Plăcile cu circuite imprimate, ca suport de cheie pentru conexiunile electrice ale componentelor electronice, prezintă cerințe diverse de design și performanță datorită diferitelor scenarii de aplicare. Fiind o ramură specială a echipamentelor medicale, plăcile cu impedanță multi-strat au diferențe semnificative în ceea ce privește selecția materialelor, standardele de proiectare, procesele de fabricație și testarea calității în comparație cu plăcile cu circuite imprimate din electronice de larg consum, control industrial, comunicații și alte domenii. Aceste diferențe sunt determinate de cerințele stricte ale echipamentului medical pentru siguranță, fiabilitate și precizie.
1, Selecția materialului: cerințe mai mari de siguranță și stabilitate
plăcile cu circuite imprimate din domeniul general acordă mai multă atenție costurilor{0}}eficienței și performanței de bază în selectarea materialelor. Pentru a reduce costurile, plăcile de circuite imprimate din domeniul electronicelor de larg consum folosesc adesea laminate convenționale placate cu cupru-, cum ar fi FR-4. Deși pot îndeplini cerințele generale de performanță electrică și rezistență mecanică, performanța lor în ceea ce privește rezistența la temperaturi ridicate și rezistența la coroziune chimică este limitată. Plăcile cu circuite imprimate din domeniul controlului industrial se concentrează mai mult pe rezistența mecanică și rezistența la vibrații, cu cerințe relativ relaxate pentru izolarea materialului și stabilitatea pe termen lung.
Plăcile de impedanță cu mai multe straturi pentru echipamente medicale au cerințe aproape stricte pentru materiale. Din punct de vedere al siguranței, trebuie utilizate materiale care îndeplinesc standardele de biocompatibilitate. De exemplu, plăcile de impedanță multi-strat utilizate pentru dispozitivele medicale implantabile nu trebuie să producă reacții toxice, alergene sau iritante la țesuturile umane și trebuie să fie supuse unor teste stricte de biosecuritate, cum ar fi teste de citotoxicitate, teste de sensibilizare a pielii etc. În ceea ce privește proprietățile electrice ale materialelor, mai multe straturi pentru echipamentele medicale cu impedanță {6} necesită placi de cupru cu impedanță scăzută. valorile tangentei pierderilor dielectrice și constantele dielectrice stabile pentru a se asigura că semnalele bioelectrice slabe sau semnalele de diagnosticare de-frecvență înaltă nu sunt perturbate sau distorsionate în timpul transmisiei. În dispozitivele precum electrocardiografele și electroencefalografele, semnalele sunt extrem de slabe și chiar și micile fluctuații ale performanței materialelor plăcilor cu impedanță multi-strat pot duce la abateri ale rezultatelor detectării. În plus, echipamentele medicale necesită adesea tratament de dezinfecție, iar materialul plăcilor cu impedanță multi-strat trebuie să aibă o rezistență bună la coroziune chimică, capabilă să reziste la diferite metode de dezinfecție, cum ar fi alcoolul, oxidul de etilenă, temperaturile ridicate și aburul de înaltă presiune, fără degradarea performanței.
2, Standarde de proiectare: control precis al impedanței și izolare electrică strictă
Cerințele de precizie pentru controlul impedanței variază foarte mult în designul plăcilor cu circuite imprimate din alte domenii. Precizia controlului impedanței în produsele electronice de larg consum este relativ scăzută și, în general, este suficientă pentru a îndeplini cerințele de bază ale transmisiei semnalului; Deși domeniul de comunicare are cerințe ridicate pentru controlul impedanței, se concentrează în principal pe transmisia de semnal de înaltă-frecvență. În ceea ce privește izolarea electrică, plăcile de circuite imprimate din domeniul controlului industrial se concentrează pe izolarea electricității puternice și slabe pentru a preveni interferențele; Electronica de larg consum se concentrează mai mult pe izolarea simplă între diferite module funcționale.
Miezul de proiectare al plăcilor de impedanță multi-strat pentru echipamente medicale constă în controlul precis al impedanței și izolarea electrică strictă. Tipurile de semnale transmise în echipamentele medicale sunt complexe și diverse, inclusiv semnale bioelectrice slabe, semnale de imagistică medicală de înaltă-frecvență etc. Aceste semnale necesită o potrivire a impedanței extrem de ridicate. De exemplu, în echipamentele de diagnosticare cu ultrasunete, plăcile de impedanță cu mai multe straturi trebuie să controleze cu exactitate impedanța liniilor de transmisie a semnalului în intervalul de 50 Ω sau 75 Ω, cu un interval de eroare de obicei necesar să fie controlat cu ± 5% sau chiar mai mic, pentru a asigura recepția și procesarea exactă a semnalelor de eco cu ultrasunete și pentru a obține imagini medicale clare. În ceea ce privește izolarea electrică, plăcile de impedanță cu mai multe-strat pentru echipamente medicale nu trebuie doar să realizeze o izolație eficientă între diferite module funcționale, ci și să asigure izolarea în siguranță între pacienți și sistemul electric al echipamentului pentru a preveni scurgerile electrice să cauzeze daune pacienților. În general, măsuri precum proiectarea izolației cu mai multe-strat, adăugarea de straturi de izolare și fante de izolare sunt adoptate pentru a izola strict partea de contact a pacientului de partea electrică puternică a echipamentului, iar cerința de rezistență a izolației este peste nivelul de megaohm.
3, Proces de fabricație: control mai strict al calității și al consistenței
Există diferențe de precizie și control al calității în procesul de fabricație a plăcilor cu circuite imprimate în domenii obișnuite. În domeniul electronicelor de larg consum, controlul de precizie în procese precum forarea și galvanizarea este relativ slab în urmărirea eficienței producției și a costurilor; Deși domeniul controlului industrial are anumite cerințe pentru procesele de fabricație, controlul consistenței lotului nu este la fel de strict ca în domeniul medical.
Cerințele procesului de fabricație pentru plăcile de impedanță multi-strat din echipamentele medicale sunt extrem de stricte. În procesul de foraj, datorită integrării ridicate și cablajului dens al plăcilor de impedanță multi-strat în echipamentele medicale, sunt impuse cerințe extrem de ridicate privind precizia diametrului găurii și precizia poziției găurii. Toleranța diametrului găurii este în general controlată cu ± 0,02 mm pentru a asigura fiabilitatea conexiunilor găurii metalizate și stabilitatea transmisiei semnalului. În ceea ce privește procesul de galvanizare, este necesar să se asigure că stratul de metal este depus uniform și dens pe peretele găurii și pe suprafața circuitului. Toleranța la grosime a acoperirii trebuie controlată într-un interval foarte mic pentru a preveni schimbările de impedanță și instabilitatea performanței electrice cauzate de acoperirea neuniformă. Pentru a asigura consistența produselor în loturi, plăcile de impedanță cu mai multe straturi pentru echipamente medicale necesită testare și monitorizare extinse în timpul procesului de fabricație. Fiecare proces are standarde stricte de parametri și specificații de inspecție, iar orice abatere din orice legătură poate duce la necalificarea întregului lot de produse.
4, Inspecție de calitate: un sistem de testare cuprinzător și riguros
Inspecția calității plăcilor cu circuite imprimate din alte domenii se concentrează în principal pe inspecția funcțională și inspecția aspectului. plăcile de circuite imprimate din domeniul electronicelor de larg consum sunt evaluate în principal pentru calificare prin teste electrice simple și inspecții optice; Domeniul controlului industrial se concentrează pe testarea performanței plăcilor de circuite imprimate în medii industriale simulate.
Sistemul de inspecție a calității pentru plăcile de impedanță multi-strat din echipamentele medicale este cuprinzător și riguros. Pe lângă inspecția de rutină a aspectului, sunt necesare și o serie de inspecții speciale. De exemplu, este necesar să se efectueze teste de-învechire pe termen lung pentru a simula starea de-funcționare pe termen lung a echipamentului în uz efectiv și pentru a detecta stabilitatea performanței plăcilor cu impedanță multi-strat; Efectuați teste riguroase de fiabilitate a mediului, inclusiv temperaturi ridicate, temperatură scăzută, umiditate, vibrații, impact etc., pentru a vă asigura că plăcile de impedanță cu mai multe straturi pot funcționa corect în medii medicale complexe. În plus, plăcile de impedanță multi-strat pentru echipamente medicale trebuie, de asemenea, să fie certificate de către instituții terțe-autoritare, cum ar fi certificarea US Food and Drug Administration, certificarea UE CE etc. Numai prin trecerea acestor teste și certificări stricte poate produsul să asigure conformitatea cu standardele de utilizare a echipamentelor medicale, să protejeze siguranța pacientului și să asigure acuratețea diagnosticului și a tratamentului.