Производство медицинских печатных плат
От дизайна до сборки
Медицинская печатная плата — это особый тип печатной платы, используемый в медицинской промышленности. Поскольку медицинская промышленность Китая переходит от традиционной китайской медицины к западной медицине, спрос на медицинскую электронику резко возрос. Это стимулировало развитие китайской технологии производства и сборки печатных плат медицинского назначения, что сделало RICH PCBA надежным производителем печатных плат медицинского оборудования. Медицинская схема производства RICH PCBA широко используется в ряде медицинских устройств, включая ультразвуковые аппараты, оборудование для мониторинга пациентов, системы медицинской визуализации и другие устройства, требующие точного и надежного электронного управления. Эти печатные платы играют решающую роль в контроле и регулировании электронных функций медицинского оборудования.
Получите расценку на сборку печатной платы медицинского назначения от RICH PCBA
Если вы ищете ведущего производителя медицинских печатных плат/PCBA, не идите дальше, чем RICH PCBA. Поскольку медицинская электроника связана со здоровьем человека, она должна соответствовать строгим стандартам безопасности и надежности. Кроме того, некоторая имплантируемая медицинская электроника требует большей точности и стабильности, поэтому она должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать суровые медицинские условия, при производстве требуется больше испытаний, а во время сборки необходимо обеспечить пайку компонентов и т. д.
● Быстрый результат
● PCBA под ключ
● Полупод ключ
● Сборка BGA
● Прототипирование
● Серийное производство
● Дешево
● Китай
Какие медицинские электронные печатные платы были произведены?
С момента начала пандемии COVID-19 мировой спрос на медицинскую электронику остается высоким. В этой ситуации RICH PCBA получила множество запросов от медицинской промышленности. В настоящее время большая часть производимых нами медицинских печатных плат предназначена для электронных лобных термометров. Однако мы также производим печатные платы для других медицинских устройств, таких как компьютерные томографы, хирургические светильники и ряд других продуктов. Ниже приведены некоторые примеры PCBA для медицинской продукции, которые мы можем предоставить нашим клиентам:
● Кардиостимуляторы
● Дефибрилляторы
● Респираторы
● Монитор медсестры
● Электрическая инвалидная коляска
● Цифровые питательные насосы
● Оборудование МРТ
● Поиск пациентов
● Кохлеарные имплантаты
● Технология сканирования
● Системы управления
● Инсулиновые помпы
Производство медицинских печатных плат
Шаг 1: Проектирование изображения
На этом этапе к процессу подключается завод по производству медицинских печатных плат, который использует плоттер для преобразования файлов дизайна печатных плат в пленки, которые служат фотонегативами диаграмм.
При печати печатной платы на внутренних слоях присутствуют чернила двух цветов:
● Черные чернила обозначают медные дорожки и цепи на печатной плате.
● Прозрачные чернила, как и основа из стекловолокна, обозначают непроводящие части печатной платы.
Внешний слой имеет:
● Медные дорожки, обозначенные прозрачными чернилами.
● Область, где будет вытравлена медь, отмечена черными чернилами.
Шаг 2: Печатная медь на внутреннем слое
Этот этап включает в себя изготовление внутренних слоев печатной платы медицинского назначения для создания проводящих путей на разных слоях. Если для вашего проекта требуется более сложная многослойная медицинская печатная плата, этот шаг необходимо повторять до тех пор, пока все схемы внутреннего слоя не будут напечатаны и вытравлены. Наконец, они выравниваются и ламинируются, образуя целостный внутренний слой. Конкретные операции заключаются в следующем:
1. Нанесите медные слои на каждую сторону подложки из стекловолокна.
2. Совместите тонкую пленку с медными слоями и положите ее сверху.
3. Используйте воздействие ультрафиолетового (УФ) света для отверждения и защиты основной меди.
4. Используйте химический раствор для обработки печатной платы, удаляя незатвердевшие прозрачные чернила, оставляя после себя медные следы и цепи.
5. Протравите, чтобы удалить излишки медной фольги, нанеся на пленку черные чернила, гарантируя, что медь будет вытравлена только в нежелательных областях.
Шаг 3: Объединение разных слоев
После того, как все необходимые внутренние слои прошли травление, печать и ламинирование, чтобы обеспечить чистоту, необходимо объединить различные слои, чтобы сформировать полную печатную плату. Это включает в себя процесс сверления для соединения с внутренними слоями. Большинство производителей используют традиционное сверление с ЧПУ, которого может быть недостаточно для печатных плат медицинского назначения с высокими требованиями к точности.
Возьмем, к примеру, печатную плату медицинского кардиостимулятора, где даже типичные устройства могут иметь более сотни отверстий, не говоря уже о более сложных инструментах. Время, необходимое для производства, — это лишь один аспект проблемы; что еще более важно, любое незначительное отклонение может привести к сбоям в сборке.
Чтобы решить эту проблему, RICH PCBA использует оптические сверлильные станки и процессы лазерного сверления для достижения прецизионного сверления. Для этого используется машина, которая пропускает штифты через установочные отверстия для выравнивания внутреннего и внешнего слоев, обеспечивая эффективность PTH во время сборки печатной платы со сквозными отверстиями.
Шаг 4: Визуализация внешнего слоя
Получение изображения внешнего слоя является важным шагом в процессе производства печатной платы. На медицинскую панель печатной платы наносится еще один фоторезист, который предполагает перенос изображения дизайна печатной платы на медные слои на внешней поверхности платы. Однако для формирования изображения фоторезист наносится только на внешний слой. Процесс происходит в чистом и безопасном помещении.
Процесс визуализации начинается с очистки медной поверхности, чтобы убедиться в отсутствии грязи и мусора, которые могут помешать передаче изображения. Булавки используются для удержания прозрачных листов с черными чернилами на месте и предотвращения их выхода за линию. После покрытия фоторезистом медицинская панель печатной платы попадает в желтую комнату. Ультрафиолетовая струя затвердевает фоторезист, а незатвердевший резист, покрытый черными чернилами, удаляется.
Шаг 5: Травление внешнего слоя
Во время этого процесса вся медь, не принадлежащая внешнему слою, удаляется, а дополнительный слой меди добавляется с помощью гальваники. Гальваническое олово используется для защиты критических участков меди после первоначальной медной ванны. После завершения травления внешнего слоя панель может пройти проверку AOI, чтобы гарантировать, что даже медицинские эстетические печатные платы со сложными схемами соответствуют необходимым спецификациям.
Шаг 6: Паяльная маска и шелкография
После завершения изготовления схемы наносится паяльная маска для защиты внешнего слоя медицинской печатной платы и нанесения деталей шелкографии, таких как идентификатор компании, логотипы производителя, символы, идентификаторы компонентов, указатели расположения контактов и другие заметные маркировки или функции. Процесс включает в себя:
1. Очистка медицинской панели печатной платы от загрязнений.
2. Нанесение чернил из эпоксидной смолы и пленки для паяльной маски на поверхность печатной платы.
3. Воздействие ультрафиолетового света для отверждения участков паяльной маски, где пайка не требуется.
4.Удалите участки, не требующие маскировки, и поместите плату в печь для затвердевания слоя паяльной маски.
5. Использование струйного принтера для прямой печати информации на доске.
Шаг 7: Обработка поверхности
В зависимости от потребностей заказчика может возникнуть необходимость в поверхностной отделке готовой медицинской печатной платы, которая предполагает нанесение покрытия из проводящего материала на поверхность платы.
Медицинская сборка печатной платы
Шаг 1. Нанесение паяльной пасты по трафарету
Техника нанесения паяльной пасты — это первый этап процесса сборки печатной платы. На этом этапе трафарет печатной платы используется для покрытия печатной платы так, чтобы была видна только та часть платы, на которой будет установлен компонент. Это упрощает нанесение паяльной пасты исключительно на те участки платы, где будут размещены компоненты.
Для удержания платы и трафарета на месте используется механическое устройство. После этого аппликатором наносят паяльную пасту в заранее определенные места. Паяльная паста равномерно наносится на все открытые участки. После завершения этого шага трафарет удаляется, а паяльная паста остается в соответствующих местах.
Шаг 2: Игра «Выбери и помести»
Многие медицинские электронные устройства либо имплантируются в организм человека, либо носятся на чувствительных органах. Если эти устройства неисправны, например, в результате короткого замыкания или перегорания, они могут нанести вторичный вред пациенту. Поэтому крайне важно точно разместить компоненты в назначенных местах с помощью точного оборудования.
Имплантируемая медицинская электроника, такая как кохлеарные имплантаты и искусственные глазные яблоки, обычно содержит множество электронных компонентов во внутренней структуре. Однако устройства меньшего размера создают проблемы в процессе подбора и размещения, что затрудняет поддержание точности. Для достижения высокой точности, необходимой для сборки печатных плат для медицинских кохлеарных имплантатов, RICH PCBA использует роботизированное оборудование. Роботы отвечают за сбор и установку компонентов для поверхностного монтажа на печатные платы, обеспечивая точное размещение компонентов на паяльной пасте с помощью монтажного механизма.
Шаг 3: Пайка оплавлением
Процесс пайки оплавлением предназначен для укрепления соединений между печатной платой и электрическими компонентами. Для этого используется конвейерная лента, которая перемещает печатную плату через большую печь оплавления. Паяльная паста плавится при нагревании платы PCBA примерно до 2500 градусов Цельсия. После нагрева в печи медицинская печатная плата проходит через ряд охладителей, которые помогают паяльной пасте остыть и затвердеть, что приводит к прочному соединению между электрическими компонентами и платой.
Важно отметить, что для двухслойных медицинских печатных плат процессы трафаретной печати и оплавления выполняются в определенном порядке. Сторона платы с меньшим количеством управляемых электрических компонентов завершается первой.
Шаг 4: Испытание сборки медицинской печатной платы
Мы подчеркиваем точность, надежность и критический характер медицинских плат. Поэтому поиск надежных производителей и отличных мощностей по производству печатных плат, а также обеспечение их сертификации по стандарту ISO 13485 имеет первостепенное значение. Даже если они соответствуют этим критериям, все равно необходимо проверить их услуги по тестированию печатных плат.
Помимо ручных проверок, которые проводятся на протяжении всего производственного процесса, включая SPI и AOI, на заключительном этапе сборки медицинских печатных плат проводятся функциональные испытания. Это гарантирует, что материнская плата работает должным образом и соответствует высоким стандартам, установленным медицинской промышленностью.
После завершения тестирования проводится тщательная очистка печатной платы для удаления возможных остатков, таких как масло, флюс для пайки или другие загрязнения. Кроме того, из-за особых требований к продукту клиентам также могут потребоваться специализированные процессы производства медицинских печатных плат, такие как стерильная обработка, в зависимости от конкретного типа применения.
Высококачественная медицинская печатная плата
Высокоплотное соединение
High-Density Interconnect — это одна из основных технологий создания печатных плат современного медицинского оборудования, направленная на создание большего количества электронных компонентов и соединений в ограниченном пространстве печатной платы. Печатная плата, созданная с использованием этой технологии, известна как HDI PCB. Из-за сложных процессов, таких как создание тонких дорожек, слепых и скрытых переходов, печатная плата HDI может быть дорогой, но они того стоят.
В удаленных медицинских приложениях не допускается задержка или прерывание сигнала. Даже небольшое отклонение в 0,1 секунды может быть опасным для жизни пациентов. Печатная плата HDI медицинского класса обеспечивает скорость передачи сигнала и устраняет различные проблемы с реагированием. Кроме того, путем внедрения определенных конструктивных и технических усовершенствований эти печатные платы высокой плотности могут быть наделены способностью противостоять электромагнитным помехам и шуму. Этого можно достичь с помощью таких мер, как планирование заземления, межслойное экранирование и фильтрация электромагнитных помех.
В настоящее время большинство медицинских устройств компьютерной томографии и мультимодальных физиологических мониторов и мониторов электрокардиограммы (ЭКГ) используют входы с истинной плавающей запятой, обеспечиваемые печатной платой HDI.
Гибкий
В медицинской промышленности существует значительный спрос на гибкие печатные платы из-за их преимуществ, таких как миниатюризация, свобода проектирования и гибкость. Эти характеристики отвечают требованиям медицинских устройств к легким, компактным и надежным решениям.
Медицинские электронные изделия должны выдерживать суровые условия внутри человеческого тела, обеспечивая при этом высокую надежность и электрические характеристики, что делает гибкие схемы идеальным выбором для таких приложений. Обычно они изготавливаются из тонких и гибких материалов, таких как полиимид или полиэстер, что позволяет им сгибаться, складываться или скручиваться, чтобы соответствовать ограниченному пространству или сложным формам. Кроме того, конструкция гибкой печатной платы может выдерживать колебания температуры, обеспечивать водонепроницаемость, сохранять стерильность и допускать многократную повторную сборку.
Гибкие схемы являются основными компонентами различных медицинских устройств, включая кардиостимуляторы, дефибрилляторы, нейростимуляторы, ультразвуковые аппараты, эндоскопы и многое другое.
Многослойная структура
Напротив, жесткая печатная плата может обеспечить более надежную внутреннюю структуру по сравнению с гибкой печатной платой, поскольку производители могут размещать компоненты на более стабильной платформе. Однако из-за их неспособности складываться они могут не обладать преимуществом миниатюризации и, таким образом, полагаются на преимущества многослойных структур для размещения большего количества компонентов.
Во многих высококачественных медицинских продуктах обычно встречается жесткая печатная плата. К ним относятся хирургические роботы, рентгеновские аппараты, устройства МРТ, электрокардиографы и химиотерапевтические насосы. Большинство производителей медицинского оборудования для таких приложений выбирают многослойные печатные платы. Материалы, используемые для этих печатных плат, включают стеклоэпоксидную смолу, алюминий, керамику и многое другое.
Строгое медицинское тестирование печатных плат
Процесс разработки медицинских устройств включает в себя дополнительные соображения и требования, выходящие за рамки тех, которые обычно требуются для создания некритических печатных плат. Большое количество испытаний проводится на медицинском оборудовании, чего нельзя сказать о других видах ПХБ. Это происходит в первую очередь из-за строгих требований к тестированию, предъявляемых регулирующими органами; однако часто также необходимы функциональное и производственное тестирование. Нормативные испытания, необходимые для медицинских изделий, обычно относятся к одной из двух широких категорий:
● Медицинское оборудование, которое либо передает энергию пациенту или от пациента, либо обнаруживает энергию, передаваемую пациенту или от пациента, находится в центре внимания стандарта IEC 60601-1.
● Медицинское оборудование, не подключенное непосредственно к пациенту, например, используемое в лаборатории, подпадает под действие стандарта IEC 61010-1.
Приведенная выше информация демонстрирует опыт RICH PCBA в производстве и сборке медицинских печатных плат. Если вы признаете нашу компетентность, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам по электронной почте. Мы оперативно ответим на ваш запрос и предоставим вам доступное ценовое предложение на PCBA.
Фокус проекта
Надежность медицинских печатных плат имеет решающее значение, независимо от того, используются ли они в операционной или лаборатории. В медицинской сфере нет места сбоям или неправильной работе оборудования. Поэтому для создания печатной платы для использования в медицинских устройствах необходимы следующие методы:
● При проектировании печатной платы следует учитывать конкретные требования медицинского устройства, включая количество компонентов, размер платы и требования к терморегуляции.
● Для обеспечения успешного монтажа платы важно тщательно расположить компоненты и правильно проложить дорожки.
● Выбор компонентов имеет решающее значение при создании надежных медицинских устройств. Важно найти лучшие компоненты, которые отвечают конкретным требованиям медицинского устройства, являются надежными, долговечными и имеют длительный срок службы.
● Выберите профессиональную фабрику по сборке печатных плат для медицинских учреждений или компанию с опытом работы в медицинской отрасли и хорошей репутацией, чтобы обеспечить качество услуг по сборке печатных плат.
● Использование сборки печатных плат, не содержащей свинца, считается эффективной практикой, и выбор компании, занимающейся вопросами устойчивого развития, может принести неожиданные преимущества вашему проекту.
● Процесс очистки печатной платы особенно важен в медицинской электронике. Хотя цель очистки обычно состоит в том, чтобы избежать коротких замыканий, вызванных поверхностными пятнами во время использования, в медицинском оборудовании остатки чистящих средств могут нанести вред пациентам.
● Собранные печатные платы должны пройти тщательную проверку и тестирование, чтобы гарантировать, что они соответствуют требуемым стандартам надежности, производительности и безопасности.
● Чтобы гарантировать, что электромагнитные помехи (ЭМП) не влияют на печатную плату медицинского назначения, инженеры должны обращаться к различным стандартам ЭМП.