Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme
Im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojektes »Theranostische Implantate« wurden in den letzten drei Jahren innovative Technologien für zukünftige Implantate entwickelt. Theranostik beschreibt im Allgemeinen die Verbindung von Therapie und Diagnostik in einem Gerät. Es misst und agiert autonom. Das Gesamtsystem besteht aus einem Drucksensor, einem ASIC für das Daten- und Energiemanagement, einem Beschleunigungssensor zur Positionsmessung des Patienten und einem Interposer als Träger. Der ASIC und der Drucksensor wurden vom Fraunhofer IMS entwickelt. Die Basis des Systems bildet ein LTCC-Interposer der Firma NIKKO (Japan) mit 75 μm minimalem Abstand zwischen den elektrischen Strukturen und einem Stapel von 13 Lagen. Der Interposer enthält zudem eine Spule zur induktiven Energieversorgung und Datenübertragung. Der ASIC und der MEMS-Beschleunigungssensor werden auf dem Interposer entweder durch Flip-Chip-Bonden mit Golddraht (Stud-Bumps) oder durch Chipbefestigung und Drahtbonden befestigt. Der Aufbau wurde begleitend zur Entwicklung mittels Mikro-Computertomographie (Micro-CT) und akustischer Mikroskopie (Scanning Acoustic Microscopy, SAM) auf Bondqualität und -lücken untersucht. Weiterhin wurde ein Al2O3/Parylene-Dünnschicht-Multilagen-Ansatz für die biokompatible und hermetische Verkapselung verwendet. Nach der Silikonverkapselung wird das hochminiaturisierte System (Länge: ca. 15 mm, Durchmesser: ca. 3 mm) abschließend für den funktionellen Betrieb gemeinsam mit dem Fraunhofer IMS erprobt.