La norme IEC 60601-1 fait partie des normes couramment appliquées dans le domaine des dispositifs médicaux, elle définit les exigences en matière de sécurité et de performances essentielles applicables aux appareils électromédicaux.
La première publication date de 1977, la version IEC 60601-1:2005 correspond à la révision 3.0. Elle est nécessaire en vue de la certification CE d’un dispositif électro-médical. Aavid Thermacore fabrique des solutions de dissipation thermique SANS ventilateurs et donc evite de propager poussiere et infection autour du patient.
La sélection de la technologie appropriée améliore les performances et permet aux concepteurs d’obtenir des packaging plus petits, de prolonger la durée de vie des composants électroniques et de répondre aux normes de température tactile dans les dispositifs biomédicaux. l’idée et de ne pas bruler le patient mais de le soigner en lui procurant l’expérience la moins désagréable possible.
Les dispositifs, boîtiers et systèmes biophotoniques médicaux sont sujets à une variabilité des performances et à des défaillances à des températures élevées en raison des contraintes thermomécaniques et de la dégradation corrosive (nettoyage détergents). Mais les performances optiques dépendent du comportement cohérent des matériaux et des composants. Les appareils avec des densités de puissance élevées qui créent des points chauds, ce qui peut nuire aux performances, sont particulièrement problématiques. En conséquence, les concepteurs de lasers biomédicaux, de LED haute puissance et de diodes superluminescentes évaluent les solutions de gestion thermique bien plus tôt dans le processus de conception. nous pouvons effectivement vous aider en phase amont afin de travailler en « best cost », c’est plus difficile quand votre produit a déja passé la PDR et CDR. ( PDR : Preliminary Design Review c’est S’assurer que la conception de l’objet peut répondre aux exigences du client final. Est-ce faisable? sous quelles conditions et cela rentre t il dans l’enveloppe budgetaire ? CDR : Critical Design Review S’assurer que la conception de l’objet répond aux exigences ? )
exemple de dissipateur thermique en extrusion d’aluminium qui utilise la convection naturelle pour eviter le brassage de poussière d’un ventilateur.
Avec une gestion thermique appropriée, un concepteur peut réduire la taille et le poids, réduire la consommation d’énergie et améliorer la fiabilité et la précision. Une bonne gestion thermique peut également prolonger la durée de vie opérationnelle de l’appareil et aider les concepteurs à respecter les limites de température, y compris les températures de contact CEI 60601. Les applications biophotoniques vont des lasers chirurgicaux et cosmétiques aux équipements d’imagerie et aux instruments de diagnostic. Compte tenu de cette diversité, il convient de considérer les avantages des différents types de gestion thermique.
Les défis thermiques d’aujourd’hui dans les dispositifs médicaux
Les Filtres optiques, les collimateurs, les diodes laser, les détecteurs et autres composants à flux thermique élevé produisent des charges thermiques concentrées qui doivent être dissipées. Sinon, à mesure que les températures changent, les matériaux avec différents coefficients de dilatation thermique (CTE) se dilatent et se contractent à des vitesses différentes, induisant une contrainte mécanique sur l’assemblage. Comme pour la plupart des composants électroniques, la durée de vie opérationnelle des composants optoélectroniques diminue avec des températures de fonctionnement plus élevées et peut être exprimée par loi d’Arrhenius. (En cinétique chimique, la loi d’Arrhenius permet de décrire la variation de la vitesse d’une réaction chimique en fonction de la température.)
Les déplacements provoqués par des flux thermiques microscopiques sont associés au fluage, aux déformations sous contrainte et au vieillissement du matériau qui compromettent les performances et la longévité du dispositif biophotonique. Les dispositifs médicaux présentent des défis thermiques supplémentaires. La norme CEI 60601 définit les limites de «température de contact» admissibles pour les dispositifs médicaux qui peuvent entrer en contact avec les patients ou le personnel. Les températures admissibles peuvent être aussi basses que 43 ° C pour les métaux, avec des températures légèrement plus élevées autorisées pour les matériaux moins conducteurs, tels que les plastiques.
Les solutions thermiques courantes pour les dispositifs photoniques vont des dissipateurs de chaleur entièrement métalliques aux technologies plus avancées telles que les chambres à vapeur en métal réfractaire et les plaques froides en métal poreux. Ils incluent également des matériaux d’interface thermique (TIM), bien que les TIM soient davantage un accessoire utilisé en conjonction avec presque toutes les solutions thermiques.
Matériaux d’interface thermique sont souvent utilisés entre les composants (matelas thermiques, pad, graisse thermique…) du système thermique pour assurer un contact constant et un transfert de chaleur fiable. Les lignes de liaison doivent être aussi minces que possible car ces matériaux ont de mauvaises conductivités thermiques (attention aux valeurs commerciales présentées). Cependant, des vides peuvent apparaître si la ligne de liaison est trop fine, ce qui peut avoir un impact majeur sur les performances. Les TIM sont disponibles dans de nombreuses options, telles que des PADs , des graisses, des feuilles, des matériaux à changement de phase (PCM), des colles époxy et des soudures (brasures).
Les métaux réfractaires permettent aux plans de masse thermiques (TGP) de se fixer directement aux matrices de composants électroniques.
Le choix du TIM approprié dépend généralement des exigences associées à la conformité dimensionnelle, à la conductivité thermique, à l’enlèvement, à la conductivité électrique, à la compatibilité chimique et à la méthode de fixation autorisée. la quantité peut aussi avoir un impact dans la selection, si on part sur une dépose automatique
Les brasures sont connues pour être les plus performantes; Cependant, ils peuvent être difficiles à travailler, nécessitent une exposition à des températures élevées et sont destinés à une fixation permanente. Ceux-ci sont suivis par les colles époxy à « haute » conductivité thermique, qui sont plus faciles à travailler, bien qu’ils aient des conductivités thermiques plus faibles et soient également destinés à une fixation permanente. Les graisses ou pâtes thermiques fonctionnent de la même manière que l’époxy. Bien qu’ils soient salissants et puissent éventuellement sécher, ils permettent un démontage facile. Attention à la migration des silicones lors des stockages.
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