本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)涉及饋通濾波器及相應(yīng)方法。更具體地，本發(fā)明公開(kāi)的技術(shù)涉及制造和使用用于與有源可植入醫(yī)療設(shè)備(AIMD)一起使用的離散共燒饋通濾波器(discrete cofired feedthrough filter)。

背景技術(shù)：

心臟起搏器和其他可植入醫(yī)療設(shè)備包括容納在外殼內(nèi)的電子元件?？芍踩脶t(yī)療設(shè)備的外殼可以由合適材料形成以經(jīng)受在人體內(nèi)的植入。可植入電子器件可以通過(guò)使用濾波器而屏蔽外部電磁干擾(EMI)源。

通常，饋通濾波器能夠聯(lián)接至可植入醫(yī)療設(shè)備以使得設(shè)備的饋線(xiàn)盡可能接近所植入設(shè)備上的輸入-輸出連接器來(lái)穿過(guò)饋通濾波器。例如，如共同所有的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)20140062618的圖38和39中示意的，傳統(tǒng)的可植入系統(tǒng)10可以包括筒或套圈11，饋線(xiàn)12穿過(guò)該筒或套圈11以連接在植入設(shè)備的外部電路和植入設(shè)備的內(nèi)部電路之間。筒11可以包括套圈13以固定并保護(hù)饋線(xiàn)12。粘接材料14可用于將饋線(xiàn)12固定在筒11中。

進(jìn)一步根據(jù)20140062618的公開(kāi)文本，饋通濾波器15可以布置在筒11內(nèi)。饋線(xiàn)12完全穿過(guò)饋通濾波器15以連接在所植入設(shè)備的內(nèi)部和外部電路之間。饋通濾波器15能夠作為電容器，以使得設(shè)備的每根饋線(xiàn)12通過(guò)電傳導(dǎo)18電連接至饋通濾波器內(nèi)相應(yīng)電極片組16和17。導(dǎo)電片17在導(dǎo)電片16之間交錯(cuò)以產(chǎn)生電容器效應(yīng)。然而，這種饋通濾波器通常需要多個(gè)復(fù)雜的制造步驟并且在植入之前的制造和組裝期間易于破壞。20140062618公開(kāi)文本的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文，以用于各種目的。

因此，可植入醫(yī)療設(shè)備存在對(duì)于改進(jìn)的電磁干擾濾波器的需求。更具體地，需要一種能夠在改進(jìn)安裝特性的同時(shí)還能降低制造成本的濾波器。盡管已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于可植入醫(yī)療設(shè)備的電磁干擾濾波器的各種實(shí)現(xiàn)方式，但是還沒(méi)有出現(xiàn)可以總體覆蓋如下文的根據(jù)所述主題技術(shù)所呈現(xiàn)的所有期望特征的設(shè)計(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主題認(rèn)識(shí)到并解決了各種前述問(wèn)題，以及涉及濾波設(shè)備的其他某些方面。因此，廣義地來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的某些實(shí)施例的目的是提供針對(duì)與濾波設(shè)備關(guān)聯(lián)的某些部件和部件組件的改進(jìn)設(shè)計(jì)，并且更加特別地，提供用于可植入醫(yī)療設(shè)備的改進(jìn)的電磁干擾濾波器。廣義地來(lái)說(shuō)，其他目的涉及提供用于植入的醫(yī)療設(shè)備的離散共燒饋通濾波器和相關(guān)方法。

本發(fā)明主題的各方面和優(yōu)勢(shì)將在下面描述中部分地闡明，或從這些描述中顯而易見(jiàn)，或可以從本發(fā)明的實(shí)施例中得到教導(dǎo)，在本發(fā)明的一些實(shí)施例中本發(fā)明的主題與用于諸如可植入醫(yī)療設(shè)備的各種電子設(shè)備的改進(jìn)的電磁干擾濾波器相關(guān)。

本發(fā)明的其他目的涉及在襯底上(諸如直接在絕緣饋通結(jié)構(gòu)上)或在其他支撐襯底上(諸如印刷電路板(PCB))構(gòu)造和表面安裝離散濾波設(shè)備，從而提供機(jī)械和電氣連接。

本發(fā)明主題的其他示例性實(shí)施例的各方面提供了某些安裝設(shè)備與印刷電路板上電路或跡線(xiàn)的改進(jìn)的電氣聯(lián)接和機(jī)械聯(lián)接，相關(guān)設(shè)備可安裝在印刷電路板上。

本發(fā)明主題的又一些其他實(shí)施例的又一些其他方面提供了對(duì)于與使用離散、直接安裝類(lèi)型設(shè)備相關(guān)的制造和/或安裝方法的改進(jìn)。

本發(fā)明主題的一個(gè)示例性實(shí)施例涉及用于與有源可植入醫(yī)療設(shè)備(AIMD)一起使用的饋通濾波器裝置，其包括套圈；與該套圈相關(guān)的饋通部；通過(guò)該饋通部支撐的多個(gè)導(dǎo)體；以及對(duì)應(yīng)的多個(gè)離散濾波器。優(yōu)選地，每個(gè)這樣的濾波器具有至少兩個(gè)相應(yīng)接線(xiàn)端，其中這些接線(xiàn)端中的一個(gè)與這些導(dǎo)體中的相應(yīng)一個(gè)關(guān)聯(lián)，以及這些接線(xiàn)端中的另一個(gè)與該套圈關(guān)聯(lián)。

在其一些情形中，這種導(dǎo)體可包括用于每個(gè)這種離散濾波器的相應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。在其他方面，這種套圈可包括金屬套圈；這種饋通部可包括相對(duì)于所述金屬套圈安裝的絕緣共燒饋通部。

在前述示例性饋通濾波器裝置的其他示例性變型中，每個(gè)這種濾波器可具有側(cè)部接線(xiàn)端和端部接線(xiàn)端、并且具有兩組交錯(cuò)垂直電極，垂直電極包括接地電極和信號(hào)電極；每個(gè)接地電極可具有與每個(gè)所述濾波器的相應(yīng)端部接線(xiàn)端連接的相應(yīng)突出端部；每個(gè)信號(hào)電極可具有與每個(gè)所述濾波器的相應(yīng)側(cè)部接線(xiàn)端連接的相應(yīng)突出側(cè)部。

在其另一變型中，這樣的至少兩個(gè)相應(yīng)接線(xiàn)端可包括側(cè)部接線(xiàn)端和端部接線(xiàn)端，它們分別與所述濾波器及所述套圈關(guān)聯(lián)；以及每個(gè)所述濾波器可具有兩組交錯(cuò)垂直的電極，垂直電極包括接地電極和信號(hào)電極。根據(jù)這種變形，所述接地電極優(yōu)選地與每個(gè)相應(yīng)濾波器的至少一個(gè)端部接線(xiàn)端關(guān)聯(lián)，以使得所述套圈接地，所述信號(hào)電極優(yōu)選地與每個(gè)相應(yīng)濾波器的至少一個(gè)側(cè)部接線(xiàn)端關(guān)聯(lián)，以使得相應(yīng)的關(guān)聯(lián)導(dǎo)體上的信號(hào)連接至該關(guān)聯(lián)導(dǎo)體。在其一些變型中，該相應(yīng)側(cè)部接線(xiàn)端和端部接線(xiàn)端可包括非對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端。對(duì)于其中的一些變型，這種饋通部可包括由它們支撐的兩排導(dǎo)體，以及這種濾波器可成一排地安裝在所述饋通部上，其中它們的端部接線(xiàn)端處于所述饋通部的交替的側(cè)(alternate sides)上。

在前述示例性饋通濾波器布置的另一替代例中，所述濾波器的側(cè)部接線(xiàn)端可包括相應(yīng)的頂部側(cè)接線(xiàn)端和底部側(cè)接線(xiàn)端，其中每個(gè)底部側(cè)接線(xiàn)端分別連接至其濾波器的相關(guān)導(dǎo)體，每個(gè)頂部側(cè)接線(xiàn)端連接至相關(guān)AIMD。

在其他替代例中，這種相應(yīng)側(cè)部接線(xiàn)端和端部接線(xiàn)端可包括用于每個(gè)相應(yīng)濾波器的至少一對(duì)端部接線(xiàn)端，并且可包括用于每個(gè)相應(yīng)濾波器的對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端。根據(jù)一些這樣的示例性替代例，所述套圈可包括鈦套圈，其中一組上表面金焊點(diǎn)附接至該套圈的地線(xiàn)；并且，該濾波器可相對(duì)于該套圈安裝，以使得用于每個(gè)相應(yīng)濾波器的這種端部接線(xiàn)端附接至該套圈的一組金焊點(diǎn)。根據(jù)其他方面，所述導(dǎo)體在這種饋通部中可以以單排方式支撐，并且每個(gè)這種濾波器的對(duì)應(yīng)端部接線(xiàn)端可以安裝在該饋通部的相對(duì)側(cè)，其中每個(gè)這種元件的底部側(cè)接線(xiàn)端位于相應(yīng)的所述導(dǎo)體的上方。

在其他公開(kāi)的變型中，至少某些所述濾波器可以進(jìn)一步包括附加接地電極，用于相對(duì)降低dcR濾波器特性。進(jìn)一步，至少某些所述濾波器還可以包括附加信號(hào)電極，用于相對(duì)降低ESR濾波器特性。在一些這種變型中，至少某些所述濾波器可以進(jìn)一步包括附加接地電極，用于相對(duì)降低dcR濾波器特性；并且包括附加信號(hào)電極，用于相對(duì)降低ESR濾波器特性，并且，這些電極中的一些可以包括電阻相對(duì)較低的金屬。

在一些公開(kāi)的替代示例中，所述濾波器可以包括由NPO介電材料構(gòu)成的相對(duì)低介電性能的材料。對(duì)于其他示例，所述濾波器可以進(jìn)一步包括多個(gè)假電極層，其提供濾波器接線(xiàn)端鍍層形成的成核區(qū)。在某些所述變型中，所述接地電極和信號(hào)電極以及所述假電極層可以包括附加的屏蔽構(gòu)件，用于相對(duì)提高該濾波器的介電耐受電壓特性。

在當(dāng)前公開(kāi)的主題的其他示例性實(shí)施例中，涉及在與外部電路一起使用時(shí)的饋通濾波器的安排。這種安排優(yōu)選包括金屬套圈；與該套圈關(guān)聯(lián)的絕緣饋通部；多個(gè)由該饋通部支撐的導(dǎo)線(xiàn)；以及對(duì)應(yīng)的多個(gè)離散共燒濾波電容器。每個(gè)所述濾波電容器優(yōu)選具有相應(yīng)端部接線(xiàn)端；頂部側(cè)接線(xiàn)端；底部側(cè)接線(xiàn)端；介電材料本體；以及由該介電材料本體容納的兩組交錯(cuò)垂直的接地電極和信號(hào)電極。進(jìn)一步，每個(gè)所述接地電極優(yōu)選具有相應(yīng)突出端部，其分別連接每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)端部接線(xiàn)端，而每個(gè)所述信號(hào)電極優(yōu)選具有與每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)側(cè)部接線(xiàn)端連接的相應(yīng)突出側(cè)部。此外，每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)端部接線(xiàn)端優(yōu)選安裝在該套圈的相對(duì)側(cè)，以便接地，且每個(gè)所述濾波電容器的底部側(cè)接線(xiàn)端各自連接所述導(dǎo)體的一個(gè)，以便連接信號(hào)，以使得每個(gè)所述濾波電容器的頂部側(cè)接線(xiàn)端暴露在外，從而分別連接到相應(yīng)的外部電路。

對(duì)某些所述示例性饋通濾波器結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，該濾波電容器的至少一些可以進(jìn)一步包括附加的接地電極，用于相對(duì)降低dcR濾波電容器特性；以及附加的信號(hào)電極，用于相對(duì)降低ESR濾波電容器特性。在其他變型中，所述套圈可以包括一個(gè)鈦金屬套圈，其包括一組附接至該套圈的地線(xiàn)的上表面金焊點(diǎn)；以及該濾波電容器可相對(duì)于該套圈安裝以使得用于每個(gè)相應(yīng)濾波器的端部接線(xiàn)端附接該套圈的一組金焊點(diǎn)。對(duì)于一些變型，至少一些所述濾波電容器可以進(jìn)一步包括多個(gè)假電極層，其提供用于濾波電容器接線(xiàn)端鍍層形成的成核區(qū)間。在其他當(dāng)前公開(kāi)的變型中，所述接地電極和信號(hào)電極以及所述假電極層可以包括附加的屏蔽構(gòu)件，用于相對(duì)提高該濾波電容器的介電耐受電壓特性。

仍然進(jìn)一步可以理解的是，當(dāng)前公開(kāi)的技術(shù)等同地應(yīng)用于所公開(kāi)的和/或在此所討論的所獲得的設(shè)備以及相應(yīng)涉及到的方法。

當(dāng)前公開(kāi)的一個(gè)用于有源植入醫(yī)療裝置(AIMD)的饋通濾波器布置的示例性方法可以?xún)?yōu)選地包括提供金屬套圈；將絕緣饋通部安裝到該套圈；通過(guò)該饋通部支撐多個(gè)導(dǎo)體；以及將對(duì)應(yīng)的多個(gè)離散共燒濾波器與多個(gè)導(dǎo)體分別連接，以降低相鄰導(dǎo)體間的信號(hào)串?dāng)_。

當(dāng)前公開(kāi)的方法的一些變型中可以進(jìn)一步包括提供一個(gè)由所述饋通部支撐的兩排導(dǎo)體；以及，為每個(gè)所述濾波器提供至少一個(gè)端部接線(xiàn)端和至少一個(gè)側(cè)部接線(xiàn)端；以及，將該濾波器成一排地安裝在所述饋通部上，其端部接線(xiàn)端位于所述饋通部的交替的側(cè)上。其他變型可以進(jìn)一步包括連接并直接將所述多個(gè)離散共燒濾波器安裝在印刷電路板上，而不是連接到所述多個(gè)套圈導(dǎo)體。

而其他變型可以進(jìn)一步包括為每個(gè)所述濾波器提供至少兩個(gè)相應(yīng)接線(xiàn)端，其中一個(gè)接線(xiàn)端與相應(yīng)的一個(gè)所述導(dǎo)體相關(guān)聯(lián)，而其他所述接線(xiàn)端與所述套圈相關(guān)聯(lián)。在一些所述變型中，所述方法可以進(jìn)一步包括提供這些濾波器接線(xiàn)端作為對(duì)稱(chēng)的或非對(duì)稱(chēng)的接線(xiàn)端。

在當(dāng)前公開(kāi)的方法的另外的變型中，所述至少兩個(gè)相應(yīng)接線(xiàn)端可以包括分別與所述濾波器和所述套圈相關(guān)聯(lián)的側(cè)部接線(xiàn)端和端部接線(xiàn)端；以及，每個(gè)所述濾波器可以具有兩組交錯(cuò)垂直的電極，垂直電極包括接地電極和信號(hào)電極，以使得該接地電極與每個(gè)相應(yīng)濾波器的至少一個(gè)端部接線(xiàn)端相關(guān)聯(lián)，從而接地至所述套圈，并且使得所述信號(hào)電極與每個(gè)相應(yīng)濾波器的至少一個(gè)側(cè)部接線(xiàn)端相關(guān)聯(lián)，從而在相應(yīng)關(guān)聯(lián)導(dǎo)體上的信號(hào)連接到這樣的關(guān)聯(lián)導(dǎo)體。在其他替代方案中，所述濾波器的側(cè)部接線(xiàn)端可以包括相應(yīng)頂部側(cè)接線(xiàn)端和底部側(cè)接線(xiàn)端，其中，每個(gè)底部側(cè)接線(xiàn)端分別連接到其濾波器的相關(guān)導(dǎo)體，每個(gè)頂部側(cè)接線(xiàn)端連接到相關(guān)AIMD。

根據(jù)其他變型，每個(gè)所述濾波器可以包括具有相應(yīng)端部接線(xiàn)端的濾波電容器、頂部側(cè)接線(xiàn)端、底部側(cè)接線(xiàn)端、介電材料本體；以及由該介電材料本體容納的兩組交錯(cuò)垂直的接地電極和信號(hào)電極。在這種情況下，優(yōu)選地，每個(gè)接地電極具有相應(yīng)的突出端部，其與每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)端部接線(xiàn)端連接，并且，每個(gè)所述信號(hào)電極具有相應(yīng)的突出側(cè)部，其與每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)側(cè)部接線(xiàn)端連接。

在其他當(dāng)前公開(kāi)的替代方案中，方法可以進(jìn)一步包括選擇性地為所述濾波電容器提供附加電極，用于相對(duì)降低dcR和/或相對(duì)降低ESR濾波器特性。另外其他變型可以進(jìn)一步包括選擇性地為所述濾波電容器提供多個(gè)假電極層，用于提供電鍍形成濾波電容器接線(xiàn)端的成核區(qū)域。其他變型可以進(jìn)一步選擇性地包括提供附加屏蔽構(gòu)件至所選擇的接地電極、信號(hào)電極和假電極層，用于選擇性地增強(qiáng)所述濾波電容器的介電耐電壓特性。

仍然對(duì)當(dāng)前公開(kāi)的其他替代方案來(lái)說(shuō)，每個(gè)所述濾波電容器的相應(yīng)端部接線(xiàn)端可以安裝到所述套圈的相對(duì)側(cè)，以與其地線(xiàn)連接，并且，每個(gè)所述濾波電容器的底部側(cè)接線(xiàn)端可以連接到所述導(dǎo)體的相應(yīng)一個(gè)，以進(jìn)行信號(hào)連接，使得所述濾波電容器的每一個(gè)所述頂部側(cè)接線(xiàn)端顯露，以與相應(yīng)的外部電路分別連接。

對(duì)其他變型來(lái)說(shuō)，將所述濾波電容器的所述端部接線(xiàn)端安裝到所述套圈的步驟可以包括，在回流焊接步驟期間利用焊料的表面張力使所述電容器自行排列，這將導(dǎo)致當(dāng)所述焊料被加熱用以回流時(shí)，電容器自動(dòng)旋轉(zhuǎn)并對(duì)中。對(duì)于一些這種變型來(lái)說(shuō)，當(dāng)前公開(kāi)的方法可以進(jìn)一步包括在回流步驟后在所述電容器上附接引線(xiàn)，以固定所述電容器相對(duì)于所述套圈的位置。

當(dāng)前公開(kāi)主題的其他實(shí)施例的更多方面涉及提供改善的低串聯(lián)電阻特性，或者改進(jìn)的高擊穿電壓特性，或者改善的低裝配成本，或者滿(mǎn)足特殊結(jié)構(gòu)的需要。

當(dāng)前公開(kāi)主題的附加方面涉及在用于醫(yī)療植入裝置的單一元件(single element)3-或4-接線(xiàn)端饋通濾波器的改進(jìn)。作為一個(gè)單一元件裝置，與傳統(tǒng)的濾波器相比，當(dāng)前公開(kāi)主題能更便宜地制造，傳統(tǒng)濾波器被構(gòu)造為元件在單設(shè)備上成列排列，并且具有信號(hào)線(xiàn)穿過(guò)的孔洞。當(dāng)前公開(kāi)的主題具有降低相鄰或鄰近線(xiàn)之間的串?dāng)_的優(yōu)勢(shì)，且可以適應(yīng)饋通部間距(feedthrough pitch)的改變而不需要重新設(shè)計(jì)濾波器。

當(dāng)前公開(kāi)的改進(jìn)的離散共燒濾波器設(shè)備的其他方面通過(guò)垂直取向的電極、成對(duì)電極、屏蔽電極以及不對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端的多種組合得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前公開(kāi)的改進(jìn)的離散共燒濾波器設(shè)備的其他方面通過(guò)FCT(純銅端接)技術(shù)的多種組合得以實(shí)現(xiàn)。參考例如普通所有的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,960,366及其相關(guān)專(zhuān)利，所有這些專(zhuān)利的公開(kāi)內(nèi)容全部就各方面而言通過(guò)引用的方式結(jié)合在此。

當(dāng)前公開(kāi)技術(shù)的其他方面在于，導(dǎo)致與傳統(tǒng)FT(饋通)陣列類(lèi)似的ESL(等效串聯(lián)電感)，然而在易于安裝的離散設(shè)備中具有低ESR和dcR。制造成本低，以及屏蔽結(jié)構(gòu)的實(shí)施與相應(yīng)沒(méi)有屏蔽的部分相比具有很高的工作電壓。

更進(jìn)一步，根據(jù)當(dāng)前公開(kāi)技術(shù)的某個(gè)方面，消除接地終端的頂部纏繞降低了表面起弧的傾向。

更進(jìn)一步，雖然當(dāng)前公開(kāi)技術(shù)意圖為和植入醫(yī)療饋通部一起操作，其將提供饋通部的如當(dāng)相關(guān)信號(hào)從頂部到底部表面發(fā)送時(shí)的其他應(yīng)用。例如，高功率晶體管的去耦就是這種額外用途中的一個(gè)。

當(dāng)前公開(kāi)的其他實(shí)施例涉及通過(guò)使用當(dāng)前公開(kāi)的特定屏蔽特征部來(lái)有利地提高介電耐受電壓(DWV)特性。

進(jìn)一步的通常的目的是在提供相對(duì)較低的生產(chǎn)成本的同時(shí)，為離散共燒饋通濾波裝置提供相對(duì)改進(jìn)的特性。

當(dāng)前公開(kāi)主題的另外的目的和優(yōu)勢(shì)在具體實(shí)施例中詳細(xì)表述，或?qū)Ρ绢I(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到對(duì)特定圖示，引用以及討論的特性和/或相應(yīng)步驟的變型和修改可以以多種實(shí)施例的形式被實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)所揭露技術(shù)的使用并不背離本發(fā)明的構(gòu)思和范圍。這種變型可以包括，但不限于，對(duì)那些顯示的，引用的或討論的相同裝置，步驟，特性或材料的替代，以及功能性的，操作性的替代，或多個(gè)部件位置，特性，步驟的顛倒，等。

更進(jìn)一步，應(yīng)當(dāng)理解的是，這種技術(shù)的不同實(shí)施例以及不同的當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例可以包括本發(fā)明的步驟、特征或元件，或其等同物(包括未顯示在附圖中或未在具體實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明的特征，布置或步驟的組合)的多種組合或配置。

附圖說(shuō)明

說(shuō)明書(shū)參考附圖闡明了能夠指導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員的、本發(fā)明主題的完整和能夠?qū)崿F(xiàn)的說(shuō)明及其最佳實(shí)施例，在附圖中：

圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的不涉及細(xì)節(jié)的側(cè)面和頂部透視圖；

圖1B和1C分別示出了圖1A所示的示例性實(shí)施例的接地電極和信號(hào)電極的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的橫截面視圖；

圖2示出了現(xiàn)有的平圓形饋通濾波器的電磁流線(xiàn)，圖1A所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施例效仿該平圓形饋通濾波器的電氣結(jié)構(gòu)；

圖3A和3B分別示出了濾波器導(dǎo)體的方案性布局的側(cè)視圖和頂視圖，所述濾波器導(dǎo)體相對(duì)于典型的金屬套圈和絕緣饋通部設(shè)置；

圖4A和4B示出了可以與本發(fā)明的主題結(jié)合使用的示例性的對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端布置和非對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端布置；

圖5A、5B和5C分別示出了可以與本發(fā)明的主題結(jié)合使用以降低串聯(lián)電阻的方法，具體地，分別示出了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、低dcR設(shè)計(jì)、以及低dcR/ESR設(shè)計(jì)；

圖6A示出了本發(fā)明的主題的一個(gè)示例性實(shí)施例，該實(shí)施例和本申請(qǐng)?jiān)趫D1A和4A中所示的實(shí)施例類(lèi)似，圖6A所示的實(shí)施例旨在安裝到套圈和饋通部上，兩個(gè)(圖6A中的)這種實(shí)施例在圖6B的透視圖中以安裝后的構(gòu)造示出；

圖7A和7B分別示出了圖6A所示的示例性實(shí)施例的信號(hào)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖和端視圖；

圖7C示出了圖6A所示的示例性實(shí)施例的接地層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(側(cè)視圖)；

圖7D示出了一個(gè)替代性接地模式(替代圖7C)，其導(dǎo)致了非對(duì)稱(chēng)的接線(xiàn)端(在頂部表面不纏繞)；

圖8A和8B分別示出了根據(jù)本發(fā)明的主題的離散垂直饋通濾波器與支撐套圈、絕緣饋通部、以及接線(xiàn)端線(xiàn)相組合的端視圖和頂視圖(以局部透過(guò)可見(jiàn)的方式)，類(lèi)似于圖6B所示的組合的透視圖；

圖8C示出了一個(gè)獨(dú)立于圖8A和8B所示的組合的根據(jù)本發(fā)明的離散垂直FT濾波器的放大頂視圖；

圖8D的兩個(gè)視圖分別示出了用于圖8A所示的示例性實(shí)施例的信號(hào)引腳的典型的A模式和B模式的頂視圖；

圖8E示出了可以與圖8A所示的示例性實(shí)施例關(guān)聯(lián)的RF引腳的典型模式的頂視圖；

圖8F示出了可以與圖8A所示的示例性實(shí)施例關(guān)聯(lián)的接地引腳的典型模式的頂視圖；

圖9A、9B和9C分別示出了初步的電極層設(shè)計(jì)中的信號(hào)電極層、接地電極層、和假電極層的頂視圖；

圖10A、10B和10C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的用于提高DWV(介電耐受電壓)的屏蔽設(shè)計(jì)中的信號(hào)電極層、接地電極層和假電極層；

圖11A和11B示出了示例性替代裝置的構(gòu)造，圖11A示出了與單排饋通部關(guān)聯(lián)的雙端濾波器的頂視圖，圖11B示出了與雙排饋通部關(guān)聯(lián)的單端濾波器的頂視圖。

貫穿本說(shuō)明書(shū)和附圖，重復(fù)使用附圖標(biāo)記旨在指示和本發(fā)明的主題相同或類(lèi)似的特征部、元件或步驟。

具體實(shí)施方式

如發(fā)明內(nèi)容部分中所討論的，本發(fā)明的主題通常涉及一種改進(jìn)的饋通濾波器設(shè)備，以及相關(guān)技術(shù)及其制造和/或安裝方法。更具體地，本發(fā)明的主題涉及一些離散垂直饋通濾波器的改進(jìn)設(shè)計(jì)及相關(guān)方法。

所公開(kāi)技術(shù)的各方面的選定組合對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的主題的多個(gè)不同實(shí)施例。應(yīng)指出的是，本文所呈現(xiàn)和討論的每個(gè)示例性實(shí)施例不應(yīng)暗示對(duì)本發(fā)明主題的限制。作為示意或描述一個(gè)實(shí)施例的一部分的特征或步驟可以結(jié)合另一實(shí)施例的各方面來(lái)使用，以形成其他實(shí)施例。另外，某些特征可與執(zhí)行相同或相似功能的、未明確提出的相似設(shè)備或特征互換。

現(xiàn)在將詳細(xì)論及當(dāng)前的示例性?xún)?yōu)選實(shí)施例，以及針對(duì)于此，圖1A示出了根據(jù)本發(fā)明目前所披露的技術(shù)的濾波電容器20的一個(gè)示例性實(shí)施例的通常的側(cè)面(一側(cè)和一端)和頂部透視圖，圖1B和1C分別示出了圖1A所示的示例性實(shí)施例的接地電極22和信號(hào)電極24的內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的橫截面視圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)本文的完整公開(kāi)以及附圖能夠理解，這樣的電極22和24接收在形成濾波電容器20主體的介電材料26內(nèi)。該離散垂直電極濾波器結(jié)構(gòu)效仿通常由圖2所示的現(xiàn)有的平圓形饋通濾波器28的電氣結(jié)構(gòu)。

如圖1B和1C所示，圖1A所布置的端部接線(xiàn)端30和32分別提供與接地電極內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的接線(xiàn)端34和36的連接，而中間接線(xiàn)端38提供與信號(hào)電極內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的頂部突出部40的連接。底部接線(xiàn)端(圖1A中未示出)提供了與信號(hào)電極內(nèi)部幾何結(jié)構(gòu)的底部突出部42的連接。

圖1B和1C的橫截面表示了所示的示例性實(shí)施例的電極相對(duì)于該實(shí)施例所安裝的支撐基底或設(shè)備或表面的垂直特性。該離散垂直電極濾波器20通常旨在其一種用途中相對(duì)于AIMD(有源可植入醫(yī)療設(shè)備)安裝。

圖3A和3B分別示出了濾波器導(dǎo)體44、46和48的方案性布置的側(cè)視圖和頂視圖，所述濾波器導(dǎo)體相對(duì)于典型的金屬套圈50和絕緣饋通部52設(shè)置。所述示圖還示出了分別與離散濾波器關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線(xiàn)54、56和58。

如圖所示，多個(gè)導(dǎo)線(xiàn)54、56和58(或在一些情況下是引腳)通過(guò)絕緣饋通部52支撐，該絕緣饋通部相對(duì)于金屬套圈50安裝。實(shí)際中，本發(fā)明的多個(gè)離散垂直電極濾波器44、46和48(濾波電容器)相應(yīng)地安裝到金屬套圈以便接地，并且，所述濾波器相應(yīng)地連接到多個(gè)饋通導(dǎo)體以便輸入或發(fā)送信號(hào)，如圖所示。在3A和3B中以部分透過(guò)可見(jiàn)的方式顯示了典型的濾波器44，以便示出所述垂直電極的位置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)所述典型濾波器的底部側(cè)接線(xiàn)端連接到它們的對(duì)應(yīng)的饋通導(dǎo)體54、56和58時(shí)，所述典型濾波器的輸出部(頂部側(cè)接線(xiàn)端)60、62和64連接到相關(guān)聯(lián)的可植入醫(yī)療設(shè)備(未示出)的內(nèi)部電路。如圖所示，濾波電容器各自的端部接線(xiàn)端接觸套圈50的相應(yīng)的側(cè)部66和68以便接地。例如，濾波電容器44的相應(yīng)的端部接線(xiàn)端70和72與套圈50的構(gòu)件66和68電連接。

圖4A和4B和圖5A到5C圖示了多種可替代的特征，這些特征可以與本發(fā)明的主題結(jié)合使用以?xún)?yōu)化特定實(shí)施例的性能，所有這些特征由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)特定需求或應(yīng)用選擇以構(gòu)想特定的實(shí)施例。

低組裝成本的特征可以部分地通過(guò)(與對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端相比的)非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)獲得，如圖4A(對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端)和4B(非對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端)之間的比較所示。典型的濾波器74可以具有在其介電本體80上的相應(yīng)的端部接線(xiàn)端76和78，所述端部接線(xiàn)端對(duì)稱(chēng)地位于所述介電本體80上。同時(shí)，頂部側(cè)接線(xiàn)端82可以與底部側(cè)接線(xiàn)端(圖4A中未示出)相匹配。典型的濾波器84可以?xún)H具有一個(gè)端部接線(xiàn)端86以與其頂部側(cè)接線(xiàn)端88(以及一底部側(cè)接線(xiàn)端，在圖4B中未示出)配合。如圖所示，這樣的單一的端部接線(xiàn)端86相對(duì)于濾波器84的介電本體90是非對(duì)稱(chēng)的。這樣的非對(duì)稱(chēng)布置可以提供取向的簡(jiǎn)易性，并且可以提供改進(jìn)的高壓性能。同時(shí)，使用鍍層的接線(xiàn)端可以允許使用回流焊接(reflow soldering)技術(shù)和導(dǎo)電粘接劑。進(jìn)一步，所獲得的結(jié)構(gòu)(由圖4B所示)有助于在需要的時(shí)候保持接地特征部離開(kāi)頂部表面。

通過(guò)合并多種方法，本發(fā)明的主題可以提供相對(duì)較低的串聯(lián)電阻特性。如圖5A、5B和5C所示，這些示圖示出了可以與本發(fā)明的主題結(jié)合使用的可以降低串聯(lián)電阻的方法，這些示圖分別示出了標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)、低dcR設(shè)計(jì)、以及低dcR/ESR設(shè)計(jì)。本質(zhì)上，可以重復(fù)所選擇的內(nèi)部電極以降低dcR和ESR。此外，可以使用低電阻的金屬，例如鎳、銅、或高純度銀。從圖5A到5C中可以理解，典型的介電材料92的本體可以具有交錯(cuò)的電極組94和96。在圖5B(典型的相對(duì)較低的dcR設(shè)計(jì))中，電極94可選擇地重復(fù)。在圖5C(典型的相對(duì)較低的dcR和ESR設(shè)計(jì))中，電極組94和96二者均可選擇地重復(fù)。

此外，本發(fā)明的主題有助于通過(guò)合并例如細(xì)晶粒電介質(zhì)和/或低應(yīng)力電極幾何結(jié)構(gòu)而獲得相對(duì)較高的擊穿電壓?？梢蕴峁┨囟ǖ慕Y(jié)構(gòu)，例如使用(例如由NPO介電材料構(gòu)成的)低介電材料用于RF連接器，或使用短路幾何結(jié)構(gòu)將接地引腳連接至外部屏蔽件。

如圖6A和6B所示的應(yīng)用，本發(fā)明的用于在套圈/絕緣饋通部支撐表面上安裝離散饋通濾波器的方法利用焊料的表面張力在回流過(guò)程中使所述裝置自行排列。換句話(huà)說(shuō)，無(wú)論何時(shí)，當(dāng)焊料被加熱用于回流時(shí)，表面張力會(huì)導(dǎo)致部件的自動(dòng)旋轉(zhuǎn)和對(duì)中。而后，撓性電路條帶或釘頭狀導(dǎo)線(xiàn)(未示出)可以在安裝后附接以固定所述布置。

圖6A是本發(fā)明的主題的一個(gè)示例性實(shí)施例，該實(shí)施例與本申請(qǐng)的圖1A、3A和3B的示例類(lèi)似，并且意圖為安裝在套圈和饋通部上，作為這樣的實(shí)施例(圖6A的)的兩個(gè)示例以安裝后的構(gòu)造在圖6B的透視圖中示出。圖6A和圖6B之間的箭頭98顯示根據(jù)本發(fā)明的主題的單個(gè)離散裝置44如何被安裝到已有的套圈50和絕緣饋通部52上。具體地，圖6A所示的示例性實(shí)施例尺寸為0.126”L x 0.050”W x 0.060”H，信號(hào)接線(xiàn)端～0.030”sq，以及接地接線(xiàn)端70或72～0.030”W并具有大約0.005”的纏繞。進(jìn)一步，這樣的示例性電容器44實(shí)施例可以被構(gòu)建在具有Ni電極的CMAP上，并端接FCT(純銅接線(xiàn)端)以及NiSn或NiAu。任何厚滴(thick-drop)狀部件需要印刷在活性層之間的假電極(dummy electrode)。所述活性層可以有兩層以降低ESR。

圖7A和7B分別示出了圖6A所示的示例性實(shí)施例的信號(hào)層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)100的側(cè)視圖和端視圖，圖7C示出了該示例性實(shí)施例的接地層內(nèi)部結(jié)構(gòu)102(側(cè)視圖)。圖7B的端視圖示出了信號(hào)層100如何被可替代地包括在濾波電容器的電介質(zhì)104以?xún)?nèi)。

圖7C所示的接地層102可以是示例性實(shí)施例中的一種，所述實(shí)施例包括四層活性層，并具有7.5mil的燒結(jié)層厚度。對(duì)于該實(shí)施例，使用N370電介質(zhì)的估計(jì)電容值為1,500pF。較薄的層將允許降低零件高度(即，ESR)。

圖7D示出了圖7C所示的接地模式的替代性接地模式106。圖7D的替代接地模式的結(jié)果是非對(duì)稱(chēng)的接線(xiàn)端構(gòu)造。如圖所示，這導(dǎo)致所關(guān)聯(lián)的濾波電容器的頂部表面(通常是108)上不會(huì)發(fā)生接線(xiàn)端纏繞。

圖8A和8B分別示出了與支撐套圈112、絕緣饋通部114、以及接線(xiàn)端線(xiàn)116組合的本發(fā)明主題的離散垂直饋通濾波器(通常是110)的端視圖和頂視圖(以部分透過(guò)可見(jiàn)的方式顯示)，其類(lèi)似于圖6B所示的組合的透視圖。圖8B示出了在鈦套圈元件112上示例性使用金焊點(diǎn)118。圖8C示出了與按圖8A和8B中以組合形式所示的情況不同的、以單獨(dú)形式示出的本發(fā)明主題的離散垂直饋通(FT)濾波器110的放大頂視圖。根據(jù)本發(fā)明主題的所述單獨(dú)的過(guò)濾器元件110的實(shí)施例的一個(gè)示例可以是具有30mil寬的鍍錫接線(xiàn)端的1305型芯片(size 1305chip)。圖8B示出了接收在套圈112上的多個(gè)這樣的濾波器，并且，每個(gè)濾波器分別與其相應(yīng)的接線(xiàn)端線(xiàn)或饋通導(dǎo)體116關(guān)聯(lián)。圖8B中省略了一個(gè)這樣的濾波器110以更好地顯示支撐焊點(diǎn)118和饋通導(dǎo)體的位置。

圖8D的兩個(gè)單獨(dú)視圖分別示出了用于圖8A所示的示例性實(shí)施例的信號(hào)引腳的典型的A模式120和B模式122的頂視圖。圖8E示出了可以與圖8A所示的示例性實(shí)施例關(guān)聯(lián)的RF引腳的典型模式124的頂視圖。在一些情況下可以設(shè)置特定的構(gòu)造，例如使用用于典型的RF連接器的(由NPO介電材料構(gòu)成的)低介電材料。圖8F示出了可以與圖8A所示的示例性實(shí)施例相關(guān)聯(lián)的接地引腳的典型模式126的頂視圖。

從典型的初級(jí)電極層設(shè)計(jì)開(kāi)始，圖9A、9B和9C分別示出了這一設(shè)計(jì)的信號(hào)電極層128、接地電極層130、以及假電極層132的頂視圖。注意，由圖9A底部的箭頭線(xiàn)134和圖9B左側(cè)中部的箭頭線(xiàn)136分別指示的元件是用于例如在FCT(純銅端接、非電式鍍層)工藝中產(chǎn)生成核功能(nucleate function)的增加特征部?？商娲?，還可以在一些實(shí)施例中使用電鍍或其他鍍層方法。類(lèi)似地，圖9C底部處的元件138代表假電極，該電極可用于使FCT過(guò)程成核。

圖10A、10B和10C分別示出了根據(jù)本發(fā)明的用于提高DWV(介電耐受電壓)的屏蔽設(shè)計(jì)的信號(hào)電極層140、接地電極層142、以及假電極層144。通過(guò)與圖9A到9C示出的各層比較以確定何處具有(安裝到增加的屏蔽件的)增加特征部，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解以這些層呈現(xiàn)的屏蔽件。例如，與圖9A相比，10A中相應(yīng)的信號(hào)層顯示出額外的從頂部和底部FCT成核元件突出的屏蔽構(gòu)件146，其也在信號(hào)層140的每個(gè)垂直端部處出現(xiàn)。類(lèi)似地，與圖9B相比，10B中相應(yīng)的代表性的接地層顯示出圍繞在接地層142的在中央從頂部延伸到底部的特征部的每個(gè)端部周?chē)臄U(kuò)大(屏蔽)區(qū)域148。此外，比較由代表性的圖9C和10C示出的假電極層144，圖10C中類(lèi)似地示出增加的屏蔽構(gòu)件150分別從底部FCT成核構(gòu)件152和頂部FCT成核元件154突出，正如圖10A和圖9A比較所示的一樣。這種增加的屏蔽特征部150致使合并了該屏蔽特征部的本發(fā)明所披露的實(shí)施例具有改進(jìn)的介電耐受電壓(DWV)性能。

圖11A和11B示出了與本發(fā)明主題相關(guān)的示例性可替代裝置的構(gòu)造。圖11A使用類(lèi)似于圖4A所示的對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端濾波器74，而圖11B使用類(lèi)似于圖4B所示的非對(duì)稱(chēng)接線(xiàn)端濾波器84。特別地，圖11A示出了本發(fā)明的雙端濾波器74的頂視圖，所述雙端濾波器與單排饋通部156和所關(guān)聯(lián)的套圈158關(guān)聯(lián)。如圖所示，端部接線(xiàn)端76和78分別與套圈158的橫向側(cè)部相關(guān)聯(lián)。頂部側(cè)接線(xiàn)端82具有匹配的底部側(cè)接線(xiàn)端(在圖11A中未示出)，其連接到所關(guān)聯(lián)的饋通導(dǎo)體160。圖11B示出了根據(jù)本發(fā)明的單端濾波器84的頂視圖，所述單端濾波器與雙排饋通部164和所關(guān)聯(lián)的套圈166相關(guān)聯(lián)。單端濾波器84的所述端部接線(xiàn)端86與套圈166的一個(gè)橫向側(cè)部相關(guān)聯(lián)，同時(shí)與濾波器84的頂部側(cè)接線(xiàn)端162相反的底部側(cè)接線(xiàn)端(未示出)與相應(yīng)的饋通導(dǎo)體162關(guān)聯(lián)。雙排饋通部164的另一條線(xiàn)上的另一導(dǎo)體162’與單端濾波器84’的底部側(cè)接線(xiàn)端(未示出)相關(guān)聯(lián)，所述底部側(cè)接線(xiàn)端與該濾波器的頂部側(cè)接線(xiàn)端88’相反。如圖所示，所述非對(duì)稱(chēng)濾波器84和84’可以互換位置使用，以分別覆蓋所述雙排饋通部164中各自排的導(dǎo)體。分別與濾波器84和84’一起示出的導(dǎo)體162和162’的位置以虛線(xiàn)示出，因?yàn)榉駝t在圖11B的頂視圖中它們?cè)谄湎鄳?yīng)的濾波器下方是不可見(jiàn)的。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將從對(duì)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的全部公開(kāi)內(nèi)容中獲得潛在的益處。例如，在多種情況下可以獲得較低的制造成本。此外，由于預(yù)期使用離散裝置，每個(gè)裝置并未被約束在一個(gè)特定相關(guān)的部件間距中。這將使得單個(gè)裝置在其潛在應(yīng)用中更為通用。此外，為了本技術(shù)的其他方面和目的，隨著這種饋通濾波器的通用性得以改進(jìn)，提高了更改饋通結(jié)構(gòu)的并行開(kāi)發(fā)的能力。進(jìn)一步，由于其離散特性與各種多個(gè)引線(xiàn)或引腳(參見(jiàn)，例如，圖3A、6B和8B)相關(guān)聯(lián)，所以實(shí)質(zhì)性減少了在相鄰和/或附近信號(hào)線(xiàn)之間的任何串?dāng)_行為。類(lèi)似地，由于其離散特性，具備開(kāi)發(fā)新型互相連接方案的機(jī)會(huì)，例如，撓性電路連接。

雖然本發(fā)明的主題已經(jīng)參照具體實(shí)施例得以詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，基于對(duì)前述內(nèi)容的理解可以對(duì)本發(fā)明技術(shù)做出更改、增加或變化，和/或?qū)唧w實(shí)施例進(jìn)行等同替代。因此，本發(fā)明的范圍通過(guò)實(shí)例性方式而非限制性方式理解，而且本發(fā)明的主題不排除對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯而易見(jiàn)的更改、變化和/或?qū)Ρ景l(fā)明主題的增加。

本申請(qǐng)要求享有于2015年6月1日提交的名稱(chēng)為“DISCRETE COFIRED FEEDTHROUGH FILTER FOR MEDICAL IMPLANTED DEVICES”(用于醫(yī)療植入設(shè)備的離散共燒饋通濾波器)”分配號(hào)為USSN 62/169,201的在先提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的權(quán)益，其內(nèi)容通過(guò)引用并入本文以用于各種目的。