(57)【要約】【課題】  電子素子を外部から密封させるのに必要な内部空間を抑制することができケースを小型化することのできる電子素子のハーメチックシール方法を提供すること。【解決手段】  電子素子を収納するための凹部を有し上部に開口を有したケースに電子素子を収納するステップと、電子素子上面に設けられた素子側端子及び凹部の周辺部分に設けられたケース側端子と対応するように形成されたフレキシブル配線基板の配線面を電子素子上面と向き合うように位置させ，フレキシブル配線基板を前記素子側端子に接合させ前記素子側端子にフレキシブル配線基板を接続させるステップと、フレキシブル配線基板をケース側端子に接合させ素子側端子とケース側端子とを電気的に接続させるステップと、フレキシブル配線基板が接続された電子素子を密封するために蓋を用いて開口を塞ぎ封止するステップと、を有すること。【選択図】      図３
2010172667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子素子を収納するための凹部を有し上部に開口を有したケースに電子素子を収納するステップと、
電子素子上面に設けられた素子側端子，及び前記凹部の周辺部分に設けられたケース側端子と対応するように形成されたフレキシブル配線基板の配線面を前記電子素子上面と向き合うように位置させ，前記フレキシブル配線基板を前記素子側端子に接合させ前記素子側端子に前記フレキシブル配線基板を接続させるステップと、
前記フレキシブル配線基板を前記ケース側端子に接合させ前記素子側端子とケース側端子とを電気的に接続させるステップと、
前記フレキシブル配線基板が接続された前記電子素子を密封するために蓋を用いて前記開口を塞ぎ封止するステップと、
を有することを特徴とする電子素子のハーメチックシール方法。
【請求項２】
請求項１の電子素子のハーメチックシール方法において、前記素子型端子と前記フレキシブル配線基板とを接続した後に、前記電子素子を前記凹部に収納することを特徴とする電子素子のハーメチックシール方法。
【請求項３】
請求項１又は２の電子素子のハーメチックシール方法において、前記素子側端子及びケース側端子と前記フレキシブル配線基板との接合はバンプを用いて行われることを特徴とする電子素子のハーメチックシール方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかの電子素子のハーメチックシール方法において、前記接合は超音波接合又は圧着接合により行われることを特徴とする電子素子のハーメチックシール方法。
【請求項５】
患者の視覚を再生するための視覚再生補助装置において、
所定の配線が複数形成され，各配線の一端に患者の視覚を形成する細胞又は組織に電気刺激を与えるための刺激電極が各々設置される基板と、
前記各刺激電極に送る電気刺激パルスを制御するためのマルチプレクサからなる制御手段であって，前記刺激電極に送る電気刺激パルスを送るためにその本体の一面に所定のパターンにて形成された配線端子を有する制御手段と、
絶縁性を有する材料にて形成され前記制御手段を収納するための凹部を有するケースであって，前記制御手段からの電気刺激パルスを前記基板上に設置される刺激電極に送るための配線端子が前記凹部周辺に設けられたケースと、
該ケースの配線端子と前記制御手段の配線端子とを電気的に接続するための所定の配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板であって，前記配線パターンが前記凹部周辺に設けられた前記配線端子及び前記制御手段の配線端子に接合された状態でケース内に置かれるフレキシブル配線基板と、
前記ケースの開口を塞ぐ蓋部材であって，生体適合性及び気密性を有した素材で形成される蓋部材と、
を有し、
前記制御手段が前記ケースと前記蓋部材との接合によりハーメチックシールされることを特徴とする視覚再生補助装置。
【請求項６】
請求項５の視覚再生補助装置において、
前記フレキシブル配線基板は、絶縁性を有する素材にて形成されたフィルム状の部材をベースとし、
前記配線パターンは、前記ベースの一方の面に形成されている
ことを特徴とする視覚再生補助装置。
【請求項７】
請求項５又は６の視覚再生補助装置において、前記制御手段は、前記ケースの凹部底面に接着されることを特徴とする視覚再生補助装置。
【請求項８】
生体内に埋植される生体埋植用機能デバイスユニットにおいて、
デバイスの機能を制御するための電子素子と、
絶縁性を有する材料にて形成され前記電子素子を収納するための凹部を有するケースであって，前記電子素子の配線端子をケース内で電気的に接続するためのケース内配線端子を有したケースと、
該ケース内配線端子と前記電子素子の配線端子とを電気的に接続するための所定の配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板であって，前記配線パターンが前記ケース内配線端子及び前記電子素子の配線端子に接合された状態で前記ケース内に置かれるフレキシブル配線基板と、
前記ケースの開口を塞ぐ蓋部材であって，生体適合性及び気密性を有した素材で形成される蓋部材と、
を有し、
前記電子素子が前記ケースと前記蓋部材との接合によりハーメチックシールされていることを特徴とする生体埋植用機能デバイスユニット。
・
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内で動作する電子素子等の機能デバイスを生体内に埋植するためのハーメチックシール方法、及び該方法を用いた生体埋植用機能デバイスユニットに関する、また、ハーメチックシールされた機能デバイスを患者に埋植し、患者の視覚を再生する視覚再生補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体で集積された回路を持った精密機器を体内に埋植し、疾患の治療や機能代行、身体情報の取得等を行う装置が種々知られている。このような生体に埋植される機能デバイスである集積回路等の電子回路（電子素子）は、生体と直接接触することで、回路への体液の侵襲が起き、回路の機能に悪影響が出るため、体液等から電子回路を保護するための工夫がされている。半導体の分野では、湿気等の影響から電子回路を保護するために、セラミック等のケースに電子回路を入れ、回路に接続される入出力等の端子を外部に残し、ケースを密封（ハーメチックシール）する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような技術の応用により、埋植する電子回路を生体に直接接触させないようにする手法が考えられる。
【０００３】
また、近年、失明治療方法の一つとして、多数の電極を有する装置を眼内等に埋植し、視覚を形成する細胞に対して電極からパルス状の刺激電流を出力して刺激することにより、失われた視覚機能の一部を代行させる視覚再生補助装置の研究がされている（例えば、特許文献２参照）。このような視覚再生補助装置は、眼内に置くための体内装置を有し、この体内装置には網膜を構成する細胞を電気刺激するための電極と、それを制御する集積回路からなる制御部が設けられたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３０４６２２号公報
【特許文献２】特開２００６−５１５９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
生体、特に、眼球や頭部等の空間の限られた部位に埋植されるデバイスは、可能な限り小型であることが望まれる。しかしながら、特許文献１に示される技術では、ケース内に収めた電子回路の配線端子とケース外に出される配線端子とを電気的に接続する際に、ワイヤーボンディングを用いるため、ケース内部に所定の空間を確保する必要があり、ケースを小型化し難い。
【０００６】
上記従来技術の問題点に鑑み、電子素子を外部から密封させるのに必要な内部空間を抑制することができ電子素子を密封するためのケースを小型化することのできる電子素子のハーメチックシール方法を提供することを技術課題とする。また、該方法を用いた生体埋植用機能デバイスユニット、視覚再生補助装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。また、以下のようなステップを含むことを特徴とする。
（１）  電子素子を収納するための凹部を有し上部に開口を有したケースに電子素子を収納するステップと、電子素子上面に設けられた素子側端子，及び前記凹部の周辺部分に設けられたケース側端子と対応するように形成されたフレキシブル配線基板の配線面を前記電子素子上面と向き合うように位置させ，前記フレキシブル配線基板を前記素子側端子に接合させ前記素子側端子に前記フレキシブル配線基板を接続させるステップと、前記フレキシブル配線基板を前記ケース側端子に接合させ前記素子側端子とケース側端子とを電気的に接続させるステップと、前記フレキシブル配線基板が接続された前記電子素子を密封するために蓋を用いて前記開口を塞ぎ封止するステップと、を有することを特徴とする。
（２）  （１）の電子素子のハーメチックシール方法において、前記素子型端子と前記フレキシブル配線基板とを接続した後に、前記電子素子を前記凹部に収納することを特徴とする。
（３）  （１）又は（２）の電子素子のハーメチックシール方法において、前記素子側端子及びケース側端子と前記フレキシブル配線基板との接合はバンプを用いて行われることを特徴とする。
（４）  （１）〜（３）のいずれかの電子素子のハーメチックシール方法において、前記接合は超音波接合又は圧着接合により行われることを特徴とする。
（５）  患者の視覚を再生するための視覚再生補助装置において、所定の配線が複数形成され，各配線の一端に患者の視覚を形成する細胞又は組織に電気刺激を与えるための刺激電極が各々設置される基板と、前記各刺激電極に送る電気刺激パルスを制御するためのマルチプレクサからなる制御手段であって，前記刺激電極に送る電気刺激パルスを送るためにその本体の一面に所定のパターンにて形成された配線端子を有する制御手段と、絶縁性を有する材料にて形成され前記制御手段を収納するための凹部を有するケースであって，前記制御手段からの電気刺激パルスを前記基板上に設置される刺激電極に送るための配線端子が前記凹部周辺に設けられたケースと、該ケースの配線端子と前記制御手段の配線端子とを電気的に接続するための所定の配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板であって，前記配線パターンが前記凹部周辺に設けられた前記配線端子及び前記制御手段の配線端子に接合された状態でケース内に置かれるフレキシブル配線基板と、前記ケースの開口を塞ぐ蓋部材であって，生体適合性及び気密性を有した素材で形成される蓋部材と、
を有し、前記制御手段が前記ケースと前記蓋部材との接合によりハーメチックシールされることを特徴とする。
（６）  （５）の視覚再生補助装置において、
前記フレキシブル配線基板は、絶縁性を有する素材にて形成されたフィルム状の部材をベースとし、前記配線パターンは、前記ベースの一方の面に形成されている
ことを特徴とする。
（７）  （５）又は（６）の視覚再生補助装置において、前記制御手段は、前記ケースの凹部底面に接着されることを特徴とする。
（８）  生体内に埋植される生体埋植用機能デバイスユニットにおいて、
デバイスの機能を制御するための電子素子と、絶縁性を有する材料にて形成され前記電子素子を収納するための凹部を有するケースであって，前記電子素子の配線端子をケース内で電気的に接続するためのケース内配線端子を有したケースと、該ケース内配線端子と前記電子素子の配線端子とを電気的に接続するための所定の配線パターンが形成されたフレキシブル配線基板であって，前記配線パターンが前記ケース内配線端子及び前記電子素子の配線端子に接合された状態で前記ケース内に置かれるフレキシブル配線基板と、前記ケースの開口を塞ぐ蓋部材であって，生体適合性及び気密性を有した素材で形成される蓋部材と、を有し、前記電子素子が前記ケースと前記蓋部材との接合によりハーメチックシールされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、電子素子を密封するのに必要な内部空間を抑制することができ、電子素子を密封するためのケースを小型化することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。本実施形態では、体内に埋植する機能デバイスユニットを、電子素子（電子回路）等で実装された視覚再生補助装置の体内装置の一部として説明する。この機能デバイスは、以下に説明する構成でハーメチックシールされる。
【００１０】
図１は視覚再生補助装置の外観を示した概略図、図２は実施の形態で使用する視覚再生補助装置における体内装置を示す図である。
【００１１】
視覚再生補助装置１は、図１及び図２に示すように、外界を撮影するための体外装置１０と、網膜を構成する細胞に電気刺激を与え、視覚の再生を促す体内装置２０とからなる。体外装置１０は、患者が掛けるバイザー１１と、バイザー１１に取り付けられるＣＣＤカメラ等からなる撮影装置１２と、外部デバイス１３、一次コイルからなる送信手段１４等にて構成されている。
【００１２】
外部デバイス１３には、ＣＰＵ等の演算処理回路を有するパルス信号変換手段１３ａと、視覚再生補助装置１（体外装置１０及び体内装置２０）の電力供給を行うためのバッテリー１３ｂが設けられている。パルス信号変換手段１３ａは、撮影装置１２にて撮影した被写体像を画像処理し、さらに画像処理データを視覚を再生するための電気刺激パルス用データに変換する処理を行う。送信手段１４は、パルス信号変換手段１３ａにて変換された電気刺激パルス用データ及び後述する体内装置２０を駆動するための電力を電磁波として体内装置２０側に伝送（無線送信）することができる。また、送信手段１４の中心には磁石１５が取り付けられている。磁石１５は送信手段１４によるデータ伝送効率を向上させるとともに後述する受信手段２３との位置固定にも使用される。
【００１３】
バイザー１１は眼鏡形状を有しており、図１に示すように、患者の眼前に装着して使用することができるようになっている。また、撮影装置１２はバイザー１１の前面に取り付けてあり、患者に視認させる被写体を撮影することができる。
【００１４】
図２（ａ）及び（ｂ）に示す体内装置２０は、複数の電極２７が形成される基板２１、ケーブル２２、体外装置１０からの電磁波を受信する２次コイルからなる受信手段２３、受信手段２３が受け取った電気刺激パルス用データと電力を含む電磁波から、電気刺激パルスと、指定されたそれぞれの電極に電気刺激パルスを分配するためのマルチプレクサ制御信号（以下、制御信号と略す）と、電力とを抽出する制御部２５、帰還電極（対向電極）２６、半導体等の電子素子からなるマルチプレクサ４０等にて構成されている。なお、受信手段２３には図示なき磁石が配置されており、外部装置１０の磁石１５の固定に用いられる。
【００１５】
半導体集積回路により構成される機能デバイスであるマルチプレクサ（制御手段）４０は、基板２１上に設置されると共に、制御部２５とはケーブル２２を介し、各電極２７とは基板２１に配線されたリード線２１ａにて電気的に接続され、制御部２５から送られる電気刺激パルスと制御信号と電力に基づいて、網膜を構成する細胞を刺激する電気刺激パルス（刺激電流）を各電極２７に分配する役目を果たす。なお、マルチプレクサ４０は、ケース６０を介して基板２１に設置されるとともに蓋部材８０によりハーメチックシール（密封）されている。
【００１６】
基板２１は、ポリイミド等の生体適合性の高い樹脂を所定の厚さにおいて折り曲げ可能に長板状に加工したものをベース部とし、この上にリード線２１ａを複数配線することによって形成されている。基板２１の配線は、このベース部に周知のフォトレジスト法、真空蒸着法やスパッタ法等を用いて、耐腐食性の金属材料を蒸着することによって、図２（ａ），（ｂ）に示すリード線２１ａとなる導電層を形成する。導電層の形成後、マスクを取り除き、導電層を被覆するように所定の厚さを有した絶縁層を塗布や貼り付け等により形成する。絶縁層に使用する材料としては、例えば、生体適合性の高いポリイミドやポリパラキシリレン等の絶縁材料を用いることができる。なお、形成されたリード線２１ａの末端位置の絶縁層にＲＩＥ（reactive ion etching）等の手法によって孔をあけ、リード線２１ａの末端を露出させ、ここに電極材料を積層（蒸着）し、電極２７となるバンプを形成する。また、マルチプレクサ４０と基板２１との電気的な接合部分となるバンプを形成してもよい。このような工程を経てリード線２１ａや電極２７が形成された基板２１が製作される。また、リード線２１ａを立体的に複数本配線したい場合には、これらの工程を複数回行うことによって、立体配線を形成することができる。なお、基板、電極、リード線は上記のような構成に限るものではない。電気刺激パルス信号を好適に出力できる構成であればよい。例えば、電極をバルク材から切り出し、この電極にリード線となる導線を接続して、マルチプレクサ（ケース）側の配線端子と接続する。そして、電極とリード線をまとめるために基板を形成する。
【００１７】
また、電極２７は、図２（ａ）に示すように、基板２１の長手方向に沿ってマトリックス状の等間隔にて複数個配置、または２次元的に等間隔で互い違いになるように複数個形成され、電極アレイを形成している。このような電極２７は、視覚を再生する際の解像度に応じて決定されるが、十数個〜数百個程度形成される。また、電極の設置スペースや配線技術等に問題がなければ、それ以上の個数があってもよい。なお、前述したように、基板２１上に形成される電極２７は、金、白金等の生体適合性、耐食性に優れた導電性を有する材料にて、基板２１に形成した各リード線２１ａの末端に各々形成される。
【００１８】
制御部２５は、受信手段２３にて受信された電磁波に含まれる電気刺激パルス用データと電力とを分ける回路、電気刺激パルス用データを基に視覚を得るための電気刺激パルスとマルチプレクサ４０の制御信号を得るための変換回路や、変換した電気刺激パルス及び制御信号をマルチプレクサ４０へ送るための電子回路、等のいくつかの制御回路を有する電子素子である半導体集積回路（ＬＳＩ）からなる。このような構成を有する制御部２５により電気刺激パルス用データが変換処理され、変換処理によって生成された電気刺激パルスと制御信号がマルチプレクサ４０へ送られる。電気刺激パルスと制御信号を受け取ったマルチプレクサ４０は、制御信号に応じて、網膜を構成する細胞を刺激する電気刺激パルスを各電極２７へと送る（分配する）。つまり、マルチプレクサ４０によって電気刺激パルスが制御される。なお、多数の各電極２７は、基板２１に形成された複数のリード線２１ａによって、マルチプレクサ４０と各々独立して接続されている。また、マルチプレクサ４０は制御部２５から電力を受け取り、利用している。
【００１９】
ケーブル２２は、絶縁性を有する生体適合性の高い材料（図示を略す）にて被覆されており、制御部２５とマルチプレクサ４０とを電気的に接続するために用いられる。
【００２０】
次に、マルチプレクサ４０周辺の構成について説明する。図３は、図２（ｂ）にて示したマルチプレクサ４０付近を拡大した模式的断面図である。図３に示すように、マルチプレクサ４０は、基板２１上に接合されたケース６０内に置かれ、さらに蓋部材８０によって覆われた状態となっている。本実施形態では、マルチプレクサは直方体（板状）の本体を持ち、マルチプレクサ４０の集積回路を機能させる配線（内部配線）の端子がマルチプレクサ４０本体の一面（上面）に所定のパターンで形成されている。このパターン配線には、入出力端子となるボンディングパッド（図示を略す）が形成されている。このボンディングパッドには後述するケース６０の配線と接続するための配線端子（素子側端子）となるバンプ６６が形成される。マルチプレクサ４０は、バンプ６６が形成された面と反対側の面がケース６０の底に接するようにケース６０内に置かれる。なお、バンプ６６が形成された面は、バンプ６６を残して絶縁体４１により覆われている。
【００２１】
ケース６０は、セラミックス等の絶縁性、ガス、水分に対する気密性を有する（透過性が低い）と共に、生体適合性を有する素材にて箱型形状にて形成される。ケース６０は、上部に開口を有し、内部にマルチプレクサ４０を収納するための凹部６１と、凹部６１周辺にケース６０の内壁よりも内側にせり出すように設けられた段部６３が形成されている。なお、段部６３の高さ位置は、凹部６１内にマルチプレクサ４０を収納したときに、マルチプレクサの上面と略一致する高さとされている。また、ケース６０には、マルチプレクサ４０が持つパターン配線と電気的に接続するための配線（ビア）６５が、ケース６０の内側からケース外側に向かって貫通するように形成されている。なお、ケース６０の内側とは、ハーメチックシールされる内空側を指す。配線６５はマルチプレクサ４０に設けられた複数のボンディングパッドに対応した数だけ用意される。また、配線６５のケース側端子（ケース内側端部）は、凹部６１周辺に設けられた段部６３に形成される。なお、段部６３に形成された配線６５の端子には、他の配線と接続する際に用いられるバンプ６６が設けられている。
【００２２】
また、配線６５は段部６３に形成される端子からケース６０を垂直に貫通してケース６０の底に現れるように形成してもよいが、ケース６０の外部に出た配線６５と基板２１のリード線２１ａとをより簡便に接続できるように、ケース６０内で屈曲して形成されていてもよい。これにより、ケース６０の外側に現れる端子位置を自由にレイアウトできるため、配線の密集等を避け、配線の接続工程が容易になる。また、このような構成とされることにより、ケース６０内の配線６５の貫通距離が延長されその界面が延長されるため、体液等の浸潤が起こりにくくなる。
【００２３】
ケース６０の作製は、ファインセラミックス（ニューセラミックス）の成型によって行う。本実施形態では、材料としてアルミナを用いる作製手順を説明する。アルミナを板状に延ばし、配線６５となる部分だけ孔をあけておく。配線６５を形成させるための孔は、電極２７の設置個数や、その他の電気的接続に必要な数だけ設けられることとなる。この孔の部分に、後に配線６５となるペーストをできるだけ隙間が無いように入れておく（詰めておく）。このペーストは、生体適合性を有した導体、例えば、白金や金、チタン、タングステン、モリブデン等の金属の微粒を揮発性の液体と混ぜ合わせた（又は揮発性溶媒に溶解させた）ものであり、自由に形を決められるようになっている。アルミナを凹部６１、段部６３となるように形を整えつつ載せていく。このとき、配線６５をケース内で屈曲させる場合は、アルミナとペーストを所定のレイアウトで形成した層を重ねていく。例えば、配線６５の径で垂直方向にペーストを配置するレイアウトと、水平方向にペーストを延ばすレイアウトとを組み合せて、ケースに対して垂直方向に配置される配線に対して水平方向（側方向）に延びた（屈曲された）配線が得られる。
【００２４】
このようにして作製したものを炉で高温加熱（焼結処理）すると、粉状粒子のアルミナの収縮と金属の膨張とにより、ケース６０の配線部分の界面が密着される。セラミックスに加え、配線部分の気密性の高いケースが作製される。また、配線が生体適合性の高い金属（導体）である白金で作製されることにより、ケースの配線部分が生体に浸潤されたとしても、生体への悪影響が低減される。
【００２５】
なお、本実施形態では、ケース６０をアルミナで成型したが、これに限るものではない。絶縁性、気密性及び生体適合性を有する素材であればよい。アルミナ以外のファインセラミックス、例えば、ガラスやフェライト、ダイヤモンド等であってもよい。また、絶縁性、気密性、生体適合性を有する鉱物、例えば、サファイア（鋼玉）等であってもよい。
【００２６】
接続基板７０は、所定のパターンにて配線が形成された折り曲げ可能なフレキシブル配線基板である。接続基板７０は、絶縁性を有し、ケース６０の内空に収まる程度の大きさを持つフィルム状の折り曲げ可能なベース７１と，ベース７１上（片面）に形成され配線６５のケース内側端子部分（バンプ６６）とマルチプレクサ４０上の端子部分（バンプ６６）とを電気的に接続するために、所定のパターンで形成されたパターン配線部７２と、を備える。
【００２７】
ベース７１は、好ましくは生体適合性を有する樹脂等の所定の厚みで折り曲げ可能な素材で形成される。ここでは、生体適合性を有すると共に絶縁性を有するポリイミド、ポリパラキシリレン等の樹脂にて成型される。ベース７１は、ケース６０に収められたマルチプレクサ４０と、少なくとも段部６３に形成された配線６５の端子部分（バンプ６６）を覆う大きさとされる。その厚みは、１０〜１００μｍ程度とされる。
【００２８】
パターン配線部７２の配線は、好ましくは生体適合性を有する導体、例えば、金、白金、チタン等の金属で形成され、マルチプレクサ４０上の端子形成位置と段部６３上の端子形成位置に対応するようにフォトリソグラフィ処理にてベース７１上に所定の配線パターンが形成されている。また、パターン配線は、銅や銀等の金属で形成されてもよい。パターン配線部７２の厚みは、１０〜１００μｍ程度とされる。このため、接続基板７０全体の厚みは、２０〜２００μｍ程度とされ、好ましくは、３０〜７０μｍ程度とされる。なお、パターン配線部７２は、ベース７１の内部に形成し、配線末端部分のみが配線端子として表面に露出されてもよい。この場合、配線端子が露出する面が配線面となる。
【００２９】
接続基板７０は、超音波接合又は圧着接合により、パターン配線部７２とバンプ６６が接合され、マルチプレクサ４０と配線６５が電気的に接続される。接続基板７０の折り曲げの程度は、バンプ６６（マルチプレクサ４０）の設置時の傾きに応じて、電気的な接続は維持したまま接続基板７０が撓る程度である。
【００３０】
なお、ベース７１が絶縁性を有するため、後述する蓋部材８０が導電性を有する素材で形成されていても、接続基板７０と蓋部材８０とが接触しても導通することがない。このため、ケース６０の全体的な高さを可能な限り低くできる。
【００３１】
マルチプレクサ４０を覆うように成型された蓋部材８０は、生体適合性、気密性の高い素材、例えば、セラミックスやチタン、白金、金等の金属で板状に成型される。蓋部材８０は、ケース６０の開口を塞ぐ大きさとされる。
【００３２】
また、ケース６０がセラミックスで形成され、蓋部材８０が金属で形成されている場合には、強固な接合を行うためにケース６０における蓋部材８０との接合箇所にメタライズ処理を施しておく。メタライズ処理は、セラミックス等の非金属の表面等に金属層を形成する技術である。メタライズは、直接ろう付け法や活性金属法により行われる。ここでメタライズに用いられる金属は生体適合性のあるチタン、金、白金等の貴金属である。なお、蓋部材８０が金属であるため、シーム接合等の技術により、ハーメチックシールの処理がし易くなる。なお、メタライズ処理はケース６０の形成時に予め行っておけばよい
また、ケース６０と蓋部材８０とがセラミックス同士である場合には、熔接やろう付けによって接合を行う。ろう付けの場合は、生体適合性の高いボンドにて行う。また、セラミックスの接合部分をそれぞれメタライズして接合してもよい。
【００３３】
次に、マルチプレクサ４０をハーメチックシールする処理について図４を参照して説明する。始めに、図４（ａ）に示すように、ケース６０とマルチプレクサ４０を接合する。凹部６１の底に接着剤５０を塗布し、凹部６１にマルチプレクサ４０を収納しケース６０にマルチプレクサ４０を固定する。このとき、マルチプレクサ４０におけるバンプ６６（ボンディングパッド）が形成された面を上側としておく。なお、接着剤５０は、柔軟性を有したものを用いることが好ましい。これにより、マルチプレクサ４０への衝撃等が緩和される。また、接着剤は用いなくともよい。
【００３４】
次に、図４（ｂ）に示すように、接続基板７０とマルチプレクサ４０、ケース６０を接続する。バンプ６６とパターン配線部７２の位置合せを行った後、上方から超音波接合又は圧着接合することにより、バンプ６６とパターン配線部７２が接合されて、マルチプレクサ４０と配線６５が電気的に接続される。
【００３５】
接続基板７０は、折り曲げ可能に形成されているため、マルチプレクサ４０のバンプ６６と段部６３上のバンプ６６との高さに多少ばらつきがあっても、接続基板７０の超音波接合又は圧着接合により、接続箇所全域にわたって接続不良なくしっかりと接続（接合）することができる。
【００３６】
なお、接続基板７０の接合後、マルチプレクサ４０と接続基板７０の間隙には、絶縁性を有するフィラー（接着剤）が充填される。フィラーにより、マルチプレクサ４０と接続基板７０の接合度が増すと共に、接合時のマルチプレクサ４０上のパターン配線等が保護される。また、フィラーが間隙に充填されることで、接合箇所の空気が排除される。なお、マルチプレクサ４０と接続基板７０の間隙には、接合後に、エポキシ等が流入される構成でもよい。
【００３７】
なお、上記の工程では、ケース８０にマルチプレクサ４０を収めてから接続基板７０を接続する構成としてが、これに限るものではない。マルチプレクサ４０と接続基板７０とを接合させた後に、ケース８０にマルチプレクサ４０を収めて、接続基板７０の配線端子とケース８０のバンプ６６とを接続する工程であってもよい。この場合、マルチプレクサ４０（のバンプ６６）と接続基板７０との平坦度が精度よく出されるため、両者の接続においてフリップチップ実装を用いることができる。これにより、接続基板７０とケース８０のバンプ６６の位置合せがし易くなる。
【００３８】
次に、図４（ｃ）に示すように、ケース６０と蓋部材８０（ここではチタンにて形成するものとしている）とを接合する。この工程は、不活性ガス（アルゴンや窒素ガス）雰囲気下で行う。ここでは不活性ガスとしてアルゴンを用いる。これにより、蓋部材８０の内部空間は、アルゴンで充填される。アルゴン雰囲気下で、予め接合箇所をメタライズ処理したケース６０と蓋部材８０とを位置合せし、当接させる。その後、蓋部材８０を図示なきローラで加熱、加圧しながら、なぞることによって、ケース６０のメタライズ処理された領域と蓋部材８０とがシーム接合される。
【００３９】
このようにケース６０と蓋部材８０とが接合されることにより、マルチプレクサ４０は密封され、外部から保護されることとなる。つまり、ケース６０と蓋部材８０にて、マルチプレクサ４０のハーメチックシール用のケースが構成される。なお、本実施形態では、蓋部材８０の内部空間は不活性ガスで充填されるとしたが、これに限るものではない。フィラー等で間隙を充填して、マルチプレクサ４０を保護する構成としてもよい。また、真空下でハーメチックシールが行われてもよい。また、ケース６０の配線６５とケーブル２２とを接合しておく。ケーブル２２の先端を配線６５に当接させ、高温高圧下で接合させる。金属同士のケーブル２２と配線６５は強固に接合される。
【００４０】
最後に、図４（ｄ）に示すように、マルチプレクサ４０が収納されたケース６０を基板２１に接合させる。前述の工程と同様に、ケース６０内を貫通する配線６５の外部端子に予め形成しておいたバンプ６６とリード線２１ａの外部への露出部分を位置合せし、当接させる。この後、当接部に超音波等をかけることにより、ケース６０と基板２１を接合させる。このとき、ケース６０と基板２１の間隙は、生体適合性を有するエポキシ樹脂にて充填する。なお、ケース６０と基板２１の接合では、バンプ６６をケース６０に形成する構成としたが、これに限るものではない。基板２１の露出するリード線２１ａ上にバンプを形成する構成としてもよい。なお、図中ではリード線２１ａと配線６５は一箇所のみとなっているが、実際は電極の数分のリード線２１ａの本数、及びリード線２１ａに対応する配線６５が形成されており、複数箇所にて接合されている。
【００４１】
以上の一連の接合後、電極２７以外の基板２１全体を、生体適合性の高い樹脂（シリコーン、ポリパラキシリレン、生体適合性の高いポリイミド等）で包埋する。樹脂での包埋により、さらにマルチプレクサ４０は、生体と接触しないように密封されることとなる。
【００４２】
以上説明したように、ケース６０内の配線に接続基板７０を用いることで、体内装置２０が大きくならずにマルチプレクサ４０を密封することができる。ケース６０を絶縁性の素材で成型しつつ、配線６５を設けることで、マルチプレクサ４０から出る多数の入出力用の端子、電極２７用の配線（及び、その他の電気的接続用配線）に対応することができるとともに比較的簡単に密封できる。また、蓋部材８０を金属で成型することにより、セラミックスで成型する場合よりも既存技術にて肉厚の薄い蓋部材を作製することができ、作製し易くできる。また、マルチプレクサ４０をケース６０と蓋部材８０とをシーム接合した後に基板２１とケース６０を超音波で接合することによって、高温高圧下で接合する場合に比べて、基板２１への接合時のダメージが低減される。なお、以上のハーメチックシール方法では、視覚再生補助装置を例に挙げ説明したが、これに限るものではなく、マルチプレクサ以外の電子回路（電子素子）を同様の方法にてハーメチックシールすることができる。
【００４３】
本実施形態の視覚再生補助装置は、患者眼の網膜を構成する細胞を好適に刺激することが可能な位置に電極を設置することができるように、基板上におけるマルチプレクサ４０及び電極２７等の設置位置が考慮される。例えば、図５に示すように、脈絡膜Ｅ２上に電極２７を設置して、網膜Ｅ１を構成する細胞を刺激するものとした場合、図２（ｂ）に示すように、基板２１におけるマルチプレクサ４０の設置面と反対側の面に電極２７を複数個形成する構成とすればよい。このような配置にした場合、基板２１の電極２７が形成された先端部を、強膜Ｅ３の一部を切開して作製した強膜ポケットに差し込み、網膜Ｅ１を構成する細胞を刺激する。このような構成により、体内装置２０の眼球への設置時に、マルチプレクサ４０が網膜Ｅ１、脈絡膜Ｅ２に当接しないため、設置時の手術手技も比較的簡単になる。
【００４４】
なお、帰還電極２６は図示するように眼内中央の前眼部寄りの位置に置かれる。これによって、網膜Ｅ１は電極２７と対向電極２６との間に位置することとなる。電極２７からの電気刺激パルス信号電流が効率的に網膜を貫通することとなる。
【００４５】
一方、受信手段２３は、体外装置１０に設けられた送信手段１４からの信号（電気刺激パルス用データ及び電力）を受信可能な生体内の所定位置に設置される。例えば、図１に示すように、患者の側頭部の皮膚の下に制御部２５（図では受信手段２３のみ示している）を埋め込むとともに、皮膚を介して受信手段２３と対向する位置に送信手段１４を設置しておく。受信手段２３には、送信手段１４と同様に磁石が取り付けられているため、埋植された受信手段２３上に送信手段１４を位置させることにより、磁力によって送信手段１４と受信手段２３とが引き合い、送信手段１４が側頭部に保持されることとなる。
【００４６】
また、ケーブル２２は、側頭部に埋め込まれた制御部２５から側頭部に沿って皮膚下を患者眼に向かって延び、患者の上まぶたの内側を通して眼窩に入れられる。眼窩に入れられたケーブル２２は、図５に示すように強膜Ｅ３の外側を通り、基板２１に設置されたマルチプレクサ４０に接続される。
【００４７】
なお、視覚再生補助装置における体内装置２０の設置位置は、図５に示すように、電極２７を、強膜Ｅ３に作製した強膜ポケットに位置させて、強膜側（脈絡膜側）から網膜Ｅ１を構成する細胞を電気刺激する構成としたが、これに限るものではない。患者眼の網膜を構成する細胞を好適に刺激することが可能な位置に電極を設置することができればよい。例えば、体内装置を患者眼の眼内（網膜上や網膜下）に置き、電極が形成されている基板先端部分を網膜下（網膜と脈絡膜との間）や網膜上に設置させるような構成とすることもできる。また、電極２７を強膜Ｅ３に位置させて、強膜側（脈絡膜側）から網膜Ｅ１を構成する細胞を電気刺激する構成とすることもできる。なお、基板２１は、例えばタックや生体適合性の高い接着剤等にて強膜Ｅ３に固定保持させることもできる。
以上のような構成を備える視覚再生補助装置において、視覚再生のための動作を図６に示す制御系のブロック図を基に説明する。撮影装置１２により撮影された被写体の撮影データ（画像データ）は、パルス信号変換手段１３ａに送られる。パルス信号変換手段１３ａは、撮影した被写体を患者が視認するために必要となる所定の帯域内の信号（電気刺激パルス用データ）に変換し、送信手段１４より電磁波として体内装置２０側に送信する。
【００４８】
また同時に、パルス信号変換手段１３ａは、バッテリー１３ｂから供給されている電力を前述した信号（電気刺激パルス用データ）の帯域と異なる帯域の信号（電力）に変換し、電磁波として電気刺激パルス用データと合わせて体内装置２０側に送信する。
【００４９】
体内装置２０側では、体外装置１０より送られてくる電気刺激パルス用データと電力とを受信手段２３で受信し、制御部２５に送る。制御部２５では受けとった信号から、電気刺激パルス用データが使用する帯域の信号を抽出する。制御部２５は、抽出した電気刺激パルス用データに基づいて、各電極２７に分配される電気刺激パルスと、電気刺激パルスの分配を制御するマルチプレクサ制御信号を生成し、その電気刺激パルスと制御信号をマルチプレクサ４０へと送る。マルチプレクサ４０は受け取った制御信号に基づいて、電気刺激パルスを複数の各電極２７へと分配し、電気刺激パルスを各電極２７より出力させる。各電極２７から出力される電気刺激パルスによって網膜を構成する細胞が刺激され、患者は視覚を得る。
【００５０】
なお、以上説明した本実施形態では、電極を眼球に設置し、網膜を構成する細胞を刺激する構成としたが、これに限るものではない。患者の視覚を形成する細胞又は組織を刺激して、患者の視覚を再生させる構成であればよい。例えば、電極を視神経や大脳皮質等に設置する構成としてもよい。
【００５１】
なお、以上説明した本実施形態では、機能デバイスユニットである体内装置の一部を患者の眼球や頭部に設置し、患者の視覚を再生する視覚再生補助装置を例に挙げて説明したが、この構成に限るものではない。生体内に機能デバイスユニットを設置する構成であればよい。例えば、聴覚、嗅覚等の感覚を再生補助する装置であってもよい。また、脳神経系疾患の治療に用いられる電気刺激装置であってもよい。
【００５２】
また、ケースの外側に電気的に接続されるユニットはなくてもよい。ケース内で、電子素子の配線端子と接続される回路素子（例えば、情報の送受信や電力を受け取るためのコイル）の配線端子（ケース内配線端子）の接続に接続基板が用いられる構成であればよい。例えば、認証用に用いられる電子回路を本発明の技術によりハーメチックシールし、機能デバイスユニットとして生体内に埋植する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本実施形態における視覚再生補助装置の外観を示した概略図である。
【図２】本実施形態の視覚再生補助装置における体内装置の構成を示した図である。
【図３】マルチプレクサ付近の断面模式図である。
【図４】マルチプレクサを密封する構成を示す図である。
【図５】患者眼に体内装置を設置した状態を示した図である。
【図６】本実施形態における視覚再生補助装置の制御系を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  視覚再生補助装置
１０  体外装置
１１  バイザー
１３  外部デバイス
２０  体内装置
２１  基板
２１ａ  リード線
４０  マルチプレクサ
２６  帰還電極
２７  電極
６０  ケース
６６  バンプ
８０  蓋部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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