在医疗4.0中实现微型化和便携性的连接器
小型化与便携化
随着医疗设备朝着更小、更便携的方向发展,工程师们面临着小型化所有组件的挑战 —— 连接器也不例外。可穿戴健康设备、紧凑型床旁检测设备及便携式诊断仪器的发展趋势,要求连接器以小型封装形态实现全性能输出。
现代医疗连接器已向超薄型、高密度方向升级,在超小的外形尺寸内集成更强的连接能力。如今,一款小型连接器即可实现以往多款连接器的功能,大幅节省设备空间与重量。事实上,一款紧凑型连接器能够在极小的占用面积内集成数十乃至上百个接触件,助力超声探头等搭载极细同轴线阵列的复杂设备,通过单一接口实现全信号传输。
此类小型高速医疗连接器对高端诊断设备的研发至关重要 —— 它们使设计人员能够在不增加设备体积的前提下,实现高通道数与高数据传输速率的设计目标。
小型化设计策略
为在小型设备中实现功能最大化,行业采用了多种设计方案。设备内部会采用窄间距与小型外壳的连接器,可实现多块电路板或柔性电路的紧凑互联。
以 I-PEX 的NOVASTACK® 板对板连接器为例,该产品能以极低的嵌合高度实现电路板的高速堆叠,完美适配紧凑型设备中的多板集成场景。EVAFLEX® 系列柔性扁平电缆 / 柔性印刷电路连接器,以及MINIFLEX® 系列超薄柔性扁平电缆 / 柔性印刷电路组件,可在狭窄空间内或弯折处完成信号布线,这一特性在可穿戴设备的设计中优势显著。
另一项核心设计策略是多功能集成设计—— 在条件允许的情况下,将信号传输、电力传输功能(甚至流体通道或光学通道)整合到单个连接器中。减少独立连接器的使用数量,不仅能减少设备外壳的开孔数量,还能进一步缩小整体占用空间。
与此同时,无线通信技术可省去部分外部数据接口,但即便是无线设备,也需要连接器来实现充电或备用链路连接。针对这类需求,可选用小型I/O连接器,例如小型dock连接器或同轴电源接口。
尺寸与耐用性的平衡
极致小型化设计存在一个潜在的取舍问题,那就是耐用性。因此,连接器设计人员需要在缩小产品尺寸的同时,保障产品的坚固耐用性。
医疗设备对连接器有着严苛的要求,即便在日常使用或患者移动过程中经历频繁插拔、粗暴操作,连接器仍需保持稳定性能。此外,小型连接器通常还会内置电磁干扰屏蔽结构,以此避免高密度排布的电子元件之间产生信号干扰。
最新的超小型连接器设计印证了 “体积小不代表性能弱” 这一点 —— 例如,如今即便是小型同轴线连接器,也可集成锁定机构与屏蔽结构,保障连接的可靠性。以 I-PEX 为代表的连接器制造商,已经成功实现了医疗连接器 “小巧、轻便、耐用” 这三项特性的兼得。这一技术突破,助力医疗创新者研发出可随时随地提供临床级检测性能的便携式与可穿戴设备,彻底摆脱大型连接器及线缆带来的束缚。


