V oblasti medicíny sa elektronické zariadenia, od bežných monitorov a ultrazvukových zariadení až po presné chirurgické roboty a diagnostické prístroje in vitro, spoliehajú na dosky plošných spojov ako ich hlavné nosiče. Prevádzková stabilita a spoľahlivosť lekárskych elektronických zariadení priamo súvisí s presnosťou klinickej diagnózy a bezpečnosťou pacientov a čistota dosiek plošných spojov je jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich výkon a bezpečnosť zariadenia. Na rozdiel od bežných priemyselných elektronických dosiek plošných spojov majú lekárske elektronické dosky plošných spojov prísnejšie požiadavky na čistotu. Akákoľvek malá znečisťujúca látka môže spôsobiť poruchu zariadenia a dokonca priniesť nepredvídateľné zdravotné riziká. Preto je kontrola čistoty dosiek s plošnými spojmi lekárskej elektroniky dôležitým aspektom, ktorý nemožno v oblasti lekárskej elektroniky ignorovať.
1, Prečo vyžaduje lekárska elektronická doska plošných spojov „nulovú toleranciu“ pre čistotu?
Aplikačné scenáre lekárskych elektronických zariadení sú špeciálne, z ktorých väčšina vyžaduje priamy alebo nepriamy kontakt s ľudským telom a niektoré zariadenia musia fungovať v medicínskom prostredí s vysokou čistotou (ako sú operačné sály a sterilné oddelenia), vďaka čomu je kontrola čistoty DPS nenahraditeľná.
Z hľadiska prevádzky zariadenia môžu zvyškové nečistoty na povrchu PCB viesť k abnormálnemu výkonu obvodu. Napríklad zvyšky taviva, kovové hobliny, prach atď. počas procesu zvárania môžu vytvoriť vodivé cesty na povrchu dosky plošných spojov, čo spôsobí skraty v obvode alebo úniky, čo má za následok odchýlku v údajoch zariadenia, funkčné zlyhanie a iné problémy. V prípade zdravotníckych zariadení, ktoré sa spoliehajú na presné údaje, ako sú monitory elektrokardiogramu a analyzátory glukózy v krvi, môžu takéto poruchy priamo ovplyvniť výsledky klinickej diagnózy a oddialiť liečbu pacienta; V prípade kľúčových zariadení, akými sú chirurgické roboty a anestetické prístroje, môžu poruchy dokonca ohroziť životy pacientov.
Z hľadiska zdravotnej bezpečnosti môžu znečisťujúce látky predstavovať aj riziká pre biologickú bezpečnosť. Ak počas používania zdravotníckych elektronických zariadení zostanú chemické znečisťujúce látky (ako sú zvyšky čistiacich prostriedkov a kovové ióny) na povrchu dosky plošných spojov a difundujú kontaktom alebo prchaním, môžu spôsobiť podráždenie pokožky a slizníc pacienta a dokonca viesť k infekcii. Niektoré zdravotnícke pomôcky je navyše potrebné pravidelne dezinfikovať. Ak čistota DPS nezodpovedá norme, škodliviny môžu reagovať s dezinfekčnými prostriedkami za vzniku škodlivých látok, ktoré môžu tiež ovplyvniť dezinfekčný účinok a zvýšiť riziko krížovej infekcie.
2, „Neviditeľná hrozba“ pre čistotu lekárskych elektronických dosiek plošných spojov
Na efektívnu kontrolu čistoty je potrebné najskôr identifikovať zdroj škodlivín, aby bolo možné prijať cielené preventívne a kontrolné opatrenia. Lekárske elektronické dosky plošných spojov môžu čeliť kontaminácii počas výroby, montáže, prepravy a údržby, pričom bežné zdroje zahŕňajú:
Hlavnými zdrojmi znečisťujúcich látok sú výrobné a montážne procesy. Ak počas procesu spájkovania DPS nie je tavidlo úplne odstránené, jeho zvyškové zložky (ako je kolofónna kyselina, živica atď.) priľnú k povrchu DPS; Kovové striekance vznikajúce pri zváraní a úlomky zanechané počas rezania môžu byť tiež zapustené v medzerách alebo okolo spájkovaných spojov na doskách plošných spojov. Okrem toho, ak operátori počas procesu montáže neprijmú náležitú ochranu, mastnota, pot, prach, vlákna atď., ktoré zanechajú pri kontakte prstov s DPS, sa stanú súčasťou znečisťujúcich látok v životnom prostredí.
Nesprávna ochrana počas prepravy a skladovania môže tiež viesť k zníženiu čistoty. Ak je počas prepravy dosiek plošných spojov kvalita obalových materiálov (ako bublinková fólia a kartónové škatule) nízka, vlákna alebo prach môžu vypadávať; Ak vlhkosť a teplota skladovacieho prostredia nie sú riadne kontrolované alebo ak sa neprijmú opatrenia na zabránenie prachu, prach a vodná para vo vzduchu priľnú na povrch dosky plošných spojov. Dlhodobé skladovanie môže tiež spôsobiť oxidáciu povrchu PCB, pričom vznikajú oxidové znečisťujúce látky.
Znečisťujúce látky v procese používania a údržby nemožno ignorovať. Lekárske elektronické zariadenia môžu počas používania prísť do kontaktu s medicínskymi znečisťujúcimi látkami, ako sú lieky, krv a telesné tekutiny. Ak je tesniaci výkon zariadenia slabý, tieto znečisťujúce látky môžu preniknúť do vnútra PCB; Ak počas údržby zariadenia čistiace nástroje (ako sú handričky, vatové tampóny) nie sú dostatočne čisté alebo ak sa používajú zvyškové čistiace prostriedky, môže to skutočne priniesť nové znečistenie do DPS.
3, Základné prepojenia a metódy kontroly čistoty lekárskej elektronickej dosky plošných spojov
V reakcii na požiadavky na čistotu dosiek s plošnými spojmi pre lekárske elektroniku je potrebné začať od troch základných prepojení „prevencia a kontrola zdroja“, „čistenie procesu“ a „detekcia a overenie“ a vybudovať kompletný systém kontroly čistoty procesu, aby sa zabezpečilo, že dosky s plošnými spojmi si udržia vysoký stav čistoty počas celého životného cyklu od výroby až po použitie.
1. Prevencia a kontrola zdrojov
Prevencia a kontrola zdrojov je základom kontroly čistoty, ktorá zásadne znižuje tvorbu znečisťujúcich látok optimalizáciou výrobného a prevádzkového prostredia. Vo výrobnej dielni je potrebné vytvoriť čisté prostredie, ktoré spĺňa požiadavky medicínskej elektroniky, kontrolovať koncentráciu prachových častíc vo vzduchu a vybaviť anti-statickým a olejotesným prevádzkovým zariadením; Operátori musia nosiť špeciálne čisté oblečenie a rukavice, aby sa vyhli priamemu kontaktu s PCB; Pokiaľ ide o výber materiálu, prioritou by malo byť použitie spájkovacieho taviva a čistiacich prostriedkov s nízkym obsahom zvyškov, aby sa znížilo vnášanie znečisťujúcich látok zo zdroja.
2. Procesné čistenie
Procesné čistenie je kľúčovým krokom pri zabezpečovaní čistoty dosiek plošných spojov a na dosiahnutie presného odstránenia je potrebné zvoliť vhodné metódy čistenia podľa druhu škodlivín. Pre zvyškový tok po zváraní možno použiť ultrazvukové čistenie v kombinácii so špecializovanými čistiacimi prostriedkami na využitie vibračného účinku ultrazvukových vĺn na odlúpnutie zvyškového toku v medzerách a potom ho rozpustiť a opláchnuť čistiacimi prostriedkami, aby sa zabezpečilo úplné odstránenie zvyšku; V prípade tuhých znečisťujúcich látok, ako sú kovové úlomky a prach, je možné použiť fúkanie vysokotlakovým prúdom vzduchu, vákuovú adsorpciu a iné metódy, aby sa predišlo poškriabaniu povrchu dosky plošných spojov alebo zapusteniu nečistôt do medzier; Po vyčistení je potrebné dôkladne vysušiť, aby zvyšky vlhkosti nespôsobili oxidáciu PCB alebo poruchu obvodu.
Je potrebné poznamenať, že čistiace prostriedky používané počas procesu čistenia musia spĺňať lekárske elektronické bezpečnostné normy, nesmú obsahovať toxické a škodlivé zložky a musia prejsť testovaním kompatibility, aby sa zabezpečilo, že nespôsobia koróziu alebo poškodenie substrátov DPS, spájkovaných spojov a komponentov.
3. Detekcia a overenie
Testovanie a overovanie je poslednou obrannou líniou kontroly čistoty. Prostredníctvom vedeckých testovacích metód sa potvrdzuje, že čistota DPS spĺňa požiadavky. Bežné metódy detekcie zahŕňajú vizuálnu kontrolu, detekciu iónovej kontaminácie, detekciu kontaminácie časticami atď. Kontrolu vzhľadu možno vykonať pozorovaním povrchu dosky plošných spojov pomocou vysokovýkonného mikroskopu, aby sa skontrolovali viditeľné kontaminanty a zvyšky; Detekcia iónového znečistenia meria koncentráciu iónov na povrchu PCB pomocou špecializovaných prístrojov na určenie prítomnosti iónových znečisťujúcich látok, ktoré môžu spôsobiť koróziu alebo netesnosť obvodu; Detekcia znečistenia časticami sa vykonáva pomocou zariadení, ako sú laserové počítadlá častíc, ktoré zisťujú počet a veľkosť častíc na povrchu a medzery dosiek plošných spojov, čím sa zabezpečuje súlad s normami čistoty lekárskej elektroniky.
Až po prísnom testovaní a overení, aby sa potvrdilo, že čistota PCB spĺňa normu, môže vstúpiť do následného procesu montáže zariadenia; Po použití a údržbe zariadenia je tiež potrebné pravidelne kontrolovať čistotu DPS, včas odhaliť a riešiť problémy so znečistením a zabezpečiť dlhodobú-stabilnú prevádzku zariadenia.
4, Kontrola čistoty
Pre lekárske elektronické dosky plošných spojov nie je kontrola čistoty "dodatočnou požiadavkou", ale "bezpečnostným spodným riadkom" na zaistenie bezpečnosti zariadenia a zdravia pacienta. Každá nepatrná znečisťujúca látka sa môže stať „skrytým nebezpečenstvom“, ktoré ovplyvňuje výkon zariadenia a môže dokonca spôsobiť vážne zdravotné nehody. Preto, či už ide o podniky vyrábajúce DPS alebo výrobcov zdravotníckych zariadení, musia venovať pozornosť kontrole čistoty, zaviesť systém kontroly zvuku a zabezpečiť čistotu dosiek plošných spojov od zdroja, procesu až po detekciu vo všetkých aspektoch.