Медичне діагностичне обладнання є потужним помічником для лікарів у точній діагностиці стану, а його внутрішню плату можна назвати «нейронною мережею» обладнання, яка відіграє ключову роль у передачі, обробці та функціональній реалізації сигналу. Через спеціальні сценарії застосування існує багато унікальних вимог до розробки та виробництва друкованих плат медичного діагностичного обладнання.
Спеціальні вимоги до плат медичного діагностичного обладнання
Висока точність і висока надійність
Результат медичного діагнозу пов’язаний з діагнозом і лікуванням пацієнта, і помилки не допускаються, тому точність друкованої плати має бути надзвичайно високою. Якщо взяти як приклад машини КТ, суворі вимоги висуваються до компонування схеми та точності передачі під час отримання та обробки сигналу. Навіть найменше відхилення в схемі може значно знизити роздільну здатність зображення та вплинути на рішення лікаря. У той же час друковані плати також повинні мати високу надійність і бути здатними стабільно працювати в довготривалій безперервній роботі, забезпечуючи безперебійну діагностику.
Хороша електромагнітна сумісність
Електромагнітні перешкоди в медичному середовищі є складними, що вимагає відмінної електромагнітної сумісності друкованих плат медичного діагностичного обладнання. З одного боку, запобігти втручанню в роботу інших пристроїв; З іншого боку, він може протистояти зовнішнім перешкодам і забезпечувати стабільну роботу. При проектуванні необхідно розумно спланувати заземлення, силові та сигнальні лінії, використовувати екранування, фільтрацію та інші технології для зменшення електромагнітних перешкод і випромінювання.
Адаптація до важких робочих умов
Медичне діагностичне обладнання має різноманітні сценарії використання, починаючи від низькотемпературних-холодових ланцюгів до високо{1}}температурних операційних, і також може зазнавати вібраційного впливу. Це вимагає, щоб друковані плати могли адаптуватися до екстремальних умов, таких як низька температура -40 градусів і вологість 85%, мати достатню сейсмостійкість і стійкість до ударів і нормально працювати в різних складних умовах.
Точки проектування плат медичного діагностичного обладнання
Вибір матеріалу
Матеріал підкладки: високоефективні підкладки часто вибираються відповідно до вимог обладнання. Поліімід є термостійким-і підходить для обладнання, яке працює в-високотемпературному середовищі; Політетрафторетилен має низьку діелектричну проникність і втрати, придатний для високочастотної передачі сигналу, як-от друкована плата обладнання МРТ; Високоякісні пристрої також використовують керамічні підкладки, які мають відмінні механічні та електричні властивості.
Матеріал паяльної маски: він повинен мати гарну біосумісність і часто використовує чорнило для паяльної маски, яке відповідає стандарту IPC-SM-840DClassH, щоб забезпечити безпечне використання.
Матеріали для обробки поверхні: зазвичай використовуються захисні шари з хімічного нікелевого золота або органічні зварювані захисні шари, які можуть покращити провідність і стійкість до окислення, зменшити забруднення свинцем і відповідати вимогам охорони навколишнього середовища та безпеки медичної промисловості.
Електричний дизайн
Високошвидкісний дизайн цілісності сигналу: наприклад, плати збору даних КТ вимагають надзвичайно високої цілісності сигналу. Під час проектування необхідно точно контролювати диференціальний опір, як правило, в межах ± 7%, і перевіряти його за допомогою параметрів EyeDiagram і S, щоб оптимізувати проводку та схеми, забезпечуючи стабільну передачу високошвидкісних-сигналів.
Конструкція EMI/EMC: Відповідно до стандарту IEC60601-1-2, для покращення електромагнітної сумісності вживаються такі заходи, як проектування зон, налаштування екрануючих шарів і використання технології ізоляції.
Конструкція системи заземлення: реалізуйте цифрове/аналогове заземлення та стратегію заземлення в одній точці, щоб гарантувати, що коефіцієнт відхилення загального режиму медичного діагностичного обладнання відповідає вимогам, зменшити вплив заземлення та покращити -захист від перешкод і якість сигналу.
дизайн макета
Відповідно до тенденції мініатюризації медичного обладнання компонування друкованої плати має розумно розташовувати компоненти в обмеженому просторі, беручи до уваги електричні з’єднання, розсіювання тепла та обслуговування. Наприклад, у портативних ультразвукових діагностичних пристроях при компактній компоновці канали розсіювання тепла повинні бути зарезервовані для нагрівальних елементів, щоб скоротити шлях передачі сигналу та зменшити перешкоди.
Процес виготовлення друкованих плат для медичного діагностичного обладнання
Тонка обробка
Свердління та фрезерування: розмір і форма друкованої плати медичного діагностичного обладнання складні, і свердління має забезпечувати точність діаметра отвору. Допуск малого наскрізного-діаметра отвору слід контролювати в дуже малому діапазоні, наприклад ± 0,01 мм. Фрезеруванням виконується зовнішній контур, що забезпечує точність і якість поверхні.
Технологія лазерної прямої візуалізації: для досягнення точного виготовлення схеми часто використовується технологія LDI. Порівняно з традиційною літографією, технологія LDI має вищу роздільну здатність і точність, а також може створювати схеми з меншою шириною/інтервалом між лініями. Наприклад, ширина/відстань на платі високоякісного медичного обладнання для обробки зображень може досягати 0,075 мм/0,075 мм або навіть менше.
Виготовлення багатошарових плит
Виготовлення схем внутрішнього шару: фотолітографія та травлення використовуються для виготовлення схем внутрішнього шару на підкладках з мідної фольги, щоб забезпечити точність і запобігти коротким замиканням і розривам ланцюгів.
Процес ламінування: плита внутрішнього шару, напівзатверділий лист і зовнішня мідна фольга ламінуються під високою температурою та високим тиском із точним контролем температури, тиску та часу для забезпечення щільного міжшарового з’єднання, контролю коефіцієнта теплового розширення по осі Z-і зниження ризику надійності через-отвір.
Виготовлення схеми зовнішнього шару та обробка поверхні: схема зовнішнього шару піддається фотолітографії та травленню з подальшою обробкою поверхні, наприклад золотим покриттям і нанесенням срібла відповідно до конструкції, для підвищення провідності, стійкості до окислення та надійності зварювання.
суворе тестування
Автоматична оптична перевірка: всебічно перевірте зовнішній вигляд друкованої плати, порівняйте стандартні зображення, усуньте короткі замикання, розриви та інші проблеми, щоб забезпечити якість зовнішнього вигляду.
Тестування рентгенівським -: використовується для перевірки внутрішніх отворів і паяних з’єднань багатошарових плат, перевірки дефектів, таких як віртуальне паяння та витік припою, і забезпечення надійності внутрішніх з’єднань.
Перевірка електричних характеристик: Перевірка електричних характеристик, таких як провідність, опір ізоляції, імпеданс тощо, для забезпечення відповідності вимогам проекту.
Тестування надійності навколишнього середовища: імітуйте високу температуру, низьку температуру, вологість, вібрацію, удари та інші середовища використання, щоб перевірити стабільність і надійність роботи друкованої плати.
Ринкове застосування медичного діагностичного обладнання pcb
Медичне обладнання для візуалізації
Обладнання КТ: друковані плати в модулях детекторів, плати збору даних, плати реконструкції зображення визначають якість зображення та швидкість сканування. Високоточні друковані плати допомагають у точному отриманні та передачі сигналу, досягаючи реконструкції зображення.
Обладнання для магнітно-резонансної томографії: плата прийому та передачі радіочастот, плата градієнтного підсилювача та інші друковані плати потребують високо-ефективних матеріалів і процесів, щоб забезпечити високо-передачу сигналу, мати хорошу електромагнітну сумісність і отримати високо-якісні магнітно-резонансні зображення.
Ультразвукове діагностичне обладнання: друкована плата фокусується на посиленні та обробці сигналу. У конструкції ультразвукових зондів досягається точне посилення та передача малих сигналів, щоб відповідати вимогам мініатюрності та гнучкості, що впливає на точність результатів діагностики.
Устаткування для діагностики in vitro
Біохімічний аналізатор: плата контролює різні модулі приладу, точно контролює кількість зразка, що додається, і забезпечує точні та відтворювані результати виявлення.
Імуноаналізатор: відповідає вимогам високо-швидкісної обробки даних і точного виявлення сигналу, сумісний з різними реагентами та датчиками для виявлення та забезпечує надійні результати імунного виявлення.
Обладнання для молекулярної діагностики: підтримує технології ампліфікації, секвенування та аналізу нуклеїнових кислот із високо-можливостями передачі та обробки даних, що забезпечує точну інформацію для генетичної діагностики.
Висока-частотна медична друкована плата