Geleneksel tüketici elektroniği devre kartlarının aksine, tıbbi görüntüleme ekipmanlarında kullanılan büyük boyutlu ve yüksek seviyeli baskılı devre kartları genellikle büyük bitmiş ürün boyutu, 20 veya daha fazla yoğunlaştırılmış katman özelliklerine sahiptir ve bazı ileri teknoloji modeller 30 veya daha fazla katmana bile ulaşmaktadır. Aynı zamanda, düşük empedans dalgalanmaları, düşük sinyal kaybı ve uzun vadeli çevresel yaşlanma direnci gibi katı gereklilikleri de karşılamaları gerekiyor. Ön mühendislik incelemesinden nihai ürün teslimatına kadar tüm üretim süreci; doğruluk, tutarlılık ve güvenilirlik açısından özel bir süreç kontrol sisteminin kurulmasını gerektirir.
Tasarım sonundan itibaren verimi kilitleme: Tıbbi görüntüleme senaryoları için DFM ön onayı
Büyük boyutlu, yüksek seviyeli tıbbi baskılı devre kartlarının üretim zorlukları, tasarım belgeleri resmi olarak üretim hattına aktarılmadan önce ortaya çıkmaya başladı. Tıbbi görüntüleme ekipmanı, çok sayıda yüksek hızlı örnekleme kanalını, analog sinyal işleme birimlerini ve yüksek voltajlı güç kaynağı devrelerini dahili olarak entegre eder. PCB düzenlerinde yüksek yoğunluklu BGA alanları, büyük boyutlu bakır folyolar ve uzun mesafeli diferansiyel kablolar sıklıkla bir arada bulunur. En ufak bir ihmal, katman sapması, empedansın standartları aşması veya sinyal karışması gibi sorunlara neden olabilir.
-
(常见问题示例)
Bu tür yüksek talep gören ürünler için tıbbi senaryolara yönelik özel DFM denetimlerinin başlatılmasına öncülük edeceğiz:
-
-
Büyük boyutlu panoların genel deformasyon eğilimini temel alarak, pano yüzeyinin kenar alanındaki devrenin esneme deformasyonunu önlemek için panel birleştirme düzenini ve işlem kenar tasarımını optimize edin.
Yüksek düzeyde istiflenmiş yapı için, yarı kürlenmiş levha, bakır folyo ve çekirdek levha arasındaki CTE uyum ilişkisi, kaynaktan sonraki laminasyon işlemlerinde bükülme riskini azaltmak için tek tek kontrol edilir.
Aşındırma ve bakır kalınlığı sapması nedeniyle oluşan empedans sapmasını önceden ortadan kaldırmak için görüntüleme ekipmanlarında yaygın olarak kullanılan yüksek hızlı diferansiyel hatların ve düşük empedanslı güç yollarının hat genişliğini ve aralığını telafi edin.
Tıbbi ekipmanın uzun süreli çalıştırılmasına yönelik güvenlik standartlarına tam uyum sağlamak amacıyla BGA'nın altındaki yoğun geçiş noktalarında, yüksek voltaj alanlarındaki yalıtım boşluklarında ve analog sinyal izolasyon bantlarında uyumluluk doğrulaması gerçekleştirin.
-
-
Vaka: 32 katmanlı bir tıbbi görüntüleme kontrol panosu projesinde, ön DFM incelemesi sonucunda, orijinal tasarımın bazı bölgelerinde asimetrik istifleme ve bakır folyonun bazı kısımlarında ciddi derecede dengesiz dağılımı gibi gizli tehlikeler önceden tespit edildi. İstifleme yapısının optimizasyonu, elektrik performansını etkilemeden tamamlandı ve genel proses veriminin daha sonra iyileştirilmesi için sağlam bir temel oluşturuldu.
Tasarım sonundan itibaren verimi kilitleme: Tıbbi görüntüleme senaryoları için DFM ön onayı
Büyük boyutlu, yüksek seviyeli baskılı devre kartları için iç katman devrelerinin üretimi, nihai ürünün sinyal bütünlüğünü belirleyen temel temeldir. Tıbbi görüntüleme ekipmanının iç katmanı genellikle çok sayıda düşük voltajlı analog örnekleme hattı ve yüksek hızlı veri iletim yolları ile donatılmıştır. Çizgi genişliği ve aralığı genellikle çok incedir. Aynı zamanda, geniş panel yüzeyinin gerilme ve termal genleşme/büzülme etkileri, katmanlar arası hizalama doğruluğuna doğrudan müdahale eder.
Gerçek üretim sürecinde, bu tür ürünler genellikle geleneksel film pozlama yerine LDI lazer doğrudan görüntüleme teknolojisini kullanır; bu, büyük boyutlu filmin deformasyon hatasını temel olarak önler. Aynı zamanda, çekirdek kartın her katmanının genleşme ve büzülme katsayıları ayrı ayrı ölçülür ve dinamik olarak telafi edilir, böylece farklı konumlardaki devre grafikleri, tasarım koordinatlarının izin verilen aralığına doğru bir şekilde düşebilir. Devrenin aşındırılması tamamlandıktan sonra, AOI otomatik optik inceleme süreci %100 kapsanır ve iç katmandaki gizli sorunların sonraki işlemlere akmasını önlemek için açık devreler, kısa devreler, yetersiz hat genişliği ve artık bakır kusurları tek tek kontrol edilir.
|
|
|
Örnek olarak Uniwell Circuits'in 22 katmanlı endüstriyel görüntü toplama kartını alırsak, iç çekirdek kartta kademeli genişleme ve daralma kontrolü uygulanarak iç devrenin hizalama sapması sonuçta ± 20 μm dahilinde kontrol edilir. Büyük kart genişliklerinin kenar alanlarında bile ince diferansiyel çiftlerin çizgi genişliği doğruluğu sabit kalır ve tıbbi görüntüleme sistemlerinin yüksek örnekleme doğruluğu gereksinimlerini tam olarak karşılar.
Temel proseste çığır açan gelişme: Büyük boyutlu, yüksek katlı sıkıştırmanın deformasyon önleyici kontrolü
Sıkıştırma, büyük boyutlu, yüksek seviyeli tıbbi baskılı devre kartlarının üretimindeki en zor çekirdek prosestir ve tüm kartın katmanlar arası bağlanma kuvvetini ve çarpıklık performansını doğrudan belirler. Tıbbi görüntüleme ekipmanlarında kullanılan PCB genellikle nispeten büyük bir kalınlığa sahiptir; bazı bitmiş ürünlerin kalınlığı 3 mm'yi aşar. İstifleme işlemi sırasında, düzinelerce çekirdek levha, yarı kürlenmiş levha ve bakır folyo katmanı katman katman istiflenir; bu, kolayca katmanlar arası kaymaya, düzensiz reçine akışına, yerel gerilim konsantrasyonuna ve yüksek sıcaklık ve yüksek basınç ortamlarında diğer sorunlara neden olabilir ve sonuçta katmanların ayrılmasına veya levhanın bükülmesine ve diğer kusurlara yol açabilir.
Tıbbi sınıf ürünlerin özel gereksinimleri için proses sonunda özel bir sıkıştırma parametre sistemi kurulacaktır:
-
-
Büyük boyutlu levha yüzeylerinde ani sıcaklık değişimlerinin neden olduğu yerel gerilim farklılıklarını önlemek için kademeli bir sıcaklık ve basınç artış eğrisinin benimsenmesi.
Lamine yapının simetrisi üzerinde sıkı bir kontrol uygulanacak ve bakır folyonun dağıtımı, yarı kürlenmiş levhaların seçimi ve çekirdek levhaların düzenlenmesinin tamamı merkezi simetri ilkesine uygun olacaktır.
Sıkıştırmadan sonra, büyük boyutlu plakaların genel ofsetini daha da düzeltmek için X-ışını delme konumlandırma delikleri aracılığıyla katmanlar arası ikincil kalibrasyon tamamlanır
Sıkıştırmadan sonra, çarpıklığı IPC standardının %0,75'i dahilinde sıkı bir şekilde kontrol etmek için tahtanın düzlüğünün tam bir incelemesi gerçekleştirilir ve tıbbi ekipman otomasyon montajının yüksek hassasiyetli gereksinimlerini tam olarak karşılar.
-
-
Durum: Özelleştirilmiş presleme teknolojisi kullanılarak CT görüntüleme sistemine uygulanan 26 katmanlı ana kontrol kartı, büyük kart yüzeyinde çok katmanlı istiflemeden kaynaklanan deformasyon sorununu başarıyla çözdü. Ürün, sonraki SMT yeniden akışlı lehimleme işlemi sırasında hala son derece düşük çarpıklık performansını korudu ve BGA alan montaj verimi, tıbbi ekipman seviyesi standardına tamamen ulaştı.
Hassas delik işleme ve tıbbi sınıf güvenilirliği kapalı döngü doğrulaması
Tıbbi görüntüleme ekipmanının PCB'sinde yüksek yoğunluklu ara bağlantı için kullanılan çok sayıda mekanik açık delik, yüksek hassasiyetli arkadan delinmiş delikler ve bazı hassas kör delikler vardır. Delik konumu doğruluğu, delik duvarı pürüzlülüğü ve arka delme derinliği kontrol hatası, sinyal iletim kalitesini doğrudan etkileyecektir. Büyük boyutlu plakalar delme sırasında yüzey sarsıntısına ve delik yer değiştirmesine eğilimlidir; yüksek yapılar ise delik duvarı metalizasyonunda son derece yüksek bir homojenlik gerektirir.
Üretim tarafında, farklı delik çapları ve plaka kalınlıkları için özel delme hızı ve ilerleme parametreleriyle eşleşen yüksek hızlı ve yüksek hassasiyetli CNC delme makineleri kullanılıyor. Aynı zamanda, sinyal katmanındaki fazla delik yığınları arka delme teknolojisiyle ortadan kaldırılarak yüksek hızlı sinyallerin iletimi ve yansıması büyük ölçüde azaltılır. Bakır biriktirme ve tam panel elektrokaplama işlemi, tüm karttaki tüm deliklerin bakır kalınlığının tıbbi sınıfın uzun vadeli güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için bakır kalınlığının tekdüzeliğini sıkı bir şekilde kontrol eder.
Bitmiş ürün aşamasında, tıbbi görüntüleme ekipmanına yönelik tüm büyük boyutlu, yüksek seviyeli baskılı devre kartlarının tam bir güvenilirlik kapalı döngü doğrulamasından geçmesi gerekir: ürünün karmaşık elektromanyetik ortamlarda ve hastanelerdeki uzun süreli sürekli çalışma senaryolarında katmanlar arası ayrılma, delik bakır kırılması veya sinyal sapması yaşamamasını sağlamak için geleneksel uçan pim elektrik testine, sıkı termal döngü testine, IST ara bağlantı stres testine ve yüksek nem ve yüksek sıcaklık ortam testlerine ek olarak eklenecektir.
32 katmanlı yarı iletken görüntüleme test panellerinden 20 katmanlı tıbbi görüntüleme sistemi kontrol panellerine kadar büyük boyutlu, yüksek seviyeli baskılı devre kartlarının üretim kapasitesi, esas olarak malzemelerin, ekipmanın, süreçlerin ve güvenilirlik sistemlerinin kapsamlı gücünü yansıtır. Tıbbi görüntüleme endüstrisi için stabil bir PCB, yalnızca ekipmanın donanım taşıyıcısı değil, aynı zamanda doğru ve güvenilir görüntüleme teşhis verilerinin temel garantisidir.