ייצור PCB רפואי
מתכנון ועד להרכבה
מעגל מודפס רפואי הוא סוג ספציפי של מעגל מודפס המשמש בתעשייה הרפואית. ככל שתעשיית הרפואה הסינית עוברת מרפואה סינית מסורתית לרפואה מערבית, הביקוש לאלקטרוניקה רפואית גדל באופן דרמטי. עובדה זו הוביל לפיתוח טכנולוגיית ייצור והרכבה של מעגלים מודפסים רפואיים בסין, מה שהפך את RICH PCBA ליצרנית אמין של מעגלים מודפסים לציוד רפואי. המעגל הרפואי המיוצר על ידי RICH PCBA נמצא בשימוש נרחב במגוון מכשירים רפואיים, כולל מכונות אולטרסאונד, ציוד לניטור מטופלים, מערכות הדמיה רפואית ומכשירים אחרים הדורשים בקרה אלקטרונית מדויקת ואמינה. מעגלים מודפסים אלו ממלאים תפקיד מכריע בבקרה ובוויסות הפונקציות האלקטרוניות של ציוד רפואי.
קבלו הצעת מחיר להרכבת PCB רפואית מ-RICH PCBA
אם אתם מחפשים יצרן מוביל של PCB/PCBA רפואי, אל תלכו רחוק יותר מ-RICH PCBA. מכיוון שאלקטרוניקה רפואית קשורה לבריאות האדם, היא חייבת לעמוד בתקני בטיחות ואמינות מחמירים. בנוסף, חלק מהאלקטרוניקה הרפואית המושתלת דורשת דיוק ויציבות גבוהים יותר, ולכן יש לתכנן אותה כך שתעמוד בסביבות רפואיות קשות, בדיקות נוספות כרוכות בייצור, ויש להבטיח הלחמת רכיבים במהלך איכות ההרכבה וכו'.
● אספקה מהירה
● PCBA מוכן לשימוש
● חצי-מוכן
● הרכבת BGA
● אב טיפוס
● ייצור אצווה
● זול
● סין
אילו PCB אלקטרוני רפואי יוצרו?
מאז פרוץ מגפת הקורונה, הביקוש העולמי לאלקטרוניקה רפואית נותר גבוה. בסביבה זו, RICH PCBA קיבלה פניות רבות מהתעשייה הרפואית. נכון לעכשיו, רוב ה-PCBA הרפואי שאנו מייצרים מיועד למדחומי מצח אלקטרוניים. עם זאת, אנו מייצרים גם PCBA עבור מכשירים רפואיים אחרים כגון סורקי CT, תאורת ניתוח ומגוון מוצרים אחרים. להלן מספר דוגמאות ל-PCBA עבור מוצרים רפואיים שאנו יכולים לספק ללקוחותינו:
● קוצבי לב
● דפיברילטורים
● מסכות נשימה
● ניטור סיעודי
● כיסא גלגלים חשמלי
● משאבות הזנה דיגיטליות
● ציוד MRI
● איתור מטופלים
● שתלי שבלול
● טכנולוגיית סריקה
● מערכות בקרה
● משאבות אינסולין
ייצור PCB רפואי
שלב 1: הדמיית עיצוב
בשלב זה, מפעל ייצור המעגלים המודפסים הרפואיים מעורב בתהליך ומשתמש במדפסת פלוטר כדי להמיר את קבצי העיצוב של מעגלים מודפסים לסרטים, המשמשים כשלילי צילום של התרשים.
כאשר ה-PCB מודפס, השכבות הפנימיות מציגות שני צבעי דיו:
● דיו שחור מייצג את עקבות הנחושת והמעגלים על גבי המעגל המודפס.
● דיו שקוף, כמו בסיס הפיברגלס, מייצג את חלקי ה-PCB שאינם מוליכים.
לשכבה החיצונית יש:
● מסלולי נחושת המוצגים באמצעות דיו שקוף.
● האזור שבו ייצרב הנחושת מסומן בדיו שחורה.
שלב 2: שכבה פנימית מודפסת נחושת
שלב זה כולל ייצור מעגלי השכבה הפנימית עבור PCB רפואי כדי ליצור מסלולים מוליכים על שכבות שונות. אם הפרויקט שלך דורש PCB רפואי רב-שכבתי מורכב יותר, יש לחזור על שלב זה עד שכל המעגלים בשכבה הפנימית מודפסים וחורטים. לבסוף, הם מיושרים ומלומינים ליצירת שכבה פנימית שלמה. הפעולות הספציפיות הן כדלקמן:
1. שכבות נחושת למינציה על כל צד של מצע הפיברגלס.
2. יישרו שכבה דקה עם שכבות הנחושת והניחו אותה מעל.
3. השתמש בחשיפה לאור אולטרה סגול (UV) כדי לרפא ולהגן על הנחושת הבסיסית.
4. השתמשו בתמיסה כימית כדי לפתח את לוח המעגלים, להסיר דיו שקוף שלא התייבש, ולהשאיר עקבות נחושת ומעגלים.
5. חרטו כדי להסיר עודפי נייר נחושת, עם דיו שחור על הסרט כדי להבטיח שרק נחושת באזורים לא רצויים תיחרט.
שלב 3: שילוב שכבות שונות
לאחר שכל השכבות הפנימיות הדרושות עברו איכול, הדפסה ולמינציה, כדי להבטיח ניקיון, יש לשלב שכבות שונות ליצירת לוח מעגל מודפס שלם. תהליך זה כרוך בתהליך קידוח לחיבור עם השכבות הפנימיות. רוב היצרנים משתמשים בקידוח CNC מסורתי, שעשוי לא להספיק עבור לוח מעגל מודפס רפואי עם דרישות דיוק גבוהות.
קחו לדוגמה את לוח המעגלים המודפסים של קוצב לב רפואי, שבו אפילו מכשירים טיפוסיים עשויים לכלול מעל מאה חורי קידוח, שלא לדבר על מכשירים מתוחכמים יותר. הזמן הנדרש לייצור הוא רק היבט אחד של האתגר; מה שחשוב עוד יותר הוא שכל סטייה קלה עלולה להוביל לכשלים בהרכבה.
כדי להתמודד עם אתגר זה, RICH PCBA משתמשת במכונות קידוח אופטיות ובתהליכי קידוח לייזר כדי להשיג קידוח מדויק. זה כרוך במכונה שמכניסה פינים דרך חורי יישור כדי ליישר את השכבות הפנימיות והחיצוניות, ובכך מבטיחה את יעילות ה-PTH במהלך הרכבת חורי המעגל המודפס.
שלב 4: הדמיית שכבה חיצונית
הדמיית השכבה החיצונית היא שלב מכריע בתהליך ייצור ה-PCB. פוטורזיסט נוסף מוחל על הפאנל הרפואי של ה-PCB, הכולל העברת תמונה של עיצוב ה-PCB על שכבות הנחושת על המשטח החיצוני של הלוח. עם זאת, לצורך הדמיה, הפוטורזיסט מוחל רק על השכבה החיצונית. התהליך מתבצע באזור נקי ובטוח.
תהליך ההדמיה מתחיל בניקוי משטח הנחושת כדי להבטיח שלא יהיו לכלוך או פסולת שעלולים להפריע להעברת התמונה. פינים משמשים להחזקת גיליונות שקיפות בדיו שחור במקומם ולמניעת סטייה מהקו. לאחר ציפוי בפוטורזיסט, הפאנל הרפואי של המעגל המודפס (PCB) מועבר לחדר הצהוב. קרינת ה-UV מקשה את הפוטורזיסט, והרזיסט הלא מוקשה המכוסה בדיו שחור מוסר.
שלב 5: איכול שכבה חיצונית
במהלך תהליך זה, כל נחושת שאינה שייכת לשכבה החיצונית מוסרת, ושכבה נוספת של נחושת מתווספת באמצעות ציפוי אלקטרוליטי. בדיל אלקטרוליטי משמש להגנה על אזורים קריטיים של נחושת לאחר אמבט הנחושת הראשוני. לאחר השלמת איכול השכבה החיצונית, ניתן לעבור בדיקות AOI על מנת להבטיח שגם לוחות PCB אסתטיים רפואיים עם מעגלים מורכבים עומדים במפרטים הנדרשים.
שלב 6: מסכת הלחמה והדפס משי
לאחר השלמת ייצור המעגלים, מוחלת מסיכת הלחמה כדי להגן על השכבה החיצונית של לוח המעגלים המודפסים הרפואיים וליצור פרטים בהדפס משי כגון מזהה חברה, לוגו היצרן, סמלים, מזהי רכיבים, איתור פינים וסימנים או מאפיינים בולטים אחרים. התהליך כולל:
1. ניקוי לוח המעגל המודפס הרפואי להסרת כל מזהם.
2. מריחת דיו שרף אפוקסי וסרט מסיכת הלחמה על פני השטח של לוח המעגלים.
3. חשיפה לאור UV כדי לרפא את האזורים שבהם אין צורך בהלחמה בשכבת מסיכת ההלחמה.
4. הסרת האזורים שאינם זקוקים למיסוך והנחת הלוח בתנור כדי לחזק את שכבת מסיכת ההלחמה.
5. שימוש במדפסת הזרקת דיו כדי להדפיס ישירות פרטי מידע על הלוח.
שלב 7: גימור פני השטח
בהתאם לצורכי הלקוח, ייתכן שיהיה צורך למרוח גימור פני שטח על המעגל המודפס הרפואי המוגמר, הכולל מריחת ציפוי של חומר מוליך על פני הלוח.
הרכבת PCB רפואית
שלב 1: הדבקת סטנסיל
טכניקת הדבקת משחת הלחמה היא השלב הראשון בתהליך הרכבת המעגל המודפס. בשלב זה, נעשה שימוש בשטיפה למעגל מודפס כדי לכסות את לוח המעגל כך שרק החלק של הלוח שיורכב עליו עם הרכיב יהיה גלוי. זה מקל על מריחת משחת ההלחמה אך ורק על אזורי הלוח שבהם יוצבו הרכיבים.
מכשיר מכני משמש להחזקת הלוח ואת סטנסיל ההלחמה במקומם כדי להשיג זאת. לאחר מכן, משתמשים באפליקטור כדי להניח את משחת ההלחמה במקומות קבועים מראש. משחת ההלחמה מיושמת באופן אחיד על כל האזורים החשופים. לאחר השלמת שלב זה, הסטנסיל מוסר ומשחת ההלחמה נשארת במקומות המתאימים.
שלב 2: משחק "בחר והנח"
מכשירים אלקטרוניים רפואיים רבים מושתלים בגוף האדם או מודבקים על איברים רגישים. אם מכשירים אלה מתקלקלים, כגון קצר חשמלי או שריפה, הם עלולים לגרום נזק משני למטופל. לכן, חיוני למקם את הרכיבים במדויק במקומות המיועדים באמצעות ציוד מדויק.
אלקטרוניקה רפואית מושתלת, כגון שתלי שבלול ועיניים מלאכותיות, מכילה בדרך כלל רכיבים אלקטרוניים רבים במבנה הפנימי שלה. עם זאת, מכשירים קטנים יותר מציגים אתגרים בתהליך האיסוף וההרכבה, מה שמקשה על שמירת דיוק. כדי להשיג את הדיוק הגבוה הנדרש להרכבת מעגל מודפס (PCB) עבור שתלי שבלול רפואיים, RICH PCBA משתמשת בציוד רובוטי. רובוטים אחראים על איסוף והרכבת רכיבים להרכבה משטחית על גבי מעגלים מודפסים, ומבטיחים שהרכיבים ממוקמים במדויק על משחת ההלחמה בעזרת מנגנון ההרכבה.
שלב 3: הלחמה חוזרת
תהליך הלחמת הזרימה מחדש נועד לחזק את החיבורים בין לוח המעגלים לרכיבים חשמליים. לשם כך, נעשה שימוש במסוע כדי להעביר את לוח המעגלים דרך תנור הזרמה מחדש גדול. משחת ההלחמה מותכת על ידי חימום לוח ה-PCBA לכ-2500 מעלות צלזיוס במהלך התהליך. לאחר החימום בתנור, ה-PCBA הרפואי עובר דרך סדרה של מקררים, המסייעים למשחת ההלחמה להתקרר ולהתקשות, וכתוצאה מכך נוצרים חיבורים חזקים בין הרכיבים החשמליים ללוח.
חשוב לציין שבעבור PCB רפואי דו-שכבתי, תהליכי הסטנסילציה והזרימה מחדש מבוצעים בסדר מסוים. ראשית, הצד של הלוח עם פחות רכיבים חשמליים וניתן לניהול.
שלב 4: בדיקת הרכבת PCB רפואי
אנו מדגישים את הדיוק, האמינות והאופי הקריטי של מעגלים מודפסים רפואיים. לכן, מציאת יצרנים אמינים ומתקני PCBA מצוינים והבטחת הסמכת ISO 13485 היא בעלת חשיבות עליונה. גם כאשר הם עומדים בקריטריונים אלה, עדיין יש צורך לבדוק את שירותי בדיקת המעגלים המודפסים שלהם.
בנוסף לבדיקות ידניות הפועלות לאורך כל תהליך הייצור, כולל SPI ו-AOI, בדיקות פונקציונליות מבוצעות בשלב הסופי של הרכבת המעגל המודפס הרפואי. זה מבטיח שהלוח הראשי מתפקד כמצופה ועומד בסטנדרטים הגבוהים שקבעה התעשייה הרפואית.
לאחר השלמת הבדיקה, מתבצע ניקוי יסודי של לוח המעגלים כדי להסיר שאריות פוטנציאליות כגון שמן, שטף הלחמה או מזהמים אחרים. בנוסף, עקב הדרישות הספציפיות של המוצר, לקוחות עשויים להזדקק גם לתהליכים מיוחדים לייצור PCBA רפואי, כגון טיפול סטרילי, בהתבסס על סוג היישום הספציפי.
PCB רפואי מתקדם
חיבור חיבורי בצפיפות גבוהה
חיבורי מעגלים בצפיפות גבוהה (HDI Interconnect) הם אחת מטכנולוגיות הליבה לבניית מעגלים מודפסים מודרניים לציוד רפואי, שמטרתם להשיג יותר רכיבים אלקטרוניים וחיבורים בתוך שטח מוגבל על גבי המעגלים המודפסים. מעגל מודפס שנבנה באמצעות טכנולוגיה זו ידוע בשם HDI PCB. בשל התהליכים המורכבים המעורבים, כגון מסלולים עדינים, ויאסים עיוורים ויאסים קבורים, מעגלים מודפסים HDI יכולים להיות יקרים, אך הם שווים את ההשקעה.
ביישומים רפואיים מרוחקים, יש אפס סובלנות לעיכובים או הפרעות באותות. אפילו סטייה קלה של 0.1 שניות עלולה להיות מסכנת חיים עבור מטופלים. מעגל מודפס HDI ברמה רפואית מבטיח מהירות העברת אותות ומפחית בעיות תגובה שונות. יתר על כן, על ידי יישום שיפורים מסוימים בתכנון ובהנדסה, ניתן לצייד מעגלים מודפסים בעלי צפיפות גבוהה אלה ביכולת לעמוד בפני הפרעות אלקטרומגנטיות ורעש. ניתן להשיג זאת באמצעות אמצעים כמו תכנון משטחי הארקה, מיגון בין שכבות וסינון EMI.
נכון לעכשיו, רוב מכשירי סריקת CT רפואיים ומסכי א.ק.ג. רב-מודאליים נהנים מקלטי נקודה צפה אמיתיים המופעלים על ידי PCB HDI.
גָמִישׁ
לתעשייה הרפואית יש ביקוש משמעותי למעגלים מודפסים גמישים בשל יתרונותיהם כגון מזעור, חופש עיצוב וגמישות. מאפיינים אלה עונים על הדרישות של מכשור רפואי לפתרונות קלים, קומפקטיים ואמינים.
מוצרים אלקטרוניים רפואיים חייבים לעמוד בתנאים קשים בגוף האדם תוך מתן אמינות גבוהה וביצועים חשמליים, מה שהופך מעגלים גמישים לבחירה אידיאלית עבור יישומים כאלה. הם עשויים בדרך כלל מחומרים דקים וגמישים כמו פוליאימיד או פוליאסטר, מה שמאפשר להם להתכופף, לקפל או להתפתל כדי להתאים לחללים צרים או לצורות מורכבות. יתר על כן, עיצוב המעגל המודפס הגמיש יכול להתאים לשינויי טמפרטורה, לספק אטימות למים, לשמור על סטריליות ולאפשר הרכבות חוזרות מרובות.
מכשירים רפואיים שונים מסתמכים על מעגלים גמישים כמרכיבים מרכזיים שלהם, כולל קוצבי לב, דפיברילטורים, נוירוסטימולטורים, מכשירי אולטרסאונד, אנדוסקופים ועוד.
מבנה רב שכבתי
לעומת זאת, לוח PCB קשיח יכול לספק מבנה פנימי אמין יותר בהשוואה ללוח PCB גמיש, מכיוון שיצרנים יכולים להניח רכיבים על משטח יציב יותר. עם זאת, בשל חוסר היכולת שלהם להתקפל, ייתכן שהם לא יציעו את היתרון של מזעור, ולכן הם מסתמכים על היתרונות של מבנים רב-שכבתיים כדי להכיל יותר רכיבים.
במוצרים רפואיים יוקרתיים רבים, ניתן למצוא מעגלים מודפסים קשיחים (PCB) נפוצים. אלה כוללים רובוטים כירורגיים, מכשירי רנטגן, מכשירי MRI, אלקטרוקרדיוגרפים ומשאבות כימותרפיה. רוב יצרני הציוד הרפואי בוחרים במעגלים מודפסים רב-שכבתיים עבור יישומים כאלה. החומרים המשמשים למעגלים מודפסים אלה כוללים שרף אפוקסי מזכוכית, אלומיניום, קרמיקה ועוד.
בדיקות רפואיות קפדניות של PCB
תהליך הפיתוח של מכשור רפואי כולל שיקולים ודרישות נוספות מעבר למה שנדרש בדרך כלל ליצירת מעגל מודפס (PCB) שאינו קריטי. בדיקות רבות מתבצעות על ציוד רפואי, וזה יותר ממה שניתן לומר על סוגים אחרים של מעגל מודפס. זאת בעיקר בשל דרישות הבדיקה המחמירות שמוטלות על ידי גופים רגולטוריים; עם זאת, לעתים קרובות גם בדיקות פונקציונליות ובדיקות ייצור נחוצות. הבדיקות הרגולטוריות הנדרשות עבור מכשור רפואי נופלות בדרך כלל לאחת משתי קטגוריות עיקריות:
● ציוד רפואי המעביר אנרגיה אל מטופל או ממנו, או מזהה אנרגיה המועברת אל מטופל או ממנו, הוא המוקד של תקן IEC 60601-1.
● ציוד רפואי שאינו מחובר ישירות למטופל, כגון זה המשמש במעבדה, נופל תחת תקן IEC 61010-1
המידע לעיל מציג את המומחיות של RICH PCBA בייצור והרכבת מעגלים מודפסים רפואיים. אם אתם מכירים במומחיות שלנו, אנא אל תהססו לפנות אלינו בדוא"ל. אנו נענה לפנייתכם בהקדם ונספק לכם הצעת מחיר משתלמת ל-PCBA.
מוקד הפרויקט
אמינותם של יישומי מעגלים מודפסים רפואיים היא קריטית, בין אם הם משמשים בחדר הניתוח או במעבדה. אין מקום לתקלות או ביצועים שגויים של ציוד בתחום הרפואי. לכן, הפרקטיקות הבאות חיוניות ליצירת מעגל מודפס לשימוש במכשירים רפואיים:
● תכנון המעגל המודפס (PCB) צריך לקחת בחשבון את הדרישות הספציפיות של המכשיר הרפואי, כולל מספר הרכיבים, גודל המעגל ודרישות ניהול התרמי.
● חיוני למקם את הרכיבים בזהירות ולנתב את המסלולים כראוי כדי להבטיח לוח מוצלח.
● בחירת רכיבים היא קריטית ביצירת מכשירים רפואיים אמינים. חשוב למצוא את הרכיבים הטובים ביותר העונים על הדרישות הספציפיות של המכשיר הרפואי, והם אמינים, עמידים ובעלי אורך חיים ארוך.
● בחרו מפעל מקצועי להרכבת מעגלים מודפסים רפואיים או חברה עם ניסיון שירות בתעשייה הרפואית ומוניטין טוב כדי להבטיח את איכות שירותי הרכבת המעגלים המודפסים.
● השימוש בהרכבת PCB ללא עופרת נחשב לשיטה יעילה, ובחירת חברה המקדישה את עצמה לקיימות יכולה להביא יתרונות בלתי צפויים לפרויקט שלכם.
● תהליך ניקוי המעגלים המודפסים (PCB) חשוב במיוחד באלקטרוניקה רפואית. בעוד שמטרת הניקוי היא בדרך כלל למנוע קצרים הנגרמים מכתמים על פני השטח במהלך השימוש, בציוד רפואי, שאריות חומרי ניקוי עלולות לפגוע בחולים.
● מעגלים חשמליים מורכבים חייבים לעבור בדיקה ובדיקה יסודית כדי להבטיח שהם עומדים בתקנים הנדרשים לאמינות, ביצועים ובטיחות.
● כדי להבטיח שהפרעות אלקטרומגנטיות (EMI) לא ישפיעו על המעגל המודפס הרפואי, על המהנדסים לעיין בתקני EMI שונים.