一、應用場景
據電子行業權威媒體Prismark估計:醫療電子PCB用量占PCB總產值份額的約2%,雖然整體份額占比不大,但是PCB板對醫療電子的重要性是不言而喻的。以下是PCB在醫療電子領域的應用:
診斷與監護設備,如:心電圖機(ECG)、腦電圖機(EEG)、血壓監測儀、血糖儀等;
治療與生命支持設備:心臟起搏器、除顫器、呼吸機、輸液泵;
醫學成像系統:MRI、CT掃描儀、超聲設備;
可穿戴與遠程醫療設備:便攜式血糖監測儀、遠程監護設備;
手術與機器人輔助設備:內窺鏡、手術機器人、激光治療儀。
實驗室與分析儀器:血液分析儀、PCR儀、基因測序設備。
二、管控難點
醫療電子類產品由于直接和人的健康及安全息息相關,所以其特點是:高可靠性,高安全性和嚴苛的環保性而著稱,另外高端醫療電子是一個技術密集度非常大、前沿科技應用廣泛的產業,這也導致部分醫療設備對產品的精密度需要很高的要求。具體到線路板生產制造,需要做以下管控:
1、材料的選擇:板料需要選擇耐CAF和中、高TG值板料,確保不產生離子遷移,或者高溫導致的線路板變形; 銅箔和銅球需要選擇高純度的,確保良好的導電性和抗疲勞性。油墨需要選擇耐高溫、耐化學腐蝕性強的油墨。
2、環保要求:針對一些和人體直接接觸的產品,材料需要用無鹵板料和無鹵油墨。出貨的環保要求需要滿足最新的ROHS和Reach法規。針對部分實驗分析儀器或者耗材,甚至需要控制特定的元素含量,避免導致檢測結果有誤差。
3、銅厚:醫療類PCB板絕大部分銅厚需要執行IPC-3標準,孔銅厚度需要≥23um,另外銅的延展性需要保證,避免出現孔銅拉裂的情況從而導致電子系統出現開短路。
4、孔粗:孔粗對線路板的穩定性有很大影響,主要的兩個方面是:影響電鍍孔銅時的一致性,可能導致局部孔銅偏薄,從而導致拉裂、短路的狀況;另外一方面,孔粗過大會導致CAF的問題,從而使醫療電子產品出現暫時性失靈狀況
5、信號完整性:由于醫療類板(特別是圖像類產品)有非常大比例的具有多組差分阻抗,對信號要求比較高。所需要控制好以下幾點:線路板蝕刻,要控制好蝕刻精度;電鍍需要控制好電鍍均勻性;壓合需要管控好生產細節,控制好溢膠量和對位進度。
6、外觀要求:醫療類線路板對外觀要求嚴格,很多客戶要求:不允許板面有劃傷,不允許金面有水印或者劃傷,焊盤不允許殘缺,阻焊不允許修補或者只允許部分修補….這對生產細節管控有非常高的要求。
仁創藝是如何進行管控的?
我們最早于2006年獲得了IS9001,ISO14001, UL等認證,以5大管理工具為基本要求,我們建立嚴格的品質管理系統,確保做到:功能性問題0缺陷。以下為我司的管控措施:
材料方面:覆銅板選用:KB,生益,臺灣南亞等國內國際一線品牌,TG值150℃起步和耐CAF板料。銅箔,銅球,油墨,干膜等物料也均采用國內外一線品牌,從源頭確保品質。
環保方面:如果客戶有無鹵素要求,我們會選用無鹵的板料,和無鹵的油墨進行生產。生產設備和檢測工具我們會進行清洗,例如膠片,絲印機等;生產過程中和出貨前我們也會對鹵素含量進行測量,確保鹵素含量≤900ppm符合RoHS和REACH標準。
生產方面:電鍍工序我們都走正片工藝,避免孔無銅的情況出現;電鍍均勻性方面,我們定期會做碳處理和均勻性測試,生產醫療類線路板時采用低電流慢鍍銅時間的做法,最大限度保證電鍍的均勻性;孔粗,我們會降低鉆機落刀速度,降低疊層確保孔粗≤25.4um(大于0.8mm的孔為60um)遠低于行業標準。信號完整性,涉及到阻抗方面的管控,我們的蝕刻公差為:±10%或者1.5mil,電鍍均勻性COV≤8%,阻抗公差控制到±10%,確保信號的完整性;外觀方面的管控,主要是需要員工有良好的生產意識,我們不僅制定了完善的SOP操作標準,并且每周對會品質問題進行宣導和總結,確保在質量穩定的前提下,外觀也能做到“零缺陷”。
三、我們有哪些醫療電子類客戶?
憑借對醫療電子領域深刻的技術理解,穩定的品質,我們獲得醫療電子領域眾多客戶的信任,以下是我們部分醫療電子客戶清單:
四、未來提升方向
隨著全球人口加速老齡化,便攜式醫療、家用醫療設備的需求急劇增長,使得醫療設備擁有廣闊的發展前景。常規醫療類線路板一般以2-16板為主,通常難度不大,但是品質要求高,高端醫療類型板子逐步朝著HDI路線發展,另外軟硬結合板在醫療電子上的應用也不容小覷,從控制器到電子膠囊,部分醫療耗材均需要用到軟硬結合板。以下是我司在該領域的技術規劃:
領域 |
項目 |
制程能力(現在) |
制程能力(未來) |
醫療電子 |
電鍍均勻性 |
COV≤10% |
COV≤5% |
線路蝕刻公差 |
±10% / ±1.5mil |
可以滿足未來需求 |
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阻抗控制 |
≥±10% |
≥±5% |
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外觀 |
會出現菲林印,部分刮傷 |
解決菲林印和外觀刮傷 |
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HDI階數 |
2階HDI |
3階HDI、任意階HDI |
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軟硬結合板 |
板厚最薄:0.3mm;量產最高階數2階,樣品3階 |
板厚:未將實現0.2-0.25mm板厚軟硬結合板大批量生產;實現3階/任意階HDI軟硬結合板量產 |