Hassas ölçüm, kontrol ve analizin temel ekipmanı olan cihazların ve ölçüm cihazlarının performansı, dahili baskılı devre kartlarının işleme doğruluğu ile yakından ilgilidir. Aletler ve sayaçlar için hassas baskılı devre kartlarının işlenmesi, yüksek stabilite, düşük gürültü ve uzun ömür gibi özel gereksinimler gerektirir. Aşağıda işleme noktaları birden çok boyutta analiz edilmektedir.
Hassas ölçüme uygun malzeme özellikleri
Aletlerin ve ölçüm cihazlarının genellikle zayıf elektrik sinyallerini işlemesi gerekir, bu nedenle PCB malzemelerinin yalıtım performansı ve-parazit önleme yeteneği çok önemlidir. Sinyal sızıntısını veya ölçüm doğruluğunu etkileyen harici parazitleri önlemek için yüksek yalıtım direncine sahip alt tabakalar seçilmelidir. Aynı zamanda, özellikle büyük sıcaklık değişimlerinin olduğu ortamlarda malzemenin dielektrik sabitinin stabilitesinin sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekmektedir. Dielektrik sabitindeki küçük dalgalanmalar bile sinyal iletiminde gecikmelere neden olabilir ve cihazın ölçüm doğruluğunu etkileyebilir. Ek olarak, bazı yüksek-hassasiyetli cihazların, baskılı devre kartlarının termal genleşme katsayısı için özel gereksinimleri vardır; bu gereksinimler, sıcaklık değişimlerinin neden olduğu pcb deformasyonunu azaltmak ve bileşenlerin zayıf temasını veya yapısal deformasyon nedeniyle devrelerin zarar görmesini önlemek için eşleşen alt tabakaların seçimini gerektirir.
Karmaşık işlevleri karşılayan yapısal düzen
Birden fazla sinyal türünün bölüm düzeni
Enstrümantasyon baskılı devre kartları genellikle zayıf analog sinyaller, yüksek-hızlı dijital sinyaller, yüksek-güçlü sürücü sinyalleri vb. gibi birden fazla sinyal türünü entegre eder. Farklı sinyal türlerinin devre alanlarını net bir şekilde ayırmak için işleme sırasında katı bölüm düzeni tasarımı gerekir. Örneğin, dijital sinyalin yüksek-frekans gürültüsünün analog sinyalin ölçüm doğruluğuna müdahale etmesini önlemek için analog sinyal alanı ile dijital sinyal alanı arasında bir topraklama izolasyon bandı ayarlanır. Isı ve elektromanyetik radyasyonun hassas devreler üzerindeki etkisini önlemek için yüksek güçlü devre alanları hassas ölçüm devrelerinden uzak tutulmalıdır.
Yüksek yoğunluklu ve gelişmiş kablolama
Cihaz fonksiyonlarının sürekli zenginleştirilmesiyle pcb'nin entegrasyon derecesi artıyor ve kablolama yoğunluğu büyük ölçüde iyileşiyor. İşleme sırasında, çok pinli bileşenlerin kurulum gereksinimlerini karşılamak için hat genişliği ve aralığının küçük bir aralıkta kontrol edilebildiği ince kablolamanın elde edilmesi gerekir. Aynı zamanda, zayıf sinyal taşıyan hatlar için, simetrik hat tasarımı yoluyla dış paraziti dengelemek ve sinyal bütünlüğünü sağlamak için diferansiyel dağıtım hatları kullanılmalıdır. Sinyal iletimi sırasındaki kayıpları ve gecikmeleri azaltmak için kablolama yolu mümkün olduğunca kısaltılmalıdır, özellikle yüksek-frekanslı saat sinyalleri ve senkronizasyon sinyalleri için, kablolama uzunluğunun ve empedans tutarlılığının sıkı kontrolü gereklidir.
Uzun-vadeli istikrarlı işleme doğruluğu kontrolü sağlayın
Mikro delik ve ince devre işleme
Enstrümantasyon için hassas baskılı devre kartları genellikle 01005'te paketlenmiş dirençler ve kapasitörler gibi çok sayıda minyatürleştirilmiş bileşenin kurulumunu gerektirir; bu da pcb mikro delik işlemenin hassasiyeti konusunda son derece yüksek talepler doğurur. Delik çapı küçük bir tolerans aralığında kontrol edilmeli ve bileşen pimleri ile delik duvarı arasında güvenilir bağlantı sağlamak için delik duvarının pürüzlülüğü düşük olmalıdır. Devre işleme, ± 5 μm dahilinde hat genişliği doğruluğunun sağlanmasını, kenarların çapaksız düzgünleştirilmesini ve devre kusurlarından kaynaklanan sinyal bozulması veya kısa devre risklerinin önlenmesini gerektirir. Ayrıca, yüksek akım taşıma kapasitesi gerektiren devreler için, aşırı bakır folyo kalınlığından kaynaklanan ısı dağılımı sorunlarından kaçınırken, akım taşıma kapasitesinin tasarım gereksinimlerini karşıladığından emin olmak için bakır folyonun kalınlığını doğru bir şekilde kontrol etmek gerekir.
Katmanlar arası ara bağlantının güvenilirlik garantisi
Çok-katmanlı hassas devre kartının katmanlar arası ara bağlantı kalitesi, cihazın stabilitesini doğrudan etkiler. Her katman arasındaki hizalama hatasının çok küçük bir aralıkta kontrol edilmesini sağlamak ve katmanlar arası yanlış hizalamanın neden olduğu zayıf kör delik bağlantılarını önlemek için işleme sırasında yüksek hassasiyetli laminasyon teknolojisi gereklidir. Aşırı yerel elektrik alanı kuvvetinin neden olduğu yalıtım bozulmasını önlemek için ara katman yalıtım katmanının kalınlık tekdüzeliğinin de sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir. Kritik sinyallerin ara katman bağlantıları için, sinyal iletim yolundaki empedans geçişlerini azaltmak ve kararlı sinyal iletimini sağlamak için kademeli deliklerin veya kör gömülü deliklerin bir kombinasyonu kullanılabilir.
Karmaşık ortamlarla başa çıkmak için koruyucu önlemler
Korozyon önleyici ve{0}yaşlanma önleyici işlem
Bazı aletlerin ve ölçüm cihazlarının nemli, tozlu veya aşındırıcı gazlar içeren ortamlarda çalışması gerekir, bu nedenle pcb koruma işlemi şarttır. Geleneksel yüzey kaplama işlemlerine ek olarak, yalnızca su buharını ve aşındırıcı maddeleri izole etmekle kalmayıp, aynı zamanda belirli bir sıcaklık değişim aralığına dayanabilen ve baskılı devre kartlarının zorlu ortamlarda-uzun süreli kararlı çalışmasını sağlayan polimid kaplamalar gibi özel korozyon önleyici kaplamalar da kullanılabilir. Hassas aletlerin uzun süreli-kullanımı için, malzemenin eskimesinin neden olduğu performans bozulmasını önlemek ve cihazın hizmet ömrünü uzatmak için pcb alt tabakalarının eskime direncinin sıkı bir şekilde taranması gerekir.
Isı dağıtım yapısının optimizasyonu ve işlenmesi
Uzun-süreli çalışma sırasında, aletlerin ve ölçüm cihazlarının bazı bileşenleri ısı üretebilir. Çok fazla ısı birikirse pcb'nin ve çevresindeki bileşenlerin performansını etkileyebilir. İşleme sırasında, ısı iletimini ve difüzyonunu artırmak için, yüksek güçlü bileşenlerin altına geniş bakır folyo alanları yerleştirmek veya gömülü ısı dağıtma blokları kullanmak gibi özel ısı dağıtma kanalları tasarlanabilir. Yüksek-hassas sıcaklık ölçüm cihazları için, kendiliğinden ısınmanın sıcaklık sensörü üzerindeki etkisini azaltmak ve ölçüm doğruluğunu sağlamak amacıyla pcb ısı dağılımı tasarımı da gereklidir.
Titiz performans kalibrasyonu ve doğrulama
Elektrik parametrelerinin doğru kalibrasyonu
Aletlerin ve sayaçların hassas pcb işlemleri tamamlandıktan sonra kapsamlı elektriksel parametre kalibrasyonu gerekir. Özel hassas test ekipmanı kullanılarak, her devre modülünün kazancı, bant genişliği, doğrusallığı ve diğer parametreleri, cihazın tasarım özelliklerini karşıladıklarından emin olmak için doğru bir şekilde ölçülür ve ayarlanır. Zayıf sinyal amplifikasyonu içeren devreler için gürültü katsayılarının test edilmesine odaklanmak gerekir. Topraklama ve korumayı optimize ederek, cihazın küçük sinyalleri algılama yeteneğini garanti altına almak için gürültü son derece düşük bir seviyede kontrol edilebilir.
Uzun vadeli stabilite testi
Sıradan baskılı devre kartlarının aksine, enstrümantasyona yönelik hassas baskılı devre kartları, güvenilirliklerinin doğrulanması için uzun-dönemli kararlılık testlerine ihtiyaç duyar. Simüle edilmiş çalışma ortamı koşulları altında PCB, elektriksel performans parametrelerindeki değişim eğilimini izlemek için yüzlerce hatta binlerce saat boyunca sürekli çalışma testlerine tabi tutulur. Parametre sapması izin verilen aralığı aşarsa, PCB'nin cihazın tüm hizmet ömrü boyunca istikrarlı performansı sürdürmesini sağlamak için nedenlerini analiz etmek ve işleme teknolojisini optimize etmek gerekir.