Proizvodnja medicinskih PCB
Od zasnove do montaže
Medicinski PCB je posebna vrsta PCB, ki se uporablja v medicinski industriji. Ker se kitajska medicinska industrija preusmerja s tradicionalne kitajske medicine na zahodno medicino, se je povpraševanje po medicinski elektroniki dramatično povečalo. To je spodbudilo razvoj kitajske tehnologije proizvodnje in sestavljanja medicinskih PCB, zaradi česar je RICH PCBA zanesljiv proizvajalec PCBA medicinske opreme. Medicinsko vezje, ki ga proizvaja RICH PCBA, se pogosto uporablja v vrsti medicinskih naprav, vključno z ultrazvočnimi napravami, opremo za spremljanje bolnikov, sistemi za medicinsko slikanje in drugimi napravami, ki zahtevajo natančen in zanesljiv elektronski nadzor. Ti PCBA igrajo ključno vlogo pri nadzoru in regulaciji elektronskih funkcij medicinske opreme.
Pridobite ponudbo za montažo medicinskega tiskanega vezja pri RICH PCBA
Če iščete vrhunskega proizvajalca medicinskih PCB/PCBA, ne pojdite dlje od RICH PCBA. Ker je medicinska elektronika povezana z zdravjem ljudi, mora izpolnjevati stroge standarde varnosti in zanesljivosti. Poleg tega nekatera medicinska elektronika za vsaditev zahteva večjo natančnost in stabilnost, zato mora biti oblikovana tako, da vzdrži težka medicinska okolja, v proizvodnjo je vključenih več testiranj in med kakovostjo sestavljanja je treba zagotoviti spajkanje komponent itd.
● Hiter preobrat
● PCBA na ključ
● Pol-na ključ
● Sklop BGA
● Izdelava prototipov
● Serijska proizvodnja
● Poceni
● Kitajska
Katere medicinske elektronske PCB so bile proizvedene?
Od izbruha pandemije COVID-19 je svetovno povpraševanje po medicinski elektroniki ostalo visoko. V tem okolju je RICH PCBA prejel veliko povpraševanj iz medicinske industrije. Trenutno je večina medicinskih PCBA, ki jih proizvajamo, za elektronske čelne termometre. Vendar izdelujemo tudi PCBA za druge medicinske pripomočke, kot so CT skenerji, kirurške luči in vrsto drugih izdelkov. Sledi nekaj primerov PCBA za medicinske izdelke, ki jih lahko zagotovimo našim strankam:
● Srčni spodbujevalniki
● Defibrilatorji
● Respiratorji
● Monitor zdravstvene nege
● Električni invalidski voziček
● Digitalne prehranske črpalke
● Oprema za MRI
● Lokator bolnika
● Polževi vsadki
● Tehnologija skeniranja
● Nadzorni sistemi
● Inzulinske črpalke
Proizvodnja medicinskih PCB
1. korak: Oblikovanje slik
V tem koraku se tovarna za proizvodnjo medicinskih tiskanih vezij vključi v proces in uporabi risalni tiskalnik za pretvorbo načrtovnih datotek za vezja v filme, ki služijo kot foto negativi diagrama.
Ko je tiskano vezje natisnjeno, sta notranji plasti dve barvi črnila:
● Črno črnilo predstavlja bakrene sledi in vezja na tiskanem vezju.
● Prozorno črnilo, tako kot osnova iz steklenih vlaken, predstavlja neprevodne dele PCB.
Zunanji sloj ima:
● Bakrene poti, ki so prikazane s prozornim črnilom.
● Območje, kjer bo baker vgraviran, je označeno s črnim črnilom.
2. korak: notranja plast tiskanega bakra
Ta korak vključuje izdelavo vezij notranje plasti za medicinske PCB za vzpostavitev prevodnih poti na različnih plasteh. Če vaš projekt zahteva bolj zapleteno večplastno medicinsko tiskano vezje, je treba ta korak ponavljati, dokler niso natisnjena in jedkana vsa vezja notranje plasti. Nazadnje so poravnani in laminirani, da tvorijo popolno notranjo plast. Posebne operacije so naslednje:
1. Laminirajte bakrene plasti na vsako stran podlage iz steklenih vlaken.
2. Poravnajte tanek film z bakrenimi plastmi in ga položite na vrh.
3.Uporabite izpostavljenost ultravijolični (UV) svetlobi za utrjevanje in zaščito osnovnega bakra.
4. Uporabite kemično raztopino za razvoj vezja, odstranite nestrjeno prozorno črnilo, za seboj pa pustite bakrene sledi in vezja.
5. Jedkajte, da odstranite odvečno bakreno folijo, s črnim črnilom na filmu, ki zagotavlja, da je jedkan le baker na neželenih območjih.
3. korak: Kombinacija različnih plasti
Ko so vsi potrebni notranji sloji podvrženi jedkanju, tiskanju in laminaciji, kar zagotavlja čistočo, je treba različne plasti združiti v celotno tiskano vezje. To vključuje postopek vrtanja za povezavo z notranjimi plastmi. Večina proizvajalcev uporablja tradicionalno CNC vrtanje, ki morda ne zadostuje za medicinske PCB z visokimi zahtevami glede natančnosti.
Vzemimo za primer tiskano vezje medicinskega srčnega spodbujevalnika, kjer imajo lahko celo običajne naprave več kot sto izvrtin, da ne omenjamo bolj sofisticiranih instrumentov. Čas, potreben za izdelavo, je le en vidik izziva; še bolj kritično pa je, da lahko vsako manjše odstopanje povzroči napake pri sestavljanju.
Za reševanje tega izziva RICH PCBA uporablja optične vrtalne stroje in postopke laserskega vrtanja za doseganje natančnega vrtanja. To vključuje stroj, ki poganja zatiče skozi luknje za poravnavo, da poravna notranjo in zunanjo plast, kar zagotavlja učinkovitost PTH med sestavljanjem tiskanega vezja skozi luknjo.
4. korak: slikanje zunanje plasti
Slikanje zunanje plasti je ključni korak v procesu izdelave PCB. Drug fotorezist je nanesen na medicinsko ploščo PCB, kar vključuje prenos slike dizajna PCB na bakrene plasti na zunanji površini plošče. Vendar se za slikanje fotorezist nanaša le na zunanjo plast. Postopek poteka v čistem in varnem prostoru.
Postopek slikanja se začne s čiščenjem bakrene površine, da se zagotovi, da ni umazanije ali ostankov, ki bi lahko motili prenos slike. Zatiči se uporabljajo za držanje prosojnic s črnim črnilom na mestu in preprečujejo, da bi izstopili iz linije. Po prevleki s fotorezistom gre medicinska plošča PCB v rumeno sobo. UV svetloba utrdi fotorezist in neutrjen rezist, prekrit s črnim črnilom, se odstrani.
5. korak: Jedkanje zunanje plasti
Med tem postopkom se odstrani ves baker, ki ne spada v zunanjo plast, in z galvanizacijo doda dodatna plast bakra. Galvaniziran kositer se uporablja za zaščito kritičnih področij bakra po začetni bakreni kopeli. Ko je jedkanje zunanjega sloja končano, lahko ploščo opravi preglede AOI Inspection, da se zagotovi, da tudi medicinske estetske PCB plošče s kompleksnimi vezji izpolnjujejo potrebne specifikacije.
6. korak: Spajkalna maska in svileni zaslon
Ko je izdelava vezja končana, se nanese spajkalna maska za zaščito zunanje plasti medicinskega tiskanega vezja in za nanos podrobnosti sitotiska, kot so ID podjetja, logotipi proizvajalca, simboli, identifikatorji komponent, lokatorji nožic in druge vidne oznake oz. funkcije. Postopek vključuje:
1. Čiščenje medicinske plošče PCB za odstranitev morebitnih onesnaževalcev.
2. Nanašanje črnila iz epoksidne smole in filma maske za spajkanje na površino tiskanega vezja.
3. Izpostavljenost UV svetlobi za strjevanje območij, kjer spajkanje ni potrebno v sloju spajkalne maske.
4. Odstranitev območij, ki jih ni treba maskirati, in postavitev plošče v pečico, da se utrdi sloj spajkalne maske.
5. Uporaba brizgalnega tiskalnika za neposredno tiskanje podrobnosti informacij na ploščo.
Korak 7: Končna obdelava površine
Odvisno od potreb stranke bo morda treba na končno medicinsko PCB nanesti površinsko obdelavo, kar vključuje nanos prevleke iz prevodnega materiala na površino plošče.
Medical PCB sklop
1. korak: Šablona s spajkalno pasto
Tehnika šabloniranja s spajkalno pasto je prva stopnja postopka sestavljanja tiskanega vezja. V tem koraku se uporabi šablona tiskanega vezja za prekrivanje vezja, tako da je viden le del plošče, ki bo nameščen s komponento. To olajša nanašanje spajkalne paste samo na področja plošče, kjer bodo nameščene komponente.
Mehanska naprava se uporablja za držanje plošče in spajkalne šablone na mestu, tako da je to mogoče doseči. Nato se z aplikatorjem nanese spajkalna pasta na vnaprej določena mesta. Spajkalno pasto dosledno nanašamo na vsa izpostavljena področja. Ko je ta korak končan, se šablona odstrani in spajkalna pasta ostane na ustreznih mestih.
2. korak: Igra "Izberi in postavi"
Veliko medicinskih elektronskih naprav je vsajenih v človeško telo ali pa jih nosimo na občutljivih organih. Če te naprave ne delujejo pravilno, na primer zaradi kratkega stika ali pregorevanja, lahko povzročijo sekundarno škodo bolniku. Zato je ključnega pomena, da komponente natančno namestite na predvidene položaje z uporabo natančne opreme.
Vsadljiva medicinska elektronika, kot so polževi vsadki in umetna zrkla, ima običajno veliko elektronskih komponent v svoji notranji strukturi. Vendar pa manjše naprave predstavljajo izzive pri pobiranju in odlaganju, zaradi česar je težje vzdrževati natančnost. Da bi dosegli visoko natančnost, potrebno za sestavljanje PCB za medicinske polževe vsadke, RICH PCBA uporablja robotsko opremo. Roboti so odgovorni za izbiranje in montažo komponent za površinsko montažo na tiskana vezja, pri čemer zagotavljajo, da so komponente natančno nameščene na spajkalno pasto z montažnim mehanizmom.
3. korak: Spajkanje Reflow
Postopek reflow spajkanja je zasnovan za krepitev povezav med vezjem in električnimi komponentami. Da bi to dosegli, se uporablja tekoči trak za premikanje vezja skozi veliko reflow peč. Spajkalna pasta se med postopkom stopi s segrevanjem plošče PCBA na približno 2500 stopinj Celzija. Po segrevanju v peči gre medicinski PCBA skozi vrsto hladilnikov, ki pomagajo spajkalni pasti, da se ohladi in strdi, kar povzroči močne povezave med električnimi komponentami in ploščo.
Pomembno je omeniti, da se pri dvoslojnih medicinskih tiskanih vezjih postopki šablon in prelivanja izvajajo v določenem vrstnem redu. Najprej je dokončana stran plošče z manj in bolj obvladljivimi električnimi komponentami.
4. korak: Medicinski preskus sestavljanja PCB
Poudarjamo natančnost, zanesljivost in kritičnost medicinskih vezij. Zato je izjemno pomembno najti zanesljive proizvajalce in odlične zmogljivosti PCBA ter zagotoviti, da imajo certifikat ISO 13485. Tudi ko izpolnjujejo ta merila, je še vedno treba pregledati njihove storitve testiranja PCB.
Poleg ročnih pregledov, ki potekajo skozi celoten proizvodni proces, vključno s SPI in AOI, se v končni fazi sestavljanja medicinskega tiskanega vezja izvaja funkcionalno testiranje. To zagotavlja, da matična plošča deluje po pričakovanjih in izpolnjuje visoke standarde, ki jih postavlja medicinska industrija.
Po končanem testiranju se izvede temeljito čiščenje vezja, da se odstranijo morebitni ostanki, kot so olje, spajkalni tok ali drugi onesnaževalci. Poleg tega lahko stranke zaradi posebnih zahtev izdelka potrebujejo tudi specializirane postopke za medicinsko proizvodnjo PCBA, kot je sterilno ravnanje, ki temelji na specifični vrsti uporabe.
Vrhunski medicinski PCB
Medsebojna povezava visoke gostote
High-Density Interconnect je ena od osrednjih tehnologij za gradnjo sodobne medicinske opreme PCB, katere cilj je doseči več elektronskih komponent in povezav znotraj omejenega prostora PCB. Vezje, izdelano s to tehnologijo, je znano kot HDI PCB. Zaradi vključenih zapletenih procesov, kot so fine sledi, slepi prehodi in zakopani prehodi, so lahko tiskana vezja HDI draga, vendar so vredna naložbe.
V oddaljenih medicinskih aplikacijah ni tolerance za zamude ali prekinitve signala. Že rahlo odstopanje za 0,1 sekunde je lahko življenjsko nevarno za bolnike. PCB medicinskega razreda HDI zagotavlja hitrost prenosa signala in ublaži različne težave z odzivom. Poleg tega je mogoče z izvajanjem določenih konstrukcijskih in inženirskih izboljšav ta vezja z visoko gostoto obdariti z zmožnostjo odpornosti na elektromagnetne motnje in hrup. To je mogoče doseči z ukrepi, kot so načrtovanje ozemljitvene ravnine, vmesna zaščita in filtriranje EMI.
Trenutno ima večina medicinskih naprav za skeniranje CT in multimodalnih fizioloških in elektrokardiogramskih (EKG) monitorjev koristi od pravih vhodov s plavajočo vejico, ki jih omogoča HDI PCB.
Prilagodljiv
Medicinska industrija ima veliko povpraševanje po fleksibilnih PCB zaradi njihovih prednosti, kot so miniaturizacija, svoboda oblikovanja in prilagodljivost. Te lastnosti izpolnjujejo zahteve medicinskih pripomočkov za lahke, kompaktne in zanesljive rešitve.
Medicinski elektronski izdelki morajo vzdržati težke pogoje v človeškem telesu, hkrati pa zagotavljati visoko zanesljivost in električno zmogljivost, zaradi česar so prilagodljiva vezja idealna izbira za takšne aplikacije. Običajno so izdelani iz tankih in prožnih materialov, kot sta poliimid ali poliester, kar jim omogoča upogibanje, zlaganje ali zvijanje, da se prilegajo ozkim prostorom ali kompleksnim oblikam. Poleg tega se lahko zasnova upogljivega tiskanega vezja prilagodi temperaturnim nihanjem, zagotavlja hidroizolacijo, ohranja sterilnost in omogoča večkratno ponovno sestavljanje.
Različne medicinske naprave se zanašajo na fleksibilna vezja kot svoje osnovne komponente, vključno s srčnimi spodbujevalniki, defibrilatorji, nevrostimulatorji, ultrazvočnimi napravami, endoskopi in drugimi.
Večplastna struktura
V nasprotju s tem lahko tog PCB zagotovi bolj zanesljivo notranjo strukturo v primerjavi s prilagodljivim PCB, saj lahko proizvajalci postavijo komponente na stabilnejšo platformo. Vendar pa zaradi svoje nezmožnosti zlaganja morda ne nudijo prednosti miniaturizacije, zato se zanašajo na prednosti večplastnih struktur, da sprejmejo več komponent.
V številnih vrhunskih medicinskih izdelkih je togi PCB pogosto prisoten. Sem spadajo kirurški roboti, rentgenski aparati, naprave za magnetno resonanco, elektrokardiografi in kemoterapevtske črpalke. Večina proizvajalcev medicinske opreme se za takšne aplikacije odloči za večplastno PCB. Materiali, uporabljeni za te PCB, vključujejo stekleno epoksidno smolo, aluminij, keramiko itd.
Strogo medicinsko testiranje PCB
Razvojni proces za medicinske pripomočke vključuje dodatne premisleke in zahteve, ki presegajo tisto, kar je običajno potrebno za ustvarjanje nekritičnih PCB. Veliko testiranj se izvaja na medicinski opremi, kar je več kot za druge vrste PCB. To je predvsem zaradi strogih zahtev glede testiranja, ki jih nalagajo regulativne agencije; vendar so pogosto potrebna tudi funkcionalna testiranja in proizvodna testiranja. Regulativno testiranje, ki je potrebno za medicinske pripomočke, običajno spada v eno od dveh širših kategorij:
● Medicinska oprema, ki bodisi prenaša energijo na pacienta ali od njega ali zaznava energijo, ki se prenaša na ali od pacienta, je v središču standarda IEC 60601-1.
● Medicinska oprema, ki ni neposredno povezana z bolnikom, na primer tista, ki se uporablja v laboratoriju, spada v IEC 61010-1
Prejšnje informacije prikazujejo strokovno znanje in izkušnje podjetja RICH PCBA pri proizvodnji in sestavljanju medicinskih PCB. Če potrjujete našo usposobljenost, nas kontaktirajte po e-pošti. Na vaše povpraševanje bomo odgovorili takoj in vam ponudili cenovno ugodno ponudbo PCBA.
Fokus projekta
Zanesljivost medicinskih PCB aplikacij je ključnega pomena, ne glede na to, ali se uporabljajo v operacijski sobi ali laboratoriju. Na medicinskem področju ni prostora za okvaro ali nepravilno delovanje opreme. Zato so naslednje prakse bistvenega pomena za izdelavo vezja za uporabo v medicinskih napravah:
● Zasnova tiskanega vezja mora upoštevati posebne zahteve medicinskega pripomočka, vključno s številom komponent, velikostjo plošče in zahtevami glede toplotnega upravljanja.
● Da bi zagotovili uspešno ploščo, je bistvenega pomena, da skrbno postavite komponente in pravilno usmerite sledi.
● Izbira komponent je ključnega pomena pri ustvarjanju zanesljivih medicinskih pripomočkov. Pomembno je najti najboljše komponente, ki ustrezajo specifičnim zahtevam medicinskega pripomočka, so zanesljive, vzdržljive in imajo dolgo življenjsko dobo.
● Izberite profesionalno medicinsko tovarno za sestavljanje PCB ali podjetje z izkušnjami s storitvami v medicinski industriji in dobrim ugledom, da zagotovite kakovost storitev sestavljanja PCB.
● Uporaba sestavljanja PCB brez svinca velja za učinkovito prakso in izbira podjetja, ki se posveča trajnosti, lahko vašemu projektu prinese nepričakovane koristi.
● Postopek čiščenja PCB je še posebej pomemben v medicinski elektroniki. Medtem ko je namen čiščenja običajno preprečiti kratke stike, ki jih povzročijo površinski madeži med uporabo, lahko ostanki čistil v medicinski opremi poškodujejo bolnike.
● Sestavljena vezja morajo biti podvržena temeljitemu pregledu in testiranju, da se zagotovi, da ustrezajo zahtevanim standardom glede zanesljivosti, učinkovitosti in varnosti.
● Za zagotovitev, da elektromagnetne motnje (EMI) ne vplivajo na medicinsko tiskano vezje, se morajo inženirji sklicevati na različne standarde EMI.