Medyczny sprzęt diagnostyczny to potężna pomoc dla lekarzy w dokładnym diagnozowaniu stanu chorobowego, a jego wewnętrzną płytkę drukowaną można nazwać „siecią neuronową” sprzętu, odgrywającą kluczową rolę w transmisji, przetwarzaniu i wdrażaniu funkcjonalnym sygnału. Ze względu na specjalne scenariusze zastosowań istnieje wiele unikalnych wymagań dotyczących projektowania i produkcji płytek drukowanych sprzętu do diagnostyki medycznej.
Specjalne wymagania dotyczące płytek drukowanych medycznego sprzętu diagnostycznego
Wysoka precyzja i wysoka niezawodność
Wynik diagnozy medycznej jest powiązany z diagnozą i leczeniem pacjenta, a błędy nie są dozwolone, dlatego dokładność PCB musi być niezwykle wysoka. Biorąc za przykład maszyny CT, stawiane są surowe wymagania dotyczące układu obwodów i dokładności transmisji podczas akwizycji i przetwarzania sygnału. Nawet najmniejsze odchylenie w obwodzie może znacząco zmniejszyć rozdzielczość obrazu i wpłynąć na ocenę lekarza. Jednocześnie płytki drukowane muszą charakteryzować się dużą niezawodnością i możliwością stabilnej pracy-w długotrwałej, ciągłej pracy, zapewniając bezproblemową diagnostykę.
Dobra kompatybilność elektromagnetyczna
Zakłócenia elektromagnetyczne w środowisku medycznym są złożone, co wymaga doskonałej kompatybilności elektromagnetycznej płytek drukowanych medycznych urządzeń diagnostycznych. Z jednej strony zapobiegaj ingerencji w inne urządzenia; Z drugiej strony jest odporny na zakłócenia zewnętrzne i zapewnia stabilną pracę. Podczas projektowania należy rozsądnie zaplanować linie uziemiające, zasilające i sygnałowe oraz zastosować ekranowanie, filtrowanie i inne technologie w celu ograniczenia zakłóceń i promieniowania elektromagnetycznego.
Dostosuj się do trudnych warunków pracy
Medyczny sprzęt diagnostyczny ma różnorodne zastosowania, począwszy od-łańcuchów chłodniczych o niskiej temperaturze po sale operacyjne, w których panuje-wysoka temperatura, a także może być narażony na wibracje. Wymaga to, aby płytki drukowane były w stanie dostosować się do ekstremalnych warunków, takich jak niska temperatura -40 stopni i wilgotność na poziomie 85%, posiadać wystarczającą odporność sejsmiczną i udarową oraz normalnie działać w różnych złożonych warunkach.
Punkty projektowe płytek PCB dla medycznych urządzeń diagnostycznych
Wybór materiału
Materiał podłoża: Podłoża o wysokiej wydajności są często wybierane zgodnie z wymaganiami sprzętowymi. Poliimid jest-odporny na ciepło i nadaje się do stosowania w sprzęcie pracującym-w środowiskach o wysokiej temperaturze; Politetrafluoroetylen ma niską stałą dielektryczną i niską stratę, odpowiednią do transmisji sygnału o-wysokiej częstotliwości, takiej jak płytka drukowana sprzętu MRI; W urządzeniach z najwyższej półki wykorzystuje się także podłoża ceramiczne, które charakteryzują się doskonałymi właściwościami mechanicznymi i elektrycznymi.
Materiał maski lutowniczej: musi charakteryzować się dobrą biokompatybilnością i często wykorzystuje atrament do maski lutowniczej zgodny ze standardem IPC-SM-840DClassH, aby zapewnić bezpieczne użytkowanie.
Materiały do obróbki powierzchni: powszechnie stosuje się chemiczne niklowanie lub organiczne spawalne warstwy ochronne, które mogą poprawić przewodność i odporność na utlenianie, zmniejszyć zanieczyszczenie ołowiem oraz spełnić wymagania ochrony środowiska i bezpieczeństwa przemysłu medycznego.
Projekt elektryczny
Konstrukcja zapewniająca wysoką integralność sygnału o dużej prędkości: Na przykład płytki do gromadzenia danych CT wymagają wyjątkowo wysokiej integralności sygnału. Podczas projektowania należy precyzyjnie kontrolować impedancję różnicową, zazwyczaj w granicach ± 7%, i weryfikować ją za pomocą parametrów EyeDiagram i S, aby zoptymalizować okablowanie i obwody, zapewniając stabilną transmisję-sygnałów o dużej prędkości.
Projekt EMI/EMC: Zgodnie z normą IEC60601-1-2 podejmuje się takie środki, jak projektowanie stref, ustawianie warstw ekranujących i stosowanie technologii izolacji w celu poprawy kompatybilności elektromagnetycznej.
Projekt systemu uziemienia: wdrożenie strategii separacji uziemień cyfrowej/analogowej i uziemienia jednopunktowego, aby zapewnić, że współczynnik tłumienia sygnału wspólnego w medycznym sprzęcie diagnostycznym spełnia wymagania, zmniejszyć zakłócenia uziemienia oraz poprawić-zdolność przeciwzakłóceniową i jakość sygnału.
projekt układu
Zgodnie z trendem miniaturyzacji sprzętu medycznego, układ płytek drukowanych powinien rozsądnie rozmieścić komponenty na ograniczonej przestrzeni, biorąc pod uwagę połączenia elektryczne, odprowadzanie ciepła i konserwację. Na przykład w przenośnych urządzeniach do diagnostyki ultradźwiękowej, mimo kompaktowej konstrukcji, kanały odprowadzające ciepło powinny być zarezerwowane dla elementów grzejnych, aby skrócić drogę transmisji sygnału i zmniejszyć zakłócenia.
Proces produkcji płytek drukowanych do medycznych urządzeń diagnostycznych
Dobra obróbka
Wiercenie i frezowanie: Rozmiar i kształt płytki drukowanej medycznego sprzętu diagnostycznego są złożone, a wiercenie musi zapewniać dokładność średnicy otworu. Tolerancję małej-średnicy otworu przelotowego należy kontrolować w bardzo małym zakresie, np. ± 0,01 mm. Frezowanie służy do wykonania konturu zewnętrznego, zapewniając dokładność i jakość powierzchni.
Technologia bezpośredniego obrazowania laserowego: Aby uzyskać precyzyjne wytwarzanie obwodów, często stosuje się technologię LDI. W porównaniu z tradycyjną litografią technologia LDI charakteryzuje się wyższą rozdzielczością i dokładnością oraz umożliwia tworzenie obwodów o mniejszej szerokości/odstępach między liniami. Na przykład szerokość/odstęp linii PCB-najwyższej klasy sprzętu do obrazowania medycznego może sięgać 0,075 mm/0,075 mm lub nawet mniej.
Produkcja płyt wielowarstwowych
Produkcja obwodów warstwy wewnętrznej: Fotolitografia i trawienie są wykorzystywane do produkcji obwodów warstwy wewnętrznej na podłożach z folii miedzianej, aby zapewnić dokładność i zapobiegać zwarciom i obwodom otwartym.
Proces laminowania: płyta wewnętrzna, półutwardzony arkusz i zewnętrzna folia miedziana są laminowane w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, przy precyzyjnej kontroli temperatury, ciśnienia i czasu, aby zapewnić ścisłe połączenie międzywarstwowe, kontrolę współczynnika rozszerzalności cieplnej osi Z- i zmniejszenie-ryzyka niezawodności otworu przelotowego.
Produkcja obwodów warstwy zewnętrznej i obróbka powierzchni: Obwód warstwy zewnętrznej poddawany jest fotolitografii i trawieniu, a następnie obróbce powierzchni, takiej jak złocenie i osadzanie srebra, zgodnie z projektem, w celu zwiększenia przewodności, odporności na utlenianie i niezawodności spawania.
rygorystyczne testy
Automatyczna inspekcja optyczna: kompleksowo sprawdź wygląd płytki drukowanej, porównaj standardowe obrazy, rozwiąż problemy zwarciami, przerwami w obwodach i innymi problemami, aby zapewnić jakość wyglądu.
Testy-rentgenowskie: wykorzystywane do sprawdzania wewnętrznych przelotek i połączeń lutowanych-płytek wielowarstwowych, sprawdzania pod kątem defektów, takich jak wirtualne lutowanie i wycieki lutowia, oraz zapewniania niezawodnych połączeń wewnętrznych.
Testowanie parametrów elektrycznych: Testowanie parametrów elektrycznych, takich jak przewodność, rezystancja izolacji, impedancja itp. w celu zapewnienia zgodności z wymaganiami projektowymi.
Testowanie niezawodności środowiskowej: symuluj wysoką temperaturę, niską temperaturę, wilgotność, wibracje, uderzenia i inne środowiska użytkowania, aby przetestować stabilność i niezawodność działania płytki drukowanej.
Zastosowanie na rynku medycznych urządzeń diagnostycznych PCB
Sprzęt do obrazowania medycznego
Sprzęt CT: płytki drukowane w modułach detektorów, płytki do gromadzenia danych i płytki do rekonstrukcji obrazu decydują o jakości obrazu i szybkości skanowania. Precyzyjne płytki drukowane pomagają w dokładnym pozyskiwaniu i transmisji sygnału, osiągając rekonstrukcję obrazu.
Sprzęt do rezonansu magnetycznego: płytka transmisyjna i odbiorcza RF, płytka wzmacniacza gradientowego i inne płytki z obwodami drukowanymi wymagają-wysokiej jakości materiałów i procesów, aby zapewnić transmisję sygnału o wysokiej-częstotliwości, dobrą kompatybilność elektromagnetyczną i uzyskać-wysokiej jakości obrazy rezonansu magnetycznego.
Sprzęt do diagnostyki ultradźwiękowej: PCB koncentruje się na wzmacnianiu i przetwarzaniu sygnału. W konstrukcji sond ultradźwiękowych osiąga się precyzyjne wzmocnienie i transmisję małych sygnałów, aby spełnić wymagania miniaturyzacji i elastyczności, co wpływa na dokładność wyników diagnostycznych.
Sprzęt do diagnostyki in vitro
Analizator biochemiczny: płytka drukowana steruje różnymi modułami instrumentu, dokładnie kontroluje ilość dodawanej próbki oraz zapewnia dokładne i powtarzalne wyniki wykrywania.
Analizator immunologiczny: spełnia wymagania-szybkiego przetwarzania danych i precyzyjnego wykrywania sygnału, jest kompatybilny z różnymi odczynnikami i czujnikami do wykrywania oraz zapewnia wiarygodne wyniki wykrywania immunologicznego.
Sprzęt do diagnostyki molekularnej: obsługuje technologie amplifikacji, sekwencjonowania i analizy kwasów nukleinowych, zapewniając-szybką transmisję i przetwarzanie danych, zapewniając dokładne informacje na potrzeby diagnostyki genetycznej.
Wysoka częstotliwość-płytki medycznej