一種可注射神經刺激器的封裝結構和封裝方法
【專利摘要】本發明公開了一種可注射神經刺激器的封裝結構和封裝方法，其中封裝結構包括：天線線圈，鐵氧體，陽極電極，陰極電極，引線，電路板，表面貼裝元件，焊錫，密封劑和殼體。本發明的非密封形式的封裝可以通過真空的作用，將神經刺激器內部全部用密封劑保護起來，有效防止水或水蒸氣凝結到內部的電路板上，而導致的電氣連接關系不可靠帶來不可逆的損害。封裝結構體積小，可以通過注射方式植入，封裝方法的制造工藝簡單，成本較低，適合多種神經刺激器的封裝。
【專利說明】
一種可注射神經刺激器的封裝結構和封裝方法
技術領域
[0001]本發明屬于神經刺激領域，特別涉及一種可注射神經刺激器的封裝結構和封裝方法。
【背景技術】
[0002]在鈦和陶瓷作為容器或引線對植入式電子器件進行密封封裝之前，在1950-1980年的期間，對于環氧樹脂封裝的植入電子器件的大多數特征已經被較充分地研究了，如基于環氧樹脂封裝的可植入的神經肌肉刺激器。環氧樹脂封裝通常被應用于相對較大的需要采用較厚的環氧樹脂層防水的手術植入裝置，最近，一種子宮內胎兒可用的微創心臟起搏器已被研制成功，包括一個玻璃外殼和其它不透水的部件，諸如鈦電池殼體和陶瓷鐵氧體，以限制環氧樹脂封裝的暴露表面積，并通過環氧密封所述電子電路，以延長水蒸氣的的擴散路徑。
[0003]鑒于一些水蒸汽不可避免地會穿過如環氧樹脂等聚合密封材料，植入式電子器件的壽命很大程度上取決于電路封裝的防水凝結能力。現有技術已得知，延遲或防止這種水汽凝結可采用聚合物密封劑，使得封裝中不存在氣泡或空隙，并且聚合物密封劑牢固緊密地附著在電子電路上。因此，選擇能夠牢固地粘合在電路板表面的聚合物密封劑很重要，同時還需保證能夠對電路板表面進行清潔，以確保不沾染灰塵，碎屑，殘渣或空氣冷凝液。同樣重要的是，在封裝電路的環氧樹脂未固化的時候，能夠除去封裝結構中存在的氣泡，空氣或其它不利的物體，使得固化后的封裝中不存在上述不利因素。
[0004]現有技術中，可注射或植入的神經肌肉刺激器的完全密封封裝，被稱為生物體，其制造工藝非常復雜，并且需要如激光器等昂貴的設備。刺激器內部的電子電路必須通過密封的線路連接到接觸被刺激組織外表面的電極，這類線路的機械應力的為題，可能會導致災難性的故障。這種神經刺激器的內部容積非常小，所以即使存在泄漏，在制造和測試過程中被檢測到的可能性小，且耗時長，封裝上的泄露會導致在植入后的幾天內水分凝結在神經刺激器的電路板周圍，何況目前商業應用中沒有采用可以在制造和測試過程中檢測泄露的技術的。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可注射神經刺激器的封裝結構和封裝方法，用于通過控制電荷以保證有效產生刺激脈沖的同時，達到小型化的設計及應用要求。
[0006]本發明提供了一種可注射神經刺激器的封裝結構，包括天線線圈，鐵氧體，陽極電極，陰極電極，引線，電路板，表面貼裝元件，焊錫，密封劑和殼體，其中，
[0007]所述電路板上布置了電子線路，承載著所述表面貼裝元件，所述電路板安裝在有凹槽的所述鐵氧體的凹槽口內；
[0008]所述鐵氧體呈中空的圓柱體形狀，被所述天線線圈圍繞包裹20-30匝；
[0009]所述天線線圈的一端與所述電路板上的所述焊點焊接在一起；
[0010]所述陽極電極和陰極電極分別設置在可注射神經刺激器的兩個端部，每個電極通過所述引線焊接到所述電路板的所述焊點上，實現所述陽極電極、陰極電極與所述電路板的電氣連接關系；
[0011]所述引線從所述鐵氧體的中空處穿過；
[0012]所述殼體包圍的內部填充有所述密封劑，所述密封劑將所述電路板、表面貼裝元件、引線、鐵氧體和天線線圈完全包裹密封。
[0013]可選地，所述密封劑是環氧樹脂。
[0014]可選地，所述殼體是由硼硅酸鹽玻璃或陶瓷制成的薄壁管。
[0015]基于上述目的，本發明還提供一種可注射神經刺激器的封裝方法，包括以下步驟:
[0016]對中空圓柱體狀的鐵氧體進行開槽，凹槽的大小和形狀至少可以容納電路板平放入內；
[0017]將電路板固定在凹槽內，從電路板引出三條引線，分別為連接陽極電極、陰極電極的引線和作為天線線圈的引線；
[0018]三條引線皆從鐵氧體的中空處穿過，分別與陽極電極和陰極電極連接的引線方向相反；
[0019]將天線線圈在鐵氧體上纏繞20-30匝；
[0020]外部套上圓筒狀的殼體，殼體的大小正好可容納纏繞天線線圈后的圓柱狀鐵氧體，之后在兩端設置圓片狀的陽極和陰極電極，將電路板引出的連接陽極電極和陰極電極的引線分別對應與陽極電極和陰極電極焊接；
[0021]通過真空作用將未固化的密封劑吸入殼體內，將殼體內的纏繞了天線線圈的鐵氧體和電路板完全包圍后，固化密封劑。
[0022]可選地，所述通過真空作用將未固化的密封劑吸入殼體內，是將未密封的可注射神經刺激器兩端的電極陽極和陰極覆以涂層；可注射神經刺激器的兩端分別插入進料管和真空管的開口端，插入深度需至少超過可注射神經刺激器的殼體的邊緣；真空管連接到真空泵，真空管裝有栓，用于防止可注射神經刺激器完全被吸入真空管中；進料管的另一端管口被放置到裝有未固化的密封劑的容器中，管口浸入未固化的密封劑的中下部，進料管上設置一個夾管閥；當真空泵開始工作時，將夾管閥打開，使得可注射神經刺激器左端的真空狀態能夠通過進料管將未固化的密封劑抽入進料管后進入可注射神經刺激器，未固化的密封劑流過整個可注射神經刺激器后，進入真空管；然后關閉夾管閥，對未固化的密封劑進行固化；之后將真空管和進料管從可注射神經刺激器的端部除去，陽極和陰極通過去除涂層進行清潔。
[0023]可選地，所述涂層由聚乙烯醇或聚乙二醇或聚碳酸酯構成，涂覆在干燥的電極上，不與未固化的密封劑混合。
[0024]可選地，所述栓為針狀。
[0025]可選地，所述對未固化的密封劑進行固化，是通過加熱或光照或用催化劑。
[0026]可選地，所述進料管和真空管采用有機硅膠制成，緊貼在可注射神經刺激器周圍，在密封劑固化后將進料管和真空管丟棄。
[0027]本發明的有益效果在于:相比于現有技術，本發明的非密封形式的封裝可以通過真空的作用，將神經刺激器內部全部用密封劑保護起來，有效防止水或水蒸氣凝結到內部的電路板上，而導致的電氣連接關系不可靠帶來不可逆的損害。封裝結構體積小，可以通過注射方式植入，封裝方法的制造工藝簡單，成本較低，適合多種神經刺激器的封裝。
【附圖說明】
[0028]為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明:
[0029]圖1為本發明實施例的可注射神經刺激器的封裝結構中一具體應用實例的橫截面結構示意圖；
[0030]圖2為本發明實施例的可注射神經刺激器的封裝方法步驟流程圖；
[0031]圖3為本發明實施例的可注射神經刺激器的封裝方法中S106詳細示意圖；
【具體實施方式】
[0032]下面將結合附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
[0033]本發明公開了一種可注射神經刺激器的封裝結構，橫截面的結構參見圖1，電路板10上布置了電子線路，承載著構成神經刺激器20的各種表面貼裝元件12 ;電路板10安裝在有凹槽的鐵氧體2的凹槽口內，鐵氧體2呈中空的圓柱體形狀，被天線線圈I圍繞包裹20-30匝，天線線圈I的一端與電路板10上的焊點23焊接在一起；陽極電極3和陰極電極5分別設置在神經刺激器20的兩個端部，每個電極通過引線4焊接到電路板10的焊點23上，實現電極3、5與電路板10的電氣連接關系，引線4從鐵氧體2的中空處穿過；神經刺激器20的殼體27包圍的內部填充有密封劑25，密封劑25具有高附著力和低透水性的聚合物，可以是環氧樹脂；殼體27是由不透水的生物兼容材料制成的薄壁管，如硼硅酸鹽玻璃或陶瓷。整體的神經刺激器20不是密封的，因為至少有一部分密封劑25暴露在體液中，但不透水的殼體27、鐵氧體2、陽極電極3和陰極電極5使這暴露的部分和水的擴散通路可以最小化，保證電路板10的安全可靠性。
[0034]與上述可注射神經刺激器的封裝結構對應的是，本發明又一實施例提供了可注射神經刺激器的封裝方法，其流程圖參見圖2，包括以下步驟:
[0035]S101，對中空圓柱體狀的鐵氧體進行開槽，凹槽的大小和形狀至少可以容納電路板平放入內；
[0036]S102，將電路板固定在凹槽內，從電路板引出三條引線，分別為連接陽極電極、陰極電極的引線和作為天線線圈的引線；
[0037]S103，三條引線皆從鐵氧體的中空處穿過，分別與陽極電極和陰極電極連接的引線方向相反；
[0038]S104，將天線線圈在鐵氧體上纏繞20-30匝；
[0039]S105，外部套上圓筒狀的殼體，殼體的大小正好可容納纏繞天線線圈后的圓柱狀鐵氧體，之后在兩端設置圓片狀的陽極和陰極電極，將電路板引出的連接陽極電極和陰極電極的弓I線分別對應與陽極電極和陰極電極焊接；
[0040]S106，通過真空作用將未固化的密封劑吸入殼體內，將殼體內的纏繞了天線線圈的鐵氧體和電路板完全包圍后，固化密封劑。
[0041]進一步地，圖3所示為上述封裝方法中S106步驟的詳細示意圖，將未密封的神經刺激器20兩端的電極陽極3和陰極5覆以涂層67，以防止密封劑25粘附在電極上；神經刺激器20的兩端分別插入進料管62和真空管64的開口端，插入深度需至少超過神經刺激器20的殼體27的邊緣；真空管64連接到真空泵65，真空管64裝有針狀的栓66，以防止神經刺激器20完全被吸入真空管64中；進料管62的另一端管口被放置到裝有未固化的密封劑25的容器60中，管口浸入未固化的密封劑25的中下部，進料管62上設置一個夾管閥68 ；當真空泵65開始工作時，將夾管閥68打開，使得神經刺激器20左端的真空狀態能夠通過進料管62將未固化的密封劑25抽入進料管后進入神經刺激器20，未固化的密封劑25流過整個神經刺激器20后，進入真空管64 ;然后關閉夾管閥68，對未固化的密封劑25進行固化，可通過加熱、光照或用催化劑；之后將真空管64和進料管62從神經刺激器20的端部除去，陽極3和陰極5通過去除涂層67進行清潔。真空注入的方法有效地減少或消除了密封劑25中存在氣泡和其他空隙中的危害，使水蒸氣不擴散并凝結在電路板10上，從而影響神經刺激器20的完整性和功能。
[0042]進一步地，涂層67由水溶性的材料構成，如聚乙烯醇，聚乙二醇，聚碳酸酯或類似的液體，可以涂覆在干燥的電極上，且不與未固化的密封劑25混合。
[0043]進一步地，進料管62和真空管64采用高彈性，成本低的材料，如有機硅膠，可以緊貼在神經刺激器20周圍，在密封劑25固化后即可將進料管62和真空管64丟棄。
[0044]本發明與現有的技術方案相比，通過對神經刺激器封裝結構的設計，非密封形式的封裝可以通過真空的作用，將神經刺激器內部全部用密封劑保護起來，有效防止水或水蒸氣凝結到內部的電路板上，而導致的電氣連接關系不可靠帶來不能修復的損害。封裝結構較簡單、成本低、可靠性高，封裝方法實現方便，不需要精密昂貴的專用儀器，適用于多種神經刺激器的封裝。
[0045]最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本發明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其做出各種各樣的改變，而不偏離本發明權利要求書所限定的范圍。
【主權項】
1.一種可注射神經刺激器的封裝結構，其特征在于，包括天線線圈，鐵氧體，陽極電極，陰極電極，引線，電路板，表面貼裝元件，焊錫，密封劑和殼體，其中， 所述電路板上布置了電子線路，承載著所述表面貼裝元件，所述電路板安裝在有凹槽的所述鐵氧體的凹槽口內； 所述鐵氧體呈中空的圓柱體形狀，被所述天線線圈圍繞包裹20-30匝； 所述天線線圈的一端與所述電路板上的所述焊點焊接在一起； 所述陽極電極和陰極電極分別設置在可注射神經刺激器的兩個端部，每個電極通過所述引線焊接到所述電路板的所述焊點上，實現所述陽極電極、陰極電極與所述電路板的電氣連接關系； 所述引線從所述鐵氧體的中空處穿過； 所述殼體包圍的內部填充有所述密封劑，所述密封劑將所述電路板、表面貼裝元件、弓丨線、鐵氧體和天線線圈完全包裹密封。2.根據權利要求1所述的可注射神經刺激器的封裝結構，其特征在于，所述密封劑是環氧樹脂。3.根據權利要求1所述的可注射神經刺激器的封裝結構，其特征在于，所述殼體是由硼硅酸鹽玻璃或陶瓷制成的薄壁管。4.一種可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，包括以下步驟: 對中空圓柱體狀的鐵氧體進行開槽，凹槽的大小和形狀至少可以容納電路板平放入內； 將電路板固定在凹槽內，從電路板引出三條引線，分別為連接陽極電極、陰極電極的引線和作為天線線圈的引線； 三條引線皆從鐵氧體的中空處穿過，分別與陽極電極和陰極電極連接的引線方向相反； 將天線線圈在鐵氧體上纏繞20-30匝； 外部套上圓筒狀的殼體，殼體的大小正好可容納纏繞天線線圈后的圓柱狀鐵氧體，之后在兩端設置圓片狀的陽極和陰極電極，將電路板引出的連接陽極電極和陰極電極的引線分別對應與陽極電極和陰極電極焊接； 通過真空作用將未固化的密封劑吸入殼體內，將殼體內的纏繞了天線線圈的鐵氧體和電路板完全包圍后，固化密封劑。5.根據權利要求4所述的可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，所述通過真空作用將未固化的密封劑吸入殼體內，是將未密封的可注射神經刺激器兩端的電極陽極和陰極覆以涂層；可注射神經刺激器的兩端分別插入進料管和真空管的開口端，插入深度需至少超過可注射神經刺激器的殼體的邊緣；真空管連接到真空泵，真空管裝有栓，用于防止可注射神經刺激器完全被吸入真空管中；進料管的另一端管口被放置到裝有未固化的密封劑的容器中，管口浸入未固化的密封劑的中下部，進料管上設置一個夾管閥；當真空泵開始工作時，將夾管閥打開，使得可注射神經刺激器左端的真空狀態能夠通過進料管將未固化的密封劑抽入進料管后進入可注射神經刺激器，未固化的密封劑流過整個可注射神經刺激器后，進入真空管；然后關閉夾管閥，對未固化的密封劑進行固化；之后將真空管和進料管從可注射神經刺激器的端部除去，陽極和陰極通過去除涂層進行清潔。6.根據權利要求5所述的可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，所述涂層由聚乙烯醇或聚乙二醇或聚碳酸酯構成，涂覆在干燥的電極上，不與未固化的密封劑混合。7.根據權利要求5所述的可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，所述栓為針狀。8.根據權利要求5所述的可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，所述對未固化的密封劑進行固化，是通過加熱或光照或用催化劑。9.根據權利要求5所述的可注射神經刺激器的封裝方法，其特征在于，所述進料管和真空管采用有機硅膠制成，緊貼在可注射神經刺激器周圍，在密封劑固化后將進料管和真空管丟棄。
【文檔編號】A61N1/36GK105899029SQ201410431459
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年8月27日
【發明人】史思思, 焦龍鵬, 吉拉德·勒布
【申請人】杭州承諾醫療科技有限公司