Ως βασικός εξοπλισμός για μέτρηση, έλεγχο και ανάλυση ακριβείας, η απόδοση των οργάνων και των μετρητών σχετίζεται στενά με την ακρίβεια μηχανικής κατεργασίας των εσωτερικών πλακών τυπωμένου κυκλώματος. Η επεξεργασία πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων ακριβείας για όργανα και μετρητές απαιτεί ειδικές απαιτήσεις όπως υψηλή σταθερότητα, χαμηλό θόρυβο και μεγάλη διάρκεια ζωής. Στη συνέχεια αναλύονται τα σημεία επεξεργασίας από πολλαπλές διαστάσεις.
Ιδιότητες υλικού κατάλληλες για μετρήσεις ακριβείας
Τα όργανα και οι μετρητές συχνά πρέπει να χειρίζονται αδύναμα ηλεκτρικά σήματα, επομένως η απόδοση μόνωσης και η ικανότητα κατά των παρεμβολών-των υλικών pcb είναι ζωτικής σημασίας. Θα πρέπει να επιλέγονται υποστρώματα υψηλής αντοχής μόνωσης ώστε να αποφεύγεται η διαρροή σήματος ή οι εξωτερικές παρεμβολές που επηρεάζουν την ακρίβεια μέτρησης. Ταυτόχρονα, η σταθερότητα της διηλεκτρικής σταθεράς του υλικού χρειάζεται να ελέγχεται αυστηρά, ειδικά σε περιβάλλοντα με μεγάλες αλλαγές θερμοκρασίας. Ακόμη και μικρές διακυμάνσεις στη διηλεκτρική σταθερά μπορεί να προκαλέσουν καθυστερήσεις στη μετάδοση του σήματος και να επηρεάσουν την ακρίβεια μέτρησης του οργάνου. Επιπλέον, ορισμένα όργανα υψηλής ακρίβειας έχουν ειδικές απαιτήσεις για το συντελεστή θερμικής διαστολής των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων, οι οποίες απαιτούν την επιλογή ταιριασμένων υποστρωμάτων για τη μείωση της παραμόρφωσης pcb που προκαλείται από αλλαγές θερμοκρασίας και την αποφυγή κακής επαφής εξαρτημάτων ή ζημιάς στα κυκλώματα λόγω δομικής παραμόρφωσης.
Δομική διάταξη που ικανοποιεί σύνθετες λειτουργίες
Διάταξη διαμερισμάτων πολλαπλών τύπων σημάτων
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων οργάνων συχνά ενσωματώνουν πολλαπλούς τύπους σημάτων, όπως ασθενή αναλογικά σήματα, ψηφιακά σήματα υψηλής-ταχύτητας, σήματα κίνησης υψηλής- ισχύος κ.λπ. Απαιτείται αυστηρός σχεδιασμός διάταξης διαμερισμάτων κατά την επεξεργασία για να διαχωρίζονται σαφώς οι περιοχές κυκλώματος διαφορετικών τύπων σημάτων. Για παράδειγμα, μια ζώνη απομόνωσης γείωσης έχει ρυθμιστεί μεταξύ της περιοχής αναλογικού σήματος και της περιοχής ψηφιακού σήματος για να αποτρέψει τον θόρυβο υψηλής συχνότητας του ψηφιακού σήματος από την παρεμβολή στην ακρίβεια μέτρησης του αναλογικού σήματος. Οι περιοχές κυκλωμάτων υψηλής ισχύος θα πρέπει να διατηρούνται μακριά από κυκλώματα μέτρησης ακριβείας για να αποφευχθεί η επίδραση της θερμότητας και της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε ευαίσθητα κυκλώματα.
Υψηλή πυκνότητα και εκλεπτυσμένη καλωδίωση
Με τον συνεχή εμπλουτισμό των λειτουργιών του οργάνου, ο βαθμός ενσωμάτωσης του pcb αυξάνεται και η πυκνότητα καλωδίωσης βελτιώνεται σημαντικά. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί λεπτή καλωδίωση, με ελεγχόμενο πλάτος γραμμής και απόσταση σε μικρό εύρος, ώστε να πληρούνται οι απαιτήσεις εγκατάστασης εξαρτημάτων πολλαπλών ακίδων. Ταυτόχρονα, για γραμμές που μεταφέρουν ασθενή σήματα, θα πρέπει να χρησιμοποιούνται γραμμές διαφορικής διανομής για την αντιστάθμιση των εξωτερικών παρεμβολών μέσω συμμετρικού σχεδιασμού γραμμής, διασφαλίζοντας την ακεραιότητα του σήματος. Η διαδρομή καλωδίωσης θα πρέπει να συντομευτεί όσο το δυνατόν περισσότερο για να μειωθούν οι απώλειες και οι καθυστερήσεις κατά τη μετάδοση του σήματος, ειδικά για σήματα ρολογιού υψηλής συχνότητας και σήματα συγχρονισμού, απαιτείται αυστηρός έλεγχος του μήκους της καλωδίωσης και της συνέπειας της σύνθετης αντίστασης.
Διασφαλίστε μακροπρόθεσμο-σταθερό έλεγχο ακρίβειας μηχανικής κατεργασίας
Μικροτρύπα και επεξεργασία λεπτού κυκλώματος
Οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ακριβείας για όργανα απαιτούν συχνά την εγκατάσταση μεγάλου αριθμού μικροσκοπικών εξαρτημάτων, όπως αντιστάσεις και πυκνωτές συσκευασμένοι στο 01005, γεγονός που θέτει εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις στην ακρίβεια της επεξεργασίας μικροοπών pcb. Η διάμετρος διάτρησης θα πρέπει να ελέγχεται εντός ενός μικρού εύρους ανοχής και η τραχύτητα του τοιχώματος της οπής θα πρέπει να είναι χαμηλή για να διασφαλίζεται αξιόπιστη σύνδεση μεταξύ των ακίδων του εξαρτήματος και του τοιχώματος της οπής. Η επεξεργασία κυκλώματος απαιτεί τη διασφάλιση ακρίβειας πλάτους γραμμής εντός ± 5 μ m, λείων άκρων χωρίς γρέζια και αποφυγή παραμόρφωσης σήματος ή κινδύνου βραχυκυκλώματος που προκαλείται από ελαττώματα κυκλώματος. Επιπλέον, για κυκλώματα που απαιτούν υψηλή χωρητικότητα μεταφοράς ρεύματος, είναι απαραίτητος ο ακριβής έλεγχος του πάχους του φύλλου χαλκού για να διασφαλιστεί ότι η ικανότητα μεταφοράς ρεύματος πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού, αποφεύγοντας παράλληλα προβλήματα απαγωγής θερμότητας που προκαλούνται από το υπερβολικό πάχος του φύλλου χαλκού.
Εγγύηση αξιοπιστίας της διασύνδεσης μεταξύ των επιπέδων
Η ποιότητα διασύνδεσης μεταξύ των επιπέδων του πολυ{0}}pcb ακριβείας επηρεάζει άμεσα τη σταθερότητα του οργάνου. Απαιτείται τεχνολογία πλαστικοποίησης υψηλής ακρίβειας κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας για να διασφαλιστεί ότι το σφάλμα ευθυγράμμισης μεταξύ κάθε στρώματος ελέγχεται σε πολύ μικρό εύρος, αποφεύγοντας τις κακές συνδέσεις τυφλών οπών που προκαλούνται από κακή ευθυγράμμιση των στρωμάτων. Η ομοιομορφία του πάχους του στρώματος μόνωσης μεταξύ των στρωμάτων πρέπει επίσης να ελέγχεται αυστηρά για να αποφευχθεί η διάσπαση της μόνωσης που προκαλείται από την υπερβολική τοπική ένταση ηλεκτρικού πεδίου. Για ενδιάμεσες συνδέσεις κρίσιμων σημάτων, ένας συνδυασμός βαθμιδωτών οπών ή τυφλών θαμμένων οπών μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση των μεταβατικών σύνθετων αντίστασης στη διαδρομή μετάδοσης σήματος και τη διασφάλιση σταθερής μετάδοσης σήματος.
Προστατευτικά μέτρα για την αντιμετώπιση σύνθετων περιβαλλόντων
Αντιδιαβρωτική και αντι{0}}θεραπεία για τη γήρανση
Ορισμένα όργανα και μετρητές πρέπει να λειτουργούν σε περιβάλλοντα που είναι υγρά, με σκόνη ή περιέχουν διαβρωτικά αέρια, επομένως η επεξεργασία προστασίας από PCB είναι απαραίτητη. Εκτός από τις συμβατικές διαδικασίες επιφανειακής επίστρωσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ειδικές αντιδιαβρωτικές επικαλύψεις, όπως επικαλύψεις πολυιμιδίου, οι οποίες όχι μόνο μπορούν να απομονώσουν υδρατμούς και διαβρωτικές ουσίες, αλλά και να αντέξουν ένα συγκεκριμένο εύρος μεταβολών θερμοκρασίας, διασφαλίζοντας τη μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία των πλακών τυπωμένου κυκλώματος σε σκληρά περιβάλλοντα. Για μακροχρόνια-χρήση οργάνων ακριβείας, η αντίσταση γήρανσης των υποστρωμάτων pcb πρέπει να ελέγχεται αυστηρά για να αποφευχθεί η υποβάθμιση της απόδοσης που προκαλείται από τη γήρανση του υλικού και να παραταθεί η διάρκεια ζωής του οργάνου.
Βελτιστοποίηση και επεξεργασία δομής απαγωγής θερμότητας
Κατά τη διάρκεια-μακροχρόνιας λειτουργίας, ορισμένα εξαρτήματα οργάνων και μετρητών ενδέχεται να παράγουν θερμότητα. Εάν συσσωρευτεί υπερβολική θερμότητα, μπορεί να επηρεάσει την απόδοση του PCB και των γύρω εξαρτημάτων. Κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας, μπορούν να σχεδιαστούν ειδικά κανάλια απαγωγής θερμότητας, όπως η τοποθέτηση μεγάλων επιφανειών φύλλου χαλκού κάτω από-εξαρτήματα υψηλής ισχύος ή η χρήση ενσωματωμένων μπλοκ απαγωγής θερμότητας, για τη βελτίωση της αγωγιμότητας και της διάχυσης της θερμότητας. Για όργανα μέτρησης θερμοκρασίας υψηλής-ακρίβειας, ο σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας από pcb είναι επίσης απαραίτητος για τη μείωση της επίδρασης της αυτοθέρμανσης στον αισθητήρα θερμοκρασίας και τη διασφάλιση της ακρίβειας μέτρησης.
Αυστηρή βαθμονόμηση και επικύρωση απόδοσης
Ακριβής βαθμονόμηση ηλεκτρικών παραμέτρων
Μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας ακριβείας pcb οργάνων και μετρητών, απαιτείται πλήρης βαθμονόμηση ηλεκτρικών παραμέτρων. Με τη χρήση εξειδικευμένου εξοπλισμού δοκιμών ακριβείας, το κέρδος, το εύρος ζώνης, η γραμμικότητα και άλλες παράμετροι κάθε μονάδας κυκλώματος μετρώνται με ακρίβεια και προσαρμόζονται ώστε να διασφαλίζεται ότι πληρούν τις προδιαγραφές σχεδιασμού του οργάνου. Για κυκλώματα που περιλαμβάνουν ενίσχυση ασθενούς σήματος, είναι απαραίτητο να εστιάσουμε στη δοκιμή του συντελεστή θορύβου τους. Με τη βελτιστοποίηση της γείωσης και της θωράκισης, ο θόρυβος μπορεί να ελεγχθεί σε εξαιρετικά χαμηλό επίπεδο για να διασφαλιστεί η ικανότητα του οργάνου να ανιχνεύει μικρά σήματα.
Δοκιμή μακροπρόθεσμης σταθερότητας
Σε αντίθεση με τις κανονικές πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, οι πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων ακριβείας για όργανα απαιτούν μακροπρόθεσμη-δοκιμή σταθερότητας για την επαλήθευση της αξιοπιστίας τους. Κάτω από συνθήκες προσομοίωσης περιβάλλοντος εργασίας, το pcb υποβάλλεται σε συνεχείς δοκιμές λειτουργίας για εκατοντάδες ή και χιλιάδες ώρες για να παρακολουθείται η τάση των αλλαγών στις παραμέτρους ηλεκτρικής απόδοσης του. Εάν η μετατόπιση της παραμέτρου υπερβαίνει το επιτρεπόμενο εύρος, είναι απαραίτητο να αναλυθούν οι λόγοι και να βελτιστοποιηθεί η τεχνολογία επεξεργασίας για να διασφαλιστεί ότι το PCB διατηρεί σταθερή απόδοση καθ' όλη τη διάρκεια ζωής του οργάνου.