DE10059373A1 - Lecktestgeeignete, kapazitiv gefilterte Durchführung für ein implantierbares medizinisches Gerät - Google Patents

Abstract

Eine gefilterte Durchführung, die einen Durchgang von Gas bei einem Heliumlecktest nicht blockiert und ein Testen der Dichtigkeit der Durchführung ermöglicht, während sie Hochspannungs-Überschläge unterbindet, wird als einzelne gefilterte Durchführung und als Array von mehreren gefilterten Durchführungen offenbart. Jede gefilterte Durchführung weist einen Metallring, einen Isolator, einen Durchführungsstift, ein Filterelement und eine in einem Innenraum zwischen dem Isolator der Durchführung und dem Filterelement angeordnete, vorgeformte, isolierende Sperre bzw. einen solchen Abstandhalter auf, der anstelle eines den Innenraum ausfüllenden, nicht-leitenden Klebers verwendet wird. Ein Gasdurchlaß erstreckt sich aus dem Innenraum nach außerhalb der Durchführung und führt an allen Filterelementen vorbei. Jedwedes bei einem Dichtigkeitstest angelegte Lecktestgas, welches durch Defekte in dem Isolator der Durchführung bzw. dessen Befestigung an dem Durchführungsstift oder dem Metallring durchtritt, gelangt in den Innenraum. Der Gasdurchlaß erstreckt sich aus einem Innenraum durch eine oder mehrere Öffnungen in der Seitenwand des Metallringes und/oder durch eine oder mehrere Lücken zwischen der Innenfläche des Metallringes und der Außenfläche des Filterelementes.

Description

Diese Anmeldung beansprucht Priorität und Nutzen der am 30. November 1999 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung 60/168,118 mit dem Titel "Leak Testable IPG/ICD Filter Feedthrough Attachment".

Bereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft elektrische Durchführungen von verbesserter Konstruktion sowie deren Herstellungsmethoden, insbesondere zur Verwendung mit implantierbaren medizinischen Geräten.

Hintergrund der Erfindung

Elektrische Durchführungen dienen dem Schaffen eines elektrischen Leitungsweges, der sich aus dem Innern eines hermetisch abgedichteten Gehäuses bzw. einer solchen Ummantelung zu einem äußeren Punkt außerhalb des Gehäuses bzw. der Ummantelung erstreckt. Implantierbare medizinische Geräte (IMDs), wie bspw. implantierbare Pulsgeneratoren (IPGs) für Herzschrittmacher, implantierbare Cardioverter/Defibrillatoren (ICDs), Nerven-, Hirn-, Organ- oder Muskelstimulatoren sowie implantierbare Überwachungsgeräte oder dergleichen, verwenden derartige elektrische Durchführungen durch deren Gehäuse, um elektrische Verbindungen mit außerhalb des Gehäuses angeordneten Leitungen, Elektroden und Sensoren herzustellen.

Solche Durchführungen beinhalten typischerweise einen Metallring, der so ausgebildet ist, daß er in eine Öffnung in dem Gehäuse passt, einen oder mehrere Leiter und einen nichtleitenden Isolator mit geringer Massenpermeabilität, der jeden der Leiter stützt und von jedem anderen, durch diesen tretenden Leiter und von dem Metallring elektrisch isoliert. Jeder Leiter weist typischerweise einen Elektrodraht bzw. -stift auf, der sich durch eine sich durch den Isolator erstreckende Öffnung hindurch erstreckt. Der Isolator ist typischerweise aus einem Glas-, Saphir- oder Keramikmaterial gebildet und ist an dem Metallring und einem jeden Stift entweder durch Einschmelzen oder durch Hartlöten befestigt und bietet eine hermetische Abdichtung, um das Eindringen von Körperfluiden durch die Durchführung und in das Gehäuse des IMD zu verhindern. Das Gehäuse des IMD ist typischerweise aus einem bioverträglichen Metall, z. B. Titan, gebildet, obwohl nichtleitende Keramikmaterialien zum Ausbilden des Gehäuses vorgeschlagen wurden. Der Metallring besteht typischerweise aus einem Metall, welches mit dem Gehäuse auf eine hermetisch abdichtende Weise durch Schweißen oder auf andere Weise verbunden werden kann. Derartige Durchführungen sind in den auf den selben Rechtsnachfolger lautenden US-Patenten 4,991,582; 5,782,891 sowie 5,866,851 sowie in dem US-Patent 5,470,345 gezeigt. Es wurde auch vorgeschlagen, parallelgebrannte (co-fired) Keramikschichtsubstrate zu verwenden, die mit aus Linien und Durchgangsleitungen gebildeten, leitenden Pfaden versehen sind, wie sie bspw. in den US-Patenten 4,420,652; 5,434,358; 5,782,891; 5,620,476; 5,683,435; 5,750,926 sowie 5,973,906 offenbart sind.

Derartige Durchführungen für Einzel- und Mehrfachleiter weisen einen im Inneren angeordneten Abschnitt auf, der dazu ausgelegt ist, zum Verbinden mit den elektrischen Schaltkreisen im Innern des Gehäuses angeordnet zu werden, sowie einen außen angeordneten Abschnitt, der dazu ausgelegt ist, außerhalb des Gehäuses angeordnet zu werden. Jeder außen angeordnete Abschnitt eines Durchführungsstiftes ist zum Herstellen einer Verbindung mit Leitungen, Elektroden, Sensoren oder anderen Komponenten elektrisch mit einem Anschlußelement verbunden.

Viele der zuvor erwähnten IMDs beinhalten längliche elektrische medizinische Leitungen mit einem oder mehreren an ihren nahen Enden mit einem Anschlußelement verbundenen Leitungsleitern. Der längliche Leitungsleiter wirkt zusammen mit dem leitenden Anschluß und den Bestandteilen der Durchführung innerhalb des Anschlusses effizient als Antenne, die dazu neigt elektromagnetische Streu-Interferenzsignale (EMI) aufzunehmen. Bei bestimmten Frequenzen können solche EMI mit dem normalen IMD-Betrieb interferieren, bspw. dadurch, daß sie für Telemetriesignale gehalten werden und dazu führen, daß das IMD einen Betriebsmodus oder -parameter wechselt.

Diesem Problem wurde sich in mehreren der oben erwähnten Patente gewidmet, indem eine Kondensatorstruktur auf dem innenliegenden Frontabschnitt des Metallringes der Durchführung integriert wurde, die zwischen jedem der Durchführungsleiter und einer gemeinsamen Erde, dem Metallring, verbunden wurde, um jegliches von dem externen Leitungsleiter durch den Durchführungsleiter übertragenes Hochfrequenz-EMI auszufiltern. Die Durchführungskondensatoren waren ursprünglich diskrete Kondensatoren, können derzeit aber auch die Form von Chip-Kondensatoren einnehmen, die bspw. wie in den oben bezeichneten Patenten '891, '345, '476 und '906 und in den weiteren US- Patenten 5,650,759; 5,896,267 sowie 5,959,829 gezeigt angeordnet sind. Oder die Durchführungskondensatoren können die Form von diskreten scheibenförmigen Kapazitivfiltern oder scheibenförmige Arrays von Kapazitivfiltern annehmen, wie in den auf den selben Rechtsnachfolger lautenden US-Patenten 5,735,884; 5,759,197; 5,836,992; 5,867,361 sowie 5,870,272 sowie des weiteren in den US- Patenten 4,424,551; 5,287,076; 5,333,095; 5,905,627 und 5,999,398 gezeigt. Die elektrischen Pole derartiger scheibenförmiger Kapazitivfilter werden zwischen einem Durchführungsstift und dem Metallring verlötet, epoxiert oder auf andere Weise verbunden, so daß der scheibenförmige Filter den Raum zwischen dem Metallring und dem Stift bzw. den Stiften ausfüllt.

Nach der Herstellung werden alle derartigen Durchführungen Heliumlecktests unterzogen, um zu festzustellen, ob durch die beim Handhaben, Zusammenbauen und Verlöten bzw. Verschmelzen der Teile hervorgerufene Spannungen kleine Lecks aufgetreten sind. Heliumlecktests werden auch durchgeführt, nachdem die Durchführung an dem Gehäuse des IMD, typischerweise durch Schweißen, befestigt worden ist, um jegliche durch den Befestigungsprozeß hervorgerufene Schäden festzustellen. Eine hermetische Abdichtung von hoher Güte ist bei IMD- Anwendungen ein kritisches Merkmal, um ein Eindringen von Körperfluid-Dämpfen in das Gehäuse des IMD zu verhindern. Selbst eine extrem niedrige Leckrate von Körperfluiden durch den Isolator oder um diesen herum kann, über einen Zeitraum von vielen Jahren, Fluide ausbilden, die empfindliche, innenliegende elektronische Komponenten beschädigen, und dies kann ein katastrophales Versagen des IMD hervorrufen.

Wenn ein scheibenförmiges Kapazitivfilter zwischen dem Metallring und dem Stift befestigt wird, wird es wegen der Anhaftung des scheibenförmigen Kapazitivfilters an dem Metallring und dem Stift und wegen der Verwendung eines Polymerklebers zum Ausfüllen des Zwischenraumes zwischen den einander gegenüberliegenden inneren Endflächen des scheibenförmigen Kapazitivfilters und dem ringförmigen Isolator schwierig, irgendwelche Lecks durch den oder um den Isolator herum aufzuspüren. Es wird schwierig, irgendwelches Helium, welches durch einen Riß oder Defekt in dem oder um den Isolator herum durchtritt, zu detektieren, da die Rate eines Durchganges von Heliumgas durch die den Zwischenraum ausfüllenden und den scheibenförmigen Kapazitivfilter an dem Metallring und dem Stift befestigenden Polymerkleber verringert wird.

Bei in dem oben bezeichneten Patent '361 gezeigten kapazitiv gefilterten Durchführungen und Arrays von Durchführungen für niedrige Spannungen, kann der Zwischenraum zwischen den inneren Endflächen der scheibenförmigen Kapazitivfilter und dem Isolator frei bleiben, da elektrische Überschläge zwischen dem Durchführungsstift und der äußeren Fläche der scheibenförmigen Kapazitivfilter (typischerweise der Erdungsanschluß) nicht stattfindet.

Ein solches Herangehen ist bspw. für in ICDs verwendete, kapazitiv gefilterte Durchführungen für Hochspannungen nicht durchführbar, die Hochspannungs- Defibrillations-Schocks leiten, bei denen die Räume zwischen den innenliegenden Endflächen der scheibenförmigen Kapazitivfilter und dem Isolator mit Epoxid ausgefüllt sind, um einen elektrischen Überschlag zu unterbinden.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der Erfindung wird eine gefilterte Durchführung angegeben, die einen Durchgang von Gas bei einem Helium-Lecktest nicht blockiert und ein Testen der hermetischen Abgeschlossenheit der Durchführung ermöglicht, während sie eine Isolierung der inneren Flächen des Filterelements von dem Durchführungsstift und von dem Metallring bietet. Die vorliegende Erfindung wird bei gefilterten Ein-Stift- Durchführungen mit einem einzigen zwischen dem Durchführungsstift und dem Metallring angeschlossenen, diskreten Filterelement realisiert und bei gefilterten Durchführungs-Arrays bzw. mehrpoligen, gefilterten Durchführungen mit einer Vielzahl von zwischen einer jeweiligen Anzahl von Durchführungsstiften und dem Metallring angeschlossenen Filterelementen.

Die gefilterte Durchführung der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise eine vorgeformte, isolierende Sperre bzw. einen solchen Abstandhalter auf, der zwischen dem Isolator der Durchführung und dem Filterelement angeordnet ist, anstelle nichtleitende Vergußverbindungen zu verwenden, die einen Durchgang von Gas blockieren. Die vorgeformte, isolierende Sperre bzw. der Abstandhalter verhindert das Fließen eines in den Zwischenraum zwischen der unteren Oberfläche des Filterelements und dem Abstandhalter während des Befestigens des Filterelementes aufgebrachten Klebers zu dem Durchführungsstift und dem Metallring. So wird ein Luftspalt zwischen dem Isolator und der vorgeformten, isolierenden Barriere bzw. dem Abstandhalter beibehalten, in welchen durch Defekte in dem Isolator oder der zwischen dem Isolator und dem Metallring bzw. dem Stift ausgebildeten Hartlotverbindung hindurchtretendes Lecktest-Gas eindringen kann.

Der Gasdurchlaß erstreckt sich vorzugsweise von dem Luftspalt und weist zudem eine oder mehrere Lücken auf, die an dem Filterelement oder an einem oder mehreren Öffnungen für die Stifte an einer oder mehrerer von der Schweißnaht zu dem IMD-Gehäuse entfernten Stellen durch die Wand des Metallringes vorbeiführen. Die Öffnung für den Stift ermöglicht es dem während eines Dichtigkeitstests eingeleiteten Gas, welches durch Defekte in dem Isolator der Durchführung bzw. dessen Befestigung an dem Durchführungsstift bzw. dem Metallring durchtritt, über einen sich von dem Luftspalt durch den Metallring erstreckenden, durchgehenden Gasdurchlaß bis zu einem Gasdetektor zu gelangen.

Der an dem Filterelement vorbeiführende Gasdurchlaß enthält eine oder mehrere Lücken, die sich zwischen dem Filterelement und dem Metallring längs derselben erstrecken. Jegliches bei einem Dichtigkeitstest angelegte Gas, welches durch Defekte in dem Isolator der Durchführung bzw. dessen Befestigung an dem Durchführungsstift oder dem Metallring tritt, fließt entlang eines ununterbrochen, sich von dem Luftspalt längsseits der Unterlegscheibe und des Filterelements erstreckenden Gasweges. Die isolierende Sperre bzw. der Abstandhalter ist vorzugsweise so bemessen, daß sie/er einen sie/ihn passierenden Gasdurchlaß sichert, und kann aus einer vorgeformten, isolierenden Unterlegscheibe bestehen mit einer zumindest teilweise so weit von dem Metallring beabstandeten Kante, daß ein Gasdurchgang gebildet wird. Kein bei einem Dichtigkeitstest angewendetes und durch Defekte in der Isolierung der Durchführung bzw. deren Befestigung an dem Durchführungsstift oder dem Metallring in den Luftspalt durchtretendes Gas wird durch die Unterlegscheibe bzw. den Abstandhalter zurückgehalten.

Die vorgeformte, isolierende Unterlegscheibe bietet eine Isolierungsschicht an der unteren, inneren Oberfläche des hoch dielektrischen, kapazitiven Filters bzw. des Filterarrays und verhindert einen Fluß eines Klebers in den Zwischenraum zwischen dem Filterelement und dem Isolator, um ein Blockieren des Durchganges eines Lecktestgases zu verhindern und ein Lecktesten mit einer praktikablen Durchlaufzeit zu ermöglichen.

Das Filterelement enthält vorzugsweise einen scheibenförmigen Kondensator. Gefilterte Durchführungen und Durchführungsarrays der vorliegenden Erfindung können sowohl für Hochspannungs- als auch für Niederspannungsanwendungen verwendet werden und können in großem Maße miniaturisiert werden. Die gefilterten Durchführungsarrays bzw. mehrpoligen Kapazitivfilterarrays der vorliegenden Erfindung können jede beliebige Form einnehmen, inklusive linearer Arrays und zweidimensionaler Arrays.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden verstanden werden, wenn dieselbe durch Verweis auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung besser verstanden wird, wenn diese im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, in denen gleiche Bezugszeichen durchgehend gleiche Teile bezeichnen und worin:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer repräsentativen, gefilterten Durchführung aus dem Stand der Technik mit scheibenförmigem Filterelement von der Seite ist;

Fig. 2 eine entlang der Linie 2-2 aus Fig. 4 genommene Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Durchführung mit scheibenförmigem Filterelement von der Seite ist;

Fig. 3 eine entlang der Linie 3-3 aus Fig. 4 genommene Querschnittsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Durchführung mit scheibenförmigem Filterelement von der Seite ist;

Fig. 4 eine Ansicht von oben auf die in den Fig. 2 und 3 gezeigten gefilterten Durchführungen ist;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines gefilterten Durchführungsarrays eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung ist, welches dazu angepaßt ist, in eine Öffnung in einem Gehäuse eines hermetisch abgedichteten elektronischen Gerätes eingesetzt zu werden, und welches den im Innern angeordneten Abschnitt zeigt, welcher dazu ausgelegt ist, im Innern des Gehäuses angeordnet zu werden und nach Innen zu zeigen;

Fig. 6 eine in Richtung des im Innern angeordneten Abschnitts des gefilterten Durchführungsarrays aus Fig. 5 weisende Ansicht von oben zeigt;

Fig. 7 eine teilgeschnittene Ansicht des gefilterten Durchführungsarrays aus Fig. 5 von der Seite zeigt;

Fig. 8 eine in Richtung des außen angeordneten Abschnitts des gefilterten Durchführungsarrays aus Fig. 5 weisende Ansicht von unten zeigt;

Fig. 9 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer gefilterten Durchführungs- Unteranordnung des gefilterten Durchführungsarrays aus Fig. 5 zeigt und

Fig. 10 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, welches eine Durchlaßöffnung für ein Lecktestgas durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung zeigt.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine herkömmliche gefilterte Durchführung 10 aus dem Stand der Technik mit einem scheibenförmigen Kapazitiv-Filter des in dem oben erwähnten, auf den vorliegenden Anmelder lautenden Patent '551 beschriebenen Typs. Die Durchführung weist einen Metallring 20 auf, welcher dazu genutzt werden kann, die Durchführung durch das Metallgehäuse eines IMD anzuordnen. Ein leitender Stift 30 erstreckt sich durch einen Isolator 22 und dient dazu, einen Schaltkreis innerhalb eines IMD nach außerhalb des Gehäuses zu verbinden. Typischerweise wird das außenliegende Ende 32 des Stiftes 30 mit einem oder mehreren, zum Anschließen des IMD an eine elektrische Leitung oder einen Sensor von einer der oben beschriebenen Arten verwendeten Anschlußblöcken verbunden.

Ein diskret geformter, scheibenförmiger Kondensator 12 ist in die Durchführung 10 mittels der Verwendung eines leitenden Klebers 14, 16 und eines nichtleitenden Klebers 18 eingebunden. Der scheibenförmige Kondensator 12 ist typischerweise aus einer Anzahl von unterlegscheibenförmigen Schichten oder Substraten aus hoch dielektrischem Bariumtitanat gebildet, die zu einer zylindrischen bzw. Scheibenform aufeinandergeschichtet sind. Die Elektroden des Kondensators sind auf den Oberflächen des Substrats in einem ersten Muster abgeschieden, das sich lediglich zu der Außenkante der unterlegscheibenförmigen Schicht erstrecken, oder in einem zweiten Muster, welches sich lediglich zu einer innenliegenden Öffnung des Substrats erstreckt. Die mit abwechselnden Mustern versehenen Substrate sind zu der zylindrischen Form aufeinander gestapelt, um überlappende, entgegengesetzt gepolte Kondensatorelektroden zu bilden. Die Anzahl, Größe, Zwischenräume und die Überlappverhältnisse der Elektroden des scheibenförmigen Kondensators variieren in Abhängigkeit von dem erwünschten Wert für die Kapazität des scheibenförmigen Kondensators. Die Schichten des scheibenförmigen Kondensators sind typischerweise aus Platin, Silberdickschichten, Dickschichten aus einer Silber-Palladium-Legierung oder Dickschichten einer Silber-Platin-Legierung gebildet.

Die Elektroden des scheibenförmigen Kondensators, die sich zu der zylindrischen Fläche der Durchtrittsöffnungen der aufeinandergeschichteten Substrate erstrecken, sind mittels einer leitenden Metallschicht miteinander elektrisch verbunden, die um und über die innenliegende, zylindrische Oberfläche der Durchtrittsöffnungen abgeschieden oder auf andere Weise ausgebildet ist und die auf diese Weise einen ersten Anschluß bzw. Pol des scheibenförmigen Kondensators zur Befestigung an dem Durchführungsstift 30 bildet. Auf ähnliche Weise sind die Elektroden des scheibenförmigen Kondensators, die sich zu der äußeren zylindrischen Oberfläche der aufeinandergeschichteten Substrate erstrecken, durch eine leitende Metallschicht, die um und über die äußeren zylindrischen Oberflächen abgeschieden oder auf andere Weise gebildet ist, elektrisch zusammengeschlossen und bilden so einen zweiten Anschluß bzw. Pol des scheibenförmigen Kondensators zum Befestigen an dem Metallring 20 über den leitenden Kleber 16. Die Herstellung des diskreten, scheibenförmigen Kondensators 12 wird dann vervollständigt, und er ist fertig, elektrisch und mechanisch an dem Durchführungsstift 30 und dem Metallring 20 angeschlossen zu werden.

Bei der typischen Herstellung einer scheibenförmigen kapazitiv gefilterten Durchführung 10 werden der nicht-leitende Isolator 22, der Stift 30 und der Metallring 20 zunächst zusammengefügt, um eine Durchführungsunteranordnung zu bilden, die hermetisch abgedichtet ist. Der Isolator 22 und seine Befestigung an dem Stift 30 und dem Metallring 20 können eine beliebige der bekannten Formen einnehmen, inklusive einer in situ Ausbildung einer Glasdichtung aus geschmolzenem Glas oder der Befestigung durch Hartlöten eine keramischen Isolator-Vorform an dem Stift 30 und dem Metallring 20 unter Verwendung von Hartlot-Vorformen, die erhitzt werden, um die Vorformen aufzuschmelzen.

Nachdem die Durchführungsunteranordnung gebildet worden ist, wird eine vorbestimmte Menge eines viskosen, nicht-leitenden Klebers 18 oberhalb der oberen Oberfläche des Isolators 22 beigegeben und der scheibenförmige Kondensator 12 wird über den Stift 30 und in den Metallring 20 eingesetzt. Nachdem der nichtleitende Kleber 18 ausgehärtet ist, werden leitende Kleber 14 und 16 (oder Lötzinn oder dergleichen) angewendet, um die elektrischen Verbindungen mit dem ersten und dem zweiten Pol des scheibenförmigen Kondensators 12 auszubilden. Der leitende Kleber 16 erstreckt sich typischerweise um den gesamten Randbereich des Stiftes 30 und füllt den gesamten Raum zwischen dem Stift 30 und dem Pol bzw. dem Anschluß des scheibenförmigen Kondensators 12, durch den der Stift hindurchgeführt ist, aus. Der leitende Kleber 14 erstreckt sich typischerweise um den gesamten Umfang des Metallringes 20 und füllt dabei den gesamten Zwischenraum zwischen dem zweiten Anschluß bzw. Pol des Kondensators 12 und der inneren Oberfläche des Metallringes 20 aus. Zentrifugalkraft kann erforderlich sein, um den leitenden Kleber 16 in den schmalen Spalt zwischen dem Durchführungsstift 30 und der Innenfläche der Öffnung des scheibenförmigen Kondensators 12 zu treiben. Der leitende Kleber erhärtet, um diese Bauteile zu einer einheitlichen Durchführung 10 zu formen.

Die Verwendung des innen angeordneten, nicht-leitenden Klebers 18 in für Hochspannungsanwendungen zertifizierten Durchführungen 10 stellt sicher, daß es nicht zu elektrischen Überschlägen zwischen dem Durchführungsstift 30 und der am äußeren Durchmesser gelegenen Oberfläche des scheibenförmigen Kondensators 12 oder der inneren Endfläche 34 des scheibenförmigen Filters 12 kommen kann. Der innen angeordnete nicht-leitende Kleber 18 macht die Anordnung fester und verhindert auch ein Einwandern der leitenden Epoxidharze 14 und 16, was einen Kurzschluß zwischen dem Metallring 20 und dem Stift 30 verursachen könnte. Folglich wird diese Konstruktion und diese Fertigungstechnik auch für für Niederspannungen zertifizierte Durchführungen und Durchführungsarrays verwendet.

Bei der Konstruktion, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, ist es nicht möglich, die Durchführung 10 auf einfache Weise leckzutesten, aufgrund der Tatsache, daß die leitenden und nicht-leitenden Kleber 14, 16 und 18 zusammen die gesamte obere, innere Fläche des Isolators 22 abdichten ebenso wie den Abschnitt des Stiftes 30 und des Metallrings 20, der an diese Isolatorfläche angrenzt. Diese Abdichtung eines Defekts in dem Isolator 22 bzw. seiner Befestigung an dem Metallring 20 oder dem Stift 30 kann jedoch schließlich dazu führen, daß ein Eindringen von Fluiden durch die Durchführung 10 und in das Gehäuse des IMD mit den Jahren des Eingepflanztseins nicht verhindert werden kann. Fluide werden die leitenden und nicht-leitenden Epoxidkleber und den Epoxidverbinder des IMD, die den Fluiden über die Jahre des in dem Körper Eingepflanztseins ausgesetzt sind, angreifen. Deshalb ist es erforderlich, die Verwendung des Isolators 22 beizubehalten, der entweder in situ geformt wird oder zwischen dem Durchführungsstift 30 und dem Metallring 30 hartgelötet wird und eine Fluidsperre bildet, so lange wie der Isolator 22 (und das Hartlot, wenn es verwendet wird) intakt ist. Es ist zu bevorzugen, bestimmen zu können, ob es einen Defekt in dem Isolator 22 oder seiner Befestigung an dem Metallring 20 bzw. dem Stift 30 gibt, bevor es an dem IMD befestigt und in einen Patienten implantiert wird.

Fig. 2-9 zeigen drei Ausführungsbeispiele scheibenförmiger, kapazitiv gefilterter Durchführungen bzw. Durchführungsarrays der vorliegenden Erfindung mit einer Gas-Bypass, der sich von der oberen Oberfläche des Isolators und der zwischen dem Metallring der Durchführung und dem Stift ausgebildeten Hartlotfixierung des Isolators und mindestens einer sich zwischen dem Kapazitivfilter bzw. dem Filterarray und der Innenwand des Metallringes bis zu dessen Oberseite erstreckenden Lücke erstreckt. Fig. 10 stellt ein alternatives Ausführungsbeispiel dar mit mindestens einer Lecktest-Bypass-Öffnung, welche sich durch die Wand des Metallringes bis zu dem Raum zwischen der unteren Oberfläche des Kapazitivfilters bzw. des Filterarrays und der oberen Oberfläche des Isolators und des Hartlots erstreckt. Es wird verstanden werden, daß die Lecktest-Bypass- Öffnung(en) durch eine Lücke/Lücken in irgendeiner der Ausgestaltungen der Durchführungen der Fig. 2-9 ersetzt werden können.

Fig. 2 und 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer kapazitiv gefilterten Durchführung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung, welche einen scheibenförmigen Kondensator 112 oberhalb des Isolators 122 sowie die Verwendung eines vorgeformten nicht-leitenden Abstandhalters bzw. einer solchen Unterlegscheibe 124 umfaßt. Der leitende Durchführungsstift 130 erstreckt sich durch eine zentrale Öffnung in dem an dem leitenden Metallring 120 befestigten Isolator 122 und durch einen zentrale Öffnung in dem ebenfalls an dem leitenden Metallring 120 befestigten, scheibenförmigen Kondensator 112. Der Isolator 122 ist jeweils mittels vorgeformter Hartlotringe 126 und 128 an dem Metallring 120 bzw. dem leitenden Durchführungsstift 130 festgelegt, um eine ungefilterte Durchführungs-Unteranordnung zu bilden.

Während der Herstellung wird der nicht-leitende Abstandhalter bzw. die Unterlegscheibe 124 über den Stift 130 und zwischen die einander gegenüberliegenden Endflächen des scheibenförmigen Filters 112 und des Isolators 122 geführt. Der Durchmesser der innenliegenden Öffnung ist anhand des Außendurchmessers des Durchführungsstiftes 130 bemessen, so daß die Unterlegscheibe 124 gut an dem Durchführungsstift 130 anliegt. Ein viskoser nicht- leitender Kleber oder ein nicht-leitendes, vorgeformtes Epoxid, welches schmilzt, wenn es erwärmt wird, wird auf die obere Oberfläche der Unterlegscheibe 124 aufgebracht, und der scheibenförmige Kondensator wird über den Durchführungsstift 130 und in die Innenseite des Metallringes 120 geführt. Die innere bzw. untere Fläche des scheibenförmigen Kondensators 112 wird dann über den nicht-leitenden Kleber 118 an der Unterlegscheibe 124 festgeklebt. Es ist wichtig, daß der zum Befestigen des scheibenförmigen Kondensators 112 an dem Abstandhalter 124 verwendete, nicht-leitende Kleber 118 in seinem Volumen begrenzt ist, so daß er sich radial nicht nach außen erstreckt, um um seinen gesamten Randbereich einen Kontakt mit der Innenfläche des Metallringes 120 herzustellen.

Wie dargestellt nimmt der Abstandhalter 124 die Form einer Unterlegscheibe mit einer mittig angeordneten Öffnung zum Aufnehmen des Durchführungsstifts 130 ein. Der Außendurchmesser des Abstandhalters 124 ist so bemessen, daß seine Kante bzw. zumindest ein Abschnitt seiner Kante nicht mit der Innenfläche des Metallrings 120 in Kontakt steht, wodurch er eine Öffnung bzw. einen Durchlaß an der Scheibenkante läßt. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich, inklusive Konfigurationen, bei denen Abschnitte des äußeren Randbereichs bzw. der äußeren Kante des Abstandhalters 124 an der Innenfläche des Metallringes 120 angreifen. Zum Zwecke der vorliegenden Erfindung ist es lediglich wichtig, daß der Abstandhalter 124 mit einem Gasdurchlaß um diesen herum oder durch diesen hindurch versehen ist. Bspw. kann der Außendurchmesser des Abstandhalters so bemessen sein, daß er geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Metallringes, so daß seine Kante nicht eng an der Innenwand des Metallringes 120 angreift. Die Kante des Abstandhalters kann auch insgesamt oder zum Teil mit Gasdurchlässen ausgebildet sein, die durch den nicht-leitenden Kleber 118 nicht versperrt werden.

Nachdem der nicht-leitende Kleber 118 ausgehärtet ist, wird ein Pol des scheibenförmigen Kondensators 112 mittels eines Leitenden Lots oder Klebers 116 an den Stift 130 angeschlossen, allgemein entsprechend der Verbindung des scheibenförmigen Kondensators 12 mit dem Stift 30 in Fig. 1. Zentrifugalkraft kann angewendet werden, um den leitenden Kleber 116 in die Lücke oberhalb des nichtleitenden Klebers 118 zu treiben.

Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung erstreckt sich der leitende Kleber, der die Innenfläche des Metallringes 120 mit dem außenliegenden zweiten Pol bzw. Anschluß des scheibenförmigen Kondensators 112 verbindet, nicht um den gesamten Umfang der Öffnung des Metallringes 120. Statt dessen werden mindestens ein Gasdurchlaß und vorzugsweise eine Vielzahl von Gasdurchlässen durch den leitenden Kleber und in den Zwischenraum 140 belassen, damit Heliumgas durchtreten kann, wenn der Isolator 122 oder dessen Hart-Verlötung an dem Metallring 120 über das vorgeformte Hartlot 126 bzw. dessen Hart-Verlötung an dem Stift 130 über das vorgeformte Hartlot 128 nicht hermetisch dicht ist.

Fig. 4 zeigt eine Vielzahl, z. B. vier, Öffnungen bzw. Lücken 142, 144, 146, 148 zwischen einer gleichen Vielzahl von Klebstoffsegmenten 132, 134, 136 und 138. Die Lücken 142, 144, 146, 148 zwischen der Außenfläche des Kondensators 112 und der Innenfläche des Metallringes 120 bestimmen einen Gasfluß-Durchgang, der von der oberen, inneren Oberfläche des Isolators 122 bis zu dem oberen Äußeren der Durchführung 110 reicht. Selbstverständlich wäre mindestens eine Lücke ausreichend, es kann jedoch jedwede Anzahl von Lücken vorgesehen sein, und die Lücke(n) kann/können einen sehr kleinen Durchmesser aufweisen und für das bloße Auge nicht sichtbar sein. Bei Hochspannungsanwendungen wird die obere Fläche des scheibenförmigen Kondensators 112 typischerweise mit einem nicht-leitenden Material isoliert, bspw. einem nicht-leitenden Epoxid bzw. Polyimid, welches sich nicht bis in die Lücke(n) erstreckt.

Es ist möglich, die kapazitiv gefilterte Durchführung 100 zu lecktesten, da die obere Innenfläche des Isolators 122 nicht durch nicht-leitenden Kleber abgedichtet ist und da zwischen dem äußeren Umfang des Kondensators 112 und der Innenfläche des Metallrings 120 der Durchlaß belassen ist. Jegliches Gas, welches durch die Anordnung aus Metallring 120, Isolator 122, Stift 130 und durch in situ Schmelzen der Hartlotvorformen 126 und 128 gebildetes Hartlot passiert, kann mittels der Lücken zwischen der äußeren Kante des Abstandhalters 124 und der inneren Oberfläche des Metallringes 120 und zwischen der äußeren Fläche des scheibenförmigen Kondensators 112 und der Innenfläche des Metallringes 120 ohne weiteres durch die Anordnung passieren.

Fig. 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, kapazitiv gefilterten Durchführung 200. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Durchführung 200 einen leitenden Metallring 220, einen Isolator 222, einen leitenden Stift 230 sowie einen scheibenförmigen Kondensator 212 auf, die allgemein dem leitenden Metallring 120, dem Isolator 122, dem Stift 130 und dem scheibenförmigen Kondensator 112 aus Fig. 1 entsprechen. Der erste Pol des scheibenförmigen Kondensators 212 ist mittels eines leitenden Klebers 216 mit dem Leiterstift 230 verbunden. Wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 4 ist die Durchführung 200 jedoch mit einem isolierenden Abstandhalter bzw. einer solchen Unterlegscheibe 224 gefertigt, die mittels eines nicht-leitenden Klebers 218 an der unteren Innenfläche des scheibenförmigen Kondensators 212 befestigt ist. Der Außendurchmesser der isolierenden Unterlegscheibe ist kleiner als der Innendurchmesser des Metallringes 220 bzw. ist wie oben mit Bezug auf die Unterlegscheibe 124 beschrieben auf andere Weise konfiguriert, um so eine Lücke für die Passage eines Lecktestgases zu bilden. Und wiederum ist der leitende Kleber, der den zweiten Pol des scheibenförmigen Kondensators 212 mit dem Metallring 220 verbindet, vorzugsweise mit mindestens einer Unterbrechung ausgebildet, welche einen Gasdurchlaß von der Innenfläche 240 der Durchführung 200 bildet und so einen Gasdurchlaß bildet, der an dem scheibenförmigen Kondensator 212 vorbeiführt und es ermöglicht, daß die Durchführung 200 unmittelbar einem Lecktest unterzogen werden kann, nachdem die Herstellung abgeschlossen ist.

Die Verbindung des scheibenförmigen Kondensators 212 mit dem Metallring 220, wie in der Ansicht von oben in Fig. 4 dargestellt, weist eine Vielzahl von bspw. vier Öffnungen bzw. Lücken 242, 244, 246 und 248 zwischen vier getrennten Klebersegmenten 232, 234, 236 bzw. 238 auf. Die Lücken 242, 244, 246, 248 zwischen der Außenfläche des Kondensators 212 und der Innenfläche des Metallringes 220 bilden einen Durchgang für einen Gasfluß, der von der oberen Innenfläche des Isolators 222 bis zu der oberen Außenfläche der Durchführung 200 reicht. Selbstverständlich würde mindestens eine Lücke genügen, jede andere Zahl von Lücken kann jedoch vorgesehen sein, und die Lücke(n) kann/können in ihrem Querschnitt sehr klein sein und mit bloßem Auge nicht erkennbar.

Fig. 5-9 stellen die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf ein gefiltertes Durchführungsarray 300 dar, welches aus mehreren gefilterten Durchführungsstiften 330 gebildet ist, die innerhalb eines gemeinsamen Metallringes 320 mittels einer Vielzahl von Isolatoren 322 getragen sind. Das Durchführungsarray 300 weist einen innenliegend angeordneten Abschnitt 302 auf, der im Innern des IMD-Gehäuses angeordnet ist, und einen außenliegend angeordneten Abschnitt 304, der außerhalb des IMD-Gehäuses angeordnet ist, wenn der längliche Flansch 320 an einer Öffnung in dem IMD-Gehäuse verschweißt oder sonstwie befestigt ist.

Das bevorzugte Filterelement für jeden Durchführungsstift 330 besteht wiederum aus einem scheibenförmigen Kondensator, und eine Vielzahl scheibenförmiger Kondensatoren sind in einem Kondensatorarray 312 mit einer Form, die in den länglichen Metallring 320 paßt, zusammengefaßt. Das Array 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren beinhaltet eine Anzahl, in diesem Beispiel sechs, Durchstecköffnungen für die Stifte, durch die sich die Durchführungsstifte 330 hindurch erstrecken. Das Array 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren ist so ausgebildet, daß es eine gleiche Anzahl elektrisch isolierter, scheibenförmiger Kondensatoren aufweist, von denen jeder aus einer Vielzahl von sich von einer ersten Öffnung bzw. einem ersten Anschluß einer jeden Durchstecköffnung nach außen erstreckenden Kondensatorplatten und einen Vielzahl von sich zu einem gemeinsamen zweiten Pol bzw. Anschluß erstreckenden Kondensatorplatten auf. Jeder der ersten Pole der elektrisch isolierten Kondensatoren ist elektrisch und mechanisch mit einem eigenen Durchführungsstift 330 verbunden. Der gemeinsame zweite Pol bzw. Anschluß der Kondensatoren ist elektrisch und mechanisch mit dem Metallring 320 verbunden.

Obwohl ein Array 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren mit sechs integral ausgebildeten Kapazitivfiltern dargestellt ist, wird verstanden werden, daß statt dessen eine Vielzahl diskret ausgebildeter, scheibenförmiger Kondensatoren verwendet werden kann, die jeweils in einen Metallring mit diskreten zylindrischen Wänden zum Aufnehmen der diskret ausgebildeten, scheibenförmigen Kondensatoren eingesetzt werden.

Eine der Durchführungen des gefilterten Durchführungsarrays 300 ist in der End- Querschnittsansicht aus Fig. 9 gezeigt. Jeder Durchführungsstift 330 ist getrennt von seinem eigenen zylinderförmigen Isolator 322 getragen, der unter Verwendung einer Hartlot-Vorform 326 an einer kreisförmigen Vertiefung des Metallringes 320 befestigt ist. Jeder Durchführungsstift 330 ist mit seinem zylinderförmigen Isolator 322 unter Verwendung einer Hartlot-Vorform 328 verlötet. Jeder Durchführungsstift 330 erstreckt sich durch eine zu diesem ausgerichtete Öffnung, die in der Mitte eines scheibenförmigen Kondensators des Arrays 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren angeordnet ist.

Eine eigene isolierende Unterlegscheibe 324 wird über die obere Oberfläche eines jeden Isolators 322 und der Stift-Isolator-Hartlotverbindung gepaßt, nachdem die Hartlot-Vorformen 326 und 328 geschmolzen worden sind, um die Durchführungsstifte 330 und die Isolatoren 322 miteinander und mit dem Metallring 320 zu verlöten. Die Unterlegscheiben 324 sind in ihrem Durchmesser so bemessen, daß die Kanten der Unterlegscheiben von der inneren Seitenwand des Metallringes 320 beabstandet sind (oder sie sind auf andere Weise, wie oben mit Bezug auf die Unterlegscheibe 124 beschrieben, ausgebildet), so daß sie die Lücke für einen Durchgang für Heliumgas bilden, welches durch Defekte des Isolators oder der Hartlotverbindungen mit den Durchführungsstiften 330 und mit dem Metallring 320, wie in Fig. 9 gezeigt, hindurchtritt.

Obwohl eine Vielzahl getrennter, isolierender Unterlegscheiben 324 dargestellt sind, wird verstanden werden, daß eine einzige, vorgeformte Unterlegscheibe bzw. ein solcher Abstandhalter mit mehreren Durchtrittsöffnungen zum Aufnehmen der leitenden Stifte 330 anstelle der Vielzahl getrennter, isolierender Unterlegscheiben 324 verwendet werden kann.

Das Array 312 scheibenförmiger Kondensatoren wird über die Durchführungsstifte 330 und in den Metallring 320 eingepaßt, und der nicht-leitende Kleber 318 wird in den Raum zwischen den Durchführungsstifte 330 und den Öffnungen in jedem scheibenförmigen Kondensator des Arrays 312 scheibenförmiger Kondensatoren eingefüllt und füllt diesen Raum zum Teil aus. Ein leitender Kleber 316 wird dann in den verbleibenden Raum zwischen den Durchführungsstiften 330 und den Öffnungen in jedem scheibenförmigen Kondensator des Arrays 312 scheibenförmiger Kondensatoren eingegeben, um elektrische und mechanische Verbindungen zwischen dem Durchführungsstift 330 und dem leitenden Anschluß an der Seitenwand der mit den ersten Sätzen sich radial erstreckender, paralleler Kondensatorplatten, die den ersten Kondensatorpol eines jeden einzelnen Kondensators bilden, verbundenen Öffnung herzustellen.

Obwohl die isolierende Unterlegscheibe 324 als satt zwischen dem Hartlot 328 und dem Kleber 318 anliegend dargestellt ist, wird verstanden werden, daß durch einen Defekt in dem Hartlot 328 durchtretendes Helium-Lecktestgas zwischen der oberen Fläche des Hartlots 328 und des Isolators 322 und der unteren Oberfläche der Unterlegscheibe 324 in den Raum 390 gelangen kann.

Wie in Fig. 6 und 7 gezeigt, erstrecken sich eine Vielzahl leitender Segmente 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348, 350 zwischen dem leitenden Anschluß auf der äußeren Seitenwand des Arrays 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren, welche mit einem zweiten Satz sich radial erstreckender, paralleler Kondensatorplatten verbunden sind, die den zweiten Pol eines jeden Kondensators bilden und die alle zusammen elektrisch verbunden sind. Eine gleiche Vielzahl von Lücken 352, 354, 356, 358, 360, 362, 364, 366, 368, 370 sind zwischen der Vielzahl leitender Segmente 332, 334, 336, 338, 340, 342, 344, 346, 348, 350 ausgebildet, die als Durchlässe für einen Durchgang von Heliumgas dienen, welches durch Defekte des Isolators oder der Hartlotverbindungen mit den Durchführungsstiften 330 und mit dem Metallring 320 durchtreten kann.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Abstandhalter 124, 224, 324 als eine Unterlegscheibe mit einer mittig angeordneten Öffnung dargestellt, so daß sie über den Durchführungsstift 130, 230, 330 geführt werden kann und mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrisch geformten Metallringes 120, 220 bzw. des Abstandes zwischen den Innenflächen der länglichen Seitenwände des Metallringes 320, wodurch eine Lücke belassen wird, die Teil des Gas-Durchganges ist. Es wird verstanden werden, daß der Durchmesser bzw. die Breite des Abstandhalters 124, 224, 324 erhöht werden kann, so daß die Kante des Abstandhalters die Innenfläche des Metallringes berührt. In diesem Fall kann es notwendig werden, Öffnungen durch den Abstandhalter 124, 224, 324 vorzusehen oder die Kanten des Abstandhalter 124, 224, 324 auszubogen bzw. einzukerben, um mindestens eine eingekerbte Lücke zu schaffen. Der Abstandhalter 124, 224, 324 schafft eine elektrische Isolierung der Inneren Endfläche des scheibenförmigen Kondensators vor elektrischen Überschlägen.

Für Anwendungen mit N Filter-Durchführungen können ein einzelner Isolator und/oder Abstandhalter mit bis zu N Öffnungen verwendet werden. Ein einzelner Isolator und/oder Abstandhalter wird die Herstellbarkeit verbessern, da weniger Teile zusammengefügt werden müssen. Auch kann durch die Verwendung eines einzigen Isolators mit N Öffnungen eine höhere Stiftdichte (d. h. engere Abstände von Stift zu Stift) erreicht werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird scheibenförmiger Kondensator 112, 222 bzw. ein Array 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren angegeben, der/das zwischen dem Durchführungsstift/den Durchführungsstiften 130, 230, 330 und dem Metallring 120, 220, 320 befestigt ist/sind. Es wird verstanden werden, daß die vorliegende Erfindung bei einer gefilterten Durchführung oder einem Durchführungsarray verwendet werden kann, in dem anstelle eines oder zusätzlich zu einem kapazitiven Filter andere resistive oder induktive Filterelemente verwendet werden.

Die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist nicht beschränkt auf irgendein besonderes, für die verschiedenen Komponenten verwendetes Material. Der nicht- leitende Kleber 118, 218, 318 kann ein Epoxid (als Paste oder vorgeformt) oder irgendein anderer nichtleitender Polymerkleber sein, wie z. B. Ablestick 789-3 Kleber, angeboten von ABLESTIK LABORATORIES aus Rancho Dominguez, CA. Der Zweck des nicht-leitenden Klebers ist es, ein Wandern des leitenden Klebers zu verhindern und die Oberfläche des scheibenförmigen Kondensators 112, 212 bzw. des Arrays 312 aus scheibenförmigen Kondensatoren vor Überschlägen bei Hochspannungsanwendungen zu bewahren. Die leitenden Kleber 114, 214, 314 und 116, 216, 316 können ein leitender Polyimidkleber sein. Ein Beispiel eines geeigneten leitenden Klebers ist Ablestick 8700E oder ABLEBOND.RTM.8700, ein elektrisch leitender, silbergefüllter Epoxidkleber, angeboten von ABLESTIK LABORATORIES aus Rancho Dominguez, CA. Der Metallring 120, 220, 320 kann aus einem leitenden Material gebildet sein, welches aus der folgenden Gruppe gewählt ist: Edelstahl, Niob, Titan, Titanlegierungen, wie z. B. Titan-6Al-4V oder Titan-Vanadium, Tantal und Legierungen, Mischungen und Kombinationen aus den genannten Materialien. Der Isolator 122, 222, 322 und der leitende Stift 130, 230, 330 können aus irgendeinem der verschiedenen bekannten Materialien sein, die typischerweise bei der Herstellung von Durchführungen verwendet werden. Der Abstandhalter 124, 224, 324 kann aus Polymermaterialien, bspw. Polyimid, gefertigt sein.

Im Kontext der vorliegenden Erfindung werden Modifikationen der dargestellten Designs als ausführbar angesehen. Bspw. können, um den Filterkondensator an dem Durchführungsstift zu befestigen, die Öffnung bzw. die Öffnungen des Filterelements mit dem Durchführungsstift verlötet werden, anstatt einen leitenden Kleber zu verwenden.

Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann der Abstandhalter 124, 224, 324 ohne die Verwendung eines nicht-leitenden Klebers 118, 218, 318 zurückgehalten werden. In diesem Fall muß der zum Verbinden des Stiftes 130, 230, 330 mit der Öffnung des Filterkondensators verwendete leitende Kleber bzw. das Lot 116, 216, 316 so gewählt werden, daß kein überschüssiges leitendes Material auf den Abstandhalter 124, 224, 324 fließen kann. In diesem Zusammenhang sollte ein ausreichendes mechanisches Zusammenwirken zwischen der Durchtrittsöffnung des Abstandhalters 124, 224, 324 und dem Stift 130, 230, 330 bestehen, um das Benetzen des leitenden Polymerklebers bzw. Lots 116, 216, 316 zu steuern, um es davon abzuhalten, daß es auf die Oberfläche des Abstandhalters 124, 224, 324 fließt.

Im Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ist eine wesentliche Veränderung möglich, solange ein durchgehender Gasdurchgang von der oberen Fläche des Isolators zu dem Äußeren der Durchführung gegeben ist, der an dem scheibenförmigen Kondensator oder einem anderen Filterelement und dem Abstandhalter, der dessen untere Oberfläche isoliert vorbeiführt. Bei den in Fig. 2 -9 dargestellten und oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird dieser Gasdurchgang mittels einer oder mehrerer Öffnungen oder Lücken zwischen der äußeren zylinderförmigen Fläche des scheibenförmigen Kondensators und dem Metallring und der äußeren Fläche des Abstandhalters und dem Metallring gebildet. Es ist jedoch vorstellbar, daß der Gasdurchlaß bzw. der Durchgang, der das Filterelement umgeht, in einigen Fällen umgekehrt werden kann durch Bilden entsprechender Lücken zwischen dem Durchführungsstift und der Innenfläche der Durchtrittsöffnung des Filterelements. Während von einem solchen Ausführungsbeispiel angenommen wird, daß es wesentlich komplizierter herzustellen ist, wird dennoch vorausgesetzt, daß die Umkehrung der Elemente der dargestellten Ausführungsbeispiele der Durchführung ebenfalls unter den Umfang der vorliegenden Erfindung fällt.

Fig. 10 zeigt das alternative Ausführungsbeispiel der Erfindung einer Durchführung bzw. eines Durchführungsarrays 400 mit mindestens einer Bypass-Öffnung 430 und/oder 432 für Lecktestgas, die sich durch die Wand des Metallringes 420 in den Luftspalt 440 zwischen der unteren Oberfläche des kapazitiven Filters bzw. des Filterarrays 412 und der oberen Fläche des Isolators 422 und des Hartlots 426 und 428 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel reichen die Bypass-Öffnungen 430, 432 von dem Luftspalt 440 und an einer beliebigen Stelle oberhalb der Oberfläche des Schweißflansches, der zum hermetischen Befestigen des Metallringes 420 der Durchführung an dem IMD-Gehäuse mittels Laserschweißen oder auf andere Art verwendet wird, so daß sie beim Befestigungsvorgang nicht verstopft werden. Es folgen dieselben Bearbeitungsschritte, wie oben beschrieben, zum Anordnen der Unterlegscheibe 424 zwischen dem nicht-leitenden Kleber 418 und dem Hartlot 428 und zum weiteren Zusammenbau der kapazitiv gefilterten Durchführung 400, mit der Ausnahme, daß keine Bypass-Lücken in dem leitenden Kleber bzw. Lot 414 ausgebildet werden müssen. Statt dessen erstreckt sich der leitende Kleber bzw. das Lot 414 vorzugsweise vollständig um die äußere Oberfläche des kapazitiven Filters 412 und zu der Innenwand des Metallringes 420.

Typischerweise wird der Metallring der Durchführung bzw. des Durchführungsarrays an ein Metallgehäuse eines IMD geschweißt, um die hermetische Abdichtung der innerhalb des Gehäuses angeordneten Komponenten zu vervollständigen. Gelegentlich kann die durch den Schweißschritt verursachte Spannung den Isolator brechen. Die Schaffung des Gasdurchganges, der nach dem Verschweißen des Metallringes an der Öffnung des Gehäuses des IMD offen bleibt, ermöglicht die Durchführung eines Heliumlecktests des Isolators nach dem Schweißen.

Während die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels speziell gezeigt und beschrieben wurde, soll verstanden werden, daß dadurch keine Einschränkung des Umfanges der Erfindung beabsichtigt ist. Der Umfang der Erfindung wird einzig durch die nachfolgenden Ansprüche bestimmt. Es soll auch verstanden werden, daß Veränderungen der speziellen, hier beschriebenen Ausführungsbeispiele einem Fachmann offenkundig werden, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwenden und immer noch unter den Umfang der nachfolgenden Ansprüche fallen.

Claims (22)

1. Lecktestgeignete, gefilterte elektrische Durchführung mit:
einem Isolator mit einer Isolator-Durchgangsöffnung, die sich zwischen einer oberen Isolatoroberfläche und einer unteren Isolatoroberfläche erstreckt, und mit einer äußeren Isolatoroberfläche;
einem leitenden Durchführungsstift, der sich durch die Isolator- Durchgangsöffnung erstreckt und hermetisch mit dem Isolator abgedichtet ist;
einem leitenden Metallring mit einer mit der äußeren Isolatoroberfläche hermetisch abdichtenden und diese umgebenden Metallring-Innenwand;
einem Filterelement, welches oberhalb des Isolators zwischen dem Durchführungsstift und dem leitenden Metallring eingepaßt und an diese elektrisch angeschlossen ist und welches eine obere Filterelementoberfläche und eine von der oberen Isolatoroberfläche beabstandete, untere Filterelementoberfläche aufweist;
einem nicht-leitenden, vorgeformten Abstandhalter, der innerhalb eines Innenraumes zwischen der unteren Filterelementoberfläche und der oberen Isolatoroberfläche und über den Durchführungsstift angeordnet ist und der die untere Filterelementoberfläche elektrisch isoliert und diese von dem Isolator trennt; und
Mitteln zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum bis zu der Außenseite der gefilterten, elektrischen Durchführung, die an dem Filterelement vorbeiführt,
wobei an der unteren Isolatorfläche angelegtes und durch Defekte in dem Isolator durchtretendes Lecktestgas durch den Gasdurchlaß durchfließt und dabei an dem Filterelement vorbeiströmt, um eine Feststellung zu ermöglichen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

2. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement einen oberhalb der Innenfläche des Isolators angeordneten, scheibenförmigen Kondensator aufweist mit einer Durchtrittsöffnung, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Kondensatoroberfläche erstreckt und die den Durchführungsstift aufnimmt und elektrisch mit diesem in Kontakt steht, und mit einer äußeren Randfläche, die mittels eines zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Materials an dem Metallring befestigt ist.

3. Durchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an dem scheibenförmigen Kondensator vorbeiführt, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des scheibenförmigen Kondensators und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen dem Innenraum und der oberen Oberfläche des scheibenförmigen Kondensators erstreckt.

4. Durchführung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Konfiguration des Abstandhalters zum Schaffen eines Gasdurchlasses zwischen dem Metallring und einer äußeren Kante des Abstandhalters aufweist zum Durchlassen von Gas an dem Abstandhalter vorbei zu der mindestens einen Lücke.

5. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas aufweist, die sich durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung in den Innenraum erstreckt, zum Schaffen eines an dem Filterelement vorbeiführenden Gasdurchlasses aus dem Innenraum, wobei an die untere Isolatoroberfläche angelegtes und durch Defekte in dem Isolator durchtretendes Lecktestgas, welches den Innenraum erreicht, durch die Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas durchtritt und detektiert werden kann, um festzustellen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

6. Durchführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement eine Durchtrittsöffnung aufweist, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt und die den Durchführungsstift aufnimmt und elektrisch mit dem Durchführungsstift verbunden ist, und mit einer äußeren Randfläche, die mittels eines zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Materials an dem Metallring befestigt ist, und daß das Mittel zum Bereitstellen eines an dem Filterelement vorbeiführenden Gasdurchlasses aus dem Innenraum, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen der oberen Oberfläche des Filterelements und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt.

7. Lecktestgeeignete, gefilterte elektrische Durchführung mit:
einem Durchführungsleiter;
einem den Durchführungsleiter umgebenden Isolator mit einer oberen Innenfläche;
einem den Isolator umgebenden, leitenden Metallring;
einem oberhalb der Innenfläche des Isolators angeordneten Filterelement, wobei das Filterelement eine sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckende Durchtrittsöffnung aufweist, die den Durchführungsleiter aufnimmt, und wobei das Filterelement eine äußere Randfläche aufweist, die sich zwischen der oberen und der unteren Fläche des Filterelements erstreckt und mit dem Metallring verbunden ist;
einem vorgeformten, nicht-leitenden Abstandhalter, der zwischen die untere Fläche des Filterelements und die oberen Innenfläche des Isolators eingesetzt ist; und
Mitteln zum Bereitstellen eines Gasdurchganges, der sich von der oberen Fläche des Isolators nach außerhalb der Durchführung erstreckt und an dem Filterelement sowie dem vorgeformten, nicht-leitenden Abstandhalter vorbeiführt,
wobei an der unteren Isolatoroberfläche angelegtes Gas, welches durch Defekte in dem Isolator durchtritt, ausgehend von dem Abstandhalter durch den Gasdurchlaß des Abstandhalters und den an dem Filterelement vorbeiführenden Gasdurchlaß, geleitet wird, um eine Feststellung zu ermöglichen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

8. Durchführung nach Anspruch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines an dem Filterelement vorbeiführenden Gasdurchlasses aus dem Innenraum, mindestens eine Lücke zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und der Innenfläche des Metallringes aufweist.

9. Gefiltertes elektrisches Durchführungsarray von N gefilterten Durchführungen mit:
einem leitenden Metallring mit einer Metallring-Innenfläche;
einer Vielzahl von N Durchführungsleitern;
einer Vielzahl von N an voneinander beabstandeten Stellen an der Metallring-Innenfläche befestigten Isolatoren, wobei jeder Isolator einen Durchführungsleiter umgibt und eine obere Innenfläche aufweist;
einer Vielzahl von N Filterelementen, von denen jedes oberhalb der Innenfläche des Isolators angeordnet ist, wobei jedes Filterelement eine sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckende und einen Durchführungsleiter aufnehmende Durchgangsöffnung aufweist und eine äußere Randfläche aufweist, die sich zwischen der oberen und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt und bezüglich eines Isolators mit dem Metallring verbunden ist;
einer Vielzahl von N vorgeformten, nicht-leitenden Abstandhaltern, die jeweils in einen Innenraum zwischen einer unteren Oberfläche eines Filterelements und einer oberen Innenfläche eines Isolators eingesetzt sind,
wobei N gefilterte Durchführungen an getrennten Stellen des Metallringes ausgebildet sind; und
einem Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum nach außerhalb der gefilterten elektrischen Durchführung, der an dem Filterelement vorbeiführt,
wobei an der unteren Isolatoroberfläche angelegtes und durch Defekte in irgendeinem der Isolatoren durchtretendes Lecktestgas durch den Gasdurchlaß fließt und an dem Filterelemente vorbeiströmt, um eine Feststellung zu ermöglichen, daß ein Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

10. Durchführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterelement einen oberhalb der Innenfläche eines Isolators angeordneten, scheibenförmigen Kondensator aufweist mit einer Durchtrittsöffnung, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Kondensatoroberfläche erstreckt und die einen Durchführungsstift aufnimmt und elektrisch kontaktiert, und mit einer äußeren Randfläche, die mittels eines zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Materials an dem Metallring befestigt ist.

11. Durchführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an allen scheibenförmigen Kondensatoren vorbeiführt, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des scheibenförmigen Kondensators und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen der oberen Oberfläche des scheibenförmigen Kondensators und der unteren Oberfläche des scheibenförmigen Kondensators erstreckt.

12. Durchführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Konfiguration des Abstandhalters zum Schaffen eines Gasdurchlasses zwischen dem Metallring und der äußeren Kante des Abstandhalters aufweist zum Durchlassen von Gas an dem Abstandhalter vorbei zu der mindestens einen Lücke.

13. Durchführung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas aufweist, die sich durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung in den Innenraum erstreckt, zum Schaffen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an dem Filterelement vorbeiführt, wobei an die untere Isolatoroberfläche angelegtes und durch Defekte in irgendeinem Isolator durchtretendes Lecktestgas, welches den Innenraum erreicht, durch die Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas durchtritt und detektiert werden kann, um festzustellen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

14. Durchführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterelement eine Durchtrittsöffnung aufweist, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt und die den Durchführungsstift aufnimmt und elektrisch mit dem Durchführungsstift verbunden ist, und mit einer äußeren Randfläche, die mittels eines zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Materials an dem Metallring befestigt ist, und daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses von jedem Abstandhalter, der an allen Filterelementen vorbeiführt, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen der oberen Oberfläche des Filterelements und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt.

15. Durchführung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der jedes Filterelement umgeht, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des scheibenförmigen Kondensators und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen der oberen Oberfläche des Filterelements und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt.

16. Durchführung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Konfiguration des Abstandhalters zum Schaffen eines Gasdurchlasses zwischen dem Metallring und einer äußeren Kante des Abstandhalters aufweist zum Durchlassen von Gas an dem Abstandhalter vorbei zu der mindestens einen Lücke.

17. Durchführung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum eine Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas aufweist, die sich durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung in den Innenraum erstreckt, zum Schaffen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an dem Filterelement vorbeiführt, wobei an die untere Isolatoroberfläche angelegtes und durch Defekte in irgendeinem Isolator durchtretendes Gas, welches den Innenraum erreicht, durch die Öffnung zum Durchlassen von Lecktestgas durchtritt und detektiert werden kann, um festzustellen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

18. Durchführung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Filterelement eine Durchtrittsöffnung aufweist, die sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt und die einen Durchführungsstift aufnimmt und mit diesem elektrisch verbunden ist, und mit einer äußeren Randfläche, die mittels eines zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Materials an dem Metallring befestigt ist, und daß das Mittel zum Bereitstellen eines Gasdurchlasses von jedem Abstandhalter, der an dem Filterelement vorbeiführt, mindestens eine Lücke in dem zwischen der äußeren Randfläche des Filterelements und dem Metallring angeordneten, leitenden Material aufweist, wobei sich die Lücke zwischen der oberen Oberfläche des Filterelements und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt.

19. Gefilterte elektrische Durchführung mit:
einem Isolator mit einem sich zwischen einer oberen Isolatoroberfläche und einer unteren Isolatoroberfläche erstreckenden Durchgangsöffnung und mit einer äußeren Isolatoroberfläche;
einem sich durch die Durchgangsöffnung in dem Isolator erstreckenden und mit dem Isolator hermetisch abgedichteten Durchführungsstift;
einem leitenden Metallring mit einer hermetisch mit der äußeren Isolatorfläche abgedichteten und diese umgebenden Innenwand;
einem Filterelement, welches oberhalb des Isolators zwischen dem Durchführungsstift und dem leitenden Metallring eingepaßt und an diese elektrisch angeschlossen ist und welches eine obere Filterelementoberfläche und eine von der oberen Isolatoroberfläche beabstandete, untere Filterelementoberfläche aufweist, wobei die obere Isolatorfläche einen Innenraum schafft;
einem nicht-leitenden, vorgeformten Abstandhalter, der innerhalb des Innenraumes zwischen der unteren Filterelementoberfläche und der oberen Isolatoroberfläche und über den Durchführungsstift angeordnet ist und der die untere Filterelementoberfläche elektrisch isoliert und diese von dem Durchführungsstift und dem Isolator trennt; und
einer sich durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung in den Innenraum erstreckenden Gasdurchlaßöffnung zum Schaffen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an dem Filterelement vorbeiführt,
wobei an der unteren Isolatorfläche angelegtes und durch Defekte in dem Isolator durchtretendes Lecktestgas, welches den Innenraum erreicht, durch die Durchlaßöffnung für Lecktestgas durchfließt und detektiert werden kann, um festzustellen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

20. Gefiltertes elektrisches Durchführungsarray von N gefilterten Durchführungen mit:
einem leitenden Metallring mit einer Metallring-Innenfläche;
einer Vielzahl von N Durchführungsleitern;
einer Vielzahl von N an voneinander beabstandeten Stellen an der Metallring-Innenfläche befestigten Isolatoren, wobei jeder Isolator einen Durchführungsleiter umgibt und eine obere Innenfläche aufweist;
einer Vielzahl von N Filterelementen, von denen jedes oberhalb der Innenfläche des Isolators angeordnet ist, wobei jedes Filterelement eine sich zwischen einer oberen und einer unteren Oberfläche des Filterelements erstreckende und einen Durchführungsleiter aufnehmende Durchgangsöffnung aufweist und eine äußere Randfläche aufweist, die sich zwischen der oberen und der unteren Oberfläche des Filterelements erstreckt und bezüglich eines Isolators mit dem Metallring verbunden ist:
einer Vielzahl von N vorgeformten, nicht-leitenden Abstandhaltern, die jeweils in einen Innenraum zwischen einer unteren Oberfläche eines Filterelements und einer oberen Innenfläche eines Isolators eingesetzt sind,
wobei N gefilterte Durchführungen an getrennten Stellen des Metallringes ausgebildet sind; und
einer sich durch die Seitenwand des Metallringes der Durchführung in den Innenraum erstreckenden Gasdurchlaßöffnung zum Schaffen eines Gasdurchlasses aus dem Innenraum, der an dem Filterelement vorbeiführt,
wobei an der unteren Isolatoroberfläche der N Isolatoren angelegtes und durch Defekte in irgendeinem der N Isolatoren durchtretendes Gas, welches den Innenraum erreicht, durch die Durchlaßöffnung für Lecktestgas durchfließt und detektiert werden kann, um festzustellen, daß der Isolator nicht hermetisch abgedichtet ist.

21. N gefilterte Durchführungen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger, durchgehender Isolator eingesetzt ist.

22. N gefilterte Durchführungen nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger, durchgehender Abstandhalter eingesetzt ist.