采用堞形通孔的传感器插入件制造技术

一种采用在PCB(110)中形成的堞形通孔(118)的示例传感器插入件(100)包含：平面衬底(110)，其限定多个堞形通孔(118)；第一电触点(114)，其形成在所述平面衬底(110)上并电耦合到第一堞形通孔(118)；第二电触点(112)，其形成在所述平面衬底(110)上并电耦合到第二堞形通孔(118)，所述第二堞形通孔(118)与所述第一堞形通孔(118)以电气方式隔离；以及形成在所述平面衬底(110)上的保护迹线(116)，所述保护迹线(116)具有第一部分(116a)，所述第一部分形成在所述平面衬底(110)的第一表面上并且将第三堞形通孔(118)电耦合到第四堞形通孔(118)，所述保护迹线(116)具有第二部分(116b)，所述第二部分形成在所述平面衬底(110)的第二表面上并且将所述第三堞形通孔(118)电耦合到所述第四堞形通孔(118)，所述保护迹线(116)形成在所述第一电触点(114)与所述第二电触点(112)之间，以提供所述第一电触点(114)与所述第二电触点(112)之间的电隔离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用堞形通孔的传感器插入件
本申请大体上涉及可穿戴生物传感器，且更明确地说涉及采用堞形通孔的传感器插入件。
技术介绍
现有的可穿戴生物传感器，例如持续血糖监测仪，将分析物传感器作为完整的模块组件集成到可穿戴装置中，使得可通过单个动作同时将所述装置应用于人体并且将传感器线部署到人体中。因此，在制造或组装装置期间，必须在部署传感器线之前将其电连接以及机械组装到装置上。附图说明结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明了一个或多个特定实例，并且与对实例的描述一起用来解释特定实例的原理和实施方案。图1和2示出采用了在印刷电路板(“PCB”)中形成的堞形通孔的示例传感器插入件；图3A到3B示出采用了在PCB中形成的堞形通孔的示例传感器插入件；图4示出采用了在PCB中形成的堞形通孔的示例传感器插入件；图5A到5C示出包含了采用在PCB中形成的堞形通孔的传感器插入件的示例可穿戴生物传感器装置；以及图6示出制造采用了在PCB中形成的堞形通孔的传感器插入件的示例方法。具体实施方式本文在采用堞形通孔的传感器插入件的背景下描述实例。本领域普通技术人员将认识到，以下描述仅是说明性的，并非旨在以任何方式进行限制。现在将详细参考附图中所说明的实例的实施方案。在整个附图和以下描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的项。为了清楚起见，并未示出和描述本文所述实例的所有常规特征。当然，应理解，在开发任何此类实际的实施方案时，必须做出许多特定于实施方案的决定，以便实现开发人员的特定目标，例如遵从与应用和业务相关的约束条件，并且这些特定目标会因实施方案的不同而不同，并且也会因开发人员的不同而不同。一些可穿戴生物传感器采用插入到穿戴者的皮肤中的一个或多个侵入性传感器线。传感器线通常包含至少两个离散的电极，并且具有一定量的化学物质，例如葡萄糖氧化酶(“GOX”)，其沉积在插入到穿戴者的皮肤中的传感器线的末端上。接着，所述化学品与穿戴者的组织液中存在的分析物发生反应，从而生成可以被生物传感器的电子装置感测到的电流。然而，因为所生成的电流量可能非常小，例如大约几十纳安(nanoamp)，并且因为这些化学物质可能对热敏感，所以生物传感器的设计和制造可能很困难。例如，必须将生物传感器设计为防止泄漏电流，而泄漏电流可能会干扰通过化学物质与分析物之间的反应生成的电流。另外，包含例如焊接的高温步骤的制造过程会在化学物质被加热的情况下破坏所述化学物质。为了解决这些问题和应对其它挑战，示例可穿戴生物传感器可采用具有例如微控制器或无线收发器、电池等电子装置的主PCB。另外，示例装置采用二次PCB装配来以机械方式固定传感器线(一般称为“插入件”)，同时还为传感器线上存在的不同电极提供电触点。接着，可以例如通过焊接将插入件以电气方式且以物理方式耦合到主PCB。为了帮助减少焊接过程中传递到插入件的热量，示例插入件采用了堞形通孔，以提供主PCB与插入件之间的电连接，并且提供与传感器线本身相对地热隔离的焊接位置。在此实例中，插入件具有围绕插入件覆盖区的周边形成的通孔。接着，从较大的PCB片上切下插入件，使得通孔被切开，从而露出通孔的内部。通孔暴露出来的内部可与主PCB上的对应电触点对准并焊接在一起。因为焊接点位于通孔内并且基本上位于PCB的与插入件PCB上的电子装置不同的另一侧，所以从焊接过程传递到包含传感器线的插入件电子装置的热大大减少。另外，使用通孔能够形成一个或多个保护环以包围插入件，并且在插入件上形成的不同电触点之间提供电隔离，所述电触点例如在传感器线内形成的不同电极的电触点。给出这一说明性实例以向读者介绍本文所讨论的总的主题，而本公开不限于这一实例。以下各节描述了各种附加的非限制性实例，以及关于采用了在PCB中形成的堞形通孔的传感器插入件的系统和方法的实例。现在参考图1，图1示出采用了堞形通孔的示例传感器插入件100。在此实例中，传感器插入件包含平面衬底，在此实例中为PCB。可采用任何合适的PCB材料，包含FR4、聚酰亚胺等。在PCB的上表面上形成两个电触点112、114。每个电触点112、114的尺寸和形状设定成使得传感器线120能够例如通过夹具、黏着剂或任何其它合适的物理耦合技术以电气方式且以物理方式耦合到所述电触点上。在此实例中，传感器线由同轴形成的两个电极形成，并且在使用之前，传感器化学品(例如葡萄糖氧化酶)可沉积在传感器线的远端上，即，传感器线的要插入到穿戴者的皮肤中的那端。传感器线的近端暴露每个电极，以使每个电极能够以电气方式且以物理方式耦合到电触点112、114中不同的一个电触点。在此实例中，工作电极(“WE”)耦合到电触点114，而对电极(“CE”)耦合到电触点112。另外，每个电触点112、114电耦合到形成于PCB材料的周边边缘上的堞形通孔。一旦插入件100以物理方式且电耦合到主PCB，堞形通孔118就会提供电触点112、114与放置在主PCB上的传感器电子装置之间的电连接。虽然在此实例中，插入件100具有两个电触点112、114，但是一些实例可采用多个传感器线，这基于所采用的传感器线的类型可能需要额外电触点。此外，在一些实例中，传感器线可包含多于两个的电极。例如，多个电极可在连续的平面层中彼此堆叠地形成。每层可耦合到形成于平面衬底上的不同电触点。此外，不同的电极可施用有不同的传感器化学品。合适的传感器化学品包含用于感测乙酰胆碱、淀粉酶、胆红素、胆固醇、绒膜促性腺激素、肌酸激酶(例如CK-MB)、肌酸、DNA、果糖胺、葡萄糖、谷氨酰胺、生长激素、激素、酮、乳酸、过氧化物、前列腺特异性抗原、凝血酶原、RNA、促甲状腺激素或肌钙蛋白的化学品。在此实例中，平面衬底110(或插入件衬底)还限定两个电触点之间的开口124。开口提供两个电触点112、114之间的物理分离，由此在它们之间提供一些电隔离。另外，开口使得能够形成不与传感器线120相交或接触的保护迹线116a-b。在一些实例中，开口可形成为具有与形成于主PCB上的一个或多个特征对应的形状，以实现对准。然而，应理解，并非在所有实例中都需要这样的开口，并且可基于设计考虑将其省略。除了电触点112、114之外，在插入件PCB上还形成了两个保护迹线116a-b。每个保护迹线116a-b包围插入件PCB的一部分，以提供两个电触点112、114之间的电隔离。在此实例中，每个保护环包含形成于插入件PCB110的上表面上的部分，所述部分电耦合两个对应堞形通孔。每个保护环116a-b还包含形成于插入件PCB110的下表面上的部分，所述部分也耦合到相同的对应堞形通孔，以提供包围插入件PCB的一部分的材料闭环。与开口组合起来，两个保护环116a-b将两个电触点112、114彼此以电气方式隔离。在一些实例中，保护环116a-b中的一个或两个都可耦合到接地层，以帮助耗散泄漏电流。在此实例中，插入件100还包含耦合到两个电触点112、114的传感器线120。在此实例中，传感器线120具有同轴布置的两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器插入件，其包括：/n平面衬底，其限定多个堞形通孔；/n第一电触点，其形成在所述平面衬底上并且电耦合到第一堞形通孔；/n第二电触点，其形成在所述平面衬底上并且电耦合到第二堞形通孔，所述第二堞形通孔与所述第一堞形通孔以电气方式隔离；以及/n保护迹线，其形成在所述平面衬底上，所述保护迹线电耦合在所述平面衬底上形成的第三通孔与第四通孔之间，所述保护迹线隔离所述第一电触点和第二电触点。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180222 US 62/634,0851.一种传感器插入件，其包括：
平面衬底，其限定多个堞形通孔；
第一电触点，其形成在所述平面衬底上并且电耦合到第一堞形通孔；
第二电触点，其形成在所述平面衬底上并且电耦合到第二堞形通孔，所述第二堞形通孔与所述第一堞形通孔以电气方式隔离；以及
保护迹线，其形成在所述平面衬底上，所述保护迹线电耦合在所述平面衬底上形成的第三通孔与第四通孔之间，所述保护迹线隔离所述第一电触点和第二电触点。


2.根据权利要求1所述的传感器插入件，其中所述保护迹线包括
第一部分，其形成在所述插入件衬底的第一表面上，并且将第三堞形通孔电耦合到第四堞形通孔，以及
第二部分，其形成在所述插入件衬底的第二表面上，并且将所述第三堞形通孔电耦合到所述第四堞形通孔，
保护迹线，其形成在所述第一电触点与所述第二电触点之间，以提供所述第一电触点与所述第二电触点之间的电隔离。


3.根据权利要求1所述的传感器插入件，其中所述平面衬底在所述第一电触点与所述第二电触点之间限定开口，并且其中所述第三堞形通孔形成在所述平面衬底的周边中，并且所述第四堞形通孔形成在所述开口的周边中，并且其中所述保护迹线是第一保护迹线，且所述传感器插入件进一步包括：
第二保护迹线，其形成在所述平面衬底上，所述第二保护迹线具有第一部分，所述第一部分形成在所述平面衬底的所述第一表面上并且将第五堞形通孔电耦合到第六堞形通孔，所述第二保护迹线具有第二部分，所述第二部分形成在所述平面衬底的所述第二表面上并且将所述第五堞形通孔电耦合到所述第六堞形通孔，所述第二保护迹线形成在所述第一电触点与所述第二电触点之间，以提供所述第一电触点与所述第二电触点之间的电隔离，以及
其中所述第五堞形通孔形成在所述平面衬底的周边中，并且所述第六堞形通孔形成在所述开口的周边中。


4.根据权利要求1所述的传感器插入件，其进一步包括电耦合到所述第一电触点和所述第二电触点的传感器线。


5.根据权利要求4所述的传感器插入件，其中所述传感器线包括第一线材和第二线材，所述第二线材同轴围绕所述第一线材形成，所述第一线材的第一部分在所述传感器线的第一端处延伸超过所述第二线材，
其中所述第一线材的所述第一部分电耦合到所述第一电触点，并且所述第二线材耦合到所述第二电触点。


6.一种形成传感器插入件的方法，其包括：
提供平面衬底；
在所述平面衬底中形成多个通孔；
切割所述平面衬底的一部分以产生插入件衬底，所述切割包括切通所述通孔中的至少四个以产生至少四个堞形通孔；
在所述插入件衬底上形成第一电触点，并且将所述第一电触点电耦合到第一堞形通孔；
在所述插入件衬底上形成第二电触点，并且将所述第二电触点电耦合到第二堞形通孔，所述第二堞形通孔与所述第一堞形通孔以电气方式隔离；以及
在所述插入件衬底上形成保护迹线，所述保护迹线电耦合在所述平面衬底上形成的第三通孔与第四通孔之间，所述保护迹线隔离所述第一电触点和所述第二电触点。


7.根据权利要求6所述的方法，其中所述保护迹线包括：
第一部分，其形成在所述插入件衬底的第一表面上，并且将第三堞形通孔电耦合到第四堞形通孔，以及
第二部分，其形成在所述插入件衬底的第二表面上，并且将所述第三堞形通孔电耦合到所述第四堞形通孔，
保护迹线，其形成在所述第一电触点与所述第二电触点之间，以提供所述第一电触点与第二电触点之间的电隔离。


8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：
在所述插入件衬底中在所述第一电触点与所述第二电触点之间限定开口，并且其中所述第三堞形通孔形成在所述平面衬底的周边中，并且所述第四堞形通孔形成在所述开口的周边中，并且其中所述保护迹线是第一保护迹线；以及
在所述插入件衬底上形成第二保护迹线，所述第二保护迹线具有第一部分，所述第一部分形成在所述插入件衬底的所述第一表面上并且将第五堞形通孔电耦合到第六堞形通孔，所述第二保护迹线具有第二部分，所述第二部分形成在所述插入件衬底的所述第二表面上并且将所述第五堞形通孔电耦合到所述第六堞形通孔，所述第二保护迹线形成在所述第一电触点与所述第二电触点之间，以提供所述第一电触点与所述第二电触点之间的电隔离，
其中所述第五堞形通孔形成在...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·弗里克，L·金，D·拉里，
申请(专利权)人：德克斯康公司，
类型：发明
国别省市：美国;US