Производство на медицински печатни платки
От дизайна до монтажа
Медицинските печатни платки са специфичен тип печатни платки, използвани в медицинската индустрия. Тъй като китайската медицинска индустрия преминава от традиционната китайска медицина към западната медицина, търсенето на медицинска електроника драстично се е увеличило. Това подтикна развитието на технологията за производство и сглобяване на медицински PCB в Китай, което направи RICH PCBA надежден производител на PCBA за медицинско оборудване. Медицинската верига, произведена от RICH PCBA, се използва широко в набор от медицински устройства, включително ултразвукови машини, оборудване за наблюдение на пациенти, системи за медицински изображения и други устройства, които изискват прецизно и надеждно електронно управление. Тези PCBA играят решаваща роля в контролирането и регулирането на електронните функции на медицинското оборудване.
Вземете оферта за сглобяване на медицински печатни платки от RICH PCBA
Ако търсите първокласен производител на медицински PCB/PCBA, не отивайте по-далеч от RICH PCBA. Тъй като медицинската електроника е свързана с човешкото здраве, тя трябва да отговаря на строги стандарти за безопасност и надеждност. В допълнение, някои имплантируеми медицински електроники изискват по-голяма точност и стабилност, така че те трябва да бъдат проектирани да издържат на сурови медицински среди, повече тестове са включени в производството и запояването на компонентите трябва да бъде осигурено по време на качеството на сглобяване и т.н.
● Бърз обрат
● PCBA до ключ
● Полу-до ключ
● BGA монтаж
● Прототипиране
● Серидно производство
● Евтини
● Китай
Какви медицински електронни печатни платки са произведени?
След избухването на пандемията от COVID-19 глобалното търсене на медицинска електроника остава високо. В тази среда RICH PCBA получи много запитвания от медицинската индустрия. В момента по-голямата част от медицинските PCBA, които произвеждаме, са за електронни термометри за чело. Въпреки това, ние също произвеждаме PCBA за други медицински устройства като CT скенери, хирургически светлини и набор от други продукти. Следват някои примери за PCBA за медицински продукти, които можем да предоставим на нашите клиенти:
● Пейсмейкъри
● Дефибрилатори
● Респиратори
● Монитор за кърмене
● Електрическа инвалидна количка
● Цифрови помпи за хранене
● Апаратура за ЯМР
● Локатор на пациент
● Кохлеарни импланти
● Технология за сканиране
● Системи за управление
● Инсулинови помпи
Производство на медицински печатни платки
Стъпка 1: Дизайн на изображения
На тази стъпка фабриката за производство на медицински печатни платки се включва в процеса и използва плотерен принтер, за да преобразува проектните файлове за печатни платки във филми, които служат като фотонегатив на диаграмата.
Когато печатната платка е отпечатана, вътрешните слоеве показват два цвята мастило:
● Черното мастило представлява медните следи и вериги на печатната платка.
● Прозрачното мастило, подобно на основата от фибростъкло, представлява непроводимите части на PCB.
Външният слой има:
● Медни пътища, които се показват с прозрачно мастило.
● Зоната, където медта ще бъде гравирана, е обозначена с черно мастило.
Стъпка 2: Вътрешен слой, отпечатан мед
Тази стъпка включва производството на веригите на вътрешния слой за медицински печатни платки за установяване на проводими пътища на различни слоеве. Ако вашият проект изисква по-сложна многослойна медицинска печатна платка, тази стъпка трябва да се повтори, докато всички вериги на вътрешния слой бъдат отпечатани и гравирани. Накрая те се подравняват и ламинират, за да образуват цялостен вътрешен слой. Конкретните операции са както следва:
1. Ламинирайте медни слоеве върху всяка страна на основата от фибростъкло.
2. Подравнете тънък филм с медните слоеве и го поставете отгоре.
3. Използвайте излагане на ултравиолетова (UV) светлина, за да втвърдите и защитите подлежащата мед.
4.Използвайте химически разтвор за разработване на печатната платка, премахване на невтвърдено прозрачно мастило, оставяйки медни следи и вериги.
5. Гравирайте, за да премахнете излишното медно фолио, с черно мастило върху филма, което гарантира, че само медта в нежеланите зони е гравирана.
Стъпка 3: Комбиниране на различни слоеве
След като всички необходими вътрешни слоеве са преминали през ецване, отпечатване и ламиниране, осигурявайки чистота, различните слоеве трябва да се комбинират, за да се образува цялостна печатна платка. Това включва процеса на пробиване за свързване с вътрешните слоеве. Повечето производители използват традиционно пробиване с ЦПУ, което може да не е достатъчно за медицински печатни платки с високи изисквания за точност.
Вземете например печатна платка на медицински пейсмейкър, където дори типичните устройства могат да имат над сто пробити дупки, да не говорим за по-сложните инструменти. Времето, необходимо за производство, е само един аспект на предизвикателството; което е още по-критично е, че всяко незначително отклонение може да доведе до неизправност на сглобяването.
За да отговори на това предизвикателство, RICH PCBA използва оптични пробивни машини и процеси на лазерно пробиване, за да постигне прецизно пробиване. Това включва машина, която задвижва щифтове през отвори за подравняване, за да подравни вътрешния и външния слой, като гарантира ефективността на PTH по време на сглобяването на печатни платки през дупки.
Стъпка 4: Изображение на външния слой
Изобразяването на външния слой е решаваща стъпка в процеса на производство на печатни платки. Друг фоторезист се прилага върху медицинския панел на печатната платка, което включва прехвърляне на изображение на дизайна на печатната платка върху медните слоеве на външната повърхност на платката. Въпреки това, за изображения фоторезистът се нанася само върху външния слой. Процесът се извършва в чиста и безопасна зона.
Процесът на изобразяване започва с почистване на медната повърхност, за да се гарантира, че няма мръсотия или отломки, които биха могли да попречат на предаването на изображението. Щифтовете се използват за задържане на прозрачни листове с черно мастило на място и предпазване от излизане от линията. След като бъде покрит с фоторезист, медицинският панел на PCB отива в жълтата стая. Ултравиолетовата светлина втвърдява фоторезиста и невтвърденият резист, покрит с черно мастило, се отстранява.
Стъпка 5: Офорт на външния слой
По време на този процес всякаква мед, която не принадлежи към външния слой, се отстранява и се добавя допълнителен слой мед чрез галванопластика. Галваническият калай се използва за защита на критичните зони от мед след първоначалната медна баня. След като ецването на външния слой е завършено, панелът може да бъде подложен на проверки на AOI Inspection, за да се гарантира, че дори медицинските естетични печатни платки със сложни схеми отговарят на необходимите спецификации.
Стъпка 6: Маска за запояване и копринен екран
След завършване на производството на електрическата верига се прилага маска за запояване, за да се защити външният слой на медицинската печатна платка и да се нанесат детайли от копринен екран, като фирмен идентификатор, лога на производителя, символи, идентификатори на компоненти, локатори на щифтове и други видни маркировки или функции. Процесът включва:
1. Почистване на медицинския печатен панел, за да се отстранят всякакви замърсители.
2. Нанасяне на мастило от епоксидна смола и маска за запояване върху повърхността на печатната платка.
3. Излагане на ултравиолетова светлина за втвърдяване на зоните, където не е необходимо запояване в слоя маска за запояване.
4. Премахване на зоните, които не се нуждаят от маскиране и поставяне на платката във фурна, за да се втвърди слоя маска за запояване.
5.Използване на мастилено-струен принтер за директно отпечатване на информация върху дъската.
Стъпка 7: Повърхностно покритие
В зависимост от нуждите на клиента може да е необходимо да се приложи повърхностно покритие върху готовата медицинска печатна платка, което включва нанасяне на покритие от проводящ материал върху повърхността на платката.
Сглобяване на медицински печатни платки
Стъпка 1: Шаблон с паста за запояване
Техниката за шаблониране на спояваща паста е първият етап от процеса на сглобяване на печатни платки. В тази стъпка се използва печатна платка за покриване на платката, така че да се вижда само частта от платката, която ще бъде монтирана с компонент. Това улеснява нанасянето на спояващата паста само върху зоните на платката, където ще бъдат поставени компонентите.
Използва се механично устройство за задържане на платката и шаблона за запояване на място, така че да може да се постигне това. След това се използва апликатор за нанасяне на спояващата паста на предварително определени места. Пастата за запояване се нанася последователно върху всички открити зони. След като тази стъпка приключи, шаблонът се отстранява и спояващата паста се оставя на подходящите места.
Стъпка 2: Игра на „Избери и постави“
Много медицински електронни устройства се имплантират в човешкото тяло или се носят върху чувствителни органи. Ако тези устройства се повредят, като например късо съединение или изгаряне, те могат да причинят вторично увреждане на пациента. Ето защо е от решаващо значение точното поставяне на компонентите в определените позиции с помощта на прецизно оборудване.
Имплантируемата медицинска електроника, като кохлеарни импланти и изкуствени очни ябълки, обикновено има много електронни компоненти във вътрешната си структура. По-малките устройства обаче представляват предизвикателства в процеса на бране и поставяне, което прави по-трудно поддържането на прецизност. За постигане на висока точност, необходима за сглобяване на PCB за медицински кохлеарни импланти, RICH PCBA използва роботизирано оборудване. Роботите са отговорни за избирането и монтирането на компоненти за повърхностен монтаж върху печатни платки, като гарантират, че компонентите са прецизно поставени върху спояващата паста с монтажния механизъм.
Стъпка 3: Запояване Reflow
Процесът на повторно запояване е предназначен за укрепване на връзките между платката и електрическите компоненти. За да се постигне това, се използва транспортна лента за преместване на печатната платка през голяма пещ за повторно оформяне. Пастата за запояване се разтопява чрез нагряване на PCBA платката до около 2500 градуса по Целзий по време на процеса. След като се нагрее във фурната, медицинският PCBA преминава през серия от охладители, които помагат на спояващата паста да се охлади и втвърди, което води до силни връзки между електрическите компоненти и платката.
Важно е да се отбележи, че за двуслойните медицински печатни платки, процесите на шаблониране и преформатиране се извършват в определен ред. Първа е завършена страната на платката с по-малко и по-управляеми електрически компоненти.
Стъпка 4: Тест за сглобяване на медицински печатни платки
Ние подчертаваме прецизността, надеждността и критичния характер на медицинските платки. Следователно намирането на надеждни производители и отлични PCBA съоръжения и гарантирането, че имат сертификат ISO 13485, е от изключително значение. Дори когато отговарят на тези критерии, все още е необходимо да се инспектират техните услуги за тестване на печатни платки.
В допълнение към ръчните инспекции, които протичат през целия производствен процес, включително SPI и AOI, функционалното тестване се извършва на последния етап от сглобяването на медицински печатни платки. Това гарантира, че основната платка функционира според очакванията и отговаря на високите стандарти, определени от медицинската индустрия.
След приключване на тестването се извършва цялостно почистване на печатната платка, за да се отстранят всички потенциални остатъци като масло, спояващ поток или други замърсители. Освен това, поради специфичните изисквания на продукта, клиентите може също да се нуждаят от специализирани процеси за производство на медицински PCBA, като например стерилна обработка, въз основа на конкретния тип приложение.
Медицински PCB от висок клас
Взаимосвързаност с висока плътност
High-Density Interconnect е една от основните технологии за изграждане на печатни платки за модерно медицинско оборудване, насочена към постигане на повече електронни компоненти и връзки в ограничено пространство на печатни платки. Платка, конструирана с помощта на тази технология, е известна като HDI PCB. Поради включените сложни процеси, като фини следи, слепи отвори и заровени отвори, HDI PCB могат да бъдат скъпи, но те си заслужават инвестицията.
В отдалечените медицински приложения има нулева толерантност към забавяне или прекъсване на сигнала. Дори леко отклонение от 0,1 секунди може да бъде животозастрашаващо за пациентите. Медицински клас HDI PCB осигурява скорост на предаване на сигнала и смекчава различни проблеми с реакцията. Освен това, чрез внедряване на определени дизайнерски и инженерни подобрения, тези печатни платки с висока плътност могат да бъдат надарени със способността да издържат на електромагнитни смущения и шум. Това може да се постигне чрез мерки като планиране на земната равнина, междинно екраниране и EMI филтриране.
Понастоящем повечето медицински устройства за CT сканиране и мултимодални физиологични и електрокардиограмни (ЕКГ) монитори се възползват от истинските входове с плаваща запетая, активирани от HDI PCB.
Гъвкав
Медицинската индустрия има значително търсене на гъвкави печатни платки поради техните предимства като миниатюризация, свобода на дизайна и гъвкавост. Тези характеристики отговарят на изискванията на медицинските изделия за леки, компактни и надеждни решения.
Медицинските електронни продукти трябва да издържат на тежки условия в човешкото тяло, като същевременно осигуряват висока надеждност и електрически характеристики, което прави гъвкавите вериги идеален избор за такива приложения. Те обикновено са направени от тънки и гъвкави материали като полиимид или полиестер, което им позволява да се огъват, сгъват или усукват, за да пасват на тесни пространства или сложни форми. Освен това дизайнът на гъвкавата печатна платка може да поеме температурни вариации, да осигури хидроизолация, да поддържа стерилност и да позволи множество повторни сглобявания.
Различни медицински устройства разчитат на гъвкави вериги като техни основни компоненти, включително пейсмейкъри, дефибрилатори, невростимулатори, ултразвукови машини, ендоскопи и др.
Многослойна структура
За разлика от това, твърдата печатна платка може да осигури по-надеждна вътрешна структура в сравнение с гъвкавата печатна платка, тъй като производителите могат да поставят компоненти на по-стабилна платформа. Въпреки това, поради неспособността им да се сгъват, те може да не предложат предимството на миниатюризацията и по този начин те разчитат на предимствата на многослойните структури, за да поберат повече компоненти.
В много медицински продукти от висок клас често се срещат твърди печатни платки. Те включват хирургически роботи, рентгенови апарати, ЯМР устройства, електрокардиографи и помпи за химиотерапия. Повечето производители на медицинско оборудване избират многослойна печатна платка за такива приложения. Материалите, използвани за тези печатни платки, включват стъклена епоксидна смола, алуминий, керамика и др.
Стриктно медицинско тестване на PCB
Процесът на разработване на медицински устройства включва допълнителни съображения и изисквания извън това, което обикновено се изисква за създаване на некритични печатни платки. Провеждат се много тестове върху медицинско оборудване, което е повече, отколкото може да се каже за други видове PCB. Това се дължи главно на строгите изисквания за тестване, наложени от регулаторните агенции; често обаче са необходими и функционални тестове и производствени тестове. Регулаторните тестове, които се изискват за медицински изделия, обикновено попадат в една от две широки категории:
● Медицинско оборудване, което или прехвърля енергия към или от пациент, или открива енергия, предавана към или от пациент, е фокусът на IEC стандарт 60601-1.
● Медицинско оборудване, което не е свързано директно с пациент, като това, което се използва в лаборатория, попада в обхвата на IEC 61010-1
Предходната информация демонстрира опита на RICH PCBA в производството и сглобяването на медицински печатни платки. Ако признавате нашата компетентност, моля, не се колебайте да се свържете с нас по имейл. Ние ще отговорим на вашето запитване своевременно и ще ви предоставим достъпна оферта за PCBA.
Фокус на проекта
Надеждността на медицинските PCB приложения е от решаващо значение, независимо дали се използват в операционната зала или лабораторията. Няма място за неправилно функциониране на оборудването или неправилно функциониране в областта на медицината. Следователно, следните практики са от съществено значение за създаването на печатна платка за използване в медицински устройства:
● Дизайнът на печатната платка трябва да отчита специфичните изисквания на медицинското устройство, включително броя на компонентите, размера на платката и изискванията за термично управление.
● От съществено значение е компонентите да се позиционират внимателно и да се начертаят правилно, за да се осигури успешна платка.
● Изборът на компонент е критичен при създаването на надеждни медицински устройства. Важно е да се намерят най-добрите компоненти, които отговарят на специфичните изисквания на медицинското изделие и са надеждни, издръжливи и имат дълъг живот.
● Изберете професионална фабрика за сглобяване на медицински печатни платки или компания с опит в обслужването в медицинската индустрия и добра репутация, за да гарантирате качеството на услугите за сглобяване на печатни платки.
● Използването на печатни платки без олово се счита за ефективна практика и изборът на компания, посветена на устойчивостта, може да донесе неочаквани ползи за вашия проект.
● Процесът на почистване на печатни платки е особено важен в медицинската електроника. Докато целта на почистването обикновено е да се избегнат къси съединения, причинени от повърхностни петна по време на употреба, в медицинското оборудване остатъчните почистващи препарати могат да навредят на пациентите.
● Сглобените платки трябва да бъдат подложени на щателна проверка и тестване, за да се гарантира, че отговарят на изискваните стандарти за надеждност, производителност и безопасност.
● За да се гарантира, че електромагнитните смущения (EMI) не засягат медицинската печатна платка, инженерите трябва да се позовават на различни стандарти за EMI.