L'équipement de diagnostic médical est un assistant puissant permettant aux médecins de diagnostiquer avec précision la maladie, et son circuit imprimé interne peut être appelé le « réseau neuronal » de l'équipement, jouant un rôle clé dans la transmission, le traitement et la mise en œuvre fonctionnelle du signal. En raison des scénarios d'application spéciaux, il existe de nombreuses exigences uniques pour la conception et la fabrication de cartes de circuits imprimés pour équipements de diagnostic médical.
Exigences particulières pour les circuits imprimés des équipements de diagnostic médical
Haute précision et haute fiabilité
Le résultat du diagnostic médical est lié au diagnostic et au traitement du patient, et les erreurs ne sont pas autorisées, la précision du circuit imprimé doit donc être extrêmement élevée. En prenant les machines CT comme exemple, des exigences strictes sont imposées sur la disposition du circuit et la précision de la transmission lors de l'acquisition et du traitement du signal. Même le moindre écart dans le circuit peut réduire considérablement la résolution de l'image et affecter le jugement du médecin. Dans le même temps, les cartes de circuits imprimés doivent également avoir une fiabilité élevée et être capables de fonctionner de manière stable dans un travail continu à long terme-, garantissant un diagnostic fluide.
Bonne compatibilité électromagnétique
Les interférences électromagnétiques dans l’environnement médical sont complexes, ce qui nécessite une excellente compatibilité électromagnétique des cartes de circuits imprimés des équipements de diagnostic médical. D'une part, éviter d'interférer avec d'autres appareils ; D'un autre côté, il peut résister aux interférences externes et assurer un fonctionnement stable. Lors de la conception, il est nécessaire de planifier raisonnablement les lignes de mise à la terre, d'alimentation et de signal, et d'utiliser un blindage, un filtrage et d'autres technologies pour réduire les interférences et les rayonnements électromagnétiques.
S'adapter aux environnements de travail difficiles
Les équipements de diagnostic médical ont divers scénarios d'utilisation, allant des chaînes du froid-à basse température aux salles d'opération à haute-température, et peuvent également rencontrer des impacts de vibrations. Cela nécessite que les cartes de circuits imprimés soient capables de s'adapter à des environnements extrêmes tels qu'une température basse de -40 degrés et une humidité de 85 %, qu'elles possèdent une résistance sismique et aux chocs suffisante et qu'elles fonctionnent normalement dans diverses conditions complexes.
Points de conception de circuits imprimés pour équipements de diagnostic médical
Sélection des matériaux
Matériau du substrat : Les substrats hautes performances sont souvent sélectionnés en fonction des exigences de l'équipement. Le polyimide est résistant à la chaleur-et convient aux équipements dans des environnements-à haute température ; Le polytétrafluoroéthylène a une faible constante diélectrique et une faible perte, adapté à la transmission de signaux à haute fréquence -, tels que les circuits imprimés d'équipement IRM ; Les appareils haut de gamme utilisent également des substrats céramiques, qui possèdent d'excellentes propriétés mécaniques et électriques.
Matériau du masque de soudure : il doit avoir une bonne biocompatibilité et utilise souvent une encre de masque de soudure qui répond à la norme IPC-SM-840DClassH pour garantir une utilisation sûre.
Matériaux de traitement de surface : le placage chimique en nickel-or ou des couches protectrices organiques soudables sont couramment utilisés, ce qui peut améliorer la conductivité et la résistance à l'oxydation, réduire la pollution au plomb et répondre aux exigences environnementales et de sécurité de l'industrie médicale.
Conception électrique
Conception d'intégrité du signal à grande vitesse : par exemple, les cartes d'acquisition de données CT nécessitent une intégrité de signal extrêmement élevée. Lors de la conception, il est nécessaire de contrôler avec précision l'impédance différentielle, généralement à ± 7 %, et de la valider avec les paramètres EyeDiagram et S pour optimiser le câblage et les circuits, garantissant une transmission stable des signaux à grande vitesse-.
Conception EMI/EMC : conformément à la norme IEC60601-1-2, des mesures telles que la conception de zonage, la définition de couches de blindage et l'utilisation de la technologie d'isolation sont prises pour améliorer la compatibilité électromagnétique.
Conception du système de mise à la terre : mettez en œuvre une séparation de terre numérique/analogique et une stratégie de mise à la terre en un seul point pour garantir que le taux de rejet en mode commun des équipements de diagnostic médical répond aux exigences, réduire les interférences de mise à la terre et améliorer la capacité anti-interférence-et la qualité du signal.
conception de la mise en page
Dans le cadre de la tendance à la miniaturisation des équipements médicaux, la disposition des circuits imprimés doit disposer les composants de manière raisonnable dans un espace limité, en tenant compte des connexions électriques, de la dissipation thermique et de la maintenance. Par exemple, dans les appareils de diagnostic à ultrasons portables, bien que la configuration soit compacte, des canaux de dissipation thermique doivent être réservés aux éléments chauffants afin de raccourcir le chemin de transmission du signal et de réduire les interférences.
Processus de fabrication de circuits imprimés pour équipements de diagnostic médical
Traitement fin
Forage et fraisage : La taille et la forme des circuits imprimés des équipements de diagnostic médical sont complexes et le perçage doit garantir la précision du diamètre du trou. La tolérance du petit diamètre du trou traversant- doit être contrôlée dans une très petite plage, par exemple ± 0,01 mm. Le fraisage est utilisé pour réaliser le contour extérieur, garantissant la précision et la qualité de la surface.
Technologie d'imagerie directe laser : pour réaliser une fabrication fine de circuits, la technologie LDI est souvent utilisée. Par rapport à la lithographie traditionnelle, la technologie LDI offre une résolution et une précision plus élevées et peut produire des circuits avec une largeur/espacement de ligne plus petit. Par exemple, la largeur/l'espacement des lignes de circuits imprimés des équipements d'imagerie médicale haut de gamme peuvent atteindre 0,075 mm/0,075 mm, voire même moins.
Production de panneaux multicouches
Production de circuits à couche interne : la photolithographie et la gravure sont utilisées pour produire des circuits à couche interne sur des substrats en feuille de cuivre afin de garantir la précision et d'éviter les courts-circuits et les circuits ouverts.
Processus de laminage : le panneau de couche interne, la feuille semi-durcie et la feuille de cuivre externe sont laminés à haute température et haute pression, avec un contrôle précis de la température, de la pression et du temps pour garantir une liaison intercouche étroite, un contrôle du coefficient de dilatation thermique de l'axe Z-et une réduction du risque de fiabilité des trous traversants.
Fabrication du circuit de couche externe et traitement de surface : Le circuit de couche externe est soumis à une photolithographie et une gravure, suivies d'un traitement de surface tel que le placage à l'or et le dépôt d'argent selon la conception, pour améliorer la conductivité, la résistance à l'oxydation et la fiabilité du soudage.
tests stricts
Inspection optique automatique : inspectez complètement l'apparence du circuit imprimé, comparez les images standard, dépannez les courts-circuits, les circuits ouverts et d'autres problèmes pour garantir la qualité de l'apparence.
Tests aux rayons X {{0} : utilisés pour inspecter les vias internes et les joints de soudure des cartes multicouches-, vérifier les défauts tels que la soudure virtuelle et les fuites de soudure, et garantir des connexions internes fiables.
Tests de performances électriques : tests de performances électriques telles que la conductivité, la résistance d'isolement, l'impédance, etc. pour garantir la conformité aux exigences de conception.
Tests de fiabilité environnementale : simulez des températures élevées, basses, humidité, vibrations, impacts et autres environnements d'utilisation pour tester la stabilité et la fiabilité des performances des circuits imprimés.
Application sur le marché des circuits imprimés pour équipements de diagnostic médical
Matériel d'imagerie médicale
Équipement CT : les cartes de circuits imprimés des modules de détection, les cartes d'acquisition de données et les cartes de reconstruction d'images déterminent la qualité de l'image et la vitesse de numérisation. Les cartes de circuits imprimés de haute précision aident à l'acquisition et à la transmission précises du signal, permettant ainsi la reconstruction de l'image.
Équipement d'IRM : les cartes d'émission et de réception RF, les cartes d'amplificateurs à gradient et autres cartes de circuits imprimés nécessitent des matériaux et des processus de haute -performances pour garantir la transmission du signal à haute-fréquence, avoir une bonne compatibilité électromagnétique et obtenir des images de résonance magnétique-de haute qualité.
Équipement de diagnostic par ultrasons : le circuit imprimé se concentre sur l'amplification et le traitement du signal. Dans la conception des sondes ultrasoniques, une amplification et une transmission précises de petits signaux sont obtenues pour répondre aux exigences de miniaturisation et de flexibilité, qui affectent la précision des résultats de diagnostic.
Équipement de diagnostic in vitro
Analyseur biochimique : le circuit imprimé contrôle divers modules de l'instrument, contrôle avec précision la quantité d'échantillon ajoutée et garantit des résultats de détection précis et reproductibles.
Analyseur immunitaire : répond aux exigences de traitement des données à grande vitesse-et de détection précise des signaux, compatible avec différents réactifs et capteurs de détection, et fournit des résultats de détection immunitaire fiables.
Équipement de diagnostic moléculaire : prend en charge les technologies d'amplification, de séquençage et d'analyse des acides nucléiques, avec des capacités de transmission et de traitement de données-à grande vitesse, fournissant des informations précises pour le diagnostic génétique.
Circuit imprimé médical haute-fréquence