Som kerneudstyret til præcisionsmåling, kontrol og analyse er ydeevnen af instrumenter og målere tæt forbundet med bearbejdningsnøjagtigheden af interne trykte kredsløb. Bearbejdning af præcisionsprintkort til instrumenter og målere kræver særlige krav såsom høj stabilitet, lavt støjniveau og lang levetid. Det følgende analyserer behandlingspunkterne fra flere dimensioner.
Materialeegenskaber velegnet til præcisionsmåling
Instrumenter og målere skal ofte håndtere svage elektriske signaler, så pcb-materialernes isoleringsydelse og anti{0}}interferensevne er afgørende. Underlag med høj isolationsmodstand bør vælges for at undgå signallækage eller ekstern interferens, der påvirker målenøjagtigheden. Samtidig skal stabiliteten af materialets dielektriske konstant kontrolleres strengt, især i miljøer med store temperaturændringer. Selv små udsving i dielektricitetskonstanten kan forårsage signaltransmissionsforsinkelser og påvirke instrumentets målenøjagtighed. Derudover har nogle høj-præcisionsinstrumenter særlige krav til den termiske ekspansionskoefficient for printplader, som kræver udvælgelse af matchende substrater for at reducere pcb-deformation forårsaget af temperaturændringer og undgå dårlig kontakt mellem komponenter eller beskadigelse af kredsløb på grund af strukturel deformation.
Strukturelt layout, der opfylder komplekse funktioner
Partitionslayout af flere typer signaler
Instrumentationsprintkort integrerer ofte flere signaltyper, såsom svage analoge signaler, høj-digitale signaler med høj-hastighed, høj-drevsignaler osv. Der kræves et stramt partitionslayoutdesign under behandlingen for klart at adskille kredsløbsområderne for forskellige typer signaler. For eksempel indstilles et jordingsisolationsbånd mellem det analoge signalområde og det digitale signalområde for at forhindre højfrekvent støj fra det digitale signal i at interferere med målenøjagtigheden af det analoge signal. Højeffektkredsløbsområder bør holdes væk fra præcisionsmålingskredsløb for at undgå påvirkning af varme og elektromagnetisk stråling på følsomme kredsløb.
Høj tæthed og raffineret ledningsføring
Med den kontinuerlige berigelse af instrumentfunktioner øges integrationsgraden af pcb, og ledningstætheden er væsentligt forbedret. Under behandlingen er det nødvendigt at opnå fine ledninger, med linjebredde og afstand, der kan kontrolleres inden for et lille område for at opfylde installationskravene til flerbenskomponenter. På samme tid, for linjer, der bærer svage signaler, bør differentielle distributionslinjer bruges til at udligne ekstern interferens gennem symmetrisk linjedesign, hvilket sikrer signalintegritet. Ledningsvejen bør forkortes så meget som muligt for at reducere tab og forsinkelser under signaltransmission, især for højfrekvente kloksignaler og synkroniseringssignaler er streng kontrol af ledningslængde og impedanskonsistens påkrævet.
Sikre langtids-stabil bearbejdningsnøjagtighedskontrol
Mikrohul og finkredsløbsbehandling
Præcisionsprintkort til instrumentering kræver ofte installation af et stort antal miniaturiserede komponenter, såsom modstande og kondensatorer pakket i 01005, hvilket stiller ekstremt høje krav til præcisionen af pcb mikrohulsbehandling. Borediameteren bør kontrolleres inden for et lille toleranceområde, og ruheden af hulvæggen skal være lav for at sikre pålidelig forbindelse mellem komponentstifterne og hulvæggen. Kredsløbsbehandling kræver sikring af linjebreddens nøjagtighed inden for ± 5 μm, glatte kanter uden grater og undgåelse af signalforvrængning eller kortslutningsrisici forårsaget af kredsløbsdefekter. For kredsløb, der kræver høj strømbærende kapacitet, er det desuden nødvendigt at kontrollere tykkelsen af kobberfolien nøjagtigt for at sikre, at dens strømbærende kapacitet opfylder designkravene, samtidig med at man undgår varmeafledningsproblemer forårsaget af for stor kobberfolietykkelse.
Pålidelighedsgaranti for sammenkobling mellem lag
Kvaliteten af sammenkoblingen mellem lag af flerlags præcisionsprintkort påvirker direkte instrumentets stabilitet. Højpræcisionslamineringsteknologi er påkrævet under bearbejdning for at sikre, at justeringsfejlen mellem hvert lag kontrolleres inden for et meget lille område, hvilket undgår dårlige blindhulsforbindelser forårsaget af forskydning af mellemlag. Tykkelsens ensartethed af mellemlagsisoleringslaget skal også kontrolleres strengt for at forhindre isolationsnedbrud forårsaget af overdreven lokal elektrisk feltstyrke. Til mellemlagsforbindelser af kritiske signaler kan en kombination af trinvise huller eller blinde nedgravede huller bruges til at reducere impedanstransienter i signaltransmissionsvejen og sikre stabil signaltransmission.
Beskyttende foranstaltninger til håndtering af komplekse miljøer
Anti-korrosion og anti-ældningsbehandling
Nogle instrumenter og målere skal fungere i miljøer, der er fugtige, støvede eller indeholder ætsende gasser, så PCB-beskyttelsesbehandling er afgørende. Ud over konventionelle overfladebelægningsprocesser kan der anvendes specielle anti-korrosionsbelægninger såsom polyimidbelægninger, som ikke kun kan isolere vanddamp og ætsende stoffer, men også kan modstå et vist område af temperaturændringer, hvilket sikrer den langsigtede-stabile drift af printplader i barske miljøer. For langvarig-brug af præcisionsinstrumenter skal ældningsmodstanden af pcb-substrater være strengt screenet for at undgå ydeevneforringelse forårsaget af materialeældning og forlænge instrumentets levetid.
Optimering og bearbejdning af varmeafledningsstruktur
Under lang-drift kan nogle komponenter i instrumenter og målere generere varme. Hvis der akkumuleres for meget varme, kan det påvirke ydelsen af printkort og omgivende komponenter. Under behandlingen kan dedikerede varmeafledningskanaler designes, såsom at placere store områder af kobberfolie under høj-effektkomponenter eller bruge indlejrede varmeafledningsblokke for at forbedre varmeledning og diffusion. For høj-præcisionstemperaturmåleinstrumenter er PCB-varmeafledningsdesign også nødvendigt for at reducere virkningen af selvopvarmning på temperatursensoren og sikre målenøjagtighed.
Strenge præstationskalibrering og validering
Nøjagtig kalibrering af elektriske parametre
Efter præcisions-PCB-behandlingen af instrumenter og målere er afsluttet, kræves omfattende elektrisk parameterkalibrering. Ved at bruge specialiseret præcisionstestudstyr måles og justeres forstærkningen, båndbredden, lineariteten og andre parametre for hvert kredsløbsmodul nøjagtigt for at sikre, at de opfylder instrumentets designspecifikationer. For kredsløb, der involverer svag signalforstærkning, er det nødvendigt at fokusere på at teste deres støjkoefficient. Ved at optimere jording og afskærmning kan støjen styres på et ekstremt lavt niveau for at sikre instrumentets evne til at registrere små signaler.
Langsigtet stabilitetstest
I modsætning til almindelige printkort kræver præcisionsprintkort til instrumentering langsigtede stabilitetstests for at verificere deres pålidelighed. Under simulerede arbejdsmiljøforhold udsættes pcb for kontinuerlige kørende tests i hundreder eller endda tusinder af timer for at overvåge tendensen til ændringer i dets elektriske ydeevneparametre. Hvis parameterdriften overskrider det tilladte område, er det nødvendigt at analysere årsagerne og optimere behandlingsteknologien for at sikre, at printet bevarer en stabil ydeevne gennem hele instrumentets levetid.