एंडोस्कोप मेनबोर्ड डिज़ाइन डिस्टल टिप इंजीनियरिंग में अंतरिक्ष अभिशाप को कैसे तोड़ता है

एंडोस्कोपी में, दायरे के दूरस्थ सिरे के भीतर जगह के लिए एक शाश्वत लड़ाई होती है। एक पतला और अधिक सक्षम उपकरण बनाने के लिए, सर्किट बोर्डों के डिज़ाइन और लेआउट पर पुनर्विचार किया जाना चाहिए। कठोर मुद्रित सर्किट बोर्डों के पारंपरिक दृष्टिकोण को मेडिकल एंडोस्कोप कैमरे को अधिक कॉम्पैक्ट और लचीला बनाने की इच्छा से चुनौती दी गई है। समाधान एक कठोर -फ्लेक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड में पाया जाना है जो कठोर और लचीले पीसीबी के फायदों को जोड़ता है।

 

अंतरिक्ष अभिशाप

एक विशिष्ट परिदृश्य में एक मेडिकल एंडोस्कोप कैमरे का उपयोग शामिल होता है: स्कोप को रोगी के शरीर में डाला जाता है और डिस्टल छोर पर स्थित कैमरा मॉड्यूल द्वारा प्रदान की गई इमेजिंग और रोशनी का उपयोग करके लक्ष्य स्थान पर नेविगेट किया जाता है। देखने के बड़े क्षेत्र की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, छवि सेंसर, प्रकाश उत्सर्जक डायोड और अन्य घटकों को माउंट करने के लिए पारंपरिक कठोर मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है। ये बोर्ड कठोर होते हैं और संकीर्ण सिरे के अंदर जगह बचाने के लिए इन्हें मोड़ा नहीं जा सकता। दूसरी ओर, लचीले सर्किट झुकने के कारण सोल्डर जोड़ पर तनाव उत्पन्न करेंगे।

 

लचीले सर्किट बोर्ड का उपयोग आमतौर पर एंडोस्कोप के डिस्टल टिप के अंदर आवश्यक मात्रा में जगह प्रदान करने के लिए किया जाता है। एक लचीले पीसीबी को स्कोप के अनुदैर्ध्य अक्ष के साथ रखा जा सकता है, जो एक छोटे से क्रॉस सेक्शन पर होता है। हालाँकि, एंडोस्कोप कैमरे को असेंबल करते समय, लचीले सर्किट को निर्माण और संचालन दोनों के दौरान झुकने वाली ताकतों के अधीन किया जाता है। सर्किट बोर्ड से घटकों को जोड़ने वाले सोल्डर जोड़ इस प्रकार के तनाव से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। कई मामलों में, क्षति एक ही प्रक्रिया के दौरान होती है और परिणामस्वरूप छवि हानि होती है।

 

कठोर -फ्लेक्स सर्किट बोर्ड कठोरता और लचीलेपन के सर्वोत्तम संयोजन की अनुमति देता है। लचीले पीसीबी कोर की अनुदैर्ध्य दिशा के साथ कई कठोर बोर्ड खंड रखे गए हैं। यह छवि सेंसर, एलईडी और अन्य घटकों को विशिष्ट अंतराल पर माउंट करने की अनुमति देता है। इस दृष्टिकोण का लाभ यह है कि घटकों को कठोर बोर्ड से जोड़ने वाले सोल्डर जोड़ झुकने से प्रभावित नहीं होते हैं, जिससे दरार या प्रदूषण की संभावना समाप्त हो जाती है। पीसीबी के लचीलेपन का उपयोग बोर्ड को एंडोस्कोप के डिस्टल टिप के अंदर रखने के लिए किया जाता है।

 

तीसरा आयाम

कठोर -फ्लेक्स डिज़ाइन एंडोस्कोप के डिस्टल टिप के अंदर तीसरे आयाम का उपयोग करने की अनुमति देता है। सर्किट बोर्ड को डिजाइन करते समय, घटकों को विभिन्न स्तरों और कोणों पर कठोर खंडों पर रखा जाता है। उदाहरण के लिए, एक कैमरा मॉड्यूल, साइड कैमरा और एलईडी रखने के लिए एक लचीले सर्किट बोर्ड को अलग-अलग ऊंचाई पर कई बार मोड़ा जा सकता है। परिणाम एक तीन-स्तर का कठोर-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड है, जहां फ्रंट कैमरा और साइड कैमरा स्कोप के केंद्रीय अक्ष के सापेक्ष विभिन्न कोणों पर रखे गए हैं।

 

मुड़े हुए कठोर फ्लेक्स सर्किट बोर्ड को पकड़ने के लिए एक कठोर फ्रेम की आवश्यकता होती है। ऐसा फ्रेम आमतौर पर धातु से बना होता है और एलईडी और इमेज सेंसर के लिए हीटसिंक के रूप में काम करता है। लक्ष्य क्षेत्र को रोशन करते समय, एलईडी सरणी प्रकाश और गर्मी उत्सर्जित करती है। कैमरा मॉड्यूल के प्रदर्शन पर तापमान के प्रभाव को रोकने के लिए नष्ट हुई ऊर्जा को कैमरा मॉड्यूल से हटाया जाना चाहिए। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है जब एंडोस्कोप का उपयोग प्रतिगामी दिशा में किया जाता है, क्योंकि अधिकांश रोशनी आंतरिक ऊतकों से परिलक्षित होती है।

तीन आयामी कठोर फ्लेक्स पीसीबी की सिग्नल अखंडता बिजली वितरण मैदान और सिग्नल परत की एक विशेष व्यवस्था द्वारा सुनिश्चित की जाती है। विद्युत कनेक्शन की व्यवस्था करते समय, कठोर से लचीले पीसीबी में संक्रमण पर विशेष ध्यान दिया जाता है। सर्किट बोर्ड कठोर और लचीले दोनों खंडों पर एक बहु-परत डिज़ाइन का उपयोग करता है। कठोर कोर की बाहरी परतें एक ग्राउंड प्लेन प्रदान करती हैं जो सिग्नल के निशानों को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से अलग करती है। लचीले खंड में सिग्नल हानि और क्रॉसस्टॉक को कम करने के लिए एक नियंत्रित विशेषता प्रतिबाधा होती है। संक्रमण क्षेत्र को डिज़ाइन करते समय सिग्नल प्रतिबिंब को रोकने के लिए विशेष उपाय किए जाते हैं, जो छवि को विकृत कर देगा।

 

4K वीडियो सिग्नल की सिग्नल अखंडता सुनिश्चित करने के लिए, एक कठोर {{1}फ्लेक्स पीसीबी को विशेषज्ञ स्तर के निर्माण की आवश्यकता होती है। एक योग्य निर्माता सटीक प्रतिबाधा नियंत्रण करेगा और सिग्नल हानि को कम करने के लिए सही सामग्री का उपयोग करेगा। कठोर खंडों के लिए, निर्माता नियंत्रित ग्राउंड प्लेन के साथ उन्नत बहुपरत निर्माण का उपयोग करेंगे। लचीले खंडों के लिए, प्लेसमेंट के माध्यम से सटीक सुनिश्चित करने के लिए निर्माता सटीक लेजर ड्रिलिंग करेंगे। सिग्नल अखंडता आवश्यकताओं के अनुपालन को प्राप्त करने के लिए सभी प्रोटोटाइप पर सिग्नल अखंडता परीक्षण किया जा सकता है। मेडिकल एंडोस्कोप कैमरा सामान्य उपयोग के तहत हजारों झुकने वाले चक्रों के बाद भी एक विश्वसनीय छवि देने में सक्षम होगा।

 

सामग्री

कठोर -फ्लेक्स सर्किट बोर्ड के निर्माण के लिए सामग्री का चयन भी काफी महत्वपूर्ण है। चिकित्सा उपकरणों को अक्सर कठोर नसबंदी प्रक्रियाओं के अधीन किया जाता है, जिसमें 134 डिग्री सेल्सियस पर ऑटोक्लेविंग भी शामिल है। लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड अक्सर तांबे की पन्नी से लेपित पॉलीमाइड फिल्म से बने होते हैं। ऐसी सामग्री को प्रदूषण प्रक्रिया के दौरान उच्च तापमान के अधीन किया जाता है। सामग्रियों का चयन करते समय, सिग्नल हानि को कम करने के लिए ढांकता हुआ पारगम्यता और अपव्यय कारक के गुणांक पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

 

चिपकने वाली तांबे की पन्नी तकनीक का उपयोग करके निर्मित पॉलीमाइड कैप्टन जैसी सामग्रियों का उपयोग, ऑटोक्लेविंग के दौरान तापमान परिवर्तन के कारण होने वाले प्रदूषण की संभावना को कम कर देता है। साथ ही, ऐसी सामग्रियों के उपयोग से उच्च तापमान के संपर्क में आने पर विषाक्त पदार्थों का उत्सर्जन समाप्त हो जाता है। कठोर फ्लेक्स पीसीबी के लिए सामग्री के चयन में सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक आईएसओ 10993 मानक के साथ उनका अनुपालन है।

सही सामग्री चुनने के लिए निर्माता के पास कठोर -फ्लेक्स पीसीबी निर्माण में व्यापक अनुभव होना चाहिए। लचीले खंडों के लिए सामग्री का चयन करते समय, निर्माता को उनके झुकने की त्रिज्या पर विचार करना चाहिए। एक जटिल त्रि-आयामी आकार के साथ एक कठोर फ्लेक्स पीसीबी का निर्माण करते समय यह संपत्ति विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। चिपकने वाली तांबे की पन्नी जैसी सामग्रियों का चुनाव सर्किट बोर्ड के लिए आवश्यक यांत्रिक शक्ति पर भी निर्भर करता है।

 

उत्पादन

कठोर -फ्लेक्स पीसीबी निर्माण एक जटिल और चुनौतीपूर्ण प्रक्रिया है। एक मेडिकल एंडोस्कोप कैमरा बनाने के लिए, एक पीसीबी निर्माता के पास कठोर -फ्लेक्स पीसीबी निर्माण में व्यापक विशेषज्ञता होनी चाहिए। कठोर फ्लेक्स सर्किट बोर्ड के उत्पादन में आमतौर पर लचीले कोर को लैमिनेट करने से लेकर तैयार उत्पाद के प्रतिबाधा परीक्षण तक 80 से अधिक चरण शामिल होते हैं। सर्किट बोर्ड के अलग-अलग कठोर खंडों को अलग-अलग निर्मित किया जाता है, फिर लचीले खंड के साथ एक साथ जोड़ा जाता है। लचीले खंड के सापेक्ष कठोर खंडों की स्थिति की सटीकता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए।

 

कठोर -फ्लेक्स पीसीबी का निर्माण करते समय, सही आपूर्तिकर्ता चुनना महत्वपूर्ण है। उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के विपरीत, चिकित्सा उपकरण और उपकरण उच्च स्तर की जिम्मेदारी दर्शाते हैं। इसलिए, ऐसे उपकरणों के निर्माताओं को सावधानी से ऐसे आपूर्तिकर्ता का चयन करना चाहिए जिसके पास कठोर -फ्लेक्स पीसीबी निर्माण के क्षेत्र में व्यापक विशेषज्ञता हो। आपूर्तिकर्ता के साथ बातचीत चुने हुए भागीदार की क्षमताओं में उच्च स्तर के विश्वास और विश्वास पर आधारित होनी चाहिए। मुख्य उद्देश्य एक मेडिकल एंडोस्कोप कैमरे का एक कार्यशील प्रोटोटाइप विकसित करना है जो सभी तकनीकी विशिष्टताओं को पूरा करता हो।

 

कठोर -फ्लेक्स डिज़ाइन नए प्रकार के मेडिकल एंडोस्कोप विकसित करने की अनुमति देता है जो आकार में छोटे, अधिक सटीक और रोगियों के लिए अधिक आरामदायक होते हैं। साथ ही, मेडिकल एंडोस्कोप बनाते समय कठोर फ्लेक्स पीसीबी के डिजाइन के सभी पहलुओं पर विचार करना आवश्यक है। इसका तात्पर्य लचीले और कठोर खंडों की विशेषताओं के लिए आवश्यकताओं का विस्तार से विश्लेषण करना और एंडोस्कोप के दूरस्थ सिरे के भीतर उनकी इष्टतम व्यवस्था का निर्धारण करना है। विश्वसनीय वीडियो स्थानांतरण सुनिश्चित करने के लिए एंडोस्कोप कैमरा डिज़ाइन करते समय तीन आयामी कठोर - फ्लेक्स पीसीबी की सिग्नल अखंडता पर भी विचार किया जाना चाहिए। कठोर -फ्लेक्स पीसीबी के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री भी बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि उन्हें चिकित्सा उद्योग की सख्त आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।