ציוד אבחון רפואי לוחות מעגלים מודפסים

ציוד אבחון רפואי הוא מסייע רב עוצמה לרופאים לאבחון מדויק של המצב, וניתן לכנות את ה-PCB הפנימי שלו "הרשת העצבית" של הציוד, הממלאת תפקיד מרכזי בהעברת אותות, עיבוד ויישום פונקציונלי. בשל תרחישי היישום המיוחדים, קיימות דרישות ייחודיות רבות לתכנון וייצור של מעגלים מודפסים של ציוד אבחון רפואי.

דרישות מיוחדות ל-PCB של ציוד אבחון רפואי

דיוק גבוה ואמינות גבוהה

תוצאת האבחון הרפואי קשורה לאבחון ולטיפול של המטופל, ואסור שגיאות, ולכן דיוק ה-PCB חייב להיות גבוה במיוחד. אם ניקח לדוגמה מכונות CT, מונחות דרישות מחמירות לפריסת המעגל ולדיוק השידור במהלך רכישת ועיבוד אותות. אפילו הסטייה הקלה ביותר במעגל יכולה להפחית משמעותית את רזולוציית התמונה ולהשפיע על שיקול דעתו של הרופא. יחד עם זאת, לוחות מעגלים מודפסים חייבים להיות בעלי אמינות גבוהה ויכולים לפעול ביציבות בעבודה מתמשכת-לטווח ארוך, מה שמבטיח אבחון חלק.

תאימות אלקטרומגנטית טובה

ההפרעה האלקטרומגנטית בסביבה הרפואית היא מורכבת, מה שמצריך תאימות אלקטרומגנטית מצוינת של מעגלים מודפסים של ציוד אבחון רפואי. מצד אחד, למנוע מעצמו להפריע למכשירים אחרים; מצד שני, הוא יכול להתנגד להפרעות חיצוניות ולהבטיח פעולה יציבה. בעת התכנון, יש צורך לתכנן את קווי ההארקה, החשמל והאות בצורה סבירה, ולהשתמש במיגון, סינון וטכנולוגיות אחרות כדי להפחית הפרעות אלקטרומגנטיות וקרינה.

הסתגלות לסביבות עבודה קשות

לציוד אבחון רפואי יש תרחישי שימוש מגוונים, החל משרשראות קרות בטמפרטורה-נמוכה ועד לחדרי ניתוח בטמפרטורה-גבוהה, והוא עשוי גם להיתקל בהשפעות רטט. זה מחייב את לוחות המעגלים המודפסים להיות מסוגלים להסתגל לסביבות קיצוניות כמו טמפרטורה נמוכה של -40 מעלות ולחות של 85%, להחזיק מספיק עמידות סיסמית ופגיעה, ולפעול כרגיל בתנאים מורכבים שונים.

עיצוב נקודות של PCB עבור ציוד אבחון רפואי

בחירת חומרים

חומר מצע: מצעים בעלי ביצועים גבוהים נבחרים לעתים קרובות בהתאם לדרישות הציוד. פוליאמיד עמיד בחום- ומתאים לציוד בסביבות-בטמפרטורה גבוהה; לפוליטטראפלואורואתילן יש קבוע דיאלקטרי נמוך ואובדן, מתאים להעברת אותות-תדר גבוה, כגון PCB של ציוד MRI; מכשירים מתקדמים משתמשים גם במצעים קרמיים, בעלי תכונות מכניות וחשמליות מצוינות.

חומר מסכת הלחמה: היא צריכה להיות בעלת תאימות ביולוגית טובה ולעיתים קרובות משתמשת בדיו למסיכת הלחמה העומדת בתקן IPC-SM-840DClassH כדי להבטיח שימוש בטוח.

חומרי טיפול פני השטח: בדרך כלל נעשה שימוש בציפוי זהב ניקל כימי או בשכבות הגנה אורגניות הניתנות לריתוך, אשר יכולים לשפר מוליכות ועמידות לחמצון, להפחית את זיהום העופרת ולעמוד בדרישות הסביבה והבטיחות של התעשייה הרפואית.

תכנון חשמל

עיצוב שלמות אותות במהירות גבוהה: לדוגמה, לוחות רכישת נתונים CT דורשים שלמות אות גבוהה במיוחד. במהלך התכנון, יש צורך לשלוט במדויק על העכבה הדיפרנציאלית, בדרך כלל בטווח של ± 7%, ולאמת אותה באמצעות פרמטרים של EyeDiagram ו-S כדי לייעל את החיווט והמעגלים, ולהבטיח שידור יציב של אותות- במהירות גבוהה.

תכנון EMI/EMC: בהתאם לתקן IEC60601-1-2, ננקטים אמצעים כגון תכנון אזורים, הגדרת שכבות מיגון ושימוש בטכנולוגיית בידוד כדי לשפר את התאימות האלקטרומגנטית.

תכנון מערכת הארקה: יישם הפרדת קרקע דיגיטלית/אנלוגית ואסטרטגיית הארקה של נקודה אחת כדי להבטיח שיחס דחיית המצב הנפוץ של ציוד אבחון רפואי עומד בדרישות, להפחית הפרעות הארקה ולשפר את יכולת-הפרעות ואיכות האות.

עיצוב פריסה

תחת המגמה של מזעור ציוד רפואי, פריסת PCB צריכה לסדר רכיבים בצורה סבירה בשטח מוגבל, תוך התחשבות בחיבורי חשמל, פיזור חום ותחזוקה. לדוגמה, במכשירי אבחון אולטרסאונד ניידים, בעוד שהפריסה קומפקטית, יש לשמור תעלות פיזור חום עבור גופי החימום כדי לקצר את נתיב העברת האות ולהפחית הפרעות.

תהליך ייצור של PCB לציוד אבחון רפואי

עיבוד משובח

קידוח וכרסום: גודל וצורת ה-PCB של ציוד אבחון רפואי מורכבים, והקידוח חייב להבטיח את הדיוק של קוטר החור. יש לשלוט על הסובלנות של קוטר החור הקטן- בטווח קטן מאוד, כגון ± 0.01 מ"מ. כרסום משמש ליצירת קווי המתאר החיצוניים, תוך הבטחת דיוק ואיכות פני השטח.

טכנולוגיית הדמיה ישירה בלייזר: כדי להשיג ייצור מעגלים עדינים, נעשה שימוש לעתים קרובות בטכנולוגיית LDI. בהשוואה לליתוגרפיה מסורתית, לטכנולוגיית LDI יש רזולוציה ודיוק גבוהים יותר, והיא יכולה לייצר מעגלים עם רוחב/מרווח קווים קטנים יותר. לדוגמה, ציוד הדמיה רפואי מתקדם- רוחב/מרווח בין קווי PCB יכול להגיע ל-0.075 מ"מ/0.075 מ"מ או אפילו קטן יותר.

ייצור לוח רב שכבות

ייצור מעגלים בשכבה פנימית: פוטוליתוגרפיה ותחריט משמשים לייצור מעגלי שכבה פנימית על מצעי רדיד נחושת כדי להבטיח דיוק ומניעת קצרים ומעגלים פתוחים.

תהליך למינציה: לוח השכבה הפנימית, הגיליון החפוי למחצה ורדיד הנחושת החיצוני משולבים בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, עם שליטה מדויקת על הטמפרטורה, הלחץ והזמן כדי להבטיח חיבור בין-שכבתי הדוק, שליטה במקדם ההתפשטות התרמית של ציר Z- והפחתת הסיכון לאמינות דרך-חור.

ייצור מעגל השכבה החיצונית וטיפול פני השטח: מעגל השכבה החיצונית נתון לפוטוליתוגרפיה ותחריט, ולאחר מכן טיפול פני השטח כגון ציפוי זהב ותצהיר כסף בהתאם לעיצוב, כדי לשפר את המוליכות, עמידות החמצון ואמינות הריתוך.

בדיקות קפדניות

בדיקה אופטית אוטומטית: בדוק באופן מקיף את המראה של PCB, השווה תמונות סטנדרטיות, פתור בעיות קצרים, מעגלים פתוחים ובעיות אחרות כדי להבטיח איכות מראה.

בדיקת -קרני רנטגן: משמשת לבדיקת המעברים הפנימיים וחיבורי ההלחמה של לוחות רב-שכבתיים, בדיקת פגמים כגון הלחמה וירטואלית וזליגת הלחמה, והבטחת חיבורים פנימיים אמינים.

בדיקת ביצועים חשמליים: בדיקת ביצועים חשמליים כגון מוליכות, התנגדות בידוד, עכבה וכו' כדי להבטיח עמידה בדרישות התכנון.

בדיקת אמינות סביבתית: הדמיית טמפרטורה גבוהה, טמפרטורה נמוכה, לחות, רטט, השפעה וסביבות שימוש אחרות כדי לבדוק את היציבות והאמינות של ביצועי PCB.

יישום שוק של ציוד אבחון רפואי PCb

ציוד הדמיה רפואי

ציוד CT: לוחות מעגלים מודפסים במודולי גלאים, לוחות רכישת נתונים ולוחות שחזור תמונה קובעים את איכות התמונה ומהירות הסריקה. לוחות מעגלים מודפסים דיוק גבוה מסייעים ברכישת אותות ושידור מדויקים, ומשיגים שחזור תמונה.

ציוד MRI: לוח שידור וקליטה RF, לוח מגבר שיפוע ומעגלים מודפסים אחרים דורשים חומרים ותהליכים-בעלי ביצועים גבוהים כדי להבטיח שידור אות-תדר גבוה, בעלי תאימות אלקטרומגנטית טובה וקבלת תמונות תהודה מגנטית- באיכות גבוהה.

ציוד אבחון אולטראסוני: PCB מתמקד בהגברת ועיבוד אותות. בתכנון של בדיקות קוליות, מושגת הגברה ושידור מדויקים של אותות קטנים כדי לעמוד בדרישות של מזעור וגמישות, מה שמשפיע על דיוק תוצאות האבחון.

ציוד אבחון במבחנה

מנתח ביוכימי: pcb שולט במודולים שונים של המכשיר, שולט במדויק על כמות הוספת הדגימה ומבטיח תוצאות זיהוי מדויקות וניתנות לשחזור.

מנתח חיסוני: עונה על הדרישות של עיבוד נתונים מהיר- וזיהוי אותות מדויק, תואם לריאגנטים וחיישנים זיהוי שונים, ומספק תוצאות זיהוי חיסוניות אמינות.

ציוד אבחון מולקולרי: תומך בטכנולוגיות הגברה, ריצוף וניתוח של חומצות גרעין, עם יכולות-מהירות גבוהה של שידור ועיבוד נתונים, המספק מידע מדויק לאבחון גנטי.

PCB רפואי-תדירות גבוהה