Płytki drukowane, jako kluczowy nośnik połączeń elektrycznych elementów elektronicznych, stawiają różnorodne wymagania konstrukcyjne i użytkowe ze względu na różne scenariusze zastosowań. Jako szczególna gałąź sprzętu medycznego, wielowarstwowe-płytki impedancyjne charakteryzują się znacznymi różnicami w doborze materiałów, standardach projektowych, procesach produkcyjnych i testowaniu jakości w porównaniu z płytkami drukowanymi w elektronice użytkowej, sterowaniu przemysłowym, komunikacji i innych dziedzinach. Różnice te wynikają ze ścisłych wymagań stawianych sprzętowi medycznemu w zakresie bezpieczeństwa, niezawodności i dokładności.
1, Wybór materiału: wyższe wymagania dotyczące bezpieczeństwa i stabilności
W przypadku płytek drukowanych w zastosowaniach ogólnych przy wyborze materiałów większą uwagę zwraca się-na efektywność kosztową i podstawowe parametry. Aby obniżyć koszty, w płytkach drukowanych w elektronice użytkowej często stosuje się konwencjonalne laminaty-powlekane miedzią, takie jak FR-4. Chociaż mogą spełniać ogólne wymagania dotyczące parametrów elektrycznych i wytrzymałości mechanicznej, ich działanie w zakresie odporności na wysoką temperaturę i odporność na korozję chemiczną jest ograniczone. płytki drukowane z obwodami drukowanymi w sterowaniu przemysłowym skupiają się bardziej na wytrzymałości mechanicznej i odporności na wibracje, przy stosunkowo łagodnych wymaganiach dotyczących izolacji materiału i długoterminowej stabilności.
Wielowarstwowe-płytki impedancyjne do sprzętu medycznego mają niemal rygorystyczne wymagania dotyczące materiałów. Ze względów bezpieczeństwa należy stosować materiały spełniające normy biokompatybilności. Na przykład wielo-warstwowe płytki impedancyjne stosowane w wszczepialnych urządzeniach medycznych nie mogą powodować toksycznych, alergizujących ani drażniących reakcji na tkanki ludzkie i muszą zostać poddane rygorystycznym testom bezpieczeństwa biologicznego, takim jak testy cytotoksyczności, testy działania uczulającego na skórę itp. Jeśli chodzi o właściwości elektryczne materiałów, wielo-warstwowe płytki impedancyjne do sprzętu medycznego wymagają, aby laminaty platerowane miedzią- charakteryzowały się wyjątkowo niskimi wartościami stycznych strat dielektrycznych i stabilnymi stałymi dielektrycznymi, aby zapewnić słabe właściwości bioelektryczne sygnały lub sygnały diagnostyczne-o wysokiej częstotliwości nie są zakłócane ani zniekształcane podczas transmisji. W urządzeniach takich jak elektrokardiografy i elektroencefalografy sygnały są bardzo słabe i nawet niewielkie wahania w działaniu wielowarstwowych-materiałów płytek impedancyjnych mogą prowadzić do odchyleń w wynikach wykrywania. Ponadto sprzęt medyczny często wymaga dezynfekcji, a materiał wielowarstwowych-płytek impedancyjnych musi mieć dobrą odporność na korozję chemiczną i być w stanie wytrzymać różne metody dezynfekcji, takie jak alkohol, tlenek etylenu, para o wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem, bez pogorszenia wydajności.
2, Standardy projektowe: precyzyjna kontrola impedancji i ścisła izolacja elektryczna
Wymagania dotyczące dokładności kontroli impedancji znacznie się różnią w przypadku projektowania płytek drukowanych w innych dziedzinach. Dokładność kontroli impedancji w produktach elektroniki użytkowej jest stosunkowo niska i na ogół wystarcza do spełnienia podstawowych wymagań transmisji sygnału; Chociaż dziedzina komunikacji ma wysokie wymagania w zakresie kontroli impedancji, koncentruje się głównie na transmisji sygnału o-wysokiej częstotliwości. Jeśli chodzi o izolację galwaniczną, płytki drukowane w sterowaniu przemysłowym skupiają się na izolowaniu silnej i słabej energii elektrycznej, aby zapobiec zakłóceniom; Elektronika użytkowa skupia się bardziej na prostej izolacji pomiędzy różnymi modułami funkcjonalnymi.
Podstawą konstrukcji wielowarstwowych-płytek impedancyjnych do sprzętu medycznego jest precyzyjna kontrola impedancji i ścisła izolacja elektryczna. Rodzaje sygnałów przesyłanych przez sprzęt medyczny są złożone i różnorodne, obejmują słabe sygnały bioelektryczne,-sygnały obrazowania medycznego o wysokiej częstotliwości itp. Sygnały te wymagają dopasowania o niezwykle wysokiej impedancji. Na przykład w sprzęcie do diagnostyki ultradźwiękowej wielo-warstwowe płytki impedancyjne muszą dokładnie kontrolować impedancję linii przesyłowych sygnału w zakresie 50 Ω lub 75 Ω, przy zakresie błędu, który zwykle musi być kontrolowany w granicach ± 5% lub nawet mniej, aby zapewnić dokładny odbiór i przetwarzanie sygnałów echa ultradźwiękowego oraz uzyskać wyraźne obrazy medyczne. Jeśli chodzi o izolację galwaniczną, wielowarstwowe-płytki impedancyjne do sprzętu medycznego muszą nie tylko zapewniać skuteczną izolację między różnymi modułami funkcjonalnymi, ale także zapewniać bezpieczną izolację między pacjentami a układem elektrycznym sprzętu, aby zapobiec uszkodzeniu pacjentów przez upływ prądu. Ogólnie rzecz biorąc, stosuje się takie środki, jak wielowarstwowa-izolacja, dodawanie warstw izolacyjnych i szczelin izolacyjnych, aby ściśle odizolować część kontaktową pacjenta od silnych części elektrycznych sprzętu, a wymagana rezystancja izolacji przekracza poziom megaomów.
3, Proces produkcyjny: bardziej rygorystyczna kontrola jakości i spójności
Istnieją różnice w precyzji i kontroli jakości w procesie produkcji płytek drukowanych w zwykłych dziedzinach. W dziedzinie elektroniki użytkowej precyzyjna kontrola w procesach takich jak wiercenie i galwanizacja jest stosunkowo luźna w dążeniu do wydajności i kosztów produkcji; Chociaż kontrola przemysłowa ma pewne wymagania dotyczące procesów produkcyjnych, kontrola konsystencji partii nie jest tak rygorystyczna jak w dziedzinie medycyny.
Wymagania dotyczące procesu produkcyjnego wielowarstwowych-płytek impedancyjnych w sprzęcie medycznym są niezwykle rygorystyczne. W procesie wiercenia, ze względu na wysoką integrację i gęste okablowanie wielo-warstwowych płytek impedancyjnych w sprzęcie medycznym, stawiane są niezwykle wysokie wymagania dotyczące dokładności średnicy otworu i dokładności jego położenia. Tolerancja średnicy otworu jest zwykle kontrolowana w zakresie ± 0,02 mm, aby zapewnić niezawodność metalizowanych połączeń otworów i stabilność transmisji sygnału. W procesie galwanizacji należy zadbać o równomierne i gęste osadzenie warstwy metalu na ściance otworu i powierzchni obwodu. Tolerancję grubości powłoki należy kontrolować w bardzo małym zakresie, aby zapobiec zmianom impedancji i niestabilności parametrów elektrycznych spowodowanej nierównomierną powłoką. Aby zapewnić spójność produktów wsadowych, wielowarstwowe-płytki impedancyjne do sprzętu medycznego wymagają szeroko zakrojonych testów i monitorowania procesu podczas procesu produkcyjnego. Każdy proces ma rygorystyczne standardy parametrów i specyfikacje kontroli, a wszelkie odchylenia w jakimkolwiek łączu mogą spowodować, że cała partia produktów będzie niekwalifikowana.
4, Kontrola jakości: kompleksowy i rygorystyczny system testowania
Kontrola jakości płytek drukowanych w innych dziedzinach koncentruje się głównie na kontroli funkcjonalnej i kontroli wyglądu. płytki drukowane w dziedzinie elektroniki użytkowej są oceniane głównie pod kątem kwalifikacji na podstawie prostych testów elektrycznych i kontroli optycznej; Dziedzina kontroli przemysłowej koncentruje się na testowaniu wydajności płytek drukowanych w symulowanych środowiskach przemysłowych.
System kontroli jakości wielowarstwowych-płytek impedancyjnych w sprzęcie medycznym jest kompleksowy i rygorystyczny. Oprócz rutynowej kontroli wyglądu wymagane jest również przeprowadzenie szeregu kontroli specjalnych. Na przykład konieczne jest przeprowadzenie-długoterminowych testów starzenia, aby symulować-długoterminowy stan pracy sprzętu w rzeczywistym użyciu i wykryć stabilność działania wielo-warstwowych płytek impedancyjnych; Przeprowadź rygorystyczne testy niezawodności środowiskowej, obejmujące wysoką temperaturę, niską temperaturę, wilgotność, wibracje, uderzenia itp., aby mieć pewność, że wielowarstwowe płytki impedancyjne będą mogły prawidłowo działać w złożonych środowiskach medycznych. Ponadto wielo-warstwowe płytki impedancyjne do sprzętu medycznego muszą być również certyfikowane- przez autorytatywne instytucje zewnętrzne, takie jak certyfikat amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków, certyfikat CE UE itp. Tylko pomyślne przejście tych rygorystycznych testów i certyfikatów może zapewnić zgodność produktu z normami dotyczącymi użytkowania sprzętu medycznego, zapewnić bezpieczeństwo pacjentów oraz zapewnić dokładność diagnozy i leczenia.