Thiết bị chẩn đoán y tế là trợ thủ đắc lực giúp bác sĩ chẩn đoán chính xác tình trạng bệnh và pcb bên trong của nó có thể được gọi là "mạng lưới thần kinh" của thiết bị, đóng vai trò chính trong việc truyền, xử lý tín hiệu và thực hiện chức năng. Do các tình huống ứng dụng đặc biệt, có nhiều yêu cầu đặc biệt đối với việc thiết kế và sản xuất bảng mạch in của thiết bị chẩn đoán y tế.
Yêu cầu đặc biệt đối với pcb của thiết bị chẩn đoán y tế
Độ chính xác cao và độ tin cậy cao
Kết quả chẩn đoán y tế liên quan đến chẩn đoán và điều trị của bệnh nhân, không được phép có sai sót nên độ chính xác của pcb phải cực kỳ cao. Lấy máy CT làm ví dụ, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra về cách bố trí mạch và độ chính xác truyền tải trong quá trình thu thập và xử lý tín hiệu. Ngay cả một sai lệch nhỏ nhất trong mạch cũng có thể làm giảm đáng kể độ phân giải của hình ảnh và ảnh hưởng đến phán đoán của bác sĩ. Đồng thời, bảng mạch in cũng phải có độ tin cậy cao và có khả năng hoạt động ổn định khi làm việc liên tục trong thời gian dài, đảm bảo việc chẩn đoán được suôn sẻ.
Khả năng tương thích điện từ tốt
Nhiễu điện từ trong môi trường y tế rất phức tạp, đòi hỏi khả năng tương thích điện từ tuyệt vời của bảng mạch in thiết bị chẩn đoán y tế. Một mặt, ngăn chặn bản thân can thiệp vào các thiết bị khác; Mặt khác, nó có thể chống lại sự can thiệp từ bên ngoài và đảm bảo hoạt động ổn định. Khi thiết kế cần quy hoạch các đường nối đất, điện, tín hiệu hợp lý, sử dụng các công nghệ che chắn, lọc và các công nghệ khác để giảm nhiễu điện từ, bức xạ.
Thích nghi với môi trường làm việc khắc nghiệt
Thiết bị chẩn đoán y tế có các tình huống sử dụng đa dạng, từ dây chuyền lạnh-nhiệt độ thấp đến phòng phẫu thuật nhiệt độ-cao và cũng có thể gặp phải tác động rung. Điều này đòi hỏi các bảng mạch in phải có khả năng thích ứng với các môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ thấp -40 độ và độ ẩm 85%, có đủ khả năng chống địa chấn và va đập, đồng thời hoạt động bình thường trong nhiều điều kiện phức tạp khác nhau.
Điểm thiết kế của pcb cho thiết bị chẩn đoán y tế
Lựa chọn vật liệu
Vật liệu nền: Chất nền hiệu suất cao thường được lựa chọn theo yêu cầu của thiết bị. Polyimide có khả năng chịu nhiệt-và thích hợp cho thiết bị ở môi trường-nhiệt độ cao; Polytetrafluoroethylene có hằng số điện môi và tổn thất điện môi thấp, thích hợp cho việc truyền tín hiệu tần số cao-, chẳng hạn như pcb của thiết bị MRI; Các thiết bị cao cấp cũng sử dụng chất nền gốm, có đặc tính cơ và điện tuyệt vời.
Chất liệu mặt nạ hàn: Cần phải có khả năng tương thích sinh học tốt và thường sử dụng mực mặt nạ hàn đáp ứng tiêu chuẩn IPC-SM-840DClassH để đảm bảo sử dụng an toàn.
Vật liệu xử lý bề mặt: Mạ vàng niken hóa học hoặc các lớp bảo vệ hàn hữu cơ thường được sử dụng, có thể cải thiện độ dẫn điện và khả năng chống oxy hóa, giảm ô nhiễm chì và đáp ứng các yêu cầu về môi trường và an toàn của ngành y tế.
Thiết kế điện
Thiết kế tính toàn vẹn tín hiệu tốc độ cao: Ví dụ, bảng thu thập dữ liệu CT yêu cầu tính toàn vẹn tín hiệu cực cao. Trong quá trình thiết kế, cần phải kiểm soát chính xác trở kháng vi sai, thường trong khoảng ± 7% và xác thực nó bằng các tham số EyeDiagram và S để tối ưu hóa hệ thống dây điện và mạch điện, đảm bảo truyền tín hiệu tốc độ cao-ổn định.
Thiết kế EMI/EMC: Tuân theo tiêu chuẩn IEC60601-1-2, các biện pháp như thiết kế phân vùng, thiết lập các lớp che chắn và sử dụng công nghệ cách ly được thực hiện để cải thiện khả năng tương thích điện từ.
Thiết kế hệ thống nối đất: Triển khai chiến lược nối đất một điểm và tách đất kỹ thuật số/analog để đảm bảo tỷ lệ loại bỏ chế độ chung của thiết bị chẩn đoán y tế đáp ứng yêu cầu, giảm nhiễu nối đất và cải thiện khả năng chống nhiễu cũng như chất lượng tín hiệu.
thiết kế bố trí
Theo xu hướng thu nhỏ thiết bị y tế, bố trí pcb nên bố trí các bộ phận hợp lý trong không gian hạn chế, có tính đến các kết nối điện, tản nhiệt và bảo trì. Ví dụ, trong các thiết bị chẩn đoán siêu âm cầm tay, mặc dù có bố cục nhỏ gọn nhưng các kênh tản nhiệt nên được dành riêng cho các bộ phận làm nóng để rút ngắn đường truyền tín hiệu và giảm nhiễu.
Quy trình sản xuất pcb cho thiết bị chẩn đoán y tế
Xử lý tinh tế
Khoan và phay: Kích thước và hình dạng pcb của thiết bị chẩn đoán y tế rất phức tạp và việc khoan phải đảm bảo độ chính xác của đường kính lỗ. Dung sai của đường kính lỗ nhỏ xuyên qua{1}}phải được kiểm soát trong phạm vi rất nhỏ, chẳng hạn như ± 0,01mm. Phay được sử dụng để tạo đường viền bên ngoài, đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt.
Công nghệ tạo ảnh trực tiếp bằng laser: Để đạt được chế tạo mạch tinh xảo, công nghệ LDI thường được sử dụng. So với kỹ thuật in thạch bản truyền thống, công nghệ LDI có độ phân giải và độ chính xác cao hơn, đồng thời có thể tạo ra các mạch có chiều rộng/khoảng cách dòng nhỏ hơn. Ví dụ:-chiều rộng/khoảng cách dòng pcb của thiết bị hình ảnh y tế cao cấp có thể đạt 0,075 mm/0,075 mm hoặc thậm chí nhỏ hơn.
Sản xuất ván nhiều lớp
Sản xuất mạch lớp bên trong: Quang khắc và khắc được sử dụng để sản xuất mạch lớp bên trong trên đế lá đồng để đảm bảo độ chính xác và ngăn ngừa đoản mạch và hở mạch.
Quy trình nhiều lớp: Tấm ván lớp bên trong, tấm bán cứng và lá đồng bên ngoài được dát mỏng dưới nhiệt độ và áp suất cao, với khả năng kiểm soát chính xác nhiệt độ, áp suất và thời gian để đảm bảo liên kết chặt chẽ giữa các lớp, kiểm soát hệ số giãn nở nhiệt trục Z- và giảm rủi ro về độ tin cậy xuyên qua-lỗ.
Chế tạo và xử lý bề mặt mạch lớp ngoài: Mạch lớp ngoài được tiến hành quang khắc và khắc, sau đó được xử lý bề mặt như mạ vàng và lắng đọng bạc theo thiết kế, để tăng cường độ dẫn điện, khả năng chống oxy hóa và độ tin cậy khi hàn.
kiểm tra nghiêm ngặt
Kiểm tra quang học tự động: kiểm tra toàn diện hình thức bên ngoài của pcb, so sánh hình ảnh tiêu chuẩn, khắc phục sự cố đoản mạch, hở mạch và các vấn đề khác để đảm bảo chất lượng bề ngoài.
Kiểm tra bằng tia X{0}}: được sử dụng để kiểm tra các vias bên trong và các mối hàn của bo mạch nhiều-lớp, kiểm tra các khiếm khuyết như mối hàn ảo và rò rỉ chất hàn cũng như đảm bảo các kết nối bên trong đáng tin cậy.
Kiểm tra hiệu suất điện: Kiểm tra hiệu suất điện như độ dẫn điện, điện trở cách điện, trở kháng, v.v. để đảm bảo tuân thủ yêu cầu thiết kế.
Kiểm tra độ tin cậy môi trường: Mô phỏng nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, độ ẩm, độ rung, tác động và các môi trường sử dụng khác để kiểm tra độ ổn định và độ tin cậy của hiệu suất pcb.
Ứng dụng thị trường của thiết bị chẩn đoán y tế pcb
Thiết bị hình ảnh y tế
Thiết bị CT: bảng mạch in trong mô-đun máy dò, bảng thu thập dữ liệu và bảng tái tạo hình ảnh xác định chất lượng hình ảnh và tốc độ quét. Bảng mạch in có độ chính xác cao hỗ trợ thu và truyền tín hiệu chính xác, đạt được khả năng tái tạo hình ảnh.
Thiết bị MRI: Bảng truyền và nhận RF, bảng khuếch đại gradient và các bảng mạch in khác yêu cầu các vật liệu và quy trình có hiệu suất-cao để đảm bảo truyền tín hiệu tần số-cao, có khả năng tương thích điện từ tốt và thu được hình ảnh cộng hưởng từ-chất lượng cao.
Thiết bị chẩn đoán siêu âm: pcb tập trung vào khuếch đại và xử lý tín hiệu. Trong thiết kế đầu dò siêu âm, đạt được khả năng khuếch đại và truyền tín hiệu nhỏ chính xác để đáp ứng các yêu cầu thu nhỏ và linh hoạt, ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả chẩn đoán.
Thiết bị chẩn đoán in vitro
Máy phân tích sinh hóa: pcb điều khiển các mô-đun khác nhau của thiết bị, kiểm soát chính xác lượng thêm mẫu và đảm bảo kết quả phát hiện chính xác và có thể lặp lại.
Máy phân tích miễn dịch: đáp ứng các yêu cầu xử lý dữ liệu tốc độ cao và phát hiện tín hiệu chính xác, tương thích với các loại thuốc thử và cảm biến phát hiện khác nhau, đồng thời cung cấp kết quả phát hiện miễn dịch đáng tin cậy.
Thiết bị chẩn đoán phân tử: hỗ trợ các công nghệ khuếch đại, giải trình tự và phân tích axit nucleic, với khả năng xử lý và truyền dữ liệu tốc độ cao, cung cấp thông tin chính xác cho chẩn đoán di truyền.
pcb y tế tần số cao{0}}