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嘉峪檢測網 2021-06-28 20:43
聽力是保護人們安全和保證生活質量的重要組成部分，生活中許多信號和警告都是通過聽覺接收到的。喪失聽力會對患者產生巨大影響。根據約翰斯·霍普金斯大學醫學院的數據，有2,700萬50歲及以上的美國人受到聽力損失的困擾。據美國疾病控制與預防中心分享的報告稱，14.9%的兒童存在部分聽力損失。幸運的是，與可能造成的許多問題相比，聽力損失更容易修復。
助聽器是具有顯著優勢的簡單器械，但在使用過程中，需要對其進行保護。本文將研究聚對二甲苯敷形涂層和一種新高效加工方法。
1.助聽器的設計
助聽器設計的核心是由四個基本部分組成：麥克風x1、處理器x1、受話器x1及電源x1。麥克風采集環境聲音并將其傳遞給處理器。處理器增強信號并將其傳送到受話器，受話器將放大的信號傳送到耳道。電源或電池驅動系統。
盡管結構簡單，但是助聽器在近幾年已經實現了巨大飛躍。新型助聽器整合了定向、全向、自適應定向麥克風或麥克風技術組合，因此佩戴者能夠區別語音和背景噪音。隨著數字信號處理和微型芯片高計算能力的應用，目前許多助聽器的帶寬達到了8,000 Hz，部分產品的高頻響應甚至超過10,000 Hz。
用棉簽擦拭只是優化助聽器使用環境的微小指標，更不用說人們對助聽器提出的嚴格要求。耳耵聹和皮膚油脂、雨水和娛樂性水域以及溫度變化是電子元件損耗的主要原因。2009年，巴西圣保羅和南馬托格羅索州的聽力學家進行了數據收集并用于一項關于助聽器技術故障的橫斷面研究。圣保羅大學的Marina Morettin表示，他們發現主要技術故障存在于放大器（37.44%）和麥克風（25.59%），其主要原因是潮濕、零件氧化和器械的創傷。盡管微型微芯片和微型電路日益復雜，但目前的智能助聽器技術同樣容易受到污染物的影響。
2.助聽器的保護
探尋保護助聽器的方法可追溯至1898年最初發明助聽器的時期。標準是在不增加重量或損害設備的前提下提供保護。
薄膜敷形涂層已成為保護電子產品的首選涂層，特別適用于助聽器。薄膜敷形涂層由12-25 µm厚（典型值為 <20 µm）的保護性聚合物層組成，符合PCB的形狀和組件要求，并符合助聽器的首要標準。它們由不導電的電介質材料制成，覆蓋了所有的助聽器電子元件，以保護元件不受腐蝕，并使其免受噴霧、濕氣、真菌、灰塵和其他污染（甚至耳垢）的影響。敷形涂層還有助于防止熱應力和機械應力以及粗暴處理或跌落造成的損壞。
在敷形涂層中，聚對二甲苯是醫療器械和個人可穿戴器械（包括助聽器）的首選保護涂層。聚對二甲苯，也稱為poly(p-xylylene)，是一種使用化學氣相沉積（CVD）工藝形成的保護性聚合物，可形成水分和介電薄膜屏障。
曼徹斯特大學研究化學家Michael Szwarc于1947年分離出了聚對二甲苯聚合物系列產品。在20世紀70年代，聯合碳化物公司的科學家William Gorham開發了一種應用該薄膜的沉積工藝，促進該材料和工藝商業化發展。盡管幾十年來，聚對二甲苯已經應用于各種產品，但原材料的高價格、可擴展性、生產集成和器械的復雜性都是限制廣泛和大批量采用的因素。
3.增強聚對二甲苯涂層工藝
針對以上問題，國外一家納米敷形涂層公司——HZO已經開發出一種結合材料、工藝、設備和經驗的方法，以提供一種可行的對二甲苯涂層方案。該方案通過設計和部署高產能的涂層設備和自動化加工系統來實現，以消除材料應用中最關鍵的障礙，實現高效生產。公司利用CVD生產均勻的敷形涂層；刷涂、浸涂或噴涂液體應用均無法實現此工藝。
敷形涂層工藝包括生產前到生產后活動。在規劃確定每種器械產品的保護需求后，公司評估生產要求（包括遮蔽考慮因素）并執行生產計劃。開始生產時，將設備置于涂層托盤上，并放置在定制設計的涂層室機架上，以進行涂層處理。大型立方室可容納數百種不同的機架裝載配置，有助于每天對數百、數千、甚至數百萬個電氣元件進行擴展。
聚對二甲苯涂層的原材料最初為粉末；將其添加至蒸發器中，隨后從固體升華為氣體。然后在熱解器中，將這些化學品加熱到足夠高的溫度，從而將原材料“裂解”成活性單體。在涂層室的室溫下，蒸汽在被涂層的電氣元件周圍形成均勻的薄膜聚合物屏障。氣體以蒸汽形式滲入涂層深處，對醫療器械和可穿戴器械行業所必需的復雜印刷電路板組件，甚至不可見的區域形成保護。
聚對二甲苯涂層的作用如同圍繞組件的防護罩，形成了一個不可穿透的屏障，防止污染物侵蝕基板。通過利用聚對二甲苯涂層保護電子產品，助聽器和其他器械可以經受人類帶來的諸多挑戰。
來源：Medtec醫療器械設計與制造
