供医疗位置和取向跟踪中使用的传感器组合件制造技术

提供一种传感器组合件供跟踪医疗装置中使用。传感器组合件包括能够提供位置和取向信息的磁阻传感器。在某些实现中，磁阻位置和取向传感器最初配置用于使用一种类型的互连方式来连接到基板，但是修改成使用不同互连方式来连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】供医疗位置和取向跟踪中使用的传感器组合件
一般来说，本文所公开的主题涉及传感器，其可用来提供医疗上下文中、例如外科手术或介入上下文中使用的仪器、植入物或装置的位置和取向信息。具体来说，本主题涉及传感器组合件，其确定大小成契合在医疗仪器、植入物或装置中。
技术介绍
在各种医疗上下文中，可期望获取相对于患者来导航或定位(外部或内部)的医疗仪器、植入物或装置的位置和/或取向信息。例如，在外科手术和/或介入上下文中，获取医疗装置或者医疗装置的一部分的位置和/或取向信息可以是有用的，甚至当装置或相干部分不在视野中、例如在患者体内。同样，在成像技术用来观察位置和取向信息的全部或部分的某些过程中，具有从能够与被跟踪装置本身所得出的位置和取向信息(其能够与也被获取的图像数据相关)可以是有用的。 相对适合于按照这种方式获取位置和取向信息的导航传感器能够产生的一个问题是相对于将要跟踪的装置的位置和取向传感器的大小。具体来说，在外科手术和介入上下文中，由于经受该过程的解剖的尺寸和/或脆弱性或者使与该过程关联的操作为最小，可期望使用尽可能小的仪器、植入物或装置。因此，还可期望使用导航传感器，其针对所采用的仪器、植入物或装置来适当地确定大小。但是，可能难以构成适当的位置和取向传感器组合件(其以预期准确性和精度来提供预期位置和取向信息，并且具有适当尺寸供与所述仪器、植入物或装置配合使用或者在其中使用)。
技术实现思路
按照一个实施例，提供一种位置和取向传感器组合件。传感器组合件包括磁阻传感器阵列，其中包括多个接触焊盘。多个接触焊盘不是配置成通过焊接连接来连接。位置和取向传感器组合件还包括多个金属化层，其设置在多个背接触焊盘的每个上。各金属化层包括至少一个可焊接层。位置和取向传感器组合件还包括印刷电路基板，其中包括:多个触点，与多个接触焊盘对应；以及焊接材料连接，在位置和取向传感器上的各相应可焊接层与多个触点的对应触点之间形成。 按照一附加实施例，提供一种用于制作位置和取向传感器组合件的方法。该方法包括将可焊接层施加于芯片的接触焊盘之上的动作。接触焊盘不适合于接纳焊接连接。焊接材料设置在每个可焊接层之上。焊接材料回流，以便将芯片的接触焊盘与印刷电路基板的对应触点电连接。 按照另一实施例，提供一种医疗仪器。该医疗仪器包括:插入部分，配置成插入患者体内；以及主体部分，与插入部分进行通信。主体部分配置成允许操作人员相对患者来操纵或操作插入部分。该医疗仪器还包括定位在插入部分中的位置和取向传感器组合件。位置和取向传感器组合件包括:至少一个一轴或二轴磁阻传感器，其配置成在外部施加磁场存在的情况下生成位置和取向信息；以及印刷电路基板，通过倒装芯片互连来连接到二轴磁阻传感器。 【附图说明】 通过参照附图阅读以下详细描述，将会更好地了解本专利技术的这些及其他特征、方面和优点，附图中，相似标号在附图中通篇表示相似部件，附图包括:图1示出按照本公开的方面的位置和取向传感器组合件；图2A是示出按照本公开的方面、示出形成位置和取向传感器组合件中的步骤的过程流程图；图2B示出如图2A所述的裸芯片的平面图；图2C示出如图2A所述的金属化芯片的平面图；图2D示出如图2A所述、具有相应焊盘上沉积的焊球的金属化芯片的平面图；图2E示出如图2A所述、放置于基板上的位置和取向传感器阵列；图2F示出图2E的位置和取向传感器阵列的截面图；图3是示出按照本公开的方面、示出用于形成位置和取向传感器组合件的备选实现的过程流程图；图4是示出按照本公开的方面、示出用于形成位置和取向传感器组合件的另一实现的过程流程图；图5示出按照本公开的方面、适合与图1的位置和取向传感器组合件的一个或多个配合使用的介入装置的示例；以及图6示出按照本公开的方面、图4的介入装置的远端或尖端。 【具体实施方式】 如本文所述，论述一种位置和取向传感器组合件，其适合在医疗装置、植入物或仪器中使用。在某些实施例中，传感器组合件可包括提供六自由度的磁阻传感器、例如二轴电磁传感器。在位置和取向传感器最初配置用于引线接合到插入器(其随后焊接到印刷电路板)的实现中，传感器上的接触焊盘可能不适合于焊接连接。因此，位置和取向传感器可通过施加各种附加金属化层来修改，使得传感器可使用更好地适合于实现成品传感器组合件的小形状因数的方式、例如倒装芯片方式来直接互连到基板。例如，在最初位置和取向传感器具有互连焊盘(其作为铝或者具有适合于引线接合的另外某种成分)的实现中，可添加各种金属化层，使得传感器可使用不同互连方式、例如倒装芯片方式来连接到基板。 鉴于以上所述，并且来看图1，示出按照本方式的方面的位置和取向传感器组合件20的示例。在一个实施例中，传感器组合件包括磁力计或磁阻传感器布置、例如集成二轴传感器阵列22，其适合于在外部磁场存在的情况下提供位置和/或取向信息。这种磁阻传感器能够是采取晶圆(其上形成许多这类传感器，并且其是市场销售的)的形式可用的。在一个实现中，位置和取向传感器阵列22是固态(例如基于硅的)装置，其对两个垂直轴的每个具有相应磁传感器(即，两个垂直磁传感器)。进行组合，传感器阵列22的两个磁传感器是充分灵敏的，以在磁场存在的情况下生成位置(即，x、y和z位置数据)和取向数据(即，翻滚、俯仰和偏航取向数据)。在某些实现中，位置和取向传感器阵列22作为晶圆的芯片来提供和处理，如以下所述，以及在低电压(例如2.0 V或以下)并且对宽磁场范围(例如土 10 Oe)进行操作。此外，在某些实现中，位置和取向传感器阵列22在金属容许频率(例如比微线圈要低10-1000倍)具有极低噪声本底，并且具有紧凑形状因数(例如小至大约 0.4 mm 宽)。 实际上，位置和取向传感器阵列22可以是多层设计，例如具有与用来校准传感器阵列22的偏置带、电阻器桥以及允许阵列22的相应磁传感器被重置的设置-重置带(若需要的话)。因此，传感器阵列22可包括与相应垂直磁传感器的传感器输入和输出、相应垂直磁传感器的设置-重置操作、相应垂直磁传感器的偏置或校准操作、功率、接地等对应的传感器焊盘32 (参见图2A-2D和图3)或触点。 在一个实现中，位置和取向传感器阵列22的相应焊盘或触点配置用于或设计成引线接合到插入器或电路。插入器通常具有比容纳引线接合的传感器要大的占用面积。传感器包封在插入器上，以形成电子封装。电子封装然后通常被拾取和放置，并且作为引线框封装或球栅阵列(BGA)互连封装来焊接到印刷电路板。但是，要得到供与介入或治疗或诊断装置、植入物或仪器配合使用或者在其中使用的有用形状因素，而是可期望使用不同互连方式、例如倒装芯片或直接芯片附连方式，以便更紧凑地将传感器阵列22连接到柔性或刚性印刷电路基板26 (其能够附于所述装置、植入物或仪器或者处于其中)。在这种倒装芯片方式中，可回流凸点或焊球28可设置在传感器阵列22的焊盘32或者基板26的对应焊盘或触点上或者与其通信。传感器在没有与插入器的任何预封装的情况下直接连接到印刷电路基板。 基板26又可包括或者连接到一个或多个导线、迹线、柔性电路、连接器或者其他导电结构(其允许数据从电连接传感器阵列22被读出)。同样，导电结构30可允许传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置和取向传感器组合件，包括：包括多个接触焊盘的磁阻传感器阵列，其中所述多个接触焊盘没有配置成通过焊接连接来连接；沉积在所述多个接触焊盘的每个上的多个金属化层，其中各金属化层包括至少一个可焊接层；印刷电路基板，包括与所述多个接触焊盘对应的多个触点；以及焊接材料连接，在各相应可焊接层与所述多个触点的对应触点之间形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.06.29 US 13/5385731.一种位置和取向传感器组合件,包括: 包括多个接触焊盘的磁阻传感器阵列，其中所述多个接触焊盘没有配置成通过焊接连接来连接； 沉积在所述多个接触焊盘的每个上的多个金属化层，其中各金属化层包括至少一个可焊接层； 印刷电路基板，包括与所述多个接触焊盘对应的多个触点；以及 焊接材料连接，在各相应可焊接层与所述多个触点的对应触点之间形成。2.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述磁阻传感器包括二轴传感器阵列，其配置成在磁场存在的情况下生成位置和取向信息。3.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述磁阻传感器阵列的所述多个接触焊盘配置成经由弓I线接合来连接。4.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述磁阻传感器阵列的所述多个接触焊盘包括铝。5.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述焊接材料包括可回流焊接材料。6.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述多个金属化层包括附着促进剂层、扩散壁垒层或者耐腐蚀层中的一个或多个。7.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，其中，所述焊接材料连接与所述多个触点的所述相应触点自对齐。8.如权利要求1所述的位置和取向传感器组合件，包括至少部分设置在所述磁阻传感器阵列与所述印刷电路基板之间的底部填充材料。9.一种制造磁阻传感器组合件的方法，包括: 将可焊接层施加在磁阻传感器芯片的接触焊盘之上，其中所述接触焊盘不适合于接纳焊接连接； 将焊接材料设置在每个可焊接层之上；以及 回流所述焊接材料，以便将所述磁阻传感器芯片的...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR纳加卡，DE格罗什曼，WH休伯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US