WO2017204610A1 - 생체 이식형 기기 및 그 제조 방법 - Google Patents

생체 이식형 기기 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2017204610A1
WO2017204610A1 PCT/KR2017/005598 KR2017005598W WO2017204610A1 WO 2017204610 A1 WO2017204610 A1 WO 2017204610A1 KR 2017005598 W KR2017005598 W KR 2017005598W WO 2017204610 A1 WO2017204610 A1 WO 2017204610A1
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polymer
pad
functional
implantable device
substrate
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PCT/KR2017/005598
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민규식
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주식회사 토닥
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof

Definitions

  • the present disclosure relates to a living implantable device, and more particularly, to a living implantable device using a polymer and a method of manufacturing the same.
  • the structure that is attached to or implanted into a living body to collect and collect biochemical reactions and biological signals into electrical signals or to apply electrical signals for biological stimulation to neural tissues is called a living implantable device.
  • the implantable device is also referred to as a microelectrode array package.
  • a sealed state of the device is very important because at least a part of the device is implanted or inserted into a living body. If the device is not sealed properly, body fluids may leak into the electronic circuitry present inside the device, which may cause various problems such as device failure, malfunction, and shortened life.
  • Republic of Korea Patent No. 10-1088806 (corresponding US Patent US 8,886,277 B2) describes a conventional technique for connecting the package and the microelectrode using feed-through, while living implantable type according to such a conventional technique
  • the instrument points out the problem of poor sealing due to heterogeneous bonding.
  • the present disclosure provides a living implantable device and a method of manufacturing the same, which have high durability and stability and excellent convenience of a manufacturing process.
  • the living implantable device of the present disclosure includes a substrate portion made of a polymer, a lead portion formed on one surface of the substrate portion, a cover made of a polymer bonded to one surface on which the conductive portion is formed on the substrate portion to protect the conductive portion, and exposing at least one end of the conductive portion to form a pad portion.
  • One or more fine wire arrays including a portion, and a polymer bonded to the functional portion, the functional portion and the pad portion electrically connected to the pad portion through the terminal portion to protect the spaceless portion, and extending to a portion adjacent to the pad portion of the substrate portion and the cover portion. It includes a seal consisting of one or more packages connected to one end of the corresponding fine lead array, the seal is formed by the solidified polymer of the initial state of the liquid state.
  • a living implantable device of the present disclosure In the method of manufacturing a living implantable device of the present disclosure, (a) at least one fine wire array having a lead portion disposed between a substrate portion and a cover portion formed of a polymer, and at least one pad portion at which a portion of the lead portion is exposed to the outside of the cover portion is formed. (B) electrically connecting one or more fine wire arrays and one or more functional units in such a manner as to electrically connect the terminal units of the functional units to the pad portions of the fine wire arrays, and (c) one or more electrically connected units.
  • the array of fine wires and one or more functional parts are placed in a mold, and a liquid polymer is injected into the mold and then cooled to contact the functional part and the pad part without space, thereby protecting them, and extending to a portion adjacent to the pad part of the substrate part and the cover part. Forming a seal to be bonded.
  • the implantable device of the present disclosure has high durability and stability, and excellent convenience of a manufacturing process.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a living implantable device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a plan view of a living implantable device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG 3 is a top view of a living implantable device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 4, 5, and 6 are diagrams sequentially illustrating a process of a method of manufacturing a living implantable device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram sequentially illustrating a process of configuring a functional unit in a method of manufacturing a living implantable device according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a living implantable device according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a plan view of a living implantable device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the implantable device 100 of the present disclosure includes a fine lead array 110 and a package 120.
  • the fine wire array 110 includes a substrate portion 112 made of a polymer, a lead portion 114 formed on one surface of the substrate portion 112, and a cover portion 116 made of a polymer covering and protecting the conductive portion 114.
  • signals, currents, powers, etc. are transmitted through the conductive lines 114 of the fine conductive wire array 110 when the living implantable device 100 is operated.
  • the cover part 116 covers and protects the conductive part 114, but at least one end of the conductive part 114 is exposed from the cover part 116 to be the pad part 115. 1 and 2 illustrate that one end of the conductive line 114 is exposed to form the pad 115.
  • the electrode hole 117 is formed at the other end of the end where the pad part 115 of the cover part 116 is formed so that the electrode part 113 is exposed.
  • the electrode unit 113 is an inlet of the collected biosignal when the bio implantable device 100 collects the biosignal, and the biostimulation signal when the bio implantable device 100 transmits the biostimulation signal to the living body. Is the exit of.
  • the fine wire array 100 in which the electrode portion 113 is formed may be referred to as a fine electrode array.
  • the fine wire array 110 is coupled to the package 120.
  • the package 120 includes a functional portion 122 and a seal 124.
  • the functional unit 122 performs various functions necessary for the normal operation of the living implantable device 100, such as signal processing and communication, and is generally composed of one or more functional modules.
  • the functional unit 122 includes a terminal unit 123 that is electrically connected to the pad unit 115 of the fine wire array 110, and thus provides a signal, current, Power may flow.
  • the functional part 122 and the pad part 115 are protected from the external environment by a sealing part 124 made of a polymer, and the sealing part 124 is in contact with the functional part 122 and the pad part 115 without space and is connected thereto. Protect.
  • the sealing part 124 extends and adheres to a part of the substrate part 112 and the cover part 116. In other words, the substrate 112 and the cover portion 116 extend to a portion adjacent to the pad portion 115 and are bonded to each other.
  • the sealing part 124 is made of the same material as the substrate part 112 and the cover part 116, the sealing part 124 is bonded to the substrate part 112 and the cover part 116, There is no problem of inferior sealing property, and since the sealing part 124 supports the functional part 122 and the pad part 115 without any contact, the durability and stability of the living implantable device 100 are improved.
  • the seal 124 is formed by solidifying a polymer having an initial state of a liquid state.
  • the initial state means a state when the polymer first occupies a space occupied by the seal 124. That is, it means that the polymer occupies the entire space occupied by the sealing portion 124 in the liquid state, not in a powder state or a film state, for example, and then hardens to form the sealing portion 124.
  • the initial state is a powder state or a film state
  • high temperature and high pressure should be applied to the powder or film for a long time, for example, 30 minutes or more.
  • FIG 3 is a top view of a living implantable device according to another embodiment of the present disclosure.
  • the implantable device 200 may include two or more fine wire arrays 210, 220, and 230 and two or more packages 240 and 250.
  • Each of the fine wire arrays 210, 220, and 230 is the same as the fine wire array 110 described above, and each of the packages 240 and 250 is also the same as the structure of the package 120 described above. Since one end of the first fine wire array 210 is connected to the first package 240, a pad part 211 is formed at one end thereof. Since one end of the second fine wire array 220 is connected to the first package 240 and the other end is connected to the second package 250, pads 221 and 222 are formed at both ends.
  • the third fine wire array 230 is connected to the second package 250, one end of the third fine wire array 230 is formed on the pad part 231, and the other end is not connected to the package but is connected to the coil 260.
  • Pad portion (not shown) may be formed.
  • the coil 260 may be regarded as a kind of functional part, but was not formed as a package by applying a sealing part. This may be the case in the case of a functional part existing outside the living body, but is not limited to a functional part existing outside the living body.
  • FIG. 4, 5, and 6 are views sequentially showing a process of a method for manufacturing a living body implantable device according to an embodiment of the present disclosure, and a plan view is shown on the right side in the sectional view on the left side.
  • FIG. 5 shows a process following FIG. 4
  • FIG. 6 shows a process following FIG.
  • the processes will be described in the order shown in the drawings.
  • a step of forming the conductive part 114 on one surface of the substrate part 112 made of a polymer is performed.
  • Forming the conducting portion 114 on one surface of the substrate portion 112 may be accomplished by applying a variety of known polymer-based microcircuit patterning methods, including semiconductor processing, the present disclosure is specific to this It is not limited to that.
  • the cover part 116 made of polymer is attached to one surface of the substrate part 112 on which the conductive part 114 is formed. Attaching the cover portion 116 may be performed by various known methods, including thermocompression, and the present disclosure is not limited thereto.
  • one end of the cover part 116 is processed to form a pad part 115 in which a part of the conductive part 114 is exposed.
  • Processing of the cover portion 116 may be performed by various known methods including laser etching, and the present disclosure is not limited thereto.
  • an alignment hole 118 penetrating the substrate portion 112 and the cover portion 116 is formed in an area where the conductive portion 114 does not exist, mainly at an edge portion.
  • the order in which the alignment holes 118 and the pad unit 115 are formed may be reversed, and may be simultaneously processed.
  • the alignment hole 118 is used to align the position by being aligned with the alignment pins of the mold when it is disposed in the mold in the following process, and does not form the alignment hole 118 when there is another method for the alignment. It is also possible not to.
  • the process and the sequence shown in FIG. 4 are just one example, and the conductive wire part 114 is disposed between the substrate part 112 made of a polymer and the cover part 116, and a part of the conductive wire part 114 is covered. (116) It is a matter of course that any step of providing a fine wire array in which the pad portion 115 exposed to the outside is formed at least at one end is possible. For example, it is also possible to adhere the cover portion 116 to the substrate portion 114 in a state where the processing for the pad portion 115 is completed on the cover portion 116.
  • the fine wire array 110 and the functional unit 122 are electrically connected to each other. That is, the function unit 122 corresponding thereto is electrically connected to the pad unit 115 of the fine wire array 110.
  • the terminal unit 123 and the fine wire array 110 formed in advance in the functional unit 122 are formed.
  • Pad portion 115 may be bonded with silver epoxy or high temperature lead.
  • any known technique for electrically connecting the fine wire array 110 and the functional unit 122 may be used, and these should be considered to be included in the present disclosure.
  • the electrically connected fine wire array 110 and the functional unit 120 are seated on the lower plate 310 of the first mold 300 (see FIG. 6B).
  • the alignment pin 312 formed in the lower plate 310 of the first mold 300 is inserted into the alignment hole 118 formed at the edge of the fine wire array 110 to be connected to the fine wire array 110.
  • the position of the functional part 120 is aligned.
  • the upper plate 320 of the first mold 300 is coupled to the lower plate 310.
  • a receiving hole 322 into which the alignment pin 312 is inserted is formed in the upper plate of the first mold 300, so that a firm coupling between the upper plate 320 and the lower plate 310 may be maintained.
  • a polymer injection hole 324 is formed on the upper plate of the first mold 300, and the inner empty space of the first mold 300 which is connected to the polymer injection hole 324 may have an upper seal 124a as described below. It is formed to be suitable for formation.
  • the liquid polymer is injected into the first mold 300 through the polymer inlet 324, cooled, and then removed to form an upper seal 124a as shown in FIG. 6D.
  • the temperature of the first mold 300 is sufficiently high (eg 200 degrees Celsius or more) so that the polymer injected into the first mold 300 does not harden until the interior space of the first mold 300 is filled tightly. Therefore, it is lower than the melting point of the injected polymer so that the polymer can harden over time. In this way, the hardened polymer forms the upper seal 124a.
  • the upper sealing portion 124a thus formed is in contact with the upper portion of the functional portion 122 and the pad portion 115 to protect them and extends to a portion adjacent to the pad portion 115 of the cover portion 116 to be bonded. If the melting point of the polymer forming the upper sealing portion 124a is higher than the melting point of the cover portion 116, the cover portion 116 contacting the upper sealing portion 124a, which is not yet hardened, is partially melted and then the upper sealing portion 124a. While hardening together, the adhesion to the cover portion 116 of the upper sealing portion 124a is improved and the sealing property is more excellent.
  • a bottom plate 410 and a top plate 420 are formed to form a second seal 124b (see FIG. 6F) opposite the first seal 124a (see FIG. 6F).
  • the second mold 400 is used in a similar manner as the first mold 300.
  • the polymer inlet 414 is formed on the lower plate 410, but the upside down corresponds to the polymer inlet 324 formed in the upper plate 320 of the first mold 300. It will of course be understood that it is a composition.
  • 412 represents an alignment pin formed in the lower plate 410
  • 422 represents an accommodation hole formed in the upper plate 420 to accommodate the alignment pin 412 when the lower plate 410 and the upper plate 420 are coupled to each other.
  • the polymer is removed and then removed to form a second seal 124b opposite to the upper seal 124a as shown in FIG. 6F. do.
  • the temperature of the second mold 400 is sufficiently high (eg 200 degrees Celsius or more) so that the polymer injected into the second mold 400 does not harden until it completely fills the internal space of the second mold 400. Therefore, it is lower than the melting point of the injected polymer so that the polymer can harden over time. In this way, the hardened polymer forms the lower seal 124b.
  • the lower sealing portion 124b thus formed is in contact with the lower portion of the functional portion 122 and the pad portion 115 to protect them and extends to a portion adjacent to the pad portion 115 of the substrate portion 112. If the melting point of the polymer forming the lower sealing part 124b is higher than the melting point of the substrate part 112, the substrate part 112, which is in contact with the lower sealing part 124b that is not yet hardened, is partially melted and then the lower sealing part 124b. While hardening together, the adhesion of the lower sealing portion 124b to the substrate portion 112 is improved and the sealing property is more excellent.
  • the first mold 300 and the second mold 400 are formed to form the upper seal 124a first and the lower seal 124b later. It is, of course, possible to configure the mold to form first and to form the upper seal 124a later, and this configuration is also within the scope of the present disclosure and is equivalent to at least one claim of the claims set forth at the end of the present disclosure. It should be understood that there is.
  • the upper sealing portion 124a and the lower sealing portion 124b are formed by separate molds 300 and 400 with a time difference.
  • simultaneously forming them with one mold also includes the scope of the present disclosure. Belongs to. That is, the fine wire array 110 and the functional unit 120 is disposed in the mold, the polymer in the liquid state is injected into the mold, and then cooled to contact the functional unit 122 and the pad unit 115 without space and protect them. Any process of forming the sealing portion 124 that extends and adheres to the portion adjacent the pad portion 115 of the substrate portion 112 and the cover portion 116 is within the scope of the present disclosure and claims.
  • the electrode hole 117 is then processed by any known method such as laser etching to form the electrode portion 113.
  • the outline of the fine wire array 110 is cut out by any known method such as laser cutting to complete the living implantable device 100.
  • FIGS. 4 to 6 illustrate a method of manufacturing a bio-implantable device 100 having one fine wire array 110 and one package 120 as shown in FIGS. 1 to 2. . If the bio implantable device 200 composed of one or more fine wire arrays 210, 220, 230 and one or more packages 240, 250, as shown in FIG. 3, two methods are possible.
  • the semi-finished product is placed in a mold having an internal space form in which a plurality of packages spaced apart from each other can be formed and the liquid for forming a seal It is a method of obtaining a plurality of packages at once by injecting and cooling a polymer in a state and then demolding.
  • a living implantable device having the characteristics of a component or a module used to configure various living implantable devices is made in advance, and a method of forming a seal using a mold according to the present disclosure when interconnecting such modules or components is provided. Application can improve productivity and increase workability.
  • FIG. 7 is a diagram sequentially illustrating a process of configuring a functional unit in a method of manufacturing a living implantable device according to another embodiment of the present disclosure. Even in the case of using such a functional unit, only the steps of FIGS. 7A to 7E providing the functional unit in the present embodiment are added, except that the manufacturing method of the living implantable device is not different from that described above. That is, it can be seen that there is a difference only in that the functional unit shown in FIG. 7E is used in the step shown in FIG. 5.
  • the functional unit 122 is usually composed of a circuit board 122a and an electronic component 122e (see FIG. 7E) mounted on the circuit board 122a.
  • the adhesion enhancing layer 122d is made of a polymer having a melting point lower than that of the polymer forming the sealing part 124, and as shown in FIGS. 7D and 7E, the circuit board 122a and the electronic component 122e.
  • a portion excluding the mounting portion 122b and the terminal portion 123 electrically connected to the pad portion 115 (see FIG. 5) of the fine conductive wire array 110 is enclosed.
  • a circuit board 122a as shown in FIG. 7A is prepared.
  • the circuit board 122a includes a mounting portion for mounting the terminal portion 123 for electrical connection with the pad portion 115 (see FIG. 5) of the fine wire array 110 and the electronic component 122e (see FIG. 7E). 122b).
  • the polymer film 122c is laminated up and down so that the circuit board 122a is surrounded by the polymer film 122c as shown in FIG. 7C to form an intermediate adhesive force improvement layer 122d ′.
  • the polymer film 122c is laminated by, for example, thermocompression bonding for about 30 minutes at a temperature of 295 degrees and a pressure of 4 to 8 MPa.
  • lamination may be performed by various known methods including thermocompression, and the present disclosure is not limited thereto.
  • the portion corresponding to the mounting portion 122b and the terminal portion 123 of the circuit board 122a is removed from the adhesion improving layer 122d ′ at an intermediate stage, thereby obtaining the final adhesion improving layer 122d.
  • the polymer film 122c before lamination can be laminated after removing portions corresponding to the mounting portion 122b and the terminal portion 123 of the circuit board 122a, as well as the invention described in the claims. It should be understood that they fall within the equal range of.
  • Removing portions corresponding to the mounting portion 122b and the terminal portion 123 of the circuit board 122a may be performed by various known methods including laser etching, and the present disclosure is not limited thereto.
  • the electronic component 122e is mounted on the mounting portion 122b of the circuit board 122a to complete the functional portion 122.
  • the adhesive force to the functional part 122 of the sealing part 124 is strengthened by additionally providing the adhesive force improving layer 122d to the functional part 122. That is, when the surface of the circuit board 122a is a heterogeneous material different from the polymer forming the sealing part 124, or a polymer having the same melting point as the polymer forming the sealing part 124 but having a high melting point as the polymer forming the sealing part 124.
  • the polymer and the functional part 122 constituting the sealing part 124 by being injected into a liquid state by providing an adhesion improving layer 122d made of a polymer having a low melting point outside the functional part 122 to be hardened.
  • the adhesive force with can be further enhanced.

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Abstract

본 개시는, 폴리머로 이루어진 기판부, 기판부의 일면에 형성된 도선부, 기판부의 도선부가 형성된 일면에 접착되어 도선부를 보호하고 도선부의 적어도 일단을 노출시켜 패드부를 형성하는 폴리머로 이루어진 커버부를 포함하는 하나 이상의 미세 도선 어레이와, 패드부와 전기적으로 연결된 기능부, 기능부 및 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 기판부 및 커버부의 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착된 폴리머로 이루어진 밀봉부를 포함하며 대응하는 미세 도선 어레이의 일단에 연결된 하나 이상의 패키지를 포함하는 생체 이식형 기기와 그 제조 방법을 제공한다.

Description

생체 이식형 기기 및 그 제조 방법
본 개시는 생체 이식형 기기에 관한 것으로, 특히 폴리머를 이용한 생체 이식형 기기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
생화학적인 반응 및 생체 신호를 전기적인 신호로 변환하여 수집하거나 생체 자극을 위한 전기 신호를 신경 조직에 인가하기 위해 생체에 부착되거나 이식되는 구조물을 통칭하여 생체 이식형 기기라고 하며, 미세 전극 어레이와 패키지로 구성된 생체 이식형 기기를 미세 전극 어레이 패키지라 부르기도 한다.
생체 이식형 자극기, 생체 이식형 감지기, 심장박동 조절기, 신경 보철, 신경 조절장치와 같은 생체 이식형 기기는 기기의 적어도 일부가 생체 내에 이식 즉 삽입되어 동작하는 특성상 기기의 밀봉 상태가 매우 중요하다. 기기의 밀봉 상태가 좋지 않을 경우, 체액이 기기 내부에 존재하는 전자회로로 누설될 수 있고, 이로 인한 기기의 고장, 오작동, 수명 단축 등 여러 가지 문제가 발생될 수 있기 때문이다.
대한민국등록특허 제10-1088806호(대응미국특허 US 8,886,277 B2)는 패키지와 미세 전극을 피드-쓰루(feed-through)를 이용하여 연결하는 종래기술을 설명하면서 그와 같은 종래기술에 의한 생체 이식형 기기는 이종 결합으로 인해 밀봉성이 떨어지는 문제점이 있음을 지적하고 있다.
또한, 이종 결합으로 인해 밀봉성이 떨어지는 문제점의 해결을 위해 액정폴리머를 이용하여 패키지와 미세 전극을 형성하는 종래기술도 있으나 그와 같은 종래기술에도 문제점이 있다는 점을 지적하면서, 이에 비해 더욱 안정적이고 공정 기간을 단축한 액정폴리머를 이용한 미세 전극 어레이 패키지와 그 제조 방법을 개시하고 있다.
그러나, 폴리머를 이용한 생체 이식형 기기의 내구성과 안정성을 높이고 제조 공정의 편의성을 향상시킬 수 있는 기술에 대한 요구는 여전하다.
상기한 필요성에 응하여, 본 개시는 내구성과 안정성이 높고 제조 공정의 편의성이 우수한 생체 이식형 기기 및 그 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 생체 이식형 기기는 폴리머로 이루어진 기판부, 기판부의 일면에 형성된 도선부, 기판부의 도선부가 형성된 일면에 접착되어 도선부를 보호하고 도선부의 적어도 일단을 노출시켜 패드부를 형성하는 폴리머로 이루어진 커버부를 포함하는 하나 이상의 미세 도선 어레이와, 단자부를 통해 패드부와 전기적으로 연결된 기능부, 기능부 및 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 기판부 및 커버부의 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착된 폴리머로 이루어진 밀봉부를 포함하며 대응하는 미세 도선 어레이의 일단에 연결된 하나 이상의 패키지를 포함하며, 상기 밀봉부는 최초 상태가 액체 상태인 폴리머가 굳어서 형성된 것이다.
본 개시의 생체 이식형 기기의 제조 방법은 (a) 폴리머로 이루어진 기판부와 커버부 사이에 도선부가 배치되고, 도선부의 일부가 커버부 외부로 노출된 패드부가 적어도 일단에 형성된 하나 이상의 미세 도선 어레이를 마련하는 단계, (b) 미세 도선 어레이의 패드부에 기능부의 단자부를 전기적으로 연결하는 방식으로 하나 이상의 미세 도선 어레이와 하나 이상의 기능부를 전기적으로 연결하는 단계, 및 (c) 전기적으로 연결된 하나 이상의 미세 도선 어레이와 하나 이상의 기능부를 몰드 내에 배치하고, 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 기능부 및 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 기판부 및 커버부의 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 밀봉부를 형성하는 단계를 포함한다.
본 개시의 생체 이식형 기기는 내구성과 안정성이 높고 제조 공정의 편의성이 우수하다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 길이방향 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 평면도이다.
도 4, 5, 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 제조 방법의 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 제조 방법에서 기능부를 구성하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
본 개시에 따른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
각 도면의 구성요소들에 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 개시에서 '일단', '타단', '단부' 등과 같은 용어는 반드시 가장 끝부분을 의미하는 것은 아니며 가운데에 가깝다기 보다는 끝에 가까운 부분을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 길이방향 단면도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 평면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 생체 이식형 기기(100)는 미세 도선 어레이(110)와 패키지(120)를 포함한다. 미세 도선 어레이(110)는 폴리머로 이루어진 기판부(112)와 기판부(112)의 일면에 형성된 도선부(114)와 도선부(114)를 덮어서 보호하는 폴리머로 이루어진 커버부(116)를 포함하며, 생체 이식형 기기(100)의 작동시 신호, 전류, 전력 등이 미세 도선 어레이(110)의 도선부(114)를 통해 전송되게 된다.
커버부(116)는 도선부(114)를 덮어서 보호하되 도선부(114)의 적어도 일단이 커버부(116)로부터 노출되어 패드부(115)가 되도록 한다. 도 1 및 도 2에는 도선부(114)의 일단이 노출되어 패드부(115)가 된 것을 도시하고 있다. 본 실시예에서는 커버부(116)의 패드부가(115)가 형성된 일단의 타단에 전극 홀(117)이 형성되어 전극부(113)가 노출되도록 한다. 전극부(113)는 생체 이식형 기기(100)가 생체 신호를 수집하는 경우에는 수집되는 생체 신호의 입구가 되고 생체 이식형 기기(100)가 생체 자극 신호를 생체에 발신하는 경우에는 생체 자극 신호의 출구가 된다. 전극부(113)가 형성된 미세 도선 어레이(100)는 미세 전극 어레이로 칭할 수도 있다.
이러한 미세 도선 어레이(110)는 패키지(120)와 결합되어 있다. 패키지(120)는 기능부(122)와 밀봉부(124)를 포함한다. 기능부(122)는 신호 처리, 통신 등 생체 이식형 기기(100)의 정상 작동을 위해 필요한 각종 기능을 행하는 것이며 하나 이상의 기능 모듈로 구성됨이 일반적이다. 기능부(122)에는 미세 도선 어레이(110)의 패드부(115)와 전기적으로 연결되는 단자부(123)가 구비되어 있어 단자부(123)를 통해 패드부(115)로 또는 그 반대로 신호, 전류, 전력 등이 흐를 수 있다.
기능부(122)와 패드부(115)는 폴리머로 이루어진 밀봉부(124)에 의해 외부 환경으로부터 보호되는데, 밀봉부(124)는 기능부(122) 및 패드부(115)에 공간없이 접하여 이들을 보호한다. 또한 밀봉부(124)는 기판부(112) 및 커버부(116)의 일부까지 연장하여 접착된다. 즉, 기판부(112) 및 커버부(116)의 패드부(115)에 인접한 부분까지 연장하여 접착된다.
밀봉부(124)가 기판부(112) 및 커버부(116)와 동종 재료인 폴리머로 이루어져 있으므로 밀봉부(124)가 기판부(112) 및 커버부(116)와 접착된 후 이종 결합으로 인해 밀봉성이 떨어지는 문제가 없으며, 밀봉부(124)가 기능부(122)와 패드부(115)를 빈틈없이 접촉하여 지지하고 있으므로 생체 이식형 기기(100)의 내구성 및 안정성이 향상된다.
상기 밀봉부(124)는 최초 상태가 액체 상태인 폴리머가 굳어서 형성된 것이다. 여기서 최초 상태란 폴리머가 밀봉부(124)가 점유하는 공간을 최초로 점유한 때의 상태를 의미한다. 즉, 폴리머는 처음부터, 예를 들어 분말 상태나 필름 상태가 아니라, 액체 상태로 밀봉부(124)가 점유하는 공간 전체를 점유하였다가 굳어서 밀봉부(124)를 형성한 것이라는 의미이다. 최초 상태가 분말 상태나 필름 상태인 경우에는 밀봉부(124) 형성을 위해서는 분말이나 필름에 장시간, 예를 들어 30분 이상, 고온과 고압을 가해야 한다. 이는 결국, 기능부(122)에 더 오랜 시간 동안 고압과 고온을 가하는 결과가 되고, 그에 따라 기능부(122)를 구성하는 전자 부품의 고장을 야기하게 된다. 그러나, 최초 상태가 액체 상태 인 폴리머가 굳어서 형성된 밀봉부(124)로 구성하는 경우에는, 예를 들어 도 4 내지 도 7에 도시된 방법을 사용하는 경우, 밀봉부(124) 구성을 위해 3 내지 5초 정도만 고압과 고온을 가하면 족하다. 이에 따라, 기능부(122)를 구성하는 전자 부품의 고장을 야기하는 문제가 발생하지 않는다.
도 3은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 생체 이식형 기기(200)는 둘 이상의 미세 도선 어레이(210, 220, 230)와 둘 이상의 패키지(240, 250)로 구성될 수 있다. 미세 도선 어레이(210, 220, 230) 각각의 구성은 앞에서 설명한 미세 도선 어레이(110)와 동일하며, 패키지(240, 250) 각각의 구성 역시 앞에서 설명한 패키지(120)의 구성과 동일하다. 제 1 미세 도선 어레이(210)는 일단이 제 1 패키지(240)에 연결되므로 일단에 패드부(211)가 형성된다. 제 2 미세 도선 어레이(220)는 일단이 제 1 패키지(240)에 타단이 제 2 패키지(250)에 연결되므로 양단에 패드부(221, 222)가 형성된다. 제 3 미세 도선 어레이(230)는 일단이 제 2 패키지(250)에 연결되므로 일단에 패드부(231)에 형성되며, 타단이 패키지에 연결되지는 않지만 코일(260)과 연결되므로 이를 위해 타단에도 패드부(미도시)가 형성될 수 있다. 코일(260)은 기능부의 일종이라고 볼 수 있으나 밀봉부를 적용하여 패키지로 형성하지 않았다. 주로 생체의 외부에 존재하는 기능부인 경우에 그렇게 할 수 있으나 생체의 외부에 존재하는 기능부에 국한되는 것은 아니다.
도 4, 5, 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 제조 방법의 과정을 순차적으로 도시한 도면으로, 왼쪽에는 단면도 우측에는 평면도가 도시되어 있다. 도 5는 도 4에 후속되는 과정을, 도 6은 도 5에 후속되는 과정을 보인 것이다. 이하 도면에 도시된 순서대로 과정을 설명한다.
도 4a에 보인 바와 같이, 폴리머로 이루어진 기판부(112)의 일면에 도선부(114)를 형성하는 단계를 진행한다. 기판부(112)의 일면에 도선부(114)를 형성하는 것은 반도체 공정을 비롯한 각종 공지된 폴리머 기반 미세 회로 패터닝(polymer-based microcircuit patterning) 방법을 적용하여 이루어질 수 있으며, 본 개시는 이에 대해 특정한 것으로 한정하지 않는다.
도 4b에 보인 바와 같이, 도선부(114)가 형성된 기판부(112)의 일면에 폴리머로 이루어진 커버부(116)를 부착하는 단계를 진행한다. 커버부(116)를 부착하는 단계는 열압착을 비롯한 각종 공지된 방법에 의해 행해질 수 있으며, 본 개시는 이에 대해 특정한 것으로 한정하지 않는다.
도 4c에 보인 바와 같이, 커버부(116)의 일단을 가공하여 도선부(114)의 일부가 노출된 패드부(115)를 형성한다. 커버부(116)의 가공은 레이저 식각을 비롯한 각종 공지된 방법에 의해 행해질 수 있으며, 본 개시는 이에 대해 한정하지 않는다.
도 4d에 보인 바와 같이, 도선부(114)가 존재하지 않는 영역, 주로 가장자리 부분에 기판부(112)와 커버부(116)를 관통하는 얼라인 홀(118)을 형성한다. 얼라인 홀(118)과 패드부(115)의 형성 순서는 서로 바뀔 수 있으며, 동시에 진행되는 것도 가능하다. 얼라인 홀(118)은 후술하는 과정에서 몰드 내에 배치될 때 몰드의 얼라인 핀과 결합되어 위치를 정렬하기 위한 것이며, 위치 정렬을 위한 다른 방안이 있는 경우에 얼라인 홀(118)을 형성하지 않는 것도 가능하다.
이렇게 하여 하나의 미세 도선 어레이(100)를 완성하게 되며, 필요에 따라 더 많은 수의 미세 도선 어레이(100)를 제작한다.
그러나 도 4에 보인 과정 및 그 순서는 하나의 예일 뿐이며, 폴리머로 이루어진 기판부(112)와 커버부(116) 사이에 도선부(114)가 배치되고, 도선부(114)의 일부가 커버부(116) 외부로 노출된 패드부(115)가 적어도 일단에 형성된 미세 도선 어레이를 마련하는 임의의 단계가 가능함은 물론이다. 예를 들어, 커버부(116)에 패드부(115)를 위한 가공이 완료된 상태에서 커버부(116)를 기판부(114)에 접착하는 것도 가능하다.
그 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 미세 도선 어레이(110)와 기능부(122)를 전기적으로 연결한다. 즉, 미세 도선 어레이(110)의 패드부(115)에 그에 대응하는 기능부(122)를 전기적으로 연결하게 되며, 이를 위해 기능부(122)에 미리 형성된 단자부(123)와 미세 도선 어레이(110)의 패드부(115)를 실버 에폭시나 고온납으로 접합할 수 있다. 그러나, 미세 도선 어레이(110)와 기능부(122)를 전기적으로 연결하는 임의의 공지 기술을 사용할 수 있으며, 이들도 본 개시에 포함되는 것으로 보아야 한다.
그 다음, 도 6a에 도시된 바와 같이, 전기적으로 연결된 미세 도선 어레이(110)와 기능부(120)를 제 1 몰드(300, 도 6b 참조)의 하판(310)에 안착시킨다. 이때, 제 1 몰드(300)의 하판(310)에 형성된 얼라인 핀(312)이 미세 도선 어레이(110)의 가장자리에 형성된 얼라인 홀(118)에 삽입되어서 미세 도선 어레이(110) 및 그에 연결된 기능부(120)의 위치가 정렬된다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 제 1 몰드(300)의 상판(320)을 하판(310)에 결합한다. 제 1 몰드(300)의 상판에는 얼라인 핀(312)이 삽입되는 수용홀(322)이 형성되어 상판(320)과 하판(310)의 견고한 결합이 유지될 수 있다. 또한, 제 1 몰드(300)의 상판에는 폴리머 주입구(324)가 형성되어 있으며, 폴리머 주입구(324)로부터 이어진 제 1 몰드(300)의 내부 빈 공간은 후술하는 바와 같은 상부 밀봉부(124a)를 형성하기에 적합하도록 형성되어 있다.
도 6c에 도시된 바와 같이, 폴리머 주입구(324)를 통해 제 1 몰드(300) 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시킨 후, 탈거하여 도 6d와 같이 상부 밀봉부(124a)를 형성한다. 제 1 몰드(300) 내로 주입된 폴리머가 제 1 몰드(300)의 내부 공간을 빈틈없이 채울 때까지 굳지 않도록 하기 위해 제 1 몰드(300)의 온도는 충분히 높으나(예를 들면 섭씨 200도 이상), 주입되는 폴리머의 녹는점보다는 낮아서 시간의 경과에 따라 폴리머가 굳을 수 있도록 한다. 이렇게 하여 굳은 폴리머가 상부 밀봉부(124a)를 형성한다. 이렇게 형성된 상부 밀봉부(124a)는 기능부(122) 및 패드부(115)의 상부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 커버부(116)의 패드부(115)에 인접한 부분까지 연장하여 접착된다. 상부 밀봉부(124a)를 형성하는 폴리머의 녹는 점이 커버부(116)의 녹는점보다 높으면 아직 굳지 않은 상부 밀봉부(124a)와 접하는 커버부(116)가 일부 녹았다가 상부 밀봉부(124a)와 함께 굳으면서 상부 밀봉부(124a)의 커버부(116)에 대한 접착력이 향상되고 밀봉성이 더 우수하게 된다.
도 6e에 도시된 바와 같이, 제 1 밀봉부(124a)(도 6f 참조) 반대쪽에 제 2 밀봉부(124b)(도 6f 참조)를 형성하기 위해서 하판(410)과 상판(420)으로 이루어진 제 2 몰드(400)를 제 1 몰드(300)와 유사한 방식으로 이용한다. 제 2 몰드(400)의 경우 하판(410)에 폴리머 주입구(414)가 형성된 것으로 도시되었으나, 아래 위를 뒤집어서 보면 제 1 몰드(300)의 상판(320)에 형성된 폴리머 주입구(324)와 대응하는 구성임은 당연히 이해될 것이다. 도면의 412는 하판(410)에 형성된 얼라인 핀을 나타내며, 422는 상판(420)에 형성되어 하판(410)과 상판(420)의 결합시 얼라인 핀(412)을 수용하는 수용홀을 나타낸다. 폴리머 주입구(414)를 통해 제 1 몰드(300) 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시킨 후, 탈거하여 도 6f와 같이 상부 밀봉부(124a)와 반대쪽에 제 2 밀봉부(124b)를 형성한다. 제 2 몰드(400) 내로 주입된 폴리머가 제 2 몰드(400)의 내부 공간을 빈틈없이 채울 때까지 굳지 않도록 하기 위해 제 2 몰드(400)의 온도는 충분히 높으나(예를 들면 섭씨 200도 이상), 주입되는 폴리머의 녹는점보다는 낮아서 시간의 경과에 따라 폴리머가 굳을 수 있도록 한다. 이렇게 하여 굳은 폴리머가 하부 밀봉부(124b)를 형성한다. 이렇게 형성된 하부 밀봉부(124b)는 기능부(122) 및 패드부(115)의 하부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 기판부(112)의 패드부(115)에 인접한 부분까지 연장하여 접착된다. 하부 밀봉부(124b)를 형성하는 폴리머의 녹는 점이 기판부(112)의 녹는점보다 높으면 아직 굳지 않은 하부 밀봉부(124b)와 접하는 기판부(112)가 일부 녹았다가 하부 밀봉부(124b)와 함께 굳으면서 하부 밀봉부(124b)의 기판부(112)에 대한 접착력이 향상되고 밀봉성이 더 우수하게 된다.
본 실시예에서는 상부 밀봉부(124a)를 먼저 형성하고 하부 밀봉부(124b)를 나중에 형성하도록 제 1 몰드(300), 제 2 몰드(400)가 형성되어 있으나, 반대로 하부 밀봉부(124b)를 먼저 형성하고 상부 밀봉부(124a)를 나중에 형성하도록 몰드를 구성하는 것이 가능함은 물론이며, 이러한 구성 역시 본 개시의 범위에 있고, 본 개시 말미에 기재된 청구범위의 적어도 하나의 청구항에 대해 균등 범위에 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 실시예에서는 상부 밀봉부(124a)와 하부 밀봉부(124b)를 별도의 몰드(300, 400)로 시간차를 두고 형성하였는데, 예를 들어, 하나의 몰드로 이들을 동시에 형성하는 것도 본 개시의 범위에 속한다. 즉, 미세 도선 어레이(110)와 기능부(120)를 몰드 내에 배치하고, 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 기능부(122) 및 패드부(115)에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 기판부(112) 및 커버부(116)의 패드부(115)에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 밀봉부(124)를 형성하는 임의의 공정은 본 개시 및 청구범위의 범주에 포함된다.
그 다음, 도 6g에 도시된 바와 같이, 레이저 식각 등의 임의의 공지된 방법으로 전극 홀(117)을 가공하여 전극부(113)를 형성한다.
그 다음, 도 6h에 도시된 바와 같이, 미세 도선 어레이(110)의 외곽을 레이저 커팅 등 임의의 공지된 방법으로 잘라내어 생체 이식형 기기(100)를 완성한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 2에 도시된 것과 같은 하나의 미세 도선 어레이(110)와 하나의 패키지(120)를 구비한 생체 이식형 기기(100)의 제조 방법이다. 만약 도 3과 같이 하나 이상의 미세 도선 어레이(210, 220, 230)와 하나 이상의 패키지(240, 250)로 구성된 생체 이식형 기기(200)를 제조하는 경우에는 크게 두 가지의 방식이 가능하다.
첫째는, 생체 이식형 기기(200)를 위한 전기적 연결을 완료한 후 서로 이격된 복수개의 패키지가 형성될 수 있는 내부 공간 형태를 갖는 몰드에 전기적 연결이 완료된 반제품을 배치하고 밀봉부 형성을 위한 액체 상태의 폴리머를 주입하여 냉각한 후 탈형함으로써 한 번에 복수개의 패키지를 얻는 방식이다.
둘째는, 예를 들어 도 3에서 부호 210, 240, 220로 표시된 요소들에 대한 전기적 연결을 완료한 후 적절한 형상으로 된 몰드에 배치한 후 액체 상태의 폴리머를 주입하고 냉각하는 과정을 통해 부호 210, 240, 220로 표시된 요소들로 구성된 생체 이식형 기기 반제품을 완성하고, 그 후 부호 220으로 표시된 요소에 부호 250, 230, 260으로 표시된 요소들을 추가로 전기적 연결하여 적절한 형상으로 된 몰드에 배치한 후 액체 상태의 폴리머를 주입하고 냉각하는 과정을 통해 최종적인 도 3에 도시된 바와 같은 생체 이식형 기기(200)를 완성하는 것이다.
즉, 후자의 경우에는, 하나 이상의 밀봉부가 형성된 상태에서 미세 도선 어레이를 매개하여 하나 이상의 기능부를 추가한 후에 이들을 몰드 내에 배치하고, 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 추가된 기능부 및 그에 연결된 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며, 매개된 미세 도선 어레이의 기판부 및 커버부의 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 하나 이상의 밀봉부를 추가로 형성하는 단계가 존재한다. 이 방식에 의하면 다양한 생체 이식형 기기를 구성하는데 사용되는 컴포넌트 내지 모듈의 성격을 갖는 생체 이식형 기기들을 미리 만들어 두고, 이러한 모듈 내지 컴포넌트를 상호 연결할 때 본 개시에 따른 몰드를 사용한 밀봉부 형성 방식을 적용함으로써 생산성이 향상되고 작업성이 올라갈 수 있다.
도 7은 본 개시의 다른 실시예에 따른 생체 이식형 기기의 제조 방법에서 기능부를 구성하는 과정을 순차적으로 도시한 도면이다. 이러한 기능부를 사용하는 경우에도, 본 실시예에서의 기능부를 마련하는 도 7a 내지 도 7e의 단계가 추가될 뿐, 이를 제외한 생체 이식형 기기의 제조 방법은 앞에서 설명한 것과 다르지 않다. 즉, 도 5에 도시된 단계에서 도 7e에 도시된 기능부가 사용된다는 점만 차이가 있다고 볼 수 있다.
기능부(122)는 회로 기판(122a), 회로 기판(122a)에 실장되는 전자 부품(122e)(도 7e 참조)으로 구성됨이 보통이나, 도 7에 도시된 실시예에서는 이에 더해 접착력 향상층(122d)(도 7d, 도 7e 참조)을 추가로 포함한다. 접착력 향상층(122d)은 밀봉부(124)를 이루는 폴리머의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖는 폴리머로 이루어지며, 도 7d 및 도 7e에 도시된 바와 같이, 회로 기판(122a)전자 부품(122e)의 실장을 위한 실장부(122b)와 미세 도선 어레이(110)의 패드부(115)(도 5 참조)와 전기적으로 연결되는 단자부(123)를 제외한 부분을 감싼다.
도 7을 참조하여 본 실시예에서 기능부(122)를 제조하는 방법을 설명한다.
도 7a에 도시된 바와 같은 회로 기판(122a)을 마련한다. 회로 기판(122a)에는 미세 도선 어레이(110)의 패드부(115)(도 5 참조)와 전기적 연결을 위한 단자부(123)와 전자 부품(122e)(도 7e 참조)의 실장을 위한 실장부(122b)가 구비된다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 상하로 폴리머 필름(122c)을 라미네이션하여 도 7c와 같이 회로 기판(122a)이 폴리머 필름(122c)으로 감싸지도록 하여 중간 단계의 접착력 향상층(122d')을 형성한다. 폴리머 필름(122c)은, 예를 들어 295도의 온도, 4 내지 8 MPa의 압력에서 30분 정도 열압착 하는 것에 의해 라미네이션된다. 그러나 라미네이션은 열압착을 비롯한 각종 공지된 방법에 의해 행해질 수 있으며, 본 개시는 이에 대해 특정한 것으로 한정하지 않는다.
이 단계에서는 아직 회로 기판(122a)에 전자 부품(122e)(도 7e 참조)이 실장되어 있지 않아서 고온, 고압에서 장시간 동안 라미네이션하는 공정에 의해서 전자 부품(122e)이 손상될 위험은 없다.
도 7d에 도시된 바와 같이, 중간 단계의 접착력 향상층(122d')에서 회로 기판(122a)의 실장부(122b) 및 단자부(123)에 대응하는 부분을 제거하여 최종적인 접착력 향상층(122d)을 완성한다.
도시하지 않았으나, 라미네이션 되기 전의 폴리머 필름(122c)에서 회로 기판(122a)의 실장부(122b) 및 단자부(123)에 대응하는 부분을 제거한 후에 라미네이션 하는 것이 가능함은 물론이고, 이 또한 청구항에 기재된 발명의 균등 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
회로 기판(122a)의 실장부(122b) 및 단자부(123)에 대응하는 부분을 제거하는 것은 레이저 식각을 비롯한 각종 공지된 방법에 의해 행해질 수 있으며, 본 개시는 이에 대해 한정하지 않는다.
도 7e에 도시된 바와 같이, 전자 부품(122e)을 회로 기판(122a)의 실장부(122b)에 실장하여 기능부(122)를 완성한다.
상기와 같은 접착력 향상층(122d)을 기능부(122)에 추가로 제공함에 의해 밀봉부(124)의 기능부(122)에 대한 접착력이 강화된다. 즉, 회로 기판(122a)의 표면이 밀봉부(124)를 이루는 폴리머와는 상이한 이종 물질인 경우 또는 동종의 폴리머이지만 밀봉부(124)를 이루는 폴리머와 같은 정도로 고온의 녹는점을 갖는 폴리머인 경우에는, 낮은 녹는점을 갖는 폴리머로 이루어진 접착력 향상층(122d)을 기능부(122) 외곽에 추가로 제공함에 의해서 액체 상태로 주입되어 굳어서 밀봉부(124)를 구성하는 폴리머와 기능부(122)와의 접착력이 한층 강화될 수 있다.
본 개시에 따른 생체 이식형 기기 및 그 제조 방법을 관련 실시예에 따라 설명하였지만, 보호받고자 하는 발명, 즉 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 개시와 관련하여 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 범위 내에서 여러 가지 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다. 따라서, 본 개시에 기재된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 폴리머로 이루어진 기판부;
    상기 기판부의 일면에 형성된 도선부; 및
    상기 기판부의 상기 도선부가 형성된 일면에 접착되어 도선부를 보호하고 도선부의 적어도 일단을 노출시켜 패드부를 형성하는, 폴리머로 이루어진 커버부; 를 포함하는 하나 이상의 미세 도선 어레이, 및
    단자부를 통해 상기 패드부와 전기적으로 연결된 기능부; 및
    상기 기능부 및 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 상기 기판부 및 커버부의 상기 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착된, 폴리머로 이루어진 밀봉부; 를 포함하며 대응하는 미세 도선 어레이의 일단에 연결된 하나 이상의 패키지, 를 포함하고,
    상기 밀봉부는 최초 상태가 액체 상태인 폴리머가 굳어서 형성된,
    생체 이식형 기기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기능부는 회로 기판, 상기 회로 기판에 실장되는 전자 부품, 상기 회로 기판 중 상기 전자 부품의 실장을 위한 실장부와 상기 패드부와의 전기적 연결을 위한 단자부를 제외한 부분을 감싸는 접착력 향상층을 포함하며,
    상기 접착력 향상층은 상기 밀봉부를 이루는 폴리머의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖는 폴리머로 이루어진,
    생체 이식형 기기.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 밀봉부의 녹는점은 상기 기판부의 녹는점 및 커버부의 녹는점보다 높은,
    생체 이식형 기기.
  4. (a) 폴리머로 이루어진 기판부와 커버부 사이에 도선부가 배치되고, 도선부의 일부가 커버부 외부로 노출된 패드부가 적어도 일단에 형성된, 하나 이상의 미세 도선 어레이를 마련하는 단계;
    (b) 미세 도선 어레이의 패드부에 기능부의 단자부를 전기적으로 연결하는 방식으로 상기 하나 이상의 미세 도선 어레이와 하나 이상의 기능부를 전기적으로 연결하는 단계; 및
    (c) 전기적으로 연결된 상기 하나 이상의 미세 도선 어레이와 상기 하나 이상의 기능부를 몰드 내에 배치하고, 상기 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 상기 기능부 및 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 상기 기판부 및 커버부의 상기 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 밀봉부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기능부는 회로 기판, 상기 회로 기판에 실장되는 전자 부품, 상기 회로 기판 중 상기 전자 부품의 실장을 위한 실장부와 상기 단자부를 제외한 부분을 감싸는 접착력 향상층을 포함하며,
    상기 접착력 향상층은 상기 밀봉부를 이루는 폴리머의 녹는점보다 낮은 녹는점을 갖는 폴리머로 이루어진,
    생체 이식형 기기의 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 접착력 향상층은,
    폴리머 필름을 라미네이션하여 상기 회로 기판을 상기 폴리머 필름으로 감싸는 단계; 및,
    라미네이션 된 폴리머 필름에서 상기 회로 기판의 상기 실장부 및 상기 단자부에 대응하는 부분을 제거하는 단계;
    를 포함하여 마련되는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
  7. 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a) 단계에서 상기 하나 이상의 미세 도선 어레이 각각은,
    (a1) 폴리머로 이루어진 상기 기판부의 일면에 상기 도선부를 형성하는 단계;
    (a2) 상기 도선부가 형성된 상기 기판부의 일면에 폴리머로 이루어진 상기 커버부를 부착하는 단계; 및
    (a3) 상기 커버부의 일단을 가공하여 상기 패드부를 형성하는 단계;
    를 포함하여 마련되는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
  8. 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (a3) 단계의 전 또는 후에,
    (a4) 상기 도선부가 존재하지 않는 영역에 상기 기판부와 상기 커버부를 관통하는 얼라인 홀을 형성하는 단계,
    를 추가적으로 포함하는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
  9. 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 패드부에 기능부의 단자부를 전기적으로 연결하는 것은, 상기 단자부와 상기 패드부를 실버 에폭시나 고온납으로 접합하는 것에 의해 이루어지는,
    생체 이식형 기기의 제조 방법.
  10. 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 전기적으로 연결된 상기 하나 이상의 미세 도선 어레이와 상기 하나 이상의 기능부를 제 1 몰드 내에 배치하는 단계;
    (c2) 상기 제 1 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 상기 기능부 및 패드부의 상부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 상기 커버부의 상기 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 상부 밀봉부를 형성하는 단계;
    (c3) 상기 제 1 밀봉부가 형성된, 전기적으로 연결된 상기 하나 이상의 미세 도선 어레이와 상기 하나 이상의 기능부를 제 2 몰드 내에 배치하는 단계; 및
    (c4) 상기 제 2 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 상기 기능부 및 패드부의 하부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며 상기 기판부의 상기 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 하부 밀봉부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
  11. 청구항 4 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
    (d) 하나 이상의 밀봉부가 형성된 상태에서 미세 도선 어레이를 매개하여 하나 이상의 기능부를 추가한 후에 이들을 몰드 내에 배치하고, 상기 몰드 내로 액체 상태의 폴리머를 주입한 후 냉각시켜 상기 추가된 기능부 및 그에 연결된 패드부에 공간없이 접하여 이들을 보호하며, 매개된 미세 도선 어레이의 기판부 및 커버부의 상기 패드부에 인접한 부분까지 연장하여 접착되는 하나 이상의 밀봉부를 추가로 형성하는 단계,
    를 추가로 포함하는 생체 이식형 기기의 제조 방법.
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