(57)【要約】  ＰＣＢ（１１０）に形成されたキャスタレーション貫通ビア（１１８）を採用する例示的なセンサインターポーザ（１００）は、複数のキャスタレーション貫通ビア（１１８）を画定する平面基板（１１０）と、平面基板（１１０）上に形成され、第１のキャスタレーション貫通ビア（１１８）に電気的に結合された第１の電気接点（１１４）と、平面基板（１１０）上に形成され、第２のキャスタレーション貫通ビア（１１８）に電気的に結合された第２の電気接点（１１２）と、第１のキャスタレーション貫通ビア（１１８）から電気的に絶縁された第２のキャスタレーション貫通ビア（１１８）と、平面基板（１１０）上に形成されたガードトレース（１１６）であって、平面基板（１１０）の第１の表面上に形成され、第３のキャスタレーション貫通ビア（１１８）を第４のキャスタレーション貫通ビア（１１８）に電気的に結合する第１部分（１１６ａ）を有し、平面基板（１１０）の第２の表面上に形成され、第３のキャスタレーション貫通ビア（１１８）を第４のキャスタレーション貫通ビア（１１８）に電気的に結合する第２の部分（１１６ｂ）を有し、第１の電気接点（１１４）と第２の電気接点（１１２）と間に形成され、第１の電気接点（１１４）と第２の電気接点（１１２）との間の電気的絶縁をもたらすガードトレース（１１６）と、を含む。
2021515393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のキャスタレーション貫通ビアを画定する平面基板と、
前記平面基板上に形成され、第１のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第１の電気接点と、
前記平面基板上に形成され、第２のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第２の電気接点であって、前記第２のキャスタレーション貫通ビアが前記第１のキャスタレーション貫通ビアから電気的に絶縁されている第２の電気接点と、
前記平面基板上に形成されたガードトレースであって、前記平面基板上に形成された第３および第４の貫通ビアとの間に電気的に結合されており、前記第１および前記第２の電気接点を絶縁する前記ガードトレースと、を含むセンサインターポーザ。
【請求項２】
前記ガードトレースは、
インターポーザ基板の第１の表面上に形成され、第３のキャスタレーション貫通ビアを第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分と、
前記インターポーザ基板の第２の表面上に形成され、前記第３のキャスタレーション貫通ビアを前記第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分と、を含み、
前記ガードトレースは前記第１および前記第２の電気接点との間に形成されており、前記第１および前記第２の電気接点との間の電気的絶縁をもたらす、請求項１に記載のセンサインターポーザ。
【請求項３】
前記平面基板は前記第１および前記第２の電気接点との間に開口部を画定し、前記第３のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第４のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成され、前記ガードトレースは、第１のガードトレースであり、
前記平面基板上に形成された第２のガードトレースをさらに含み、前記第２のガードトレースは、前記平面基板の前記第１の表面上に形成され、第５のキャスタレーション貫通ビアを第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分を有し、前記平面基板の前記第２の表面上に形成され、前記第５のキャスタレーション貫通ビアを前記第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分を有し、前記第１および前記第２の電気接点との間に形成され、前記第１および前記第２の電気接点との電気的絶縁をもたらし、
前記第５のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第６のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成されている、請求項１に記載のセンサインターポーザ。
【請求項４】
前記第１および前記第２の電気接点に電気的に結合されたセンサワイヤをさらに含む、請求項１に記載のセンサインターポーザ。
【請求項５】
前記センサワイヤは第１のワイヤ材および第２のワイヤ材を含み、前記第２のワイヤ材は前記第１のワイヤ材の周りに同軸に形成され、前記第１のワイヤ材の第１の部分は、前記センサワイヤの第１の端部において前記第２のワイヤ材を越えて延在し、
前記第１のワイヤ材の前記第１の部分は前記第１の電気接点に電気的に結合され、前記第２のワイヤ材は前記第２の電気接点に結合されている、請求項４に記載のセンサインターポーザ。
【請求項６】
平面基板を提供することと、
前記平面基板に複数の貫通ビアを形成することと、
前記平面基板の一部分を切断してインターポーザ基板を作成することであって、前記切断は、少なくとも４つの前記貫通ビアを貫通させ、少なくとも４つのキャスタレーション貫通ビアを作成することを含み、
前記インターポーザ基板上に第１の電気接点を形成し、前記第１の電気接点を第１のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合することと、
前記インターポーザ基板上に第２の電気接点を形成し、前記第２の電気接点を第２のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合することであって、前記第２のキャスタレーション貫通ビアは、前記第１のキャスタレーション貫通ビアから電気的に絶縁される、前記インターポーザ基板上に第２の電気接点を形成することと、
前記インターポーザ基板上にガードトレースを形成することであって、前記ガードトレースは、前記平面基板上に形成された第３および第４の貫通ビアとの間に電気的に結合され、前記第１および前記第２の電気接点を絶縁する、前記インターポーザ基板上にガードトレースを形成することと、を含む、センサインターポーザを形成する方法。
【請求項７】
前記ガードトレースは、
前記インターポーザ基板の第１の表面上に形成され、第３のキャスタレーション貫通ビアを第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分と、
前記インターポーザ基板の第２の表面上に形成され、前記第３のキャスタレーション貫通ビアを前記第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分と、を含み、
前記ガードトレースは前記第１および前記第２の電気接点との間に形成されており、前記第１および前記第２の電気接点との間の電気的絶縁をもたらす、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および前記第２の電気接点との間に前記インターポーザ基板内の開口部を画定することであって、前記第３のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第４のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成され、前記ガードトレースは第１のガードトレースであることと、
前記インターポーザ基板上に第２ガードトレースを形成することであって、前記第２ガードトレースは、前記インターポーザ基板の前記第１の表面上に形成され、第５のキャスタレーション貫通ビアを第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分を有し、前記インターポーザ基板の前記第２の表面上に形成され、前記第５のキャスタレーション貫通ビアを前記第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分を有し、前記第１および前記第２の電気接点との間に形成され、前記第１および前記第２の電気接点との電気的絶縁をもたらすことと、をさらに含み、
前記第５のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第６のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成されている、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
センサワイヤを前記第１および前記第２の電気接点に電気的に結合することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記センサワイヤは第１のワイヤ材および第２のワイヤ材を含み、前記第２のワイヤ材は前記第１のワイヤ材の周りで同軸に形成され、前記第１のワイヤ材の第１の部分は、前記センサワイヤの第１の端部において前記第２のワイヤ材を越えて延在し、
前記センサワイヤを電気的に結合することは、
前記第１のワイヤ材の前記第１の部分を前記第１の電気接点に電気的に結合することと、
前記第２のワイヤ材を前記第２の電気接点に電気的に結合することと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
平面基板と、
前記平面基板上に形成され、前記平面基板に形成された第１のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第１の電気接点と、
前記平面基板上に形成され、前記平面基板に形成された第２のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第２の電気接点であって、前記第２のキャスタレーション貫通ビアは、前記第１のキャスタレーション貫通ビアから電気的に絶縁されている第２の電気接点と、
前記平面基板上に形成されたガードトレースであって、第３の貫通ビアと第４の貫通ビアとの間に電気的に結合されており、前記第３の貫通ビアおよびさらなる貫通ビアは前記平面基板上に形成されており、前記第１の電気接点および前記第２の電気接点を絶縁するガードトレースと、
前記平面基板に物理的に結合されたセンサワイヤであって、少なくとも２つの電極を含み、前記少なくとも２つの電極の第１の電極は前記第１の電気接点に電気的に結合されており、前記少なくとも２つの電極の第２の電極は前記第２の電気接点に電気的に結合されているセンサワイヤと、
前記センサワイヤの遠位端に配置されたセンサ化学物質と、を含むセンサインターポーザと、
プリント回路基板（「ＰＣＢ」）の第１の表面上に画定された複数の電気接点を有するＰＣＢと、を含み、
前記センサインターポーザは前記ＰＣＢの前記第１の表面に物理的に結合され、前記第１、第２、第３および第４のキャスタレーション貫通ビアは、前記ＰＣＢの前記第１の表面上に画定された前記複数の電気接点のうちの第１、第２、第３および第４の電気接点に電気的および物理的にそれぞれ結合されている、ウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１２】
前記センサワイヤと通信しているコントローラをさらに含み、前記コントローラは前記センサワイヤからセンサ信号を受信し、前記センサ信号に基づいて被分析物濃度を判定する、請求項１１に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１３】
前記ガードトレースは、
インターポーザ基板の第１の表面上に形成され、前記第３のキャスタレーション貫通ビアを前記第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分と、
前記インターポーザ基板の第２の表面上に形成され、前記第３のキャスタレーション貫通ビアを前記第４のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分と、を含み、
前記ガードトレースは、前記第１および前記第２の電気接点との間に形成され、前記第１および前記第２の電気接点との間の電気的絶縁をもたらす、請求項１２に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１４】
前記平面基板は前記第１および前記第２の電気接点との間に開口部を画定し、前記第３のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第４のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成され、前記ガードトレースは第１のガードトレースであり、
前記平面基板上に形成された第２のガードトレースであって、前記平面基板の前記第１の表面上に形成され、第５のキャスタレーション貫通ビアを第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第１の部分を有し、前記平面基板の第２の表面上に形成され、前記第５のキャスタレーション貫通ビアを前記第６のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する第２の部分を有し、前記第１および前記第２の電気接点との間に形成され、前記第１および前記第２の電気接点との電気的絶縁をもたらす第２のガードトレースをさらに含み、
前記第５のキャスタレーション貫通ビアは前記平面基板の周囲に形成され、前記第６のキャスタレーション貫通ビアは前記開口部の周囲に形成されている、請求項１２に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１５】
前記ＰＣＢは表面特徴体を画定し、前記表面特徴体は前記センサインターポーザ平面基板に画定された前記開口部と係合するように構成されており、前記表面特徴体は前記ＰＣＢと前記センサインターポーザとの間の位置合わせを可能にする、請求項１４に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１６】
前記センサ化学物質はグルコースオキシダーゼを含む、請求項１２に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１７】
前記センサ化学物質は、グルコース、乳酸塩またはコレステロールのうちの１つ以上と反応するように構成された化学物質を含む、請求項１２に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【請求項１８】
前記センサワイヤは第１のワイヤ材および第２のワイヤ材を含み、前記第２のワイヤ材は前記第１のワイヤ材の周りに同軸に形成され、前記第１のワイヤ材の第１の部分は、前記センサワイヤの第１の端部において前記第２のワイヤ材を越えて延在し、
前記第１のワイヤ材の前記第１の部分は前記第１の電気接点に電気的に結合され、前記第２のワイヤ材は前記第２の電気接点に結合されている、請求項１２に記載のウェアラブルバイオセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に、ウェアラブルバイオセンサに関し、より具体的には、キャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザに関する。
【背景技術】
【０００２】
連続グルコースモニターなどの既存のウェアラブルバイオセンサは、完全なモジュールアセンブリとして分析物センサをウェアラブルデバイスに統合し、したがって、デバイスは、身体に装着され、センサワイヤは、一つの動作で同時に身体に配置され得る。結果として、センサワイヤは、デバイスの製造または組み立て時に、配置前にデバイスに電気的に接続され、機械的に組み立てられる必要がある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本出願は、複数のキャスタレーション貫通ビアを画定する平面基板と、
平面基板上に形成され、第１のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第１の電気接点と、
平面基板上に形成され、第２のキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合された第２の電気接点であって、第２のキャスタレーション貫通ビアが第１のキャスタレーション貫通ビアから電気的に絶縁されている第２の電気接点と、
平面基板上に形成されたガードトレースであって、平面基板上に形成された第３および第４の貫通ビアとの間に電気的に結合されており、第１および第２の電気接点を絶縁するガードトレースと、を含むセンサインターポーザを提供する。
【０００４】
添付の図面は、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、１つ以上の特定の例を示し、例の説明とともに、特定の例の原理および実装を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】プリント基板（「ＰＣＢ」）に形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザを示す。
【図２】プリント基板（「ＰＣＢ」）に形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザを示す。
【図３Ａ】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザを示す。
【図３Ｂ】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザを示す。
【図４】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザを示す。
【図５Ａ】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザを含む例示的なウェアラブルバイオセンサ装置を示す。
【図５Ｂ】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザを含む例示的なウェアラブルバイオセンサ装置を示す。
【図５Ｃ】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザを含む例示的なウェアラブルバイオセンサ装置を示す。
【図６】ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザを製造する例示的な方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本明細書では、キャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザの文脈の中で例を説明する。当業者は、以下の説明は例示にすぎず、決して限定することを意図していないことを理解するであろう。ここで、添付の図面に示されている例の実装について詳細に言及する。同一または類似の項目を参照するために、図面および以下の説明全体を通して同一の参照指標が使用される。
【０００７】
明確にするために、本明細書に記載の例の日常的な特徴のすべてが示され説明されているわけではない。当然ながら、そのような実際の実装の開発では、用途関連およびビジネス関連の制約の遵守など、開発者の特定の目標を達成するために、実装固有の多数の決定を行う必要があり、これらの具体的な目標は、実装ごと、開発者ごとに異なることが理解されるであろう。
【０００８】
いくつかのウェアラブルバイオセンサは、着用者の皮膚に挿入される１つ以上の侵襲的なセンサワイヤを採用している。センサワイヤは、典型的には、少なくとも２つの別個の電極を含み、着用者の皮膚に挿入されるセンサワイヤの端部に堆積された、グルコースオキシダーゼ（「ＧＯＸ」）などのある量の化学物質を有する。次いで、化学物質は、着用者の間質液に存在する分析物と反応し、それは、バイオセンサの電子機器によって感知され得る電流を生成する。しかしながら、生成される電流の量は、非常に少量であり得、例えば、数十ナノアンペアのオーダーであり得、これらの化学物質は、熱に敏感であり得るので、バイオセンサの設計および製造は、困難であり得る。例えば、バイオセンサは、化学物質と分析物との間の反応によって生成される電流を妨害し得る漏れ電流を防ぐように設計される必要がある。加えて、はんだ付けなどの高熱工程を含む製造プロセスは、化学物質が加熱されると化学物質を損傷し得る。
【０００９】
これらの課題およびその他の課題に対処するために、例示的なウェアラブルバイオセンサは、マイクロコントローラまたはワイヤレストランシーバ、バッテリなどの電子機器を有する主要ＰＣＢを採用し得る。加えて、例示的なデバイスは、センサワイヤを機械的に固定するための補助的なＰＣＢアセンブリ（一般に、「インターポーザ」と称する）を採用しながら、また、センサワイヤ上に存在する異なる電極への電気接点を提供する。次いで、インターポーザは、はんだ付けなどによって、主要ＰＣＢに電気的および物理的に結合され得る。はんだ付け時に、インターポーザに伝達される熱量を減らすことを助けるために、例示的なインターポーザは、キャスタレーション貫通ビアを採用して、主要ＰＣＢとインターポーザとの間の電気的接続を提供し、センサワイヤ自体から比較的熱的に絶縁されたはんだ付け位置を提供する。
【００１０】
この例では、インターポーザは、インターポーザのフットプリントの周囲に形成された貫通ビアを有する。次いで、インターポーザは、より大きなＰＣＢ板から切り取られて、したがって、貫通ビアは、切断され、貫通ビアの内側部分を露出させる。貫通ビアの露出した内側部分は、主要ＰＣＢ上の対応する電気接点と位置合わせされ、互いにはんだ付けされ得る。はんだ付け点は、貫通ビアの内側に、および本質的にはインターポーザＰＣＢ上の電子機器とはＰＣＢの反対側に位置するため、センサワイヤを含むインターポーザ電子機器への、はんだ付けプロセスからの熱伝達が大幅に減少する。加えて、貫通ビアを使用すると、１つ以上のガードリングが形成され、インターポーザを取り囲み、センサワイヤ内に形成された異なる電極への電気接点など、インターポーザに形成された異なる電気接点間の電気的絶縁を提供することが可能となる。
【００１１】
この図の例は、本明細書に記述される一般的な主題を読者に紹介するために与えられており、本開示は本例に限定されない。以下のセクションは、ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザのための様々な追加の非限定的な例、ならびにシステムおよび方法の例について説明する。
【００１２】
次に図１を参照すると、図１は、キャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザ１００を示す。この例では、センサインターポーザは、平面基板、つまり、この例ではＰＣＢを含む。ＦＲ４、ポリイミドなどを含む任意の適切なＰＣＢ材料を採用し得る。２つの電気接点１１２、１１４は、ＰＣＢの上面に形成されている。各電気接点１１２、１１４は、例えば、クランプ、接着剤、または他の任意の適切な物理的結合技術によって、センサワイヤ１２０がそれに電気的および物理的に結合されることが可能になるような大きさおよび形状である。この例では、センサワイヤは、同軸に形成された２つの電極から形成されており、使用前にセンサ化学物質（例えば、グルコースオキシダーゼ）は、着用者の皮膚に挿入されるセンサワイヤの遠位端、つまり、センサワイヤの端部に堆積され得る。センサワイヤの近位端は、各電極を露出させて、各電極が電気接点１１２、１１４のうちの異なる１つに電気的および物理的に結合されることを可能にする。この例では、作用電極（「ＷＥ」）は、電気接点１１４に結合されており、一方、対電極（「ＣＥ」）は、電気接点１１２に結合されている。加えて、各電気接点１１２、１１４は、ＰＣＢ材料の周縁に形成されたキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合されている。インターポーザ１００は、主要ＰＣＢに、物理的および電気的に結合されると、キャスタレーション貫通ビア１１８は、電気接点１１２、１１４と主要ＰＣＢ上に位置付けられたセンサ電子機器との間の電気的接続を提供する。この例では、インターポーザ１００は、２つの電気接点１１２、１１４を有するが、いくつかの例は、複数のセンサワイヤを採用し得、採用されるセンサワイヤ（複数可）の種類（複数可）に基づいて追加の電気接点を必要とし得る。さらに、いくつかの例では、センサワイヤは、３つ以上の電極を含み得る。例えば、複数の電極は、連続する平面層において重なり合って形成され得る。各層は、平面基板上に形成された異なる電気接点に結合され得る。さらに、異なる電極は、それらに塗布される異なるセンサ化学物質を有し得る。適切なセンサ化学物質は、アセチルコリン、アミラーゼ、ビリルビン、コレステロール、絨毛性ゴナドトロピン、クレアチンキナーゼ（例、ＣＫ−ＭＢ）、クレアチン、ＤＮＡ、フルクトサミン、グルコース、グルタミン、成長ホルモン、ホルモン、ケトン、乳酸塩、過酸化物、前立腺特異抗原、プロトロンビン、ＲＮＡ、甲状腺刺激ホルモン、またはトロポニンを感知するための化学物質を含む。
【００１３】
この例では、平面基板１１０（またはインターポーザ基板）はまた、２つの電気接点の間に開口部１２４を画定する。開口部は、２つの電気接点１１２、１１４の間の物理的な分離を提供し、それによって、それらの間のいくらかの電気的絶縁を提供する。加えて、開口部は、センサワイヤ１２０と交差しないか、または接触しないガードトレース１１６ａ〜ｂの形成を可能にする。いくつかの例では、開口部は、主要ＰＣＢ上に形成された１つ以上の特徴に対応する形状を有するように形成され得、位置合わせを可能にする。しかしながら、かかる開口部は、すべての例において必要なわけではなく、設計上の考慮事項に基づいて省略され得ることを理解されたい。
【００１４】
電気接点１１２、１１４に加えて、２つのガードトレース１１６ａ〜ｂがインターポーザＰＣＢ上に形成されている。各ガードトレース１１６ａ〜ｂは、インターポーザＰＣＢの一部分を取り囲んで、２つの電気接点１１２、１１４の間の電気的絶縁を提供する。この例では、各ガードリングは、２つの対応するキャスタレーション貫通ビアを電気的に結合する、インターポーザＰＣＢ１１０の上面に形成された部分を含む。各ガードリング１１６ａ〜ｂはまた、同じ対応するキャスタレーション貫通ビアにも結合されている、インターポーザＰＣＢ１１０の下面に形成された部分も含み、インターポーザＰＣＢの一部分を取り囲む材料の閉ループを提供する。開口部と組み合わせて、２つのガードリング１１６ａ〜ｂは、２つの電気接点１１２、１１４を互いに電気的に絶縁する。いくつかの例では、ガードリング１１６ａ〜ｂのうちの一方または両方は、接地面に結合されて、漏れ電流を散逸させることを助け得る。
【００１５】
この例では、インターポーザ１００はまた、２つの電気接点１１２、１１４に結合されているセンサワイヤ１２０を含む。この例におけるセンサワイヤ１２０は、同軸に配置された２つのワイヤ材を有し、そのうちの一方は、作用電極として動作し、他方は、参照電極または対電極として動作する。センサワイヤの２つの異なる同軸部分を異なる電気接点に結合することを可能にするために、内部ワイヤ材は、外部ワイヤ材の端部を越えて延在しているが、その一部分は、ポリウレタン絶縁体１２２で覆われている。この例では、内部ワイヤ材は、一方の電気接点１１４に、物理的および電気的に結合されており、外部ワイヤ材は、他方の電気接点１１２に、物理的および電気的に結合されている。
【００１６】
この例では、センサワイヤ材は、（１）内部ワイヤ材である、プラチナまたはプラチナでコーティングされたワイヤ、および（２）外部ワイヤ材である、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）材料である。センサワイヤ１２０の一端、およびＡｇ／ＡｇＣｌ材料の一部分は、患者の皮膚に挿入され、センサワイヤ１２０の他端は、電気接点に取り付けられている。Ａｇ／ＡｇＣｌ材料は、第１の電気接点１１２に結合されており、プラチナ材料は、第２の電気接点１１４に結合されている。
【００１７】
次に図２を参照すると、図２は、キャスタレーション貫通ビアを採用する別の例示的なセンサインターポーザ２００を示す。この例では、インターポーザ２００は、ＰＣＢ２１０である平面基板から形成されている。図１に示す例と同様に、インターポーザ２００は、その上に形成された２つの電気接点２３０ａ〜ｂを有する。センサワイヤ２５０は、電気接点２３０ａ〜ｂに、物理的および電気的に結合されている。特に、センサワイヤは、２つの同軸電極２５２ａ〜ｂを有し、それらは、それぞれの電気接点２３０ａ〜ｂに、物理的および電気的に結合されている。各電気接点２３０ａ〜ｂは、ＰＣＢ２１０上に形成された電気トレースによって、対応するキャスタレーション貫通ビア２２０ｂ、２２０ｃに電気的に結合されている。キャスタレーション貫通ビアは、後に、別のＰＣＢ上の電気接点に、物理的および電気的に結合されて、センサワイヤ２５０からの電気信号が別のＰＣＢに通信されることを可能にし得る。
【００１８】
インターポーザ２００はまた、ＰＣＢ２１０上に形成されたガードトレース２４０も含む。ガードトレース２４０は、２つのキャスタレーション貫通ビア２２０ａ、２２０ｄの間、および２つの電気接点２３０ａ〜ｂの間でＰＣＢ  ２１０を横断し、それによって、それらを互いに電気的に絶縁する。この例では、ガードトレース２４０は、ＰＣＢの上面（図２に示す）と、上面の反対側の下面との両方に形成されており、そこでは、さらなる電気トレースが、キャスタレーション貫通ビア２２０ａ、２２０ｄの間に形成されている。しかしながら、いくつかの例では、ガードトレース２４０は、電気接点２３０ａ〜ｂと同じ表面上にのみ形成され得る。この例では、図１に示す例とは異なり、ＰＣＢは中央開口部を画定していない。したがって、ガードトレース２４０は、センサワイヤ２５０と接触することなく、センサワイヤ２５０の下を通る必要があり、それは、センサワイヤ２５０によって電気接点２３０ａ〜ｂに提供される電気信号を妨害し得る。
【００１９】
次に図３Ａ〜３Ｂを参照すると、図３Ａは、ＰＣＢ内に形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザ３００を示す。この例では、インターポーザ３００は、中央開口部３２２を画定するＰＣＢ３１０平面基板を有する。加えて、ＰＣＢ３１０は、その周囲に形成された４つのキャスタレーション貫通ビアを有し、一方、２つのキャスタレーション貫通ビアは、中央開口部３２２の周囲に形成されている。
【００２０】
２つの電気接点３１２、３１４は、ＰＣＢの上面に形成されており、各々、中央開口部３２２の周囲に形成された対応するキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合されている。電気接点３１２、３１４は、センサワイヤ２２０に、物理的および電気的に結合するように配置されている。
【００２１】
電気接点３１２、３１４に加えて、２つの「ラップアラウンド」ガードトレース３１６ａ〜ｂは、ＰＣＢ３１０上に形成される。各ガードトレース３１６ａ〜ｂは、ＰＣＢ３１０の一部分を取り囲んで、２つの電気接点３１２、３１４の間の電気的絶縁を提供する。この例では、各ガードトレース３１６ａ〜ｂは、対応する２つのキャスタレーション貫通ビアを電気的に結合する、ＰＣＢ３１０の上面に形成された部分を含む。各ガードトレース３１６ａ〜ｂはまた、同じ対応するキャスタレーション貫通ビアにも結合されている、ＰＣＢ３１０の下面に形成された部分も含み、ＰＣＢ３１０の一部分を取り囲む材料の閉ループを提供する。開口部と組み合わせて、２つのガードトレース３１６ａ〜ｂは、２つの電気接点３１２、３１４を互いに電気的に絶縁する。いくつかの例では、ガードトレース３１６ａ〜ｂのうちの一方または両方は、接地面に結合されて、漏れ電流を散逸することを助け得る。
【００２２】
図３Ｂは、ＰＣＢ３１０の下面を示す。図３Ｂに示される図はまた、ラップアラウンドガードトレース３１６ａ〜ｂを例解し、それらは、開口部の周囲に形成された２つのキャスタレーション貫通ビアを結合するガードトレース３１６ｃによって電気的に結合されている。いくつかの例では、ガードトレース３１６ｃは、含まれていないため、２つのラップアラウンドガードトレース３１６ａ〜ｂは、ＰＣＢ３１０上で互いに電気的に絶縁されているが、いくつかの例では、それらは、バイオセンサの主要ＰＣＢに形成された共通接地面などの共通接地面に結合され得る。
【００２３】
次に図４を参照すると、図４は、ＰＣＢ内に形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用する例示的なセンサインターポーザ４００を示す。かかる例示的なセンサインターポーザ４００は、連続グルコースモニター（「ＣＧＭ」）などのウェアラブルバイオセンサ内に統合され得る。例示的なＣＧＭは、プロセッサ、ディスクリート電子部品、および無線トランシーバを含む様々な電子部品を含む主要ＰＣＢを含み得る。バッテリは、ＣＧＭの主要ＰＣＢに取り付けられ、および電気的に結合され、ＣＧＭの電子部品に電力を供給し得る。
【００２４】
例示的なセンサインターポーザ４００は、主要ＰＣＢに、物理的および電気的に結合され得、センサインターポーザ４００に物理的および電気的に結合されたＣＧＭのセンサワイヤからの信号が、プロセッサなどの主要ＰＣＢ上の電子部品に提供されることを可能にする。
【００２５】
この例におけるセンサインターポーザ４００は、インターポーザ４００の一方側に形成された２つの電気接点４１２、４１４を含み、それらは、インターポーザ４００の周囲に画定された開口部４２２によって物理的に分離されている。各電気接点４１２、４１４は、キャスタレーション貫通ビアに電気的に結合されている。加えて、ガードトレース４１６は、ＰＣＢ４１０の、２つの電気接点４１２、４１４と同じ表面上に形成されており、２つの電気接点４１２、４１４の間の電気的絶縁を提供する。
【００２６】
電気接点およびガードトレース４１６に加えて、インターポーザ４００はまた、追加の電気的特徴も含む。この例では、アンテナ４３０として設計された電気トレーサは、ＰＣＢ４１０上に形成されており、かつ、キャスタレーション貫通ビアに電気的に結合されており、ＣＧＭの主要ＰＣＢへの電気的結合および物理的結合を可能にする。いくつかの例では、１つ以上の追加のセンサワイヤを物理的および電気的に結合するための追加の電気接点を含む、さらに他の電気的特徴は、ＰＣＢ上に提供され得る。
【００２７】
いくつかの例では、インターポーザ４００は、主要ＰＣＢとは別に形成され得、センサワイヤは、インターポーザ４００がＣＧＭの主要ＰＣＢに物理的および電気的に結合される前に、インターポーザ４００に物理的および電気的に結合され得るが、しかしながら、図６に関して説明されるように、他の順番も同様に採用され得る。
【００２８】
次に図５Ａ〜５Ｃを参照すると、図５Ａは、キャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザ５２０を含む例示的なウェアラブルバイオセンサ装置５００を示す。この例では、ウェアラブルバイオセンサ装置５００は、センサインターポーザ５２０およびセンサコントローラ５４０が位置付けられた主要ＰＣＢ５１０を含む。この例示的なデバイス５００は、図３に示される例示的なセンサインターポーザを含むが、しかしながら、キャスタレーション貫通ビアを採用する任意の適切なセンサインターポーザを採用し得る。
【００２９】
この例では、主要ＰＣＢ５１０はまた、センサインターポーザ５２０に画定された開口部と係合するピンなどの表面特徴体５１２も画定する。図５Ｂは、主要ＰＣＢ５１０を例解し、それは、その上に画定された表面特徴体５１２を有する。表面特徴体５１２は、センサインターポーザ５２０と、主要ＰＣＢ５１０、および主要ＰＣＢ５１０上に形成された１つ以上の電気接点との位置合わせを可能にするための位置合わせ特徴を提供する。図５Ｃは、主要ＰＣＢ５１０の上から下への図を例解し、それは、センサインターポーザ５２０と係合するように形成および位置付けられた表面特徴体５１２を有する。加えて、主要ＰＣＢ５１０は、センサインターポーザのキャスタレーション貫通ビア５２２ａ〜ｄと係合するように形成された４つの電気接点５１４ａ〜ｄを有する。
【００３０】
次に図６を参照すると、図６は、ＰＣＢに形成されたキャスタレーション貫通ビアを採用するセンサインターポーザを製造するための例示的な方法６００を示す。例示的な方法６００は、図１に示される例示的なセンサインターポーザ１００に関して説明されるが、しかしながら、本開示による例示的な方法は、本開示による任意の適切な例示的なセンサインターポーザを製造するために採用され得る。
【００３１】
ブロック６１０では、適切な平面基板１１０が提供される。この例では、平面基板１１０は、ＦＲ４またはポリイミドなどの適切な材料で形成されたＰＣＢである。この例における平面基板１１０は、設計されたセンサインターポーザ１００よりも大きいサイズを有する。したがって、後のステップで、平面基板１１０は、センサインターポーザ１００のために設計されたサイズに切断され得る。
【００３２】
ブロック６２０で、１つ以上の貫通ビア１１８は、センサインターポーザ１００の設計された周囲に対応する場所など、平面基板１１０に形成される。かかる貫通ビア１１８は、実質的に円形（または他の）断面を有するように形成され得、貫通ビアの周囲の一部分は、センサインターポーザ１００の設計された周囲の外側に延在する。いくつかの例では、１つ以上の貫通ビア１１８は、センサインターポーザ１００の内側部分にも形成され得る。かかる貫通ビア１１８は、センサインターポーザ１００に画定される開口部の設計された周囲の周りに形成され得る。例えば、再び図１を参照すると、２つの貫通ビアは、ＰＣＢ１１０に形成されており、ＰＣＢ１１０の中央開口部が形成されたときに、キャスタレーション貫通ビアを形成するように切断された。任意の適切な数の貫通ビアは、異なる例に従って、形成され得る。この例では、４つの貫通ビアは、センサインターポーザの設計された周囲に形成され、一方、２つの追加の貫通ビアは、センサインターポーザ１００の中央開口部の設計された周囲に形成される。
【００３３】
ブロック６３０において、平面基板１１０は、センサインターポーザ１００の設計された周囲に沿って切断され、貫通ビアを切断して、キャスタレーション貫通ビア１１８を形成することを含む。この例では、平面基板１１０は、さらに切断されて、中央開口部１２４、および中央開口部１２４の周囲にキャスタレーション貫通ビアを形成する。
【００３４】
ブロック６４０で、２つの電気接点１１２、１１４は、センサインターポーザ１００の設計された周囲内のＰＣＢ１１０上に形成される。この例では、電気接点１１２、１１４は、センサワイヤ１２０の物理的結合および電気的結合を可能にするように形成され、設計された中央開口部１２４の両側に形成される。この例では、両方の電気接点１１２、１１４は、ＰＣＢ  １１０の同じ表面上に形成されるが、しかしながら、いくつかの例では、それらは、ＰＣＢ１００の両側に形成され得る。例えば、センサワイヤの各電極が個別のワイヤに形成される場合、それらは、ＰＣＢ１１０の両側に結合され得る。そして、この例では、２つの電気接点が形成されるが、いくつかの例では、３つ以上の電気接点が形成され得る。例えば、複数のセンサワイヤがセンサインターポーザに取り付けられる場合、一対の電気接点は、各センサワイヤまたは各センサ電極に対して形成され得る。
【００３５】
ブロック６４０で電気接点を形成することに加えて、各電気接点１１２、１１４からの電気トレースが形成され、それぞれの電気接点１１２、１１４を対応するキャスタレーション貫通ビアに電気的に結合する。いくつかの例では、電気トレースは、その長さを延長するように曲がりくねっており、インターポーザが後に主要ＰＣＢにはんだ付けされるときに、キャスタレーションビアから電気接点への熱伝達を低減し得る。
【００３６】
ブロック６５０で、１つ以上のガードトレース１１６ａ〜ｂがＰＣＢ１１０上に形成される。この例では、電気トレースが形成されて、キャスタレーション貫通ビアを互いに結合して、電気接点を電気的に絶縁する。例えば、図３Ａを参照すると、電気トレースは、中央開口部３２２の周囲に形成されたキャスタレーション貫通ビアと、ＰＣＢ３１０の周囲に形成された対応するキャスタレーション貫通ビアとの間に形成されている。かかるトレースは、ＰＣＢ３１０の上面と下面の両方に形成されており、ＰＣＢ２１０を囲むガードトレースを作成する。加えて、この例では、ガードトレース３１６ｃは、中央開口部３２２の周囲に形成されたキャスタレーション貫通ビアの間に形成され、２つのラップアラウンドガードトレース３１６ａ〜ｂを結合しているが、しかしながら、ガードトレース３１６ｃは、任意選択的であり、いくつかの例では省略され得る。
【００３７】
ブロック６６０では、センサワイヤ１２０が電気接点１１２、１１４に結合される。上述のように、センサワイヤ１２０は、２つの異なるワイヤ材を有する同軸センサワイヤ１２０であり得、内部ワイヤ材は、センサワイヤ１２０の一端において、外部ワイヤ材を越えて延在する。露出した内部ワイヤ材の一部分は、はんだ付けによって、あるいはクリップまたは他の電気的結合手段を使用することなどによって、電気接点のうちの１つの電気接点１１４に物理的および電気的に結合され得る。外部ワイヤ材の一部分は、任意の適切な電気的結合手段を使用して、他の電気接点１１２に結合され得る。
【００３８】
ブロック６７０で、グルコースオキシダーゼなどの適切なセンサ化学物質が、センサインターポーザ１００から遠位のセンサワイヤ１２０の端部に堆積される。
【００３９】
ブロック６８０において、センサインターポーザ１００が、バイオセンサの主要ＰＣＢに結合される。この例では、センサインターポーザ１００は、センサインターポーザの周囲に形成されたキャスタレーション貫通ビアの各々を使用して主要ＰＣＢにはんだ付けされる。いくつかの例では、中央開口部の周囲に形成されたキャスタレーション貫通ビアは、代わりにまたは加えてはんだ付けされ得る。
【００４０】
上記の方法６００のステップは、特定の順序で説明されたが、異なる例に従って、異なる順序が採用され得ることを理解されたい。例えば、ブロック６３０は、ブロック６５０の後に実行され得、またはブロック６５０は、ブロック６４０またはブロック６３０の前に実行され得る。
【００４１】
いくつかの例の前述の説明は、例示および説明のためにのみ提示されており、網羅的であること、または本開示を開示された正確な形態に限定することは意図されていない。本開示の本質および範囲から逸脱することなく、その多数の修正および適応が当業者には明らかであろう。
【００４２】
本明細書における一つの例または実装への言及は、例に関連して説明された特定の特徴、構造、動作、または他の特性が、本開示の少なくとも１つの実装に含まれ得ることを意味する。本開示は、そのように説明された特定の例または実装に限定されない。本明細書の様々な場所における語句「一例では（ｉｎ  ｏｎｅ  ｅｘａｍｐｌｅ）」、「一例では（ｉｎ  ａｎ  ｅｘａｍｐｌｅ）」、「一実装では（ｉｎ  ｏｎｅ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」、「一実装では（ｉｎ  ａｎ  ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」、またはその変形の出現は、必ずしも同じ例または実装を指すとは限らない。一つの例または実装に関して本明細書で説明されるあらゆる特定の特徴、構造、動作、または他の特性は、任意の他の例または実装に関して説明された他の特徴、構造、動作、または他の特性と組み合わせられてもよい。
【００４３】
本明細書での「または（ｏｒ）」という言葉の使用は、包括的および排他的なＯＲ条件を網羅することが意図されている。言い換えると、ＡまたはＢまたはＣは、特定の使用に応じて、以下の代替の組み合わせ、すなわちＡのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡおよびＢのみ、ＡおよびＣのみ、ＢおよびＣのみ、ならびにＡおよびＢおよびＣのいずれかまたはすべてを含む。
【符号の説明】
【００４４】
１００  センサインターポーザ
１１０  平面基板
１１２、１１４  電気接点
１１６ａ、１１６ｂ  ガードトレース
１１８  キャスタレーション貫通ビア
１２０  センサワイヤ
１２２  ポリウレタン絶縁体
１２４  開口部
２００  センサインターポーザ
２２０ａ〜２２０ｄ  キャスタレーション貫通ビア
２３０ａ、２３０ｂ  電気接点
２４０  ガードトレース
２５０  センサワイヤ
２５２ａ、２５２ｂ  同軸電極
３００  センサインターポーザ
３１０  ＰＣＢ
３１２、３１４  電気接点
３１６ａ〜３１６ｃ  ガードトレース
３２２  中央開口部
４００  センサインターポーザ
４１０  ＰＣＢ
４１２、４１４  電気接点
４１６  ガードトレース
４３０  アンテナ
５００  ウェアラブルバイオセンサ装置
５１０  主要ＰＣＢ
５１２  表面特徴体
５１４ａ〜５１４ｄ  電気接点
５２０  センサインターポーザ
５２２ａ〜５２２ｄ  キャスタレーション貫通ビア
【図１】
2021515393.tif 000003
【図２】
2021515393.tif 000004
【図３Ａ】
2021515393.tif 000005
【図３Ｂ】
2021515393.tif 000006
【図４】
2021515393.tif 000007
【図５Ａ】
2021515393.tif 000008
【図５Ｂ】
2021515393.tif 000009
【図５Ｃ】
2021515393.tif 000010
【図６】
2021515393.tif 000011
【国際調査報告】
2021515393.tif 000012
2021515393.tif 000013
2021515393.tif 000014
2021515393.tif 000015
2021515393.tif 000016
2021515393.tif 000017