醫用PCBA的高密度互連設計

2020-04-05

在過(guò)去的幾十年中，PCB設計和開(kāi)發(fā)的趨勢一直是不斷縮小電路板的尺寸，同時(shí)增加功能而不是失去其它功能。顯然，這導致了更復雜的布線(xiàn)方案，而這些方案無(wú)法容納在單面或雙面板上。因此，多層PCB設計是常態(tài)。能夠在電路板表面以及實(shí)際上所需的任何數量的內部層上路由信號的能力使PCBAS的外形尺寸大大縮小，而功能卻不斷擴展，功能不斷增強。

手機HDI PCBA上的心臟監護儀

如果不使用SMD，將這些看似成反比的趨勢減小尺寸和增加功能，則將SPIN封裝在較小的組件封裝中，尤其是將IC的引腳，焊盤(pán)或球的數量增加。使這種復雜性和密度成為可能的基礎技術(shù)是微通孔。將這些通孔定義為縱橫比（鉆孔深度與板厚）為1：1甚至更小，從而可以使很細的密集線(xiàn)跡垂直穿過(guò)板。此功能可將高密度互連用于PCBA布局。讓我們看看該技術(shù)如何在醫療設備中使用，然后如何將其整合到您的電路板設計過(guò)程中。

醫療設備PCBA的高密度互連用途

高密度互連或HDI技術(shù)可通過(guò)更復雜的布線(xiàn)使電路板更小。使用HDI實(shí)施可以實(shí)現的好處包括設計和構建PCBA的能力，這些PCBA可以執行高功能，處理大量數據和/或需要小的或非標的尺寸。這些功能使HDI特別適合用于醫療設備和系統中。

HDI PCBA在醫療設備和系統中的應用？

醫療設備受到嚴格審查，針對這些系統及其主要組成的PCBA，有許多設計，制造和質(zhì)量管理方面的法規和標準。下面列出了醫療設備HDI PCBA的一些應用。

高密度互連（HDI）PCBA在常見(jiàn)醫療設備中的應用

儀器儀表

光度計，電子顯微鏡以及許多其他測量和分析設備。

掃描儀

超聲波和計算機斷層掃描（CT）掃描儀。

控制器

輸液和流量控制。

監控器

心率，血壓和血糖儀。

生物醫學(xué)設備

起搏器，血液分析儀，X射線(xiàn)設備以及腦電圖（EEG）和心電圖（ECG / EKG）。

以上肯定不是醫療器械的詳盡清單；但是，它確實(shí)說(shuō)明了PCBA，尤其是HDI PCBA是關(guān)鍵要素，沒(méi)有這些要素，醫學(xué)專(zhuān)業(yè)人員當前無(wú)法使用的許多工具就不會(huì )如此。

如何設計HDI醫療設備板

需要明確的是，HDI技術(shù)并非專(zhuān)門(mén)用于醫療設備板。實(shí)際上，在許多應用程序中通常會(huì )找到用于快速傳輸大量數據的HDI。最值得注意的是，HDI用于計算機，筆記本電腦和移動(dòng)電話(huà)中，以在內部板上的微型組件之間傳輸高頻信號，并在電子設備之間傳輸高密度數據。然而，由于小型化和復雜性的要求，醫療器械有更普遍和普遍的用途。因此，您的醫療設備PCBA設計可能需要結合使用HDI，這有必要建立一些有效的準則。

高密度互連醫療設備PCBA設計指南

設計很好的醫療設備HDI板將要求您在設計過(guò)程中應用很小化和很大化策略。首先使用HDI的原因之一可能是為了最小化電路板的尺寸，以滿(mǎn)足某些醫療設備的安裝限制。結合此目標，您需要盡可能減少設計的復雜性。這看起來(lái)似乎違反直覺(jué)，但考慮到設計越統一（就最少的不同組件類(lèi)型，走線(xiàn)寬度以及過(guò)孔類(lèi)型和大小而言），您就可以更有效地利用空間并優(yōu)化走線(xiàn)的密度，組件等。因此，您的最小化策略應包括以下內容：

最小化 

跡線(xiàn)寬度、不同類(lèi)型和數量的組件、通孔類(lèi)型和尺寸

板高

為了確保您的設計確實(shí)可以制造，您需要最大程度地讓合同制造商（CM）參與其中。最重要的方面是獲取并充分利用您的CM的DFM規則和準則。

最大化

DFA合并

對醫療設備電路板的小型化，復雜性和質(zhì)量要求非常高。但是，沒(méi)有跡象表明這種情況很快就會(huì )消失甚至減輕。因此，了解和利用HDI技術(shù)通常勢在必行。為此，您需要遵循上面列出的良好設計準則。同樣重要的是，您與CM合作可以有效地為您構建這些高性能板，而不會(huì )損失制造質(zhì)量或周轉時(shí)間