Die Erfindung betri f ft eine elektrische Durchführung mit einem metallumfassenden Grundkörper in welchem ein glasumfassendes I solationsmaterial mit einem sich hindurch erstreckenden elektrischem Leiter auf genommen ist .

Elektrische Durchführungen mit einem äußeren metall ischen Grundkörper und einer als I solator dienenden inneren Glaskomponente ( Glas-Metall-Durchführungen) durch welche sich ein oder mehrere Leiter erstrecken kommen bei zahlreichen Anwendungen, insbesondere für hermetische Wandungsteile , etwa von Gehäuseelementen, zum Einsatz . Entsprechende Bauteile finden beispielsweise Verwendung im Bereich der Medi zintechnik, z . B . bei implantierbaren medi zinischen Geräten ( IMD) , im Bereich der Öl- und/oder Gasexploration, im Bereich der Luftfahrt sowie in vielen anderen Bereichen, wobei einerseits j e nach Einsatzgebiet unterschiedliche Anforderungsprofile zu berücksichtigen sein können und andererseits Gemeinsamkeiten im Hinblick auf die Optimierung und Weiterentwicklung bekannter Lösungen bestehen .

Allgemein ist es z . B . wünschenswert und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Beständigkeit solcher Durchführungen hinsichtlich physikalischer und/oder chemischer Einflüsse zu erhöhen, die Dichtigkeit des I solationsmaterials zu dem umschließenden Grundkörper und/oder zu dem sich durch das I solationsmaterial hindurch erstreckenden elektrischen Leiter zu verbessern sowie die Herstellung solcher Durchführungen zu optimieren und/oder die Herstellungskosten zu senken . Hierzu kann es insbesondere vorteilhaft sein und einen Aspekt der Aufgabe der Erfindung darstellen, die Eigenschaften des Grundkörpers , des I solationsmaterials und/oder der sich durch das I solationsmaterial erstreckenden elektrischen Leiter besser aufeinander abzustimmen . Hierzu zählt insbesondere die Wahl der Materialien bzw . Zusammensetzungen der Materialien der einzelnen Komponenten .

Im Hinblick auf die Verwendung von Durchführungen in der Medi zintechnik ist es zudem in der Regel wünschenswert und ein Aspekt der Aufgabe der Erfindung, dass die eingesetzten Komponenten nicht toxisch wirken, wenn sie zumindest zeitweise oder auch dauerhaft (bei Implantaten) mit Körperf lüssigkeiten in Berührungen kommen können . Dies betri f ft neben dem Grundkörper und den elektrischen Leitern insbesondere die Gläser ( aufgrund von Auslaugungsef fekten) , weshalb es hier insbesondere vorgesehen sein kann, dass Zytotoxi zitätstests vorab durchgeführt werden, bevor z . B . weiterführende Quali fikationstests für z . B . medi zinische Geräte und Implantate durchgeführt werden .

Zur Lösung der Aufgabe wird mit der vorliegenden Erfindung eine Durchführung bereitgestellt , welche einen Grundkörper mit zumindest einer durch den Grundkörper verlaufenden Durchgangsöf fnung umfasst , ferner ein I solationsmaterial welches in der durch den Grundkörper verlaufenden Durchgangsöf fnung aufgenommen ist , sowie zumindest einen elektrischen Leiter welcher sich durch das in der Durchgangsöf fnung aufgenommene I solationsmaterial hindurch erstreckt , wobei der Grundkörper Titan oder eine Titanlegierung umfasst und das I solationsmaterial Glas umfasst, und wobei das Isolationsmaterial zu dem Grundkörper zumindest bereichsweise einen Kontaktwinkel aufweist, welcher geringer ist als 90 Grad.

Durch die Bereitstellung eines Grundkörpers mit oder aus Titan oder einer Titanlegierung (z.B. Titan Grade 1, Titan Grade 2, Titan Grade 3, Titan Grade 4 oder Titan Grade 5, insbesondere TiAl 6V4-Legierung) , einem Isolationsmaterial mit oder aus Glas sowie einem zumindest bereichsweisen Kontaktwinkel von unter 90 Grad kann insbesondere die Dichtigkeit des Isolationsmaterials zu dem umschließenden Grundkörper verbessert werden bzw. die Beständigkeit der Durchführung gegenüber physikalischen und/oder chemischen Einflüssen erhöht werden. Insbesondere kann eine höhere mechanische Belastbarkeit erzielt werden. Mit einem Kontaktwinkel von unter 90 Grad kann insbesondere eine verbesserte Anglasung erreicht werden und z.B. ein Ansammeln von Flüssigkeiten am Materialübergang vermindert werden, so dass z.B. Spannungsrisse vermieden werden können. Mit dem Einsatz von Titan oder Titanlegierungen kann eine hohe Korrosionsbeständigkeit, eine hohe Festigkeit, insbesondere bei relativ geringer Dichte, und/oder Vermeidung von Zytotoxizität, insbesondere für den Einsatz im medizinischen Bereich ermöglicht werden.

In Bezug auf den Übergang von dem Isolationsmaterial zu dem Grundkörper kann vorgesehen sein, dass der Kontaktwinkel des Isolationsmaterials zu dem Grundkörper zwischen 56 und 86 Grad liegt, vorzugsweise zwischen 62 und 84 liegt, besonders bevorzugt zwischen 68 und 82 Grad liegt, nochmals bevorzugter zwischen 70 und 80 Grad liegt. Ferner kann in Bezug auf den Übergang von dem Isolationsmaterial zu dem elektrischen Leiter vorgesehen sein, dass das I solationsmaterial zu dem elektrischen Leiter zumindest bereichsweise einen Kontaktwinkel aufweist , welcher zwischen 56 und 86 Grad liegt , vorzugsweise zwischen 62 und 84 liegt , besonders bevorzugt zwischen 68 und 82 Grad liegt , nochmals bevorzugter zwischen 70 und 80 Grad liegt .

Der elektrische Leiter kann ein Metall umfassen oder daraus bestehen, beispielsweise Materialien wie NiFe-Legierungen, Niobium, Platin, Platinlegierungen und/oder Molybdän . Der elektrische Leiter kann einen thermischen Ausdehnungskoef fi zienten aufweisen, welcher zwischen 5 und 9 ppm/K, vorzugsweise zwischen 7 und 9 ppm/K liegt . In Verbindung mit einem Grundkörper mit oder aus Titan kann hierdurch eine Druckeinglasung bereitgestellt werden, wodurch die mechanische Robustheit verstärkt werden kann .

Das I solationsmaterial stellt bevorzugt eine elektrische Isolation von mindestens 1 GOhm, insbesondere bei Temperaturen von 175 ° C oder 200 ° C bereit . Ferner ist bevorzugt eine Überschlags festigkeit von mindestens IV/pm, insbesondere bei diesen Temperaturen, vorgesehen .

In Bezug auf die Glas zusammensetzung kann vorgesehen sein, dass das Glas des I solationsmaterials eine Glas zusammensetzung aufweist , welche B2O3 und SiCh enthält , wobei das Verhältnis des Anteils von B2O3 in Gewichtsprozent zu dem Anteil von SiCh in Gewichtsprozent zumindest 0 , 45 beträgt , vorzugsweise zumindest 0 , 47 beträgt , besonders bevorzugt zumindest 0 , 49 beträgt . Dabei ist es möglich, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche B2O3 und SiCh enthält, wobei das Verhältnis des Anteils von B2O3 in Gewichtsprozent zu dem Anteil von SiCt in Gewichtsprozent zwischen 0,45 und 0, 65 liegt, vorzugsweise zwischen 0,47 und 0, 64 liegt, besonders bevorzugt zwischen 0,49 und 0, 63 liegt .

Es kann in Bezug auf die Glaszusammensatzung auch vorgesehen sein, das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche B2O3 enthält, wobei der Anteil von B2O3 in der Glaszusammensetzung zumindest 21 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise zumindest 22 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt zumindest 23 Gewichtsprozent beträgt oder zumindest 25 Gewichtsprozent beträgt .

Dabei ist es möglich, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche B2O3 enthält, wobei der Anteil von B2O3 in der Glaszusammensetzung zwischen 21 und 33 Gewichtsprozent liegt, vorzugsweise zwischen 22 und 32 Gewichtsprozent liegt, besonders bevorzugt zwischen 23 und 31 Gewichtsprozent liegt oder zwischen 25 und 30 Gewichtsprozent liegt.

In einigen Fällen kann durch die Verwendung von Titan oder Titanlegierungen in Bezug auf chemische Reaktionen die Besonderheit auftreten, dass das Glasbildneroxid SiCt mit Titan zu Titansilizid reagiert, wodurch Ablösungserscheinungen an der Glas-Metall-Kontakt zone auftreten können. Dieses Problem kann insbesondere durch die vorstehenden Angaben zur Glaszusammensetzung vermindert oder vermieden werden. Insbesondere kann durch die genannten Angaben zu B2O3 diese Reaktion unterdrückt werden und zu einer TiB-Schicht führen, die zu chemisch und mechanisch stabileren Verbindungen zwischen einer titanumfassenden Komponente und dem Glas führt.

Grundsätzlich ist zu berücksichtigen, dass Titan stark reaktiv ist. Mit den o.g. Glaszusammensetzungen kann vermindert oder vermieden werden, dass das Titan beim Einschmelzen (z.B. bei Einschmelztemperaturen von z.B. 700 bis 900°C) mit SiCh zu Titansilizid reagiert, und diese Reaktion z.B. von einer Blasenbildung am Interface begleitet wird.

Das Glas des Isolationsmaterials kann eine Erweichungstemperatur von maximal 750°C, vorzugsweise maximal 700°C, besonders bevorzugt maximal 680°C aufweisen.

Das Glas des Isolationsmaterials kann eine sphärische Temperatur von maximal 850°C, vorzugsweise maximal 800°C, besonders bevorzugt maximal 780°C aufweisen.

Das Glas des Isolationsmaterials kann eine Halbkugeltemperatur von maximal 950°C, vorzugsweise maximal 900°C, besonders bevorzugt maximal 850°C aufweisen.

Das Glas des Isolationsmaterials kann eine Fließtemperatur von maximal 1050°C, vorzugsweise maximal 1000°C, besonders bevorzugt maximal 950°C aufweisen.

Für Einglasungen in Titan ist zu berücksichtigen, dass reines Titan eine Phasenübergangstemperatur von 880° (alpha/beta) aufweist. Für Titan Grade 5 (T1A16V4) ist diese Temperatur höher, aber die Reaktionsmechanismen am Interface zum Glas sind die gleichen.

Durch die vorgenannten Eigenschaften kann, z.B. bei einer Glaszusammensetzung mit o.g. EGOa-Gehalten, vorzugsweise ermöglicht werden, dass beim Einschmelzen der Borgehalt ausreichend erhalten bleibt.

Ferner kann das Glas des Isolationsmaterials bevorzugt eine Beständigkeit bei Lagerung in Kochsalzlösung bei 37,5°C aufweisen .

Nachfolgend werden in Bezug auf die Glaszusammensetzung weitere vorteilhafte Komponenten angegeben.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche AI2O3 enthält, wobei der Anteil von AI2O3 in der Glaszusammensetzung zumindest 3 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise zumindest 7 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt zumindest 9 Gewichtsprozent beträgt.

Dabei ist es möglich, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche AI2O3 enthält, wobei der Anteil von AI2O3 in der Glaszusammensetzung zwischen 3 und 17 Gewichtsprozent liegt, vorzugsweise zumindest 7 und 16,5 Gewichtsprozent liegt, besonders bevorzugt zumindest 9 und 15 Gewichtsprozent liegt.

Durch die vorstehend genannten Werte kann in vorteilhafter Weise insbesondere die chemische Beständigkeit erhöht werden . Ferner kann das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche Na2<3 enthält, wobei der Anteil von Na2<3 in der Glaszusammensetzung zumindest 10 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise zumindest 12 Gewichtsprozent beträgt.

Nachfolgend werden in Bezug auf die Glaszusammensetzung weitere vorteilhaft lediglich in begrenztem Umfang enthaltene Komponenten angegebenen.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche CaO enthält, wobei der Anteil von CaO in der Glaszusammensetzung höchstens 11 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise höchstens 10 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt höchstens 7 Gewichtsprozent beträgt.

Ferner kann das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche ÜO2 enthält, wobei der Anteil von ÜO2 in der Glaszusammensetzung höchstens 10 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise höchstens 5 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt höchstens 4, 5 Gewichtsprozent beträgt.

Nachfolgend werden in Bezug auf die Glaszusammensetzung weitere vorteilhaft nicht, im Wesentlichen nicht oder lediglich in begrenztem Umfang enthaltene Komponenten angegebenen .

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein K2O enthält oder K2O enthält, wobei der Anteil von K2O in der Glaszusammensetzung weniger als 7 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 3 Gewichtsprozent beträgt.

Das Glas des Isolationsmaterials kann auch eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein LiCh enthält oder LiCh enthält, wobei der Anteil von LiCh in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann unter anderem aus Kostengründen vorteilhaft sein. Ferner kann dies vorteilhaft sein im Hinblick auf die Vermeidung unerwünschter Reaktionen mit Pharmazeutika .

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein MgO enthält oder MgO enthält, wobei der Anteil von MgO in der Glaszusammensetzung weniger als 10 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 6,5 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt.

Das Glas des Isolationsmaterials kann ferner eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein ZrO2 enthält oder ZrO2 enthält, wobei der Anteil von ZrO2 in der Glaszusammensetzung weniger als 0,9 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gewichtsprozent beträgt. Hierdurch kann z.B. in vorteilhafter Weise die Viskosität des Glases vermindert und die Einglasung zu verbessert werden. Darüber hinaus kann dies im Hinblick auf die Kosten vorteilhaft sein. Es kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein La2Oa enthält oder La2Os enthält, wobei der Anteil von La2Os in der Glaszusammensetzung weniger als 1,5 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann unter anderem aus Kostengründen vorteilhaft sein.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein Ta2Os enthält oder Ta2Os enthält, wobei der Anteil von Ta2Os in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann unter anderem aus Kostengründen vorteilhaft sein.

Das Glas des Isolationsmaterials kann auch eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein Nb2Os enthält oder Nb2Os enthält, wobei der Anteil von Nb2Os in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann unter anderem aus Kostengründen vorteilhaft sein. Zudem kann ein zu hoher Anteil von Nb2Os durch Polyvalenz negativ auf die Einglasung wirken.

Nachfolgend werden in Bezug auf die Glaszusammensetzung weitere insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung von Zytotoxizität vorteilhaft nicht, im Wesentlichen nicht oder lediglich in begrenztem Umfang enthaltene Komponenten angegebenen .

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein PbO enthält oder PbO enthält, wobei der Anteil von PbO in der Glaszusammensetzung weniger als 0,05 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 0,03 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,01 Gewichtsprozent beträgt. Das Glas kann somit insbesondere im Wesentlichen frei von PbO sein.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche kein BaO enthält oder BaO enthält, wobei der Anteil von BaO in der Glaszusammensetzung weniger als 10 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 7 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt. Das Glas kann insbesondere im Wesentlichen frei von BaO sein. Dies kann im Hinblick auf die Vermeidung von Toxizität vorteilhaft sein.

Das Glas des Isolationsmaterials kann auch eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein V2O5 enthält oder V2O5 enthält, wobei der Anteil von V2O5 in der Glaszusammensetzung weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 0,3 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann sowohl im Hinblick auf die Vermeidung von Toxizität als auch aus Kostengründen vorteilhaft sein. Ferner kann das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein Bi20a enthält oder B12O3 enthält, wobei der Anteil von Bi20a in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann im Hinblick auf die Reaktion mit Platin vorteilhaft sein.

Auch kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein WOa enthält oder WO3 enthält, wobei der Anteil von WO3 in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann vorteilhaft sein im Hinblick auf die Vermeidung von Komponenten, deren Oxidationszustand leicht verschiebbar ist.

Ferner kann das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweisen, welche kein M0O3 enthält oder M0O3 enthält, wobei der Anteil von M0O3 in der Glaszusammensetzung weniger als 2 Gewichtsprozent beträgt, vorzugsweise weniger als 1 Gewichtsprozent beträgt, besonders bevorzugt weniger als 0,5 Gewichtsprozent beträgt. Dies kann vorteilhaft sein im Hinblick auf die Vermeidung von Komponenten, deren Oxidationszustand leicht verschiebbar ist.

Allgemein kann eine Vermeidung polyvalenter Komponenten aufgrund zum Teil unbekannter Wechselwirkung mit der Umgebung vorteilhaft und daher vorgesehen sein. In Bezug auf den thermischen Ausdehnungskoeffizienten (GTE) des Glases kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials einen CTE(20°C; 300°C) aufweist, welcher im Bereich von 5 bis 10 ppm/K liegt, vorzugsweise im Bereich von 6 bis 9 ppm/K liegt, besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 8 ppm/K liegt.

Hierdurch kann insbesondere eine Materialabstimmung zu Titan oder Titanlegierungen erzielt werden, wodurch wiederum die Dichtheit der Durchführung, insbesondere hermetische Dichtheit, verbessert werden kann.

Das Glas des Isolationsmaterials kann eine Dichte aufweisen welche im Bereich von 2,30 bis 2,45 g/cm ³ liegt, vorzugsweise im Bereich von 2,32 bis 2,43 g/cm ³ liegt, besonders im Bereich von 2,33 bis 2,42 g/cm ³ liegt.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glasübergangstemperatur T _g aufweist, welcher niedriger ist als 590 °C, vorzugsweise niedriger ist als 570 °C, besonders bevorzugt niedriger ist als 550 °C.

Insbesondere kann das Glas des Isolationsmaterials eine Glasübergangstemperatur T _g aufweisen welche im Bereich von 440 bis 590 °C liegt, vorzugsweise im Bereich von 460 bis 570 °C liegt, besonders im Bereich von 480 bis 550 °C liegt. Grundsätzlich kann eine niedrigere Glas Glasübergangstemperatur T _g im Hinblick auf die Verarbeitung vorteilhaft sein.

In einer Weiterentwicklung kann die Durchführung zusätzlich zu einer elektrischen Signalübertragung über den elektrischen Leiter auch eine optische Signalübertragung ermöglichen .

Insbesondere kann dazu das Isolationsmaterial von einer zur anderen Außenfläche entlang der durch den Grundkörper verlaufenden Durchgangsöffnung für zumindest eine Wellenlänge im Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm eine Lichttransmission T _V is von zumindest 25%, vorzugsweise von zumindest 50%, besonders bevorzugt von zumindest 75% aufweisen .

Die Durchführung kann ferner eine optische Schnittstelle zur Übertragung von Licht durch das Isolationsmaterial entlang der durch den Grundkörper verlaufenden Durchgangsöffnung umfassen.

Bevorzugt ist das Isolationsmaterial an zumindest einer Außenfläche frei von Graphitpartikeln, insbesondere indem das Isolationsmaterial ohne Anwendung von Druck auf die Außenfläche, insbesondere ohne Druckausübung mittels Kohlegewichten, auf die Außenfläche in die Durchgangsöffnung eingeschmolzen ist.

In Bezug auf die Hermetizität kann vorgesehen sein, dass das in der Durchgangsöffnung des Grundkörpers aufgenommene Isolationsmaterial derart mit dem Grundkörper und/oder mit dem zumindest einen elektrischen Leiter in Kontakt steht, dass die Kontakt fläche zwischen dem Isolationsmaterial und dem Grundkörper und/oder die Durchführung eine Hermetizität aufweist, welche gekennzeichnet ist durch eine Helium- Leckrate von weniger als 1 -10 ^-8 mbar -l/s, vorzugsweise von weniger als 1 -10 ^-9 mbar -l/s, besonders bevorzugt von weniger als 1 -10“ ¹⁰ mbar -l/s. Die Hermeti zität von Durchführungen kann beispielsweise durch einen Helium-Lecktest überprüft werden .

Vorzugsweise weist die Durchführung eine Mehrzahl von elektrischen Leitern auf , welche sich durch das in der Durchgangsöf fnung aufgenommene I solationsmaterial hindurch erstrecken, vorzugsweise zumindest 2 elektrische Leiter, besonders bevorzugt zumindest 10 elektrische Leiter .

Der Grundkörper kann eine Mehrzahl von Durchgangsöf fnungen mit j eweils darin auf genommenen I solationsmaterial umfassen, wobei sich j eweils zumindest ein, insbesondere genau ein, elektrischer Leiter durch das I solationsmaterial einer Durchgangsöf fnung erstreckt .

Der Titan oder eine Titanlegierung umfassende Grundkörper kann plattenförmig ausgebildet sein . Der Grundkörper kann eine erste und eine gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweisen, wobei die Durchgangsöf fnung eine Innenwandung bildet , welche die erste mit der zweiten Oberfläche verbindet . Der Grundkörper kann eine Ebene definieren welche parallel zu der ersten und/oder zweiten Oberfläche verläuft . Der Grundkörper kann entlang einer Richtung, welche parallel zu der ersten und/oder zweiten Oberfläche verläuft und/oder in der vorgenannten Ebene verläuft , eine Abmessung aufweisen, welche größer ist als der Durchmesser der Durchgangsöf fnung, insbesondere mindestens zweimal so groß , insbesondere mindestens dreimal so groß ist .

Das in der Durchgangsöf fnung befindliche I solationsmaterial kann beidseits des Grundkörpers , d . h . sowohl auf der Seite der ersten Oberfläche als auch auf der Seite der zweiten Oberfläche einen Kontaktwinkel von kleiner 90 ° , insbesondere einen Kontaktwinkel mit den weiter oben genannten Werten aufweisen . Das I solationsmaterial kann gegenüber der ersten und/oder zweiten Oberfläche des Grundkörpers zurückgesetzt sein . Mit anderen Worten kann das I solationsmaterial derart in der Durchgangsöf fnung aufgenommen sein, dass zu dem Grundkörper an der Stelle der Innenwandung eine Stufe besteht .

Der Grundkörper kann senkrecht zu seiner Ebene eine Dicke aufweisen, welche größer ist als die Dicke des I solationsmaterial an der Innenwandung der Durchgangsöf fnung . Der Grundkörper kann diese Dicke auch über eine ausgedehnte Abmessung entlang der ersten und/oder zweiten Oberfläche und/oder der Ebene aufweisen, bspw . kann der Grundkörper diese Dicke zumindest im Bereich des zwei fachen Durchmessers der Durchgangsöf fnung aufweisen, insbesondere im Bereich des drei fachen Durchmessers .

Der sich durch das I solationsmaterial erstreckende Leiter kann einseitig oder beidseitig über das I solationsmaterial und/oder über den Grundkörper hervorstehen . Insbesondere kann der Leiter gegenüber der ersten und/oder zweiten Oberfläche des Grundkörpers hervorstehen . Der Überstand auf einer oder beiden Seiten kann größer sein als die Dicke des Grundkörpers an der Innenwandung, insbesondere mindestens zweimal so groß , insbesondere mindestens dreimal so groß . Der Überstand kann auf einer Seite größer sein als auf der anderen Seite , insbesondere mindestens zweimal so groß , insbesondere mindestens dreimal so groß .

Die Erfindung betri f ft insbesondere eine Durchführung für ein Implantat und/oder ein Implantat umfassend eine Durchführung wie vorstehend beschrieben, wobei das Glas des Isolationsmaterials nicht zytotoxisch ist , insbesondere gemäß einer normgerechten Bestimmung gemäß EN ISO 10993-5 ( Fassung Juli 2009 ) .

In diesem Zusammenhang, aber grundsätzlich auch allgemein, kann vorgesehen sein, dass die Durchführung zumindest zwei elektrische Leiter mit einem Abstand zueinander aufweist , welcher geringer ist als 5 mm, vorzugsweise geringer ist als 1 mm .

Ferner kann in diesem Zusammenhang, aber auch allgemein, vorgesehen sein, dass die größte Abmessung der durch den Grundkörper verlaufenden Durchgangsöf fnung senkrecht zur Achse des elektrischen Leiters kleiner ist als 10 mm, vorzugsweise kleiner ist als 2 mm .

Die Erfindung betri f ft ferner insbesondere eine Durchführung für ein Öl-/Gasexplorationsgerät und/oder ein Öl-/Gasexplorationsgerät umfassend eine Durchführung wie vorstehend beschrieben, wobei die Durchführung eine Schockfestigkeit von mindestens 100 g, vorzugsweise von mindestens 500 g, besonders bevorzugt von mindestens 750 g aufweist und/oder einer solchen Schockbelastung unter Erhalt seiner Hermeti zität , insbesondere der Hermeti zität wie vorstehend beschrieben, widersteht .

Ferner kann in diesem Zusammenhang, aber grundsätzl ich auch allgemein, vorgesehen sein, dass die Durchführung eine Vibrations festigkeit von mindestens 20 g rms , vorzugsweise von mindestens 40 g rms , besonders bevorzugt von mindestens 60 g rms aufweist und/oder einer solchen Vibrationsbelastung unter Erhalt seiner Hermeti zität , insbesondere der Hermeti zität wie vorstehend beschrieben, widersteht .

Ferner kann in diesem Zusammenhang, aber grundsätzl ich auch allgemein, vorgesehen sein, dass der Grundkörper nichtmagnetisch ausgebildet ist .

Die Erfindung kann ferner insbesondere eine Durchführung für ein Wearable-Device und/oder ein Wearable-Device umfassend eine Durchführung wie vorstehend beschrieben betref fen .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und einigen Aus führungsbeispielen näher beschrieben . Dabei zeigen :

Fig . 1 : eine schematische Darstellung einer Durchführung gemäß einer ersten Aus führungs form,

Fig . 2 : eine schematische Darstellung der in Fig . 1 gezeigten Durchführung im Querschnitt mit eingezeichneten Kontaktwinkel zwischen dem I solationsmaterial und dem Grundkörper bzw . elektrischen Leiter,

Fig . 3 : eine schematische Darstellung einer Durchführung gemäß einer zweiten Aus führungs form,

Fig . 4 : eine schematische Darstellung einer Durchführung gemäß einer dritten Aus führungs form,

Bezugnehmend auf Fig . 1 weist eine Durchführung einen äußeren Grundkörper 20 auf durch welchen eine oder mehrere Durchgangsöffnungen 22 (hier zwei) verlaufen, wobei in einer Durchgangsöffnung 22 jeweils ein Isolationsmaterial 30 eingebracht ist durch welches sich zumindest ein elektrischer Leiter 40 erstreckt. Der Leiter kann dabei aus dem Isolationsmaterial einseitig oder beidseitig herausragen (hier beidseitig) . Die gezeigte Durchführung weist zwei Innenleiter (Pins) auf und kann daher als eine 2-polige Durchführung bezeichnet werden. Es ist möglich, dass der Grundkörper 20 als Außenleiter dient und somit einen weiteren elektrischen Leiter bildet.

Bezugnehmend auf Fig. 2 weist das in der Durchgangsöffnung 22 eingebrachte Isolationsmaterial 30 zu dem umgebenden Grundkörper 20 einen Kontaktwinkel 0 auf, welcher geringer ist als 90 Grad. Darüber hinaus kann das Isolationsmaterial 30 vorzugsweise auch zu dem elektrischer Leiter 40 einen Kontaktwinkel 0' aufweisen, welcher geringer ist als 90 Grad. Grundsätzlich kann bei der Einschmelzung des Isolationsmaterials 30 in die Durchgangsöffnung 22 ein Gewicht, z.B. eine Kohleform, verwendet werden, um die oder bestimmte Kontaktwinkel 0 bzw. 0' zu erzielen. Dies kann jedoch mitunter bei höherer Pin-Anzahl weniger praktikabel sein. Es ist aber auch möglich, dass die Einschmelzung des Isolationsmaterials in die Durchgangsöffnung 22 derart erfolgt, dass bereits aufgrund der Benetzungseigenschaften des Isolationsmaterials auf dem Material des Grundkörpers der Kontaktwinkel 0 < 90° gebildet ist, so dass auf ein Gewicht verzichtet werden kann und die äußere Oberfläche des Isolationsmaterial 30 frei von Kohlepartikeln ist. Der Begriff Kontaktwinkel ist insbesondere gleichbedeutend mit dem Begriff Benetzungswinkel. Bezugnehmend auf Fig. 3 und 4 kann eine Durchführung auch eine Vielzahl von Innenleitern (Pins) aufweisen, so dass z.B. eine 17-polige Durchführung (Fig. 3) oder auch eine 30-polige Durchführung (Fig. 4) vorgesehen sein kann. Bei den gezeigten Steckverbindern erstreckt sich jeder einzelne Innenleiter 40 durch das Isolationsmaterial einer einzelnen Durchgangsöffnung 22. Es ist aber auch möglich, dass sich eine Mehrzahl oder Vielzahl elektrischer Leiter durch dasselbe Isolationsmaterial derselben Durchgangsöffnung 22 erstrecken .

Im Hinblick auf eine Benetzung des Isolationsmaterials 30 an dem Titan-Grundkörper 20 mit einem Kontaktwinkel 0 < 90° (ohne Einsatz von Gewichten) kann das Isolationsmaterial 30 insbesondere als Hochboratglas ausgebildet sein. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche B2O3 und SiCh enthält, wobei das Verhältnis des Anteils von B2O3 in Gewichtsprozent zu dem Anteil von SiCh in Gewichtsprozent zumindest 0,36 beträgt und/oder dass das Glas des Isolationsmaterials eine Glaszusammensetzung aufweist, welche B2O3 enthält, wobei der Anteil von B2O3 in der Glaszusammensetzung zumindest 20 Gewichtsprozent beträgt.

Insbesondere für ein Hochboratglas und/oder eine Glaszusammensetzung mit o.g. Bor-Gehalten, kann es vorteilhaft sein, dass das Glas des Isolationsmaterials eine Erweichungstemperatur von maximal 680°C aufweist, eine sphärische Temperatur von maximal 780°C aufweist, eine Halbkugeltemperatur von maximal 850°C aufweist und/oder eine Fließtemperatur von maximal 950°C, bevorzugt maximal 940°C, besonders bevorzugt maximal 900°C aufweist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Glas des Isolationsmaterials bei Temperaturen unterhalb von 950°C, bevorzugt unterhalb von 940°C, eingeglast werden kann. Daraus ergibt sich die bevorzugte Begrenzung des charakteristischen Merkmals Fließpunkt aus der etablierten Methodik der Erhitzungsmikroskopie (EHM) zu maximal 940°C.

Bei der Einglasung in Titan oder Titanlegierungen ist zu beachten, dass dieser Prozess vorzugsweise nicht zu weit oberhalb oder besonders bevorzugt unterhalb des Temperaturbereiches des a/ -Phasenübergangs von Titan durchgeführt wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Isolationsmaterial ein Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-% umfassen:

SiC>2 35 - 55 %

B ₂ O ₃ 20 - 33 %

AI2O3 3 - 23 %

Na ₂ O 5 - 20 %

CaO 0 - 12 %

TiO ₂ 0 - 10 %

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann das Isolationsmaterial ein Glas mit folgender Zusammensetzung in Gew.-% umfassen:

SiO ₂ 40 - 51 %

B2O3 24 - 30 %

AI2O3 7 - 19 %

Na ₂ O 10 - 17 %

CaO 0 - 7 %

TiO ₂ 0 - 7% Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Isolationsmaterial ein Glas mit den vorstehenden Zusammensetzungen umfassen, wobei jedoch folgender Anteil an B2O3 in Gew.-% enthalten ist: 25,0 - 28, 6.

Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen kann das Isolationsmaterial ein Glas mit den vorstehenden Zusammensetzungen umfassen, wobei jedoch folgender Anteil an MgO in Gew.-% enthalten ist: weniger als 5,5, insbesondere weniger als 5, insbesondere weniger als 4,5.

Gemäß speziellen Ausführungsbeispielen kann das Isolationsmaterial ein Glas mit einer der folgenden Zusammensetzungen in Gew.-% umfassen (Glas 1 bis 5) :

Für die Ausführungsbeispiele Glas 1 bis Glas 5 konnten folgende Glaseigenschaften und Pulvereigenschaften per Erhitzungsmikroskopie (EHM) ermittelt werden:

Für Glas 1 bis Glas 5, Sinterlinge Lagerung in 0,9 % Kochsalzlösung bei 37,5°C: Für Glas 1 bis Glas 5, Eigenschaften Sinterlinge:

Die Daten der vorstehenden Tabelle weisen darauf hin, dass die Gläser 2 bis 5 eine höhere „galvanische Beständigkeit" aufweisen als das Glas 1. Dabei bedeutet die „galvanische Beständigkeit" im Wesentlichen die Beständigkeit gegenüber den in typischen galvanischen Vorbehandlungs- und Beschichtungsprozessen verwendeten wässrigen Chemikalien (Säuren, Laugen und Elektrolyten) . Hot degreas stellt eine heiße Waschlauge zum Entfetten dar.

Das Glas des Isolationsmaterials kann auch mit färbenden Komponenten, z.B. CoO, oder Pigmenten, z.B. Pigmente auf Spinell-Basis, versetzt sein.

Möglich ist ferner, dass das Glas Füllstoffe umfasst, z.B. niedrig dehnende Füllstoffe, z.B. Cordierit. Ein Anteil von niedrig dehnenden Füllstoffen kann es u.U. ermöglichen, den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Glases abzusenken. Beispielsweise kann mit einem Anteil von 11 % Cordierit (Schmelze zur Herstellung von Cordierit als Füllstoff) die Absenkung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (CTE) des Glases von 2 auf einen Wert von etwa 7,0 ppm/K eingestellt werden, insbesondere ohne nennenswerten Verlust der relevanten Eigenschaften.

Für einen Kochsalzlösung-Test wird das Testobjekt aus Glaspulver (wie die Presslinge) hergestellt. Dieses wird mit VE-Wasser angerührt, bis sich kleine Klümpchen bilden, dann manuell in Zylinderform gepresst und etwa 30 bis 40 °C oberhalb der "sphärisch"-Temperatur unter Stickstoff gesintert. Die Testobjekte wiegen meist 0,5 g. Die Kochsalzlösung ist 0,9%ig. In einem Becherglas werden ca. 120 ml Kochsalzlösung auf ca. 37 °C erwärmt. Das Testobjekt liegt im Becherglas am Rand. Ein Magnetrührer wird so eingestellt, dass die Kochsalzlösung deutlich in Bewegung ist aber das Testobjekt nicht bewegt wird. Das Becherglas ist mit einem Glasdeckel abgedeckt, sodass kaum Konzentrationsunterschiede aufgrund von Verdunstung entstehen. Das Testobjekt wird vor dem Versuch und jeweils täglich gewogen und der relative Masseverlust als Vergleichswert herangezogen.

Nachfolgend werden einige Vergleichsgläser (Vgl . 1 bis 4) genannt, welche mit denselben Methoden charakterisiert wurden wie die o.g. Beispiele Glas 1 bis Glas 5.

Vergleichsgläser: Zusammensetzung in Gewicht-%:

Vergleichsgläser: Glaseigenschaften und Pulvereigenschaften per Erhitzungsmikroskopie (EHM) :

Vergleichsgläser Sinterlinge: Lagerung in 0,9 %

Kochsalzlösung bei 37,5°C:

Vergleichsbeispiele: Eigenschaften Sinterlinge: Die Lagerung in Kochsalzlösung zeigt an dem Vergleichsglas Vgl . 1 auf, dass ein über 10-facher Gewichtsverlust im Vergleich zu den o.g. Gläsern auftritt.

Diese unzureichende Beständigkeit bei Lagerung in NaCl- Lösung zeigt, dass dieses Vgl. 1 für die Anwendung in Kontakt mit Körperf lüssigkeiten je nach Spezifikation als ungeeignet betrachtet werden kann.

Die Charakterisierung per EHM zeigt, dass Vgl. 2 mit einer Halbkugeltemperatur von etwa 880°C und eine Fließtemperatur von 953°C für eine bevorzugte Durchführung als grenzwertig zu betrachten sein kann. In Experimenten war zur Herstellung von Durchführungen eine Einglasungstemperatur von etwa 980°C erforderlich.

Die Charakterisierung per EHM weist auf, dass Vgl . 3 mit einer Halbkugeltemperatur deutlich über 1000°C nicht bei Temperaturen darunter oder z.B. unterhalb 900°C eingeglast werden kann.

Das Glas Vgl .4 zeigte ungenügendes Auf fließen auf Titan, dieser Glastyp spreitet schlecht auf Titan aus. Bei einer schlechte Spreitung und/oder unzureichenden Benetzung kann Druck, z.B. in Form von Gewichten, nötig sein. Ein solches Vorgehen ist jedoch weniger bevorzugt, da es aufwändiger ist, insbesondere für miniaturisierte Bauformen und/oder Bauformen mit komplexen Polgeometrien, beispielsweise Bauformen mit einer Mehrzahl elektrischer Leiter und geringen Abständen zwischen diesen Leitern und/oder Bauformen mit einer Vielzahl elektrischer Leiter, z.B. mehr als 10 elektrischer Leiter.

Die Gläser 1 bis 5 und die Vergleichsgläser 1 und 2 weisen (ohne Anwendung von Gewichten) einen Benetzungswinkel bzw. Kontaktwinkel auf Titan auf, welcher geringer ist als 90°C. Dies hat eine Reihe von Vorteilen bei der Herstellung von Durchführungen. Es brauchen keine Kohlestempel auf das Glas drücken, um gewünschte Oberflächenformen zu erzielen; es werden Verschmutzungen und Verklebungen von Glasoberflächen mit Kohlestempeln (die Isolationsprobleme verursachen können) vermieden; und Unterschiede der Ausdehnungskoeffizienten zwischen Kohlefixierungen und Metallkomponenten stellt kein Hindernis beim Design von Schmelzfixierungen dar. Die Herstellung der Versuchsgläser und Vergleichsgläser erfolgte dadurch, dass die Gläser im 11-Maßstab erschmolzen wurden und zu Gussstücken als auch zu ca. 1-2 cm breiten Ribbons geformt wurden. Die gekühlten Gussstücke wurden u.a. verwendet zur Bestimmung der Dichte, des linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 20°C bis 300°C, d.h. GTE (20; 300°C) , und der Viskositätsfixpunkte Tg und Ew nach fachmännisch geläufigen Methoden.

Die Bestimmung des linearen thermischen Ausdehnungskoeffizienten GTE im Bereich 20 bis 300°C erfolgte aus Bestimmung des Längenänderungsverhalten an Festkörpern von 100 mm Länge mittels Dilatometrie .

Die Bestimmung der Dichte erfolgt mittels Auftriebsmessung.

Die Bestimmung der Erweichungstemperatur Ew (d.h. Temperatur der Viskosität [dPas] mit 1g von 7, 6) erfolgte mittels Viskosimetrie an quadratischem Faden.

Zur Ermittlung der Pulvereigenschaften werden Ribbons der Versuchsgläser auf eine definierte Körnung (K3) gemahlen und anschließend charakterisiert.

Allgemein üblich ist das Verfahren der Erhitzungsmikroskopie (EHM) zur Bestimmung der einglasungsrelevanten Temperaturen .

Des Weiteren wurden die Pulver versintert und charakterisiert. An Sinterlingen wurde der Gewichtsverlust nach Verbleib in chemischen Lösungen ermittelt, die die unterschiedlichen Behandlungen in galvanischen Prozessen repräsentieren . Zur Bestimmung der galvanischen Beständigkeit wurden aus den auf gemahlenen Pulvern der Versuchsgläsern Press linge hergestellt und versintert . Diese Sinterproben wurden dann in Bädern, die die galvanische Behandlung simulieren, getaucht und der Masseverlust ermittelt .

Zur Bestimmung der Beständigkeit in Kochsal zlösung wurden die Sinterproben wurden in 0 , 9% Kochsal zlösung bei 37 , 5 ° C gelagert für einen Zeitraum von 1 - 24 Tagen . Anschließend wurde der Masseverlust ermittelt .

Zur Bestimmung der Zytotoxi zität wurde die Überprüfung einer zytotoxischen Wirkung der Versuchsgläser nach Norm EN ISO 10993-5 : Test for in vitro cytotoxicity, durchgeführt . Es wurde für die erfindungsgemäßen Gläser keine zytotoxische Wirkung detektiert .

Bei der Herstellung von Durchführungen kann eine Reinigung und Beschichtung in galvanischen Bädern zum Zuge kommen, insbesondere um Funktionalitäten wie Schweißbarkeit , Bondbarkeit und Lötbarkeit zu verbessern . Die einzelnen Komponenten, insbesondere das verwendete Glas , sind daher vorzugsweise als in solchen Bädern beständig ausgebildet .