這些需求也將麵對一係列標準和客戶解決方案，但提供正確的解決方案並不像把PIN針裝入現有的醫療連接器那麼簡單。由於國際電工委員會(IEC)的規範和其它地區安全法規的結合
，設計不笨重的高密度連接器往往是一項具有挑戰性的任務。

 

1 高密度電連接器

 

高密度電連接器是在一個相對較小的連接器體中具有數量龐大的如PIN針(zhen)的(de)單(dan)獨(du)觸(chu)點(dian)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)。標(biao)準(zhun)連(lian)接(jie)器(qi)和(he)高(gao)密(mi)度(du)連(lian)接(jie)器(qi)之(zhi)間(jian)沒(mei)有(you)明(ming)顯(xian)的(de)界(jie)限(xian)，但(dan)是(shi)高(gao)密(mi)度(du)連(lian)接(jie)器(qi)命(ming)名(ming)通(tong)常(chang)是(shi)在(zai)同(tong)一(yi)殼(ke)體(ti)尺(chi)寸(cun)中(zhong)具(ju)有(you)更(geng)多(duo)數(shu)量(liang)的(de)接(jie)觸(chu)點(dian)來(lai)定(ding)義(yi)的(de)。

 

高密度連接器被設計成比具有相同外殼尺寸的連接器更多的PIN針。

 

2 高密度電連接器需求強勁增長

 

高密度電連接器的增長需求由許多因素驅動
，但特別是尺寸
、重(zhong)量(liang)和(he)功(gong)能(neng)要(yao)求(qiu)。部(bu)件(jian)尺(chi)寸(cun)和(he)重(zhong)量(liang)長(chang)期(qi)以(yi)來(lai)一(yi)直(zhi)是(shi)許(xu)多(duo)軍(jun)事(shi)和(he)航(hang)空(kong)航(hang)天(tian)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)，並(bing)且(qie)由(you)於(yu)便(bian)攜(xie)式(shi)和(he)患(huan)者(zhe)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)日(ri)益(yi)普(pu)及(ji)
，連(lian)接(jie)器(qi)現(xian)在(zai)在(zai)醫(yi)療(liao)市(shi)場(chang)中(zhong)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)重(zhong)要(yao)。

 

通tong過guo增zeng加jia連lian接jie器qi的de接jie觸chu密mi度du，設she計ji工gong程cheng師shi可ke以yi在zai保bao持chi相xiang同tong的de尺chi寸cun和he最zui大da降jiang低di額e外wai重zhong量liang的de同tong時shi提ti高gao性xing能neng。采cai用yong高gao密mi度du接jie觸chu設she計ji還hai可ke以yi防fang止zhi引yin腳jiao數shu太tai多duo導dao致zhi連lian接jie器qi臃yong腫zhong並bing操cao作zuo困kun難nan。人ren性xing化hua操cao作zuo對dui於yu配pei合he要yao求qiu很hen高gao的de醫yi療liao應ying用yong尤you其qi重zhong要yao，例li如ru患huan者zhe監jian護hu和he成cheng像xiang設she備bei等deng。

 

3 醫學應用實例：心髒電生理設備

 

高性能，關鍵設備的醫療應用

，如心髒電生理設備
，負責分析心髒的電信號和診斷各種類型的心律失常，也需要高密度的電連接器。

 

這種心律失常稱之為心房顫動（AFibrilation
，AFibrilation
，房顫）
，這是左心房和/或右心房（即心髒兩個上腔）的正常心跳異常。AFib會破壞心房和心室（即心髒的兩個下腔）之間的正常血流
，並增加四至五倍中風的風險，因為它更容易形成血栓。事實上
，AFib在血管裏由凝塊或脂肪斑塊沉積引起的缺血性中風中占的比例達到15-20%。僅在美國，就有270萬和610萬人估計有AFib

，預計這一數字隨著美國人口老齡化而增加，因為約2%的65歲以下的人和約9%的65歲以上的或更老的人患有AFib。

 

心律失常 (AFib)示意圖

 

由於這種疾病的危險性
，患者需要及時和準確的診斷和治療。AFib最常見的診斷過程是醫生將導管插入心髒血管。這些導管含有小的、帶(dai)電(dian)極(ji)的(de)線(xian)，到(dao)達(da)心(xin)房(fang)後(hou)可(ke)以(yi)展(zhan)開(kai)，與(yu)心(xin)髒(zang)組(zu)織(zhi)接(jie)觸(chu)
，並(bing)繪(hui)製(zhi)一(yi)張(zhang)電(dian)脈(mai)衝(chong)圖(tu)


，從(cong)而(er)幫(bang)助(zhu)醫(yi)生(sheng)找(zhao)出(chu)心(xin)律(lv)失(shi)常(chang)的(de)根(gen)源(yuan)，並(bing)能(neng)折(zhe)疊(die)或(huo)收(shou)縮(suo)，可(ke)以(yi)插(cha)入(ru)和(he)切(qie)除(chu)等(deng)。

 

一種電生理學導管，在心髒中可展開和伸縮，具有64個電極。

 

為了改善電生理導管在這些進程中所花費的時間
，醫療設備設計者需要增加導管電極的數量，通常有兩個
、三個
、四個甚至更多。並且需要高密度連接器
，而且不能顯著增加設備的尺寸、重量或柔韌性。

 

4 高密度醫用連接器的設計挑戰

 

由於對高密度電連接器的需求主要來自醫療設備市場
，遵守IEC 60601等安全標準至關重要。

 

5 爬電距離和間隙

 

國際醫療設備電氣安全標準IEC60601對連接器PIN針之間的爬電距離和間隙有嚴格的要求。間隙是導體之間的直線距離(或氣隙)
，爬電距離是導體之間的最短表麵距離。

 

間隙和爬電距離

 

這些接觸間隔要求基於患者保護(MOPP)標準。IEC60601-1規範定義了與心髒直接接觸的醫療電子設備，例如電生理導管，作為CF型器械，要求符合兩個MOPP（2MOPP）規範
，該規範規定了較大的間隙和爬電距離（1MOPP的兩倍）
，以確保患者的安全。

 

符合MOPP(左)和2 MOPP(右)的間隙和爬電距離要求。

 

IEC60601還hai要yao求qiu對dui混hun合he電dian源yuan和he信xin號hao電dian平ping電dian壓ya的de連lian接jie器qi采cai取qu額e外wai的de測ce試shi
，要yao求qiu在zai相xiang反fan極ji性xing的de電dian源yuan引yin腳jiao和he暴bao露lu的de導dao電dian表biao麵mian之zhi間jian以yi及ji電dian源yuan和he信xin號hao引yin腳jiao之zhi間jian提ti供gong額e外wai的de空kong間jian。

 

6 防觸摸的規範要求

 

IEC60601標準的另一項要求是，連接器觸點必須是防觸摸的（即：防止人員用手指觸到電觸點）。防fang觸chu摸mo驗yan證zheng是shi通tong過guo一yi個ge模mo擬ni人ren手shou指zhi的de金jin屬shu探tan頭tou來lai完wan成cheng的de，並bing符fu合he標biao準zhun中zhong的de尺chi寸cun要yao求qiu。在zai防fang觸chu摸mo測ce試shi中zhong，連lian接jie器qi的de電dian觸chu點dian連lian接jie到dao測ce試shi米mi表biao的de一yi個ge極ji，測ce試shi探tan針zhen連lian接jie到dao另ling一yi個ge極ji。然ran後hou將jiang測ce試shi探tan針zhen從cong每mei一yi個ge可ke能neng的de入ru口kou角jiao度du接jie觸chu到dao連lian接jie器qi上shang。如ru果guo在zai探tan測ce過guo程cheng中zhong不bu發fa生sheng連lian續xu帶dai電dian，則ze認ren為wei連lian接jie器qi是shi符fu合he防fang觸chu摸mo的de。

 

由IEC定義並設計的模擬人體手指的測試探針被用於測試驗證連接器的防觸摸特性。

 

7 鎖定機製

 

為提高安全性，IEC規定了鎖定機製，防止在醫療過程中意外斷開。鎖定機構通常與電氣連接空間相衝突，有多種形式，如按鈕鎖定（拇指鎖存）、扭轉鎖定（通過旋轉鎖住）以yi及ji流liu行xing的de推tui拉la鎖suo定ding係xi統tong，推tui拉la鎖suo定ding係xi統tong將jiang閉bi鎖suo設she計ji集ji成cheng到dao咬yao合he結jie構gou中zhong，消xiao除chu了le其qi他ta選xuan項xiang所suo需xu的de二er次ci動dong作zuo，緩huan解jie它ta們men所suo麵mian臨lin的de設she計ji挑tiao戰zhan。

 

推拉鎖定機構設計

 

8 符合IEC60601的連接器

 

一些連接器可以采用簡單的方法來應對IEC60601要求的挑戰。例如，當接觸總數很低時，隻需PIN針間隔保持一定距離就可以了。

 

這種客製化連接器直徑約一英寸
，尺寸符合人體工程學

，引腳可多達40個。

 

隨著對更多引腳需求的增加，一些設計師使用多個現成可用的連接器更容易地滿足IEC的要求。然而
，這種解決方案往往會產生一些不良後果。

 

使用多個現成可用的連接器可滿足IEC要求，但通常會導致其他設計問題。

 

使shi用yong多duo個ge現xian成cheng可ke用yong的de連lian接jie器qi意yi味wei著zhe操cao作zuo人ren員yuan應ying將jiang每mei個ge插cha頭tou正zheng確que地di裝zhuang配pei到dao其qi各ge自zi的de插cha座zuo上shang，這zhe樣yang用yong於yu防fang止zhi誤wu配pei合he的de物wu理li按an鍵jian功gong能neng有you可ke能neng被bei限xian製zhi
，使shi操cao作zuo者zhe依yi賴lai於yu標biao簽qian或huo者zhe患huan者zhe依yi賴lai具ju有you不bu同tong級ji別bie的de設she備bei處chu理li專zhuan業ye知zhi識shi的de看kan護hu者zhe
，來lai實shi現xian多duo個ge正zheng確que匹pi配pei的de連lian接jie
，確que保bao它ta們men的de安an全quan。隨sui著zhe使shi用yong多duo個ge連lian接jie器qi，線xian束shu也ye變bian得de更geng加jia複fu雜za和he笨ben重zhong
，從cong而er留liu下xia更geng多duo的de操cao作zuo錯cuo誤wu隱yin患huan和he不bu良liang後hou果guo。

 

9 標準高密度電連接器

 

為了應對更高密度連接器市場日益增長的需求，許多製造商正在開發標準的、現成的高密度連接器解決方案，當連接器需要滿足某一特定應用，並且產量有限時，這種解決方案是有效和可行的。

 

然(ran)而(er)，標(biao)準(zhun)高(gao)密(mi)度(du)連(lian)接(jie)器(qi)產(chan)品(pin)的(de)開(kai)發(fa)會(hui)有(you)的(de)放(fang)矢(shi)。連(lian)接(jie)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)開(kai)發(fa)時(shi)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)多(duo)種(zhong)特(te)性(xing)，來(lai)滿(man)足(zu)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)和(he)預(yu)算(suan)限(xian)製(zhi)
，包(bao)括(kuo)材(cai)料(liao)
、電鍍特性、成本、引腳數

、爬電距離和間隙、使用壽命、工作電壓，以及在同一個LAYOUT中的信號和功率是否相同，或添加類似鎖定機構
、屏蔽
、密封、偏振
、顏(yan)色(se)編(bian)碼(ma)等(deng)特(te)性(xing)，並(bing)且(qie)盡(jin)可(ke)能(neng)提(ti)高(gao)成(cheng)本(ben)效(xiao)益(yi)高(gao)。具(ju)有(you)行(xing)業(ye)前(qian)沿(yan)思(si)想(xiang)的(de)成(cheng)熟(shu)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)以(yi)成(cheng)功(gong)地(di)利(li)用(yong)該(gai)策(ce)略(lve)，但(dan)這(zhe)項(xiang)策(ce)略(lve)不(bu)是(shi)通(tong)用(yong)萬(wan)能(neng)的(de)。

 

目mu前qian正zheng以yi兩liang種zhong方fang式shi應ying對dui這zhe一yi挑tiao戰zhan。第di一yi，是shi開kai發fa標biao準zhun的de高gao密mi度du連lian接jie器qi
，采cai用yong模mo塊kuai化hua的de接jie觸chu係xi統tong，能neng夠gou滿man足zu與yu標biao準zhun部bu件jian的de各ge種zhong應ying用yong需xu求qiu。第di二er，當dang標biao準zhun產chan品pin仍reng然ran不bu能neng滿man足zu需xu求qiu時shi，設she計ji一yi個ge基ji於yu已yi有you接jie觸chu係xi統tong的de定ding製zhi方fang案an，這zhe既ji縮suo短duan了le時shi間jian，又you減jian少shao了le投tou資zi和he風feng險xian。

 

標準的高密度連接器

 

這個標準的高密度(79PIN)連接器有一個外徑為45毫米的金屬外殼、一個螺紋
、鎖緊聯接螺母

、一個防水密封圈和1.6mm的爬電/間隙尺寸。它的額定溫度為175℃
，循環使用壽命高。在評估這一標準連接器時，設計者應該考慮這種非被動螺釘聯軸器是否是適用於特定應用的正確的鎖定機構。

 

10 客製化高密度電連接器

 

dingzhilianjieqitongchangshigaomiduyingyongdezuijiajiejuefangan。biaozhunchanpinhenkenengbaokuojutiyingyongbuxuyaodetexing

，yinweizaixuanzebiaozhunchanpinshi，bixuxuanzejuyousuobixutexingdelianjieqi
，youxietexingkenengshiduoyude。liru，biaozhunlianjieqitongchangshiyongnenggouchuligaowen
、化學腐蝕和各種滅菌過程的昂貴材料製造，並且通常包括滿足廣泛應用的附加特征，例如密封等級、鎖定和更長的循環使用壽命。

 

由於定製解決方案是為滿足特定應用需要而設計的，可以剔除不必要的功能、減少額外成本。例如，如果連接器不打算在惡劣
、高(gao)匹(pi)配(pei)循(xun)環(huan)環(huan)境(jing)中(zhong)使(shi)用(yong)，不(bu)需(xu)要(yao)高(gao)壓(ya)滅(mie)菌(jun)的(de)醫(yi)療(liao)器(qi)械(xie)，不(bu)需(xu)要(yao)暴(bao)露(lu)於(yu)化(hua)學(xue)腐(fu)蝕(shi)環(huan)境(jing)，不(bu)會(hui)有(you)意(yi)外(wai)斷(duan)開(kai)風(feng)險(xian)等(deng)
，則(ze)定(ding)製(zhi)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)可(ke)以(yi)使(shi)用(yong)較(jiao)便(bian)宜(yi)的(de)材(cai)料(liao)來(lai)製(zhi)造(zao)，並(bing)且(qie)不(bu)增(zeng)加(jia)密(mi)封(feng)和(he)鎖(suo)定(ding)特(te)性(xing)等(deng)。

 

還有其它的優點。在符合IEC60601要yao求qiu的de醫yi療liao應ying用yong中zhong，可ke以yi設she計ji客ke製zhi解jie決jue方fang案an，設she計ji滿man足zu應ying用yong要yao求qiu的de爬pa電dian距ju離li和he間jian隙xi，而er不bu浪lang費fei板ban端duan空kong間jian或huo冒mao不bu符fu合he要yao求qiu的de風feng險xian。因yin此ci
，客ke製zhi化hua連lian接jie器qi通tong常chang提ti供gong更geng小xiao，符fu合he人ren體ti工gong程cheng學xue的de，成cheng本ben效xiao益yi更geng高gao的de解jie決jue方fang案an。

 

11 高密度連接器未來發展演變

 

隨(sui)著(zhe)對(dui)高(gao)密(mi)度(du)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu)強(qiang)勁(jin)增(zeng)加(jia)，具(ju)有(you)組(zu)合(he)或(huo)混(hun)合(he)功(gong)能(neng)的(de)標(biao)準(zhun)和(he)客(ke)製(zhi)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)產(chan)品(pin)需(xu)求(qiu)也(ye)將(jiang)繼(ji)續(xu)增(zeng)加(jia)。將(jiang)電(dian)源(yuan)引(yin)腳(jiao)和(he)低(di)壓(ya)引(yin)腳(jiao)結(jie)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)高(gao)密(mi)度(du)連(lian)接(jie)器(qi)
，集(ji)成(cheng)照(zhao)明(ming)或(huo)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)的(de)光(guang)纖(xian)連(lian)接(jie)器(qi)，或(huo)采(cai)用(yong)流(liu)體(ti)或(huo)氣(qi)動(dong)連(lian)接(jie)進(jin)行(xing)鹽(yan)水(shui)衝(chong)洗(xi)、吸入或充氣功能的連接器等，已經進入市場，並將日益普及。

 

新型的標準高密度連接器

 

這種新型的標準高密度連接器在直徑小於18mm的圓形塑料殼體中集合了128個低壓觸點和7個電源引腳，以及先進的無源鎖定係統，提供了尺寸
、重量、安全性、和其它性能優點，非常適合在各種苛刻的應用中使用。

 

混合高密度連接器的不斷擴大的特性支持更先進的創新產品開發。不久，可以將診斷和治療功能(例如
，心電圖
、壓力傳感、成像功能、支架植入等)結合在同一個連接器上。

 

高密度連接器將繼續發展，產品的趨勢將邁向小型化、高精度和混合功能等。隨著這些產品技術的逐步實現。工程師們肯定會開發新的連接技術

，實現接觸密度
、尺寸、重量、性(xing)能(neng)和(he)功(gong)能(neng)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)改(gai)善(shan)和(he)提(ti)高(gao)，並(bing)進(jin)一(yi)步(bu)保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)和(he)安(an)全(quan)性(xing)。標(biao)準(zhun)和(he)客(ke)製(zhi)化(hua)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)將(jiang)極(ji)大(da)滿(man)足(zu)高(gao)密(mi)度(du)電(dian)連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)醫(yi)療(liao)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)日(ri)益(yi)強(qiang)勁(jin)的(de)增(zeng)長(chang)。

 

來源：深圳市連接器行業協會