برد مدار چاپی (PCB) در صنعت پزشکی کاربردهای متعددی دارد و نقش بسیار مهمی در عملکرد دستگاه‌های پزشکی مدرن ایفا می‌کند. این بردها معمولاً به عنوان بستر الکترونیکی برای اتصال و ارتباط قطعات مختلف درون دستگاه‌ها به کار می‌روند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای PCB در صنعت پزشکی به شرح زیر است:

دستگاه‌های تشخیصی پزشکی: در دستگاه‌های پزشکی مانند ECG (نوار قلب)، EEG (نوار مغز) و دستگاه‌های تصویربرداری (مانند MRI و سونوگرافی)، بردهای مدار چاپی به عنوان اجزای اصلی برای انتقال سیگنال‌ها و پردازش داده‌ها عمل می‌کنند.

دستگاه‌های مانیتورینگ: در دستگاه‌های مانیتورینگ وضعیت بیمار مانند دستگاه‌های فشار خون و گلوکز سنج و سایر تجهیزات پزشکی که نیاز به نظارت مداوم دارند، PCBها برای ارتباط بین حسگرها و نمایشگرها استفاده می‌شوند.

دستگاه‌های ایمپلنت: بردهای مدار چاپی در برخی از دستگاه‌های ایمپلنت مانند ضربان‌سازها و دستگاه‌های شنوایی کاربرد دارند. این بردها وظیفه پردازش سیگنال‌ها و تأمین نیروی لازم برای عملکرد دستگاه را بر عهده دارند.

دستگاه‌های درمانی: در دستگاه‌های پزشکی که برای درمان استفاده می‌شوند، مانند دستگاه‌های لیزر درمانی، PCBها نقش کلیدی دارند.

ابزارهای جراحی: در برخی از ابزارهای جراحی پیشرفته که به دقت و کنترل بالایی نیاز دارند، بردهای مدار چاپی برای هماهنگ‌سازی عملکرد بخش‌های مختلف دستگاه به کار می‌روند.

ویژگی‌های PCB در صنعت پزشکی:

دقت و اعتمادپذیری بالا: دستگاه‌های پزشکی به دقت و عملکرد قابل اعتماد نیاز دارند، بنابراین PCBهای مورد استفاده در این صنعت باید استانداردهای خاصی را رعایت کنند.

پایداری و عمر طولانی: این بردها باید توانایی کار در شرایط محیطی مختلف و در طولانی‌مدت را داشته باشند.

کوچک‌سازی: در دستگاه‌های پزشکی نوین، ابعاد کوچک برد مدار چاپی بسیار مهم است تا دستگاه‌ها به راحتی قابل حمل و استفاده باشند.

مقاومت در برابر تداخلات الکترومغناطیسی: بردهای مدار چاپی باید در برابر نویز و تداخلات الکترومغناطیسی مقاوم باشند تا عملکرد صحیح دستگاه‌ها تضمین شود.

در نهایت، صنعت پزشکی نیازمند استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته در ساخت PCB است تا از صحت و دقت عملکرد دستگاه‌های پزشکی اطمینان حاصل شود.

منبع: https://afzarpardazesh.com/blog/medical-printed-circuit-boards/

نحوه طراحی و تولید برد الکترونیکی

 طراحی و تولید برد الکترونیکی شامل چند مرحله است:

تعیین نیازها و مشخصات:

شروع با تعیین وظایف و نیازهای برد الکترونیکی.

تعیین ویژگی‌های فنی مانند اندازه، توان، و ورودی/خروجی‌ها.

طراحی مدار:

استفاده از نرم‌افزارهای CAD برای طراحی مدار الکتریکی.

انتخاب قطعات الکترونیکی موردنیاز.

ارتباطات مداری و پیاده‌سازی لایه‌های مختلف برد را در نظر بگیرید.

شبیه‌سازی:

انجام شبیه‌سازی‌های الکتریکی با استفاده از نرم‌افزارهای مربوط.

بررسی کارکرد مدار و تطابق با مشخصات انتظاری.

تولید نقشه‌های PCB:

انتقال طرح مدار به نقشه‌های PCB (Printed Circuit Board).

مکان‌یابی و اتصال مناسب قطعات الکترونیکی روی برد.

تولید برد:

استفاده از فرآیندهای تولید PCB مانند فراوری و نقشه‌برداری.

قطعات الکترونیکی را روی برد نصب کنید.

آزمایش و تست:

تست قطعات و اتصالات برد.

انجام آزمایش‌های الکتریکی برای اطمینان از صحت عملکرد برد.

تولید نهایی:

تولید دستگاه نهایی با توجه به نتایج آزمایش و تست.

توزیع:

توزیع دستگاه‌های الکترونیکی به بازار یا مصرف‌کنندگان.

با رعایت استانداردهای الکترونیکی و مراحل متداول، می‌توانید یک برد الکترونیکی موفق طراحی و تولید کنید.

انواع برد الکترونیکی بر اساس لایه

 برد الکترونیکی‌ها بر اساس تعداد لایه‌ها متفاوت هستند. لایه‌ها بخش‌های جداگانه‌ای از برد را نمایش می‌دهند که مسیرها و اتصالات الکتریکی را دربرد دارند. اینجا چند نوع از بردهای الکترونیکی بر اساس تعداد لایه‌ها آورده شده است:

بردهای دو لایه:

شامل دو لایه مسطح هستند که در آنها اتصالات از یک لایه به لایه دیگر صورت می‌گیرد.

معمولاً در بردهای ساده و کاربردهای کمپیوترهای تک لایه به کار می‌روند.

بردهای چند لایه:

این بردها دارای بیش از دو لایه هستند و معمولاً شامل لایه‌های داخلی هم هستند.

بردهای چند لایه برای پروژه‌های پیچیده‌تر و الکترونیک با تعداد زیادی قطعه استفاده می‌شوند.

بردهای چند لایه با لایه‌های داخلی:

این بردها به علاوه لایه‌های خارجی، لایه‌های داخلی نیز دارند که اتصالات بین قطعات را تسهیل می‌کنند.

استفاده از لایه‌های داخلی بهبود عملکرد سیگنال و کاهش اختلالات را فراهم می‌کند.

بردهای چند لایه با لایه‌های داخلی مخفی:

در این نوع برد، لایه‌های داخلی از نظر طراحی به طور کامل مخفی هستند.

این ویژگی باعث افزایش امنیت و کاهش تداخل‌های الکترومغناطیسی می‌شود.

هرکدام از این انواع بردهای الکترونیکی بر اساس نیازها و پیچیدگی پروژه‌ها به کار می‌روند.

بردهای FR-4 و فایبر گلس

انواع برد الکترونیکی از نظر جنس فیبر

برد‌های الکترونیکی از نظر جنس فیبر به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

برد‌های FR-4:

این نوع برد از مواد کامپوزیتی با اپوکسی و الیاف شیشه‌ای ساخته شده‌اند.

FR-4 یک استاندارد صنعتی برای بسیاری از بردهای الکترونیکی است و برای بیشتر کاربردهای عمومی مناسب است.

برد‌های فیبر گلس (Glass Fiber):

این بردها از الیاف شیشه‌ای به عنوان جنس اصلی ساخته می‌شوند و می‌توانند به صورت تک یا چند لایه باشند.

برد‌های فیبر گلس به دلیل مقاومت بالا، عایق بودن و خواص حرارتی مناسب در برابر دماهای بالا، در برخی از برنامه‌های خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند.

هرکدام از این انواع برد، ویژگی‌های خاصی دارند که بسته به نیازهای کاربردی می‌توانند مناسب باشند.