Medicinsk diagnostisk utrustning är en kraftfull assistent för läkare att korrekt diagnostisera tillståndet, och dess interna PCB kan kallas utrustningens "neurala nätverk" och spelar en nyckelroll i signalöverföring, bearbetning och funktionell implementering. På grund av de speciella tillämpningsscenarierna finns det många unika krav för design och tillverkning av kretskort för medicinsk diagnostisk utrustning.
Särskilda krav för PCB för medicinsk diagnostisk utrustning
Hög precision och hög tillförlitlighet
Det medicinska diagnosresultatet är relaterat till patientens diagnos och behandling, och fel är inte tillåtna, så PCB-noggrannheten måste vara extremt hög. Om man tar CT-maskiner som exempel ställs höga krav på kretslayouten och överföringsnoggrannheten under signalinsamling och bearbetning. Även den minsta avvikelse i kretsen kan avsevärt minska bildupplösningen och påverka läkarens omdöme. Samtidigt måste kretskort också ha hög tillförlitlighet och kunna fungera stabilt i långvarigt kontinuerligt arbete, vilket säkerställer smidig diagnos.
Bra elektromagnetisk kompatibilitet
Den elektromagnetiska störningen i den medicinska miljön är komplex, vilket kräver utmärkt elektromagnetisk kompatibilitet för kretskort för medicinsk diagnostisk utrustning. Å ena sidan, förhindra sig själv från att störa andra enheter; Å andra sidan kan den motstå externa störningar och säkerställa stabil drift. Vid konstruktion är det nödvändigt att planera jordnings-, kraft- och signalledningarna på ett rimligt sätt och använda skärmning, filtrering och andra tekniker för att minska elektromagnetisk störning och strålning.
Anpassa dig till tuffa arbetsmiljöer
Medicinsk diagnostisk utrustning har olika användningsscenarier, allt från kylkedjor med låg-temperatur till operationssalar med hög-temperatur och kan även stöta på vibrationspåverkan. Detta kräver att kretskort kan anpassa sig till extrema miljöer som -40 grader låg temperatur och 85% luftfuktighet, har tillräcklig seismisk motståndskraft och slaghållfasthet och fungerar normalt under olika komplexa förhållanden.
Designpunkter för PCB för medicinsk diagnostisk utrustning
Materialval
Substratmaterial: Högpresterande substrat väljs ofta enligt utrustningskrav. Polyimid är värme-beständig och lämplig för utrustning i hög-temperaturmiljö; Polytetrafluoreten har låg dielektricitetskonstant och förlust, lämplig för hög-signalöverföring, såsom MRI-utrustning PCB; Avancerade enheter använder också keramiska substrat, som har utmärkta mekaniska och elektriska egenskaper.
Lödmaskmaterial: Den måste ha god biokompatibilitet och använder ofta lödmaskbläck som uppfyller IPC-SM-840DClassH-standarden för att säkerställa säker användning.
Ytbehandlingsmaterial: Kemisk nickelguldplätering eller organiska svetsbara skyddsskikt används ofta, vilket kan förbättra ledningsförmåga och oxidationsbeständighet, minska blyföroreningar och uppfylla miljö- och säkerhetskraven från den medicinska industrin.
Elektrisk design
Design för höghastighetssignalintegritet: Till exempel kräver CT-datainsamlingskort extremt hög signalintegritet. Under konstruktionen är det nödvändigt att exakt kontrollera differentialimpedansen, vanligtvis inom ± 7 %, och validera den med EyeDiagram och S-parametrar för att optimera ledningar och kretsar, vilket säkerställer stabil överföring av höghastighetssignaler-.
EMI/EMC-design: Enligt IEC60601-1-2-standarden vidtas åtgärder som zonindelning, inställning av skärmskikt och användning av isoleringsteknik för att förbättra den elektromagnetiska kompatibiliteten.
Utformning av jordsystem: Implementera digital/analog jordseparation och enpunktsjordningsstrategi för att säkerställa att avvisningsförhållandet för gemensamt läge för medicinsk diagnostisk utrustning uppfyller kraven, minska jordstörningar och förbättra anti-störningsförmågan och signalkvaliteten.
layout design
Under trenden med miniatyrisering av medicinsk utrustning bör PCB-layouten ordna komponenter rimligt i begränsat utrymme, med hänsyn till elektriska anslutningar, värmeavledning och underhåll. Till exempel, i bärbara ultraljudsdiagnostiska enheter, medan layouten är kompakt, bör värmeavledningskanaler reserveras för värmeelementen för att förkorta signalöverföringsvägen och minska störningar.
Tillverkningsprocess av PCB för medicinsk diagnostisk utrustning
Fin bearbetning
Borrning och fräsning: PCb-storleken och formen på medicinsk diagnostisk utrustning är komplex, och borrningen måste säkerställa noggrannheten hos håldiametern. Toleransen för det lilla genomgående-hålets diameter bör kontrolleras inom ett mycket litet område, såsom ± 0,01 mm. Fräsning används för att göra den yttre konturen, vilket säkerställer noggrannhet och ytkvalitet.
Laserdirektavbildningsteknik: För att åstadkomma finkretsframställning används ofta LDI-teknik. Jämfört med traditionell litografi har LDI-tekniken högre upplösning och noggrannhet och kan producera kretsar med mindre linjebredd/avstånd. Till exempel kan hög-avbildningsutrustnings ledningsbredd och -avstånd nå 0,075 mm/0,075 mm eller ännu mindre.
Tillverkning av kartong i flera lager
Kretsproduktion för inre skikt: Fotolitografi och etsning används för att producera kretsar för inre skikt på kopparfoliesubstrat för att säkerställa noggrannhet och förhindra kortslutningar och öppna kretsar.
Laminerad process: Den inre skiktskivan, den halvhärdade plåten och den yttre kopparfolien lamineras under hög temperatur och högt tryck, med exakt kontroll av temperatur, tryck och tid för att säkerställa tät bindning mellan skikten, kontroll av Z-axelns termiska expansionskoefficient och minskning av risken för tillförlitlighet genom-hål.
Yttre lagerkretstillverkning och ytbehandling: Det yttre lagerkretsen utsätts för fotolitografi och etsning, följt av ytbehandling som guldplätering och silveravsättning enligt designen, för att förbättra ledningsförmåga, oxidationsbeständighet och svetstillförlitlighet.
strikt testning
Automatisk optisk inspektion: inspektera heltäckande utseendet på PCB, jämför standardbilder, felsök kortslutningar, öppna kretsar och andra problem för att säkerställa utseendets kvalitet.
Röntgentestning: används för att inspektera de interna viaerna och lödfogarna på fler-lagerkort, kontrollera efter defekter som virtuell lödning och lödläckage och säkerställa tillförlitliga interna anslutningar.
Testning av elektrisk prestanda: Testning av elektrisk prestanda såsom konduktivitet, isolationsresistans, impedans etc. för att säkerställa överensstämmelse med designkrav.
Miljöpålitlighetstestning: Simulera hög temperatur, låg temperatur, fuktighet, vibrationer, stötar och andra användningsmiljöer för att testa stabiliteten och tillförlitligheten hos PCB-prestanda.
Marknadstillämpning av medicinsk diagnostisk utrustning pcb
Medicinsk avbildningsutrustning
CT-utrustning: kretskort i detektormoduler, datainsamlingskort och bildrekonstruktionskort bestämmer bildkvalitet och skanningshastighet. Tryckta kretskort med hög precision hjälper till med exakt signalinsamling och överföring och uppnår bildrekonstruktion.
MRI-utrustning: RF-sändnings- och mottagningskort, gradientförstärkarkort och andra tryckta kretskort kräver hög-material och processer för att säkerställa hög-signalöverföring, ha god elektromagnetisk kompatibilitet och få hög-magnetisk resonansbilder.
Ultraljudsdiagnostikutrustning: PCB fokuserar på signalförstärkning och bearbetning. Vid utformningen av ultraljudsonder uppnås exakt förstärkning och överföring av små signaler för att möta kraven på miniatyrisering och flexibilitet, vilket påverkar noggrannheten av diagnostiska resultat.
Utrustning för in vitro-diagnostik
Biokemisk analysator: PCB kontrollerar olika moduler i instrumentet, kontrollerar noggrant mängden provtillsats och säkerställer korrekta och reproducerbara detekteringsresultat.
Immunanalysator: uppfyller kraven för-höghastighetsdatabearbetning och exakt signaldetektering, kompatibel med olika detektionsreagenser och sensorer och ger tillförlitliga immundetekteringsresultat.
Molekylär diagnostisk utrustning: stöder nukleinsyraförstärkning, sekvensering och analysteknik, med-höghastighetsdataöverföring och bearbetningskapacitet, vilket ger korrekt information för genetisk diagnostik.
Medicinsk PCB hög-frekvens