在醫(yī)療器械領(lǐng)域,PCBA作為設(shè)備核心控制單元,其穩(wěn)定性、可靠性直接關(guān)系到醫(yī)療設(shè)備的精準(zhǔn)運(yùn)行與患者安全,因此行業(yè)對(duì)PCBA的缺陷率要求近乎苛刻——不僅需滿足IPC-A-610 Class 3級(jí)嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn),還需通過(guò)醫(yī)療行業(yè)專屬的合規(guī)性認(rèn)證。此前,某專注于體外診斷設(shè)備研發(fā)的醫(yī)療器械企業(yè),因原有PCBA加工方案存在微小焊點(diǎn)虛接、元件貼裝偏移等隱性缺陷,導(dǎo)致設(shè)備調(diào)試階段故障頻發(fā),交付周期被迫延長(zhǎng)。1943科技承接該項(xiàng)目后,通過(guò)針對(duì)性的工藝升級(jí)與全流程質(zhì)控優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)該醫(yī)療器械PCBA項(xiàng)目的零缺陷交付,助力客戶縮短產(chǎn)品上市周期。
一、項(xiàng)目背景:醫(yī)療器械PCBA的特殊挑戰(zhàn)與客戶痛點(diǎn)
該醫(yī)療器械企業(yè)的項(xiàng)目核心是體外診斷設(shè)備的主控PCBA,其加工存在三大核心挑戰(zhàn):
- 元件微型化與高密度需求:PCBA板載大量0201封裝芯片、BGA/QFP等精密元件,元件間距最小僅0.3mm,傳統(tǒng)貼裝工藝易出現(xiàn)元件偏移、橋連等問(wèn)題;
- 可靠性要求極致:設(shè)備需在-10℃~50℃的寬溫環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行5年以上,PCBA焊點(diǎn)需具備抗溫變、抗振動(dòng)能力,避免因焊點(diǎn)老化導(dǎo)致設(shè)備故障;
- 合規(guī)性與追溯性嚴(yán)格:需完整記錄每顆元件的批次、焊接參數(shù)、檢測(cè)數(shù)據(jù),滿足醫(yī)療行業(yè)ISO13485體系對(duì)“全生命周期追溯”的要求。
客戶此前合作的加工方案,因未針對(duì)醫(yī)療器械特性優(yōu)化工藝,出現(xiàn)兩大痛點(diǎn):一是SMT貼片后AOI檢測(cè)雖暫未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷,但設(shè)備組裝后仍因BGA焊點(diǎn)虛接導(dǎo)致信號(hào)傳輸不穩(wěn)定;二是元件追溯依賴人工記錄,數(shù)據(jù)易遺漏,無(wú)法滿足合規(guī)審計(jì)要求,導(dǎo)致項(xiàng)目一度停滯。
二、工藝升級(jí)三大核心:從“被動(dòng)質(zhì)檢”到“主動(dòng)防錯(cuò)”
針對(duì)項(xiàng)目痛點(diǎn),1943科技組建專項(xiàng)技術(shù)團(tuán)隊(duì),從SMT工藝精調(diào)、全維度檢測(cè)體系搭建、合規(guī)化管控升級(jí)三大維度,實(shí)現(xiàn)PCBA加工全流程的“零缺陷”保障:
1.SMT工藝精調(diào):針對(duì)醫(yī)療器械特性的參數(shù)優(yōu)化
- 鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)定制化:根據(jù)微型元件與BGA的焊接需求,采用激光切割+電拋光工藝制作鋼網(wǎng),將BGA對(duì)應(yīng)鋼網(wǎng)開孔精度控制在±0.01mm,同時(shí)縮小微型元件開孔的長(zhǎng)寬比至1.2:1,避免焊錫量過(guò)多導(dǎo)致橋連,或焊錫量不足引發(fā)虛焊;
- 回流焊曲線精準(zhǔn)匹配:通過(guò)爐溫測(cè)試儀采集BGA元件焊點(diǎn)的實(shí)際溫變數(shù)據(jù),定制“三段式升溫+緩慢降溫”的回流焊曲線——預(yù)熱段升溫速率控制在1.5℃/s以內(nèi),避免元件受熱沖擊;峰值溫度精準(zhǔn)穩(wěn)定在235℃±2℃,確保焊錫充分熔融且不損傷元件;冷卻段降溫速率≤2℃/s,減少焊點(diǎn)內(nèi)部應(yīng)力,提升抗溫變能力;
- 貼裝設(shè)備精度校準(zhǔn):對(duì)貼片機(jī)的吸嘴、視覺(jué)定位系統(tǒng)進(jìn)行專項(xiàng)校準(zhǔn),將貼裝精度提升至±0.03mm,同時(shí)啟用“雙視覺(jué)定位”模式(元件視覺(jué)+PCB板視覺(jué)雙重校驗(yàn)),避免因PCB板微小形變導(dǎo)致的貼裝偏移。
2.全維度檢測(cè)體系:覆蓋“貼片-焊接-組裝”全流程
為杜絕隱性缺陷,1943科技構(gòu)建“三層檢測(cè)+一次老化測(cè)試”的全維度質(zhì)控體系:
- 第一層:SMT貼片后AOI高精度檢測(cè):采用AOI檢測(cè)設(shè)備,通過(guò)多角度光源掃描,精準(zhǔn)識(shí)別微型元件的缺件、偏移、極性反等問(wèn)題,檢測(cè)覆蓋率達(dá)100%;
- 第二層:焊接后X-Ray檢測(cè):針對(duì)BGA、QFP等“不可見(jiàn)焊點(diǎn)”,使用X-Ray檢測(cè)設(shè)備分析焊點(diǎn)內(nèi)部空洞率,要求空洞面積≤5%,杜絕虛焊、冷焊等隱性缺陷;
- 第三層:組裝前ICT/FCT功能測(cè)試:在PCBA組裝成模塊前,先通過(guò)ICT測(cè)試檢測(cè)電路通斷、元件參數(shù)偏差,再模擬設(shè)備實(shí)際工作場(chǎng)景進(jìn)行FCT功能測(cè)試,確保PCBA功能100%達(dá)標(biāo);
- 老化測(cè)試:模擬長(zhǎng)期運(yùn)行環(huán)境:將合格PCBA置于-10℃~50℃的高低溫箱中,連續(xù)運(yùn)行72小時(shí),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵參數(shù)穩(wěn)定性,淘汰潛在的“早期失效”產(chǎn)品。
3.合規(guī)化管控升級(jí):全流程數(shù)據(jù)追溯
為滿足醫(yī)療行業(yè)合規(guī)要求,1943科技通過(guò)MES系統(tǒng)與工藝環(huán)節(jié)深度結(jié)合,實(shí)現(xiàn)“元件-工藝-檢測(cè)”全數(shù)據(jù)追溯:
- 元件追溯:每批元件入庫(kù)時(shí),通過(guò)條碼錄入MES系統(tǒng),記錄元件型號(hào)、批次、供應(yīng)商、生產(chǎn)日期,PCBA加工時(shí)掃碼關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)“一顆元件對(duì)應(yīng)一塊PCBA”的精準(zhǔn)追溯;
- 工藝參數(shù)追溯:回流焊爐、貼片機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)(如溫度曲線、貼裝速度)自動(dòng)同步至MES系統(tǒng),每塊PCBA生成唯一“工藝檔案”,可隨時(shí)調(diào)取查看;
- 檢測(cè)數(shù)據(jù)追溯:AOI、X-Ray、ICT等檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳至系統(tǒng),形成PCBA的“檢測(cè)報(bào)告”,客戶可通過(guò)專屬賬號(hào)查看每塊板的檢測(cè)結(jié)果,滿足ISO13485審計(jì)需求。
三、升級(jí)成效:零缺陷交付+客戶價(jià)值提升
通過(guò)上述工藝升級(jí),該醫(yī)療器械PCBA項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)三大核心成效:
- 缺陷率降至0:項(xiàng)目首批500塊PCBA經(jīng)全流程檢測(cè)與老化測(cè)試后,不良率為0,設(shè)備組裝后調(diào)試一次性通過(guò),無(wú)任何因PCBA問(wèn)題導(dǎo)致的故障;
- 交付周期縮短20%:工藝優(yōu)化減少了因缺陷返工導(dǎo)致的時(shí)間浪費(fèi),同時(shí)合規(guī)數(shù)據(jù)提前同步客戶,避免審計(jì)延誤,整體交付周期從原計(jì)劃45天縮短至36天;
- 客戶合規(guī)成本降低:1943科技提供的全流程追溯數(shù)據(jù),幫助客戶快速通過(guò)ISO13485體系審核,省去客戶自行整理數(shù)據(jù)的人力與時(shí)間成本。
該項(xiàng)目的零缺陷交付,不僅幫助客戶加速了體外診斷設(shè)備的上市進(jìn)程,也成為1943科技在醫(yī)療器械PCBA領(lǐng)域工藝實(shí)力的典型驗(yàn)證。
1943科技:醫(yī)療器械PCBA加工的可靠伙伴
針對(duì)醫(yī)療器械PCBA“高精密、高可靠、高合規(guī)”的核心需求,1943科技已建立專項(xiàng)加工體系——從定制化SMT工藝方案、全維度檢測(cè)管控,到符合ISO13485的追溯系統(tǒng),全方位保障PCBA零缺陷交付。目前,我們已服務(wù)多家體外診斷、醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備企業(yè),為其提供從樣品打樣到批量生產(chǎn)的一站式PCBA加工服務(wù)。
若您的醫(yī)療器械項(xiàng)目正面臨PCBA精度不足、缺陷率高、合規(guī)難等問(wèn)題,歡迎聯(lián)系1943科技,我們將為您提供定制化解決方案,助力產(chǎn)品穩(wěn)定上市!