Fabricação de PCBs para uso médico
Do projeto à montagem
A placa de circuito impresso médica (PCB médica) é um tipo específico de PCB utilizada na indústria médica. Com a transição da indústria médica chinesa da medicina tradicional chinesa para a medicina ocidental, a demanda por eletrônicos médicos aumentou drasticamente. Isso impulsionou o desenvolvimento da tecnologia de fabricação e montagem de PCBs médicas na China, tornando a RICH PCBA uma fabricante confiável de PCBs para equipamentos médicos. Os circuitos médicos produzidos pela RICH PCBA são amplamente utilizados em diversos dispositivos médicos, incluindo aparelhos de ultrassom, equipamentos de monitoramento de pacientes, sistemas de imagem médica e outros dispositivos que exigem controle eletrônico preciso e confiável. Essas PCBs desempenham um papel crucial no controle e na regulação das funções eletrônicas dos equipamentos médicos.
Solicite um orçamento para montagem de placas de circuito impresso (PCB) para equipamentos médicos da RICH PCBA.
Se você busca um fabricante de PCBs/PCBA de alta qualidade para o setor médico, a RICH PCBA é a escolha ideal. Como os componentes eletrônicos médicos estão diretamente relacionados à saúde humana, eles devem atender a rigorosos padrões de segurança e confiabilidade. Além disso, alguns dispositivos eletrônicos médicos implantáveis exigem maior precisão e estabilidade, necessitando, portanto, de projetos que suportem ambientes médicos severos. Isso envolve testes mais rigorosos na fabricação e garante a qualidade da soldagem dos componentes durante a montagem, entre outros aspectos.
● Entrega rápida
● PCBA completo
● Semi-chave na mão
● Montagem BGA
● Prototipagem
● Produção em lotes
● Barato
● China
Quais placas de circuito impresso (PCB) eletrônicas médicas foram produzidas?
Desde o início da pandemia de COVID-19, a demanda global por eletrônicos médicos permanece alta. Nesse contexto, a RICH PCBA tem recebido muitas solicitações da indústria médica. Atualmente, a maior parte das placas de circuito impresso (PCBA) para dispositivos médicos que produzimos são destinadas a termômetros eletrônicos de testa. No entanto, também fabricamos PCBA para outros dispositivos médicos, como tomógrafos computadorizados, luzes cirúrgicas e uma variedade de outros produtos. A seguir, alguns exemplos de PCBA para produtos médicos que podemos fornecer aos nossos clientes:
● Marcapassos
● Desfibriladores
● Respiradores
● Monitor de Enfermagem
● Cadeira de rodas elétrica
● Bombas de Nutrição Digitais
● Equipamento de ressonância magnética
● Localizador de Pacientes
● Implantes cocleares
● Tecnologia de digitalização
● Sistemas de Controle
● Bombas de insulina
Fabricação de PCBs para uso médico
Etapa 1: Projetar imagens
Nessa etapa, a fábrica de fabricação de PCBs para uso médico entra em cena e utiliza uma impressora plotter para converter os arquivos de projeto das placas de circuito em filmes, que servem como negativos fotográficos do diagrama.
Quando a placa de circuito impresso é impressa, as camadas internas exibem duas cores de tinta:
● A tinta preta representa as trilhas de cobre e os circuitos na placa de circuito impresso.
● A tinta transparente, assim como a base de fibra de vidro, representa as partes não condutoras da placa de circuito impresso.
A camada externa possui:
● Caminhos de cobre exibidos por tinta transparente.
● A área onde o cobre será removido por corrosão é indicada por tinta preta.
Etapa 2: Camada interna de cobre impresso
Esta etapa envolve a fabricação dos circuitos da camada interna para placas de circuito impresso médicas, estabelecendo caminhos condutores em diferentes camadas. Se o seu projeto exigir uma placa de circuito impresso médica multicamadas mais complexa, esta etapa deve ser repetida até que todos os circuitos da camada interna sejam impressos e gravados. Finalmente, eles são alinhados e laminados para formar uma camada interna completa. As operações específicas são as seguintes:
1. Aplique camadas de cobre em cada lado do substrato de fibra de vidro.
2. Alinhe uma película fina com as camadas de cobre e coloque-a por cima.
3. Utilize a exposição à luz ultravioleta (UV) para curar e proteger o cobre subjacente.
4. Utilize uma solução química para revelar a placa de circuito impresso, removendo a tinta transparente não curada e deixando para trás as trilhas de cobre e os circuitos.
5. Faça a corrosão para remover o excesso de folha de cobre, utilizando tinta preta sobre a película, garantindo que apenas o cobre em áreas indesejadas seja removido.
Etapa 3: Combinando diferentes camadas
Após todas as camadas internas necessárias passarem por processos de corrosão, impressão e laminação, garantindo a limpeza, as diferentes camadas precisam ser unidas para formar uma placa de circuito impresso completa. Isso envolve o processo de furação para conectar as camadas internas. A maioria dos fabricantes utiliza furação CNC tradicional, que pode não ser suficiente para placas de circuito impresso médicas com requisitos de alta precisão.
Tomemos como exemplo as placas de circuito impresso (PCBs) de marca-passos médicos, onde mesmo os dispositivos mais comuns podem ter mais de cem furos, sem falar nos instrumentos mais sofisticados. O tempo necessário para a fabricação é apenas um aspecto do desafio; o que é ainda mais crítico é que qualquer pequeno desvio pode levar a falhas na montagem.
Para enfrentar esse desafio, a RICH PCBA utiliza máquinas de perfuração óptica e processos de perfuração a laser para obter perfuração de precisão. Isso envolve uma máquina que insere pinos através de furos de alinhamento para alinhar as camadas interna e externa, garantindo a eficácia da perfuração com furos passantes (PTH) durante a montagem da placa de circuito impresso (PCB).
Etapa 4: Imagem da Camada Externa
A impressão da camada externa é uma etapa crucial no processo de fabricação de PCBs. Outro fotorresiste é aplicado ao painel médico da PCB, o que envolve a transferência de uma imagem do projeto da PCB para as camadas de cobre na superfície externa da placa. No entanto, para a impressão, o fotorresiste é aplicado apenas na camada externa. O processo ocorre em uma área limpa e segura.
O processo de imagem começa com a limpeza da superfície de cobre para garantir que não haja sujeira ou detritos que possam interferir na transmissão da imagem. Pinos são usados para manter as folhas de transparência com tinta preta no lugar e evitar que se desalinhem. Após ser revestida com um fotorresiste, a placa de circuito impresso (PCB) para uso médico é levada para a câmara amarela. O jato de luz UV endurece o fotorresiste e a camada não endurecida, coberta pela tinta preta, é removida.
Etapa 5: Gravação da camada externa
Durante esse processo, qualquer cobre que não pertença à camada externa é removido, e uma camada adicional de cobre é adicionada por meio de galvanoplastia. O estanho galvanizado é usado para proteger áreas críticas de cobre após o banho inicial de cobre. Uma vez concluída a corrosão da camada externa, o painel pode ser submetido a verificações de inspeção óptica automatizada (AOI) para garantir que até mesmo placas de circuito impresso (PCBs) com aplicações médicas e estéticas, com circuitos complexos, atendam às especificações necessárias.
Etapa 6: Máscara de solda e serigrafia
Após a conclusão da fabricação do circuito, uma máscara de solda é aplicada para proteger a camada externa da placa de circuito impresso médica e para aplicar detalhes de serigrafia, como identificação da empresa, logotipos do fabricante, símbolos, identificadores de componentes, localizadores de pinos e outras marcações ou características importantes. O processo envolve:
1. Limpeza do painel de circuito impresso médico para remover quaisquer contaminantes.
2. Aplicar tinta de resina epóxi e película de máscara de solda na superfície da placa de circuito impresso.
3. Exposição à luz UV para curar as áreas da camada de máscara de solda onde a soldagem não é necessária.
4. Remover as áreas que não precisam de mascaramento e colocar a placa em um forno para solidificar a camada de máscara de solda.
5. Utilizar uma impressora jato de tinta para imprimir diretamente as informações detalhadas no quadro.
Etapa 7: Acabamento da superfície
Dependendo das necessidades do cliente, pode ser necessário aplicar um acabamento superficial à placa de circuito impresso médica finalizada, o que envolve a aplicação de uma camada de material condutor na superfície da placa.
Montagem de PCB para uso médico
Etapa 1: Aplicação do estêncil na pasta de solda
A técnica de estêncil para pasta de solda é a primeira etapa do processo de montagem de placas de circuito impresso (PCBs). Nessa etapa, um estêncil é usado para cobrir a placa de circuito impresso, de forma que apenas a porção da placa onde os componentes serão montados fique visível. Isso facilita a aplicação da pasta de solda somente nas áreas da placa onde os componentes serão colocados.
Um dispositivo mecânico é usado para manter a placa e o estêncil de solda no lugar, permitindo que isso seja feito. Em seguida, um aplicador é usado para depositar a pasta de solda em locais predeterminados. A pasta de solda é aplicada uniformemente sobre todas as áreas expostas. Uma vez concluída esta etapa, o estêncil é removido e a pasta de solda permanece nos locais apropriados.
Etapa 2: Um jogo de "escolha e coloque"
Muitos dispositivos eletrônicos médicos são implantados no corpo humano ou utilizados em órgãos sensíveis. Se esses dispositivos apresentarem mau funcionamento, como curto-circuito ou queima, podem causar danos secundários ao paciente. Portanto, é crucial posicionar os componentes com precisão nos locais designados, utilizando equipamentos de alta precisão.
Dispositivos eletrônicos médicos implantáveis, como implantes cocleares e globos oculares artificiais, geralmente possuem muitos componentes eletrônicos em sua estrutura interna. No entanto, dispositivos menores apresentam desafios no processo de seleção e posicionamento, dificultando a manutenção da precisão. Para alcançar a alta precisão necessária na montagem de placas de circuito impresso (PCBs) para implantes cocleares, a RICH PCBA utiliza equipamentos robóticos. Os robôs são responsáveis por selecionar e montar componentes de montagem em superfície (SMD) nas placas de circuito impresso, garantindo que os componentes sejam posicionados com precisão sobre a pasta de solda com o mecanismo de montagem.
Etapa 3: Refusão da Soldagem
O processo de soldagem por refluxo foi projetado para fortalecer as conexões entre a placa de circuito impresso e os componentes elétricos. Para isso, uma esteira transportadora leva a placa de circuito impresso através de um grande forno de refluxo. A pasta de solda é derretida pelo aquecimento da placa de circuito impresso a cerca de 2500 graus Celsius durante o processo. Após ser aquecida no forno, a placa de circuito impresso para uso médico passa por uma série de resfriadores, que ajudam a pasta de solda a esfriar e endurecer, resultando em conexões fortes entre os componentes elétricos e a placa.
É importante observar que, para placas de circuito impresso (PCBs) médicas de dupla camada, os processos de estêncil e refluxo são realizados em uma ordem específica. O lado da placa com menos componentes elétricos, e de mais fácil manuseio, é concluído primeiro.
Etapa 4: Teste de montagem de placa de circuito impresso médica
Enfatizamos a precisão, a confiabilidade e a natureza crítica das placas de circuito impresso médicas. Portanto, encontrar fabricantes confiáveis e excelentes instalações de montagem de placas de circuito impresso (PCBA) e garantir que possuam a certificação ISO 13485 é de suma importância. Mesmo quando atendem a esses critérios, ainda é necessário inspecionar seus serviços de teste de PCB.
Além das inspeções manuais realizadas ao longo de todo o processo de produção, incluindo SPI e AOI, os testes funcionais são realizados na etapa final de montagem da placa de circuito impresso (PCB) para dispositivos médicos. Isso garante que a placa principal funcione conforme o esperado e atenda aos altos padrões estabelecidos pela indústria médica.
Após a conclusão dos testes, é realizada uma limpeza completa da placa de circuito impresso para remover quaisquer resíduos, como óleo, fluxo de solda ou outros contaminantes. Além disso, devido aos requisitos específicos do produto, os clientes podem precisar de processos especializados para a produção de placas de circuito impresso para uso médico, como o manuseio estéril, dependendo do tipo de aplicação.
Placa de circuito impresso médica de alta qualidade
Interconexão de Alta Densidade
A interconexão de alta densidade (HDI, na sigla em inglês) é uma das tecnologias essenciais para a construção de placas de circuito impresso (PCBs) de equipamentos médicos modernos, com o objetivo de acomodar mais componentes eletrônicos e conexões em um espaço limitado na placa. Uma placa de circuito impressa construída com essa tecnologia é conhecida como PCB HDI. Devido aos processos complexos envolvidos, como trilhas finas, vias cegas e vias enterradas, as PCBs HDI podem ser caras, mas o investimento vale a pena.
Em aplicações médicas remotas, a tolerância a atrasos ou interrupções de sinal é zero. Mesmo um desvio mínimo de 0,1 segundo pode ser fatal para os pacientes. As placas de circuito impresso HDI de grau médico garantem a velocidade de transmissão do sinal e mitigam diversos problemas de resposta. Além disso, com a implementação de certas melhorias de projeto e engenharia, essas placas de circuito de alta densidade podem adquirir a capacidade de resistir a interferências e ruídos eletromagnéticos. Isso pode ser alcançado por meio de medidas como planejamento do plano de aterramento, blindagem entre camadas e filtragem EMI.
Atualmente, a maioria dos dispositivos médicos de tomografia computadorizada e monitores multimodais fisiológicos e de eletrocardiograma (ECG) se beneficiam das entradas de ponto flutuante reais possibilitadas pela placa de circuito impresso HDI.
Flexível
A indústria médica apresenta uma demanda significativa por PCBs flexíveis devido às suas vantagens, como miniaturização, liberdade de design e flexibilidade. Essas características atendem aos requisitos de dispositivos médicos que exigem soluções leves, compactas e confiáveis.
Os produtos eletrônicos médicos devem suportar as condições extremas do corpo humano, oferecendo alta confiabilidade e desempenho elétrico, o que torna os circuitos flexíveis a escolha ideal para essas aplicações. Geralmente, são fabricados com materiais finos e flexíveis, como poliimida ou poliéster, permitindo que se dobrem, dobrem ou torçam para se adaptarem a espaços reduzidos ou formatos complexos. Além disso, o design de PCBs flexíveis permite acomodar variações de temperatura, oferece impermeabilização, mantém a esterilidade e possibilita múltiplas remontagens.
Diversos dispositivos médicos dependem de circuitos flexíveis como componentes principais, incluindo marca-passos, desfibriladores, neuroestimuladores, aparelhos de ultrassom, endoscópios e muitos outros.
Estrutura multicamadas
Em contrapartida, as placas de circuito impresso rígidas podem oferecer uma estrutura interna mais confiável em comparação com as placas de circuito impresso flexíveis, já que os fabricantes podem posicionar os componentes em uma plataforma mais estável. No entanto, devido à sua incapacidade de serem dobradas, elas podem não oferecer a vantagem da miniaturização e, portanto, dependem dos benefícios das estruturas multicamadas para acomodar mais componentes.
Em muitos produtos médicos de alta tecnologia, é comum encontrar PCBs rígidos. Isso inclui robôs cirúrgicos, máquinas de raio-X, equipamentos de ressonância magnética, eletrocardiógrafos e bombas de quimioterapia. A maioria dos fabricantes de equipamentos médicos opta por PCBs multicamadas para essas aplicações. Os materiais usados para esses PCBs incluem resina epóxi de vidro, alumínio, cerâmica e outros.
Testes rigorosos de PCBs para uso médico
O processo de desenvolvimento de dispositivos médicos inclui considerações e requisitos adicionais que vão além do que geralmente é exigido para a criação de placas de circuito impresso (PCBs) não críticas. Muitos testes são realizados em equipamentos médicos, em comparação com outros tipos de PCBs. Isso se deve principalmente aos rigorosos requisitos de teste impostos por agências reguladoras; no entanto, testes funcionais e de produção também costumam ser necessários. Os testes regulatórios exigidos para dispositivos médicos geralmente se enquadram em uma das duas categorias principais:
● Os equipamentos médicos que transferem energia para ou de um paciente, ou que detectam a energia transmitida para ou de um paciente, são o foco da norma IEC 60601-1.
● Equipamentos médicos não conectados diretamente a um paciente, como os utilizados em laboratório, estão abrangidos pela norma IEC 61010-1.
As informações acima demonstram a expertise da RICH PCBA na fabricação e montagem de PCBs para o setor médico. Se você reconhece nossa competência, não hesite em nos contatar por e-mail. Responderemos prontamente à sua solicitação e forneceremos um orçamento acessível para a fabricação de PCBA.
Foco do Projeto
A confiabilidade das placas de circuito impresso (PCBs) para uso médico é crucial, seja em salas de cirurgia ou laboratórios. Na área médica, não há espaço para mau funcionamento ou desempenho incorreto dos equipamentos. Portanto, as seguintes práticas são essenciais para a criação de uma placa de circuito impresso para uso em dispositivos médicos:
● O projeto da placa de circuito impresso (PCB) deve levar em consideração os requisitos específicos do dispositivo médico, incluindo a quantidade de componentes, o tamanho da placa e os requisitos de gerenciamento térmico.
● É essencial posicionar os componentes com cuidado e rotear as trilhas corretamente para garantir uma placa de circuito impresso bem-sucedida.
● A seleção de componentes é crucial para a criação de dispositivos médicos confiáveis. É importante encontrar os melhores componentes que atendam aos requisitos específicos do dispositivo médico e que sejam confiáveis, duráveis e tenham uma longa vida útil.
● Escolha uma fábrica profissional de montagem de PCBs médicos ou uma empresa com experiência em serviços para o setor médico e boa reputação para garantir a qualidade dos serviços de montagem de PCBs.
● A utilização de montagem de PCBs sem chumbo é considerada uma prática eficiente, e selecionar uma empresa dedicada à sustentabilidade pode trazer benefícios inesperados para o seu projeto.
● O processo de limpeza de placas de circuito impresso (PCBs) é particularmente importante em eletrônicos médicos. Embora o objetivo da limpeza seja normalmente evitar curtos-circuitos causados por manchas superficiais durante o uso, em equipamentos médicos, resíduos de agentes de limpeza podem prejudicar os pacientes.
● As placas de circuito montadas devem passar por inspeção e testes rigorosos para garantir que atendam aos padrões exigidos de confiabilidade, desempenho e segurança.
● Para garantir que a interferência eletromagnética (EMI) não afete a placa de circuito impresso (PCB) médica, os engenheiros devem consultar diversas normas de EMI.