Lääketieteellinen diagnostiikkalaite on tehokas apu lääkäreille tilan tarkassa diagnosoinnissa, ja sen sisäistä piirilevyä voidaan kutsua laitteen "hermoverkoksi", jolla on keskeinen rooli signaalin siirrossa, käsittelyssä ja toiminnallisessa toteutuksessa. Erikoissovellusskenaarioiden vuoksi lääketieteellisten diagnostisten laitteiden painettujen piirilevyjen suunnittelulle ja valmistukseen liittyy monia ainutlaatuisia vaatimuksia.
Erityisvaatimukset lääketieteellisten diagnostisten laitteiden piirilevyille
Korkea tarkkuus ja korkea luotettavuus
Lääketieteellisen diagnoosin tulos liittyy potilaan diagnoosiin ja hoitoon, eivätkä virheet ole sallittuja, joten piirilevyn tarkkuuden tulee olla erittäin korkea. Esimerkkinä CT-koneet asetetaan tiukat vaatimukset piirin sijoittelulle ja lähetystarkkuudelle signaalin hankinnan ja käsittelyn aikana. Pieninkin poikkeama piirissä voi merkittävästi heikentää kuvan resoluutiota ja vaikuttaa lääkärin harkintaan. Samanaikaisesti painettujen piirilevyjen on myös oltava erittäin luotettavia ja pystyttävä toimimaan vakaasti pitkäaikaisessa-jatkuvassa työssä, mikä varmistaa sujuvan diagnoosin.
Hyvä sähkömagneettinen yhteensopivuus
Sähkömagneettiset häiriöt lääketieteellisessä ympäristössä ovat monimutkaisia, mikä edellyttää lääketieteellisten diagnostisten laitteiden painettujen piirilevyjen erinomaista sähkömagneettista yhteensopivuutta. Toisaalta estä itseäsi häiritsemästä muita laitteita; Toisaalta se kestää ulkoisia häiriöitä ja varmistaa vakaan toiminnan. Suunnittelussa on välttämätöntä suunnitella maadoitus-, teho- ja signaalijohdot järkevästi ja käyttää suojausta, suodatusta ja muita tekniikoita sähkömagneettisten häiriöiden ja säteilyn vähentämiseksi.
Sopeudu ankariin työympäristöihin
Lääketieteellisillä diagnostisilla laitteilla on erilaisia käyttöskenaarioita, jotka vaihtelevat alhaisen-lämpötilojen kylmäketjuista{1}}korkean lämpötilan leikkaussaleihin, ja ne voivat myös kohdata tärinää. Tämä edellyttää, että piirilevyt pystyvät sopeutumaan äärimmäisiin ympäristöihin, kuten -40 asteen alhaiseen lämpötilaan ja 85 % kosteuteen, niillä on riittävä seisminen ja iskunkestävyys ja ne toimivat normaalisti erilaisissa monimutkaisissa olosuhteissa.
Piirilevyjen suunnittelupisteet lääketieteellisille diagnostisille laitteille
Materiaalin valinta
Alustamateriaali: Korkean suorituskyvyn alustat valitaan usein laitevaatimusten mukaan. Polyimidi on lämmönkestävää-ja soveltuu laitteisiin korkeissa-lämpötiloissa; Polytetrafluorietyleenillä on alhainen dielektrisyysvakio ja -häviö, ja se sopii korkeataajuiseen signaalinsiirtoon, kuten MRI-laitteiden piirilevyihin; Huippuluokan laitteet käyttävät myös keraamisia substraatteja, joilla on erinomaiset mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet.
Juotosmaskin materiaali: Sillä on oltava hyvä biologinen yhteensopivuus, ja siinä käytetään usein IPC-SM-840DClassH-standardin mukaista juotosmaskin mustetta turvallisen käytön varmistamiseksi.
Pintakäsittelymateriaalit: Kemiallisia nikkelipinnoitteita tai orgaanisia hitsattavia suojakerroksia käytetään yleisesti, mikä voi parantaa johtavuutta ja hapettumiskestävyyttä, vähentää lyijyn saastumista ja täyttää lääketeollisuuden ympäristö- ja turvallisuusvaatimukset.
Sähkösuunnittelu
Nopea signaalin eheyssuunnittelu: Esimerkiksi CT-tiedonkeruulevyt vaativat erittäin korkean signaalin eheyden. Suunnittelun aikana on tarpeen ohjata differentiaaliimpedanssia tarkasti, yleensä ± 7 %:n sisällä, ja validoida se EyeDiagram- ja S-parametreilla johdotuksen ja piirien optimoimiseksi, mikä varmistaa nopean -signaalien vakaan siirron.
EMI/EMC-suunnittelu: IEC60601-1-2-standardin mukaisesti toteutetaan toimenpiteitä, kuten kaavoitussuunnittelu, suojakerrosten asettaminen ja eristysteknologian käyttö sähkömagneettisen yhteensopivuuden parantamiseksi.
Maadoitusjärjestelmän suunnittelu: Ota käyttöön digitaalinen/analoginen maadoitus- ja yhden pisteen maadoitusstrategia varmistaaksesi, että lääketieteellisten diagnostisten laitteiden yhteismoodin hylkäyssuhde täyttää vaatimukset, vähentää maadoitushäiriöitä ja parantaa -häiriöiden estokykyä ja signaalin laatua.
layout suunnittelu
Lääketieteellisten laitteiden miniatyrisointitrendin mukaan piirilevyasettelun tulisi järjestää komponentit kohtuullisesti rajoitettuun tilaan ottaen huomioon sähköliitännät, lämmönpoisto ja kunnossapito. Esimerkiksi kannettavissa ultraäänidiagnostiikkalaitteissa, vaikka asettelu on kompakti, lämmönpoistokanavat tulisi varata lämmityselementeille signaalin siirtotien lyhentämiseksi ja häiriöiden vähentämiseksi.
Lääketieteellisten diagnostisten laitteiden piirilevyjen valmistusprosessi
Hieno käsittely
Poraus ja jyrsintä: Lääketieteellisten diagnostisten laitteiden piirilevyn koko ja muoto ovat monimutkaisia, ja porauksen on varmistettava reiän halkaisijan tarkkuus. Pienen läpireiän halkaisijan-toleranssia tulisi säätää hyvin pienellä alueella, kuten ± 0,01 mm. Jyrsinnällä tehdään ulkoääriviiva, mikä varmistaa tarkkuuden ja pinnan laadun.
Lasersuorakuvaustekniikka: Hienopiirin valmistuksen saavuttamiseksi käytetään usein LDI-tekniikkaa. Perinteiseen litografiaan verrattuna LDI-tekniikalla on suurempi tarkkuus ja tarkkuus, ja se voi tuottaa piirejä pienemmällä viivan leveydellä/välillä. Esimerkiksi korkealaatuisten-lääketieteellisten kuvantamislaitteiden piirilevyn viivanleveys/väli voi olla 0,075 mm/0,075 mm tai jopa pienempi.
Monikerroslevyjen valmistus
Sisäkerroksen piirien tuotanto: Fotolitografiaa ja syövytystä käytetään sisäkerroksen piirien tuottamiseen kuparifolioalustoille tarkkuuden varmistamiseksi ja oikosulkujen ja avoimen virtapiirin estämiseksi.
Laminoitu prosessi: Sisäkerroksen levy, puolikovettunut levy ja ulompi kuparifolio laminoidaan korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa. Lämpötilan, paineen ja ajan tarkka säätö varmistaa tiiviin välikerrossidoksen, Z--akselin lämpölaajenemiskertoimen hallinnan ja läpimenevän-reiän luotettavuuden riskin pienentämisen.
Ulkokerroksen piirin valmistus ja pintakäsittely: Ulomman kerroksen piirille tehdään valolitografia ja etsaus, jota seuraa pintakäsittely, kuten kullatus ja hopeapinnoitus suunnitelman mukaisesti, johtavuuden, hapettumiskestävyyden ja hitsauksen luotettavuuden parantamiseksi.
tiukka testaus
Automaattinen optinen tarkastus: tarkasta kattavasti piirilevyn ulkonäkö, vertaa vakiokuvia, suorita oikosulkujen, avointen piirien ja muiden ongelmien vianmääritys ulkonäön laadun varmistamiseksi.
Röntgentestaus: käytetään monikerroksisten levyjen sisäisten läpivientien ja juotosliitosten tarkastamiseen, vikojen, kuten virtuaalisen juottamisen ja juotteen vuotojen, tarkastamiseen ja luotettavien sisäisten liitäntöjen varmistamiseksi.
Sähköisen suorituskyvyn testaus: Sähköisen suorituskyvyn, kuten johtavuuden, eristysvastuksen, impedanssin jne., testaus suunnitteluvaatimusten noudattamisen varmistamiseksi.
Ympäristön luotettavuuden testaus: Simuloi korkeaa lämpötilaa, alhaista lämpötilaa, kosteutta, tärinää, iskuja ja muita käyttöympäristöjä testataksesi piirilevyjen suorituskyvyn vakautta ja luotettavuutta.
Lääketieteellisten diagnostisten laitteiden markkinasovellus PCB
Lääketieteelliset kuvantamislaitteet
CT-laitteet: painetut piirilevyt ilmaisinmoduuleissa, tiedonkeruulevyt ja kuvan rekonstruktiolevyt määrittävät kuvan laadun ja skannausnopeuden. Erittäin tarkat painetut piirilevyt auttavat tarkassa signaalin hankinnassa ja siirtämisessä, jolloin saadaan kuvan rekonstruktio.
MRI-laitteet: RF-lähetys- ja vastaanottolevy, gradienttivahvistinlevy ja muut painetut piirilevyt vaativat korkean -suorituskyvyn materiaaleja ja prosesseja korkeataajuisen signaalin-lähetyksen, hyvän sähkömagneettisen yhteensopivuuden ja korkealaatuisten magneettiresonanssikuvien saamiseksi.
Ultraäänidiagnostiikkalaitteet: PCB keskittyy signaalin vahvistamiseen ja käsittelyyn. Ultraääniantureiden suunnittelussa saavutetaan pienten signaalien tarkka vahvistus ja lähetys miniatyrisoinnin ja joustavuuden vaatimusten täyttämiseksi, mikä vaikuttaa diagnostisten tulosten tarkkuuteen.
In vitro -diagnostiikkalaitteet
Biokemiallinen analysaattori: PCB ohjaa laitteen eri moduuleja, ohjaa tarkasti lisättävän näytteen määrää ja varmistaa tarkat ja toistettavat tunnistustulokset.
Immuunianalysaattori: täyttää nopean{0}}tietojenkäsittelyn ja tarkan signaalintunnistuksen vaatimukset, on yhteensopiva erilaisten tunnistusreagenssien ja -anturien kanssa ja tarjoaa luotettavia immuunijärjestelmän tunnistustuloksia.
Molekyylidiagnostiikkalaitteet: tukevat nukleiinihappojen monistus-, sekvensointi- ja analyysitekniikoita, joissa on nopeat{0}}tiedonsiirto- ja käsittelyominaisuudet, jotka tarjoavat tarkkoja tietoja geneettistä diagnoosia varten.
Lääketieteellinen PCB korkea{0}}taajuus