为医疗设备选择小巧可靠的无源元件

　　电阻器选型标准

　　标准的薄膜和厚膜表面贴装电阻器的外壳尺寸在0402~2512之间。电阻器选型标准包括脉冲处理能力、工作电压、工作温度及长期稳定性。打线式电阻器的尺寸范围为0.015in×0.015in×0.010in(额定功率为125mW)至0.055in×0.055in×0.010in(最大电阻值为30MΩ;工作电压为100V)。

　　薄膜电阻器支持密集的电路布置，同时可提供高可靠电阻器膜的优点。电阻器容限低至0.01%，电阻温度系数(TCR)低至5ppm，有利于放大器、收发电路及配电的精确调整。对于医疗应用而言，这些片式电阻器可涵盖任何标准的电阻值(10Ω~25MΩ)。

　　高可靠性测试

　　对医疗设备应用来说，避免无源元件的灾难性失效和漂移失效是头等注意事项。归根结底，产品可靠性预测是建立在供应商测试数据和医疗设备制造商规定的、在定义时间范围内的应用工作温度的基础上的。无源元件供应商的工艺控制是实现高可靠性的一项重要因素。通过在额定或更高电压下抬高温度，进行规定时长的寿命测试，可以确定无源元件的可靠性，并保证元器件可以用于重要医疗设备应用。无源元件测试是基于客户要求和美国军用标准(MIL)规范(若适用)进行的。

　　无源元件的可靠性预测可使用基于MIL-217手册或IEC863的在线建模程序来进行。以下是供应商可靠性模拟示例

　　固钽测试标准基于MIL-PRF-55365.固钽电容器在抬高的温度和电压下经历内部合格性和定期维护试验。对于关键应用，钽电容器的设计、制造和试验是依照可满足客户定制要求的限值来进行的。

　　下表显示了基于固钽电容器韦伯(Weibull)测试的失效率预测。

　　依照MIL-PRF-55342对电阻器进行针对关键医疗应用的合格试验。电阻器失效分为两类：致命失效(例如，电阻器开路或短路)和漂移失效(导致电路工作状况不佳)。

　　可将试验得到的电阻器性能与MIL-PRF-55342限值进行对比，如下表所示。

　　定制磁性元件的内可靠性试验基于MIL-PRF-27标准。所进行的试验包括可焊性、耐溶剂性、端子强度、冲击和振动、防潮性及热冲击等。这些试验详载于MIL-STD-202和其他ASTM或JEDEC标准中。

　　总结

　　借助于小型医疗设备可使手术更简单并降低其侵入性，从而方便医生操作并减轻患者痛苦。随着更小更新的无源元件的推出，相应地也需要更好的制造和试验技术来提高元件的质量。新型小尺寸无源元件的供应商可能需要加大设备和自动化投入，从而获得医疗设备制造商要求的工艺能力。依照客户要求和行业标准进行合格试验和可靠性测试是开发过程的要求。