(57)【要約】  シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、回路電流がそれを通って第１および第２の端子間を流れる能動型電極板と、能動型電極板の一方の面上に配置された第１のシールド板と、能動型電極板の他方の面上に第１のシールド板に対向して配置された第２のシールド板とを有する。第１および第２のシールド板はアースされた第３の端子に集合的に結合される。好ましい実施例において、能動型電極板およびシールド板は少なくとも部分的にハイブリッドフラットスルー基板とともに配置され、ハイブリッドフラットスルー基板は柔軟なケーブル部分または硬いケーブル部分またはその両方を有する。
2011517970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）に関するシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタであって、
前記ＡＩＭＤに対するハウジングに関係するハーメチック端子アッセンブリと、
前記ＡＩＭＤハウジングと絶縁された状態で前記端子アッセンブリを貫通する少なくとも１本のリード線と、
第１の端子および第２の端子を有する少なくとも１つの能動型電極板とを備え、
前記リード線は前記第１の端子に電気的に結合され、ＡＩＭＤエレクトロニクスを前記第２の端子に電気的に接続されており、さらに、
前記能動型電極板の一方の面上に配置された第１のシールド板と、
前記能動型電極板の他方の面に前記第１のシールド板に対向して配置された第２のシールド板とを備え、前記第１および第２のシールド板はアースされた第３の端子に電気的に結合され、前記能動型電極板は誘電体によって前記シールド板から絶縁されて、前記能動型電極板および前記シールド板は協同してフラットスルー・キャパシタを形成することを特徴とするシールドされたフィルタ。
【請求項２】
前記リード線は絶縁された状態を少なくとも１つの前記シールド板を貫通するリード線からなり、前記リード線は前記能動型電極板に電気的に結合されて、前記第１の端子を形成することを特徴とする請求項１に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３】
それぞれ一方の面に第１のシールド板を備え、他方の面には前記第１のシールド板に対向する第２のシールド板を備えた複数の能動型電極板を有し、前記能動型電極板はそれぞれ誘電体によって隣接するシールド板から絶縁され、それぞれの前記能動型電極板およびそれに隣接するシールド板は協働してフラットスルー・キャパシタを形成することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項４】
前記シールド板は共通のアースに電気的に結合されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項５】
それぞれ絶縁された状態で少なくとも１つの前記シールド板を貫通する複数のリード線を有し、それぞれの前記リード線はそれぞれの能動型電極板に電気的に結合されて前記能動型電極板に対する前記第１の端子を形成することを特徴とする請求項３または請求項４に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項６】
前記フラットスルー・キャパシタに隣接して配置され、前記フラットスルー・キャパシタに電気的に結合されたフィルタフィードスルー・キャパシタを有することを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項７】
前記能動型電極板に電気的に結合され、前記第２の端子を形成する導電パッドを有し、前記導電パッドは、前記能動型電極板が貫通する誘電体の本体の外面上に設けられたワイヤボンドパッドからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項８】
誘電体によって前記シールド板から絶縁されて、それぞれの前記能動型電極板および前記シールド板が協働してフラットスルー・キャパシタを形成するように配置された複数の同一面上の能動型電極板を有し、少なくとも１つの前記同一面上の能動型電極板はインダクタからなり、さらに、前記同一面上の能動型電極板の間にのびる同一面上の第３のシールド板を有していることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項９】
絶縁された状態で少なくとも１つの前記シールド板を貫通するリード線またはピンを有し、前記リード線または前記ピンは、前記能動型電極板に電気的に結合されて、前記第２の端子を形成することを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１０】
前記能動型電極板及び少なくとも１つの前記アースされたシールド板の間に電気的に結合されたモノリシックチップキャパシタ（ＭＬＣＣ）を有していることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１１】
前記能動型電極板と実質上同一平面上に配置された第３のシールド板を有し、前記第３のシールド板は、前記アースされた前記第３の端子に電気的に結合され、実質上前記能動型電極板を取り巻き、前記第１および第２のシールド板の間に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１２】
前記能動型電極板の少なくとも一部は、一般的な回路配線によって形成されたインダクタ、またはスパイラル回路配線、またはホイーラースパイラルからなっていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１３】
前記シールド板を互いに電気的に結合するための少なくとも１つのビアホールを有していることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１４】
前記ビアホールは前記能動型電極板の周辺に配置されることを特徴とする請求項１３に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１５】
前記能動型電極板の表面積が、パラジティックキャパシタンスを増大させ、かつ電流に対する抵抗を最小にすべく、最大になることを特徴とする請求項１〜請求項１４のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１６】
前記能動型電極板は、Ｌ型、π型、Ｔ型、ＬＬ型、５素子型、ｎ素子型および受動型ローパスフィルタのうちの少なくとも１つ、または帯域除去フィルタ、ダイオードアレイおよびＲＦＩＤチップのうちの少なくとも１つを形成し、前記受動型電子デバイスはＭＲＩ周波数で使用可能なように最適化されることを特徴とする請求項１〜請求項１５のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１７】
前記能動型電極板および前記第１および第２のシールド板は前記能動型電極板に電気的に結合されたリード線に対して実質上垂直または平行に配置されて、前記第１の端子を形成することを特徴とする請求項１〜請求項１６のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１８】
前記能動型電極板および前記シールド板は少なくとも部分的にハイブリッドフラットスルー基板内に配置されることを特徴とする請求項１〜請求項１７のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項１９】
前記ハイブリッドフラットスルー基板は前記第３の端子を形成する金属被覆面を有していることを特徴とする請求項１８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２０】
前記ハイブリッドフラットスルー基板は埋め込み医療装置に対するハーメチックシールに隣接して配置されて、前記金属被覆面は前記埋め込み医療装置に対するハウジングに電気結合され、前記ハイブリッドフラットスルー基板は、ポリイミド、カプトン、またはアクリルから形成された柔軟なケーブル部分を有していることを特徴とする請求項１９に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２１】
前記ハイブリッドフラットスルー基板は、少なくとも部分的に高誘電率のセラミック、アルミナ、ガラス繊維またはＦＲ４から形成された硬い部分を有し、前記硬い部分は、前記能動型電極板に結合された少なくとも1つの受動型電子素子を有し、前記受動型電子素子は、少なくとも１つのＲＦＩＤチップ、キャパシタ、インダクタ、帯域除去フィルタ、Ｌ−Ｃトラップフィルタ、ダイオードまたはダイオードアレイからなっていることを特徴とする請求項１８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２２】
前記柔軟なケーブル部分は複数の柔軟な部分からなっていることを特徴とする請求項２０に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２３】
前記能動型電極板の前記第２の端子は回路基板に電気的に結合されることを特徴とする請求項１８〜請求項２２のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２４】
前記ハイブリッドフラットスルー基板は、内部に埋め込まれた前記能動型電極板を備えた誘電体からなり、前記能動型電極板は前記基板を貫通する少なくとも１つのビアホールに対する金属被覆面に電気的に結合され、前記シールド板は前記ハイブリッドフラットスルー基板の外面に適用された金属被覆面を有していることを特徴とする請求項１８〜請求項２３のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２５】
前記ハイブリッドフラットスルー基板を捕捉し、前記シールド板をアースおよび前記埋め込み医療装置に対するハーメチックシールに電気的に結合するための導電キャップを有し、前記ハーメチックシールは前記導電キャップが電気的に接続される導電フェルールを有し、少なくとも１本のリード線が絶縁された状態で前記フェルールを貫通し、かつ前記ビアホールからの金属被覆面に電気的に結合されることを特徴とする請求項１８〜請求項２５のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２６】
そのすべての外部素子が、体液に直接さらされることを意図して、人体適応性を有する物質から形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項２５のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２７】
前記ＲＦＩＤチップは、ＡＩＭＤ高周波テレメトリー回路を起動させるための起動手段を有していることを特徴とする請求項２１に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項２８】
能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）の埋め込みリードに受動型素子網に組み込まれた、請求項１〜請求項２７のいずれかに記載のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタであって、
基端、および末端の組織刺激または生物学的感知電極間、またはそれらに向かってのびる一対の長さを有する少なくとも１本のリード線と、
前記電極から離れた位置において、患者の組織に隣接して、または患者の血液またはリンパ液の流れ中に配置されたエネルギー散逸面と、
前記リード線に関係付けられ、高周波エネルギーを前記電極から前記エネルギー散逸面に向かって選択的に逸らせることによって前記高周波エネルギーを熱として散逸させるための逸らせ回路とを備えたことを特徴とするシールドされたフィルタ。
【請求項２９】
前記受動型素子網は、前記逸らせ回路に関係付けられて前記リード線の高周波インピーダンスを増大させるためのインピーダンス回路を有し、前記インピーダンス回路は、前記逸らせ回路と少なくとも１本のリード線の末端との間に配置された、インダクタまたは帯域除去フィルタからなっていることを特徴とする請求項２８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３０】
前記少なくとも１本のリード線はプローブまたはカテーテルの一部からなり、前記エネルギー散逸面はシース、絶縁体または伝熱素子からなっていることを特徴とする請求項２８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３１】
前記少なくとも１本のリード線は少なくとも一対のリード線からなり、前記少なくとも一対のリード線はそれぞれ、基端と、末端の組織刺激または生物学的感知電極との間にのびる長さを有し、前記逸らせ回路は、前記リード線をそれぞれ前記エネルギー散逸面に結合し、前記逸らせ回路は、前記リード線の対の間に結合されることを特徴とする請求項２８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３２】
前記高周波エネルギーは磁気共鳴スキャナの選択された高周波パルス周波数の範囲内にあることを特徴とする請求項２８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３３】
前記逸らせ回路はローパスフィルタからなっていることを特徴とする請求項２８に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３４】
前記ローパスフィルタは、Ｃ型フィルタ、Ｌ型フィルタ、Ｔ型フィルタ、π型フィルタ、ＬＬ型フィルタ、５素子型フィルタおよびｎ素子型フィルタのうちの少なくとも１つからなり、前記逸らせ回路は、少なくとも１つの直列共鳴Ｌ−Ｃトラップフィルタからなっていることを特徴とする請求項３３に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３５】
前記インピーダンス回路はダイオード、または過渡電圧抑止器、またはインダクタ、または帯域除去フィルタのような非線形回路素子を有していることを特徴とする請求項２９に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３６】
前記逸らせ回路は少なくとも１つの直列共鳴Ｌ−Ｃトラップフィルタからなっていること特徴とする請求項３５に記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３７】
前記能動型電極板およびその周囲を取り巻くアースされたシールド板の有効キャパシタンス面積が最大になるように設定されて、それらの間に形成される３端子フラットスルー・キャパシタのより高い値が得られるようになっており、前記能動型電極板およびアースされたシールド板の間の絶縁層の誘電率は、前記３端子フラットスルー・キャパシタのより高いキャパシタンス値を達成すべく実質上増大せしめられ、前記能動型電極板およびアースされたシールド板を分離する誘電体厚は、前記３端子フラットスルー・キャパシタのより高いキャパシタンス値が達成されるように最小になるように設定され、前記能動型電極板およびそれを取り巻くアースされたシールド板の多数の冗長な平行層を含むことによって前記３端子フラットスルー・キャパシタの全キャパシタンス値が増加するようになっていることを特徴とする請求項１〜請求項３６のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【請求項３８】
前記アースされた第３の端子前記ＡＩＭＤの導電ハウジングであることを特徴とする請求項１〜請求項３７のいずれかに記載のシールドされたフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
本発明は、一般に、フィードスルーフィルタ・キャパシタ・ＥＭＩフィルタに関する。特に、本発明は、ハイブリッドＥＭＩフィルタ基板、および／または柔軟なケーブルアセンブリに関し、シールドされたフラットスルー／フィードスルー・フィルタおよび／またはエネルギー散逸回路素子として具体化される。本発明は、リード線が電子モジュールまたはシールドされたハウジング内に出入りするときに該リード線を支持する、広範囲のコネクタ、端子、および／またはハーメチックシールに適用可能である。特に、本発明は、種々の能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）に適用される。
【０００２】
図１〜４０には、本発明の意義および新規性をよりよく理解するための技術的背景が示されている。
【０００３】
図１は、実際に使用されている種々のタイプの能動型埋め込み医療装置および外部医療装置１００を示したものである。図１は、多数の埋め込み医療装置を示した一般的な人体のフレームダイヤグラムである。１００Ａは人工内耳、圧電サウンドブリッジ・トランスデューサ等々を含む一群の聴力装置である。１００Ｂは種々の神経刺激装置および脳刺激装置である。神経刺激装置は、例えば、てんかん、肥満および鬱病を治療すべく、迷走神経を刺激するために用いられる。
【０００４】
脳刺激装置は、ペースメーカーに似た装置であり、脳の奥深くに埋め込まれた電極を有し、発作の発現を検知し、また、脳組織に対し電気的な刺激を与えることによって、発作が実際に引き起こされることを防止する。脳刺激装置に関係するリード線は、しばしばリアルタイムＭＲＩイメージングを用いて配置される。このようなリード線の大抵のものは、リアルタイムＭＲＩの間に配置される。１００Ｃは従来よりよく知られた心臓ペースメーカーである。１００Ｄは、左心室補助装置（ＬＶＡＤ）および「Ａｂｉｏｃｏｒ」として知られた最近導入された人工心臓を含む人工心臓の一群である。１００Ｅはインシュリン、化学療法薬、鎮痛剤等々の投与のために使用される薬物用ポンプの一群である。インシュリンポンプは、受動型装置から、センサおよび閉ループシステムを備えたものに進化している。すなわち、血糖値レベルのリアルタイムでのモニタリングが可能である。これらの装置は、検出回路および外部に埋め込まれたリード線を全く備えていない受動型ポンプよりもＥＭＩに対して敏感である。１００Ｆは骨折の早期治癒を目的とする種々の骨成長刺激装置である。１００Ｇは失禁装置である。１００Ｈは、鎮痛脊髄刺激装置および抗振戦刺激装置の一群である。１００Ｈはまた、痛みをブロックするために用いられる別のタイプの神経刺激装置の一群である。１００Ｉは埋め込み除細動器（ＩＣＤ）の一群と鬱血性心不全装置（ＣＨＦ）の一群である。これはまた、心臓再同期療法として、さもなくば、ＣＲＴ装置として知られている。１００Ｊは外側から着用されたパックである。このパックは、外部インシュリンポンプ、外部薬ポンプ、外部神経刺激装置または心室補助装置から構成され得る。１００Ｋは外部プローブまたはカテーテルの挿入を表わしている。これらのプローブは、例えば、大腿動脈内に挿入され、または人体の別の部位に挿入され得る。１００Ｌは様々な部位に置かれ得る種々のタイプの心電図／心電計外部皮膚電極の1つである。１００Ｍは頭部に置かれた外部脳波検査電極である。
【０００５】
図２は、従来の単極の円盤状フィードスルー・キャパシタであり、内部能動型電極板セット１０２およびアース電極板セット１０４を備えている。内径端子面１０６が能動型電極板セット１０２に電気的に接続される。外径端子面１０８ははんだ付け可能であり、かつ導電性を有している。外径端子面は電極板セット１０４の外径に接続される。
【０００６】
図３は、図２の円盤状フィードスルー・キャパシタの断面図である。図２において、円盤状フィードスルー・キャパシタは能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）のハーメチックシール１１２に取り付けられている。従来の円盤状フィードスルー・キャパシタにおいては、リード線１１４は連続している。ハーメチックシール１１２は典型的に心臓ペースメーカーの例えば、チタン製ハウジングに取り付けられる。アルミナ、セラミックまたはガラスのような絶縁体１１８が、フェルール１２０内に配置されて、体液に対するハーメチックシールを形成する。端子ピンまたはリード線１１４は、ハーメチックシール１１２を貫通し、絶縁体１１８およびキャパシタ１１０を貫通する通路を通ってのびている。金ろう付け１２２が端子ピン１１４および絶縁体１１８の間のハーメチックシール結合を形成する。別の金ろう付け１２４はアルミナ絶縁体１１８およびチタン製フェルール１２０の間のハーメチックシール結合を形成する。レーザ溶接部１２６はフェルール１２０およびハウジング１１６の間のハーメチックシール結合をもたらす。フィードスルー・キャパシタ１１０は米国特許第５，３３３，０９５号に従って面に設けられ、その内径金属被覆部１０６および能動型電極面セット１０２およびリード線１１４の間の電気的接続１２８を実現する。また、外径電気接続１３０が形成され、この接続によってキャパシタの外径金属被覆部１０８およびアース電極１０４がフェルール１２０に接続される。フィードスルー・キャパシタは最小の直列インピーダンスを有する高周波装置である。これによって、フィードスルー・キャパシタは非常に広い周波数範囲にわたってＥＭＩフィルタとして動作する。再び図３を参照して、従来の円盤状フィードスルー・キャパシタ１１０を説明する別の方法として、３端子キャパシタとして記述することが考えられる。３端子装置は一般に、伝送ラインとして機能する。図３に示すように、リード線１１４内に流れる電流ｉが存在する。従来のＡＩＭＤに関し、体液側においては、周囲の発生源からエネルギーをピックアップし得るアンテナとして望ましくない動作をし得る、埋め込まれたリードが一般に存在する。このエネルギーは電磁干渉（ＥＭＩ）として知られている。携帯電話、電子レンジ等々は、すべて能動型埋め込み医療装置に対する干渉を生じさせることに加担してきた。この干渉が、点Ｘ（図３）において、リード線１１４に進入した場合、フィードスルー・キャパシタ１１０によりその長さ方向に沿って減衰する。この望ましくない高周波数（ＥＭＩ）は、出るとき、（ペースメーカーパルスまたは生物学的周波数センサのような）通常の低周波数回路電流を除去し、それによって、高周波ＥＭＩは著しく減衰せしめられる。これを見るための別の方法は、端子１から端子２（図３および４）への高周波エネルギーとして考えることであり、このエネルギーは、フィードスルー・キャパシタ１１０を通じて、第3のターミナルまたはターミナル３として知られたアース端子に逸らされる。フィードスルー・キャパシタ１１０はまた、次の２つの別の重要な機能を有している。
ａ）その内部アース電極１０２、１０４が電子装置またはモジュールの全体的な電磁シールドハウジングの連続した部分として機能すること、電子装置またはモジュールは完全にシールドされたハウジングのハーメチックシール１１２はまたは、リード線の出入りのための同様の開口を通じた高周波エネルギーの直接の進入を物理的にブロックする（このような高周波エネルギーは、シールドされたハウジング内に進入したとき、敏感な電子回路に結合してこれに干渉し得る）。
ｂ）フィードスルー・キャパシタ１１０は、リード線の望ましくない高周波ＥＭＩ信号を、シールドハウジングの全体に効果的に導く。シールドハウジングにおいては、このようなエネルギーは、微少な温度上昇に帰する渦電流として散逸せしめられる。
【０００７】
図４は、図２および図３を参照して、上で説明した円盤状フィードスルー・キャパシタ１１０を示す概略図である。この図からわかるように、それは図３に示した端子１、２、３に一致した３端子装置である。
【０００８】
図５は、４個のスルーホールを備えている点を除いては、既に図２で説明したものと同様の構成を有する従来の４極フィードスルー・キャパシタ１３２である。
【０００９】
この説明の全体を通して、機能的に等価な構成要素には実施例の種類に関係なく、同一の参照番号を付してある。
【００１０】
図６は、図５のキャパシタ１３２の内部電極１０２、１０４を示す断面図である。
【００１１】
図７は、図５および図６の４極フィードスルー・キャパシタ１３２を備えた４個の独立なフィードスルー・キャパシタを示す概略図である。
【００１２】
図８は、図２および図３の単極フィードスルー・キャパシタの内径および外径電極を示す分解図である。この図には、能動型電極板セット１０２およびアース電極板セット１０４が示されている。被覆層１３４が電気的絶縁性を高め、かつ機械的強度を強めるために上端および下端に設けられている。
【００１３】
図９は、既に図５で説明した従来の４極フィードスルー・キャパシタ１３２の内部電極の分解図である。図９に示されるように、１０２は能動型電極板セットであり、１０４はアース電極板である。被覆層１３４は既に図８を参照して説明したもの同様の目的のために設けられる。
【００１４】
図１０は、ハーメチック絶縁体１１８の上端に取り付けられた従来の４極フィードスルー・キャパシタ１３２を示す図であり、この場合、ワイヤボンド基板１３６が上端に取り付けられる。ワイヤボンドパッド１３８、１３８’、１３８”、１３８’”、１４０が、便宜上、ＡＩＭＤの内部回路に接続された状態で示されている。これは米国特許第７，０３８，９９０号および米国特許第７，３１０，２１６号の図７５および図７６に、より詳細に示されている。これらの文献の内容をここに参考文献として組み入れる。
【００１５】
図１１は、図１０の１１−１１線に沿った断面図である。図１１には、ワイヤボンドパッド１３８〜１３８’”に対する内部回路配線Ｔ１〜Ｔ４が示されている。再び図１０を参照して、ワイヤボンド基板１３６の左側に付加的なワイヤボンドパッド１４０が示されている。これはまた、図１１にも示されている。これはハーメチックシール・フェルール１２０の外径に対するアース接続であり、ＡＩＭＤの内部のアース取付点を必要とする電子回路等々に対する便利な接続点を与える。  
【００１６】
図１２は、図１０の従来のワイヤボンドパッド４極ハーメチックフィードスルー・キャパシタ１３２の概略図である。
【００１７】
図１３は、従来のモノリシックセラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）１４２を示した図である。これらは１日当たり何億個も製造されて、家庭用電化製品およびその他の市場に供給されている。事実上、すべての携帯電話およびその他のタイプの電子装置はこれらを多数備えている。図１３において、ＭＬＣＣ１４２は一般に、チタン酸バリウムのような高誘電率セラミックから形成された本体１４４を有している。それはまた、一端に、はんだ付け可能な端子面１４６、１４８を有している。これらの端子面１４６、１４８はＭＬＣＣキャパシタ１４２の内部電極板に接続するための簡便な方法を与える。図１３はまた、四角形状、円筒形状、丸みを帯びた形状、タンタル、アルミニウム、電解、フューム積層またはその他のタイプのキャパシタを含む多数の他の型式のキャパシタによって特徴づけられる。
【００１８】
図１４は、図１３の１４−１４線に沿った断面図である。１５０は左側電極板セットであり、１５２は右側電極板セットである。左側電極板セット１５０は外部金属被覆面１４６に電気的に接続される。反対側電極場セット（または右側電極板セット）１５２は外部金属被覆面１４８に接続される。従来のＭＬＣＣおよび等価チップキャパシタはまた、２端子キャパシタとして知られている。すなわち、電気エネルギーがキャパシタの本体に接続される方法が二通り存在する。図１３および図１４において、第１の端子「１」は左側に位置し、第２の端子「２」は右側に位置する。
【００１９】
図１５は、図１３の従来のＭＬＣＣキャパシタ１４２の理想的な概略図である。
【００２０】
図１６は、図１３に示されたＭＬＣＣ１４２の構成が直列インダクタンスＬを有するという事実を示すより現実的な配線図である。この誘導的性質は、それが２端子のデバイスであり、伝送ラインとして機能しないという事実に基づく。すなわち、そのリード線および関係する内部電極はすべて直列インダクタンスをキャパシタに加える傾向がある。ＭＬＣＣキャパシタが特定の周波数において自己共鳴するということが電気技術者によく知られている。図１７は、この共鳴周波数に対する公式を示している。図１６に示された容量性リアクタンスが誘導性リアクタンスに等しく、かつ反対の極性をもつポイントが常に存在する。これらの２つの虚数成分が互いにキャンセルするのがこのポイントである。もし、抵抗損失が存在しなければ、共鳴周波数において、図１６に示される１４６．１〜１４８．２の間のインピーダンスはゼロになる。しかしながら、インダクタンスＬおよびキャパシタＣの等価直列抵抗の抵抗損失がこれの発生を妨げる。これは図１８を参照することによってよりよく理解される。
【００２１】
図１８には、３つの曲線が描かれている。理想的キャパシタ曲線は図３に示されたようなフィードスルー・キャパシタの応用性に非常に類似した曲線を描く。１０，０００ＭＨｚを越える非常に高い周波数に至る周波数の上昇に伴って、減衰は直線的に増大する。ＭＬＣＣ曲線は図１３のキャパシタに対するものである。低周波数、すなわち、１００ＭＨｚ以下の周波数において、ＭＬＣＣ曲線は理想的またはフィードスルー・キャパシタに非常に接近する。しかしながら、ＭＬＣＣがその自己共鳴周波数（ＳＲＦ）に近づくに伴い、減衰は結果的に増大する傾向にある。これは、図１６に再び示すように、誘導性および容量性リアクタンス素子が互いにキャンセルする傾向にあるという理由に基づく。既に述べたように、もし、共鳴周波数（ＳＲＦ）において抵抗損失が存在しなければ、ＭＬＣＣチップは短絡回路のように見え、理想的な場合には、減衰は無限大となる。このことは、これらの抵抗損失が存在しない場合、ＳＲＦにおいて無限大の減衰が生じることを意味する。あるいは、約６０ｄＢのピークが生ずる。共鳴はさておき、ＭＬＣＣキャパシタは次第に誘導性を有するようになり、減衰は著しく低下する。これは、好ましくない結果であり、フィードスルー・キャパシタがＥＭＩ基板フィルタ内において使用されるという好ましい選択が、一般的になされる理由である。
【００２２】
図１９は、単極フィードスルー・ピンまたはリード線１１４のまわりに接続された３つの異なるサイズのＭＬＣＣキャパシタＣ1〜Ｃ3を示した図である。自己共鳴周波数はキャパシタの内部インダクタンスに依存する。このことは、図１６を参照して既に説明された。物理的により微少なＭＬＣＣキャパシタを用いることで、インダクタンス値を減少させることができる。例えば、図１９を参照して、従来技術において、０４０２、０６０３および０８０５サイズのＭＬＣＣキャパシタとして知られたものをそれぞれ使用することができる。これは例えば、０８０５が０．０８０インチの長さおよび０．０５０インチの幅を表すとのＥＩＡ規格に基づく。したがって、これら３つの異なるＭＬＣＣキャパシタＣ1〜Ｃ3は３つの共鳴周波数を有する。このことは、米国特許第５，９７３，９０７号および米国特許第５，９５９，３３６号により詳細に説明されており、これらの文献の内容をここに参考文献として組み入れる。図２０は、図１９の３つのＭＬＣＣキャパシタの回路図である。
【００２３】
図２１は、図１９の３チップキャパシタ単極ハーメチックターミナルに対する減衰応答性を示したグラフである。これら３つのキャパシタＣ1〜Ｃ3は図２０に概略的に示されるように、並列的に作用する。図２１を参照して、互いに並列的に作用するこれらの個々のＭＬＣＣキャパシタの自己共鳴周波数を示す３つの共鳴ピークが存在する。参考として、図１８に既に示された理想的キャパシタ応答曲線を示す。Ｃ1〜Ｃ2およびＣ3に対するＳＲＦがまた示されている。物理的に最も大きなキャパシタＣ1は最低の自己共鳴周波数を有する一方、物理的により小さいキャパシタＣ3は最高の自己共鳴周波数を有する。これは一般にＭＬＣＣキャパシタが小さくなればなるほど、その内部インダクタンスが小さくなるという理由に基づく。ＭＬＣＣキャパシタの望ましくない等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）の値を決定する第２の因子は、内部電極の個数および間隔、幾何学的構成、形状因子および回路基板取付技術を含んでいる。
【００２４】
再び図１９を参照して、このアプローチが、ＡＩＭＤ市場においてこれまで一般に実行されてこなかった理由は、これが複雑な構成を有していて、また、非常にコストが高くつくということにある。スペース的な制限および信頼性が原因で、多数の素子をこのような小さなスペース内にパッキングすることは非現実的である。
【００２５】
図２２は、例えば、図１９に既に示されたＭＬＣＣキャパシタを取り付けるための異なる方法を示したものである。産業界において、これは、ツームストーン取付位置として知られ、キャパシタがＥＭＩフィルタまたはＲＦ減結合デバイスとして使用される場合になされ、極めて望ましくないものである（悪い取付および悪い形状因子）。これはキャパシタの誘導ループ面積Ｌ1が増大しやすいという理由による。増大した誘導ループ面積（ループの下側に結合された面積の数を積分）が、既に図１６で説明したような、インダタンスＬを直接増大させるという効果を奏する。これが望ましくない理由は、この特定のキャパシタが非常に低い周波数で自己共鳴しがちである（そして、それによって非常に低い有効高周波数デバイスまたはＥＭＩフィルタを形成する）ということによる。
【００２６】
図２３は、図２２のＭＬＣＣキャパシタ１４２を取り付けるためのより望ましい方法を説明した図である。これは、従来のフラット面取付技術であり、図示のように、より広い誘導ループエリアＬ2を生じさせる（ループの下側に形成されるエリア）。したがって、２つのキャパシタがサイズおよび電気容量値において同一であったとしても、図２３に示されるＭＬＣＣキャパシタ１４２は誘導的になり始める前により高い周波数で共鳴する。
【００２７】
図２４は、従来技術において、逆配置ＭＬＣＣキャパシタ１４２’として知られたキャパシタを示す図である。比較のために図２４に示されるＭＬＣＣキャパシタの物理的なサイズは、既に図２２および図２３に示されたＭＬＣＣキャパシタ１４２と正確に同じサイズにしてある。重要なことは、端子面１４６’、１４８’の構成である。図２４のＭＬＣＣキャパシタ１４２’はその長手方向に沿って端子面処理されている。したがって、その誘導ループエリアまたはループＬ3の下側に形成されるエリアは、最も面積が小さいループ配置を形成する。すなわち、図２４のキャパシタ１４２’は、図２２および図２３に示されたＭＬＣＣキャパシタ１４２と比べて、より高い周波数で自己共鳴する。これの良好な取り扱い法が、ポルトガルのリスボンで１９９９年１０月１９日〜２０日に開催された「キャパシタおよび抵抗技術」シンポジウムにおいて発表された「キャパシタのインダクタンス」という題名の論文に示されている。この論文は、エアロスペース社のロバートスティーブンソンおよびゲイリーエーベル博士の共著であった。関連する論文が、同じ著者によって、カリフォルニア州サンディエゴで１９９９年６月１日〜４日に開催された第４９回ＩＥＥＥの「エレクトロニックおよび素子技術」会議において「キャパシタのインダクタンス、一定の応用のための重要な特性」という表題で発表された。
【００２８】
図２５はＭＬＣＣに対する等価回路モデルが付加的に示されている点を除き、既に図１６で示したものと同様の電気配線図である。抵抗ＩＲおよびＥＳＲが付加されている。ＩＲはキャパシタＣの絶縁抵抗である。電子回路解析上の理由から、このＩＲ抵抗はＣに無視される。その理由は、典型的にＩＲの値が１０ギガオームを越えるからである。この数字はキャパシタ回路モデルの他の素子の値に比べて遙かに大きく、よって安全に無視することができる。また、図２５に示される完全な配線図に対して、キャパシタ直列抵抗（ＥＳＲ）が付加される。これはセラミック材料の誘電損失正接およびすべての抵抗損失およびキャパシタそれ自体の内部および外部に存在するその他の電気的接続を含む全ＥＳＲである。既に述べたように、抵抗ＥＳＲの存在は、自己共鳴周波数において挿入ロスが無限大にならないことの理由である。
【００２９】
図２６は、トランソーブ（登録商標）等々のような従来のチップ過渡電圧抑制ダイオード１５４を示した図である。
【００３０】
図２７は、能動型医療装置リード線１１４および回路アースの間に接続された図２６のダイオードチップ１５４を示す配線図である。図２７に示される破線は、ＡＩＭＤのシールドされたハウジングを示す。ダイオードチップ１５４（またはマルチプルダイオードアレイ）が配置される理由は、外部高電圧損傷からＡＩＭＤの敏感な電子回路を保護することを助けることにある。これらは静電放電または患者への自動対外式除細動器（ＡＥＤ）の適用である。ＡＥＤは現在政府機関の建物内、空港内、航空機内等々において見つけられる。ペースメーカーは、ＡＥＤの外部除細動動作がなされる間に焼き切れないことが非常に重要である。図２６および図２７に示されるダイオードチップ１５４は、典型的に、従来技術においてまた、ツェナダイオードとして知られたアバランシェ型ダイオードからなっている。言い換えれば、それらは一定の電圧閾値に到達するまでに順方向バイアスも発生させないし、またはショートもしない。これらはまた、従来技術において、「トランソーブス(Transorbs)」として知られ、また別の製品名を有している。このようなダイオードは背中合せにされ、互いに平行に配置され、二相性高電圧ＡＥＤパルスを抑制する
【００３１】
図２８は、従来のインダクタチップ１５６を示した図である。これらを製造する業者は多数存在する。これらはフェライト素子を有し、または非強磁性体からなっている。それらは種々のサイズを有し、種々のインダクタンス値および定格電圧を有している。
【００３２】
図２９は、図２８のインダクタチップ１５６の回路図である。
【００３３】
図３０を参照して、インダクタ回路配線１５８が従来ＭＬＣＣキャパシタ１４２の上端面に印刷され、または堆積せしめられて、ＭＬＣＣ−Ｔ１６０を形成している。これの長所は非常に大きな体積の市販のキャパシタ動作から生じる低コストのＭＬＣＣが用いられ、インダクタ配線１５８が補助的な操作としてプリントされるということにある。これはその共鳴周波数において、非常に高いインピーダンスを生じさせる並列インダクタ（Ｌ）−キャパシタ（Ｃ）共鳴（Ｌ−Ｃ）回路を形成する。これは磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ）等々のような単一の高周波を抑制するために有効である。このことは米国特許出願公開ＵＳ２００７−００１１２３９８に詳細に説明されており、この文献の内容をここに参考文献として組み入れる。
【００３４】
図３１は、独立の基板１６２上にインダクタ配線１５８を堆積させることによって並列Ｌ−Ｃ共鳴回路を形成する別の方法を示した図である。例えば、基板１６２はアルミナ、セラミック、またはその他の適当な回路基板材料から形成されている。これは薄い接着層１６４とともに従来のＭＬＣＣキャパシタ１４２に接合される。両側に対応する金属被覆面１４６、１４８を有するコンポジットＭＬＣＣ−Ｔ構造１６０’が図３４の電気配線図に示され、そしてここで、この構造は平行ＬおよびＣタンクまたは帯域除去回路を形成することは明らかである。
【００３５】
図３２は、既に参照した米国特許出願第１１／５５８，３４９に従って帯域除去またはタンクフィルタ１６６を形成する新規なコンポジットモノリシックセラミックキャパシタ並列共鳴タンク（ＭＬＣＣ−Ｔ）１６０”の等角図法による図である。外見上は、本発明のＭＬＣＣ−Ｔ１６０”および図１３に示される従来ＭＬＣＣキャパシタ１４２の間には、如何なる差異も存在しない。しかしながら、この新規なＭＬＣＣ−Ｔ１６０”はその対向する端子面1４６、１４８の間のキャパシタを横切って平行に接続される、埋め込まれたインダクタ１６２を備えている。
【００３６】
図３３は、図３２に示される新規なＭＬＣＣ−Ｔタンクフィルタ１６０”の種々の層を示す分解図である。この新規なＭＬＣＣタンク（ＭＬＣＣ−Ｔ）１６０”は埋め込まれたインダクタ１６２を有している。低周波数において、この埋め込まれたインダクタ１６２はキャパシタを一端側から他端側に向けてショートさせる。しかしながら、高周波数では、これは図３４の配線図を参照してよりよく理解される平行タンク回路１６６を形成する。図３３を再び参照して、キャパシタが上端から順次重ね合わされるに連れて、１またはそれ以上の埋め込まれたインダクタ層１６２に続くブランクカバーシート１６８のエリアが存在する。これらのインダクタの配線は、米国特許出願公開ＵＳ２００７−０１１２３９８Ａ１の図８３に示されるような種々の形状を有し得る。使用可能な種々の任意の形状が存在することが当業者に明らかである。そして、キャパシタ電極板セット１５０、１５２が得られる前に、多数のその他のブランクインターリーフ１７０が存在する。キャパシタ電極板１５０は左側の端子１４６に接続し、キャパシタ電極板セット１５２は右側の端子１４８に接続する。図３３において、単一の電極のみが番号１５０、１５２として示されている。しかしながら、任意の個数のプレート“ｎ”が積み重ねられて所望の電気容量値が得られることは当業者に明らかである。そして、下部ブランクカバーシート１６８が加えられることによって、タンクフィルタＭＬＣＣ−Ｔ１６０”の全体に絶縁性および機械的強度が付与される。
【００３７】
高温でのコンポジット構造の焼結の後、再び図３２を参照して、最終ステップとしてはんだ付け可能な端子面１４６、１４８の適用がなされる。これらの端子面はパラジウム銀、ガラスフリット、金メッキ等々のような厚いフィルムインクからなり、公知の多くのプロセスにおいて適用される。図３２に示されるＭＬＣＣ−Ｔ１６０”の全体は、図１３に示される従来のＭＬＣＣ１４２と同じように見える。しかしながら、新規な並列インダクタ構造１６２が内部に埋め込まれて、図３４の配線図に示されるような新規な並列タンクまたは帯域除去フィルタ１６６が生成される。
【００３８】
図３４を参照して、インダクタＬがキャパシタＣに並列に配置される。キャパシタＣは図３２に示されるモノリシック構造ＭＬＣＣ−Ｔ１６０”内に配置される。
【００３９】
図３５には、４極フィードスルー・キャパシタ１３２の１つの極だけが示されていて、図３６に示されるその配線図を参照することによってよりよく理解される。図３６には、Ｃ1、Ｃ2、Ｃ3およびＣ4として示された広帯域ＥＭＩフィルタとして知られたフィードスルー・キャパシタ１１０が存在する。これらの回路の各位置と合致して、並列共鳴大意か除去フィルタＭＬＣＣ−Ｔ１６０は類似の強力な発生源から生じるＭＲＩパルス高周波をブロックする。この帯域除去フィルタの機能は、米国特許第７，３６３，０９０号の記載を参照することによってよりよく理解される。そして、この文献の内容をここに参考文献として組み入れる。
【００４０】
図３５を再び参照して、金ろう付け１２４によってハーメチック絶縁体１１８に取り付けられた金属フェルール１２０が存在する。また、２本のリード線１１４、１１４’が存在する。リード線１１４は金ろう付け材料１２２によって機械的にかつシールされた状態で絶縁体１１８に取り付けられる。帯域除去フィルタまたはタンクフィルタＭＬＣＣ−Ｔ１６０は絶縁スペーサ板１７０によって所定の位置に固定される。フィードスルー・キャパシタ１３２が上端に取り付けられる。リード線１１４’はタンクフィルタＭＬＣＣ−Ｔ１６０の多端に取り付けられる。キャパシタ外径金属被覆１０８はキャパシタの内部アース電極１０４に接続する。電気接続１３０がキャパシタの外径金属被覆１０８と、フェルール１２０の金属部分と金ろう付け材料１２４との間に形成される。
【００４１】
図３７は、特定の構造を有する従来のＭＬＣＣフェルールキャパシタ１４２の別の例を示した図である。これは従来の技術においては、フラットスルー・キャパシタ（または別の製品名を有する）として知られている。ここでは、フラットスルー・キャパシタ１７４と呼ぶ。低周波数において、フラットスルー・キャパシタ１７４は理想的な周波数対キャパシタンスの挙動を示す。すなわち、その周波数対減衰曲線はほぼ理想的である。これは、このキャパタが従来の円盤状フィードスルー・キャパシタ１１０に類似した方法で伝送線として機能する３端子の装置であるからである。このことは、図３８に示されるその内部電極板の構造を参照することによってよりよく理解される。貫通または能動型電極板１７６が２つのアース電極板１７８の間に挟まれている。貫通または能動型電極板１７５は端子面１８０、１８２によって両側に接続される。キャパシタが図３７に示されるように、回路配線１８４および１８６の間に取り付けられたとき、これは回路配線を点１８４、１８６の間に接続する。図３８の能動型回路配線１７５を参照して、進入する電流ｉ1が存在する。もし、これが高周波ＥＭＩ電流であれば、それはフラットスルー・キャパシタのキャパシタンスによってその長さ方向に沿って減衰し、端子２において、ｉ１’と同程度の信号を生じさせる。円盤状フィードスルー・キャパシタと同様、フラットスルー・キャパシタ１７４は図３７に示されるように、３端子キャパシタである。電流入力点ｉ1は端子１を形成し、電流出力点ｉ１’のは端子２を形成する。アースは端子３である。言い換えれば、回路配線を流れる高周波電流はいずれもキャパシタ１７４の電極１７５を通過しなければならない。これは高周波信号が、いずれもアースあるいは電極１７８とそれらの間に形成されるキャパシタンスとの間の電極板１７５の全長にわたってさらされるということを意味している。このことは、３端子フィードスルー・キャパシタに対する非常に新規な構造を作り出すという効果を生じさせる。このタイプのキャパシタ１７４の１つの欠点は、それがシールドの全体の一部を構成するように容易に取り付けることができないということである。装置を横切る望ましくない高周波カップリング１８８が生じるような周波数が常に存在する。これは通常１００ＭＨｚまたはそれ以上の周波数になるまで生じない。１ＧＨｚを越えるような非常に高い周波数では、この問題は極めて重大になる。別の欠点は、従来の円盤状フィードスルー・キャパシタ１１０（回路電流がフィードスルー・ホール内の強固なリード線を通過する）と比較した場合、フラットスルー・キャパシタ回路電流は、フラットスルー・キャパシタそれ自体の電極を通過しなければならないということである（従来の円盤状／フィードスルー・キャパシタにおいては、電極内を流れる唯一の電流は高周波ＥＭＩ電流である）。電極の厚みおよび導電性に関するモノリシックセラミック製造上の制限は、従来のフラットスルー・キャパシタ１７４が比較的高い直流抵抗をもち、数百ミリアンペアまたはせいぜい数アンペアの電流を流すことを意味する（しかしながら、埋め込み型除細動器は２０アンペアを越える高電圧パルスと協働しなければならない）。���来のＭＬＣＣおよびフラットスルー電極は相対的に薄く形成され、電極を貫通するセラミック粒子の成長が促進されて、キャパシタ層が製造の間に引き剥がされ、あるいはそれに続く機械的または熱的衝撃によって潜在的な欠陥が生じないように保たれなければならない。
【００４２】
図３９は、図３７に示される従来のフラットスルー・キャパシタ１７４の配線図である。この配線図は、図２および図３に示されるフィードスルー・キャパシタ１１０の配線図と同じであることに注意されたい。その差異は、フィードスルー・キャパシタが本来的に高周波カップリングの問題を回避する全体的にシールドの不可欠な部分として取り付けられるべく構成されていない点にある（図５〜図７参照）。
【００４３】
図４０は、図３７のフラットスルー・キャパシタに対して示される減衰対周波数応用曲線を示したグラフである。もし、高周波エネルギーのクロスカップリングが存在するならば、それは理想的なあるいはほぼ完璧なキャパシタとして動作する。しかしながら、このクロスカップリングの存在によって減衰がこのグラフに示されるように寄生的に低下し始める一定周波数が常に存在する。この低下は携帯電話などのような高周波ＥＭＩ発生源に対する保護がほとんど存在しない。能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）への応用において、非常に望ましくないものである。このクロスカップリングに起因する減衰の寄生的な低下は、軍事及び宇宙開発的応用において、さらに深刻な問題となる。この場合、１０または１８ＧＨｚにまで達するＥＭＩフィルタ減衰の条件が重要である（埋め込み医療装置への応用においては、通常３ＧＨｚ以上の周波数における高周波エネルギーの人間の皮膚による効果的な反射および吸収に起因して、３ＧＨｚ以上の周波数をフィルタリングすることは要求されない）。宇宙開発および軍事目的で使用される回路は、ＧＨｚレーダ等々のような非常に高い周波数の発生源の存在する状況において、動作しなければならない。したがって、キャパシタを横切る（またはキャパシタの周囲の外側の）クロスカップリングに起因するこの寄生的減衰低下に関係する問題を解決することができるフラットスルー形式のキャパシタが必要とされる。さらに、それらの貫通電極を通る高次の回路を取り扱うことができるフラットスルー・キャパシタが必要とされる。本発明は、これらの要請を満たし、その他の関係する長所をもたらすものである。
【発明の概要】
【００４４】
本発明の第１の目的は、その内部電極が高周波シールドされ（従来のＭＬＣＣフラットスルー・膜厚電極に比べて）より大きな厚みを有し、より大きな断面積および表面積を有し（強固でより大量の貫通回路電流を運び得る）、さらに、その電極が同一平面上のインダクタ素子を組み込まれ、かつ（付加的な離散的または埋め込まれたキャパシタ、インダクタ、ダイオード、ＲＦＩＤチップ等々のような）種々の表面取付け電子素子を受け入れるように選択的に形成され得るような、１またはそれ以上のフラットスルー・キャパシタを具体化する新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを提供することにある。本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの大面積の表面エリアは、フラットスルー・キャパシタンスの値を最大にする。本発明は、回路電流が第１の端子および第２の端子の間を流れる能動型電極板と、能動型電極板を実質上取り巻く複数のシールド板とを備え、シールド板はアースされた第３の端子に電気的に結合されたシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに関するものである。好ましくは、複数のシールド板は能動型電極板の第１の面上に第１のシールド板を有し、能動型電極板の第２の面上に第１のシールド板に対向する第２のシールド板を有している。能動型電極板は、誘電体によってシールド板から電気的に絶縁されて、能動型電極板およびシールド板は協働してフラットスルー・キャパシタを形成する。リード線は典型的に絶縁された状態で少なくとも１つのシールド板を貫通する。リード線は能動型電極板に電気的に結合されて、第１の端子を形成する。シールドされた固定部が設けられ、リード線が絶縁された状態でこの固定部を貫通している。固定部は例えば、能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＰ）に対するハーメチックシールを有する。能動型電極板の表面積は最大となるように設計されて、寄生キャパシタンスを増大させ、かつ電流に対する抵抗を最小にする。           
【００４５】
幾つかの実施例において、複数の能動型電極板が設けられ、それぞれその第１の面上に第１のシールド板を有し、その第２の面上には第１のシールド板に対向する第２のシールド板を有している。能動型電極板はそれぞれ誘電体によってその隣接するシールド板から絶縁されて、各能動型電極板およびそれに隣接するシールド板は協同してフラットスルー・キャパシタを形成する。シールド板は共通のアースに電気的に結合される。複数本のリード線が設けられ、それぞれ絶縁された状態で少なくとも１つのシールド板を貫通する。各リード線はそれぞれの能動型電極板に電気的に結合されて、前記能動型電極板に対する第１の端子を形成する。
【００４６】
シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタはさらに、隣接するフィードスルー・キャパシタを有し、リード線は能動型電極板に電気的に結合されるのに先立って、この隣接するフィードスルー・キャパシタを貫通してのび、それによって第１の端子を形成する。
【００４７】
導電パッドが能動型電極板に電気的に結合されて、第２の端子を形成する。導電パッドは誘電体の反対の外面上に配置されたワイヤボンドパッドからなり、この誘電体の本体を貫通して能動型電極板がのびている。
【００４８】
シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは誘電体によってシールド板から絶縁された複数の同一平面上の能動型電極板を有していて、それぞれの能動型電極板およびシールド板は協同してフラットスルー・キャパシタを形成する。さらに、少なくとも１つの同一平面上の能動型電極板はインダクタを有している。幾つかの実施例において、同一平面上の第３のシールド板が同一平面上の能動型電極板の間にのびている。
【００４９】
幾つかの実施例においてリード線またはピンが絶縁された状態で少なくとも１つのシールド板を貫通してのび、そして、このリード線またはピンは能動型電極板に電気的に結合されて、第２の端子を形成する。モノリシックチップキャパシタ（ＭＬＣＣ）が能動型電極板および少なくとも１つのアースされたシールド板の間に電気的に結合される。さらに、第３のシールド板が能動型電極板と実質上同一平面上に配置され、この第３のシールド板はアースされた第３の端子に電気的に結合される。第３のシールド板は能動型電極板を実質上取り巻き、第１および第２のシールド板の間に配置される。
【００５０】
シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタはさらに、変形されて能動型電極板の少なくとも一部がインダクタを形成する。このインダクタはスパイラル回路配線を有する。
【００５１】
ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの幾つかの実施例において、少なくとも１つのビアホールがシールド板を互いに結合するために設けられる。ビアホールは能動型電極板の周辺のまわりに配置されて、そのシールド特性を強める。
【００５２】
幾つかの実施例において、能動型電極板はＬ型、π型、Ｔ型、ＬＬ型、５素子型またはｎ素子型受動型電子ローパスフィルタの少なくとも１つの素子を形成するように構成される。さらに、能動型電極板は帯域除去フィルタ、ダイオードアレイ、またはＲＦＩＤチップの少なくとも１つの素子を形成するように構成される。能動型埋め込み型医療装置とともに用いられるとき、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、ＭＲＩ周波数で使用するために最適化された受動型電子装置素子を使用する。
【００５３】
幾つかの実施例において、能動型電極板、および第１および第２のシールド板は能動型電極板に電気的に結合されたリード線に対し実質上垂直に配置されて、第１の端子を形成する。別の実施例においては、能動型電極板および第１および第２のシールド板は能動型電極板に電気的に結合されたリード線に対し実質上平行に配置されて、第１の端子を形成する。
【００５４】
能動型電極板およびシールド板は典型的にハイブリッドフラットスルー・基板の内部に少なくとも部分に配置される。このハイブリッドフラットスルー・基板は第３の端子を形成する金属被覆面を有している。多くの実施例においては、ハイブリットフラットスルー・基板は埋め込み医療装置に対するハーメチックシールに隣接して配置されて、金属被覆面がハーメチックシールの導電フェルールを通じて埋め込み医療装置のハウジングに電気的に結合されるようになっている。
【００５５】
ハイブリッドフラットスルー基板は、柔軟なケーブル部分または硬い部分またはその両方を有している。柔軟なケーブル部分はポリイミド、カプトンまたはアクリル性である。硬い部分は高誘電率のセラミック、アルミナ、グラスファイバーまたはＦＲ４から形成されている。
【００５６】
ハイブリッド基板の硬い部分は能動型電極板に電気的に結合された少なくとも１つの受動型電子素子を有している。受動型電子素子はＲＤＩＤチップ、キャパシタ、インダクタ、帯域除去フィルタ、Ｌ−Ｃトラップフィルタ、ダイオード、またはダイオードアレイからなっている。キャパシタは典型的にモノリシックチップキャパシタからなり、インダクタは典型的にモノリシックチップインダクタまたはトロイダルインダクタからなっている。
【００５７】
能動型電極板の第２の端子はＡＩＭＤの内部回路基板のような電子装置に対する基板に電気的に結合される。
【００５８】
別の実施例においては、ハイブリットフラットスルー基板はその内部に埋め込まれた能動型電極板を備えた誘電体からなっている。能動型電極板はこの基板を少なくとも１つのビアホールに対する金属被覆面に電気結合される。シールド板はハイブリッドフラットスルー基板の外面に適用された金属被覆面を有している。導電キャップが設けられ、ハイブリッドフラットスルー基板を捕捉し、シールド板をアースに電気的に接続するようになっている。このような構造は埋め込み医療装置に対するハーメチックシールとともに使用される。ハーメチックシールは典型的に導電キャップが電気的に取り付けられる導電フェルールを有し、少なくとも１本のリード線が絶縁された状態でこのフェルールを貫通してのび、ビアホールの金属被覆面に電気的に結合される。
【００５９】
シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、その外部素子のすべてが体液に直接さらされることを意図して設けられた生体適合性のある物質からなっているように構成される。さらに、前述のＲＦＩＤチップはＡＩＭＤ高周波テレメトリー回路に対する起動手段を有している。
【００６０】
前述のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）の埋め込みリードに対する受動型素子網内に組み込まれる。受動型素子網は基端と、末端の組織刺激、または生物学的感知電極との間にのびる長さをもつ少なくとも１本のリード線と、電極から離れた地点において患者の組織に隣接して、または患者の血液またはリンパ液の液流中に配置されたエネルギー散逸面と、リード線に関係し、電極からエネルギー散逸面にむけて高周波エネルギーを選択的に逸らせるための逸らせ回路とを備え、高周波エネルギーを熱として消散させる。受動型素子網は逸らせ回路に関係し、リード線の高周波インピーダンスを増大させるためのインピーダンス回路を有している。インピーダンス回路は典型的に逸らせ回路と少なくとも１本のリード線との間に配置され、インダクタまたは帯域除去フィルタを有している。
【００６１】
少なくとも１本のリード線はプローブまたはカテーテルの一部を構成する。さらに、エネルギー散逸面はシース、絶縁体、または熱導電性を有する素子からなっている。さらに、少なくとも１本のリード線は基端と末端の組織刺激、または生物学的感知電極との間にのびる長さを有する少なくとも一対のリード線からなっている。逸らせ回路はリード線のそれぞれをエネルギー散逸面に結合させる。逸らせ回路はさらに、一対のリード線の間に結合される。
【００６２】
高周波エネルギーは典型的に好ましい実施例による磁気共鳴スキャナの高周波コスト周波数からなっている。高周波エネルギーはさらに、一定範囲の選択された高周波パルス周波数からなっている。
【００６３】
逸らせ回路は少なくとも１つのＣ型フィルタ、Ｌ型フィルタ、Ｔ型フィルタ、π型フィルタ、ＬＬ型フィルタ、５素子型フィルタ、またはｎ素子型フィルタを含むローパスフィルタからなっている。逸らせ回路はさらに、少なくとも１つの直列抵抗Ｌ−Ｃトラップフィルタからなっている。さらに、インピーダンス回路は非線形回路素子を有している。この場合、非線形回路素子はダイオードまたは過渡電圧抑制素子からなっている。幾つかの実施例において、逸らせ回路は少なくとも１つの直列抵抗Ｌ−Ｃトラップフィルタからなり、インピーダンス回路はインダクタまたは帯域除去フィルタからなっている。
【００６４】
３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの新規性の基本的なポイントは、それが能動型電極板を有し、この能動型電極板を通って回路電流が第１の端子および第２の端子、能動型電極板の一方の面上の第１のシールド板および能動型電極板の第２の面上の第１のシールド板に対向する第２のシールド板の間を流れ、第１および第２のシールド板がアースされた第３の端子に電気的に結合されているということである。能動型電極板およびそのまわりを取り巻くアースされたシールド板の有効キャパタンス面積またはオーバーラップ表面積は相対的に最大値をとるようにされ、それによって、３端子フラットスルー・キャパシタのより高いキャパシタンス値が得られる。能動型電極板およびそれを取り巻くアースされたシールド板の間の絶縁層の誘電率がまた、実質上増大せしめられ、それによって、３端子フラットスルー・キャパシタのより高いキャパシタンス値が達成される。好ましくは、能動型電極板およびそれを取り巻くアースされたシールド板を分離する誘電体の厚さは、相対的に最小値をとり、それによって、より高いキャパシタンス値が達成される。能動型電極板およびそれを取り巻くアースされたシールド板の多数の余分な平行層が与えられ、それによって、３端子フラットスルー・キャパシタの全キャパシタンス値が増大せしめられる。
【００６５】
本発明の別の特徴および長所が以下の添付図面を参照して、より詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】多数の埋め込み医療装置を示す一般的な人体のワイヤフレームダイヤグラムである。
【図２】従来の単極円盤状フィードスルー・キャパシタの一部破断斜視図である。
【図３】能動型埋め込み医療装置（ＡＩＭＤ）のハーメチックシールに取り付けられた図２のフィードスルー・キャパシタの断面図である。
【図４】図２および図３に示したフィードスルー・キャパシタを示す配線図である。
【図５】４極フィードスルー・キャパシタの斜視図である。
【図６】図５の６−６線に沿った断面図である。
【図７】図５および図６の４極フィードスルー・キャパシタの配線図である。
【図８】図２および図３の単極フィードスルー・キャパシタの内径および外径電極を示す分解図である。
【図９】図５に示した４極フィードスルー・キャパシタの内部電極の分解図である。
【図１０】ハーメチックシールの上端に取り付けられた４極フィードスルー・キャパシタの斜視図である。
【図１１】図１０の１１−１１線に沿った断面図である。
【図１２】図１０に示した４極ハーメチックフィードスルー端子の配線図である。
【図１３】モノリシックセラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）の斜視図である。
【図１４】図１３の１４−１４線に沿った断面図である。
【図１５】図１３に示した理想ＭＬＣＣキャパシタの配線図である。
【図１６】図１３のＭＬＣＣ構造のより現実的な配線図である。
【図１７】共鳴周波数の公式を与える図である。
【図１８】フィルタ減衰対周波数を示すグラフである。
【図１９】フィードスルー・ピンに接続された３つの異なるサイズのＭＬＣＣキャパシタを有する単極端子の斜視図である。
【図２０】図１９に示した構造の配線図である。
【図２１】図１９に示した３チップキャパシタ単極ハーメチックシールに対する減衰応答を示すクラフである。
【図２２】図１９に示したのと類似のＭＬＣＣキャパシタを取り付けるための異なる方法を説明する図である。
【図２３】図２２のキャパシタを取り付けるためのより望ましい方法を示した図である。
【図２４】図２２および図２３のＭＬＣＣキャパシタを取り付けるためのさらに別の方法を示す図である。
【図２５】ＭＬＣＣチップキャパシタに対する等価回路モデルを示す配線図である。
【図２６】従来のＭＬＣＣ過渡電圧抑制ダイオードの斜視図である。
【図２７】図２６のダイオードの配線図である。
【図２８】従来のチップインダクタの斜視図である。
【図２９】図２８のインダクタチップの配線図である。
【図３０】その上に堆積せしめられたインダクタ回路配線を備えたＭＬＣＣキャパシタの斜視図である。
【図３１】図３０に類似の構造の分解図である。
【図３２】コンポジットモノリシックセラミックキャパシタ並列共鳴タンク（ＭＬＣＣ−Ｔ）または帯域除去フィルタの斜視図である。
【図３３】図３２のＭＬＣＣ−Ｔタンクフィルタの種々の層を示す分解図である。
【図３４】図３２および図３３のＭＬＣＣ−Ｔタンクまたは帯域除去フィルタの配線図である。
【図３５】ＭＬＣＣ−Ｔフィルタとして具体化された４極フィードスルー・キャパシタの１つの極の断面図である。
【図３６】図３５に部分的に示した４極装置の配線図である。
【図３７】従来のフラットスルー・キャパシタの斜視図である。
【図３８】図３７のフラットスルー・キャパシタの内部電極アレイを示す図である。
【図３９】図３７および図３８の従来のフラットスルー・キャパシタの配線図である。
【図４０】図３７および図３８の典型的なフラットスルー・キャパシタの減衰対周波数応答曲線を示すグラフである。
【図４１】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを具体化した図１０に示したものと類似の４極ＥＭＩフィルタハーメチックシールの斜視図である。
【図４２】図４１の４２−４２線に沿った断面図である。
【図４３】図４１の４３−４３線に沿った断面図である。
【図４４】図４１の４４−４４線に沿った断面図である。
【図４５】図４１の４５−４５線に沿った断面図である。
【図４６】図４１の４６−４６線に沿った断面図である。
【図４７】図４１〜図４６のフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを形成する板の分解図である。
【図４８】図４１の４８−４８線に沿った断面図である。
【図４９】図４１のフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの配線図である。
【図５０】単一の同一面上の層への積み重ねられた層Ｌ1およびＬ2の組み込みを説明する図４３および図４４に類似の断面図である。
【図５１】ビアホールへの接続のための能動型電極板の変形を説明する図４２〜図４６に類似の断面図である。
【図５２】図５２のビアホールの１つにのびるリード線を説明する一部破断斜視図である。
【図５３】リード線の代わりのボンドパッドを示す図５２に類似の斜視図である。
【図５４】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに置き換えられたフィードスルー・キャパシタを備えたことを除いては、図３と類似の単極ハーメチックシールの斜視図である。
【図５５】リード線を取り付けるための別の方法を説明する図５４の５５−５５線によって示されたエリアの図である。
【図５６】図５４の５６−５６線に沿った断面図である。
【図５７】ビアホールが満たされ、その後、はんだの隆起に取り付けられる別の接続法を説明する図である。
【図５８】図５４および図５６の構造を形成する種々の素子を示す分解図である。
【図５９】図５４、図５６および図５８の構造の配線図である。
【図６０】図５８に示す能動型電極板層の変形例を示す斜視図である。
【図６１】能動型電極板がスパイラルインダクタ素子を付け加えることによって変形された図６０に類似の図である。
【図６２】図６１の基板によって形成されたインダクタ−キャパシタフィルタの配線図である。
【図６３】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに組み込まれる４極フィルタの分解図である。
【図６４】図６３のアースされたシールド板の変形例を示す平面図である。
【図６５】付加的変形を示すアースされた電極板を示す、図６４に類似の図である。
【図６６】アースされたシールド板のさらに別の変形例を示す、図６４および図６５に類似の図である。
【図６７】図６３の能動型電極板基板の別の構成を示す斜視図である。
【図６８】別の技術を用いた図６３のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの性能を比較する減衰対周波数のグラフである。
【図６９】能動型電極板がインダクタを含むように変形された変形例を示す、図６３に類似の分解図である。
【図７０】エッジシールドおよび任意の分離シールドが配置されることによって、能動型電極板間または選択的に同一平面上の電極板間からＥＭＩ放射が生じることを防止する点を除いて、図６３および図６９と類似の分解図である。
【図７１】図６３に類似のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの別の変形例の分解図である。
【図７２】図６９の能動型電極板の一部を形成する曲がりくねったホイーラースパイラルを示す拡大図である。
【図７３】図６９、図７０、および図７１の能動型電極板の部分を形成する四角形のホイーラースパイラルを示す、図７２に類似の図である。
【図７４】幾つかの典型的なインダクタンスの蛇行形状を示す図である。
【図７５】種々のタイプのローパスフィルタの減衰曲線のグラフである。
【図７６】図６８に示される者と同様のフィルタ減衰曲線の一群を示すグラフである。
【図７７】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを具体化する２極ハーメチックシールされたフィルタの斜視図である。
【図７８】図７７のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの内部層を示す分解図である。
【図７９】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを具体化する別の実施例の分解図である。
【図８０】図７９の８０−８０線に沿った図７９の組立部分の図である。
【図８１】図７９および図８０に示した４極のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの配線図である。
【図８２】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィタルを具体化するインラインハイブリッド基板の分解図である。
【図８３】図８２に示した構造の配線図である。
【図８４】本発明を具体化するシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの別の変形例の分解図である。
【図８５】ダイオードアレイがＲＦＩＤチップに置き換えられた点を除いて図８４に類似の図である。
【図８６】トロイダルインダクタが一連の表面取付チップインダクタに置き換えて使用された点を除いて図８４に類似の図である。
【図８７】ハイブリッド基板の一部の柔軟性を説明する図８４に類似の図である。
【図８８】図８４の新規なハイブリッド基板の内部配線図である。
【図８９】図８４の新規なハイブリット基板の配線図である。
【図９０】Ｔ型回路フィルタがπ型回路フィルタで置き換えられた図８９の能動型回路の１つと同一のものを示す図である。
【図９１】従来の４極フィードスルー・キャパシタが付け加えられた図８４に類似の図である。
【図９２】図８４および図８８のハイブリッド基板の柔軟な部分の反対側の面を示す平面図である。
【図９３】図９２の９３−９３線に沿った断面図である。
【図９４】電気的接続を形成するための異なる方法を説明する図９３の線９４、９５、９６、および９７によって示されるエリアの図である。
【図９５】電気的接続を形成するための異なる方法を説明する図９３の線９４、９５、９６、および９７によって示されるエリアの図である。
【図９６】電気的接続を形成するための異なる方法を説明する図９３の線９４、９５、９６、および９７によって示されるエリアの図である。
【図９７】電気的接続を形成するための異なる方法を説明する図９３の線９４、９５、９６、および９７によって示されるエリアの図である。
【図９８】４つのビアホールを備えた柔軟なケーブルアッセンブリの変形例を示す図９２に類似の図である。
【図９９】はんだ付けリングまたはろう付けリングを用いた端子ピン上への基板の取付を説明する別の実施例を示す図９３の９９−９９線で囲まれたエリアの断面図である。
【図１００】別の取付法を説明する図９９に類似の図である。
【図１０１】シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを種々のタイプのハーメチックまたは非ハーメチックシールに接続するために用いられる新規なアタッチメントキャップの類似図である。
【図１０２】図１０１の新規なキャップを具体化する従来のハーメチックシールの断面図である。
【図１０３】ビアホールのまわりの回路配線または電極端の一部を有する方法論を説明する概略図である。
【図１０４】図８４の別の変形例を示す図である。
【図１０５】ハイブリッド基板の柔軟なケーブル部分を柔軟な部分に分解するための方法論を説明している点を除いて図１０４に類似の図である。
【図１０６】本発明を具体化するシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ・ハイブリッドフラットスルー基板を備えたインライン６極ハーメチック端子の斜視図である。
【図１０７】製造プロセスを説明するフローチャートである。
【図１０８】本発明を具体化する新規なハイブリッドシールド３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを用いる典型的な１６リードハーメチックシールの分解図である。
【図１０９】図１０８の構造の配線図である。
【図１１０】５ピン端子の斜視図である。
【図１１１】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタが取り付けられた図１１０の５ピン端子の斜視図である。
【図１１２】高周波減衰を与えるために逆立ち構造のＭＬＣＣが用いられる別の実施例を示す図１１１に類似の斜視図である。
【図１１３】本発明による電子素子の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１１４】ＡＩＭＤのハウジング内においてリード線とともに用いられる可変インピーダンス素子を示すＡＩＭＤの一例の図である。
【図１１５】ＡＩＭＤに入り、および出ているリード線上への可変インピーダンス素子の使用を示す図１１４に示した構造の概略図である。
【図１１６】可変インピーダンス素子がキャパシタ素子からなっていることを示す概略図である。
【図１１７】可変インピーダンス素子がフィードスルー・キャパシタ素子からなっていることを示す図１１６に類似の概略図である。
【図１１８】可変インピーダンス素子がＬ−Ｃトラップフィルタからなっていることを示す図１１６および図１１７に類似の概略図である。
【図１１９】キャパシタ素子がＬ−Ｃトラップフィルタに並列に配置されていることを示す図１１８に類似の図である。
【図１２０】直列可変インピーダンス素子を強調する図１１５に類似の図である。
【図１２１】可変インピーダンス素子がインダクタからなっていることを示す図である。
【図１２２】可変インピーダンス素子がＬ−Ｃ帯域除去フィルタからなっていることを示す図である。
【図１２３】種々のタイプのフィルタのインピーダンス特性を示す減衰対周波数曲線のグラフである。
【図１２４】産業界においてＬ−Ｃトラップフィルタとして既知の直列インダクタ−キャパシタの配線図である。
【図１２５】Ｌ−Ｃ直列トラップフィルタに対する共鳴周波数方程式を与える図である。
【図１２６】図１２４の直列共鳴Ｌ−Ｃトラップフィルタのオームで測ったインピーダンスＺ対周波数のグラフである。
【図１２７】２つの独立な直列共鳴Ｌ−Ｃトラップフィルタのオームで測ったインピーダンス対周波数を示す図１２６に類似のクラフである。
【図１２８】人間の心臓内に埋め込まれた心電図計リード線を備えた心臓ペースメーカーの概略図である。
【図１２９】深度脳刺激電極を示す人体頭部の断面図である。
【図１３０】ＡＩＭＤに対する単極リードシステムの概略図である。
【図１３１】Ｌ−Ｃトラップフィルタを有する図１３０に類似の図である。
【図１３２】周波数選択素子が容量的素子からなっている図１３０に類似の図である。
【図１３３】容量応答が埋め込まれたリードの誘導的等量でかつ反対の極性を有するようにキャパシタンス値Ｃが選択されている、図１３０および図１３２に類似の図である。
【図１３４】典型的に軍事産業、宇宙開発産業、医療産業、通信産業等々において使用される、従来のハーメチックおよび非ハーメチックコネクタを示す図である。
【図１３５】従来のサブＤタイプコネクタを示す図である。
【図１３６】従来のサブＤタイプコネクタを示す図である。
【図１３７】従来のハーメチックコネクタを示す図である。
【図１３８】従来のハーメチックコネクタを示す図である
【図１３９】従来のマルチピンコネクタおよびシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩフィルタの分解図である。
【図１４０】本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩフィルタが取り付けられている点を除いて図１３９と類似の図である。
【図１４１】面に取り付けられたＭＬＣＣキャパシタを示す図１３９の１４１−１４１線で囲まれた部分の拡大図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
添付図面に示されるように、本発明は、基板内または柔軟なケーブルアッセンブリ内に埋め込まれ得るシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０に関するものである。新規な特徴は、任意の面に取り付けられた受動型または能動型素子が取り付けられた一方で、それと同時に相互接続回路がもたらされる埋め込みフラットスルー・キャパシタを構成する点にある。新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は、従来のフィードスルー・ＥＭＩフィルタキャパシタに類似の特徴を有するフラットスルー・キャパシタを具体化する。本発明によるフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は３端子容量的フィルタリングをもたらすとともに、フラットスルー・キャパシタの強固な高電流電極を通回路および信号のシールドをもたらす。本発明によるフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は従来のフィードスルー・キャパシタと極めてよく似た方法で動作する。すなわち、
ａ）そのアース電極は完全にシールドされたハウジング内に出入りするリード線に対するハーメチックシールまたはそれに等価な開口を通る高周波エネルギーの直接の進入を物理的に妨げる電子装置またはモジュールの電磁的シールドハウジングの連続した部分として機能する（このような高周波エネルギーはもしシールドされたハウジング内に進入するなら、敏感な電子回路に結合し、そして、それに干渉し得る）。
ｂ）従来のフィードスルー・キャパシタと同様、本発明によるフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は、リード線（電極）の望ましくない高周波ＥＭＩ信号をシールドハウジングの全体に散逸させ、そのエネルギーを微少な温度上昇に帰する渦電流として消散させる。もちろん、従来の円盤状／フィードスルー・キャパシタとは異なり、本発明においては、回路電流（例えば、ペースメーカー動作パルスまたはＩＣＤ  ＨＶ除細動高電流ショック）は、埋め込まれたフラットスルー・キャパシタの内部電力を通過しなければならない。フラットスルー技術を従来の回路基板、基板または柔軟なケーブルに一体化することによって、フラットスルー電極は非常に厚い電極（銅のシートのような）によって製造され、これらのフラットスルー電極は（外部または内部心臓除細動パルスのような）比較的大きい貫通回路電流を安全に搬送する能力を著しく増大させる。
【００６８】
図４１は、図１０に４極ＥＭＩフィルタを備えたハーメチックシールに非常に類似した構成を示したものである。図４１において、本発明によれば、フィードスルー・キャパシタ素子が完全に除去され、製造コストが著しく低減される。図１０に示されたフィードスルー・キャパシタ１３２およびそれに関係するワイヤボンド基板１３６は、新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０によって置き換えられている。図４１において、ワイヤボンドパッド１３８、１３８’、１３８”、１３８’”、１４０は図１０に示したワイヤボンドパッドに非常に似ている。それらは比較的高いＫ値をもつセラミックまたは適当なハイブリッド基板１９２に取り付けられている。本発明による新規な寄生フラットスルー・キャパシタは、基板１９２に一体化される。このことは、図４２〜図４６を参照することによってよりよく理解される。
【００６９】
図４２はアースされたシールド板１９４を示した図である。この場合、センターピン１９６がアースされている。すなわち、基板１９２の下側に（図示されない）ウエブ板が存在する。そしてここで、アースピン１９６はハーメチックシール１１２の金属フェルール１２０に電気的に結合される。これは低インピーダンス高周波アースであることが重要である。言い換えれば、ウエブ板はリード線１１４、１１４’１１４”１１４’”の貫通の点だけの穴を備えた大面積の板である。この高周波アースされたウエブ板は例えば、ハーメチック端子のフェルール１２０にレーザ溶接された外径と、アースされたリード線またはピン１９６に溶接され、またははんだ付けされた内径とを有している。センターピン１９６をアースするための別の方法が図４８に示したハーメチックシール内に埋め込まれたアース板によって説明される。図４８を参照して、リード線が絶縁された状態で金属フェルール１２０に向かって貫通するハーメチック絶縁体１１８が存在する。アース板１９８はハーメチックシール１１２の絶縁部分１１８内に埋め込まれ、金ろう付けによってセンターアースピン１９６に取り付けられる。ハーメチックシール１１２の絶縁体１１８内に埋め込まれた板を用いることによって、このセンターピン１９６をアースすることが米国特許第７，１９９，９９５号に記載されており、この文献の内容をここに参考文献として組み入れる。ピン１９６をアースするための別の方法がまた、米国特許第５，９０５，６２７号および米国特許第６，５２９，１０３号に記載されており、これらの文献の内容もまた、参考文献としてここに組み入れる。
【００７０】
図４３〜図４６は、電極板レイアウト１７６、１７６’、１７６”、１７６’”を示した図である。これらの能動型電極板のそれぞれのオーバーラップエリア、さもなくば、有効キャパシタンスエリア（ＥＣＡ）として知られたものは、フラットスルー・キャパシタを最小にすべく最大値をとるように設定される。能動型電極板１７６〜１７６’”の厚さおよび面積を最大にすることによって、それらの全体的な抵抗値が減少し、（そして、その定格電流が著しく増大する）という付加的な効果が得られる。これは以下の理由から重要である。すなわち、新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０
の回路電流は、それぞれの電極板１７６〜１７６’”を通過し、それによって、新規なシールドされたフラットスルー・キャパシタ特性が達成されねばならないからである。
【００７１】
既に述べたように、図３７に示されるような従来のフラットスルー・キャパシタ１７４の１つの重大な欠点は、それが電磁シールドの全体の不可欠の一部となるように容易に取り付けることができないということである。装置を横切る望ましくない高周波カップリング１８８が生じるような周波数が常に存在する。これは、１００ＭＨｚまたはそれ以上の周波数になるまで通常は生じない。１ＧＨｚを超える非常に高い周波数では、この問題は非常に重大となる。回路電流が貫通穴内の強固なリード線を流れるような従来の円盤状フィードスルー・キャパシタ１１０、１３２との比較において、第２の欠点は、フラットスルー・回路電流がフラットスルー・キャパシタ１７４それ自体の電極を通って流れなければならないということである。電極の厚さおよび導電性に関する制限は、従来のフラットスルー・キャパシタ１７４が比較的大きい直列抵抗値を有し、数ミリアンペアまたはせいぜい数アンペアの電流しか流さないと見積もられる、ということを意味する。しかながら、外部除細動（ＡＥＤ）または埋め込み除細動器の影響を受ける患者のペースメーカーのリード線は、２０アンペアを越える高電圧パルスを協同しなければならない。本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は、少なくとも上端面および下端面上を取り巻くアースされたシールド板１９４を新規な大面積かつ比較的厚いフラットスルー能動型電極板１７６に組み込むことによって、従来のフラットスルー・キャパシタに関係する前述のような欠点の両方を克服する。この新規な大面積かつ比較的厚いフラットスルー能動型電極板１７６を通って、３０アンペアまでのまたはそれ以上の回路電流が流れる。続く図面からわかるように、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の新規な大面積の電極１７６は選択的に直流インダクタンスフィルタに付加するだけでなく、有効キャパシタンス面積（ＥＣＡ）を増大させることによってフラットスルー・キャパシタンスを増大させるインダクタ部分を有し得る。
【００７２】
新規なハイブリッド基板１９２の内部構造の全体的な図４７を参照することによって最もよく理解される、フラットスルー能動型電極板１７６〜１７６’”のそれぞれは、複数のアースされたシールド板１９４、１９４’、１９４”、１９４’”、１９４”の間に挟まって配置される。それによって生じた高いＥＣＡは、ＥＭＩフィルタリングのためのフラットスルー・キャパシタンスの非常に高い値（典型的には、数十または数百ピコファラッド）を生じさせるという効果を奏する。対照的に、米国特許第５，６８３，４３５号および米国特許第６，４７３，３１４号に開示された狭い狭小な（小面積の）回路配線型のフラットスルー構造は、有効なキャパシタ電極とはなり得ない。これはほぼゼロのフラットスルー・キャパシタを生じさせる（それ自体によって有効なＥＭＩフィルタ減衰を全くもたらさない浮遊容量のみ）。さらに、互いに重なり合うアースされたシールド板１９４の間にフラットスルー・キャパシタンスを生じさせることによって、既に図３７の従来の構造とともに述べた問題が解決される。図３７において、典型的な従来のフラットスルー・キャパシタに対しカップリング１８８が生じる周波数が存在する。この場合、高周波信号は浮遊容量、アンテナ作用または相互インダクタンスを通して、電極板１７５を通過せず、その代わりに、回路配線を横切って直接に隣接する回路配線に結合される。このことは、既に図４０を参照して説明したように、クロスカップリングに起因する減衰の劣化としてよりよく理解される。本発明による新規なシールド３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の大面積の電極板１７６をその両側（選択的に、同一平面上において）アースされた高周波シールド板１９４によってシールドすることにより、この浮遊カップリングの問題およびそれに関係する高周波減衰劣化は、完全に解消される。再び図３７図を参照して、従来のフラットスルー・キャパシタ１７４の端から端までにおいて、実際に如何なるシールドバリヤも存在しない。例えば、１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのような一定の周波数範囲内において、ＥＭＩまたは高周波は従来のフラットスルー・キャパシタ１７４を横切る望ましくないクロスカップリングを生じさせ、あるいは潜在的にさらに悪いことには隣接する回路に結合する。
【００７３】
図４１〜図４８に示した新規な構成を再び参照して、フラットスルー・キャパシタンスは極めて良好にシールドされる。この場合、フラットスルー・キャパシタンスは理想キャパシタとして機能し、共鳴および寄生高周波カップリング劣化を生じさせることはない。図４８において、内部アースされたシールド電極板１９４に接続される選択的な外部金属被覆１０８が存在する。これは電子装置のシールドされたハウジングの全体の内側において敏感な電子回路に結合された高周波エネルギーのエッジ再輻射を妨げるのに有効である。好ましい実施例においては、外部金属被覆１０８は金ろう付け１２４に直接電気的に接続される（この場合、フェルール１２０の径は大きくされる必要はない）。したがって、高周波アースおよびインピーダンスフェルール１２０と、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の外側の金属被覆１０８との間において低減される。この場合、センターアースピン１９６は取り除かれ、ハーメチック絶縁体１１８内の内部アース電極１９８がまた、除去されるということが明らかである。言い換えれば、シールド電極板１９４のアースが図４８に示すようなセンターピン１９６によって達成され、あるいは外部金属被覆１０８と例えば、金ろう付け１２４との間のアタッチメントによって外周のまわりになされる。金属被覆１０８を付け加えることは埋め込まれたフラットスルー能動型電極板１７６が上側および下側のプレート１９４によって、そして、シールド１０８によってその同一平面上のエッジにおいて高周波シールドされる。これは能動型電極板１７６が完全にシールドされて高周波再輻射またはクロスカップリングは生じ得ないということを意味する。
【００７４】
図４８を再び参照して、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０とハーメチック絶縁体１１８との間に配置された絶縁ウォッシャ２００が存在する。これは導電体１２８がハイブリッド基板１９２の下側に移動することができず、隣接するピンの間の短絡を生じさせることがないということを補償するものである。例えば、導電体１２８がピン１１４”およびピン１１４’”の間において移動した場合、これは心臓ペースメーカーの出力をショートさせる。好ましい実施例によれば、絶縁層２００はまた、粘着性を有している。これは製造の間に望ましいものであり、それによってシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は、ハーメチックシール１１２に対して強固に固定される。これは熱伝導性を有するポリアミド、またはエポキシまたはそれらに類するものをはんだ付けし、遠心分離器にかけることによって、それに続く電気的取付操作をより容易にする。
【００７５】
再び図４８を参照して、体液側はハーメチック絶縁体１１８の底面上にある。典型的には、ＡＩＭＤの電子回路はハーメチックシールされ、電磁的にシールドされたハウジング内に配置される。しかしながら、本発明は、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０をＡＩＭＤのハウジング内に配置することのみに限定されるものではない。シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０を完全に生体適合性を有する物質から形成すれば、それが体液側に置かれ得ないという如何なる理由も存在しない。ここに参考文献として組み入れられた米国特許第７，１１３，３８７号によれば、体液に直接させされることを意図して形成されたＥＭＩフィルタキャパシタが開示される。例えば、フラットスルー能動型電極板および対応する電極シールド板は、すべてリード線を含まない高誘電率の物質内に配置され、純粋なプラチナ、金、ニオブ、タンタル、チタンまたはそれに類するもののような生物適合性を有する物質から形成されたコネクタおよび電極板およびシールド板を伴う。言い換えれば、図４８に示した構造は、体液に直接さらされることに適応すべく考案されたものである。
【００７６】
図４９は、図４１の新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の配線図である。シールド１９４〜１９４””は、大面積の能動型電極板１７６が、アースされたシールド電極板１９４によって少なくとも上下端を取り巻かれて、フラットスルー・有効キャパシタンスオーバーラップエリアを形成し、それと同時に、フラットスルー・容量的フィルタを横切る望ましくない高周波カップリングを妨げるという事実を説明している。フィードスルー・キャパシタンスＣ1、Ｃ2、Ｃ3、Ｃ4は、各能動型電極板１７６と、能動型電極板の上下端を取り巻く対応するシールド板１９４との間のオーバーラップエリア（ＥＣＡ）によって形成される。例えば、再び図４７を参照して、能動型電極板１７６〜１７６’”は、アースされたシールド板９４〜１９４””によって上下端を取り巻かれる。アースされたシールド板１９４”は、金属メッキ、厚膜被覆（シルクスクリーニング）、個々の金属シート等々によって、特定の誘電体厚ｄを有する誘電体層上に被覆され得る。全フラットスルー・キャパシタンスに対する公式が、Ｃ＝ｋＡ（ｎ−１）／ｄ、によって与えられることはキャパシタの設計者によく知られている。この公式において、ｋは絶縁誘電体それ自体の誘電率であり、Ａはアースされたシールド板１９４、１９４’、および、例えば、能動型電極板１７６によって決定されるｉｎ．ｓｕｐ．２またはｍｍ．ｓｕｐ．２（ＥＣＡ）における有効キャパシタンスエリアであり、ｎは全電極面の個数であり、ｄは誘電体厚である。図４７を参照して、（図示されない）絶縁誘電体カバーシートが付け加えられる。このシートは各電極層上に誘電体層を形成するのと同じか、または異なる絶縁および／または誘電体である（これは電気的または機械的保護を付加する目的を有する）。（必要数だけの）ブランクカバーシートがまた、能動型電極層１７６と、それに関係しまたはそれを取り巻くアースされたシールド板層１９４との間に挿入されることはキャパシタ設計の当業者に明らかである。これは誘電体ｄをより大きくせしめ、２つの効果をもたらす。第１の効果は、誘電体厚、よってフラットスルー・キャパシタの定格電圧を増大させることである。薄い誘電体層は比較的低電圧で容易に破壊される。したがって、埋め込み型除細動器（ＩＣＤ）の電圧のような高電圧での応用に対し、例えば、低電圧ペースメーカーよりも大きな誘電体厚が必要とされる。キャパシタンスに対する上記公式をみると、誘電体厚ｄは分母に存在する。したがって、誘電体厚が増大すると、全フラットスルー・キャパシタンスは減少する。そこで、設計者が行なう第１の決定は、適用される定格電圧に対し必要とされる誘電体厚はどの程度かということであり、そしてさらに、フラットスルー・キャパシタンスが達成されるようにＥＣＡを調節することである。不十分なフラットスルー・キャパシタンスによって、すべての周波数の適切なフィルタリングが達成される場合がある。面取り付け、または埋め込み、または厚膜被覆によって、市場で入手可能な個々のキャパシタ、インダクタ、ダイオードおよびその他の素子をどのように組み込めば、本発明によるその全体的な性能を向上させ、特に、新規なシ��ルドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の低周波における性能を向上させることができるかが、以下に、後続の図面とともに説明される。
【００７７】
図５０は、図４１のより層厚の小さい、そしてそれに対応して、基板全体の厚さがより小さい新規なハイブリッドＥＭＩフイルタ基板１９２を製造するための方法を示す図である。これは単一の同一平面上の層上に２つ（またはそれ以上の）能動型電極板１７６、１７６’を組み込むことによって達成される。多数の能動型電極板を同一平面の層上に配置することによって、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０をより薄くし、製造をより容易とし、製造コストをより安くするという効果が得られる。しかしながら、これは各能動型電極板１７６に対する有効キャパシタンス面積（ＥＣＡ）を減少させるという望ましくない効果を生じさせる。しかしながら、高Ｋ値を有する物質が使用されるとき、有効キャパシタンス面積は非常に大きくなり、このことは実際上は不利益とはならない。また、以下の図面によって、同一平面上のインダクタ−電極を加えることによってフィルタ減衰を促進するための方法が示される。同様にして、能動型電極板１７６”、１７６’”がまた、単一の層内に組み込まれる得ることは、当業者には自明である。新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０、および、特に、そのハイブリット基板１９２は従来の柔軟な回路（柔軟なポリイミド回路等）、硬い多層基板（アルミナまたはＦＲ４基板等）、基板またはキャリア上への厚膜被覆またはそれに類するものによって形成され得る。これらの製造技術のそれぞれに対して、積層され得る層の数に対する現実的な制限が存在する。この制限は製造プロセスの固有の制限に関係する。例えば、（８〜１０以上の）十分な数の層が積層される場合、柔軟な回路は非常に硬くなってしまう。事実、柔軟なケーブルの一部が積層されて、「リジッド−フレックス」と知られる部分を形成することは、柔軟なケーブルの設計においては常識である。本発明によれば、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタが、完全な柔軟な基板、柔軟性および剛性を備えた層を有するハイブリッド基板または完全な硬い基板に用いられ得る。
【００７８】
図４１を再び参照して、ワイヤボンドパッド１３８〜１４０が存在する。ワイヤボンドパッドを加えることによって、回路接続が容易になり、また、不可欠なコストが生じる。比較において、図５１は例えば、図４３に示される能動型電極板１７６がビアホール２０２に接続されるように変形されることを示している。このビアホール２０２は図５２に示されるようなリード線２０４または図５３に示されるような丸みを帯びた（または四角形、またはそれ以外の形状の）ワイヤボンドパッド２０６の接続を容易にする。
【００７９】
図５４は、フィードスルー・キャパシタが絶縁体１１８および金ろう付け１２４の上端に取り付けられた本発明によるシールド３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０に置き換えられている点を除いて、図３に示したものと類似の単極ペースメーカーハーメチックシール１１２の斜視図である。シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０のハイブリッド基板１９２は、既に説明した幾つかの技術を用いて製造され得る。ハイブリッド基板１９２の本体は高誘電率のセラミック、アルミナ、ガラスファイバー、ＦＲ４またはその他の硬い多重層をもつ基板の形成技術からなる従来の基板からなっている。加えて、それは多数の柔軟な、または柔軟なケーブルの変形からなっている。これらのポリイミド、カプトンおよびアクリル構造物に基づいて互いに積層された柔軟なケーブルを有している。別の実施例によれば、ポリイミド製の柔軟なケーブルは高温で互いに積層形成されたポリイミド製コネクタを備えている。このような形式の基板および／または回路基板および／または柔軟なケーブルはいずれも従来技術において知られている。ここに述べたものはそれらの基板のフラットスルー・フィルタへの極めて新規な応用である。以下において、種々の形態の新規なシールドされたフラットスルー・ＥＭＩ／フィルタが組み込まれた新規な基板はハイブリット基板１９２と呼ばれる。
【００８０】
図５４において、ハイブリット基板１９２の表面上には金属被覆されたエリア２０８が存在する。この金属被覆されたエリア２０８は図５６に示したハイブリット基板１９２内部に埋め込まれたアースされたシールド板１９４、１９４’に接続する。図５４において、複数の電気的コネクタ２１０、２１０’、２１０’”が存在する（基板１９２の反対側に設けられた同じ電気的コネクタ２１０”、２１０””は図示されない）。これらの電気的コネクタは金ろう付け１２４に接続される。金ろう付け１２４はハーメチックシールの一部をなし、酸化されない高周波アースされたマルチポイントコネクタをもたらす。このことは、図５４の５６−５６線に沿った断面図である図５６を参照することによってよりよく理解される。チタンフェルール１２０に直接接続する代わりに、金ろう付けに接続することの重要性が米国特許第６，７６５，７７９号および米国特許第６，７６５，７８０号を参照することによってよりよく理解される。これらの文献の内容をここに参考文献として組み入れる。図５６から典型的には、チタンまたはそれに類するものから形成される金属フェルール１２０を含む従来のハーメチックシール１１２が存在することがわかる。心臓ペースメーカーまたはそれに類するもののようなＡＩＭＤのチタン製ハウジングにレーザ溶接するのに適したフランジエリア２１２が存在する。アルミナ、セラミック、ガラスまたはそれらに類するものから形成されるハーメチック絶縁体１１８が存在する。この実施例において、絶縁体１１８およびフェルール１２０間の機械的およびハーメチックシールを形成する金ろう付け１２４が存在する。金ろう付け１２２はリード線１１４および絶縁体１１８間に同様の機械的およびハーメチックシールを形成する。この実施例においては、体液側は図５６の断面図の底側である。電気的コネクタがリード線１１４および金属被覆されたビアホール２０２間に形成される。金属被覆されたビアホール２０２は新規なハイブリッド基板１９２の一部を形成する。ビアホール２０２は内部能動型電極板１７６（さもなくば、フラットスルー電極板として知られた）に電気的に接続し、順次、ビアホール２０２’に接続される。アースされたシールド板１９４、１９４’はハイブリッド基板１９２の外側金属被覆面２０８に接続される。順次、この金属被覆面２０８は物質２１０を介してハーメチックシール１１２の金ろう付け１２４に電気的に接続される。既に述べたように、金ろう付けへのこの直接接続は、信頼性のある酸化されない低インピーダンスコネクタを形成する。その重要性は、米国特許第６，７６５，７７９号および米国特許第６，７６５，７８０号に詳細に説明されている。また、ハイブリッド基板１９２の両側を金属被覆面２０８によって覆うことにより、能動型電極１７６上に形成されるＥＭＩがＡＩＭＤ内部に放射し、またはクロスカップルすることが妨げられる。ＥＭＩをアースされたシールド板１９４、１９４’間にボトルアップし続けることによって、その製造的な解決法となるほぼ完全なファラデー箱シールドが形成される。全体的な薄い構成とすることによって、高周波エネルギーの基板エッジからの再輻射はほとんど重要性を失い、もし、層１７６および層１９４、１９４’間の誘電体厚が大きくなるならば、図６０とともに説明される同一平面上のエッジシールドに解決され得る。このシールド閉じ込めの新規な方法は、ここに説明するいずれの実施例にも適用可能である。
【００８１】
図５４を再び参照して、従来のモノリシックラミックチップキャパシタ（ＭＬＣＣ）１４２はランドに電気的に接続され、このランドは順次ビアホール２０２’、２０２”に接続される。このことは、図５８の分解図を参照することによってよりよく理解される。ビアホール２０２’は能動型回路電極板１７６に接続される。ＭＬＣＣキャパシタ１４２の他方の側はビアホール２０２”によってアースされたシールド電極板１９４、１９４’の両方に接続される。ＭＬＣＣキャパシタ１４２の両側に非常に低インピーダンスコネクタが形成されることが重要である。この実施例において、任意のタイプのチップキャパシタが使用可能である。すなわち、モノリシックセラミック、フィルム積層、タンタル、電解またはそれに類するタイプのチップキャパシタが用いられる。ＭＬＣＣキャパシタのアース側（左側）はビアホール２０２”によって高周波アースに接続される必要はないことは当業者に自明である。その代わりに、ＭＬＣＣ１４２の左側の拡張されたランドが外部金属被覆面２０８に直接的に高周波アースされる。
【００８２】
図５４において、ハイブリッド基板１９２に固定されたワイヤボンドパッド１３８が存在する。これはリード線２０４の取付のための便利な取付パッドを形成する。リード線２０４は一般的な電子装置またはＡＩＭＤの内部回路に接続される。リード線２０４は熱的な、または超音波による溶接、はんだ付けまたはそれに類するものによってワイヤボンドパッド１３８に固定される。図５５は、（典型的には、コバールから形成される）ワイヤボンドパッド１３８が除去された別の実施例を示した図である。図５５において、異なるタイプの金属はんだ付けによる被覆されたワイヤボンドパッド１３９が存在する。この場合、図５４に示されるように、コバールブロック１３８の如何なる独立のアタッチメントも必要とされない。この場合、図５５において、ワイヤボンドパッド１３９は外部回路配線の不可欠の一部をなし、メッキ、厚膜被覆等々によって形成される。
【００８３】
再び図５６を参照して、能動型電極板１７６は２枚のアースされたシールド板１９４，１９４’の間に挟まれる。従来のＭＬＣＣキャパシタ１４２はビアホール２０２’（これはまた、能動型回路板１７６に接続される）およびビアホール２０２”の間に接続され、ビアホール２０２”はアース板１９４、１９４’の両方に導電性を有するように結合される。電気的な言葉で説明すれば、このことは、ＭＬＣＣキャパシタ１４２が能動型回路板１７６からアース側に接続することを意味する。したがって、それは、既に述べたような、フラットスルー・キャパシタンスを完全にすべく付加的なＥＭＩフィルタリングをもたらすための電気的バイパスローパス素子として機能する。
【００８４】
図５６を再び参照して、リード線１１４およびビアホール２０２間に配置された電気的接続物質２１４が存在する。これは導電エポキシ樹脂、または導電ポリイミドまたはそれに類するもののような熱硬化導電ポリマーから形成され得る。物質２１４はまた、従来技術において、はんだバンプ構造、またはボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）として知られたはんだまたはろう付けからなっている。これは、リフロー位置において、必ずしも丸いボールから始まるものではない。この物質２１４および金ろう付け１２４間の電気的絶縁性をもたらすために、１つまたはそれ以上の裏面側に接着剤を有する絶縁ウォッシャ２００がハーメチックシール１１２およびハイブリッド基板１９２間に配置される。典型的には、このウォッシャ２００は、裏面に接着剤を有するポリイミドまたはそれに類するものからなり、２１４のような導電物質が定位置に留まり、望ましくないエリアへの短絡および／または分岐（アース短絡等）を生じさせないことが保証される。ここに参考文献として組み込まれた米国特許第７，３２７，５５３号に記載されたように、層上の洩れ検出経路がウォッシャ２００間に形成され、ハーメチックシールのヘリウム洩れ試験を容易にしている。
【００８５】
金属被覆面２０８と金ろう付け１２４との間に配置された同様の電気的接続物質２１０が存在する。物質２１０はまた、典型的には熱硬化導電接着剤、はんだ、低温ろう付け、レーザ溶接またはそれに類するものからなっている。ワイヤボンドパッド１３８は能動型電極板１７６に接続される。このポイントでリード線１１４の体液側から進入する電気的ノイズ（ＥＭＩ）は、すべて図５６においてＣｐおよびＣｐ’として示されるフラットスルー・キャパシタンス、およびそれとともに動作するＭＬＣＣ１４２のフィルタリング作用によってデカップルされる。フラットスルー・キャパシタンスの値は、ＭＣＣ１４２よりも比較小さい。しかしながら、それは高周波を減衰させるのには非常に効果的である。低周波はより高いキャパタンス値を有するＭＬＣＣキャパシタ１４２によって減衰せしめられる。ワイヤボンドパッド１３８は１本またはそれ以上のリード線２０４を一般的なシールドされたモジュールまたはＡＩＭＤの内部の回路素子に接続するために便利なものである。
【００８６】
図５６において、ビアホール２０２ははんだ、低温ろう付け、熱硬化導電接着剤またはそれに類するものからなる導電体２１４によってリード線に接続される。別の方法が図５７に示されており、ここでビアホール２０２は充填される。そして、はんだバンプ２１６に取り付けられる。はんだバンプ２１６はビアホール２０２の金属被覆１０６に接続する全アッセンブリを所定の温度まで加熱することによってはんだバンプ２１６は釘頭型リード線２１８を濡らし、信頼性を有する電気的および機械的接続を形成する。
【００８７】
図５８は図５４の分解図である。アースされたシールド板１９４，１９４’への低インピーダンス高周波電気接続が非常に重要である。したがって、多数の電気的アタッチメント２１０〜２１０””が存在する。もちろんこれはアース金属被覆２０８のまわりの金ろう付け１２４に対する１つの長い連続した接続を形成する。しかしながら、ヘリウム洩れ経路を妨げないことが望ましい。これらのハーメチック端子の一体化は、体液のＡＩＭＤ内への進入を妨げるために重要である。
【００８８】
図５６を再び参照して、ハーメチック端子絶縁体１１８またはそれに対応する金ろう付け１２２中に、クラック２２０またはその他の欠陥が生じている場合、体液（湿気）が閉じた電子的ハウジング内に進入し、あるいはもっと悪いことに心臓ペースメーカーのようなＡＩＭＤのハーメチックハウジグ内に進入するおそれがある。これらの端子を洩れ検出媒体としてのヘリウムを用いることによって検査することが従来技術においてよく知られている。しかしながら、関心があるのは本発明によるハイブリッド基板１９２のような付加素子の設置が一時的にヘリウムの流れを妨げるということにある。典型的には、ヘリウム洩れ試験は数秒間にわたって実行される。したがって、熱硬化導電接着剤２１０またはそれに類するものの連続的な被覆のような付加シーラントはいずれもこのような被覆を通過するヘリウムの流れを緩やかにする。したがって、本発明の好ましい実施例によれば、電気的アタッチメントのエリア間において、図５４および図５８に示すようなギャップを設けることが望ましい。こうしてハーメチック端子絶縁体１１８またはそれに関係する金ろう付け１２２、１２４中に何らかの欠陥２２０が存在する場合、ヘリウムは自由に流れて、洩れ検査装置によって検出される。ここに参考文献として組み入れられた米国特許第６，５６６，９７８号に記載されているように、ハイブリッド基板１９２を貫通するビアホールを効果的に配置することによって、ハーメチックシール検査の間にヘリウムが自由に流れるようにすることは当業者には自明である。
【００８９】
図５８を再び参照して、本発明の新規な特徴は、フラットスルー・キャパシタンスが能動型電極板１７６とそれを取り巻くアースされたシールド電極板１９４、１９４’との間に展開しているということである。このキャパシタンスはＣｐおよびＣｐ’で示される。このフラットスルー・キャパシタンスのキャパタンス値は、Ｃ＝ｋＡ（η−１）／ｄによって与えられる典型的なキャパシタンス方程式に関係する。ここで、ｋは物質の誘電率であり、既に述べたように、図５６に示される新規なハイブリット基板１９２は種々の異なる物質から形成され得る。例えば、ポリイミド物質の誘電率は３〜４である一方、アルミナセラミック物質は９〜１１という高い誘電率を有する。チタン酸バリウムおよびチタン酸ストロンチウムのような誘電体は、５０００以上の誘電率を有し得る。方程式中において、Ａは有効キャパシタンス面積（ＥＣＡ）である面積を表わす。これは能動型電極板１７６および対応するアースされたシールド板１９４、１９４’の面積間の挟まれたオーバーラップエリアによって計算される。フランジエフェクトを無視して、この面積を計算する簡単な方法は、単に挟まれたアースされたシールド板１９４、１９４’の間に形成される能動型電極板１７６の面積を計算することである。方程式において、ηはそれぞれの電極板の総数である。この場合、３枚の板１９４、１７６、１９４’が存在する。これは２つの寄生フラットスルー・キャパシタンスＣｐ、Ｃｐ’を生じさせるη−１を与える。誘電体厚ｄは単に１９４と１７６および１７６と１９４’を分離する誘電体の厚みである。フラットスルー・キャパシタンスＣｐ、Ｃｐ’の存在は、本発明による広帯域ＥＭＩフィルタリング性能にとって極めて重要である。このことは、図５９の配線図を参照することによって理解される。フラットスルー・キャパシタンスＣｐ、Ｃｐ’・・・Ｃｐｎに加えて、能動型電極板１７６の長さ方向に形成される寄生インダクタンスが存在する。これはＬｐ、Ｌｐ’、Ｌｐで表わされる。能動型電極板１７６と隣接するアースされたシールド板１９４、１９４’との間に重なり合う有効キャパシタンス面積が大きくなればなるほど、寄生キャパシタンスＣｐが増大することは当業者に明らかである。この場合、寄生インダクタンスは微少であり、実際フィルタリングには寄与しない。能動型電極板１７６の寄生インダクタンスはその長さおよびその幅の両方に比例するということは当業者にまた明らかである。言い換えれば、能動型電極板１７６の長さが長くなるほど、そのインダクタンスＬｐは増大する。直列インダクタンスの存在は、これがシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の全体的な高周波性能を改善するとき、非常に重要となる。この微少な直列寄生インダクタンスをより大きくするための方法を以下に説明する。
【００９０】
図５９を再び参照して、多くの位置において、シールド記号１９４〜１９４’”（ときどき「Ｓｈ」として表わす）が存在する。これはフラットスルー・キャパシタンスＣｐおよび一般にＭＬＣＣキャパシタ１４２によって寄与されるキャパシタンスＣからなる全アッセンブリがシールド板１９４の内部（その間に挟まれた状態で）に含まれる能動型電極板を有していることを示す。既に述べたように、これは非常に重要であり、高周波数における望ましくない電磁干渉は体液側を横切って分岐し、またはジャンプすること、そしてそれ故、電子装置またはＡＩＭＤのハウジング内に進入し、そして、敏感な電子回路を干渉することはできない。心臓ペースメーカーのようなＡＩＭＤに対するフィルタリングの重要性は、ここに参考文献として組み入れられた米国特許第４，４２４，５５１号、米国特許第５，３３３，０９５号および米国特許第５，９０５，６２７号に記載されている。この点で、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は、従来のフィードスルー・キャパシタと同じ方法で動作し、このシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は効果的なフィルタおよびエネルギー散逸素子であるだけでなく、そのアース電極板１９４はＡＩＭＤの電磁シールドされたハウジングまたはその他の等価なシールドされた電子回路の効果的な一部として機能する。
【００９１】
図５８を再び参照して、この構成において、インダクタンスは非常に小さな値を取るが、能動型電極板１７６が比較的長いことに起因して、相対的最大値を取るように設定され、比較的狭小である。また、フラットスルー・（寄生）キャパシタンスはＣｐおよびＣｐ’の並列結合の総和であり、能動型電極板１７６の大きな面積とそれがアースされたシールド板１９４、１９４’と重なり合うことによって達成される高ＥＣＡに起因して相対的に最大値を取るように設定される。フラットスルー・（寄生）キャパシタンスの総量をさらに増大させるための１つの方法は、図５８中の層の数を増大させることである。モノリシック構造において、余分な層の数を繰り返し増大させることによって、キャパシタンス方程式のη−１項によるキャパシタンスを増大させることができる。フラットスルー・キャパシタンスの総量を増大させるまた別の方法は、有効キャパシタンスオーバーラップエリアＥＣＡを増大させ、誘電率を増大させ、または誘電体厚（ｄ）を減少させることである。
【００９２】
図２および図５に示され、図１０に組立体として示された従来のフィードスルー・キャパシタンは非常に低インピーダンスの広帯域ローパスフィルタを形成する。これはそれらが一般にＡＩＭＤおよびその他の装置に対してリード線が出入りする位置に好ましいＥＭＩフィルタを形成するという理由による。しかながら、フィードスルー・キャパシタは、一般に産業界においては、小さい体積中に組み込まれる。そのため、それらはより大きな体積のＭＬＣＣキャシパタと比べると、相対的に効果になりがちである。単一のフィードスルー・キャパシタが数ドルするということは異常である。この場合、ＭＬＣＣキャパシタは数セントで提供され得る。くわえて、従来のフィードスルー・キャパシタはインピーダンス値が非常に小さくなりがちである（主として４００〜４０００ピコファラッドの範囲内にある）。このことは、従来のフィードスルー・キャパシタが２５ＭＨｚ以上の非常に高い有効周波数フィルタを形成するが、低周波数（５ＭＨｚ以下）において、ほとんど減衰作用を生じさせないということを意味する。フィードスルー・キャパシタは一般に同じ値をもつＭＬＣＣキャパシタの１００倍程高価である。しかしながら、図１３を再び参照して、図１８に示されるようなＭＬＣＣキャパシタおよびその高周波性能曲線に対してこれは広帯域ローパスフィルタを形成しない。一般に、ＭＬＣＣはＡＩＭＤを備えた患者が被る高周波発生源を減衰させるという目的のためには、取るに足らないものであるが、あるいは不十分なものである。これは携帯電話、ＲＦＩＤ、起動レーダ、電子レンジ等々を含む。図３７とともに説明したように、１つの可能な解決法は、フラットスルー・キャパシタを用いることである。しかしながら、図４０に示すようなクロスカップリングに起因する減衰の形成する劣化は重大な問題である。図３７に示すような、従来のフラットスルー・キャパシタに関係する別の問題は、それが相対的に効果的であるということである。これは従来のフラットスルー・キャパシタが比較的小さな体積中に組み込まれるということが理由ではない。図３７に示すように、付加的なフィードスルー端子２２２、２２２’に対して要求される付加的なコストが存在する。これらの付加された端子は自動的に形成することが難しく、重要な手作業およびそれに伴う付加的な労力を必要とする。フラットスルー・キャパシタ電極板１７６を図５８に示すようなアースされたシールド板１９４、１９４’間に挟まれた分配寄生素子として組み込むことにより、多くの望ましい目標が達成される。とりわけ、フラットスルー・キャパシタを横切るクロスカップリングの問題が解決される。これはそれが完全にシールドされた構造内に含まれ、または挟み込まれるという理由による。したがって、高周波ＭＩを本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０を横切って結合させる如何なる方法も存在しない。加えて、回路基板に対する柔軟なケーブルが既にＡＩＭＤを含む従来の電子装置内において一般に用いられている。言い換えれば、如何なる付加的な構造も付け加えることなく、フラットスルー・キャパシタを埋め込んで、図５８に示されるようなＭＬＣＣキャパシタ１４２（または付加的な素子）と結合させることができる。ＭＬＣＣキャパシタ１４２は低周波減衰に対して有効であり、寄生フラットスルー・キャパシタンスＣｐは高周波を減衰させるべく機能する。寄生キャパシタンスまたはフラットスルー・キャパシタンスは個々のＭＬＣＣキャパシタ１４２のキャパシタンスと並列的に機能する。個々のＭＬＣＣキャパシタ１４２はキロヘルツレベルの周波数１０ＧＨｚまたはそれ以上の周波数までの非常に有効帯域の広い広帯域ローパスフィルタを生じさせる。このことは、図５９に示した配線図にすべてまとめられている。シールド１９４〜１９４ｎは全フラットスルーが高周波シールド板の間に挟まれて、高周波ＥＭＩ信号が能動型電極板１７６から再輻射し得ないようになっていることを図示している。これは非常に重要な概念である。望ましくないＥＭＩエネルギーがアースに分離されるまでそれは電子装置またはＡＩＭＤの電磁シールドされたハウジングの全体の内部にシールドされない状態で留まることはできない。もし、シールドされない状態で留まっていれば、このような高周波ノイズは敏感なＡＩＭＤ検知回路内にクロスカップルし得る。例えば、心臓ペースメーカーがこのような高周波ノイズを心拍として検知した場合、ペースメーカーはそれに依存する患者の生命を脅かすものとしてそれらをブロックする。
【００９３】
図６０は、既に図５８において番号１７６で示した電極層の別の例を示した図である。図６０を参照して、図５８の分解された能動型電極層１７６を除去したものを想定し、それを能動型電極板１７６’に置き換えなければならない。能動型電極板１７６はそれ自体既に図５８で示したものとそれほど異なるものではない（その表面積はわずかに小さい）。相違点は、アースされたシールド配線２２４が、同一面上において能動型電極板１７６’のまわりに堆積されていることである。能動型電極板１７６と同一面上でまわりを取り巻くアースされたシールド配線２２４の目的は、能動型電極板１７６’の同軸シールドを助けることにある。能動型電極板１７６’は、アースされたシールド板１９４、１９４’の間に挟まれており、これは、能動型電極板１７６’が上下端および両側においてシールドされていることを意味する。任意のエッジシールド２２４を付け加えることによって、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フイルタ１９０からの高周波のエッジ輻射が妨げられる。
【００９４】
フラットスルー・キャパシタのフィルタ性能は、付加的なローパス回路素子によってさらに改良され得る。図６１を参照して、能動型電極板１７６”はホイーラースパイラルインダクタ素子１５８を付け加えることによって変形される。ホイーラースパイラルインダクタは従来技術においていろいろな他のアプリケーションによく用いられている。ホイーラースパイラル設計方程式がまた、既に利用可能である。スパイラルインダクタ回路配線１５８は能動型電極板１７６”に実質上直列なインダクタンスを付け加え、フラットスルー・キャバシタンスオーバーラップ面積（ＥＣＡ）を増大させる。図６１において、広い能動型電極板面積１７６”を得ることによって、既に述べたような寄生フラットスルー・キャパシタンスを最大化する。言い換えれば、１５８のインダクタ回路配線と能動型電極板１７６”との間の増大した全有効オーバーラップエリア（ＥＣＡ）は、それらが２枚のアースされたシールド板１９４、１９４’との間に挟まれたとき、フラットスルー・キャパシタンスＣｐ、Ｃｐ’を著しく増大させる。ＥＭＡフィルタ設計の分野において、回路に直列接続されたインダクタがアース側へのキャパシタンスに置き変えられるとき、これはＬセクョンローパスフィルタとして知られる。図６１のＬセクションフィルタに対する配線図が図６２に示される。
【００９５】
図６２を参照して、スパイラルホイーラーインダクタ１５８が能動型電極板１７６”に直列に接続されている。能動型電極板１７６”はフラットスルー・寄生キャパシタンスＣｐおよびＭＬＣＣキャパシタ１４２の両方に並列に接続されて、Ｌ型フィルタを形成する。寄生キャパシタンスＣｐは分配素子であって、回路の全体にわたって示されなければならないという事実は図６２には示されていない。したがって、図６２に記載のものは、高周波モデルが分配された伝送線からなるような比較的低周波数のモデルとして考えられるべきである。
【００９６】
図６３は、本発明による４極フィルタフィードスルー・アッセンブリを示した図である。図６３に記載のものは、既に図５４、５６、５８に示した単極の装置と非常によく似た構造を有している。図６３において、多数のアースされたシールド板１９４、１９４’、１９４”が存在する。それに関係するビアホールは当業者に自明である。
【００９７】
能動型回路電極層２２６、２２８がアースされたシールド板の間に挟まれている。フラットスルー電極回路１７６、１７６’は、電極回路配線層２２６上に含まれる。既に述べたように、寄生キャパシタンスまたはフラットスルー・キャパシタンスは、両側のＥＣＡオーバーラップエリアによって形成される。アースされたシールド板１９４、１９４’の間隔は、それらが離れすぎないようにすべきであるという点、または高周波の洩れが、フラットスルー電極板１７６、１７６’から外側エッジを通じて再輻射される電磁干渉信号によって発生し得るという点において重要である。この高周波の洩れは図５４の単極の構成において金属被覆面２０８によって外側を覆うことによって防止される。このことはまた、図６４に示すように、多数の導電体で満たされたビアホール２３０を通じてスティッチすることによって達成され得る。図６４は、図５３のアースされたシールド板１９４〜１９４”の変形例を示した図である。周辺の至る所において、そして内部においてさえも、複数のスティッチングバイアス２３０またはアースバイアスが存在する。このスティッチングバイアス２３０の目的は、マルチポイント低インピーダンス構造中において、３つの（またはη個の）アースされたシールド層１９４〜１９４”を互いに電気的に接続することにある。これらのスティッチングバイアスは、この積層された、サンドイッチ構造を横から見たときに、それらが有効長を減少させるという別の非常に重要な目的を生じさせる。導波管のカットオフ周波数がその幾何学的構造に関係していることは、導波管技術の分野では一般原理である。四角形断面の導波管に対し長さ対幅の比は非常に重要である。長さを短くすることによって導波管が電磁信号を通過させ始める周波数が著しく増大する。したがって、多数のスティッチングバイアス２３０を含めることによって、サンドイッチ構造が５〜１０ＧＨｚの範囲に達するエッジ再輻射に関する高周波シールドを維持することが補償される。このことは、ＡＩＭＤに対して要求される有効フィルタリング周波数以上においても良好に機能する。ＡＩＭＤに対するより高い周波数は、専門家によれば３ＧＨｚと規定されている。３ＧＨｚ以上の減衰がＡＩＭＤ、ＥＭＩフィルタに対して要求されない理由は、非常に短い波長における人体組織の反射および吸収に関係している。したがって、電磁的フィルタは３ＧＨｚまでにおいて非常に有効であるべきであるが、それを越える周波数においてはその必要はない、ということが埋め込み医療装置ＥＮＣの技術分野において一般に受け入れられている。このことは、公表されたＡＮＳＩ／ＡＡＭＩスタンダードＰＣ６９において言及されている。
【００９８】
図６３を再び参照して、多重層ｎが積層されることは当業者に自明である。この理由は２つある。すなわち、能動型電極板１７６ｎとそれを取り巻くアースされたシールド板１９４ｎとの間に形成されるフラットスルー・キャパシタンスに対する有効キャパシタンス面積（ＥＣＡ）を増大させるため、そしてまた、付加的な余分な電極を並列接続することによって、能動型回路電極板の電流処理能力を増大させるためである。これは能動型電極の直列抵抗を減少させ、それと同時に、それらの電流および電力処理能力を増大させる傾向にある。
【００９９】
図６４を再び参照して、多重バイアス２３０に対する別の目的は、柔軟なハイブリッド基板１９２の機械的一体性を向上させることである。多重バイアス２３０を適用するとによって、前記構造が壊されることがほとんどなくなる。これを達成するための別の方法が図６５にスロットパターン２３２を使用することによって説明される。
【０１００】
図６５において、多数のスロット２３２が存在する。これらのスロットは多数のエリア内に配置され得る。スロット２３２は一般にビアホールが充填されるのとは異なり、充填されない。しかしながら、スロットによって接着層が金属被覆された電極シールドを通って接続することを可能にする。例えば、典型的なポリイミド製の柔軟なケーブル構造において、ポリイミドの多重層がアクリルバインダによって積層される。こうして、スロット２３２を設けることによってアクリルバインダはその下側に位置する基板材料２３４に接着し得る。
【０１０１】
図６５を参照して、本発明においては、スロット２３２を能動型電極電流の方向に整列させることで、蛇行経路が電流に対して形成されないようにすることが好ましい。これはまた、アース板の誘導的な一体性を維持する傾向がある。例えば、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０が心臓ペースメーカーのリード線の入る位置において使用される場合、能動型電極板はペースメーカー動作パルスを導通し、かつ生物学的検知信号を導通するために損失を小さくするようにしなければならない。言い換えれば、現在の心臓ペースメーカーは心臓の電気的な活動を能動的に検出しかつモニタする。低損失の能動型電極に対する１つの目的は、ＡＩＭＤバッテリの節約である。幾人かの患者はペースメーカーに依存しておらず、それは彼らが自己の心臓の動悸が非常に低くなり過ぎたときのような、一定の危険な自体にのみペースメーカーを必要とするということを意味する。したがって、ペースメーカーの電子回路は常に心臓をモニタする。ペーシングパルスが必要とされるとき、ペースメーカーが起動し、適当な心臓組織に対して埋め込まれたリード線を通じてペーシングパルスを供給する。ついで、刺激パルスが心臓にその自然なサイン波のリズムを送る。したがって、図６３の層２２６、２２８に示されるような能動型電極板は、相対的に損失が小さいものであることが非常に重要である。すなわち、能動型電極の抵抗はペーシングパルスまたは検知信号が著しく減衰せしめられるような高いものであってもならない。
【０１０２】
図６６は、金属被覆された電極シールド内に多数の穴２３６を設ける方法を示した図である。これらの多数の穴２３６は既に図６５で説明したスロット２３２と同じ目的を有している。
【０１０３】
図６７は、既に図６３に示した能動型電極層２２６に対する別の構成を示した図である。図６７において、この層２２６’は図６３の層２２６と置き換えられていることがわかる。
【０１０４】
図６８は、図６３のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０を従来のフィードスルー・キャパシタおよび従来のＭＬＣＣと比較した減衰対周波数のグラフを示したものである。従来のフィードスルー・キャパシタを、本発明のＭＬＣＣキャパシタおよびシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０と比較したとき、著しい相違が存在する。図６８において、フィードスルー・キャパシタおよびＭＬＣＣは等しいキャパシタンス値を有している。シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのキャパシタンス値は著しく小さい。フィードスルー・キャパシタはＳＲＦ1として示される微少な自己共鳴へこみを示す。フィードスルー・キャパシタは、このタイプの自己共鳴を通過した後、非常に効果的な広帯域フィルタとして機能し続けるという点で非常にユニークである。従来のＭＬＣＣキャパシタは、これとは反対の特性を有する。しかしながら、ＭＬＣＣキャパシタは、実際、自己共鳴周波数ＳＲＦでは別のキャパシタとして機能するが、自己共鳴周波数ＳＲＦを越える周波数においては、減衰対周波数が減少する位置で急激に誘導的になる。このことは、携帯電話のような高周波発生源が適当に減衰されないときは、あまり望ましいものではない。本発明によるフラットスルー・キャパシタンスは寄生キャパシタンスであり、比較的低いキャパシタンス値を有する傾向がある。それは、その有効３ｄＢポイント（またはそれが有効なフィルタになり始めるポイント）が比較的高周波数であることを意味する。この場合、３ｄＢポイントは約１０００ＭＨｚである。図６３の構成によれば、ＭＬＣＣキャパシタ共鳴曲線をフィードスルー寄生曲線に結合したとき（これらの２つのキャパシタンスは並列状態で加えられる）、図６８はコンポジットまたは付加された共鳴減衰曲線を示す。この曲線は、能動型電極１７６に対し図５９に示された並列な容量的素子のすべてを加えることを意味する（寄生インダクタンスＬｐは非常に小さい値となるので、それらは無視され得る）。この実線の複合曲線を従来のフィードスルー・キャパシタの曲線と比較すると、従来のフィードスルー・キャパシタは１０００ＭＨｚ以上の周波数においてこの複合曲線から逸れることがわかる。このことは、フラットスルー・寄生キャパシタのキャパシタンス値を増大させ、それによって、より低い周波数において動作し始めることは当業者に明らかである。寄生キャパシタのキャパシタンス値を増大させるための有効な方法は、周囲を取り巻く誘電体の誘電率を増大させることである。図６３の誘電体基板層２２６、２２８は、例えば、チタン酸バリウムまたはチタン酸ストロンチウムのような高誘電率ｋを有する誘電体を絶縁基板物質２３４として用いることを意味している。これは誘電率（ｋ）を２０００以上の領域まで増大させる。したがって、フラットスルー・キャパシタンスの値は非常に大きくなり、その結果、ＭＬＣＣキャパシタンスを含ませることすら必要でなくなる。同じことを達成するための別の方法は、既に述べたようなポリイミドまたはカプトンを用いる柔軟なケーブルを適用することである。これに伴う問題は、これらの��質の誘電率が比較的小さい（典型的には、１０以下）ことである。しかしながら、これを解決するための１つの方法は、能動型電極板１７６およびそれを取り巻く挟まれたアースされたシールド板１９４、１９４’のオーバーラップエリアにおいて有効にキャパシタンス面積を増大させること（および／または誘電体厚ｄを減少させること）である。
【０１０５】
図６９は、既に図６３に示したものと類似の本発明による４極ハイブリッドＥＭＩフィルタの分解図である。図６９において、図６３の回路層２２６、２２８は、インダクタ配線１５８〜１５８’”を付加されている。これらのインダクタ配線は、能動型電極板１７６〜１７６’”の一部としてそれに直列に接続されている。大抵、１つのインダクタパターンが選択され、そして、それに留められることは当業者によく知られている。例えば、電極板１７６には、四角形状のホイーラースパイラルインダクタ１５８が存在する。電極板１７６’には、例えば、図７４に示したものを含む多くのパターンのうちの１つを有する蛇行インダクタ１５８’が存在する。電極板１７６”および１７６’”には、丸みを帯びた形状のホイーラースパイラルインダクタ１５８”、１５８’”が存在する。同一面上のインダクタを能動型電極板に直列に接続した状態で埋め込むことによって、現実的に付加的な費用のかからない構成とすることができる。この理由は、典型的に柔軟なケーブルまたは硬い基板を製造するために用いられる製造方法に関係している。すなわち、ソリッドメタル層はメッキまたはその他の金属被膜製造ブロセスによって全表面にわたって積層され、次いで、絶縁体がシルクスクリーンまたはそれに類似のプロセスを用いてその上に積層される。その後、化学的堆積法が用いられることによって、望まれた電極パターンを除いたすべての金属が除去される。したがって、一旦１つのステップが実行されると、図６９に示すようなインダクタ素子１５８〜１５８’”を付加することは極めて低コストであり、非常に容易である。図６９に示すようなインダクタを付加することの利点は、ローパスＥＭＩフィルタを単一の素子から製造し、デュアルエレメントＬ型ローパスフィルタとして知られたものを形成することを含んでいる。デュアルエレメントフィルタはより急角度に傾斜した減衰曲線を有し、それ故、より効果的である。図６９に示すようなインダクタ構造を付け加えることから生じる別の利点がまた存在する。これをすることによって、ＥＣＡ、そしてそれ故、寄生フラットスルー・キャパシタンスを同時に増大させることができる。したがって、能動型電極板に直列接続されたインダクタンスおよびアースに並列接続された寄生キャパシタンスからなる非常に有効な分配フィルタを用いることで、目的が達成される。
【０１０６】
図７０は、能動型電極配線層２２６”、２２８”が選択的な周囲を取り巻く同一面上のアースされたシールド２２４を付加された点を除き、図６９によく似た図である。この周囲を取り巻くアースされたシールドは、図６０で既に説明された基板エッジからの再輻射を防止する機能を有する。しかしながら、図７０の実施例が図６９の実施例と異なる点は、選択的な同一面上のアースされたシールド２２４’がまた、能動型電極配線１７６および能動型電極配線１７６’の間と、能動型電極配線１７６”および能動型電極配線１７６’”との間の層２２６”、２２８”上に配置されていることである。例えば、図７０の層２２６”を見れば、同一面上のアースされたシールド２２４’は回路配線１７６と回路配線１７６’との間に配置されている。これは隣接する回路配線１７６、１７６’間のクロストークを防止することが重要である場合に用いられる。例えば、これは人工内耳において、隣接するチャンネルからの妨害ノイズの影響を受けずに、聴神経を刺激する各デジタルまたはアナログ音声チャンネルを維持するために重要である。これは特に、回路電極１７６、１７６’がその上に配置される誘電体層２２６”が高誘電率の誘電体からなっているときに、特に重要である。高誘電率の誘電体を用いることによって回路電極層１７６、１７６’間に生じる寄生キャパシタが増大する。同一面上のアースされたシールド配線２２４’の存在によって隣接する回路配線間のクロストークが防止される。クロストークシールド２２４’は、図７に示すように、周囲を取り巻くエッジシールド２２４を備えていてもよいし、備えていなくてもよい。クロストークシールド２２４’はまた、特定のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０のすべてに使用される必要はなく、クロストークが隣接する回路間において注目されるような層内においてのみ必要とされる。言い換えれば、クロストークシールド２２４’は層２２６”上において用いられるが、層２２８”上では必要とされない。特定の基板層において、能動型電極（および選択的なクロストークシールド）の個数は（図７０の１７６および１７６’のように）２個に制限されず、任意の個数ｎであってよい。
【０１０７】
図７１は、既に図７０に関して説明した４極シールド３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の別の実施例を示した図である。図７０と図７１との差異は、絶縁接着ウォッシャ２００によってハーメチック端子１１２に結合されたフィードスルー・キャパシタ１３２の付加である。フィードスルー・キャパシタ１３０には、従来よりよく知られており、非常に有効な高周波フィルタリングをもたらす。図７１はこれらの従来のフィードスルー・キャパシタが本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタと組合わせて使用され得ることを示している。好ましい実施例によれば、図７１に示した構造は、ＭＬＣＣキャパシタ１４２〜１４２’”の除去を可能にする（または、それらはより高い値をもつＭＬＣＣキャパシタ、フィルムチップキャパシタ、タンタルキャパシタ等々によって置き換えられる）。言い換えれば、ハイブリッド基板電極のフラットスルー・キャパシタンスと組合わせられたフィードスルー・キャパシタ１３２から十分なキャパシタンスが生じ、それによって、付加的なフィルタリングが高周波減衰（１００ＭＨｚ以上の）に対して要求されることはほとんどない。しかしながら、極端に低い周波数でのフィルタリングが望まれる場合、図７１に示すようなモノリシックセラミック・フィードスルー・キャパシタがシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ、および面に取り付けられた高キャパシタンス値をもつタンタルキャパシタとともに使用される。これによって、キロヘルツオーダーの周波数範囲から１０ＧＨｚオーダーの周波数範囲にわたって有効なフィルタがもたらされる。ＡＩＭＤへの応用に関して、これは電子式商品監視（ＥＡＳ）ゲート、または低周波ＲＦＩＤレーダ（１２５〜１３２ｋＨｚまたは１３．５６ＭＨｚの範囲内における）から生じるような低周波発生源のフィルタリングにとって非常に重要である。これらのＥＡＳゲートは、心臓ペースメーカーをもつ患者を含む人間が小売店から出ていくときに一般に出くわす装置である。これらは、例えば、盗みを防止するために商品に付されたタグを検出する。１つの共通のシステムが５８ｋＨｚで動作するセンサによって製造される。これらのＥＡＳゲートがペースメーカーおよびＩＣＤに干渉し得ることが、多数の出版物を通じて公表されてきた。本発明は、図７１に示すように、５８ｋＨｚからＧＨｚオーダーの携帯電話周波数に至るまでの信号を減衰させるのに有効である。
【０１０８】
図７２は、図６９の丸みを帯びた形状のホイーラースパイラル１５８”、１５８’”の平面図である。
【０１０９】
図７３は、既に図６９で示した四角形状のホイーラースパイラル１５８によく似た四角形状のホイーラースパイラルの平面図である。
【０１１０】
図７４は、幾つかの典型的な蛇行形状のインダクタ１５８’を示した図である。異なる種類の多くのインダクタ形状が同一面上の基板層に直列に、そして、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の能動型電極板１７６の付加分の一部として容易に積層され得ることは当業者に明らかである。
【０１１１】
付加的な素子をローパスフィルタに付加することの利点が図７５に示される。図７５は、種々のタイプのローパスフィルタに対する減衰曲線を示すグラフである。例えば、典型的なＭＬＣＣキャパシタ曲線が示されている。この図からＭＬＣＣは自己共鳴ＳＲＦを通過し、その後、周波数に対して直線的に減衰する（ＭＬＣＣは次第に誘導的となる）。しかしながら、シールドされた３端子フィードスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに関しては、１０ＧＨｚに至るまでのすべての周波数にわたって広帯域のフィルタ性能を達成している。単一の素子またはＣ型フィルは１０毎に２０ｄＢの減衰勾配を有している。Ｌ型フィルタにおいて示されるように、これに対して直列インダクタを付加したとき、減衰勾配は１０毎に４０ｄＢを増加する。フィルタをπ型またはＴ型にする第３の素子の付加によって減衰勾配は１０毎に６０ｄＢずつ増大する。ＬＬ1またはＬＬ2として示されるダブルＬ型にすると、これはインダクタが体液側に向かってまたは外側に対してポイントになることを意味するが、減衰勾配を１０毎に８０ｄＢ増大させる。こうして、任意の個数の素子を付加することができる。例えば、５素子型フィルタは減衰勾配を１０毎に１００ｄＢ増大させる。任意の個数の素子を付加することができるということは当業者には自明である。
【０１１２】
再び図６９を参照して、ここに示される構造は図６２に示されるように、Ｌ型回路としての電気配線を有している。このＬ型回路のキャパシタンスはインダクタ１５８から形成されたＥＣＡを含む能動型電極板１７６とそれに対向するアースされたシールド１９４、１９４’の間との間に形成される寄生フラットスルー・キャパシタＣｐの総和からなっている。図６２のＭＬＣＣキャパシタ１４２はハイブリッド基板１９２の面上に取り付けられたキャパシタ１４２〜１４２’”の表面を表わす。ＭＬＣＣキャパシタはその共鳴周波数まで有効である。しかしながら、それはフラットスルー・キャパシタンスがＬ型フィルタに対して図７５に示すような比較的滑らかな曲線を生じさせる場合である。Ｌ型フィルタは逆転させることができるということは当業者に自明である。言い換えれば、インダクタスパイラルは既に図６１、６２に示したような体液側に向き合うように設計され、かつキャパシタの他方の側に配置される。加えて、新規なハイブリット基板１９２の内部には多数のインダクタが配置されて、π型、Ｔ型、ＬＬ型、または５素子型またはＮ型回路を形成することは当業者に自明である。それ故、本発明は、従来技術において既によく知られた従来のローパスＥＭＩフィルタ回路を構成するための新規な方法を含んでいる。言い換えれば、フィードスルー・キャパシタ、Ｌ型フィルタ、π型フィルタ、Ｔ型フィルタおよびＬＬ型フィルタは、既によく知られている。しかしながら、フラットスルー・キャパシタンスがアースされたシールド１９４、１９４’の内部に埋め込まれることは、発明者が始めて提案するものである。
【０１１３】
図７６は、既に図６８で示したものと類似の一群のフィルタ減衰曲線を示したグラフである。図７６において、３ｄＢのカットオフポイント、あるいはシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのフラットスルー曲線（Ｃｐ）が有効に始めるポイントは、実質上周波数の低い側寄り（グラフの左側）に移動していることがわかる。この場合、その３ｄＢポイントは約４０ＭＨｚである。加えて、それは今やＬ型フィルタの一部を形成しているので、その減衰勾配の傾斜率は１０毎に２０〜４０ずつ増加する。図７６において、参照フィードスルー・キャパシタ曲線はＭＬＣＣ曲線と同様に変化しない（これらの曲線は個々の素子比較曲線にすぎない）。しかしながら、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ基板に表面取り付けされたＭＬＣＣ曲線を能動型電極フラットスルー・曲線に加えた複合曲線は、実質上改善されている。すべてのポイントにおいて、表面取り付けされたＭＬＣＣを伴ったシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの複合曲線は、参照された従来のフィードスルー・キャパシタからずれる（それらよりも高い減衰和生じさせる）。多くの場合、改善のなされた程度は非常に実質的である。例えば、１．５テスラ装置に対して６４ＭＨｚであり、３テスラ装置に対して１２８ＭＨｚであるＭＲＩ周波数において、１０〜２０ｄＢを越える改善が生じている。これは能動型埋め込み医療装置をＭＲＩスャンの間の干渉から保護するために極めて重要である。
【０１１４】
図７７は、本発明による２極ハーメチックシールハイブリッド基板フィルタ１９０を示した図である。
【０１１５】
図７８は、図７７の７８−７８線に沿った内部層の分解図である。能動型電極板１７６、１７６’において、四角形状のホイーラースパイラル１５８、１５８’が拡大して描かれている。アースされたシールド板１９４〜１９４”が適切なＥＭＩシールドおよび高周波アースを形成するためには、それらは導電体２１０〜２１０’を通じて図７７に示したハーメチックシール１１２のフェルール１２０の金ろう付けリング１２４にアースされていることが本質的である。ＡＩＭＤに関してフェルール１２０は典型的には、チタン、ステンレス鋼または適当な非腐食性物質から形成される。不幸にも製造工程または継続的使用の間に、チタンは望ましくない酸化物を形成し得る。これらの酸化物は、絶縁体または半導体として機能し得る。この酸化物に電気的素子が取り付けられると、望ましくない回路の振る舞いが引き起こされ得る。ローパスＥＭＩフィルタの場合、これはＥＭＩフィルタ性能の劣化を引き起こし得る。したがって、接続は酸化されない面に対してなされることが本質的である。図７７に示されるような金ろう付け１２４の存在によってこのような取付に適した便利な酸化されない面が形成される。この金ろう付けへの取付は、ここに参考文献として組み入れられた米国特許第７，０３８，９００号および米国特許第７，３１０，２１６号に記載されている。
【０１１６】
図７７において、金属被覆バンド２２２と金ろう付け物質１２４とを接続する導電体２１０”が存在する。その反対側には、金属被覆バンド２２２’と当該金ろう付け物質とを接続する同様の導電物質２１０が存在する。ハイブリッド基板１９２の左側において、導電体２１０はまた、金属被覆バンド２０８および当該金ろう付け物質１２４とから接続される。また、これは図７８の分解図においてアースされたシールド層１９４〜１９４”に対する電気的コネクタ２１０〜２１０”を見ればわかる。この場合、これは本発明に対する適切な（しかしながら、理想的ではない）高周波アースを形成する３端子アース系として知られている。これらの電気的取付２１０〜２１０”の間の距離が近ければ近いほど、より良好な結果が得られる。これはアースされたシールド板１９４〜１９４”に対する接触面積が増大するに連れて、電気的インピーダンスが減少し、よって、それらのシールド効果が特に高周波領域において改善されるという理由による。
【０１１７】
図７９は本発明によるハイブリッド基板１９２の別の実施例を示した図である。この場合、ハイブリッド基板１９２は分解図に示されるように、ハーメチックシールアッセンブリ１１２のフェルール１２０内に部分的に挿入される。図示のように、便利なワイヤボンドまたは電気的接続パッド１３９〜１３９””が存在する。この場合、パッド１３９””はアースパッドであり、パッド１３９〜１３９’”は回路コネクタである。既に述べたように、ＭＬＣＣキャパシタ１４２〜１４２’”は、（図示されない）アースされたシールド板に対して内部的にバイアスを通じてシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ（図示されない）能動型電極板から接続する。既に述べたように、十分なフラットスルー・寄生キャパシタンスがハイブリッド基板１９２の内部に生じていれば、ＭＬＣＣキャパシタ１４２〜１４２’”は必要とされない。また、選択的な埋め込まれたホイーラースパイラルインダクタ１５８が存在する。これらのうちの１つは、既に述べたように、ＭＬＣＣキャパシタ１４２〜１４２’”をそれぞれに直列接続される。シールドリング２４２が設けられて、レーザ溶接、ろう付け、はんだ付けまたはそれに類するものを通じてフェルール１２０に接続される。このことは重要であり、それによって、電磁的な干渉は直接絶縁体１１８を貫通することができず、電子装置の内部に再輻射されることもない（ハーメチック絶縁体は心臓ペースメーカーのチタン製電磁シールドハウジングの穴を形成する）。シールドリング２４２はビアホールに対するはんだ付けを通じてシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ構造のアースされたシールド板に接続される。接続パッド２４０〜２４０’”はリード線１１４〜１１４’”に電気的に接続される。
【０１１８】
図８０は、図７９の部分拡大図である。この場合、リード線１１４”、１１４’”は典型的にはリード線保持ブロック２４０”、２４０’”に溶接され、またはろう付けされ、またははんだ付けされる（２４４、２４４’）。また、ハーメチックシール１１２のフランジ１２０の内側に選択的な電気的コネクタ２４６、２４６’が存在する。この電気的コネクタは、ハイブリッド基板１９２の（図示されない）アースされたシールド板に接続する。導電体２４６、２４６’はチタン製フランジ１２０に接続するだけでなく、金ろう付け１２４に密接に接続し、それによって、高周波特性を補償するための酸化されない電気的接続が形成される。図８０において、外部シールドリング２４２が除去され、そして、金属被覆層２４７によって置き換えられている。金属被覆エリア２４７は絶縁体１１８を覆う円周リングを形成しており、それによって、ハーメチックシール１１２を通してのＥＭＩの再輻射が防止される。
【０１１９】
図８１は図７９および図８０の４極ハイブリッドＥＭＩフィルタの配線図である。図８１はＬ型ローパスフィルタを示した図である。
【０１２０】
図８２は、本発明によるインラインハイブリッド基板１９２を示した図である。この場合、既に詳細に説明した（図示されない）アースされたシールド板が存在する。電気的取付２００〜２１０””からなる金ろう付け１２４に対する多数の電気的接続点が存在する。この場合、背中合せに配置されたＭＬＣＣキャパシタ１４２と（ツェナダイオードとしても知られる）電圧抑止ダイオード２４８が並列に組み込まれている。このことは、図８３に示した配線図を参照することによって最もよく理解される。（左側の）ＡＩＭＤの体液側の電子モジュールの外側から出発して、ＥＭＩが進入するとき、それはまず本発明のシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの新規な貫通電極によるフラットスルー・キャパシタンスＣｐにまず出くわす。ついで、図８３の右側に移って、当該ＥＭＩは典型的には、ハイブリッド基板１９２の能動型電極板内に含まれる（図示されない）埋め込まれた同一面上のホイーラースパイラルインダクタからインダクタンスＬ1に出くわす。その後、当該ＥＭＩはＭＬＣＣキャパシタ１４２および高電圧抑止ダイオード２４８の並列接続に出くわす。さらに、電気的接続パッドＡ〜Ｆに達する前に、ハイブリッド基板１９２内に埋め込まれた別のインダクタ（任意の）Ｌ1と付加的なフラットスルー・キャパシタンスＣｐ’が存在し得る。
【０１２１】
再び図８２および図８３を参照して、例えば、インダクタＬ１ａ、Ｌ２ａのようなインダクタは、四角形または丸みを帯びた形状のホイーラースパイラルまたは既に説明した別の蛇行形状を有するいずれかのものから構成され得る。図８３は、非常に有効な５素子型ローパスフィルタを示した図である。
【０１２２】
図８４は、本発明による新規なハイブリッド基板１９２の変形例を示した図である。シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０はハイブリッド基板１９２を含んでいる。ハイブリッド基板１９２は２つの部分１９２’、１９２”に分かれている。部分１９２’は相対的に小さい断面積の柔軟なケーブルからなり、それ故、非常に柔軟性に富んでいる。部分１９２”と同一または類似のものから形成され得る（または、それは柔軟な部分１９２’が接続される硬い基板から形成され得る）がしかし、その厚みは、従来技術において硬いケーブル表面として知られるものを形成するまで積層される。この硬い部分１９２”はポリイミド、カプトンまたはそれ以外の典型的な柔軟なケーブル構造から形成され得る。これはセラミックまたはＦＥ４基板またはそれに類するものを含む硬い多層基板、または多層回路基板の一部をなしていることはまた当業者に自明である。柔軟なケーブル部分１９２’は典型的には通信、家電製品、軍事または宇宙空間的応用において使用されるようなＡＩＭＤまたはその他の電子装置のハーメチックシール１１２のピン１１４〜１１４’”上を滑り落ちるように設計されている。ハーメチックシール１１２は非ハーメチック端子またはプラスチック端子を含む任意のタイプの端子からなり得る。本発明は、任意の電子的アッセンブリまたは任意のリード線が電子的アッセンブリ、そのサブアッセンブリまたはハウジングに出入りするポイントに適用可能である。ハーメチックシール１１２の端子ピン１１４〜１１４’”への取付およびアースピン１９６への取付の方法が、以下に図面を参照して説明される。
【０１２３】
硬い部分１９２”を参照して多数個の受動型的または能動型的面取付電子素子が取り付けられ得る（それらはまた、埋め込まれ、従来技術において多層基板構造として知られたものを形成する）。この特定の場合において、図８４のハイブリッド基板１９２は、おそらく能動型埋め込み医療装置の内部の集積回路またはマイクロチップ２５２を備えた回路基板２５０のランドへの容易な接続のための便利なリード線２０４〜２０４’”、１９６を備えている。回路基板２５０は、本発明の一部を構成しないが、本発明がそれに接続され、干渉し得るという点で重要である。
【０１２４】
図８５は、アレイＤ１が受動型的または能動型的ＲＦＩＤチップのいずれかに置き換えられている点を除き、図８４に非常によく似た図である。好ましい実施例によれば、これは低周波受動型ＲＦＩＤチップからなり、典型的なＡＩＭＤのチタン製電磁シールドまたはその他のＥＭＩシールドされた電子装置を容易に貫通し得る周波数で動作する。好ましい実施例によれば、ＲＦＩＤチップは、１２５〜１３５ｋＨｚの国際標準化機関帯域において動作する。ＲＦＩＤチップは、ＡＩＭＤのモデルナンバー、シリアルナンバーの識別、重要な患者またはインプラント施術者情報、およびそれに類するものを含む多数の異なる目的のために用いられる。この点に関し、ここに参考文献として組み入れた米国特許出願公開ＵＳ２００６−０２１２０９６Ａ１を参照されたい。
【０１２５】
図８５に示したＲＦＩＤチップは、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの能動型電極に取り付けられるだけでなく、電気的に接続される。受動型ＲＦＩＤチップに対しては、如何なる電気的接続も必要とされない。言い換えれば、外部送信機／読取機が用いられたとき、強力な電磁場がＲＦＩＤチップ内のアンテナを励起させ、そのマイクロチップを作動させて、応答パルスを送信させるための受信電力を自動的に使用する。しかしながら、別の実施例では、図８５に示されるように、ＲＦＩＤチップはシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの内部に埋め込まれた電力回路に電気的に接続され、それによって、ＡＩＭＤの内部バッテリから電力供給を受ける。この場合、それは能動型ＲＦＩＤチップとして知られている。能動型（電力供給を受けた）ＲＦＩＤチップを用いることによって、より多くの敏感な受信回路を具体化することができ、より多くの強力な応答パルスを送信させることができる。また別の実施例では、図８５に示したＲＦＩＤチップはＡＩＭＤ高周波テレメトリー回路に対する起動手段として用いられ得る。
【０１２６】
過去において、ペースメーカーおよびＩＣＤおよび神経刺激器テレメトリーは、密接に連結された電磁コイルによって実行されていた。この従来技術において、典型的には、ＡＩＭＤは当該ＡＩＭＤのチタン製ハウジング内部に多数回巻線アンテナを有していた。このタイプの外部ループアンテナを用いるＡＩＭＤさえ存在していた。ＡＩＭＤを再プログラムするため、物理学者または医師は、その内部に埋め込まれた類似のアンテナを備えたペン型スキャナをＡＩＭＤに近接させる。例えば、典型的なペースメーカーへの応用に関して、テレメトリーペン型スキャナは外部プログラマーに接続されたワイヤを使ってインプラント上に直接配置される。医師は、ペン型スキャナをスイートスポットが見つかるまであちこち動かす。このとき、外部プログラマーは能動的状態にあり、電気記録図およびその他の重要な情報がディスプレイ表示される。典型的には、ペン型スキャナは患者の皮膚表面に直接置かれ、またはせいぜい数センチ離れて配置される。近年、非接触高周波テレメトリーが次第に一般化されつつある。この場合、例えば、心臓ペースメーカーに対して、（ＥＭＩシールドされたチタン製ハウジングの外側）にＡＩＭＤのプラスチック製ヘッダーブロックの内部に埋め込まれた高周波アンテナが存在する。このアンテナは外部の高周波送受信プログラマーと通信する。このような通信のための典型的な周波数帯域は４０２〜４０５ＭＨｚである（ＭＩＣＳ帯域として知られる）。別の装置が非接触高周波テレメトリーに対するより高い周波数を使用する。このような非接触テレメトリー回路に伴う１つの問題は、常時受信回路がエネルギーを消費していることである。従来技術において、ザーリングチップとして知られた１つの方法が存在する。ザーリングチップは（ＧＨｚ帯域の）より高い周波数を使用し、より低い周波数の高周波テレメトリー回路を起動させる。より高い周波数はより効果的である。がしかし、装置またはチップは依然としてその起動コールを常時監視するためにＡＩＭＤバッテリから大量のアイドリングエネルギーを消費する。これの二者択一的な選択肢として、受動型ＲＦＩＤチップが起動手段として用いられるような本発明の構成が存在する。このＲＦＩＤは本発明によるハイブリッド基板１９２に組み込まれ得る（またはＡＩＭＤのハウジングの内側または外側のいずれかの場所に取り付けられ得る）。好ましい実施例によれば、外部高周波プログラマーは低周波ＲＦＩＤリーダーを組み込み得る。低周波ＲＦＩＤリーダーは、ＡＩＭＤのチタン製ハウジングを貫通する信号を送信し、埋め込まれたＲＦＩＤチップを起動させる。ＲＦＩＤチップの回路は、ＡＩＭＤの内部に含まれるテレメトリー回路に接続される。例えば、ペースメーカーの場合、外部プログラマーはＲＦＩＤ信号を起動コールとして送信して、テレメトリー受信回路を作動させ、それによって、ペースメーカーは外部プログラマーと通信する。
【０１２７】
図８６は、図８４に非常によく似た図である。この場合、トロイダルインダクタＬ３〜Ｌ３’”は表面取付チップインダクタの代わりに用いられている。チップインダクトはそのインダクタンス値および定格電流が小さい。チップインダクは２つの主要形態、ａ）フェライトコアを有するもの、およびｂ）フェライトコアを有さないものの形態を有している。磁気共鳴イメージングへの応用に対してＭＲスキャナの主要静電場によって飽和したときにフェライト物質を除去することが通常望ましい。この点については、米国特許出願公開ＵＳ２００７−０１１２３９８Ａ１および米国特許第７，３６３，０９０号を参照されたい。これらの文献の内容をここに参考文献として組み入れる。図８６において、トロイダルインダクタＬ３’はそのまわりに多数回巻線Ｗを備えたフェライトコアＴＣを有している。これは非常に大きなインダクタ値を生じさせる。しかしながら、上述したように、ＭＲＩ環境においては、インダクタンスはフェライト素子ＴＣそれ自体の飽和によって非常に小さい値まで減少する。フェライト素子が永久的な残留を示さないように選択されることが本発明の１つの特徴である。すなわち、一旦装置が磁気共鳴（ＭＲ）スキャナから除去されると、磁気双極子はその散乱状態に復帰し、インダクは予め意図されたように動作し続ける。トロイダルインダクタＬ３’〜Ｌ３’”の目的は、ローパスフィルタに対して非常に高いインダタンス値を与えることによってその３ｄＢカットオフ周波数が非常に低い周波数になるようにすること（例えば、ＥＳゲートに対して１ＭＨｚ以下、あるいは５８ｋＨｚを低下させること）にある。実際、インダクタチップは協力な鉄またはフェライトトロイダルコアを有するような大きな値の巻線インダクタからなっていることは当業者に自明である。ＭＲスキャナにおいて、電磁場環境は非常に厳しい。がしかし、その特性はよく知られている。例えば、１．５テスラスキャナに対して高周波パルス場は６４ＭＨｚで存在する。したがって、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、その寄生フラットスルー・キャパシタがＭＬＣＣキャパシタＣ２とともに６４ＭＨｚで十分な減衰をもたらし、それによって、ＡＩＭＤがＥＭＩの影響をうけず、ＭＲスキャナ中において安全に動作する。したがって、トロイダルインダクタ１５６のコアが飽和すること、そして、低周波フィルタリングがＭＲスキャンの間、利用不能となることは重要ではない。明らかに、ＭＲスキャナ中の人間は小売店から出ていくときに典型的に見られようなＥＲＳゲートまたはＲＦＩＤ読取機に出くわすことはほとんどない。重要なことは、患者がＭＲスキャナから出された後、トロイダルインダクタ（またはフェライトコアまたはフェライト層を備えたチップインダクタ）が永久的な残留を示すことがなく、その初期状態に戻る。その結果、それらが日常環境において患者が出くわす発生源に対する効果的な低周波フィルタリングを与え続けることである。
【０１２８】
図８７は、部分１９２’の柔軟性を説明する図である。図からわかるように、柔軟な部分１９２’の全体を直角に折り曲げることは非常に容易である。このことは、アッセンブリの全体を、心臓ペースメーカーを含むアクテイブ埋め込み医療装置の典型的な空間および幾何学的構造内に容易に嵌め込むために重要なことである。
【０１２９】
図８８は、図８４のハイブリット基板１９２の断面図である。図８８において、ハーメチックシール１１２の金ろう付け１２４が左側に示される。電気的コネクタＢＧＡがシールド板１９４、１９４’に対する内部アースビアホールＶと金ろう付け１２４との間に形成される。これらの電極／高周波シールド板１９４、１９４’は柔軟な部分１９２’および硬い部分１９２”の全幅にわたってのびている。（図示されない）別の円周ビアホールＶはアースされたシールド板１９４、１０４’の間の付加的な点に対する低インピーダスアタッチメントをハーメチックシールの金ろう付け１２４に対して与えるために用いられる。また、付加的なアースされたシールドがビアホールＶ２によって選択的に／付加的な高周波シールド板１９４”〜１９４””に接続される。既に述べたように、金ろう付け１２４に対する電気的コネクタＢＧＡが多点コネクタからなり、非常に低いインピーダンスがアースされたシールドを高周波数におけるファラデー箱シールドとして適切に機能させるように達成されることが非常に重要である。
【０１３０】
図８８の左側から出発して右側へと移ることによって、フラットスルー・キャパシタ能動型電極板１７６を追いかけていく。左側において、能動型電極板１７６はビアホールおよび穴Ｖ１によって、ハーメチック端子からリード線１１４に電気的に接続される。簡単のために他の３つはここに説明されるのと同一または類似のフラットスルー・キャパシタ構造であることが当業者に明らかであるにもかかわらず、４極回路１７６の１つを追跡することにある。寄生フラットスルー・キャパシタンスＣｐがＥＣＡによって形成される。ＥＣＡは対向するアースされたシールド板１９４、１９４’に対の間に挟まれた能動型電極板１７６の長さ方向に沿って形成される。ビアホールＶ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６、およびＶ１３（および図示されないその他のビアホール）は多点アースシステムの一部を形成し、アース板１９４、１９４’は同一の低インピーダンスシールドポテンシャルを維持する。
【０１３１】
さらに、図の右側に移動すると、ビアホールＶｘよびＶｙに出くわす。これらのビアホールはＭＬＣＣ１４２をインダクタチップ１５６に並列接続する。インダクタチップ１５６は既に米国特許第７，３６３，０９０号および米国特許出願公開ＵＳ２００７−０２８８０５８Ａ１、ＵＳ２００８−００７１３１３Ａ１（ＵＳ２００８−００４９３７６Ａ１、ＵＳ２００８−０１６１８８６Ａ１、ＵＳ２００８−０１３２９８７Ａ１、ＵＳ２００８−０１１６９９７Ａ１）に述べられたようなＭＲＩ高周波信号およびそれに類するものを減衰させるための新規な共鳴タンクフィルタを形成する。これらの文献をここに参考文献として組み入れる。インダクタチップ１５６および１４２のこの並列接続は、上に参照された同係属特許出願による能動型電極板１７６に直列接続される並列接続を形成する。ハイブリッド基板１９２の互いに対向する面（上面および下面）にＭＬＣＣ１４２およびインダクタチップ１５６を配置することは並列な共鳴信号を形成するためのまさに１つの方法である。例えば、米国特許出願公開ＵＳ２００７−０１１２３９８Ａ１の図８０、図８５を、または図８７を参照すれば、これらの新規な一体化されたＬ−Ｃチップはいずれもハイブリッド基板１９２の上面（または下面）の単一素子として用いられ得る。ハイブリッド基板１９２はＭＬＣＣ１４２およびインダクタ１５６に置き換えられる。Ｃ１およびＬ１によって形成された並列帯域除去フィルタは、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの能動型電極回路中のいずれの場所にも配置され得る。言い換えれば、それは例えば、Ｌ２の後ろ側またはＬ３の後ろ側のようにさらに右側に移動可能である。能動型電極板１７６とアース１９４、１９４’との間のいずれの場所にも、インダクタ−キャパシタ（Ｌ−Ｃ）トラップフィルタとして回路素子１４２、１５６を直列に配置することを含む回路素子のあらゆる結合が可能であることは当業者に自明である。
【０１３２】
図８８を再び参照して、能動型電極板１７６がビアホールＶ７を通じてインダクタＬ２に接続し、ついで、ビアホールＶ８を通じて能動型電極板１７６に再び接続する。その後、能動型電極板１７６はＭＬＣＣキャパシタＣ２の右側の端子面に接続された別のビアホールＶ９に電気的に接続される。キャパシタＣ２の別の端子はビアホールＶ４を通じてアースされたシールド基板１９４〜１９４’”に電気的に接続される。これはキャパシタＣ２に対する非常に低インピーダンスの高周波アース接続を形成する。そして、能動型電極板１７６はビアホールＶ１０に接続し、右側の貫通インダクタＬ３に接続する。インダクタＬ３の他方の他端面はＬ３を能動型電極板１７６に直列接続するビアホールＶ１１を貫通する。既に述べたように、インダクタＬ２およびＬ３はフェライトチップインダクタを含むチップインダクタからなっている。あるいはそれらはトロイダル巻線インダクまたは別のタイプのインダクタから形成され得る。能動型電極板１７６はビアホールＶ１２を通じて高電圧抑止ダイオードアレイＤ１の右側に接続される。ダイオードアレイＤ１の左側はビアホールＶ１３を通ってアースされたシールド板１９４〜１９４’”に接続される。そして、能動型電極板１７６はビアホールＶ１２からビアホールＶ１４を通って右側に出てワイヤホンドパッド１３８に接続する。ワイヤボンドパッド１３８はリード線２０４に接続するために非常に便利なものである。ハイブリッド基板１９２の上面のアースパッドＧＰはビアホールＶ６によって埋め込まれたアースされたシールド板１９４〜１９４”に接続される。
【０１３３】
図８４を参照して、アース線１９６がワイヤボンドパッドエリアＧＢに接続される。しかしながら、これはすでのＡＩＭＤに対して必要なものではなく、一体化された回路基板２５０のアース回路配線をリード線１９６を通じてＡＩＭＤのハウジングに接続し、ついで、ハイブリッドフレックスシールド３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのアースされたシールド板１９４、１９４’に接続するために非常に便利なポイントとなる。既に述べたように、アースされたシールド板はハーメチックシール１１２の金ろう付け１２４に接続され、この金ろう付け１２４は典型的には（１１４図の番号３００で示されるように）、ＡＩＭＤのチタン製ハウジングにレーザ溶接される。ハウジングはＥＭＩシールド、電極またはエネルギー散逸面として機能し得る。すべての場合において、低インターピーダンスの高周波アースが必要とされ、それは本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０のアースされたシールド板によって達成される。図８８を再び参照して、多数の寄生フラットスルー・キャパシタンスＣＰが存在し、それらは本発明によれば、能動型電極板１７６の上面および下面を取り巻くシールド板１９４、１９４’の間に形成される。
【０１３４】
図８９は、図８４の新規なハイブリッド基板１９２の配線図である。例えば、回路１７６のような４極回路の１つを追跡すると、点「ａ」はリード線１１４の体液側に向けられ、このリード線１１４は図８４に示したハーメチックシール１１２から接続している。典型的には、これはコネクタブロックを通じて、あるいは直接的にリードシステムに接続し、そして、このリードシステムおいては、電極は人体組織に接続する（単極ペースまたはセンサモードにおいてＡＩＭＤハウジングは応答電極として機能する）。ハーメチック端子の他端側において、同一のリード線１１４はフレキシブルハイブリッド基板１９２’のビアホールＶ１に接続する。能動型電極板１７６は帯域除去フィルタＢＳＦに進入し、帯域除去フィルタＢＳＦは並列なインダクタＬ１およびＭＬＣＣキャパシタＣ１からなっている。基板のシールド部分は能動型電極板１７６の全体がアースされたシールド板１９４、９４’内に収容されることを意味する。帯域除去フィルタＢＳＦ、１４２、１５６から出た後、インダクタＬ２に達する。ついで、ＭＬＣＣキャパシタＣ２はアース１９４、１９４’の間に接続される。そして、ＭＬＣＣ、Ｃ２はインダクタＬ３に接続される。能動型電極１７６がインダクタＬ３を出た後、ハイブリット基板９２のアース板１９４、１９４’の内部にシールドされ、かつ挟まれる。その後、過渡電圧抑止ダイオードアレイＤＡに出くわす。この場合、ダイオードアレイはアースに接続され、高電圧抑止装置として機能する。このタイプのダイオードアレイＤＡは一般に、ＡＩＭＤ内において使用される。その理由は、ＩＣＤまたは自動外部除細動器の使用に関係している。ＡＤＤは今では、政府系機関の建物、ホテル、空港およびその他の多くの公共施設内に配備されている。これらの生命維持装置は非常に重要である。人下が意識不明になった場合、ＡＥＤの電極が人間の胸部に置かれる。そして、ＡＥＤは（心室細動のような）危険な心室性整脈を自動的に検出し、自動化された高電圧二相性ショックが電極に適用される。人間がペースメーカーを埋め込まれている場合（しばしばそれが現実である）、埋め込まれたリード線がこの高電圧ショックをピックアップし、この高電圧ショックは心臓組織を除細動するために用いられる。埋め込まれたペースメーカーが低電圧の装置であるので、この高電圧ショックは心臓ペースメーカーの敏感な内部回路に損傷を与える危険性がある。したがって、背中合せ型のダイオード、ツェナダイオード、トランソーブ、またはそれに類するものを組み込んだダイオードアレイが高電圧ショックを（集積回路、ハイブリッドチップおよびそれに類するもののような）敏感な能動型電子回路に損傷が及ぼされる前にアースするために一般に使用される。典型的に使用されるダイオードアレイは回路基板上に大きなスペースをとるので、本発明の特徴は、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０に容易に組み込むことによって相互接続回路上にそれを配置するためのスペースを節約することにある。そして、点「ａ’」において、本発明の新規なハイブリッド基板１９２から出て、ＩＣワイヤホンドパッド１３９に電気的に接続する。図８９に示す回路図を得るための別の方法は、ＭＲＩまたはその他の強力な信号周波数発生源を抑制するための帯域除去フィルタを既に図７３とともに説明した３端子素子型Ｔ型フィルタに直列に接続し、かつ高電圧抑止ダイオードに直列に接続することである。帯域除寄与フィルタはＣ型、Ｌ型、π型、Ｔ型または５素子型フィルタの右側に配置されていることは当業者に自明である。したがって、多数個の素子が１つの便利なパッケージ内に組み立てられる。
【０１３５】
再び図８４を参照して、資されるべき新規な柔軟なハイブリッド基板１９２のその他の多くの特徴が存在する。それらの特徴のうちの１つは、図８４を参照することによって最もよく説明される。この図において、ビアホールは適当な電気的プローブまたは電気的試験のための拡張された四角形状部分Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤを有している。この部分は、ロボット、またはポゴスプリングコネクタがパッド上に置かれることによって必要な電気的試験、加速、寿命試験、通電試験、絶縁試験、対電圧試験またはその他の適当な電気的試験を容易にすることを可能にしている。これらの試験はしばしば高温で実行されるが、本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の長期間にわたる信頼性を補償するために本質的なものである。基板１９２”の硬い部分の反対側の端（右側端）には、類似の拡張されたパッドエリア１３９が設けられ、既に述べたような試験装置に対する同様の電気的接続が可能なようになっている。製造を容易にするためまた、柔軟なハイブリッド基板１９２の全体が平坦に形成されることは便利である。平坦に形成することは特に現代のロボットに対する固定部内に配置するのに適している。これらのロボットは典型的には、テープおよびリールコンポーネントまたはトレイにフィードされる。これらのテープおよびリールコンポーネントまたはトレイは電子素子をすべて収容する。基本的なハイブリット基板１９２を平坦に形成することによって、すべての素子がロボットによって迅速に配置され得る。手作業による組立体は面付けされる素子のサイズが微少なことから非現実的である。例えば、ＭＬＣＣチップは故障の粒のサイズ（０．０２０インチ〜０．０１０インチ）の０２０１またはそれよりも小さい。すべての素子に対する電気的および機械的接続を行なうことは、従来のウェーブはんだ付けまたはそれと等価な技術の１つの問題である。これは必要な場合、自動化された光学的検査、電気的試験およびＸ線検査によって支援される。
【０１３６】
再び図８４を参照して、適当な電磁干渉保護が敏感なＡＩＭＤ電極および検知回路にもたらされるようにするため、インダクタＬ２は好ましくは非フェライトコアから形成され、キャパシタＣ２はフラットスルー・キャパシタンスＣｐと結合して、機能するのに十分な値をとる。それによって、これらの素子はそれらのみでＭＲＩパルス周波数において適切な保護をもたらす。例えば、１．５テスラＭＲスキャナに対して高周波数パルス周波数は６４ＭＨｚとなる。素子Ｃｐ、Ｌ２、Ｃ２が６４ＭＨｚにおいて４０ｄＢ以上の減衰をし、装置の電子回路に対して適切な保護を与えることが望ましい。図８６に示すような非常に高い値をもつインダクタＬ３を用いることによって、典型的には、小売店において用いられる５８ｋＨｚ電子式処理監視（セキュリティ）ゲートのような低周波数の発生源に対する非常に高レベルの（減衰）電磁波耐性がもたらされる。さらに、低周波数（ＬＦ）ＲＦＩＤ読取機に対して大きな電磁波耐性がもたらされ得る。これらは典型的には、自動車のキーレスエントリーシステムおよびそれに留類するものに対して用いられる。ＲＦＩＤ読取機および店舗用セキュリゲートは、いずれもＭＲスキャンルーム内には存在しないので、インダクタＬ３’がＭＲ環境中において飽和するかどうかは問題にならない。したがって、新規な方法がハイブリッド基板１９２の内部に適用され、それによって、一定数のフィルタそしはＭＲスキャンおよびその他の操作がなされる間に飽和することはない。キャパシタそしてＣ２がモノリシックセラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ）からなり、または非常に高い値をもつアルミニウム電解またはタンタルキャパシタからなっていることは当業者は明らかである。言い換えれば、非常に低い周波数のフィルタリングに対して数マイクロファラッドのキャパシタは数百マイクロヘンリーのトロイダル巻線インダクタとともに使用される。これによって非常に低い周波数までの減衰の低下かがもたらされる。
【０１３７】
図８９において、Ｃ２およびＬ３と組み合わせて機能するローパスＴ型フィルタとして従来より知られるＬ２が存在する。能動型または受動型回路素子の組み合わせはいずれも容易に本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに適用可能である。これは図７５に示されるローパスフィルタ回路のいずれかとＬ−Ｃトラップおよび／または帯域除去フィルタ（ＢＳＦ）の任意の組合わせとを含んでいる。本発明の特徴は、大面積の貫通電極をそのまわりを取り巻くアース板の間に挟み込むことによって得られる３端子フラットスルー・キャパシタンスが従来の自己共鳴特性（図１８参照）を補償するのに適したフラットスルー・キャパシタンスに帰し、そして、それらが本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタとともに使用されることを可能にすることによって高帯域および有効ＥＭＩフィルタ、並びに有効エネルギーに散逸手段を達成することにある。
【０１３８】
図９０は図８６の一回路４Ａの配線図である。この場合、Ｔ型ローパスフィルタがＣ２、Ｌ２およびＣ３からなるπ型ローパスフィルタに置き換えられている。図９０において、互いに並列接続されたＬ１およびＣ１からなる帯域除去フィルタＢＳＦがアース１９４、１９４’に直列に接続されたＬ１、Ｃ１からなるＬ−Ｃトラップフィルタによって置き換えられている。よく知られているように、Ｌ−Ｃは直列素子が共鳴するとき、それらは共鳴周波数における短絡回路を形成する。このことは、米国特許第６，４２４，２３４号に詳細に説明されている。この文献をここに参考文献として組み入れる。再び図９０を参照して、トラップ回路を設計する場合、ＣｐおよびＣ２の並列的な作用に十分注意しなければならない。トラップフィルタがこれらの並列なキャパシタンスが存在するとき適切に機能することを補償するように、十分慎重に回路を設計しなければならない。従来よりよく知られているように、Ｌ−Ｃトラップフィルタを直列帯域除去フィルタともに分離することによって、それは他の並列キャパシタンスと相互作用することがない。帯域除去フィルタがトラップフィルタの一方の側または両側に挿入され、または多数のトラップフィルタ間に挿入されることは、当業者に明らかである。
【０１３９】
再び図９０において、ＡＩＭＤが磁気共鳴イメーシング環境にさらされている場合に、トラップフィルタを用いることは特に危険である。例えば、システムが１．５テスラスキャナ内に配置され、使用されている場合、トラップフィルタは６４ＭＨｚで共鳴すべく設計される。これは６４ＭＨｚの信号をアース（ＡＩＭＤのチタン製ハウジング）にショートさせる。これは装置の電子回路に対して大きな電磁波耐性と保護を与えるだけでなく、望ましくはＭＲエネルギーをＡＩＭＤの金属製ハウジングに散逸させ、それによって、ＭＲエネルギーは再反射することができず、組織インターフェースに対する末端電極チップをオーバーヒートさせることもできない。エネルギー散逸させるためのハウジングを使用することは米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号に記載されている。この文献をここに参考文献として組み入れる。
【０１４０】
再び図９０を参照して、π型回路はＭＬＣＣキャパシタＣ２からなっている。ＭＬＣＣキャパシタＣ２は高周波数において非常に有効となる。Ｌ２は既に図８６においてＬ３’として述べたように、フェライトコアとともにトロイダル巻線インダクタを形成する。ＬＣ３は高い値をもつタンタルキャパシタからなっている。ＡＩＭＤがＭＲスキャナ中において動作している間に、π型回路が有効であるかどうかは問題ではない。これはＬ−Ｃトラップフィルタが磁場環境内において飽和しない素子から形成されているからである。言い換えれば、インダクタＬ１は非共磁性体からなっており、キャパシタＣ１は一般にＭＬＣＣ構造を有している。したがって、ＭＲ環境に対するＥＭＩフィルタリング電磁波耐性は、本発明による新規なハイブリッド基板１９２の寄生キャパシタンス（フラットスルー・キャパシタンス）と組み合わせて動作するトラップフィルタの動作の全体からなっている。したがって、π型フィルタは患者がＭＲ環境の外側にいるときに、低周波信号および周波数範囲全体にわたる信号を減衰させるたに非常に有効である。言い換えれば、図９０に示した構造は、ＭＲ環境の外側において約３０ｋＨｚから１０ＧＨｚまでの範囲内のフィルタリングを実行する。ＭＲ環境内においては、この構造は1つまたはそれ以上のトラップフィルタの選択された周波数における効果的なフィルタリングを実行する。たた1つのトラップフィルタが図示されるが、任意の個数のトラップフィルタが並列接続され、多数の高周波周波数に対する短絡回路を形成することは当業者に自明である。例えば、ＡＩＭＤが１．５および３テスラスキャナのいずれに対しても有効であるようにする場合、２つのトラップフィルタが必要とされる。そのうちの一方のトラップフィルタは６４ＭＨｚで共鳴し、他方のトラップフィルタは１２８ＭＨｚで共鳴する。Ｌ−Ｃトラップフィルタは、それぞれ、インダクタに並列なキャパシタからなる直列帯域除去フィルタによって分離され、よって、トラップフィルタの素子は相互作用しない。
【０１４１】
米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号には、多数の他の周波数選択回路がＭＲＩスキャンの間にエネルギーをバランスさせるために用いられ得ることが記載されている。問題は、埋め込まれたリード線システムのエネルギーをより大量に取り除き、それをエネルギー散逸面を形成するＡＩＭＤの導電ハウジングに散逸させることである。米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号に記載されたスキームのいずれもが、本発明による新規なハイブリッド基板１９２内に埋め込まれ得ることは当業者に自明である。
【０１４２】
図９１は、図８４、図８５および図８６に非常によく似た図である。差異は従来のフィードスルー・キャパシタ１３２が本発明によるハイブリッド基板１９２と結合して用いられていることにある。フィードスルー・キャパシタは米国特許第４，４２４，５５１号、米国特許第５，３３３，６９５号、米国特許第５，９０５，６２７号および米国特許第６，７６５，７７９号を含む従来技術においてよく知られている。これらの文献をすべてここに参考文献として組み入れる。再び図９１を参照して、フィードスルー・キャパシタ１３２は一般に１００〜１００００ＭＨｚの周波数範囲内において高周波フィルタリングを実行する。図８６に記載されるように、その他の基板取付素子は、すべて高透磁性のフェライトコアを用いた非常に高キャパシタンスのタンタルまたはアルミニウム電解キャパシタ、またはトロイダルインダクを含んでいる。例えば、フィードスルー・キャパシタンス１３２はＭＲＩスキャンの間に効果的な電磁波耐性をもたらし、それによって、その他の素子はすべて飽和し得る。これは一般に、１０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚの周波数範囲内において動作する非常に効果的な広帯域フィルタをもたらす。
【０１４３】
図９２は、図８４のハイブリッド基板の柔軟な部分１９２’の反対側を示す図である。ロボットによって円周状の導電熱硬化接着剤２５４が供給される。これは図８４のハーメチック端子１１２の金ろう付け１２４に正確に整合するように設計されている。したがって、基板の全体がハーメチック端子アッセンブリ１１２の上に置かれ、ついで、導電熱硬化接着剤２５４が加熱、焼結または他のそれと同等なプロセスにおいて固められ得る。これはさらされたアースされたシールド電極板１９４’に対する適当な電気的および機械的接続を形成する。図９２を参照して、円周状の導電熱硬化接着剤２５４内にギャップが残される。これらのギャップは既に述べたような精密な洩れ検出の間のヘリウムの自由な流れを許容する。また、板１９４を含むその他の内部アースされたシールド板に接続するために用いられるビアホールＶ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４が存在する。
【０１４４】
図９３は、図８４および図９２の９３−９３線に沿った断面図である。電気的コネクタが例えば、ビアホールＶ３および金ろう付け１２４の間の導電熱硬化接着剤２５４によって形成される。これを実行する別の方法は、図９４〜９７に示されるような本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのアースされたシールド１９４、１９４’に対する低インピーダンス高周波電気的アース接続である。
【０１４５】
図９４は電流を発生させ、金ろう付け物質１２４に低温ろう付け２６０またはそれに類するものをリフローで接合するのに十分な温度まで上昇させることによって、リベット穴２５８に電極パッド２５６を抵抗溶接する方法を示した図である。
【０１４６】
図９５は、フェルール１２０にレーザ溶接された外側ピン２６２を示した図である。ピンの最小限必要な数は１本であるが、本発明によるアースされたシールド板１９４、１９４’への高周波接続に適した最適の本数は４〜６本である。
【０１４７】
別の方法が図９６に示してある。ここで、一連の対をなす穴２６４がフランジ１２０の上面に設けられ、多数本のリード線１９６が金ろう付けリング２６６とともに配置される。高温ろう付け焼結が金ろう付けリング２６６にリフローで接合し、次いで、ピン／リード線１９６をフェルール１２０に電気的および機械的に取り付けるために用いられる。こうして多数本のアースピン１９６が取り付けられ、本発明によるハイブリッド基板１９２の柔軟な部分１９２’の開いたビアホールが設けられ、アースされたシールド板１９４、１９４’に電気的に取り付けられる。
【０１４８】
別の高周波アース取付方法が図９７に示される。図９７において、フェルール１２０はプレスされた粉末冶金によって形成される。この場合、台座ピン２６８（４〜６本またはそれ以上が台座冶金の理想的な本数である）は、粉末冶金加工の一部として形成される。この場合、材料はすべて典型的にはチタンである。チタン酸化物の形成に伴う問題が原因で金スパッタリング２７０、メッキまたはろう付けが端子台座２６８に施され、それによって、適切な酸化しない電気的コネクタが本発明によるハイブリッド基板１９２にもたらされ得る。
【０１４９】
そのアースされたシールド板１９４、１９４’に対する電気的取付のための図９５〜図９７に示した実施例のすべてにおいて、備えるのに適した４つ（またはそれ以上の）ビアホールＶＨを備えた図８４の柔軟なケーブルアッセンブリの柔軟な部分１９２’の変形例を示した図である。
【０１５０】
図９９は、図９３の９９−９９線で囲まれた部分の拡大図である。図９９において、基板１９２’の能動型電極は、数種類の溶接リング２７２またはろう付けリングとともに、端子ピン１１４に取り付けられる。溶接またははんだ付けによる電気的接続が図示される。
【０１５１】
図１００は別の方法を示す図である。図１００において、リード線１１４は既に図８４に示すように、曲げられ、低温ろう付け２６０が新規な柔軟なハイブリッド基板１９２の拡大された穴２７６を形成し得る。
【０１５２】
図１０１は、切欠部２８０を備えた新規なレーザ溶接キャップ２７８を示した図である。切欠部２８０は金属キャップ２７８がシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの柔軟な部分の狭小な部分１９２’にわたってのびるように形成されている。レーザ溶接キャップ２７８は、刻印されたチタン、旋盤加工されたチタン、射出成形されたチタン、または多数のその他の金属材料から形成され得る。
【０１５３】
図１０２は、図１０１の１０２−１０２線に沿った断面図と図８４の１０２−１０２線に沿った断面図とを組み合わせた図である。しかしながら、ハイブリッド基板１９２は、図１０１に示した新規なレーザ溶接キャップ２７８を収容するように変形されている。図１０２において、レーザ溶接キャップ２７８はハーメチック端子１２のフランジ１２０に近接するように設けられている。連続的または不連続的なレーザ溶接またはろう付け２８４が形成される。これはハーメチックフランジ１２０およびレーザ溶接キャップ２８２に対するソリッド冶金および低インピーダンスアース接続を形成する。電気的コネクタ２８２は、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０のアース金属被覆１９４を形成し、それによって、非常に低インピーダンスの高周波アースをもたらす。図１０２において、アースされたシールド板１９４、１９４’はこの目的のために外側に位置するがしかし、それらは既に述べたように、内部に配置されてもよい。
【０１５４】
図１０３は、本発明の上で説明した多くの実施例に適用可能な、回路配線Ｔ１またはＴ３をビアホールＶのまわりによけさせることによって大面積を維持し、（ＥＣＡを最大にすべく）電的に絶縁状態に維持するための方法を説明する図である。図１０３において、回路配線Ｔ３はビアホールのまわりを円形に取り巻くように配線され、または一般にビアホールのまわりを回るように配線され得る。フラットスルー・キャパシタンスＥＣＡを最大にするため、上側配線は好ましい実施例をなす。
【０１５５】
図１０４は図８２の変形例を示した図である。図１０４において、４極の構成の代わりに８極の構成が存在する。また、リード線を回路基板に組み込む代わりに、他の回路に対する便利なジャンパーワイヤの接続のためのワイヤボンドパッド２８６が設けられる。
【０１５６】
図１０５はハイブリッド基板１９２の柔軟なケーブル部分１９２’が例えば、一般的な電子モジュールまたはＡＩＭＤ内のＩＣ基板に対する他の場所への直接的な電気的接続のための個々のアーム／配線に分けるための方法を示している点を除き、図１０４に非常によく似た図である。
【０１５７】
図１０６は、インライン８極ハーメチックまたは非ハーメチック端子１１２を本発明によるハイブリッド基板１９２から分離されているが、それとともに示した図である。埋め込まれたインダクタ１５８に直列に接続された多数のＭＬＣＣキャパシタ１４２が存在する。ワイヤボンドパッド１３９がＡＩＭＤまたは他の電子装置の回路に対するランプワイヤの便利な接続のために端部に設けられる。
【０１５８】
図１０７は本発明によるフィルタを製造するための非常に低コストかつ高信頼性を有する製造方法を示すフロー図である。例として既に図８４に示したような特定のハイブリッド基板１９２に関して説明する。既に述べたように、組立の間に、この基板１９２は平坦に保たれていることが非常に望ましい。基板１９２はその後、図８７に示すように、任意の望まれた形状に曲げられ得る。第１のステップはロボットを用いて導電エポキシ樹脂を塗布することによって既に図９２を参照して説明したような導電熱硬化接着剤２５４のリングを形成することである。その後、これはハーメチックシール１１２に組み立てられ、１５０〜３００度の範囲内の温度で硬化される。次に、電気的チップ素子がテープおよびリールまたはキャリアトレイのいずれかからロボットによって搭載される。ＰチップそしはＭＬＣＣキャパシタンス１４２、チップインダク１５６、ダイオード１５４、帯域除去フィルタ、Ｌ−Ｃトラップフィルタ、ＩＦＩＤチップまたはその他の電子素子の任意の組み合わせからなっている。これらはその後、自動化されたはんだ付け装置を通過し、洗浄装置を通過した後、自動化された目視検査を受ける。また、電気的検査が自動的に実行される。さらに、通電テスト、寿命試験およびそれに類するもののような高信頼性試験が自動になされ、そして、パーツはパッケージングされた後、出荷される。
【０１５９】
図１０８は、人工内耳において典型的にみられる１６リードガラスハーメチックシール１１２を示した図である。図１０８には、硬い部分１９２”および薄い柔軟な部分１９２’からなる本発明による新規なハイブリッド基板１９２が示されている。この場合、薄い柔軟な部分１９２’はハーメチックシールアッセンブリ１１２への便利な取付のために９０度曲げられている。多数のＭＬＣＣキャパシタ１４２が取り付けられる。本発明によるアースされたシールド板は図示されていない。ＭＬＣＣ１４２は、この応用においては２つの目的を有している。ＭＬＣＣ１４２の幾つかはフラットスルー・キャパシタ能動型電極に直列に接続され、そして、従来技術において直流フレックスキャパシタとして知られたものを形成する。これは余分な電気的刺激から人体組織を保護するためのものである。また、一般に本発明によるＥＭＩフィルタリングを実行すべくアース接続されたＭＬＣＣャパタ１４２の別の列が存在する。これは図１０９の配線図を参照することによってよりよく理解され得る。
【０１６０】
図１０９の体液側をみれば、シールドエリアＳｈに入るとき、まずフラットスルー・寄生キャパシタンスＣｐに出くわす。フラットスルー・寄生キャパシタンスＣｐは本発明においては、（図示されない）埋め込まれたアースされたシールド板と特定の回路電極との間に形成される。ついで、ＭＬＣＣＡに出くわす。ＭＬＣＣＡは本発明による付加的な低周波ＥＭＩフィルタリングをもたらす。次に、直流ブロックキャパシタを形成する直列なＭＬＣＣＤに出くわす。ＭＬＣＣＤは回路配線に直列に接続される。それらは共にシールドされているので、ＭＬＣＣＡおよびＭＬＣＣＤの順序はＥＭＩ減衰の損失あるいは人体組織の保護を失うことなく、逆転させることができる。直列直流ブロックキャパタＭＬＣＣＤの目的は、直流バイアスが人体組織に達することを妨げるとともに、障害または壊死を生じさせないようにすることである。実際、これらの直流ブロックキャパシタは従来技術においてよく知られており、一般に連邦食品医薬品局（ＦＤＡ）のような監督官庁によって一般に要求される。
【０１６１】
図１１０は、人体組織に接続する電極を備えたリードに接続されるように設計された４本の４極リード線１１４〜１１４’”を組み込む本発明による５端子ピンハーメチックシール１１２を示した図である。図１１０には、高周波アンテナピン２８８としてしられた５番目のピンが示されている。高周波距離テレメトリーはＡＩＭＤに対して非常に一般的である。従来の装置においては、テレメトリーなＡＩＭＤ内の埋め込まれたコイルを通して実行されることが典型的である。密接に結合したコイルは、テレメトリーピン型スキャナとしてよく知られたインプラントを通じて人体皮膚に近接して配置される。信号がこの密接に結合したテレメトリー場を通して送信され、埋め込まれた医療装置に問い合わせがなされ、再プロクラミングおよびそれに類することが実行される。このタイプのテレメトリーに伴う１つの問題は、人体皮膚を通して高周波エネルギーを効果的に結合させるために（一般に２００ｋＨｚ以下の）非常に低周波での動作が要求されることである。低周波に起因してデータ伝送速度は非常に遅い。現代の埋め込み型医療装置はしばしば４０００以上のプログラム可能な機能を有し、ＥＣＧ波形のような大量のデータを記憶するので、データ伝送速度が遅いと医療従事者は非常にイライラさせられ、時間を浪費する。加えて、相対的に低いカップリング効果のためにペン型スキャナはインプラントに非常に近接して置かれなければならない。しばしば短時間のうちにＡＩＭＤと適切に通信するためのスイートスポットが見つけ出される。アンテナ２８８からなる高周波テレメトリーは、一般に４０２ＭＨｚ（ＭＩＣＳ帯域）あるいはより高い周波数において達成される。高周波数のために、エネルギーの伝送は非常に効果的である。椅子に座っている医師が部屋を横切って椅子に座っている心臓ペースメーカーを備えた患者に問い合わせすることが可能である。また、高周波数のためにデータ伝送速度はより速くなる。言い換えれば、このシステムは非常に広帯域で動作する。しかしながら、これに伴う１つの問題は、本質的にＥＭＩフィルタリングされ得ない、ＡＩＭＤ内部に進入するリード線２８８が備えられていることである。広帯域ＥＭＩフィルタリングが存在することで、望ましい高周波テレメトリー信号を取り除くことができる。したがって、このフィルタリングされないアンテナワイヤ２８８がシールドされてＥＭＩが能動型埋め込み型医療装置内に進入することができず、敏感な回路にクロスカップすることができないように接続することが重要である。
【０１６２】
図１１１を参照して、端子ピン１１４〜１１４’”のすべてを取り巻く（任意の閉じた形状の）楕円形に形成された外側金属シールドアッセンブリ２９０が存在する。これはまた、本発明によるハイブリッド基板１９２の取付のための便利な位置を提供する。ＭＬＣＣキャパシタ１４０には回路配線とアース金属被覆２９２との間に接続される。また、金属から形成され、高周波テレメトリー・ピンアンテナ２８８を完全に閉じ込めるシールドされた空間を与えるために用いられる新規な蓋アッセンブリ２９４が存在する。同軸ケーブルの接続に適した便利なアクセスポート２９６がまた存在する。同軸ケーブルの外部端子またはシールドはアースされたシールド２９０に電気的および機械的に接続する。同軸ケーブルの内部ピンは蓋アッセンブリ２９４によって形成された空間内に進入し、ポイント２８８において高周波テレメトリーピンに電気的に接続する。このアッセンブリがすべて動作した後、蓋２９４はレーザ溶接、はんだ付け、ろう付け、導電接着剤またはそれらに類するものによってハウジング２９０に取り付けられる。図１１１に対する変形例は、蓋２９４の下側にアンテナ２８８によってピックアップされた高周波テレメトリー信号をデジタル信号に変換するために必要とされる高周波電子モジュールを配置するのに十分大きな空間を形成する。これらのデジタル信号はＥＭＩノイズの影響を受けることはなく、コネクタピンまたはアパーチャ２９６を通じて送信され得る。
【０１６３】
図１１２は、図１１１に示した構成の変形例を示した図である。図１１２において、逆配置のＭＬＣＣ１４２が高周波減衰をもたらすために使用される。加えて、選択的なフェライトビーズ２９８が高周波減衰をさらに改善するために使用される。
【０１６４】
図１１３は、本発明の電子的素子のすべてを製造するための別の方法を説明するフロー図である。モノリシックセラミックキャパシタの製造方法は従来より知られている。しかしながら、これを実施するためのより効果的かつ低コストの方法は厚膜技術を用い、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の構成素子をまとめて１枚のハイブリッド基板１９２上に配置することにある。図１１３を参照して、まず種々の誘電体および電極材料を接着すべく基板が調整される。そして、マルチプルプリント操作によってキャパシタ誘電体またはダイオード材料がプリントされる。典型的には、各マルチプルプリント操作の間に乾燥操作が実行される。これは望まれたキャパシタンス値、インダクタンス値等々に達するまで必要に応じて何度も実行され得る。そして、厚膜素子は典型的には、８５０〜９５０度の範囲内の温度で窒素雰囲気中において焼かれる。ついで、それは１枚の基板構造を形成する。幾つかの層がプリントされ、堆積せしめられ、キャパシタ電極および端子が形成され、そしてそれは、１枚の基板または多層基板に積層され、従来の応用プロセスを用いて積層される。そして、従来のバイアスまたはマイクロバイアスを用いることによって相互接続がなされ、再び従来のプロセスがすべて用いられることによって製造が完了する。
【０１６５】
本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の新規なハイブリッド基板１９２はまた、種々の検出回路を外部またはリード線に基づくセンサとともに取り付けるために使用され得る。例えば、心臓ペースメーカーの応用に関して、呼吸数センサ、血液ＰＨ濃度センサ、心室勾配センサ、心拍出量センサ、プレ／コスト心臓付加センサ、収縮性センサ、血行動態および圧力監視センサを含む多数の生物学的センサが新規な基板上に取り付けられる。このような素子はまた、血液ガスまたは血液酸素センサとともに用いられる。
【０１６６】
図１１４は、心臓ペースメーカーのようなＡＩＭＤの概略図である。図１１４に示されるように、金属製、典型的には、チタニウム製のハウジング３００が存在する。それはレーザ溶接３０２によってハーメチックシールされている。それはまた、チタン製ハウジング３００にレーザ溶接されたハーメチックシール１１２を備えている。ハウジングはまた、レーザ溶接３０２によってハーメチックシールされている。ハーメチックシール１１２は従来よりよく知られた絶縁体１１８を有している。この絶縁体１１８をリード線１１４〜１１４’”が導電ハウジング３００から絶縁された状態で貫通している。典型的なペースメーカー接続ブロック３０４が存在する。これはＩＳ−１、ＤＦ−１、ＩＳ−４およびそれに類するもののような種々の国際標準化機構（ＩＳＯ）に準拠している。雌型のコネクタブロック３０４は適当な人体組織に接続され得る雄型基端プラグへのリード線の接続が検出され、または刺激されることを可能にする。リード線１１４〜１１４’”は一般に能動型埋め込み医療装置のハウジング３００内に配置された回路基板、ハイブリッドまたは集積回路または基板２５０に接続される。これらは心臓検出回路、ペーシング回路等々を含み得る。また、リード線１１４’”上には可変インピーダンス素子３０６、３０８が存在する。これらの可変インピーダンス素子はすべてのリード線１１４〜１１４’”上に存在することに留意されたい。図面では、簡単のためにリード線１１４’”のみが可変インピーダンス素子が存在するように描かれている。新規な特徴は、ＡＩＭＤの金属製ハウジングを大面積のエネルギー散逸面（ＥＤＳ）として使用することにある。これはまた、米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号および同第６１／１４９，８３３号に記載されている。これらの文献の内容をここに参考文献として組み入れる。本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号および同第６１／１４９，８３３号に記載されるような、種々の回路素子のすべての取付を容易にするための理想的な方法である。典型的には、ＡＩＭＤは人体組織に直に接触しない胸ポケット、腹ポケットまたはその他の場所に配置される。したがって、ハウジング３００がオーバーヒートした場合、それは例えば、心臓組織または脳組織のような熱的ダメージをほとんど受けない脂肪および筋肉組織によって取り囲まれている。また、図１１４を参照して、ＡＩＭＤに関しハウジング３００の面積は埋め込まれたリード線の端における電極チップと比較して、著しく大きい。言い換えれば、それはＭＲＩ高周波エネルギーを散逸させるのに適した十分大きな面積を実現している。したがって、エネルギーが電極チップの微少面積に集中し、３０度以上または６０度を越える温度上昇を生じさせ得るのとは対照的に、温度上昇は非常に小さい（数度程度の上昇にすぎない）。したがって、本発明の特徴は、ＡＭＤのハウジングが同軸インターフェイスに対する末端電極においてまたはその近傍において配置された帯域除去フィルタに組み合わせられて、選択的および理想的に機能するエネルギー散逸面として用いられることにある。図１１４において、このエネルギー散逸は矢印で示されたＥＤＳによって表わされている。実際、エネルギー金属製ハウジング３００のまわりのあらゆる点において、周囲を取り巻く体液および組織に散逸される。
【０１６７】
図１１５は、ＡＩＭＤのハウジング３００の内部に配置された図１１４の可変インピーダンス素子３０６、３０８の拡大図である。既に述べたように、可変インピーダンス素子３０６、３０８はＡＩＭＤに出入りするすべてのリード線上に設けられる。アース記号ｇは可変インピーダンス素子３０６が本発明による３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのシールドされたアース板を通じてＡＩＭＤの金属製ハウジング３００に接続されていることを示している。リード線の長さは特に重要ではない。なぜなら、それらは本発明による新規なシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタの内部に埋め込まれているからである。このことは非常に重要である。なぜなら、本発明の回路電極はそれぞれシールドされたＭＲＩからの非常に高振幅の電磁エネルギーが（心臓ペースメーカーの検出回路のような）敏感なＡＩＭＤ回路に向かって再輻射し、またはこれにクロスカップルすることができないからである。リード線Ｓ１、Ｓ２の一部はシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのシールド１９４、１９４’内に維持され、その結果、ＭＲＩからの高周波エネルギーは敏感なＡＩＭＤ回路に再輻射されない。理想的には、回路素子３０６はリード線が出入りする場所に正確に結合されたＭＬＣＣチップ１４２からなっている。
【０１６８】
図１１６は、図１１５の可変インピーダンス素子３０６がＭＬＣＣチップキャパシタ１４２およびそれに類するものを含む任意のタイプのキャパシタ（Ｃ）素子からなっていることを説明した図である。図１１７は、可変インピーダンス素子３０６が従来技術においておよび図９１を参照して説明されたように、フィードスルー・キャパシタＣ１３２から形成され得ることを説明する図である。
【０１６９】
図１１８は、可変周波数選択素子３０６がまた、Ｌ−Ｃトラップフィルタとして知られたキャパシタＣに直列接続されたインダクタＬから形成され得ることを説明する図である。
【０１７０】
図１１９は、図１１８のトラップフィルタがチップキャパシタＣｘまたは図１１６に示した当該キャパシタまたは図１１７に示したフィードスルー・キャパシタと組み合わせて使用され得ることを説明する図である。心臓ペースメーカーまたはＩＣＤに関して、これは最も一般的な実施例である。直列共鳴トラップに対する典型的なキャパシタンス値はインダクタンスが２７ナノヘンリーでキャパシタンスが２２ピコファラッドである。これは６４ＭＨｚにおける直列トラップフィルタ直列共鳴を形成する。一定の周波数においてトラップフィルタ３０６とＥＭＩフィルタＣｘとの組み合わせは、ある時点で並列共鳴帯域除去フィルタとなり得ることがまた重要である。このことは、トラップフィルタが誘導的になる周波数において生じる。言い換えれば、共鳴周波数において誘導的リアクタンスは容量的リアクタンスをキャンセルし、直列トラップのインピーダンスはその抵抗損失を除いて実質上ゼロになる。しかしながら、共鳴周波数以上の周波数では誘導的リアクタンス項は容量的リアクタンス項を増大させ、優位にざせる傾向がある。言い換えれば、共鳴周波数以上の周波数では、直列ＬＣトラップはインダクタのように振る舞い、フィードスルー・キャパシタＣｘに並列な第２の共鳴を引き起こし得る。このことは、電磁干渉に対する減衰全体における些細な劣化しか生じさせないことを意味する。この共鳴点は新しい強力な発生源の周波数においては現れるべきではない。したがって、これらの発生源の周波数での共鳴は回避されるべきである。
【０１７１】
図１２０は、直列可変インピーダンス素子３０８に焦点が当てられている点を除き、図１１５と実質上同じ図である。直列インピーダンス素子３０８の使用は任意であるが、敏感な回路を備えたＡＩＭＤ対しては非常に望ましい。
【０１７２】
図１２１は、可変インピーダンス素子３０８がインダクタＬから形成され得ることを説明する図である。これは従来技術においてシングルエレメントローパスフィルタとして知られたものを形成する。インダクタ素子Ｌは生物学的周波数のような低周波数は自由に通過させるが、ＭＲＩ高周波パルス周波数、携帯電話等々のような高周波に対してより高いインピーダンスを生じさせる。
【０１７３】
図１２２は、可変インピーダンス素子３０８が並列接続された共鳴Ｌ−Ｃ素子からなる帯域除去フィルタ（ＢＳＦ）から形成され得ることを説明する図である。帯域除去フィルタの動作は米国特許出願公告ＵＳ２００７／０１１２３９Ａ１に記載されている。この文献の内容をここに参考文献として組み入れる。
【０１７４】
図１２３は、選択的な直列インピーダンス素子３０８が一群のローパスフィルタのうちのいずれか１つから形成され得ることを説明する図である。既に図１２１を参照してのべたように、これは単一のインダクタ素子Ｌ、２６または単一のキャパシタ素子Ｃ、２０３０６から形成されるシングルエレメントローパスフィルタからなっている。これはまた、インダクた素子３０８、２６および第２のキャパシタ３０４、２０からなる。可変リアクタンス周波数選択素子３０８はまた、Ｔ型フィルタまたはπ型、ＬＬ型、５素子型等々の型式のローパスフィルタを含むｎ素子型フィルタから形成することもできる。図１２３からわかるように、減衰対周波数勾配は回路素子の個数が増加するに連れて増大する。また、別の好ましい効果は、付加的なキャパシタをＡＩＭＤのハウジング３００に接続することによって、エネルギー散逸面ＥＤＳに散逸させるための付加的な回路を形成することである。したがって、好ましい実施例においては、図１１５および図１２０に示したような１またはそれ以上の直列周波数応答素子３０８とともに機能する並列選択周波数素子３０６が備えられる。
【０１７５】
従来のフィードスルー・キャパシタが米国特許第４，４２４，５５１号または米国特許第５，３３３，０９５号または米国特許６，７６５，７７９号に記載されている。この場合、極端に低い値のインダクタンスを有するフィードスルー・キャパシタがリード線の能動型埋め込み医療装置への進入圏に設けられている。図１１７に示したＬ−Ｃトラップフィルタのさらなる説明が、米国特許第６，４２４，２３４号になされている。この場合、トラップフィルタＡＩＭＤへのリード線の出入り点またはシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ内の任意の場所に配置する非常に低インピーダンスの（リードレスな）方法が説明される。
【０１７６】
図１２４は、従来技術においてＬ−Ｃトラップフィルタとして一般に知られた直列インダクタＬ−キャパシタＣフィルタの配線図である。このトラップフィルタは既に図１１８を参照して示されたものである。再び図１２４を参照して、容量的リアクタンスが誘導的リアクタンスと等量でかつ反対極性を有するとき、トラップフィルタに対する特定の周波数が存在する。この１つの周波数において、容量的リアクタンスおよび誘導的リアクタンスは互いにキャンセルしてゼロになる。この点において、寄生抵抗Ｒが唯一残される。非常に小さい抵抗値を意味する高品質印紙（Ｑ）成分が選択されたとき、図１２４のトラップフィルタは理想的にシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の能動型電極に接続されたリード線１１４〜１１４’”に対するコネクタを形成する点Ａと点Ｂとの間のその共鳴周波数ｆｒにおける短絡回路のように振る舞いがちである。
【０１７７】
図１２５は、共鳴周波数方程式を与える。ここで、ｆｒはヘルツで測られた値である。再び図１２４を参照して、抵抗値Ｒが制御されることが非常に重要である。このことは、図１２６を参照してよりよく理解される。
【０１７８】
図１２６は、図１２４に示した直列共鳴Ｌ−ＣトラップフィルタのインピーダンスＺ（単位はオーム）対周波数のグラフを示したものである。この図からわかるように、インピーダンス共鳴周波数ｆｒに達する非常に高い値をとる。この点において、直列Ｌ−Ｃトラップフィルタのインピーダンスは急激に低下する（ほとんどゼロオームまで低下する）。共鳴周波数ｆｒまたは以下の周波数に対しては、成分値およびそれらの品質因子（Ｑ）の選択に依存して、インピーダンス１００〜１０００または１０，０００オームまたはそれ以上の高い値となり得る。共鳴周波数において、インピーダンスはゼロまで減少しようとし、インダクタＬからの抵抗およびキャパシタＣの電極板から主として生じる等価直列抵抗から一般に形成される寄生抵抗Ｒ（図１２４参照）の抵抗値のみ制限される。３ｄＢ帯域幅として知られたものを制御する成分の適切な選択にはトレードオフが存在する。抵抗値が極端に小さい場合、３ｄＢ帯域幅はより狭くなる。しかしながら、これはトラップフィルタの製造をより困難にする。したがって、３ｄＢ帯域幅および抵抗素子Ｒは、好ましくは、フィルタを形成し、それを例えば６４ＭＨｚに調整すると同時に、共鳴周波数において微小なインピーダンスＲを容易に生じさせるように選択されることが好ましい。抵抗値Ｒがゼロになるような理想的なＬ−Ｃ直列共鳴トラップフィルタに関して、共鳴インピーダンスはゼロオームになる。しかしながら、この場合、３ｄＢ帯域幅は非常に狭くなり、その結果、製造がほとんど不可能になる。したがって、実際には、いくらかの抵抗値Ｒを有していることが望ましい。
【０１７９】
図１２７は、２つの異なる周波数において共鳴するように設計された２つのトラップフィルタが備えられた場合のインピーダンス対周波数曲線を示したグラフである。この場合、キャパシタ素子Ｃおよびインダクタ素子Ｌからなる第１のトラップフィルタは、１．５テスラＭＲＩシステムの高周波パルス周波数（６４ＭＨｚ）で自己共鳴するように設計されている。第２のトラップフィルタはキャパシタ素子Ｃ’およびインダクタ素子Ｌ’からなり、並列に接続され、トラップフィルタ１２８ＭＨｚ（３テスラＭＲＩシステムの動作周波数）で自己共鳴するように設計されている。再び図１２７を参照して、インダンクタＬｘおよびキャパシタＣｘの比率接続からなる選択的な帯域除去フィルタＢＳＦが存在する。帯域除去フィルタの目的は、２つのトラップフィルタを分離することによってそれらが独立に動作し得るようにすることにある。帯域除去フィルタが存在することによって、２番目の共鳴が発生することが防止される。なぜなら、キャパシタＣ、Ｃ’はインダクタＬ、Ｌ’とともに並列に現れる傾向があるからである。言い換えれば、帯域除去フィルタを使用すると、より円滑な二重トラップが得られる。興味のある周波数において、Ｌ−Ｃトラップフィルタが個々の素子に電気的に分離されるからである。
【０１８０】
図１２８は、任意の心臓３１４内に埋め込まれた心臓内リード線を備えた心臓ペースメーカー３１０の全体的な概略図である。各リード線は２極であり、これは２本のリード線を有していることを意味する。リード線３１２は右心房に接続し、リード線３１２’は右心室頂点（ＲＶＡ）に接続する。心臓リード線に対する末端電極はチップ３１６およびリング電極３１８において現れる。右心室において末端電極チップ３１６’は全くリング電極３１８’に近接している。既に述べたように、米国特許第７，３６３，０９０号による帯域除去フィルタが必要に応じて、末端電極３１６、３１６’、３１８、３１８’の位置またはその近傍に配置される。ＡＩＭＤハウジング３１０に関し、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０内に組み込まれ得るリード線の各１本に関係する可変インピーダンス素子３０６、３０８が存在する。
【０１８１】
図１２９は、深度脳刺激電極３２０を示す人体頭部の断面図である。リード線３１２、３１２’は典型的には、頸の後ろ側および頸椎領域に接続し、ＡＩＭＤに接続される（脳神経修飾物質）。図１２９は、本発明の特徴が心臓ペースメーカーに限定されるものではなく、既に図１を参照して述べたように、広範囲のＡＩＭＤに適用可能であることを単に説明しているにすぎない。図１２８に示した周波数選択素子は、頭蓋骨穿頭孔内のハウジング３２０内部において、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ内に一体化され得る。頭蓋骨穿頭孔はまた、深度脳刺激電極を支持し、または図１１４に示すように、ＡＩＭＤハウジング内に支持される。
【０１８２】
図１３０は、能動型埋め込み医療装置に対する単極リード線システム３１２を示した図である。この図において、単極リード線システムは概略的に描かれている。任意の本数のリード線３１２が使用可能であることは当業者に自明である。図１３０において、このシステムはＡＩＭＤと任意の心臓３１４に対する単極リード線３１２に取り付けられたハウジング３００を含んでいる。リード線３１２の末端において、選択的な帯域除去フィルタＢＳＦが刺激／検知電極の位置またはその近傍に配置される。末端電極の近傍に配置された選択的な帯域除去フィルタＢＳＦは、米国特許第７，３６３，０９０号に詳細に説明されている。この文献の内容をここに参考文献として組み入れる。埋め込まれたリード線３１２はその長さ方向に沿ってインダクタンスＬおよび抵抗Ｒの特性を有している。オーム単位で測ったリード線３１２の全誘導的リアクタンスが図１３０に示されるように、公式＋ｊ・オメガ・Ｌによって当たられる。既に述べたように、帯域除去フィルタＢＳＦは存在してもよいし、存在しなくてもよい。再び図１３０を参照して、ＡＩＭＤの一般に金属製のハウジング３００の内部には周波数選択素子３０６、３０８が存在する。これらの周波数選択素子は図１３１〜図１３３を参照してより詳細に示されるように、キャパシタ、インダクタおよび抵抗または短絡回路の種々の組み合わせから形成され得る。
【０１８３】
図１３１は、図１３０のリード線システムを示した図である。図１３１において、Ｌ−Ｃトラップフィルタ３０６は本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタアッセンブリ内のハウジング３００の内側に配置されている。この場合、ＬｓおよびＣｓはＭＲＩ装置の高周波パルス周波数において共鳴するＬ−Ｃトラップフィルタとして形成される。したがって、これはＡＩＭＤハウジング３００への高周波アースを形成する。ＡＩＭＤハウジング３００は、米国仮特許出願第６１／１４４，１０２号および同第６１／１４９，８３３号に記載されたエネルギー散逸面ＥＤＳとなる。ＡＩＭＤハウジング３００の表面積は比較的大きく、それによって、ＭＲＩ高周波エネルギーが散逸されるとき、面３００上に殆ど温度上昇が生じないことも望ましい。
【０１８４】
図１３２は、図１３０の単極リード線システムの別の実施例を示した図である。この場合、素子３０６はその容量的リアクタンスが式−ｊ・オメガ・Ｃによって与えられる容量的素子Ｃを特徴とする。好ましい実施例によれば、埋め込まれたリード線の誘導的リアクタンスがまず計算され、あるいはオーム単位で測定される。したがって、キャパシンタス値は要理要的リアクタンス−ｊ・オメガ・Ｃがリード線の誘導的リアクタンス＋ｊ・オメガ・Ｌにオーム単位で等しく、かつ反対の符号となるように選択される。この場合、リアクタンスは互いにキャンセルし、それによって、エネルギー散逸面３００に対する最大のエネルギー輸送が実現される。
【０１８５】
図１３３は、既に図１３０および１３２で説明した単極リード線システムに類似のものを示す図である。この場合、図１３２に関して、キャパシタンス値Ｃが容量的リアクタンスが埋め込まれたリード線の誘導的リアクタンスに等しく、かつ反対極性となるように選択される。しかしながら、この場合、抵抗値がまたバランスをとられる。言い換えれば、埋め込まれたリード線の抵抗値ＲはＡＩＭＤのハウジング３００の内部または外部に配置された抵抗Ｒｘの抵抗値に等しい。理想的には、抵抗Ｒｘは本発明による３端子フラッテスルーＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ内に組み込まれる。この場合、最大のエネルギー輸送または最大のエネルギー散逸がこの分離された抵抗Ｒｘの加熱によって実現される。好ましい実施例によれば、熱伝導性を有するが、電気的絶縁性を有する物質がシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ上において抵抗Ｒｘに被さり、かつＡＩＭＤハウジング３００に接続するように配置され、それによって、抵抗Ｒｘからの最大のエネルギー輸送が生じる。実際、好ましい実施例によれば、抵抗Ｒｘは周囲を取り巻く閉じ込めに対する最大の熱輸送エリアをもたらすための効果的な大面積のハウジングを有している。再び図１３３を参照して、エネルギーはＥＤＳとして示されるように、分離した抵抗素子Ｒｘから放射され、伝達される。この散逸されるエネルギーは熱エネルギーに変換される。比較的大量の熱をハウジング３００内に蓄えることが望ましい。そして、ＡＩＭＤハウジング３００は第２の熱散逸面ＨＤＳとなる。この熱エネルギーは比較的大面積のエリア３００にわたってＡＩＭＤを取り巻く人体組織の体液内に散逸される。例えば、心臓ペースメーカーへの応用においては、ハウジング３００は胸筋内に存在する。
【０１８６】
図１３２および図１３３を参照して、リアクタンスは完全にキャンセルする必要はない。あるいは、図１３３の場合には、抵抗がすべて正確に等しくなっていることは特に重要ではない。実際、入力キャパシタンスのＥＭＩフィルタリングと＋ｊΩＬ成分リード線システムの正確なキャンセレーションとの感にトレードオフが存在する。結局のところ、現実の試験を通じてインピーダンスが一般にリード線システム内においてキャンセルすることによって、少なくともＭＲＩ高周波パルス場からの余分なエネルギー大部分がＡＩＭＤのハウジング３００に向かって散逸することのみが実際は重要である。例えば、７５ピコファラッドのキャパシタがリード線システムの誘導的リアクタンスを正確にキャンセルすると計算される場合、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタのフラットスルー・およびＭＬＣＣに対する１０００ピコファラッドキャパシタンスをその代わりに用いることを選択してもよい。１０００ピコファラッドの全キャパシタンス（Ｃｐ＋Ｃ）は依然として、リード線システムからハウジング３００へ向かって大量のＭＲＩ高周波エネルギーを引き出す。これをする理由は、１０００ピコファラッドのキャパシタが高周波パルス周波数（６４ＭＨｚまたは１．４テスラＭＲシステム）だけでなく、携帯電話およびその他の類似の発生源に対する非常に効果的なＥＭＩフィルタリングを提供するからである。
【０１８７】
図１３４は、典型的には、軍事産業、宇宙開発産業、医療産業、通信産業等々において使用されるフィルタリングされたコネクタ３２２ａ〜３２２ｈを示した図である。これらの典型的に、宇宙開発産業、軍事産業、通信産業および医療産業において用いられるようなＥＭＩフィルタリングされたコネクタはセラミックキャパシタに対して余分な機械的ストレスを及ぼすことなしに、コネクタハウジングまたはバックシェルに対するフィードスルー・キャパシタタイプの平坦なアレイに取り付けることが非常に難しい。多数のユニークな取付方法が従来技術において提供され、それらはフィードスルー・キャパシタを機械的に分離すると同時に適切な低インピーダンスのアース接続と高周波シールド特性を付与するように設計されている。このことは、重要である。なぜなら、フィルタリングされたコネクタ内に誘発される機械的ストレスが存在するからである。問題は比較的のろいラミックフィードスルー・キャパシタをフィルタリングされたコネクタ内に取り付けることである。なぜなら、周囲を取り巻く物質の熱膨張係数の不一致や、嵌め合わせ接続するときに生じる重大な軸方向および半径方向のストレスが結果的に生じるからである。
【０１８８】
規定によって、コネクタはケーブルの取付の間に互いに嵌め合わされる雄型および雌型の形態をとる。ＥＭＩフィルタリングは典型的には、雄型の部分または雌型の部分のいずれかに置いて実行される。しかし、ＥＭＩフィルタリングは通常はその両方の部分において同時になされることはない。２つのコネクタを互いに挿入または嵌め合わせる間に重大な機械的な力が生じ、フィードスルー・キャパシタに伝達され得る。要するに、従来のフィルタリング機能を備えたコネクタにおけるフィードスルー・キャパシタまたは個々のキャパシタは非常に高価な取付技術を含んでいる。図１３４に示されるような、フィルタリング機能を備えたコネクタが数百ドルまたは数千ドルのコストを要することはよくあることである。シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタを用いた本発明は、平坦なアレイフィードスルー・キャパシタのフィルタ機能を備えたコネクタと比較して、それと同等あるいはそれ以上の性能を有しているか、その一方で、非常に低コストで製造でき、かつコンパクト化することができる。
【０１８９】
図１３５および１３６を参照して、（図示されない）平坦なアレイフィードスルー・キャパシタを用いた従来のサブＤ型フィルタコネクタ３２４が存在する。
【０１９０】
図１３７および図１３８は、別のタイプの非常に一般的なコネクタを示した図である。この場合、図１３７および図１３８に示された従来のコネクタ３２６はフィルタ機能を有していない。特に、図１３７において、露出したコネクタピンＰが存在する。これらのピンはコネクタの取付に伴って、シールドされたハウジング内に突出することが非常に一般的である。これらのピンＰは本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタに容易に接続され得る。
【０１９１】
図１３９は、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０の分解図を伴った典型的なコネクタアッセンブリ３３０の斜視図である。フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は任意の形態をとり得る。例えば、図１４１は、図１３９の１４１−１４１線に沿った拡大図である。この図において、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタはＭＬＣＣキャパシタＣ、３０６を具体化している。図１４０は、コネクタアッセンブリ３３０の斜視図である。コネクタアッセンブリ３３０はハーメチックまたは非ハーメチックであり、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０に取り付けられている。
【０１９２】
前述したように、本発明によるシールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は広範囲にわたって応用することで、電子モジュールまたはシールドされたハウジングに出入りするリード線を支持する種々のコネクタ端子および／またはハーメチックシールするとともに使用可能である。本発明によるフラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタ１９０は３端子容量的フィルタリングをもたらすと同時に、フラットスルー・キャパシタの高電流電極を通過する信号および回路のシールドをもたらす。本発明によるエネルギー散逸フィルタ１９０の主要なコンポーネントを形成するハイブリッド基板１９２は、従来のフィードスルー・キャパシタとほぼ同等に機能する。すなわち、その内部アースはリード線の出入りのためのハーメチックシール、またはそれと同等の開口を通る高周波エネルギーの進入を物理的にブロックするための電子装置、またはモジュールの電磁的シールドされたハウジングの１つの連続的な部分として機能する。また、フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは、望ましくない高周波ＥＭＩ信号を、リード線（電極）からシールドハウジングへと効果的に導き、そしてそこで、そのエネルギーは、わずかな温度上昇に帰する渦電流として消散する。
【０１９３】
最も基本的な形態において、シールドされた３端子フラットスルー・ＥＭＩ／エネルギー散逸フィルタは回路電流がそれを通って第１および第２の端子間を流れる能動型電極板と、この能動型電極板を取り囲む複数のシールド板とを有し、シールド板はアースされた第３の端子に集合的に結合する。特に、複数のシールド板は能動型電極板の一方の面上に配置された第１のシールド板と、能動型電極板の他方の面上に第１のシールド板に対向して配置された第２のシールド板とを有している。
【０１９４】
これまで本発明の幾つかの実施例を詳細にわたって説明してきたが、本願の特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形例を案出することができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲にのみ限定されるのであって、これらの実施例に限定されるものではない。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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【図９８】
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【図９９】
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【図１００】
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【図１０１】
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【図１０２】
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【図１０３】
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【図１０４】
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【図１０５】
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【図１０６】
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【図１０７】
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【図１０８】
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【図１０９】
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【図１１０】
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【図１１１】
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【図１１２】
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【図１１３】
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【図１１４】
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【図１１５】
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【図１１６】
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【図１１７】
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【図１１８】
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【図１１９】
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【図１２０】
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【図１２１】
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【図１２２】
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【図１２３】
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【図１２４】
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【図１２５】
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【図１２６】
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【図１２７】
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【図１２８】
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【図１２９】
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【図１３０】
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【図１３１】
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【図１３２】
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【図１３３】
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【図１３４】
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【図１３５】
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【図１３６】
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【図１３７】
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【図１３８】
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【図１３９】
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【図１４０】
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【図１４１】
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【国際調査報告】
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