초음파 프로브 하네스에 최적인 커넥터

Ultrasound Equipment

의료용 전자기기에는 케이블 커넥터를 필요로하는 어플리케이션이 다수 존재합니다. 커넥터 및 케이블은, 방수성, 내충격성, 내구성, 방진성을 갖추고 뛰어난 고주파성능, EMI특성이 요구됨과 동시에 높은 접속신뢰성도 필요합니다. 
의료기기는 오랫동안 사용되는 동안 항상 안정적이고 지속적으로 기능해야 할 필요가 있어, 이에 사용되는 커넥터에도 수천번의 체결 작업이 이루어지는 환경하에서도 손상, 열화에 견딜 수 있는 충분한 내구성이 요구됩니다.
또한, 부품 업체들은 의료기기에 기재된 내구기간에 준해 제품을 지속 공급할 수 있도록 공급체제를 유지해야 하는 의무도 생깁니다.
따라서, 커넥터를 공급하는 업체를 선택할 때는, 의료전자기기 산업에서의 충분한 경험과 납입실적이 있고, 수 많은 체결사이클에서 내습성에 이르기까지 다양한 어플리케이션의 요구를 만족할 수 있는 풍부한 제안이 가능할 것이 조건이 됩니다.

Ultrasound Equipment 600x600

수 많은 의료기기 중, 케이블과 커넥터가 활용되는 어플리케이션으로서 초음파진단장치를 들 수 있습니다. 케이블이 붙은 초음파 프로브의 중량 경감, 소형화와 케이블의 유연성을 실현하기 위해 AWG#36~AWG#42의 세선동축 케이블이 일반적으로 활용되고 있습니다. 임피던스 매칭이 된 세선동축케이블은 EMI와 인접신호간 혼선을 막기 위해 쉴드 구조를 취하고 있기 때문에, 초음파 프로브에 수신된 미약신호(1Vp-p이하)를 본체까지 정확하게 전송하는 것으로, 선명한 화상표시를 가능하게 합니다.
하나의 하네스만 있는 초음파 프로브에는 192개 이상의 세선동축케이블이 들어 하네스안에 들어 있는 경우도 있어, 이만큼의 많은 심선을 하나의 하네스로 가공, 양산하기 위해서는 설계상의 노력이 필요합니다.

솔루션으로서는 케이블을 패들카드(중계기판)에 납땜하여 패들카드에 실장된 Board to Board커넥터로 접속하는 방법과, 전선을 커넥터에 직접 결선하여 쓰는 방법이 있습니다. 패들카드란, 전선을 납땜결선하기 위해 설계된 소형의 중계기판인데  보통, Board to Board커넥터가 중계기판에 실장되고, 전선과 커넥터를 중계하는 역할을 담당합니다.
전선을 직접 커넥터에 결선하는 경우에는 중계기판을 필요로 하지 않습니다, 이 때는, 중계기판을 거치지 않고 직접 접속이 가능할 뿐 아니라, 프로프 어셈블리를 탈착 가능하게 되어 여러개의 부품으로 나눌 수 있기 때문에, 제조공정에서의 조립뿐 아니라, 수리공정에 있어서도 작업시간을 최소한으로 할 수 있어 코스트 절감에 기여하게 됩니다. 

초음파 프로브의 내부접속 커넥터는, Pin수가 적은 여러 개의 커넥터로 구성하는 것이 가능히지만, 본체와의 접속에 사용되는 I/O측에는 Pin수가 많은 하나의 커넥터를 요구하게 됩니다.
일반적으로는, Pin수가 많은 커넥터는 삽입력 증가를 동반합니다.
의료현장에서는, 신속하고 쉽게 케이블이 달린 초음파 프로브를 다른 것으로 교체할 수 있어야 합니다. 그러므로, Pin수가 많은 커넥터를 삽입력이 적게 들게 설계하면, 교환을 용이하게 하고 의료기기의 조작성 향상에 기여할 수 있습니다. 

CABLINE-CA II 600x600세선동축커넥터CABLINE®-CA II 는, 0.4mm Pitch, 낮은 체결높이1mm(±0.1 mm), 360도 쉴드, 다점 그라운드 설계, 그리고 견고한 Lock cover가 있고 고도의 시그널 인테그리티 설계에 의해 20Gbps/lane 전송이 가능합니다. 초음파 프로브의 내부접속과 같은 고속신호용도에 최적의 솔루션입니다.

대표적인 초음파 센서로서 FPCB에 실장된 피에조 압전소자(PZT)를 들 수 있습니다. 압전효과를 응용한 피에조 압전소자로의 구동입력/수신출력 신호는 FPCB를 경유하여 세선동축케이블에 접속됩니다.
왜 소형의 세선동축커넥터가 사용되는 것일까요?초음파 프로브와 세선동축커넥터를 개별로 공급함으로써 조립공정을 두 부품을 조립하는 간소화한 공정으로 운용하는 것이 가능해 집니다.
그리고, 초음파 검사기기 본체와 접속을 하는 부위에는 다른 타입의 커넥터를 초음파 프로브측과 유사한 방법으로 결선 가능합니다. 대체수법으로서, 중계기판에 세선동축케이블과 기판 커넥터를 납땜하여 실장하는 것입니다. 신뢰성을 높이기 위해 오버몰드와 누수방지 기구를 추가할 수도 있습니다. 

MINIDOCKI/O커넥터인 MINIDOCK® 시리즈는 초음파 프로브와 본체의 결합용도로 거친 삽발거 작업하에서도 요구되는 고내구성과 저삽입력을 실현하였습니다.
제품특징으로서, 견고한 다이캐스트 바디에 삽입작업을 용이하게 하는 충분한 개구치수와 가이드성을 갖춘 구조, 옵션으로서느 내습 실링과 최고 20,000회의 결합사이클에 대응합니다.

초음파 장치의 설계자에게는 다양한 커넥터의 선택지가 있지만 견고함, 사용편리성, 신뢰성, 고도의 시그널 인테그리티 설계, 높은 결합사이클은 필수요건입니다. 
어플리케이션마다 요구에 맞는 최적의 선택을 하기 위해서는 제품성능과 양산생산성의 양립이 중요합니다.