Som kärnutrustning för precisionsmätning, kontroll och analys är prestanda för instrument och mätare nära relaterad till bearbetningsnoggrannheten hos interna kretskort. Bearbetningen av precisionskretskort för instrument och mätare kräver speciella krav som hög stabilitet, lågt ljud och lång livslängd. Följande analyserar bearbetningspunkterna från flera dimensioner.
Materialegenskaper lämpliga för precisionsmätning
Instrument och mätare behöver ofta hantera svaga elektriska signaler, så isoleringsprestanda och anti{0}}störningsförmåga hos PCB-material är avgörande. Underlag med högt isolationsresistans bör väljas för att undvika signalläckage eller externa störningar som påverkar mätnoggrannheten. Samtidigt måste stabiliteten hos materialets dielektriska konstant kontrolleras strikt, särskilt i miljöer med stora temperaturförändringar. Även små fluktuationer i dielektricitetskonstanten kan orsaka signalöverföringsfördröjningar och påverka instrumentets mätnoggrannhet. Dessutom har vissa hög-precisionsinstrument särskilda krav på värmeutvidgningskoefficienten för kretskort, vilket kräver val av matchande substrat för att minska PCB-deformation orsakad av temperaturförändringar och undvika dålig kontakt mellan komponenter eller skador på kretsar på grund av strukturell deformation.
Strukturell layout som uppfyller komplexa funktioner
Partitionslayout av flera typer av signaler
Tryckta kretskort för instrumentering integrerar ofta flera signaltyper, såsom svaga analoga signaler, hög-digitala signaler med hög-hastighet, drivsignaler med hög-effekt, etc. En strikt utformning av partitionslayout krävs under bearbetning för att tydligt separera kretsområdena för olika typer av signaler. Till exempel sätts ett jordningsisoleringsband mellan det analoga signalområdet och det digitala signalområdet för att förhindra högfrekvent brus i den digitala signalen från att störa den analoga signalens mätnoggrannhet. Högeffektkretsområden bör hållas borta från precisionsmätkretsar för att undvika påverkan av värme och elektromagnetisk strålning på känsliga kretsar.
Hög densitet och raffinerad kabeldragning
Med den kontinuerliga anrikningen av instrumentfunktioner ökar integrationsgraden av PCB, och ledningstätheten förbättras avsevärt. Under bearbetningen är det nödvändigt att uppnå fin ledning, med linjebredd och avstånd som kan styras inom ett litet område för att uppfylla installationskraven för flerstiftskomponenter. Samtidigt, för linjer som bär svaga signaler, bör differentialfördelningslinjer användas för att kompensera externa störningar genom symmetrisk linjedesign, vilket säkerställer signalintegritet. Ledningsvägen bör förkortas så mycket som möjligt för att minska förluster och fördröjningar under signalöverföring, särskilt för hög-klocksignaler och synkroniseringssignaler krävs strikt kontroll av ledningslängd och impedanskonsistens.
Säkerställ långsiktig-stabil bearbetningsnoggrannhetskontroll
Mikrohål och finkretsbehandling
Precisionskretskort för instrumentering kräver ofta installation av ett stort antal miniatyriserade komponenter, såsom resistorer och kondensatorer förpackade i 01005, vilket ställer extremt höga krav på precisionen i PCB-mikrohålsbehandling. Borrdiametern bör kontrolleras inom ett litet toleransintervall, och hålväggens grovhet bör vara låg för att säkerställa tillförlitlig anslutning mellan komponentstiften och hålväggen. Kretsbearbetning kräver att linjebreddsnoggrannheten säkerställs inom ± 5 μm, jämna kanter utan grader och undvikande av signalförvrängning eller kortslutningsrisker orsakade av kretsdefekter. Dessutom, för kretsar som kräver hög strömförande kapacitet, är det nödvändigt att noggrant kontrollera tjockleken på kopparfolien för att säkerställa att dess strömbärande kapacitet uppfyller designkraven, samtidigt som man undviker värmeavledningsproblem orsakade av överdriven kopparfolietjocklek.
Tillförlitlighetsgaranti för sammankoppling mellan skikt
Kvaliteten på interlagersammankopplingen hos flerlagers precisionskretskort påverkar direkt stabiliteten hos instrumentet. Högprecisionslamineringsteknik krävs under bearbetningen för att säkerställa att inriktningsfelet mellan varje lager kontrolleras inom ett mycket litet område, vilket undviker dåliga blindhålsanslutningar orsakade av felinriktning mellan lagren. Tjocklekslikformigheten hos det mellanliggande isoleringsskiktet måste också kontrolleras strikt för att förhindra isoleringsbrott orsakat av överdriven lokal elektrisk fältstyrka. För mellanskiktsanslutningar av kritiska signaler kan en kombination av stegade hål eller blinda nedgrävda hål användas för att reducera impedanstransienter i signalöverföringsvägen och säkerställa stabil signalöverföring.
Skyddsåtgärder för att hantera komplexa miljöer
Behandling mot korrosion och-åldring
Vissa instrument och mätare måste fungera i miljöer som är fuktiga, dammiga eller innehåller frätande gaser, så PCB-skyddsbehandling är avgörande. Förutom konventionella ytbeläggningsprocesser kan speciella korrosionsskyddsbeläggningar som polyimidbeläggningar användas, som inte bara kan isolera vattenånga och frätande ämnen, utan också tål ett visst intervall av temperaturförändringar, vilket säkerställer en lång-stabil drift av kretskort i tuffa miljöer. För lång-användning av precisionsinstrument måste åldringsbeständigheten hos PCB-substrat vara strikt skärmad för att undvika prestandaförsämring orsakad av materialåldrande och förlänga instrumentets livslängd.
Optimering och bearbetning av värmeavledningsstruktur
Under lång-drift kan vissa komponenter i instrument och mätare generera värme. Om för mycket värme ackumuleras kan det påverka prestanda hos PCB och omgivande komponenter. Under bearbetningen kan dedikerade värmeavledningskanaler utformas, som att placera stora ytor av kopparfolie under hög-effektkomponenter eller använda inbäddade värmeavledningsblock, för att förbättra värmeledning och diffusion. För hög-precisionstemperaturmätningsinstrument är PCB-värmeavledningsdesign också nödvändig för att minska effekten av självuppvärmning på temperatursensorn och säkerställa mätnoggrannhet.
Rigorös prestandakalibrering och validering
Noggrann kalibrering av elektriska parametrar
Efter att precisions-PCB-bearbetningen av instrument och mätare är klar krävs omfattande elektrisk parameterkalibrering. Genom att använda specialiserad precisionstestutrustning mäts och justeras förstärkningen, bandbredden, linjäriteten och andra parametrar för varje kretsmodul noggrant för att säkerställa att de uppfyller instrumentets designspecifikationer. För kretsar som involverar svag signalförstärkning är det nödvändigt att fokusera på att testa deras bruskoefficient. Genom att optimera jordning och skärmning kan bruset kontrolleras på en extremt låg nivå för att säkerställa instrumentets förmåga att upptäcka små signaler.
Långsiktig stabilitetstestning
Till skillnad från vanliga kretskort kräver precisionstryckta kretskort för instrumentering långvariga -stabilitetstestningar för att verifiera deras tillförlitlighet. Under simulerade arbetsmiljöförhållanden utsätts PCB för kontinuerliga tester i hundratals eller till och med tusentals timmar för att övervaka trenden med förändringar i dess elektriska prestandaparametrar. Om parameterdriften överskrider det tillåtna intervallet är det nödvändigt att analysera orsakerna och optimera processtekniken för att säkerställa att kretskortet bibehåller stabil prestanda under hela instrumentets livslängd.