Як підвищити міцність медичної електроніки, зокрема натільних пристроїв? Клеї захищають від ударів, вібрації та рідин, водночас зберігаючи естетичний вигляд. М’які гелі, силікони та жорсткі епоксидні смоли забезпечують надійність.
Багато сучасних електронних пристроїв виконують ті самі функції, що й 10 років тому, проте вони стали меншими, швидшими, легшими й придатними для використання практично повсюдно. Щоб це стало можливим, електроніку необхідно захищати від ударів, води, тепла й інших чинників, із якими доводиться стикатися під час використання. Виникає запитання: «Як складають ці компактні й легкі електронні пристрої, щоб вони надійно працювали й залишалися захищеними впродовж тривалого часу?» Щоб відповісти на це запитання, ми зв’язалися з Джеффом Бовіном (Jeff Bowin), головним інженером TCS у компанії Henkel, щоб дізнатися більше про цю тему й технології, які були розроблені для підвищення міцності електронних пристроїв. Підвищення міцності передбачає багатофункціональне рішення для захисту від шкідливих чинників навколишнього середовища, як-от екстремальні температури, рідини, корозійні елементи, удари та вібрація. Це забезпечує як механічну міцність, так і електричну ізоляцію.
У медичній сфері надійність цих пристроїв має важливе значення та дозволяє забезпечити безперервний і високотехнологічний догляд за пацієнтами. Усі електронні пристрої мають підвищену міцність, але деякі з них потребують особливого захисту від впливу навколишнього середовища. Наприклад, пластир для безперервного моніторингу рівня глюкози розміщується на тілі людини, і йому, можливо, не потрібно витримувати екстремальні температури, оскільки температура тіла не є надто високою, але він повинен бути захищений від інших чинників, як-от піт і удари. Деякі з рішень, застосованих у цьому пластирі, можуть включати підзаливки (андерфіли) та матеріали для структурного фіксування.
Підзаливка — це рішення для захисту паяних з’єднань і кульок припою, що з’єднують кристал із друкованою платою (ДП). Вона створює монолітну електронну конструкцію з механічним підсиленням, запобігає механічній втомі та збільшує термін служби електроніки. «Просте використання пристрою за призначенням або натискання кнопок на ньому створює напругу та може призвести до втоми всього пристрою», — говорить Бовін. Падіння портативного електронного пристрою, у якому немає підзаливки, може призвести до деренчання внутрішніх компонентів і руйнування паяних з’єднань або негативно вплинути на функціональність і термін служби пристрою.
Доступні матеріали, що забезпечують максимальну технологічність завдяки швидкому розтіканню та здатності ефективно заповнювати порожнини під компонентами навіть із надзвичайно низькою висотою виступів. Ці продукти призначені для зменшення навантажень, спричинених невідповідними коефіцієнтами розширення, і забезпечують надійність під час термічного циклу, теплового удару, випробувань на падіння та інших вимогливих випробувань, а також під час використання.
Щоб підвищити надійність багатьох портативних пристроїв, підзаливки швидко заповнюють простір між корпусом і платою, швидко тверднуть і забезпечують захист паяних з’єднань від механічних навантажень, як-от удари під час падіння та вібрація; вони також дозволяють виконувати повторну обробку. Для застосувань, де повна підзаливка не потрібна, технології кутового та крайового з’єднання забезпечують економічне рішення з міцним армуванням периметра й можливістю самоцентрування в поєднанні з високою швидкістю обробки. Перегляньте відео про застосування нижче.
Доступні підзаливки в попередньо підготовлених формулах, які забезпечують високу надійність, широку технологічність і хороше заповнення зазорів у пристроях із наддрібним кроком і низькою висотою виступів.
Конформне покриття, один із видів захисту друкованих плат, історично використовувалося в таких галузях, як аерокосмічна промисловість, а з часом його дедалі активніше почали впроваджувати й інші сектори для захисту друкованих плат від рідин і надання електроніці водостійких властивостей. Конформне покриття також захищає від термічних ударів, вологи, агресивних рідин та інших несприятливих умов навколишнього середовища. Медичні натільні вироби, як-от розумний годинник і пластирі для безперервного вимірювання рівня глюкози, захищені від поту, який може проникнути в електронний блок.
У той час як заливання та лиття під низьким тиском зазвичай інкапсулюють увесь вузол, конформне покриття забезпечує вибірковий захист окремих ділянок. Ця можливість стає важливою для вузлів, що можуть потребувати повторної обробки окремих компонентів для збереження цілісності решти друкованої плати, наприклад, у разі дорогих плат. Зазвичай, коли на друковану плату наноситься конформне покриття, є ділянки, які необхідно залишити вільними від покриття. Ці ділянки часто називають «забороненими зонами» та традиційно закривають стрічками, рідкими масками або масками, що тверднуть під ультрафіолетом.
Кожен процес має свої переваги й недоліки. Поєднавши переваги традиційних маскувальних матеріалів (хороша адгезія до різних поверхонь, мала кількість залишків, сумісність із мініатюрними розмірами й автоматизованими процесами) та виключивши недоліки (тривале ручне нанесення, тривалі етапи затвердіння, наявність залишків і запахи), компанія Henkel розробила рішення для ізоляції заборонених зон друкованих плат, що привело до економії коштів для виробників.
Сумісний з автоматизованими системами дозування, матеріал швидко й точно наноситься туди, куди потрібно, без ризику потрапляння на нецільові ділянки, що є важливою вимогою для сучасних надмініатюрних друкованих плат і компонентів. Термоплавкий клей міцно тримається на місці під час нанесення покриття, після чого швидко й чисто знімається, залишаючи чіткі краї та не залишаючи слідів.(1)
Щоб дізнатися більше про це просте й екологічне рішення, прочитайте технічну статтю або подивіться відео нижче.
Підсумовуючи, можна сказати, що підвищення міцності є ключовим елементом у виробництві та складанні медичних електронних пристроїв. Оскільки використання натільних медичних пристроїв продовжуватиме зростати в майбутньому, підвищення міцності дозволить захистити ці пристрої, забезпечуючи людям надійну роботу в повсякденному житті, а також постійний моніторинг їхнього здоров’я.
Наші експерти готові дізнатися більше про ваші потреби.
Наш центр підтримки та експерти готові допомогти вам знайти рішення для потреб вашого бізнесу.