Pembuatan PCB Medis
Dari Desain hingga Perakitan
PCB medis merupakan jenis PCB khusus yang digunakan dalam industri medis. Seiring dengan beralihnya industri medis Tiongkok dari pengobatan tradisional Tiongkok ke pengobatan Barat, permintaan akan elektronik medis meningkat drastis. Hal ini mendorong pengembangan teknologi manufaktur dan perakitan PCB medis Tiongkok, menjadikan RICH PCBA sebagai produsen PCBA peralatan medis yang andal. Sirkuit medis yang diproduksi oleh RICH PCBA digunakan secara luas dalam berbagai perangkat medis, termasuk mesin ultrasound, peralatan pemantauan pasien, sistem pencitraan medis, dan perangkat lain yang memerlukan kontrol elektronik yang presisi dan andal. PCBA ini memainkan peran penting dalam mengendalikan dan mengatur fungsi elektronik peralatan medis.
Dapatkan Penawaran Perakitan PCB Medis dari RICH PCBA
Jika Anda mencari produsen PCB/PCBA medis papan atas, jangan ragu untuk memilih RICH PCBA. Karena elektronik medis terkait dengan kesehatan manusia, maka produk tersebut harus memenuhi standar keamanan dan keandalan yang ketat. Selain itu, beberapa elektronik medis implan memerlukan akurasi dan stabilitas yang lebih tinggi, sehingga perlu dirancang agar tahan terhadap lingkungan medis yang keras, pengujian lebih lanjut diperlukan dalam pembuatannya, dan penyolderan komponen perlu dipastikan selama perakitan, kualitas, dll.
● Perputaran Cepat
● PCBA siap pakai
● Semi-Siap Pakai
● Perakitan BGA
● Pembuatan prototipe
● Produksi Batch
● Murah
● Cina
PCB elektronik medis apa yang telah diproduksi?
Sejak merebaknya pandemi COVID-19, permintaan global untuk peralatan elektronik medis tetap tinggi. Dalam lingkungan ini, RICH PCBA telah menerima banyak permintaan dari industri medis. Saat ini, mayoritas PCBA medis yang kami produksi adalah untuk termometer dahi elektronik. Namun, kami juga memproduksi PCBA untuk perangkat medis lainnya seperti pemindai CT, lampu bedah, dan berbagai produk lainnya. Berikut ini adalah beberapa contoh PCBA untuk produk medis yang dapat kami sediakan bagi pelanggan kami:
● Alat pacu jantung
● Defibrilator
● Respirator
● Monitor Keperawatan
● Kursi Roda Elektrik
● Pompa Nutrisi Digital
● Peralatan MRI
● Pencari Pasien
● Implan Koklea
● Teknologi Pemindaian
● Sistem Kontrol
● Pompa Insulin
Pembuatan PCB Medis
Langkah 1: Desain Pencitraan
Pada langkah ini, pabrik manufaktur PCB medis terlibat dalam proses dan memanfaatkan printer plotter untuk mengubah berkas desain untuk papan sirkuit menjadi film, yang berfungsi sebagai negatif foto diagram.
Saat PCB dicetak, lapisan dalam menampilkan dua warna tinta:
● Tinta hitam mewakili jejak dan sirkuit tembaga pada PCB.
● Tinta bening, seperti alas fiberglass, mewakili bagian PCB non-konduktif.
Lapisan luar memiliki:
● Jalur tembaga yang ditampilkan dengan tinta bening.
● Area di mana tembaga akan tergores ditandai dengan tinta hitam.
Langkah 2: Lapisan Dalam Tembaga Cetak
Langkah ini melibatkan pembuatan sirkuit lapisan dalam untuk PCB medis guna membangun jalur konduktif pada lapisan yang berbeda. Jika proyek Anda memerlukan PCB medis multilapis yang lebih kompleks, langkah ini harus diulang hingga semua sirkuit lapisan dalam dicetak dan diukir. Terakhir, sirkuit tersebut disejajarkan dan dilaminasi untuk membentuk lapisan dalam yang lengkap. Operasi spesifiknya adalah sebagai berikut:
1. Laminasi lapisan tembaga pada setiap sisi substrat fiberglass.
2. Sejajarkan lapisan tipis dengan lapisan tembaga dan letakkan di atasnya.
3. Gunakan paparan sinar ultraviolet (UV) untuk menyembuhkan dan melindungi tembaga yang mendasarinya.
4.Gunakan larutan kimia untuk mengembangkan papan sirkuit, menghilangkan tinta transparan yang belum diawetkan, meninggalkan jejak dan sirkuit tembaga.
5.Ukir untuk membuang lapisan tembaga yang berlebih, dengan tinta hitam pada film dan pastikan hanya tembaga pada area yang tidak diinginkan saja yang terukir.
Langkah 3: Menggabungkan Berbagai Lapisan
Setelah semua lapisan dalam yang diperlukan telah melalui proses etsa, pencetakan, dan laminasi, dengan tetap menjaga kebersihan, berbagai lapisan perlu digabungkan untuk membentuk papan sirkuit cetak yang lengkap. Proses ini melibatkan proses pengeboran untuk menyambung dengan lapisan dalam. Sebagian besar produsen menggunakan pengeboran CNC tradisional, yang mungkin tidak cukup untuk PCB medis dengan persyaratan presisi tinggi.
Ambil contoh, PCB alat pacu jantung medis, yang bahkan perangkat biasa mungkin memiliki lebih dari seratus lubang bor, belum lagi instrumen yang lebih canggih. Waktu yang dibutuhkan untuk pembuatan hanyalah satu aspek dari tantangan tersebut; yang lebih penting lagi adalah bahwa setiap penyimpangan kecil dapat menyebabkan kegagalan perakitan.
Untuk mengatasi tantangan ini, RICH PCBA menggunakan mesin bor optik dan proses pengeboran laser untuk mencapai pengeboran presisi. Ini melibatkan mesin yang menggerakkan pin melalui lubang penyelarasan untuk menyelaraskan lapisan dalam dan luar, memastikan efektivitas PTH selama perakitan PCB melalui lubang.
Langkah 4: Pencitraan Lapisan Luar
Pencitraan lapisan luar merupakan langkah penting dalam proses pembuatan PCB. Photoresist lain diaplikasikan pada panel medis PCB, yang melibatkan pemindahan citra desain PCB ke lapisan tembaga pada permukaan luar papan. Namun, untuk pencitraan, photoresist hanya diaplikasikan pada lapisan luar. Proses ini berlangsung di area yang bersih dan aman.
Proses pencitraan dimulai dengan membersihkan permukaan tembaga untuk memastikan tidak ada kotoran atau serpihan yang dapat mengganggu transmisi gambar. Pin digunakan untuk menahan lembar transparansi tinta hitam pada tempatnya dan mencegahnya keluar dari garis. Setelah dilapisi dengan photoresist, panel medis PCB masuk ke ruang kuning. Semburan sinar UV mengeraskan photoresist, dan resist yang belum mengeras yang ditutupi oleh tinta hitam dihilangkan.
Langkah 5: Pengetsaan Lapisan Luar
Selama proses ini, tembaga yang tidak termasuk dalam lapisan luar dibuang, dan lapisan tembaga tambahan ditambahkan menggunakan pelapisan listrik. Timah berlapis listrik digunakan untuk melindungi area kritis tembaga setelah rendaman tembaga awal. Setelah pengetsaan lapisan luar selesai, panel dapat menjalani pemeriksaan Inspeksi AOI untuk memastikan bahwa bahkan papan PCB estetika medis dengan sirkuit kompleks memenuhi spesifikasi yang diperlukan.
Langkah 6: Solder Mask dan Silk Screen
Setelah pembuatan sirkuit selesai, masker solder diaplikasikan untuk melindungi lapisan luar papan sirkuit cetak medis dan untuk mengaplikasikan detail sablon sutra seperti ID perusahaan, logo produsen, simbol, pengenal komponen, penentu lokasi pin, dan tanda atau fitur menonjol lainnya. Prosesnya meliputi:
1. Membersihkan panel PCB medis untuk menghilangkan segala kontaminan.
2.Mengaplikasikan tinta resin epoksi dan film masker solder ke permukaan papan sirkuit.
3.Mengekspos ke sinar UV untuk menyembuhkan area yang tidak memerlukan penyolderan pada lapisan masker solder.
4. Melepas area yang tidak perlu ditutup dan meletakkan papan dalam oven untuk memadatkan lapisan penutup solder.
5. Menggunakan printer inkjet untuk langsung mencetak rincian informasi pada papan.
Langkah 7: Penyelesaian Permukaan
Bergantung pada kebutuhan pelanggan, mungkin perlu menerapkan lapisan akhir pada PCB medis yang telah selesai, yang melibatkan penerapan lapisan bahan konduktif ke permukaan papan.
Perakitan PCB Medis
Langkah 1: Stensil Pasta Solder
Teknik stensil pasta solder merupakan tahap pertama dari proses perakitan PCB. Pada langkah ini, stensil PCB digunakan untuk menutupi papan sirkuit sehingga hanya bagian papan yang akan dipasangi komponen yang terlihat. Hal ini memudahkan pengaplikasian pasta solder hanya pada area papan tempat komponen akan dipasang.
Perangkat mekanis digunakan untuk menahan papan dan stensil solder pada tempatnya sehingga hal ini dapat tercapai. Setelah itu, aplikator digunakan untuk meletakkan pasta solder pada lokasi yang telah ditentukan. Pasta solder dioleskan secara merata pada semua area yang terbuka. Setelah langkah ini selesai, stensil dilepas, dan pasta solder dibiarkan di lokasi yang sesuai.
Langkah 2: Permainan “Pilih dan Tempatkan”
Banyak perangkat elektronik medis yang ditanamkan ke dalam tubuh manusia atau dikenakan pada organ sensitif. Jika perangkat ini mengalami malfungsi, seperti korsleting atau terbakar, dapat menyebabkan cedera sekunder pada pasien. Oleh karena itu, sangat penting untuk menempatkan komponen secara akurat pada posisi yang ditentukan menggunakan peralatan yang tepat.
Peralatan elektronik medis yang dapat ditanamkan, seperti implan koklea dan bola mata buatan, biasanya memiliki banyak komponen elektronik dalam struktur internalnya. Namun, perangkat yang lebih kecil menghadirkan tantangan dalam proses pemilihan dan penempatan, sehingga lebih sulit untuk mempertahankan presisi. Untuk mencapai akurasi tinggi yang dibutuhkan untuk merakit PCB untuk implan koklea medis, RICH PCBA menggunakan peralatan robotik. Robot bertanggung jawab untuk memilih dan memasang komponen pemasangan permukaan ke papan sirkuit, memastikan bahwa komponen ditempatkan secara tepat pada pasta solder dengan mekanisme pemasangan.
Langkah 3: Reflow Penyolderan
Proses penyolderan reflow dirancang untuk memperkuat sambungan antara papan sirkuit dan komponen listrik. Untuk mencapai hal ini, sabuk konveyor digunakan untuk memindahkan papan sirkuit melalui oven reflow yang besar. Pasta solder dicairkan dengan memanaskan papan PCBA hingga sekitar 2500 derajat Celsius selama proses berlangsung. Setelah dipanaskan dalam oven, PCBA medis melewati serangkaian pendingin, yang membantu pasta solder mendingin dan mengeras, sehingga menghasilkan sambungan yang kuat antara komponen listrik dan papan.
Penting untuk dicatat bahwa untuk PCB medis berlapis ganda, proses stensil dan reflowing dilakukan dalam urutan tertentu. Sisi papan dengan komponen listrik yang lebih sedikit dan lebih mudah diatur diselesaikan terlebih dahulu.
Langkah 4: Uji Perakitan PCB Medis
Kami menekankan ketepatan, keandalan, dan sifat kritis papan sirkuit medis. Oleh karena itu, menemukan produsen yang andal dan fasilitas PCBA yang unggul serta memastikan mereka memiliki sertifikasi ISO 13485 adalah hal yang sangat penting. Bahkan ketika mereka memenuhi kriteria ini, tetap perlu memeriksa layanan pengujian PCB mereka.
Selain pemeriksaan manual yang dilakukan selama proses produksi, termasuk SPI dan AOI, pengujian fungsional dilakukan pada tahap akhir perakitan PCB medis. Hal ini memastikan bahwa papan induk berfungsi sebagaimana mestinya dan memenuhi standar tinggi yang ditetapkan oleh industri medis.
Setelah pengujian selesai, papan sirkuit dibersihkan secara menyeluruh untuk membuang residu potensial seperti minyak, fluks solder, atau kontaminan lainnya. Selain itu, karena persyaratan khusus produk, pelanggan mungkin juga memerlukan proses khusus untuk produksi PCBA medis, seperti penanganan steril, berdasarkan jenis aplikasi tertentu.
PCB Medis Kelas Atas
Interkoneksi Kepadatan Tinggi
Interkoneksi Kepadatan Tinggi merupakan salah satu teknologi inti untuk membangun PCB peralatan medis modern, yang ditujukan untuk memperoleh lebih banyak komponen dan koneksi elektronik dalam ruang PCB yang terbatas. Papan sirkuit yang dibangun menggunakan teknologi ini dikenal sebagai PCB HDI. Karena proses rumit yang terlibat, seperti jejak halus, vias buta, dan vias terkubur, PCB HDI bisa mahal, tetapi sepadan dengan investasinya.
Dalam aplikasi medis jarak jauh, tidak ada toleransi untuk penundaan atau interupsi sinyal. Bahkan penyimpangan kecil selama 0,1 detik dapat mengancam jiwa pasien. PCB HDI kelas medis memastikan kecepatan transmisi sinyal dan mengurangi berbagai masalah respons. Lebih jauh lagi, dengan menerapkan perbaikan desain dan rekayasa tertentu, papan sirkuit berdensitas tinggi ini dapat diberkahi dengan kemampuan untuk menahan gangguan elektromagnetik dan kebisingan. Hal ini dapat dicapai melalui langkah-langkah seperti perencanaan bidang tanah, pelindung antarlapisan, dan penyaringan EMI.
Saat ini, sebagian besar perangkat pemindaian CT medis dan monitor fisiologis dan elektrokardiogram (EKG) multimodal mendapat manfaat dari input titik-mengambang sejati yang diaktifkan oleh HDI PCB.
Fleksibel
Industri medis memiliki permintaan yang signifikan terhadap PCB fleksibel karena keunggulannya seperti miniaturisasi, kebebasan desain, dan fleksibilitas. Karakteristik ini memenuhi persyaratan perangkat medis untuk solusi yang ringan, ringkas, dan andal.
Produk elektronik medis harus mampu bertahan dalam kondisi yang keras di dalam tubuh manusia sekaligus memberikan keandalan dan kinerja listrik yang tinggi, sehingga menjadikan sirkuit fleksibel sebagai pilihan yang ideal untuk aplikasi tersebut. Produk ini biasanya terbuat dari bahan yang tipis dan fleksibel seperti polimida atau poliester, yang memungkinkannya untuk ditekuk, dilipat, atau dipelintir agar sesuai dengan ruang yang sempit atau bentuk yang rumit. Lebih jauh lagi, desain PCB yang fleksibel dapat mengakomodasi variasi suhu, memberikan lapisan kedap air, menjaga sterilitas, dan memungkinkan pemasangan ulang beberapa kali.
Berbagai perangkat medis mengandalkan sirkuit fleksibel sebagai komponen intinya, termasuk alat pacu jantung, defibrilator, neurostimulator, mesin ultrasound, endoskopi, dan banyak lagi.
Struktur Multilayer
Sebaliknya, PCB kaku dapat menyediakan struktur internal yang lebih andal dibandingkan dengan PCB fleksibel, karena produsen dapat menempatkan komponen pada platform yang lebih stabil. Namun, karena ketidakmampuannya untuk dilipat, PCB kaku mungkin tidak menawarkan keuntungan miniaturisasi, dan dengan demikian, PCB kaku bergantung pada manfaat struktur multi-lapis untuk mengakomodasi lebih banyak komponen.
PCB kaku banyak ditemukan pada banyak produk medis kelas atas. Produk-produk tersebut meliputi robot bedah, mesin sinar-X, perangkat MRI, elektrokardiograf, dan pompa kemoterapi. Sebagian besar produsen peralatan medis memilih PCB multi-lapis untuk aplikasi semacam itu. Bahan-bahan yang digunakan untuk PCB ini meliputi resin epoksi kaca, aluminium, keramik, dan banyak lagi.
Pengujian PCB medis yang ketat
Proses pengembangan untuk perangkat medis mencakup pertimbangan dan persyaratan tambahan di luar apa yang umumnya diperlukan untuk membuat PCB non-kritis. Banyak pengujian dilakukan pada peralatan medis, yang lebih banyak daripada yang dapat dikatakan untuk jenis PCB lainnya. Hal ini terutama karena persyaratan pengujian ketat yang diberlakukan oleh badan regulasi; namun, pengujian fungsional dan pengujian produksi sering kali juga diperlukan. Pengujian regulasi yang diperlukan untuk perangkat medis biasanya terbagi dalam salah satu dari dua kategori besar:
● Peralatan medis yang mentransfer energi ke atau dari pasien atau mendeteksi energi yang ditransmisikan ke atau dari pasien menjadi fokus Standar IEC 60601-1.
● Peralatan medis yang tidak terhubung langsung ke pasien, seperti yang digunakan di laboratorium, termasuk dalam IEC 61010-1
Informasi di atas menunjukkan keahlian RICH PCBA dalam pembuatan dan perakitan PCB medis. Jika Anda mengakui kemahiran kami, jangan ragu untuk menghubungi kami melalui email. Kami akan segera menanggapi pertanyaan Anda dan memberikan Anda penawaran PCBA yang terjangkau.
Fokus Proyek
Keandalan aplikasi PCB medis sangat penting, baik digunakan di ruang operasi maupun di laboratorium. Tidak ada ruang bagi peralatan yang tidak berfungsi dengan baik atau tidak berfungsi sebagaimana mestinya di bidang medis. Oleh karena itu, praktik berikut ini penting untuk membuat papan sirkuit yang dapat digunakan dalam perangkat medis:
● Desain PCB harus mempertimbangkan persyaratan spesifik perangkat medis, termasuk jumlah komponen, ukuran papan, dan persyaratan manajemen termal.
● Sangat penting untuk memposisikan komponen dengan hati-hati dan mengarahkan jejak dengan benar untuk memastikan papan yang berhasil.
● Pemilihan Komponen sangat penting dalam menciptakan perangkat medis yang andal. Penting untuk menemukan komponen terbaik yang memenuhi persyaratan khusus perangkat medis, dan andal, tahan lama, serta memiliki masa pakai yang panjang.
● Pilih pabrik perakitan PCB medis profesional atau perusahaan dengan pengalaman layanan industri medis dan reputasi baik untuk memastikan kualitas layanan perakitan PCB.
● Penggunaan perakitan PCB bebas timbal dianggap sebagai praktik yang efisien, dan memilih perusahaan yang didedikasikan untuk keberlanjutan dapat membawa manfaat yang tidak terduga bagi proyek Anda.
● Proses pembersihan PCB sangat penting dalam peralatan elektronik medis. Meskipun tujuan pembersihan biasanya adalah untuk menghindari korsleting yang disebabkan oleh noda permukaan selama penggunaan, pada peralatan medis, bahan pembersih yang tersisa dapat membahayakan pasien.
● Papan sirkuit yang dirakit harus menjalani pemeriksaan dan pengujian menyeluruh untuk memastikan bahwa papan tersebut memenuhi standar yang diperlukan untuk keandalan, kinerja, dan keselamatan.
● Untuk memastikan bahwa gangguan elektromagnetik (EMI) tidak memengaruhi PCB medis, teknisi harus merujuk ke berbagai standar EMI.