Proizvodnja medicinskih PCB-a
Od dizajna do montaže
Medicinski PCB je specifičan tip PCB-a koji se koristi u medicinskoj industriji. Kako kineska medicinska industrija prelazi sa tradicionalne kineske medicine na zapadnu, potražnja za medicinskom elektronikom dramatično se povećala. Ovo je potaknulo razvoj kineske medicinske PCB tehnologije za proizvodnju i montažu, čime je RICH PCBA postao pouzdan proizvođač PCBA medicinske opreme. Medicinsko kolo koje proizvodi RICH PCBA široko se koristi u nizu medicinskih uređaja, uključujući ultrazvučne mašine, opremu za praćenje pacijenata, sisteme za medicinsko snimanje i druge uređaje koji zahtijevaju preciznu i pouzdanu elektronsku kontrolu. Ovi PCBA igraju ključnu ulogu u kontroli i regulaciji elektronskih funkcija medicinske opreme.
Dobijte ponudu za montažu medicinskog PCB-a od RICH PCBA
Ako tražite vrhunskog proizvođača medicinskih PCB/PCBA, ne idite dalje od RICH PCBA. Budući da je medicinska elektronika povezana sa zdravljem ljudi, ona mora ispunjavati stroge standarde sigurnosti i pouzdanosti. Osim toga, neka implantabilna medicinska elektronika zahtijeva veću preciznost i stabilnost, tako da moraju biti dizajnirani da izdrže teška medicinska okruženja, više testiranja je uključeno u proizvodnju, a lemljenje komponenti mora biti osigurano tokom kvaliteta montaže itd.
● Brzi preokret
● PCBA ključ u ruke
● Polu-ključ u ruke
● BGA sklop
● Izrada prototipa
● Serijska proizvodnja
● Jeftino
● Kina
Koji medicinski elektronski PCB je proizveden?
Od izbijanja pandemije COVID-19, globalna potražnja za medicinskom elektronikom ostala je visoka. U ovom okruženju, RICH PCBA je primio mnogo upita iz medicinske industrije. Trenutno, većina medicinskih PCBA koje proizvodimo je za elektronske termometre za čelo. Međutim, takođe proizvodimo PCBA za druge medicinske uređaje kao što su CT skeneri, hirurška svetla i niz drugih proizvoda. Slijede neki primjeri PCBA za medicinske proizvode koje možemo ponuditi našim kupcima:
● Pejsmejkeri
● Defibrilatori
● Respiratori
● Monitor za dojenje
● Električna invalidska kolica
● Digitalne pumpe za ishranu
● MRI oprema
● Patient Locator
● Kohlearni implantati
● Tehnologija skeniranja
● Kontrolni sistemi
● Inzulinske pumpe
Proizvodnja medicinskih PCB-a
Korak 1: Dizajnirajte sliku
U ovom koraku, fabrika za proizvodnju medicinskih PCB-a se uključuje u proces i koristi ploter štampač da konvertuje datoteke dizajna za štampane ploče u filmove, koji služe kao foto negativi dijagrama.
Kada se štampana štampana ploča odštampa, unutrašnji slojevi pokazuju dve boje mastila:
● Crno mastilo predstavlja bakarne tragove i kola na PCB-u.
● Prozirno mastilo, poput osnove od fiberglasa, predstavlja neprovodne delove PCB-a.
Spoljni sloj ima:
● Bakarni putevi koji su prikazani prozirnim mastilom.
● Područje gdje će bakar biti urezan je označeno crnom tintom.
Korak 2: Bakar sa štampanim unutrašnjim slojem
Ovaj korak uključuje proizvodnju kola unutarnjeg sloja za medicinske PCB kako bi se uspostavili provodni putevi na različitim slojevima. Ako vaš projekat zahtijeva složeniju višeslojnu medicinsku PCB, ovaj korak se mora ponavljati dok se sva kola unutarnjeg sloja ne odštampaju i ugraviraju. Na kraju se poravnavaju i laminiraju kako bi se formirao potpuni unutrašnji sloj. Specifične operacije su sljedeće:
1. Laminirajte slojeve bakra na svaku stranu podloge od fiberglasa.
2. Poravnajte tanak film sa slojevima bakra i stavite ga na vrh.
3.Koristite izlaganje ultraljubičastom (UV) svjetlu da očvrsnete i zaštitite bakar koji leži ispod.
4.Upotrijebite kemijsko rješenje za razvoj ploče, uklanjajući nestvrdnutu prozirnu tintu, ostavljajući iza sebe bakrene tragove i kola.
5. Etch da biste uklonili višak bakarne folije, sa crnom tintom na filmu osiguravajući da je samo bakar u neželjenim područjima urezan.
Korak 3: Kombinovanje različitih slojeva
Nakon što su svi potrebni unutrašnji slojevi podvrgnuti jetkanju, štampanju i laminaciji, osiguravajući čistoću, potrebno je kombinirati različite slojeve kako bi se formirala kompletna štampana ploča. Ovo uključuje proces bušenja za povezivanje sa unutrašnjim slojevima. Većina proizvođača koristi tradicionalno CNC bušenje, što možda nije dovoljno za medicinske PCB sa zahtjevima visoke preciznosti.
Uzmimo, na primjer, PCB medicinskog pejsmejkera, gdje čak i tipični uređaji mogu imati preko stotinu izbušenih rupa, a da ne spominjemo sofisticiranije instrumente. Vrijeme potrebno za proizvodnju samo je jedan aspekt izazova; ono što je još kritičnije je da svako manje odstupanje može dovesti do kvarova na montaži.
Da bi se suočio sa ovim izazovom, RICH PCBA koristi mašine za optičko bušenje i procese laserskog bušenja kako bi postigao precizno bušenje. Ovo uključuje mašinu koja gura igle kroz rupe za poravnanje da bi se poravnali unutrašnji i spoljašnji slojevi, obezbeđujući efikasnost PTH-a tokom montaže PCB-a kroz rupe.
Korak 4: Snimanje vanjskog sloja
Snimanje vanjskog sloja je ključni korak u procesu proizvodnje PCB-a. Drugi fotorezist se primjenjuje na PCB medicinski panel, što uključuje prijenos slike dizajna PCB-a na slojeve bakra na vanjskoj površini ploče. Međutim, za snimanje, fotorezist se nanosi samo na vanjski sloj. Proces se odvija u čistom i sigurnom prostoru.
Proces snimanja počinje čišćenjem bakrene površine kako bi se osiguralo da nema prljavštine ili ostataka koji bi mogli ometati prijenos slike. Igle se koriste za držanje prozirnih listova sa crnim mastilom na mjestu i za sprječavanje njihovog izlaska iz linije. Nakon što je premazan fotorezistom, PCB medicinski panel odlazi u žutu prostoriju. UV zračenje očvršćava fotorezist, a neočvrsli rezist prekriven crnim mastilom se uklanja.
Korak 5: Graviranje vanjskog sloja
Tokom ovog procesa, svaki bakar koji ne pripada vanjskom sloju se uklanja, a dodatni sloj bakra se dodaje galvanizacijom. Galvanski lim se koristi za zaštitu kritičnih područja bakra nakon početne bakrene kupke. Kada je nagrizanje vanjskog sloja završeno, panel se može podvrgnuti AOI inspekcijskim provjerama kako bi se osiguralo da čak i medicinske estetske PCB ploče sa složenim krugovima ispunjavaju potrebne specifikacije.
Korak 6: Maska za lemljenje i sito
Nakon što je proizvodnja kola završena, nanosi se maska za lemljenje kako bi se zaštitio vanjski sloj medicinske štampane ploče i nanijeli detalji sitotiska kao što su ID kompanije, logotipi proizvođača, simboli, identifikatori komponenti, lokatori pinova i druge istaknute oznake ili karakteristike. Proces uključuje:
1. Čišćenje medicinskog PCB panela kako bi se uklonili svi zagađivači.
2. Nanošenje mastila od epoksidne smole i filma maske za lemljenje na površinu ploče.
3.Izlaganje UV zračenju da bi se očvrsnula područja na kojima nije potrebno lemljenje sloja maske za lemljenje.
4. Uklonite područja koja ne trebaju maskiranje i stavite ploču u pećnicu kako biste učvrstili sloj maske za lemljenje.
5. Korišćenje inkjet štampača za direktno štampanje detalja informacija na ploči.
Korak 7: Završna obrada
Ovisno o potrebama kupca, može biti potrebno nanijeti površinsku završnu obradu na gotovu medicinsku PCB, što uključuje nanošenje premaza od provodljivog materijala na površinu ploče.
Medicinski PCB sklop
Korak 1: Šablone paste za lemljenje
Tehnika šabloniranja paste za lemljenje je prva faza procesa montaže PCB-a. U ovom koraku, PCB šablon se koristi za pokrivanje ploče tako da je vidljiv samo dio ploče koji će biti montiran s komponentom. Ovo olakšava nanošenje paste za lemljenje isključivo na područja ploče gdje će se komponente postaviti.
Mehanički uređaj se koristi za držanje ploče i šablona za lemljenje na mjestu tako da se to može postići. Nakon toga, aplikatorom se nanosi pasta za lemljenje na unaprijed određena mjesta. Lemna pasta se nanosi konzistentno na sva izložena područja. Kada se ovaj korak završi, šablon se uklanja, a pasta za lemljenje se ostavlja na odgovarajućim lokacijama.
Korak 2: Igra "Izaberi i stavite"
Mnogi medicinski elektronski uređaji se ili ugrađuju u ljudsko tijelo ili se nose na osjetljivim organima. Ako ovi uređaji pokvare svoj rad, kao što su kratki spoj ili pregorijevanje, mogu uzrokovati sekundarnu štetu pacijentu. Stoga je ključno precizno postaviti komponente na predviđene položaje koristeći preciznu opremu.
Medicinska elektronika koja se može implantirati, kao što su kohlearni implantati i umjetne očne jabučice, obično ima mnogo elektroničkih komponenti u svojoj unutrašnjoj strukturi. Međutim, manji uređaji predstavljaju izazove u procesu branja i postavljanja, što otežava održavanje preciznosti. Da bi se postigla visoka preciznost potrebna za sastavljanje PCB-a za medicinske kohlearne implantate, RICH PCBA koristi robotsku opremu. Roboti su odgovorni za odabir i montažu komponenti za površinsku montažu na štampane ploče, osiguravajući da su komponente precizno postavljene na pastu za lemljenje pomoću mehanizma za montažu.
Korak 3: Reflow lemljenje
Proces lemljenja reflow je dizajniran da ojača veze između ploče i električnih komponenti. Da bi se to postiglo, pokretna traka se koristi za pomicanje ploče kroz veliku pećnicu za reflow. Lemna pasta se topi zagrevanjem PCBA ploče na oko 2500 stepeni Celzijusa tokom procesa. Nakon zagrijavanja u pećnici, medicinski PCBA prolazi kroz niz hladnjaka, koji pomažu da se pasta za lemljenje ohladi i stvrdne, što rezultira jakim vezama između električnih komponenti i ploče.
Važno je napomenuti da se kod dvoslojnih medicinskih PCB-a, procesi oblikovanja šablona i prelijevanja izvode određenim redoslijedom. Prva je završena strana ploče s manje električnih komponenti kojima se može upravljati.
Korak 4: Test sastavljanja medicinske PCB
Naglašavamo preciznost, pouzdanost i kritičnu prirodu medicinskih ploča. Stoga je od najveće važnosti pronaći pouzdane proizvođače i odlične PCBA uređaje i osigurati da imaju ISO 13485 certifikat. Čak i kada ispunjavaju ove kriterije, i dalje je potrebno provjeriti njihove usluge testiranja PCB-a.
Pored ručnih inspekcija koje se odvijaju kroz proces proizvodnje, uključujući SPI i AOI, funkcionalno testiranje se izvodi u završnoj fazi sklapanja medicinskog PCB-a. Ovo osigurava da matična ploča funkcionira kako se očekuje i ispunjava visoke standarde koje postavlja medicinska industrija.
Nakon što je testiranje završeno, provodi se temeljno čišćenje ploče kako bi se uklonili potencijalni ostaci poput ulja, fluksa za lemljenje ili drugih zagađivača. Osim toga, zbog specifičnih zahtjeva proizvoda, kupcima mogu biti potrebni i specijalizirani procesi za proizvodnju medicinskih PCBA, kao što je sterilno rukovanje, na osnovu specifičnog tipa aplikacije.
Vrhunski medicinski PCB
Interkonekcija visoke gustine
High-Density Interconnect je jedna od osnovnih tehnologija za izgradnju moderne PCB medicinske opreme, sa ciljem da se postigne više elektronskih komponenti i veza unutar ograničenog PCB prostora. Ploča sa kolom napravljena korištenjem ove tehnologije poznata je kao HDI PCB. Zbog složenih procesa koji su uključeni, kao što su fini tragovi, slijepi spojevi i skriveni spojevi, HDI PCB može biti skup, ali je vrijedan ulaganja.
U udaljenim medicinskim aplikacijama, postoji nulta tolerancija za kašnjenje ili prekide signala. Čak i neznatno odstupanje od 0,1 sekunde moglo bi biti opasno po život pacijenata. HDI PCB medicinske kvalitete osigurava brzinu prijenosa signala i ublažava različite probleme s odgovorom. Nadalje, implementacijom određenih poboljšanja dizajna i inženjeringa, ove ploče visoke gustine mogu biti obdarene sposobnošću otpornosti na elektromagnetne smetnje i buku. Ovo se može postići mjerama kao što su planiranje zemaljske ravni, međuslojno oklop i EMI filtriranje.
Trenutno, većina medicinskih uređaja za CT skeniranje i multimodalni fiziološki i elektrokardiogramski (EKG) monitori imaju koristi od pravih unosa s pomičnim zarezom koje omogućava HDI PCB.
Fleksibilno
Medicinska industrija ima značajnu potražnju za fleksibilnim PCB-om zbog njihovih prednosti kao što su minijaturizacija, sloboda dizajna i fleksibilnost. Ove karakteristike ispunjavaju zahtjeve medicinskih uređaja za lagana, kompaktna i pouzdana rješenja.
Medicinski elektronski proizvodi moraju izdržati teške uslove u ljudskom tijelu, istovremeno pružajući visoku pouzdanost i električne performanse, čineći fleksibilna kola idealnim izborom za takve primjene. Obično su napravljeni od tankih i fleksibilnih materijala kao što su poliimid ili poliester, što im omogućava da se savijaju, savijaju ili uvijaju kako bi se uklopili u uske prostore ili složene oblike. Nadalje, dizajn fleksibilnog PCB-a može prihvatiti temperaturne varijacije, osigurati vodonepropusnost, održati sterilnost i omogućiti višestruko ponovno sastavljanje.
Različiti medicinski uređaji oslanjaju se na fleksibilna kola kao svoje osnovne komponente, uključujući pejsmejkere, defibrilatore, neurostimulatore, ultrazvučne aparate, endoskope i još mnogo toga.
Višeslojna struktura
Nasuprot tome, kruti PCB može pružiti pouzdaniju unutrašnju strukturu u poređenju sa fleksibilnim PCB-om, jer proizvođači mogu postaviti komponente na stabilniju platformu. Međutim, zbog svoje nemogućnosti savijanja, oni možda ne nude prednost minijaturizacije i stoga se oslanjaju na prednosti višeslojnih struktura za smještaj više komponenti.
U mnogim vrhunskim medicinskim proizvodima, kruti PCB se obično nalazi. To uključuje hirurške robote, rendgenske aparate, MRI uređaje, elektrokardiografe i pumpe za hemoterapiju. Većina proizvođača medicinske opreme odlučuje se za višeslojne PCB za takve primjene. Materijali koji se koriste za ove PCB uključuju staklenu epoksidnu smolu, aluminij, keramiku i još mnogo toga.
Strogo medicinsko testiranje PCB-a
Proces razvoja medicinskih uređaja uključuje dodatna razmatranja i zahtjeve izvan onoga što je općenito potrebno za stvaranje nekritičnih PCB-a. Mnogo testiranja se provodi na medicinskoj opremi, što je više nego što se može reći za druge vrste PCB-a. Ovo je prvenstveno zbog strogih zahtjeva za testiranje koje nameću regulatorne agencije; međutim, funkcionalno testiranje i testiranje proizvodnje često su takođe neophodni. Regulatorno testiranje koje je potrebno za medicinske uređaje obično spada u jednu od dvije široke kategorije:
● Medicinska oprema koja ili prenosi energiju do ili od pacijenta ili detektuje energiju koja se prenosi do ili od pacijenta je fokus IEC standarda 60601-1.
● Medicinska oprema koja nije direktno povezana sa pacijentom, kao što je ona koja se koristi u laboratoriji, spada u IEC 61010-1
Prethodne informacije pokazuju stručnost RICH PCBA u proizvodnji i sklapanju medicinskih PCB-a. Ako potvrđujete našu stručnost, ne ustručavajte se da nas kontaktirate putem e-pošte. Odmah ćemo odgovoriti na vaš upit i pružiti vam pristupačnu ponudu PCBA.
Fokus projekta
Pouzdanost medicinskih PCB aplikacija je ključna, bilo da se koriste u operacijskoj sali ili laboratoriji. Nema mjesta za kvar opreme ili neispravan rad u medicinskom polju. Stoga su sljedeće prakse neophodne za kreiranje pločice za upotrebu u medicinskim uređajima:
● Dizajn PCB-a treba da uzme u obzir specifične zahtjeve medicinskog uređaja, uključujući broj komponenti, veličinu ploče i zahtjeve za termičko upravljanje.
● Važno je pažljivo pozicionirati komponente i pravilno usmjeriti tragove kako bi se osigurala uspješna ploča.
● Odabir komponenti je kritičan u stvaranju pouzdanih medicinskih uređaja. Važno je pronaći najbolje komponente koje zadovoljavaju specifične zahtjeve medicinskog uređaja, a pouzdane su, izdržljive i imaju dug vijek trajanja.
● Odaberite profesionalnu fabriku za montažu medicinskih PCB-a ili kompaniju sa iskustvom u medicinskoj industriji i dobrom reputacijom kako biste osigurali kvalitet usluga montaže PCB-a.
● Upotreba PCB-a bez olova smatra se efikasnom praksom, a odabir kompanije posvećene održivosti može donijeti neočekivane koristi vašem projektu.
● Proces čišćenja PCB-a je posebno važan u medicinskoj elektronici. Iako je svrha čišćenja obično izbjegavanje kratkih spojeva uzrokovanih površinskim mrljama tokom upotrebe, u medicinskoj opremi zaostala sredstva za čišćenje mogu naštetiti pacijentima.
● Sklopljene ploče moraju proći temeljnu inspekciju i testiranje kako bi se osiguralo da ispunjavaju tražene standarde za pouzdanost, performanse i sigurnost.
● Da bi se osiguralo da elektromagnetne smetnje (EMI) ne utiču na medicinsku PCB, inženjeri bi trebalo da upućuju na različite EMI standarde.