Hochintegrierte hermetische Durchführungen für implantierbare Neuroprothesen

Abstract:
Implantierbare elektronische Systeme benötigen für Langzeitanwendungen hermetisch dichte Gehäuse. Im Bereich von Herzschrittmachern und Neuroimplantaten sind solche Gehäuse bereits langjährig erfolgreich etabliert. Unter Verwendung von Hochtemperatur-Mehrlagenkeramik (HTCC) als Basismaterial in Kombination mit siebgedruckter Platin-(Pt) und Platin-Gold Paste (Pt/Au) als leitfähigem Material wurden mit einer modifizierten Siebdrucktechnik, hochintegrierte, hermetische, elektrische Durchführungen hergestellt. Die Haftung an der Metall-Keramik-Grenzfläche wurde ohne den Einsatz von zusätzlichen Füllmaterialien erzeugt. Durch die Kombination von flächigem Siebdruck und Laser-Strukturierung der getrockneten Siebdruckpaste konnten kleinere Abmessungen als durch gewöhnliche Siebdrucktechnologie erreicht werden. Das erzielte minimale Rastermaß der Durchführungen beträgt ca. 135 µm und erlaubt theoretisch eine Integrationsdichte von ca. 55 Durchführungen pro Quadratmillimeter. Es wurden Proben mit 232 Durchführungen und einer Dichte von ca. 10 Durchführungen pro Quadratmillimeter in einem Substrat von ca. 325 µm Dicke hergestellt. Die Proben wurden mit einem Metalldeckel dicht verschlossen und mit Helium gefüllt. Anschließend wurden die Proben auf Hermetizität getestet und elektrisch charakterisiert. Helium Leckraten von 1 · 10-11 bar · cm³/s konnten erreicht werden.