Medisinsk PCB-produksjon
Fra design til montering
Medisinsk PCB er en spesifikk type PCB som brukes i medisinsk industri. Ettersom Kinas medisinske industri skifter fra tradisjonell kinesisk medisin til vestlig medisin, har etterspørselen etter medisinsk elektronikk økt dramatisk. Dette har ført til utviklingen av Kinas medisinske PCB-produksjons- og monteringsteknologi, noe som gjør RICH PCBA til en pålitelig PCBA-produsent av medisinsk utstyr. Den medisinske kretsen produsert av RICH PCBA er mye brukt i en rekke medisinske enheter, inkludert ultralydmaskiner, pasientovervåkingsutstyr, medisinske bildesystemer og andre enheter som krever presis og pålitelig elektronisk kontroll. Disse PCBAene spiller en avgjørende rolle i å kontrollere og regulere de elektroniske funksjonene til medisinsk utstyr.
Få et tilbud om medisinsk PCB-montering fra RICH PCBA
Hvis du leter etter en toppprodusent av medisinsk PCB/PCBA, gå ikke lenger enn RICH PCBA. Siden medisinsk elektronikk er relatert til menneskers helse, må de oppfylle strenge sikkerhets- og pålitelighetsstandarder. I tillegg krever noe implanterbar medisinsk elektronikk større nøyaktighet og stabilitet, så de må utformes for å tåle tøffe medisinske miljøer, mer testing er involvert i produksjon, og lodding av komponenter må sikres under monteringskvalitet osv.
● Rask behandling
● Nøkkelferdig PCBA
● Halvnøkkelferdig
● BGA-montering
● Prototyping
● Batchproduksjon
● Billig
● Kina
Hvilken medisinsk elektronisk PCB er blitt produsert?
Siden utbruddet av COVID-19-pandemien har den globale etterspørselen etter medisinsk elektronikk holdt seg høy. I dette miljøet har RICH PCBA mottatt mange henvendelser fra medisinsk industri. For tiden er størstedelen av de medisinske PCBAene vi produserer for elektroniske pannetermometre. Imidlertid produserer vi også PCBA for annet medisinsk utstyr som CT-skannere, kirurgiske lys og en rekke andre produkter. Følgende er noen eksempler på PCBA for medisinske produkter som vi kan tilby våre kunder:
● Pacemakere
● Defibrillatorer
● Åndedrettsvern
● Sykepleiemonitor
● Elektrisk rullestol
● Digitale ernæringspumper
● MR-utstyr
● Pasientsøker
● Cochleaimplantater
● Skanneteknologi
● Kontrollsystemer
● Insulinpumper
Medisinsk PCB-produksjon
Trinn 1: Design Imaging
På dette trinnet blir den medisinske PCB-produksjonsfabrikken involvert i prosessen og bruker en plotterskriver for å konvertere designfilene for kretskort til filmer, som fungerer som fotonegativer av diagrammet.
Når PCB er skrevet ut, viser de innvendige lagene to farger blekk:
● Svart blekk representerer kobbersporene og kretsene på kretskortet.
● Klart blekk, som glassfiberbasen, representerer de ikke-ledende PCB-delene.
Det ytre laget har:
● Kobberveier som vises med klart blekk.
● Området der kobberet vil bli etset bort er angitt med svart blekk.
Trinn 2: Innerlagstrykt kobber
Dette trinnet innebærer å produsere de indre lagkretsene for medisinsk PCB for å etablere ledende veier på forskjellige lag. Hvis prosjektet ditt krever en mer kompleks flerlags medisinsk PCB, må dette trinnet gjentas til alle indre lags kretser er skrevet ut og etset. Til slutt blir de justert og laminert for å danne et komplett indre lag. De spesifikke operasjonene er som følger:
1. Laminer kobberlag på hver side av glassfiberunderlaget.
2. Juster en tynn film med kobberlagene og legg den på toppen.
3.Bruk eksponering for ultrafiolett (UV) lys for å herde og beskytte det underliggende kobberet.
4. Bruk en kjemisk løsning for å utvikle kretskortet, fjern uherdet gjennomsiktig blekk og etterlater kobberspor og kretser.
5. Ets for å fjerne overflødig kobberfolie, med svart blekk på filmen for å sikre at kun kobber i uønskede områder er etset bort.
Trinn 3: Kombinere forskjellige lag
Når alle nødvendige indre lag har gjennomgått etsing, trykking og laminering, for å sikre renslighet, må forskjellige lag kombineres for å danne et komplett kretskort. Dette involverer boreprosessen for å koble til de indre lagene. De fleste produsenter bruker tradisjonell CNC-boring, som kanskje ikke er tilstrekkelig for medisinsk PCB med høye presisjonskrav.
Ta for eksempel medisinsk pacemaker PCB, hvor selv typiske enheter kan ha over hundre borehull, for ikke å nevne mer sofistikerte instrumenter. Tiden som kreves for produksjon er bare ett aspekt av utfordringen; Det som er enda mer kritisk er at ethvert mindre avvik kan føre til monteringsfeil.
For å møte denne utfordringen bruker RICH PCBA optiske boremaskiner og laserboreprosesser for å oppnå presisjonsboring. Dette involverer en maskin som driver pinner gjennom justeringshull for å justere de indre og ytre lagene, og sikrer effektiviteten til PTH under montering av PCB gjennom hull.
Trinn 4: Ytre lags bildebehandling
Avbildning av det ytre laget er et avgjørende trinn i PCB-produksjonsprosessen. En annen fotoresist påføres det medisinske PCB-panelet, som innebærer å overføre et bilde av PCB-designet til kobberlagene på den ytre overflaten av brettet. For bildebehandling påføres imidlertid fotoresisten bare på det ytre laget. Prosessen foregår på et rent og trygt område.
Bildeprosessen begynner med å rense kobberoverflaten for å sikre at det ikke er skitt eller rusk som kan forstyrre bildeoverføringen. Pinner brukes til å holde transparente ark med svart blekk på plass og forhindre at de kommer ut av linjen. Etter å ha blitt belagt med en fotoresist, går det medisinske PCB-panelet inn i det gule rommet. UV-lyseksplosjonen herder fotoresisten, og den uherdede resisten dekket av svart blekk fjernes.
Trinn 5: Etsing av ytre lag
Under denne prosessen fjernes alt kobber som ikke tilhører det ytre laget, og et ekstra lag med kobber legges til ved hjelp av galvanisering. Elektroplettert tinn brukes til å beskytte kritiske områder av kobber etter det første kobberbadet. Når etsingen av det ytre laget er fullført, kan panelet gjennomgå AOI-inspeksjonskontroller for å sikre at selv medisinsk estetiske PCB-kort med komplekse kretsløp oppfyller de nødvendige spesifikasjonene.
Trinn 6: Loddemaske og silkeskjerm
Etter at kretsproduksjonen er fullført, påføres en loddemaske for å beskytte det ytre laget av det medisinske trykte kretskortet og for å påføre silkeskjermdetaljer som firma-ID, produsentens logoer, symboler, komponentidentifikatorer, pinnesøkere og andre fremtredende markeringer eller funksjoner. Prosessen innebærer:
1.Rengjøring av det medisinske PCB-panelet for å fjerne eventuelle forurensninger.
2. Påføring av epoksyharpiksblekk og loddemaskefilm på overflaten av kretskortet.
3. Eksponering for UV-lys for å herde områdene der lodding ikke er nødvendig i loddemaskelaget.
4.Fjerne områdene som ikke trenger maskering og plasser brettet i en ovn for å størkne loddemaskelaget.
5. Bruke en blekkskriver til å skrive ut informasjonsdetaljer direkte på tavlen.
Trinn 7: Overflatebehandling
Avhengig av kundens behov, kan det være nødvendig å påføre en overflatefinish på det ferdige medisinske PCB, som innebærer å påføre et belegg av ledende materiale på overflaten av platen.
Medisinsk PCB-montering
Trinn 1: Loddepasta-sjablonger
Loddepasta-stensileringsteknikken er det første trinnet i PCB-monteringsprosessen. I dette trinnet brukes en PCB-stensil for å dekke kretskortet slik at kun den delen av kortet som skal monteres med en komponent er synlig. Dette gjør det lettere å påføre loddepasta utelukkende på brettets områder hvor komponentene skal plasseres.
En mekanisk enhet brukes til å holde brettet og loddesjablonen på plass slik at dette kan oppnås. Deretter brukes en applikator for å avsette loddepastaen på forhåndsbestemte steder. Loddepastaen påføres konsekvent over alle de utsatte områdene. Når dette trinnet er fullført, fjernes sjablongen, og loddepastaen blir stående på de riktige stedene.
Trinn 2: Et spill med "Velg og plass"
Mange medisinske elektroniske enheter er enten implantert i menneskekroppen eller bæres på sensitive organer. Hvis disse enhetene ikke fungerer, for eksempel ved kortslutning eller utbrenning, kan de forårsake sekundær skade på pasienten. Derfor er det avgjørende å plassere komponentene nøyaktig i de angitte posisjonene ved hjelp av nøyaktig utstyr.
Implanterbar medisinsk elektronikk, som cochleaimplantater og kunstige øyeepler, har vanligvis mange elektroniske komponenter i sin indre struktur. Men mindre enheter byr på utfordringer i plukk- og plasseringsprosessen, noe som gjør det vanskeligere å opprettholde presisjonen. For å oppnå den høye nøyaktigheten som kreves for å sette sammen PCB for medisinske cochleaimplantater, bruker RICH PCBA robotutstyr. Roboter er ansvarlige for å plukke og montere overflatemonterte komponenter på kretskort, og sikre at komponentene er nøyaktig plassert på loddepastaen med monteringsmekanismen.
Trinn 3: Lodding Reflow
Reflow-loddeprosessen er designet for å styrke forbindelsene mellom kretskortet og elektriske komponenter. For å oppnå dette brukes et transportbånd for å flytte kretskortet gjennom en stor reflowovn. Loddepastaen smeltes ved å varme PCBA-kortet til rundt 2500 grader Celsius under prosessen. Etter å ha blitt varmet opp i ovnen, går den medisinske PCBA gjennom en rekke kjølere, som hjelper loddepastaen avkjøles og herdes, noe som resulterer i sterke forbindelser mellom de elektriske komponentene og brettet.
Det er viktig å merke seg at for dobbeltlags medisinsk PCB utføres sjablong- og omflytingsprosessene i en bestemt rekkefølge. Siden av brettet med færre og mer håndterbare elektriske komponenter ferdigstilles først.
Trinn 4: Medisinsk PCB-monteringstest
Vi legger vekt på presisjonen, påliteligheten og den kritiske naturen til medisinske kretskort. Derfor er det av største betydning å finne pålitelige produsenter og utmerkede PCBA-fasiliteter og sikre at de har ISO 13485-sertifisering. Selv når de oppfyller disse kriteriene, er det fortsatt nødvendig å inspisere PCB-testtjenestene deres.
I tillegg til manuelle inspeksjoner som går gjennom hele produksjonsprosessen, inkludert SPI og AOI, utføres funksjonstesting i sluttfasen av montering av medisinsk PCB. Dette sikrer at hovedkortet fungerer som forventet og oppfyller de høye standardene som stilles av medisinsk industri.
Etter at testingen er fullført, utføres en grundig rengjøring av kretskortet for å fjerne eventuelle rester som olje, loddemiddel eller andre forurensninger. I tillegg, på grunn av de spesifikke kravene til produktet, kan kunder også trenge spesialiserte prosesser for medisinsk PCBA-produksjon, for eksempel steril håndtering, basert på den spesifikke applikasjonstypen.
High-End medisinsk PCB
Sammenkobling med høy tetthet
High-Density Interconnect er en av kjerneteknologiene for å bygge moderne medisinsk utstyr PCB, rettet mot å oppnå flere elektroniske komponenter og tilkoblinger innenfor begrenset PCB plass. Et kretskort konstruert ved hjelp av denne teknologien er kjent som HDI PCB. På grunn av de intrikate prosessene som er involvert, for eksempel fine spor, blinde vias og nedgravde vias, kan HDI PCB være dyrt, men de er vel verdt investeringen.
I eksterne medisinske applikasjoner er det nulltoleranse for signalforsinkelser eller -avbrudd. Selv et lite avvik på 0,1 sekunder kan være livstruende for pasienter. Medisinsk-grade HDI PCB sikrer signaloverføringshastighet og reduserer ulike responsproblemer. Videre, ved å implementere visse design- og tekniske forbedringer, kan disse kretskortene med høy tetthet bli utstyrt med evnen til å motstå elektromagnetisk interferens og støy. Dette kan oppnås gjennom tiltak som planlegging av bakkeplan, mellomlagsskjerming og EMI-filtrering.
For øyeblikket drar de fleste medisinske CT-skanningsenheter og multimodale fysiologiske og elektrokardiogrammonitorer (EKG) nytte av de sanne flytepunktinngangene aktivert av HDI PCB.
Fleksibel
Den medisinske industrien har en betydelig etterspørsel etter fleksibel PCB på grunn av deres fordeler som miniatyrisering, designfrihet og fleksibilitet. Disse egenskapene oppfyller kravene til medisinsk utstyr for lette, kompakte og pålitelige løsninger.
Medisinske elektroniske produkter må tåle tøffe forhold i menneskekroppen samtidig som de gir høy pålitelighet og elektrisk ytelse, noe som gjør fleksible kretser til et ideelt valg for slike applikasjoner. De er vanligvis laget av tynne og fleksible materialer som polyimid eller polyester, slik at de kan bøye, brette eller vri seg for å passe til trange områder eller komplekse former. Videre kan utformingen av fleksibelt PCB imøtekomme temperaturvariasjoner, gi vanntetting, opprettholde sterilitet og tillate flere gjenmonteringer.
Ulike medisinske enheter er avhengige av fleksible kretser som kjernekomponenter, inkludert pacemakere, defibrillatorer, nevrostimulatorer, ultralydmaskiner, endoskoper og mer.
Flerlags struktur
Derimot kan stive PCB gi en mer pålitelig intern struktur sammenlignet med fleksibel PCB, da produsenter kan plassere komponenter på en mer stabil plattform. Men på grunn av deres manglende evne til å brette, kan det hende at de ikke tilbyr fordelen med miniatyrisering, og derfor er de avhengige av fordelene med flerlagsstrukturer for å romme flere komponenter.
I mange avanserte medisinske produkter er stive PCB ofte funnet. Disse inkluderer kirurgiske roboter, røntgenmaskiner, MR-apparater, elektrokardiografer og kjemoterapipumper. De fleste produsenter av medisinsk utstyr velger flerlags PCB for slike applikasjoner. Materialene som brukes til disse PCBene inkluderer glassepoksyharpiks, aluminium, keramikk og mer.
Streng medisinsk PCB-testing
Utviklingsprosessen for medisinsk utstyr inkluderer ekstra hensyn og krav utover det som generelt kreves for å lage ikke-kritisk PCB. Mye testing utføres på medisinsk utstyr, noe som er mer enn man kan si for andre typer PCB. Dette er først og fremst på grunn av de strenge testkravene som stilles av regulatoriske byråer; Imidlertid er funksjonstesting og produksjonstesting ofte også nødvendig. Den regulatoriske testingen som kreves for medisinsk utstyr faller vanligvis inn i en av to brede kategorier:
● Medisinsk utstyr som enten overfører energi til eller fra en pasient eller oppdager energi som overføres til eller fra en pasient, er fokus i IEC Standard 60601-1.
● Medisinsk utstyr som ikke er koblet direkte til en pasient, slik som det som brukes i et laboratorium, faller inn under IEC 61010-1
Den foregående informasjonen viser RICH PCBAs ekspertise innen medisinsk PCB-produksjon og -montering. Hvis du erkjenner våre ferdigheter, ikke nøl med å kontakte oss via e-post. Vi vil svare på forespørselen din umiddelbart og gi deg et rimelig PCBA-tilbud.
Fokus for prosjektet
Påliteligheten til medisinske PCB-applikasjoner er avgjørende, enten de brukes i operasjonssalen eller laboratoriet. Det er ikke rom for utstyr som ikke fungerer eller fungerer feil i det medisinske feltet. Derfor er følgende praksis avgjørende for å lage et kretskort for bruk i medisinsk utstyr:
● PCB-designet bør ta hensyn til de spesifikke kravene til det medisinske utstyret, inkludert antall komponenter, kortstørrelse og krav til termisk styring.
● Det er viktig å plassere komponentene nøye og rute sporene riktig for å sikre et vellykket brett.
● Komponentvalg er avgjørende for å skape pålitelig medisinsk utstyr. Det er viktig å finne de beste komponentene som oppfyller de spesifikke kravene til det medisinske utstyret, og som er pålitelige, holdbare og har lang levetid.
● Velg en profesjonell medisinsk PCB-monteringsfabrikk eller et selskap med erfaring fra medisinsk industri og et godt rykte for å sikre kvaliteten på PCB-monteringstjenester.
● Bruken av blyfri PCB-montering anses som en effektiv praksis, og å velge et selskap dedikert til bærekraft kan gi uventede fordeler til prosjektet ditt.
● PCB-renseprosessen er spesielt viktig i medisinsk elektronikk. Selv om formålet med rengjøring typisk er å unngå kortslutninger forårsaket av overflateflekker under bruk, kan gjenværende rengjøringsmidler i medisinsk utstyr skade pasienter.
● De sammensatte kretskortene må gjennomgå grundig inspeksjon og testing for å sikre at de oppfyller de nødvendige standardene for pålitelighet, ytelse og sikkerhet.
● For å sikre at elektromagnetisk interferens (EMI) ikke påvirker den medisinske PCB-en, bør ingeniører henvise til ulike EMI-standarder.