具有載體的薄的金屬膜的制作方法
【專利說(shuō)明】具有載體的薄的金屬膜
[0001] 本發(fā)明原則上涉及包含由至少兩個(gè)彼此接合的層構(gòu)成的復(fù)合材料的部件，其中 a.第一層具有孔洞，b.第二層具有1至50Mffl的厚度，其中第一層和第二層各自包含至少 一種金屬，并且其中第一層的組成不同于第二層的組成。本發(fā)明的其它主題是制造包含至 少兩個(gè)具有上述特征的彼此接合的層的部件的方法，制造包含至少三個(gè)具有上述特征的彼 此接合的層的部件的方法，以及可以通過(guò)上述方法之一獲得的部件和上述部件的至少之一 用于活體中或者制造用于活體中的植入物的用途。
[0002] 具有薄的膜厚度的膜可以用作可植入的儀器或者醫(yī)學(xué)器械中的壓力傳感器的傳 輸介質(zhì)，其被引入到人體中用于測(cè)量和其它活動(dòng)。在身體中出現(xiàn)的壓力差原則上是相對(duì)低 的。因此必需使用盡可能薄的膜。這實(shí)現(xiàn)精確的壓力傳輸和因此實(shí)現(xiàn)壓力測(cè)量。此外，所 用的和與體液接觸的所有材料必須是生物相容的。
[0003] 這種膜是已知的。既可以使用金屬膜，也使用基于塑料的膜作為材料。非常薄的 金屬膜通常通過(guò)剝蝕的制造方法，例如通過(guò)銑削或者侵蝕制造。然而，這樣制造的膜達(dá)不到 所需的薄的膜厚度。盡管如果用這些方法實(shí)現(xiàn)小于50Mffl的膜厚度，必需極高的消耗以制 造保持相同的品質(zhì)。
[0004] 根據(jù)另一個(gè)已知的制造方法，通過(guò)焊接接合使用具有所希望的厚度的薄的金屬板 或者金屬箱。完全可以制造具有小的層厚度的板和金屬箱。然而，迄今為止不存在將這些 板或者箱與基礎(chǔ)體接合的方法，其確保氣密性的焊接接合和可接受的價(jià)格下的保持相同的 品質(zhì)。此外，可以設(shè)想釬焊方法，作為焊接的替代方案。其缺點(diǎn)是，除了所用的金屬以外，弓丨 入其它金屬和合金。這些合金通常具有非常有限的生物相容性。此外，該方式隱藏有形成 局部元件和因此形成腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 從微系統(tǒng)技術(shù)，即不同于制造生物相容的物品的領(lǐng)域中，已知硅膜的制造方法。該 硅膜用于流量傳感器。該膜通過(guò)硅晶片的選擇性蝕刻制造。作為對(duì)此的實(shí)例，可以提到以 下文件：DE10 2005 023 699A1、EP1 114 985Al和WO1997/21986A1。這些引用的方 法使用半導(dǎo)體工業(yè)中常見(jiàn)的用氟化氫氣體的干燥蝕刻。該方法受限于硅晶片，并且不可以 轉(zhuǎn)用于制造可植入的膜。
[0006] 因此，本發(fā)明的基本目的是提供可植入的部件，其優(yōu)選地包含金屬襯底和金屬膜， 其中該膜應(yīng)具有盡可能薄的層厚度。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供金屬膜，其中該膜具有小于50Wn，優(yōu)選小于30Mffl或者 小于10 的層厚度。
[0008] 本發(fā)明的另一目的是提供部件，其中襯底和膜在其接觸面處平面地，尤其不透水 和氣密性地接合。
[0009] 另一目的在于提供金屬膜，其耐壓密閉地與襯底和任選地與容納該膜的部件接 合。
[0010] 另一目的在于提供金屬膜，其適合于將壓力變化從該金屬膜的一側(cè)轉(zhuǎn)移到該金屬 膜的另一側(cè)上。
[0011] 另一目的是提供制造方法，其中可以獲得優(yōu)選地包含金屬襯底和金屬膜的可植入 的部件，其中該膜應(yīng)具有盡可能薄的層厚度，特別是小于50Mm。
[0012] 另一目的是提供盡可能簡(jiǎn)單和成本有利的制造方法。
[0013] 本發(fā)明的另一目的是提供部件，其能夠用于可植入體內(nèi)的醫(yī)學(xué)儀器中。
[0014] 本發(fā)明的另一目的是提供制造部件的方法，該部件實(shí)現(xiàn)上述目的的一個(gè)，但是優(yōu) 選所有的。
[0015] 構(gòu)成類別的權(quán)利要求的主題有助于實(shí)現(xiàn)上述目的至少之一，其中各個(gè)不獨(dú)立表述 的從屬權(quán)利要求為本發(fā)明的實(shí)施方案。
[0016] 包含由至少兩個(gè)彼此接合的層構(gòu)成的復(fù)合材料的部件，特別是膜，有助于實(shí)現(xiàn)起 初提到的目的，其中 a. 第一層具有至少一個(gè)孔洞， b. 第二層具有1至50Mm，優(yōu)選1至40Mm，或者1至30Pm,，或者1至15 的厚度； 并且 其中該第一層和第二層各自包含至少一種金屬，并且 其中第一層的組成不同于第二層的組成。
[0017] 在本發(fā)明的意義上，孔洞表示層的這樣的區(qū)域，在其中該層在其整個(gè)厚度上斷開(kāi)， 其中在該層的平面中的孔洞由層的邊緣界定。
[0018] 在本發(fā)明的意義上，連續(xù)意味著這樣標(biāo)示的物體或者層的這樣標(biāo)示的區(qū)域不具有 孔洞、不具有材料缺口等。同樣地，標(biāo)示為連續(xù)的物體可以具有不同的厚度，其中該厚度始 終大于零。
[0019] 層的厚度表示該層垂直于在測(cè)試位置處可以鋪設(shè)到該層中的平面的大小。如果在 多個(gè)位置處測(cè)量層厚度得到不同的值，那么厚度為測(cè)量值的算術(shù)平均值。如果該層形成管， 那么將管上的測(cè)試位置處的切向平面理解為該層中的平面。
[0020] 在本發(fā)明的意義上，不可透意味著液體，特別是水，或者氣體，特別是氦氣在對(duì)于 該物體施加的〇至30000Pa的壓力下不穿透標(biāo)示為不可透的物體。該不可透性借助用氦氣 的對(duì)于物體的密封性測(cè)試(所謂的"氦泄漏測(cè)試"）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-883H，方法1014. 13， 測(cè)試條件A4實(shí)施。
[0021] 在本發(fā)明的意義上，耐受意味著與物質(zhì)接觸的標(biāo)示為耐受的物體的質(zhì)量在接觸時(shí) 間內(nèi)不減小。這在本發(fā)明的意義上為這樣的情況，即該物體的質(zhì)量在與該物質(zhì)接觸之后相 比于與該液體接觸之前而言減少小于0. 1%。該質(zhì)量?jī)?yōu)選地不變（nimmt)。
[0022] 在本發(fā)明的上下文中，生物相容意味著這樣標(biāo)示的物體滿足對(duì)于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 10993,第1-20部分的生物相容的相關(guān)需求。
[0023] 非貴金屬的特征在于標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)E° (T=25°C，p=l. 013bar)小于0V。
[0024] 本發(fā)明部件的至少兩個(gè)彼此接合的層，即第一層和第二層優(yōu)選地構(gòu)成膜。這樣的 膜例如用于測(cè)量例如人類或者動(dòng)物的血壓的壓力差的裝置中。該至少兩個(gè)彼此接合的層和 本發(fā)明的部件特別適合于測(cè)定最大25000Pa的壓力差。在本發(fā)明的上下文中，壓力差意味 著測(cè)量相對(duì)壓力或者壓力變化，而非絕對(duì)壓力。
[0025] 本發(fā)明的第一層可以具有各種適合于與第二層接合的形狀，并且由各種適合于與 第二層接合的材料構(gòu)成。該第一層和第二層構(gòu)成平面狀的復(fù)合材料，其中第一層在與第二 層重疊的面的區(qū)域中具有一個(gè)孔洞或者多個(gè)孔洞。在本發(fā)明的部件中，第一層優(yōu)選地形成 為襯底，并且第二層優(yōu)選地形成為膜。第一和第二層的復(fù)合材料對(duì)于氣體或者液體是不可 透的，優(yōu)選地對(duì)于氣體和液體是不可透的。
[0026] 第一層中的孔洞與重疊的連續(xù)的第二層的組合形成膜，其中在孔洞與第一層交界 處，第一層和第二層連續(xù)地接合。在此，第一層形成用于膜的載體。該載體可以例如以框架 或者作為柵格的形式構(gòu)建。
[0027] 對(duì)于作為膜的功能，第二層至少在與第一層中的一個(gè)或者多個(gè)孔洞重疊的區(qū)域中 不具有孔洞。但是，存在該部件的其它區(qū)域，在此處，該層中的孔洞與第二層中的孔洞重疊。 這樣的其它區(qū)域不構(gòu)成薄膜。這樣的其它區(qū)域可以例如用于在部件中裝配第一層和第二層 的復(fù)合材料。
[0028] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，部件的第一層具有50至500Mm，優(yōu)選70至350 或 者90至200Pm的厚度。該層的厚度可以根據(jù)常見(jiàn)的測(cè)量方法，特別地借助微米測(cè)量螺桿 確定。
[0029] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，部件的第二層具有2. 0至25Mm，優(yōu)選3至15 的厚 度。該層的厚度同樣可以根據(jù)常見(jiàn)的測(cè)量方法，特別地借助掃描電子顯微鏡在該層的橫斷 面磨片處確定。
[0030] 第一層的材料包含至少一種金屬。原則上，可以考慮所有的對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員 而言已知和看起來(lái)對(duì)于設(shè)定的目標(biāo)合適的金屬。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，第一層的組成不同于第二層的組成。這樣選自第一層和第二層的組 合物，以致可以通過(guò)用液體CA處理以化學(xué)去除第一層的組合物，同樣地，第二層的組合物 至少在用液體CA處理第一層的時(shí)間內(nèi)對(duì)于該液體CA是耐受的。
[0032] 為了達(dá)到上述效果，可以這樣選擇液體CA，從而使該液體CA的電化學(xué)勢(shì)大于第一 層組合物在與液體CA的接觸面處的電化學(xué)勢(shì)。此外，這樣選擇液體CA，從而使液體CA的電 化學(xué)勢(shì)小于第二層組合物在與液體CA的接觸面處的電化學(xué)勢(shì)。第一層、第二層和任選的其 它層的組合物和液體CA在處理時(shí)的電化學(xué)勢(shì)可以借助能斯特-方程計(jì)算（Roempp-Lexikon Chemie，第 10 版（1998)，第 4 冊(cè)，第 2869 頁(yè)，條目"NernstscheGleichung")。能斯特-方 程基于的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)E° (在T=25°C、p=1013bar下）可以在表格資料或者所謂的電位序 中查閱（CRCHandbookofChemistryandPhysics，第 93 版，2012-2013,部分 5,子部分 "ElectrochemicalSeries'，）。
[0033] 如果在層的組合物中含有非貴金屬，那么該金屬和具有該金屬的組合物的電化學(xué) 勢(shì)可以不同于