Kontaktierung von miniaturisierten Kraftsensoren und Signalübertragung im Führungsdraht für Katheterisierungen

Zusammenfassung: Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Signalübertragung und Kontaktierung eines neuartigen, miniaturisierten, piezoresistiven Kraftsensors, welcher bei Katheterisierungen des Herzens eingesetzt werden soll. Der Sensor hat Abmessungen von 200x200x620µm³ und wird beim Projekt Hapkath eingesetzt. Zur Kontaktierung stehen 40x50 µm² große Kontaktflächen zur Verfügung. An diese sind sechs gegeneinander isolierte Leiter anzuschließen und entlang des 1,8m langen Führungsdrahtes zu leiten! Die Aufgabenstellung lässt sich in die drei Teilbereiche „isoliert Leiten“, „Kontaktieren“ und „Positionieren“ einteilen. In engem Kontakt mit Industrie und Forschungseinrichtungen werden die verschiedenen zur Verfügung stehenden Technologien zur Kontaktierung auf ihre Eignung untersucht. Als Grundlage für die Auswahl einer optimalen Kombination aus den verschiedenen Lösungsansätzen dienen eine umfangreiche Literaturrecherche, Vorversuche und Gespräche mit Experten aus den jeweiligen Fachgebieten. Aus diesem Wissen resultiert eine geeignete Variante zur Leitung mittels isolierten Spulendrähten und eine Kontaktierung durch isotrop leitfähiges Kleben. Das Konzept wird in dieser Arbeit umgesetzt und die Funktionsfähigkeit durch Messungen bestätigt. Die elektrischen Signale werden durch die Verwendung von 22µm dickem Spulendraht übertragen, der durch eine robuste Polyurethanschicht isoliert ist. Durch metallische Abscheidung von Nickel als Passivierung, sowie Gold als Edelmetall, werden die Drähte modifiziert, so dass gute elektrische und mechanische Eigenschaften von Kupfer mit den Vorteilen eines Goldkontaktes bei sehr geringen Kosten verknüpft werden. Die Form der metallisierten Drahtenden ermöglicht eine einfache Dosierung, so dass die Kontaktierung durch isotrop leitfähigen Kleber hergestellt werden kann. Die Positionierung erfolgt über eine eigens für diese Anwendung entwickelte Positioniereinheit. Durch den Einsatz einer lückenlosen (pinholefreien) Isolierung und durch mechanische Sicherung der Kontaktierung mit Hilfe von biokompatiblem Kleber, ist die entwickelte Leitung und Kontaktierung für den Einsatz im Körper geeignet