医療用PCBアセンブリおよび製造

PCBAのおかげで機械の性能が向上し、今の世の中にはなくてはならない存在になっています。LEDやウォーターサーバー、エアコンなど、現代生活の中で多くの電子機器にプリント基板が使用されているにもかかわらず、その用途は 医療用PCB は、最先端のアプリケーションの一つです。

医療産業の発展に伴い、中国は伝統的な中国医学から西洋医学へと徐々に変化し、医療産業における電子製品の需要も徐々に増加し、中国の医療用PCBA製造技術も発展してきました。現在では、ほぼすべての医療機器に医療用プリント基板(PCB)が必要とされています。インプラントには精度が求められるため、これらのPCBを作り、組み立てるには多くの工程と要件が必要です。

これを読んでいるあなたは、医療用プリント基板(PCB)の製造・組み立てに興味があるとしか思えません。さっそく、サイコロを振ってみましょう。

FS Technology 製造可能な医療用PCBA

医療用プリント基板/PCBAのトップクラスのメーカーをお探しなら、FS Technologyをおいて他にないでしょう。FS Technologyは、医療用プリント基板(PCB)の製造・組み立てに関して、業界をリードする企業であることは明らかです。FSテックの医療用プリント基板には、2つのメリットがあります。 プリント基板製造 のサービスは、品質コンプライアンスと競争力のある価格です。信頼できる医療機器用PCBメーカーとして、我々は顧客のPCB仕様に従って高品質の回路基板を構築することができます。以下は、私たちが製造できる医療製品(回路基板または完成品)です。

Medical equipment using PCBA

医療機器向けPCB製造

医療用PCBのプロトタイプを作成してから、ボードを大量に生産する必要があります。PCBメーカーは、プロトタイプの助けを借りて、より正確にボードの成功のレベルを示すことができます。 その結果、数回の設計と製造の微調整を経て、医療業界の標準規格を満たす最終的なPCBができあがります。これにより、大量生産時のロスを防ぎ、効率的でコスト効果の高い生産が可能になります。

医療機器用プリント基板など、患者さんの健康に直接関わる製品については、FSテクノロジーが厳しい基準でそのオーダーをこなしてきました。以下は、その 医療用回路基板の製造工程:

ステップ1:電子医療用PCB回路図設計

回路図設計を行うことは、医療用PCBを製造し、組み立てるための最初のステップです。ここでは、クライアントは、基本的な図面を作るために使用される医療用PCBメーカーにPCBに関するすべての重要な情報を提供します。ここで重要な詳細のいくつかは、PCBが使用される方法、それがされるPCBの種類、それが必要とするどのくらいの電力、およびどのような材料が使用される。これらの詳細はすべて正しくなければならず、医療用PCBの最初の設計はそれに基づいて行わなければなりません。

ステップ2:医用電子部品のレイアウト計画

PCB部品(SMD とDIP)の配置計画は、仮想回路図が完成した後に行われます。これにより、PCBの層数およびその他の技術的要件を計算することができます。

部品配置は、医療用PCBAの製造においてもエラーのないことを保証しています。このようにプリント基板を作ることで、一般的に製造コストを削減することができます。 

ステップ3:医療機器用PCB設計

回路図の初期設計の次に来るのが、医療用プリント基板(PCB)のレイアウトを作成する段階である。

ボードレベルの失敗を避けるために、専門家を利用する PCB設計ツール と、このプロセスのための良いPCBレイアウトプラクティスに従います。医療機器の場合、PCBがどれだけうまく機能するかで人の命が左右されるため、ベストプラクティスに従うことは良いアイデアというだけでなく、必須と言えます。以下は、医療用PCBを設計する際に考慮すべき点です。

  • 医療用PCBデバイスでは、トレース長をできるだけ短く、直接的に保つことがベストプラクティスの一つです。
  • デカップリングコンデンサからの信号を短くするためにパワープレーンとグランドプレーンを使用し,グランドをよくカバーする。
  • 高エネルギートレースとプレーンには、大電力を処理するのに十分な銅を使用し、電圧降下をできるだけ少なくしてください。
  • 高速データトレースの反射を抑えるために、差動ペアまたは信号を使用します。
  • クロストークを防ぐため、クロック信号は短くし、近くの他のトレイルや飛行機から離してください。
  •  異なるレイヤーのトレースを重ね合わせる必要がある場合は、できるだけ垂直になるようにします。
  • 温度に敏感な部品は、他の部品から遠ざけてください。
  • 一部のSMD部品が組み合わされた状態で冷却されるように、リフローソルダリングの条件を必ず2回確認してください。

ステップ4:最終作業用ファイル

中国医療用PCBアセンブリメーカーにガーバーデータまたはCADデータを送信することは、設計の最終ステップです。これで、上記のファイルや指示書をPCB基板を作る会社に送ることができます。

最終的な製造ファイルがメーカーに送られ、プリント基板の設計が承認されると、製造が開始されます。これにより、デジタルで設計されたプリント基板が実際のものに変換されます。

世界中には多くのPCBAメーカーがありますが、FSテクノロジーは医療用PCBプロジェクトのための最も優れた、最も経験豊富なサービスプロバイダであることに疑いの余地はありません。より広範なサービスを提供するため、私たちは最も費用対効果の高い選択肢です。

ステップ4:デザインイメージング

この段階から、医用電子基板の製造工場が作業に介入してきます。あなたの医療用電子機器PCBボードメーカーは、回路基板の設計ファイルをフィルムに変えるためにプロッタプリンタを使用しています。これらのフィルムは、あなたのダイアグラムの写真ネガに似ています。

プリント基板の場合、内側の層には2色のインクが使われています。

  • 黒いインクは、プリント基板上の銅のトレースと回路を表します。 
  • クリアインクは、グラスファイバーの下地と同じく、電気を通さないプリント基板部分の略です。
 

外層が持っています。

  • クリアインクで表示される銅のパスウェイ
  • 銅を削り取る部分に黒いインクで印をつける。

ステップ5:基板の内層に銅を印刷する

プリント基板の作成は、このステップからが本番となります。手順は、PCBの第一形態である、基材から作られる積層板から始まります。通常、エポキシ樹脂とガラス繊維が基材として使用される。

PCBのデザインはラミネートボードに印刷されます。ラミネート基板の両面に銅を接着します。その後、銅をエッチングして、PCBデザインを現します。次に、レジストと呼ばれる感光性フィルムでラミネート基板を覆います。

ステップ6:異なるレイヤーを合成する

ラミネート基板の洗浄が終わると、層合わせの準備に入ります。医療用プリント基板メーカーでは、ほとんどの場合、光学式パンチという、登録穴にピンを通して内層と外層を並べる機械を使用します。

ステップ7:ドリル加工

ドリル加工は、PacemakerのPCBを作る上で最も重要なステップであり、ビアのベースとなる部分を設定し、異なるビア間の接続を行います。 PCB層.銅リンクのビアホールや鉛系部品など、後から追加される部品はすべて精密なドリル穴が必要です。

ペースメーカーPCBの穴あけは、わずかなミスが大きなコストにつながるため、最高レベルの精度が要求されます。また、一般的な医療用ペースメーカーPCBには100ヶ所以上の穴あけ箇所があるため、穴あけに時間がかかる。

ステップ8:医療用PCB外層イメージング

このステップでは プリント基板製造工程その後、再度フォトレジストを塗布します。ただし、画像処理では、外層にのみフォトレジストを塗布します。この工程は、清潔で安全な場所で行われます。

黒インクの透明シートをピンで固定し、位置がずれないようにする。PCB医療パネルはフォトレジストを塗布した後、イエロールームに入る。紫外線を照射することで、フォトレジストが硬化する。ブラックインクに覆われた未硬化のレジストは除去される。

ステップ9. 外層エッチング

このとき、外層に属さない銅は取り除かれる。電気メッキは銅の層を追加するために使用されます。スズ電気メッキは、最初の銅浴の後、重要な部分の銅を保護します。外層がエッチングされた後、PCBパネルは自動光学検査とはんだ付けの準備が整います。医療用美容PCBボードは、自動光学検査(AOI)を通して、銅の層が仕様に合っていることを確認します。

ステップ10:ソルダーマスク

その後、医療用プリント基板の外側を保護し、はんだ付けの準備をするため、ソルダーレジストを塗布します。はんだ付けの必要がない部分を隠します。

医療用プリント基板パネルを洗浄し、不要な汚れや銅を除去します。インクエポキシとソルダーマスクフィルムを表面に塗布します。UVライトブラストにより、はんだ付けが不要な箇所を確認します。ソルダーマスクが不要な部分から剥がされます。基板をオーブンに入れ、ソルダーレジストを硬化させる。

ステップ11:シルクスクリーン

シルクスクリーンの際に、インクジェットプリンターで基板に直接印刷されます。通常、企業ID、メーカーロゴ、シンボル、部品番号、ピン・ロケーター、その他の識別マークや特徴で構成されています。

ステップ12:表面仕上げ

ほぼ完成した医療用PCBパネルには、導電材料のコーティングが必要ですが、通常は顧客の要望に応じて行います。これにより、PCBに兵士のためのスペースが与えられます。この工程の後、表面には仕上げが施されます。

医療用PCBA製造の難しさと克服すべき点

従来のPCBと比較すると、薬用PCBは製造が困難であることが知られています。製造業者は以下のような困難に直面しています。

  • 医療用化粧品のプリント基板は、スルーホールや表面実装の部品が組み込まれることがあり、製造コストが高くなります。
  • 技術の進歩により、医療機器はますますコンパクトになってきています。そのため、医療用ウェアラブルデバイスのPCBアセンブリでは、小型化が最も困難な課題の1つとなっています。
  • 医療用除細動器PCBには、熱に敏感なSMD電子部品が使用されることがよくあります。慎重に選択しなければ、RoHS PCBAは高温で失敗する可能性があります。 
  • 部品が不揃いの場合、機器の故障の原因となることがあります。オートクレーブや洗浄可能な部品を使用することが重要です。 安価な医療用PCBアセンブリ.

医療用PCBの種類

メディカル HDI PCBです。

HDI PCB(高密度相互接続プリント基板)は、現在、高度医療機器に最も多く使用されているプリント基板の一つである。医療用HDI回路は、高速データ転送を保証するため、ほとんどの医療機器に最も望まれる基板である。少々値が張っても、機器の応答速度が患者の生死を分けるような重要な医療診断機器には欠かせない。

高密度プリント配線板は、電磁波やノイズに強いため、ほとんどの医療機器に使用されています。マルチモーダル生理モニタや心電図モニタなど、ほとんどの医療用CTスキャン装置では、高密度接続で実現したリアル浮動小数点入力が利用できる。 HDIプリント基板.また、この入力によって、より迅速なコミュニケーションが可能になるかもしれません。

メディカル フレックスプリント基板。

フレックスプリント基板は、従来のプリント基板に比べて柔軟性に加え、設計の自由度が高いため、医療機器業界で高い需要があります。医療用フレキシブルプリント基板は、「医療用フレックスPCB」とも呼ばれ、フレキシブル基板(FPC)を使用したプリント回路部品をパターン状に配置したもので、フレキシブル基板を使用したものと使用していないものがあります。

のデザイン フレキシブルプリント基板 は、医療機器分野での重要性がますます高まっています。医療機器には、耐久性の高い基板を使用することで、高い性能を維持し、人々の寿命を延ばしたり、病気を治したりすることができるものがたくさんあります。

温度変化への対応、水密性、無菌性、何度でも組み立て可能な構造になっています。

メディカル リジッド基板

医療分野では、フレキシブルプリント基板と異なり、堅牢で柔軟性に欠けるリジッドプリント基板が広く使われている。X線装置、保育器、除細動器モニター、心電図装置、化学療法用ポンプ、その他多くの医療機器がその例である。

医療機器とは、医療施設において必要不可欠な備品の一つです。人命を脅かす可能性があるため、エラーが発生しないようにする必要があります。そのため、医療機器を製造する企業の大半は、リジッド基板を採用し、他の基板を使用するのではなく、リジッド基板を使用することを選択します。 PCBの種類.

There is a wide variety of rigid boards available, some of which include glass epoxy PCBs, aluminum core PCBs, and others. On the other hand, many medical devices choose to use multi-layer rigid PCBs because of the adaptability and variety of functions that these boards provide.

Standards for manufacturing medical PCBs

Potential hazards are rigorously monitored and assessed throughout the development process of medical devices. Several different types of testing are used to ensure conformity to these criteria. There are several standards that your electronic medical equipment may need to meet.

  • ISO 9000 or 9001: Addresses the quality and dependability criteria in designing, manufacturing, and testing electronic products.
  • ISO 13485: outlines the standards for tracking systems.
  • CFR 820: For verifying production and quality control.
  • US FDA 21 CFR: for companies that make, repackage, relabel, or import medical devices that are sold in the US.
  • IEC 60601-1: General standards for fundamental safety and necessary performance.
  • IEC 61010-1: Safety rules for measuring, controlling, and lab equipment that uses electricity.
  • IPC 6011: Generic Performance Specifications for Printed Boards.
  • ISO 13485: Requirements for regulatory quality management systems.
  • IPC-A-610: Addresses the acceptability of electronic assemblies.

Medical PCB Assembly

The complexity of medical printed circuit boards is proportional to the number of processes involved in making them. The functionality of the PCBA may be compromised if any of the steps in the process are skipped or shortened. However, once the medical PCB組立工程 is complete, these assembled PCBAs will be able to perform their intended functions. Next we will show the assembly process of these high-end medical electronic devices:

Step 1: Solder paste stenciling

The solder paste stenciling technique is the first stage in the assembly procedure. In this step, the circuit board is covered with a stencil so that just the portion of the PCB board that would be mounted with a component is visible. This makes it easier to apply the solder paste solely to the board’s areas where the components will be placed.

A mechanical device is used to hold the board and the solder stencil in place so that we may accomplish this. Following that, an applicator is used to deposit the solder paste at the predetermined locations. The solder paste is applied consistently over all of the exposed regions. After this step, the stencil is removed, and the solder paste is left in the appropriate locations.

Step 2: A Game of “Pick and Place”

Accurate mounting of the numerous electronic components that make up the medical cochlear implants PCB occurs in this area. To achieve the high level of precision required for the assembly of medical cochlear implants PCB, a robotic device is often used for this task. The robot is responsible for picking up and installing surface mount components on the board. The components are precisely placed on the solder paste thanks to the mounting mechanism.

Step 3: Soldering Reflow

The soldering overflow process aims to strengthen the connections between the circuit board and the electrical components. To accomplish this goal, a conveyor belt is used to transport the circuit board through a large reflow oven. The solder paste is melted by heating the PCB to around 2500 degrees Celsius during the procedure. After being heated in an oven, a medical PCB goes through a series of coolers, which help the solder paste cool and harden, resulting in solid connections between the component components and the board.

It is essential to remember that the stenciling and reflowing processes for double-layered medical PCBs are carried out in a distinct order. The device side with fewer and more manageable electrical components is completed first.

Step 4: Medical PCB Assembly Test

After the medical device’s printed circuit board (PCB) has been built, it is examined to look for and fix any faults or problems with the connection that movements may have caused during the reflow process. Manual inspection, X-ray inspection and automated optical inspection are the PCBA tests that FS Technology will perform

Step 5: Medical PCB Functionality test

In the last stage of assembling Medical PCBs, the produced board is subjected to inspection and testing. In this section, a comprehensive functionality test is carried out to guarantee that the board functions as expected and is up to the high requirements set by the medical industry. After the board has been examined, we will clean it to eliminate any oil, flux, and other types of waste that may be on it. This ensures that the medical board is sterile and may be used to produce medical devices. It is possible to conduct specialized testing on the Medical PCB following the particular kind of medical equipment that will be using the board.

Points to pay attention to when assembling medical PCB

Whether they are used in the operating room or the lab, all medical PCB applications need to be 100% reliable. No one in the medical field has time to deal with equipment malfunctioning or performing incorrectly. Following PCBアセンブリ practices are essential when creating a circuit board for use in medical devices:

  • It is fundamental to find the best possible components and use them.
  • It is essential to position components carefully and routes traces to make a board successfully.
  • Make sure that electromagnetic interference won’t mess with it.
  • Engineers should look at several EMI standards, starting with IEC 60601-1-2. A PCB CM should have ISO 9000 or 9001 certification. This standard discusses the quality and reliability requirements for designing, building, and testing electronics.
  • The PCB you use to make your medical electronics must have a good reputation and be able to create high-quality circuit boards.
  • Your medical PCB should use a lead-free manufacturing process separate from their normal soldering processes when making your medical equipment.

Strict medical PCB testing

The development process for medical devices includes extra considerations and requirements beyond what is generally required for creating non-critical PCBs. Much testing is conducted on medical equipment, which is more than can be said for other kinds of PCBs. This is primarily because of the stringent testing requirements imposed by regulatory agencies; however, functional testing and production testing are often also necessary. The regulatory testing that is required for medical devices usually falls into one of two broad categories:

  • Medical equipment that either transfers energy to or from a patient or detects energy transmitted to or from a patient is the focus of IEC Standard 60601-1.
  • Medical equipment not connected directly to a patient, such as that used in a laboratory, falls within the IEC 61010-1

The above is all about “Medical PCB Manufacturing and Assembly”. If you recognize our manufacturing capabilities and expect to get a quotation for Medical PCBA, please contact us through the above email, and our sales will provide you with a price list.

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