Ako základné vybavenie na presné meranie, kontrolu a analýzu výkon prístrojov a meračov úzko súvisí s presnosťou obrábania vnútorných dosiek plošných spojov. Spracovanie presných dosiek plošných spojov pre prístroje a merače si vyžaduje špeciálne požiadavky, ako je vysoká stabilita, nízka hlučnosť a dlhá životnosť. Nasleduje analýza bodov spracovania z viacerých dimenzií.
Vlastnosti materiálu vhodné na presné meranie
Prístroje a merače často potrebujú zvládať slabé elektrické signály, takže izolačný výkon a-schopnosť materiálov doskových dosiek proti rušeniu sú kľúčové. Substráty s vysokým izolačným odporom by sa mali zvoliť, aby sa zabránilo úniku signálu alebo externému rušeniu ovplyvňujúcemu presnosť merania. Zároveň je potrebné prísne kontrolovať stabilitu dielektrickej konštanty materiálu, najmä v prostrediach s veľkými teplotnými zmenami. Aj malé výkyvy dielektrickej konštanty môžu spôsobiť oneskorenie prenosu signálu a ovplyvniť presnosť merania prístroja. Okrem toho niektoré vysoko presné prístroje majú špeciálne požiadavky na koeficient tepelnej rozťažnosti dosiek s plošnými spojmi, ktoré vyžadujú výber vhodných substrátov na zníženie deformácie dosky plošných spojov spôsobenej teplotnými zmenami a zabránenie zlému kontaktu komponentov alebo poškodeniu obvodov v dôsledku štrukturálnej deformácie.
Štrukturálne usporiadanie, ktoré spĺňa komplexné funkcie
Rozloženie oddielov viacerých typov signálov
Prístrojové dosky s plošnými spojmi často integrujú viacero typov signálov, ako sú slabé analógové signály, vysokorýchlostné digitálne signály, vysoko{1}}napájacie signály atď. Počas spracovania sa vyžaduje prísny návrh rozloženia oddielov, aby sa oblasti obvodov rôznych typov signálov jasne oddelili. Napríklad medzi oblasťou analógového signálu a oblasťou digitálneho signálu je nastavené uzemňovacie pásmo, aby sa zabránilo rušeniu presnosti merania analógového signálu vysoko-frekvenčným šumom digitálneho signálu. Oblasti obvodov s vysokým výkonom by sa mali držať ďalej od presných meracích obvodov, aby sa zabránilo vplyvu tepla a elektromagnetického žiarenia na citlivé obvody.
Vysoká hustota a rafinované vedenie
S neustálym obohacovaním funkcií prístroja sa stupeň integrácie PCB zvyšuje a hustota zapojenia sa výrazne zlepšuje. Počas spracovania je potrebné dosiahnuť jemné zapojenie so šírkou čiary a vzdialenosťou ovládateľnou v malom rozsahu, aby sa splnili požiadavky na inštaláciu komponentov s viacerými kolíkmi. Zároveň by sa pre vedenia prenášajúce slabé signály mali použiť diferenciálne distribučné vedenia na kompenzáciu vonkajšieho rušenia prostredníctvom symetrického dizajnu vedenia, čím sa zabezpečí integrita signálu. Dráha vedenia by sa mala čo najviac skrátiť, aby sa znížili straty a oneskorenia pri prenose signálu, najmä v prípade vysokofrekvenčných hodinových signálov a synchronizačných signálov je potrebná prísna kontrola dĺžky vedenia a konzistentnosti impedancie.
Zabezpečte-dlhodobú stabilnú kontrolu presnosti obrábania
Mikrootvor a spracovanie jemných obvodov
Presné dosky plošných spojov pre prístrojové vybavenie často vyžadujú inštaláciu veľkého množstva miniaturizovaných komponentov, ako sú odpory a kondenzátory zabalené v 01005, čo kladie extrémne vysoké nároky na presnosť spracovania mikrootvorov do PCB. Priemer vŕtania by mal byť kontrolovaný v rámci malého rozsahu tolerancie a drsnosť steny otvoru by mala byť nízka, aby sa zabezpečilo spoľahlivé spojenie medzi kolíkmi komponentov a stenou otvoru. Spracovanie obvodov vyžaduje zabezpečenie presnosti šírky čiary v rozmedzí ± 5 μm, hladké hrany bez otrepov a vyhýbanie sa skresleniu signálu alebo riziku skratu spôsobeného poruchami obvodu. Okrem toho, pre obvody, ktoré vyžadujú vysokú prúdovú zaťažiteľnosť, je potrebné presne kontrolovať hrúbku medenej fólie, aby sa zabezpečilo, že jej prúdová zaťažiteľnosť spĺňa konštrukčné požiadavky a zároveň sa vyhne problémom s rozptylom tepla spôsobeným nadmernou hrúbkou medenej fólie.
Záruka spoľahlivosti medzivrstvového prepojenia
Kvalita medzivrstvového prepojenia viac{0}}vrstvovej presnej dosky plošných spojov priamo ovplyvňuje stabilitu nástroja. Počas spracovania sa vyžaduje vysoko presná technológia laminovania, aby sa zabezpečilo, že chyba zarovnania medzi každou vrstvou bude kontrolovaná vo veľmi malom rozsahu, čím sa zabráni zlým spojeniam slepých otvorov spôsobených nesúosovosťou medzi vrstvami. Rovnomernosť hrúbky medzivrstvovej izolačnej vrstvy musí byť tiež prísne kontrolovaná, aby sa zabránilo rozpadu izolácie spôsobenému nadmernou lokálnou silou elektrického poľa. Pre medzivrstvové spojenia kritických signálov možno použiť kombináciu stupňovitých otvorov alebo slepých skrytých otvorov na zníženie impedančných prechodných javov v ceste prenosu signálu a zabezpečenie stabilného prenosu signálu.
Ochranné opatrenia na riešenie zložitých prostredí
Ošetrenie proti korózii a starnutiu-
Niektoré prístroje a merače musia pracovať v prostrediach, ktoré sú vlhké, prašné alebo obsahujú korozívne plyny, takže ochrana dosiek plošných spojov je nevyhnutná. Okrem konvenčných procesov povrchovej úpravy možno použiť aj špeciálne antikorózne povlaky, ako sú polyimidové povlaky, ktoré dokážu nielen izolovať vodnú paru a korozívne látky, ale odolajú aj určitému rozsahu teplotných zmien, čím zaistia-dlhodobú stabilnú prevádzku dosiek s plošnými spojmi v drsnom prostredí. Pri dlhodobom-používaní presných nástrojov je potrebné prísne kontrolovať odolnosť substrátov plošných spojov proti starnutiu, aby sa predišlo zhoršeniu výkonu spôsobenému starnutím materiálu a predĺžila sa životnosť nástroja.
Optimalizácia a spracovanie štruktúry odvodu tepla
Počas-dlhodobej prevádzky môžu niektoré súčasti prístrojov a meračov vytvárať teplo. Ak sa nahromadí príliš veľa tepla, môže to ovplyvniť výkon PCB a okolitých komponentov. Počas spracovania je možné navrhnúť vyhradené kanály na odvádzanie tepla, ako je umiestnenie veľkých plôch medenej fólie pod vysokovýkonné komponenty alebo použitie vstavaných blokov na odvádzanie tepla na zlepšenie vedenia a difúzie tepla. V prípade vysoko presných prístrojov na meranie teploty je potrebný aj návrh rozptylu tepla plošných spojov, aby sa znížil vplyv samovoľného zahrievania na snímač teploty a zabezpečila presnosť merania.
Dôkladná výkonová kalibrácia a validácia
Presná kalibrácia elektrických parametrov
Po dokončení presného spracovania PCB nástrojov a meračov je potrebná komplexná kalibrácia elektrických parametrov. Použitím špecializovaného presného testovacieho zariadenia sa zisk, šírka pásma, linearita a ďalšie parametre každého modulu obvodu presne merajú a upravujú tak, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú konštrukčné špecifikácie prístroja. Pri obvodoch so slabým zosilnením signálu je potrebné zamerať sa na testovanie ich šumového koeficientu. Optimalizáciou uzemnenia a tienenia je možné regulovať hluk na extrémne nízkej úrovni, aby sa zabezpečila schopnosť prístroja detekovať malé signály.
Testovanie dlhodobej stability
Na rozdiel od bežných dosiek s plošnými spojmi vyžadujú presné dosky plošných spojov pre prístrojové vybavenie dlhodobé{0}}testovanie stability na overenie ich spoľahlivosti. V podmienkach simulovaného pracovného prostredia sa doska plošných spojov podrobuje nepretržitým prevádzkovým testom po dobu stoviek alebo dokonca tisícok hodín, aby sa monitoroval trend zmien parametrov jej elektrického výkonu. Ak drift parametrov prekročí povolený rozsah, je potrebné analyzovať dôvody a optimalizovať technológiu spracovania, aby sa zabezpečilo, že doska si udrží stabilný výkon počas celej životnosti prístroja.