KR20030035794A - 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20030035794A
KR20030035794A KR1020020029811A KR20020029811A KR20030035794A KR 20030035794 A KR20030035794 A KR 20030035794A KR 1020020029811 A KR1020020029811 A KR 1020020029811A KR 20020029811 A KR20020029811 A KR 20020029811A KR 20030035794 A KR20030035794 A KR 20030035794A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
mold
site
electrode site
cochlear
Prior art date
Application number
KR1020020029811A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100506503B1 (ko
Inventor
김성준
박세익
안순관
임윤섭
Original Assignee
주식회사 뉴로바이오시스
김성준
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 뉴로바이오시스, 김성준 filed Critical 주식회사 뉴로바이오시스
Priority to KR10-2002-0029811A priority Critical patent/KR100506503B1/ko
Publication of KR20030035794A publication Critical patent/KR20030035794A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100506503B1 publication Critical patent/KR100506503B1/ko

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/05Electrodes for implantation or insertion into the body, e.g. heart electrode
    • A61N1/0526Head electrodes
    • A61N1/0541Cochlear electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F11/00Methods or devices for treatment of the ears or hearing sense; Non-electric hearing aids; Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense; Protective devices for the ears, carried on the body or in the hand
    • A61F11/04Methods or devices for enabling ear patients to achieve auditory perception through physiological senses other than hearing sense, e.g. through the touch sense
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/04Hollow or tubular parts of organs, e.g. bladders, tracheae, bronchi or bile ducts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/18Internal ear or nose parts, e.g. ear-drums
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36036Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation of the outer, middle or inner ear
    • A61N1/36038Cochlear stimulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/0026Apparatus for manufacturing conducting or semi-conducting layers, e.g. deposition of metal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R25/00Deaf-aid sets, i.e. electro-acoustic or electro-mechanical hearing aids; Electric tinnitus maskers providing an auditory perception
    • H04R25/70Adaptation of deaf aid to hearing loss, e.g. initial electronic fitting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/12Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/18Internal ear or nose parts, e.g. ear-drums
    • A61F2002/183Ear parts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Psychology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 기존의 인공 와우용 전극 구조물을 제작하는데 사용되고 있는 금속 몰드(Metal Mold)의 미세 가공의 어려움에서 기인한 단점인 전극 사이트간의 계면 임피던스(Impedance)의 불균일성 문제를 해결하기 위해, 금속 몰드의 전극 임피던스를 결정하는 부위를 마이크로 머시닝 기술(Micro-machining Technology)을 이용하여 정확한 크기로 가공된 비금속 (Silicon) 구조물로 대체시킴으로써 일정한 크기의 계면 임피던스를 갖는 전극 사이트를 제작할 수 있게 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치는 상측과 하측의 두 개의 금속성 몰드를 구비하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치에 있어서, 상기 상, 하측 각각의 몰드 내에는 전극 캐리어를 형성하기 위한 성형틀이 대칭적으로 직선 형태의 말구유 형상으로 형성되어 있고, 상기 하측 몰드의 성형틀 내측 하부에는 상기 성형틀과 평행한 방향으로 소정의 너비와 깊이를 갖는 홈이 길다랗게 형성되어 있으며, 상기 성형틀 내측 하부의 홈에는 그에 상응하는 너비 및 깊이를 갖는 전극 사이트용 몰드가 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈들을 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치 및 그 제조방법{Mold for cochlear electrode and its fabricating method using micro-machining technology}
본 발명은 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치에 관한 것으로서, 특히 인공 와우용 전극 구조물 내의 전극 사이트의 임피던스를 결정하는 전극 사이트 홈의 제작을 기존의 드릴을 이용해 금속을 가공하는 대신 마이크로 머시닝 기술을 이용해 홈 크기의 오차를 수 ㎛ 이내로 정확히 가공된 전극 사이트용 몰드로 대체시킴으로써 각각의 전극 사이트가 일정한 계면 임피던스를 갖도록 전극을 제작할 수 있는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인공 와우는 선천성 농아나 질병이나 사고로 인해 청력이 상실되거나, 심하게 청력이 손실된 사람 또는 보청기를 착용하고도 소리를 들을 수 없는 난청자들의청신경을 전기자극으로 자극하여 청각 재활을 가능케 하는 장치로서, 인공 와우의 구조는 크게 체외부분과 체내부분으로 나누어 볼 수 있다.
몸 밖에 설치되는 체외부는 마이크로폰, 어음처리기, 송신용 안테나로 되어 있고, 이 때 마이크로폰과 송신용 안테나를 합쳐서 헤드셋이라고 한다. 몸 안에 이식되는 체내부에는 수화기, 전극 구조물로 구성되어 있다.
인공 와우를 통해 소리를 듣는 과정을 간략히 설명하면 다음과 같다.
소리가 귀 뒤에 걸려 있는 헤드셋에 설치된 작은 마이크로폰에 의해 감지되면 얇은 전선을 따라 강력한 소형 컴퓨터인 어음처리기로 전달된다. 어음처리기는 소리를 거르고 분석하여 주파수별로 부호화된 디지털 신호로 바꾸어 송신용 안테나로 보낸다. 송신용 안테나는 상기 디지털 신호와 와우이식체 내에 있는 자극 칩의 동작에 사용되는 전력을 피부를 통하여 피부 내의 와우이식체인 수화기로 보내고, 수화기를 통해 전송된 전력은 전극에 자극 신호를 공급하는 칩의 기동에 사용되고, 디지털 신호는 칩을 통하여 미리 결정된 전기자극 형식대로 와우에 삽입된 특정 주파수를 자극하도록 임의로 배열된 전극 구조물의 특정한 전극 사이트로 전달된다. 전기적 에너지를 받은 전극 사이트는 위치에 따라 특정 주파수를 담당하는 와우 내의 살아 있는 청신경 섬유를 자극하게 되고, 최종적으로 전기적인 소리정보는 청신경을 통하여 대뇌로 전달되어 소리를 인지하게 된다.
이와 같은 인공 와우에 있어서 핵심 구성요소 중 하나인 전극 구조물은 세부적으로 다음과 같은 구성요소로 이루어져 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기다란 형상을 갖으며 유연성이 있는 탄성 물질로이루어진 전체 인공 와우용 전극 구조물의 형상을 갖는 전극 캐리어(101)가 기본 구성요소이며, 상기 전극 캐리어(101) 내에는 전극 캐리어(101) 내의 일측면에 삽입되어 와우 내의 청각세포를 직접적으로 자극하는 전극 사이트(102)와, 상기 전극 캐리어(101) 내에 위치하여 전극 사이트(102)를 전기적, 물리적으로 연결하는 와이어(103)가 형성되어 있다. 상기 전극 캐리어(101)는 유연한 특성을 가지고 있어 달팽이 모양의 와우 내에 삽입시 그에 맞는 형상을 가질 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 인공 와우용 전극 구조물의 제작 방법은 일반적으로 몰드를 이용하여 성형하는 방법을 이용하는데, 그 방법을 도 2의 일반적인 인공 와우용 전극 구조물을 성형하기 위한 몰드 구조물의 사시도를 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 상기 몰드 구조물의 구성은 도 2에 도시한 바와 같이 크게 상측과 하측의 금속성 몰드(201, 202)로 구성되어 있으며, 상하측 몰드(201, 202) 각각에는 대칭적으로 직선 형태로 성형틀(203a, 203b)이 파여져 있다. 상기 성형틀(203a, 203b)은 전극 구조물의 전극 캐리어 형상을 성형하는 위한 형태이다. 또한, 상기 상측과 하측 몰드 각각에는 성형시 결합을 위한 고정 나사(204)와 결합구(205)가 형성되어 있다. 한편, 상기 하측 몰드(202)의 성형틀(203b) 내측 하부에는 도 3에 도시한 바와 같이 와우 내의 특정 부위를 자극하는 전극 사이트 성형을 위한 미세 홈(301)들이 임의의 간격을 두고 형성되어 있고 상기 미세 홈 내에 전극 사이트(302)가 형성된다(도 4 참조).
인공 와우용 전극 구조물의 제작에 있어서, 상기 몰드 구조물을 이용하여 전극 캐리어를 성형하기 전에 몰드 구조물 내의 미세 홈에 전극 사이트를 먼저 설치하여야 한다.
상기 미세 홈 내에 전극 사이트를 형성하는 방법은 도 5에 도시한 바와 같다.
먼저 도 5에 도시한 바와 같이, 하측 몰드(202)의 미세 홈(301) 내에 미세 홈(301) 지름과 비슷한 지름을 갖고 와이어(103)와 연결되어 있는 가공된 금속(302)을 홈에 위치시킨다. 이어, 경화되지 않은 탄성 고분자 물질이나 생체 호환적인 접착제(502)를 가공된 금속(302) 주위에 바른 후, 몰드 전체(202)를 120∼150℃ 정도의 온도에서 열처리하여 상기 탄성 고분자 물질(502)을 경화시켜 탄성 개스킷을 형성한다.
이어서, 반복적으로 원하는 개수의 전극 사이트를 상기한 방법으로 제작하고 금속(302)과 연결된 와이어(103)를 직선형태의 성형틀(203) 내에 적절히 배열하고 사이트 제작에 사용됐던 탄성 고분자 물질 (502)로 고정한다.
마지막으로 도면에 도시하지 않았지만, 전극 전체의 모양을 성형하기 위해 탄성 고분자 물질(502)을 직성형태의 성형틀 (203) 전체에 주입, 경화시킴으로써 여러 개의 전극 사이트를 갖는 전극 캐리어 제작을 완료한다.
한편, 전극 사이트의 계면 임피던스는 전극 사이트 물질인 금속이 노출되는 면적과 깊은 연관이 있으며, 면적이 커질수록 전하전달 저항 (Charge Transfer Resistance)과 병렬을 이루고 있는 전기 이중층 용량 (Double layer Capacitance)이 증가하게 되어 전체적으로 전극의 계면 임피던스는 감소하게 된다. 그러므로 전극 사이트를 이루는 금속의 노출 면적을 정확히 제어해 주지 않으면 각 전극 사이트간의 계면 임피던스의 크기가 일정하지 않은 전극이 제작되게 되고 후에 임피던스의 차이를 전기 회로적으로 보상해 주는 복잡한 과정을 거치게 되므로 전극을 이루는 각 사이트마다 일정한 계면 임피던스를 갖도록 전극을 제작하는 것이 매우 중요하다.
종래의 인공 와우용 전극 구조물은 몰드를 이루는 금속에 전극 사이트를 결정하는 수백 ㎛의 홈을 제작하기 위해서 금속 드릴을 사용하였으나, 원하는 임피던스를 제작하기 위한 홈의 지름에 맞는 임의의 지름을 갖는 드릴을 구하기가 매우 어렵고 가공된 홈들 또한 그 크기에 많은 차이 (수십-100㎛ 이상) 가 있어 사이트간의 일정한 임피던스를 얻기 어려웠다.
그리고 전극을 제작하는 과정에서 전극 사이트를 이루는 전극용 금속이 몰드에 박히는 경우 몰드 전체를 버리거나 무리하게 박힌 전극용 금속을 빼내는 과정에서 홈 주변이 손상되어 임피던스를 일정하게 제어하거나 각 전극 사이트의 모양을 전체적으로 오랜 시간동안 일정하게 유지하는데 상당한 어려움이 따랐다. 그러므로 몰드 제작 및 여분의 몰드를 확보하는데 매우 많은 자금이 투여되었다.
하지만 전극 사이트를 결정하는 부분을 반도체 공정의 가공기술을 이용한 구조물로 대체하였을 때 그 크기와 모양을 원하는 대로 매우 정확하게 조절할 수 있고, 또 전극 사이트 부위를 본 발명에서 제안하는 전극 사이트용 몰드를 이용해 일회용으로 쉽게 교체할 수 있어 상기한 몰드의 일부가 손상되어 전체를 버리는 일이 없어 몰드를 반 영구적으로 사용이 가능하고 여분의 몰드를 확보하지 않아도 되기때문에 경제적 이득이 크다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 인공 와우용 전극 구조물 내의 전극 사이트 홈 주변을 기존의 금속 대신 마이크로 머시닝 기술을 이용한 전극 사이트용 몰드로 대체시킴으로써 전극 사이트간의 일정하고 정확한 계면 임피던스를 갖는 인공와우용 전극을 제작할 수 있는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 일반적인 인공 와우용 전극 구조물의 형상을 개념적으로 나타낸 단면도.
도 2는 일반적인 인공 와우용 전극 구조물을 성형하기 위한 몰드 구조물의 사시도.
도 3은 도 2의 A 부분을 확대한 사시도.
도 4는 도 3의 B-B`선에 따른 단면도.
도 5는 일반적인 인공 와우용 전극 구조물의 전극 사이트 형성 방법을 설명하기 위한 공정단면도.
도 6은 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 하부 몰드의 사시도.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 사시도.
도 8a 내지 8e는 본 발명의 전극 사이트용 몰드의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도.
도 9는 본 발명의 전극 사이트용 몰드의 실제 제작 사진.
도 10는 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물의 하부 몰드에 전극 사이트용 몰드를 결합된 상태에서 전극 사이트 및 전극 사이트와 연결되어 있는 와이어를 나타낸 사진.
도 11은 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물의 전극 사이트용 몰드 상에 전극 사이트를 형성한 사진.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
602 : 성형틀 603 : 전극 사이트용 몰드
604 : 전극 사이트용 미세 홈
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치는 상측과 하측의 두 개의 금속성 몰드를 구비하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치에 있어서, 상기 상, 하측 각각의 몰드 내에는 전극 캐리어를 형성하기 위한 성형틀이 대칭적으로 직선 형태의 말구유 형상으로 형성되어 있고, 상기 하측 몰드의 성형틀 내측 하부에는 상기 성형틀과 평행한 방향으로 소정의 너비와 깊이를 갖는 홈이 길다랗게 형성되어 있으며, 상기 성형틀 내측 하부의 홈에는 그에 상응하는 너비 및 깊이를 갖는 전극 사이트용 몰드가 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈들을 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조방법은 상측과 하측의 금속성 몰드를 구비하고 상기 상, 하측 각각의 몰드 내에 전극 캐리어를 형성하기 위한 성형틀이 대칭적으로 직선 형태의 말구유 형상을 갖는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조에 있어서, 상기 상, 하측 몰드를 준비하는 단계와, 상기 하측몰드의 성형틀 내측 하부에 소정의 너비와 깊이를 갖는 기다란 홈을 형성하는 단계와, 상기 성형틀 내측 하부의 홈에, 일련의 공정을 거쳐 상기 홈의 너비 및 깊이에 상응하는 크기를 갖으며 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈들을 구비하도록 제조된 전극 사이트용 몰드를 장착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징을 한다.
여기서, 상기 전극 사이트용 몰드의 제조는 비금속 기판 상에 소정의 두께로 산화막을 형성하는 공정과, 상기 산화막의 소정 부위를 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하는 공정과, 상기 패터닝된 산화막을 마스크로 이용하여 상기 비금속 기판을 소정의 깊이로 건식 식각하여 전극 사이트용 미세 홈들을 형성하는 공정과, 상기 전극 사이트용 미세 홈들이 형성된 비금속 기판을 일정 길이와 너비로 절단하여 전극 사이트용 몰드를 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치는 하부 몰드의 성형틀 내측 하부에 마이크로 머시닝 공정을 통해 제조된 전극 사이트용 몰드를 장착시킴으로써 전극 사이트 제조의 정밀도를 향상시킬 수 있으며 전극 사이트의 계면 임피던스를 정확하고 일정하게 조절할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치 및 그 제조방법을 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 하부 몰드의 사시도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 상측(도시하지 않음)과 하측의 몰드(601)가 구비되어 있으며, 상기 상측과 하측(601)의 몰드 내에는 각각 대칭적으로 홈 형상의 성형틀(602)이 형성되어 있다. 상기 성형틀(602)은 전극 구조물의 기본 형상인 전극 캐리어의 외형과 같은 모양이다.
상기 하측 몰드의 성형틀(602) 내측 하부의 소정 부위에는 일정의 두께는 갖는 전극 사이트용 몰드(603)가 상기 성형틀의 길이 방향으로 기다랗게 형성되어 있고, 상기 전극 사이트용 몰드(603) 상부의 중앙 부위에는 전극 사이트용 미세 홈(604)들이 임의의 간격을 두고 구비되어 있다. 여기서 전극 사이트용 몰드의 재료로는 실리콘(Si)등과 같은 비금속 물질이 바람직하나 마이크로 머시닝(Micro-machining)이 가능하다면 금속 등도 허용될 수 있다. 상기 전극 사이트용 미세 홈(604)은 도면에서와 같이 사각형태를 갖는 것 외에 하부 모양이 곡선 처리되도록 가공되는 것도 가능하며, 사각 형태로 가공되는 경우의 바람직한 크기는 너비 300∼500㎛, 길이 300∼500㎛, 깊이 50∼100㎛이고, 전극 사이트용 미세 홈의 하부 모양이 곡선 처리되는 경우의 바람직한 크기는 지름 300∼500㎛, 깊이 100∼200㎛ 정도가 적당하다.
상기 전극 사이트용 미세 홈들 사이의 거리는 임의의 간격을 갖고 있는데, 미세 홈들 사이의 거리에 따라 와우 내에서 자극되는 특정 부위가 결정되고 이로 인해 특정 주파수가 인지되는 것이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 사시도이다.
먼저 도 7a에 도시한 바와 같이, 상측(도시하지 않음)과 하측의 몰드(601)를준비한 다음, 상하측 각각의 몰드 내에 전극 캐리어를 성형하기 위한 성형틀(602)을 형성한다. 이어, 상기 하측 몰드(601)의 성형틀(602) 내측 하부에 소정의 너비와 깊이를 갖는 기다란 홈(605)을 형성한다.
이후, 도 7b에 도시한 바와 같이 일련의 공정을 거쳐 상기 홈(605)의 너비 및 깊이에 상응하는 크기를 갖으며 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈(604)들을 구비하도록 제조된 전극 사이트용 몰드(603)를 준비한다(도 9 참조).
마지막으로 도 7c에 도시한 바와 같이 상기 전극 사이트용 몰드를 상기 성형틀 내측 하부의 홈에 장착시키면 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조 공정은 완료된다. 이와 같이 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치는 전극 사이트용 몰드를 하측 몰드에 장착시키는 방식이기 때문에 전극 사이트용 몰드의 손상시 하측 몰드 전체를 교체하지 않고 해당 부분만의 교체가 가능하다.
여기서, 상기 전극 사이트용 몰드의 제조방법은 다음과 같다.
도 8a 내지 8e는 본 발명의 전극 사이트용 몰드의 제조방법을 설명하기 위한 공정단면도이다.
먼저, 도 8a 및 도 8b에 도시한 바와 같이 비금속 기판(801) 상에 소정의 두께로 산화막(802)을 형성시킨다. 여기서 상기 비금속 기판(801)은 실리콘(Si)등과 같은 비금속 물질이 바람직하나 마이크로 머시닝(Micro-machining)이 가능하다면 금속 등도 허용될 수 있다. 그리고, 상기 산화막의 두께는 후술하는 전극 사이트용 미세 홈(604)의 깊이에 따라 변경 가능하다.
이어서, 상기 산화막(802) 전면 상에 감광막을 도포한 후 선택적으로 패터닝하여 마스크(803)를 형성한다. 상기 마스크(803)를 이용하여 상기 산화막(802)의 소정부위를 식각하여 제거한다.
이어, 도 8d 및 8e에 도시한 바와 같이 상기 패터닝된 산화막(802)을 이용하여 상기 비금속 기판(801)을 소정의 크기로 건식 식각하여 전극 사이트용 미세 홈(604)을 형성하는데, 상기 전극 사이트용 미세 홈(604)은 도면에서와 같이 사각형태를 갖는 것 외에 하부 모양이 곡선 처리되도록 가공되는 것도 가능하며, 사각 형태로 가공되는 경우의 바람직한 크기는 너비 300∼500㎛, 길이 300∼500㎛, 깊이 50∼100㎛이고, 전극 사이트용 미세 홈(604)의 하부 모양이 곡선 처리되는 경우의 바람직한 크기는 지름 300∼500㎛, 깊이 100∼200㎛ 정도가 적당하다. 또한, 상기 전극 사이트용 미세 홈은 8∼16개 정도 형성한다.
마지막으로, 도면에 도시하지 않았지만 상기 전극 사이트용 미세 홈(604)들이 형성된 비금속 기판(801)을 일정 길이와 너비로 절단하면 본 발명의 전극 사이트용 몰드의 제조는 완료된다. 여기서, 상기 전극 사이트용 몰드의 바람직한 크기는 너비 500∼600㎛, 길이 20000∼21000㎛, 높이 300∼600㎛가 적당하다.
더 나아가, 상기와 같이 전극 사이트용 미세 홈이 형성된 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치에 전극 사이트를 형성하는 방법을 제시하면 다음과 같다.
전극 사이트의 제조방법은 종래의 방법과 비교하여 볼 때 전체적인 제조공정은 비슷하나 본 발명의 전극 사이트용 몰드의 특성에 따라 형성되는 전극 사이트의 재료 및 크기에 특징이 있다.
먼저, 테플론(TEFLON)과 같은 고분자 물질이 코팅되어 있는 지름 2.5∼5㎛의 90% 백금(Pt), 10% 이리듐(Ir) 합금 와이어를 아세틸렌 가스에 녹여 지름 400∼440㎛의 구모양으로 제작하거나 백금을 너비 380∼420㎛, 길이 380∼420㎛, 높이 380∼420㎛ 의 정육면체 모양을 가공한 후, "발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술"에서 설명한 방법으로 전극을 제조한다(도 10 및 도 11 참조).
이상의 방법을 전극 사이트를 제작했을 때, 전극 사이트의 계면 임피던스는 10∼12 ㏀ 정도 된다.
본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치를 이용하여 제작된 전극은 계면 임피던스를 정확히 조절할 수 있기 때문에 인공 와우용 전극뿐만 아니라 심뇌 자극 등 신경 보철 분야에서 신경의 자극이나 신경 신호의 기록에 광범위하게 쓰일 수 있다.
본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 형성 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 인공 와우용 전극 구조물 내의 전극 사이트 제작에 이용되는 홈을 기존의 오차가 많은 금속가공 대신 수 ㎛ 이하의 오차를 갖는 정밀하게 마이크로 머시닝된 실리콘 구조물로 대체시킴으로써 전극 사이트 제조의 정밀도를 현격히 높였다.
그리고 한 전극 또는 여러 전극 사이에서의 전극 사이트 계면 임피던스를 정확하고 일정하게 조절할 수 있다. 즉 전기적 특성이 일정한 전극을 반복적으로 제조할 수 있다.
또한 금속 몰드 사용에 의한 몰드 손상을 저렴한 실리콘 구조물로 간편하게 대처함으로써 추가 몰드 제작비용을 없앨 수 있다. 구체적인 예를 들면, 국내의 경우 전극 사이트 일체형 금속 몰드를 제작하는 경우 150만원 정도가 소요된다 (외국의 경우 국내 금액의 10배 정도). 여벌의 몰드를 확보하거나 몰드 손상시 재가공, 전극 사이트의 위치가 바뀌는 등 전극의 형태가 변경되는 경우를 고려하면 추가 비용은 급격히 증가된다. 본 발명의 이용시 한 웨이퍼당 300개 정도의 실리콘 구조물을 제작할 수 있고 비용은 공정비와 재료비를 모두 포함해서 수십 만원 정도 소요되며 실리콘 구조물 교환으로 몰드를 반 영구적으로 사용 가능하다.
또한, 본 발명의 부산물로 생산된 전극은 인공와우용 전극 뿐 아니라 심뇌자극 등 신경보철 분야에서 신경의 자극이나 신경신호의 기록에 광범위하게 쓰일 수 있다.

Claims (10)

  1. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치는 상측과 하측의 두 개의 금속성 몰드를 구비하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치에 있어서,
    상기 상, 하측 각각의 몰드 내에는 전극 캐리어를 형성하기 위한 성형틀이 대칭적으로 직선 형태의 말구유 형상으로 형성되어 있고, 상기 하측 몰드의 성형틀 내측 하부에는 상기 성형틀과 평행한 방향으로 소정의 너비와 깊이를 갖는 홈이 길다랗게 형성되어 있으며, 상기 성형틀 내측 하부의 홈에는 그에 상응하는 너비 및 깊이를 갖는 전극 사이트용 몰드가 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈들을 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 몰드는 실리콘(Si)인 것을 특징으로 하는 인공와우용 전극 구조물 제작 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 미세 홈의 개수는 8∼16개 인 것을 특징으로 하는 인공와우용 전극 구조물 제작 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 미세 홈은 너비 300∼500㎛, 길이300∼500㎛, 깊이 50∼100㎛의 사각 형상인 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 미세 홈은 지름 300∼500㎛, 깊이 100∼200㎛의 우물 형상인 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 4항에 있어서, 상기 전극 사이트용 미세 홈 위에 백금으로 이루어지며 너비 380∼420㎛, 길이 380∼420㎛, 높이 380∼420㎛ 의 정육면체 모양을 갖는 전극 사이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 미세 홈 위에 90% 백금(Pt), 10% 이리듐(Ir) 합금으로 이루어지며 지름 400∼440㎛의 구모양을 갖는 전극 사이트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 사이트용 몰드의 크기는 너비 500∼600㎛, 길이 20000∼21000㎛, 높이 300∼600㎛인 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치.
  9. 상측과 하측의 금속성 몰드를 구비하고 상기 상, 하측 각각의 몰드 내에 전극 캐리어를 형성하기 위한 성형틀이 대칭적으로 직선 형태의 말구유 형상을 갖는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조에 있어서,
    상기 상, 하측 몰드를 준비하는 단계;
    상기 하측 몰드의 성형틀 내측 하부에 소정의 너비와 깊이를 갖는 기다란 홈을 형성하는 단계;
    상기 성형틀 내측 하부의 홈에, 일련의 공정을 거쳐 상기 홈의 너비 및 깊이에 상응하는 크기를 갖으며 상부에 전극 사이트 제작을 위한 전극 사이트용 미세 홈들을 구비하도록 제조된 전극 사이트용 몰드를 장착시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 전극 사이트용 몰드의 제조는,
    비금속 기판 상에 소정의 두께로 산화막을 형성하는 공정;
    상기 산화막의 소정 부위를 포토리소그래피 공정을 이용하여 패터닝하는 공정;
    상기 패터닝된 산화막을 마스크로 이용하여 상기 비금속 기판을 소정의 깊이로 건식 식각하여 전극 사이트용 미세 홈들을 형성하는 공정;
    상기 전극 사이트용 미세 홈들이 형성된 비금속 기판을 일정 길이와 너비로 절단하여 전극 사이트용 몰드를 형성하는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 와우용 전극 구조물 제작 장치의 제조방법.
KR10-2002-0029811A 2002-05-29 2002-05-29 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법 KR100506503B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0029811A KR100506503B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2002-0029811A KR100506503B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030035794A true KR20030035794A (ko) 2003-05-09
KR100506503B1 KR100506503B1 (ko) 2005-08-05

Family

ID=29578166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2002-0029811A KR100506503B1 (ko) 2002-05-29 2002-05-29 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100506503B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230069812A (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 고려대학교 산학협력단 생체 삽입형 방광 치료 장치 및 이에 포함되는 전자 망, 전자 실 제조 방법

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200449559Y1 (ko) 2008-05-14 2010-07-20 (주)머티리얼솔루션테크놀로지 인공와우용 음향처리기 및 이를 포함하는 인공와우

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4686765A (en) * 1984-05-03 1987-08-18 Regents Of The University Of California Method for making an intracochlear electrode array
US4819647A (en) * 1984-05-03 1989-04-11 The Regents Of The University Of California Intracochlear electrode array
US6374143B1 (en) * 1999-08-18 2002-04-16 Epic Biosonics, Inc. Modiolar hugging electrode array
KR100463248B1 (ko) * 2002-03-11 2004-12-23 주식회사 뉴로바이오시스 유연성이 있는 인공와우용 전극 구조물
KR100492515B1 (ko) * 2002-04-29 2005-06-03 주식회사 뉴로바이오시스 인공 와우용 전극 구조물 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230069812A (ko) * 2021-11-11 2023-05-19 고려대학교 산학협력단 생체 삽입형 방광 치료 장치 및 이에 포함되는 전자 망, 전자 실 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100506503B1 (ko) 2005-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11058871B2 (en) Manufacturing an electrode array for a stimulating medical device
US7991475B1 (en) High density micromachined electrode arrays useable for auditory nerve implants and related methods
JP4043049B2 (ja) 埋め込み型人工聴覚器官の構造、及び製造方法
CN208492977U (zh) 多层结构柔性人工听觉神经刺激电极
CA1240784A (en) Cochlea implant
CA2802265C (en) Helical core ear implant electrode
JP2004527320A (ja) 導電性部品の製造方法
Bell et al. A flexible micromachined electrode array for a cochlear prosthesis
CN105592884B (zh) 柔性导电轨道装置和制造方法
US20130204340A1 (en) Neurostimulation electrode array and method of manufacture
KR101417966B1 (ko) 신경 자극 및 기록용 전극 어레이 및 이의 제조방법
Bachman et al. Micromechanical resonator array for an implantable bionic ear
US20210236808A1 (en) Apparatus and methods for making cochlear implant electrode arrays
US10722702B2 (en) Transmodiolar electrode array and a manufacturing method
KR100506503B1 (ko) 마이크로 머시닝 기술을 적용한 인공 와우용 전극 구조물제작 장치 및 그 제조방법
Knisely The Application of a Piezoelectric MEMS Cantilever Array as a Completely Implantable Cochlear Implant.
KR101530775B1 (ko) 인공와우용 음향 센서 장치 및 그 장치의 제조 방법
KR102378056B1 (ko) 신경신호측정 및 신경자극이 가능한 필름형태의 플렉시블 전극 제조방법 및 플렉시블 전극 구조체, 이를 이용한 신경신호측정 및 신경자극 시스템
CN211513126U (zh) 一种微型高密度阵列自由曲面电极
US20220062627A1 (en) Manufacturing an electrode array for a stimulating medical device
CN112237682A (zh) 一种微型高密度阵列自由曲面电极及其制造方法
Merlo Microdevices for Auditory Prostheses
CN87215502U (zh) 外耳道式人工耳蜗用鼓岬电极

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G15R Request for early opening
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee
R401 Registration of restoration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140124

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140729

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee