工程和設計挑戰

zaiguoqushinianzhong，yiliaozuzhiyijingrenshidaoxuyaoyongxinzangjianshizhiruqilaijiancexintiaoyichangqingkuang。zhezhongqijianbeizhiruzaibingrenxiongbupifuxiafang
，tajiluzhexinzangdemeicitiaodong，jiludexinxitongguowuxianfangshichuanshudaoyiliaozhongxin。zheyangjiushixianlexinzanghuodongdeyuanchengjianshi
，youliyupingguwufayuliaodeheyichangdexinxueguanshijian，zuizhongpanduanshifouxuyaozhiruxinzangqiboqi。yiliaoxingyeqiangliejianyikaifagengxiaohegengchangshiyongshijiandeqijian，yibianjianhuawaikeshoushu，zheyechengweileyixiezhuyaodeyiliaoqijianzhizaoshangmianlindeguanjiantiaozhan。zaiwomenzuoweilizikandaide“可植入”器件中，最終器件製造商明確地定義了目標：將電子器件的尺寸減小10倍，通過優化功耗將電池壽命延長至3年。

基於矽材料的3D集成式無源元件

為了實現這些目標，一些大的分立元件必須被替換掉。以下提供的解決方案采用了矽集成式無源器件(IPD)技術。


電子醫療器件中最關鍵的無源元件之一
，也是最難集成的一種元件，就是電容。特別是當電容容量達到1μF以上時。3D高密度電容技術的開發解決了這些問題。最新代技術使用了創新的3D結構，密度高達250nF/mm2

，可以製造出電容容量達幾個μF的微型矽片電容。

這種技術中使用的材料和製造IC所用的材料是相似的。其最大優勢在於高可靠性和電容內部最小的漏電流，這主要得益於在高溫固化期間產生的高純度電介質層。


使用IPD的不同步驟

huidaowomenzhegejutilizi
，shouxiantuijiandeshiyixieduoxiangmujingyuan，tamencaiyongjuyouduozhongrongliangdedangeguidianrongyijiguidianrongzhenlie，mudeshirenzhengzhezhongjishu，bingjianzhalianglv。zhediyibutongguohoujiuwanchengleliangdazudianrongdesheji。diyizushidadeguidianrongzhenlie，zaidangeluopianzhongdezongrongliangchaoguole3μF。如前所述，矽基IPD技術能用很小的封裝尺寸實現很大的電容容量，厚度可以低至100μm。至此邁向微型化的第一步也就成功了。

第二組由每個容量為100nF的de另ling外wai一yi個ge隔ge離li型xing矽gui電dian容rong陣zhen列lie組zu成cheng。這zhe種zhong設she計ji的de主zhu要yao缺que點dian是shi由you這zhe些xie並bing排pai放fang置zhi的de矽gui電dian容rong造zao成cheng的de幹gan擾rao
，它ta們men會hui對dui漏lou電dian流liu有you負fu麵mian影ying響xiang，進jin而er影ying響xiang到dao功gong耗hao。這zhe裏li的de挑tiao戰zhan在zai於yu進jin一yi步bu調tiao整zheng技ji術shu，最zui終zhong達da到dao從cong一yi個ge節jie點dian到dao另ling一yi個ge節jie點dian時shi的de漏lou電dian流liu始shi終zhong保bao持chi在zai10nA以下。這種電容陣列設計後來使用“高隔離”技術進行了修改
，主要是設法控製與陣列耦合的二極管的行為。最終的集成係統總電容超過了7μF
，並依靠高隔離設計使最終器件尺寸比前代“心髒監視器”小了10倍。

在3.2V/25℃/120s條件下的漏電流小於0.2nA/μF。為了更快更可靠地從原型轉換為工業化產品，原型的開發是在與工業化步驟要求的相同條件和環境下進行的。

醫療技術的新標杆

“可插入”心髒監視器中使用矽材料實現的集成式無源元件為改善最終產品可靠性、壽命和性能提供了新的機會。在這種大背景下

，可直接帶來減少病人可植入器件的更換次數。

我們還可以想像
，這種解決方案還能改造為在可靠性、壽(shou)命(ming)和(he)性(xing)能(neng)方(fang)麵(mian)具(ju)有(you)相(xiang)同(tong)目(mu)標(biao)的(de)其(qi)它(ta)可(ke)植(zhi)入(ru)器(qi)件(jian)。我(wo)們(men)正(zheng)處(chu)於(yu)新(xin)機(ji)會(hui)層(ceng)出(chu)不(bu)窮(qiong)的(de)時(shi)代(dai)前(qian)沿(yan)。研(yan)發(fa)計(ji)劃(hua)和(he)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)圖(tu)允(yun)許(xu)我(wo)們(men)充(chong)分(fen)想(xiang)像(xiang)通(tong)過(guo)集(ji)成(cheng)技(ji)術(shu)對(dui)現(xian)有(you)功(gong)能(neng)帶(dai)來(lai)的(de)許(xu)多(duo)新(xin)功(gong)能(neng)和(he)新(xin)改(gai)進(jin)。

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