WO2019234145A1 - Sensorikeinheit für ein implantationssystem zur medizinischen unterstützung eines patienten und verfahren zum herstellen einer sensorikeinheit - Google Patents

Sensorikeinheit für ein implantationssystem zur medizinischen unterstützung eines patienten und verfahren zum herstellen einer sensorikeinheit Download PDF

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WO2019234145A1
WO2019234145A1 PCT/EP2019/064774 EP2019064774W WO2019234145A1 WO 2019234145 A1 WO2019234145 A1 WO 2019234145A1 EP 2019064774 W EP2019064774 W EP 2019064774W WO 2019234145 A1 WO2019234145 A1 WO 2019234145A1
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WO
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sensor unit
substrate layer
sensor
recess
diffusion barrier
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PCT/EP2019/064774
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French (fr)
Inventor
Martina BUDDE
Thomas Alexander SCHLEBUSCH
Julian Kassel
Original Assignee
Kardion Gmbh
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Publication date
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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
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
    • G01L19/14—Housings
    • G01L19/149—Housings of immersion sensor, e.g. where the sensor is immersed in the measuring medium or for in vivo measurements, e.g. by using catheter tips
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0247—Pressure sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements

Definitions

  • Sensor unit for an implantation system for medical support of a patient and method for producing a sensor unit
  • the invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.
  • the subject of the present invention is also a computer program.
  • cardiac assist systems are used, with each patient individually selected for a device that is best suited for his heart disease.
  • the patient is implanted with a left ventricular or right ventricular assist system.
  • Cardiac assist systems with integrated sensors are known, for example US2016101230A1 describes a cardiac assist system with pressure sensors in supply cannulas.
  • the object of the invention is to specify a sensor system which is simplified and improved in its construction for an implantation system and also a suitable method for the production thereof.
  • the present sensor unit for an implantation system for example a cardiac support system for the medical support of a patient, uses a novel assembly and connection technique for increasing stability and for miniaturizing medical sensor systems that are in direct contact with a tissue and / or a tissue Fluid of a patient.
  • a sensor unit for an implantation system for medical support of a patient is presented, wherein the sensor unit has the following features:
  • a semiconductor device for forming a sensor wherein the semiconductor device is disposed in the recess;
  • a substrate layer which at least partially covers the recess and / or has an opening on at least one side of the sensor unit in order to ensure media access to the sensor;
  • a diffusion barrier by which at least the semiconductor component is partially covered or coated at least partially.
  • a sensor unit can be, for example, a composite of a plurality of technical components and / or functional units with which, as a function of a physical and / or geometric variable, a generally electrical signal, for example a cardiac pressure signal, can generate.
  • the sensor unit can be, for example, a medical sensor system of a temporary and / or long-term implanted system, for example a pressure sensor for measuring the arterial pressure or the pressure pulsation of a cardiac patient.
  • the sensor unit can also be any medical sensor which is located in a human body is implanted.
  • An implantation system can be, for example, an artificial material system implanted in the body, which is intended to remain permanently and / or at least for a longer period of time in the body of the patient.
  • a medical implantation system can be, for example, an artificial heart and / or a cardiac pacemaker.
  • a carrier material may, for example, be a supporting and / or supporting material that can serve for mechanical anchoring of an electronic component.
  • An indentation may be, for example, a recess and / or a hollow mold in a surface, for example a carrier and / or support material, wherein the indentation may, for example, serve to receive an electronic component.
  • a diffusion barrier can be, for example, a fluid-tight seal and / or membrane, which can protect, for example, electrical contacts of an electronic component from penetrating or diffusing liquids (body fluids such as blood) and short circuits connected thereto. At the same time, such a diffusion barrier can provide for a medically qualified surface.
  • the semiconductor component can be at least partially sealed fluid-tight on its surface.
  • a semiconductor component may, for example, be an electronic component which serves, for example, for the formation of a sensor, for example a pressure sensor.
  • the semiconductor component can be characterized by a material which is only conductive under certain physical and electrical conditions. For example, the semiconductor component can be produced on a silicon basis.
  • a substrate layer can be, for example, a medically qualified, flexible polyimide printed circuit board and / or a rigid material, such as glass and / or silicon, which serve, for example, as termination of a depression and / or at least the depression in part can cover.
  • the substrate layer for example, have an opening and / or an opening in which they do not recess covered, whereby a media access can be created to a semiconductor device.
  • the substrate layer may also, for example, be in direct contact with a patient's (human or animal) tissue and / or fluid without damaging the tissue or fluid, or even being damaged by the tissue or fluid.
  • the substrate layer can realize, for example, the electrical contacting of the sensors and / or microcontrollers.
  • a media access may be an entry and / or exit region for liquid and / or gaseous substances and / or substances and / or materials.
  • the media access can be realized, for example, in which an opening in a substrate layer is formed in order to create a media access to a sensor.
  • the sensor may be an implanted pressure sensor that measures the heart pressure of a patient directly in the pulmonary artery, which generally requires media access.
  • the advantages of the medical sensor unit presented here are in particular in the assembly and connection technology, which, depending on the requirements of the implantation system, requires media access.
  • the sensor unit here describes a new variant of the structure, which offers advantages in the range of a possible deviation of a sensor signal, for example a cardiac pressure sensor signal, as well as an aging stability, in particular for long implantation times.
  • a sensor with a media access is integrated in the medical sensor unit without requiring a multi-layer structure between the sensor and a tissue and / or a liquid of a patient.
  • Sensor unit dispenses with the use of bonding wires, which, for example, ensures greater mechanical stability during production and less risk of damaging the implantation system.
  • the carrier material may comprise metallic material, thermoplastic material and / or ceramic and / or glass.
  • metallic material such as titanium, NiTiNol or stainless steel
  • Such an embodiment of the approach presented here has the advantage that materials made of thermoplastic material and / or ceramic and / or glass have high barrier properties.
  • Concepts based on such materials can be integrated directly into the material system of the sensor unit and / or connected to the semiconductor component arranged in the carrier material by a joining process such as gluing, welding and / or clamping ,
  • the semiconductor component can be electrically and / or mechanically connected to the substrate layer by means of at least one bump or bump, in particular wherein the at least one bump is formed from a gold material.
  • the at least one bump is formed from a gold material.
  • the substrate layer can be designed to be in direct contact with a tissue and / or a fluid of the patient, in particular wherein the substrate layer is used as a polymer. imidelement and / or from a ceramic material, glass and / or silicon is formed.
  • the substrate layer itself and / or a coating of the substrate layer, for example a diffusion barrier can form a medically qualified surface of the sensor unit.
  • the substrate layer can also have an opening and / or an opening above the sensor, which realizes a media access.
  • Such an embodiment of the approach presented here has the advantage that, for example, in pressure sensors, a better heart pressure signal can thus be realized.
  • the opening and / or the breakthrough can also be dispensed with.
  • the depression may be filled with a silicone gel and / or silicone oil and / or the semiconductor component may be at least partially surrounded by the silicone gel and / or silicone oil.
  • the filling in of the recess and / or the surrounding of the semiconductor component with the silicone gel and / or silicone oil and / or a similar material can be carried out before the sensor unit is assembled.
  • Such an embodiment of the approach presented here has the advantage that the semiconductor component is decoupled from possible stress and, on the other hand, thus also anchored or fixed mechanically within the depression. Depending on the requirements of the implantation system, however, such stress decoupling and / or fixation can also be dispensed with.
  • the semiconductor component used in the depression can essentially correspond to the size of the depression.
  • an edge can remain free, in particular within the depression, which does not correspond to more than 10% of the extent of the semiconductor component.
  • the substrate layer may have a thickness in the range of between 40 and 60 cm and / or the at least one contact mound may have a thickness in the range of between 90 and 1 10.
  • the depression in the step of arranging, can be filled up with a silicone gel and / or a silicone oil for the mechanical anchoring of the semiconductor component within the depression.
  • a silicone gel and / or a silicone oil for the mechanical anchoring of the semiconductor component within the depression.
  • Filling out the depression and / or surrounding the depression Semiconductor device with the silicone gel and / or silicone oil and / or a similar material, in this case can be carried out prior to assembly of the sensor unit.
  • Such an embodiment of the approach presented here offers the advantage that the semiconductor component is decoupled from possible stress and, on the other hand, thus also anchored or fixed mechanically within the depression. Depending on the requirements of the implantation system, however, such stress decoupling and / or fixation may also be omitted.
  • a coating of the semiconductor component and / or of the substrate layer can take place with a diffusion barrier.
  • a coating provides for a qualifi ed medical surface, a protection of the electrical contacts against ingress of liquid and thus provides short circuits and also prevents liquid in the support and / or carrier material penetrates the sensor unit, otherwise it could lead to a swelling of the material. The resulting mechanical stress could lead to a change in the sensor signal, for example a heart pressure sensor signal, and thus considerably limit the functioning of the implantation system.
  • the semiconductor component of the sensor and / or the substrate layer can also be provided with a few micrometers thick layer of parylene.
  • Parylene coatings for example, are very light, form a homogeneous layer thickness and are nevertheless extremely robust against environmental influences.
  • the material is absolutely biocompatible since it contains neither solvents nor plasticizers. Both coating techniques are reproducible here as a complete encapsulation of the sensor unit in, for example, a silicone material.
  • the method presented here for producing a sensor unit can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.
  • the approach presented here also creates a device which is designed to perform, to implement or to implement the steps of a variant of a method presented here for producing a sensor unit in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
  • the device may comprise at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting data. or control signals to the actuator and / or at least one communication interface for reading in or outputting data embedded in a communication protocol.
  • the arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EEPROM or a magnetic memory unit.
  • the communication interface can be designed to read or output data wirelessly and / or by line, wherein a communication interface which can input or output line-connected data, for example, electrically or optically send this data from a corresponding data transmission line or in a corresponding data transmission line can.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the device.
  • the interfaces it is also possible for the interfaces to be their own, integrated circuits or to consist at least partially of discrete components.
  • the cut-off parts may be software modules which are present, for example, on a microcontroller next to other software modules.
  • Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable medium or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the described above, in particular when the program product or program is executed on a computer or a device.
  • a machine-readable medium or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a sensor unit according to an embodiment
  • 2 shows a section of a cross section of a sensor unit according to an embodiment in a schematic detail view
  • FIG. 3 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method for producing a sensor unit according to an exemplary embodiment.
  • the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similarly acting, wherein a repeated description of these elements is dispensed with.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a sensor unit 100 according to an exemplary embodiment.
  • the sensor unit 100 has a carrier material 110, wherein a recess 120 is formed in the carrier material 110.
  • the depression 120 is shaped parallel to a trapezoid.
  • a planar conductor component 130 for forming a sensor is arranged in the depression 120, wherein the planar conductor component 130 is rectangular in shape in accordance with an exemplary embodiment.
  • a rectangular shape of the depression 120 and / or of the planar conductor component 130 offers the advantage of a space-saving and cost-effective Fier ein of these components.
  • the recess 120 is realized larger than the inserted planar conductor component 130, wherein an edge remains free within the recess 120, which according to one exemplary embodiment does not correspond to more than 10% of the extent of the planar conductor component 130.
  • the recess 120 is filled with a silicone gel and / or a silicone oil and / or a similar support material prior to assembly of the sensor unit 100 in order to decouple the planar conductor component 130 from mechanical stress and / or to mechanically anchor it. Depending on the requirements of the implantation system, however, such stress decoupling or mechanical anchoring can also be dispensed with.
  • the flat conductor component 130 is hereby advantageously covered or coated at least partially or even completely by a diffusion barrier which is described in more detail below.
  • the diffusion barrier is applied, for example, as a layer or layer which prevents diffusion of body fluids into the sensor unit 100 or damage to parts of the sensor unit 100.
  • the diffusion barrier can also be deposited or formed in a manufacturing process by a final process step.
  • the sensor unit 100 further has a substrate layer 140 which at least partially covers the depression 120, the substrate layer 140 according to one exemplary embodiment having an opening 150 and / or an opening above the semiconductor component 130 in order to provide media access to the sensor guarantee.
  • the same reference numeral 150 is used for the opening 150 and the media access 150.
  • the substrate layer 140 is shaped to be in direct contact with a tissue and / or a liquid of the patient.
  • the substrate layer 140 serves to electrically contact the sensors and microcontrollers.
  • the semiconductor component 130 is electrically and / or mechanically connected to the substrate layer 140 by means of two contacting bumps 160.
  • the twomaschineierhügel 160 in this case an elliptical shape.
  • the diffusion barrier 210 may not only cover or coat a surface or part of the surface of the semiconductor device 130, but may also properly coat or cover a part of the substrate layer 140 or the substrate layer 140 itself.
  • a sensor unit 100 can also be realized without a media access 150, depending on the requirements of the implantation system.
  • the structure of a sensor unit 100 without media access 150 is basically identical to the construction of the one shown here Sensor unit 100 with a media access 150 is.
  • the sensor unit 100 shown here is produced by means of a so-called flip-chip mounting.
  • the flip-chip mounting is a method of the construction and connection technology for contacting an unhoused semiconductor component 130 by means of at least one Maisierhügel 160.
  • a microchip (not shown) directly and without further connecting wires with the active contacting side facing the substrate layer 140 is mounted. This leads to particularly small dimensions of the sensor unit 100 and short conductor lengths. In the case of very complex circuits, this technology often offers the only sensible connection possibility, since otherwise several thousand contacts should be realized.
  • the entire surface of the Flalbleiterbauelements 130 can be used for contacting, in contrast to Maisleitersver- drive the bonding wires use, which is not and / or only very limited, because the wires cross and would most likely come into contact.
  • the bonding wires use the connections produced in succession. With flip-chip mounting, all electrical contacts are connected at the same time, which saves time.
  • FIG. 2 shows a detail of a cross section of a sensor unit 100 according to an embodiment in a schematic detail view.
  • the focus is in particular on a diffusion barrier 210, according to an embodiment, the flat conductor element 130, the at least one contact mound 160 and the substrate layer 140 is at least partially or completely coated.
  • a coating ensures a medically qualified surface and a protection of the electrical contacts against ingress of liquid and / or short circuits.
  • the medically qualified surface is present only in that sensor unit 100, which also has a media access 150.
  • the diffusion barrier is in practice, for example, a Parylene C layer. This is not as a slide, but is deposited, for example, from the vapor phase in a vacuum directly on the component. Therefore, according to one embodiment, this diffusion barrier is not considered Component in a step of the method for manufacturing, but is for example deposited in this embodiment as the last production step from the vapor phase. Of course, a separate laminating film or thin metallic membrane is also conceivable.
  • the size of the recess substantially also corresponds to the size of the semiconductor component 130, as a result of which the semiconductor component 130 is integrated into the carrier material 110.
  • FIG. 3 shows a flow chart of an exemplary embodiment of a method 300 for producing a sensor unit according to one exemplary embodiment. According to one embodiment, the method 300 is executed and / or controlled on a device 310 for producing a sensor unit.
  • step 320 a substrate, a semiconductor device, a substrate layer, and a diffusion barrier are provided.
  • step 330 of the method 300 the carrier material, the semiconductor component, the substrate layer and the diffusion barrier are arranged in such a way as to produce the sensor unit.
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature
  • this is to be read such that the exemplary embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and according to another embodiment. either only the first feature or only the second feature.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sensorikeinheit (100) für ein Implantationssystem zur medizinischen Unterstützung eines Patienten, wobei die Sensorikeinheit (100) ein Trägermaterial (110) aufweist, in dem eine Vertiefung (120) ausgeformt ist und die Sensorikeinheit (100) ferner ein Halbleiterbauelement (130) zur Ausbildung eines Sensors aufweist, wobei das Halbleiterbauelement (130) in der Vertiefung (120) angeordnet ist, und die Sensorikeinheit (100) schließlich eine Substratschicht (140) aufweist, die die Vertiefung (120) zumindest teilweise überdeckt und/oder eine Öffnung (150) auf zumindest einer Seite der Sensorikeinheit (100) aufweist, sowie eine Diffusionssperre, durch die zumindest das Halbleiterbauelement (130) zumindest teilweise bedeckt oder beschichtet ist, um einen Medienzugang (150) zu dem Sensor zu gewährleisten.

Description

Sensorikeinheit für ein Implantationssystem zur medizinischen Unterstützung eines Patienten und Verfahren zum Herstellen einer Sensorikeinheit
Beschreibung
Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.
Es werden verschiedene Arten von Herzunterstützungssystemen verwendet, wobei für jeden Patienten individuell ein Gerät ausgesucht wird, das für seine Herzerkrankung am besten geeignet ist. In Abhängigkeit von der zu unterstüt- zenden Herzkammer wird dem Patienten ein linksventrikuläres oder ein rechtsventrikuläres Unterstützungssystem implantiert.
Es sind Herzunterstützungssysteme mit integrierter Sensorik bekannt, wobei beispielsweise die US2016101230A1 ein Herzunterstützungssystem mit Drucksensoren in Zulaufkanülen beschreibt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine in ihrem Aufbau vereinfachte und verbesserte Sensorik für ein Implantationssystem so- wie ein geeignetes Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Sen- sorikeinheit für ein Implantationssystem zur medizinischen Unterstützung ei- nes Patienten, ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorikeinheit, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein ent- sprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor- teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen An- spruch angegebenen Vorrichtung möglich. Die vorliegende Sensorikeinheit für ein Implantationssystem, beispielsweise ein Herzunterstützungssystem zur medizinischen Unterstützung eines Patien- ten, verwendet eine neuartige Aufbau- und Verbindungstechnik zur Stabilitäts- erhöhung sowie zur Miniaturisierung von medizinischen Sensoriken, die in ei- nem direkten Kontakt mit einem Gewebe und/oder einer Flüssigkeit eines Pa- tienten stehen.
Es wird eine Sensorikeinheit für ein Implantationssystem zur medizinischen Unterstützung eines Patienten vorgestellt, wobei die Sensorikeinheit folgende Merkmale aufweist:
- ein Trägermaterial, in dem eine Vertiefung ausgeformt ist;
- ein Halbleiterbauelement zur Ausbildung eines Sensors, wobei das Halbleiterbauelement in der Vertiefung angeordnet ist;
- eine Substratschicht, die die Vertiefung zumindest teilweise überdeckt und/oder eine Öffnung auf zumindest einer Seite der Sensorikeinheit aufweist, um einen Medienzugang zu dem Sensor zu gewährleisten; und
- eine Diffusionssperre, durch die zumindest das Halbleiterbauelement zumidenst teilweise bedeckt oder beschichtet ist.
Bei einer Sensorikeinheit kann es sich beispielsweise um einen Verbund aus einer Mehrzahl technischer Bauelemente und/oder Funktionseinheiten han- dein, mit denen sich in Abhängigkeit einer physikalischen und/oder geometri- schen Größe ein in der Regel elektrisches Signal, beispielsweise ein Herz- drucksignal, erzeugen lässt. So kann es sich bei der Sensorikeinheit beispiels weise um eine medizinische Sensorik eines zeitweise und/oder langfristig im- plantierten Systems, beispielsweise einen Drucksensor zur Messung des ar- teriellen Drucks bzw. der Druckpulsation eines herzkranken Patienten, han- deln. Alternativ kann es sich bei der Sensorikeinheit allerdings auch um jed- wede medizinische Sensorik handeln, welche in einem menschlichen Körper implantiert wird. Bei einem Implantationssystem kann es sich beispielsweise um ein im Körper eingepflanztes künstliches Materialsystem handeln, das per- manent und/oder zumindest für einen längeren Zeitraum im Körper des Pati enten verbleiben soll. So kann bei Implantationssystemen beispielsweise nach medizinischen, plastischen und/oder funktionellen Implantationssystemen un- terschieden werden, wobei es sich bei einem medizinischen Implantationssys- tem beispielsweise um ein Kunstherz und/oder einen Herzschrittmacher han- deln kann. Bei einem Trägermaterial kann es sich beispielsweise um ein tra- gendes und/oder stützendes Material handeln, das einer mechanischen Ver- ankerung eines elektronischen Bauelements dienen kann. Bei einer Vertiefung kann es sich beispielsweise um eine Ausnehmung und/oder eine Hohlform in einer Oberfläche, beispielsweise einem Träger- und/oder Stützmaterial, han- deln, wobei die Vertiefung beispielsweise der Aufnahme eines elektronischen Bauelements dienen kann. Bei einer Diffusionssperre kann es sich beispiels- weise um eine fluiddichte Abdichtung und/oder Membran handeln, die bei spielsweise elektrische Kontakte eines elektronischen Bauelements vor ein- dringenden bzw. eindiffundierenden Flüssigkeiten (Körperflüssigkeiten wie Blut) und damit verbundenen Kurzschlüssen schützen kann. Eine solche Dif- fusionssperre kann zugleich für eine medizinisch qualifizierte Oberfläche sor- gen. Hierbei kann das Halbleiterbauelement zumindest teilweise an seiner Oberfläche fluiddicht abgedichtet sein. Bei einem Halbleiterbauelement kann es sich beispielsweise um ein elektronisches Bauelement handeln, das bei- spielswese der Ausbildung eines Sensors, beispielweise eines Drucksensors, dient. Hierbei kann sich das Halbleiterbauelement durch ein Material auszeich- nen, das nur unter bestimmten physikalischen und elektrischen Zuständen lei tend ist. So kann das Halbleiterbauelement beispielsweise auf Siliziumbasis hergestellt sein. Bei einer Substratschicht kann es sich beispielsweise um eine medizinisch qualifizierte, flexible Polyimid-Leiterplatte und/oder ein starres Ma- terial, wie beispielsweise Glas und/oder Silizium handeln, das beispielsweise als Abschluss einer Vertiefung dienen und/oder zumindest die Vertiefung teil- weise überdecken kann. Hierbei kann die Substratschicht beispielsweise eine Öffnung und/oder einen Durchbruch aufweisen, in der sie die Vertiefung nicht überdeckt, wodurch ein Medienzugang zu einem Halbleiterbauelement ge- schaffen werden kann. Die Substratschicht kann ferner beispielweise in einem direkten Kontakt mit einem (menschlichen oder tierischen) Gewebe und/oder einer Flüssigkeit des Patienten stehen, ohne das Gewebe oder die Flüssigkeit zu schädigen oder selbst durch das Gewebe oder die Flüssigkeit beschädigt zu werden. Gleichzeitig kann die Substratschicht beispielsweise auch die elektrische Kontaktierung der Sensoren und/oder Mikrocontroller realisieren. Bei einem Medienzugang kann es sich um einen Eintritts- und/oder Austritts- bereich für flüssige und/oder gasförmige Stoffe und/oder Substanzen und/oder Materien handeln. Der Medienzugang kann hierbei beispielsweise realisiert werden, in dem eine Öffnung in einer Substratschicht ausgeformt wird, um ei- nen Medienzugang zu einem Sensor zu schaffen. Hierbei kann es sich bei dem Sensor beispielsweise um einen implantierten Drucksensor handeln, der den Herzdruck eines Patienten direkt in der Pulmonalarterie misst, wofür im Allgemeinen ein Medienzugang benötigt wird.
Die Vorteile der hier vorgestellten medizinischen Sensorikeinheit liegen insbe- sondere in der Aufbau- und Verbindungstechnik, welche, je nach Anforderung an das Implantationssystem, einen Medienzugang erfordert. Die Sensorikein- heit beschreibt hierbei eine neue Variante des Aufbaus, welche insbesondere für lange Implantationszeiten Vorteile im Bereich einer möglichen Abweichung eines Sensorsignals, beispielsweise eines Herzdrucksensorsignals, sowie auch einer Alterungsstabilität bietet. Hierbei wird in die medizinische Senso- rikeinheit ein Sensor mit einem Medienzugang, wahlweise auch ohne einen Medienzugang, integriert, ohne einen Mehrschichtaufbau zwischen dem Sen- sor und einem Gewebe und/oder einer Flüssigkeit eines Patienten zu benöti- gen. Ferner wird im Herstellungsprozess der Sensorikeinheit auf das Verwen- den von Bonddrähten verzichtet, was bei der Herstellung beispielsweise für eine größere mechanische Stabilität und weniger Beschädigungsgefahr des Implantationssystems sorgt. Somit entfällt natürlich auch der üblicherweise zu gewährleistende mechanische Schutz der Bonddrähte. Eine Serienfertigung der hier vorgestellten Sensorikeinheit kann vereinfacht werden, da weitere Prozesssch ritte bei der Herstellung der Sensorikeinheit ausgeführt werden können, während das noch benötigte Silikongel und/oder Silikonöl zur Veran- kerung des Sensors aushärtet.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Trägermaterial metallisches Material, thermoplastischen Kunststoff und/oder Keramik und/oder Glas aufweisen. Als metallisches Material kann beispielsweise Titan, NiTiNol oder Edelstahl ver- wendet werden, welches insbesondere medizinisch relevante Trägermateria- lien sein können. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansat- zes bietet den Vorteil, dass Materialen aus thermoplastischem Kunststoff und/oder Keramik und/oder Glas hohe Barriereeigenschaften aufweisen. Kon- zepte, die auf solchen Materialen basieren, können zum einen direkt in das Materialsystem der Sensorikeinheit integriert werden und/oder zum anderen auch durch einen Fügeprozess, wie Kleben, Schweißen und/oder Klemmen, fluidisch mit dem in dem Trägermaterial angeordneten Halbleiterbauelement verbunden werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Halbleiterbauelement mittels zumin- dest einem Kontaktierhügel bzw. -höckermit der Substratschicht elektrisch und/oder mechanisch verbunden sein, insbesondere wobei der zumindest eine Kontaktierhügel aus einem Goldmaterial ausgeformt ist. Eine solche Aus- führungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass Kontak- tierhügel, für die Draht aus reinem Gold und/oder einer Goldlegierung verwen- det wird, geklebt, geklemmt, geschweißt und/oder weitere ähnliche Kontaktie- rungsverfahren mit der Substratschicht kontaktiert werden können, wodurch Prozessschritte in der Fertigung der Sensorikeinheit entfallen und/oder verein- facht werden können. Ein weiterer Vorteil eines solchen Kontaktierungsverfah- rens ist die hierbei die geringe Temperaturbelastung.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Substratschicht ausgebildet sein, um in einem direkten Kontakt mit einem Gewebe und/oder einer Flüssigkeit des Patienten zu stehen, insbesondere wobei die Substratschicht als ein Poly- imidelement und/oder aus einem Keramikmaterial, Glas und/oder Silizium aus- geformt ist. Hierbei kann die Substratschicht selbst und/oder eine Beschich- tung der Substratschicht, beispielsweise eine Diffusionssperre, eine medizi- nisch qualifizierte Oberfläche der Sensorikeinheit bilden. Die Substratschicht kann ferner je nach Anforderung an das Implantationssystem eine Öffnung und/oder einen Durchbruch über dem Sensor aufweisen, der einen Medienzu- gang realisiert. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass beispielsweise bei Drucksensoren somit ein besseres Herzdrucksignal realisiert werden kann. Alternativ kann aber auch auf die Öff- nung und/oder den Durchbruch verzichtet werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Vertiefung mit einem Silikongel und/oder Silikonöl ausgefüllt sein und/oder das Halbleiterbauelement mit dem Silikongel und/oder Silikonöl zumindest teilweise umgeben sein. Das Ausfüllen der Vertiefung und/oder das Umgeben des Halbleiterbauelements mit dem Si- likongel und/oder Silikonöl und/oder einem ähnlichen Material, kann hierbei vor dem Zusammenbau der Sensorikeinheit durchgeführt werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass das Halbleiterbauelement von möglichem Stress entkoppelt und zum anderen so- mit auch mechanisch innerhalb der Vertiefung verankert bzw. fixiert wird. Je nach Anforderung an das Implantationssystem kann eine solche Stressent- kopplung und/oder Fixierung aber auch entfallen.
Gemäß einer Ausführungsform kann das in die Vertiefung eingesetzte Halb- leiterbauelement im Wesentlichen der Größe der Vertiefung entsprechen. Im Wesentlichen kann hierbei insbesondere innerhalb der Vertiefung ein Rand freibleiben, der nicht mehr als 10% der Ausdehnung des Halbleiterbauele- ments entspricht. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansat- zes bietet den Vorteil, dass bei einer passgenauen Größenübereinstimmung der Vertiefung und des Halbleiterbauelements das Halbleiterbauelement kei- ner mechanischen Verankerung bedarf. Gemäß einer Ausführungsform kann die Substratschicht eine Dicke im Bereich zwischen 40 miti und 60 miti aufweisen und/oder der zumindest eine Kontak- tierhügel eine Dicke im Bereich zwischen 90 miti und 1 10 miti aufweisen. Beim Herstellen einer Sensorikeinheit ist unbedingt die bauliche Höhe zu beachten. Hierbei tragen Bonddrähte üblicherweise zur Höhe der Sensorikeinheit zwi- schen 150 miti und 250 miti auf. Zusätzlich dazu sollten Bonddrähte noch me- chanisch geschützt werden. Jede Variante des Schutzes vergrößert die bauli- che Höhe der Sensorikeinheit allerdings weiter. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass beim hier verwendeten Flip-Chip-Aufbau der Sensorikeinheit die Dicke der Substratschicht beispiels weise 50 pm und die Dicke der Kontaktierhügel beispielsweise 100 pm beträgt, womit jedoch der mechanische Schutz bereits gewährleistet ist. Ferner verän- dern und/oder beeinflussen einheitliche Schichtdicken in dieser Schichtdicke ein Sensorsignal, beispielsweise ein Herzdrucksensorsignal, nicht und/oder nur sehr geringfügig, womit eine aufwändige Kalibrierung des Implantations- systems entfällt.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Sensorikeinheit gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen eines Trägermaterials, eines Halbleiterbauelements, einer Sub- stratschicht und einer Dissusionssperre; und
Anordnen des Trägermaterials, des Halbleiterbauelements, der Substrat- schicht und der Diffusionssperre derart, dass die Sensorikeinheit hergestellt wird.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Anordnens ein Auffüllen der Vertiefung mit einem Silikongel und/oder einem Silikonöl zur mechani- schen Verankerung des Halbleiterbauelements innerhalb der Vertiefung erfol- gen. Das Ausfüllen der Vertiefung und/oder das Umgeben des Halbleiterbauelements mit dem Silikongel und/oder Silikonöl und/oder einem ähnlichen Material, kann hierbei vor dem Zusammenbau der Sensorikeinheit durchgeführt werden. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten An- satzes bietet den Vorteil, dass das Halbleiterbauelement von möglichem Stress entkoppelt und zum anderen somit auch mechanisch innerhalb der Ver- tiefung verankert bzw. fixiert wird. Je nach Anforderung an das Implantations- system kann eine solche Stressentkopplung und/oder Fixierung aber auch ent- fallen. Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bereitstellens ein Be- schichten des Halbleiterbauelements und/oder der Substratschicht mit einer Diffusionssperre erfolgen. Eine solche Ausführungsform des hier vorgestellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass eine solche Beschichtung für eine qualifi zierte medizinische Oberfläche sorgt, einen Schutz der elektrischen Kontakte vor eindringender Flüssigkeit und somit vor Kurzschlüssen bietet und ferner verhindert, dass Flüssigkeit in das Stütz- und/oder Trägermaterial der Senso- rikeinheit eindringt, wobei es andernfalls zu einem Quellen des Materials kom- men könnte. Der daraus resultierende mechanische Stress könnte zu einer Veränderung des Sensorsignals, beispielsweise eines Herzdrucksensorsig- nals, führen und somit die Funktionsweise des Implantationssystems erheblich beschränken. Als Diffusionssperre kann das Halbleiterbauelement des Sen- sors und/oder die Substratschicht auch mit einer wenigen Mikrometer-dicken Schicht Parylene versehen sein. Eine solche Ausführungsform des hier vorge- stellten Ansatzes bietet den Vorteil, dass Parylene-Beschichtungen beispiels- weise sehr leicht sind, eine homogene Schichtdicke bilden und trotzdem äu- ßerst robust gegen Umwelteinflüsse sind. Darüber hinaus ist das Material ab- solut biokompatibel, da es weder Lösungsmittel noch Weichmacher enthält. Beide Beschichtungstechniken sind hierbei reproduzierbarer als ein vollstän- diger Verguss der Sensorikeinheit in, beispielsweise, einem Silikonmaterial. Das hier vorgestellte Verfahren zum Herstellen einer Sensorikeinheit kann bei spielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens zum Her- steilen einer Sensorikeinheit in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Er- findung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Hierzu kann die Vorrichtung zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder ei- nem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Aus- geben von Daten- oder Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufwei- sen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzu- lesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungs- gebundene Daten einiesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einiesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle auf- weisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil ei- nes sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vor- richtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauele- menten bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnitt- steilen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller ne- ben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren T räger oder Speicher- medium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnun- gen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht einer Sensorikeinheit ge- mäß einem Ausführungsbeispiel; Fig. 2 einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Sensorikeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Detailansicht; und
Fig. 3 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen einer Sensoreinheit gemäß einem Ausführungsbei- spiel. In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vor- liegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestell- ten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzich- tet wird.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Sensorikeinheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Sensorikeinheit 100 weist ein Trägermaterial 1 10 auf, wobei in dem Trä- germaterial 1 10 eine Vertiefung 120 ausgeformt ist. Die Vertiefung 120 ist ge- mäß einem Ausführungsbeispiel hierbei parallel trapezförmig ausgeformt. In der Vertiefung 120 ist ein Flalbleiterbauelement 130 zur Ausbildung eines Sen- sors angeordnet, wobei das Flalbleiterbauelement 130 gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel rechteckig ausgeformt ist. Eine rechteckige Ausformung der Ver- tiefung 120 und/oder des Flalbleiterbauelements 130 bietet hierbei den Vorteil einer platzsparenden und kostengünstigen Fierstellung dieser Bauelemente. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 120 größer als das ein- gesetzte Flalbleiterbauelement 130 realisiert, wobei innerhalb der Vertiefung 120 ein Rand freibleibt, der gemäß einem Ausführungsbeispiel nicht mehr als 10% der Ausdehnung des Flalbleiterbauelements 130 entspricht. Die Vertie- fung 120 wird vor dem Zusammenbau der Sensorikeinheit 100 mit einem Sili- kongel und/oder einem Silikonöl und/oder einem ähnlichen Stützmaterial aus- gefüllt, um das Flalbleiterbauelement 130 von mechanischem Stress zu ent- koppeln und/oder mechanisch zu verankern. Je nach Anforderung an das Im- plantationssystem kann eine solche Stressentkopplung oder mechanische Verankerung allerdings auch entfallen. Das Flalbleiterbauelement 130 ist hier bei günstigerweise mit einer nachfolgend noch näher beschriebenen Diffusi- onssperre zumindest teilweise oder auch vollständig bedeckt oder beschichtet. Die Diffusionssperre ist beispielsweise als Schicht oder Lage aufgebracht, die eine Diffusion von Körperflüssigkeiten in die Sensorikeinheit 100 oder eine Schädigung von Teilen der Sensorikeinheit 100 verhindert. Beispielsweise kann die Diffusionssperre auch in einem Herstellungsprozess durch einen ab- schließenden Verfahrensschritt abgeschieden oder gebildet werden.
Die Sensorikeinheit 100 weist ferner eine Substratschicht 140 auf, die die Ver- tiefung 120 zumindest teilweise überdeckt, wobei die Substratschicht 140 ge- mäß einem Ausführungsbeispiel eine Öffnung 150 und/oder einen Durchbruch oberhalb des Halbleiterbauelements 130 aufweist, um einen Medienzugang zu dem Sensor zu gewährleisten. Im Folgenden wird für die Öffnung 150 und den Medienzugang 150 dasselbe Bezugszeichen verwendet. Die Substrat- schicht 140 ist ausgeformt, um in einem direkten Kontakt mit einem Gewebe und/oder einer Flüssigkeit des Patienten zu stehen. Gleichzeitig dient die Sub- stratschicht 140 einer elektrischen Kontaktierung der Sensoren und Mikrocon- troller. Das Halbleiterbauelement 130 ist gemäß einem Ausführungsbeispiel hierbei mittels zwei Kontaktierhügel 160 mit der Substratschicht 140 elektrisch und/oder mechanisch verbunden. Gemäß einer Ausführungsform weisen die zwei Kontaktierhügel 160 hierbei eine ellipsenförmige Ausformung auf. Auch kann die Diffusionssperre 210 nicht nur eine Oberfläche oder einen Teil der Oberfläche des Halbleiterbauelementes 130 bedecken oder beschichten, son- dern auch einen Teil der Substratschicht 140 oder die Substratschicht 140 selbst vorständig beschichten oder bedecken.
Alternativ zu dem hier vorgestellten Ausführungsbeispiel einer Sensorikeinheit 100 kann eine Sensorikeinheit 100 je nach Anforderung an das Implantations- system auch ohne einen Medienzugang 150 realisiert werden, wobei der Auf- bau einer Sensorikeinheit 100 ohne Medienzugang 150 im Grundsatz iden- tisch zum Aufbau der hier gezeigten Sensorikeinheit 100 mit einem Medienzu- gang 150 ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die hier dargestellte Sensorikeinheit 100 mittels einer sogenannten Flip-Chip-Montage hergestellt. Die Flip-Chip- Montage ist ein Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Kontaktie- rung eines ungehäusten Halbleiterbauelements 130 mittels zumindest einem Kontaktierhügel 160. Bei der Flip-Chip-Montage wird ein Mikrochip (nicht dar- gestellt) direkt und ohne weitere Anschlussdrähte mit der aktiven Kontaktie- rungsseite zur Substratschicht 140 zugewandt montiert. Dies führt zu beson- ders geringen Abmessungen der Sensorikeinheit 100 und kurzen Leiterlän- gen. Bei sehr komplexen Schaltkreisen bietet diese Technologie oft die einzige sinnvolle Verbindungsmöglichkeit, weil sonst mehrere tausend Kontakte reali siert werden sollten. So kann die gesamte Fläche des Flalbleiterbauelements 130 zur Kontaktierung genutzt werden, im Gegensatz zu Kontaktierungsver- fahren die Bonddrähte nutzen, wobei dies nicht und/oder nur sehr begrenzt möglich ist, weil sich die Drähte kreuzen und sehr wahrscheinlich miteinander in Berührung kommen würden. Weiterhin werden bei Kontaktierungsverfahren die Bonddrähte nutzen die Verbindungen nacheinander hergestellt. Bei der Flip-Chip-Montage erfolgt die Verbindung aller elektrischen Kontakte gleich- zeitig, was Zeit spart.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Querschnitts einer Sensorikeinheit 100 ge- mäß einem Ausführungsbeispiel in einer schematischen Detailansicht.
In der hier dargestellten Ansicht der Sensorikeinheit 100 liegt der Fokus ins- besondere auf einer Diffusionssperre 210, mit der gemäß einem Ausführungs- beispiel das Flalbleiterelement 130, der zumindest eine Kontaktierhügel 160 sowie die Substratschicht 140 zumindest teilweise oder vollständig beschich- tet ist. Eine solche Beschichtung sorgt für eine medizinisch qualifizierte Ober- fläche sowie einem Schutz der elektrischen Kontakte vor eindringender Flüs- sigkeit und/oder Kurzschlüssen. Die medizinisch qualifizierte Oberfläche ist hierbei nur bei jener Sensorikeinheit 100 vorhanden, die auch einen Medien- zugang 150 aufweist.
Bei der Diffusionssperre handelt es sich in der Praxis beispielsweise um eine Parylene C-Schicht. Diese liegt nicht als Folie auf, sondern wird beispielsweise aus der Dampfphase im Vakuum direkt auf das Bauteil abgeschieden. Daher liegt diese Diffusionssperre gemäß einem Ausführungsbeispiel nicht als Bauteil in einem Schritt des Verfahrens zum Herstellen vor, sondern wird bei- spielsweise in diesem Ausführungsbeispiel als letzter Produktionsschritt aus der Dampfphase abgeschieden. Eine separate Laminierfolie oder dünne me- tallische Membran ist jedoch natürlich auch denkbar.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel entspricht in der hier gezeigten Detailan- sicht der Sensorikeinheit 100 die Größe der Vertiefung im Wesentlichen auch der Größe des Halbleiterbauelements 130, wodurch das Halbleiterbauelement 130 in das Trägermaterial 110 integriert ist.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens 300 zum Herstellen einer Sensorikeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird das Verfahren 300 auf einer Vorrich- tung 310 zum Herstellen einer Sensorikeinheit ausgeführt und/oder angesteu- ert.
In einem Schritt 320 werden ein Trägermaterial, ein Halbleiterbauelement, eine Substratschicht und eine Diffusionssperre bereitgestellt. In einem Schritt 330 des Verfahrens 300 werden das Trägermaterial, das Halbleiterbauele- ment, die Substratschicht und die Diffusionssperre derart angeordnet, um die Sensorikeinheit herzustellen.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder“ -Verknüpfung zwischen ei- nem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausfüh- rungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal auf- weist.

Claims

Patentansprüche
1. Sensorikeinheit (100) für ein Implantationssystem zur medizinischen Un- terstützung eines Patienten, wobei die Sensorikeinheit (100) folgende Merkmale aufweist: ein Trägermaterial (110), in dem eine Vertiefung (120) ausgeformt ist; ein Halbleiterbauelement (130) zur Ausbildung eines Sensors, wobei das Halbleiterbauelement (130) in der Vertiefung (120) angeordnet ist; eine Substratschicht (140), die die Vertiefung (120) zumindest teilweise überdeckt und/oder eine Öffnung (150) auf zumindest einer Seite der Sensorikeinheit (110) aufweist, um einen Medienzugang (150) zu dem Sensor zu gewährleisten; und eine Diffusionssperre (210), durch die zumindest das Halbleiterbauele- ment (130) mindestens teilweise bedeckt oder beschichtet ist.
2. Sensorikeinheit (100) gemäß Anspruch 1 , wobei die Substratschicht mit der Diffusionssperre beschichtet ist.
3. Sensorikeinheit (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Diffusions- sperre (210) durch eine vor eindiffundierenden Flüssigkeiten, insbeson- dere Körperflüssigkeiten schützende, fluiddichte Beschichtung oder
Membran gebildet ist.
4. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Trägermaterial (110) zumindest teilweise ein metallisches Material, thermoplastischen Kunststoff und/oder Keramik und/oder Glas aufweist.
5. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das Halbleiterbauelement (130) mittels zumindest einem Kontak- tierhügel (160) mit der Substratschicht (140) elektrisch und/oder mecha- nisch verbunden ist, insbesondere wobei der zumindest eine Kontaktier- hügel (160) aus einem Goldmaterial ausgeformt ist.
6. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Substratschicht (140) ausgebildet ist, um in einem direkten Kontakt mit einem Gewebe und/oder einer Flüssigkeit des Patienten zu stehen, insbesondere wobei die Substratschicht (140) als ein Polyimide- lement und/oder aus einem Keramikmaterial, Glas und/oder Silizium aus- geformt ist.
7. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Vertiefung (120) mit einem Silikongel und/oder Silikonöl aus- gefüllt ist und/oder wobei das Halbleiterbauelement (130) mit dem Sil i- kongel und/oder Silikonöl zumindest teilweise umgeben ist.
8. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der das in die Vertiefung (120) eingesetzte Halbleiterbauelement (130) im Wesentlichen der Größe der Vertiefung (120) entspricht.
9. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der die Substratschicht (140) eine Dicke im Bereich zwischen 40 pm und 60 pm aufweist und/oder der zumindest eine Kontaktierhügel (160) eine Dicke im Bereich zwischen 90 pm und 110 pm aufweist.
10. Sensorikeinheit (100) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei der der Sensor als Drucksensor zur Erfassung eines arteriellen Drucks ausgebildet ist.
11. Verfahren (300) zum Herstellen einer Sensorikeinheit (100) gemäß ei- nem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Verfahren (300) fol gende Schritte aufweist:
Bereitstellen (320) eines Trägermaterials (110), eines Halbleiterbauele- ments (130), einer Substratschicht (140) und einer Diffusionssperre (210); und
Anordnen (330) des Trägermaterials (110), des Halbleiterbauelements (130), der Substratschicht (140) und der Diffusionssperre (210) derart, dass die Sensorikeinheit (100) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 hergestellt wird.
12. Verfahren (300) gemäß Anspruch 11 , bei dem im Schritt des Anordnens (330) ein Auffüllen der Vertiefung (120) mit einem Silikongel und/oder einem Silikonöl zur mechanischen Verankerung des Halbleiterbauele- ments (130) innerhalb der Vertiefung (120) erfolgt.
13. Verfahren (300) gemäß Anspruch 11 oder 12, bei dem im Schritt des Bereitstellens (320) ein Beschichten des Halbleiterbauelements (130) und/oder der Substratschicht (140) mit einer Diffusionssperre (210) er- folgt.
14. Vorrichtung (310), die eingerichtet ist, um die Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13 in entsprechenden Einhei ten auszuführen und/oder anzusteuern.
15. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfah- rens (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche auszuführen und/oder anzusteuern.
16. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 15 gespeichert ist.
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