O que é tecnologia de revestimento por spray ultrassônico de endoscópio semicondutor

Tecnologia de revestimento por spray ultrassônico de endoscópio semicondutor

Esta é uma tecnologia de fabricação de ponta que integra mecânica de precisão, processamento de semicondutores e ciência de materiais médicos.

I. Tecnologia principal: Por que usar revestimento por spray ultrassônico? A proteção tradicional do endoscópio pode usar imersão ou pulverização comum, mas esses métodos apresentam falhas fatais para endoscópios semicondutores (especialmente sensores CMOS/CCD front-end), que valem centenas de milhares de dólares e possuem estruturas delicadas:

Revestimento irregular: causando distorção ou ondulações na imagem.

Desperdício excessivo de material: Uma grande quantidade de revestimentos médicos caros é desperdiçada.

Danos potenciais ao dispositivo: O líquido pinga ou infiltra-se em áreas não alvo.

A tecnologia de revestimento por pulverização ultrassônica resolve perfeitamente estes problemas:

Princípio de atomização diferente: vibração ultrassônica de alta frequência (normalmente 20kHz-120kHz) 'rasga' o líquido em partículas mícron/mícron. Gotas finas em nanoescala, em vez de depender de gás de alta pressão, resultam em:

Pressão de atomização extremamente baixa: um fluxo suave de líquido sem respingos ou saltos.

Tamanho de gota uniforme: garantindo espessura de revestimento altamente consistente.

Controle de fluxo preciso: permitindo revestimentos extremamente finos (centenas de nanômetros) e uniformes.

Efeitos de processamento superiores:

Alta uniformidade: formando filmes sem defeitos em superfícies complexas de sensores e lentes.

Alta conformalidade: cobertura perfeita mesmo em superfícies com pequenas irregularidades.

Utilização de material extremamente elevada: superior a 90%, economizando em revestimentos funcionais caros.

Sem contato: evitando danos por contato físico aos componentes semicondutores de precisão.

II. Principais aspectos técnicos e processos Um sistema completo de revestimento por pulverização ultrassônica para endoscópios semicondutores normalmente inclui os seguintes componentes:

1. 1. Pré-tratamento e Limpeza

O módulo da ponta do endoscópio deve passar por uma limpeza rigorosa e tratamento com plasma. O tratamento por plasma ativa a superfície da peça, aumenta a adesão do revestimento e remove contaminantes microscópicos.

2. Posicionamento e mascaramento de precisão

Um braço robótico de alta precisão ou plataforma de movimento é usado para controlar com precisão o movimento relativo entre o endoscópio e o bocal ultrassônico.

As áreas sem revestimento (como invólucros metálicos e pontos de conexão) exigem máscara física para garantir que o revestimento cubra apenas o vidro óptico e as áreas do sensor.

3. Processo de pulverização ultrassônica

Bocal: O componente central, convertendo sinais elétricos em vibrações mecânicas, gerando ondas ultrassônicas na ponta do bico, fazendo com que o líquido que sai forme uma micronévoa uniforme.

Sistema de fornecimento de líquido: Controla com precisão a velocidade de entrega e o volume total do líquido de revestimento, normalmente obtido por uma bomba de injeção de precisão ou bomba de cromatografia líquida.

Controle de movimento: controla programaticamente o caminho do bico, garantindo que cada parte do sensor e da lente receba uma quantidade igual de spray. Geralmente é uma ligação multieixo.

4. Cura e Pós-tratamento

Após a pulverização, é necessária a cura. O método de cura depende das propriedades químicas do revestimento e pode ser:

Cura térmica: Aquecimento a baixa temperatura em forno (para evitar danos aos semicondutores).

Cura UV: Para revestimentos curados por UV.

Cura à temperatura ambiente: Secagem natural ao ar.

5. Inspeção de Qualidade

Inspeção Óptica: Inspecione o revestimento em busca de defeitos, bolhas ou impurezas.

Medição de Espessura: Meça a espessura do revestimento usando equipamento sem contato, como um interferômetro de luz branca ou um elipsômetro, para garantir que atenda às especificações (normalmente no nível do micrômetro).

Teste Funcional: Realize testes de impermeabilização e resistência a manchas e verifique em um ambiente simulado se a qualidade da imagem está degradada devido ao revestimento.

III. Tipos de revestimentos funcionais aplicados É aqui que reside o valor desta tecnologia; não é uma tinta comum, mas uma película fina com funções específicas:

Revestimento anti-incrustante hidrofóbico/oleofóbico:

Materiais: Polímeros fluorados (como PTFE), silanos modificados.

Função: Impede a adesão de sangue, fluidos teciduais e proteínas, mantendo o espelho limpo e garantindo um campo de visão claro. Este é o revestimento central.

Revestimento Antirreflexo:

Materiais: Óxidos metálicos multicamadas (como SiO₂, ... TiO₂).

Função: Reduz o reflexo da luz na superfície da lente, aumenta a transmitância da luz e melhora o contraste e o brilho da imagem.

Revestimento de biocompatibilidade:

Materiais: Silicone de grau médico, polímeros fosfolipídicos.

Função: Garante segurança quando o dispositivo entra em contato com tecido humano, reduzindo reações de rejeição e danos teciduais.

Revestimento Lubrificante Hidrofílico:

Materiais: Polivinilpirrolidona (PVP), etc.

Função: Normalmente aplicado na parede externa do tubo de inserção para reduzir a resistência ao atrito durante a inserção no corpo, melhorando o conforto do paciente.

item	Métodos tradicionais	tecnologia de pulverização ultrassônica
Uniformidade de revestimento	Médio, propenso a casca de laranja e gotejamento	Excelente controle de precisão em nível nanométrico.
Taxa de utilização de materiais	Baixo (30%-60%)	Alto (>90%)
Impacto na peça de trabalho	Pode causar danos devido a alta pressão ou impacto de líquidos.	Sem contato, gentil e não prejudicial.
Cobertura de formas complexas	Pobre, muitos pontos cegos	Excelente, boa retenção de forma
Controlabilidade do processo	Baixo	Controle de programação digital extremamente alto
Espessura do revestimento	Mais espesso, mais difícil de controlar	Ultrafino, com precisão até o nível submícron

V. Aplicações e Perspectivas Futuras

Aplicações atuais: Usado principalmente na fabricação de endoscópios de alta qualidade, como duodenoscópios descartáveis, broncoscópios e colonoscópios, bem como na remanufatura e reparo de endoscópios reutilizáveis.

Tendências Futuras:

Revestimentos Compósitos Multifuncionais: Múltiplas camadas de revestimentos com funções diferentes são pulverizadas sequencialmente na mesma superfície (por exemplo, revestimento anti-reflexo seguido de revestimento hidrofóbico).

Inteligência e integração de IA: Utilizando visão mecânica para identificar automaticamente a área de pulverização e otimizar o caminho e os parâmetros de pulverização por meio de algoritmos de IA.

Desenvolvimento de novos materiais: como revestimentos de “autocura” que reparam automaticamente pequenos arranhões; ou revestimentos carregados de medicamentos que liberam medicamentos terapêuticos durante o exame.

Concluindo, a tecnologia de pulverização ultrassônica para endoscópios semicondutores é um dos principais processos de fabricação que garante o alto desempenho, alta confiabilidade e segurança dos modernos endoscópios médicos de precisão, e é uma joia na coroa da fabricação de dispositivos médicos de alta qualidade.