Na medicinskem področju se vse elektronske naprave, od običajnih monitorjev in ultrazvočne opreme do natančnih kirurških robotov in in vitro diagnostičnih instrumentov, zanašajo na tiskana vezja kot svoje osrednje nosilce. Stabilnost in zanesljivost delovanja medicinskih elektronskih naprav sta neposredno povezani s točnostjo klinične diagnoze in varnostjo pacientov, čistoča tiskanih vezij pa je eden ključnih dejavnikov, ki vplivajo na delovanje in varnost naprav. Za razliko od običajnih industrijskih elektronskih tiskanih vezij imajo medicinska elektronska tiskana vezja strožje zahteve glede čistoče. Vsako majhno onesnaževalo lahko povzroči okvaro opreme in povzroči celo nepredvidljiva zdravstvena tveganja. Zato je nadzor nad čistočo medicinskih elektronskih tiskanih vezij pomemben vidik, ki ga na področju medicinske elektronike ne smemo prezreti.
1, Zakaj medicinski elektronski PCB zahteva "ničelno toleranco" za čistočo?
Scenariji uporabe medicinskih elektronskih naprav so posebni, večina jih zahteva neposreden ali posreden stik s človeškim telesom, nekatere naprave pa morajo delovati v visoko čistih medicinskih okoljih (kot so operacijske sobe in sterilni oddelki), zaradi česar je nadzor čistosti PCB nenadomestljiv.
Z vidika delovanja naprave lahko ostanki onesnaževalcev na površini PCB povzročijo nenormalno delovanje vezja. Na primer, preostali ostanki fluksa, kovinski ostružki, prah itd. med postopkom varjenja lahko tvorijo prevodne poti na površini tiskanega vezja, kar povzroči kratke stike v vezju ali puščanje, kar povzroči odstopanje podatkov o opremi, funkcionalno okvaro in druge težave. Pri medicinskih napravah, ki temeljijo na natančnih podatkih, kot so monitorji elektrokardiogramov in analizatorji glukoze v krvi, lahko takšne okvare neposredno vplivajo na rezultate klinične diagnoze in odložijo zdravljenje bolnika; Pri ključni opremi, kot so kirurški roboti in naprave za anestezijo, lahko okvare celo ogrozijo življenja bolnikov.
Z vidika medicinske varnosti lahko onesnaževala predstavljajo tudi tveganje za biološko varnost. Če med uporabo medicinskih elektronskih naprav kemična onesnaževala (kot so ostanki čistilnih sredstev in kovinski ioni) ostanejo na površini tiskanega vezja in se razpršijo zaradi stika ali izhlapevanja, lahko povzročijo draženje pacientove kože in sluznice ter celo povzročijo okužbo. Poleg tega je treba nekatere medicinske pripomočke redno razkuževati. Če čistoča PCB ne ustreza standardu, lahko onesnaževalci reagirajo z razkužili, pri čemer nastanejo škodljive snovi, kar lahko prav tako vpliva na učinek razkuževanja in poveča tveganje navzkrižne okužbe.
2, 'Nevidna grožnja' za čistočo medicinskih elektronskih tiskanih vezij
Za učinkovit nadzor nad čistočo je treba najprej identificirati vir onesnaževal, da lahko sprejmemo ciljne preventivne in nadzorne ukrepe. Medicinska elektronska tiskana vezja se lahko kontaminirajo med proizvodnjo, sestavljanjem, prevozom in vzdrževanjem, pri čemer pogosti viri vključujejo naslednje:
Proizvodni in montažni procesi so glavni viri onesnaževal. Če med postopkom spajkanja tiskanega vezja fluks ni popolnoma odstranjen, se njegove preostale komponente (kot so kolofonijska kislina, smola itd.) oprimejo površine tiskanega vezja; Kovinski brizgi, ki nastanejo med varjenjem, in ostanki, ki ostanejo med rezanjem, so lahko tudi vdelani v reže ali okoli spajkalnih spojev na tiskanih vezjih. Poleg tega, če operaterji med postopkom sestavljanja ne poskrbijo za ustrezno zaščito, bodo maščoba, znoj, prah, vlakna itd., ki ostanejo, ko njihovi prsti pridejo v stik s PCB, postali del onesnaževal v okolju.
Neustrezna zaščita med transportom in skladiščenjem lahko povzroči tudi zmanjšanje čistoče. Med prevozom tiskanih vezij, če je kakovost embalažnih materialov (kot so mehurčkasta folija in kartonske škatle) slaba, lahko vlakna ali prah odpadejo; Če vlažnost in temperatura okolja za shranjevanje nista ustrezno nadzorovani ali če niso sprejeti ukrepi za preprečevanje prahu, se bosta prah in vodna para v zraku oprijela površine tiskanega vezja. Dolgotrajno skladiščenje lahko povzroči tudi oksidacijo površine PCB, pri čemer nastanejo oksidna onesnaževala.
Onesnaževal v procesu uporabe in vzdrževanja ni mogoče prezreti. Medicinske elektronske naprave lahko med uporabo pridejo v stik z medicinskimi onesnaževalci, kot so zdravila, kri in telesne tekočine. Če je tesnjenje naprave slabo, lahko ta onesnaževala prodrejo v notranjost tiskanega vezja; Če med vzdrževanjem opreme čistilna orodja (kot so krpe, vatirane palčke) niso dovolj čista ali če se uporabljajo ostanki čistilnih sredstev, lahko dejansko povzroči novo onesnaženje tiskanega vezja.
3, Osnovne povezave in metode za nadzor čistosti medicinskih elektronskih PCB
Kot odgovor na zahteve glede čistosti medicinskih elektronskih tiskanih vezij je treba začeti s tremi ključnimi povezavami "preprečevanja in nadzora izvora", "čiščenja procesa" ter "odkrivanja in preverjanja" in zgraditi celoten sistem za nadzor čistosti procesa, da se zagotovi, da tiskana vezja ohranjajo visoko stopnjo čistosti skozi celoten življenjski cikel od proizvodnje do uporabe.
1. Preprečevanje in nadzor vira
Preprečevanje in nadzor izvora sta temelj nadzora čistoče, ki bistveno zmanjša nastajanje onesnaževal z optimizacijo proizvodnih in delovnih okolij. V proizvodni delavnici je treba vzpostaviti čisto okolje, ki ustreza zahtevam medicinske elektronike, nadzorovati koncentracijo prašnih delcev v zraku in opremiti z anti{1}}statično in oljeodporno delovno opremo; Operaterji morajo nositi posebna čista oblačila in rokavice, da preprečijo neposreden stik s PCB; Kar zadeva izbiro materiala, je treba dati prednost uporabi spajkalnega talila in čistil z nizkimi ostanki, da se zmanjša vnos onesnaževal iz vira.
2. Postopek čiščenja
Procesno čiščenje je ključni korak pri zagotavljanju čistoče tiskanih vezij, zato je za natančno odstranjevanje potrebno izbrati ustrezne metode čiščenja glede na vrsto onesnaževalcev. Za ostanke fluksa po varjenju se lahko uporabi ultrazvočno čiščenje v kombinaciji s specializiranimi čistilnimi sredstvi za uporabo vibracijskega učinka ultrazvočnih valov za luščenje ostankov fluksa v režah, nato pa ga raztopite in sperite s čistilnimi sredstvi, da zagotovite popolno odstranitev ostankov; Za trdna onesnaževala, kot so kovinski ostanki in prah, lahko -uporabimo vpihovanje visokotlačnega zračnega toka, vakuumsko adsorpcijo in druge metode, da preprečimo, da bi onesnaževala opraskala površino PCB ali se vdelala v reže; Po čiščenju je treba temeljito posušiti, da preprečite, da bi ostanki vlage povzročili oksidacijo PCB ali okvaro tokokroga.
Upoštevati je treba, da morajo čistilna sredstva, uporabljena med postopkom čiščenja, ustrezati medicinskim varnostnim standardom za elektroniko, ne smejo vsebovati strupenih in škodljivih sestavin in morajo biti podvržena testiranju združljivosti, da se zagotovi, da ne bodo povzročila korozije ali poškodbe substratov PCB, spajkalnih spojev in komponent.
3. Odkrivanje in preverjanje
Testiranje in preverjanje je zadnja obrambna linija za nadzor čistoče. Z znanstvenimi testnimi metodami je potrjeno, da čistoča tiskanega vezja izpolnjuje zahteve. Običajne metode odkrivanja vključujejo vizualni pregled, odkrivanje kontaminacije z ioni, odkrivanje kontaminacije z delci itd. Pregled videza se lahko izvede z opazovanjem površine tiskanega vezja z visoko-zmogljivim mikroskopom, da se preverijo vidni onesnaževalci in ostanki; Zaznavanje ionskega onesnaženja meri koncentracijo ionov na površini tiskanega vezja s posebnimi instrumenti za ugotavljanje prisotnosti ionskih onesnaževal, ki lahko povzročijo korozijo ali puščanje tokokroga; Zaznavanje onesnaženosti z delci se izvaja z napravami, kot so laserski števci delcev za zaznavanje števila in velikosti delcev na površini in vrzeli na tiskanih vezjih, kar zagotavlja skladnost s standardi čistosti medicinske elektronike.
Šele po strogem testiranju in preverjanju, da se potrdi, da čistoča PCB ustreza standardu, lahko vstopi v nadaljnji postopek sestavljanja opreme; Po uporabi in vzdrževanju opreme je potrebno tudi redno preverjati čistost tiskanega vezja, pravočasno odkrivati in reševati težave z onesnaženjem ter zagotavljati dolgoročno- stabilno delovanje opreme.
4, Nadzor čistoče
Za medicinska elektronska tiskana vezja nadzor čistoče ni "dodatna zahteva", temveč "varnostna spodnja meja", ki zagotavlja varnost opreme in zdravje pacientov. Vsako najmanjše onesnaževalo lahko postane "skrita nevarnost", ki vpliva na delovanje opreme in celo povzroči resne zdravstvene nesreče. Zato morajo ne glede na to, ali gre za podjetja za proizvodnjo PCB ali proizvajalce medicinske opreme, posvetiti pozornost nadzoru čistoče, vzpostaviti zvočni nadzorni sistem in zagotoviti čistočo tiskanih vezij od vira, postopka do odkrivanja v vseh pogledih.