AT384163B

AT384163B - Biomedizinische sonde

Info

Publication number: AT384163B
Application number: AT0134084A
Authority: AT
Inventors: Gerald Dipl Ing Urban
Original assignee: Gerald Dipl Ing Urban; Stangl Guenther
Priority date: 1984-04-20
Filing date: 1984-04-20
Publication date: 1987-10-12
Also published as: ATA134084A

Description

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Zur Erzielung einer guten Haftung der Leiterbahnen ist es vorteilhaft, wenn beim Aufbringen der Leiterbahnen in an sich bekannter Weise zuerst eine Haftschicht, vorzugsweise aus Chrom oder Titan, danach eine Leiterschicht, z. B. aus Gold oder Silber, und darauf eine Deckschicht, z. B. aus Chrom oder Titan, aufgedampft wird.

In diesem Zusammenhang hat es sich als zweckmässig erwiesen, wenn vor dem Einziehen der Drähte und gegebenenfalls nach dem Ausgiessen der Bohrungen die Sondenaussenfläche poliert wird.

Zur Erzielung einer besonders guten Kontaktierung, insbesondere des Anschlusses der Drähte an die Kontaktflächen kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass nach dem auf das Ausgiessen der Bohrungen erfolgenden Polieren im Bereich der Bohrungen Auflagen aus elektrisch leitfähigem Ku. iststoff aufgebracht werden und danach die Sonde wenigstens im Bereich dieser Bohrungen poliert wird.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, dass als Isolierschicht eine Siliziumnitridschicht durch plasmaunterstützte Abscheidung aus der Gasphase aufgebracht wird, wodurch eine sehr gute Abdeckung der empfindlichen Sensorzonen und Leiterbahnen erzielt wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. l eine erfindungsgemässe Sonde, die Fig. 2 und 3 die Anordnung der Drähte in der Sonde, Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine Sonde, Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht der Sonde und die Fig. 6 und 7 eine vergrösserte Ansicht der Anordnung der Sensorzonen und einen Schnitt durch diese.

Die Sonde weist einen eigentlichen Sondenteil--1--auf, der mit einem Führungsrohr--2--
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--3-- geführt sind, wobei einedenteils--1--wird nun so vorgegangen, dass nach dem Anbringen der Schrägbohrungen --5-- in diese Schrägbohrungen ein dünner lackisolierter etwa 50 ! l dicker Kupferdraht hindurchgeführt wird. Sodann werden diese Bohrungen --5-- mit einem elektrisch isolierenden, gewebeverträglichen Material --10--, einem Kunstharz, insbesondere einem Epoxydharz, einem Kleber auf Silikatbasis, einem Keramikkleber od. dgl. ausgegossen. Praktisch kommt hiefür jedes Material in Frage, das darüber hinaus auch noch eine entsprechende mechanische Festigkeit hat, und chemisch resistent ist.

Sodann wird die Oberfläche des Sondenteils --1-- auf etwa 0, 25 ! l poliert, wobei zufolge dieses Poliervorganges die Materialbereiche--6--, z. B. Epoxydharzbereiche (Fig. 2), tiefer ausgearbeitet werden, als die Oberfläche des Trägermaterials, da das Trägermaterial eine grössere
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soll es sich um dasselbe bzw. um ein ähnliches Material handeln, das zum Ausgiessen verwendet wurde, damit der gleiche Ausdehnungskoeffizient vorliegt. Die elektrische Leitfähigkeit dieses Materials wird z. B. durch Silberpartikel gewährleistet. Sodann wird das Werkstück nochmals poliert und sodann mit Photolack behandelt, um die in Fig. 5 gezeigte Struktur zu erhalten.

In Fig. 5 sind die eigentlichen Sensorzonen mit --6-- bezeichnet, mit --7-- die Leiterbahnen, die die Sensor- zonen --6-- mit den Kontaktflächen --8-- elektrisch verbinden, welche mit den durch die Schräg-
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--5-- nachteil --1-- zylindrische Gestalt hat und somit die herkömmlichen Belichtungstechniken nach dem Stand der Technik nicht anzuwenden sind, wird zweckmässigerweise eine flexible Maske verwendet,

welche um die mit Photolack beschichtete Sonde herumgewickelt wird und danach eine Kontakt- belichtung ohne weiteres ermöglicht.

Diese erfindungsgemässe Technologie der flexiblen Maske ist auf Sonden zylindrischer Gestalt nicht beschränkt, sie kann in vorteilhafter Weise bei jeder be- liebigen gekrümmten und/oder aus Polygonzügen zusammengesetzten Gestalt angewendet werden.

Die Konfiguration der Maske entspricht dem Leiterbild gemäss Fig. 5. Nach der Belichtung wird die Maske entfernt und wenn es sich um einen positiven Photolack handelt, so erfolgt dessen Ablösung dort, wo belichtet wurde. Auf diesen, in solcher Art freigelegten, Keramikgrund wird nun z. B. zuerst Chrom aufgedampft, dann Gold und dann wieder Chrom. Das Chrom hat allein den Zweck eines Haftvermittlers. Alternativ kann auch zuerst an Stelle von Chrom Titan, dann Gold und dann wieder Titan bzw. zuerst Titan, dann Silber und dann wieder Titan aufgedampft werden. Danach wird die gesamte Sonde mit einer Isolierschicht --10-- aus Si3 N4 (Siliziumnitrid) überzogen. Diese Rundumisolierung des Sondenteils --1-- ist durch eine plasmaunterstützte Abscheidung von Si, N. aus der Gasphase möglich.

Darauffolgend werden die Sensorzonen --6-- bis zur Leiterschicht durchgeätzt, so dass diese Zonen freiliegen. Auf diese geätzten Stellen werden die für den jeweiligen Sensor geeigneten Materialien aufgebracht, z. B. für einen Temperatursensor Germanium, für Elektro-Enzephalogramm-Sonden oder Chlorionen-Sonden Silber-Silberchlorid Ag/AgCl, für Sauerstoffpartialdrucksonden Gold, für PH-Sonden Palladium Pd oder für Reizsonden Tantal, wie dies aus den Fig. 6 und 7 ersichtlich ist.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, überdecken die Kontaktflächen --8-- die Bohrungen --5--, durch die die isolierten Drähte --9-- geführt sind, wobei die Verbindung der Drähte --9-- mit den Kontaktflächen --8-- über den leitenden Kunststoff erfolgt, mit dem die Bohrungen --5-- im Anschlussbereich ausgegossen sind.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Biomedizinische Sonde, insbesondere Gehirnsonde, die als Hohlsonde ausgebildet ist und an ihrer Aussenfläche mehrere Sensorzonen aufweist, die mittels durch von innen nach aussen führende Bohrungen geführter, in der zentralen Bohrung verlaufender isolierter Drähte mit Anschlüssen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Sondenaussenfläche die Sensorzonen (6) in an sich bekannter Weise über Leiterbahnen (7) mit Kontaktflächen (8) verbunden sind, und an diese Kontaktflächen (8) die durch vorzugsweise schräge Bohrungen (5) zur zentralen Bohrung geführten isolierten Drähte (9) angeschlossen sind und diese Anschlussdrähte in die von innen nach
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Claims

vorgesehen sind.

3. Verfahren zur Herstellung einer Sonde nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Anbringen der Bohrungen und dem Einziehen der Drähte die Bohrungen mit einem elektrisch isolierenden, gewebeverträglichen Material, wie z. B. einem Kunststoff, einem Kunstharz, insbesondere einem Epoxydharz, einem Kleber auf Silikatbasis, einem Keramikkleber od. dgl., ausgegossen werden, dass danach die Leiterbahnen und die Kontaktflächen auf photolithographischem Wege aufgebracht und anschliessend die Sensorzonen eingeätzt und Sensorzonenschichten aufgebracht werden, und dass abschliessend die Sonde mit einer Isolierschicht, vorzugsweise mit Siliziumnitrid SiqN, überzogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einziehen der Drähte und gegebenenfalls nach dem Ausgiessen der Bohrungen die Sondenoberfläche poliert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem auf das Ausgiessen der Bohrungen erfolgenden Polieren im Bereich der Bohrungen Auflagen aus elektrisch leitfähigem Kunststoff aufgebracht werden und danach die Sonde wenigstens im Bereich dieser Bohrungen poliert wird. <Desc/Clms Page number 4>

6. Verfahren nach Anspruch 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen der Leiterbahnen in an sich bekannter Weise zuerst eine Haftschicht, vorzugsweise aus Chrom oder Titan, danach eine Leiterschicht, z. B. aus Gold oder Silber, und darauf eine Deckschicht, z. B. aus Chrom oder Titan, aufgedampft wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Isolierschicht eine Siliziumnitridschicht durch plasmaunterstützte Abscheidung aus der Gasphase aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen und die Kontaktflächen auf photolithographischem Wege mittels einer flexiblen Maske aufgebracht werden.