Leave Your Message
y tế48

Sản xuất PCB y tế
Từ thiết kế đến lắp ráp


PCB y tế là một loại PCB chuyên dụng trong ngành y tế. Khi ngành y tế Trung Quốc chuyển dịch từ y học cổ truyền sang y học phương Tây, nhu cầu về linh kiện điện tử y tế đã tăng lên đáng kể. Điều này đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ sản xuất và lắp ráp PCB y tế của Trung Quốc, đưa RICH PCBA trở thành nhà sản xuất PCBA thiết bị y tế đáng tin cậy. Các mạch điện tử y tế do RICH PCBA sản xuất được sử dụng rộng rãi trong nhiều thiết bị y tế, bao gồm máy siêu âm, thiết bị theo dõi bệnh nhân, hệ thống hình ảnh y tế và các thiết bị khác đòi hỏi sự điều khiển điện tử chính xác và đáng tin cậy. Các PCBA này đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và điều chỉnh các chức năng điện tử của thiết bị y tế.


Nhận báo giá lắp ráp mạch in y tế từ RICH PCBA

Nếu bạn đang tìm kiếm nhà sản xuất PCB/PCBA y tế hàng đầu, hãy đến với RICH PCBA. Vì thiết bị điện tử y tế liên quan đến sức khỏe con người, chúng phải đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn và độ tin cậy nghiêm ngặt. Ngoài ra, một số thiết bị điện tử y tế cấy ghép yêu cầu độ chính xác và ổn định cao hơn, do đó chúng cần được thiết kế để chịu được môi trường y tế khắc nghiệt, cần nhiều thử nghiệm hơn trong quá trình sản xuất, và việc hàn các linh kiện cần được đảm bảo chất lượng trong quá trình lắp ráp, v.v.

● Thời gian hoàn thành nhanh chóng
● PCBA trọn gói
● Bán trọn gói
● Lắp ráp BGA

● Tạo mẫu thử
● Sản xuất hàng loạt
● Giá rẻ
● Trung Quốc


Những loại mạch in (PCB) điện tử y tế nào đã được sản xuất?

Kể từ khi đại dịch COVID-19 bùng phát, nhu cầu toàn cầu về thiết bị điện tử y tế vẫn ở mức cao. Trong bối cảnh đó, RICH PCBA đã nhận được nhiều yêu cầu từ ngành y tế. Hiện tại, phần lớn PCBA y tế mà chúng tôi sản xuất là dành cho nhiệt kế đo trán điện tử. Tuy nhiên, chúng tôi cũng sản xuất PCBA cho các thiết bị y tế khác như máy chụp CT, đèn phẫu thuật và nhiều sản phẩm khác. Sau đây là một số ví dụ về PCBA dành cho sản phẩm y tế mà chúng tôi có thể cung cấp cho khách hàng:

● Máy tạo nhịp tim
● Máy khử rung tim
● Mặt nạ phòng độc
● Máy theo dõi điều dưỡng
● Xe lăn điện
● Máy bơm dinh dưỡng kỹ thuật số

● Thiết bị MRI
● Công cụ tìm kiếm bệnh nhân
● Cấy ghép ốc tai điện tử
● Công nghệ quét
● Hệ thống điều khiển
● Máy bơm insulin


Sản xuất PCB y tế

Bước 1: Thiết kế hình ảnh
Ở bước này, nhà máy sản xuất mạch in y tế tham gia vào quy trình và sử dụng máy in khổ lớn để chuyển đổi các tệp thiết kế mạch in thành phim, đóng vai trò như bản âm bản của sơ đồ.
Khi mạch in được in, các lớp bên trong sẽ hiển thị hai màu mực:
● Mực đen thể hiện các đường dẫn đồng và mạch điện trên bảng mạch in (PCB).
● Mực trong suốt, giống như lớp nền sợi thủy tinh, thể hiện các bộ phận PCB không dẫn điện.
 
Lớp ngoài cùng có:
● Các đường dẫn bằng đồng được hiển thị bằng mực trong suốt.
● Vùng đồng sẽ bị ăn mòn được đánh dấu bằng mực đen.

Bước 2: Lớp trong cùng bằng đồng in
Bước này bao gồm việc sản xuất các mạch lớp bên trong cho PCB y tế để thiết lập các đường dẫn điện trên các lớp khác nhau. Nếu dự án của bạn yêu cầu PCB y tế nhiều lớp phức tạp hơn, bước này phải được lặp lại cho đến khi tất cả các mạch lớp bên trong được in và khắc. Cuối cùng, chúng được căn chỉnh và ép lại với nhau để tạo thành một lớp bên trong hoàn chỉnh. Các thao tác cụ thể như sau:
1. Ép các lớp đồng lên mỗi mặt của chất nền sợi thủy tinh.
2. Căn chỉnh một lớp màng mỏng sao cho thẳng hàng với các lớp đồng và đặt lên trên.
3. Sử dụng tia cực tím (UV) để làm cứng và bảo vệ lớp đồng bên dưới.
4. Sử dụng dung dịch hóa học để xử lý mạch in, loại bỏ mực trong suốt chưa khô, chỉ để lại các đường dẫn và mạch điện bằng đồng.
5. Khắc để loại bỏ phần lá đồng thừa, sử dụng mực đen trên màng phim để đảm bảo chỉ có đồng ở những khu vực không mong muốn bị khắc đi.

Bước 3: Kết hợp các lớp khác nhau
Sau khi tất cả các lớp bên trong cần thiết đã trải qua quá trình khắc, in và cán màng, đảm bảo độ sạch, các lớp khác nhau cần được kết hợp để tạo thành một bảng mạch in hoàn chỉnh. Điều này bao gồm quá trình khoan để kết nối với các lớp bên trong. Hầu hết các nhà sản xuất sử dụng phương pháp khoan CNC truyền thống, có thể không đáp ứng được yêu cầu độ chính xác cao đối với bảng mạch in y tế.
Lấy ví dụ, mạch in (PCB) của máy tạo nhịp tim y tế, ngay cả những thiết bị thông thường cũng có thể có hơn một trăm lỗ khoan, chưa kể đến các thiết bị phức tạp hơn. Thời gian sản xuất chỉ là một khía cạnh của thách thức; điều quan trọng hơn nữa là bất kỳ sai lệch nhỏ nào cũng có thể dẫn đến lỗi lắp ráp.
Để giải quyết thách thức này, RICH PCBA sử dụng máy khoan quang học và quy trình khoan laser để đạt được độ chính xác cao trong quá trình khoan. Điều này bao gồm một máy đẩy các chân qua các lỗ định vị để căn chỉnh các lớp bên trong và bên ngoài, đảm bảo hiệu quả của việc sử dụng phương pháp xuyên lỗ (PTH) trong quá trình lắp ráp PCB.

Bước 4: Chụp ảnh lớp ngoài
Việc tạo ảnh trên lớp ngoài là một bước quan trọng trong quy trình sản xuất PCB. Một lớp chất cản quang khác được phủ lên tấm PCB dùng trong y tế, bao gồm việc chuyển hình ảnh thiết kế PCB lên các lớp đồng trên bề mặt ngoài của bo mạch. Tuy nhiên, đối với việc tạo ảnh, chất cản quang chỉ được phủ lên lớp ngoài. Quá trình này diễn ra trong khu vực sạch sẽ và an toàn.
Quá trình tạo ảnh bắt đầu bằng việc làm sạch bề mặt đồng để đảm bảo không có bụi bẩn hoặc mảnh vụn nào có thể cản trở việc truyền hình ảnh. Các ghim được sử dụng để giữ các tấm phim trong suốt in mực đen đúng vị trí và tránh bị lệch. Sau khi được phủ một lớp chất cản quang, tấm mạch in y tế được đưa vào phòng màu vàng. Tia cực tím làm cứng chất cản quang, và phần chất cản quang chưa cứng được phủ bởi mực đen sẽ được loại bỏ.

Bước 5: Khắc lớp ngoài
Trong quá trình này, bất kỳ phần đồng nào không thuộc lớp ngoài cùng sẽ được loại bỏ, và một lớp đồng bổ sung sẽ được thêm vào bằng phương pháp mạ điện. Thiếc mạ điện được sử dụng để bảo vệ các khu vực quan trọng của đồng sau khi nhúng lớp đồng ban đầu. Sau khi quá trình khắc lớp ngoài cùng hoàn tất, bảng mạch có thể được kiểm tra bằng phương pháp kiểm tra quang học tự động (AOI) để đảm bảo rằng ngay cả các bảng mạch PCB thẩm mỹ y tế với mạch điện phức tạp cũng đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết.

Bước 6: Phủ lớp chống hàn và in lụa
Sau khi quá trình sản xuất mạch điện hoàn tất, một lớp phủ chống hàn được phủ lên để bảo vệ lớp ngoài của bảng mạch in y tế và để in các chi tiết như mã số công ty, logo nhà sản xuất, ký hiệu, mã nhận dạng linh kiện, vị trí chân cắm và các dấu hiệu hoặc đặc điểm nổi bật khác. Quy trình này bao gồm:
1. Vệ sinh bo mạch PCB y tế để loại bỏ mọi chất bẩn.
2. Phủ mực epoxy và màng chống hàn lên bề mặt bo mạch.
3. Chiếu tia UV để làm khô các khu vực không cần hàn trong lớp mặt nạ hàn.
4. Loại bỏ các khu vực không cần che phủ và đặt bo mạch vào lò nung để làm cứng lớp che phủ mối hàn.
5. Sử dụng máy in phun để in trực tiếp thông tin chi tiết lên bảng.

Bước 7: Hoàn thiện bề mặt
Tùy thuộc vào nhu cầu của khách hàng, có thể cần phải phủ một lớp hoàn thiện bề mặt cho mạch in y tế đã hoàn thiện, bao gồm việc phủ một lớp vật liệu dẫn điện lên bề mặt bo mạch.

Lắp ráp mạch in y tế

Bước 1: Tạo khuôn bằng kem hàn
Kỹ thuật tạo khuôn mẫu cho kem hàn là giai đoạn đầu tiên của quy trình lắp ráp PCB. Ở bước này, một khuôn mẫu PCB được sử dụng để che phủ bảng mạch sao cho chỉ phần bảng mạch sẽ được gắn linh kiện là lộ ra. Điều này giúp việc bôi kem hàn dễ dàng hơn, chỉ tập trung vào các khu vực trên bảng mạch nơi đặt linh kiện.
Một thiết bị cơ khí được sử dụng để giữ cố định bo mạch và khuôn hàn để thực hiện thao tác này. Sau đó, một dụng cụ bôi được sử dụng để đặt kem hàn vào các vị trí đã được xác định trước. Kem hàn được bôi đều lên tất cả các khu vực lộ ra. Sau khi bước này hoàn tất, khuôn hàn được tháo ra, và kem hàn được giữ lại ở các vị trí thích hợp.

Bước 2: Trò chơi “Chọn và đặt”
Nhiều thiết bị điện tử y tế được cấy ghép vào cơ thể người hoặc đeo trên các cơ quan nhạy cảm. Nếu các thiết bị này gặp trục trặc, chẳng hạn như đoản mạch hoặc cháy nổ, chúng có thể gây hại thứ cấp cho bệnh nhân. Do đó, việc đặt các bộ phận vào đúng vị trí được chỉ định bằng thiết bị chính xác là vô cùng quan trọng.
Các thiết bị điện tử y tế cấy ghép, chẳng hạn như cấy ghép ốc tai và nhãn cầu nhân tạo, thường có rất nhiều linh kiện điện tử trong cấu trúc bên trong. Tuy nhiên, các thiết bị nhỏ hơn đặt ra nhiều thách thức trong quá trình chọn và đặt linh kiện, khiến việc duy trì độ chính xác trở nên khó khăn hơn. Để đạt được độ chính xác cao cần thiết cho việc lắp ráp PCB cho thiết bị cấy ghép ốc tai y tế, RICH PCBA sử dụng thiết bị robot. Robot chịu trách nhiệm chọn và gắn các linh kiện gắn bề mặt lên bảng mạch, đảm bảo các linh kiện được đặt chính xác trên lớp keo hàn bằng cơ chế gắn.

Bước 3: Hàn chảy lại
Quá trình hàn nóng chảy được thiết kế để tăng cường độ bền kết nối giữa bo mạch chủ và các linh kiện điện tử. Để đạt được điều này, một băng chuyền được sử dụng để di chuyển bo mạch chủ qua một lò nung nóng chảy lớn. Chất hàn được làm tan chảy bằng cách nung nóng bo mạch PCBA đến khoảng 2500 độ C trong quá trình này. Sau khi được nung nóng trong lò, bo mạch PCBA y tế đi qua một loạt các bộ làm mát, giúp chất hàn nguội và đông cứng, tạo ra các kết nối chắc chắn giữa các linh kiện điện tử và bo mạch.
Điều quan trọng cần lưu ý là đối với mạch in y tế hai lớp, các quy trình tạo khuôn và hàn chảy được thực hiện theo một trình tự cụ thể. Mặt mạch có ít linh kiện điện tử hơn và dễ quản lý hơn sẽ được hoàn thiện trước.

Bước 4: Kiểm tra lắp ráp PCB y tế
Chúng tôi nhấn mạnh tính chính xác, độ tin cậy và tầm quan trọng thiết yếu của các bo mạch điện tử y tế. Do đó, việc tìm kiếm các nhà sản xuất đáng tin cậy và các cơ sở sản xuất bo mạch in (PCBA) xuất sắc, đồng thời đảm bảo họ có chứng nhận ISO 13485 là vô cùng quan trọng. Ngay cả khi họ đáp ứng các tiêu chí này, việc kiểm tra dịch vụ kiểm thử PCB của họ vẫn là điều cần thiết.
Bên cạnh các bước kiểm tra thủ công được thực hiện xuyên suốt quy trình sản xuất, bao gồm SPI và AOI, việc kiểm tra chức năng được thực hiện ở giai đoạn cuối cùng của quá trình lắp ráp PCB y tế. Điều này đảm bảo rằng bo mạch chủ hoạt động như mong đợi và đáp ứng các tiêu chuẩn cao do ngành y tế đặt ra.
Sau khi hoàn tất thử nghiệm, bo mạch điện tử sẽ được làm sạch kỹ lưỡng để loại bỏ mọi cặn bẩn tiềm ẩn như dầu, chất trợ hàn hoặc các chất gây ô nhiễm khác. Ngoài ra, do các yêu cầu đặc thù của sản phẩm, khách hàng cũng có thể cần các quy trình chuyên biệt cho sản xuất PCBA y tế, chẳng hạn như xử lý vô trùng, tùy thuộc vào loại ứng dụng cụ thể.


PCB y tế cao cấp

Kết nối liên vùng mật độ cao
Công nghệ kết nối mật độ cao (HDI) là một trong những công nghệ cốt lõi để chế tạo mạch in (PCB) cho thiết bị y tế hiện đại, nhằm mục đích tích hợp nhiều linh kiện điện tử và kết nối hơn trong không gian PCB hạn chế. Một bo mạch được chế tạo bằng công nghệ này được gọi là PCB HDI. Do các quy trình phức tạp liên quan, chẳng hạn như các đường dẫn nhỏ, lỗ mù và lỗ chìm, PCB HDI có thể đắt tiền, nhưng chúng rất đáng để đầu tư.

Trong các ứng dụng y tế từ xa, không thể chấp nhận bất kỳ sự chậm trễ hoặc gián đoạn tín hiệu nào. Ngay cả một độ lệch nhỏ 0,1 giây cũng có thể đe dọa đến tính mạng bệnh nhân. PCB HDI đạt tiêu chuẩn y tế đảm bảo tốc độ truyền tín hiệu và giảm thiểu các vấn đề phản hồi khác nhau. Hơn nữa, bằng cách thực hiện một số cải tiến về thiết kế và kỹ thuật, các bo mạch mật độ cao này có thể được trang bị khả năng chống nhiễu điện từ và tiếng ồn. Điều này có thể đạt được thông qua các biện pháp như lập kế hoạch mặt phẳng nối đất, che chắn giữa các lớp và lọc EMI.
Hiện nay, hầu hết các thiết bị chụp CT y tế và các thiết bị theo dõi sinh lý và điện tâm đồ (ECG) đa phương thức đều được hưởng lợi từ các đầu vào dấu phẩy động thực sự do PCB HDI cung cấp.

Linh hoạt
Ngành y tế có nhu cầu đáng kể đối với PCB linh hoạt do những ưu điểm như khả năng thu nhỏ, tự do thiết kế và tính linh hoạt. Những đặc điểm này đáp ứng yêu cầu của các thiết bị y tế về các giải pháp nhẹ, nhỏ gọn và đáng tin cậy.

Các sản phẩm điện tử y tế phải chịu được các điều kiện khắc nghiệt bên trong cơ thể người đồng thời phải đảm bảo độ tin cậy và hiệu suất điện cao, do đó mạch in linh hoạt là lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng này. Chúng thường được làm từ các vật liệu mỏng và dẻo như polyimide hoặc polyester, cho phép chúng uốn cong, gấp lại hoặc xoắn để phù hợp với không gian chật hẹp hoặc hình dạng phức tạp. Hơn nữa, thiết kế của mạch in linh hoạt có thể chịu được sự thay đổi nhiệt độ, chống thấm nước, duy trì độ vô trùng và cho phép lắp ráp lại nhiều lần.
Nhiều thiết bị y tế dựa vào mạch linh hoạt làm thành phần cốt lõi, bao gồm máy tạo nhịp tim, máy khử rung tim, máy kích thích thần kinh, máy siêu âm, nội soi và nhiều thiết bị khác.

Cấu trúc nhiều lớp
Ngược lại, PCB cứng có thể cung cấp cấu trúc bên trong đáng tin cậy hơn so với PCB mềm, vì nhà sản xuất có thể đặt các linh kiện trên một nền tảng ổn định hơn. Tuy nhiên, do không thể gấp lại, chúng có thể không mang lại lợi thế thu nhỏ, và do đó, chúng dựa vào lợi ích của cấu trúc nhiều lớp để chứa nhiều linh kiện hơn.

Trong nhiều sản phẩm y tế cao cấp, mạch in cứng (rigid PCB) thường được tìm thấy. Chúng bao gồm robot phẫu thuật, máy chụp X-quang, thiết bị MRI, máy điện tâm đồ và máy bơm hóa trị. Hầu hết các nhà sản xuất thiết bị y tế đều lựa chọn mạch in nhiều lớp cho các ứng dụng này. Các vật liệu được sử dụng cho các mạch in này bao gồm nhựa epoxy thủy tinh, nhôm, gốm sứ, và nhiều loại khác.

Kiểm tra PCB y tế nghiêm ngặt
Quá trình phát triển thiết bị y tế bao gồm những cân nhắc và yêu cầu bổ sung ngoài những gì thường được yêu cầu đối với việc tạo ra các mạch in (PCB) không quan trọng. Nhiều thử nghiệm được thực hiện trên thiết bị y tế hơn so với các loại PCB khác. Điều này chủ yếu là do các yêu cầu thử nghiệm nghiêm ngặt do các cơ quan quản lý đặt ra; tuy nhiên, thử nghiệm chức năng và thử nghiệm sản xuất cũng thường xuyên cần thiết. Các thử nghiệm theo quy định đối với thiết bị y tế thường thuộc một trong hai loại chính:
● Tiêu chuẩn IEC 60601-1 tập trung vào các thiết bị y tế truyền năng lượng đến hoặc từ bệnh nhân, hoặc phát hiện năng lượng được truyền đến hoặc từ bệnh nhân.
● Thiết bị y tế không kết nối trực tiếp với bệnh nhân, chẳng hạn như thiết bị được sử dụng trong phòng thí nghiệm, thuộc phạm vi tiêu chuẩn IEC 61010-1.
Những thông tin trên đây thể hiện chuyên môn của RICH PCBA trong lĩnh vực sản xuất và lắp ráp PCB y tế. Nếu bạn thấy năng lực của chúng tôi đáng tin cậy, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email. Chúng tôi sẽ phản hồi yêu cầu của bạn nhanh chóng và cung cấp cho bạn báo giá PCBA hợp lý.

Trọng tâm của dự án

Độ tin cậy của các ứng dụng mạch in y tế là vô cùng quan trọng, cho dù chúng được sử dụng trong phòng mổ hay phòng thí nghiệm. Trong lĩnh vực y tế, không thể chấp nhận việc thiết bị trục trặc hoặc hoạt động không chính xác. Do đó, các quy trình sau đây là cần thiết để tạo ra một mạch in dùng trong các thiết bị y tế:

● Thiết kế mạch in (PCB) cần tính đến các yêu cầu cụ thể của thiết bị y tế, bao gồm số lượng linh kiện, kích thước bo mạch và yêu cầu quản lý nhiệt.
● Việc bố trí các linh kiện cẩn thận và định tuyến đường mạch đúng cách là điều cần thiết để đảm bảo bo mạch được thiết kế thành công.
● Lựa chọn linh kiện đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các thiết bị y tế đáng tin cậy. Điều quan trọng là phải tìm ra những linh kiện tốt nhất đáp ứng các yêu cầu cụ thể của thiết bị y tế, đồng thời phải đáng tin cậy, bền bỉ và có tuổi thọ cao.
● Hãy chọn nhà máy lắp ráp PCB y tế chuyên nghiệp hoặc công ty có kinh nghiệm và uy tín trong ngành y tế để đảm bảo chất lượng dịch vụ lắp ráp PCB.
● Việc sử dụng công nghệ lắp ráp PCB không chì được coi là một phương pháp hiệu quả, và việc lựa chọn một công ty chú trọng đến tính bền vững có thể mang lại những lợi ích bất ngờ cho dự án của bạn.
● Quá trình làm sạch mạch in (PCB) đặc biệt quan trọng trong thiết bị điện tử y tế. Mặc dù mục đích của việc làm sạch thường là để tránh hiện tượng đoản mạch do các vết bẩn trên bề mặt trong quá trình sử dụng, nhưng trong thiết bị y tế, các chất tẩy rửa còn sót lại có thể gây hại cho bệnh nhân.
● Các bo mạch đã lắp ráp phải trải qua quá trình kiểm tra và thử nghiệm kỹ lưỡng để đảm bảo đáp ứng các tiêu chuẩn cần thiết về độ tin cậy, hiệu năng và an toàn.
● Để đảm bảo nhiễu điện từ (EMI) không ảnh hưởng đến mạch in y tế, các kỹ sư nên tham khảo các tiêu chuẩn EMI khác nhau.