تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية
من التصميم إلى التجميع
لوحات الدوائر المطبوعة الطبية (PCB) هي نوع خاص من لوحات الدوائر المطبوعة يُستخدم في الصناعة الطبية. مع تحول الصناعة الطبية في الصين من الطب الصيني التقليدي إلى الطب الغربي، ازداد الطلب على الإلكترونيات الطبية بشكل كبير. وقد دفع هذا إلى تطوير تكنولوجيا تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية في الصين، مما جعل شركة RICH PCBA شركةً موثوقةً لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة للمعدات الطبية. تُستخدم الدوائر الطبية التي تنتجها RICH PCBA على نطاق واسع في مجموعة من الأجهزة الطبية، بما في ذلك أجهزة الموجات فوق الصوتية، وأجهزة مراقبة المرضى، وأنظمة التصوير الطبي، وغيرها من الأجهزة التي تتطلب تحكمًا إلكترونيًا دقيقًا وموثوقًا. تلعب هذه اللوحات دورًا حاسمًا في التحكم في الوظائف الإلكترونية للمعدات الطبية وتنظيمها.
احصل على عرض أسعار لتجميع لوحة الدوائر المطبوعة الطبية من RICH PCBA
إذا كنت تبحث عن مُصنِّع رائد للوحات الدوائر المطبوعة/لوحات الدوائر المطبوعة الطبية، فشركة RICH PCBA هي الخيار الأمثل. لأن الإلكترونيات الطبية مرتبطة بصحة الإنسان، يجب أن تستوفي معايير صارمة للسلامة والموثوقية. إضافةً إلى ذلك، تتطلب بعض الإلكترونيات الطبية القابلة للزرع دقةً واستقرارًا أكبر، لذا يجب تصميمها لتحمل البيئات الطبية القاسية، وإجراء المزيد من الاختبارات عليها أثناء التصنيع، وضمان جودة لحام المكونات أثناء التجميع، وما إلى ذلك.
● سرعة الإنجاز
● PCBA جاهز للاستخدام
● شبه جاهز للتسليم
● تجميع BGA
● النمذجة الأولية
● الإنتاج الدفعي
● رخيص
● الصين
ما هي لوحات الدوائر المطبوعة الطبية الإلكترونية التي تم إنتاجها؟
منذ تفشي جائحة كوفيد-19، ظل الطلب العالمي على الإلكترونيات الطبية مرتفعًا. في ظل هذه الظروف، تلقت شركة RICH PCBA العديد من الاستفسارات من القطاع الطبي. حاليًا، تُصنع معظم لوحات PCBA الطبية التي ننتجها لأجهزة قياس الحرارة الإلكترونية. كما نصنع لوحات PCBA لأجهزة طبية أخرى، مثل أجهزة التصوير المقطعي المحوسب، وأجهزة الإضاءة الجراحية، ومجموعة من المنتجات الأخرى. فيما يلي بعض الأمثلة على لوحات PCBA للمنتجات الطبية التي يمكننا توفيرها لعملائنا:
● أجهزة تنظيم ضربات القلب
● أجهزة إزالة الرجفان
● أجهزة التنفس الصناعي
● مراقب التمريض
● كرسي متحرك كهربائي
● مضخات التغذية الرقمية
● معدات التصوير بالرنين المغناطيسي
● محدد موقع المريض
● زراعة القوقعة
● تقنية المسح الضوئي
● أنظمة التحكم
● مضخات الأنسولين
تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية
الخطوة 1: تصميم التصوير
في هذه الخطوة، يصبح مصنع تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية مشاركًا في العملية ويستخدم طابعة رسم بياني لتحويل ملفات التصميم للوحات الدوائر إلى أفلام تعمل كصور سلبية للرسم التخطيطي.
عند طباعة PCB، تظهر الطبقات الداخلية لونين من الحبر:
● يمثل الحبر الأسود آثار النحاس والدوائر الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة.
● يمثل الحبر الشفاف، مثل قاعدة الألياف الزجاجية، أجزاء PCB غير الموصلة.
الطبقة الخارجية تحتوي على:
● مسارات النحاس التي يتم عرضها بواسطة الحبر الشفاف.
● يتم تحديد المنطقة التي سيتم فيها نقش النحاس باستخدام الحبر الأسود.
الخطوة 2: الطبقة الداخلية من النحاس المطبوع
تتضمن هذه الخطوة تصنيع دوائر الطبقة الداخلية للوحات الدوائر المطبوعة الطبية لإنشاء مسارات توصيل على طبقات مختلفة. إذا تطلب مشروعك لوحة دوائر مطبوعة طبية متعددة الطبقات وأكثر تعقيدًا، فيجب تكرار هذه الخطوة حتى تتم طباعة جميع دوائر الطبقة الداخلية ونقشها. أخيرًا، يتم محاذاتها وتغليفها لتكوين طبقة داخلية كاملة. العمليات المحددة هي كما يلي:
1. قم بتغطية طبقات النحاس على كل جانب من جوانب الركيزة المصنوعة من الألياف الزجاجية.
2. قم بمحاذاة طبقة رقيقة مع طبقات النحاس ووضعها في الأعلى.
3. استخدم التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UV) لعلاج وحماية النحاس الأساسي.
4. استخدم محلولًا كيميائيًا لتطوير لوحة الدائرة، وإزالة الحبر الشفاف غير المعالج، وترك آثار النحاس والدوائر.
5. قم بالحفر لإزالة رقائق النحاس الزائدة، باستخدام حبر أسود على الفيلم للتأكد من إزالة النحاس فقط في المناطق غير المرغوب فيها.
الخطوة 3: دمج الطبقات المختلفة
بعد إتمام جميع الطبقات الداخلية اللازمة للحفر والطباعة والتصفيح، لضمان نظافتها، يجب دمج الطبقات المختلفة لتشكيل لوحة دوائر مطبوعة كاملة. يتضمن ذلك عملية الحفر لتوصيل الطبقات الداخلية. يستخدم معظم المصنّعين الحفر التقليدي باستخدام الحاسب الآلي، والذي قد لا يكفي للوحات الدوائر المطبوعة الطبية ذات متطلبات الدقة العالية.
لنأخذ، على سبيل المثال، لوحة دوائر مطبوعة لأجهزة تنظيم ضربات القلب الطبية، حيث قد تحتوي حتى الأجهزة التقليدية على أكثر من مئة ثقب حفر، ناهيك عن الأجهزة الأكثر تطورًا. الوقت اللازم للتصنيع ليس سوى جانب واحد من التحدي؛ والأهم من ذلك، أن أي انحراف طفيف قد يؤدي إلى فشل التجميع.
لمواجهة هذا التحدي، تستخدم شركة RICH PCBA آلات الحفر الضوئية وعمليات الحفر بالليزر لتحقيق دقة الحفر. يتضمن ذلك استخدام آلة تدفع المسامير عبر فتحات المحاذاة لمحاذاة الطبقات الداخلية والخارجية، مما يضمن فعالية PTH أثناء تجميع PCB باستخدام الفتحات الضوئية.
الخطوة 4: تصوير الطبقة الخارجية
يُعد تصوير الطبقة الخارجية خطوةً أساسيةً في عملية تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة. يُوضع مُقاوم ضوئي آخر على اللوحة الطبية، ما يعني نقل صورة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة إلى طبقات النحاس على السطح الخارجي للوحة. أما بالنسبة للتصوير، فيُوضع المُقاوم الضوئي على الطبقة الخارجية فقط. تُجرى العملية في مكان نظيف وآمن.
تبدأ عملية التصوير بتنظيف سطح النحاس لضمان عدم وجود أي أوساخ أو شوائب قد تعيق نقل الصورة. تُستخدم دبابيس لتثبيت أوراق شفافية الحبر الأسود في مكانها ومنعها من الالتواء. بعد طلاء اللوحة الطبية بطبقة مقاومة للضوء، تُنقل إلى الغرفة الصفراء. يُصلّب ضوء الأشعة فوق البنفسجية الطبقة المقاومة للضوء، وتُزال الطبقة المقاومة غير المتصلبة المغطاة بالحبر الأسود.
الخطوة 5: نقش الطبقة الخارجية
خلال هذه العملية، تُزال أي كمية نحاسية غير موجودة في الطبقة الخارجية، وتُضاف طبقة نحاسية إضافية باستخدام الطلاء الكهربائي. يُستخدم القصدير المطلي كهربائيًا لحماية المناطق الحساسة من النحاس بعد عملية الطلاء الأولي. بعد اكتمال عملية نقش الطبقة الخارجية، تخضع اللوحة لفحوصات AOI لضمان استيفاء لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) الطبية التجميلية ذات الدوائر المعقدة للمواصفات اللازمة.
الخطوة 6: قناع اللحام والشاشة الحريرية
بعد اكتمال تصنيع الدوائر، يُوضع قناع لحام لحماية الطبقة الخارجية للوحة الدوائر المطبوعة الطبية، ولتطبيق تفاصيل الشاشة الحريرية، مثل معرف الشركة، وشعارات الشركة المصنعة، والرموز، ومعرفات المكونات، ومحددات الدبابيس، وغيرها من العلامات أو الميزات البارزة. تتضمن العملية ما يلي:
1. تنظيف لوحة PCB الطبية لإزالة أي ملوثات.
2. تطبيق حبر راتنج الإيبوكسي وفيلم قناع اللحام على سطح لوحة الدائرة.
3. تعريض المناطق التي لا تتطلب اللحام في طبقة قناع اللحام للأشعة فوق البنفسجية لعلاجها.
4. إزالة المناطق التي لا تحتاج إلى قناع ووضع اللوحة في الفرن لتجميد طبقة قناع اللحام.
5. استخدام طابعة نفث الحبر لطباعة تفاصيل المعلومات مباشرة على اللوحة.
الخطوة 7: تشطيب السطح
اعتمادًا على احتياجات العميل، قد يكون من الضروري تطبيق طبقة نهائية على لوحة الدوائر المطبوعة الطبية النهائية، والتي تتضمن تطبيق طبقة من مادة موصلة على سطح اللوحة.
تجميع لوحة الدوائر المطبوعة الطبية
الخطوة 1: استنسل معجون اللحام
تقنية استنسل معجون اللحام هي المرحلة الأولى من عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة. في هذه الخطوة، يُستخدم استنسل لتغطية لوحة الدوائر المطبوعة بحيث لا يظهر منها سوى الجزء الذي سيُركّب عليه المكون. هذا يُسهّل وضع معجون اللحام فقط على مناطق اللوحة التي ستُركّب عليها المكونات.
يُستخدم جهاز ميكانيكي لتثبيت اللوحة واستنسل اللحام في مكانهما لتحقيق ذلك. بعد ذلك، تُستخدم أداة توزيع لتوزيع معجون اللحام في أماكن محددة مسبقًا. يُوضع معجون اللحام بالتساوي على جميع المناطق المكشوفة. بعد الانتهاء من هذه الخطوة، يُزال الاستنسل، ويُترك معجون اللحام في أماكنه المحددة.
الخطوة الثانية: لعبة "الاختيار والوضع"
تُزرع العديد من الأجهزة الإلكترونية الطبية في جسم الإنسان أو تُلبس على أعضاء حساسة. في حال تعطل هذه الأجهزة، كقصر الدائرة الكهربائية أو احتراقها، فقد تُسبب ضررًا ثانويًا للمريض. لذلك، من الضروري وضع المكونات بدقة في مواضعها المحددة باستخدام معدات دقيقة.
عادةً ما تحتوي الإلكترونيات الطبية القابلة للزرع، مثل غرسات القوقعة ومقلة العين الاصطناعية، على العديد من المكونات الإلكترونية في بنيتها الداخلية. ومع ذلك، تُشكل الأجهزة الصغيرة تحديات في عملية الالتقاط والتركيب، مما يُصعّب الحفاظ على الدقة. لتحقيق الدقة العالية المطلوبة لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة لغرسات القوقعة الطبية، تستخدم شركة RICH PCBA معدات روبوتية. تتولى الروبوتات مسؤولية التقاط المكونات السطحية وتركيبها على لوحات الدوائر، مما يضمن تثبيتها بدقة على معجون اللحام باستخدام آلية التركيب.
الخطوة 3: لحام إعادة التدفق
صُممت عملية لحام إعادة الصهر لتعزيز الوصلات بين لوحة الدائرة والمكونات الكهربائية. ولتحقيق ذلك، يُستخدم سير ناقل لنقل لوحة الدائرة عبر فرن إعادة صهر كبير. يُصهر معجون اللحام بتسخين لوحة PCBA إلى حوالي 2500 درجة مئوية أثناء العملية. بعد تسخينها في الفرن، تمر لوحة PCBA الطبية عبر سلسلة من المبردات، مما يساعد معجون اللحام على التبريد والتصلب، مما يُنتج وصلات قوية بين المكونات الكهربائية واللوحة.
من المهم ملاحظة أنه في لوحات الدوائر المطبوعة الطبية ثنائية الطبقات، تُجرى عمليتا الاستنسل وإعادة الصب بترتيب محدد. يُنجز أولًا جانب اللوحة الذي يحتوي على مكونات كهربائية أقل وأسهل في الاستخدام.
الخطوة 4: اختبار تجميع لوحة الدوائر المطبوعة الطبية
نؤكد على دقة وموثوقية وأهمية لوحات الدوائر الطبية. لذلك، يُعدّ العثور على مصنّعين موثوقين ومرافق ممتازة لتصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA)، والتأكد من حصولهم على شهادة ISO 13485، أمرًا بالغ الأهمية. حتى مع استيفائهم لهذه المعايير، لا يزال من الضروري فحص خدمات اختبار لوحات الدوائر المطبوعة لديهم.
بالإضافة إلى عمليات التفتيش اليدوية التي تُجرى طوال عملية الإنتاج، بما في ذلك فحص SPI وAOI، يُجرى الاختبار الوظيفي في المرحلة النهائية من تجميع لوحة الدوائر المطبوعة الطبية. هذا يضمن عمل اللوحة الرئيسية كما هو متوقع، ويلبي المعايير العالية التي وضعتها الصناعة الطبية.
بعد انتهاء الاختبار، تُجرى عملية تنظيف شاملة للوحة الدائرة لإزالة أي بقايا محتملة، مثل الزيت أو سائل اللحام أو أي ملوثات أخرى. بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا للمتطلبات الخاصة بالمنتج، قد يحتاج العملاء أيضًا إلى عمليات متخصصة لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة الطبية، مثل المعالجة المعقمة، وذلك وفقًا لنوع التطبيق.
لوحة دوائر مطبوعة طبية عالية الجودة
الربط عالي الكثافة
يُعدّ التوصيل عالي الكثافة (HDI PCB) إحدى التقنيات الأساسية لبناء لوحات الدوائر المطبوعة للمعدات الطبية الحديثة، ويهدف إلى تحقيق المزيد من المكونات الإلكترونية والتوصيلات ضمن مساحة محدودة. تُعرف لوحة الدوائر المُصنّعة باستخدام هذه التقنية باسم HDI PCB. نظرًا للعمليات المعقدة، مثل المسارات الدقيقة، والثقوب العمياء، والثقوب المدفونة، قد تكون لوحات HDI PCB باهظة الثمن، لكنها تستحق الاستثمار فيها.
في التطبيقات الطبية عن بُعد، لا يوجد أي تسامح مع تأخير الإشارة أو انقطاعها. حتى انحراف طفيف قدره 0.1 ثانية قد يُهدد حياة المرضى. تضمن لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة (HDI PCB) الطبية سرعة نقل الإشارة وتخفف من مشاكل الاستجابة المختلفة. علاوة على ذلك، من خلال تطبيق بعض التحسينات التصميمية والهندسية، يمكن تزويد هذه اللوحات عالية الكثافة بالقدرة على مقاومة التداخل الكهرومغناطيسي والضوضاء. ويمكن تحقيق ذلك من خلال تدابير مثل تخطيط مستوى الأرض، وحجب الطبقات، وترشيح التداخل الكهرومغناطيسي.
في الوقت الحالي، تستفيد معظم أجهزة التصوير المقطعي المحوسب الطبية وأجهزة مراقبة القلب المتعددة الوسائط وأجهزة تخطيط القلب الكهربائي (ECG) من مدخلات النقطة العائمة الحقيقية التي توفرها لوحة الدوائر المطبوعة HDI.
مرن
يشهد القطاع الطبي طلبًا كبيرًا على لوحات الدوائر المطبوعة المرنة نظرًا لمزاياها، مثل التصغير، وحرية التصميم، والمرونة. تلبي هذه الخصائص متطلبات الأجهزة الطبية لحلول خفيفة الوزن، ومدمجة، وموثوقة.
يجب أن تتحمل المنتجات الإلكترونية الطبية الظروف القاسية داخل جسم الإنسان مع توفير موثوقية وأداء كهربائي عاليين، مما يجعل الدوائر المرنة خيارًا مثاليًا لهذه التطبيقات. تُصنع هذه الدوائر عادةً من مواد رقيقة ومرنة مثل البولي إيميد أو البوليستر، مما يسمح لها بالانحناء أو الطي أو الالتواء لتناسب المساحات الضيقة أو الأشكال المعقدة. علاوة على ذلك، يتميز تصميم لوحة الدوائر المطبوعة المرنة بقدرته على استيعاب تغيرات درجات الحرارة، وتوفير العزل المائي، والحفاظ على التعقيم، والسماح بإعادة التجميع عدة مرات.
تعتمد العديد من الأجهزة الطبية على الدوائر المرنة كمكونات أساسية لها، بما في ذلك أجهزة تنظيم ضربات القلب، وأجهزة إزالة الرجفان، وأجهزة تحفيز الأعصاب، وأجهزة الموجات فوق الصوتية، والمناظير، وغيرها.
هيكل متعدد الطبقات
في المقابل، توفر لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة بنية داخلية أكثر موثوقية مقارنةً بلوحات الدوائر المطبوعة المرنة، إذ يُمكن للمصنّعين وضع المكونات على منصة أكثر ثباتًا. ومع ذلك، نظرًا لعدم قدرتها على الطي، فقد لا تُوفّر ميزة التصغير، وبالتالي، تعتمد على مزايا الهياكل متعددة الطبقات لاستيعاب المزيد من المكونات.
في العديد من المنتجات الطبية عالية الجودة، تُستخدم ألواح الدوائر المطبوعة الصلبة بشكل شائع. وتشمل هذه المنتجات الروبوتات الجراحية، وأجهزة الأشعة السينية، وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي، وأجهزة تخطيط القلب، ومضخات العلاج الكيميائي. ويفضل معظم مصنعي المعدات الطبية استخدام ألواح الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات لهذه التطبيقات. وتشمل المواد المستخدمة في هذه الألواح راتنجات الإيبوكسي الزجاجية، والألمنيوم، والسيراميك، وغيرها.
اختبار صارم لثنائي الفينيل متعدد الكلور الطبي
تتضمن عملية تطوير الأجهزة الطبية اعتبارات ومتطلبات إضافية تتجاوز ما هو مطلوب عادةً لإنتاج لوحات الدوائر المطبوعة غير الحرجة. تُجرى العديد من الاختبارات على المعدات الطبية، وهو ما يفوق ما يُجرى على أنواع أخرى من لوحات الدوائر المطبوعة. ويعود ذلك أساسًا إلى متطلبات الاختبار الصارمة التي تفرضها الهيئات التنظيمية؛ ومع ذلك، غالبًا ما يكون الاختبار الوظيفي واختبار الإنتاج ضروريين أيضًا. عادةً ما يندرج الاختبار التنظيمي المطلوب للأجهزة الطبية ضمن فئتين رئيسيتين:
● تركز معايير IEC 60601-1 على المعدات الطبية التي تنقل الطاقة إلى أو من المريض أو تكتشف الطاقة المنقولة إلى أو من المريض.
● المعدات الطبية غير المتصلة مباشرة بالمريض، مثل تلك المستخدمة في المختبر، تندرج ضمن IEC 61010-1
تُظهر المعلومات السابقة خبرة شركة RICH PCBA في تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية. إذا كنتم تُدركون كفاءتنا، فلا تترددوا في التواصل معنا عبر البريد الإلكتروني. سنرد على استفساركم فورًا ونقدم لكم عرض سعر مناسب للوحات الدوائر المطبوعة.
تركيز المشروع
تُعد موثوقية تطبيقات لوحات الدوائر المطبوعة الطبية أمرًا بالغ الأهمية، سواءً استُخدمت في غرف العمليات أو المختبرات. فلا مجال لتعطل المعدات أو أدائها بشكل خاطئ في المجال الطبي. لذلك، تُعد الممارسات التالية أساسية لإنشاء لوحة دوائر مطبوعة للاستخدام في الأجهزة الطبية:
● يجب أن يأخذ تصميم PCB في الاعتبار المتطلبات المحددة للجهاز الطبي، بما في ذلك عدد المكونات وحجم اللوحة ومتطلبات الإدارة الحرارية.
● من الضروري وضع المكونات بعناية وتوجيه المسارات بشكل صحيح لضمان لوحة ناجحة.
● يُعد اختيار المكونات أمرًا بالغ الأهمية لإنتاج أجهزة طبية موثوقة. من المهم اختيار أفضل المكونات التي تلبي المتطلبات المحددة للجهاز الطبي، والتي تتميز بالموثوقية والمتانة وطول العمر.
● اختر مصنعًا متخصصًا في تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الطبية أو شركة تتمتع بخبرة في خدمة الصناعة الطبية وسمعة طيبة لضمان جودة خدمات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة.
● يعتبر استخدام تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الخالية من الرصاص ممارسة فعالة، كما أن اختيار شركة مخصصة للاستدامة يمكن أن يحقق فوائد غير متوقعة لمشروعك.
● تُعد عملية تنظيف لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) بالغة الأهمية في الإلكترونيات الطبية. فبينما يهدف التنظيف عادةً إلى تجنب حدوث قصر كهربائي ناتج عن بقع السطح أثناء الاستخدام، إلا أن بقايا مواد التنظيف في المعدات الطبية قد تُلحق الضرر بالمرضى.
● يجب أن تخضع لوحات الدوائر المجمعة لفحص واختبار شامل للتأكد من أنها تلبي المعايير المطلوبة للموثوقية والأداء والسلامة.
● لضمان عدم تأثير التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) على لوحة الدوائر المطبوعة الطبية، يجب على المهندسين الرجوع إلى معايير EMI المختلفة.