의료용 PCB 제조
설계부터 조립까지
의료용 PCB는 의료 산업에서 사용되는 특수한 유형의 PCB입니다. 중국 의료 산업이 전통 한의학에서 서양 의학으로 전환됨에 따라 의료 전자 기기에 대한 수요가 급격히 증가했습니다. 이러한 추세는 중국의 의료용 PCB 제조 및 조립 기술 발전을 촉진했으며, 그 결과 RICH PCBA는 신뢰할 수 있는 의료 장비 PCBA 제조업체로 자리매김하게 되었습니다. RICH PCBA에서 생산하는 의료용 회로는 초음파 기기, 환자 모니터링 장비, 의료 영상 시스템 등 정밀하고 안정적인 전자 제어가 필요한 다양한 의료 기기에 널리 사용됩니다. 이러한 PCBA는 의료 장비의 전자 기능을 제어하고 조절하는 데 중요한 역할을 합니다.
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최고 수준의 의료용 PCB/PCBA 제조업체를 찾고 계신다면 RICH PCBA가 정답입니다. 의료용 전자제품은 인체 건강과 직결되는 만큼 엄격한 안전 및 신뢰성 기준을 충족해야 합니다. 특히 이식형 의료기기는 더욱 높은 정확성과 안정성을 요구하기 때문에 열악한 의료 환경을 견딜 수 있도록 설계되어야 하며, 제조 과정에서 더욱 철저한 테스트를 거쳐야 하고, 조립 시 부품 납땜 품질 관리에도 만전을 기해야 합니다.
● 빠른 처리
● 턴키 PCBA
● 세미 턴키 방식
● BGA 어셈블리
● 프로토타입 제작
● 일괄 생산
● 저렴한
● 중국
어떤 의료용 전자 PCB가 생산되었습니까?
코로나19 팬데믹 발생 이후 전 세계 의료 전자제품 수요는 높은 수준을 유지하고 있습니다. 이러한 상황 속에서 RICH PCBA는 의료 업계로부터 많은 문의를 받고 있습니다. 현재 저희가 생산하는 의료용 PCBA의 대부분은 전자식 이마 체온계용이지만, CT 스캐너, 수술등 등 다양한 의료기기용 PCBA도 생산하고 있습니다. 아래는 저희가 고객에게 제공할 수 있는 의료 제품용 PCBA의 몇 가지 예시입니다.
● 심장박동기
● 제세동기
● 호흡기
● 간호 모니터
● 전동 휠체어
● 디지털 영양 펌프
● MRI 장비
● 환자 찾기
● 인공와우
● 스캐닝 기술
● 제어 시스템
● 인슐린 펌프
의료용 PCB 제조
1단계: 디자인 이미지
이 단계에서 의료용 PCB 제조 공장이 공정에 참여하여 플로터 프린터를 사용하여 회로 기판 설계 파일을 필름으로 변환하는데, 이 필름은 회로도의 사진 네거티브 역할을 합니다.
PCB를 인쇄할 때 내부 레이어에는 두 가지 색상의 잉크가 나타납니다.
● 검은색 잉크는 PCB 상의 구리 배선과 회로를 나타냅니다.
● 유리섬유 바탕처럼 투명한 잉크는 비전도성 PCB 부품을 나타냅니다.
외부층은 다음과 같습니다:
● 투명 잉크로 표시된 구리 통로.
● 구리가 부식될 부분은 검은색 잉크로 표시되어 있습니다.
2단계: 내부 레이어 인쇄 구리
이 단계에서는 의료용 PCB의 내부 회로를 제작하여 서로 다른 층에 전도성 경로를 구축합니다. 프로젝트에 더 복잡한 다층 의료용 PCB가 필요한 경우, 모든 내부 회로가 인쇄 및 에칭될 때까지 이 단계를 반복해야 합니다. 마지막으로, 회로들을 정렬하고 적층하여 완전한 내부 층을 형성합니다. 구체적인 작업 과정은 다음과 같습니다.
1. 유리섬유 기판의 양면에 구리층을 접착합니다.
2. 얇은 필름을 구리층에 맞춰 정렬한 후 위에 올려놓습니다.
3. 자외선(UV)을 쬐어 아래쪽 구리를 경화시키고 보호하십시오.
4. 화학 용액을 사용하여 회로 기판을 현상하고, 경화되지 않은 투명 잉크를 제거하여 구리 패턴과 회로를 남깁니다.
5. 필름에 검은색 잉크를 사용하여 불필요한 부분의 구리만 에칭되도록 하여 과도한 구리 호일을 제거합니다.
3단계: 서로 다른 레이어 결합하기
필요한 모든 내부 레이어가 에칭, 인쇄 및 라미네이션 과정을 거쳐 청결도를 확보한 후, 각 레이어를 결합하여 완전한 인쇄 회로 기판을 만들어야 합니다. 이 과정에는 내부 레이어를 연결하기 위한 드릴링 작업이 포함됩니다. 대부분의 제조업체는 전통적인 CNC 드릴링 방식을 사용하는데, 이는 높은 정밀도가 요구되는 의료용 PCB에는 적합하지 않을 수 있습니다.
예를 들어 의료용 심장박동기 PCB를 생각해 보면, 일반적인 기기에도 100개가 넘는 드릴 구멍이 있을 수 있는데, 더욱 정교한 기기는 말할 것도 없습니다. 제조에 필요한 시간은 어려움의 한 측면에 불과합니다. 훨씬 더 중요한 것은 사소한 오차라도 조립 불량으로 이어질 수 있다는 점입니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 RICH PCBA는 광학 드릴링 머신과 레이저 드릴링 공정을 활용하여 정밀 드릴링을 구현합니다. 이 공정에는 핀을 정렬 홀에 삽입하여 내층과 외층을 정렬하는 장비가 포함되며, 이를 통해 스루홀 PCB 조립 시 PTH(Public-Through Hole)의 효율성을 보장합니다.
4단계: 외부 레이어 이미징
PCB 제조 공정에서 외층 이미징은 매우 중요한 단계입니다. PCB 의료 패널에는 또 다른 포토레지스트가 도포되는데, 이는 PCB 설계 이미지를 보드 외면의 구리층에 전사하는 과정입니다. 하지만 이미징 단계에서는 포토레지스트가 외층에만 도포됩니다. 이 공정은 청정하고 안전한 환경에서 진행됩니다.
이미징 공정은 이미지 전송을 방해할 수 있는 먼지나 이물질이 없도록 구리 표면을 세척하는 것으로 시작됩니다. 핀은 검정 잉크 투명 시트를 제자리에 고정하여 움직이지 않도록 하는 데 사용됩니다. 포토레지스트로 코팅된 PCB 의료 패널은 황색실로 이동합니다. 자외선(UV)을 쬐어 포토레지스트를 경화시키고, 검정 잉크로 덮인 경화되지 않은 레지스트 부분을 제거합니다.
5단계: 외부층 에칭
이 과정에서 외층에 속하지 않는 구리는 모두 제거되고, 전기 도금을 통해 추가적인 구리층이 형성됩니다. 초기 구리 도금 후에는 중요한 구리 영역을 보호하기 위해 전기 도금된 주석이 사용됩니다. 외층 에칭이 완료되면, 패널은 AOI 검사를 거쳐 복잡한 회로를 포함하는 의료용 미용 PCB 기판조차도 필요한 사양을 충족하는지 확인합니다.
6단계: 솔더 마스크 및 실크스크린
회로 제조가 완료되면 의료용 인쇄 회로 기판의 외부층을 보호하고 회사 ID, 제조업체 로고, 기호, 부품 식별자, 핀 위치 표시자 및 기타 주요 표시 또는 특징과 같은 실크스크린 인쇄 세부 정보를 적용하기 위해 솔더 마스크를 도포합니다. 이 과정은 다음과 같습니다.
1. 의료용 PCB 패널을 청소하여 오염 물질을 제거합니다.
2. 회로기판 표면에 에폭시 수지 잉크와 솔더 마스크 필름을 도포합니다.
3. 솔더 마스크 층에서 납땜이 필요하지 않은 부분을 자외선에 노출시켜 경화시킵니다.
4. 마스킹이 필요 없는 부분을 제거하고 기판을 오븐에 넣어 솔더 마스크 층을 경화시킵니다.
5. 잉크젯 프린터를 사용하여 정보를 칠판에 직접 인쇄합니다.
7단계: 표면 마감
고객의 요구에 따라 완성된 의료용 PCB에 표면 마감 처리를 적용해야 할 수도 있는데, 이는 기판 표면에 전도성 물질을 코팅하는 것을 의미합니다.
의료용 PCB 조립
1단계: 솔더 페이스트 스텐실링
솔더 페이스트 스텐실링 기술은 PCB 조립 공정의 첫 번째 단계입니다. 이 단계에서는 PCB 스텐실을 사용하여 회로 기판을 덮어 부품이 장착될 부분만 보이도록 합니다. 이렇게 하면 부품이 배치될 기판 영역에만 솔더 페이스트를 쉽게 도포할 수 있습니다.
이 과정을 위해 기계 장치를 사용하여 기판과 솔더 스텐실을 제자리에 고정합니다. 그 후, 도포기를 사용하여 미리 정해진 위치에 솔더 페이스트를 도포합니다. 솔더 페이스트는 노출된 모든 영역에 고르게 도포됩니다. 이 단계가 완료되면 스텐실을 제거하고, 솔더 페이스트는 해당 위치에 남게 됩니다.
2단계: “선택하고 놓기” 게임
많은 의료용 전자 기기는 인체에 이식되거나 민감한 장기에 착용됩니다. 이러한 기기가 단락이나 과열 등의 오작동을 일으키면 환자에게 2차적인 손상을 초래할 수 있습니다. 따라서 정밀한 장비를 사용하여 부품을 지정된 위치에 정확하게 배치하는 것이 매우 중요합니다.
인공와우나 인공안구와 같은 이식형 의료 전자 장치는 일반적으로 내부 구조에 많은 전자 부품을 포함합니다. 그러나 소형 장치는 부품 선택 및 배치 과정에서 어려움을 야기하며, 정밀도를 유지하기가 더욱 까다롭습니다. 의료용 인공와우용 PCB 조립에 필요한 높은 정밀도를 달성하기 위해 RICH PCBA는 로봇 장비를 사용합니다. 로봇은 표면 실장 부품을 회로 기판에 선택하고 장착하는 역할을 담당하며, 장착 메커니즘을 통해 부품이 솔더 페이스트 위에 정확하게 배치되도록 합니다.
3단계: 리플로우 납땜
리플로우 솔더링 공정은 회로 기판과 전기 부품 간의 연결을 강화하기 위해 고안되었습니다. 이를 위해 컨베이어 벨트를 사용하여 회로 기판을 대형 리플로우 오븐 내부로 이동시킵니다. 이 과정에서 PCBA 기판을 약 2500도까지 가열하여 솔더 페이스트를 녹입니다. 오븐에서 가열된 후, 의료용 PCBA는 일련의 냉각기를 통과하면서 솔더 페이스트가 냉각되고 경화되어 전기 부품과 기판 사이에 강력한 연결이 형성됩니다.
이중 레이어 의료용 PCB의 경우 스텐실링 및 리플로우 공정이 특정 순서로 진행된다는 점에 유의해야 합니다. 전기 부품 수가 적고 다루기 쉬운 쪽부터 먼저 작업이 완료됩니다.
4단계: 의료용 PCB 조립 테스트
의료용 회로기판의 정밀성, 신뢰성 및 중요성을 강조합니다. 따라서 신뢰할 수 있는 제조업체와 우수한 PCBA(회로기판 조립) 시설을 찾고 ISO 13485 인증을 확보하는 것이 매우 중요합니다. 이러한 기준을 충족하더라도 PCB 테스트 서비스에 대한 추가 검사가 필요합니다.
SPI 및 AOI를 포함한 생산 공정 전반에 걸친 수동 검사 외에도, 의료용 PCB 조립의 최종 단계에서 기능 테스트가 수행됩니다. 이를 통해 메인보드가 예상대로 작동하고 의료 산업에서 요구하는 높은 기준을 충족하는지 확인합니다.
테스트가 완료되면 회로 기판에 남아 있을 수 있는 오일, 납땜 플럭스 또는 기타 오염 물질을 제거하기 위해 철저한 세척 작업을 진행합니다. 또한, 제품의 특정 요구 사항에 따라 고객은 특정 용도에 맞춰 무균 처리와 같은 의료용 PCBA 생산을 위한 특수 공정이 필요할 수 있습니다.
고급 의료용 PCB
고밀도 상호 연결
고밀도 인터커넥트(HDI)는 제한된 PCB 공간 내에 더 많은 전자 부품과 연결을 구현하기 위해 개발된 최신 의료기기 PCB의 핵심 기술 중 하나입니다. 이 기술로 제작된 회로 기판을 HDI PCB라고 합니다. 미세한 트레이스, 블라인드 비아, 매몰 비아와 같은 복잡한 공정으로 인해 HDI PCB는 고가일 수 있지만, 투자 가치가 충분합니다.
원격 의료 애플리케이션에서는 신호 지연이나 중단이 절대 허용되지 않습니다. 0.1초의 아주 작은 오차라도 환자의 생명을 위협할 수 있습니다. 의료용 고밀도 PCB(HDI PCB)는 신호 전송 속도를 보장하고 다양한 응답 문제를 완화합니다. 또한, 특정 설계 및 엔지니어링 개선을 통해 이러한 고밀도 회로 기판은 전자기 간섭 및 노이즈에 대한 저항력을 갖출 수 있습니다. 이는 접지면 설계, 층간 차폐 및 EMI 필터링과 같은 조치를 통해 달성할 수 있습니다.
현재 대부분의 의료용 CT 스캐닝 장치와 다중 모드 생리 및 심전도(ECG) 모니터는 HDI PCB에서 지원하는 진정한 부동 소수점 입력의 이점을 누리고 있습니다.
유연한
의료 산업에서는 소형화, 설계 자유도, 유연성 등의 장점으로 인해 플렉서블 PCB에 대한 수요가 매우 높습니다. 이러한 특성은 경량화, 소형화, 신뢰성을 요구하는 의료 기기의 요구 사항을 충족합니다.
의료용 전자 제품은 인체 내부의 가혹한 환경을 견뎌내면서 높은 신뢰성과 전기적 성능을 제공해야 하므로, 유연 회로 기판은 이러한 용도에 이상적인 선택입니다. 유연 회로 기판은 일반적으로 폴리이미드나 폴리에스터와 같은 얇고 유연한 소재로 만들어져 좁은 공간이나 복잡한 형태에 맞춰 구부리거나 접거나 비틀 수 있습니다. 또한, 유연 PCB는 온도 변화에 적응하고 방수 기능을 제공하며 멸균 상태를 유지하고 여러 번 재조립할 수 있도록 설계되었습니다.
심박 조율기, 제세동기, 신경 자극기, 초음파 기기, 내시경 등 다양한 의료 기기의 핵심 부품으로 유연 회로가 사용됩니다.
다층 구조
반면, 경질 PCB는 연질 PCB에 비해 더욱 안정적인 내부 구조를 제공할 수 있습니다. 제조업체는 부품을 보다 안정적인 플랫폼에 배치할 수 있기 때문입니다. 그러나 경질 PCB는 접을 수 없으므로 소형화의 이점을 누릴 수 없으며, 따라서 더 많은 부품을 수용하기 위해 다층 구조의 장점을 활용합니다.
고급 의료기기에는 일반적으로 경질 PCB가 많이 사용됩니다. 이러한 제품에는 수술 로봇, X선 촬영기, MRI 장비, 심전도계, 항암제 펌프 등이 있습니다. 대부분의 의료기기 제조업체는 이러한 용도에 다층 PCB를 선택합니다. 이러한 PCB에 사용되는 재료로는 유리 에폭시 수지, 알루미늄, 세라믹 등이 있습니다.
엄격한 의료용 PCB 테스트
의료기기 개발 과정에는 일반적인 비필수 PCB 제작에 필요한 것 이상의 추가적인 고려 사항과 요구 사항이 포함됩니다. 의료기기는 다른 종류의 PCB에 비해 훨씬 더 많은 테스트를 거칩니다. 이는 주로 규제 기관에서 요구하는 엄격한 테스트 요건 때문이지만, 기능 테스트 및 생산 테스트 또한 필수적인 경우가 많습니다. 의료기기에 필요한 규제 테스트는 일반적으로 크게 두 가지 범주로 나뉩니다.
● 환자에게 에너지를 전달하거나 환자로부터 에너지를 수신하는 의료기기 또는 환자에게 전달되거나 환자로부터 수신되는 에너지를 감지하는 의료기기가 IEC 표준 60601-1의 주요 내용입니다.
● 실험실에서 사용되는 장비와 같이 환자에게 직접 연결되지 않는 의료 장비는 IEC 61010-1의 적용을 받습니다.
위 정보는 RICH PCBA의 의료용 PCB 제조 및 조립 분야 전문성을 보여줍니다. 당사의 전문성에 만족하신다면 언제든지 이메일로 문의해 주십시오. 신속하게 답변드리고 합리적인 PCBA 견적을 제공해 드리겠습니다.
프로젝트의 초점
의료용 PCB의 신뢰성은 수술실이나 실험실 등 어디에서 사용되든 매우 중요합니다. 의료 분야에서는 장비의 오작동이나 잘못된 작동은 용납될 수 없습니다. 따라서 의료 기기용 회로 기판을 제작할 때는 다음과 같은 사항을 반드시 준수해야 합니다.
● PCB 설계는 부품 수, 보드 크기, 열 관리 요구 사항 등 의료 기기의 특정 요구 사항을 고려해야 합니다.
● 보드 제작의 성공을 위해서는 부품 배치를 신중하게 하고 회로 배선을 올바르게 하는 것이 필수적입니다.
● 부품 선정은 신뢰할 수 있는 의료기기를 제작하는 데 매우 중요합니다. 의료기기의 특정 요구 사항을 충족하고 신뢰성, 내구성 및 긴 수명을 갖춘 최적의 부품을 찾는 것이 중요합니다.
● 의료용 PCB 조립 서비스의 품질을 보장하기 위해 전문 의료용 PCB 조립 공장 또는 의료 산업 서비스 경험과 좋은 평판을 가진 회사를 선택하십시오.
● 무연 PCB 조립은 효율적인 방식으로 여겨지며, 지속가능성에 전념하는 회사를 선택하면 프로젝트에 예상치 못한 이점을 가져다줄 수 있습니다.
● PCB 세척 공정은 의료 전자 기기에서 특히 중요합니다. 세척의 일반적인 목적은 사용 중 표면 오염으로 인한 단락을 방지하는 것이지만, 의료 기기에서는 잔류 세척제가 환자에게 해를 끼칠 수 있습니다.
● 조립된 회로기판은 신뢰성, 성능 및 안전에 대한 필수 기준을 충족하는지 확인하기 위해 철저한 검사 및 테스트를 거쳐야 합니다.
● 전자기 간섭(EMI)이 의료용 PCB에 영향을 미치지 않도록 하려면 엔지니어는 다양한 EMI 표준을 참조해야 합니다.