医疗PCB制造
从设计到组装
医用PCB是专为医疗行业设计的一种特殊类型的PCB。随着中国医疗产业从传统中医向西医转型，对医用电子产品的需求急剧增长。这推动了中国医用PCB制造和组装技术的发展，使RICH PCBA成为一家值得信赖的医疗设备PCBA制造商。RICH PCBA生产的医用电路广泛应用于各种医疗设备，包括超声设备、病人监护设备、医学影像系统以及其他需要精确可靠电子控制的设备。这些PCBA在控制和调节医疗设备的电子功能方面发挥着至关重要的作用。
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如果您正在寻找顶级的医疗PCB/PCBA制造商，RICH PCBA无疑是您的最佳选择。医疗电子产品与人类健康息息相关，因此必须符合严格的安全性和可靠性标准。此外，一些植入式医疗电子产品需要更高的精度和稳定性，因此需要设计成能够承受严苛的医疗环境，制造过程中需要进行更多测试，并且在组装过程中需要确保元件焊接质量等。
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已经生产了哪些医用电子PCB？
自新冠肺炎疫情爆发以来，全球对医疗电子产品的需求持续旺盛。在此背景下，RICH PCBA收到了来自医疗行业的大量询盘。目前，我们生产的医疗PCBA主要用于电子额温计。此外，我们也生产用于其他医疗设备的PCBA，例如CT扫描仪、手术灯以及其他一系列产品。以下是我们可为客户提供的部分医疗产品PCBA示例：
● 心脏起搏器
● 除颤器
● 呼吸器
● 护理监护仪
● 电动轮椅
● 数字营养泵
● 核磁共振设备
● 病人定位器
● 人工耳蜗
● 扫描技术
● 控制系统
● 胰岛素泵
医疗PCB制造
步骤 1：设计成像
在这个步骤中，医疗PCB制造厂参与到生产过程中，并使用绘图仪将电路板的设计文件转换成胶片，这些胶片可以作为图纸的底片。
印刷PCB时，内层会呈现两种颜色的油墨：
● 黑色墨水代表 PCB 上的铜线和电路。
● 透明油墨，如同玻璃纤维底座，代表非导电的PCB部件。
外层具有：
● 用透明墨水显示的铜通道。
● 铜将被蚀刻掉的区域用黑色墨水标出。
步骤 2：内层印刷铜
此步骤涉及制造医用PCB的内层电路，以在不同层上建立导电通路。如果您的项目需要更复杂的多层医用PCB，则必须重复此步骤，直到所有内层电路都已印刷和蚀刻完成。最后，将它们对齐并层压，形成完整的内层。具体操作如下：
1.将铜层层压到玻璃纤维基板的每一侧。
2.将薄膜与铜层对齐，并将其放置在铜层上方。
3.利用紫外线（UV）照射来固化和保护底层的铜。
4.采用化学溶液显影电路板，去除未固化的透明油墨，留下铜线和电路。
5.蚀刻去除多余的铜箔，用黑色油墨在薄膜上蚀刻，确保只蚀刻掉不需要区域的铜。
步骤三：合并不同图层
所有必要的内层都经过蚀刻、印刷和层压处理，确保洁净后，需要将不同层组合起来，形成完整的印刷电路板。这需要钻孔连接内层。大多数制造商采用传统的数控钻孔工艺，但这对于高精度要求的医疗印刷电路板来说可能不够。
以医用心脏起搏器PCB为例，即使是普通的起搏器也可能有上百个钻孔，更不用说更复杂的设备了。制造所需的时间只是挑战的一个方面；更关键的是，任何微小的偏差都可能导致组装失败。
为了应对这一挑战，RICH PCBA采用光学钻孔机和激光钻孔工艺来实现精密钻孔。该工艺使用一种能够驱动引脚穿过定位孔，从而实现内外层对齐的机器，确保通孔PCB组装过程中PTH的有效性。
步骤 4：外层成像
对PCB外层进行成像是PCB制造过程中的关键步骤。在PCB医疗面板上涂覆另一层光刻胶，将PCB设计图像转移到电路板外表面的铜层上。然而，成像过程中，光刻胶仅涂覆于外层。该过程在洁净安全的环境中进行。
成像过程首先要清洁铜表面，确保没有可能干扰图像传输的污垢或碎屑。使用销钉固定黑色油墨透明胶片，防止其移位。涂覆光刻胶后，PCB医疗面板被送入紫外线照射室。紫外线照射使光刻胶硬化，然后去除覆盖着黑色油墨的未硬化光刻胶。
步骤五：外层蚀刻
在此过程中，所有不属于外层的铜都会被去除，然后通过电镀添加一层额外的铜。在初始镀铜后，使用电镀锡来保护关键的铜区域。外层蚀刻完成后，面板即可进行AOI检测，以确保即使是具有复杂电路的医疗美容PCB板也符合必要的规格。
步骤 6：阻焊层和丝印层
电路制造完成后，需涂覆阻焊层以保护医用印刷电路板的外层，并印制丝网信息，例如公司 ID、制造商标志、符号、元件标识、引脚定位符以及其他显著标记或特征。该工艺包括：
1.清洁医疗PCB面板，去除所有污染物。
2.在电路板表面涂覆环氧树脂油墨和阻焊膜。
3.对焊锡阻焊层中不需要焊接的区域进行紫外线照射固化。
4.去除不需要遮蔽的区域，并将电路板放入烤箱中固化阻焊层。
5.使用喷墨打印机将信息详情直接打印到板上。
步骤 7：表面处理
根据客户的需求，可能需要对成品医疗PCB进行表面处理，即在电路板表面涂覆导电材料。
医疗PCB组装
步骤 1：焊膏模板喷涂
焊膏喷涂技术是PCB组装工艺的第一阶段。在此步骤中，使用PCB模板覆盖电路板，使电路板上只有需要安装元件的部分可见。这样可以更方便地将焊膏精确地涂抹在元件所在的区域。
使用机械装置将电路板和焊锡钢网固定到位，以便进行焊接。之后，使用涂焊器将焊膏涂覆到预定位置。焊膏均匀地涂覆在所有裸露区域。此步骤完成后，移除钢网，焊膏则留在相应位置。
第二步：玩“挑选放置”游戏
许多医疗电子设备要么植入人体，要么佩戴在敏感器官上。如果这些设备发生故障，例如短路或烧毁，可能会对患者造成二次伤害。因此，使用精密设备将各个组件准确放置在指定位置至关重要。
植入式医疗电子产品，例如人工耳蜗和人工眼球，其内部结构通常包含许多电子元件。然而，小型化设备在元件拾取和贴装过程中面临着更高的挑战，难以保持精度。为了实现医用人工耳蜗PCB组装所需的高精度，RICH PCBA采用了机器人设备。机器人负责拾取和安装表面贴装元件到电路板上，并通过安装机构确保元件精确地放置在焊膏上。
步骤 3：回流焊
回流焊工艺旨在加强电路板与电子元件之间的连接。为此，需要使用传送带将电路板送入大型回流焊炉中。在回流焊过程中，PCBA板被加热至约2500摄氏度，使焊膏熔化。加热完成后，医疗PCBA板会经过一系列冷却装置，帮助焊膏冷却并固化，从而在电子元件和电路板之间形成牢固的连接。
需要注意的是，对于双层医用PCB，钢网印刷和回流焊工艺是按特定顺序进行的。首先完成电路板上电子元件较少且易于操作的一侧。
步骤 4：医疗 PCB 组装测试
我们深知医疗电路板的精密性、可靠性和关键性。因此，寻找可靠的制造商和优秀的PCBA（印刷电路板组件）生产设施，并确保其拥有ISO 13485认证至关重要。即使他们满足了这些标准，仍然需要对其PCB测试服务进行检验。
除了贯穿整个生产过程的人工检验（包括SPI和AOI）之外，在医疗PCB组装的最后阶段还会进行功能测试。这确保主板功能符合预期，并满足医疗行业的高标准。
测试完成后，会对电路板进行彻底清洁，以去除任何潜在的残留物，例如油渍、焊剂或其他污染物。此外，由于产品的特殊要求，客户可能还需要针对医疗PCBA生产的特殊工艺，例如根据具体应用类型进行无菌处理。
高端医疗PCB
高密度互连
高密度互连（High-Destination Interconnect，HDI）是现代医疗设备PCB的核心技术之一，旨在有限的PCB空间内实现更多的电子元件和连接。采用这种技术制造的电路板被称为HDI PCB。由于涉及精细走线、盲孔和埋孔等复杂工艺，HDI PCB的成本可能较高，但绝对物有所值。
在远程医疗应用中，信号延迟或中断的容忍度为零。即使是0.1秒的微小偏差也可能危及患者的生命。医用级高密度电路板（HDI PCB）可确保信号传输速度并缓解各种响应问题。此外，通过实施特定的设计和工程改进，这些高密度电路板可以具备抵抗电磁干扰和噪声的能力。这可以通过诸如接地平面设计、层间屏蔽和EMI滤波等措施来实现。
目前，大多数医用 CT 扫描设备和多模态生理及心电图 (ECG) 监护仪都受益于 HDI PCB 实现的真正浮点输入。
灵活的
由于柔性印刷电路板具有小型化、设计自由度高和柔韧性好等优势，医疗行业对其需求量巨大。这些特性满足了医疗器械对轻量化、紧凑型和高可靠性解决方案的要求。
医疗电子产品必须能够承受人体内严苛的环境，同时还要具备高可靠性和优异的电气性能，因此柔性电路是此类应用的理想选择。柔性电路通常由聚酰亚胺或聚酯等轻薄柔韧的材料制成，可以弯曲、折叠或扭转，以适应狭小空间或复杂形状。此外，柔性PCB的设计还能适应温度变化，提供防水性能，保持无菌状态，并允许多次重新组装。
各种医疗设备都以柔性电路作为其核心组件，包括心脏起搏器、除颤器、神经刺激器、超声波仪、内窥镜等等。
多层结构
相比之下，刚性PCB相比柔性PCB，由于制造商可以将元件放置在更稳定的平台上，因此能够提供更可靠的内部结构。然而，由于刚性PCB无法折叠，因此可能不具备小型化的优势，需要依靠多层结构来容纳更多元件。
在许多高端医疗产品中，刚性PCB应用广泛。这些产品包括手术机器人、X光机、核磁共振成像设备、心电图仪和化疗泵。大多数医疗设备制造商会为此类应用选择多层PCB。这些PCB使用的材料包括玻璃环氧树脂、铝、陶瓷等等。
严格的医用PCB测试
医疗器械的开发过程除了一般非关键性PCB的开发要求外，还包含额外的考量因素和要求。医疗设备需要进行大量的测试，这远超其他类型的PCB。这主要是由于监管机构制定了严格的测试要求；此外，功能测试和生产测试也必不可少。医疗器械所需的监管测试通常分为两大类：
● IEC 60601-1 标准重点关注向患者输送能量或从患者输送能量的医疗设备，以及检测向患者输送或从患者输送能量的医疗设备。
● 不直接与患者连接的医疗设备，例如实验室中使用的设备，属于IEC 61010-1标准的范畴。
以上信息充分展现了RICH PCBA在医疗PCB制造和组装方面的专业实力。如果您认可我们的技术水平，请随时通过电子邮件联系我们。我们将迅速回复您的咨询，并为您提供价格合理的PCBA报价。
项目重点
医疗PCB应用的可靠性至关重要，无论是在手术室还是实验室。医疗领域容不得任何设备故障或运行异常。因此，以下实践对于制造用于医疗设备的电路板至关重要：
● PCB 设计应考虑医疗设备的具体要求，包括元件数量、电路板尺寸和散热要求。
● 为确保电路板成功，必须仔细定位元件并正确布线。
● 组件选择对于制造可靠的医疗器械至关重要。找到符合医疗器械特定要求、可靠耐用且使用寿命长的最佳组件非常重要。
● 选择专业的医疗PCB组装工厂或具有医疗行业服务经验和良好信誉的公司，以确保PCB组装服务的质量。
● 使用无铅 PCB 组装被认为是一种高效的做法，选择一家致力于可持续发展的公司可以为您的项目带来意想不到的好处。
● PCB清洗工艺在医疗电子产品中尤为重要。虽然清洗的目的通常是为了避免使用过程中表面污渍造成的短路，但在医疗设备中，残留的清洁剂可能会对患者造成伤害。
● 组装好的电路板必须经过彻底的检查和测试，以确保其符合可靠性、性能和安全性的要求标准。
● 为确保电磁干扰 (EMI) 不影响医疗 PCB，工程师应参考各种 EMI 标准。