Làm thế nào để tăng độ bền cho các thiết bị điện tử y tế, chẳng hạn như thiết bị đeo? Keo giúp bảo vệ khỏi va đập, rung động và chất lỏng, đồng thời vẫn duy trì tính thẩm mỹ. Gel mềm, silicone và epoxy cứng mang lại độ bền bỉ.
Nhiều thiết bị điện tử ngày nay vẫn phục vụ mục đích tương tự như 10 năm trước, nhưng đã trở nên nhỏ, nhanh, nhẹ hơn và có thể sử dụng ở hầu hết mọi nơi. Để đạt được điều này, thiết bị điện tử cần được bảo vệ khỏi va đập, nước, nhiệt và các yếu tố môi trường khác trong quá trình sử dụng. Điều này đặt ra câu hỏi: ‘Làm thế nào các thiết bị điện tử ngày càng nhỏ gọn và nhẹ này được lắp ráp để hoạt động ổn định và được bảo vệ lâu dài? Để trả lời, chúng tôi đã trao đổi với Jeff Bowin, Kỹ sư trưởng TCS tại Henkel để tìm hiểu về chủ đề này và các công nghệ giúp tăng cường độ bền cho thiết bị điện tử. Tăng cường độ bền là một giải pháp bảo vệ nhiều lớp khỏi các yếu tố môi trường gây hại như nhiệt độ cực đoan, chất lỏng, chất ăn mòn, sốc và rung động. Nó giúp gia cố cả về mặt cơ học lẫn cách điện.
Trong lĩnh vực y tế, độ tin cậy của các thiết bị này là tối quan trọng, cho phép chăm sóc bệnh nhân liên tục và tiên tiến. Tăng cường độ bền được áp dụng cho mọi thiết bị điện tử, nhưng một số loại đòi hỏi sự bảo vệ đặc biệt theo môi trường của chúng. Ví dụ, một miếng dán theo dõi đường huyết liên tục được đặt trên cơ thể người và có thể không cần chịu được nhiệt độ quá cao vì cơ thể người không quá nóng, nhưng nó cần được bảo vệ chống lại các yếu tố khác như mồ hôi và va đập. Một số ứng dụng được sử dụng trong miếng dán này có thể là keo lấp đầy và chất cố định cấu trúc.
Keo lấp đầy là chất liệu được dùng để bảo vệ các mối hàn và bi hàn kết nối chip với bảng mạch in (PCB). Điều này tạo ra một linh kiện điện tử chắc chắn với sự gia cố cơ học, ngăn ngừa hiện tượng mỏi cơ học và kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Bowin chia sẻ: “Việc sử dụng thiết bị theo đúng mục đích hoặc nhấn nút cũng tạo ra ứng suất và có thể gây ra hiện tượng mỏi trên toàn thiết bị.” Làm rơi thiết bị điện tử di động không có keo underfills có thể làm các linh kiện bên trong bị xóc, làm gãy các mối hàn hoặc ảnh hưởng tiêu cực đến chức năng và tuổi thọ của thiết bị.
Các vật liệu có sẵn đảm bảo khả năng xử lý tối ưu với tốc độ dòng chảy nhanh và khả năng lấp đầy hiệu quả các khoảng trống linh kiện ở mặt dưới với chiều cao bi hàn cực thấp. Các sản phẩm này được thiết kế để giảm ứng suất do hệ số giãn nở không đồng đều, đảm bảo độ tin cậy trong các bài kiểm tra như chu kỳ nhiệt, sốc nhiệt, thả rơi, và trong quá trình sử dụng thực tế.
Để nâng cao độ tin cậy của nhiều thiết bị cầm tay, keo underfills sẽ lấp đầy khoảng trống, hóa cứng nhanh, bảo vệ mối hàn khỏi các biến dạng cơ học như sốc rơi và rung, đồng thời cho phép gia công lại. Đối với các ứng dụng không cần đổ keo underfills toàn bộ, công nghệ kết dính góc và kết dính cạnh là giải pháp hiệu quả chi phí, với khả năng gia cố viền mạnh mẽ, tự căn chỉnh và tốc độ xử lý nhanh. Xem video ứng dụng dưới đây.
Có các công thức underfill được cung cấp dưới dạng tiền phủ sẵn, mang lại độ tin cậy cao, khả năng xử lý rộng và khả năng lấp đầy khe tốt cho các thiết bị có bước chân cực nhỏ và chiều cao bump thấp.
Lớp phủ bảo giác, một hình thức bảo vệ bảng mạch, từ lâu đã được sử dụng trong các ngành công nghiệp như hàng không vũ trụ, và các thị trường khác cũng đang dần tích hợp ứng dụng này để bảo vệ PCB khỏi chất lỏng và nâng cao đặc tính chống nước của thiết bị điện tử. Lớp phủ bảo vệ mạch cũng giúp chống sốc nhiệt, độ ẩm, chất lỏng ăn mòn và các điều kiện môi trường bất lợi khác. Các thiết bị đeo y tế tiêu dùng như đồng hồ thông minh và miếng dán theo dõi đường huyết liên tục sẽ được cải thiện khả năng bảo vệ chống lại mồ hôi.
Trong khi các kỹ thuật đổ bọc và đúc áp suất thấp thường bao kín toàn bộ, lớp phủ bảo giác cho phép bảo vệ chọn lọc một số khu vực. Khả năng này rất quan trọng đối với các cụm chi tiết có một số linh kiện cụ thể cần gia công lại, nhằm bảo toàn sự toàn vẹn của phần còn lại trên PCB, đặc biệt là với các bảng mạch giá trị cao. Khi một PCB được phủ lớp bảo vệ mạch·, thường sẽ có những khu vực cần tránh phủ lên. Những khu vực này thường được gọi là “vùng cấm” và theo truyền thống được che chắn bằng băng keo, mặt nạ lỏng hoặc mặt nạ hóa cứng bằng UV.
Mỗi quy trình đều có những ưu và nhược điểm. Kết hợp các ưu điểm của vật liệu che chắn thông thường (độ bám dính tốt với nhiều bề mặt, ít keo thừa, tương thích với kích thước thu nhỏ và quy trình tự động) và loại bỏ các nhược điểm (ứng dụng thủ công tốn thời gian, các bước hóa cứng kéo dài, nhiều keo thừa và có mùi hôi), Henkel đã phát triển một giải pháp cho các vùng đặc biệt trên PCB, giúp tiết kiệm chi phí cho các nhà sản xuất.
Vật liệu này tương thích với hệ thống phun keo tự động, được bơm nhanh và chính xác mà không lo dây dính sang vùng cấm, một điều quan trọng cần cân nhắc với bo mạch và linh kiện siêu nhỏ hiện nay. Keo nóng chảy này bám chặt tại chỗ trong quá trình phủ, sau đó có thể được lột ra nhanh chóng, sạch sẽ, để lại các cạnh rõ ràng và hoàn toàn không có keo dư.(1)
Để tìm hiểu thêm về giải pháp bền vững và tối ưu hóa này, bạn có thể đọc bài viết kỹ thuật hoặc xem video dưới đây.
Tóm lại, tăng cường độ bền là thành phần chính trong sản xuất và lắp ráp thiết bị điện tử y tế. Với sự gia tăng của thiết bị đeo y tế, việc tăng cường độ bền sẽ giúp bảo vệ chúng, đảm bảo chức năng đáng tin cậy trong đời sống và khả năng theo dõi sức khỏe liên tục.
Các chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng tìm hiểu thêm về nhu cầu của bạn.
Trung tâm hỗ trợ và đội ngũ chuyên gia của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn tìm kiếm giải pháp phù hợp với nhu cầu kinh doanh.