Affrontare le sfide dello sviluppo dei circuiti elettronici per i dispositivi medici Leave a comment


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Dai sistemi di diagnosi, come una macchina per la risonanza magnetica (MRI), ai dispositivi impiantabili che trattano i pazienti, come pacemaker e defibrillatori cardiaci impiantabili (ICD), sono necessari componenti elettronici altamente affidabili. Sebbene la funzionalità di questi dispositivi sia piuttosto diversa, le sfide associate alla progettazione di questi dispositivi, come la selezione di componenti elettronici a prova di guasto progettati per l’affidabilità a vita e la garanzia che i partner fornitori possano soddisfare gli standard specifici del settore, sono condivise. Esaminiamo più da vicino alcune delle sfide a livello di settore associate alla selezione dei componenti elettronici per i dispositivi medici, nonché alcune delle decisioni specifiche dell’applicazione che i progettisti di dispositivi medici devono prendere per garantire che questi dispositivi funzionino in modo coerente e affidabile a lungo termine.

Collaborare con il fornitore per soddisfare i requisiti normativi con componenti ad alta affidabilità

I produttori di dispositivi medici sono altamente regolamentati da agenzie come l’International Standards Organization (ISO) e la Food and Drug Administration (FDA) statunitense per mantenere il più alto livello di affidabilità. Ma questo onere non dovrebbe ricadere esclusivamente sui progettisti di dispositivi medici. Invece, i progettisti di dispositivi dovrebbero assicurarsi che i severi controlli posti su di loro per la progettazione, lo sviluppo e la produzione di questi dispositivi siano rispettati anche dai fornitori che selezionano per i componenti dei circuiti elettronici come i condensatori multistrato (MLCC), i condensatori a strato singolo (SLC). ) e condensatori trimmer.

Oltre a prevenire il guasto del dispositivo selezionando un fornitore dedicato alla fornitura di componenti ad alta affidabilità, i progettisti di dispositivi medici devono assicurarsi che i componenti elettronici selezionati siano conformi a una serie di specifiche specifiche del settore. Le due specifiche principali per la maggior parte dei componenti medici sono MIL-PRF-55681 e MIL-PRF-123.

Dai dispositivi medici impiantabili alle macchine per la risonanza magnetica, ci sono alcune ulteriori sfide specifiche per l’applicazione per l’elettronica medica che devono essere prese in considerazione quando si selezionano i componenti elettronici. In primo luogo, esistono molte fonti di interferenza elettromagnetica condotta e irradiata (EMI) che possono potenzialmente interrompere la funzione dei dispositivi medici impiantabili. Per eliminare le interferenze elettromagnetiche e ridurre il rischio di emissione di un dispositivo come un pacemaker, i progettisti di dispositivi medici dovrebbero prendere in considerazione l’utilizzo di un filtro passante realizzato con un array planare multistrato o un condensatore discoidale. Questi condensatori con filtri passanti vengono utilizzati per il filtraggio in un punto di connessione per garantire che il rumore indesiderato, come l’EMI, venga eliminato, prevenendo problemi come picchi di tensione.

Un’altra sfida di progettazione comune riguarda le macchine per risonanza magnetica poiché tutti i componenti utilizzati all’interno o intorno alla macchina non devono presentare alcun magnetismo. Ciò è impegnativo perché un MLCC standard può contenere un elettrodo di metallo di base (BME) in nichel, oppure il dielettrico e l’elettrodo possono utilizzare una finitura barriera al nichel per impedire la lisciviazione della saldatura alle terminazioni, tuttavia il nichel è ferromagnetico. Per creare una terminazione MLCC non magnetica affidabile e stabile, si consiglia di utilizzare due opzioni: una terminazione sinterizzata in argento palladio (AgPd) o uno strato barriera in rame.

I progettisti di dispositivi medici devono garantire che i circuiti elettronici che progettano per i loro dispositivi soddisfino i requisiti e le normative per garantire che l’apparecchiatura mantenga l’affidabilità a vita. Per essere sicuro che i tuoi componenti elettronici non saranno la causa di problemi con il tuo dispositivo a lungo termine, parla con un produttore di componenti speciali, come Knowles Precision Devices, all’inizio del processo di progettazione.



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