Lekárske diagnostické zariadenie je pre lekárov výkonným pomocníkom na presnú diagnostiku stavu a jeho internú PCB možno nazvať „neurónovou sieťou“ zariadenia, ktorá hrá kľúčovú úlohu pri prenose signálu, spracovaní a funkčnej implementácii. Kvôli špeciálnym aplikačným scenárom existuje veľa jedinečných požiadaviek na dizajn a výrobu dosiek plošných spojov pre medicínske diagnostické zariadenia.
Špeciálne požiadavky na dosky plošných spojov lekárskych diagnostických zariadení
Vysoká presnosť a vysoká spoľahlivosť
Výsledok lekárskej diagnózy súvisí s diagnózou a liečbou pacienta a chyby nie sú povolené, takže presnosť PCB musí byť extrémne vysoká. Ak si vezmeme ako príklad CT stroje, počas získavania a spracovania signálu sú kladené prísne požiadavky na usporiadanie obvodu a presnosť prenosu. Aj najmenšia odchýlka v obvode môže výrazne znížiť rozlíšenie obrazu a ovplyvniť úsudok lekára. Dosky s plošnými spojmi musia mať zároveň vysokú spoľahlivosť a musia byť schopné stabilne fungovať pri-dlhodobej nepretržitej práci, čím sa zabezpečí hladká diagnostika.
Dobrá elektromagnetická kompatibilita
Elektromagnetické rušenie v medicínskom prostredí je zložité, čo si vyžaduje vynikajúcu elektromagnetickú kompatibilitu dosiek plošných spojov medicínskych diagnostických zariadení. Na jednej strane zabráňte zasahovaniu do iných zariadení; Na druhej strane dokáže odolávať vonkajšiemu rušeniu a zabezpečiť stabilnú prevádzku. Pri projektovaní je potrebné rozumne naplánovať uzemnenie, napájacie a signálne vedenia a použiť tienenie, filtrovanie a iné technológie na zníženie elektromagnetického rušenia a žiarenia.
Prispôsobte sa drsnému pracovnému prostrediu
Lekárske diagnostické zariadenia majú rôzne scenáre použitia, od nízko{0}}chladiacich reťazcov až po vysokoteplotné{1}}operačné sály, pričom môžu naraziť aj na vibrácie. To si vyžaduje, aby sa dosky plošných spojov dokázali prispôsobiť extrémnym prostrediam, ako je -40 stupňov nízka teplota a 85% vlhkosť, mali dostatočnú seizmickú odolnosť a odolnosť proti nárazu a normálne fungovali v rôznych zložitých podmienkach.
Dizajnové body PCB pre lekárske diagnostické zariadenia
Výber materiálu
Materiál podkladu: Vysokovýkonné podklady sa často vyberajú podľa požiadaviek na vybavenie. Polyimid je odolný voči teplu-a vhodný pre zariadenia v prostredí s vysokou-teplotou; Polytetrafluóretylén má nízku dielektrickú konštantu a stratu, je vhodný na prenos vysokofrekvenčných signálov-, ako sú dosky plošných spojov zariadení MRI; Špičkové zariadenia tiež používajú keramické substráty, ktoré majú vynikajúce mechanické a elektrické vlastnosti.
Materiál masky na spájkovanie: Musí mať dobrú biologickú kompatibilitu a často používa atrament na masku na spájkovanie, ktorý spĺňa štandard IPC{0}}SM-840DClassH, aby sa zaistilo bezpečné používanie.
Materiály na povrchovú úpravu: Bežne sa používa chemické pokovovanie niklom alebo organické zvárateľné ochranné vrstvy, ktoré môžu zlepšiť vodivosť a odolnosť proti oxidácii, znížiť znečistenie olovom a splniť environmentálne a bezpečnostné požiadavky lekárskeho priemyslu.
Elektrický dizajn
Dizajn vysokorýchlostnej integrity signálu: Napríklad dosky na zber údajov CT vyžadujú extrémne vysokú integritu signálu. Počas návrhu je potrebné presne riadiť diferenciálnu impedanciu, vo všeobecnosti v rozmedzí ± 7 %, a overiť ju pomocou parametrov EyeDiagram a S, aby sa optimalizovalo zapojenie a obvody, čím sa zabezpečí stabilný prenos vysokorýchlostných- signálov.
Návrh EMI/EMC: Podľa normy IEC60601-1-2 sa na zlepšenie elektromagnetickej kompatibility prijímajú opatrenia, ako je návrh zón, nastavenie tieniacich vrstiev a použitie izolačnej technológie.
Návrh systému uzemnenia: Implementujte stratégiu digitálneho/analógového uzemnenia a jednobodového uzemnenia, aby ste zaistili, že pomer odmietnutia bežného režimu lekárskeho diagnostického zariadenia spĺňal požiadavky, znížili rušenie uzemnenia a zlepšili-schopnosť rušenia a kvalitu signálu.
návrh rozloženia
V rámci trendu miniaturizácie zdravotníckych zariadení by usporiadanie plošných spojov malo primerane usporiadať komponenty v obmedzenom priestore, berúc do úvahy elektrické pripojenia, odvod tepla a údržbu. Napríklad v prenosných ultrazvukových diagnostických zariadeniach, keď je usporiadanie kompaktné, kanály na odvádzanie tepla by mali byť vyhradené pre vykurovacie články, aby sa skrátila cesta prenosu signálu a znížilo sa rušenie.
Výrobný proces PCB pre lekárske diagnostické zariadenia
Jemné spracovanie
Vŕtanie a frézovanie: Veľkosť a tvar dosky plošných spojov lekárskeho diagnostického zariadenia sú zložité a vŕtanie musí zabezpečiť presnosť priemeru otvoru. Tolerancia malého priemeru priechodného- otvoru by sa mala riadiť vo veľmi malom rozsahu, napríklad ± 0,01 mm. Frézovanie sa používa na vytvorenie vonkajšieho obrysu, čím sa zabezpečí presnosť a kvalita povrchu.
Technológia priameho laserového zobrazovania: Na dosiahnutie jemnej výroby obvodov sa často používa technológia LDI. V porovnaní s tradičnou litografiou má technológia LDI vyššie rozlíšenie a presnosť a môže vytvárať obvody s menšou šírkou/rozstupom čiar. Napríklad šírka/rozostup riadkov plošných spojov špičkových-zdravotných zobrazovacích zariadení môže dosiahnuť 0,075 mm/0,075 mm alebo dokonca menšie.
Výroba viacvrstvových dosiek
Výroba obvodov vnútornej vrstvy: Fotolitografia a leptanie sa používajú na výrobu obvodov vnútornej vrstvy na substrátoch z medenej fólie, aby sa zabezpečila presnosť a zabránilo sa skratom a otvoreným obvodom.
Proces laminovania: Vnútorná vrstva dosky, čiastočne vytvrdený plech a vonkajšia medená fólia sú laminované pri vysokej teplote a vysokom tlaku, s presnou kontrolou teploty, tlaku a času, aby sa zabezpečilo pevné spojenie medzi vrstvami, kontrola koeficientu tepelnej rozťažnosti osi Z a zníženie rizika spoľahlivosti priechodných-dier.
Výroba obvodu vonkajšej vrstvy a povrchová úprava: Obvod vonkajšej vrstvy je podrobený fotolitografii a leptaniu, po ktorom nasleduje povrchová úprava, ako je pokovovanie zlatom a nanášanie striebra podľa dizajnu, aby sa zvýšila vodivosť, odolnosť proti oxidácii a spoľahlivosť zvárania.
prísne testovanie
Automatická optická kontrola: komplexne skontrolujte vzhľad dosky plošných spojov, porovnajte štandardné obrázky, odstráňte skraty, otvorené obvody a ďalšie problémy, aby ste zabezpečili kvalitu vzhľadu.
Röntgenové testovanie: používa sa na kontrolu vnútorných prestupov a spájkovaných spojov viacvrstvových dosiek, kontrolu chýb, ako je virtuálne spájkovanie a únik spájky, a zabezpečenie spoľahlivých vnútorných spojení.
Testovanie elektrického výkonu: Testovanie elektrického výkonu, ako je vodivosť, izolačný odpor, impedancia atď., aby sa zabezpečil súlad s konštrukčnými požiadavkami.
Testovanie environmentálnej spoľahlivosti: Simulujte vysokú teplotu, nízku teplotu, vlhkosť, vibrácie, nárazy a iné prostredia použitia, aby ste otestovali stabilitu a spoľahlivosť výkonu PCB.
Trhové uplatnenie lekárskych diagnostických zariadení PCB
Lekárske zobrazovacie zariadenia
CT vybavenie: dosky plošných spojov v moduloch detektorov, dosky na zber údajov a dosky na rekonštrukciu obrazu určujú kvalitu obrazu a rýchlosť skenovania. Vysoko presné dosky plošných spojov pomáhajú pri presnom získavaní a prenose signálu, čím sa dosahuje rekonštrukcia obrazu.
Zariadenia MRI: RF prenosová a prijímacia doska, gradientová zosilňovacia doska a iné dosky plošných spojov vyžadujú vysoko{0}}výkonné materiály a procesy na zabezpečenie vysokofrekvenčného{1}}prenosu signálu, majú dobrú elektromagnetickú kompatibilitu a získavajú vysoko-kvalitné snímky magnetickej rezonancie.
Ultrazvukové diagnostické zariadenia: PCB sa zameriava na zosilnenie a spracovanie signálu. Pri konštrukcii ultrazvukových sond sa dosahuje presné zosilnenie a prenos malých signálov, aby sa splnili požiadavky miniaturizácie a flexibility, čo ovplyvňuje presnosť diagnostických výsledkov.
Diagnostické zariadenia in vitro
Biochemický analyzátor: PCB riadi rôzne moduly prístroja, presne kontroluje množstvo pridávanej vzorky a zabezpečuje presné a reprodukovateľné výsledky detekcie.
Imunitný analyzátor: spĺňa požiadavky na vysoko{0}}rýchlostné spracovanie údajov a presnú detekciu signálu, je kompatibilný s rôznymi detekčnými činidlami a senzormi a poskytuje spoľahlivé výsledky imunitnej detekcie.
Molekulárne diagnostické vybavenie: podporuje technológie amplifikácie, sekvenovania a analýzy nukleových kyselín s vysoko{0}}rýchlostným prenosom a spracovaním údajov a poskytuje presné informácie pre genetickú diagnostiku.
Lekárska PCB vysoká-frekvencia