Uniseurantalaitteiden piirilevyjen valmistus PPG-, HRV- ja yökäyttöön tarkoitetuille puettaville laitteille

Unen seurantalaitteiden nauha-arkkitehtuurit ja piirilevyvaatimukset

Unta seuraavissa puettavissa laitteissa ei kaikissa ole samaa elektroniikan asettelua. Piirilevyn ulkoasu, anturipino, akun kapasiteetti, antennin sijainti ja kokoamisjärjestys riippuvat siitä, mitä mittauksia tuote on suunniteltu keräämään ja miten laitetta käytetään.

Näytötön tuote voi vapauttaa piirilevytilaa ja energiaa, jota näyttö muuten käyttäisi, mutta se ei automaattisesti takaa pidempää akun käyttöikää. Käyttöaika riippuu edelleen anturin käyttösuhteesta, LED-virrasta, radioaktiivisuudesta, laiteohjelmiston toiminnasta, akun kapasiteetista ja vuotovirrasta.

Mitä kannattaa päättää ennen tarjouksen pyytämistä?

Varmista, kattaako tarjous paljaan piirilevyn valmistuksen, kootun piirilevyn, komponenttien hankinnan, ohjelmoinnin, toiminnallisen testauksen vai mekaanisen integroinnin. Määritä rakennusvaihe – suunnitteluprototyypin valmistus, suunnittelun validointi, pilottituotanto vai toistuva tuotanto – koska määrä, testauksen kattavuus, dokumentointi ja hyväksymiskriteerit voivat vaihdella.

PPG- ja SpO2-anturien sijoittelu ja optinen kokoonpano

Fotopletysmografiassa (PPG) käytetään valonlähteitä ja fotodetektoria mitatakseen heijastuneen valon muutoksia, jotka liittyvät veren tilavuuden muutoksiin ihon lähellä. Suunnittelusta riippuen optiset kanavat voivat käyttää vihreää, punaista tai infrapunavaloa. SpO2-toiminnallisuus edellyttää sopivaa anturikokoonpanoa ja validoitua mittausjärjestelmää; pelkkien punaisten ja infrapunaisten LEDien läsnäolo ei takaa tarkkuutta.

Piirilevy, anturipaketti, optinen este, ikkuna, tiiviste ja kotelo muodostavat yhden toleranssiketjun. Oikein juotettu anturi voi silti toimia huonosti, jos ikkuna on väärin kohdistettu, tiiviste sallii optisen vuodon tai kotelo muuttaa anturin ja ihon välistä tarkoitettua etäisyyttä.

• Anturin suunta: Määritä pakkauksen suunta kokoonpanopiirustuksessa ja tarkista se tarkastuksen tai testin aikana.
• Optinen erottelu: Käytä määritettyä valoverhoa ja ikkunageometriaa rajoittaaksesi suoraa valovuotoa lähettimen ja ilmaisimen välillä.
• Korkeus ja samantasoisuus: Ohjausanturin korkeus suhteessa piirilevyyn, linssiin tai ikkunaan, tiivisteeseen ja ihoa vasten olevaan pintaan.
• Puhtaus: Estä fluksin jäämien, liiman, pölyn, sormenjälkien ja suojakalvon roskien pääsy optiselle reitille.
• Sähköinen melu: Tarkista kytkentäsäätimet, radiopurskeet, LED-käyttövirrat ja latauspiirit mahdollisten analogisen etupään häiriöiden varalta.
• toistettavuus: Määrittele kiinnityskohtaisia ​​tarkistuksia ja mitattavia raja-arvoja pelkän visuaalisen tarkastuksen sijaan.

Voiko piirilevyjen toimittaja validoida univaiheen tai sykevälivaihtelun tarkkuuden?

Ei pelkästään kokoonpanotarkastuksen perusteella. Valmistuskumppani voi varmistaa kokoonpanon laadun, anturitiedonsiirron, määritellyn sähköisen käyttäytymisen ja toistettavat kiinnityspohjaiset optiset tarkastukset, kunhan käytössä on sopivat laitteet ja rajoitukset. Univaiheiden luokittelu, sykevälivaihtelun tulkinta, palautumispisteet ja terveyteen liittyvät väitteet riippuvat koko laitteistosta, laiteohjelmistosta, algoritmista, käyttöolosuhteista ja validointimenetelmästä. Tuotteen omistajan on määritettävä nämä järjestelmätason tulokset käyttämällä asianmukaista validointisuunnitelmaa.

IMU:n ja lämpötila-anturin integrointi

Inertiamittausyksikkö (IMU) voi tarjota liikedataa, kun taas lämpötila-anturi voi mitata laitteen tai ihon viereisen alueen lämpötilaa suunnittelusta riippuen. Näiden signaalien merkitys riippuu anturin sijoittelusta, kalibroinnista, laiteohjelmistosta ja käyttötarkoituksesta.

• IMU-akselin määritelmä: Dokumentoi suuntaus suhteessa kaistan koordinaatistoon ja vahvista akselien yhdistäminen laiteohjelmistoon ja testausmenetelmiin.
• Mekaaninen kytkentä: Pidä anturin kiinnitys ja kotelon rakenne yhdenmukaisina, jotta löysyys tai tärinä eivät vaikuta arvaamattomasti mittauksiin.
• Lämpötila-asetus: Ota huomioon MCU:n, tehomuuntimen, radion, akun ja latausliitännän tuottama lämpö. Sijoittelun tulee vastata mitattavaa suuretta.
• Anturikommunikaatio: Testaa I2C-, SPI-, keskeytys- tai muita rajapintoja julkaistun suunnitelman mukaisesti.
• Varianttiohjaus: Kirjaa ylös hyväksytyt osanumerot ja versiot. Korvaava osa voi poiketa osoitteen, pinnien järjestyksen, koteloinnin, kalibroinnin tai laiteohjelmistotuen osalta.

Joissakin tuotteissa on elektrodeja bioimpedanssia tai EKG:hen liittyviä toimintoja varten. Nämä lisäävät analogia-, kontakti-, turvallisuus- ja validointivaatimuksia, ja ne tulee määrittää erikseen tarjouspyynnössä.

Vähävirtainen suunnittelu ja akun käyttöiän varmennus

Yön yli tapahtuva käyttö on järjestelmätason vaatimus. Kaaviokuvaus voi tunnistaa todennäköiset virrankuluttajat, mutta se ei yksinään pysty osoittamaan todellista käyttöaikaa. Laiteohjelmiston tilasiirtymät, anturien aikataulut, LED-pulssivirta, BLE-synkronointi, säätimen lepovirta, akun ominaisuudet ja piirivuoto vaikuttavat kaikki energiankulutukseen.

Bluetooth-yhteyden osalta tarkista Bluetooth-piirilevyn vaatimukset, mukaan lukien antennin pitäminen poissa liitännästä, maadoituksen järjestely, kotelointivaikutukset ja RF-testausmahdollisuudet. Lataus- ja suojauspiirien tulee noudattaa valitun kennovalmistajan rajoituksia ja hyväksyttyä suunnittelua; katso akun hallintapiirilevyn huomioitavat seikat.

Älä määritä akun käyttöiän hyväksyntää määrittelemättä työmäärää ja olosuhteita. Ilmoita laiteohjelmistoversio, anturin kokoonpano, radiotoiminta, akun tyyppi ja kunto, ympäristöolosuhteet ja mittausmenetelmä. Laitevalmistajan (OEM) tulisi yhdistää tuotantovirran tarkistukset järjestelmätason ajonaikaiseen testaukseen.

Jäykkä piirilevy, joustava piirilevy ja jäykkä-joustava vaihtoehdot

Mekaaninen arkkitehtuuri määrää, riittääkö kompakti jäykkä piirilevy vai tarvitaanko joustavaa piirilevyä antureiden, latauskontaktien tai hihnan kautta jaetun elektroniikan kytkemiseen. Paras vaihtoehto täyttää kotelointi-, sähkö-, luotettavuus- ja kokoonpanovaatimukset ilman tarpeetonta prosessien monimutkaisuutta.

• Jäykkä PCB: Usein sopiva, kun elektroniikka mahtuu yhteen anturikoteloon; se voi yksinkertaistaa komponenttien sijoittelua ja piirilevyn tukea.
• Joustava piirilevy: Voi reitittää signaaleja kaarevien tai liikkuvien osien läpi. Määritä taivutussäde, kuparityyppi, peitekerros, jäykisteiden paikat ja onko taivutus staattinen vai dynaaminen. Katso joustava piirilevyjen valmistus.
• Jäykkä-joustava piirilevy: Voi yhdistää jäykkien komponenttien alueet joustaviin liitoksiin ja vähentää liittimiä. Tarkista pinoaminen, siirtymägeometria, jäykisteet ja käsittely ajoissa. Katso rigid-flex PCB:n valmistus.
• HDI-piirilevy: Voi olla sopiva vaihtoehto, kun tiheä reititys tai tiheä reititys vaativat mikroreikiä tai muita tiheitä ominaisuuksia. Valitse se todellisten reititys- ja luotettavuustarpeiden perusteella, älä pelkästään laitteen pienen koon perusteella. Katso lisätietoja. HDI piirilevyjen valmistus.

Hyvin pienet passiivit ja tiheäjakoiset kotelot voivat säästää tilaa, mutta ne rajoittavat sijoittelua, juotospastan käyttöä, tarkastusta ja uudelleenkäsittelyä. Tarkista kotelon saatavuus, pad-geometria, sapluunan suunnittelu ja tarkastusmahdollisuudet ennen julkaisua.

Mitkä mekaaniset tiedostot auttavat tehdasta tarkistamaan puettavan piirilevyn?

Anna piirilevyjen tai joustolevyjen valmistustiedot, mittatiedot, pinoamis- ja komponenttien sijoittelutiedot, kokoonpanopiirustukset sekä asiaankuuluvat kotelon tai optisen ikkunan piirustukset. Joustolevyjen ja jäykkien joustolevyjen osalta sisällytä taivutusvyöhykkeet, jäykisteiden yksityiskohdat, peitelevyjen aukot ja käsittelyrajoitukset. Pelkät Gerber-tiedostot eivät välttämättä paljasta anturien kohdistusta tai kotelon häiriöiden riskejä.

Piirilevyjen kokoonpano, komponenttien hankinta ja prosessinohjaus

Puettavien piirilevyjen laatu riippuu komponenttien sijoittelusta, juotosliitoksen eheydestä, optisesta puhtaudesta, jäljitettävyydestä ja mahdollisuudesta testata elektroniikkaa ennen yksikön tiivistämistä.

1. Suunnittelu- ja DFM-tarkastus: Tarkista valmistustiedot, pinoaminen, jalanjäljet, napaisuus, välykset, taipuisan käsittelyn tarkkuus, testipisteet ja kokoonpanopiirustukset.
2. Osaluettelon ja hankinnan tarkistus: Vahvista valmistajan osanumerot, hyväksytyt vaihtoehdot, elinkaaren tila, pakkausvaihtoehdot ja asiakkaan määräämät lähteet. Älä korvaa optisia antureita, IMUja, akkuja tai radiotaajuuskomponentteja ilman hyväksyntää.
3. PCB:n valmistus: Rakenna määritelty jäykkä, joustava tai jäykkä-joustava piirilevy julkaistujen tietojen perusteella. Määritä tarvittaessa tilakohtainen impedanssi ja erityiset läpivientivaatimukset.
4. SMT-kokoonpano: Käytä valittujen komponenttien ja piirilevyn rakenteen osalta hyväksyttyä sapluunaa, sijoitteluohjelmaa, reflow-profiilia ja käsittelymenetelmää.
5. tarkastus: Käytä AOI:ta ja muita menetelmiä pakkaustyypin ja saatavuuden perusteella. Piilotettujen juotosliitosten tarkastus voi vaatia toisenlaisen menetelmän, jos pakkaus ja hyväksymissuunnitelma sitä edellyttävät.
6. Ohjelmointi ja sähkötestaus: Lataa valtuutettu laiteohjelmisto tai testikuva ja suorita sovitut tarkistukset.
7. Optinen ja mekaaninen integrointi: Suorita ikkuna-, tiiviste-, liima- tai kotelointitoimenpiteet määritellyssä järjestyksessä estäen kontaminaation ja virhekohdistuksen.
8. jäljitettävyys: Kirjaa sovitut erä-, versio-, testi- ja sarjanumerotiedot.

Highleap Electronics tarjoaa piirilevyjen kokoonpanoa ja elektroniikkakomponenttien hankintaa asiakkaan määrittelemiin projekteihin. Varmista, sisältääkö tarjous paljaat piirilevyt, toimitetut komponentit, avaimet käteen -piirilevyt, ohjelmoinnin, testauksen vai mekaanisen integroinnin.

Tarkastusmenetelmien tulee vastata vikaantumistapaa

• AOI: Voi tarkistaa näkyvien komponenttien läsnäolon, napaisuuden, suunnan ja juotosominaisuudet järjestelmän ominaisuuksien rajoissa; se ei takaa anturin tarkkuutta tai havaitse kaikkia piilossa olevia liitosvirheitä.
• X-ray: Voi olla sopiva piilotettuja juotosliitoksia sisältäville paketeille, kun pakkaustyyppi ja riskinarviointi sitä edellyttävät.
• Sähköinen testi: Vahvistaa määritellyt sähköolosuhteet tai liitännät testausmenetelmän ja kattavuuden mukaisesti.
• Toiminnallinen testi: Harjoittelee käyttäytymistä, jota voidaan mitata toistetusti kiinnityslaitteen, testiohjelmiston ja selkeiden rajojen avulla.

Katso AOI PCBA:ssa . Sovi tarkastusten kattavuudesta ennen tuotantoa; mikään yksittäinen menetelmä ei korvaa riskiperusteista laatusuunnitelmaa.

Tuotantotestaus ennen kotelon tiivistämistä

Testaa piirilevy ja anturit mahdollisuuksien mukaan ennen kuin pysyvä tiivistys vaikeuttaa uudelleentyöstöä tai mittausta. Tuotantotestin tulisi erottaa mitattavat kokoonpanovirheet algoritmin tai järjestelmän toiminnasta, joka vaatii OEM-tason validointia.

Highleap voi tukea asiakkaan määrittelemää toiminnallista testausta, kun kiinnittimestä, laiteohjelmistosta, mittausmenetelmästä ja hyväksymisrajoista on sovittu. Jos yksikkökohtainen optinen kalibrointi on tarpeen, on määritettävä, kuka toimittaa algoritmin, kalibrointilaitteet, tietomuodon ja hyväksymiskriteerit.

DFM-riskit, jotka on ratkaistava ennen tilaamista

• Keskeneräinen valmistuspaketti: Puuttuvat pinoamis-, poraus-, taipumistiedot, impedanssivaatimukset tai tarkistus voivat tehdä tarjouksesta epäselvän.
• Epäselvät anturi-ikkunan toleranssit: Pelkkä piirilevypiirros ei välttämättä määrittele anturin, esteen, ikkunan, tiivisteen ja ihokosketuspinnan välistä suhdetta.
• Hyväksymättömät tuoteluettelon korvaukset: Samannäköiset anturit tai tehopiirit voivat erota toisistaan ​​pakkauksen, pinnien, optisen toiminnan, laiteohjelmistotuen tai saatavuuden suhteen.
• Ei määriteltyä testitilaa: Ilman laiteohjelmistokomentoja, testipadeja tai kiinnityslaitteiden käyttöoikeutta tuotantotestaus voi olla hitaampaa tai sitä voi olla vaikeampi toistaa.
• Määrittelemättömät virtarajat: ”Alhainen teho” ei ole hyväksymiskriteeri. Määrittele tila, asetukset, asettumisaika ja sallittu virta.
• Joustoväsymys tai venähdys: Dynaaminen taivutus, terävät siirtymät, huono vedonpoisto tai tukemattomat taipuisat alueet voivat aiheuttaa luotettavuusriskejä.
• Myöhäinen kotelointiintegraatio: Klipsit, liima, tiivisteet ja latauskoskettimet voivat estää pääsyn testiin tai häiritä anturipinoa.
• Epäselvä tuotantolaajuus: Paljas piirilevy, piirilevyasennus, ohjelmointi, optinen testaus, akkujen asennus, tiivistys ja lopullinen kokoonpano ovat eri toimituksia.

Prototyyppien osalta kirjaa avoimet ongelmat ja tekniset muutokset sen sijaan, että olettaisi ensimmäisen kootun yksikön olevan tuotantovalmis. Ennen pilotti- tai massatuotantoa jäädytä sovellettava piirilevyn versio, osaluettelo, laiteohjelmisto/testiversio, kokoonpano-ohjeet ja hyväksymiskriteerit.

Uniseurantalaitteiden piirilevyjen ja piirilevyjen tarjouspyyntöjen tarkistuslista

Käytä tätä tarkistuslistaa apunasi valmistustiimille aiotun kokoonpanon arvioinnissa sen sijaan, että tekisit oletuksia tuotteen kokoonpanosta.

Jos tiedostot ovat puutteellisia, yksilöi nykyinen tarkistus ja alustavat tiedot. Tämä auttaa erottamaan budjettiarvion julkaistuihin valmistustietoihin perustuvasta sitovasta tarjouksesta.

Usein Kysytyt Kysymykset

Voiko Highleap valmistaa piirilevyä unen seurantarannekkeelle?

Highleap voi tarkastella asiakkaan toimittamia suunnittelu- ja valmistustietoja puettavien piirilevyjen valmistusta ja piirilevyasetelmien vaatimuksia varten. Toteutettavuus riippuu piirilevyn rakenteesta, komponenttipaketeista, hankintarajoituksista, kokoonpanon laajuudesta ja vaadittavista testeistä. Lähetä suunnittelupaketti projektikohtaista tarkistusta varten.

Voitteko toimittaa sekä piirilevyn että kootun elektroniikan?

Piirilevyjen valmistus ja kokoonpano voidaan tarjota yhdessä, kun tarvittavat tiedot ja laajuus ovat saatavilla. Määritä, tarvitsetko paljaita piirilevyjä, ulkoistettuja komponentteja, avaimet käteen -toimitusta, ohjelmointia, toiminnallista testausta vai mekaanisia toimintoja.

Mitä tiedostoja tarvitaan uniseurantalaitteen piirilevytarjoukseen?

Aloita Gerber- tai ODB++-tiedostoilla, poraustiedoilla, valmistajan osanumeroilla varustetulla osaluettelolla, keräily- ja sijoitustiedoilla ja kokoonpanopiirustuksella. Lisää pinoamis- ja taivutustiedot, kotelon ja optisten ikkunoiden piirustukset, laiteohjelmisto-/testausohjeet, määrä ja hyväksymiskriteerit, jos saatavilla.

Voiko tehdas testata PPG-anturit ennen nauhan sulkemista?

Kyllä, jos projekti tarjoaa sopivan testausmenetelmän ja mitattavat rajat. Tarkastuksiin voi sisältyä anturitiedonsiirto, LED-käyttölaite, ilmaisimen vaste tai valaisimeen perustuva optinen testi. Tämä ei ole sama asia kuin univaiheen tai terveyden mittareiden tarkkuuden validointi.

Pitäisikö minun käyttää jäykkää, joustavaa vai jäykkää-joustavaa piirilevyä?

Valinta riippuu koteloinnista, käytettävissä olevasta tilasta, taivutusvaatimuksista, komponenttien sijoittelusta, liitäntästrategiasta ja odotetusta mekaanisesta käyttöiästä. Tarkista mekaaniset piirustukset ja taivutusolosuhteet ennen rakenteen valintaa.

Voitteko taata akun keston yön yli?

Akun käyttöikä riippuu kokonaissuunnittelusta, kennojen kapasiteetista ja kunnosta, laiteohjelmistosta, LED-käyttölaitteesta, näytteenottoaikataulusta, radiotoiminnasta, virranhallintakomponenteista ja käyttöolosuhteista. Piirilevytoimittaja voi mitata sovittuja virtatiloja, mutta ajonaikainen validointi edellyttää määriteltyä järjestelmän työmäärää ja menetelmää.

Voiko piirilevykokoonpanotehdas validoida SpO2:n, sykevälivaihtelun tai univaiheen tarkkuuden?

Kokoonpano- ja kiinnitystestaus voivat vahvistaa määritellyt sähköiset ja anturien käyttäytymismallit. Tarkkuusväittämät edellyttävät järjestelmätason validointia asianmukaisten referenssimenetelmien ja -olosuhteiden avulla. Laitevalmistaja on edelleen vastuussa algoritmeista, tuoteväittämistä ja sovellettavasta sääntelyyn perustuvasta tai kliinisestä validoinnista.

Mitkä tiedot auttavat vähentämään prototyypin läpimenoaikariskiä?

Toimita selkeästi tunnistettu suunnitteluversio, täydelliset valmistus- ja kokoonpanotiedostot, hyväksytyt komponenttien lähteet, korvaussäännöt, laiteohjelmisto-/testausohjeet ja hyväksymiskriteerit. Myöhässä tehdyt osaluettelomuutokset, puuttuvat osat, puuttuvat mekaaniset yksityiskohdat ja määrittelemättömät testit voivat vaikuttaa aikatauluun.