Поставщик сборки PCBA для монитора артериального давления для медицинских печатных плат

Чистота электронных печатных плат обеспечивает надежность медицинских устройств

Преодоление возможности неудач

Производители компонентов постоянно разрабатывают новые и меньшие корпуса для компонентов, которые имеют размеры всего лишь доли миллиметра и имеют зазоры между платой и компонентом менее мила. Машины Pick and Place оснащены новыми аксессуарами, которые позволяют размещать эти почти невидимые детали. Компоненты расположены очень близко друг к другу. Как вы эффективно очищаете что-то такое маленькое?

Отказ от свинцового припоя — это относительно недавно законодательно закрепленный факт жизни, который потребовал нового припоя, новых флюсов, более высоких температур и нового оборудования для обработки припоя. Для решения этих проблем было разработано множество новых подходов, сплавов, химикатов и процессов пайки. Проблемы с оловянными усами также резко возросли. Однако эффекты с задержкой во времени часто не проявляются до тех пор, пока продукт не выйдет за дверь и не проработает даже год или два. Темп разработки продукта скрывает некоторые из этих отложенных во времени проблем, когда продукты обычно выбрасываются в пользу более новых моделей. Для таких продуктов, как мобильные телефоны, проблемы возникают нечасто, потому что сравнительно мало людей пользуются мобильными телефонами старше 2-3 лет. Мало кто будет тратить деньги на ремонт, когда модернизированная многофункциональная модель доступна по субсидированной цене. Однако для медицинских устройств вероятность отказа очень реальна, а последствия отказа могут быть разрушительными.

Дизайнерские решения влияют на другие этапы процесса

Единственное место, где все это собирается вместе и где поддерживающие элементы должны работать должным образом, — это производственный цех, но часто производители компонентов, разработчики плат и производители устройств работают независимо друг от друга, и этот пробел в общении усугубляет проблему. Исследования показывают, что многие неисправности являются результатом того, что печатные платы недостаточно очищены от загрязнений, образующихся в процессе производства. Существуют проблемы проектирования, которые решаются передовыми системами проектирования САПР, используемыми для проектирования печатных плат.

Иногда разработчик использует такие функции, как сверхплотная медная заливка или заливка, которая обеспечивает заземление в нескольких милах от шины питания по всей плате. Возможность шорт с катастрофическими последствиями увеличилась в несколько раз. Многие дизайнеры мало знакомы с производственными проблемами изготовления печатных плат или сборки плат. Для разработчика платы важно действительно понимать, как флюс от процесса ручной пайки разъема может течь к микроотверстию, расположенному рядом с контактной площадкой. Многие решения, принимаемые при реализации проекта, повлияют на другие этапы процесса.

Необходимо повысить стандарты для обеспечения высокой надежности

IPC, глобальная торговая ассоциация, обслуживающая промышленность по сборке печатных плат и электроники, их клиенты и поставщики имеют рабочую группу, посвященную решению всех вопросов, связанных с определением уровней чистоты незаселенных (голых) печатных плат, и установили базовый стандарт чистоты. Стандарт IPC-TM-650 устанавливает допустимый диапазон 10-2 микрограммов/дюйм2 для военных применений (65-2 микрограммов/дюйм2 для обычных применений) хлорида натрия (NaCl). Достаточно ли этого стандарта для предотвращения сбоев и могут ли представленные методы очистки действительно очищать платы, которые производятся сегодня?

В отрасли циркулирует ряд мифов:

1. Все голые доски, поступающие из сказочного дома, чистые.

2. Все компоненты поставляются чистыми, без проблем с загрязнением.

3. Флюс никогда не доставит никаких проблем, его можно просто залить на плату, не беспокоясь о нагреве или отсутствии тепла, и все будет хорошо.

Сегодня в производстве это не так, но принятие этих концепций создает серьезные проблемы для производителя. Плата со скрытым остаточным загрязнением флюсом может пройти контроль качества и нормально работать. После прибытия в рабочую среду могут наблюдаться перепады высокой влажности и температуры, вызывающие образование конденсата, который приводит к тому, что проблемы с остаточным потоком буквально начинают расти и в конечном итоге вызывают пути утечки, которые в конечном итоге вызывают отказы. Цепи с высоким импедансом современной микросиловой электроники еще легче вывести из строя источниками паразитного напряжения.

Простой стирки недостаточно

Промывка печатной платы после процесса пайки обычно приводит к тому, что плата сверкает и выглядит готовой к следующему этапу своего пути к конечному пользователю. Невидимые области содержат детали, которые портят эту сверкающую чистотой картину. Недостаточно провести доски через цикл стирки. Требуется особое сочетание химикатов, температуры, циклов мытья и времени, чтобы сделать доски действительно чистыми.

«Чистота печатной платы может напрямую влиять на эффективность или качество собранной печатной платы», — сказал Джон Перри, технический руководитель проекта IPC и представитель рабочей группы IPC по оценке чистоты платы. «Остатки увеличивают риск сбоев в полевых условиях или могут электрически препятствовать функционированию печатной платы, поэтому чрезвычайно важно иметь критерии приемлемости для различных уровней тестирования, а также указания о том, сколько образцов следует тестировать».

Компания Digicom Electronics использовала значительные ресурсы для исследования этих вопросов. Во многих случаях было обнаружено, что сочетание сравнительно незначительных моментов в совокупности указывало на процессы, которые просто не работали так же хорошо в сегодняшних производственных условиях, хотя их производительность в прошлом была адекватной. Незначительные изменения в дизайне упаковки компонентов, материалах, программном обеспечении CAD/CAM, производстве плат и химическом составе в совокупности постепенно изменили надежность производственного процесса. Даже самые лучшие намерения часто невольно создавали возможность возникновения дефектов способами, которые ранее были невозможны. Только путем всесторонней оценки всех материалов и этапов производственного процесса были обнаружены основные причины потенциальных проблем. Вооружившись четкой картиной потенциальных проблемных областей, было затрачено много усилий на поиск решений каждой проблемы.

Заказано и установлено новое оборудование и вспомогательные подсистемы. Были разработаны и внедрены процедуры тестирования и оценки для проверки эффективности каждого процесса. Все платы регулярно проходили через систему как до, так и после процесса сборки, чтобы убедиться, что процесс пайки не был нарушен какими-либо загрязнениями в процессе изготовления платы, и что платы были полностью очищены от любых оставшихся химических веществ после пайки.

Процесс очистки полностью зеленый. Деионизированная вода из резервуаров для полировки используется и перерабатывается. Фильтры улавливают твердые частицы, а мощные воздуходувки предотвращают миграцию агрессивных химикатов через сборный бак. Прозрачные окна на оборудовании позволяют оператору контролировать весь процесс. Рефрактометр проверяет стабильность смеси в резервуаре, чтобы убедиться, что она не нарушена. Сбрасываемая жидкость полностью экологически безопасна.

Затем процессы были тщательно протестированы, оценены на эффективность и, в конечном счете, утверждены как стабильные процессы. Независимые тесты показали, что платы, прошедшие этот процесс очистки, оказались на 75 % чище, чем 10-2 микрограмма/дюйм2, указанные IPC как наивысший уровень очистки. Кроме того, лабораторный анализ на ионное загрязнение выявил нулевой уровень загрязнения ионами хлорида натрия на собранных платах.

Kingford поддерживает деятельность поставщика монитора артериального давления для сборки медицинских печатных плат, мы являемся профессиональным универсальным заводом по сборке печатных плат, добро пожаловать на размещение заказа.