El equipo de diagnóstico médico es un poderoso asistente para que los médicos diagnostiquen con precisión la afección, y su PCB interna puede denominarse la "red neuronal" del equipo, desempeñando un papel clave en la transmisión, el procesamiento y la implementación funcional de la señal. Debido a los escenarios de aplicación especiales, existen muchos requisitos únicos para el diseño y fabricación de placas de circuito impreso para equipos de diagnóstico médico.
Requisitos especiales para PCB de equipos de diagnóstico médico.
Alta precisión y alta confiabilidad
El resultado del diagnóstico médico está relacionado con el diagnóstico y tratamiento del paciente y no se permiten errores, por lo que la precisión de la PCB debe ser extremadamente alta. Tomando como ejemplo las máquinas CT, se imponen requisitos estrictos al diseño del circuito y la precisión de la transmisión durante la adquisición y el procesamiento de señales. Incluso la más mínima desviación en el circuito puede reducir significativamente la resolución de la imagen y afectar el criterio del médico. Al mismo tiempo, las placas de circuito impreso también deben tener una alta confiabilidad y poder funcionar de manera estable en un trabajo continuo a largo plazo-, lo que garantiza un diagnóstico fluido.
Buena compatibilidad electromagnética
La interferencia electromagnética en el entorno médico es compleja, lo que requiere una excelente compatibilidad electromagnética de las placas de circuito impreso de los equipos de diagnóstico médico. Por un lado, evitar interferir con otros dispositivos; Por otro lado, puede resistir interferencias externas y garantizar un funcionamiento estable. Al diseñar, es necesario planificar razonablemente las líneas de conexión a tierra, alimentación y señal, y utilizar blindaje, filtrado y otras tecnologías para reducir la interferencia y la radiación electromagnética.
Adaptarse a entornos laborales hostiles
Los equipos de diagnóstico médico tienen diversos escenarios de uso, que van desde cadenas de frío-de baja temperatura hasta quirófanos de alta-temperatura, y también pueden sufrir impactos de vibración. Esto requiere que las placas de circuito impreso puedan adaptarse a entornos extremos, como temperaturas bajas de -40 grados y 85% de humedad, posean suficiente resistencia sísmica y al impacto y funcionen normalmente en diversas condiciones complejas.
Puntos de diseño de PCB para equipos de diagnóstico médico.
Selección de materiales
Material del sustrato: los sustratos de alto rendimiento a menudo se seleccionan según los requisitos del equipo. La poliimida es resistente al calor-y adecuada para equipos en entornos de alta-temperatura; El politetrafluoroetileno tiene una constante y pérdida dieléctrica baja, adecuado para la transmisión de señales de alta-frecuencia, como la PCB de equipos de resonancia magnética; Los dispositivos de alta gama también utilizan sustratos cerámicos, que tienen excelentes propiedades mecánicas y eléctricas.
Material de máscara de soldadura: debe tener una buena biocompatibilidad y, a menudo, utiliza tinta de máscara de soldadura que cumple con el estándar IPC-SM-840DClassH para garantizar un uso seguro.
Materiales de tratamiento de superficies: comúnmente se utilizan un baño químico de níquel-oro o capas protectoras orgánicas soldables, que pueden mejorar la conductividad y la resistencia a la oxidación, reducir la contaminación por plomo y cumplir con los requisitos ambientales y de seguridad de la industria médica.
Diseño eléctrico
Diseño de integridad de señal de alta velocidad: por ejemplo, las placas de adquisición de datos CT requieren una integridad de señal extremadamente alta. Durante el diseño, es necesario controlar con precisión la impedancia diferencial, generalmente dentro de ± 7 %, y validarla con los parámetros EyeDiagram y S para optimizar el cableado y los circuitos, asegurando una transmisión estable de señales de alta-velocidad.
Diseño EMI/EMC: Siguiendo el estándar IEC60601-1-2, se toman medidas como el diseño de zonas, el establecimiento de capas de blindaje y el uso de tecnología de aislamiento para mejorar la compatibilidad electromagnética.
Diseño del sistema de conexión a tierra: implemente una separación de tierra digital/analógica y una estrategia de conexión a tierra de un solo punto para garantizar que la relación de rechazo de modo común de los equipos de diagnóstico médico cumpla con los requisitos, reduzca la interferencia de la conexión a tierra y mejore la capacidad anti-interferencia y la calidad de la señal.
diseño de maquetación
Bajo la tendencia de miniaturización de los equipos médicos, el diseño de la PCB debe disponer los componentes de manera razonable en un espacio limitado, teniendo en cuenta las conexiones eléctricas, la disipación de calor y el mantenimiento. Por ejemplo, en los dispositivos portátiles de diagnóstico por ultrasonido, si bien el diseño es compacto, los canales de disipación de calor deben reservarse para los elementos calefactores para acortar la ruta de transmisión de la señal y reducir la interferencia.
Proceso de fabricación de PCB para equipos de diagnóstico médico.
Procesamiento fino
Perforación y fresado: el tamaño y la forma de la PCB de los equipos de diagnóstico médico son complejos y la perforación debe garantizar la precisión del diámetro del orificio. La tolerancia del diámetro del orificio pasante-pequeño debe controlarse dentro de un rango muy pequeño, como ± 0,01 mm. El fresado se utiliza para realizar el contorno exterior, garantizando la precisión y la calidad de la superficie.
Tecnología de imagen directa por láser: para lograr una fabricación de circuitos fina, a menudo se utiliza la tecnología LDI. En comparación con la litografía tradicional, la tecnología LDI tiene mayor resolución y precisión, y puede producir circuitos con menor ancho/espaciado de línea. Por ejemplo, el ancho/espaciado de línea de PCB de equipos de imágenes médicas-de alta gama puede alcanzar 0,075 mm/0,075 mm o incluso menos.
Producción de tableros multicapa
Producción de circuitos de capa interna: la fotolitografía y el grabado se utilizan para producir circuitos de capa interna sobre sustratos de láminas de cobre para garantizar la precisión y evitar cortocircuitos y circuitos abiertos.
Proceso laminado: el tablero de la capa interna, la lámina semicurada y la lámina de cobre exterior se laminan a alta temperatura y alta presión, con un control preciso de la temperatura, la presión y el tiempo para garantizar una unión estrecha entre las capas, el control del coeficiente de expansión térmica del eje Z-y la reducción del riesgo de confiabilidad de los orificios-.
Fabricación del circuito de la capa exterior y tratamiento de la superficie: el circuito de la capa exterior se somete a fotolitografía y grabado, seguido de un tratamiento de la superficie, como enchapado en oro y deposición de plata, según el diseño, para mejorar la conductividad, la resistencia a la oxidación y la confiabilidad de la soldadura.
pruebas estrictas
Inspección óptica automática: inspeccione exhaustivamente la apariencia de la PCB, compare imágenes estándar, solucione problemas de cortocircuitos, circuitos abiertos y otros problemas para garantizar la calidad de la apariencia.
Prueba de rayos X-: se utiliza para inspeccionar las vías internas y las uniones de soldadura de placas multi-capa, comprobar si hay defectos como soldadura virtual y fugas de soldadura, y garantizar conexiones internas confiables.
Pruebas de rendimiento eléctrico: Pruebas de rendimiento eléctrico como conductividad, resistencia de aislamiento, impedancia, etc. para garantizar el cumplimiento de los requisitos de diseño.
Pruebas de confiabilidad ambiental: simule alta temperatura, baja temperatura, humedad, vibración, impacto y otros entornos de uso para probar la estabilidad y confiabilidad del rendimiento de la PCB.
Aplicación de mercado de PCB para equipos de diagnóstico médico
Equipo de imágenes médicas
Equipo de CT: las placas de circuito impreso en los módulos detectores, las placas de adquisición de datos y las placas de reconstrucción de imágenes determinan la calidad de la imagen y la velocidad de escaneo. Las placas de circuito impreso de alta precisión ayudan a adquirir y transmitir señales con precisión, logrando la reconstrucción de imágenes.
Equipos de resonancia magnética: la placa de transmisión y recepción de RF, la placa amplificadora de gradiente y otras placas de circuito impreso requieren materiales y procesos de alto-rendimiento para garantizar la transmisión de señales de alta-frecuencia, tener buena compatibilidad electromagnética y obtener imágenes de resonancia magnética de alta-calidad.
Equipo de diagnóstico ultrasónico: la PCB se centra en la amplificación y el procesamiento de señales. En el diseño de sondas ultrasónicas, se logra una amplificación y transmisión precisa de pequeñas señales para cumplir con los requisitos de miniaturización y flexibilidad, lo que afecta la precisión de los resultados del diagnóstico.
Equipos de diagnóstico in vitro.
Analizador bioquímico: la PCB controla varios módulos del instrumento, controla con precisión la cantidad de adición de muestra y garantiza resultados de detección precisos y reproducibles.
Analizador inmunológico: cumple con los requisitos de procesamiento de datos de alta-velocidad y detección precisa de señales, es compatible con diferentes reactivos y sensores de detección y proporciona resultados de detección inmune confiables.
Equipo de diagnóstico molecular: admite tecnologías de análisis, secuenciación y amplificación de ácidos nucleicos, con capacidades de procesamiento y transmisión de datos de alta-velocidad, lo que proporciona información precisa para el diagnóstico genético.
PCB médico de alta-frecuencia