村田開發(fā)兼顧伸縮性和可靠性的“可伸縮電路板”
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主要特點(diǎn)
● 伸縮性：薄、柔軟且伸縮性好的材料，給被測(cè)人員帶來的不適感和負(fù)擔(dān)也較輕
● 可靠性：依靠特有的電路板設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高絕緣性和可靠性
● 定制性：可根據(jù)所需規(guī)格檢測(cè)多種項(xiàng)目
株式會(huì)社村田制作所（以下簡(jiǎn)稱“村田”）開發(fā)了一種“可伸縮電路板”（以下簡(jiǎn)稱“本產(chǎn)品”），即使電路板彎曲和拉伸，電路也能正常工作，確保高可靠性。它有望用于粘貼在身體表面收集生物信息的醫(yī)療和保健用可穿戴設(shè)備等，因其可伸縮性，可在提供較舒適的粘貼感的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度數(shù)據(jù)收集。村田可根據(jù)所需規(guī)格進(jìn)行定制設(shè)計(jì)、試制、驗(yàn)證及批量生產(chǎn)。
近年來，在醫(yī)療領(lǐng)域，為了做出更準(zhǔn)確的診斷，除了在醫(yī)院里進(jìn)行的精密檢查之外，在日常生活中持續(xù)收集的生物信息也變得越來越重要。從預(yù)防生活方式相關(guān)疾病和社會(huì)性壓力引起的疾病的角度來看，生物信息的日常管理也很重要。但是，以前的生物監(jiān)測(cè)存在人體移動(dòng)時(shí)傳感器可能會(huì)脫落、損傷嬰兒和老年人的纖細(xì)皮膚等擔(dān)憂。此外，身體移動(dòng)和外部干擾噪聲導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)也是一個(gè)問題。在高濕度環(huán)境下使用被作為伸縮基材而廣為人知的TPU（熱塑性聚氨酯彈性體）時(shí)，存在絕緣性能不足和發(fā)生離子遷移(1)的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，村田通過優(yōu)化材料、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)，開發(fā)了本產(chǎn)品，即使在彎曲和拉伸時(shí)，其電極和布線也不會(huì)失去導(dǎo)電性。這是一種柔軟且能伸長(zhǎng)的電路板，因此即使安裝在活動(dòng)部位上，它也能追隨身體的運(yùn)動(dòng)并維持緊密貼合狀態(tài)，從而使佩戴的感覺更加舒適。此外，通過將運(yùn)算放大器放置在電極附近并形成具有多層結(jié)構(gòu)的屏蔽層，可以抑制由于彎曲和拉伸而引起的噪聲以及外部干擾噪聲的混入而引起的信號(hào)干擾。此外，村田通過使用即使在高濕度下也能保證高絕緣性的基材，采取措施來預(yù)防使用TPU電路板時(shí)產(chǎn)生布線之間絕緣性不足的問題。因此，能在保持功能性和安全性的同時(shí)讓電路工作。
村田開發(fā)本產(chǎn)品，致力于幫助解決心電圖和腦電波等生物信息的監(jiān)測(cè)、可穿戴治療設(shè)備上的應(yīng)用等醫(yī)療和保健領(lǐng)域的問題。
主要特點(diǎn)
● 伸縮性
采用柔軟、伸縮性優(yōu)良的材料，因此，即使長(zhǎng)時(shí)間使用，給被測(cè)人員帶來的不適感和負(fù)擔(dān)也較輕。此外，村田還按照一次性心電圖電極的“ANSI/AAMI EC12”(2)進(jìn)行測(cè)試，采用通過此測(cè)試的可伸縮性生物電極。即使拉伸或彎曲也不容易斷線，可以安全地使用。
● 可靠性
通過抑制由于在高濕度環(huán)境下施加電壓而產(chǎn)生的離子遷移這種特有的電路板設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高絕緣性和可靠性。此外，從生物學(xué)安全性的角度出發(fā)，村田按照“ISO10993”(3)實(shí)施細(xì)胞毒性測(cè)試，并采用通過測(cè)試的伸縮性電路板。
● 定制性
可以根據(jù)需求規(guī)格在一塊片材上安裝濾波器、放大器和多種傳感器，因此能夠獲取高精度數(shù)據(jù)并檢測(cè)多種項(xiàng)目。還能連接FPC（柔性電路板）和PCB（印刷電路板）等不同類型的電路板。此外，通過在信號(hào)線路上疊加抑制電磁噪聲的屏蔽層，可以幫助準(zhǔn)確地測(cè)量信號(hào)。
主要規(guī)格
技術(shù)名稱 | “可伸縮電路板” |
電路板的尺寸 | 上限290mm?230mm |
電路板的厚度 | 100μm左右（1層時(shí)） |
電路板部分的材料 | 可伸縮且安全性高的特有電路板材料 |
布線部分的材料 | 銀墨水 |
電極部分的材料 | 銀/氯化銀墨水（通過ANSI/AAMI EC12 測(cè)試 (※)） ※測(cè)試在本公司內(nèi)進(jìn)行 |
伸長(zhǎng)率 | 60％（因伸縮次數(shù)和布線電阻值而異） |
金屬布線的電阻值 | 根據(jù)圖案的形狀和伸縮量的重復(fù)次數(shù)變化 ※根據(jù)用特有的仿真器進(jìn)行解析的結(jié)果設(shè)計(jì)布線圖案，仿真器可以預(yù)測(cè)反復(fù)伸縮導(dǎo)致的電阻值變化 |
是否能進(jìn)行元件安裝 | 能 |
電路板的層數(shù) | 1～3層 |
是否能進(jìn)行電路板之間的接合 | 能 |
注釋
※1 離子遷移：由于在高濕度環(huán)境下施加恒定電壓而導(dǎo)致樹脂材料上形成的金屬布線圖案布線等發(fā)生短路的現(xiàn)象。
※2 NSI/AAMI EC12：由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)和美國(guó)醫(yī)療儀器促進(jìn)協(xié)會(huì)(AAMI)制定的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了在進(jìn)行心電圖等的測(cè)試時(shí)使用的一次性電極需要滿足的規(guī)格。
※3 ISO 10993：一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，用于對(duì)在體細(xì)胞毒性（例如皮膚遲發(fā)性過敏反應(yīng)的致敏和刺激）方面實(shí)現(xiàn)了高生物相容性的產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)過程進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估的對(duì)象不是生產(chǎn)出來的產(chǎn)品本身的安全性，而是為了創(chuàng)造可再現(xiàn)較高的高水平安全性而制定的機(jī)制和舉措。
評(píng)論