專利名稱：基于柔性印刷電路板的膠囊內(nèi)窺鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微機(jī)電系統(tǒng)所構(gòu)成的器件，具體涉及膠囊內(nèi)窺鏡。
背景技術(shù)：
隨著傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、新材料技術(shù)特別是集成電路(ic)與
微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了醫(yī)用無線膠囊式內(nèi)窺鏡。膠囊 內(nèi)窺鏡外形和普通的藥物膠囊相似，以它的體積小，使用方便等特點明 顯優(yōu)于傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡，克服了傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡檢査需對喉嚨局部麻醉，檢査過 程不適甚至疼痛的缺點，檢査過程無痛無創(chuàng)，且避免了傳染病的交叉感 染，特別適用于老年、纖弱和危重等病人。更重要的是，它能對被醫(yī)學(xué) 界稱為臨床檢查"盲區(qū)"的長達(dá)5 7米的整個小腸部分進(jìn)行檢査或治療， 這是傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡無法到達(dá)的。
目前國外不少研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)正在對膠囊內(nèi)窺鏡進(jìn)行研制，這些膠 囊內(nèi)窺鏡直徑一般在5 12mm之間，長度一般在10 35mm之間，具 有以下列出的部分功能實時攝像，釋藥，壓力傳感，測pH值，溫度， 定位，組織取樣，運動控制功能，無線信號傳輸，無線供能等。但是由 于體積的限制，這些功能在一個膠囊內(nèi)不能集成太多。
國內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)和公司開發(fā)的膠囊內(nèi)窺鏡也具有了基本的攝像功能 或壓力、溫度、pH檢測功能，但由于單個功能部件占有體積過大，不能 很好的拓展膠囊內(nèi)窺鏡的功能。目前，可以通過為膠囊內(nèi)窺鏡量身定制 專用圖像芯片和射頻發(fā)射芯片來減小電路系統(tǒng)體積，但研發(fā)周期長，定 制成本高昂，不利于普遍推廣。 .
申請?zhí)?00510026265.X的中國發(fā)明專利申請，公開了一種在膠囊 上開孔形成傳感器界面的膠囊內(nèi)窺鏡，對于任意傳感器，都在膠囊外殼上開了兩個互相聯(lián)通的孔形成一個通道，使體液方便的流過傳感器敏感 面；但這樣對于壓力傳感器所測數(shù)據(jù)，因為通道會加速體液的流動，增 大了體液在傳感器表面流過所產(chǎn)生的動壓，從而增大了誤差。另外，在 該專利文獻(xiàn)中，未對兩個互連的孔所形成的通道做形狀限制以加速體液 在通道中的流動。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提供一種基于柔性印刷電路板的膠囊內(nèi)窺鏡，解決現(xiàn)有 膠囊內(nèi)窺鏡單個功能部件占有體積過大或者需要定制專用芯片，導(dǎo)致成 本高昂的問題。
本實用新型的一種基于柔性印刷電路板的膠囊內(nèi)窺鏡，包括膠囊、 膠囊內(nèi)的基板以及固定于基板上的裸芯片和無源器件，其特征在于
所述基板為柔性印刷電路板，裸芯片和無源器件通過引線與柔性印 刷電路板的印刷電路焊盤鍵合，構(gòu)成芯片系統(tǒng)，其中裸芯片上具有點膠 保護(hù)層；
鍵合有裸芯片和無源器件的柔性印刷電路板，巻曲成圓柱體形狀位 于膠囊內(nèi)，柔性印刷電路板與膠囊內(nèi)壁通過填膠固連；
所述膠囊側(cè)壁外表面上對應(yīng)裸芯片中的壓力傳感器位置開有單孔， 對應(yīng)裸芯片中其它傳感器位置開有進(jìn)孔和出孔。
所述的膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于-
所述裸芯片包括pH傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、 加速度計；
所述無源器件包括電阻類、電感類和電容類元件。所述的膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于
所述膠囊側(cè)壁外表面上開有進(jìn)孔和出孔時，進(jìn)孔口徑大于出孔口徑。
本實用新型采用柔性印刷電路板，采用現(xiàn)有的圖像、射頻、微處理 等芯片，充分利用膠囊的內(nèi)部空間，實現(xiàn)微型化，使得多功能集成化得 以實現(xiàn)，無須為膠囊內(nèi)窺鏡量身定制專用圖像芯片和射頻發(fā)射芯片等來 減小電路系統(tǒng)體積，能夠采用普通的芯片達(dá)到相同的功能，降低了膠囊 內(nèi)窺鏡的成本；為實現(xiàn)釋藥與活體取樣等功能提供足夠的空間，便于今 后膠囊內(nèi)窺鏡其他功能的拓展，同時微型化系統(tǒng)可減小膠囊體積，使得 吞服更加方便，使得膠囊內(nèi)窺鏡更加人性化，有利于普遍推廣。


圖1A為鍵合裸芯片后的柔性印刷電路板平面展開示意圖； 圖1B為鍵合裸芯片后的柔性印刷電路板巻曲后示意圖； 圖2為實施例的軸向局部剖分示意圖； 圖3為實施例的縱向剖分示意圖4A為壓力傳感器鍵合于柔性印刷電路板外側(cè)的示意圖； 圖4B為壓力傳感器鍵合于柔性印刷電路板內(nèi)側(cè)的示意圖； 圖5為膠囊內(nèi)窺鏡中的非壓力傳感器界面示意圖。
具體實施方式
如圖1A，圖1B所示，在柔性印刷電路板3上加工出高密度印刷電 路，將裸芯片4以及無源器件5，通過引線2與柔性印刷電路板3進(jìn)行 鍵合。裸芯片4上具有點膠保護(hù)層1，無源器件5不用實施點膠保護(hù)。
裸芯片4包括pH傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、 二極管、加速度計和其他專用集成電路芯片；無源器件包括電阻類、電
5感類和電容類元件。
如圖2、圖3所示，本實用新型的實施例包括膠囊9、柔性印刷電 路板3、鏡頭10、鏡頭架11 、發(fā)光二極管12，基于柔性印刷電路板3的 芯片系統(tǒng)通過巻曲置于膠囊內(nèi)腔7中，基于柔性印刷電路板3的芯片系 統(tǒng)與膠囊內(nèi)壁之間通過填膠6固連，實現(xiàn)對芯片系統(tǒng)的保護(hù)。壓力傳感 器、溫度傳感器等需要和外界進(jìn)行接觸的裸芯片貼近膠囊外殼內(nèi)表面， 直接通過膠囊外殼幵孔，提供傳感器界面8。位于鏡頭架11之內(nèi)的鏡 頭10為圖像傳感器提供體內(nèi)拍攝界面；發(fā)光二極管12為拍攝提供光 源。
如圖4A、圖4B所示，裸芯片4可以位于柔性印刷電路板3的外側(cè) 或者內(nèi)側(cè)，裸芯片4上具有點膠保護(hù)層1,并且通過數(shù)據(jù)線13與其它 裸芯片或無源器件電互連。裸芯片4位于柔性印刷電路板3的外側(cè)時， 對膠囊和點膠保護(hù)層開孔；裸芯片4位于柔性印刷電路板3的內(nèi)側(cè)時， 對膠囊和柔性印刷電路板開孔；兩種結(jié)構(gòu)均可提供傳感器界面8，實現(xiàn) 壓力傳感器與外界的直接接觸；對于壓力傳感器，只采用單孔結(jié)構(gòu)，可 以減少體液流動所產(chǎn)生的動壓對測量的影響。
如圖5所示，因為有些非壓力傳感器(如pH傳感器、溫度傳感器)， 參數(shù)隨膠囊在體液中運動根據(jù)體液情況不同實時變化，所以需要傳感器 界面處的體液實時更新。膠囊9上的進(jìn)孔14和出孔15在傳感器界面 8 (如pH傳感器、溫度傳感器)處聯(lián)通，共同組成的通道可以方便上 述的傳感器去實時檢測體液。圖中箭頭所示為膠囊前進(jìn)方向，體液從膠 囊9上的進(jìn)孔14流入，從出孔15流出，進(jìn)孔14 口徑大于出孔15 口徑，這樣的形狀設(shè)計會形成壓差，加速體液的流動。同時，進(jìn)孔14的 楔形設(shè)計在膠囊的前進(jìn)過程中會起到引流的作用，同樣也能加速體液的 流動。
權(quán)利要求1.一種基于柔性印刷電路板的膠囊內(nèi)窺鏡，包括膠囊、膠囊內(nèi)的基板以及固定于基板上的裸芯片和無源器件，其特征在于所述基板為柔性印刷電路板，裸芯片和無源器件通過引線與柔性印刷電路板的印刷電路焊盤鍵合，構(gòu)成芯片系統(tǒng)，其中裸芯片上具有點膠保護(hù)層；鍵合有裸芯片和無源器件的柔性印刷電路板，卷曲成圓柱體形狀位于膠囊內(nèi)，柔性印刷電路板與膠囊內(nèi)壁通過填膠固連；所述膠囊側(cè)壁外表面上對應(yīng)裸芯片中的壓力傳感器位置開有單孔，對應(yīng)裸芯片中其它傳感器位置開有進(jìn)孔和出孔。
2. 如權(quán)利要求1所述的膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于 所述裸芯片包括pH傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器、溫度傳感器、加速度計；所述無源器件包括電阻類、電感類和電容類元件。
3. 如權(quán)利要求l或2所述的膠囊內(nèi)窺鏡，其特征在于 所述膠囊側(cè)壁外表面上開有進(jìn)孔和出孔時，進(jìn)孔口徑大于出孔口徑。
專利摘要基于柔性印刷電路板的膠囊內(nèi)窺鏡，屬于微機(jī)電系統(tǒng)所構(gòu)成的器件，解決現(xiàn)有膠囊內(nèi)窺鏡單個功能部件占有體積過大或者需要定制專用芯片，導(dǎo)致成本高昂的問題。本實用新型包括膠囊、柔性印刷電路板以及裸芯片和無源器件，鍵合有裸芯片和無源器件的柔性印刷電路板卷曲成圓柱體形狀位于膠囊內(nèi)，柔性印刷電路板與膠囊內(nèi)壁通過填膠固連；膠囊側(cè)壁外表面上對應(yīng)壓力傳感器位置開有單孔，對應(yīng)其它傳感器位置開有進(jìn)孔和出孔。本實用新型充分利用膠囊的內(nèi)部空間，實現(xiàn)微型化，使得多功能集成化得以實現(xiàn)，降低了成本；為實現(xiàn)釋藥與活體取樣等功能提供足夠的空間，便于今后其他功能的拓展，同時可減小膠囊體積，使得吞服更加方便，有利于膠囊內(nèi)窺鏡普遍推廣。
文檔編號A61B1/00GK201431440SQ20092008719
公開日2010年3月31日 申請日期2009年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月7日
發(fā)明者勝 劉, 吳一明, 璇 張, 胡程志, 高鳴源 申請人:華中科技大學(xué)