Leiterplatte Dehnbare Leiterplattentechnik für medizinische Wearables

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Murata Electronics Europe B.V.

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Stretchable Printed Circuit (SPC) eröffnet Entwicklern neue Möglichkeiten für medizinische Wearables. Die dehnbare, adaptive Leiterplattentechnik passt sich der Körperform an, um Vitalparameter zu liefern. Die Leiterplatte mit den bestückten Bauteilen und deren Verbindungen sind auf mechanische Belastungen durch Dehnung vorbereitet.

Experten von Murata haben mit dem Stretchable Printed Circuit (SPC) eine flexible und dehnbare Leiterplattentechnologie entwickelt und damit einen wichtigen Schritt in der Entwicklung von Leiterplatten gemacht. Die dehnbare Leiterplatte soll v. a. im medizinischen Umfeld zum Einsatz kommen, etwa in tragbaren Therapiegeräten und kontinuierlich arbeitenden Vitalparameter-Messsystemen.

In der Medizintechnik wird zunehmend Wert auf eine kontinuierliche, hochpräzise Diagnose und Überwachung von Vitalparametern im Alltag gelegt, um die Früherkennung und Prävention von Zivilisationskrankheiten zu verbessern. Wearables zur Überwachung von Vitalparametern sind inzwischen weit verbreitet, doch die oft starren Materialien der bisherigen Geräte führen zu Nachteilen wie Tragekomfort, unzureichendem Hautkontakt oder instabilen Messungen.

Muratas SPC-Entwicklung bietet durch ihre Flexibilität und Dehnbarkeit entscheidende Vorteile. Sie passt sich problemlos der Körperkontur an und ist damit für verschiedene Körperregionen und Patientengruppen geeignet – auch für bisher schwer zugängliche Stellen wie Ellbogen oder Kniegelenke. Aufgrund dieser Eigenschaften ist der SPC ideal für medizinische Geräte wie EEGs, EMGs und EKGs. Laut Hersteller beträgt die Schichtdicke etwa 100 µm pro Lage.

Leiterplatte dehnt sich wie ein Teleskop aus

Ein weiteres Merkmal der SPC-Technik ist die Möglichkeit, dehnbare Elektroden zu drucken. Diese entsprechen den ANSI/AAMI-EC12-Standards und ermöglichen eine zuverlässige Signalübertragung und Rauschunterdrückung. Murata spricht von „teleskopischer Bauteilmontage“ und hybrider Verbindungstechnik zwischen Substraten. Diese Technik ermöglicht es, sich wie ein Teleskop auszudehnen oder zusammenzuziehen.

Bei dehnbaren Leiterplatten, wie bei der SPC, werden die bestückten Bauteile und deren Verbindungen auf mechanische Belastungen durch Dehnung vorbereitet. Dazu werden flexible, anpassungsfähige Verbindungen eingesetzt, die sich den Formänderungen anpassen und so eine stabile Verbindung und zuverlässige Funktion auch unter wechselnden mechanischen Bedingungen gewährleisten. Eine spezielle Abschirmschicht blockiert elektromagnetische Störungen. Außerdem wird der Ionenaustausch unterdrückt, der in feuchter Umgebung zu Kurzschlüssen führen kann.

Auch unter extremen Bedingungen wie hoher Luftfeuchtigkeit und hohen Spannungen beweist die SPC-Leiterplatte ihre hohe Zuverlässigkeit und eröffnet Elektronikentwicklern durch flexible Bestückungsmöglichkeiten zusätzliche Gestaltungsspielräume.

Filter, Verstärker und Sensoren integrieren

Zudem stehen die Experten von Murata mit maßgeschneiderte Lösungen zur Seite und sie unterstützen bei der Produktentwicklung durch ein umfangreiches Ressourcennetzwerk. Produktdesigner können sich die flexiblen Anpassungsmöglichkeiten des SPC zunutze machen, um ihre Konzepte zu optimieren. Je nach Kundenanforderung können auf einer einzigen SPC-Platte Filter, Verstärker und verschiedene Sensoren integriert werden, was eine präzise Erfassung und Analyse mehrerer Parameter auf kleinstem Raum ermöglicht. Murata begleitet dabei den gesamten Entwicklungsprozess – von der kundenspezifischen Gestaltung und Prototypenfertigung über Tests in unterschiedlichen Umgebungen bis hin zur Serienproduktion.

Dieser Artikel ist zuerst auf unserem Partnerportal www.elektronikpraxis.de erschienen.

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