(57)【要約】人工内耳用の電極アレイなどの装置を形成する方法。この方法は、白金箔などの生体適合性導電性材料のシートに、相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを形成する工程を備えている。この方法は、上記シートを加工してシートから所定部分を除去し、１つまたは複数で不連続の相対的に導電性の領域を形成する工程を含んでいてもよい。シートを加工する工程は、シートを型押しするか、シートを切断または薄切りするか、電極を備えた切断工具を有する放電加工装置による放電加工を利用することにより、シートの不要部分を除去する工程を含んでいてもよい。
2004527320.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ａ）導電性材料のシートを加工して該シートから所定の部分を除去し、上記相対的に導電性の領域を１つまたは複数で不連続に形成する工程を備えた装置形成方法。
【請求項２】
上記シートを加工する工程は、導電性材料のシートをプレス加工して、該シートに浮出し部分からなる所定のパターンを形成する工程を備えている請求項１記載の装置形成方法。
【請求項３】
上記シートの浮出し部分の１つまたは複数が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残される請求項２記載の装置形成方法。
【請求項４】
上記プレス加工工程時に浮き出されなかったシートの部分の１つまたは複数が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残される請求項２記載の装置形成方法。
【請求項５】
上記浮出し部分の少なくとも一部と非浮出し部分の少なくとも一部が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残される請求項２記載の装置形成方法。
【請求項６】
上記導電性材料のシートは、白金シートである請求項１ないし５のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項７】
上記白金シートの厚さは、約５０ミクロン以下である請求項６記載の装置形成方法。
【請求項８】
上記白金シートの厚さは、約２０ミクロン以下である請求項７記載の装置形成方法。
【請求項９】
上記加工工程は、上記方法に使用するために製作された型押し用金型を使用することを含んでいる請求項１ないし８のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項１０】
上記導電性材料のシートは、プレス加工手段内の上記型押し用金型に対して取付け可能な平坦なシートである請求項９記載の装置形成方法。
【請求項１１】
上記平坦なシートは、上記プレス加工手段の内側の所定位置に入るように上記型押し手段および上記プレス加工手段に対して移動可能になっている請求項１０記載の装置形成方法。
【請求項１２】
上記浮き出されたパターンは、上記シートを１回だけプレス加工することによって形成される請求項１０記載の装置形成方法。
【請求項１３】
上記方法に使用されるプレス加工手段は、少なくとも１つの相対的に可動の圧盤と１つの固定圧盤とを有しており、上記型押し用金型は、上記プレス加工手段の固定圧盤に取り付けられる請求項１０記載の装置形成方法。
【請求項１４】
上記加工工程時に、上記シートが上記型押し用金型上に置かれた後、上記プレス加工手段を作動させる前に、裏当て材料層が上記シートの上面に置かれる請求項１０記載の装置形成方法。
【請求項１５】
上記裏当て材料層は、可撓性の高分子材料またはエラストマー材料の層である請求項１４記載の装置形成方法。
【請求項１６】
上記型押しされたシートと保護層が定置された型押し用金型は、上記プレス加工手段の内側から相対移動可能になっている請求項１４記載の装置形成方法。
【請求項１７】
上記導電性材料のシートをプレス加工した後に、上記保護材料層が上記型押しされたシートから取外し可能になっている請求項１４記載の装置形成方法。
【請求項１８】
研削工程において、研削手段を用いて上記型押しされたシートから不要部分を除去する請求項９記載の装置形成方法。
【請求項１９】
上記研削工程の前に、上記型押しされたシートが、接着剤層によって支持台に接着される請求項１８記載の装置形成方法。
【請求項２０】
上記型押しされたシートが、上記浮き出されたパターンが上記接着剤から外側に突出するように上記接着剤層の上に置かれる請求項１９記載の装置形成方法。
【請求項２１】
上記シートを加工する工程は、ポンチ手段を使って、上記導電性材料のシートから一部を押し抜く工程を備えている請求項１記載の装置形成方法。
【請求項２２】
上記シートは、生体適合性の可撓性材料からなる層の上に取り付けられ、上記ポンチ手段の動程は、動作時の該ポンチ手段が上記シートの一部を上記生体適合性の層内まで押し抜き、上記ポンチ手段を後退させた時に上記シートの一部が埋め込まれたまま残るようにされている請求項２１記載の装置形成方法。
【請求項２３】
上記ポンチ手段は、上記シートのそれぞれ異なる部分を上記生体適合性の層内のそれぞれ異なる深さまで押し抜くようになっている請求項２２記載の装置形成方法。
【請求項２４】
上記導電性材料のシートは、白金シートである請求項２２または２３記載の装置形成方法。
【請求項２５】
上記白金シートの厚さは、約５０ミクロン以下である請求項２４記載の装置形成方法。
【請求項２６】
上記白金シートの厚さは、約２０ミクロン以下である請求項２５記載の装置形成方法。
【請求項２７】
上記生体適合性の層は、シリコン層である請求項２５または２６記載の装置形成方法。
【請求項２８】
上記シリコン層の厚さは、上記導電性材料の層の厚さの少なくとも２倍である請求項２７記載の装置形成方法。
【請求項２９】
上記シートを加工する工程は、上記導電性材料のシートに適切な切り口を形成するよう製作された切断用または薄切り用工具を用いて上記導電性材料のシートを薄切りまたは切断することにより、導電性領域の所定のパターンを形成する工程を備えている請求項１記載の装置形成方法。
【請求項３０】
上記シートは、生体適合性の可撓性材料からなる層の上に取り付けられ、上記切断または薄切り工具の動程は、動作時の該工具が上記シートの上記切り口に隣接する部分を上記生体適合性の層内まで押し込んで、上記工具を後退させた時に上記シートの部分が埋め込まれたまま残るようにされている請求項２９記載の装置形成方法。
【請求項３１】
上記導電性材料のシートは、白金シートである請求項３０記載の装置形成方法。
【請求項３２】
上記白金シートの厚さは、約５０ミクロン以下である請求項３１記載の装置形成方法。
【請求項３３】
上記白金シートの厚さは、約２０ミクロン以下である請求項３２記載の装置形成方法。
【請求項３４】
上記生体適合性の層は、シリコン層である請求項３０ないし３３のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項３５】
上記シリコン層の厚さは、上記導電性材料の層の厚さの少なくとも２倍である請求項３４記載の装置形成方法。
【請求項３６】
上記研削工程の後に、上記型押しされたシートの少なくとも一表面を電気絶縁性封止材で封止する工程をさらに備えている請求項２０記載の装置形成方法。
【請求項３７】
上記少なくとも一表面を封止する工程の後に、上記装置が上記支持台から取り外されて、片面に封止材層が封止された電気的に独立した複数の個別の導電部分が得られる請求項３６記載の装置形成方法。
【請求項３８】
請求項１ないし２０のいずれかに記載の方法に使用される型押し用金型。
【請求項３９】
相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）導電性材料のシートの少なくとも第１の表面を別の導電性材料の第１の層でコーティングする工程と、
（ｉｉ）少なくとも上記導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって、該導電性材料のシートに所定のパターンを形成する工程と、
（ｉｉｉ）上記導電性材料のシートの第２の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程と、
（ｉｖ）上記シートの第１の表面から上記第１の層を除去する工程とを備えた装置形成方法。
【請求項４０】
上記装置は電極アレイであり、上記工程（ｉｉ）は、上記シートに所定の電極アレイのパターンを形成することを含んでいる請求項３９記載の装置形成方法。
【請求項４１】
上記導電性材料のシートは、生体適合性金属材料である請求項３９または４０記載の装置形成方法。
【請求項４２】
上記シートは、厚さが約５０ミクロン以下の白金箔である請求項４１記載の装置形成方法。
【請求項４３】
上記白金箔の厚さは、約２０ミクロン以下である請求項４２記載の装置形成方法。
【請求項４４】
上記導電性材料の第１の層は、金属からなっている請求項３９ないし４３のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項４５】
上記金属の第１の層は、銅の層である請求項４４記載の装置形成方法。
【請求項４６】
上記工程（ｉｉ）は、放電加工（ＥＤＭ）を用いて上記シートの不要部分を除去することを含んでおり、上記放電加工用の装置は、電極を備えた切断工具を有している請求項３９ないし４５のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項４７】
上記切断工具の寸法と形状は、上記工程（ｉｉ）を構成する放電加工工程時に上記シートから除去されるシート部分の寸法と形状に少なくともほぼ一致している請求項４６記載の装置形成方法。
【請求項４８】
上記工具は、上記シートのそれぞれ異なる部分を除去するように複数のそれぞれ異なる位置で上記シートに近接され、上記工具を複数回使用することにより、上記所定のパターンを徐々に作り上げてゆく請求項４７記載の装置形成方法。
【請求項４９】
上記切断工具を用いて、上記シートに不連続の刺激用パッドまたは電極からなる少なくとも１個の直線状アレイが形成され、上記各パッドは、好ましくは該パッドから離れた位置まで延出する導電部分を有している請求項４８記載の装置形成方法。
【請求項５０】
上記各導電部分は、上記パッドから直線状に延出しており、これら直線状の導電部分は、互いに平行に整列している請求項４９記載の装置形成方法。
【請求項５１】
上記各パッドの面積は、０．５ｍｍ2未満である請求項５０記載の装置形成方法。
【請求項５２】
上記各導電部分の幅は、約１ないし約１００ミクロンであり、好ましくは１ないし７０ミクロンである請求項５０または５１記載の装置形成方法。
【請求項５３】
上記各導電部分は、隣接する導電配線から電気的に絶縁されており、これら隣接する配線間の間隔は、約１０ないし約１００ミクロンである請求項５０ないし５２のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項５４】
上記切断工具は、上記白金の所要の場所と、該白金の下方の上記第１の層の少なくとも一部とを除去する請求項４６ないし５３のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項５５】
上記工程（ｉｉｉ）は、上記第２の表面をパリレンおよび／またはシリコンの層でコーティングすることを含んでいる請求項３９ないし５４のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項５６】
上記第２の表面を上記可撓性材料の層でコーティングする前に、上記工程（ｉｉ）で除去されたシート領域に相対的に電気絶縁性の材料を充填する工程をさらに備えている請求項５５記載の装置形成方法。
【請求項５７】
上記シートの露出した第１の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程（ｖ）をさらに備えている請求項３９ないし５６のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項５８】
上記工程（ｖ）で上記シートにコーティングされる材料の層は、上記工程（ｉｉｉ）で上記第２の表面にコーティングされる材料と同じ材料からなっている請求項５７記載の装置形成方法。
【請求項５９】
上記工程（ｖ）の間、上記工程（ｉｉ）で形成された導電性領域は上記可撓性材料の層で被覆されないようにマスクされ、上記導電部分はマスクされないで、上記可撓性材料の層でコーティングされる請求項５８記載の装置形成方法。
【請求項６０】
上記工程（ｖ）の後に、上記シートがトリミングされて、上記導電性領域のパターンを含んでいない上記シートの残りの部分が除去される請求項５８記載の装置形成方法。
【請求項６１】
装置にとって必要な数の全ての導電性領域が、１枚の白金シートのそれぞれ異なる領域に形成される装置６０の形成方法。
【請求項６２】
上記各シートには、導電性領域の群が複数個形成されており、これら複数の群は、１個の電極アレイを形成するようになっている請求項６１記載の装置形成方法。
【請求項６３】
上記シート上に上記各群が形成された後は、トリミングされた各群が上下に積層されて、刺激用パッドの整列アレイが形成される請求項６２記載の装置形成方法。
【請求項６４】
上記電極アレイは、３０個の刺激用パッドからなっているとともに、それぞれ１枚のシートに形成されてトリミングされた後、１個の電極アレイを形成するように互いに積層された５つの異なる刺激用パッド群からなっている請求項６３記載の装置形成方法。
【請求項６５】
上記電極アレイは、７個のパッドからなる群３個と、５個のパッドからなる群１個と、４個のパッドからなる群１個からなっており、上記７個のパッドからなる群３個が上下に積層され、これらの群の上に上記５個のパッドからなる群が積層され、該積層体の上に上記４個のパッドからなる群が積層される請求項６４記載の装置形成方法。
【請求項６６】
上記積層体が形成された後は、これまで少なくともほぼ平坦であった上記パッドが、上記パッド群ごとに上記導電部分の平面から曲げ出される請求項６５記載の装置形成方法。
【請求項６７】
上記刺激用パッドが曲がりを有するように変形された後は、各刺激用パッドが上記アレイの長手方向軸周りにさらに折り曲げられる請求項６６記載の装置形成方法。
【請求項６８】
上記電極アレイが完成した後は、生態適合性材料の層でさらに封止され、電極担持部材が形成される請求項６６記載の装置形成方法。
【請求項６９】
相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）導電性材料のシートの少なくとも第１の表面を相対的に電気絶縁性の別の材料の第１の層でコーティングする工程と、
（ｉｉ）少なくとも上記導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって、該導電性材料のシートに所定のパターンを形成する工程と、
（ｉｉｉ）上記導電性材料のシートの第２の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程とを備えた装置形成方法。
【請求項７０】
上記装置は電極アレイであり、上記工程（ｉｉ）は、上記シートに所定の電極アレイのパターンを形成することを含んでいる請求項６９記載の装置形成方法。
【請求項７１】
上記工程（ｉｉ）は、レーザ切除、微細ナイフ切除、化学エッチング、型打ち加工、フライス削りおよびローラ切除からなる群から選択されたシート部分除去技術を使用することを含んでいる請求項６９または７０記載の装置形成方法。
【請求項７２】
上記第１の層は、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ＰＡＡおよびＰＶＡからなる群から選択された高分子材料からなっている請求項６９ないし７１のいずれかに記載の装置形成方法。
【請求項７２】
請求項１ないし７１のいずれかに記載の方法を用いて形成された装置。
【請求項７３】
上記装置は、埋込み型の組織刺激装置の部品である請求項７２記載の装置。
【請求項７４】
上記組織刺激装置は、蝸牛管内電極アセンブリである請求項７３記載の装置。
【請求項７５】
組織刺激装置または記録装置に使用される電極アレイであって、少なくとも１つの延出する導電手段をそれぞれ有する複数の刺激用または記録用パッドを備え、該刺激用または記録用パッドおよび導電手段が導電性材料の加工されたシートから形成されている電極アレイ。
【請求項７６】
上記シートは白金シートである請求項７５記載の電極アレイ。
【請求項７７】
上記刺激用パッドと上記導電手段の少なくとも一部とが細長い生体適合性担体内に収容されている請求項７５記載の電極アレイ。
【請求項７８】
上記白金シートの厚さは、約５０ミクロン以下である請求項７６記載の電極アレイ。
【請求項７９】
上記白金シートの厚さは、約２０ミクロン以下である請求項７８記載の電極アレイ。
【請求項８０】
上記各電極の面積は、約０．５ｍｍ2未満である請求項７５記載の電極アレイ。
【請求項８１】
上記シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍである請求項７５記載の電極アレイ。
【請求項８２】
複数の電極アレイが１枚の白金シートから形成されている請求項８１記載の電極アレイ。
【請求項８３】
上記導電手段の幅は、約１ないし約１００ミクロンであり、好ましくは約１ないし約７０ミクロンである請求項７５ないし８２のいずれかに記載の電極アレイ。
【請求項８４】
上記各導電手段は、その隣接部分から電気的に絶縁されており、隣接する配線間の間隔は、約１０ないし約１００ミクロンである請求項８３記載の電極アレイ。
【請求項８５】
上記アレイは、上記導電性材料のシートをプレス加工して浮出し部分と非浮出し部分とを形成した後、上記浮出し部分または非浮出し部分を除去して導電性領域と電気抵抗性領域とからなる所定のパターンを有する残存部分を残すことによって形成されている請求項７５ないし８４のいずれかに記載の電極アレイ。
【請求項８６】
上記アレイは、上記導電性材料のシートを加工して、少なくとも導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって形成されている請求項７５ないし８４のいずれかに記載の電極アレイ。
【請求項８７】
上記シートの加工は、放電加工（ＥＤＭ）を用いて上記シートの不要部分を除去する工程を備えている請求項８６記載の電極アレイ。
【請求項８８】
導電性材料からなる厚さ約５０ミクロン未満の加工されたシートから形成された導電性部品を有している装置。
【請求項８９】
上記シートは白金箔である請求項８８記載の装置。
【請求項９０】
上記白金箔の厚さは、約２０ミクロン以下である請求項８９記載の装置。
【請求項９１】
上記シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍである請求項８９または９０記載の装置。
【請求項９２】
上記導電性部品は、上記白金箔から形成された少なくとも１本の導電性配線を備えており、該配線の幅は、約１ないし約１００ミクロン、好ましくは約１ないし約７０ミクロンである請求項８８ないし９１のいずれかに記載の装置。
【請求項９３】
上記導電性部品は、上記白金箔から形成された複数の不連続の導電性配線を備えており、上記各配線は、その隣接する配線から電気的に絶縁されている請求項９２記載の装置。
【請求項９４】
上記隣接する配線間の間隔は、約１０ないし約１００ミクロンである請求項９３記載の装置。
【請求項９５】
上記配線同士は、少なくとも全長の一部が平行に配設されている請求項９４記載の装置。
【請求項９６】
上記導電性配線は、同じく上記白金箔から形成された電極から延出しており、該電極の面積は、約０．５ｍｍ2未満である請求項９２記載の装置。
【請求項９７】
上記装置は、組織刺激装置の部品である請求項８８ないし９６のいずれかに記載の装置。
【請求項９８】
上記組織刺激装置は、蝸牛管内電極アセンブリである請求項９７記載の装置。
【請求項９９】
上記装置は、バイオセンサの部品である請求項８８記載の装置。
【請求項１００】
上記装置は、微細な配線である請求項８８記載の装置。
【請求項１０１】
上記部品は、上記導電性材料のシートを加工して、少なくとも導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって形成されている請求項８８ないし１００のいずれかに記載の装置。
【請求項１０２】
上記シートの加工は、放電加工を用いて上記シートの不要部分を除去する工程を備えている請求項１０１記載の装置。
【請求項１０３】
相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）所定の形状の放電電極を有する放電加工装置の内部に導電性材料のシートを取り付ける工程と、
（ｉｉ）上記電極を上記シートに近接させるように上記放電加工装置をプログラミングする工程と、
（ｉｉｉ）上記電極の形状に対応した上記シートの部分を除去するように上記放電加工装置を操作する工程とを備えた装置形成方法。
【請求項１０４】
上記放電加工装置に取り付ける前のシートの少なくとも第１の表面が、導電性材料のシートで最初にコーティングされる請求項１０３記載の装置形成方法。
【請求項１０５】
上記層は、銅などの金属層からなっている請求項１０４記載の装置形成方法。
【請求項１０６】
上記パターンが上記導電性材料のシートに形成されると、上記シートの第２の表面が可撓性材料の層でコーティング可能になる請求項１０３記載の装置形成方法。
【請求項１０７】
上記シートの第２の表面が上記可撓性材料の層でコーティングされると、上記第１の層が上記シートの第１の表面から除去可能になる請求項１０６記載の装置形成方法。
【請求項１０８】
上記装置は電極アレイである請求項１０３記載の装置形成方法。
【請求項１０９】
上記導電性材料のシートは、厚さ５０ミクロン以下の白金シートである請求項１０３ないし１０８のいずれかに記載の装置形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気製品用の微細な配線装置およびコネクタ装置を形成する方法に関する。特に、本発明は、バイオセンサなどセンサ用のアレイや、人体に使用される埋込型の記録用または刺激用電極またはパッドなど埋込み型装置用のアレイなど、電極アレイを形成する方法に関する。この方法を用いて形成された電極アレイについても説明する。
【背景技術】
【０００２】
多数の電気装置、特に、微細な寸法で製造される電気装置において、配線部品やコネクタ部品の製造は手間のかかる専門的な技能である場合が多い。装置の様々な部品の配線と接続が確実に間違いなく行われるようにすることは、製造過程の中でもっとも費用と手間のかかる側面であることが多く、その結果、最終消費者まで渡ることの多い装置の製造に要する時間にともなうコストは大きなものになる。このことは、装置の有用性がその製造に要する時間にかかっているような装置を仕様に従って特別に手作業で製造する必要がある場合にも当てはまり、その場合にかかる時間を早めることは困難もしくは不可能である。
【０００３】
このことは、とりわけ、人体に埋め込まれて特殊な仕事を行う医療用インプラントおよび電気装置の分野に当てはまる。そのような装置には、ペースメーカー、人工内耳、機能的電気刺激装置などの刺激装置、神経作用センサなどの記録装置、埋込み型装置と他の埋込み型装置すなわち刺激装置または検出装置との接続に使用される埋込み型ケーブル、人体のパラメータを体内で分析可能な診断装置、その他の種類の未検討の埋込み型装置が含まれる。そのような装置においては、移植時の侵襲性が最小限になることを確保するため、そのサイズをできる限り小さくする必要がある。その結果、そのような場合には、電子配線や電子接続部も相対的に微小にする必要がある。したがって、信頼性があり、かつ丈夫であることを保証するような装置を製造することは特殊技術であり、多大な時間と費用を必要とする。
【０００４】
そのような装置の小型化を促進させることが必要とされている結果、手書きの設計では作成するのが難しすぎるかまたは不可能なパターンの部品を作成し、必要とされる大量供給を満たす広範囲の技術が開発されている。例えば、いくつか例を挙げると、電気鋳造、真空蒸着（スパッタリング、蒸着）、化学蒸着などの技術は、ミクロン規模で表面を絶縁する際に導電性図形パターンを作成する公知の方法の一部である。しかしながら、そのような方法の問題は、これらの技術によって作成された金属膜が、使用されたバルク材の特性とは異なる特性を示すことが分かっていることである。この結果、所期の材料がその意図した目的と異なる作用をすることになり、特に、白金の場合には、薄膜が、亀裂し、ひどい層剥離のみならず、大きなインピーダンスを示す傾向があった。
【０００５】
そのような装置を製造する際、バルク材は、それが示す特性に基づいて選択される。埋込み型電気部品の場合、白金は、そのような用途に対して特に有利な特性、すなわち、良好な導電性と不活性を示すことが分かっている。このことを理解すれば、そのような装置の製造時に、上述したように、バルク材が製造前と同じ特性、特に、同じ物理的特性を製造後にも示すことことは有利である。これらの特性の変動は、装置の機能、特に医療用埋込み装置において非常に望ましくない機能に関与する可能性がある。上述したように、白金膜は亀裂して層剥離を起こしやすく、したがって、装置の機能を損なう高いインピーダンスを発生させる傾向がある。薄膜技術を利用することは、銅、金、ニッケルなどの多数の材料に都合がいいことは分かっているが、これらの材料はいずれも埋込み型能動装置には適していない。
【０００６】
その種の装置を製造するより伝統的な別の方法は、精密打抜き方法または打抜き方法を用いて、導電性シートから所望の部品を直接打ち抜くことである。これは、大寸法の単一の部品が打ち抜かれ、その部品が薄くかつ可撓性である必要がない用途の場合に可能である。しかしながら、単純な打抜き技術は、本発明によって対象とすることを提案されたものなど、薄い導電性シートからなる微小寸法の多数の部品にとっては適していない。そのような用途の場合、部品の線幅および部品間の線幅が打抜き機には小さすぎるとともに、シート材料はそのような部品に要求される精度を実現するには薄すぎる。
【０００７】
これらの問題から、人工内耳などの医療用インプラントは、依然として手間のかかる手作業によって製造されている。
【０００８】
多数の様々な原因による難聴は、大まかに言って、伝音性と感音性の２種類からなる。場合によっては、両方のタイプの難聴をもつ人がいる。これらのタイプのうち、伝音性難聴は、蝸牛管内の有毛細胞に至る音の通常の機械的経路が、例えば、耳小骨の損傷によって妨害されている場合に起こる。伝音性難聴は、聴覚情報が蝸牛管と有毛細胞に達するように音を増幅する従来の補聴器を使用することで補われることが多い。
【０００９】
しかしながら、重い聴覚障害の多くの人々にとって、聴覚障害の理由は感音性難聴である。このタイプの難聴は、聴覚信号を神経インパルスに変換する蝸牛管内の有毛細胞の欠失または損傷が原因である。したがって、これらの人々は、神経インパルスが通常の方法で音声から生成されるメカニズムが損傷または欠如しているので、聴覚刺激がいかに大きくなされても、従来の補聴器から適切な恩恵を得ることができない。
【００１０】
人工内耳装置が開発されたのはこの目的によるものである。そのような装置は、蝸牛管内の有毛細胞を素通りし、電気刺激を聴神経線維に直接伝えることによって、聴神経に通常に伝達された自然の聴覚に似た聴覚を脳に知覚させることができる。その内容が参照の形で本明細書に盛り込まれている米国特許第４５３２９３０号には、従来の人工内耳装置の１種が記載されている。
【００１１】
一般に、人工内耳装置は、主として、プロセッサ部と通称される外部部品と、レシーバ・スティミュレータ部と通称される内部埋込み部品の２つの部品からなっている。従来、これらの部品は、協働して使用者に音感を与えている。
【００１２】
外部部品は、従来、発話、環境音などの音声を検出するマイクロホンと、音声を符号化された信号に変換する音声処理器と、電池などの電源と、外部送信コイルとから構成されている。
【００１３】
音声処理器が出力した符号化信号は、使用者の側頭骨のくぼみ内に設置された埋込みレシーバ・スティミュレータ部に皮膚を通して送信される。この経皮送信は、レシーバ・スティミュレータ部が設けられた埋込み受信コイルと通信するように配置された外部送信コイルによって行われる。この通信は、２つの主要な目的、すなわち、第１に符号化音声信号を皮膚を通して送信する目的と、第２に埋込みレシーバ・スティミュレータ部に電力を供給する目的とを果たしている。従来、このリンクは、無線周波数（ＲＦ）リンクの形であったが、他のそのようなリンクも提案され、様々な成功度で実施されている。
【００１４】
従来、埋込みレシーバ・スティミュレータ部は、外部のプロセッサ部品から符号化信号と電力を受け取る受信コイルと、符号化信号を処理し、蝸牛管内電極アセンブリに刺激信号を出力するスティミュレータを備えており、蝸牛管内電極アセンブリは、検出された原音に対応する聴覚を発生させる聴神経に対して直接電気刺激を与える。
【００１５】
蝸牛管が音振動についてマッピングされることは従来技術で公知である。言い換えると、蝸牛管は、それぞれ特定の周波数領域の信号に応答する複数の領域に区分することができる。この蝸牛管の特性は、それぞれ適切な蝸牛管の領域に対して予め選択された周波数領域内の刺激信号を送出するよう配置構成された電極または刺激用パッドのアレイを電極アセンブリに設けることによって活用される。各電極またはパッドからの電流および電界により、蝸牛管の蝸牛軸上に配設された神経が刺激される。蝸牛管のサイズは非常に小さく、電極アセンブリは蝸牛管に挿入されるのに十分な可撓性を有している必要があるので、電極アセンブリの寸法は、従来の製造技術を考慮に入れないようになっている。
【００１６】
この理由により、蝸牛管内電極アレイは、通常、手作業によって、複数（例えば、２２個）の導電性白金リングを直線状アレイに配置した後、導電性の配線を各電極またはパッドに溶接することによって形成されている。この方法によれば、製造されるアレイ間で電極またはパッドおよび配線の位置のばらつきが小さくなり、その結果、アレイ周りに可撓性の担持部材が成形されたときのアレイの全体的な機械的特性のばらつきが小さくなる。各配線は、レシーバ・スティミュレータ部との接続が必要であり、システム保全性を確保するため、異なる電気部品間の望ましくない相互作用を解消するように他の配線から絶縁されている。
【００１７】
上記の方法は非常に功を奏することが分かっているが、手間がかかり、したがって、相対的に高価な方法である。埋込み装置と小型化が一般的になるにつれて、単純さと信頼性を兼ね備えた装置において電子配線と電子接続部を実現する必要性が増してきている。本発明は、従来技術の方法の問題の少なくとも一部に対処する配線および接続部を形成する新規の方法を対象とする。
【００１８】
本明細書に含まれている文献、行為、材料、装置、論文などに関する説明は、単に本発明の背景を示す目的に過ぎない。これらの事項の一部またはすべてが、従来技術の基礎の一部を形成することや、本出願の各請求項の優先日以前に存在していた、本発明の関連分野の一般常識であったことを認めたものであると解釈すべきではない。
【発明の開示】
【００１９】
本明細書を通して、「備える、含む」という言葉、または、「備えている、含んでいる」などの変形は、記述された要素、整数または工程あるいは要素群、整数群または工程群を包含することを意味するが、その他の要素、整数または工程あるいは要素群、整数群または工程群を除外することを意味しないことは勿論である。
【００２０】
本発明によれば、個々の部品の相対位置が、予め決められており、作り上げられた最終製品を含むプロセスの全体を通して不変の複数の部品を製造することができる。このことは、精密打抜き、薄膜技術または光リソグラフィなどの従来の方法を使用することなく実現される。本発明は、選択されたバルク金属の特性が装置製造の全体を通して維持される、マイクロテクノロジーの領域におけるパターン図形の製造方法に関する。また、本発明は、積層構造のアセンブリと、この積層構造のアセンブリを作り上げる方法に属する。
【００２１】
本願は、電気装置の電気部品を形成する方法を対象とする。この方法は、従来の大量生産による形成方法では不可能であった材料と寸法を利用して多数の電気部品を単純かつ効率的に形成可能である点で従来技術に勝る利点をもたらす。本発明は、最終アセンブリに要求される程度の細い線幅では打ち抜くことができない特性を有する材料のシートを利用し、従来の打抜き加工によっては実現できない寸法に非常に近い寸法で多数の微細な部品を形成することができる。
【００２２】
好ましい実施形態では、本願は、電極アセンブリ用電極アレイを形成する方法を対象とする。この方法は、電極アセンブリの製造、特に蝸牛管内電極アセンブリの作成に関してより効率的で安価な方法を提供する潜在的な利点がある。本発明は、さらに、好ましくは製造過程を自動化または半自動化させることにより、多大な労働投入量と製造処理能力の向上を必要とする現在の製造方法に代わる望ましい方法を実現することができる電極アセンブリ用電極アレイの形成方法を提供する。
【００２３】
第１の側面において、本発明は、相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ａ）導電性材料のシートを加工して該シートから所定の部分を除去し、上記相対的に導電性の領域を１つまたは複数で不連続に形成する工程を備えた装置形成方法である。
【００２４】
この側面において、上記シートを加工する工程は、導電性材料のシートをプレス加工して、該シートに所定の浮出しパターンを形成する工程を備えていてもよい。その後、上記シートの浮出し部分の１つまたは複数が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残されることが好ましい。別の実施形態では、上記プレス加工工程時に浮き出されなかったシートの部分が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残される。さらに別の実施形態では、上記浮出しパターンの少なくとも一部と非浮出し部分の少なくとも一部が除去されて、所定のパターンを有する残存部分が残される。
【００２５】
さらに、上記シートを加工する工程は、上記導電性材料のシートから一部を押し抜く工程を備えていてもよい。この実施形態では、シートの一部が除去され、シートから切り離される。
【００２６】
さらにまた、上記シートを加工する工程は、上記導電性材料のシートを薄切りまたは切断する工程を備えていてもよい。
【００２７】
一実施形態では、上記の方法によって形成された残存部分が、電極アレイまたはその一部として使用される。例えば、上記の方法を使用して、電極アレイの積層部品を形成することができる。電極アレイは、複数の刺激用パッドまたは電極を備えていてもよい。
【００２８】
さらに別の実施形態では、上記の方法は、上記残存部分を可撓性の担体上に載せる工程をさらに備えていてもよい。さらにまた、上記の方法は、上記残存部分を複数個可撓性の担体上に載せて電極アレイを形成する工程を備えていてもよい。この実施形態では、複数の残存部分を積層構造に形成して１つまたは複数の電極アレイを形成することができる。
【００２９】
好ましい実施形態では、上記電極アレイは埋込み型の組織刺激装置として使用される。より好ましくは、組織刺激装置は、蝸牛管電極アセンブリであり、さらに好ましくは、蝸牛管内電極アセンブリである。別の実施形態では、電極アレイは、必ずしも埋込み型装置に関係のないバイオセンサ内で使用される。
【００３０】
一実施形態では、上記導電性材料の層は、生態適合性材料である。好ましい実施形態では、上記シートは金属材料である。さらに、金属材料は白金シートである。別の実施形態では、上記シートはアニールされる。さらに別の実施形態では、上記電極アレイは、白金などの導電性材料の１枚のシートから形成される。さらに別の実施形態では、１枚の白金シートから複数のアレイが形成される。さらに別の実施形態では、上記シートは、２層またはそれ以上の積層体（例えば、白金とイリジウム）または合金である。
【００３１】
上記シートの厚さは、好ましくは約１ないし約１００ミクロンであり、より好ましくは約１０ないし約５０ミクロンである。上記の方法は、好ましくは厚さが５０ミクロン以下、より好ましくは２０ミクロン以下の白金シートを使用する。他の適切な厚さも考えられる。各シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍである。しかしながら、シートの寸法は、シートの加工に使用される工具の要件によって決まる。したがって、様々な寸法のシートが考えられる。一般に、従来の打抜き技術は、シアリップの存在が問題である場合に、５０ミクロン未満の材料シートに対して必要な精度で実行するのが難しいと実証されていることが分かっている。
【００３２】
さらに、複数の導電接続手段を電極アレイの刺激用パッド群から延出させてもよい。電極アレイの各刺激用パッドは、そこから延出する少なくとも１つの接続手段を有していることが好ましい。複数の接続手段を電極アレイの一部または全部から延出させてもよい。
【００３３】
上記複数の接続手段は、電極アレイから延出するその全長の大部分が直線状に整列させられることが好ましい。一実施形態では、これら接続手段は、その全長の少なくとも一部が平行に配設される。電極アレイが１枚のシートから形成される場合は、複数の接続手段もそのシートから形成されて、アレイの各電極と一体的に繋がっていることが好ましい。
【００３４】
上記導電性材料のシートは、加工工程の前に、平坦なシートであってもよい。しかしながら、本発明の加工工程の前に既に折曲部や浮出し部が形成されているシートも考えられる。
【００３５】
電極アレイを製造する際、その電極アレイに求められる刺激用パッドの形状を決定することが何よりも望ましい。形状が決定された後、シートを加工する工程は、上記方法に使用するために製作された型押し用金型を使用して、所望の電極アレイ形状を形成することを含んでいてもよい。型押し用金型の考えられる１つのタイプの細部について、以下により詳細に示す。
【００３６】
好ましい方法では、上記平坦なシートは、プレス加工手段内の型押し用金型に対して相対的に配置される。プレス加工手段は、シートに所定のパターンをプレス成形するようにプログラミング可能であってもよい。型押し用金型が水平またはほぼ水平に並べられている場合は、平坦なシートを、型押し用金型に対して相対的に上方または相対的に下方に配置することができる。型押し用金型が垂直またはほぼ垂直に並べられている場合は、平坦なシートも、型押し用金型の傍らで垂直またはほぼ垂直に並べて配置することができる。
【００３７】
一実施形態では、上記平坦なシートを型押し手段およびプレス加工手段に対して移動させ、プレス加工手段の内側の所定位置に移送させる。別の実施形態では、型押し手段および／またはプレス加工手段を平坦なシートに対して移動させ、平坦なシートをプレス加工手段の内側に相対的に移送させる。一実施形態では、上記の方法は、連続するシートがプレス加工手段内に供給される連続的な方法である。
【００３８】
上記プレス加工手段は、上記材料のシートをプレス加工して浮出しパターンを形成するのに適した特性を有する媒体を含んでいてもよい。一実施形態では、プレス加工手段は、液体や、利用可能な空間を占めるのに十分な流動性を保持しながら相対的に高い含有量の液体を含むゲルなど、相対的に低圧縮性の材料から形成される。別の実施形態では、圧縮ガスを用いて平坦なシートを型押し用金型に押圧する。
【００３９】
一実施形態では、上記浮出しパターンは、シートを１回だけプレス加工することによって形成される。別の実施形態では、浮出しパターンは、シートを２回以上プレス加工することによって形成される。浮出しパターンが２回以上のプレス加工によって形成される場合、シートの２回目以降のプレス加工は、最初のプレス加工に使用された型押し用金型と同じものによって行われても別のものによって行われてもよい。プレス加工が２回以上の場合、シートは、プレス加工とプレス加工の間で固定されたままであってもよいし、シートをプレス加工するごとに新たなプレスまで相対的に移動させてもよい。
【００４０】
好ましい実施形態では、上記の方法に使用されるプレス加工手段は、少なくとも１つの相対的に可動の圧盤を有している。この相対的に可動の圧盤が、固定圧盤に対して移動することが好ましい。上記型押し用金型は、プレスの固定圧盤に取り付けられることが好ましい。
【００４１】
両圧盤が水平に配置されている場合、下方の圧盤は固定であることが好ましく、上方の圧盤は下方の圧盤に対して上下に移動することが好ましい。この実施形態では、型押し用金型は、下方の圧盤に配置されることが好ましい。
【００４２】
本発明の一実施形態では、上記シートは、型押し用金型上に置かれる。その後、プレスを作動させる前に、裏当て材料層が上記シートの上面に置かれる。裏当て材料層は、可撓性の高分子材料またはエラストマー材料の層であってもよい。裏当て材料層は、シリコンまたはゴムの層であってもよく、別の実施形態では、装置の一構成部分として使用される。裏当て材料層が電極アレイの一構成部分として使用される場合、裏当て材料は、例えばシリコンなど、移植の目的に適している必要がある。
【００４３】
別の実施形態では、潤滑剤を使用して浮出しパターンの品質を向上させることができる。潤滑剤は、インプラントが洗浄工程をしないで済むのに適していることが好ましい。エタノールは、すばやく蒸発し、実際に埋込み型装置のアセンブリの洗浄剤として使用されているので、好適な潤滑剤となる。潤滑剤の薄い層が、型押し用金型と箔との間、箔と裏当てとの間、好ましくは両方に存在してもよい。
【００４４】
上記プレス加工手段は、型押し用金型上に置かれた導電性材料のシートに対して様々な大きさの圧力を印加可能であることが好ましい。例えば、プレス加工手段が、最初の所定期間初期圧力を印加し、その後、更なる所定期間異なる第２の圧力を印加してもよい。上記第２の圧力は、初期圧力より大きくても小さくてもよい。上記更なる所定期間は、上記最初の所定期間より短くても長くても同じであってもよい。別の実施形態では、プレス加工手段が印加する圧力は、型押し工程の全体を通して徐々に上昇し続ける。
【００４５】
上記の方法において、型押しされたシートと保護層が定置された型押し用金型は、プレス加工手段の内側から相対移動可能である。導電性材料のシートをプレス加工した後に、保護材料層が型押しされたシートから取り外されてもよい。保護材料層は、型押しされたシートが型押し用金型から取り外される前に、型押しされたシートから取り外されることが好ましい。別の実施形態では、保護層は、後の処理工程を通してシート上に保持される。
【００４６】
上述したように、上記シートがプレス加工されて浮出しパターンが形成されると、シートの不要部分が除去されてもよい。不要部分は、切断、研削手段など、多数の方法で除去することができる。
【００４７】
上記切断工程は、導電性材料のシートをプレス加工するのと同時に行われてもよい。この場合、シートに印加される圧力は、型押し用金型の鋭利な刃先によってシートを切断させるのに十分な大きさとなるように調整されてもよい。そのような実施形態では、型押し用金型は、シートの切断に有利な鋭利な刃先を特徴として持つ構成である。切断工程は、相対的にすばやく実行されることが好ましい。別の実施形態では、シートは、切断前に冷却されることが好ましい。一実施形態では、シートは、切断前に液体窒素によって冷却される。
【００４８】
さらに別の実施形態では、上記シートは、型押し用金型に対してその突出部の位置で圧締される。
【００４９】
上記研削手段は、シートから不要部分を研削可能であることが好ましい。上記シートの不要部分を研削する工程は、複数の工程からなっていてもよい。例えば、相対的に粗めの第１の研削工程を最初に実行して、シートの不要部分の相対的に大きな切片を移動させてもよい。この第１の工程が終了すると、さらに１回以上の追加の研削または研磨工程によって、より細かい切片の除去が行われる。一実施形態では、各追加の研削工程により、前回の工程よりも細かいシート切片を除去する。これら追加の工程により、シートの残存部分の寸法と形状が本来の所望の形状と確実に一致する。
【００５０】
型押しされたシートを不要部分が除去できる状態にするため、型押しされたシートを、接着剤層によって支持台に接着させてもよい。接着剤は、型押しされたシートを台に可逆的に固定するのに使用可能な材料であることが好ましい。一実施形態では、型押しされたシートを所定位置に保持し、不要な材料を除去した後に水に溶けて上記構造体を解放することができるＰＶＡ（ポリビニルアルコール）系の接着剤が使用される。別の実施形態では、好ましい接着剤は電気剥離用接着剤である。この場合、支持台は導電性である必要がある。支持台は、高合金鋼、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、チタンからなる群から形成可能である。
【００５１】
一実施形態では、上記電気剥離用接着剤は、導電性基板と相対的に高い強度で接着結合を形成可能であるが、低電圧の電流を印加すると相対的に急速に剥離することが可能なエポキシ樹脂配合物である。剥離は、硬化した接着剤と結合された基板との界面に誘発された電気化学的反応によって発生することが好ましい。
【００５２】
型押しされたシートを支持台に接着させるため、最初に、多量の接着剤が支持台の表面上に載せられることが好ましい。台板上の接着剤の周縁には、上板用の支持スペーサが配置されることが好ましい。スペーサは、相対的に短くてもよい。例えば、スペーサの高さは、約１ないし約１００ミクロン、好ましくは約１５０ミクロンであってもよい。
【００５３】
接着剤とスペーサが所定位置に配置された後は、型押しされたシートが接着剤上に置かれることが好ましい。一実施形態では、型押しされたシートは、浮出しパターンが接着剤から外側に突出するように接着剤上に置かれる。
【００５４】
型押しされたシートが所定位置に配置されると、上板が、型押しされたシートの上面に置かれ、スペーサ上に載るまで下方に押圧されることが好ましい。上板は、台板と同じ材料から形成されていることが好ましい。しかしながら、上板用に別の材料が利用されてもよい。上板および下板は、互いにほぼ平行である必要がある。
【００５５】
接着剤が硬化すると、上板とスペーサが取り外される。それにより、支持台は、型押しされたシートが接着された状態で、上述の更なる処理にかけられる準備が整う。
【００５６】
浮出しパターンが支持台から外側に離れる方向に突出している場合、上記研削手段は、シートに形成された浮出しパターンの一部を除去することが好ましい。浮出しパターンが接着剤の内側に向かって突出している場合は、シートの非浮出し部分あるいはその少なくとも一部が研削手段によって除去されることが好ましい。
【００５７】
上記研削工程後に残されたシートの残存部分は、電極アレイの刺激用パッドの役割を果たすことが好ましい複数の電気的に独立した部分を含んでいることが好ましい。必要があれば、上記残存部分は、形成された刺激用パッドに対する導電手段の役割もする。
【００５８】
上述したように、シートを加工する工程は、導電性材料のシートから一部を押し抜く工程を備えていてもよい。一実施形態では、本明細書中に明示された白金シートなど、導電性材料のシートが、可撓性材料、好ましくはシリコンなどの生体適合性可撓性材料からなる層の上にコーティングされてもよい。シートの所望の部分を押し抜くように製作されたポンチ手段が、シートと係合され、所望の部分を押し抜くことが好ましい。好ましい実施形態では、ポンチ手段の動程は、ポンチが所望の部分をシリコン層内まで押し抜き、所望の部分が埋め込まれたまま残るようにされている。
【００５９】
一実施形態では、上記一部を押し抜く工程は、ポンチを１回だけ使用することからなっている。別の実施形態では、シートに所定のパターンを形成するために、ポンチを複数回使用する必要がある。別の実施形態では、ポンチは、上記シートのそれぞれ異なる部分を上記可撓性の層内のそれぞれ異なる深さまで押し抜くようになっている。
【００６０】
この実施形態は、１枚の導電性材料のシートから２層以上の導電性層を形成可能であるという利点を有している。
【００６１】
上述したように、シートを加工する工程は、導電性材料のシートを切断または薄切りする工程を備えていてもよい。この実施形態では、切断または薄切り用工具が、導電性材料のシートに適切な切り口を形成することにより、導電性領域の所定のパターンを形成するように製作される。そのような工具を使用する際、本明細書中に明示された白金シートなど、導電性材料のシートが、可撓性材料、好ましくはシリコンなどの生体適合性可撓性材料からなる層の上にコーティングされてもよい。上記切断用工具は、白金シートの表面と接触するまで相対的に押し込まれるように構成されてもよい。さらに、上記工具は、シートの少なくとも一部を可撓性材料内まで押し込むように製作されてもよい。
【００６２】
一実施形態では、上記の方法は、型押しされたシートの少なくとも一表面を封止する工程をさらに備えている。好ましい実施形態では、上記シートの研削された表面が電気絶縁性材料で封止される。また、この材料は生態適合性かつ可撓性であることが好ましい。考えられる封止材料の一例はシリコンである。
【００６３】
シリコンが硬化すると、上記サブアセンブリが「可逆」接着剤から取り外される。ＰＶＡ接着剤の場合、サブアセンブリは、一定量の水を加えてＰＶＡ系接着剤を溶解させることによって取り外すことができる。
【００６４】
剥離されると、上記結果物は、片面にシリコン層が封止された電気的に独立した複数の個別の導電部分となる。必要に応じて、形成された電極アレイを、洗浄、乾燥などの更なる処理にかけて、蝸牛管内電極アセンブリの形で埋め込むのに適したものにしてもよい。
【００６５】
別の実施形態では、型押し用金型を、導電性材料のシートと接触状態に保ってもよい。型押し用金型が型押しされたシートの一方の面に当接してその場所にある場合、シートの他方の面が、可撓性材料の第１の層で封止されてもよい。この材料層は、シリコンやゴムなどの高分子またはエラストマー材料の層からなっていてもよい。別の実施形態では、封止材料の複数の層が、型押しされたシートの他方の面にコーティングされてもよい。選択された封止材料は、シートの他方の面に強固に接着するようになっていることが好ましい。必要ならば、適切なシリコン−金属間接着剤を使用して、シートの一方の面から型押し用金型を取り外したときに封止用シリコン層がシートの他方の面と確実に接触状態を維持するようにしてもよい。
【００６６】
型押し用金型が取り外されると、その後、上記一方の面は、少なくとも浮出しパターンの部分を含まないシート部分がシートから研削されるようにして、上記方法の研削工程にかけられてもよい。必要ならば、シートの他方の面の封止物は、液体窒素への浸漬などによって急速に冷却され、研削工程が実行される前および／またはその間に硬化されてもよい。
【００６７】
別の実施形態では、上記型押し用金型の取外しは必要ではない。この実施形態において型押しされたシートは、型押し工程後、型押し用金型と近接位置に保たれる。この実施形態では、型押し用金型は廃棄可能なものであり、コストを最小限に抑えるよう低コストの方法を用いて製作されることが好ましい。
【００６８】
上記研削工程の結果、複数の電気的に分離れた刺激用パッドと各パッドに適した導電手段が形成される。その後、シリコンまたは他の適切な可撓性材料、好ましくは生体適合性材料からなる層を用いて、シートの研削された面に封止物が形成される。この封止物の層は、導電手段を封止する必要があるが、形成された刺激用パッドは封止されないことが好ましい。したがって、この封止物の成形に使用される型は、この型から外側に向かって突出し、上記形成された刺激用パッドの位置と一致する立上がりの嵌込み部を備えていてもよい。これら嵌込み部は、パッドと当接することが好ましく、それにより、封止工程時に封止物がパッドを覆うことが防止される。
【００６９】
一実施形態では、上記の方法を用いて形成された２個以上のアレイを積層し、１個の組織刺激用電極アセンブリが形成される。一実施形態では、上記アセンブリは、７個の電極を有する第１の積層体と、８個の電極を有する第２の積層体と、８個の電極を有する第３の積層体とから形成されて、２３個の電極を有する電極アセンブリを形成する。蝸牛管電極アレイの場合、形成されたアレイは、２２個の蝸牛管内電極と１個の蝸牛管外電極を有していることが好ましい。そのような積層工程は、２２個の電極からなる直線状のアレイとなることが好ましい。
【００７０】
別の側面において、本発明は、本明細書中に定義された方法に使用される型押し用金型である。
【００７１】
この側面の好ましい実施形態では、金型は、上記の方法に使用される導電性シートを型押しする材料から形成されている。シートが薄い白金シートの場合、型押し用金型は、銅などの金属材料、シリコンウェハなどの別の材料、またはポリカーボネートやポリイミドなどの適切なプラスチックから形成されてもよい。
【００７２】
型押し用金型には、複数の突出部が形成される。突出部の形状、寸法および位置は、導電性材料のシートに形成される浮出しパターンを表す。シリコンウェハの場合、ウェハに突出部がエッチングされてもよい。金属製型押し用金型の場合、突出部は、レーザ微細加工を利用して製作されてもよい。複数の突出部が、後にシートから除去される浮出しをシートに形成するようになっていてもよい。別の実施形態では、突出部は、後にシートから除去されない浮出しを形成するようになっている。
【００７３】
単なる一例として、互いに平行に直線状に配設された複数の導電手段を形成するため、型押し用金型は、ある長さにわたって並列関係で延出する一連の突出部を有していることが好ましい。これらの突出部は、その底辺から頂部に向かうにつれて次第に厚さを減少させていてもよい。一実施形態では、各突出部の底辺の厚さは、約４８ないし約５４ミクロンである。各突出部は、頂部では、その厚さを約２８ないし約３０ミクロンまで減少させている。隣接する突出部の底辺間の間隔は約６５ないし約６７ミクロンであり、突出部の頂部間の間隔は約８６ないし約８７ミクロンである。各突出部の高さは約３０ミクロンである。
【００７４】
各突条は、刺激用パッドを形成するのに適した方法で導電性シートを型押しするよう構成されたパッド突出部で終端することが好ましい。この突出部は、ほぼ矩形であることが好ましい。長さ方向に延びる電極アレイを形成可能にするため、各突条は、その対応する電極突出部との接続点の直前で屈曲していることが好ましい。突条の屈曲部は円滑な湾曲状であってもよい。
【００７５】
別の実施形態では、導電手段用の整列された複数の突出部が、ある長さにわたってパッド突出部から直線状に延出している。その後、突出部は、絶えず縮小する円を描いて、内側に急転することが好ましい。各突出部は、そのパッド突出部から遠い側の一端が、フィードスルー電極突出部で終端していることが好ましい。この末端突出部は、金型を用いて形成された電極アセンブリに電気的に接続されることが好ましい受信・刺激手段のフィードスルーに接続するための電極を形成することが好ましい。
【００７６】
一実施形態では、各金型は、２群の突出部が形成されて、白金などの導電性材料の１枚のシートから２個の電極アレイを形成可能になっている。
【００７７】
さらに別の側面によれば、本発明は、相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）導電性材料のシートの少なくとも第１の表面を別の導電性材料の少なくとも第１の層でコーティングする工程と、
（ｉｉ）少なくとも上記導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって、該導電性材料のシートに所定のパターンを形成する工程と、
（ｉｉｉ）上記導電性材料のシートの第２の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程と、
（ｉｖ）上記シートの第１の表面から上記第１の層を除去する工程とを備えた方法からなる別の発明を対象とする。
【００７８】
この側面において、上記の方法は、上記シートに所定の電極アレイのパターンを形成する工程を備えた工程（ｉｉ）によって電極アレイを形成するために使用されることが好ましい。
【００７９】
この側面の好ましい実施形態では、上記導電性材料のシートは、生体適合性金属材料である。好ましい実施形態では、上記シートは白金シートである。シートは、厚さが約１ないし約１００ミクロンの箔の形状であることが好ましい。この箔は、好ましくは厚さが約５０ミクロン以下、より好ましくは約２０ミクロン以下である。他の適切な厚さも考えられる。各シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍである。しかしながら、シートの寸法は、上記の方法に使用される工具の要件によって決まる。したがって、様々な寸法のシートが考えられる。
【００８０】
別の実施形態では、上記導電性材料の第１の層は、銅などの金属からなっている。めっき槽内で、シートの第１の表面に銅層がめっきされることが好ましい。上記第１の層がシートに施される前に、シートは、ホルダーに支持されることが好ましい。スプレー式接着剤、テープ型接着剤などの接着剤を使用して、シートを保持部材に支持してもよい。銅層の厚さは、約１００ミクロンであってもよい。別の実施形態では、上記第１の層は、シートの第１の表面に施された導電性塗料や電気剥離用接着剤の層からなっている。さらに別の実施形態では、上記第１の層は、導電性両面テープなど、いかなる種類の除去可能な導電性層から形成されていてもよい。
【００８１】
さらに別の実施形態では、金などの生体適合性の好適な導電性材料からなる薄層が、上記第１の層とシートの第１の表面との間の界面層として堆積されてもよい。この薄い界面層の厚さは、第１の層の厚さよりかなり小さいことが好ましい。一実施形態では、第１の層とシートの厚さは、ほぼ同じかあるいは同一である。
【００８２】
第１の層がシートに施されると、研磨されることが好ましい。研磨の目的は、第１の、好ましくは銅の層をできる限り確実に平坦にすることである。
【００８３】
この側面の工程（ｉｉ）は、スパークエロージョンとも呼ばれる放電加工（ＥＤＭ）を用いて上記シートの不要部分を除去する工程を備えていることが好ましい。好ましい実施形態では、この工程に使用される放電加工装置は、電極を備えた切断工具を有している。この切断工具は、シートを物理的に切断するのではなく、その代わりに、誘電性の液体内で電極とシートとの間に連続的に放電を発生させる装置に依拠している。放電は、切断工具に近接するシートの領域を蒸発させる働きをする。
【００８４】
好ましい実施形態では、上記切断工具の寸法と形状は、上記工程（ｉｉ）を構成する放電加工工程時に上記シートから除去されるシート部分の寸法と形状に一致している。この実施形態では、上記工具は、上記シートのそれぞれ異なる部分を除去するように複数のそれぞれ異なる位置で上記シートに近接されることが好ましい。上記工具を複数回使用することにより、電極アレイのパターンを徐々に作り上げてゆくことが好ましい。
【００８５】
好ましい実施形態では、上記切断工具を用いて、上記シートに不連続のほぼ矩形の刺激用パッドまたは電極からなる直線状アレイが形成され、上記各パッドは、好ましくは該パッドから離れた位置まで延出する導電部分を有していることが好ましい。各導電部分は、上記パッドから直線状に延出していてもよい。この直線状の導電部分は、互いに平行に整列していることが好ましい。導電部分は、各パッドから、本明細書に明示された方法を用いて最終的に形成される電極アレイから離れた位置まで電気伝導をもたらす働きをするので、以後「配線」と称する。
【００８６】
上記シートに形成される各パッドのサイズは、約０．４ｍｍ2ないし約０．５ｍｍ2であってもよい。一実施形態では、各電極の寸法は、約５００ｘ６００ミクロンである。アレイのパッド全てが同じサイズであってもよいことは勿論である。別の実施形態では、少なくとも一部のパッドの寸法がアレイの他のパッドの寸法と異なっていてる。
【００８７】
好ましい実施形態では、放電加工またはフライス加工装置を用いて、白金の所要の場所と、該白金の下方で好ましくはめっきされた銅層の少なくとも一部とが除去される。放電加工またはフライス加工装置は、銅層に穴を開けないように操作されることが好ましい。銅層は、加工を可能にするだけでなく、パターンが容易に取り扱える形状になるように放電加工またはフライス加工実施後のパターンの担体としても機能する。
【００８８】
別の実施形態では、上記工程（ｉｉ）は、レーザアブレーション、微細ナイフ切除、エッチングまたはフライス削りを用いてシートの不要部分を除去する工程を備えていてもよい。発明者らは、１００ミクロンのカッターを有するフライス加工機械を用いて、幅が５ないし５０ミクロンで配線間隔が約１１０ミクロンの配線を作成できると判断した。
【００８９】
好ましい実施形態では、上記工程（ｉｉｉ）は、上記第２の表面をパリレンおよび／またはシリコンの層でコーティングすることを含んでいてもよい。上記の方法は、工程（ｉｉｉ）の前に、シートの少なくとも第２の表面が洗浄および／または脱脂される工程をさらに備えていてもよい。
【００９０】
上記可撓性のコーティングは、シートの第２の表面に吹き付けられてもよい。工程（ｉｉｉ）に使用可能な他のコーティング技術には、スピニング、浸漬、付着またはプラズマ処理が含まれる。
【００９１】
上記可撓性層は、続く処理ステップの間、上記シートを工程（ｉｉ）で形成されたパターンに維持する働きをする。また、この層は、相対的に電気絶縁性であることが好ましく、以下に詳細に説明するように、既に形成された電極アレイ内で絶縁層として使用される。
【００９２】
上記の方法は、第２の表面を可撓性材料の層でコーティングする前に、工程（ｉｉ）で除去されたシート領域に相対的に電気絶縁性の材料を充填する工程をさらに備えていてもよい。その充填材は、ＰＶＡ、ＰＥＧおよび同様の化合物からなる群から選択されてもよい。充填材は、工程（ｉｉ）でシートの一部を除去することによって形成されたシートの隙間に可撓性材料層が流入することを防止する働きをする。
【００９３】
工程（ｉｖ）の性質は、第１の層を形成するのに使用される材料によって決まる。一実施形態では、銅層を溶解によって除去してもよい。一実施形態では、銅層が酸化されることによってシートの残存する白金を酸化させるのに必要な電位よりも低い電位で溶解可能であるという原理に基づいて作用する電気機械的溶解を利用してもよい。金層などの界面層が存在する場合は、銅層を溶解によって除去し、界面層を電溶によって除去してもよい。
【００９４】
上記の方法は、この側面の工程（ｉｖ）の後に、上記シートの露出した第１の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程（ｖ）をさらに備えていることが好ましい。
【００９５】
一実施形態では、上記工程（ｖ）で上記シートにコーティングされる材料の層は、本明細書で定義した工程（ｉｉｉ）で上記第２の表面にコーティングされる材料と同じ材料からなっている。別の実施形態では、その層は異なる材料である。
【００９６】
工程（ｖ）の間、工程（ｉｉ）で形成されたパッドが上記可撓性材料の層で被覆されないようにマスクされてもよい。上記配線は、マスクされないで、上記可撓性材料の層でコーティングされることが好ましい。別の実施形態では、工程（ｖ）でシートにコーティングされた層は、被覆されたパッドを露出させるように、レーザアブレーションなどによって必要に応じて除去される。
【００９７】
工程（ｖ）の後に、上記シートがトリミングされて、上記所望の電極アレイとそこから延びる配線とを含んでいない上記シートの残りの部分が除去されることが好ましい。一実施形態では、上記シートはナイフでトリミングされる。別の実施形態では、打抜きプレスを用いて元のシートの残りの部分から電極アレイと配線が切り出されてもよい。別の実施形態では、マスクを用いて、マスクを介したシートの表面に対するシリコン吹付けの前にアレイ間のシート部分をマスクしてもよい。
【００９８】
好ましい実施形態では、１個の電極アレイに必要な数の全てのパッドが、１枚の白金シートのそれぞれ異なる領域に形成される。この実施形態では、各シートは、１個の電極アレイが形成されることになる部分を複数群有している。各群が上述したように形成されると、トリミングされた各群を上下に積層して、刺激用パッドの整列アレイを形成することができる。
【００９９】
一実施形態では、上記電極アレイは、３０個の刺激用パッドからなっている。この実施形態では、形成された電極アレイは、本明細書中に述べたようにして形成された後に１個の電極アレイを形成するように積層された５つの異なるパッド群からなっている。一実施形態では、電極アレイが３０個のパッドからなる場合に、アレイは、７個のパッドからなる群３個と、５個のパッドからなる群１個と、４個のパッドからなる群１個からなっている。この実施形態では、上記７個のパッドからなる群３個が上下に積層され、これらの群の上に上記５個のパッドからなる群が積層され、該積層体の上に上記４個のパッドからなる群が積層される。しかしながら、他の群の組合せも考えられる。
【０１００】
上記刺激用パッド群は上下に積層されるが、各群のパッドの実際の位置は、必ずしも垂直方向に揃わないことは勿論である。むしろ、下側の群のすぐ上の群は、パッドが積層体の下方から確実に見えるように側方にずらされてもよい。
【０１０１】
各刺激用パッドから延びる配線は、同じ長さであることが好ましい。しかしながら、配線を様々な長さで形成して、積層体を形成した際に存在する最終的な位置ずれを考慮するとともに、必要ならば、装置の隣接する部品との位置合わせを考慮することも考えられる。
【０１０２】
上記積層体が形成されると、これまで少なくともほぼ平坦であったパッドを、少なくともその一部が第３の次元に延びるように変形させることが好ましい。好ましい実施形態では、上記刺激用パッド群ごとに配線の平面から曲げ出される。その曲がりは、ほぼ半円形であってもよい。マンドレルを使用してパッドに曲がりを形成してもよい。
【０１０３】
上記刺激用パッドがほぼ半円形の曲がりを有するように変形された後は、各刺激用パッドが上記アレイの長手方向軸周りにさらに折り曲げられてもよい。このパッドの折曲げは、パッドをアレイの配線回りに湾曲させるようにすることが好ましい。パッドは、個別に、小さな集団ごとに、あるいは全部まとめて折り曲げられる。一実施形態では、刺激用パッドは、アレイを貫通して延びる穴を形成するように折り曲げられる。
【０１０４】
上記電極アレイが完成すると、生態適合性材料の層でさらに封止され、電極担持部材が形成されてもよい。好ましい実施形態では、生体適合性材料は、可撓性のシリコンエラストマーであるSilastic（登録商標）などのシリコンである。担持部材の形成に使用するのに適したシリコンの一例は、Silastic MDX 4-4210である。別の実施形態では、ポリウレタンまたは同様の材料から細長い担持部材が形成される。
【０１０５】
一実施形態では、この工程は、生体適合性材料がアレイの周りに硬化されるようにした型で形成されてもよい。この実施形態では、刺激用パッドは、生体適合性材料でコーティングされないように型内に配置されることが好ましい。一実施形態では、担持部材は、直線形状に成形される。別の実施形態では、担持部材は、螺旋状に湾曲した形状など、湾曲形状で成形される。
【０１０６】
上記の方法の別の実施形態では、工程（ｉ）は、シートの第２の表面も上記別の導電性材料からなる最上層でコーティングする工程を備えている。この実施形態では、第２の表面上の最上層は、第１の表面上の層よりも薄いことが好ましい。工程（ｉｉ）の間、特にシートの放電加工の間に、上記最上層は、シートの孔食を最小限に抑える働きをすることが好ましい。最終的に形成された電極アレイの応力集中部として孔が働くような孔食を最小限に抑えることが望ましい。また、最上層は、銅層からなることが好ましい。そのコーティングは、シートの第１の表面をコーティングする上述の方法のいずれかを用いて形成されてもよい。
【０１０７】
工程（ｉ）で第２の表面上に最上層がコーティングされると、この最上層を、工程（ｉｉｉ）で第２の表面上に可撓性材料の層を堆積する前に除去することが必要である。最上層が薄い場合は、溶解によって除去してもよい。溶解時間は、最上層を確実に除去するがシートの第１の表面上の層を完全に除去しないように設定される必要がある。別の実施形態では、第１の表面上の層がマスクされ、最上層が溶解される。マスクは、最上層が溶解されている間に第１の表面上の層を保護する働きをする両面テープまたはプラスチックコーティングからなっていてもよい。
【０１０８】
さらに別の側面によれば、本発明は、相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）導電性材料のシートの少なくとも第１の表面を相対的に電気絶縁性の別の材料の第１の層でコーティングする工程と、
（ｉｉ）少なくとも上記導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって、該導電性材料のシートに所定のパターンを形成する工程と、
（ｉｉｉ）上記導電性材料のシートの第２の表面を可撓性材料の層でコーティングする工程とを備えた方法からなる発明を対象とする。
【０１０９】
この側面において、上記装置は電極アレイであり、上記工程（ｉｉ）は、上記シートに所定の電極アレイのパターンを形成することを含んでいることが好ましい。
【０１１０】
この側面において、上記工程（ｉｉ）は、上述した放電加工を使用することを含まない場合がある。そうではなく、工程（ｉｉ）は、レーザ切除、微細ナイフ切除、化学エッチング、型打ち加工、フライス削り、ローラ切除などのシート部分除去技術を使用することを含んでいてもよい。
【０１１１】
この側面において、上記第１の層は、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ＰＡＡ、ＰＶＡなどの高分子材料または他の可溶材料からなっていてもよい。
【０１１２】
この側面において、工程（ｉｉｉ）は、上述の側面で定義された方法と同様または同一の方法で実行されてもよい。
【０１１３】
さらに、この側面は、以下の工程、すなわち、上記シートの第１の表面から第１の層を除去する工程（ｉｖ）を備えていてもよい。
【０１１４】
別の実施形態では、上記第１の層は、シートの第１の表面に保持され、電極アレイに組み込まれる。
【０１１５】
この側面の方法は、この側面の工程と両立するならば、上述の側面に関して先に概要を説明した工程を含んでいてもよい。
【０１１６】
さらに別の側面によれば、本願は、本明細書中に定義された方法で形成された電極アレイからなるさらに別の発明を対象とする。
【０１１７】
さらに別の側面において、本発明は、組織刺激装置に使用される電極アレイであって、少なくとも１つの延出する導電手段をそれぞれ有する複数の電極または刺激用パッドを備え、該電極または刺激用パッドおよび導電手段が導電性材料の加工されたシートから形成されている電極アレイである。
【０１１８】
この側面の好ましい実施形態では、上記シートは、上述したような白金シートである。上記少なくとも１つの導電手段およびそれに対応する刺激用パッドが一体的に形成されていてもよい。別の実施形態では、上記少なくとも１つの導電手段と刺激用パッドは、個別に形成され、後から互いに電気接続される。
【０１１９】
好ましい実施形態では、上記刺激用パッドと上記導電手段の少なくとも一部とが細長い担体内に収容されている。一実施形態では、細長い担体は、生体適合性の高分子材料またはエラストマー材料から形成されている。一実施形態では、上記エラストマー材料はシリコンゴムである。別の実施形態では、上記細長い部材は、生体適合性ポリウレタンまたは同様の材料から形成されている。上記担体は、先端、後端、および少なくとも内面が蝸牛管の内壁に従うようになっていることが好ましい。この担体は、１層以上から形成されていてもよい。
【０１２０】
上記電極アレイは、刺激信号を受信し、刺激用パッドから被移植者の聴神経に電気刺激を伝達するようになっていることが好ましい。
【０１２１】
さらに別の実施形態では、上記アレイの少なくとも１つのパッドが、上記担体の内面に少なくとも隣接する表面を有している。より好ましくは、上記アレイの各パッドが、上記細長い担体の内面に隣接する表面を有している。別の実施形態では、複数のパッドの表面が細長い部材の内面と揃っている。別の実施形態では、複数のパッドの表面が、細長い担体の内面から立ち上がっている。パッド表面が細長い担体の内面に落ち込んでいる場合も考えられる。
【０１２２】
上記細長い部材の表面は、アレイが蝸牛管内に配置されたときに蝸牛管への損傷を防止するように滑らかであることが好ましい。
【０１２３】
上記の方法によって製作された電極アレイは、直線状のアレイであることが好ましく、非導電性材料（例えば、シリコン）でさらにコーティングする必要がある場合もあればない場合もある。電極アレイの最終形状を別の形状にする必要がある場合、必要な形状を作成するために、アレイを非導電性の生体適合性材料で少なくとももう１度コーティングする必要がある。一実施形態では、アレイをさらに成形して、渦巻状のアレイを形成する。
【０１２４】
さらに別の実施形態では、長さ方向に沿った穴が上記細長い部材の全長の少なくとも一部を貫通して延びている。この穴は、移植後に生体活性物質をインプラント部位に送給する物質送達手段として作用することができる。別の実施形態では、この穴は、探針を挿通させて蝸牛管内へのアレイの挿入および設置を支援することができる。
【０１２５】
好ましい実施形態では、電極アレイは、埋込み型組織刺激装置として使用される。より好ましくは、組織刺激装置は蝸牛管電極アセンブリであり、より好ましくは、蝸牛管内電極アセンブリである。
【０１２６】
好ましい実施形態では、蝸牛管内電極アセンブリは、人口内耳装置の埋込み部品の一部である。埋込み部品は、受信コイルと刺激手段用ハウジングを備えていることがさらに好ましい。担体部材は、刺激手段のハウジングから延出していることが好ましい。
【０１２７】
別の実施形態では、担体部材は、被移植者の蝸牛管内に挿入可能な先端と、この先端から遠方の後端を有している。電極アレイの配線は、担体部材の後端に向かって後方に延びていることが好ましい。
【０１２８】
上記配線は、上記ハウジングの壁内の少なくとも最初のフィードスルーまで後方に延びていることが好ましい。配線は、上記後端であるいはその近傍で露出されてフィードスルーと接続可能になっていることが好ましい。一実施形態では、フィードスルーは、電極アセンブリから埋込み型部品のハウジング内まで延びる各配線の密封絶縁型電気接続部となる。各フィードスルーは、その内容が参照の形で本明細書に盛り込まれている米国特許第５０４６２４２号に記載の方法を用いて形成されてもよい。
【０１２９】
好ましい実施形態では、蝸牛管切開術によって蝸牛管内に最初に挿入される際の担体部材の向きがほぼ真直ぐであることが好ましい。より好ましくは、埋込み可能な向きが真直ぐである。埋込み実行後に、担体部材は、ヒト蝸牛管の鼓室階の渦巻状の性質に合致する螺旋状に湾曲した形状をとることが好ましい。担体部材は、この螺旋形状で予め形成された後、装置の製造および包装時か埋込み前のどちらかに真直ぐにされることが好ましい。担体部材は、少なくとも埋込み初期段階時の前に探針によって真直ぐの状態に保持されることが好ましい。探針は、電極の配線回りの折曲げによって形成された本明細書に記載の穴など、担体部材の穴を貫通していることが好ましい。
【０１３０】
別の実施形態では、上記ハウジングは、人口内耳装置の出力を受信している被移植者の耳に隣接する側頭骨のくぼみに埋込み可能であることが好ましい。上記ハウジングは、生態適合性材料から形成されているか、または生態適合性のコーティングを有していることが好ましい。ハウジングは、シリコンまたはパリレンの層でコーティングされてもよい。
【０１３１】
既に述べたように、埋込み型部品は、受信コイルも備えていることが好ましい。受信コイルは、配線アンテナコイルであることが好ましい。アンテナコイルは、ハウジング内のコンデンサにより並列共振に同調された少なくとも１巻き、好ましくは少なくとも３巻きの電気絶縁性白金または金の配線からなっていてもよい。アンテナコイルの電気絶縁は、可撓性シリコン成形および／またはシリコンまたはポリウレタンチューブ押出しによって実現することができる。外側コイルは、埋込みコイルと同様の方法で製作されてもよいし、別の形状であってもよい。
【０１３２】
上記アンテナコイルは、ハウジングの外側にあることが好ましい。アンテナコイルとハウジング内の埋込み型部品との電気接続は、密封状電気絶縁性セラミックフィードスルー２個または導体によって行うことができる。セラミック製フィードスルーは、上述の米国特許第５０４６２４２号に記載の方法を用いて形成することができる。
【０１３３】
埋込み型部品のアンテナコイルは、無線周波数（ＲＦ）リンクの一部として働き、人口内耳装置の埋込み型部品と外部部品との間の経皮的双方向データ転送を可能にすることが好ましい。無線周波数信号は、周波数変調（ＦＭ）信号であってもよい。上記受信コイルは、信号を受信する送信コイルに対して信号を送信可能になっていることが好ましい。
【０１３４】
２つのコイル間のリンクは、内部部品に電力を供給する手段にもなる。埋込み型部品が充電型電池などの搭載型すなわち埋込み型電源をさらに有している場合、上記リンクは、必要に応じて電池に誘導電荷を充電する手段となることができる。
【０１３５】
埋込みハウジングは、刺激手段に加えて、受信手段を収容していることが好ましい。受信手段は、外部部品から信号を受信するようになっていることが好ましい。
【０１３６】
外部部品のハウジングは、マイクロホンによって出力された信号を受信するよう構成された音声処理器を収容していることが好ましい。好ましい実施形態では、マイクロホンは、上記ハウジングまたは耳留め部材に取り付けられる。被移植者の衣服の折り襟など、マイクロホンおよび／または音声処理器用ハウジングに適した他の配置場所も考えられる。
【０１３７】
音声処理器は、マイクロホンが検出した音声を、人口内耳装置用に開発されているアルゴリズムなど、所定のアルゴリズムに従って電気刺激のシーケンスに符号化する。符号化されたシーケンスは、送信コイルおよび受信コイルを用いて埋込み受信・刺激手段に転送される。埋込み受信・刺激手段は、ＦＭ信号を復調し、選択された音声符号化方式に一致したアルゴリズムによって、接続された適切な電極に電気パルスを割り当てる。
【０１３８】
外部部品は、電源をさらに備えていることが好ましい。電源は、１つまたは複数の充電型電池からなっていてもよい。送信コイルと受信コイルを使用することにより、皮膚を通した誘導によって埋込み受信・刺激手段および電極アレイに電力が供給される。
【０１３９】
上記人口内耳装置は外部部品に依拠しているが、別の実施形態では、マイクロホン、音声処理器および電源も埋込み可能になっている。この実施形態では、これらの部品は、密封状のハウジングまたは刺激手段用のハウジング内に収容される。
【０１４０】
この側面において、上記アレイは、本明細書に定義された型押し加工または放電加工によって形成されてもよい。
【０１４１】
さらに別の側面において、本発明は、導電性材料からなる厚さ約５０ミクロン未満の加工されたシートから形成された導電性部品を有する装置である。
【０１４２】
この側面において、上記シートは、本明細書で定義されたような白金箔であってもよい。例えば、白金箔の厚さは、約２０ミクロン以下であってもよい。上記シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍであってもよい。
【０１４３】
この側面の別の実施形態では、上記導電性部品は、上記白金箔から形成された少なくとも１本の導電性配線を備えており、該配線の幅は、約１ないし約１００ミクロン、好ましくは約１ないし約７０ミクロンである。
【０１４４】
さらに、上記導電性部品は、上記白金箔から形成された複数の不連続の導電性配線を備えており、上記各配線は、その隣接する配線から電気的に絶縁されていてもよい。一実施形態では、上記隣接する配線間の間隔は、約１０ないし約１００ミクロンである。さらに、上記配線同士は、少なくとも全長の一部が平行に配設されていてもよい。
【０１４５】
上記導電性配線は、同じく上記白金箔から形成された電極から延出していてもよい。電極の面積は、約０．５ｍｍ2未満であってもよい。
【０１４６】
この側面において、上記装置は、蝸牛管内電極アセンブリなどの組織刺激装置の部品であってもよい。別の実施形態では、上記装置は、バイオセンサである。さらに、上記装置は、微細な配線であってもよい。
【０１４７】
この側面において、上記部品は、上記導電性材料のシートを加工して、少なくとも導電性領域のパターンが残るように上記導電性材料のシートから一部を除去することによって形成されていてもよい。上記シートの加工は、放電加工を用いて上記シートの不要部分を除去する工程を備えていてもよい。本明細書に定義された他の方法も利用可能である。
【０１４８】
さらに別の側面では、本発明は、相対的に導電性の領域と相対的に電気抵抗性の領域とからなる所定のパターンを備えた装置を形成する方法であって、
（ｉ）所定の形状の放電電極を有する放電加工装置の内部に導電性材料のシートを取り付ける工程と、
（ｉｉ）上記電極を上記シートに近接させるように上記放電加工装置をプログラミングする工程と、
（ｉｉｉ）上記電極の形状に対応した上記シートの部分を除去するように上記放電加工装置を操作する工程とを備えた方法である。
【０１４９】
この側面において、上記放電加工装置に取り付ける前のシートの少なくとも第１の表面が、導電性材料のシートで最初にコーティングされる。上記層は、銅などの金属層からなっていてもよい。銅層は、めっき槽内でシートの第１の表面にめっきされることが好ましい。上記第１の層がシートに施される前に、シートは、ホルダーに支持されることが好ましい。スプレー式接着剤、テープ型接着剤などの接着剤を使用して、シートを保持部材に支持してもよい。銅層の厚さは、約１００ミクロンであってもよい。別の実施形態では、上記第１の層は、シートの第１の表面に施された導電性塗料の層からなっている。さらに別の実施形態では、上記第１の層は、いかなる種類の除去可能な導電性層から形成されていてもよい。
【０１５０】
第１の層がシートに施されると、研磨されることが好ましい。研磨の目的は、第１の、好ましくは銅の層をできる限り確実に平坦にすることである。
【０１５１】
上記パターンが上記導電性材料のシートに形成されると、上記シートの第２の表面を可撓性材料の層でコーティングすることができる。それが完了した後、上記の方法は、上記第１の層を上記シートの第１の表面から除去する工程を備えていてもよい。
【０１５２】
この側面において、上記の方法は、上記シートに所定の電極アレイのパターンを形成する工程を備えた工程（ｉｉｉ）によって電極アレイを形成するように使用されることが好ましい。
【０１５３】
この側面の好ましい実施形態では、上記導電性材料のシートは、生態適合性材料である。好ましい実施形態では、上記シートは白金シートである。上記シートは、厚さ約１０ないし約５０ミクロンの箔の形状であることが好ましい。箔の厚さは、５０ミクロン以下であることが好ましく、２０ミクロン以下であることがより好ましい。他の適切な厚さも考えられる。各シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍであってもよい。しかしながら、シートの寸法は、上記の方法に使用される工具の要件によって決まる。したがって、様々な寸法のシートが考えられる。
【０１５４】
この側面の工程（ｉｉｉ）は、スパークエロージョンとも呼ばれる放電加工（ＥＤＭ）を用いて上記シートの不要部分を除去する工程を備えていることが好ましい。好ましい実施形態では、この工程に使用される放電加工装置は、電極を備えた切断工具を有している。この切断工具は、シートを物理的に切削するのではなく、その代わりに、誘電性の液体内で電極とシートとの間に連続的に放電を発生させる装置に依拠している。放電は、切断工具に近接するシートの領域を蒸発させる働きをする。フライス加工機によって行われるものなど、他の種類の材料除去をこの工程で実施することによってもシートに所望の形状を形成可能であると思われる。
【０１５５】
好ましい実施形態では、上記切断工具の寸法と形状は、上記工程（ｉｉ）を構成する放電加工工程時に上記シートから除去されるシート部分の寸法と形状に一致している。この実施形態では、上記工具は、上記シートのそれぞれ異なる部分を除去するように複数のそれぞれ異なる位置で上記シートに近接されることが好ましい。上記工具を複数回使用することにより、電極アレイのパターンを徐々に作り上げてゆくことが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０１５６】
ここで、例示として、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【０１５７】
本発明の特徴を説明する前に、図１６に基づいて従来の人工内耳装置の一型式の構造を簡単に説明することが適切である。
【０１５８】
従来の人工内耳は、通常、音声処理器２９を有する外部部品と、埋込みレシーバ・スティミュレータ部２２を有する内部部品の２つの主要部品から構成されている。外部部品は、マイクロホン２７を有している。音声処理器２９は、この図では、外耳１１の裏側に収まるように構成配置されている。別の型式では、身体に装着される。音声処理器２９には、無線周波数（ＲＦ）リンクで電気信号を埋込み部２２に送信する送信コイル２４が接続されている。
【０１５９】
埋込み部品は、送信コイル２４から電力とデータを受信する受信コイル２３を有している。ケーブル２１が、埋込みレシーバ・スティミュレータ部２２から蝸牛管１２まで延びており、電極アレイ２０で終端している。このようにして受信された信号は、アレイ２０によって蝸牛管１２内の基底膜８および神経細胞に印加され、聴神経９を刺激する。そのような装置の動作は、例えば、米国特許第４５３２９３０号に記載されている。
【０１６０】
本発明の方法に使用される型押し用金型の簡略化された一例の全体を図１に符号３０として示す。図示の実施形態では、金型３０は、銅から形成されているが、他の適切な素材も考えられる。金型３０は、直線状に整列された互いに平行な複数の突出部３１を有している。各突出部３１の幅は、最終製品の配線の目標幅を表しており、約１ミクロンと約１００ミクロンの間、より好ましくは１ミクロンと７０ミクロンの間の付近である。隣接する突出部間の間隔は、約１０ミクロンと約１００ミクロンの間であり、最終製品の配線間の間隔を表している。各突出部３１は、電極形成用の拡幅した突出部３２で終端する直角屈曲部を有している。金型３０を使用することにより、突出部３１と電極形成用突出部３２とによって押圧された白金などの導電性材料からなる適切なシートに、浮出しパターンが形成される。
【０１６１】
白金シートに浮出しパターンが形成されると、後述するように、浮出しパターンの部分以外のシート部分を、研削または他の適切な方法でシートから除去することができる。その結果、それぞれ一体的に形成された導電手段が延出する複数の電極が得られる。
【０１６２】
図２は、本発明にかかる方法に使用される、この例では銅からなる別の型押し用金型４０の一部の断面図である。図２に示す部分は、電極アレイ用の導電手段を形成するのに使用される突出部４１の部分である。
【０１６３】
突出部４１は、基部４２から外側に突出している。突出部４１は、その底辺から頂部に向かうにつれて次第に厚さを減少させている。各突出部の底辺の厚さは、約４８ミクロンないし約５４ミクロンである。各突出部は、頂部では、その厚さを約２８ミクロンないし約３０ミクロンまで減少させている。隣接する突出部の底辺間の距離は約６５ミクロンないし約６７ミクロンであるが、突出部の頂部間の距離は約８６ミクロンないし約８７ミクロンである。各突出部の高さは約３０ミクロンである。これらの寸法は、例示に過ぎないとみなされるべきである。
【０１６４】
図３に示すように、金型４０は、プレスの相対的に固定の圧盤５１上に設置することができる。本発明で使用されるプレスは、４ないし５トンまでの圧力を印加できることが好ましい。金型４０が所定位置に置かれると、白金シート４３（厚さ１０ないし１５ミクロン）が金型４０上に置かれる。その後、シート４３上に、裏当て層４４が被せられる。別の実施形態では、金型４０と白金シート４３との間および白金シート４３と裏当て層４４との間に、潤滑剤の薄い層が配される。
【０１６５】
シリコン裏当て層４４が所定位置に置かれると、プレスの上盤５２を相対的に下方に移動させて、金型４０上に置かれたシート４３に圧力を加えることができる。上盤５２は、初期圧力を所定期間（例えば、２トンで１５秒間）加えた後に、より高い圧力をさらに所定期間（例えば、４トンで６０秒間）印加することが好ましい。
【０１６６】
プレス加工された後、上盤５２は、相対的に上方に移動し、シート４３と裏当て層４４を金型４０上の所定位置にまだ置いた状態でプレスから金型４０を取り外せるようにする。
【０１６７】
金型４０がプレスから取り外されると、図４に示すように、複数の浮き出した突条が形成（４３ａ）された白金箔４３を金型４０上の所定位置に残したまま、裏当て層４４を取り外すことができる。
【０１６８】
図５は、型押しされたシート４３の不要な部分を除去する準備を整えるのに必要な工程を示す。鋼製の台板６１に、相対的に薄く擦り付けられた電気剥離用接着剤６２（例えば、イーアイシー・ラボラトリーズ社（ELC Laboratories, Inc.）から入手可能なElectReleaseTME4）またはその他の接着剤をコーティングする。台板６１上の接着剤６２の両側に、約８０の高さのスペーサ６３を設置する。その後、型押し白金箔４３の下面を、その突条４３ａを上方に突出させた状態で接着剤上に置く。その後、天板６４を型押し箔４３の上に置き、スペーサ６３に当たるまで押し下げる。
【０１６９】
型押し箔４３は、接着剤６２が硬化するまで両板６１および６４の間にとどまる。接着剤が硬化すると、天板６４とスペーサ６３が取り外される。それにより、型押し白金箔シート４３が接着された状態で、支持台６１が、上述の方法の工程（ｉｉ）にかけられる準備が整う。
【０１７０】
浮き出した突条４３ａが台板６１から外向きに突出している状態で、研削手段６５を使用して、シート４３に形成された浮出しパターンの一部を除去する。突条４３ａが接着剤内側に向かって下向きに面している状態で箔４３が台板６１に接着されている場合は、図６に示す方法の工程で、箔４３の非浮出し部分が除去されることは明らかである。
【０１７１】
図７に示すように、図６に示す工程の終了後に残された当初のシート４３の残存部分４３ｂが、複数の独立した部分を含んでいることが好ましい。図７では、図示の残存部分４３ｂは、やはりシート４３から形成された（図示しない）各電極まで延びる前後方向の導電手段を断面で表している。
【０１７２】
図８に示すように、この方法は、型押しシート４３を生体適合性かつ可撓性の電気絶縁用シリコン４５で封止する工程をさらに備えている。
【０１７３】
シリコン４５が硬化すると、白金の残存部分４３ｂおよび台板６１に、電気接続部を形成することができる。その後、各電気接続部は、電源と接続されることが好ましい。電源の正極は残存部分４３ｂに接続され、負極は台板６１に接続されることが好ましい。電源が投入されると、電気剥離用接着剤６２に電流が供給されることにより、電気剥離用接着剤が型押しシート４３ｂから剥離する。印加される電圧は、１秒ないし３０分間で５Ｖないし５０Ｖであることが好ましい。
【０１７４】
剥離されると、その結果、図９に示すように、片面にシリコン層４５が封止された電気的に独立した複数の個別の導電部分４３ｂが得られる。必要に応じて、電極アレイおよび導電手段をさらなる封止工程、洗浄、乾燥などの処理にかけることにより、蝸牛管内電極アセンブリとして埋め込むのに適したものにすることができる。
【０１７５】
図１０は、人工内耳電極アレイとして使用される２個の電極アレイを形成する型押し用金型７０に形成された隆起パターンの平面図である。
【０１７６】
図示の金型７０は、人工内耳電極アレイの電極１から電極７を形成するために最後に使用される白金箔シートに適切な浮出しを形成するよう構成されている。残りの形成電極群は、別の金型によって形成され、金型７０によって形成された電極群と積層されることにより、全アレイが形成される。
【０１７７】
金型７０は、各電極１〜７を形成するのに適した突出部７１を有していることに加えて、各形成電極に対応する一体型導電手段をそれぞれ形成するのに使用される、電極形成用突出部７１から延びる直線状突出部７２も有している。
【０１７８】
図示のように、各突出部７２は、絶えず縮小する円を描いて、最終的に内側に急転する。各突出部７２は、電極突出部７１から遠い側の一端が、フィードスルー電極突出部７３で終端している。この末端突出部７３は、金型を用いて形成された電極アセンブリに電気的に接続されることが好ましい受信・刺激手段のフィードスルーに接続するための電極を形成する。
【０１７９】
図１１ないし図１５は、本発明にかかる電極アレイを形成する別の方法を示す。
【０１８０】
図１１では、エッチングされたシリコンウェハから、型押し用金型８０が形成されている。金型８０は、３個の突出部群を有しており、これら突出部群は、白金箔シート４３が図３に示す金型と同様の方法でプレス加工された時に、白金箔シート４３に同数の突条８１を形成させる。
【０１８１】
プレス加工の後、図１２ａに示すように、金型８０がまだその場所にある状態で、シート４３に対して薄いシリコン層８４を成形してもよい。この成形層８４は、相対的に薄いことが好ましい。次の工程の間、保持手段８２を用いて、成形層８４と白金箔４３をその場所に保持する。必要があれば、１層を超える層を成形したり、適切な白金−シリコン間接着層８３を用いて層８４のシート４３への接合を支援することができる（図１２ｂ参照）。
【０１８２】
図１３に示すように、プレス加工されなかった部分４３ｂが、研削または研磨工程によってシート４３から除去される。白金シートは、研磨線９０から下方でシート４３から除去され、シリコン層８４に埋め込まれた突条４３ａを残す。図示の突条４３ａは、互いに電気的に分離され、上述の形成電極群用の前後方向導電手段として機能する。
【０１８３】
人工内耳アレイ用の完全な電極アレイを形成するためには、それぞれ別個に形成された３つのより小型の電極アレイからなる三層構造が必要となる。図１４に示すように、２番目の導電手段群が形成された後、最初の導電手段群の上方に重ねられる。その後、この過程を再度繰り返して完全なアレイが形成される。
【０１８４】
成形工程時には、形成された電極パッドが周辺のシリコンにわずかに埋め込まれることが好ましい。これを実現可能にする方法の一例を図１５に示す。図１５では、積層用型１００が立上がりの嵌込み部９１を有しており、この嵌込み部９１は、この型１００から外側に向かって突出し、形成電極９２の位置と一致している。これらの嵌込み部９１は、電極９２と当接することが好ましく、それにより、続く封止工程時に封止物が電極９２を覆うことが防止される。
【０１８５】
図１５ａは、本明細書中で既に説明した白金箔などの導電性材料シートの加工時に使用される別の装置を示す。この装置は、図１５ｂに示すようなシート９６に対して相対的に移動するよう構成されたポンチ金型９５を備えている。図１５ｂのシートは、より厚みのあるシリコン層９６の表面に貼り付けられた白金箔層４３を備えている。
【０１８６】
図示の例では、ポンチ９５が相対的に下方に移動すると、その加工面９７が、シート９３から白金の一部を効果的に薄切りまたは切り抜き、その部分をシリコン層９６内の様々な深さまで押し込む。ポンチ９５を相対的に上方に後退させると、シリコンの弾性により、シリコン層がシート４３の押抜き部分の周りを少なくともほぼ塞ぐことが予想される。
【０１８７】
図示の例では、ポンチは前後方向に延びていることが好ましく、その結果、使用時に、白金シートの前後方向部分がシリコン層内に押し込まれる。その後、この前後方向部分は、本明細書中で既に述べたように、導電用配線として機能する。
【０１８８】
上述の図示の方法により、シリコン担体内に埋め込まれた複数の電極パッドとそれらと一体形成の導電手段とが形成される。この方法は、相対的に単純明解であり、自動化される可能性を有しているので、人工内耳などの装置の電極アレイの製造コストを削減することができる。
【０１８９】
電極アレイを製造する別の方法を図１７ａないし図２４に示す。
【０１９０】
人工内耳装置の電極アレイを製造する現在の技術は、非常に手間のかかるものである。このことは、主として、アレイの複雑な性質と、人間の蝸牛管の鼓室階に挿入するのに必要なアレイの寸法が極めて小さいことに起因している。埋込み型装置であれば、その製造方法には、人体内に長期間置かれることによって損傷を受けにくい生体適合性の製品を実現することも必要である。
【０１９１】
図２４は、その全体を符号１１０で示し、人間の蝸牛管内で組織刺激装置として使用するのに適した電極アレイを形成する本発明にかかる方法の工程の一部の例のフロー図である。この方法１１０は、これまで知られている人工内耳電極アレイ製造技術よりも自動化が可能である。
【０１９２】
図示のように、この方法１１０は、まずステップ１１１を備えている。ステップ１１１は、白金シートの第１の表面を銅または他の犠牲型材料からなる第１の層でコーティングすることを含んでいる。図示の方法では、生体適合性材料であり、従来の技術を利用して製造される人工内耳について使用実績のある材料であることから、白金が使用される。このシートは、箔の形状をしており、厚さが約１０ないし約５０ミクロンである。各シートの寸法は、約５０ｍｍｘ２５０ｍｍであってもよい。
【０１９３】
ステップ１１１では、めっき槽内で、シートの第１の表面すなわち下面に銅層がめっきされる。しかしながら、通常は、第１の層がシートに施される前に、シートがホルダーに支持される。両面テープまたはその他の種類の接着剤を使用して、シートを保持部材に支持してもよい。本発明のこの例では、銅層の厚さは約１００ミクロンである。別の実施形態では、第１の層は、シートの第１の表面に施された導電膜層からなっていてもよい。
【０１９４】
第１の層は、シートに施された後に、研磨されることが好ましい。研磨の目的は、銅層をできる限り平坦になるようにすることである。
【０１９５】
この方法１１０は、さらに、白金シートに電極アレイのパターンを形成するステップ１１２を備えている。この例では、ステップ１１２は、少なくとも電極アレイと配線の所望のパターンが残存するように白金シートからその一部を除去することを含んでいる。
【０１９６】
この例では、ステップ１１２は、放電加工（ＥＤＭ）を利用してシートの不要部分を除去する工程を備えている。放電加工は、誘電性流体内で電極とシートとの間に連続した放電を発生させる電極を使用することに依拠している。放電は、切断用工具に近接するシートの領域を蒸発させる働きをする。
【０１９７】
図１７ａおよび図１８ａに示すように、電極を白金の表面付近で移動させ表面に押し当てる方法とともに、放電加工装置内で使用される電極チップ１２１の寸法と形状により、ステップ１１２中にシート１３０から除去される部分１２２の寸法と形状が決まる。
【０１９８】
図１７ａに示す例では、放電加工装置は、１個のチップ１２１を利用し、それを複数の異なる位置でシート１３０に近接させてシート１３０の様々な部分１２２を除去することに依拠している。このように、工具を複数回使用することにより、電極アレイの所望のパターンを徐々に作り上げてゆくことになる。図１７ｄに示すように、シート１３０上の様々な場所で電極１２１を複数回使用することにより、シート１３０内に不連続のほぼ矩形の電極１４１の直線状アレイが徐々に形成され、各電極１４１は、そこから離れた位置まで延びてゆく導電部分すなわち配線１４２を有している。各導電部分すなわち配線は、電極から直線状に延出してもよい。
【０１９９】
図１７ｄに示すように、直線状の配線１４２は、平行に整列されている。
【０２００】
図１８ａは、図１７ａに示す電極チップに代わる電極チップ構成を示す。この構成では、放電加工は、図１７ｂに示すシート１３０の３つの領域１２２を同時に除去するよう動作する３個のチップ１２１を使用する。図１７ｃおよび図１７ｄに示すように、放電加工を複数回用いることによって、シート１３０に、電極１４１のアレイとそれに関連する配線１４２が形成される。図１８ａに示す構成を用いる利点は、放電加工チップの使用回数を少なくして同じアレイ１４０を形成することである。
【０２０１】
シート１３０に形成される各電極１４１のサイズは、約０．４ｍｍ2ないし約０．５ｍｍ2である。
【０２０２】
ステップ１１２の間、放電加工装置は、白金シート１３０の所要の部分と、その下方でシート１３０に対してめっきされた銅層の少なくとも一部とを除去するように使用される。放電加工装置は、ステップ１１２において、銅層に穴を開けないように操作される。
【０２０３】
図示しないが、ステップ１１２では、シート１３０の除去すべき部分が、シートの不要部分を除去するレーザアブレーション、微細ナイフ切除、フライス削りなど、他の技術によって除去されてもよい。
【０２０４】
この方法１１０は、さらに、白金シートの第２の表面すなわち上面に可撓性かつ相対的に電気絶縁性の材料からなる層をコーティングするステップ１１３を備えている。このコーティングは、シート１３０の銅層を装着した面とは反対側の表面に形成される。
【０２０５】
この例では、ステップ１１３は、第２の表面をパリレンおよび／またはシリコンからなる層でコーティングすることを含んでいる。その前に、シートの少なくとも第２の表面が洗浄され、脱脂される。このコーティングは、シートの第２の表面に吹き付けられる。しかしながら、スピニング、浸漬、付着などの他のコーティング技術も利用可能である。
【０２０６】
可撓性層は、続く処理ステップの間、シートをステップ１１２で形成されたパターンに維持する働きをする。この層は、相対的に電気絶縁性であることによって、以下により詳細に説明するように、既に形成された電極アレイ内で絶縁層としても作用する。
【０２０７】
この方法１１０は、第２の表面を可撓性材料層でコーティングする前に、ステップ１１２で除去されたシート領域に相対的に電気絶縁性の材料を充填するステップをさらに備えていてもよい。充填材は、ＰＶＡ、ＰＥＧまたは同様の化合物からなる群から選択される。充填材は、ステップ１１２でシートの一部を除去することによって形成されたシートの隙間に可撓性材料層が流入することを防止する働きをする。
【０２０８】
この方法１１０は、さらに、白金シートの第１の表面から銅の第１の層を除去するステップ１１４を備えている。図示の例では、銅層は、槽内での溶解によって除去される。しかしながら、他の技術も考えられる。
【０２０９】
銅層が除去される場合、この方法１１０は、シート１３０の露出した第１の表面すなわち下面にコーティングを施すステップ１１５をさらに備えていてもよい。このコーティングは、可撓性材料層からなっていることが好ましい。図示の例では、ステップ１１５でシート１３０にコーティングされる材料層は、ステップ１１３で第２の表面にコーティングされる材料と同じである。
【０２１０】
ステップ１１５の間、電極１４１は、可撓性材料層で被覆されないようにマスクされる。配線１４２は、マスクされず、したがって、この可撓性材料層でコーティングされる。別の構成では、ステップ１１５でシートにコーティングされた層が、例えば、レーザアブレーションによって、必要な個所を除去され、被覆されていた電極１４１を露出させるようにしてもよい。
【０２１１】
ステップ１１５に続いて、シート１３０がトリミングされて、所望の電極アレイ１４０とそこから延びる配線１４２とを有していないシート１３０の残りの部分が除去されることが好ましい。図示の例では、シート１３０はナイフでトリミングされる。別の実施形態では、ポンチと型を利用して、元のシート１３０の残りの部分から電極アレイおよび配線を切り離してもよい。
【０２１２】
放電加工装置の電極チップは、図１７ａおよび図１８ａに示す特定の構成を有する形で図示されているが、電極チップが他の構成をとり得ることは明らかである。そのような他の構成の１つの結果を図１９に示す。この構成では、放電加工具を使用することにより、１枚の白金シート１３０上に、それぞれ符号１５１ないし１５５で示す５つの異なる電極群が形成される。
【０２１３】
各電極群およびそれに対応する配線は、相互の配置が予め設定され、その製造過程を通して、また最終製品においてもそれが不変であるように形成される。
【０２１４】
図１９では、電極群の配線の幅が約１ないし約１００ミクロン、好ましくは１ないし７０ミクロンであってもよく、そのような場合、従来の製造方法では、そのような微小な寸法を作成する際に問題がある。この点に加えて、隣接する配線間の間隔は、約１０ないし約１００ミクロンであってもよい。さらに、配線は、それらの全長の少なくとも一部が平行に配置されてもよい。
【０２１５】
各群１５１ないし１５５が形成された後、各群は、シート１３０からトリミングされ、次々に上方に積層されて、電極１４１の整列したアレイが形成される。図１９に示す実施形態では、電極アレイは、７個の電極からなる３個の積層された群と、その上方の、５個の電極からなる１個の群と、最上部の、４個の電極からなる１個の群とでアレイを構成した３０個の電極を備えている。しかしながら、他の群の組み合わせも考えられる。
【０２１６】
電極群は上下に積層されているが、各群の電極の実際の位置が必ずしも垂直方向に揃わないことは明らかである。むしろ、下側の群のすぐ上の群は、電極が積層体の下方から確実に見えるように側方にずらされていてもよい。この方法１１０を用いて形成された電極１４１の長手方向アレイの一部を示す図を図２０に示す。
【０２１７】
図１９に示すように、各電極１４１から延びる配線１４２は、同じ長さを有している。しかしながら、配線１４２を様々な長さで形成して、積層体を形成した際に存在する最終的な位置ずれを見込むことも考えられる。
【０２１８】
積層体が形成されると、これまで少なくともほぼ平坦であった電極を、少なくともその一部が第３の次元に延びるように変形させることが好ましい。好ましい実施形態では、各電極は、電極群ごとに配線１４２の平面から曲げ出される。その曲がりは、ほぼ半円形であってもよい。マンドレルを使用して電極に曲がりを形成してもよい。
【０２１９】
電極１４１がほぼ半円形の曲がりを有するように変形されると、各電極１４１は、アレイ１４０の長手方向軸周りにさらに折り曲げられる。この電極１４１の折曲げは、電極をアレイの配線１４２回りに湾曲させることになる。電極は、まとめて折り曲げられ、アレイ１４０を貫通して延びる穴を形成することが好ましい。ここの電極の曲がりの一例を図２１に示す。
【０２２０】
電極アレイ１４０が完成すると、生態適合性シリコン材料層でさらに封止され、電極担持部材１６０が形成される。担持部材１６０の形成に使用するのに適したシリコンの一例は、Silastic（登録商標）MDX 4-4210である。
【０２２１】
担持部材１６０を形成する工程は、型内にアレイ１４０を取り付け、型をシリコンで満たし、シリコンを硬化させることを含んでいる。この構成では、電極は、シリコンでコーティングされないように型内に位置づけられる。図２１ないし図２３に示す構成では、担持部材は、螺旋状に湾曲した形状で成形され、探針１６１または他の直線化手段が存在することによって真直ぐにされない限りはこの形状を採用することが好ましい。図２２および図２３において、図示の担持部材の湾曲度は、例示に過ぎないとみなすべきである。電極アレイおよび担持部材は、探針１６１が完全に後退した場合の湾曲度よりも大きなまたは小さな湾曲度を採用するように、それぞれ形成および成形されてもよい。
【０２２２】
図２１において、探針１６１は、上述した電極１４１の折曲げによって形成された担持部材１６０の穴を貫通していることが分かる。
【０２２３】
図示の方法は、白金シートにコーティングされた銅層を使用することに依拠しているが、本出願は、白金シートが相対的に電気絶縁性の別の材料からなる第１の層でコーティングされた構成も対象にしている。この場合、放電加工は、上述のようには利用できない。むしろ、白金シート１３０の不要部分を、レーザ切除、微細ナイフ切除、化学エッチング、型打ち加工、ローラ切除など、別のシート部分除去技術によって除去することが好ましい。この方法では、第１の層は、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド、ＰＡＡ、ＰＶＡなどの高分子材料からなっていてもよい。
【０２２４】
この方法１１０と本明細書に詳述した工程を利用することにより、電極アレイの各電極に配線を手作業で溶接する必要なく、人工内耳装置用担持部材１６０が形成される。これにより、製造過程を効率化し、その自動化を向上させて、適した品質の担持部材をより低いコストで実現可能になる。
【０２２５】
上記具体的な実施形態の形で示した本発明に対して、本発明を大略的に記述した本発明の精神または範囲から逸脱することなく幾多の変形および／または変更を行い得ることは、当業者にとって明らかである。したがって、これらの実施形態は、あらゆる点で本発明の例示としてみなすべきであり、制限するものとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０２２６】
【図１】図１は、本発明にかかる方法の一実施形態で使用される型押し用金型の突出部の一例の斜視図である。
【図２】図２は、本発明にかかる方法で使用される別の型押し用金型の断面図である。
【図３】図３は、水平プレス内に配置された図２の型押し用金型の拡大断面図である。
【図４】図４は、図２の型押し用金型上に配置された型押しシートの拡大断面図である。
【図５】図５は、研削工程の準備がなされている型押しシートを示す。
【図６】図６は、研削工程で除去されている、型押しシートに形成された浮出しの一部を示す。
【図７】図７は、研削工程の終了後のシートを示す。
【図８】図８は、シリコン層で封止された後のシートを示す。
【図９】図９は、片側にシリコン封止部が形成された形付き導電手段の断面図である。
【図１０】図１０は、一枚の導電性材料シートから人口内耳用の２個の電極アレイを形成する際に使用される型押し用金型の平面図である。
【図１１】図１１は、図１０の型押し用金型の導電手段形成用領域の突出部によって白金シートに形成された浮出しの拡大断面図である。
【図１２ａ】図１２ａは、導電性材料シートから電極アレイを形成する本発明にかかる方法のさらに別の工程の簡略断面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、導電性材料シートから電極アレイを形成する本発明にかかる方法のさらに別の工程の簡略断面図である。
【図１３】図１３は、導電性材料シートから電極アレイを形成する本発明にかかる方法のさらに別の工程の簡略断面図である。
【図１４】図１４は、導電性材料シートから電極アレイを形成する本発明にかかる方法のさらに別の工程の簡略断面図である。
【図１５】図１５は、導電性材料シートから電極アレイを形成する本発明にかかる方法のさらに別の工程の簡略断面図である。
【図１５ａ】図１５ａは、本願にかかる発明の別の実施形態に使用されるポンチの断面図である。
【図１５ｂ】図１５ｂは、図１５ａのポンチを用いて押し抜かれる準備が整った、生体適合性可撓性材料シートに貼り付けられた導電性材料シートの断面図である。
【図１５ｃ】図１５ｃは、図１５ａのポンチ使用後の図１５ｂのシートの断面図である。
【図１６】図１６は、従来技術の人工内耳装置の絵図である。
【図１７ａ】図１７ａは、本発明にかかる方法の一実施形態に使用される放電加工装置に使用される電極チップの平面図である。
【図１７ｂ】図１７ｂは、図１７ａに示す工具を使用することによってシートの線が蒸発されたことを示す白金シートの平面図である。
【図１７ｃ】図１７ｃは、図１７ａの工具を二度目に使用することで電極および隣接する配線を形成できる様子を示した図１７ｂの白金シートの平面図である。
【図１７ｄ】図１７ｄは、図１７ａの工具を複数回使用することで電極アレイおよび隣接する配線群が形成される様子を示した図１７ｂの白金シートの平面図である。
【図１８ａ】図１８ａは、本発明にかかる方法の一実施形態に使用される放電加工装置に使用される別の電極チップの平面図である。
【図１８ｂ】図１８ｂは、図１８ａに示す工具を使用することによってシートの３本線が蒸発される様子を示した白金シートの平面図である。
【図１８ｃ】図１８ｃは、図１８ａの工具を二度目に使用することで３個の電極および隣接する配線群を形成できる様子を示した図１８ｂの白金シートの平面図である。
【図１８ｄ】図１８ｄは、図１８ａの工具を複数回使用することで電極アレイおよび隣接する配線群が形成される様子を示した図１８ｂの白金シートの平面図である。
【図１９】図１９は、適切な加工により、白金シートに電極と隣接する配線との様々な組み合わせを形成できる様子を示す白金シートの平面図である。
【図２０】図２０は、本明細書中に定義された方法の実施形態を利用して形成された電極群を互いに積層することにより、人口内耳装置での使用に適した電極アレイを形成できる様子を示した図面である。
【図２１】図２１は、内部に探針が配置された湾曲状電極アレイを有する担持部材を、移植者の蝸牛管への挿入の準備が整った形状で示す図である。
【図２２】図２２は、探針を後退させて担持部材をより明確な湾曲形状にした図２１の担持部材を示す図面である。
【図２３】図２３は、探針を完全に後退させて担持部材を完全に湾曲した形状にした図２１の担持部材を示す図面である。
【図２４】図２４は、本発明にかかる電極アレイを形成する方法の少なくとも一部の工程を示すフロー図である。
【国際公開パンフレット】
2004527320.tif 000003
2004527320.tif 000004
2004527320.tif 000005
2004527320.tif 000006
2004527320.tif 000007
2004527320.tif 000008
2004527320.tif 000009
2004527320.tif 000010
2004527320.tif 000011
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【国際調査報告】
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