医療用PCBAメーカー
使用可能なPCBタイプ

医療用PCBアセンブリおよび製造

電子医療産業の福音となるハイエンド医療用PCB

PCBAボードは今日のエレクトロニクス産業において重要な役割を担っており、機械の改良と進歩を可能にしている。プリント回路基板は、LED、ウォーター・ディスペンサー、エアコンなど多くの電子機器に使用されていますが、医療機器での使用は最先端のアプリケーションのひとつです。

医療用PCB は、特定の プリント基板の種類 医療産業で使用されています。中国の医療産業が伝統的な中国医学から西洋医学へと移行するにつれ、医療用電子機器の需要が飛躍的に高まっています。そのため、中国の医療用PCB製造・組立技術の発展が促され、FSテクノロジーは信頼できる企業となっています。 医療機器用PCBAメーカー.FSテクノロジーが製造する医療用回路は、超音波診断装置、患者監視装置、医療用画像システムなど、精密で信頼性の高い電子制御を必要とする様々な医療機器に広く使用されています。これらのPCBAは、医療機器の電子機能を制御し、調整する上で重要な役割を果たしています。

FSテクノロジーから医療用PCBアセンブリの見積もりを取得する

医療用PCB/PCBAのトップメーカーをお探しなら、FS Technologyをおいて他にありません。医療用電子機器は人の健康に関わるものであるため、厳しい安全性と信頼性の基準を満たす必要があります。例えば、ほとんどのメーカーは以下のような基本的な認証を提供できます。 ISO9001ISO14001.しかし、医療業界向けのPCBAサービスを提供する能力を持つFS Technologyのような企業にとっては、それだけでは十分とは言えません。以下のような医療業界標準を満たさなければなりません。 ISO13485認証取得.また、埋め込み型医療用電子機器の中には、より高い精度と安定性が求められるものがあり、過酷な医療環境に耐える設計が必要であること、製造時に多くの試験が必要であること、組み立て品質時に部品のはんだ付け性を確保する必要があることなどが挙げられます。

医療用PCB ISO 13485
FSテクノロジーによるISO13485認証取得

どのような医療用電子基板が製造されたのですか?

の勃発以来 COVID-19 パンデミック(世界的大流行)の影響もあり、世界的に医療用電子機器の需要は高水準で推移している。このような環境の中、FSテクノロジーは医療業界から多くの引き合いを受けている。現在、当社が製造している医療用PCBAの大半は電子額体温計用です。しかし、CTスキャナーや手術用ライトなど、その他の医療機器用のPCBAも製造しています。以下は、当社がお客様に提供できる医療製品用PCBAの例です:

医療用PCB製造:設計からアセンブリまで

医療用プリント基板は、患者の健康を確保するための医療製品の製造に直接使用されるため、設計から製造、組み立てに至るまで、最も厳しい基準を実施し、このような注文に応える必要があります。以下はFS Technologyの生産プロセスです:

医療用PCB設計

ステップ1:回路図の作成

回路図は、プリント回路基板を構成する電子部品と接続を視覚的に表したものです。回路図は回路の概要を明確に示すため、エンジニアは潜在的な問題を特定し、生産段階に進む前に必要な調整を行うことができます。回路図では、コンポーネントはシンボルで表され、コンポーネント間の接続は線で描かれます。これらのシンボルは標準化されているため、以下のことが容易になります。 回路基板の部品識別.例えば、抵抗器は通常ジグザグの線で表され、2本の平行線はコンデンサーを表す。

通常、このプロセスはお客様が行います。この分野の能力がない場合は、FS Technologyのエンジニアリング・チームがこのプロセスを完了するお手伝いをいたします!このプロセスを完了するには、基本図面を作成するために、プロジェクトに関するすべての重要な情報をFS Technologyに提供する必要があります。重要な詳細には、PCBの使用目的、回路基板の種類、必要電力、使用材料などがあります。これらの詳細はすべて正確でなければならず、最初の医療機器PCB設計はそれらに基づいている必要があります。

ステップ2:レイアウト設計

最初の回路図設計の次の段階は、医療用プリント回路基板のレイアウトを作成することである。 PCB設計ソフトウェア このプロセスのためである。現代の医療システムでは、さまざまな埋め込み型機器や小型化された機器が使用されており、基板サイズを小さくするためには、それらを可能な限り近接して配置することが不可欠である。さらに、回路の適切な機能を確保するために、部品の電力要件、回路全体の消費電力、電磁干渉、熱管理にも慎重な配慮がなされる。医療機器用PCBの信頼性と効率的な動作を確保するためには、以下のことを守ることが重要です。 PCB設計ガイドライン そして、合理的な部品とベアボードのレイアウトを計画してください。ここにいくつかの提案がある:

  • トレースの長さを短くし、ダイレクトに伝える。
  • デカップリングコンデンサからの信号を短くし、グランドカバレッジを確保するために、パワープレーン、グランドプレーンを使用します。
  • 高電力のトレースやプレーンは、高電力を扱うために十分な銅を使用し、電圧降下を最小限に抑えて構築してください。
  • 高速データトレースには、反射を抑えるために差動ペアや信号を使用します。
  • クロストークを防ぐため、クロック信号は短く、他の近くのトレースやプレーンから離してください。
  • 異なるレイヤーのトレースを重ねる場合は、垂直に重ねる。
  • 温度に敏感な部品は、他の部品から離してください。
  • チェック リフローはんだ付け を確実にするために、2度にわたって要求される。 SMD部品 組み立て中も涼しい。

ステップ3:最終作業のためのファイル

デザインが完成したら、最後の仕事は ガーバー またはCADデータを中国の医療用PCBアセンブリメーカーに送信します。設計と製造ファイルが承認されると PCB製造サービス は、デジタルデザインを現実にするための正式なスタートを切ることができます。

世界中に多くのメーカーから選択することができますが、医療用PCBプロジェクトではISO 13485認証を探すことが不可欠です。プロジェクトの進行に不安がある場合は、上記のファイルと指示をFS Technologyにお送りください。1-10層医療用PCBメーカーの中で最も優れたメーカーとして、必要な専門知識と品質保証を提供することができます。

医療用PCB製造

ステップ1:デザインイメージング

この段階で、医療用PCB製造工場がプロセスに関与するようになり、プロッタープリンターを使って回路基板の設計ファイルをフィルムに変換する。

プリント基板を印刷すると、内側の層には2色のインクが表示されます。

  • 黒インクは、PCB上の銅のトレースと回路を表します。
  • グラスファイバー製のベースと同じくクリアインクで、非導電性のプリント基板部分を表現しています。
 

外層が持っています。

  • クリアインクで表示される銅の道。
  • 銅がエッチングで削られる部分は黒インクで表示されています。

ステップ2:インナーレイヤー・プリント銅

このステップでは、医療用PCBの内層回路を製造し、異なる層に導電経路を確立します。プロジェクトがより複雑な多層医療用PCBを必要とする場合、すべての内層回路が印刷され、エッチングされるまで、このステップを繰り返す必要があります。最後に、これらを位置合わせして積層し、完全な内層を形成します。具体的な作業は以下の通り:

  1. グラスファイバー基板の両面に銅層を積層する。
  2. 薄膜を銅層に合わせ、その上に置く。
  3. 紫外線(UV)を照射して硬化させ、下地の銅を保護する。
  4. 化学溶液を使用して回路基板を現像し、未硬化の透明インクを除去し、銅のトレースと回路を残す。
  5. 余分な銅箔を取り除くため、フィルムに黒インクをつけ、不要な部分の銅だけを確実にエッチングする。

ステップ3:異なるレイヤーを合成する

必要なすべての内層がエッチング、印刷、ラミネーションを経て清浄度を確保した後、異なる層を組み合わせて完全なプリント回路基板を形成する必要がある。これには、内層と接続するための穴あけ工程が含まれる。ほとんどのメーカーは従来のCNC穴あけ加工を採用しているが、高精度が要求される医療用PCBには不十分かもしれない。

例えば、医療用ペースメーカーPCBでは、より高度な機器はもちろん、一般的な機器でさえ100個以上のドリル穴がある場合があります。製造に要する時間は課題の一面に過ぎず、さらに重要なのは、わずかな狂いが組立不良につながる可能性があることだ。

この課題に対処するため、FSテクノロジーは光学式穴あけ機とレーザー穴あけ工程を利用し、精密な穴あけを実現している。これは、内層と外層の位置合わせを行うために、位置合わせ穴にピンを通す機械を使用し、PTHの有効性を確保するものである。 スルーホールPCBアセンブリ.

ステップ4:アウターレイヤーのイメージング

アウターレイヤーを画像化することは、そのための重要なステップである。 プリント基板製造工程.に別のフォトレジストを塗布する。 PCBメディカルパネルこれは、プリント基板の外側の銅層にプリント基板のデザインのイメージを転写するものです。ただし、イメージングでは、フォトレジストは外層にのみ塗布されます。この工程は、清潔で安全な場所で行われます。

画像処理工程では、まず銅の表面をクリーニングし、画像伝送の妨げとなる汚れやゴミがないことを確認します。ピンは、黒インクの透明シートを固定し、位置がずれないようにするために使用されます。フォトレジストを塗布したPCB医療パネルは、イエロールームに入ります。紫外線を照射することでフォトレジストを硬化させ、墨汁に覆われた未硬化レジストを除去する。

ステップ5:外層エッチング

この工程で、外層に属さない銅は取り除かれ、電気めっきで銅の層が追加されます。電気メッキの錫は、最初の銅浴の後、銅の重要な部分を保護するために使われます。外層のエッチングが完了すると、パネルは次の工程に進みます。 AOIインスペクション をチェックし、複雑な回路を持つ医療用美容PCB基板でも必要な仕様を満たしていることを確認する。

ステップ6:ソルダーマスクとシルクスクリーン

回路製造が完了した後 はんだマスク は、医療用プリント回路基板の外層を保護し、企業ID、メーカーロゴ、シンボル、コンポーネント識別子、ピン位置決め、およびその他の目立つマーキングや機能などの詳細をシルクスクリーン印刷するために適用されます。プロセスには以下が含まれます:

  1. 医療用PCBパネルを清掃し、汚れを取り除く。
  2. 回路基板の表面にエポキシ樹脂インクとソルダーマスクフィルムを塗布する。
  3. ソルダーマスク層のはんだ付けが不要な部分を硬化させるために紫外線を照射する。
  4. マスキングの必要がない部分を取り除き、基板をオーブンに入れてソルダーマスク層を固める。
  5. インクジェットプリンターを使って、情報の詳細をボードに直接印刷する。

ステップ7:表面仕上げ

お客さまのニーズによっては、次のようなものを適用する必要があるかもしれない。 表面仕上げ これは、基板の表面に導電性材料のコーティングを施すものである。

医療用PCBアセンブリ

ステップ1:ソルダーペーストのステンシング

ソルダーペーストのステンシル技術は、第一段階として PCB組立工程.このステップでは PCBステンシル は、部品を実装する部分だけが見えるように基板を覆うために使用される。こうすることで、部品を搭載する基板部分のみにソルダーペーストを塗布することが容易になる。

そのために、機械的な装置で基板とソルダーステンシルを固定する。その後、アプリケータを使用して、所定の位置にソルダーペーストを堆積させます。ソルダーペーストは、露出した部分のすべてに一貫して塗布されます。この工程が完了したら、ステンシルを取り除き、ソルダーペーストを適切な位置に残します。

ステップ2:"ピック&プレース "というゲーム

医療用電子機器の多くは、人体に埋め込んだり、敏感な臓器に装着したりします。これらの機器がショートや焼損などの不具合を起こすと、患者さんに二次被害を及ぼす可能性があります。そのため、精密な装置を使って部品を所定の位置に正確に配置することが重要です。

などの植込み型医療用電子機器。 人工内耳人工眼球また、一般的に内部構造には多くの電子部品が使用されている。しかし、デバイスが小型化すると、ピッキングや配置工程に課題が生じ、精度を維持することが難しくなります。医療用人工内耳のPCB組み立てに要求される高い精度を達成するために、FSテクノロジーはロボット装置を使用しています。ロボットは、表面実装部品のピッキングと回路基板への実装を担当し、実装機構によって部品がはんだペースト上に正確に配置されるようにします。

ステップ3:はんだリフロー

があります。 リフローはんだ付けプロセス は、回路基板と電気部品の接続を強化するように設計されている。これを実現するために、回路基板を大型のリフロー炉の中を移動させるベルトコンベアが使用される。この過程でPCBA基板を摂氏約2500度に加熱することにより、はんだペーストが溶融します。オーブン内で加熱された後、医療用PCBAは一連の冷却装置を通過し、はんだペーストが冷えて固まるのを助け、その結果、電気部品と基板が強固に接続されます。

については、注意が必要です。 二層医療用PCBまた、ステンシルやリフローの工程は順番が決まっています。電気部品が少なく扱いやすい基板側を先に完成させます。

ステップ4:医療用PCBアセンブリテスト

当社は、医療用回路基板の精密性、信頼性、重要性を重視しています。そのため、信頼できるメーカーや優れたPCBA施設を見つけ、ISO 13485認証を取得していることを確認することが最も重要です。また、これらの基準を満たしている場合でも、次のような検査が必要です。 PCBテストサービス.

製造工程全体を通じた手作業による検査に加え、以下のような検査が行われる。 スパイク とAOI、 機能試験 は、医療用プリント基板を組み立てる最終段階で行われます。これにより、メインボードが期待通りに機能し、医療業界で設定された高い基準を満たすことが保証されます。

試験終了後、回路基板の徹底的な洗浄が行われ、油、はんだフラックス、その他の汚染物質などの潜在的な残留物が除去されます。さらに、製品の特殊な要件のため、顧客は特定のアプリケーションタイプに基づいて、無菌処理などの医療用PCBA製造のための特殊なプロセスを必要とする場合もあります。

医療機器用プリント基板の価格

と比べると 民生用電子基板しかし、医療機器用プリント基板は工程が複雑で要求が厳しいため、価格が非常に高くなります。一般的な電子機器では、FS TechnologyはIPC-A-610-G-1を最低基準としていますが、医療業界では十分ではありません。そのため、レベル2、レベル3、あるいはさらに高い実行規格の採用が必要となる。これらの高い規格の結果、製造の複雑さは増しますが、FS Technologyは同業他社と比較して、より競争力のある医療用PCBAサービスをお客様に提供することをお約束します!

困難と克服

製造上の課題は、小型化、高精度化など様々な側面で顕在化している。医療技術の漸進的な進歩に伴い、移植可能な機器や装着可能な機器に対する需要と要件が高まっている。これらの製品は、高密度、柔軟性、小型部品のサポートに依存している。高密度とは、より多くの層を積層する必要性を意味し、層の数が増えるにつれて、製造の複雑さと故障率も上昇する。第二に、柔軟性とは、三次元スペースに優しいフレキシブルPCBの使用を意味する。従来のPCBに比べ、構成が難しく、ポリイミドのような高価な材料を基板として使用する。さらに重要なのは、部品の調達コストだ。小型化、多機能化、高信頼性などの要件を確保する、 SMD部品 が不可欠である。これらの部品は調達コストが高く、ピンが小さいため PCBAプロセス が難しくなります。さらに、医療用除細動器用PCBに感熱性部品を使用したり、埋め込み型医療用PCBに使用する部品は高圧滅菌に耐えなければならないなど、特定の機器には追加要件があります。

ハイエンド医療用PCB

高密度インターコネクション

高密度相互接続は、限られたPCBスペースでより多くの電子部品と接続を実現することを目的とした、最新の医療機器PCBを構築するためのコア技術の一つです。この技術を使用して構築された回路基板は、次のように知られています。 HDI PCB.微細なトレース、ブラインドビア、埋設ビアなどの複雑な工程が含まれるため、HDIプリント基板は高価になる可能性があるが、投資する価値は十分にある。

遠隔医療アプリケーションでは、信号の遅延や中断は許されない。0.1秒のわずかなズレでも、患者の生命を脅かす可能性があります。医療グレードのHDIプリント基板は、信号伝送速度を確保し、様々な応答問題を軽減します。さらに、特定の設計およびエンジニアリングの改善を実施することにより、これらの高密度回路基板は、電磁干渉やノイズに抵抗する能力を付与することができます。これは、グランドプレーンプランニング、層間シールド、EMIフィルタリングなどの対策によって達成することができます。

現在、ほとんどの医療用CTスキャン装置やマルチモーダル生理学的および心電図(ECG)モニターは、HDI PCBによって実現される真の浮動小数点入力の恩恵を受けています。

フレキシブル

医療業界では フレキシブルPCB 小型化、設計の自由度、柔軟性といった利点があるためである。これらの特性は、軽量・コンパクトで信頼性の高いソリューションを求める医療機器の要求を満たしています。

医療用電子製品は、高い信頼性と電気的性能を提供しながら、人体内の過酷な条件に耐えなければならないため、フレキシブル回路はこのような用途に理想的な選択肢となります。一般的にポリイミドやポリエステルのような薄くて柔軟な素材で作られているため、狭いスペースや複雑な形状に合わせて曲げたり、折ったり、ねじったりすることができます。さらに、フレキシブルPCBの設計は、温度変化に対応し、防水性を提供し、無菌性を維持し、複数の再組み立てを可能にすることができます。

ペースメーカー、除細動器、神経刺激装置、超音波診断装置、内視鏡など、さまざまな医療機器がその中核部品としてフレキシブル回路に依存している。

多層構造

対照的だ、 リジッドPCB は、フレキシブルPCBと比較して、より安定したプラットフォーム上に部品を配置できるため、より信頼性の高い内部構造を提供できる。しかし、折りたたむことができないため、小型化という利点はなく、より多くの部品を搭載するためには多層構造の利点に頼ることになる。

多くのハイエンド医療製品には、一般的にリジッドPCBが使用されている。手術用ロボット、X線装置、MRI装置、心電計、化学療法用ポンプなどである。ほとんどの医療機器メーカーは 多層PCB このような用途に使用される。これらのPCBに使用される材料には、ガラスエポキシ樹脂、アルミニウム、セラミックなどがある。

厳しい医療用PCBテスト

医療機器の開発プロセスには、一般的にノンクリティカルPCBを作成する際に必要とされる以上の考慮事項や要件が含まれます。医療機器では、他の種類のPCBよりも多くのテストが実施されます。これは主に規制機関が課す厳しいテスト要件のためですが、機能テストや製造テストもしばしば必要です。医療機器に要求される規制テストは、通常2つのカテゴリーに大別されます:

  • 患者との間でエネルギーを伝達したり、患者から伝達されたエネルギーを検出したりする医療機器は、IEC規格60601-1の焦点です。
  • 実験室で使用されるような、患者に直接接続されない医療機器は、IEC 61010-1に該当します。

上記の情報は、医療用PCB製造・組立におけるFS Technologyの専門性を示すものです。私たちの熟練を認めるなら、電子メールで私たちに連絡することを躊躇しないでください。私達はあなたの照会にすみやかに答え、現実的なPCBAの見積もりを提供する。

医療用PCBAの信頼性確保

医療用PCBAの生産品質を確保することは非常に重要です。大規模な生産を開始する前に、医療用PCBのプロトタイプを作成し、設計の実現可能性とメーカーの生産能力を検証することが不可欠です。継続的なデバッグとアップグレードは、製品が業界標準を満たすことができることを確認するために実行されます。

エグゼクティブ・スタンダード

医療機器の開発プロセスは、様々な潜在的リスクに影響される。品質を確保するためにより多くの試験を行うことに加え、業界のガイドラインを遵守することも必要です。以下は、FS Technologyが開発時に注意を払うことを推奨する業界標準です:

  • ISO9000または9001: 電子製品の設計、製造、試験における品質と信頼性の基準を扱う。
  • ISO13485: 医療機器メーカーに特化した品質マネジメントシステム(QMS)規格。設計・開発から製造、市販後のサーベイランスまで、製品のライフサイクル全体に対する要求事項を定めています。
  • IEC 60601: 医療用電気機器の安全性と有効性をカバーする一連の国際規格。特に、感電、機械的危険、放射線に対する保護に注意が払われている。
  • IEC 61010-1: 電気を使用する測定、制御、実験器具の安全規則。
  • IPC-A-610: PCBを含む電子アセンブリの許容性に関する規格。はんだ付け、清浄度、その他製造に関する要求事項をカバーしています。
  • FDA 21 CFR Part 820: 米国食品医薬品局(FDA)のこの規則は、医療機器製造業者に対するQMS要求事項の概要を示している。設計管理、製造管理、機器ラベリングなどの分野をカバーしている。
  • UL 94: PCBを含む電子製品に使用される材料の燃焼性規格。炎や発火に対する材料の耐性を規定している。
  • CFR 820 生産と品質管理の検証用。

プロジェクトの焦点

医療用PCBアプリケーションの信頼性は、手術室や研究室で使用されるかどうかにかかわらず、極めて重要です。医療現場では、機器の誤動作や性能の不具合は許されません。そのため、以下のような 医療機器に使用される回路基板を作成する上で、必要不可欠なものです。

  • PCB設計は、部品点数、基板サイズ、熱管理要件など、医療機器に特有の要件を考慮する必要があります。
  • 基板を成功させるためには、部品の配置に注意し、トレースを正しく配線することが不可欠です。
  • 信頼性の高い医療機器を作るには、部品選定が重要です。医療機器の特定の要件を満たし、信頼性が高く、耐久性があり、寿命が長い、最適なコンポーネントを見つけることが重要である。
  • プロを選ぶ 医療用PCBアセンブリ工場 の品質を保証するために、医療業界でのサービス経験があり、高い評価を得ている会社でなければならない。 PCBアセンブリサービス.
  • を使用しています。 鉛フリーPCBアセンブリ が効率的とされ、サステナビリティに熱心な企業を選択することで、プロジェクトに思わぬメリットをもたらすことがあります。
  • 医療用電子機器では、プリント基板の洗浄工程が特に重要である。一般的に洗浄の目的は、使用中の表面汚れによるショートを避けるためですが、医療機器では、残留した洗浄剤が患者に害を及ぼす可能性があります。
  • 組み立てられた回路基板は、信頼性、性能、安全性など要求される基準を満たすために、徹底した検査とテストが必要です。
  • 電磁干渉(EMI)が医療用プリント基板に影響を与えないようにするために、エンジニアは様々なEMI規格を参照する必要があります。

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