현대 의료기기의 발전으로 의료 서비스 제공이 매우 쉽고 편리해졌습니다. 이러한 현대 의료기기는 다음과 같은 요소들을 기반으로 합니다. 의료용 PCB,따라서 의료용 PCB는 의료 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 이 글에서는 의료용 PCB와 현대 의료 장비에서 의료용 PCB가 수행하는 막대한 역할에 대해 자세히 살펴보겠습니다. 의료용 PCB의 의미, 장점, 설계 및 제작 과정을 살펴보고, 나아가 의료용 PCB의 프로토타입 제작 과정, 종류 및 응용 분야에 대해서도 심층적으로 다룰 것입니다.

준비됐나요? 그럼 시작해 봅시다.

의료용 PCB는 일종의 PCB입니다. PCB 의료기기 및 시설 제작에 사용됩니다. 의료 분야는 매우 민감하기 때문에 의료기기 및 시설은 정밀하고 정확해야 합니다. 이는 이러한 장비와 시설이 환자에게 사용될 때 사람의 생명이 걸려 있기 때문입니다. 정밀하고 정확한 의료기기를 만들기 위해서는 정확하고 신뢰성이 높은 의료용 PCB를 기반으로 제작해야 합니다.

다음은 의료 분야에서 의료용 PCB가 사용되는 몇 가지 예입니다. 심박수 모니터, 혈당 측정기, 혈압 측정기, X선 컴퓨터 단층 촬영 장치 및 심장 박동기 등이 있습니다.

의료용 PCB의 이점

앞서 살펴본 바와 같이, 의료용 PCB는 다양한 의료 장비 및 기계를 제작하는 데 사용됩니다. 따라서 의료용 PCB는 의료 분야에서 매우 중요합니다. 이 섹션에서는 의료용 PCB의 주요 이점 몇 가지를 살펴보겠습니다.

모바일 헬스

스마트폰, 태블릿, 스마트워치에는 사람들의 건강 상태를 정확하게 측정할 수 있는 기능이 내장되어 있습니다. 스마트폰과 아이패드의 보급으로 의료진은 정보를 주고받는 것이 매우 쉬워졌습니다. 뿐만 아니라, 이러한 스마트 기기를 통해 약품을 주문할 수도 있습니다. 의료진은 스마트폰과 아이패드를 이용하여 약품 처방을 기록하고 다양한 의학 연구를 손쉽게 수행할 수 있습니다.

그림 1. 혈압 측정 장치

건강 기록 관리

의료기기에 의료용 PCB를 사용함으로써 의료 분야에서 기록 관리가 훨씬 수월해졌습니다. 이전에는 의료진이 수기로 기록을 작성해야 했기 때문에 환자 치료 과정이 지연되고 사망자가 발생하는 경우가 많았습니다. 하지만 이제 전자 기록 시스템 덕분에 중요한 의료 데이터를 손쉽게 확인할 수 있게 되어 의료 서비스 속도가 향상되고 더 많은 생명을 구할 수 있게 되었습니다.

무선 통신

PCB 기반 의료 시스템이 보급됨에 따라 중요한 의료 정보를 더욱 편리하게 주고받을 수 있게 되었습니다. 집에서 편안하게 검사 결과를 받아보는 것도  가능해졌습니다. 이러한 의료 시스템은 모바일 기기와 웹 기반 애플리케이션을 사용하기 때문입니다. 해당 애플리케이션을 통해 가까운 병원, 약국, 기타 의료 시설을 쉽게 찾을 수도 있습니다.

데이터 기반 약물

의료용 PCB는 의약품 생산을 쉽고 빠르게 만들어 줍니다. 이는 특정 집단의 데이터를 이용하여 의약품을 생산하기 때문입니다. 일부 의료 기기는 의약품 제조 속도를 높이기 위해 데이터를 손쉽게 수집할 수 있도록 도와줍니다.

웨어러블 기기

의료용 PCB는 사용자의 건강 상태를 정확하게 모니터링하는 웨어러블 기기를 제작하는 데 사용됩니다. 이러한 웨어러블 기기는 사용자의 다양한 건강 상태를 확인하고 의료진에게 효과적인 치료에 도움이 되는 중요한 정보를 제공합니다. 운동선수, 축구 선수 등 다양한 스포츠 선수들은 움직임, 심박수 등을 추적하고 기록하는 여러 가지 기기를 사용합니다.

그림 2. 의료 연구용 태블릿

의료용 PCB 설계 및 제작 방법

 의료용 PCB는 완벽한 작동을 보장하기 위해 세심하게 설계 및 제작되어야 합니다. 고품질, 신뢰성, 견고성 및 내구성을 갖춘 의료용 PCB를 제작하기 위해서는 다양한 사항을 고려해야 합니다. 

다음은 의료용 PCB를 설계하고 제작하는 데 사용되는 단계별 프로세스입니다.

초기 개략 설계 생성

초기 회로도 작성은 의료용 PCB 설계 및 제작 과정의 첫 번째 단계입니다. 이 단계에서는 고객으로부터 PCB에 대한 모든 관련 정보를 받아 기본 도면을 작성합니다.  필요한 주요 정보로는 PCB의 용도, PCB 유형, 전력 요구량, 사용 재료 등이 있습니다. 이러한 모든 정보는 정확해야 하며 의료용 PCB의 초기 설계에 활용되어야 합니다.

레이아웃 준비

초기 회로도 설계가 완료되면 다음 단계는 PCB 레이아웃을 준비하는 것입니다. 이 단계에서는 초기 도면을 PCB 설계 소프트웨어에 업로드할 수 있습니다. 클라이언트가 요구하는 세부 정보도 입력해야 합니다.

핵심 요소를 고려하고 추가하세요

정확하고 효율적인 의료용 PCB를 제작하기 위해서는 설계 단계에서 여러 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 중요한 요소에는 분할면, 시퀀싱, 핀 개수 및 선택 등이 포함됩니다.

전력을 제대로 분배하세요

회로의 잡음과 누화를 줄이기 위해 설계 과정의 이 단계에서 전력 분할이 이루어집니다. 효과적인 결과를 얻으려면 이러한 전력 분할을 적절하게 수행해야 합니다.

여러 레이어 허용

신호 대 잡음비(SNR)와 노이즈 수준을 줄이기 위해서는 PCB 기판에 다층 구조를 적용해야 합니다. 다층 구조는 의료용 PCB의 신뢰성을 높이고 성능을 향상시키는 데에도 도움이 됩니다.

자재명세서(BOM) 목록 검토

다음 단계는 의료용 PCB의 자재 명세서(BOM)를 검토하는 것입니다. 자재 명세서는 의료용 PCB에 사용되는 모든 자재와 부품 목록입니다.

구성 요소 확인

의료용 PCB의 다양한 부품들이 설계 요구사항을 충족하는지 확인하기 위해 이 단계에서 철저한 검사가 이루어집니다.

대체 부품 목록을 준비하고 검증하십시오.

때때로 특정 구성 요소가 PCB 구성 요소가 고장나거나 설계 요구 사항을 충족하지 못할 수 있습니다. 이러한 문제를 사전에 해결하기 위해 보조 구성 요소 목록을 준비합니다. 이는 설계 과정에서 시간을 절약하는 데 도움이 됩니다.

조립용 도면을 작성하세요

의료용 PCB 조립은 복잡한 공정입니다. 또한 의료용 PCB는 민감한 의료 분야에 사용되므로 매우 높은 정밀도가 요구됩니다. 즉, PCB 설계 및 조립 과정에서 오류가 발생해서는 안 됩니다. 정확성을 보장하기 위해 PCB 조립조립 과정에 대한 도면을 작성하고, 그 도면을 꼼꼼히 따른다 .

설계에 테스트 포인트를 표시합니다.

앞서 언급했듯이 의료기기는 인체에 직접 작용하기 때문에 정확성과 정밀도가 매우 중요합니다. 따라서 의료기기 제작에 사용되는 PCB(인쇄회로기판) 또한 정확하고 오류가 없어야 합니다. 이를 위해 설계 단계에서 모든 가능한 테스트 포인트를 표시하여 PCB를 효율적으로 테스트할 수 있도록 해야 합니다.

의료용 PCB 프로토타이핑

의료용 PCB를 대량 생산하기 전에 시제품을 제작해야 합니다. 시제품은 다음과 같은 데 도움이 됩니다. PCB 제조업체 보드의 성공 여부를 예측하기 위해 프로토타입에 대한 다양한 기능 테스트를 수행하여 단점을 파악합니다.

그림 3. 의료용 PCB 프로토타입 제작

 이를 통해 의료 분야의 표준 요구 사항을 충족하는 최종 PCB를 생산하기 위해 여러 차례의 설계 및 제작 조정이 이루어집니다. 이는 대량 생산 중 손실을 방지하고 생산 비용 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 아래는 의료용 PCB 제작  에 관련된 프로세스입니다.PCB 프로토타이핑.

●  의료용 PCB 설계 제작

●   PCB 회로도 작성

●   라우팅 설계를 생성합니다

●   사진 영상 제작하기

●   기판의 내부 레이어 인쇄

●   레이어 융합

●   구멍 뚫기

●   외부층 영상화

●   구리 도금

●   주석 도금

●   에칭

●   솔더 마스크 적용

●   표면 마감을 제공합니다

●   실크스크린 인쇄

의료용 PCB 조립

PCB를 설계하고 제작한 후 다음 단계는 PCB 조립입니다. 조립 과정에서 PCB 조립 이 공정에서는 다양한 전자 부품들이 제작된 기판에 납땜됩니다. 이는 PCB가 본래의 목적을 달성할 수 있도록 하기 위함입니다. 제작된 PCB 기판 자체만으로는 본래의 기능을 수행할 수 없기 때문입니다.

PCB 조립을 시작하기 전에 몇 가지 중요한 요소를 고려해야 합니다. 이러한 중요한 요소에는 회로 기판의 종류, PCB 부품의 특성, 그리고 기판의 기능이 포함됩니다. 조립을 시작하기 전에는 작업에 필요한 몇 가지 필수 도구가 필요합니다. 필요한 필수 조립 도구로는 테스트 장비, 납땜기 등이 있습니다 . SMT 장비 외에도 납땜선과 납땜 페이스트와 같은 중요한 재료가 필요합니다.

의료 분야의 민감한 특성상, 보드를 조립하기 전에 제조 가능성 설계(DFM) 테스트를 수행하는 것이 매우 중요합니다. 제조 가능성 설계 테스트는 실제 조립을 시작하기 전에 설계상의 문제점을 파악하고 수정하기 위해 실시됩니다. DFM의 주요 목표는 최종 의료 보드가 조립 후 요구되는 대로 작동하는 것입니다.

다음은 의료용 PCB 조립 공정입니다.

솔더 페이스트 스텐실링

조립 과정의 첫 번째 단계는 솔더 페이스트 스텐실링입니다. 이 단계에서는 스텐실을 사용하여 기판을 덮고 부품이 장착될 부분만 남겨둡니다. 이렇게 하면 부품이 장착될 위치에만 솔더 페이스트를 도포할 수 있습니다.

이를 위해 기판과 솔더 스텐실을 기계적 고정 장치에 고정합니다. 그런 다음 도포기를 사용하여 지정된 위치에 솔더 페이스트를 도포합니다. 솔더 페이스트는 노출된 영역에 고르게 펴 발라집니다. 마지막으로 스텐실을 제거하면 솔더 페이스트가 지정된 위치에 남게 됩니다.

고르고 놓으세요

여기서는 의료용 PCB의 다양한 전자 부품들이 정밀하게 장착됩니다. 의료용 PCB 조립에는 높은 정밀도가 요구되기 때문에 로봇 장치가 사용됩니다. 로봇은 표면 실장 부품을 집어 보드 위에 올려놓습니다. 장착 장치는 부품들을 솔더 페이스트 위에 정확하게 배치합니다. 

솔더링 리플로우

납땜 오버플로우 공정은 기판과 전자 부품 사이의 접합부를 견고하게 하기 위해 수행됩니다. 이를 위해 기판은 컨베이어 벨트를 이용하여 대형 리플로우 오븐을 통과합니다. 이 과정에서 PCB는 약 2500°C의 고온으로 가열되어 솔더 페이스트가 녹습니다. 오븐에서 나온 의료용 PCB는 냉각기를 통과하면서 솔더 페이스트를 굳혀 부품과 기판 사이에 견고한 접합부를 형성합니다.

이중 레이어 의료용 PCB의 스텐실링과 리플로우 작업은 별도로 진행된다는 점에 유의해야 합니다. 전자 부품의 수가 적고 크기가 작은 쪽부터 먼저 작업합니다.

검사 및 품질 관리

조립된 의료용 PCB는 리플로우 공정 중 발생한 움직임으로 인해 생길 수 있는 결함 및 연결 문제를 감지하고 수정하기 위해 검사됩니다. 기판에 대한 검사 및 점검에는 수동 검사 등이 포함됩니다. 엑스레이 검사 자동 광학 검사.

최종 점검 및 기능 테스트

의료용 PCB 조립 공정의 마지막 단계는 제작된 기판을 검사하고 테스트하는 것입니다. 이 단계에서는 기판이 요구되는 성능을 발휘하고 의료 분야의 높은 기준을 충족하는지 확인하기 위해 철저한 기능 테스트를 진행합니다. 테스트 및 승인을 마친 기판은 오일, 플럭스 및 기타 오염 물질을 제거하기 위해 세척됩니다. 이렇게 하면 의료 기기 제작에 적합한 깨끗한 기판이 만들어집니다. 의료용 PCB를 사용할 의료 장비의 종류에 따라 기판에 대한 특수 테스트가 수행될 수도 있습니다.

의료용 PCB의 응용 분야

의료용 PCB는 의료 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 의료용 PCB의 응용 분야는 다음과 같습니다.

●   내부 의료기기

●   스캐닝 기술

●   무선 통신

●   과학 기기

●   제어 시스템

그림 4. CT 스캔

의료용 PCB의 종류

의료용 PCB에는 여러 종류가 있습니다. 적용 분야에 따라 특정 유형의 의료용 PCB가 사용될 수 있습니다. 의료용 PCB의 종류를 살펴보겠습니다.

단층 의료용 PCB

단층 의료용 PCB는 모든 의료용 PCB 중에서 가장 기본적인 형태입니다. 모든 회로 부품이 한 층의 한쪽 면에 실장되는 구조입니다. 단층 의료용 PCB는 기판의 주요 구조를 이루는 하나의 기판층과 그 위에 놓인 구리층으로 구성됩니다. 실크 스크린 보드의 중요한 세부 정보를 기록하기 위해 보드 위에 놓입니다.

기판 회로를 통해 전류가 원활하게 흐르도록 하기 위해 구리층에 솔더 마스크를 도포합니다. 이러한 PCB는 생산 비용이 저렴하기 때문에 널리 사용되며, 간단한 의료 기기를 제작하는 데 적합합니다. 의료 분야에서 단층 의료용 PCB가 사용되는 대표적인 예로는 전력 센서 회로가 있습니다.

이중 레이어 의료용 PCB

의료용 PCB는 두 개의 층으로 구성되어 있으며, 각 층의 양면에 구리 코팅이 되어 있습니다. 전자 부품을 장착할 수 있도록 기판 양면에 홀이 뚫려 있습니다.

다층 의료용 PCB

다층 의료용 PCB는 두 개 이상의 층으로 구성됩니다. 다층 PCB의 각 층에는 회로 부품이 장착됩니다. 이러한 의료용 PCB는 충분한 공간을 확보하고 무게가 비교적 무거워 복잡하고 고속으로 작동하는 의료 기기를 제작하는 데 적합합니다.

견고한 의료용 PCB 

의료용 강성 PCB는 견고한 재질로 제작되어 기판을 구부릴 수 없습니다. 이러한 PCB를 사용하여 다양한 다면 회로를 제작할 수 있습니다. 또한, 다른 종류의 PCB에 비해 보존이 용이합니다.

유연한 의료용 PCB

유연한 의료용 PCB 의료용 유연 PCB는 유연한 소재로 만들어져 바닥면을 구부릴 수 있습니다. 단층, 이중층, 다층 등 다양한 형태로 제공됩니다.

리지드-플렉스 의료용 PCB

그림 5. 경성-연성 의료용 PCB

강성-연성 의료용 PCB는 경성 PCB와 연성 PCB로 구성됩니다. PCB의 용도에 따라 연성 및 경성 기판의 비율이 달라집니다. 경성-연성 의료용 PCB는 공간 활용도가 낮고 무게가 가볍기 때문에 가장 적합합니다.

이 글에서는 의료용 PCB의 의미, 장점, 설계 및 제작 공정에 대해 살펴보았습니다. 또한 의료용 PCB의 시제품 제작 과정, 종류 및 적용 분야에 대해서도 자세히 알아보았습니다.

정확하고 신뢰할 수 있으며 고품질의 의료용 PCB를 찾고 계신다면, PCBgogo PCBgogo는 최고의 선택입니다. 중국 최고의 경험과 전문성을 자랑하는 PCB 제조업체인 PCBgogo는 최상의 의료용 PCB를 제공합니다. 당사는 군수품 PCB 제조 전문가를 보유하고 있으며, 최첨단 장비를 사용하여 의료 분야 표준을 충족하는 의료용 PCB를 생산합니다.

지금 바로 PCBgogo에 연락하여 저렴하면서도 뛰어난 품질의 의료용 PCB를 주문하세요.