Inom det medicinska området är elektroniska enheter, från vanliga monitorer och ultraljudsutrustning till kirurgiska precisionsrobotar och in vitro-diagnostiska instrument, alla beroende av tryckta kretskort som bärare. Driftstabiliteten och tillförlitligheten hos medicinska elektroniska enheter är direkt relaterade till noggrannheten i klinisk diagnos och patientsäkerheten, och renheten hos kretskort är en av nyckelfaktorerna som påverkar enhetens prestanda och säkerhet. Till skillnad från vanliga industriella elektroniska kretskort har medicinska elektroniska kretskort strängare krav på renlighet. Alla små föroreningar kan orsaka fel på utrustningen och till och med medföra oförutsägbara medicinska risker. Därför är kontroll av renheten hos medicinska elektroniska kretskort en viktig aspekt som inte kan ignoreras inom området medicinsk elektronik.
1, Varför kräver medicinsk elektronisk PCB "nolltolerans" för renlighet?
Applikationsscenarierna för medicinsk elektronisk utrustning är speciell, av vilka de flesta kräver direkt eller indirekt kontakt med människokroppen, och vissa apparater måste fungera i medicinska miljöer med hög renhet (som operationssalar och sterilavdelningar), vilket gör PCB-renlighetskontrollen oersättlig.
Ur enhetens funktionsperspektiv kan kvarvarande föroreningar på PCB-ytan leda till onormal kretsprestanda. Till exempel kan återstående flussmedelsrester, metallspån, damm, etc. under svetsprocessen bilda ledande banor på kretskortets yta, vilket orsakar kortslutning eller läckage, vilket resulterar i utrustningsdataavvikelse, funktionsfel och andra problem. För medicinsk utrustning som förlitar sig på exakta data, såsom elektrokardiogrammonitorer och blodsockeranalysatorer, kan sådana fel direkt påverka kliniska diagnosresultat och försena patientbehandlingen; För nyckelutrustning som kirurgiska robotar och anestesiapparater kan funktionsfel till och med äventyra patienternas liv.
Ur ett medicinskt säkerhetsperspektiv kan föroreningar också utgöra biosäkerhetsrisker. Om kemiska föroreningar (såsom rester av rengöringsmedel och metalljoner) under användningen av medicinsk elektronisk utrustning finns kvar på ytan av PCB och diffunderar genom kontakt eller förångning, kan de orsaka irritation på patientens hud och slemhinnor och till och med leda till infektion. Dessutom behöver viss medicinsk utrustning desinficeras regelbundet. Om PCB:ets renlighet inte uppfyller standarden kan föroreningar reagera med desinfektionsmedel och producera skadliga ämnen, vilket också kan påverka desinfektionseffekten och öka risken för korsinfektion.
2, Det "osynliga hotet" mot renheten hos medicinska elektroniska kretskort
För att effektivt kontrollera renligheten är det nödvändigt att först identifiera källan till föroreningar för att kunna vidta riktade förebyggande och kontrollåtgärder. Medicinska elektroniska kretskort kan utsättas för kontaminering under produktion, montering, transport och underhåll, med vanliga källor inklusive följande:
Produktions- och monteringsprocesserna är de huvudsakliga källorna till föroreningar. Under PCB-lödningsprocessen, om flussmedlet inte avlägsnas helt, kommer dess restkomponenter (såsom kolofoniumsyra, harts, etc.) att fästa vid ytan av PCB; Metallstänk som genereras under svetsning och skräp som lämnas kvar under skärning kan också vara inbäddade i springor eller runt lödfogar på kretskort. Dessutom, om operatörerna inte tar ordentligt skydd under monteringsprocessen, kommer fett, svett, damm, fibrer etc. som lämnas kvar när deras fingrar kommer i kontakt med PCB att bli en del av föroreningarna i miljön.
Felaktigt skydd under transport och förvaring kan också leda till minskad renlighet. Under transport av tryckta kretskort, om kvaliteten på förpackningsmaterial (som bubbelplast och kartonger) är dålig, kan fibrer eller damm falla av; Om fuktigheten och temperaturen i lagringsmiljön inte kontrolleras ordentligt, eller om dammförebyggande åtgärder inte vidtas, kommer damm och vattenånga i luften att fästa på kretskortets yta. Långtidslagring kan också orsaka oxidation av PCB-ytan och bilda oxidföroreningar.
Föroreningarna i användnings- och underhållsprocessen kan inte ignoreras. Medicinsk elektronisk utrustning kan komma i kontakt med medicinska föroreningar som medicin, blod och kroppsvätskor under användning. Om enhetens tätningsprestanda är dålig kan dessa föroreningar tränga in i kretskortets inre; Under underhåll av utrustningen, om rengöringsverktygen (såsom trasor, bomullstussar) inte är tillräckligt rena eller om resterande rengöringsmedel används, kan det faktiskt leda till ny förorening till PCB.
3, Kärnlänkar och metoder för renhetskontroll av medicinsk elektronisk PCB
Som svar på renhetskraven för medicinska elektroniska kretskort är det nödvändigt att utgå från de tre kärnlänkarna "förebyggande och kontroll av källor", "processrengöring" och "detektering och verifiering", och bygga ett komplett processrenhetskontrollsystem för att säkerställa att kretskort bibehåller ett högt rent tillstånd under hela deras livscykel från produktion till användning.
1. Källförebyggande och kontroll
Källförebyggande och kontroll är grunden för renhetskontroll, som i grunden minskar genereringen av föroreningar genom att optimera produktions- och driftsmiljöer. I produktionsverkstaden är det nödvändigt att etablera en ren miljö som uppfyller kraven för medicinsk elektronik, kontrollera koncentrationen av dammpartiklar i luften och utrusta med anti-statisk och oljesäker driftsutrustning; Operatörer måste bära specialiserade rena kläder och handskar för att undvika direktkontakt med PCB; När det gäller materialval bör man prioritera att använda lågrester av lödmedel och rengöringsmedel för att minska införandet av föroreningar från källan.
2. Processrengöring
Processrengöring är ett nyckelsteg för att säkerställa rena kretskort, och det är nödvändigt att välja lämpliga rengöringsmetoder baserat på typen av föroreningar för att uppnå exakt borttagning. För restflödet efter svetsning kan ultraljudsrengöring i kombination med specialiserade rengöringsmedel användas för att använda vibrationseffekten av ultraljudsvågor för att skala bort restflödet i mellanrummen, och sedan lösa upp och skölja det med rengöringsmedel för att säkerställa fullständigt avlägsnande av resterna; För fasta föroreningar som metallskräp och damm kan högt-luftflödesblåsning, vakuumadsorption och andra metoder användas för att undvika att föroreningar repar PCB-ytan eller bäddar in i luckor; Efter rengöring är det nödvändigt att torka ordentligt för att förhindra att fuktrester orsakar PCB-oxidation eller kretsfel.
Det bör noteras att de rengöringsmedel som används under rengöringsprocessen måste uppfylla medicinska elektroniska säkerhetsstandarder, undvika att innehålla giftiga och skadliga ingredienser och genomgå kompatibilitetstestning för att säkerställa att de inte kommer att orsaka korrosion eller skada på PCB-substrat, lödfogar och komponenter.
3. Detektering och verifiering
Testning och verifiering är den sista försvarslinjen för renhetskontroll. Genom vetenskapliga testmetoder bekräftas att PCB:s renhet uppfyller kraven. Vanliga detektionsmetoder inkluderar visuell inspektion, detektering av jonkontamination, upptäckt av partikelkontamination, etc. Utseendeinspektion kan utföras genom att observera PCB:s yta med ett hög-mikroskop för att kontrollera om det finns synliga föroreningar och rester; Detektering av jonföroreningar mäter jonkoncentrationen på ytan av PCB med hjälp av specialiserade instrument för att fastställa närvaron av jonföroreningar som kan orsaka kretskorrosion eller läckage; Partikelföroreningsdetektering utförs genom enheter som laserpartikelräknare för att detektera antalet och storleken av partiklar på ytan och luckorna på kretskort, vilket säkerställer överensstämmelse med renhetsstandarderna för medicinsk elektronik.
Först efter strikt testning och verifiering för att bekräfta att PCB-renligheten uppfyller standarden, kan den gå in i den efterföljande monteringsprocessen för utrustning; Efter användning och underhåll av utrustningen är det också nödvändigt att regelbundet kontrollera kretskortets renhet, upptäcka och ta itu med föroreningsproblem i tid och se till att utrustningen fungerar-stabilt på lång sikt.
4, Renlighetskontroll
För medicinska elektroniska kretskort är renhetskontroll inte ett "ytterligare krav", utan ett "säkerhetsresultat" för att säkerställa utrustningens säkerhet och patientens hälsa. Varje liten förorening kan bli en "dold fara" som påverkar utrustningens prestanda och till och med orsaka allvarliga medicinska olyckor. Därför, oavsett om det är PCB-produktionsföretag eller tillverkare av medicinsk utrustning, måste de vara uppmärksamma på renhetskontroll, upprätta ett ljudkontrollsystem och säkerställa renheten hos tryckta kretskort från källan, process till upptäckt i alla aspekter.