짧게 제어할 수 있다. 그러나, 커버(214) 및 기판(211)을 제거하는 방법은 반드시 이에 한정하지 않는다. 이때, 복수 개의 전극(213)은 기판(211)의 외측으로 노출된 영역으로 정의할 수 있다. 따라서, 복수 개의 전극(213)은 면적이 동일할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 복수 개의 전극(213)에 레이저를 조사하여 전극(213)을 부분적으로 용융시켜 휨을 유발할 수 있다. 레이저의 집광도가 높아지는 경우 높은 에너지에 의해 전극(213)이 분리될 수 있으므로 디포커싱 렌즈 등을 이용하여 레이저의 출력을 낮출 수 있다.
레이저의 출력은 0.4W 내지 10W일 수 있다. 출력이 0.4W 이하인 경우에는 전극(213)이 용융되지 않아 휨이 발생하지 않고, 출력이 10W 이상인 경우에는 레이저의 강도가 너무 높아 전극(213)이 절단될 수 있다.
레이저는 제1방향(X축 방향)으로 조사될 수 있다. 따라서, 복수 개의 전극(213)에 형성된 변형부(P1, P3)는 기판(211)의 연장방향으로 형성될 수 있다. 또한, 레이저는 기판(211)의 연장 방향과 수직한 제2방향(Y축 방향)으로 복수 회(L1, L2) 조사될 수 있다.
도 11을 참조하면, 전극(213)은 복수 개의 변형부(P1, P3)에 의해 휘어질 수 있다. 실시 예에 따르면, 레이저를 조사하여 전극(213)을 구부리므로 수작업으로 복수 개의 전극(213)을 구부리는 공정을 간소화할 수 있는 장점이 있다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 제1성형틀(C1)과 제2성형틀(C2) 사이에 몰드 수지를 주입하여 몸체(215)를 형성할 수 있다. 이때, 몸체(215)에는 제1홈(H1)이 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 제1홈(H1)에 기판(211)과 복수 개의 전극(213)을 배치한 후 전극(213)을 제1홈(H1)에 삽입할 수 있다. 전극(213)의 일부가 제1홈(H1)에 삽입되지 않는 경우 수작업 또는 기계에 의해 전극(213)을 제1홈(H1) 내부로 삽입시킬 수 있다.
도 15를 참조하면, 제1성형틀(C1) 상에 제3성형틀(C3)을 덮고 내부에 몰드 수지를 주입하여 몰드부재(216)를 형성할 수 있다. 이때, 전극(213)이 휘어져 형성된 내부 공간에 몰드 수지가 주입될 수 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고, 도 17은 도 16의 B-B 방향 단면도이고, 도 18은 도 16의 C-C 방향 단면도이고, 도 19는 노출된 전극을 구부리는 과정을 보여주는 도면이다.
도 16 내지 도 18을 참조하면, 전극(213)은 몰드부재(216)의 외측으로 노출되는 자극부(213-1), 자극부(213-1)를 기판(211)의 배선(212)과 연결하는 제1단부(213-2)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따르면, 전극(213)은 기판(211)의 측면으로 노출되어 기판(211)의 일면과 마주보도록 휘어질 수 있다. 실시 예에 따르면, 레이저 조사에 의한 휨을 가하지 않고 최대한 기판(211)을 향해 전극(213)을 구부릴 수 있다. 따라서, 전극(213)의 자극부(213-1)가 제1홈(H1)보다 낮게 배치될 수 있다. 제1홈(H1)의 상면과 자극부(213-1) 사이의 간격(T1)은 10um 내지 20um일 수 있다. 이러한 구성에 의하면 도 18과 같이 기판(211) 상에 형성되는 몰딩부재(216)의 두께를 확보하여 안정적으로 기판(211)을 고정할 수 있다. 이러한 구조에 의하면 전극(213)을 구부리는 공정이 간단해지는 장점이 있다.
도 19를 참조하면, 기판(211)과 커버(214)를 절개하여 전극(213)을 노출하는 방법은 전술한 도 7 내지 도 9에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 이후, 노출된 전극(213)을 기판(211)을 향해 절곡시킬 수 있다. 이때, 전술한 바와 같이 레이저를 디포커싱하여 절곡할 수도 있으나 기계 또는 수작업으로 전극(213)을 구부릴 수도 있다. 도 20을 참조하면, 몸체(215)에 기판(211)과 전극(213)을 배치한 후 도 21과 같이 몰드 수지를 주입하여 제작할 수 있다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 전극 어레이의 개념도이고, 도 23은 도 22의 복수 개의 전극의 배치를 보여주는 도면이고, 도 24는 도 22의 D-D 방향 단면도이고, 도 25는 도 22의 E-E 방향 단면도이다.
도 22 내지 도 24를 참조하면, 기판(211)과 커버(214)는 복수 개의 전극(213)이 배치된 제1부분(217a) 및 전극(213)이 배치되지 않은 제2부분(217b)을 포함할 수 있다. 제1부분(217a)의 제1단면적은 제2부분(217b)의 제2단면적보다 클 수 있다. 제1단면적과 제2단면적은 반도체 패턴 공정을 이용하여 조절할 수 있다.
이러한 구성에 의하면, 도 24와 같이 복수 개의 전극(213)이 배치된 제1부분(217a)은 상대적으로 두껍게 제작되어 제1홈 내에 밀착되는 반면, 도 25와 같이 제1부분(217a) 사이에 배치된 제2부분(217b)은 몰드부재(216)에 완전히 둘러싸이게 되어 안정적으로 고정될 수 있는 장점이 있다.
이러한 구조에 의하면 전극(213)이 없는 부분이 상대적으로 얇게 제작되므로, 전극(213)을 구부린 위치까지만 몰드부재를 형성하여도 전극(213)이 없는 제2부분(217b)을 충분히 덮을 수 있는 장점이 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 제1방향으로 연장된 제1홈을 포함하는 몸체;
    상기 제1홈 상에 배치되는 기판;
    상기 기판의 일면에 배치되는 복수 개의 배선;
    상기 기판 상에 상기 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 전극; 및
    상기 복수 개의 전극을 상기 몸체에 고정하는 몰드부재를 포함하고,
    상기 복수 개의 전극은 상기 몰드부재의 외측으로 노출되는 자극부, 및 상기 자극부를 상기 배선과 전기적으로 연결하는 제1단부를 포함하는 전극 어레이.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 제1단부에서 상향 절곡된 연결부, 및 상기 연결부에서 상기 기판과 마주보도록 배치된 자극부를 포함하는 전극 어레이.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 제1단부 사이, 및 상기 연결부와 상기 자극부 사이에는 부분적으로 용융된 변형부를 포함하는 전극 어레이.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변형부는 상기 제1방향으로 연장 형성되는 전극 어레이.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 자극부에서 상기 기판을 향해 하향 절곡된 제2단부를 포함하는 전극 어레이.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자극부의 일면은 상기 제1홈보다 높게 배치되는 전극 어레이.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 자극부의 일면은 상기 제1홈보다 낮게 배치되는 전극 어레이.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되어 상기 복수 개의 전극의 제1단부를 덮는 커버를 포함하는 전극 어레이.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 기판과 상기 커버는 상기 복수 개의 전극이 배치된 지점의 제1단면적이 상기 복수 개의 전극 사이의 지점의 제2단면적보다 큰 전극 어레이.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 백금(Pt) 및 이리듐(Ir)을 포함하는 전극 어레이.
  11. 제1유닛; 및
    상기 제1유닛과 통신 가능한 제2유닛을 포함하고,
    상기 제2유닛은
    상기 제1유닛으로부터 수신한 전기적 신호에 따라 자극신호를 생성하는 회로부, 및 상기 자극신호에 따른 전류신호가 인가되는 전극 어레이를 포함하고,
    상기 전극 어레이는,
    제1방향으로 연장된 제1홈을 포함하는 몸체;
    상기 제1홈 상에 배치되는 기판;
    상기 기판의 일면에 배치되는 복수 개의 배선;
    상기 기판 상에 상기 제1방향으로 이격 배치되는 복수 개의 전극; 및
    상기 복수 개의 전극을 상기 몸체에 고정하는 몰드부재를 포함하고,
    상기 복수 개의 전극은 상기 몰드부재의 외측으로 노출되는 자극부, 및 상기 자극부를 상기 배선과 전기적으로 연결하는 제1단부를 포함하는 인체 임플란트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수 개의 전극은 상기 제1단부에서 상향 절곡된 연결부, 및 상기 연결부에서 상기 기판과 마주보도록 배치된 자극부를 포함하는 인체 임플란트 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 제1단부 사이, 및 상기 연결부와 상기 자극부 사이에는 부분적으로 용융된 변형부를 포함하는 인체 임플란트 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변형부는 상기 제1방향으로 연장 형성되는 인체 임플란트 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220022852A (ko) * 2020-08-19 2022-02-28 주식회사 토닥 전극 어레이 및 이를 포함하는 생체 이식형 기기

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023218297A1 (en) * 2022-05-11 2023-11-16 Cochlear Limited Stimulating assembly for a medical device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016534785A (ja) 2013-11-07 2016-11-10 コクレア リミテッドＣｏｃｈｌｅａｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ レセプタとセンサとを備える蝸牛インプラント電極アレイ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102958562B (zh) * 2010-06-30 2015-05-27 Med-El电气医疗器械有限公司 耳植入体电极和制造方法
KR102134750B1 (ko) * 2016-05-27 2020-07-16 주식회사 토닥 생체 이식형 기기 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016534785A (ja) 2013-11-07 2016-11-10 コクレア リミテッドＣｏｃｈｌｅａｒ Ｌｉｍｉｔｅｄ レセプタとセンサとを備える蝸牛インプラント電極アレイ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220022852A (ko) * 2020-08-19 2022-02-28 주식회사 토닥 전극 어레이 및 이를 포함하는 생체 이식형 기기
KR102600568B1 (ko) * 2020-08-19 2023-11-10 주식회사 토닥 전극 어레이 및 이를 포함하는 생체 이식형 기기

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