L'equip de diagnòstic mèdic és un potent assistent perquè els metges diagnostiquin amb precisió la condició, i la seva PCB interna es pot anomenar "xarxa neuronal" de l'equip, jugant un paper clau en la transmissió, processament i implementació funcional del senyal. A causa dels escenaris d'aplicació especials, hi ha molts requisits únics per al disseny i la fabricació de plaques de circuits impresos per a equips de diagnòstic mèdic.
Requisits especials per a PCB d'equips de diagnòstic mèdic
Alta precisió i alta fiabilitat
El resultat del diagnòstic mèdic està relacionat amb el diagnòstic i el tractament del pacient, i no es permeten errors, de manera que la precisió de la PCB ha de ser extremadament alta. Prenent com a exemple les màquines de TC, s'estableixen requisits estrictes sobre el disseny del circuit i la precisió de la transmissió durant l'adquisició i el processament del senyal. Fins i tot la més petita desviació del circuit pot reduir significativament la resolució de la imatge i afectar el judici del metge. Al mateix temps, les plaques de circuits impresos també han de tenir una alta fiabilitat i poder funcionar de manera estable en treballs continus a llarg termini-, garantint un diagnòstic fluid.
Bona compatibilitat electromagnètica
La interferència electromagnètica en l'entorn mèdic és complexa, la qual cosa requereix una excel·lent compatibilitat electromagnètica de les plaques de circuits impresos d'equips de diagnòstic mèdic. D'una banda, evitar interferir amb altres dispositius; D'altra banda, pot resistir interferències externes i garantir un funcionament estable. A l'hora de dissenyar, cal planificar raonablement la connexió a terra, l'alimentació i les línies de senyal, i utilitzar blindatges, filtratge i altres tecnologies per reduir la interferència i la radiació electromagnètica.
Adaptar-se a entorns de treball durs
Els equips de diagnòstic mèdic tenen diferents escenaris d'ús, que van des de cadenes de fred de baixa-temperatura fins a quiròfans d'alta-temperatura, i també poden patir impactes de vibracions. Això requereix que les plaques de circuit imprès puguin adaptar-se a entorns extrems com ara -40 graus de baixa temperatura i un 85% d'humitat, tinguin suficient resistència sísmica i impacte i funcionin normalment en diverses condicions complexes.
Disseny de punts de PCB per a equips de diagnòstic mèdic
Selecció de material
Material del substrat: els substrats d'alt rendiment es seleccionen sovint segons els requisits de l'equip. La poliimida és resistent a la calor-i adequada per a equips en entorns-d'alta temperatura; El politetrafluoroetilè té una baixa constant i pèrdua dielèctrica, adequat per a la transmissió de senyals d'alta-freqüència, com ara PCB d'equips de ressonància magnètica; Els dispositius de gamma alta també utilitzen substrats ceràmics, que tenen excel·lents propietats mecàniques i elèctriques.
Material de màscara de soldadura: ha de tenir una bona biocompatibilitat i sovint utilitza tinta de màscara de soldadura que compleix l'estàndard IPC-SM-840DClassH per garantir un ús segur.
Materials de tractament de superfícies: s'utilitzen habitualment capes protectores de níquel químic o capes de protecció orgàniques soldables, que poden millorar la conductivitat i la resistència a l'oxidació, reduir la contaminació per plom i complir els requisits ambientals i de seguretat de la indústria mèdica.
Disseny elèctric
Disseny d'integritat del senyal d'alta velocitat: per exemple, les plaques d'adquisició de dades CT requereixen una integritat del senyal extremadament alta. Durant el disseny, cal controlar amb precisió la impedància diferencial, generalment dins del ± 7%, i validar-la amb els paràmetres EyeDiagram i S per optimitzar el cablejat i els circuits, garantint una transmissió estable de senyals d'alta velocitat-.
Disseny EMI/EMC: seguint l'estàndard IEC60601-1-2, es prenen mesures com ara el disseny de zones, la configuració de capes de blindatge i l'ús de tecnologia d'aïllament per millorar la compatibilitat electromagnètica.
Disseny del sistema de connexió a terra: implementeu una estratègia de separació de terra digital/analògica i de connexió a terra d'un sol punt per garantir que la relació de rebuig en mode comú dels equips de diagnòstic mèdic compleixi els requisits, reduir les interferències de connexió a terra i millorar la capacitat anti-interferència i la qualitat del senyal.
disseny de maquetació
Sota la tendència de miniaturització dels equips mèdics, la disposició de la PCB hauria d'organitzar els components de manera raonable en un espai limitat, tenint en compte les connexions elèctriques, la dissipació de calor i el manteniment. Per exemple, en dispositius de diagnòstic d'ultrasons portàtils, mentre que el disseny és compacte, els canals de dissipació de calor s'han de reservar per als elements de calefacció per escurçar el camí de transmissió del senyal i reduir les interferències.
Procés de fabricació de PCB per a equips de diagnòstic mèdic
Processament fi
Perforació i fresat: la mida i la forma de la PCB dels equips de diagnòstic mèdic són complexes i la perforació ha de garantir la precisió del diàmetre del forat. La tolerància del petit diàmetre-del forat passant s'ha de controlar dins d'un rang molt reduït, com ara ± 0,01 mm. El fresat s'utilitza per fer el contorn exterior, assegurant la precisió i la qualitat de la superfície.
Tecnologia d'imatge directa làser: per aconseguir la fabricació de circuits fins, s'utilitza sovint la tecnologia LDI. En comparació amb la litografia tradicional, la tecnologia LDI té una resolució i precisió més alta i pot produir circuits amb una amplada/espaiat de línia més reduït. Per exemple, l'amplada/espaiat de línia de PCB d'equips d'imatge mèdica-de gamma alta pot arribar a 0,075 mm/0,075 mm o fins i tot més petits.
Producció de taulers multicapa
Producció de circuits de capa interna: la fotolitografia i el gravat s'utilitzen per produir circuits de capa interna sobre substrats de làmines de coure per garantir la precisió i evitar curtcircuits i circuits oberts.
Procés laminat: el tauler de la capa interior, la làmina semicurada i la làmina de coure exterior es laminen a alta temperatura i alta pressió, amb un control precís de la temperatura, la pressió i el temps per garantir una unió entre capes estretes, el control del coeficient d'expansió tèrmica de l'eix Z-i la reducció del risc de fiabilitat del{{1}forat passant.
Fabricació i tractament superficial del circuit de la capa exterior: el circuit de la capa exterior es sotmet a fotolitografia i gravat, seguit d'un tractament superficial com ara el xapat d'or i la deposició de plata segons el disseny, per millorar la conductivitat, la resistència a l'oxidació i la fiabilitat de la soldadura.
proves estrictes
Inspecció òptica automàtica: inspeccioneu exhaustivament l'aspecte de la PCB, compareu imatges estàndard, solucioneu problemes de curtcircuits, circuits oberts i altres problemes per garantir la qualitat de l'aparença.
Proves de raigs X-: s'utilitzen per inspeccionar les vies internes i les juntes de soldadura de plaques multi-capes, comprovar si hi ha defectes com ara soldadura virtual i fuites de soldadura i garantir connexions internes fiables.
Proves de rendiment elèctric: prova de rendiment elèctric com ara conductivitat, resistència d'aïllament, impedància, etc. per garantir el compliment dels requisits de disseny.
Proves de fiabilitat ambiental: simulació d'alta temperatura, baixa temperatura, humitat, vibració, impacte i altres entorns d'ús per provar l'estabilitat i la fiabilitat del rendiment de la PCB.
Aplicació al mercat de PCB d'equips de diagnòstic mèdic
Equips d'imatge mèdica
Equips de TC: plaques de circuits impresos en mòduls detectors, plaques d'adquisició de dades i plaques de reconstrucció d'imatges determinen la qualitat de la imatge i la velocitat d'escaneig. Les plaques de circuits impresos d'alta precisió ajuden a l'adquisició i transmissió de senyals precises, aconseguint la reconstrucció de la imatge.
Equips de ressonància magnètica: la placa de transmissió i recepció de RF, la placa amplificadora de gradient i altres plaques de circuits impresos requereixen materials i processos d'alt rendiment-per garantir la transmissió del senyal d'alta-freqüència, tenir una bona compatibilitat electromagnètica i obtenir imatges de ressonància magnètica d'alta-qualitat.
Equips de diagnòstic per ultrasons: PCB se centra en l'amplificació i processament del senyal. En el disseny de sondes ultrasòniques, s'aconsegueix una amplificació i transmissió precisa de petits senyals per complir els requisits de miniaturització i flexibilitat, que afecta la precisió dels resultats de diagnòstic.
Equips de diagnòstic in vitro
Analitzador bioquímic: PCB controla diversos mòduls de l'instrument, controla amb precisió la quantitat d'addició de la mostra i garanteix resultats de detecció precisos i reproduïbles.
Analitzador immune: compleix els requisits de processament de dades d'alta-velocitat i detecció de senyal precisa, compatible amb diferents reactius i sensors de detecció, i proporciona resultats de detecció immune fiables.
Equip de diagnòstic molecular: admet tecnologies d'amplificació, seqüenciació i anàlisi d'àcids nucleics, amb capacitats de transmissió i processament de dades d'alta{0}}velocitat, que proporcionen informació precisa per al diagnòstic genètic.
PCB mèdica d'alta{0}freqüència