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随着世界许多地区的繁荣和生活水平的提高，人类的平均寿命稳步上升。寿命的延长是值得庆祝的。然而，寿命的延长也带来了挑战。根据世界卫生组织的数据，到2050年，全球65岁或65岁以上的人口将占总人口的六分之一，几乎是2019年的两倍。
老龄化人口有更大的护理需求，给卫生当局带来了更大的压力。医疗技术可以在克服这些挑战方面发挥作用，并以成本效益和效率为更多的人提供更高质量的医疗保健。
今天的医疗保健提供者可以使用更强大、更可靠和更多样化的工具来帮助诊断和治疗患者。还有一些非侵入性的可穿戴设备，比如个人监测仪，可以帮助患者测量心率、血压和血糖等生命体征，并远程记录和报告结果给护理协调员。今天最小的医疗设备包括微小的植入式设备，可以帮助维持生命和管理慢性疾病，比如用于纠正听力损失的耳蜗植入设备，以及用于帮助管理心律失常等心脏疾病的起搏器。
对电子产品的要求
一代接一代的电子元件正变得更小、更节能、更精确和更敏感，并通过提供更易于使用和增强功能，帮助今天的先进医疗设备出现和继续改进。
可穿戴设备和植入设备等医疗设备通常需要持续运行，这使得低功耗成为必要要求，同时也要求极高的可靠性。另一方面，像扫描仪这样的设备通常必须处理高脉冲负载，而其他设备如紧急除颤器必须长时间不工作，但要准备好在需要时立即启动并完美地运行。
为了保证滤波、解耦电路电容器等元器件的可靠性，医用级器件等陶瓷电容器(MLCCs)采用高温高压烧制。它们随后根据军事标准MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123进行检查和测试。这些是行业中要求最高的测试方法，并允许极高的可靠性保证(图1)．
在面临极端尺寸限制的应用中，例如在最小的可穿戴和可植入设备中，钽电容器可能因其高容量效率而被选择。下一代技术的发展，最大限度地提高了固体钽和聚合物钽电容器的可靠性，结合先进的筛选和测试程序，可以提供极高的性能和寿命保证。
一个关键的挑战是防止在生产过程中使用的有机化合物被困在高纯度钽阳极材料中。在烧结过程中，这些被困住的杂质会在阳极上形成缺陷，并析出晶体状的氧化钽，从而损坏介质材料。独特的有机润滑剂和洗涤工艺确保所有杂质在烧结前被去除，从而消除潜在的缺陷。
聚合物钽阴极技术使制造商生产的钽电容器具有比电解钽电容器更低的等效串联电阻和卓越的喘振能力，这使得设计师可以指定更小的电容器，以节省额外的房地产。在普通聚合物钽电容器中，热应力和电压应力会导致阴极膜分层，特别是在高湿度环境中，导致电阻增加和器件失效。最新的聚合物阴极材料更耐应力和分层，以及更不容易受水分影响。因此，在恶劣的环境中，他们显示出更一致的ESR和卓越的可靠性。
检查和测试
击穿电压(BDV)测试是一种有效的钽电容器屏蔽方法。低的BDV表明电介质中存在缺陷。然而，BDV检测具有破坏性，只能应用于任何批次的组分样品。非破坏性模拟击穿筛选(SBDS)允许100%的组件进行评估。
在筛选之前，通过对每个生产批次进行抽样来确定平均BDV。当屏蔽时，电容器与电阻串联，施加电压等于1.3-1.5倍的平均BDV。SBDS分析电压随时间变化的充电曲线，使电介质的纯度可以推断出来，而不会使器件暴露于破坏性的过应力中。
高纯F-Tech MnO2钽电容器可以使用SBDS进行筛选，以提供极高的可靠性保证(图2)．作为制造过程的一部分，也可以对电容器样品进行电涌阶跃应力测试(SSST)，以验证阴极顶部涂层的完整性。需要一个良好的表面涂层层来保护电介质免受上电应力的影响。
最后，KEMET开发的聚合物电容器可靠性评估测试(PCRAT)建立了一个测试规范，它比历史上应用于MnO的MIL-PRF-55365规范更适合聚合物钽电容器2钽设备。PCRAT采用优化的温度和电压加速技术，准确预测安装部件的寿命。
除了确保可靠性，最大限度地减少功耗也是小型设备(如电池供电的可穿戴显示器)设计师的一个关键关注点。采用终身密封设计，可以避免因任何原因(包括更换电池)对患者进行干预，从而最大限度地减少测量误差或设备损坏的可能性。除了尽可能地选择低功耗的部件和技术来延长电池寿命外，像血压计或台式血糖仪等定期使用的设备，也可以在不使用时关机以节省电力。
热释电红外传感器使设备在用户接近时通过接近探测醒来。这些传感器可以与镜头一起使用，也可以不使用，可以灵活地优化探测范围。如图所示的传感器图3用于通过固体塑料或玻璃材料(如设备外壳)检测人的存在。该设备在微安范围内吸收极低的工作电流，从而有助于降低总功耗。
期待
改进的部件制造和筛选过程在提供可靠性保证方面具有重要作用，设计者需要继续提供新的医疗设备，以帮助加强和普及医疗保健。
MIL-PRF测试应用于MLCCs和高纯度F-Tech制造的钽电容器，结合SBDS和PCRAT筛选，是已开发的例子，以确保最佳质量的组件进入供应链的完美状态。此外，利用KEMET的K-SIM模拟器等设计工具来计算目标应用中的器件寿命，帮助设计者选择最合适的器件技术、电容和电压额定值，以满足他们的要求。
