Circuitos Flexíveis 3D embarcados em Dispositivos Médicos

Circuitos Flexíveis 3D

À medida que a demanda por cuidados de saúde continua a crescer, os médicos estão se voltando para dispositivos de monitoramento móvel, terapêuticos e de diagnóstico que podem melhorar a qualidade e eficácia dos cuidados médicos. Como resultado, os dispositivos médicos foram reduzidos, de volumosos para portáteis e de portáteis para vestíveis (wearables).

Os fabricantes de dispositivos estão vendendo seus produtos para médicos e pacientes cada vez mais experientes em tecnologia, que estão acostumados a usar uma diversidade de dispositivos eletrônicos portáteis e de mão. Tendo experimentado a alta funcionalidade dos smartphones, por exemplo, os consumidores esperam o mesmo de dispositivos médicos com formatos pequenos. Em alguns casos, esses dispositivos médicos e dispositivos de comunicação relacionados a área tornaram-se parte de sistemas remotos de tratamento médico. Por exemplo, a prática de “tele-saúde” usa tecnologias digitais de informação e comunicação, como computadores e dispositivos móveis, para gerenciar a saúde e o bem-estar dos pacientes. A detecção precoce de sintomas ou mudanças na fisiologia permite medidas preventivas e tratamento precoce, antes que a saúde do paciente se deteriore.

As tecnologias vestíveis e outros pequenos dispositivos médicos que fornecem feedback contínuo em tempo real ajudam a tornar a tele-saúde possível. Os profissionais de tele-saúde usam informações de saúde online e comunicação remota com o paciente, facilitada pelo monitoramento remoto de indicadores de saúde, como glicose no sangue, pressão sanguínea, ritmo cardíaco, pulso e outros sinais vitais, lidos por meio de sensores conectados ou usados ​​por um paciente. Esses dispositivos miniaturizados de monitoramento médico em tempo real podem beneficiar pacientes com condições crônicas e potencialmente fatais, bem como seus prestadores de serviços de saúde, que enfrentam pressões crescentes para melhorar os resultados e, ao mesmo tempo, reduzir custos e taxas de readmissão hospitalar.

Circuito mais leve e flexível

Dispositivos médicos compactos são possíveis por conta do uso de circuitos leves que se encaixam em espaços apertados. Quem já fez as malas sabe que o conteúdo deve ser dobrado para maximizar o espaço e a eficiência. Entre uma série de tecnologias comprovadas que migraram de eletrônicos de consumo para dispositivos médicos, os circuitos flexíveis e as soluções eletrônicas impressas flexíveis ajudam os projetistas a otimizar o espaço em dispositivos médicos compactos. Produtos como bombas de insulina, dispositivos vestíveis de monitoramento de pacientes, desfibriladores portáteis e aparelhos CPAP (usados ​​para tratar distúrbios respiratórios e do sono) normalmente empregam circuitos flexíveis. Ao contrário dos circuitos 2D convencionais, os circuitos impressos flexíveis ocupam três dimensões, de modo que podem ser dobrados ao redor do envólucro mecânico e até mesmo dobrados para caber em caixas de dispositivos miniaturizados.

Existem várias outras vantagens. Substratos flexíveis com circuitos de um lado, dois lados e multicamadas são ideais para conexões de sinal de alto desempenho e alimentação a um custo econômicamente viável. Os produtos Flex também podem ser montados em configurações de furo passante, montagem em superfície e encaixe por pressão. Os circuitos flex permitem que os projetistas tornem a interconexão eletrônica mais simples e confiável. Ao contrário dos materiais de placa rígida contendo fibras de vidro entrelaçadas que tendem a resultar em perda de sinal, os materiais usados ​​em circuitos flexíveis, como a poliimida, ajudam a manter a integridade do sinal e da energia. A poliimida dissipa o calor mais rapidamente, de modo que o circuito flexível requer menos resfriamento. Além disso, os materiais flexíveis se aproximam das taxas de expansão térmica, o que os torna mais confiáveis ​​em temperaturas extremas (quentes e frias) e nas flutuações de temperatura encontradas em aplicações móveis de saúde.

A miniaturização de dispositivos médicos requer que as empresas que fabricam e desenvolvem produtos adaptem circuitos flexíveis para embalagens 3D, espaçamento flexível de cobre menor e larguras de vias menores. À medida que o tamanho da embalagem do dispositivo diminui, o circuito flexível também deve diminuir. A incorporação de recursos como vias cegas e ocultas pode ajudar a manter a flexibilidade à medida que o tamanho do encapsulamento do dispositivo continua diminuindo.

Os circuitos flex de alta confiabilidade são escolhas excelentes para projetos pequenos e leves com circuitos complexos de alta densidade. Significativamente mais finos e leves do que as placas de circuito tradicionais, os circuitos flexíveis tornam qualquer produto mais leve, o que contribui para melhorar a mobilidade e o conforto do paciente e, em muitos casos, diminuindo o custo do produto.

Melhor Design da Mecânica do Produto

Os circuitos flex também são uma ferramenta potente para melhorar a carcaça (ou parte mecânica interne e externa) do produto eletrônico. Um design mecânico bem projetado que é consistente, mecanicamente sólido e promove o fluxo de ar pode incluir uma ampla variedade de componentes eletrônicos, incluindo conectores, transmissores, receptores, resistores, capacitores, etc. Esses componentes devem estar contidos em uma carcaça de produto firmemente embalado e eletricamente interconectado . Os circuitos flex tornam isso possível. Ao contrário das placas de circuito rígido, que permitem apenas rotas de circuitos nos planos X e Y, os circuitos flexíveis permitem que os projetistas direcionem os circuitos ao longo de superfícies curvas e em múltiplas direções em qualquer eixo.

Projetar uma mecânica eficaz é um processo colaborativo que envolve projetistas de dispositivos e sistemas embarcados e seus fornecedores. Projetos de circuito flexível sempre contêm compensações no desempenho elétrico e mecânico. A Molex trabalha com seus clientes ajudando em questões como o roteamento ideal de circuitos flex embarcados nos equipamentos para otimizar os sinal e a integridade mecânica. Esses projetos mecânicos também podem incluir circuitos “flexíveis rígidos”, que incluem substratos rígidos e flexíveis laminados juntos em uma única estrutura. Por exemplo, pode haver uma seção do dispositivo com vários componentes eletrônicos – resistores, capacitores, conectores, processadores – que é rígida, mas uma “cauda” elétrica flexível conduz da seção rígida, eliminando a necessidade de um conector de interface.

Circuitos flexíveis da próxima geração

Os circuitos flexíveis usados ​​em dispositivos médicos continuarão a diminuir de tamanho, proporcionando melhor desempenho. Um dos desenvolvimentos mais promissores nesta área é o uso de laminado revestido de cobre DuPont ™ Pyralux® TK e sistemas de filme de ligação, feitos de filme de fluoropolímero de Teflon especialmente formulado e filme de poliimida DuPont Kapton®. O Pyralux TK permite que os desenvolvedores criem circuitos multicamadas que podem ser dobrados em um local muito mais estreito. Ele também permite taxas de dados mais rápidas em comparação com materiais de montagem flex de poliamida padrão, produzindo menor perda de inserção geral e menos ruído, tudo em uma pegada mecânica menor.

Esses circuitos flexíveis em camadas são direcionados a projetos de dispositivos de 12 e 25 Gbps de próxima geração. Molex trabalhou com a DuPont para desenvolver a tecnologia de processamento necessária para aplicar o Pyralux TK aos circuitos flexíveis da empresa. Os novos circuitos já estão em uso em alguns aparelhos eletrônicos. À medida que a tecnologia médica continua a se expandir, a conectividade digital trará oportunidades para os projetistas de dispositivos criarem novos modelos de negócios que ajudem a reduzir os custos de saúde. É claro que os circuitos flexíveis terão um papel fundamental nesse processo.

Para artigos como esse, acesse o link.

Artigo escrito por GREG KUCHURIS , publicado no blog da Mouser Electronics, na seção da Molex: Internet-Connected AI Face Tracker.

Adaptado e Traduzido por Equipe Embarcados.

Website | Veja + conteúdo

Mouser Electronics é um dos líderes mundiais em distribuição de semicondutores e componentes eletrônicos e distribuidor autorizado de mais de 500 fornecedores líderes da indústria. Nosso foco é a excelência em serviço ao cliente, oferendo rápida entrega e embarque imediato com a precisão no processo, desde a colocação dos pedidos até a sua entrega. Mouser oferece uma ampla seleção de produtos em estoque para rápido envio a mais de 170 países.

Licença Creative Commons Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.

Receba os melhores conteúdos sobre sistemas eletrônicos embarcados, dicas, tutoriais e promoções.

Comentários:
Notificações
Notificar
guest
0 Comentários
Inline Feedbacks
View all comments
Talvez você goste:

Séries

Menu

WEBINAR

Inteligência Artificial na Borda

DATA: 29/06 às 15:00h