Tā kā instrumentu un skaitītāju veiktspēja ir galvenais aprīkojums precīzai mērīšanai, kontrolei un analīzei, tie ir cieši saistīti ar iekšējo iespiedshēmu plates apstrādes precizitāti. Precīzijas iespiedshēmu plates apstrādei instrumentiem un skaitītājiem ir nepieciešamas īpašas prasības, piemēram, augsta stabilitāte, zems trokšņa līmenis un ilgs kalpošanas laiks. Tālāk ir analizēti apstrādes punkti no vairākām dimensijām.
Materiāla īpašības piemērotas precīzai mērīšanai
Instrumentiem un skaitītājiem bieži ir jāapstrādā vāji elektriskie signāli, tāpēc PCB materiālu izolācijas veiktspēja un pret{0}}traucējumu spēja ir ļoti svarīga. Jāizvēlas augstas izolācijas pretestības substrāti, lai izvairītos no signāla noplūdes vai ārējiem traucējumiem, kas ietekmē mērījumu precizitāti. Tajā pašā laikā ir stingri jākontrolē materiāla dielektriskās konstantes stabilitāte, īpaši vidēs ar lielām temperatūras izmaiņām. Pat nelielas dielektriskās konstantes svārstības var izraisīt signāla pārraides aizkavēšanos un ietekmēt instrumenta mērījumu precizitāti. Turklāt dažiem augstas precizitātes instrumentiem ir īpašas prasības attiecībā uz iespiedshēmu plates termiskās izplešanās koeficientu, kas prasa atbilstošu substrātu izvēli, lai samazinātu temperatūras izmaiņu izraisītās PCB deformācijas un izvairītos no slikta komponentu kontakta vai ķēžu bojājumiem konstrukcijas deformācijas dēļ.
Strukturāls izkārtojums, kas apmierina sarežģītas funkcijas
Vairāku veidu signālu nodalījumu izkārtojums
Instrumentu iespiedshēmu plates bieži integrē vairākus signālu veidus, piemēram, vājus analogos signālus, ātrgaitas digitālos signālus, lielas-jaudas piedziņas signālus utt. Apstrādes laikā ir nepieciešams stingrs nodalījuma izkārtojums, lai skaidri nodalītu dažāda veida signālu ķēdes zonas. Piemēram, starp analogā signāla apgabalu un digitālā signāla apgabalu ir iestatīta zemējuma izolācijas josla, lai novērstu digitālā signāla augstas-frekvences troksni, kas traucē analogā signāla mērījumu precizitāti. Lieljaudas ķēdes zonas jātur prom no precīzijas mērījumu ķēdēm, lai izvairītos no siltuma un elektromagnētiskā starojuma ietekmes uz jutīgām ķēdēm.
Augsts blīvums un rafinēta elektroinstalācija
Ar nepārtrauktu instrumentu funkciju bagātināšanu palielinās PCB integrācijas pakāpe, un ievērojami uzlabojas vadu blīvums. Apstrādes laikā ir jāpanāk smalka elektroinstalācija ar līnijas platumu un attālumu, ko var kontrolēt nelielā diapazonā, lai atbilstu vairāku tapu komponentu uzstādīšanas prasībām. Tajā pašā laikā līnijām, kas nes vājus signālus, ir jāizmanto diferenciālās sadales līnijas, lai kompensētu ārējos traucējumus, izmantojot simetrisku līniju dizainu, nodrošinot signāla integritāti. Elektroinstalācijas ceļš ir pēc iespējas jāsaīsina, lai samazinātu zudumus un aizkavi signāla pārraides laikā, jo īpaši augstas-frekvences pulksteņa signāliem un sinhronizācijas signāliem, ir nepieciešama stingra vadu garuma un pretestības konsekvence kontrole.
Nodrošiniet{0}}ilgtermiņa stabilu apstrādes precizitātes kontroli
Mikro caurumu un smalko shēmu apstrāde
Precīzijas iespiedshēmu plates instrumentiem bieži vien prasa uzstādīt lielu skaitu miniatūru komponentu, piemēram, rezistoru un kondensatoru, kas iepakoti 01005, kas izvirza ārkārtīgi augstas prasības PCB mikro caurumu apstrādes precizitātei. Urbšanas diametrs jākontrolē nelielā pielaides diapazonā, un urbuma sienas raupjumam jābūt zemam, lai nodrošinātu drošu savienojumu starp komponentu tapām un cauruma sienu. Shēmas apstrādei ir jānodrošina līnijas platuma precizitāte ± 5 μm robežās, gludas malas bez šķembām un jāizvairās no signāla kropļojumiem vai īssavienojuma riska, ko izraisa ķēdes defekti. Turklāt ķēdēm, kurām nepieciešama liela strāvas nestspēja, ir precīzi jākontrolē vara folijas biezums, lai nodrošinātu, ka tā strāvas kapacitāte atbilst konstrukcijas prasībām, vienlaikus izvairoties no siltuma izkliedes problēmām, ko izraisa pārmērīgs vara folijas biezums.
Starpslāņu starpsavienojuma uzticamības garantija
Daudzslāņu precīzās PCB starpslāņu savienojuma kvalitāte tieši ietekmē instrumenta stabilitāti. Apstrādes laikā ir nepieciešama augstas precizitātes laminēšanas tehnoloģija, lai nodrošinātu, ka izlīdzināšanas kļūda starp katru slāni tiek kontrolēta ļoti mazā diapazonā, izvairoties no sliktiem aklo caurumu savienojumiem, ko izraisa starpslāņu novirze. Stingri jākontrolē arī starpslāņu izolācijas slāņa biezuma vienmērīgums, lai novērstu izolācijas bojājumus, ko izraisa pārmērīgs lokālā elektriskā lauka stiprums. Kritisko signālu starpslāņu savienojumiem var izmantot pakāpenisku caurumu vai aklo caurumu kombināciju, lai samazinātu pretestības pārejas signāla pārraides ceļā un nodrošinātu stabilu signāla pārraidi.
Aizsardzības pasākumi, lai darbotos sarežģītā vidē
Pretkorozijas un pret{0}}novecošanās apstrāde
Dažiem instrumentiem un mērierīcēm ir jādarbojas vidē, kas ir mitra, putekļaina vai satur korozīvas gāzes, tāpēc PCB aizsardzības apstrāde ir būtiska. Papildus parastajiem virsmu pārklāšanas procesiem var izmantot īpašus pretkorozijas pārklājumus, piemēram, poliimīda pārklājumus, kas var ne tikai izolēt ūdens tvaikus un kodīgas vielas, bet arī izturēt noteiktas temperatūras izmaiņas, nodrošinot iespiedshēmu plates ilgtermiņā stabilu darbību skarbos apstākļos. Ilgstoši lietojot precīzus instrumentus, PCB substrātu novecošanās izturība ir stingri jāpārbauda, lai izvairītos no veiktspējas pasliktināšanās, ko izraisa materiāla novecošanās, un pagarinātu instrumenta kalpošanas laiku.
Siltuma izkliedes struktūras optimizācija un apstrāde
Ilgstošas{0}}darbības laikā dažas instrumentu un skaitītāju sastāvdaļas var radīt siltumu. Ja uzkrājas pārāk daudz siltuma, tas var ietekmēt PCB un apkārtējo komponentu veiktspēju. Apstrādes laikā var izveidot īpašus siltuma izkliedes kanālus, piemēram, novietojot lielus vara folijas laukumus zem lieljaudas-komponentiem vai izmantojot iegultos siltuma izkliedes blokus, lai uzlabotu siltuma vadītspēju un difūziju. Augstas-precizitātes temperatūras mērinstrumentiem ir nepieciešams arī PCB siltuma izkliedes dizains, lai samazinātu pašsildīšanas ietekmi uz temperatūras sensoru un nodrošinātu mērījumu precizitāti.
Stingra veiktspējas kalibrēšana un validācija
Precīza elektrisko parametru kalibrēšana
Pēc instrumentu un skaitītāju precīzās PCB apstrādes pabeigšanas ir nepieciešama visaptveroša elektrisko parametru kalibrēšana. Izmantojot specializētu precizitātes testēšanas aprīkojumu, katra shēmas moduļa pastiprinājums, joslas platums, linearitāte un citi parametri tiek precīzi izmērīti un pielāgoti, lai nodrošinātu, ka tie atbilst instrumenta konstrukcijas specifikācijām. Shēmām, kas saistītas ar vāju signāla pastiprināšanu, ir jākoncentrējas uz to trokšņa koeficienta pārbaudi. Optimizējot zemējumu un ekranēšanu, troksni var kontrolēt ārkārtīgi zemā līmenī, lai nodrošinātu instrumenta spēju noteikt mazus signālus.
Ilgtermiņa stabilitātes pārbaude
Atšķirībā no parastajām iespiedshēmu platēm, precīzijas iespiedshēmu platēm instrumentiem ir nepieciešama ilgtermiņa stabilitātes pārbaude, lai pārbaudītu to uzticamību. Simulētās darba vides apstākļos PCB tiek pakļauts nepārtrauktiem darbības testiem simtiem vai pat tūkstošiem stundu, lai uzraudzītu tā elektriskās veiktspējas parametru izmaiņu tendences. Ja parametru novirze pārsniedz pieļaujamo diapazonu, ir jāanalizē iemesli un jāoptimizē apstrādes tehnoloģija, lai nodrošinātu, ka PCB saglabā stabilu darbību visā instrumenta kalpošanas laikā.