(57)【要約】  本発明は、動物又は人間の患者の体内にインプラントするのに適した気密性パッケージ（４０）に関する。ハウジング（４０）は、ベース部（５０）と、ベース部（５０）を被覆するのに適したカバー部（６０）と、ベース部（５０）とカバー部（６０）との間の界面に設けられた接続手段（７０）とを含む。ベース部（５０）は、第一の気密性材料を含み、カバー部は、第二の気密性材料を含み、接続手段（７０）は、気密性ハウジング（４０）の内部を気密性ハウジング（４０）の外部から気密に封止するよう構成された第三の気密性材料を含む。本発明は、さらに、このようなハウジングを備えるインプラント可能電子回路パッケージ、インプラント、特に網膜インプラント、及びインプラント用の気密性ハウジングを提供する方法に言及する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物又は人間の患者の体内にインプラントするのに適した気密性ハウジング（４０）であって、前記ハウジング（４０）が、ベース部（５０）と、前記ベース部（５０）を被覆するのに適したカバー部（６０）と、前記ベース部（５０）と前記カバー部（６０）との間の界面に設けられた接続手段（７０）とを含み、前記ベース部（５０）が、第一の気密性材料を含み、前記カバー部が、第二の気密性材料を含み、前記接続手段（７０）が、前記気密性ハウジング（４０）の内部を前記気密性ハウジング（４０）の外部から気密に封止するよう構成された第三の気密性材料を含むことを特徴とする気密性ハウジング。
【請求項２】
前記カバー部（６０）が少なくとも所定の波長又は波長範囲に対して透明な材料を含み、前記材料が、好ましくは無金属材料であり、特に無金属ガラスである請求項１に記載の気密性ハウジング。
【請求項３】
前記ベース部（５０）が、セラミック材料、好ましくは無金属セラミック材料を含み、特に、前記ベース部が、複数のセラミック層（５２、５３、５４、５６）、好ましくは、低温共焼成セラミック（ＬＴＣＣ）の層を含んでよい請求項１から２のいずれかに記載の気密性ハウジング（４０）。
【請求項４】
前記接続手段（７０）が、半田ペースト、好ましくは無金属半田ペーストである請求項１から３のいずれかに記載の気密性ハウジング（４０）。
【請求項５】
前記半田ペーストが、所定の波長又は波長範囲において光吸収性であり、特に、前記半田ペーストが、前記気密性ハウジングの前記カバー部が透明である１つの波長又は波長範囲の一部において少なくとも光吸収性である請求項４に記載の気密性ハウジング（４０）。
【請求項６】
インプラントデバイス用の電子回路パッケージであって、
−少なくとも１つの受信ユニット（２６）と、
−刺激信号を発生するよう構成された電気回路（２９）と、
−第一の気密性ハウジング（４０）、好ましくは請求項１から５のいずれかに記載の気密性ハウジングと
を含み、前記第一の気密性ハウジング（４０）が、前記電気回路（２８）及び／又は前記少なくとも１つの受信ユニット（２６）を受けるよう構成されたベース部（５０）と、前記ベース部（５０）を被覆するよう構成されたカバー部（６０）と、前記ベース部（５０）と前記カバー部（６０）との間に設けられ、前記ベース部（５０）と前記カバー部（６０）とを接続し、前記気密性ハウジング（４０）の内部を前記気密性ハウジング（４０）の外部から気密に封止するよう構成された接続手段（７０）とを含むことを特徴とする電子回路パッケージ。
【請求項７】
前記電子回路パッケージが、前記第一の気密性ハウジング（４０）の周囲に少なくとも部分的に配置された第二の気密性ハウジングを含む請求項６に記載の電子回路パッケージ。
【請求項８】
前記第一の気密性ハウジング（４０）の外部であって前記第二の気密性ハウジングの内部に、少なくとも１つの送信及び／又は受信ユニットが設けられる請求項６から７のいずれかに記載の電子回路パッケージ。
【請求項９】
前記第二の気密性ハウジングが、生体適合性材料、特にシリコーンを含む請求項６から８のいずれかに記載の電子回路パッケージ。
【請求項１０】
前記ベース部（５０）が、積層された層（５３、５４、５６）を含む底部を含み、好ましくは、前記層（５３、５４、５６）のうち少なくとも１層が、集積電気回路を含む請求項６から１０のいずれかに記載の電子回路パッケージ。
【請求項１１】
患者の体内にインプラントされるよう構成された第一のインプラント可能デバイスとして請求項６から１０のいずれかに記載の電子回路パッケージを含む補綴システムであって、前記補綴システムが、患者の器官、好ましくは眼にインプラントされるよう構成され、前記電子回路パッケージに接続された第二のインプラント可能デバイス（３０）を含むことを特徴とする補綴システム。
【請求項１２】
前記第二のインプラント可能デバイス（３０）が、生体組織又は細胞を刺激することが可能な少なくとも１つの刺激電極を含む請求項１１に記載の補綴システム。
【請求項１３】
前記第二のインプラント可能デバイス（３０）が、前記電子回路パッケージの送信コイルに接続された受信コイルを含む請求項１１から１２のいずれかに記載の補綴システム。
【請求項１４】
前記補綴システムが、少なくとも第一の送信ユニット（４、５）と、信号を発生して前記信号を前記少なくとも第一の送信ユニット（４、５）に印加するよう構成された信号発生ユニット（８）とを含む体外部品（３、６）を含み、前記少なくとも１つの第一の送信ユニット（４、５）が、前記信号発生ユニット（８）が発生した前記信号を前記電子回路パッケージに送信するよう構成されている請求項１１から１３のいずれかに記載の補綴システム。
【請求項１５】
動物又は人間の患者の体内にインプラントするのに適したインプラント可能電子回路パッケージを提供する方法であって、
−電気回路（２９）及び／又は少なくとも１つの受信ユニット（２６）を受けるよう構成された気密性ハウジング（４０）のベース部（５０）を設ける工程と、
−電気回路（２９）及び／又は少なくとも１つの受信ユニット（２６）を前記ベース部（５０）の底部上に設ける工程と、
−前記ベース部（５０）の面上に接続手段（７０）を設ける工程と、
−前記接続手段（７０）上にカバー部（６０）を設ける工程と、
−前記カバー部（６０）を前記ベース部（５０）に接続し、前記接続手段（７０）の光誘導加熱により前記カバー部（６０）と前記ベース部（５０）との間の間隙を気密に封止して、前記ハウジング（４０）の内部が前記ハウジング（４０）の外部から気密に封止されるようにする工程とを含むことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記接続手段（７０）が、半田ペースト、好ましくはガラス半田ペーストであり、前記カバー部（６０）を前記ベース部（５０）に接続する工程が、前記半田ペーストをレーザー半田付けすることを含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記半田ペーストが、前記気密性ハウジング（４０）の前記ベース部（５０）上に予め硬化されている請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
光、特にレーザーを制御して前記カバー部（６０）と前記接続手段（７０）に被覆された前記ベース部（５０）との間の界面領域を加熱し、前記カバー部（６０）と前記ベース部（５０）との間の界面における所定の対象点又は対象領域において、前記光の強度を、少なくとも所望の対象強度の周辺で直線的に増減させる請求項１５から１７のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に網膜インプラントなどのインプラント、及び特に患者の眼の内部に少なくとも部分的に配置される視覚補綴システムなどの補綴システム用の気密性ハウジング及び電子回路パッケージに関する。本発明は、さらに、特に網膜インプラントなどのインプラント用の、そのようなハウジング及び電子回路パッケージを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
網膜の感光細胞の変性により引き起こされる種々の異なる網膜の疾患が存在する。変性疾患の例には、網膜色素変性症、黄斑変性症、又はアッシャー症候群がある。これらの変性疾患の結果、人々は徐々に視力を失い、最終的には完全な失明を患う。網膜インプラントを含む視覚補綴システムは、網膜組織の一部は変性してしまったが、網膜の大部分は損傷されず、依然として光依存性電気的刺激により直接的に刺激されうるという事実を活かすことで、失明及び視覚障害を患うユーザーにとって、適度な視覚及び方向感覚を少なくとも部分的に取り戻すための有用な道具である。
【０００３】
一般的に、網膜インプラントの動作と、可能性としてはデータ信号とに必要な電力は、高周波電磁場を介してインプラントに供給される。網膜インプラントの場合の電磁場は、たとえば、眼鏡フレームに一体化された送信コイル、つまり体外装置によって発生させてよい。網膜インプラントは、高周波電磁場を受信するよう構成された受信コイルを含み、受信した高周波信号は、網膜インプラントの動作に必要な電力を供給する。
【０００４】
インプラントされた網膜補綴システム、典型的には、眼の軌道に配置されうる眼外インプラントは、信号を受信するよう構成され、したがってそれに反応して電力を供給され、眼内インプラントなどの補綴システムのさらなるインプラントデバイス上の電極を刺激するべく電気パルス又は電気パルスシーケンスを発生できるようになる。眼内インプラントデバイスは、眼外インプラントが受信した場面の内容に基づいた刺激パルスを受信する。眼内インプラントは、刺激を可能にするべく、特に眼の中の、たとえば神経組織又は神経細胞などの刺激されるべき生体組織又は細胞に近接又は接して設けられる。
【０００５】
体外インプラントデバイスを体内眼外インプラントに接続するシステムが、たとえば特許文献１から知られている。体内眼外インプラントは、さらに眼内インプラントに接続される。眼内インプラントは、典型的には、網膜上又は網膜下に設けられ、眼外インプラントは、典型的には、眼の強膜に取り付けられる。眼内インプラントを介して網膜に刺激パルスを供給するべく、眼外インプラントは、体外補綴デバイスから受信した情報を翻訳することができ、かつ刺激パルス又は刺激パルスパターンを発生してこれらの刺激パルス又は刺激パルスパターンを眼内インプラントに送信することができる電子デバイス又は電源を少なくとも含む。
【０００６】
したがって、眼外インプラントの電子デバイスは、長期の埋め込みによって、インプラントの機能が影響されないように、又は少なくとも深刻には影響されないように環境的条件から保護される必要がある。この点に関して、環境にある液体がインプラントに入らないように防止することが望まれるのは、そうでなければ、電子デバイスが、たとえば腐食により損傷又は破壊されうるからである。
【０００７】
ハウジング要素の間を接続させうる鉛ガラス半田などのガラス半田を使用することが、これまで知られていた。これらの鉛ガラス半田は、妥当な温度で塗布し硬化させることができうる。これにより、ハウジングを気密封止するべく鉛ガラス半田を硬化するときに、感温性電子回路を損傷させることなく、これらの電子回路をハウジング内に配置することが可能になりうる。しかし、鉛含有ガラス半田は、一般的には理想的な生体適合性材料ではなく、特に体内への長期の埋め込みを可能にする気密封止を提供しえない場合がある。したがって、湿気が侵入し、気密封止及び金属部品が腐食及び破壊されうる。さらに、半田成分による生体汚染が発生しうる。したがって、このようなハウジングの生体適合性及び信頼性を共に向上させることが望まれる。
【０００８】
網膜補綴システムの場合についての実例は、たとえば、心臓などの筋肉、耳、特に内耳などの神経組織、神経又は神経繊維、及びその他を刺激するためのインプラントなど、その他のインプラントにも同様に当てはまる。本発明は、インプラントのこれらの用途にも適用されうる。
【０００９】
既存のシステムでは、典型的には、少なくとも受信又は送信コイルが設けられ、これらは電子回路パッケージから遠隔位置に配置される。これは、一方では、信頼性のあるデータ送信及び信号受信を保証するために必要とされる。従来技術で知られているこれらのハウジングに、コイルを近接して設置すると、電場に干渉が生じ、近接した構造物の静電容量及び場の分布が影響されうる。
【００１０】
他方、電子回路パッケージから遠隔のコイルは、電子回路パッケージと同じハウジング内に配置する場合には、非常に大きいハウジングが必要となりうる。あるいは、これらのコイルには、別途、気密性ハウジング又はコーティングが必要であるかもしれず、それにより、さらに大きいハウジングが必要となる可能性、又はコイルが環境的条件から十分に保護されない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】欧州特許出願公開第ＥＰ  ２  ２５９  ８４３  Ｂ１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
したがって、本発明の目的は、従来技術において知られている問題のうち少なくとも一つが除去された改良されたインプラント可能デバイスを提供することである。とくに、電子回路パッケージは、気密性が高められていることが望まれる。
【００１３】
さらに、要求されるスペースがより小さく、信頼性のある信号伝送が可能なインプラント可能デバイスの提供が望まれる。
【００１４】
本発明のさらなる目的は、電子回路パッケージに対する信頼性のある気密封止を可能にする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
問題は、独立請求項１に係る気密性ハウジング、請求項６に係る電子回路パッケージ、及び請求項１１に係る補綴システムを含む発明にしたがって解決される。さらに、問題は、請求項１６に係る方法によって解決される。有利な応用が従属請求項に係る。
【００１６】
本発明の第一の観点によると、動物又は人間の患者の体内にインプラントするのに適した気密性ハウジングが提供される。ハウジングは、ベース部及びカバー部を含む。カバー部は、ベース部を被覆するのに適している。ハウジングは、接続手段をさらに含む。接続手段は、ベース部とカバー部との間の界面に設けられる。ハウジングに気密封止を与えるべく、ベース部は第一の気密性材料を含み、カバー部は第二の気密性材料を含む。さらに、ハウジングの接続手段は、気密封止を与えるよう構成された第三の気密性材料を含み、したがって気密性ハウジングの内部が気密性ハウジングの外部から気密に封止される。接続手段は、特に、ベース部とカバー部との間の界面に、たとえばベース部のカバー部に向いている側、又はカバー部のベース部に向いている側の端部に設けてよい。
【００１７】
一般的知識によると、「気密性」という用語は、完全にガス密な、又はガス流を浸透させない封止と理解しうることに留意する必要がある。しかし、特にマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）などのマイクロ構造の文脈では、理想的な封止、つまり無制限で用途非依存の封止は達成され得ないことを当業者は理解するであろう。本発明によると、「気密性」という用語は、したがって、「気密に封止された」と定義されたハウジングから、所定の時間、特定の用途のために、ガス、水分、又は特定の分子を締め出す十分な気密封止を提供するシーリングにも使用されうる。この点に関して、刊行物「レーザーを使用した小型デバイスの接合における気密性接合層としてのグラスフリット」、Ｑｉａｎｇ  ｗｕ、電気電子工学スクール、２０１０年を引用する。
【００１８】
気密封止の品質を特性化する多様な方法が存在する。本発明に係る全ての気密性ハウジングが合格していなければならない気密性規格の一つが、ヘリウムリーク試験及び／又はその後のグロスリーク試験である。試験条件は、たとえば、標準的なヘリウムファインリーク試験（たとえば、ＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３Ｈ方法１０１４、Ｍｉｌ−Ｓｔｄ７５０方法１０７１、及びＭｉｌ−Ｓｔｄ２０２方法１１２）、又はグロスリーク試験などの当業者に知られたより適切な試験によって定義してよい。ファイン及びグロスリーク試験は、マイクロエレクトロニクス産業で広く使用される。試験基準は、たとえば、リーク試験において、１０−６ａｔｍ−ｃｍ３／ｓｅｃ（空気）、好ましくは１０−７ａｔｍ−ｃｍ３／ｓｅｃ（空気）、最も好ましくは、特に体積が０．０５ｃｍ３以下のデバイスにとっては、５＊１０−８ａｔｍ−ｃｍ３／ｓｅｃ（空気）未満、又はより低く、特に１０−９ａｔｍ−ｃｍ３／ｓｅｃ（空気）未満の漏れ率を要求してよい。
【００１９】
この点に関して、本願の文脈における「気密性材料」は、上記の通り、所望の用途に適用可能なこれらの気密性の試験に合格した材料であり、つまり、気密性材料は気密性バリアを与えることが可能になっている。特に、本発明の範囲における気密性は、インプラント、電子回路パッケージ、及び／又は、電子部品を収容した気密性ハウジングの長期埋め込みを可能にする気密性を指す。この点に関して、気密性は、理想的には、たとえば気密性ハウジング又はコーティングなどの気密性バリアによって保護された製品のライフサイクルの全体にわたって気密封止を与える気密特性を持った気密性バリアとしても定義されうる。
【００２０】
上に定義した高い気密性規格は、特に、本発明に係る気密性ハウジングに適用されるべきであることにさらに留意されたい。しかし、ハウジングに追加して、さらなる気密性ハウジング又は層を本発明に係る気密性ハウジングの周囲に設けてよい。この場合、追加的な気密性カバー又はハウジングに同じ機密性規格を適用してよい。しかし、追加的な気密性カバーは、本発明の範囲から逸脱することなく、より低い規格を満たしたものであってもよい。これは、たとえば、何らかの部品、たとえば送信及び／又は受信コイル、フォトダイオード、又はその他の部品を気密性ハウジングの外部に配置する必要がある実施形態に該当する。そうではあっても、送信及び／又は受信コイルを、ハウジングの内部にさらに配置することができることに留意されるべきである。対照的に、気密性ハウジング内には、電子チップ及び接続パッドなどの高感度の電子部品を収容してよい。気密性ハウジングの外部の部品は、環境的作用に対する耐性がより高いであろうため、気密性規格がより低いものであってよい。
【００２１】
ベース部とカバー部との間に接続手段を設けることで、特に、ベース部をカバー部で被覆する前に気密性ハウジング内に電子部品などの部品を配置する必要がある場合に、信頼性のある気密封止が確立されうる。
【００２２】
本発明の実施形態では、カバー部は、少なくとも所定の波長又は波長範囲に対して透明な材料を含む。この点における透明とは、光に対して透明又は光学的に透明であることを意味する。光は、可視光領域（たとえば、３００ｎｍから９００ｎｍの波長）にあってよい。これにより、カバー部を介して光により接続手段を操作し、したがってハウジングの気密封止を容易にすることが可能になりうる。カバー部の材料は、好ましくは、無金属材料、特に無金属ガラスである。金属カバーを使用しないことで、ハウジングの外部で電場を発生、検出、又は受信する電子部品をハウジング内に収容するべき場合に、ハウジングの信頼性を高めうる。これは、特に、本発明のいくつかの実施形態において、体外補綴デバイスから信号を受信する部品、又はさらなるインプラント部品に信号を伝送する部品に該当しうる。
【００２３】
したがって、ハウジングのベース部は、セラミック材料、好ましくは無金属セラミック材料を含んでよい。セラミック材料の使用は、たとえばアルミナ、ジルコニア、又はシリコンカーバイドなどのセラミックは、内在する気密特性を既に示している場合があり、したがって気密性ハウジングの製造を促進しうるので特に有利となりうる。
【００２４】
本発明のいくつかの実施形態では、ハウジングのベース部は、複数の層を含む。具体的には、これらの層は、低温共焼成セラミック（ＬＴＣＣ）の層であってよい。これらの層は、たとえば、それらの取引名の「デュポンブルーテープ」又は「デュポングリーンテープ」と呼称してよい。特に、ＬＴＣＣ層のうち少なくともいくつかは、内部に電気的コンタクト及び／又はスルーコンタクトを設けてよい。これにより、ハウジング内に設けられた電子部品が外部に接触することが可能となりうる。
【００２５】
特定の実施形態では、ハウジングのベース部は１０層のＬＴＣＣ層を含む。これらの実施形態では、ＬＴＣＣ層のうち４層が電気配線及びコンタクトを含んでよい。これらの４層は、後から設けられ、ベース部の底部を形成する。残りの６層のＬＴＣＣ層は、たとえば円形リングなどのリングとして設けられて、後に互いに積層したときに、ベース部の外周壁又はへりを共に形成してよい。各壁層のリングの幅は、各層を組み合わせたときに気密封止が与えられるように選択される。
【００２６】
別の特定の実施形態では、ハウジングのベース部は、１２層のＬＴＣＣ層を含む。これらの実施形態では、ＬＴＣＣ層のうち５層が電気配線及びコンタクトを含んでよい。これらの５層は、後から設けられ、ベース部の底部を形成する。残りの７層のＬＴＣＣ層は、たとえば円形リングなどのリングとして設けられて、後に互いに積層したときに、ベース部の外周壁又はへりを共に形成してよい。各壁層のリングの幅は、各層を組み合わせたときに気密封止が与えられるように選択される。
【００２７】
接続手段は、半田ペースト、好ましくは無金属半田ペーストであってよい。特に、互いに積層されてハウジングのベース部を形成する多数のＬＴＣＣ層を含む実施形態では、半田ペーストは、最上層のＬＴＣＣ層の上に、つまりベース部のカバー部に対向する面の上に設けてよい。半田ペーストは、当該第一のＬＴＣＣ層の上に予め堆積して予め硬化させてもよい。
【００２８】
ペースト、つまり半田ペーストとして接続手段を設けることで、気密封止の過程でハウジングの容易な取り扱い及び半田の規定された塗布が可能となりうる。特に、半田ペーストを使用することで、半田をベース部上及び／又はカバー部上に印刷することが可能となり、これによりハウジングの製造が促進されうる。
【００２９】
「無金属」という用語は、導電性や誘導性や同様な電気的特性を持たない材料を指すが、なぜなら、これらの電気的特性は金属に典型的であるからであることに留意するべきである。しかし、アルミナ、つまり酸化アルミニウムなどの金属イオンを含むセラミックなどの材料を使用してよいことに気付かれよう。しかし、これらの材料は、元素金属に匹敵しうる特性を持っておらず、したがって電場と相互作用せず、又は少なくとも電場に著しい影響を与えない。本発明の範囲では、したがって、無金属材料は、元素金属に知られる内在する電気的特性のために電場に干渉することがない、又は無視可能な程度にしか干渉しない材料と理解されるべきである。
【００３０】
特に、たとえばガラス半田ＦｅｒｒｏＦＸ１１−０３６又はＦｅｒｒｏＤＬ１１−２０５などのガラス半田の使用は、接続手段の腐食と、ひいては気密性の低下とを排除するのに有利となりうる。好ましくは、ガラス半田は、ＦｅｒｒｏＤＬ１１−２０５のように無鉛である。これにより、半田ペースト及びそれにより設けられる封止の寿命と、最終的には内部に収容された電子部品を含むハウジング全体の寿命とが延長されうる。さらに、有利にも、使用されるガラス半田は生体適合性である。これにより、ハウジングのインプラントが可能となりうる。半田は、非結晶性半田、特に半田ペーストであってよい。
【００３１】
しかし、生体適合性の無鉛半田ペーストは、数百度、たとえば２５０℃から４００℃の範囲、特に２９０℃から３６０℃の間の硬化温度を有しうる。半田にとってこのような硬化温度は、接続パッドに半田接着又はワイヤボンディングされるチップなどのハウジング内の電子部品の間に設けられる接着部が安定であったとしても、許容可能な限度を超えている。これらの接続部は、約１００℃超の温度で溶融により既に劣化し始めている可能性がある。ハウジングの内部へのアクセスはハウジングを気密封止した後では不可能であるため、ハウジング及び内部の電子部品は、デバイスを１００℃又はさらには２００℃を超える温度に加熱すると、使用不可能となりうる、したがって、ガラス半田を、ハウジングのそれ以外の部品を過熱することなく硬化させる代替的な方法の提供が望まれる。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態によると、半田ペーストは、所定の波長又は波長範囲において光吸収性である。特に、半田ぺーストは、気密性ハウジングのカバー部が透明である１つの波長又は波長範囲の一部において少なくとも光吸収性である。「光吸収性」という用語は、特に、レーザー光をも指すべきである。レーザービーム吸収性半田ペースト、又は一般的には、光又はエネルギー吸収性半田ペーストは、したがって、所定の波長の光の印加により、容易に加熱され、最終的に硬化されうる。有利にも、光はレーザーにより供給され、レーザー光は加熱又は硬化されるべきスポット又は領域に集中する。ハウジングのカバー部が光を透過する波長又は波長範囲に光吸収を調整すると、カバー部を半田ペーストの上に配置してハウジングのベース部を被覆する間に、接続手段、つまり半田ペーストの硬化が行われうる。好ましい波長範囲は、赤外、特に近赤外光である。レーザーは、たとえば、８０８ｎｍの波長のＩＬＴレーザー又は連続波ダイオードレーザーであってよい。さらなるレーザーを、本発明の範囲から逸脱することなく使用してよい。
【００３３】
たとえば、ベース部上の半田の特定の形状を光印加に持たせることにより、又は半田の加熱が本質的に均一となるような速度で半田ペースト上にレーザーを走査することにより、レーザーが半田を均一に加熱するよう特にレーザーを制御してよい。このようなレーザー制御によって、特に、半田をベース部及びカバー部に均等に接着することが可能となりうる。さらに、半田、つまり接続手段の内部の不均一な熱分布により特にカバー部内に引き起こされる熱応力が軽減されうる。
【００３４】
半田は、ハウジングの最終的な組み立ての前にＬＴＣＣ層上に塗布してよい。特に、半田は、二重硬化が必要な半田ペーストであってよい。したがって、予め硬化させた半田ペースト層が上に設けられたＬＴＣＣを使用してよい。これは、半田の厚さを規制する助けとなりうる。有利にも、半田は、典型的には約１５μｍから３０μｍと７０μｍとの間、好ましくは、約３０μｍと約８０μｍとの間、より好ましくは、約４７μｍと約７３μｍとの間の厚さを、半田の初期硬化後に有してよい。硬化の際、半田層の厚さは、たとえば、半田ペースト内の水の損失、及び外部圧力及び熱により生じる半田の広がりにより減少しうる。したがって、半田ペースト層は、典型的には、前硬化工程の後、ＬＴＣＣ層上の半田の厚さが約７０μｍ、好ましくは約６０μｍとなるような厚さを与えられる。
【００３５】
本発明の第二の観点によると、インプラントデバイス用の電子回路パッケージが提供される。電子回路パッケージは、少なくとも１つの受信ユニット、刺激信号を発生するよう構成された電気回路、及び第一の気密性ハウジングを含む。気密性ハウジングは、特に、本発明の第一の観点に係る気密性ハウジングであってよい。第一の気密性ハウジングは、電気回路及び／又は少なくとも１つの受信ユニットを受けるよう構成されたベース部を含む。さらに、気密性ハウジングは、ベース部を被覆するよう構成されたカバー部を含む。カバー部は、たとえば、蓋又はフリット、特に、ガラス蓋又はガラスフリットであってよい。さらに、ベース部とカバーとの間に接続手段が設けられる。接続手段は、ベース部とカバー部とを接続するよう構成され、また、気密性ハウジングの内部を気密性ハウジングの外部から気密に封止するよう構成される。
【００３６】
インプラントは、生体組織又は細胞の電気的刺激用のインプラントであってよい。特に、インプラントは、第一の眼外インプラントデバイス及び第二の眼内インプラントデバイスを含む少なくとも網膜インプラントであってよい。インプラントは、第一及び第二のインプラント可能デバイスに加えて、体外補綴デバイスを含んでよい補綴システムの一部であってよい。しかし、好ましくは第一のインプラントは眼外インプラントであるが、当該第一のインプラントは、患者の眼の内部に、たとえば、眼の光路から外して設けてよいことに留意するべきである。
【００３７】
このような気密性ハウジングを有するインプラント用の電子回路パッケージは、気密性が高められうる（つまり、気密的にタイトである）。したがって、電子部品は、環境的作用からより良好に保護されうる。これにより、電子回路パッケージの寿命の延長が可能となりうる。気密封止を与えることで、さらに封止そのものの劣化が軽減され、封止の寿命、ひいてはパッケージ全体の寿命が延長されうる。
【００３８】
本発明の応用においては、電子回路パッケージは、第一の気密性ハウジングの周囲に少なくとも部分的に配置された第二の気密性ハウジング又はカバーを含む。第二の気密性ハウジングを設けることにより、一つには、第一の気密性ハウジング内の部品の環境からの保護性がさらに高められうる。さらに、第一の気密性ハウジング内に設けるべき部品と同レベルの気密性保護を必要としない部品を、第一の気密性ハウジングの外部に配置しうる。このようにすると、第一の気密性ハウジングに必要なサイズが小さくなりうる。第二のハウジングの気密性規格としては、気密性試験に合格していることを要求してよい。刺激電極及び／又はフォトダイオードを備える眼内インプラントなどの、気密性ハウジングの外部に配置される部品用の気密性コーティング又はカバーの気密性試験は、第一の内部気密性ハウジングに要求される気密性試験よりも要求される規格が低くても、同じでも、高くてもよい。典型的には、このようなコーティングが与える気密性はより低く、規格及び試験は範囲が異なる。
【００３９】
いくつかの実施形態によると、第一の気密性ハウジングの外部かつ第二の気密性ハウジングの内部に、少なくとも１つの送信及び／又は受信ユニットが設けられる。先に示したように、異なる部品には異なるレベルの保護、つまり気密性ハウジング又はカバーによる保護が要求されうる。事実、たとえば、異なる送信及び／又は受信ユニットなどの異なる電気部品を互いに近接して設けることにより、干渉と信号伝送の障害とにつながりうる。送信及び受信ユニットを局所的に離間させることで、信号伝送の改善が助けられ、したがって電子部品の信頼性が高められうる。これらの理由により、これらのユニットのうち１つ以上を第一の気密性ハウジングの外部に配置して、第二の気密性ハウジング又はカバーにより保護されるようにすることが望ましいであろう。送信及び／又は伝送ユニットは、特に、コイルとして設けてよいことに気付かれよう。
【００４０】
いくつかの実施形態では、第二の気密性ハウジングは、生体適合性材料、特に、シリコーンを含む。このような材料の選択により、身体からの免疫応答なしに電子回路パッケージを体内に長期にわたりインプラントすることが可能となりうる。第二の気密性ハウジングに追加して、又はその代替として、更なる材料又は代替的な材料を使用してよい。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態によると、ベース部は底部を含み、底部は積層された層を含む。好ましくは、これらの層のうち少なくとも１層は、集積電気回路を含む。電子回路パッケージの気密性ハウジングの底部の層構造により、ハウジングの外部へと電気接続が確立されうる。同時に、積層された層は、ハウジングの気密封止を与えうる。このようにすると、外部部品への電気接続を可能にしつつ、少なくとも最も感度が高い電子部品を電子回路パッケージのハウジング内に確実に保護しうる。
【００４２】
本発明の第三の観点によると、補綴システム、特に網膜補綴用の補綴システムが提供される。補綴システムは、第一のインプラント可能デバイスとして、本発明の第二の観点に係る電子回路パッケージを含む。第一のインプラント可能デバイスは、患者の体内にインプラントされるよう構成される。補綴システムは、患者の器官、特に眼にインプラントされるよう構成され、電子回路パッケージに接続された第二のインプラント可能デバイスをさらに含む。したがって、補綴システムは、電子回路パッケージを含む第一の部品と、器官に直接的にインプラントされるよう構成された第二の部品との少なくとも２つの部品を含む。補綴システムの第一の部品は、インプラントするとき、体内であってよいが、機能性をサポートされるべき器官の外部に配置してよいことを当業者は理解するであろう。視覚補綴システムの例では、したがって、第一の部品は、眼外ではあるがインプラントされるデバイスであってよい。
【００４３】
第二のインプラント可能デバイスは、生体組織又は細胞を刺激することが可能な少なくとも１つの刺激電極を含んでよい。これにより、指定された組織の特定の組織領域を、又は個々の細胞をさえ、直接的に刺激することが可能となりうる。さらに、第一の、又は好ましくは、第二のインプラント可能デバイスは、フォトダイオードを含んでよく、フォトダイオードは、たとえば眼の外部からフォトダイオードへと伝わった光を受光し検出するよう構成される。このようにすると、情報がインプラントへと供給されうる。
【００４４】
特に、第一のインプラント部品及び第二のインプラント部品を設けることにより、たとえば組織を刺激するために必要な電子部品の全てを第一のインプラント可能デバイス内に配置しうるため、第二のインプラント部品のサイズを著しく小さくしうる。したがって、関心対象組織の内部に、又は近接して配置するよう意図された第二のインプラント可能デバイスを、より非侵襲的にインプラントしうる。さらに、第一のインプラント可能デバイスを別途設けることにより、エネルギー源、信号発生器、その他などの場所を取る電気部品を、患者と、器官又は器官内の組織の機能又は残存機能とに対する負の作用が軽減される、たとえば器官の外部又は器官内の離れた位置に配置しうる。
【００４５】
本発明の実施形態では、第二のインプラント可能デバイスは、電子回路パッケージの送信ユニットに接続された受信ユニットを含む。したがって、電子回路パッケージ、つまり第一のインプラント可能デバイスの送信ユニットの、第二のインプラント可能デバイスの受信ユニットとの接続は、有線接続又は無線接続であってよい。特に、第一及び第二のインプラント可能デバイス間を無線接続する場合、送信ユニット及び受信ユニットは、それぞれ送信コイル及び受信コイルであってよく、又はそれぞれが送信及び受信コイルの両方であってよい。第一及び第二のインプラント可能デバイスの両方が送信及び受信ユニットを有して、第一及び第二のインプラント可能デバイス間の双方向通信が確立されるようにしてよいことに気付かれよう。このようにすると、第二のインプラント可能デバイスを、センサーとしても使用しうる。
【００４６】
本発明のさらなる実施形態によると、補綴システムは、少なくとも第一の送信ユニット及び信号発生ユニットを含む体外部品を含む。信号発生ユニットは、信号を発生して、体外部品の少なくとも第一の送信ユニットに信号を印加するよう構成される。少なくとも１つの第一の送信ユニットは、信号発生ユニットが発生した信号を電子回路パッケージに送信するよう構成される。
【００４７】
本発明の文脈内では、「体外」という用語は、たとえば補綴デバイスの一部として使用するとき、患者又は動物の身体の外部に配置するよう意図された本発明に係る部品を定義するものと理解されるべきである。したがって、本発明によると、補綴システムのデバイスは、３つのカテゴリー、つまり体外部品、第一のインプラント可能デバイス、つまり体内に、好ましくは特定の器官の外部にインプラントされる部品、及び第二のインプラント可能デバイス、つまり眼などの器官内にインプラントされるインプラントに区別されうる。具体的には、網膜インプラントの好適な例では、体外デバイスは、眼鏡のフレームに一体化されるデバイスであってよく、又は身体の外部表皮層に取り付けてよい。第一のインプラント可能デバイス、たとえば電子回路パッケージは、眼窩内であるが眼の外部に、つまり眼の硝子体の外部に配置されるよう構成してよい。たとえば、第一のインプラント可能デバイスは、眼の強膜に取り付けられるよう構成してよい。第二のインプラント可能デバイスは、眼の内部、たとえば、眼の硝子体の内部に、好ましくは、眼の網膜の上、中、又は下に配置される眼内デバイスであってよい。
【００４８】
したがって、本発明に係る網膜補綴システムは、体外部品、眼外インプラントデバイス、及び眼内インプラントデバイスの３つの部品を含んでよい。これらの部品の全てを、無線接続、有線接続、又はこれらの組合せによって接続してよい。特定の実施形態では、また特定の用途によっては、補綴システムは、本発明の範囲から逸脱することなく、上記したこれらの部品のうち２つだけを含んでもよく、これらの部品のうち少なくとも１つは上記した電子回路パッケージを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態によると、第一のインプラント可能デバイス、つまり眼外インプラントデバイスは、高周波信号及び／又は２つ以上の高周波信号を含む重畳信号を受信するよう構成された受信コイルを少なくとも含む。
【００５０】
インプラント可能デバイスのうち少なくとも１つが有する受信コイルは、外部の、つまり体外の補綴デバイスから送信される信号により電気的エネルギーを受信するようさらに構成してよい。同様に、２つのインプラント可能デバイスを使用する場合、インプラント可能デバイスのうち１つ、たとえば眼内インプラントなどの第二のインプラント可能デバイスは、たとえば眼外インプラントなどの第一のインプラント可能デバイスから送信される電気的エネルギー及び／又はデータ信号を受信するよう構成された受信ユニットを含んでよい。
【００５１】
電子回路パッケージの電気回路は、内部電源により、又は受信ユニットが受信する電気的エネルギーによって直接的に、動力を与えられる刺激チップを特に含んでよい。
【００５２】
本発明の第四の観点は、インプラント可能電子回路パッケージを提供する方法に言及する。方法は、電気回路及び／又は少なくとも１つの受信ユニットを受けるよう構成された気密性ハウジングのベース部を設ける工程を含む。ベース部は、特に、気密性ハウジングのベース部であってよい。受信ユニットは、少なくとも１つの送信及び／又は受信コイルを含んでよい。電気回路及び／又は少なくとも１つの受信ユニットは、ベース部の底部上、つまり気密性ハウジングの内部に設けられる。さらに、ベース部の面上には、接続手段が設けられる。特に、接続手段は、電気回路及び／又は少なくとも１つの受信ユニットがベース部内に設けられる前に、既にベース部上に設けられていてよい。特に、接続手段は、ベース部の製造の際に既にベース部上に設けられていてよい。
【００５３】
組み立て工程では、カバー部が接続手段上に設けられる。カバー部は、接続手段によりベース部に接続されるが、このようにすることでカバー部とベース部との間の間隙が気密に封止される。その接続は、接続手段の光誘導加熱により確立される。
【００５４】
本発明の実施形態では、ベース部の底部は、集積回路、電気接続、及び／又は相互接続用配線トレースを含んでよい。特に、ハウジングのベース部の底部又はハウジングのベース部の全体は、気密性ハウジング内部から外部へと電気接続を与えるスルー接続を少なくとも底部において有してよい複数の層を含んでよい。そのような実施形態では、提案した方法のさらなる工程では、ハウジング内に配置された電気回路及び／又は少なくとも１つの受信ユニットを、ベース部の底部に接続する。
【００５５】
電気回路は、電子チップ、フリップチップ、又はさらなる相互接続電気部品を含むどのような電気回路又はマイクロ回路であってもよい。特に、電気回路は、刺激電極、たとえば電極アレイに刺激インパルス又はデータを供給する刺激チップであってよい。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態によると、接続手段は、半田ペーストである。そのような実施形態では、カバー部をベース部に接続する工程は、半田ペーストをレーザー半田付けすることを含んでよい。レーザー制御半田付けによって、多様な利点が与えられうる。一つには、レーザー光が、高い光強度で非常に小さい領域及び構造に集中するので、局所的な加熱が可能になりうる。さらに、レーザーの制御は、特に、強度制御、反応時間、又は変位制御の観点において、その他の光源よりもより精密となりうる。その場合、ハウジングの所定の領域、つまり半田ペーストを含む領域だけが加熱されうる。ハウジングの内部など、より遠隔の領域は、加熱されないか、又は少なくとも直接的には加熱されない。これにより、一般的な加熱手順では損傷されうるハウジング内の電気部品の寿命が延長されうる。したがって、本発明に係る方法によって、ハウジング全体への熱印加が必要な方法に比べて、ハウジング内に電気部品を事前配置、接触、及び配線することが可能となりうる。これにより、製造プロセスが促進されうる。
【００５７】
半田ペーストは、気密性ハウジングのベース部上に予め硬化させてよい。これにより、気密性ハウジングの終端部の組み立てが促進されうる。さらに、多重硬化が必要な半田ペーストを塗布してよく、それにより完全に組み立てられたハウジング内での硬化プロセスを最小限に減らして、半田ペースト層を加熱又は設ける間に電子部品が損傷されるリスクを軽減してよい。
【００５８】
光、特に、レーザーを制御して、カバー部と、接続手段に被覆されたベース部との間の界面領域のみを加熱してよい。カバー部とベース部との間の界面における所定の対象点又は対象領域において、光強度を、好ましくは、少なくとも所望の対象強度の周辺で直線的に増減させる。
【００５９】
有利にも、印刷回路などにおいて知られる方法によってベース部及び／又はカバー部に印刷することができる半田を使用する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
本発明のさらなる詳細、好ましい実施形態、及び利点が、図面を参照する以下の記載において見受けられるであろう。
【図１】図１は、視覚補綴システムの概観を示す。
【図２】図２は、網膜インプラントを含む眼球の断面を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施形態に係る気密性ハウジングの側面図を示す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに係る側面図の一部の拡大図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る多層構造を含む気密性ハウジングのベース部を分解図で示す。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る気密性ハウジングの上面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１は、実施例として、失明及び視覚障害を患うユーザーにとって、適度な視覚及び方向感覚を少なくとも部分的に取り戻すための視覚補綴システムを示す。網膜の感光細胞の変性により引き起こされる種々の異なる網膜の疾患が存在する。変性疾患の例には、網膜色素変性症、黄斑変性症、又はアッシャー症候群がある。これらの変性疾患の結果、人々は徐々に視力を失い、最終的には完全な失明を患う。
【００６２】
図１に示す視覚補綴システムは、たとえば、眼球２内に配置される眼内部、及び眼球２の外面に配置される眼外部を含んでよい網膜インプラント１を含む。網膜インプラント１の眼内部は、患者の網膜と直接的に接するマイクロコンタクトのアレイを含み、マイクロコンタクトは、網膜組織に電気的に接触するよう構成される。
【００６３】
視覚補綴システムは、たとえば、眼鏡フレームとして実現されうるビジュアルインターフェース３をさらに含む。ビジュアルインターフェース３は、網膜インプラント１にエネルギーを供給し、網膜インプラント１と無線データ通信を行うよう構成される。ビジュアルインターフェース３から網膜インプラント１へのエネルギー転送は、眼鏡フレーム２１、たとえば蔓９にともに一体化された第一の送信コイル４及び第二の送信コイル５により達成される。図１の実施形態に係る図示の視覚補綴システムは、有線接続７を介してビジュアルインターフェース３に接続されたポケットコンピューター６を含む。ポケットコンピューター６は、送信コイル４に第一の高周波信号を、第二の送信コイル５に第二の高周波信号を発生する信号発生ユニット８を含む。好ましくは、２つの高周波信号は、同一の周波数を有し、第一及び第二の高周波信号の周波数は、１００ｋＨｚと１００ＭＨｚとの間の範囲にある。さらに好ましくは、第二の高周波信号は、第一の高周波信号に対して位相シフトされている。代替的な実施形態では、送信コイルを１つだけ、したがって高周波信号を１つだけ設けてよい。
【００６４】
有線接続７を介して、第一の高周波信号は第一の送信コイル４に供給され、第二の高周波信号は第二の送信コイル５に供給される。第一の送信コイル４は、第一の高周波信号を伝送し、第二の送信コイル５は第二の高周波信号を伝送する。第一及び第二の送信コイル４及び５は、無線周波数範囲の周波数を有する電磁場を放射する。
【００６５】
網膜インプラント１は、第一の送信コイル４もしくは第二の送信コイル５、又は両方が発生させた電磁場を受信する受信コイルを含む。受信コイルが受信した電磁信号により、網膜インプラント１の動作に電力が供給される。
【００６６】
ビジュアルインターフェース３は、患者の視界の動画像を取得するビデオカメラ１０をさらに含んでよい。ビデオカメラ１０が取得した動画信号は、ポケットコンピューター６に送信される。そこでは、動画信号は、網膜インプラント１上のマイクロコンタクトのアレイに対応した刺激データへと変換される。ポケットコンピューター６により決定された刺激データは、ビジュアルインターフェース３へと転送され、網膜インプラント１に送信される。代替的に、受信した動画信号を刺激パルスへと変換可能な集積回路を設けてよい。したがって、ポケットコンピューターは、補綴デバイスの少なくとも１つ、インプラント可能なもの、又は身体の外部のものに一体化されたコンピューター又はコンピューターチップに置き換えてよい。さらに、動画信号は、たとえば、携帯電話又はスタンドアローンユニットを含む遠隔コンピューター又はコンピューティングデバイスに送信してよい。特に、装着の快適性に影響する有線接続を省くために、送信は無線であってよい。
【００６７】
刺激データを網膜インプラント１に送信するための種々の選択肢が存在する。一実施形態によると、刺激データは、第一及び／又は第二の高周波信号の少なくとも１つに変調される。網膜インプラントでは、受信した電磁信号が復調される。この実施形態では、第一及び／又は第二の高周波信号は、網膜インプラント１へのデータ通信及びエネルギー転送の両方に使用される。
【００６８】
別の実施形態によると、刺激データは、変調した光ビームにより、好ましくは変調した赤外光により、網膜インプラント１に送信される。この実施形態では、第一及び／又は第二の高周波信号は、網膜インプラント１へのエネルギー転送のみに使用される。
【００６９】
網膜インプラント１では、刺激データが復号される。刺激データに従い、刺激パルスが網膜インプラント１のマイクロコンタクトに印加される。網膜組織の刺激により、視覚印象が発生する。
【００７０】
図２は、網膜インプラントを含む患者の眼の断面を示す。外光が角膜１１及び眼レンズ１２を通過して網膜１３に衝突する。網膜１３は、眼球内部の大部分を被覆する。眼球の外面は強膜１４により形成される。網膜１３と強膜１４との間には、脈絡膜１５が位置する。虹彩１６が眼の内部に入射しうる光量を判断する。眼レンズ１２は毛様筋１７により固定される。
【００７１】
図２に示す実施形態に係る網膜インプラントは、眼内部１８及び眼外部１９を含む。眼内部１８は、眼の内部に配置され、眼外部１９は強膜１４の外面に固定される。図２に示す実施形態では、眼内部１８と眼外部１９とは、毛様筋１７の直後の位置において強膜１４を通る有線接続２０によって電気的に接続される。代替的には、眼内部１８及び眼外部１９を無線接続してよい。
【００７２】
患者は、眼鏡２２備える眼鏡フレーム２１を装着する。第一の送信コイル２３が眼鏡の一方の周囲に配置される。第二の送信コイル２４が眼鏡フレーム２１の蔓２５の一方に一体化される。このようにすると、送信コイルは他方に対して角度を持って配置される。第一の送信コイル２３は第一の高周波信号を送信するよう構成され、第二の送信コイル２４は第二の高周波信号を送信するよう構成される。第一の送信コイル２３が発生した電磁場は、第二の送信コイル２４が発生した電磁場に重畳される。網膜インプラントの眼外部１９は、受信ユニット、ここでは受信コイル２６を含む。受信コイル２６は、重畳電磁信号を受信して網膜インプラントの部品に電力を供給するよう構成される。第一及び／又は第二の送信コイル２３、２４から受信コイル２６へのエネルギー転送は、第一及び第二の高周波信号の相対的な位相及び各々の振幅を調整することにより最適化することができる。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、重畳電磁場を受信コイル２６の向きへと調整することができる。
【００７３】
さらに、視覚情報を搬送する刺激データが、ビジュアルインターフェースから網膜インプラントへと送信されなければならない。図２に示す実施形態では、変調した赤外ビーム２７を使用して刺激データを網膜インプラントへと送信する。赤外ビーム２７は、たとえば、眼鏡２２の近傍に配置された赤外送信ＬＥＤによって発生させてよい。変調した赤外ビーム２７は、眼レンズ１２を通過して、網膜インプラントの眼内部１８上に配置された受光素子２８（たとえば、フォトダイオード）に衝突する。受光素子２８が受光した刺激データは、網膜インプラントの眼外部１９上、つまり網膜インプラントの気密性ハウジング４０内に配置された網膜刺激チップ２９へと有線接続２０を介して転送される。好ましくは、網膜刺激チップ２９は、デジタル信号処理チップとして実装される。網膜刺激チップ２９は、刺激データを網膜１３上に直接的に配置されたマイクロコンタクトのアレイ３０に対応する刺激パルスへと変換するよう動作する。刺激パルスは、有線接続２０を介してマイクロコンタクトのアレイ３０に供給される。マイクロコンタクトは網膜１３の神経節を刺激するよう構成されており、この刺激により視覚印象が発生する。
【００７４】
代替的な実施形態によると、変調した赤外ビーム２７により刺激データを網膜インプラントに送信する代わりに、刺激データを、第一及び第二の高周波信号のうち少なくとも１つに変調してよい。この実施形態によると、第一及び第二の高周波信号は、網膜インプラントへのエネルギー転送及び刺激データ送信の両方用に構成されている。
【００７５】
図２に示すように眼外に配置された受信コイル２６及び刺激チップ２９は、電子部品に対する変性作用を軽減されるべく、気密性ハウジング４０内に設けられる。上記の気密性という用語の定義によると、気密性ハウジング４０は、たとえばＭＩＬ−ＳＴＤ−８８３Ｈ方法１０１４−規格などの上記した気密性の規格を少なくとも満たす。
【００７６】
代替的な実施形態によると、追加的な送信及び／又は受信ユニット、特に少なくとも１つのコイルを気密性ハウジング４０内に設けてよいことに気付かれよう。さらに、本発明の範囲から逸脱することなく、気密性ハウジング４０内に追加的又は代替的な電子部品を設けて、インプラント用の気密性ハウジングを提供してよい。
【００７７】
図３の副図３Ａは、本発明の実施形態に係る気密性ハウジング４０の側面図を示す。ハウジング４０は、ベース部５０、蓋又はフリットなどのカバー部６０、及び接続手段７０を含む。接続手段７０は、ベース部５０とカバー部６０との間に設けられ、カバー部６０とベース部５０との間の間隙を気密封止するのに適している。
【００７８】
図３の副図３Ｂは、図３Ａ内の楕円により示されるハウジング４０の端部の拡大図を示す。図３に係る実施形態におけるハウジング４０のベース部５０は、層構造を含む。ここでの層構造は、少なくとも外側底部層５６を含む。外側底部層５６は最外側層であり、したがって図４及び５を参照して議論されるように、気密性ハウジングの外部への接触が可能となりうる。外側底部層の上には、複数の中間層５３を設けてよい。ハウジング４０の空洞の底部を規定する最内側層として、内側底部層５４が設けられる。
【００７９】
内側底部層５４の上に、図３の実施形態では、上部壁層５２を含む複数の壁層が設けられる。図４において見られるように、壁層は、リング状の形状をしており、互いに積層したときに内側底部層上に円筒状の空洞を形成する。気密性ハウジングにより保護される電気部品を空洞内に配置してよい。
【００８０】
上部壁層５２の上には、接続手段７０が追加的な層として設けられる。カバー部が上部壁層５２の上に配置され、したがって、カバー部６０とベース部５０との間に接続手段が挟まれる。
【００８１】
以前に示したように、カバー部はガラスを含んでよい。特に、カバー部はたとえば近赤外範囲の赤外光などの光に対して透明なガラスを含んでよい。したがって、カバー部は、たとえば８００ｎｍと９４０ｎｍとの間の近赤外波長の入射光の９０％超に対して透明であってよい。さらに、インプラント可能デバイスの一部として機能しうるハウジングのサイズを制限するために、好ましくは、カバーは、１ｍｍ未満、好ましくは５００μｍ未満、より好ましくは４００μｍ以下の厚さを有する。
【００８２】
他方で、気密性試験の際に、カバー部がたとえば真空の印加による機械的ストレスに晒されたときに十分な耐性を持つために、カバー部は、そのストレスに持ち堪えるのに十分な固体である必要がある。したがって、カバー部は、２００μｍ超、好ましくは３００μｍ超の厚さを有してよい。最も好ましくは、カバー部は、３００μｍから３５０μｍの間、又は３７０μｍから４３０μｍの間の厚さを有する。そのようなカバーの代替の一つとして、たとえばホウケイ酸ガラスを含む薄板ガラスを選択してよい。代替的なカバー部は、本発明の範囲から逸脱することなく、とりわけソーダ石灰ガラス、石英、又はバイコールなどの代替的な材料を含んでよい。
【００８３】
いくつかの実施形態では、たとえば図３に示すように、ベース部５０の上のカバー部６０は、カバー部６０の外周に面取りされた端部を含んでよい。好ましくは、面取り角度は、約６０度から８０度、好ましくは７０度から９０度の範囲にあり、特定的には、面取り角度は、７０度であり、より特定的には、面取り角度は、８０度である。このような傾斜した端部によって、組織又はデバイスが尖った端部に損傷されるリスクが軽減されうる。
【００８４】
図４は、気密性ハウジング４０のベース部５０の分解図を示す。底部層５６、５３、及び５４によって、気密性ハウジング４０の底部の封止が与えられる。各層は、低温共焼成セラミック（ＬＴＣＣ）などのセラミック材料を含んでよい。底部層５６、５３、及び５４は、金属化処理部及びビア５７を含む。さらに、内側底部層５４は、電気接続又は接続パッド５５を含む。ハウジング４０内に配置される電気部品を、接続パッド５５を接続し、金属化処理部及びビアを介して接続することにより、ハウジング４０の外部と接続してよい。金属化処理部は、たとえば、金を含んでよい。内側底部層５４上のコンタクト５５は、たとえば、ＡｇＰｄを含んでよい。上部壁層５２を含むリング状壁層は、金属化処理をせずに設けられる。
【００８５】
上部壁層の上には、接続手段７０がリング状層として設けられる。接続手段層の内径は、リング状上部壁層の内径に対応する。特定的な実施形態では、気密性ハウジング４０のベース部５０の製造の際、接続手段７０は上部壁層５２に印刷される半田ペーストである。
【００８６】
図４の特定的な実施形態では、ベース部は、合計で１０層のＬＴＣＣ層を含む。最外側底部層５６、中間層５３、及び最内側底部層５４を含む底部の４層は、電気部品を接続してハウジング４０の外部への電気接続を与える金属化処理部及びビアを含む。上部壁層５２を含む残りの６層は、ハウジング４０の壁又はへりを形成するべく設けられる。しかし、ベース部５０の底部の層数とベース部５０の壁部の層数は、上記の例から相違してよい。特に、層数は、厚さ、各層の気密性、金属化処理部及びビアのサイズ、目的とする気密性などの要因に依存する。ハウジング４０の底部、つまり図４によると４層の底部層の気密封止を与えるには、５００μｍの合計厚さがハウジングの気密封止に十分であろう。適用されるべき気密性規格によっては、厚さは５００μｍ未満又は超であってもよい。
【００８７】
十分なサイズの空洞を設けるには、壁層の合計厚さ、つまり、円筒状空洞の高さは、約１，２００μｍであってよい。上記と同様に、特定の用途によっては、壁層、つまり空洞の合計高さは、１，２００μｍ未満又は超であってもよい。
【００８８】
接続手段７０、ここではガラス半田ペーストが、上部壁層５２の上に印刷される。その半田ペーストは、ＳｎＢｉ半田などの無鉛半田、又は、特に「ガラス半田ＦｅｒｒｏＤＬ１１−２０５」の取引名で入手可能な半田ペーストであってよい。代替的な半田材料を、本発明の範囲から逸脱することなく使用してよい。特に無鉛で一般的には無金属の半田ペーストが好ましいであろう。
【００８９】
気密性ハウジングのベースの製造の際、密接かつ気密に接着するため、各層を積層し焼成してよい。ベース部５０をカバー部６０で気密封止するべく、接続手段７０、つまり熱硬化性半田ペーストがカバー部６０とベース部５０との間に設けられる。ベース部５０をカバー部６０で被覆する前に、気密性ハウジング４０内に所望の電子部品を配置し接続する。次に、カバー部６０をベース部６０の上に、半田ペーストを間に挟んだ状態で配置する。次に、半田ペーストを、ベース部５０とカバー部６０との間の界面に方向付けた光、好ましくはレーザー光により加熱する。半田ペーストをレーザーのエネルギーの印加により硬化し、ベース部５０とカバー部６０との間に気密封止を与える。レーザー光は、カバー部が光に対して透明で、半田ペーストが光に対して吸収性である周波数範囲における波長を有することに留意されたい。
【００９０】
レーザー印加に反応したカバー部６０とベース部５０との間の界面からの熱伝導によってハウジングが非所望の量まで加熱されることを防止するべく、ハウジング、つまりベース部のセラミック底部層を冷却プレートの上に置く。冷却プレートは、デバイス全体、及び、特に電子デバイスが接続されうるベース部の底部が、光印加によって誘導される温度へと加熱されるのを防止するべく、典型的には約１００℃の温度に設定される。
【００９１】
さらに、ベース部５０及びカバー部６０の封止を向上させるべく、カバー部６０のベース部５０及び間に配置される接続手段７０に対する圧力を増大させるために、カバー部に重りを適用してよい。これにより、接続手段７０、つまり、本発明の好ましい実施形態では半田ペーストがより良好に分布することが可能になり、したがって半田とカバー部及び／又はベース部との接触領域を大きくすることが可能になりうる。さらに、接続手段７０と、カバー部６０及びベース部５０の両方との接着がより良好になることにより気密封止が高められうる。
【００９２】
図５は、組み立てられた気密性ハウジング４０の上面図を示す。この上面図には、リング状上部壁層５２が示される。上部壁層５２の内径において、接続手段７０、つまり半田ペーストがリング構造として設けられ、接続手段７０の外径は、上部壁層５２の外径より小さい。また、接続手段７０の外径は、図５には示されないカバー部６０の外径より小さくてもよい。空洞の底部上の壁層により形成される空洞は、内側底部層５４に収まる。内側底部層５４上の接続パッド５５が設けられることにより、たとえば刺激チップ２９又はその他の電気部品との接続が可能になる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、たとえばコイルなどの送信及び／又は受信ユニットを空洞内及び内側底部層５４上に設けてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１    網膜インプラント
２    眼球
３    ビジュアルインターフェース
４    第一の送信コイル
５    第二の送信コイル
６    ポケットコンピューター
７    有線接続
８    信号発生ユニット
９    蔓
１０  ビデオカメラ
１１  角膜
１２  眼レンズ
１３  網膜
１４  強膜
１５  脈絡膜
１６  虹彩
１７  毛様筋
１８  眼内部
１９  眼外部
２０  有線接続
２１  眼鏡フレーム
２２  眼鏡
２３  第一の送信コイル
２４  第二の送信コイル
２５  蔓
２６  受信コイル
２７  赤外ビーム
２８  受光素子
２９  刺激チップ
３０  アレイ
４０  気密性ハウジング
５０  ベース部
５２  上部壁層
５３  中間層
５４  内側底部層
５５  コンタクト／接続パッド
５６  外側底部層
５７  金属化処理部及びビア
６０  カバー部
７０  接続手段
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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