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医疗PCB&PCBA定制打样:设计医疗级线路板要注意哪些问题?

发布时间:2025-08-22 点击数:698

设计医疗级线路板需重点关注以下关键问题:

30-layers Semiconductor Testing Board


1、法规与标准遵循
必须严格遵守 ISO 13485 (医疗器械质量管理体系)、 IEC 60601-1 (医疗电气设备安全标准)、 FDA 21 CFR Part 820 等国际法规,确保产品设计符合医疗器械的功能、性能及安全性要求。
2、材料与工艺选择
‌基材‌:优先选用高耐热性、低热膨胀系数(CTE)的 FR-4 材料或金属基板(如 铝基板 ),确保长期稳定性。
‌洁净度控制‌:制造需符合 IPC-5704 标准,离子污染≤1.56μg/cm²,颗粒物残留≤50个/cm²(≥5μm),植入式设备需达到无菌状态(≤1 CFU/cm²)。
3、信号与电磁防护
‌阻抗匹配‌:通过精确计算传输线宽度和层间距实现50Ω或100Ω阻抗匹配,优先采用差分对布线减少干扰。
‌屏蔽与隔离‌:为敏感信号线加屏蔽层或隔离器件,多层PCB设计专用电源/地平面降低电磁辐射。
4、生物与化学兼容性
‌接触安全‌:直接接触人体的设备(如可穿戴监测设备)需满足严格漏电距离和电气间隙要求。
‌材料选择‌:植入式设备选用经过生物相容性测试的 医用级聚酰亚胺 材料,避免释放有害物质。
5、低功耗设计
针对便携式设备(如血糖仪),需优化MCU和电源管理芯片,缩短走线长度降低寄生电容,并设计低阻抗电源网络减少损耗。
6、可制造性设计

遵循 IPC Class 3 标准,优化布线避免尖角和过密走线,保持适当线宽和间距以降低制造缺陷。


医疗电子PCBA制造有哪些注意事项?

一、设计阶段
1.法规与标准遵循:医疗设备的PCBA设计需严格遵守国际及地区性法规和标准,如ISO13485、IEC60601、FDA的21CFR 820等,确保产品设计符合医疗器械的功能、性能要求及安全性标准,以通过相关认证,保证产品合法上市。
2.材料选择:
PCB板材料:常用材料有FR - 4、金属基板(如铝基板)和陶瓷基板等,这些材料需具备高热稳定性、良好的机械强度及防腐蚀性能,以适应医疗设备可能面临的高温、潮湿等极端环境。
3.元器件和焊膏:元器件要符合医疗器械的质量要求,型号、规格、极性等信息准确无误;焊膏需确保在焊接过程中能均匀覆盖焊盘,避免少锡、漏刷现象,且焊膏量适中,防止过多或过少导致焊接缺陷。

4.层次结构与布线设计:合理的层次结构和布线设计能够有效降低信号干扰,提高电路的稳定性和可靠性。对于复杂医疗设备,采用多层PCB板,将不同功能模块分布在不同层次上是提高抗干扰能力的有效手段。设计文件准备:准备完整的设计文件,包括电路原理图、PCB布局图以及BOM(物料清单),使用专业的EDA工具进行电路设计和PCB布局,确保设计的合理性和可行性。


二、制造过程
1.PCB制造精度与环境控制:
制造工艺:PCB制造的主要工艺包括切割、成型、镀铜、钻孔、黄光照排、蚀刻等,需使用高精度设备和严谨的工艺控制,保证PCB质量,避免细微偏差影响后续贴片和焊接效果。

环境条件:PCB制造过程需在无尘、防静电的环境下进行,防止灰尘和静电对电路板产生影响,保证PCB板清洁度和电气性能。


SMT贴片加工:
贴片精度与速度:使用高精度贴片机实现元件精确安装,误差控制在0.01mm以内,同时可追求适当高速运行以提高生产效率。
焊膏选择与印刷:根据元件特性选择合适焊膏,锡膏印刷要确保均匀、精确地覆盖PCB焊盘,为焊接打下良好基础。
回流焊接与温度控制:通过控制废气炉温度曲线,确保焊膏充分熔化形成可靠连接,合适的温度曲线能保证焊接质量、减少焊接缺陷和不良品。AOI检测与质量控制:采用自动光学检测(AOI)技术对焊接完成的PCB板进行视觉检测,及时发现焊接缺陷或错误,之后还需人工复检,确保焊点和元器件符合质量标准。

DIP插件加工:对于不能通过SMT技术贴装的元器件,如大型连接器、电解电容等,采用DIP插件加工,包括插件、波峰焊接和手工补焊等,要严格控制插件的准确性和焊接的可靠性。


PCB & SMT & THT & Soldering & Component Mounting & Assembly


三、质量控制
1.元器件质量管控:
避免假冒元件:建立严格采购流程,对供应商严格筛选和审核,确保元件来自正规渠道;加强质量检查部门建设,对传入元件严格检查,建立随机抽检制度;实施过时管理策略,避免使用陈旧和未经授权元件;加强员工培训,提升对假冒元件的识别和防范意识。
测试和筛选:在进行PCBA打样之前,使用专业测试设备和技术对元器件进行电性能测试、环境适应性测试等,筛选出合格元器件用于制造。
焊接质量控制:严格控制焊接质量,可采用自动焊接设备和技术保证焊接的一致性和可靠性,对焊接质量进行检测和评估,及时发现和解决问题。焊点应光滑无毛刺,焊锡超过焊端高度的2/3,焊点截面无裂锡现象。功能测试与调试:
功能测试:完成焊接和组装后,进行严格的功能测试,如ICT测试、FCT测试以及老化测试等,发现潜在故障和隐患。

调试与程序烧录:根据设备需求对PCBA进行调试,检查各部件工作状态,确保设备按预期运行;必要时烧录相应程序,使设备具备智能控制功能。


2.清洗、涂覆与包装:
清洗与涂覆:加工完成后进行清洗,去除焊接过程中残留的助焊剂和其他污染物;涂覆在PCB表面形成保护膜,防止潮湿、腐蚀等环境因素对电路的影响。

包装与运输:进行最终检验,包括外观检查、性能测试以及安全性检查等,确保产品符合规定标准和要求,检验合格后妥善包装,保护产品在运输和存储过程中不受损坏。


四、其他方面
清洁度与防静电控制:生产过程中严格控制清洁度,去除焊接过程中可能残留的通孔或表面污渍;采取有效的防静电措施,如设置接地线、使用防静电涂层等,防止静电对BGA、IC元件造成潜在伤害。

环境适应性测试:高端医疗电子设备需在各种环境下运行,因此要对电路板进行环境适应性测试,包括温度范围、湿度范围、电磁兼容性等方面,确保电路板在各种环境下的稳定性和可靠性。

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