PCB, kaip pagrindinė medicinos įrangos sudedamoji dalis, atlieka lemiamą vaidmenį, nepaisant kompaktiško dydžio. Nuo didelės medicininės vaizdinės įrangos iki nešiojamų namų medicinos stebėjimo prietaisų – medicininės spausdintinės plokštės yra tarsi tikslūs „nervų centrai“, užtikrinantys tikslų ir stabilų įvairių medicinos prietaisų veikimą.
Pagrindinės medicinos PCB taikymo sritys
Medicinos diagnostikos įranga
Medicininės diagnostikos srityje medicininė PCB yra raktas į tikslią aptikimą. Pavyzdžiui, naudojant magnetinio rezonanso vaizdavimo įrangą, jos sudėtingai vidinei grandinei palaikyti reikia didelio tikslumo spausdintinių plokščių. MRT per radijo dažnio signalus gauna vidinę žmogaus kūno struktūrinę informaciją, todėl PCB turi turėti puikų signalo vientisumą, kad būtų užtikrintas tikslus radijo dažnių signalų perdavimas ir priėmimas, taip sukuriant aiškius ir tikslius vaizdus bei padedant gydytojams nustatyti tikslią diagnozę. Tas pats pasakytina ir apie kompiuterinės tomografijos įrangą. Atliekant kompiuterinės tomografijos nuskaitymą didelį kiekį rentgeno detektorių generuojamų duomenų reikia greitai ir stabiliai per spausdintinių grandinių plokštes perduoti į duomenų apdorojimo įrenginį. Didelės spartos-duomenų perdavimo galimybės ir medicininių spausdintinių plokščių atsparumas{8}}trukdymui tiesiogiai veikia KT vaizdų skyrą ir diagnozės tikslumą. Be to, tokie prietaisai kaip ultragarso diagnostikos įranga, kurios keitikliai skleidžia ir priima ultragarso signalus, signalams apdoroti ir perduoti taip pat remiasi tiksliu medicininių spausdintinių plokščių grandinės dizainu, užtikrinančiu aiškų ultragarso vaizdų pateikimą ir padedant gydytojams suvokti subtilius žmogaus kūno pažeidimus.
Medicinos stebėjimo įranga
Medicinos stebėjimo įranga visada saugo pacientų gyvybinius požymius, o medicininės spausdintinės plokštės, kaip pagrindiniai komponentai, taip pat yra būtinos. Pavyzdžiui, elektrokardiogramos monitorius renka žmogaus elektrokardiogramos signalus per elektrodus. Šiuos silpnus bioelektrinius signalus apdoroja tokios grandinės kaip stiprintuvai ir filtrai ant PCB ir paverčiami intuityviomis elektrokardiogramomis, skirtomis medicinos personalui, kad galėtų stebėti paciento širdies būklę realiu laiku. Didelis medicininių spausdintinių plokščių patikimumas ir stabilumas užtikrina tikslų elektrokardiogramos signalų gavimą ir perdavimą, gali nuolat teikti patikimus duomenis net paciento veikloje ar elektromagnetinių trukdžių aplinkoje. Panašūs prietaisai, tokie kaip kraujo prisotinimo deguonimi ir kraujospūdžio matuokliai, spausdintinės plokštės apdoroja ir perduoda jutiklių surinktus fiziologinius parametrus, kad medicinos personalas pateiktų realiu laiku ir tikslius paciento sveikatos duomenis, kad būtų galima laiku nustatyti būklės pokyčius ir imtis atitinkamų gydymo priemonių.
Terapinė įranga
Terapinės medicinos įrangos PCB reikalavimai yra griežtesni, nes jie tiesiogiai veikia gydymo efektyvumą ir pacientų saugumą. Kaip svarbus prietaisas, gelbstintis sergančiųjų širdies ligomis gyvybes, pvz., širdies stimuliatoriai, vidaus medicininė PCB turi būti itin patikima ir stabili. Širdies stimuliatorius siunčia tikslius elektros stimuliacijos signalus į širdį per PCB valdymo grandines, reguliuodamas širdies plakimo ritmą. Tam reikia, kad pcb integruotų sudėtingas grandines labai mažoje erdvėje, o kartu galėtų stabiliai dirbti sudėtingoje žmogaus kūno aplinkoje ilgą laiką, užtikrinant, kad kiekviena elektrinė stimuliacija būtų tiksli ir be klaidų. Pavyzdžiui, lazerinės terapijos aparatais gydomos įvairios ligos. Jų lazerio spinduliuotės ir valdymo moduliai remiasi medicininėmis spausdintinėmis plokštėmis, kad būtų galima tiksliai reguliuoti energiją ir valdyti pluoštą. Didelis-medicininių spausdintinių plokščių valdymo tikslumas užtikrina lazerio terapijos saugumą ir veiksmingumą, todėl pacientai gali gauti tikslų ir saugų gydymą.
Nešiojamoji medicinos įranga
Vis daugiau dėmesio skiriant sveikatos valdymui, sparčiai atsirado nešiojamų medicinos prietaisų rinka, o medicininės spausdintinės plokštės suteikė stiprų postūmį jos plėtrai. Kaip pavyzdį paėmus gliukozės kiekio kraujyje matuoklį, kompaktiškas korpusas sujungia sudėtingą grandinės sistemą, o medicininė PCB yra atsakinga už gliukozės oksidacijos kraujyje generuojamo elektrinio signalo, surinkto tyrimo popieriumi, pavertimą gliukozės koncentracijos kraujyje verte, kuri aiškiai rodoma ekrane. Jo kompaktiškas dizainas ir mažos-galios charakteristikos kyla dėl didelio-tankio integravimo ir efektyvaus medicininių spausdintinių plokščių maitinimo valdymo galimybių, todėl pacientams patogu bet kada ir bet kur stebėti gliukozės kiekį kraujyje. Tas pats pasakytina apie nešiojamus sveikatos stebėjimo prietaisus, tokius kaip išmaniosios apyrankės. Medicininės spausdintinės plokštės integruoja ir apdoroja jutiklių duomenis, pvz., širdies ritmą, pratimų žingsnius ir miego kokybę, ir perduoda juos į galinius įrenginius, pvz., mobiliuosius telefonus, per belaidžio ryšio modulius, pvz., „Bluetooth“, suteikdamos naudotojams išsamias sveikatos duomenų stebėjimo paslaugas ir patenkindamos žmonių poreikius patogiai ir realiu laiku valdyti sveikatą.
Pagrindiniai medicinos PCB gamybos taškai
Miniatiūrizavimas ir integravimas
Siekiant patenkinti medicinos įrangos miniatiūrizavimo ir perkeliamumo plėtros tendencijas, medicininės spausdintinės plokštės nuolat juda miniatiūrizavimo ir integravimo link. Pritaikius didelio-tankio sujungimo technologiją, medicininės spausdintinės plokštės gali sudaryti sudėtingesnius grandinių išdėstymus ribotoje erdvėje. HDI technologijoje naudojami procesai, tokie kaip mikro skylės ir aklinos skylės, kad būtų sumažinta erdvė, kurią užima perėjimai, pasiekiami smulkesni laidai ir didesnis komponentų montavimo tankis. Tuo pačiu metu į vieną paketą integruojant lustus su keliomis funkcijomis, pavyzdžiui, sistemos lygio pakavimo technologija, dar labiau sumažinamas spausdintinių plokščių dydis. Nešiojamuose ultragarso įrenginiuose HDI ir SiP technologijos yra naudojamos labai integruoti ultragarso perdavimo, priėmimo, signalų apdorojimo ir kitus funkcinius modulius į mažą PCB, todėl prietaiso dydis labai sumažėja, o gydytojai gali lengvai jį nešiotis ir valdyti.
Griežtas medžiagų pasirinkimas
Norint užtikrinti biologinį suderinamumą ir saugumą, medicininių spausdintinių plokščių medžiaga turi būti parinkta griežtai laikantis atitinkamų medicininių standartų. Įprasti substratai yra poliimidas, keramika ir kt. Poliimido medžiagos turi puikų lankstumą, didelį stiprumą ir gerą atsparumą cheminei korozijai, todėl jos tinka lanksčioms spausdintinėms plokštėms nešiojamuose medicinos prietaisuose. Jie gali prilipti prie žmogaus odos ir nėra lengvai pažeidžiami kasdien naudojant. Keraminės medžiagos turi didelį šilumos laidumą, mažą dielektrinę konstantą ir gerą atsparumą aukštai -temperatūrai. Jos dažniausiai naudojamos medicinos įrangoje, kuriai reikalingas didelis šilumos išsklaidymo ir didelio dažnio našumas, pvz., MRT įrangos RF grandinės dalis. Keraminės spausdintinės plokštės gali veiksmingai sumažinti signalo praradimą ir užtikrinti aukštą{7}}įrangos veikimą. Be to, elektroniniai komponentai taip pat turėtų būti parenkami iš produktų, atitinkančių medicininio lygio standartus, kad būtų užtikrintas ilgalaikis stabilus veikimas- medicinos aplinkoje.
Tikslus gamybos procesas
Medicininių spausdintinių plokščių gamybos procesas reikalauja itin didelio tikslumo. Gręžimo procese būtina tiksliai išgręžti mažo skersmens skyles ir kontroliuoti diafragmos toleranciją labai mažame diapazone, kad atitiktų didelio-tankio laidų reikalavimus. Naudojant lazerinio gręžimo technologiją, galima apdoroti tik 0,05 mm skersmens mikro skylutes, kad būtų užtikrintas grandinės jungčių tikslumas. Galvaninio dengimo procese būtina tiksliai kontroliuoti metalinės dangos storį, užtikrinti, kad metalinė danga ant skylės sienelės ir grandinės paviršiaus būtų vienoda ir tanki, taip pat pagerinti laidumą ir sukibimą. Išgraviravimo procesas lemia grandinės tikslumą. Tiksliai kontroliuojant ėsdinimo tirpalo koncentraciją, temperatūrą ir ėsdinimo laiką, užtikrinamas grandinės pločio ir atstumo tikslumas, o dėl per didelio arba nepakankamo ėsdinimo išvengiama trumpųjų jungimų ar atvirų grandinių grandinėje. Laminavimo procese suspaudžiami keli grandinių plokščių ir izoliacinių medžiagų sluoksniai, griežtai kontroliuojant slėgį, temperatūrą ir laiką, kad būtų užtikrintas sandarus kiekvieno sluoksnio prigludimas, išvengiant defektų, tokių kaip burbuliukai ir išsisluoksniavimas, ir užtikrinama bendra medicininių spausdintinių plokščių kokybė ir veikimas.