相關(guān)申請的交叉引用

本申請是2011年8月2日提交的美國專利申請第13/196,683號的部分連續(xù)，并將該申請的公開內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及氣密饋通。

發(fā)明背景

本文公開的技術(shù)一般地關(guān)于用作電介面以連接屏障相反側(cè)上的電路部分的饋通的領(lǐng)域。更具體來說，本文公開的技術(shù)關(guān)于供通過選擇在長時間內(nèi)兼?zhèn)渖锵嗳萸疑锓€(wěn)定的材料組合的共燒過程構(gòu)建的可植入醫(yī)療設(shè)備使用的氣密饋通。

發(fā)明概要

例示性實施方案關(guān)于用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通。所述饋通包括具有孔的片材。所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷。所述饋通還包括大體填充孔的第二材料。所述第二材料不同于第一材料且包括鉑和包含氧化鋁的添加劑。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封孔的共燒粘結(jié)。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，其包括第一材料的第一片材和第二片材。第一片材和第二片材分別包括第一孔和第二孔，所述孔各自由第二材料部分填充。第一材料是電絕緣陶瓷和第二材料導(dǎo)電。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。此外，第一孔與第二孔對齊，在一些實施方案中，形成穿過第一片材和第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有孔的第一材料片材。第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔。第二材料是導(dǎo)電糊膏，其包括鉑和包含氧化鋁的添加劑。所述方法還包括共燒第一材料和第二材料，以使彼此之間的粘結(jié)氣密密封孔。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，其包括包含第一材料的絕緣體、包含第二材料的導(dǎo)管和襯墊。導(dǎo)管延伸穿過絕緣體。第二材料導(dǎo)電和導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過絕緣體。襯墊被安裝到絕緣體的外表面并被構(gòu)造以接收與其連接的導(dǎo)線。襯墊導(dǎo)電并耦接到導(dǎo)管。絕緣體和襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)，使襯墊與絕緣體氣密密封。氣密密封生物穩(wěn)定，以使在導(dǎo)線附接到襯墊后維持浸潤耐久性。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，其包括具有第一孔的第一片材和具有第二孔的第二片材。第一片材包括第一材料，所述第一材料是電絕緣陶瓷。第二片材耦接到第一片材且包括第一材料。饋通還包括至少部分填充第一孔和第二孔的第二材料。第二材料導(dǎo)電。第一材料和第二材料無磁性且彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。第一孔和第二孔呈電通信且相互豎直交錯，從而形成穿過第一片材和第二片材的交錯導(dǎo)電路徑。

另一個例示性實施方案關(guān)于用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通。氣密饋通包括具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷。氣密饋通還包括大體填充孔的第二材料，其中第二材料包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑。鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的第二鉑粉。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封孔的共燒粘結(jié)。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二材料導(dǎo)電且包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑。鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的第二鉑粉。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。第一孔和第二孔大體相互對齊，以形成穿過第一片材和第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，包括具有第一孔的第一片材，其中第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料，和耦接到第一片材的包括第一材料的第二片材，第二片材具有第二孔。第二材料至少部分填充第一孔和第二孔，其中第二片材導(dǎo)電且包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑，其中鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。鉑粉混合物經(jīng)過優(yōu)化以獲得小于20微米的通孔突出。第一材料和第二材料彼此之間具有氣密密封第一孔和第二孔的共燒粘結(jié)。第一孔和第二孔大體相互對齊，以形成穿過第一片材和第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有第一孔的第一材料片材，其中第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔，其中第二材料是包括鉑粉混合物和包括氧化鋁的添加劑的導(dǎo)電糊膏。所述方法還包括共燒第一材料和第二材料，以使第一材料與第二材料之間的粘結(jié)氣密密封孔。鉑粉混合物經(jīng)過優(yōu)化以獲得小于20微米的通孔突出。鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種制造饋通的方法，包括提供具有第一孔的第一材料片材，其中第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷。所述方法還包括用第二材料填充孔，其中第二材料是包括鉑粉混合物和包括氧化鋁的添加劑的導(dǎo)電糊膏。所述方法還包括共燒第一材料和第二材料，以使第一材料與第二材料之間的粘結(jié)氣密密封孔。鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。

另一個例示性實施方案關(guān)于一種饋通，包括包含第一材料的絕緣體和延伸穿過絕緣體的包括第二材料的導(dǎo)管。第二材料導(dǎo)電和導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過絕緣體。第二材料包括鉑粉混合物，鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的比第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。饋通還包括安裝到絕緣體的外表面且被構(gòu)造以接收與其連接的導(dǎo)線的襯墊，其中襯墊導(dǎo)電且耦接到導(dǎo)管。絕緣體和襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)，其中共燒粘結(jié)使襯墊與絕緣體氣密密封，和其中氣密密封生物穩(wěn)定，以使在導(dǎo)線附接到襯墊后維持浸潤耐久性。

附圖簡述

圖1是根據(jù)例示性實施方案的植入病患的醫(yī)療設(shè)備的示意圖。

圖2是根據(jù)例示性實施方案的植入病患的另一種醫(yī)療設(shè)備的示意圖。

圖3是根據(jù)例示性實施方案的包括饋通的醫(yī)療設(shè)備的一部分的透視圖。

圖4是根據(jù)另一例示性實施方案的醫(yī)療設(shè)備的組件的頂視圖。

圖5是圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的透視圖。

圖6是沿如圖5中所示的線6-6獲取的圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。

圖7是沿如圖6中所示的區(qū)域7獲取的圖4的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。

圖8是根據(jù)又另一例示性實施方案的醫(yī)療設(shè)備的一部分的透視圖。

圖9是沿如圖8中所示的線9-9獲取的圖8的醫(yī)療設(shè)備部分的截面視圖。

圖10是根據(jù)例示性實施方案的饋通的透視圖。

圖11是圖10的饋通的頂視圖。

圖12是圖10的饋通的底視圖。

圖13是圖4的饋通的側(cè)視圖和部分截面視圖，其中截面視圖沿圖11中的線13-13獲取。

圖14是根據(jù)例示性實施方案的導(dǎo)電導(dǎo)管與絕緣體之間的介面的截面掃描電子顯微鏡檢查法(SEM)顯微圖。

圖15是根據(jù)另一例示性實施方案的導(dǎo)電導(dǎo)管與絕緣體之間的介面的截面SEM顯微圖。

圖16是根據(jù)例示性實施方案的饋通的導(dǎo)體透視圖。

圖17是根據(jù)例示性實施方案的饋通的一部分的截面SEM顯微圖。

圖18是根據(jù)例示性實施方案的饋通的另一部分的截面SEM顯微圖。

圖19是根據(jù)例示性實施方案的饋通的襯墊的頂視SEM顯微圖。

圖20是根據(jù)例示性實施方案的饋通的一部分的一系列截面SEM顯微圖和相應(yīng)略圖。

圖21是根據(jù)例示性實施方案的制造饋通的過程的透視圖。

具體實施方式

在轉(zhuǎn)到詳細圖示例示性實施方案的圖之前，應(yīng)理解本申請不限制于描述中所提及或圖中圖示的細節(jié)或方法。還應(yīng)理解術(shù)語只是出于描述的目的而且不應(yīng)被視作限制性。

參考圖1，可植入醫(yī)療設(shè)備110，如起搏器或除顫器，包括基部112(例如，脈沖發(fā)生器，主體)和導(dǎo)線114。設(shè)備110可以植入人類病患116或其它物種中。在一些實施方案中，設(shè)備110被構(gòu)造成以電脈沖的形式提供治療性治療，所述電脈沖在一些實施方案中可以是約700伏特的量級。在預(yù)期實施方案中，設(shè)備110或其變形可以用于治療或監(jiān)測大范圍的病癥，如疼痛、失禁、失聰、行動障礙，包括癲癇和帕金森病，睡眠呼吸暫停和各種其它生理、心理和情緒病癥和障礙。

在基部112內(nèi)，設(shè)備110可包括當(dāng)濕潤時可能無法生物相容或無法工作的組件，如控制電路和能量儲存設(shè)備(例如，二級電池、電容器)。然而，根據(jù)例示性實施方案，基部112被氣密密封而且形成有生物相容且生物穩(wěn)定材料(例如，鈦、生物相容涂層)的外部，其將基部112的內(nèi)部從基部112外側(cè)的病患116的體液隔離。在一些實施方案中，基部112還包括氣密饋通118(例如，貫穿連接、介面、連接體、耦接)，其形成自或包括生物相容且生物穩(wěn)定材料的外部。饋通118促進從基部112的內(nèi)部通過基部112到達基部112的外部的電傳輸，且反之亦然。

舉例來說，在可植入醫(yī)療設(shè)備110的使用期間，儲存在基部112內(nèi)部的電容器中的電荷可以電脈沖的形式放電。電脈沖經(jīng)由饋通118被傳遞穿過基部112的壁。隨后電脈沖被導(dǎo)線114的近端120中的至少一個接收并經(jīng)由導(dǎo)電路徑通過導(dǎo)線114中的至少一個傳輸?shù)娇晌挥趯?dǎo)線114遠端的電極122?？蓪㈦姌O122耦接到病患116的心臟124或其它部分以改善心跳模式、刺激心跳、感測心跳、加速康復(fù)或用于其它原因。

在一些實施方案中，活動經(jīng)由電極122感測并通過導(dǎo)線114經(jīng)由饋通118傳遞到基部112中的控制電路。感測的活動可被控制電路用作反饋以管理設(shè)備110的運作。在還有其它實施方案中，饋通118還可以用于促進將電力傳遞到在基部112內(nèi)的能量儲存設(shè)備，如用于再充電或測試。在其它實施方案中，可使用其它能量儲存設(shè)備，如使用電池和電容器的組合來進行能量儲存的混合系統(tǒng)。根據(jù)例示性實施方案，可經(jīng)由饋通118將兩個或多個導(dǎo)線耦接到基部112的內(nèi)部。在其它實施方案中，可使用單個導(dǎo)線(見如圖2中所示的一般性設(shè)備210)。

參考圖2，可植入醫(yī)療設(shè)備210(例如，電刺激器、神經(jīng)刺激器)被構(gòu)造以影響病患212的神經(jīng)系統(tǒng)和/或器官。例如，可將設(shè)備210植入病患212的腹部214、胸肌區(qū)、上臀或其它區(qū)域的皮下囊袋中，且設(shè)備210可被編程以提供與特定療法相關(guān)的刺激信號(例如，電脈沖、頻率、電壓)。在使用期間，與導(dǎo)線216整合的電接觸件被放置在所需的刺激部位，如脊柱218或大腦的一部分。還通過與基部220的外表面整合的饋通222將導(dǎo)線216連接到設(shè)備210的基部220。在一些預(yù)期實施方案中，饋通可直接向安裝在可植入醫(yī)療設(shè)備(例如，所謂的無導(dǎo)線設(shè)備)上的電極傳輸療法和/或發(fā)送信號。

根據(jù)例示性實施方案，饋通222以及在基部220的外部的其余部分被設(shè)計成氣密密封、生物相容且生物穩(wěn)定以防止體液泄漏到基部220的內(nèi)部，以及防止在可植入醫(yī)療設(shè)備210的使用壽命內(nèi)從基部220的內(nèi)部到體內(nèi)的泄漏。根據(jù)例示性實施方案，饋通222被氣密密封，且當(dāng)植入體內(nèi)時保持氣密密封，展示長達幾年，如至少一年、五年、十年、二十年或更長時間量級的長期生物穩(wěn)定性。

可使用標(biāo)準(zhǔn)測試，如針對氣密性和染料滲透的體外高度加速浸潤測試，以提供當(dāng)在延長時間植入時饋通118、饋通222保持氣密密封和生物穩(wěn)定的能力的可靠指標(biāo)。可通過在受控制的溫度(例如，120℃、150℃、200℃或更高)和壓力(例如，1.5atm、3.5atm)下以延長的測試時間(例如，48小時、72小時、96小時、一個月或更長)浸潤在模擬體液后，發(fā)生大體無染料滲透通過饋通和大體無通過饋通的氣密密封損失，同時維持通過饋通222的高導(dǎo)電率而證明(即，通過無染料滲透、無氦泄漏等證實)長期氣密性和/或生物穩(wěn)定性。其它標(biāo)準(zhǔn)測試，如氦泄漏測試和3點彎曲強度測試也可以證實長期生物穩(wěn)定性，如可通過極小的強度下降和保持低氦泄漏速率(通常小于1×10^-8atm-cc He/秒(例如，小于5×10^-9atm-cc He/秒))指示。

雖然本文關(guān)于特定可植入醫(yī)療設(shè)備加以描述，但應(yīng)理解本文公開的概念可以與大范圍的可植入醫(yī)療設(shè)備結(jié)合使用，如起搏器、可植入復(fù)律器-除顫器、傳感器、心肌收縮力調(diào)節(jié)器、復(fù)律器、投藥設(shè)備、診斷記錄儀、耳蝸移植物和其它設(shè)備。根據(jù)還有其它預(yù)期實施方案，除可植入醫(yī)療設(shè)備以外的設(shè)備也可以從本文公開的概念受益。

現(xiàn)參考圖3，可植入醫(yī)療設(shè)備(例如見如圖1至圖2中所示的可植入醫(yī)療設(shè)備110和可植入醫(yī)療設(shè)備210)的壁310或包封結(jié)構(gòu)包括饋通312。饋通312被拴扣到壁310的一部分314，如在壁310的凹陷316中的被構(gòu)造成接收饋通312的套圈。壁310可與另一個或一些壁整合以形成在可植入醫(yī)療設(shè)備的基部(例如見如圖1至圖2中所示的基部112和基部220)的生物相容、氣密密封外部。在其它實施方案中，套圈不包括凹陷。在還有其它實施方案中，饋通可直接整合到壁中，不需要使用套圈。

根據(jù)例示性實施方案，饋通312主要由一般不導(dǎo)電的材料318、絕緣體或介電質(zhì)形成。饋通還包括一個或多個導(dǎo)管320(例如，導(dǎo)電部件、豎直互連通道(通孔)、路徑、通路)，其一般導(dǎo)電且延伸穿過一般不導(dǎo)電的饋通312的材料318。在一些預(yù)期實施方案中，導(dǎo)管320與材料318整合但不延伸穿過材料318，而是沿材料318的表面，或在導(dǎo)管320與材料318的表面之間的中介材料的表面上延伸。如此一來，電信號便可沿水平方向在導(dǎo)電導(dǎo)管(例如，通孔)或外部襯墊之間傳導(dǎo)，或另外連接相互側(cè)向安置的內(nèi)部和/或外部點。

參考圖4至圖5，可植入醫(yī)療設(shè)備1110的組件包括饋通1112(例如，共燒陶瓷、單成巖)、釬焊用的填充材料環(huán)1114和套圈1116。在可植入醫(yī)療設(shè)備1110的組裝期間，將饋通1112插入套圈1116的凹陷1118(例如，開口)中，隨后將環(huán)1114熔化并釬焊在饋通1112與套圈1116之間。在一些實施方案中，環(huán)1114是金環(huán)，且套圈1116是由鈦形成。在一些實施方案中，由于相關(guān)的生物相容性質(zhì)和相對熔化溫度的原因，使用金和鈦。在一些實施方案中，用金屬，如鈮、鈦、鉬或其它生物相容材料(例如，通過各種可能方法，如物理氣相沉積、濺射、電子束蒸發(fā)、電鍍、化學(xué)氣相沉積)涂覆陶瓷絕緣體的側(cè)壁，以促進絕緣體與套圈之間的連結(jié)。金屬涂層可促進預(yù)成型金環(huán)的粘著和釬焊以連結(jié)絕緣體與套圈。在其它預(yù)期實施方案中，環(huán)和套圈是由不同材料或材料組合形成。

參考圖6至圖7，饋通1112包括在饋通1112的頂表面與底表面之間延伸穿過絕緣體1122的導(dǎo)電導(dǎo)管1120(例如，通孔)。在一些實施方案中，導(dǎo)電導(dǎo)管1120中的至少一個部分地延伸穿過絕緣體1122，并耦接到側(cè)向延伸到饋通1112側(cè)面的水平導(dǎo)管1124(圖7)。在其它實施方案中，導(dǎo)管可完全延伸穿過饋通，如從頂部延伸到底部且仍水平連接到另一主體。在圖7中，水平導(dǎo)管1124延伸到釬焊在套圈1116與饋通1112之間的環(huán)1114。因此，水平導(dǎo)管1124可以用作饋通1112的地平面。在一些實施方案中，導(dǎo)電導(dǎo)管1120(包括水平導(dǎo)管1124)包括鉑。在一些這種實施方案中，將水平導(dǎo)管1124印刷到未燒過(例如，綠色)的陶瓷材料層上，且與其它導(dǎo)電導(dǎo)管1120和絕緣體1124共燒。

參考圖8至圖9，共燒饋通1212包括具有導(dǎo)電導(dǎo)管1216的大體矩形絕緣體1214。已用生物相容材料的環(huán)1220將饋通1212釬焊到可植入醫(yī)療設(shè)備1210的套圈1218中。認為矩形絕緣體1214的棱柱形狀(圖8)可改善釬焊接點的穩(wěn)定性，如下文中更詳細論述。根據(jù)例示性實施方案，對比于如圖7中所示的具有突出部分1126的套圈1116，套圈1218無突出部分，其中絕緣體不受套圈1218的下側(cè)上的凸緣或伸出支撐。通過增大導(dǎo)電導(dǎo)管1216與套圈1218之間的短路路徑長度，套圈1218的無突出部分的設(shè)計意在改善饋通1212的導(dǎo)電導(dǎo)管1216的電隔離，這還意在改善外部互連通道(例如，耦接到饋通1212的導(dǎo)線)。

現(xiàn)參考圖10至圖13，饋通410是根據(jù)另一例示性實施方案示出且包括主體412(例如，絕緣體)和至少一個導(dǎo)管414(例如，導(dǎo)電通路、電導(dǎo)管、通孔)。如所示，饋通410包括11個導(dǎo)管414，但根據(jù)其它實施方案，可以包括更多或更少數(shù)量的導(dǎo)管，或不同的導(dǎo)管布局。根據(jù)例示性實施方案，主體412是由電絕緣體材料形成，且在一些實施方案中，主體412包括大體平整面416(例如，側(cè)面、外表面)。面416通過角418或邊緣而相互分離。

根據(jù)例示性實施方案，饋通410還包括被構(gòu)造成將電傳導(dǎo)穿過主體412的電絕緣體材料的導(dǎo)管414。導(dǎo)管414可以大體筆直或彎曲(例如，交錯、迂回、曲折)。通過更好地阻礙流體滲出(例如，流經(jīng)、進入)導(dǎo)管414與主體412之間，導(dǎo)管414的彎曲路徑可以改善饋通410的氣密密封。然而，相對于具有大體筆直路徑(例如，重疊在直線上)的導(dǎo)管，彎曲路徑可能增大電阻，降低饋通410的效率。在一些實施方案中，金屬化材料的電阻小于約30mΩ，如小于約10mΩ。在其它實施方案中，金屬化材料的電阻小于約100mΩ。金屬化材料的電阻可作為導(dǎo)管414的直徑、主體412的厚度、材料和其它性質(zhì)的函數(shù)而變化。在一些設(shè)計中，電阻會隨著導(dǎo)管交錯或被制成彎曲以加強氣密性而增大，然而發(fā)現(xiàn)給予材料、設(shè)計和共燒過程的適當(dāng)組合，可能不一定需要彎曲路徑和相關(guān)電阻損失。

在一些實施方案中，主體412的面416和角418一起形成饋通410的大體棱柱形或直線形外部形狀系數(shù)，其中主體412的至少一些面416(例如，相對于末端422的頂面420)大體相互垂直或大體相互平行。在一些這種實施方案中，主體412的所有面416大體相互垂直或大體相互平行。在其它實施方案中，所有面均不大體相互垂直。在還有其它實施方案中，至少一些面不平整。

根據(jù)例示性實施方案，饋通410是以具有矩形面416的盒形結(jié)構(gòu)的形式提供，如方塊、磚塊或立方體。在一些這種實施方案中，主體412包括頂面420、底面426和在頂面420與底面426之間延伸的側(cè)面(例如，末端422和縱長的側(cè)面428)。每個側(cè)面422、側(cè)面428包括平整表面。在一些實施方案中，末端422的平整表面相互具有大體相同的大小和形狀，且縱長側(cè)面的平整表面相互具有大體相同的大小和形狀。在其它預(yù)期實施方案中，饋通一般為圓柱形、橢圓形或其它形狀。

仍參考圖10至圖13，主體412的末端422的平整表面相互平行。在一些這種實施方案中，主體412的頂面420和底面426包括與主體412的末端422的平整表面垂直的平整表面。在一些這種實施方案中，沿主體412縱長延伸的側(cè)面428包括也與主體412的末端422的平整表面垂直的平整表面。根據(jù)這一實施方案，主體412的三個相互垂直的橫截面每個具有大體矩形外圍。例如，一個矩形橫截面沿縱長方向延伸，另一個跨過主體的寬度延伸，且第三個矩形橫截面沿水平面切割主體。

根據(jù)例示性實施方案，饋通410的主體412還包括在饋通410的外部的面416之間的角418。角418和邊緣可以是直角，或可為其它角度。在一些實施方案中，角418被圓化(例如，圓角化、平滑化、鈍化)。根據(jù)例示性實施方案，角418是在將主體412切割成直線形形狀后通過滾磨、研磨、碾磨、拋光或另一種成形過程被圓化。在這種實施方案中，通過研磨劑(如碳化硅沙礫)逐漸打磨角418。成形過程的受控且有限應(yīng)用可充分維持主體412的相對精確幾何形狀，同時降低了因角418而產(chǎn)生應(yīng)力集中和引發(fā)破裂部位的可能性。受控且有限的成形還可以降低在絕緣體412的表面下發(fā)生損壞的可能性。然而，在還有其它預(yù)期實施方案中，角可以呈斜面或尖銳角。

根據(jù)例示性實施方案，饋通410的主體412是由陶瓷材料形成，且導(dǎo)管414是由金屬糊膏(例如，通孔糊膏)形成。在饋通410的制造期間，將導(dǎo)管414的金屬糊膏填充到在主體412的陶瓷材料中的孔424中(例如，方孔、圓孔、橢圓孔等)(見一般地在下文論述的圖21)。隨后共燒饋通410的主體412和導(dǎo)管414——主體412的陶瓷材料和導(dǎo)管414的金屬糊膏兩者在窯爐中同時一起燒制，如在約1600℃的溫度下燒制約一小時。

根據(jù)例示性實施方案，主體412的材料包括氧化鋁(例如，鋁氧化物，剛玉)，如至少70％的氧化鋁或約92％或96％的氧化鋁。在一些實施方案中，導(dǎo)管414的金屬糊膏主要包括鉑(例如，鉑粉)和添加劑，其中添加劑包括氧化鋁(例如，d₅₀為1至10μm的氧化鋁粉)。導(dǎo)管414的金屬糊膏可包括具有在3μm至10μm之間的平均粒徑(例如，d₅₀平均粒徑)的第一鉑粉、具有在5μm至20μm之間的平均粒徑的第二粗鉑粉，或鉑粉的組合。在其它預(yù)期實施方案中，如可能或可能并非意在用于移植物中的那些實施方案，糊膏可包括鈦、鈮、鋯、鉭、其它耐火金屬、它們的合金、它們的氧化物或其它材料，用以補充或替代鉑。

認為使用不同粒徑的金屬糊膏材料(包括添加劑)會改變金屬糊膏的熱膨脹響應(yīng)和/或燒結(jié)動力學(xué)和性質(zhì)(例如，燒結(jié)收縮、收縮特性)，這可以根據(jù)需要加以調(diào)整以與共燒饋通的其它材料(如主體412的材料)相容。此外在一些實施方案中，在共燒過程期間，燒結(jié)主體412的氧化鋁，且作為金屬糊膏的添加劑的氧化鋁可以改善導(dǎo)管414的金屬糊膏與主體412的氧化鋁之間的粘著，使彼此之間形成強共燒粘結(jié)。

在微米級上，金屬糊膏中的氧化鋁可以在孔424中與主體412的氧化鋁沿導(dǎo)管414與主體412之間接界(例如，邊界、介面)粘結(jié)(見一般地如圖14至15中所示的掃描電子顯微圖)。當(dāng)對比于金屬糊膏中不存在作為添加劑的氧化鋁的情況下在導(dǎo)管414與主體412之間的粘結(jié)時，認為金屬糊膏中具有作為添加劑的氧化鋁而形成的粘結(jié)由于氧化鋁添加劑與主體412的氧化鋁之間的相互作用而顯著改善氣密密封。在金屬糊膏中包括作為添加劑的氧化鋁可減小空隙的大小和數(shù)量，而且還可以改善在共燒過程期間金屬糊膏與主體412的陶瓷的熱膨脹相容性，減小另外由饋通410的不同材料的不均等膨脹或收縮而導(dǎo)致的應(yīng)力且形成氣密、生物穩(wěn)定的共燒粘結(jié)。

至少部分由于選擇用于主體412和導(dǎo)管414的材料組合，共燒過程的結(jié)果是導(dǎo)管414與主體412氣密密封。防止流體(如體液和氣體)穿過導(dǎo)管414或流經(jīng)饋通410的導(dǎo)管414與主體412之間，如通過介面處的微孔鏈。此外，饋通410利用以幾年量級的長時間內(nèi)不會分解的氣密密封保持生物穩(wěn)定。

參考圖14至圖15，共燒饋通1310、饋通1410包括導(dǎo)電導(dǎo)管1314、導(dǎo)電導(dǎo)管1414的材料與絕緣體1316、絕緣體1416的材料之間的介面1312、介面1412，這些介面至少部分由于導(dǎo)電導(dǎo)管1314、導(dǎo)電導(dǎo)管1414的材料中使用的添加劑而相互不同。雖然圖14至圖15中所示的絕緣體1316、絕緣體1416的材料大體相同(例如，約92％的氧化鋁)，但圖14中所示的導(dǎo)電導(dǎo)管1314的材料包括鉑(例如，以糊膏形式用于共燒的鉑粉)和Al₂O₃、SiO₂、CaO、MgO添加劑，而圖15中所示的導(dǎo)電導(dǎo)管1414的材料包括鉑，僅以Al₂O₃作為添加劑。圖14至圖15的共燒介面1312、介面1412均包括一些初始缺陷1318、缺陷1418(例如，空隙、孔)。然而，已發(fā)現(xiàn)僅使用Al₂O₃作為添加劑會減小初始缺陷1418的數(shù)量和/或大小，提供改善的介面1412(例如，共燒粘結(jié))。

出于聯(lián)系上下文的目的且如表1中所概括，評估了一組通孔金屬化材料組合物的與共燒和饋通性能有關(guān)的參數(shù)，如通孔突出、粘著、翹曲、電阻和氣密性。將不同添加劑和添加劑組合(例如，單獨Al₂O₃；Al₂O₃、SiO₂、MgO和CaO；和SiO₂、MgO和CaO)在范圍從糊膏的0％至10％的不同濃度水平下提供到鉑糊膏。

表1

在對應(yīng)于為上下文提供的表1的評估中，在熱沖擊測試之前和之后使用He泄漏測試評估氣密性，其包括范圍從-50℃至165℃內(nèi)的5個和500個循環(huán)。如表2中所示，根據(jù)He泄漏測試，即使在500個循環(huán)后，對應(yīng)于B2的調(diào)配物仍保持氣密密封。

表2

出于進一步聯(lián)系上下文的目的，使用表2的調(diào)配物制造一系列饋通零件(命名為TS4.6、TS4.8和TS5)。如表3中所概括，注意到雖然導(dǎo)電導(dǎo)管(例如，通孔)在開始時氣密，已通過He泄漏測試，但發(fā)現(xiàn)相當(dāng)比例的導(dǎo)電導(dǎo)管(例如，多達3％)展示出染料沿通孔的一定長度向下的滲透。

表3

在表3中，“直徑”、“長度”和“間距”列對應(yīng)于導(dǎo)電導(dǎo)管(即，通孔)的特性；“路徑”列指示導(dǎo)電導(dǎo)管是否堆疊形成筆直或交錯路徑；“He泄漏”列指示構(gòu)造是否通過He泄漏測試；“工件”和“通孔”列提供測試的通孔數(shù)目以及通孔所在的對應(yīng)工件的數(shù)目；且“染料滲透”列指示展示出染料滲透的通孔的數(shù)目和占總測試通孔的百分比。在成功實施熱沖擊測試后，染料滲透的證明在意料之外。為了解決表3中所示的這種意料之外的染料滲透結(jié)果，評估了可能影響通孔氣密性的許多因素，除了通孔糊膏中的無機和有機組分之外包括設(shè)計和生產(chǎn)過程條件。這些當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)無機添加劑會顯著影響所得共燒結(jié)構(gòu)的氣密性。

如出于舉例的目的而提供的下表4中所概括，氧化鋁添加劑對具有在3μm至10μm范圍內(nèi)的粒徑分布d₅₀的鉑粉糊膏(“Pt-1”)的百分比影響導(dǎo)電導(dǎo)管的電阻(例如，通孔的金屬化材料電阻)：

表4

在表4中，“氧化鋁”行包括金屬化材料糊膏中氧化鋁的百分比；“其它”行包括金屬化材料糊膏中氧化鋁以及其它添加劑SiO₂、MgO和CaO的百分比；“突出”行包括通孔金屬化材料的突出高度；“翹曲”行包括基板(例如，絕緣體)的相對翹曲量級；“收縮”行包括通過熱機械分析確定的金屬化材料收縮；“滲透”行包括展現(xiàn)出染料滲透的樣品數(shù)目；“He泄漏”行包括在測試期間展現(xiàn)出氦泄漏的樣品數(shù)目；“金屬化材料電阻”行包括金屬化材料的體積電阻率；“通孔電阻”行包括導(dǎo)電導(dǎo)管的電阻，其中其它影響因素，如導(dǎo)管的厚度(例如，66密爾)和直徑保持大體恒定；且“粘著失效位置”行詳述在標(biāo)準(zhǔn)焊接引腳拉伸測試中的失效位置。雖然在具有2.5％的氧化鋁添加劑的700個樣品中無一顯示出染料滲透，但具有5％的氧化鋁添加劑的樣品展示出更優(yōu)性能。如表4的實例中所示，一般已發(fā)現(xiàn)當(dāng)包括氧化鋁作為添加劑且不存在“其它”添加劑，如SiO₂、MgO和CaO時，粘著得以改善且電阻減小，但代價是通孔突出的高度增大且樣品翹曲加劇。

為了減輕共燒導(dǎo)電導(dǎo)管(即，通孔)的突出和翹曲，對用于構(gòu)建導(dǎo)電導(dǎo)管的金屬化材料糊膏所使用的不同粒徑的鉑粉加以篩選。在一些例示性調(diào)配物中，按照為上下文提供的下表所概括地使用具有在5μm至20μm范圍內(nèi)的平均粒徑分布d₅₀的粗鉑粉(“Pt-2”)和/或與Pt-1粉混合的Pt-2粉。

表5

在表5中，“Pt-1:Pt-2”行包括用于金屬化材料糊膏中的兩種不同大小的鉑粉的比，且其它行與表4的那些行匹配。以9:1和4:1的比混合兩種鉑粉減小了共燒導(dǎo)電導(dǎo)管從絕緣體的相對突出和翹曲，但在一些實施方案中進一步減小是優(yōu)選的。按照為上下文提供的下表5所概括地細分與氧化鋁添加劑組合的Pt-1與Pt-2的混合物：

表6

不同大小的鉑粉和氧化鋁添加劑的混合產(chǎn)生伴隨突出減小、收縮匹配(翹曲減小)以及金屬化材料電阻受控的通孔糊膏調(diào)配物。

根據(jù)特定例示性實施方案，導(dǎo)管414的金屬糊膏的第一鉑粉(即，具有在3至10μm之間的平均粒徑的鉑粉)的濃度是在50至80重量％的范圍內(nèi)和第二鉑粉(即，具有在5至20μm之間的平均粒徑的較粗鉑粉)的濃度是在20至50重量％的范圍內(nèi)。最優(yōu)選，第一鉑粉的濃度是在70至80重量％的范圍內(nèi)和第二鉑粉的濃度是在20至30重量％的范圍內(nèi)。經(jīng)單點BET方法測定第一鉑粉的比表面積優(yōu)選在0.01至0.15m²/g的范圍內(nèi)，而第二鉑粉的比表面積優(yōu)選在0.15至0.50m²/g的范圍內(nèi)。通過小心控制鉑粉混合物的混合比和表面積，便可以控制在共燒過程期間主體412和導(dǎo)管414的膨脹響應(yīng)和/或燒結(jié)動力學(xué)和性質(zhì)(例如，燒結(jié)收縮、收縮特性)，從盡可能減小或消除主體412與導(dǎo)管414之間的分離。此外，當(dāng)?shù)谝汇K粉的含量超過約90％時，觀察到在導(dǎo)管表面結(jié)構(gòu)中的不可接受突出(>20μm)，如以下表7所示。類似地，當(dāng)?shù)谝汇K粉含量小于約30重量％時，觀察到導(dǎo)管表面結(jié)構(gòu)壓低(以“通孔突出”行中的負數(shù)說明)。這種與基本平坦導(dǎo)管表面的偏差反映了燒制期間的應(yīng)力，它可以導(dǎo)致氣密性失效和阻礙可靠電互連的不規(guī)則表面。

第一鉑粉與第二鉑粉之間的混合比的優(yōu)化依賴于主體412的收縮行為。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白采用具有不同整體收縮的主體將要求修改混合物以獲得具有盡可能小的通孔偏差的氣密結(jié)構(gòu)。在本實例中，片材包括氧化鋁和其它添加劑，包括丙烯酸系粘結(jié)劑系統(tǒng)。其它粘結(jié)劑系統(tǒng)，例如，聚乙烯丁縮醛、纖維素等將導(dǎo)致主體展現(xiàn)與實例描述不同的整體收縮率。因此，第一粉末與第二粉末的優(yōu)選混合比應(yīng)加以控制儀將通孔突出減至最小。優(yōu)選地，這些突出應(yīng)測定為小于20μm。最優(yōu)選地，小于10μm的突出反映了良好收縮匹配且促成供后續(xù)印刷和/或電互連用的平整金屬化表面。

表7

出于聯(lián)系上下文的目的，按照下表8中所概括地將包括等份Pt-1和Pt-2鉑粉的鉑糊膏與5％的氧化鋁添加劑的調(diào)配物使用于饋通的許多大體矩形頂襯墊和底襯墊結(jié)構(gòu)體的制造中：

表8

下表9示出150℃下在去離子水中持續(xù)5天的生物穩(wěn)定性測試，和后續(xù)熱沖擊測試的結(jié)果。樣品維持氣密，無任何染料滲透。

表9

再參考圖10至圖13，主體412是由當(dāng)燒制時可能由于材料硬度而難以切割或成形的材料(如氧化鋁)形成。用這種實施方案，主體412的面416的直線形形狀可能比圓化形狀容易形成。但直到最近才有發(fā)現(xiàn)，直線形形狀如由于由饋通的尖銳角所導(dǎo)致的應(yīng)力集中增大和破裂趨性而被認為促成了饋通以及鄰接表面中的結(jié)構(gòu)脆弱性。因此，早期的氣密饋通包括圓化末端(例如，圓角化末端、橢圓化末端)，其經(jīng)由研磨過程或后期燒制加工耗時地形成。

然而，已發(fā)現(xiàn)主體412的末端422具有平整表面的饋通410當(dāng)與可植入醫(yī)療設(shè)備的壁整合或整合到可植入醫(yī)療設(shè)備的壁內(nèi)時(例如見圖3)，如當(dāng)金屬化材料并釬焊到并入可植入醫(yī)療設(shè)備中的套圈時，改善了饋通410的氣密密封性能，而不會顯著出現(xiàn)以前擔(dān)心的直線形形狀的缺點。在體外加速老化測試期間出乎意料地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對比于具有圓角化末端的部分時，棱柱形部分(例如，平整末端)的耐久性顯著增大。認為當(dāng)將主體412與套圈整合時，使用具有平整末端422的主體412會改善氣密密封。當(dāng)對比于用于先前饋通的圓化末端的較不精確的研磨過程時，認為末端422的平整度至少部分是由于使用金剛石切刀(或類似工具)切割主體412材料的晶片鋸的精確性。此外，認為形成平整、精確切割的末端422會降低主體412的外表面上可能給流體提供泄漏路徑的缺陷、孔或空隙的可能性。

舉例來說，使用晶片鋸將50個矩形絕緣體材料磚塊切割成6.426mm長和1.778mm寬的目標(biāo)尺寸。所述50個磚塊的平均長度為6.437mm，具有0.004mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差，且平均寬度為1.794mm，具有0.004mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差。相比之下，在具有從用晶片鋸切割接著研磨而形成圓化末端的120個樣品的另一個組中，平均長度為6.455mm，其以0.011mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差而變化。然后，在拋光100個樣品后，所述樣品具有6.449mm的平均長度，其以0.010mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差而變化。在寬度上，具有圓化末端的120個樣品在研磨后具有1.808mm的平均寬度與0.007mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差。隨后在拋光后，所述100個樣品具有1.795mm的平均寬度與0.009mm的標(biāo)準(zhǔn)偏差。因而，使用平整末端改善了絕緣體的尺寸準(zhǔn)確度，同時移除了額外的研磨和拋光制造步驟。

共燒磚塊形狀(具有平整末端的平整側(cè)面，例如見圖8和圖10至圖13)與共燒圓角化形狀(具有圓化末端的平整側(cè)面；例如見圖4至圖5)的相對浸潤性能是經(jīng)由通過將金釬焊絕緣體(例如，金釬焊陶瓷，主要是氧化鋁)在150℃下浸到磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)溶液中長達5天的方式的測試而加以評價。使用相同的套圈類型/形狀、金預(yù)成形件和釬焊特性將絕緣體釬焊在金中。在浸潤期后，真空烘烤絕緣體并測定每個絕緣體的氦泄漏速率。還測定金釬焊接點的推出強度。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)在150℃的PBS溶液中的1.5天內(nèi)，圓角化絕緣體形狀損失其高達55％的原推出強度，且約三分之一的圓角化絕緣體以比5.0×10^-9atm*cc He/秒快的速率泄漏。比較而言，磚塊絕緣體形狀在150℃的PBS溶液中維持5天后沒有顯示出推出強度下降，其中所有部分保持比1.0×10^-10atm*cc He/秒更優(yōu)的氣密性。因此，測試指示磚塊形絕緣體對比于圓角化絕緣體具有更好浸潤性能。

參考圖21，制造饋通924的方法1010包括提供生或未燒制的陶瓷材料片材1012，在陶瓷片中形成1014孔，和用金屬化材料或糊膏填充1016孔。在一些實施方案中，方法1010包括將覆蓋物或襯墊印刷在孔和金屬化材料上。方法1010還包括堆疊1020和層疊1022片材，和隨后共燒1024陶瓷和金屬化材料。方法1010還包括通過切割1026共燒組合物和圓化1028經(jīng)切割元件的角而提供精制饋通1030。隨后可將精制饋通釬焊到套圈中并用作可植入醫(yī)療設(shè)備的一部分。

在一些實施方案中，方法1010包括共燒1024組合物914(例如，在1000℃以上，如約1600℃燒制的高溫共燒陶瓷；在低于1000℃燒制的低溫共燒陶瓷)，所述組合物包括電絕緣體材料916和被構(gòu)造成將電傳送穿過電絕緣體材料916的導(dǎo)管918。方法1010還包括切割920(例如，切方、切成晶片)組合物914以形成饋通924的主體922。隨后可加工1028絕緣體922以形成界接平整末端表面932的圓化角934。

在一些實施方案中，主體922具有頂面926、底面(與頂面926相對)、沿主體922縱長延伸的兩個側(cè)面928，和在主體922的末端上的兩個側(cè)面930(還見如圖10至圖13中所示的饋通410的面416)。在這樣一些實施方案中，主體922末端上的兩個側(cè)面930包括外平整表面932。所述方法還包括圓化在沿主體922縱長延伸的兩個側(cè)面928與在主體922末端上的兩個側(cè)面930之間的角934。雖然角934被圓化，但主體922末端上的兩個側(cè)面930維持在角934之間的平整表面932，從而提供1030精制饋通。

在一些實施方案中，所述方法還包括填充電絕緣體材料916的片材938中的孔936，其中孔936是用用于形成導(dǎo)管918的導(dǎo)電糊膏940填充。通常在堆疊和層疊片材938后，一起共燒1024片材938和糊膏940以形成饋通924。方法1010還包括堆疊1020片材938，以使每個片材938內(nèi)的孔936大體相互對齊，形成豎直路徑(例如見如圖17中所示的導(dǎo)電導(dǎo)管614)。根據(jù)例示性實施方案，方法1010包括將襯墊946印刷944重疊在導(dǎo)管918上。在一些實施方案中，襯墊946可用作饋通924的互連或頂襯墊，而且可由相互覆蓋印刷的一系列層形成以使襯墊946的厚度增大到足夠厚以促進導(dǎo)線或引線熔接到襯墊946，同時維持襯墊946與饋通924的主體922之間的氣密密封的量級(還是見圖19)。在其它實施方案中，襯墊946可用作覆蓋襯墊以改善相鄰片材938的導(dǎo)管918之間的連通性(例如見如圖16中所示的覆蓋襯墊522)。在一些實施方案中，片材938包括氧化鋁或大部分由氧化鋁形成，導(dǎo)電糊膏940包括鉑和添加劑(其可包括氧化鋁)，且襯墊946層(例如，覆蓋襯墊和/或互連)只由鉑形成。

現(xiàn)參考圖16，被構(gòu)造成供可植入醫(yī)療設(shè)備(例如見如圖1至圖2所示的設(shè)備110、設(shè)備210)使用的饋通510包括片材512的堆疊(例如，層、板層、片層、生片材)，所述片材經(jīng)層疊并一起燒制以形成單個實心主體514(還是見如圖13中所示的饋通410的截面視圖)。片材516中的至少一個是由第一材料形成，且具有延伸穿過片材516的至少一個孔518。根據(jù)例示性實施方案，片材516的第一材料是電絕緣體材料。第二材料(例如，金屬化材料)大體填充孔518，如在預(yù)期實施方案中填充孔518的體積的至少75％。第二材料導(dǎo)電或被構(gòu)造成燒制后導(dǎo)電，并形成穿過片材516的電導(dǎo)管520。在一些這種實施方案中，第一材料是陶瓷，其可包括氧化鋁，且第二材料不同于第一材料且可包括鉑和添加劑。

根據(jù)例示性實施方案，第一材料的片材516和第二材料的導(dǎo)管520已經(jīng)相互共燒以至少部分形成饋通510。第一材料與第二材料的組合經(jīng)過選擇以相互形成強介面(例如，共燒粘結(jié))。根據(jù)例示性實施方案，隨著被燒制、隨著被釬焊和在耐久度測試或植入人體后，第一材料與第二材料之間的化學(xué)-機械粘結(jié)足以使導(dǎo)管520的第二材料氣密密封第一材料的片材516中的孔518。在一些實施方案中，第二材料的添加劑包括第一材料(例如，陶瓷、氧化鋁)，其意在在共燒期間促進第一材料與第二材料之間的化學(xué)-機械共燒粘結(jié)。在一些這種實施方案中，第二材料包括比氧化鋁多的鉑。在某些實施方案中，第二材料只包括鉑和氧化鋁。

在至少一些實施方案中，在共燒前，第二材料包括氧化鋁，但不包括玻璃(或其成分，如SiO₂、MgO、CaO、晶體氧化物或其它成分或玻璃)作為添加劑。通常將玻璃與氧化鋁混合以促進氧化鋁在燒制期間燒結(jié)。通常將玻璃與氧化鋁混合以控制金屬化材料在共燒期間燒結(jié)。然而，已發(fā)現(xiàn)當(dāng)將氧化鋁用作第二材料的添加劑時，不一定需要玻璃來控制金屬化材料的燒結(jié)。認為玻璃相在共燒期間會從周圍的第一材料被帶到第二材料中(例如，擴散)，這被認為提供了沿介面的材料摻雜，從而強化在第一材料與第二材料之間的介面處的化學(xué)-機械共燒粘結(jié)(例如，通孔壁)。此外，已發(fā)現(xiàn)將玻璃用作添加劑可實際上降低第一材料與第二材料之間的氣密密封的有效性，因為認為在第二材料的燒制期間玻璃會產(chǎn)生空隙和其它瑕疵，這可促進流體穿過第二材料或在饋通510的第一材料與第二材料之間滲透。在其它預(yù)期實施方案中，第二材料可包括玻璃。

仍參考圖16，饋通510還包括耦接到片材516且與導(dǎo)管520電接觸的覆蓋襯墊522(例如，內(nèi)層襯墊、導(dǎo)電盤、導(dǎo)管伸出)。根據(jù)例示性實施方案，覆蓋襯墊522重疊在孔518上，且可至少部分在片材516上延伸經(jīng)過孔518。在其它實施方案中，不包括覆蓋襯墊。在一些實施方案中，覆蓋襯墊522是由不同于第一材料和第二材料兩者的第三材料(例如，金屬化材料)形成。在其它實施方案中，覆蓋襯墊522是由第二材料形成。饋通510還可以包括由可包括第二材料和/或第三材料的堆疊結(jié)構(gòu)形成的外襯墊536、外襯墊538。第三材料導(dǎo)電且可包括鉑。在一些實施方案中，第三材料只包括鉑。在某些實施方案中，第三材料比第二材料更導(dǎo)電。在其它預(yù)期實施方案中，第三材料與第二材料相同。

根據(jù)例示性實施方案，饋通510是由堆疊、層疊且燒制在一起的片材512的組合形成。在一些實施方案中，片材516是第一片材516，且饋通510還包括第二片材524和第三片材526，和可能更多片材512。如本文所論述，第一片材516是由第一材料形成且具有孔518，其是第一孔518。第二片材524和第三片材526也是由第一材料形成。第二片材粘結(jié)到第一片材516，且第三片材526栓扣到第二片材524。

在這種實施方案中，第二片材524具有第二孔528，且第三片材526具有第三孔530。如所論述，第一孔518是用第二材料填充，且根據(jù)例示性實施方案，第二孔528和第三孔530也是用第二材料填充。此外，第一孔518、第二孔528和第三孔530相互豎直對齊，在一些實施方案中，形成穿過第一片材516、第二片材524和第三片材526的大體筆直導(dǎo)電路徑。第一孔518、第二孔528和第三孔530可大體上相互豎直重疊。在一些這種實施方案中，饋通510的第一材料和第二材料經(jīng)共燒，以使第一材料與第二材料之間的共燒粘結(jié)氣密密封第一孔518、第二孔528和第三孔530，即使導(dǎo)電路徑大體筆直。因此，當(dāng)對比于其它饋通，如其它實施方案的那些饋通的彎曲路徑時，所述導(dǎo)電路徑具有改善的導(dǎo)電性。

根據(jù)例示性實施方案，覆蓋襯墊522是第一覆蓋襯墊522，且饋通510還包括第二覆蓋襯墊532和第三覆蓋襯墊534。第二覆蓋襯墊532和第三覆蓋襯墊534分別重疊在第二孔528和第三孔530上且至少部分在第二片材524和第三片材526上延伸經(jīng)過第二孔528和第三孔530。在一些這種實施方案中，設(shè)想交錯導(dǎo)管結(jié)構(gòu)，其中第一覆蓋襯墊522重疊在豎直堆疊中相互不直接對齊的第一孔518和第二孔528的至少一部分上(例如，鄰接、完全重疊)，且第二覆蓋襯墊532重疊在豎直堆疊中也不直接對齊的第二孔528和第三孔530上。在其它實施方案中，豎直堆疊中的孔相互直接對齊。根據(jù)例示性實施方案，第二覆蓋襯墊532和第三覆蓋襯墊534是由第三材料形成。在其它實施方案中，第二覆蓋襯墊532和第三覆蓋襯墊534是由第二材料或另一種材料形成。

現(xiàn)參考圖17，在掃描電子顯微圖中示出類似于饋通510的實際饋通610的一部分。饋通610包括由絕緣體材料形成的主體612，和延伸穿過主體612的導(dǎo)電導(dǎo)管614。導(dǎo)管614已通過用導(dǎo)電材料填充片材中的孔而形成?？滓呀?jīng)相互對齊，且由薄覆蓋襯墊616蓋封。根據(jù)例示性實施方案，絕緣體材料是陶瓷，包括氧化鋁；導(dǎo)電材料包括鉑與氧化鋁的混合物；且覆蓋襯墊616的材料還包括鉑與氧化鋁的混合物。在其它實施方案中，襯墊616的材料主要包括鉑。主體612已經(jīng)由已層疊在一起并在窯爐中一起燒制從而在彼此之間形成共燒粘結(jié)的片材堆疊形成。已將材料一起共燒以形成氣密密封，從而防止流體穿過饋通610。

再次參考圖21，制造饋通的方法1010的另一部分包括提供1012第一材料916，如電絕緣體材料的片材938。在一些實施方案中，片材938是陶瓷，其包括氧化鋁。方法1010還包括在第一片材938中形成1014(例如，沖壓)至少一個孔936，如經(jīng)由機械沖壓或壓制。在一些實施方案中，將孔936陣列沖壓到片材938中，如除了第一孔之外的第二孔和第三孔。

根據(jù)例示性實施方案，方法1010包括用不同于第一材料916的第二材料940填充1016孔936。在一些實施方案中，第二材料940導(dǎo)電。在具有多于一個孔936的實施方案中，每個孔936可用第二材料940填充。當(dāng)填充孔936時，第二材料940可呈糊膏形式，且可包括鉑和添加劑，如氧化鋁。方法1010包括共燒1024第一材料916和第二材料940，以使第一材料916與第二材料940之間的粘結(jié)氣密密封孔936。

在一些實施方案中，方法1010可包括提供第一材料916的額外片材938(例如，第二片材和第三片材)，在每個額外片材938中形成孔936，和堆疊1020片材938。在一些這種實施方案中，片材938經(jīng)過堆疊以使片材938中的相應(yīng)孔936相互豎直對齊，形成穿過第一片材、第二片材和第三片材938的大體筆直導(dǎo)電路徑。隨后將片材938相互層疊1022并共燒1024，以使第一材料916和第二材料940形成實心組合物956，隨后將其切割或切方1026成各個主體922，其被氣密密封以防止流體穿過孔936或流經(jīng)第一材料916與第二材料940之間。

在一些實施方案中，方法1010包括將襯墊946(例如，覆蓋襯墊)印刷1018在孔936上，且襯墊946在片材938上至少部分延伸經(jīng)過孔936。在一些這種實施方案中，襯墊946可由不同于第一材料916和第二材料936的第三材料形成。在一些實施方案中，第三材料包括鉑。在其它這種實施方案中，襯墊946可由第二材料940形成。如果使用多個片材938，且片材938之間的相應(yīng)孔936豎直對齊，那么襯墊946可用于改善相鄰孔936的電導(dǎo)管918之間的電連通性，尤其是如果孔936因為襯墊946的較大直徑而相互不完全對齊時改善電連通性。在一些這種實施方案中，在共燒步驟1024期間將第一材料、第二材料和第三材料一起共燒。在一些實施方案中，可將外襯墊或頂襯墊印刷在導(dǎo)管918或?qū)盈B結(jié)構(gòu)914的基襯墊上。外襯墊可包括不同于第一材料和第二材料的第三材料(例如，金屬化材料)。第三材料導(dǎo)電且可包括鉑。

現(xiàn)參考圖18至圖19，饋通710包括主體712(例如，電絕緣體)、延伸穿過主體712的導(dǎo)管714(例如，通孔)和安裝到主體712外部，如在主體712的頂表面或底表面上且頂置在基層718上的襯墊716(例如，頂襯墊、基襯墊、互連)。根據(jù)例示性實施方案，主體712是由是電絕緣體的第一材料形成，且導(dǎo)管714是由導(dǎo)電的第二材料形成。因而，導(dǎo)管714被構(gòu)造成將電傳送穿過主體712的至少一部分。襯墊716導(dǎo)電且電耦接到導(dǎo)管714。根據(jù)例示性實施方案，主體712、導(dǎo)管714和襯墊716的材料經(jīng)共燒，以使彼此之間的內(nèi)聚力將襯墊716和導(dǎo)管714與主體712栓扣且氣密密封，在絕緣體712與襯墊716之間形成被認為對于氣密性而言很重要的連續(xù)介面。連續(xù)介面還可以包括涂層、基層718(例如，底層)或其它中間元件。在一些實施方案中，饋通710包括在導(dǎo)管的相反側(cè)耦接到導(dǎo)管714的第二襯墊(例如見如圖16中所示的襯墊536、襯墊538)，其可以是與襯墊716不同的尺寸。

根據(jù)例示性實施方案，襯墊716被充分結(jié)構(gòu)化(例如，關(guān)于厚度、材料類型、表面積、表面平整度、層化等)以支持導(dǎo)線或引線(例如，Nb導(dǎo)線；鈷-鉻-鎳合金(“Co-Cr-Ni合金”，例如，MP35N、35NLT、具有納米顆粒結(jié)構(gòu)的Co-Cr-Ni合金、ASTM標(biāo)準(zhǔn)F562))熔接到襯墊716的頂表面而不顯著破壞襯墊716與主體712之間的氣密密封?？梢允褂迷S多類型的熔接方法，包括激光和平行間隙熔接技術(shù)。一些典型外互連技術(shù)包括激光熔接、平行間隙熔接、釬焊、超聲波粘結(jié)、熱聲粘結(jié)、焊接、擴散粘結(jié)和壓力或刮擦接觸。一些典型外互連或?qū)Ь€材料包括鈮、鉑、鈦、鉭、鈀、金和它們的氧化物和合金(例如，Ti₁₅Mo、PtIr、Co-Cr-Ni合金、36級TiNb合金)。雖然在圖19中一般地示出為矩形(例如，正方形)，但在其它預(yù)期實施方案中，襯墊可以是圓形或其它形狀。所述形狀可視設(shè)計要求而變化，但要使襯墊716的上層比基層718窄。

現(xiàn)參考圖20，在導(dǎo)電導(dǎo)管814上方將襯墊810耦接到絕緣體812。根據(jù)例示性實施方案，圖20從左向右地示出當(dāng)構(gòu)建(例如，印刷)襯墊810時襯墊810的構(gòu)造，其中襯墊810的最終形式示出在右側(cè)的構(gòu)造810C中。根據(jù)其它實施方案，在左側(cè)和中間的構(gòu)造810A、構(gòu)造810B可以是襯墊810的最終形式。圖20的底行包括通過掃描電子顯微鏡提供的代表圖20的頂行中示出的三種構(gòu)造810A、構(gòu)造810B和構(gòu)造810C的三種不同襯墊810A’、810B’和810C’的實際顯微圖。

根據(jù)例示性實施方案，襯墊810包括第一層816，和重疊在第一層816的至少一部分上的第二層818。絕緣體812是由第一材料形成，導(dǎo)管814是由第二材料形成，襯墊810的第一層816是由第二材料形成，且在一些實施方案中，襯墊810的第二層818是由第三材料形成。根據(jù)例示性實施方案，第二材料用作第一材料與第三材料之間的中介以改善粘著。在一些實施方案中，襯墊810的第一層816將襯墊810的第二層818從絕緣體812的第一材料分離，以使襯墊810的第二層818不與第一材料直接接觸。在一些這種實施方案中，第一材料包括氧化鋁，第二材料包括以氧化鋁作為添加劑的鉑，且第三材料主要包括鉑。

在一些實施方案中，除了第一層和第二層之外還可以包括層820、層822的襯墊810具有至少50μm，如至少約75μm或約100μm的厚度T。在一些實施方案中，襯墊810小于200μm厚。認為這種厚度T足以允許形成材料的熔融焊道以將導(dǎo)線或引線熔接到襯墊810，而不熔化導(dǎo)管814或從絕緣體812分離。如果襯墊810過薄，那么已發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)力可導(dǎo)致襯墊810或?qū)Ч?14破裂或從絕緣體812層離，破壞相關(guān)饋通的連通性。

認為由鉑形成且具有約10μm至15μm量級的常見厚度的用于饋通的互連襯墊可能過薄而無法利用標(biāo)準(zhǔn)熔接過程(例如，激光和平行間隙熔接技術(shù))接收導(dǎo)線，因為已發(fā)現(xiàn)這種襯墊會變形或從各自的絕緣體分離，損害饋通的氣密密封。來自熔接過程的熱還可以穿過這種襯墊來熔化底下的導(dǎo)管，損害饋通的氣密密封。另一方面，相比于熔接，約10μm至15μm量級的襯墊(基襯墊)對于焊接、釬焊或引線接合過程來說可能足夠厚。但焊接或釬焊過程和相關(guān)材料可以不生物相容或生物穩(wěn)定。那就是說，在一些預(yù)期實施方案中，具有小于50μm，如以10μm至15μm，或大于15μm量級的厚度的襯墊可以采用某些襯墊材料或熔接技術(shù)。應(yīng)注意雖然本文提供的數(shù)量和范圍可以用于一些構(gòu)造，但在其它構(gòu)造中，如具有用于其它應(yīng)用中的其它材料、幾何形狀等的那些構(gòu)造中，所述數(shù)量和范圍可能不適用，但本文提供的一般教義仍適用。例如，襯墊的尺寸臨界值可基于被評估的熔接過程的特定細節(jié)，其中如果改變?nèi)劢舆^程構(gòu)造；制成更大/更小、較低/較高功率等，那么尺寸臨界值將相應(yīng)地改變。

仍參考圖20，襯墊810C包括在第二層818上的第三層820，和在第三層820上的第四層822。在一些這種實施方案中，第三層820和第四層822是由第三材料制成并被印刷在第二層818上以增大襯墊810的厚度，以使襯墊810被構(gòu)造成接收與其熔接的導(dǎo)線。根據(jù)例示性實施方案，第四層822是襯墊810的頂層，且具有大于10×10mil(即，1/100英寸乘以1/100英寸)大小的頂表面積(例如，可具有圓形、正方形、矩形或其它形狀)。在一些實施方案中，頂表面積大于約20×20mil，如約30×30mil或約40×40mil。認為襯墊810頂部上的這一表面積足夠大以讓材料形成熔融焊道以將導(dǎo)線或引線熔接到襯墊，而不致熔化襯墊810的側(cè)面或使襯墊從絕緣體812分離，否則會損害氣密密封。認為在一些標(biāo)準(zhǔn)熔接過程中，表面積小于約30×30mil的由鉑形成的襯墊可能過小而無法接收導(dǎo)線，因為已發(fā)現(xiàn)這樣的襯墊會熔化并從主體分離，損害饋通的氣密密封。然而，在預(yù)期實施方案中，具有小于30×30mil的表面積的襯墊可以采用某些襯墊材料或熔接技術(shù)。應(yīng)注意根據(jù)各個實施方案，襯墊的體積和體積范圍包括本文公開的任何襯墊面積與任何襯墊厚度的乘積，或本文公開的任何襯墊長度、寬度和厚度的乘積。

根據(jù)例示性實施方案，襯墊810的頂表面充分平整以促進導(dǎo)線或引線熔接到表面。在一些這種實施方案中，襯墊頂面的平整度具有小于約10μm，如小于約7μm的均方根值，其中針對平整度測定的面積對應(yīng)于襯墊頂面50％的中心(例如，圓形襯墊中的中心圓，矩形襯墊中的中心矩形)。在其它預(yù)期實施方案中，襯墊被設(shè)計成豎直突出，形成用于連接導(dǎo)線或其它互連的布置。可以使用平行間隙熔接或激光熔接將導(dǎo)線栓扣到布置的突出物。

在一些實施方案中，由鉑粉重新調(diào)配的各種導(dǎo)電糊膏可用于形成饋通的導(dǎo)電特征件(例如，導(dǎo)管、襯墊)。第一糊膏是由基本上由具有在3μm至10μm范圍內(nèi)的平均粒徑分布d₅₀(對數(shù)正態(tài)分布中的質(zhì)量中值直徑)的鉑組成的第一鉑粉(“Pt-1”)形成。第二糊膏是由基本上由具有在5μm至20μm范圍內(nèi)的粗平均粒徑分布d₅₀的鉑組成的第二鉑粉(“Pt-2”)形成。第三糊膏是由約等份的第一鉑粉與第二鉑粉和約2％至10％重量百分比的氧化鋁(Al₂O₃)，如約5％的氧化鋁的組合形成。第四糊膏是分別由第一鉑粉和第二鉑粉以約3:1的比(例如，70％至80％)混合在一起而形成。

在第三糊膏和第四糊膏中混合第一鉑粉與第二鉑粉意在控制所得的金屬化材料的燒結(jié)收縮和/或收縮特性。在一個實例中，由第一鉑粉與第二鉑粉的7:3混合物及約5％的氧化鋁添加劑形成的糊膏在熱機械分析(TMA)中導(dǎo)致13％的收縮。在用第一鉑粉與第二鉑粉的相同混合物和約7％的氧化鋁的另一個實例中，收縮為12％。在另一個實例中，由約等份的第一鉑粉與第二鉑粉的混合物和約5％的氧化鋁形成的糊膏導(dǎo)致15％的收縮，而具有7％的氧化鋁的相同混合物導(dǎo)致13％收縮。

通過為上下文提供的實例來說，已構(gòu)建各種糊膏組合和層數(shù)以測試共燒后所得襯墊的品質(zhì)，如頂襯墊厚度和平整度。在兩個這種實例中，第二糊膏的頂層被印刷在第三糊膏的基層頂上(例如，“雙重印刷”)并共燒，分別導(dǎo)致37μm和39μm的頂襯墊厚度(例如，每個襯墊平均進行10至20次樣品測定)，且分別具有4.2μm和3.9μm的均方根(RMS)平均平整度值(一般地見如圖20中所示的襯墊810A)。在另一實例中，第一糊膏的頂層被印刷在第三糊膏的基層頂上，這導(dǎo)致130μm的頂襯墊厚度和12.3μm的RMS平均平整度值。在另外兩個實例中，第二糊膏的兩個頂層被印刷在第三糊膏的基層頂上(例如，“三重印刷”)并共燒，分別導(dǎo)致55μm和59μm的頂襯墊厚度，和分別具有2.5μm和3.3μm的RMS平均平整度值(一般地見如圖20中所示的襯墊810B)。在又另外兩個實例中，第二糊膏的三個頂層被接連印刷在第三糊膏的基層頂上(例如，“四重印刷”)，導(dǎo)致81μm的頂襯墊厚度和分別為3.9μm和4.2μm的RMS平均平整度值(一般地見如圖20中所示的襯墊810C)。在另一實例中，第一糊膏的三個頂層被接連印刷在第三糊膏的第一層頂上，導(dǎo)致109μm的襯墊厚度和6.0的RMS平均平整度值。在還有另一實例中，第四糊膏的三個頂層被接連印刷在第三糊膏的第一層頂上，導(dǎo)致104μm的襯墊厚度和5.1的RMS平均平整度值，這導(dǎo)致襯墊耦接到底下的(第三糊膏的)導(dǎo)電導(dǎo)管和絕緣體但不會破裂或?qū)与x。頂層和基層的凈厚度為136μm。

使用由Pt-1鉑粉、Pt-2鉑粉和由等份Pt-1和Pt-2形成的鉑粉(“Pt-3”)的組合形成的糊膏構(gòu)建各種襯墊構(gòu)造。圖20示出這些構(gòu)造的實例。為上下文提供的下表10概括了各種襯墊結(jié)構(gòu)的篩選：

表10

在表10中“結(jié)構(gòu)”行以豎直順序示出鉑糊膏的層，“厚度”行示出頂襯墊(Pt-3層以上)的厚度，且“平整度”行示出均方根平均平整度值。使用由三份Pt-1對一份Pt-2形成的鉑粉(“Pt-4”)并按照為上下文提供的下表11中所概括而繼續(xù)細分襯墊結(jié)構(gòu)：

表11

在表11中這些行與表10的那些行匹配。由Pt-4層和Pt-3層的四重印刷形成的結(jié)構(gòu)沒有顯示沿襯墊邊緣破裂的跡象且顯示出相對平整性。在至少一個實施方案中，襯墊的頂面是由三個Pt-4的堆疊層和襯墊的基層，和由Pt-3與5％的氧化鋁添加劑組成的通孔(包括中間覆蓋襯墊)形成。

通過為上下文提供的實例來說，對由糊膏的各種組合形成的樣品饋通在1小時、500℃的真空預(yù)熱之后進行在150℃、3.5atm下維持30天的針對染料滲透的高度加速浸潤測試。雖然在測試前的初始測定指示了氣密性，但在測試期間出乎意料地發(fā)現(xiàn)用全部由氧化鋁絕緣體中加第一糊膏形成的襯墊(例如，頂襯墊、主襯墊)、覆蓋襯墊(例如，在層之間的襯墊)和導(dǎo)管(例如，通孔)以及全部由第一糊膏加更少量的氧化鋁添加劑(例如，約2.5％)形成的那些部件構(gòu)建的饋通發(fā)生氣密性損失(例如，染料滲透)的證據(jù)。相比之下，用由第一糊膏加較大量氧化鋁添加劑(例如，約5％和約7.5％)形成的襯墊、覆蓋襯墊和導(dǎo)管構(gòu)建的饋通中沒有發(fā)現(xiàn)氣密性損失。而且，用由第二糊膏的襯墊和覆蓋襯墊和在覆蓋襯墊之間由形成自第一粉末和5％的氧化鋁添加劑的糊膏形成的導(dǎo)管(例如，通孔)構(gòu)建的饋通中沒有發(fā)現(xiàn)氣密性損失。與進一步包括SiO₂、MgO和CaO對照，認為只使用氧化鋁作為添加劑減少了導(dǎo)管與絕緣體之間的初始缺陷。

根據(jù)例示性實施方案，導(dǎo)體糊膏(例如，糊膏940)可以包括分散在有機組分中的鉑粉，這些有機組分可以包括溶劑、塑化劑、分散劑和類似組分。根據(jù)例示性實施方案，將鄰苯二甲酸酯用作溶劑。用于導(dǎo)體糊膏940中的特殊有機溶劑可影響金屬-陶瓷介面的完整性。在印刷操作期間，有機溶劑可以擴散到片材(例如，片材938)中，用作片材材料的塑化劑。這種擴散過程的機制可以包括毛細管作用、化學(xué)親和性、在溶劑的注射期間迫使溶劑進入片材的孔和類似機制。在擴散區(qū)的片材的彈性模量減小，使得片材更容易變形。結(jié)果是，進入片材中的任何應(yīng)力得以遷移，減少了片材以及導(dǎo)體(例如，導(dǎo)體940)與片材之間的介面的機械破壞的發(fā)生。促進這種應(yīng)力緩和過程的合適溶劑包括鄰苯二甲酸酯，如鄰苯二甲酸二丁酯和鄰苯二甲酸二辛酯。溶劑的選擇將依賴于用于制作片材938的粘結(jié)劑。對于用于制造片材938的丙烯酸系粘結(jié)劑來說，鄰苯二甲酸二丁酯是優(yōu)選溶劑。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白當(dāng)采用其它粘結(jié)劑系統(tǒng)(例如，聚乙烯丁縮醛、纖維素等)時，要使用類似可混溶溶劑。

實施其它測試以評價所使用的溶劑類型和用于導(dǎo)體糊膏中的粉末比例對結(jié)構(gòu)的氣密性的作用，將高度加速浸潤測試用于評估染料滲透。在以下表12稱為“1代”的第一組樣品中，用具有1:1鉑粉比(即具有在3至10μm之間的平均粒徑的第一鉑粉(“Pt-1”)與具有在5至20μm之間的平均粒徑的第二較粗鉑粉(“Pt-2”)的比)的導(dǎo)體糊膏和α-萜品醇溶劑制造樣品。如表12所示，在37℃下維持96天后，550個總樣品通孔中有一個失效(即，發(fā)生染料滲透)。在90℃、120℃和150℃下對其它樣品以不同持續(xù)時間進行加速熟化測試并加以分析以確定失效個數(shù)，并對在這種持續(xù)時間下的實際失效個數(shù)進行外推以估算在以下表12所羅列的時間長度下的失效個數(shù)(例如，在90℃下，收集在比所羅列的122天短的持續(xù)時間下的失效數(shù)據(jù)，但隨后進行外推以提供對122天持續(xù)時間的失效個數(shù)的估算——這個估算是用于提供與為下文將描述的2代樣品羅列的實際測定數(shù)據(jù)的直接比較)。在加速熟化條件下外推建模得到的失效數(shù)據(jù)指示在90℃下通孔失效的累計個數(shù)預(yù)期將在122天后增加至7％。類似地，預(yù)期在120℃下經(jīng)過86天后失效將為通孔的27％和在150℃下經(jīng)過65天后增加至通孔的77％。

用具有7.5:2.5(Pt-1:Pt-2)的鉑粉比的導(dǎo)體糊膏和鄰苯二甲酸二丁酯溶劑制備第二組樣品(即，“2代”)。對比1代樣品和它們的建模失效速率，2代樣品中無一在任何測試溫度和暴露時間下展示任何染料滲透失效，如表12所示(在表12中針對2代樣品示出的數(shù)據(jù)為實際測定數(shù)據(jù)，而非建模數(shù)據(jù))。顯然使用鄰苯二甲酸酯和2代樣品中的鉑粉比獲得比1代樣品改善的氣密性。

表12

在一些實施方案中，不管導(dǎo)電導(dǎo)管的組合物和介面，襯墊可能足以維持氣密性和長期生物穩(wěn)定性。在其它實施方案中，襯墊可將電傳導(dǎo)到導(dǎo)管，但可以不設(shè)計成防止體液進入。在一些這種實施方案中，導(dǎo)電導(dǎo)管可被調(diào)配和結(jié)構(gòu)化以給饋通提供氣密密封和長期生物穩(wěn)定性。應(yīng)注意可通過一起被過度氣密密封且長期生物穩(wěn)定的襯墊和導(dǎo)電導(dǎo)管提供改善的可靠性。

再次參考圖21，制造饋通924的方法1010的一部分包括提供1012第一材料916的片材938或主體。在一些實施方案中，片材938具有延伸穿過第一材料916中的孔936的第二材料940的導(dǎo)管918。第一材料916是電絕緣體且第二材料940導(dǎo)電。方法1010還包括將襯墊946(例如，互連、頂襯墊)的第一層(例如見如圖20中所示的第一層816和如圖18至圖19中所示的基層718)印刷1018在片材938上。第一層重疊在導(dǎo)管918上且電耦接到導(dǎo)管918。在一些實施方案中，襯墊946的第一層是由第二材料940形成。

為了促進熔接或其它互連方法，需要建立具有更大厚度的襯墊946。根據(jù)例示性實施方案，所述方法還包括將襯墊的其它層(見，例如，如圖20中所示的層818、層820和層822)印刷1018在第一層816的頂部。導(dǎo)體糊膏940可以包括分散在有機溶劑中的鉑和含氧化鋁添加劑。用于印刷其它層818、層820和層822的導(dǎo)電糊膏包括鉑和有機溶劑。所述方法還包括共燒片材938、導(dǎo)管918和襯墊946，以使彼此之間的內(nèi)聚力將襯墊946和導(dǎo)管918與片材938栓扣且氣密密封。給襯墊946印刷1018多個層(一般地見如圖20中所示的襯墊810C)允許襯墊946具有增大的厚度，如可促進導(dǎo)線或引線熔接到襯墊，同時維持襯墊946、導(dǎo)管918和片材938之間的氣密密封。通過印刷1018襯墊946的多個重疊層而對襯墊946的尺寸控制允許形成供可植入醫(yī)療設(shè)備用而構(gòu)造的襯墊，因為襯墊946可由生物相容且生物穩(wěn)定材料(例如，鉑)形成，這些材料針對熔接而被布置得足夠厚、足夠?qū)捛易銐蚱秸瑫r維持與饋通924的主體氣密密封。

雖然本文公開的教義一般地關(guān)于可植入醫(yī)療設(shè)備(例如見如圖1至圖2中所示的設(shè)備110、設(shè)備210)，但公開內(nèi)容并非意在限制于這些設(shè)備。例如，在本文公開的一些教義關(guān)于為由共燒過程形成的氣密饋通提供的方法和結(jié)構(gòu)。在微米級上，允許氣密密封在長時間(例如，幾年)保持生物穩(wěn)定的特征還提供了在饋通的絕緣體與導(dǎo)電組件之間強而可靠的粘結(jié)。這種改善的粘結(jié)對于經(jīng)受要求饋通的組件具有高可靠性和/或長期氣密性的條件的非醫(yī)療、不可植入設(shè)備可為有益的，如經(jīng)歷較大溫度變化、在化學(xué)侵略性環(huán)境中操作的計算機、經(jīng)歷相對高振動負荷的電氣設(shè)備(例如，飛行器電子設(shè)備)、牢固構(gòu)建的高價值設(shè)備和其它設(shè)備。

在可植入醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用中，可能期望采用無磁性且與利用磁場的診斷工具(如核磁共振成像(MRI)系統(tǒng))相容的可植入醫(yī)療設(shè)備，包括其部分(例如，饋通)。在一些實施方案中，本文公開的鉑和氧化鋁材料、組合物、糊膏等(例如，通孔糊膏、絕緣體材料、襯墊材料)無磁性且與MRI和其它磁力診斷技術(shù)相容。

如各個例示性實施方案中所示的饋通的構(gòu)建和布置只是說明性的。雖然已經(jīng)在本公開內(nèi)容中只詳細描述了幾個實施方案，但在不實質(zhì)脫離本文公開的標(biāo)的的新穎教義和優(yōu)點下，許多修改(例如，各種元件的大小、尺寸、結(jié)構(gòu)、形狀和比例、參數(shù)值、安裝布置、材料用途、顏色、取向等的變化)是可行的。按照整合形成示出的一些元件可以由多個部分或元件構(gòu)建，元件的位置可顛倒或另外變化，且離散元件或位置的性質(zhì)或數(shù)目可以更改或變化。根據(jù)代替實施方案，任何過程、邏輯算法或方法步驟的順序或次序可以變化或重新排序。在不脫離本發(fā)明的范疇下，還可以在各個例示性實施方案的設(shè)計、操作條件和布置中進行其它取代、修改、改變和刪減。

本公開的示例實施方案可以鑒于以下條款進行描述：

1.一種用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通，包括：

具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷；和

大體填充所述孔的第二材料，其中所述第二材料不同于所述第一材料且包括鉑和添加劑，且其中所述添加劑包括氧化鋁；

其中所述第一材料和所述第二材料之間具有氣密密封所述孔的共燒粘結(jié)。

2.根據(jù)條款1所述的饋通，其中所述第一材料是電絕緣體且所述第二材料導(dǎo)電。

3.根據(jù)條款2所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)包括玻璃、SiO₂、MgO和CaO中的至少一種從所述第一材料向所述孔的擴散。

4.根據(jù)條款2所述的饋通，還包括上覆所述孔的覆蓋襯墊。

5.根據(jù)條款4所述的饋通，其中所述覆蓋襯墊在所述片材上至少部分延伸經(jīng)過所述孔。

6.根據(jù)條款5所述的饋通，其中所述第二材料實質(zhì)上由鉑和氧化鋁組成。

7.根據(jù)條款6所述的饋通，其中所述第二材料的鉑包括具有第一粒徑范圍的第一鉑粉和具有第二粒徑范圍的第二鉑粉，且其中所述第二材料的氧化鋁占所述第二材料的約2至10重量百分比之間。

8.根據(jù)條款1所述的饋通，其中所述第一材料和所述第二材料無磁性。

9.一種饋通，包括：

具有第一孔的第一片材，其中所述第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料；

耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔；

至少部分填充所述第一孔和所述第二孔的第二材料，其中所述第二材料導(dǎo)電；

其中所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封所述第一孔和所述第二孔的共燒粘結(jié)；且

其中所述第一孔與所述第二孔大體相互對齊，以形成穿過所述第一片材和所述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

10.根據(jù)條款9所述的饋通，還包括：

上覆所述第一孔且在所述第一片材上至少部分延伸經(jīng)過所述第一孔的第一覆蓋襯墊；和

上覆所述第二孔且在所述第二片材上至少部分延伸經(jīng)過所述第二孔的第二覆蓋襯墊。

11.根據(jù)條款10所述的饋通，其中所述第一覆蓋襯墊接觸所述第二片材的所述第二孔。

12.根據(jù)條款11所述的饋通，其中所述第一覆蓋襯墊和所述第二覆蓋襯墊包括不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料，且其中所述第三材料導(dǎo)電。

13.根據(jù)條款12所述的饋通，其中所述第二材料包括鉑和包括氧化鋁的添加劑。

14.根據(jù)條款13所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)包括玻璃、SiO₂、MgO和CaO中的至少一種從所述第一材料向所述導(dǎo)電路徑的擴散。

15.根據(jù)條款14所述的饋通，其中所述第一材料包括氧化鋁且所述第三材料包括鉑。

16.根據(jù)條款15所述的饋通，其中所述第二材料的鉑包括具有第一粒徑范圍的第一鉑粉和具有第二粒徑范圍的第二鉑粉，且其中所述第二材料的氧化鋁占所述第二材料的約2至10重量百分比之間。

17.一種制造饋通的方法，包括：

提供具有孔的第一材料片材，其中所述第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷；

用第二材料填充所述孔，其中所述第二材料是導(dǎo)電糊膏，包括鉑和包括氧化鋁的添加劑；和

共燒所述第一材料和所述第二材料，以使所述第一材料與所述第二材料之間的粘結(jié)氣密密封所述孔。

18.根據(jù)條款17所述的方法，還包括在所述片材中形成所述孔。

19.根據(jù)條款18所述的方法，還包括將覆蓋襯墊印刷在所述孔上和在所述片材上至少部分經(jīng)過所述孔，其中所述覆蓋襯墊包括不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料，且其中所述第三材料包括鉑。

20.根據(jù)條款19所述的方法，其中所述片材是第一片材且所述孔是第一孔，所述方法還包括：

提供包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔；

用所述第二材料填充所述第二孔；和

堆疊所述第一片材和所述第二片材以使所述第一孔與所述第二孔相互對齊以形成穿過所述第一片材和所述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

21.根據(jù)條款17所述的方法，其中所述孔在所述共燒前不包括玻璃、SiO₂、MgO或CaO。

22.根據(jù)條款21所述的方法，其中所述孔在所述共燒期間接收玻璃、SiO₂、MgO和CaO中的至少一種從所述第一材料的擴散。

23.一種饋通，包括：

包括第一材料的絕緣體；

延伸穿過所述絕緣體的包括第二材料的導(dǎo)管，其中所述第二材料導(dǎo)電且所述導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過所述絕緣體；和

安裝到所述絕緣體的外表面且被構(gòu)造以接收與其連接的導(dǎo)線的襯墊，其中所述襯墊導(dǎo)電且耦接到所述導(dǎo)管；

其中所述絕緣體和所述襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)，其中所述共燒粘結(jié)使所述絕緣體與所述襯墊氣密密封，且其中所述氣密密封生物穩(wěn)定以使在所述導(dǎo)線附接到所述襯墊后維持浸潤耐久性。

24.根據(jù)條款23所述的饋通，其中所述襯墊居中覆于所述導(dǎo)管上。

25.根據(jù)條款24所述的饋通，其中所述襯墊包括所述第二材料的底層。

26.根據(jù)條款25所述的饋通，其中所述襯墊還包括上覆所述底層的第三材料的額外層。

27.根據(jù)條款26所述的饋通，其中所述額外層實質(zhì)上由鉑組成且所述底層包括氧化鋁和鉑。

28.根據(jù)條款23所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)使所述通孔被所述絕緣體氣密密封。

29.一種饋通，包括：

具有第一孔的第一片材，其中所述第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料；

耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔；和

至少部分填充所述第一孔和所述第二孔的第二材料，其中所述第二材料導(dǎo)電；

其中所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封所述第一孔和所述第二孔的共燒粘結(jié)；

其中所述第一材料和所述第二材料無磁性；且

其中所述第一孔和所述第二孔電通信且相互豎直交錯，從而形成穿過所述第一片材和所述第二片材的交錯導(dǎo)電路徑。

30.根據(jù)條款29所述的饋通，還包括上覆所述第一孔且在所述第一片材上至少部分延伸經(jīng)過所述第一孔的覆蓋襯墊，其中所述覆蓋襯墊至少部分在所述第二片材的所述第二孔下延伸。

31.一種用于可植入醫(yī)療設(shè)備的氣密饋通，包括：

具有孔的片材，其中所述片材包括第一材料，所述第一材料是包括氧化鋁的陶瓷；和

大體填充所述孔的第二材料，其中所述第二材料包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑，其中所述鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉；

其中所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的所述第二鉑粉；

其中所述第一材料和所述第二材料之間具有氣密密封所述孔的共燒粘結(jié)。

32.根據(jù)條款31所述的饋通，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

33.根據(jù)條款31所述的饋通，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

34.根據(jù)條款31所述的饋通，其中所述第一材料是電絕緣體且所述第二材料導(dǎo)電。

35.根據(jù)條款31所述的饋通，還包括上覆所述孔且在所述片材上至少部分延伸經(jīng)過所述孔的覆蓋襯墊。

36.根據(jù)條款31所述的饋通，其中所述第一材料和所述第二材料無磁性。

37.一種饋通，包括：

具有第一孔的第一片材，其中所述第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料；

耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔；

至少部分填充所述第一孔和所述第二孔的第二材料，其中所述第二材料導(dǎo)電且包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑，其中所述鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉；

其中所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的所述第二鉑粉；

其中所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封所述第一孔和所述第二孔的共燒粘結(jié)；且

其中所述第一孔與所述第二孔大體相互對齊，以形成穿過所述第一片材和所述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

38.根據(jù)條款37所述的饋通，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

39.根據(jù)條款37所述的饋通，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

40.根據(jù)條款37所述的饋通，還包括：

上覆所述第一孔且在所述第一片材上至少部分延伸經(jīng)過所述第一孔的第一覆蓋襯墊；和

上覆所述第二孔且在所述第二片材上至少部分延伸經(jīng)過所述第二孔的第二覆蓋襯墊。

41.根據(jù)條款40所述的饋通，其中所述第一覆蓋襯墊接觸所述第二片材的所述第二孔。

42.根據(jù)條款41所述的饋通，其中所述第一覆蓋襯墊和所述第二覆蓋襯墊包括不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料，且其中所述第三材料導(dǎo)電。

43.根據(jù)條款37所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)包括玻璃、SiO₂、MgO和CaO中的至少一種從所述第一材料向所述導(dǎo)電路徑的擴散。

44.一種饋通，包括：

具有第一孔的第一片材，其中所述第一片材包括為電絕緣陶瓷的第一材料；

耦接到所述第一片材的包括所述第一材料的第二片材，所述第二片材具有第二孔；

至少部分填充所述第一孔和所述第二孔的第二材料，其中所述第二材料導(dǎo)電且包括鉑粉混合物和氧化鋁添加劑，其中所述鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉；

其中所述鉑粉混合物經(jīng)過優(yōu)化以獲得小于20微米的通孔突出；且

其中所述第一材料和所述第二材料彼此之間具有氣密密封所述第一孔和所述第二孔的共燒粘結(jié)；且

其中所述第一孔與所述第二孔大體相互對齊，以形成穿過所述第一片材和所述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

45.根據(jù)條款44所述的饋通，其中所述通孔突出小于10微米。

46.根據(jù)條款44所述的饋通，其中所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的所述第二鉑粉。

47.根據(jù)條款44所述的饋通，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

48.根據(jù)條款44所述的饋通，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

49.一種制造饋通的方法，包括：

提供具有孔的第一材料片材，其中所述第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷；

用第二材料填充所述孔，其中所述第二材料是導(dǎo)電糊膏，其包括鋁粉混合物和包括氧化鋁的添加劑；和

共燒所述第一材料和所述第二材料以使所述第一材料與所述第二材料之間的粘結(jié)氣密密封所述孔；并且

其中所述鉑粉混合物經(jīng)過優(yōu)化以獲得小于20微米的通孔突出；且

其中所述鉑粉混合物包括具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。

50.根據(jù)條款49所述的方法，其中所述通孔突出小于10微米。

51.根據(jù)條款49所述的方法，其中所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的所述第二鉑粉。

52.根據(jù)條款49所述的方法，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

53.根據(jù)條款49所述的方法，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

54.一種制造饋通的方法，包括：

提供具有孔的第一材料片材，其中所述第一材料是包括氧化鋁的電絕緣陶瓷；

用第二材料填充所述孔，其中所述第二材料是導(dǎo)電糊膏，其包括鋁粉混合物和包括氧化鋁的添加劑；和

共燒所述第一材料和所述第二材料；以使所述第一材料與所述第二材料之間的粘結(jié)氣密密封所述孔；

其中所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉。

55.根據(jù)條款54所述的方法，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

56.根據(jù)條款54所述的方法，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

57.根據(jù)條款54所述的方法，還包括在所述片材中形成所述孔。

58.根據(jù)條款57所述的方法，還包括將覆蓋襯墊印刷在所述孔上和在所述片材上至少部分經(jīng)過所述孔，其中所述覆蓋襯墊包括不同于所述第一材料和所述第二材料的第三材料，且其中所述第三材料包括鉑。

59.根據(jù)條款58所述的方法，其中所述片材是第一片材且所述孔是第一孔，所述方法還包括：

提供包括所述第一材料的第二片材，所述第二材料具有第二孔；

用所述第二材料填充所述第二孔；和

堆疊所述第一片材和所述第二片材以使所述第一孔與所述第二孔相互對齊以形成穿過所述第一片材和所述第二片材的大體筆直導(dǎo)電路徑。

60.根據(jù)條款54所述的方法，其中所述孔在所述共燒前不包括玻璃、SiO₂、MgO或CaO。

61.根據(jù)條款60所述的方法，其中所述孔在所述共燒期間接收玻璃、SiO₂、MgO和CaO中的至少一種從所述第一材料的擴散。

62.一種饋通，包括：

包括第一材料的絕緣體；

延伸穿過所述絕緣體的包括第二材料的導(dǎo)管，其中所述第二材料導(dǎo)電和所述導(dǎo)管被構(gòu)造以將電傳導(dǎo)穿過所述絕緣體，且其中所述第二材料包括鉑粉混合物，所述鉑粉混合物包括在約50與80重量百分比之間的具有在約3與10微米之間的平均粒徑的第一鉑粉和在約20與50重量百分比之間的比所述第一鉑粉粗且具有在約5與20微米之間的平均粒徑的第二鉑粉；和

安裝到所述絕緣體的外表面且被構(gòu)造以接收與其連接的導(dǎo)線的襯墊，其中所述襯墊導(dǎo)電且耦接到所述導(dǎo)管；

其中所述絕緣體和所述襯墊彼此之間具有共燒粘結(jié)，其中所述共燒粘結(jié)使所述絕緣體與所述襯墊氣密密封，且其中所述氣密密封生物穩(wěn)定以使在所述導(dǎo)線附接到所述襯墊后維持浸潤耐久性。

63.根據(jù)條款62所述的饋通，其中所述鉑粉混合物包括在約70與80重量百分比之間的所述第一鉑粉和在約20與30重量百分比之間的所述第二鉑粉。

64.根據(jù)條款62所述的饋通，其中所述第一鉑粉的比表面積經(jīng)單點BET方法測定為約0.01與0.15m²/g之間，且所述第二鉑粉的比表面積在約0.15與0.50m²/g之間。

65.根據(jù)條款62所述的饋通，其中所述襯墊居中上覆所述導(dǎo)管。

66.根據(jù)條款65所述的饋通，其中所述襯墊包括所述第二材料的底層。

67.根據(jù)條款66所述的饋通，其中所述襯墊還包括實質(zhì)上由鉑組成的上覆所述底層的第三材料的額外層。

68.根據(jù)條款67所述的饋通，其中所述共燒粘結(jié)使所述通孔被所述絕緣體氣密密封。