(57)【要約】      （修正有）【課題】医療装置内の重要な電気信号を、電磁妨害波から回避することができるフィードスルーを提供する。【解決手段】単数もしくは複数のリード線２８と、少なくとも一つのグラウンドピン３０を支持する絶縁体１６を囲むフェルール１２からなるフィードスルー１０が開示されている。絶縁体１６は切り欠き溝３２を有する。切り欠き溝３２は、絶縁体１６の第１の上壁２０から上記絶縁体１６の厚みを介して離れた切り欠き溝底壁３６まで延び、フェルール１２とも結合される。付加されたフィルターキャパシター６０は、リード線２８から、グラウンドピン３０へ電磁妨害波を分路する。グラウンドピン３０は、切り欠き溝３２内に形成される、フェルール１２とグラウンドピン３０間のろう付け接合部５２Ｂにより、フェルール１２と電気的に通じている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードスルーであって、
ａ）第１絶縁体面と第２絶縁体面に向かって延び、これらと会合する絶縁体側壁により規定される厚さをもつ、電気不導物質からなる絶縁体であって、前記第１絶縁体面から前記第２絶縁体面まで延びる少なくとも一つのリード孔と、少なくとも一つのグラウンドピン孔を有するものと、
ｂ）前記絶縁体に設けられた、前記第１絶縁体面から前記絶縁体の厚みを介して離れた凹部底面まで延びる凹部と、
ｃ）前記リード孔に受容されたリード線であって、それぞれ前記絶縁体の前記第１絶縁体面と前記第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第１端と第２端を有するものと、ｄ）前記グラウンドピン孔に受容されたグラウンドピンであって、それぞれ前記絶縁体の前記凹部の底面と前記第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第３端と第４端を有するものと、
ｅ）第１フェルール面と第２フェルール面まで延びる周囲側壁を有する導電物質からなるフェルールであって、前記フェルール側壁が、前記第１フェルール面と前記第２フェルール面の間に配置された前記凹部底面を有する、前記フェルール内に支持される前記絶縁体を包囲しているものと、
ｆ）前記リード線と前記絶縁体とを密閉シールする第１ろう材と、前記絶縁体と前記グラウンドピンとを密閉シールし、前記グラウンドピンとフェルールを電気的に接続する第２ろう材と、
からなることを特徴とするフィードスルー。
【請求項２】
前記絶縁体は、前記第１ろう材が前記リード線と前記絶縁体の間をシールする面取り部を有することを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項３】
前記第１ろう材が、前記絶縁体の前記第１絶縁体面で、前記リード線と前記絶縁体との間をシールすることを特徴とする請求項２に記載のフィードスルー。
【請求項４】
前記第２ろう材が、絶縁体−フェルール部とチャネル部とからなる単一構造のろう付け予備成形物であり、前記チャネル部は前記凹部中に受容されているほか、前記凹部底面と接触し、前記グラウンドピンと前記フェルール側壁まで延び、これらと接触し、前記グラウンドピンから前記フェルールへの直接的な電気的経路を提供するものであることを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項５】
前記フェルールは、前記第２ろう材が前記フェルールと前記絶縁体の間をシールする面取り部を有することを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項６】
前記グラウンドピンの前記第３端が、前記絶縁体の前記第１絶縁体面と前記凹部底面の間に位置することを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項７】
前記第１絶縁体面が、前記第１フェルール面より上方に位置することを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項８】
前記第２フェルール面が、前記第２絶縁体面と実質的に同一平面にあることを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項９】
前記第１ろう材と第２ろう材が、同一もしくは異なった材料であることを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項１０】
前記第１ろう材と第２ろう材が、生体適合材料もしくは生体安定材料を含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項１１】
前記生体適合材料もしくは前記生体安定材料が、金もしくは金合金であることを特徴とする請求項１０に記載のフィードスルー。
【請求項１２】
前記第１ろう材と前記第２ろう材が、生体適合材料もしくは生体安定材料の無孔層でコーティングされていることを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項１３】
前記生体適合材料もしくは前記生体安定材料が、金、金合金、ニオブ、炭素、窒化炭素、白金、チタン、窒化チタン、炭化チタン、パラジウム、イリジウム、酸化イリジウム、タンタル、酸化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウム、アルミナ、ジルコニウム、パリレン、シリコン、フッ素重合体、およびそれらの混合物からなる群より選択されることを特徴とする請求項１２に記載のフィードスルー。
【請求項１４】
前記絶縁体が、アルミナを含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項１５】
少なくとも一つの前記リード線と、少なくとも一つの前記グラウンドピンに電気的に通じているフィルターキャパシターであって、前記リード線から、前記第２ろう付け部に沿って前記フェルールと電気的に通じている前記グラウンドピンへ、電磁妨害波を分路するものを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のフィードスルー。
【請求項１６】
フィルターフィードスルーであって、
ａ）第１絶縁体面と第２絶縁体面に向かって延び、これらと会合する絶縁体側壁により規定される厚さをもつ、電気不導物質からなる絶縁体であって、前記第１絶縁体面から前記第２絶縁体面まで延びる少なくとも一つのリード孔と、少なくとも一つのグラウンドピン孔を有するものと、
ｂ）前記絶縁体に設けられた、前記第１絶縁体面から前記絶縁体の厚みを介して離れた凹部底面まで延びる凹部と、
ｃ）前記リード孔に受容されたリード線であって、それぞれ前記絶縁体の前記第１絶縁体面と前記第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第１端と第２端を有するものと、ｄ）前記グラウンドピン孔に受容されたグラウンドピンであって、それぞれ前記絶縁体の前記凹部の底面と前記第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第３端と第４端を有するものと、
ｅ）第１フェルール面と第２フェルール面まで延びる周囲側壁を有する導電物質からなるフェルールであって、前記フェルール側壁が、前記第１フェルール面と前記第２フェルール面の間に配置された前記凹部底面を有する、前記フェルール内に支持される前記絶縁体を包囲しているものと
ｆ）前記リード線と前記絶縁体とを密閉シールする第１ろう材と、前記絶縁体と前記グラウンドピンとを密閉シールし、前記グラウンドピンとフェルールを電気的に接続する第２ろう材と、
ｇ）少なくとも一つの前記リード線と、少なくとも一つの前記グラウンドピンに電気的に通じているフィルターキャパシターであって、前記リード線から、前記第２ろう付け部に沿って前記フェルールと電気的に通じている前記グラウンドピンへ、電磁妨害波を分路するものと、
からなることを特徴とするフィルターフィードスルー。
【請求項１７】
前記グラウンドピンの前記第３端が、前記第１絶縁体面と前記凹部底面の間に位置し、前記第１絶縁体面が、前記第１フェルール面より上方に位置することを特徴とする請求項１６に記載のフィルターフィードスルー。
【請求項１８】
前記第２フェルール面が、前記第２絶縁体面、並びに前記第２フェルール面と前記第２絶縁対面に接触するフィルターキャパシターと、実質的に同一平面にあることを特徴とする請求項１６に記載のフィルターフィードスルー。
【請求項１９】
前記フィルターキャパシターが、前記グラウンドピンに電気的に接続された第１電極板セットと、前記リード線と電気的に接続された第２電極板セットを有することを特徴とする請求項１６に記載のフィルターフィードスルー。
【請求項２０】
前記フェルール側壁は内側に突き出たリップを有し、前記絶縁体側壁は前記絶縁体が前記フェルール側壁に保持される際、前記リップを受容する切り欠きをその縁部に有することを特徴とする請求項１６に記載のフィルターフィードスルー。
【請求項２１】
電気不導物質からなるフィードスルー用絶縁体であって、
ａ）第１絶縁体面と第２絶縁体面に向かって延び、これらと会合する厚さを規定する絶縁体側壁と、
ｂ）前記絶縁体に設けられた、前記第１絶縁体面から前記絶縁体の厚みを介して離れた凹部底面まで延びる凹部と、
ｃ）前記絶縁体の前記第１絶縁体面から前記第２絶縁体面まで延びる、少なくとも一つのリード孔と、
ｄ）前記第１絶縁体面から前記凹部底面まで延びる、少なくとも一つのグラウンドピン孔と、
からなることを特徴とするフィードスルー用絶縁体。
【請求項２２】
前記凹部が、前記絶縁体側壁から、前記第１絶縁体面と前記凹部底面に延びる入江形状であることを特徴とする請求項２１に記載の絶縁体。
【請求項２３】
前記第１絶縁体面の前記リード孔に、面取り部を有することを特徴とする請求項２１に記載の絶縁体。
【請求項２４】
フィードスルーを製造するための方法であって、
ａ）第１絶縁体面と第２絶縁体面に向かって延び、これらと会合する絶縁体側壁により規定される厚さをもち、前記第１絶縁体面から前記第２絶縁体面まで延びる少なくとも一つのリード孔と、少なくとも一つのグラウンドピン孔を有する、電気不導物質からなる絶縁体を準備する工程と、
ｂ）前記絶縁体に、前記第１絶縁体面から前記絶縁体の厚みを介して離れた凹部底面まで延びる凹部を形成する工程と、
ｃ）それぞれ前記絶縁体の前記第１絶縁体面と第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第１端と第２端を有するリード線を、前記リード孔に受容されるように配置する工程と、
ｄ）それぞれ前記絶縁体の前記凹部の底面と第２絶縁体面と離間して配置された、対向する第３端と第４端を有するグラウンドピンを、前記グラウンドピン孔に受容されるように配置する工程と、
ｅ）第１フェルール面と第２フェルール面まで延びる周囲側壁を有する、導電物質からなるフェルールを準備する工程と、
ｆ）前記フェルール側壁の内側に、前記第１フェルール面から前記第２フェルール面の間に配置された凹部底面を有する前記絶縁体を支持する工程と、
ｇ）前記リード線と前記絶縁体の間をシールする、第１の物質をろう付けする工程と、
ｈ）前記絶縁体と、前記フェルールと電気的に接続された前記グラウンドピンの間をシールする、第２の物質をろう付けする工程と、
からなることを特徴とするフィードスルーの製造方法。
【請求項２５】
前記絶縁体に、前記第１ろう材が前記リード線と前記絶縁体の間をシールする面取り部を備える工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
絶縁体−フェルール部とチャネル部とからなる単一構造のろう付け予備成形物である第２ろう材であって、前記チャネル部が、前記凹部中に受容されているほか、前記凹部底面と接触し、前記グラウンドピンと前記フェルール側壁まで延び、これらと接触し、前記グラウンドピンから前記フェルールへの直接的な電気的経路を提供するものを準備する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記フェルールに、前記第２ろう材が前記絶縁体の間をシールする面取り部を備える工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１絶縁体面と前記凹部底面の間に、前記グラウンドピンの第３端を配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１フェルール面より上方に、前記第１絶縁体面を配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３０】
同一もしくは異なった材料の、前記第１ろう材と前記第２ろう材を準備する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
金もしくは金合金の、前記第１ろう材と前記第２ろう材を準備する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１ろう材と前記第２ろう材を、生体適合材料もしくは生体安定材料の無孔層でコーティングする工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
前記生体適合材料もしくは前記生体安定材料を、金、金合金、ニオブ、炭素、窒化炭素、白金、チタン、窒化チタン、炭化チタン、パラジウム、イリジウム、酸化イリジウム、タンタル、酸化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウム、アルミナ、ジルコニウム、パリレン、シリコン、フッ素重合体、およびそれらの混合物からなる群より選択する工程を更に含むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
少なくとも一つの前記リード線と少なくとも一つの前記グラウンドピンに電気的に通じているフィルターキャパシターであって、前記リード線から、前記第２ろう付け部に沿って前記フェルールと電気的に通じている前記グラウンドピンへ、電磁妨害波を分路するものを配置する工程を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３５】
複数の前記リード線を準備し、前記リード線、並びに前記フェルールと電気的に通じている少なくとも一つの前記グラウンドピンと、電気的に通じている、複数の前記リード線と同数のフィルターキャパシターを準備する工程を更に含むことを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植え込み型医療装置の電気経路を与えるフィードスルーに関するものである。フィードスルーは、電源や制御回路等の、植え込み型医療装置のケーシング内に内蔵された構成要素と、人体機能を補助するための医療導線とを、密閉状態で接続するものである。特に、本発明はこれらの装置内の重要な電気信号を、電磁妨害波（以下ＥＭＩと称す）から回避するのに役立つ。
【背景技術】
【０００２】
近年、心臓の異常を矯正するために用いられる、植え込み型心臓ペースメーカーおよび植込み型心臓細動除去器などの医療装置は、スプリアスＥＭＩの悪影響を受けている。スプリアスＥＭＩは、正常な応答を阻害するだけでなく、異常応答を発生させることにより、植え込まれた医療装置の正常な機能を妨害し、予測外の機能不全を引き起こすため、極めて望ましくない。スプリアスＥＭＩ信号はテレビの送信機、携帯電話、電波塔および盗難防止装置等の一般機器から発せられる。これら全てのＥＭＩ発生機器は、植え込み型医療装置にそれぞれ重大な問題を生じさせ得る。
【０００３】
ペースメーカーもしくは心臓細動除去器は、パルス発生器とその関連回路のハウジングとしてのケーシングおよび電源となるバッテリーから構成される。単数もしくは複数のリード線が、装置内部のパルス発生回路から延び、ケーシングを貫通し、医療リード線を経由して心臓の適切な場所に外科的に設置された電極へとつながっている。リード線はフィードスルーにより、密閉性を保ちながら、装置の内部からケーシングを貫通し、心臓につながる医療リード線につながる。一般的なフィードスルーは、ケーシングに搭載可能な、その内部に絶縁体をもつフェルールにより構成される。リード線は絶縁体を貫通し、導体と接触しない態様で、装置内部から外部へと延びる。これはリード線が装置の金属製ケーシングから電気的に隔離されていることにより可能となる。
【０００４】
リード線と、グラウンド線もしくはグラウンドピンとを、それらの間に接続したフィルターキャパシターにより分路することでストレーＥＭＩを排除できる。グラウンド線は複数あってもよい。一般的に、複数のリード線と少なくとも一つのグラウンドピンとの間に、一つのキャパシターが設けられる。マルチピンフィードスルーと共に用いると、これらのキャパシターはモノリシック（ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ）構造またはアレイとして形成され、内部グラウンドフィードスルーと称される。その配置が直円柱状であれば、盤状キャパシターとなる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のフィードスルーに問題がなかったわけではない。例えば、内部的にグラウンドされているフィードスルーが、効率よくＥＭＩをフィルタリングしなければならないとすると、単数もしくは複数のグラウンドピンが、電気的にフェルールに接続されなければならない。これは一般的に、単数もしくは複数のグラウンドピンをフェルールにスポット溶接もしくはろう付けすることにより達成している。しかし、スポット溶接およびろう付けは時間がかかり、必要な構成要素が増し、製造工程が増し、結果的にグラウンドが中央に位置しないことになる。
【０００６】
別のフィードスルーのグラウンド方法として、金属製部材を、セラミック絶縁体の孔を貫通する線にろう付けする方法がある。この場合、金属製部材の反対側は、絶縁体−フェルール間のろう付け接合部にろう付けされる。この構造に起因して、フィードスルーに必要な部品が増し、要求にあったろう付けを遂行するために複雑な製造工程を要し、歩留まりが減少する問題が生じる。
【０００７】
過去には、フィードスルーのグラウンドに関して、絶縁体に金属化したグラウンドストリップを装備しようとしたこともあった。この場合は、グラウンドストリップから絶縁体−フェルール間ろう付け接合部に至るまで、金を流し塗りする。この構造では、ストリップを固定することに重大な問題があり、ばらつきが大きく、非常に薄く、固有抵抗が過大な金製ストリップが生じてしまい、多くの植え込み型装置に不適であった。
【０００８】
更に、フェルールにグラウンド部材を直接ろう付けする方法では、ろう付け工程がうまくコントロールされず、金ろう中でチタンが過度に溶解すると、装置組み立て完了後に密閉性不良を生じる可能性がある。ろう付け不良は金に対するチタンの比率が過度に高いと生じる。これにより、リード線が曲げ応力や熱応力にさらされると、ろう付けの隅肉部に脆弱性が生じる。
【０００９】
また、単数もしくは複数のグラウンドピンを中央に集中させ、フェルールに直接接続されるようにしたフィードスルーも存在する。しかし、この方法では、絶縁体の複数化、部品の複数化、シール長さの増加、フィードスルーの巨大化、生産時間の増加およびコストアップが必要であった。
【００１０】
このように、内部でグラウンドされたフィードスルーもしくはフィルターフィードスルーは、少なくとも一つのリード線と少なくとも一つのグラウンドピンの間における最小のスペースに、少なくとも一つの集中グラウンド線もしくはグラウンドピンを有していなければならない。フィードスルーは高度の耐久性が必要であり、最小の構成部品で高い生産性を有したデザインである必要がある。本発明により、低廉なコストが得られ、延性ろう接合を維持したまま、種々の工程に対する過敏性を低くすることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のマルチピンフィードスルーは、単数もしくは複数のリード線と、少なくとも一つのグラウンドピンを支持する絶縁体を囲むフェルールからなっている。絶縁体はその第１の面から、上記絶縁体の厚みを介して離れた切り欠き溝底壁まで延び、フェルールとも連絡された切り欠き溝を有している。取り付けられたフィルターキャパシターはリード線からグラウンドピンまでの不必要なＥＭＩを分路し、グラウンドピンは、切り欠き溝内に形成されるフェルール−グラウンドピン間ろう付け接合部により、フェルールと電気的に通じている。この構造により、フェルール−グラウンドピン間ろう付け接合部に沿って、不必要なＥＭＩをグラウンドピンからフェルールまで直接分路することにより、先行技術であるフィルターフィードスルーに存在した問題を解決することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１〜３に示すように、本発明に係る、内部でグラウンドされたフィードスルー１０は、絶縁体１６を包囲する絶縁体受容孔１４により特徴付けられるフェルール１２を有している。フェルール１２は、例えばチタンのような導電性物質からなる。絶縁体１６は、例えば高純度の酸化アルミニウムであるアルミナのようなセラミック物質からなり、第１の上壁２０と第２の下壁２２に延びる側壁１８を有している。絶縁体１６は、単数もしくは複数のリード孔２４を有し、少なくとも一つのグラウンドピン孔を有している。リード線
２８はリード孔２４に受容され、グラウンドピン３０はグラウンドピン孔２６に受容される。
【００１３】
図２および図３の断面図に示すように、絶縁体１６にはまた、上壁２０から、グラウンドピン孔２６の辺りにおける側壁１８の厚みを介して離れて延びる入り江形状の切り欠き溝３２が規定されている。切り欠き溝３２は、上壁２０から切り欠き溝底壁３６へ、また側壁１８へと延びる、実質的にＵ字形である側壁３４を有している。
【００１４】
図２に示すように、リード孔２４はいずれも、上壁２０に環状の面取り２４Ａを有する。フィードスルーを形成するために、Ｏリング形導電性予備成形物３８を、環状の面取り２４Ａに配置し、孔を通って延びるリード線２８を包囲している。フェルール１２に設けた絶縁体受容孔１４についても同様に、フェルール上壁４０に環状の面取り１４Ａを設けている。フェルール１２の下壁４２は、絶縁体１６が絶縁体受容孔１４に受け入れられる際、絶縁体１６の切り欠き縁４６と合うように、内側に突き出たリップ４４を有する。
【００１５】
切り欠き溝底壁３６の面は、フェルール１２の環状の面取り１４Ａの深さの中間点付近に水平に配置される。特別な形をした単一構造のグラウンドピン−フェルール間ろう付け予備成形物４８は、絶縁体−フェルール部４８Ａと、フェルール−グラウンドピン部４８Ｂとを有する。絶縁体−フェルール部４８Ａは、絶縁体１６の周りに取り付けられ、フェルール−グラウンドピン部４８Ｂは切り欠き溝３２に受容される。グラウンドピン３０は、上壁２０と切り欠き溝底壁３６の間で終端している上端３０Ａを有し、グラウンドピン孔２６を通る。このようにして組み立てられたフィードスルーアセンブリは、オーブンや炉で加熱され、予備成形物３８、４８が溶解され、それぞれ図３に示すろう付け構造体５０、５２Ａおよび５２Ｂが形成される。
【００１６】
絶縁体−フェルール間ろう付け接合部５２Ａ、およびフェルール−グラウンドピン間ろう付け接合部５２Ｂは、それぞれ予備成形物４８の、絶縁体−フェルール部４８Ａおよびフェルール−グラウンドピン部４８Ｂに対応する。フェルール−グラウンドピン間ろう付け接合部５２Ｂは、切り欠き溝３２内にあり、グラウンドピン３０とフェルール１２間の電気的抵抗を低く抑える。
【００１７】
図１から図３に示す本発明の実施例において、切り欠き溝底壁３６は、フェルール１２に受容された絶縁体１６の絶縁体受容孔１４の環状の面取り１４Ａの下端より下方に広がる。他の実施例として、切り欠き溝底壁３６は、フェルール１２が絶縁体１６に受容されたとき、フェルール上壁４０と同一平面もしくはほぼ同一平面であってもよい。また別の実施例として、切り欠き溝底壁３６は近接したフェルール上壁４０に比してわずかに高くなってもよい。これについては、切り欠き溝底壁３６の位置は環状の面取り１４Ａの上方または下方の約０．００２インチに配置することが望ましい。
【００１８】
切り欠き溝３２はＵ字形に示されているが、必ずしもそうである必要はない。他の実施例として、絶縁体１６の切り欠き溝は円形、角形、多角形およびそれらの複合形状であってもよい。いずれの場合でも、切り欠き溝は、その形状に応じて形成される単一構造のグラウンドピン−フェルール間予備成形物４８により、グラウンドピン３０からフェルール１２への通路を形成する。また、絶縁体１６の断面形状は円形とは限らない。例えば、卵形、長方形または楕円形とすることができる。
【００１９】
Ｏリング形ろう付け予備成形物３８および単一構造のグラウンドピン−フェルール間予備成形物４８は、金および金合金を含んでもよい。またはいずれかの適切な生体適合性のある材質であってもよい。この場合、フィードスルー１０が体液に触れるような状況で使用されても、ろう付け部を生体適合性のある材質でコーティングする必要がない。
【００２０】
他の実施例において、もしろう付け部が生体適合性のない材質である場合は、ろう付け部は生体適合性のある材質もしくは生物学的安定のある材質でコーティングされる。一般的に、生体適合性の要求とは、ろう付け部もしくはそのコーティングが体の細胞組織および血液に触れても、体の免疫反応、特に血栓形成および繊維化細胞組織による電極のカプセル化がほとんど無いか、もしくは全く無いことである。生物学的安定性の要求とは、ろう付け部コーティングが、物理的、電気的および化学的に不変であり、患者の生涯において終始変化しないことである。
【００２１】
このコーティング層は電気的スパッタリング及びその他の方法により蒸着される。コーティングは金、金合金、ニオブ、炭素、白金、窒化チタンおよびそれらの複合物で構成される。コーティングの基礎であるろう材が体液と触れないように、コーティングにはピンホールがあってはならない。この場合、金ろう予備成形物より安価である非生体適合性ろうを、予備成形物３８、４８に使用することができる。
【００２２】
医療用植え込み型フィードスルーにおける最も重要な特性は、その装置の耐用年数期間中、密閉性を維持できるかである。ろう付け部の性質およびそれらの周囲の状況に対する過敏性は、その装置の製造工程（ペースメーカー製造業者による、レーザー溶接による取り付け等）および使用中の周囲の状況（体液に強い腐食性がある等）に強く影響を受ける。絶縁体１６に設けられた切り欠き溝３２を介してグラウンドピンとフェルールをろう付けするために、セラミック材とのろう付け部だけでなくフェルールとのろう付け部も、次の組み立て工程で応力が発生したとき（例えば、溶接や曲げの作業中、グラウンドピンが電子付属品に容易に接続できるように行う加熱および冷却サイクル）は延性をもって変形し得る必要がある。
【００２３】
概して、フェルールとろう材は、メタライゼーションおよびろう材接合と同様に、金属間化合物のように凝固した合金を形成する。これらの金属間化合物は、不具合を生じない適度な延性を示す。もし材料の組み合わせが不適切で、各工程がそのことを理解せず、制御もなされてなければ、深刻な問題となる分離が生じ、結果としてろう付け部の脆性破壊を引き起こす可能性がある。特に懸念されるのは、植え込みのあとに、密閉性不良が生じることである。
【００２４】
それ故に、本発明に係るグラウンドピン３０とフェルール１２の接合方法は、切り欠き溝３２に存在するろう材が、密閉シール接合の不可欠な役割を果たすことを特徴とする。これには、本発明特有の、グラウンドピン−フェルール間金ろう材予備成形物４８が必要とされる。従来の植え込み型密閉フィードスルーにおいては、それらがフィルター付きであろうとなかろうと、ろう材の量は比較的少ない。更に、ろう付け切り欠き溝はなく、グラウンドピンは直接フェルールにろう付けされる。もしろう材の処理がうまく制御されず、金ろう材中でチタンが極度に溶解すると、密閉不良により、著しい合金脆性現象を引き起こす可能性がある。
【００２５】
本発明においては、グラウンドピン３０とフェルール１２を分離することにより、金属と金属の接合を排し、過度に脆い合金構造となる可能性を最小限に抑えている。しかし、比較的大量のろう材が切り欠き溝３２に存在することにより、収縮およびろう材の熱膨張率（ＴＣＥ）の不一致による高応力が発生し、設計上の大きな課題となる。最大の懸念事項はグラウンドピン、絶縁体およびフェルールを密閉している金属ろう付け層にかかる引張応力もしくはせん断応力である。この層により、ろう材はアルミナ金属絶縁体をぬらし、密閉シールを形成することが可能となる。また、この層はスパッタリングもしくは同等の方法により形成される。
【００２６】
アルミナ高含有セラミック絶縁体と貴金属ろう材の熱膨張率の不一致による問題を解決するためには、特有のメタライゼーション過程が必要である。このメタライゼーション過程は、システムの展性を維持し、ろう材に良好なぬれを与え、アルミナセラミック絶縁体１６に対する密着力を保持する。これは、アルミナセラミック絶縁体上に、モリブデンコーティングされたチタンの重層構造を介すことにより実現する。チタンは活性層であり、モリブデンは金の中に溶解するチタンの量を制御する障壁層である。例えば、２〜４ミクロンのチタンをセラミック表面にスパッタし、２〜４ミクロンのモリブデンでそれをフォローする。実際の厚さはその設計、ろう付け工程要素、適用方法および露出環境に依存する。
【００２７】
それに関して、チタン層はガラス相と、密閉接合を生み出すセラミック絶縁体１６のアルミナ粒子マトリクスとの相互作用を与える。モリブデン層は、チタン層がろう付け前に過度に酸化されるのを防ぎ、金ろう材とチタン層間の障壁として働く。このモリブデン障壁層がなければ、チタン層が溶解金に対して暴露され、その固有のメタライゼーション過程が加速され、最終的にぬれ性悪化を導き、密閉性を欠く。
【００２８】
それ故、チタン−モリブデンメタライゼーション構造は、金ろう予備成形物３８およびフェルール１２の下壁４２と協力して十分な密閉性を供給するだけでなく、二次的装置アセンブリへの、密閉性を損なわない組み付けを容易にする延性を有する。これはまた、装置使用中に周囲の状況により生じた亀裂が進展するのを防ぐ。
【００２９】
金ろう材に対して有用な貴金属は、チタンとモリブデンに加え、ニオブ、炭素、窒化炭素、白金、窒化チタン、炭化チタン、パラジウム、イリジウム、酸化イリジウム、タンタル、酸化タンタル、ルテニウム、酸化ルテニウム、ジルコニウムおよびそれらの混合物等が挙げられるが、それらに限られない。パリレン、アルミナ、シリコン、フッ素重合体およびそれらの混合物もまたこの目的に対して有用である。
【００３０】
好適なメタライゼーション適用法としてはスパッタリングによるものがある。他の方法として、化学蒸着、レーザーもしくは他の物理的方法による蒸着工程、真空蒸着、厚膜応用法、めっき、エアゾールスプレー蒸着等が挙げられるが、それらに限られない。
【００３１】
外周フランジ５４はフェルール１２と、フィードスルー１０のアタッチメント、例えば植え込み型医療装置のケーシング（図示せず）、との間に広がる。これらの医療装置には、植え込み型心臓細動除去器、植え込み型除細動器、人工内耳、神経刺激器、体内薬ポンプ、脳深部刺激器、補聴器、失禁防止装置、肥満治療装置、パーキンソン病治療装置、骨増殖刺激器、その他同種のものを含む。その接合方法は、レーザー溶接もしくは他の適した方法であってよい。
【００３２】
更に図３に示すように、不必要なＥＭＩをフィルタリングするためのフィルターキャパシター６０が、絶縁体下壁２２とフェルール下壁４２に接触するかたちで、マルチピンフィードスルー１０と接続されているのが望ましい。絶縁粘着物質層６４と６６に固定された熱可塑性もしくはセラミックのスペーサ６２により、この接合を行う。リード線２８およびグラウンドピン３０が通るスペーサ内開口部は、ピンギャップに充填する導電材７８がキャパシターの境界表面６６を越えて流れ出し、他のピンやフランジと電気的短絡を起こさないように、適切な大きさとなっている。
【００３３】
フィルターキャパシター６０とフィードスルー１０を組み合わせることにより、フィルターフィードスルーが得られる。フィルターキャパシター６０はフェルール１２と一致する円形断面を有し、第１電極板セット７０と第２電極板セット７２を内部に有する誘電体物質６８から構成される。キャパシターはリード線２８を受けるリード孔７４およびグラウンドピン３０を受けるグラウンドピン孔７６を有する。リード線２８はリード孔７４に通され、グラウンドピン３０はグラウンドピン孔７６に通され、フィルターキャパシター６０はグラウンドピン３０とリード線２８上を移動して、絶縁体１６の下壁２２とフェルール１２の下壁４２にそれぞれ接着されるスペーサ６２と接している。リード線２８は第１電極板セット７０と結合され、グラウンドピン３０は第２電極板セット７２と結合される。リード線２８と第１電極板セット７０、並びにグラウンドピン３０と第２電極板セット７２を連結するのに用いる導電材７８は、はんだ、銀充填ポリアミド、およびその他の適切な材料であってよい。
【００３４】
フィルターキャパシター６０と、リード線２８およびグラウンドピン３０を連結することにより、第２電極板セット７２からグラウンドピン３０に走り、切り欠き溝３２内のフェルール−グラウンドピン間接合部５２Ｂに沿って、フェルール１２へと直接流れる電気経路が生じる。この方法で、フィードスルー１０はグラウンドへのスプリアスＥＭＩ信号を分路し、医療装置の内部回路を保護する。前述したが、グラウンドピンは複数あってもよい。そのような場合、キャパシターにより、いずれのグラウンドピンもリード線と結合される。
【００３５】
ここに記載した創意に富んだコンセプトに対する種々の改良は、請求項により定義された本発明の範囲から逸脱していないことが当業者の目にも明らかである、と認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るマルチピンフィードスルーの平面図である。
【図２】図１の切断線２−２による断面図である。
【図３】図１に示すマルチピンフィードスルーとフィルターキャパシターの断面図で    ある。
【符号の説明】
【００３７】
１０    フィードスルー
１２    フェルール
１６    絶縁体
２０    上壁
２２、４２    下壁
２８    リード線
３０    グラウンドピン
３０Ａ  上端
３２    切り欠き溝
３４    側壁
３６    切り欠き溝底壁
４６    切り欠き縁
５０、５２Ａ、５２Ｂ    ろう付け構造体
６０    フィルターキャパシター
６２    スペーサ
６４、６６    絶縁粘着物質層
６８    誘電体物質
７０、７２    電極板セット
７４    リード孔
７６    グラウンドピン孔
７８    導電材
【図１】
2005040585.tif 000003
【図２】
2005040585.tif 000004
【図３】
2005040585.tif 000005