电子产品世界

和普通连接器件相比，MEMS I/O连接器具有更低的高度、更高的可靠性以及更强的功能，可用于生物医学应用以及便携式医疗设备等对体积和可靠性要求高的场合。

病患者家庭与医疗服务水平低下及偏远地区对便携式医疗诊断设备和治疗的需求正大幅上升，最近有行业报告指出，针对病患家居医疗保健需求(包括呼吸治疗、家庭输液治疗、慢性医疗病患的康复服务和监控)的新设备和市场正蓬勃发展，预期到2016年全球家庭医疗保健市场的年平均增长率将达到7.7%。

为应对这一需求，领先的电子产品创新厂商正在解决各种技术挑战，将传统上用于医生办公室、诊所和医院的设备和仪器转变进入病患家庭。在这些挑战中，针对这类医疗设备的使用便利性、体积、性能和耐用性而言，电源管理扮演着重要的角色。因此对于进行系统级折衷权衡的工程师来说，重要的是在设计周期中尽早做出电源管理决定。

电源连接器行业逐步推出新的小型低侧高连接器，以满足医疗仪器和设备对便携性和小型化的需求，微机电系统(MEMS)就是这样一种创新方法。结合电气和机械组件所具有的微小尺寸，这种方法已成为医疗保健市场中小型、便携设计的重要首选技术。MEMS技术可以用于生物医学应用，如外科手术工具、给药及生物传感器，以及诊断和其它体外应用。

 

在现有设计中，MEMS连接器是其它大型连接器的兼容替代产品，MEMS技术在电源连接中提供了超低侧解决方案和高性能。MEMS微互连方法在现实世界拥有成功的应用和表现记录，为寻找满足医疗保健需求的产品设计工程师提供了功能强大且可行的工具。

在医疗应用中使用MEMS技术

MEMS I/O连接器适用于要求产品或系统小型化的任何市场，包括消费类产品、移动和医疗应用。这项技术已经在医学领域做出了突出贡献，用于病患者照料和安全，特别用于微创手术领域、需要频繁血液和尿液检测和监测的病患者，以及那些通过传感器补丁接受药物的病患者。

在医疗仪器和设备中使用MEMS I/O技术具有多种优势，它提供了可靠、灵活的插座式接口，MEMS I/O比众多传统连接器更为坚固。MEMS I/O技术具有零高度，因而是采用电子控制方式以设定间隔精确给药的理想技术，低功耗MEMS I/O意味着在便携式监测设备或其它设备中实现更好的读数一致性和较少的电池更换。在创伤性治疗中，MEMS I/O能够实现较小的仪器占位面积，从而减少病患者的疼痛体验。

MEMS I/O连接器在医疗电池连接器、相机模块以及片状连接器I/O应用，比如用于小外形、高密度超声波连接器的传感器连接器产品中，具有独特创新性。超声波技术是需求很大的领域，也是主要医疗设备制造商关注的焦点，由于体积和其它限制，造成现有超声波设备在世界许多地区使用不切实际，然而发展中国家和新兴国家可从更多基于MEMS的产品中获益，获得较小型便携式超声波设备，以用于偏远地区。

医疗传感器市场为MEMS提供了巨大的应用潜力，包括更新传感器、化学传感器、流量传感器和位置传感器。今天，在美国市场大约有70%的化学传感器用于医疗保健。由于肥胖症不断增加以及糖尿病发病率一直上升，低侧高形式MEMS供电连接器是移动便携血糖监测市场的理想选择。在家庭和医疗保健中，任何仪器或设备问题都有可能将病患者置于危险之中，MEMS I/O技术提供稳定的插座式“拉拨和锁定”连接，可用于手持式血糖仪和其它一次性监测产品。

便携式血糖监测仪器使用标准的微型I/O来连接两个电路板，具有大约0.7mm的侧高。使用MEMS技术，同样的连接器侧高可以减小至仅仅0.15mm。MEMS连接看起来几乎是一个平面。MEMS连接器通常称作“零高度”连接器，是满足医疗保健需求的微小型电源组解决方案，将可靠的监测工具置于病患者手中。对于高阻抗电缆受限场合，MEMS I/O技术可以与高速铜缆或任何柔性基板共享。有些医疗产品制造商使用具有微小连接的铜缆用于实际监测，如果制造商没有使用MEMS，则需要采用ACF粘接，将跳线直接焊接到铜缆上。例如微型相机模块最初用于手机，在医疗设备中通常是直接焊接并永久安装在柔性电缆PCB的跳线上，使用这种设计方法如果相机模块损坏或需要维修，铜缆可能成为昂贵的跳线，所以更常见的“方法”是断开并替换整个柔性电缆。然而，MEMS I/O技术可以将微型相机直接插接在柔性电缆上，而不会产生较高的侧高，并且可以轻易断开和维修，而无需整体替换电缆。通过与具视频功能的相机或Micro IDT共享，MEMS I/O可以将一个HD视频显示器连接到主电路板上，用于内窥镜和其它创伤性医疗的高速视频流传输。传统的内窥镜用于诊断胃肠结肠癌和其它异物，需要病患者处于镇静状态，而且仅可查看到小肠的一部分。具有MEMS功能的内窥镜则可以全面检查小肠，而无需镇静步骤就可实现数字图像，只需要一个发送器甚至一个光源。

MEMS在制造上的优势

MEMS器件制造工艺是半导体制造相同工艺的自然演进，需要采用光刻和蚀刻步骤，进行材料层的沉积，生成所需的电路和组件，比如电源连接器。

用于医疗设备的标准电源连接器通常由具有压制成型端子和触点的模塑塑料组成，因而具有相对较大的整体占位面积。相反，MEMS技术基本包括掩模、抓取、电镀、印刷和层压，最终获得极低侧高触点层，MEMS I/O系统通常在极薄的金属层上进行蚀刻和钻孔，以创建类似三明治的绝缘电气连接。金属层可以薄至150μm 。MEMS的优势在于制造商能够生产显著减小的低功耗连接器，提供超越较大型组件的更高性能。此外，MEMS制造工艺缩短了传统连接器

制造注塑模具和冲压端子的上市时间并减少了成本。MEMS I/O技术采用外形尺寸较小的片状连接器，在微小型产品中集成了高速连接器的高密度和高速功能与电缆连接，从而消除了EMI干扰。MEMS I/O连接器具有与标准微小型连接器相同的额定插配循环数目，通常为15-30插配-解插配循环，不过某些型款可以达到数千次插配。严格的测试显示MEMS I/O插配接口可以耐受高达6000G的掉落和振动，影响可以忽略不计。

MEMS I/O技术削减了大部分传统连接器壳体而不牺牲性能或密度，它代表着医疗仪器设计人员和制造商重要的模式改变。MEMS技术不仅减小了体积和昂贵的PCB空间，而且通过使用简单的插座式插配接口来替代永久焊接的PCB连接，还可实现只有较大型连接器才具有的设计灵活性水平。事实上，在医疗设备和仪器中基于MEMS系统的使用已经呈现指数级增长，并且这一快速增长趋势将很可望延续下去。

关键词： MEMS I\/O 供电连接器 MEMS