Sensor, sebagai komponen kunci untuk merasakan informasi eksternal, banyak digunakan di berbagai bidang seperti pengendalian industri, peralatan medis, elektronik otomotif, dan Internet of Things. Produksipapan sirkuit cetak-presisi tinggikarena sensor adalah penghubung inti untuk memastikan bahwa sensor dapat bekerja secara akurat dan stabil, dan proses pembuatannya mengintegrasikan konsep desain canggih dan proses produksi presisi.
Desain: Membangun fondasi-dengan presisi tinggi
Desain integritas sinyal
Sensor sering kali memproses sinyal yang sangat lemah dan kompleks, mulai dari suhu, tekanan hingga sinyal bioelektrik. Untuk menghindari pelemahan sinyal, distorsi, atau interferensi selama transmisi, tata letak sirkuit dipertimbangkan dengan sangat cermat dalam desain PCB presisi tinggi. Misalnya, ketika merancang PCB sensor untuk mendeteksi sinyal bioelektrik, rangkaian harus dibuat sependek dan selurus mungkin untuk mengurangi kapasitansi dan induktansi parasit pada jalur transmisi sinyal. Pada saat yang sama, mengadopsi metode pengkabelan khusus, seperti pengkabelan pasangan sinyal diferensial, menggunakan dua jalur sinyal yang digabungkan erat untuk mengirimkan sinyal dengan ukuran yang sama dan polaritas yang berlawanan, dapat secara efektif menekan interferensi mode umum, sangat meningkatkan kemampuan anti-interferensi sinyal, dan memastikan keakuratan deteksi.
Optimalisasi tata letak
Sensor seringkali memerlukan integrasi beberapa modul fungsional, seperti modul akuisisi sinyal, amplifikasi, pemrosesan, dan transmisi. Tata letak modul-modul ini yang masuk akal sangat penting dalam ruang PCB yang terbatas. Dekatkan komponen bagian perolehan sinyal ke probe sensor untuk memperpendek jarak transmisi sinyal dan mengurangi kehilangan sinyal. Untuk chip pemrosesan dengan pembangkitan panas tinggi, ruang pembuangan panas yang cukup harus disediakan, dan jalur pembuangan panas harus dirancang secara wajar, seperti meningkatkan pembuangan panas melalui lubang, meletakkan foil tembaga pembuangan panas di area yang luas, dll., untuk memastikan bahwa chip bekerja di lingkungan bersuhu stabil dan menghindari pengaruh keakuratan dan stabilitas sensor karena suhu tinggi.
Desain manajemen daya
Catu daya yang stabil adalah jaminan pengoperasian normal sensor. Dalam-desain PCB presisi tinggi, sirkuit stabilisasi daya independen digunakan untuk memenuhi kebutuhan daya berbagai modul. Misalnya, untuk modul amplifikasi sinyal yang peka terhadap derau daya, digunakan catu daya regulator linier dengan kebisingan rendah, dan beberapa kapasitor pemisah dengan nilai kapasitansi berbeda ditambahkan pada masukan daya dan pin daya chip untuk membentuk rangkaian pemfilteran tipe π -, yang secara efektif menyaring derau dan riak frekuensi tinggi pada catu daya, memberikan daya murni dan stabil untuk sensor, dan memastikan pemrosesan sinyal presisi tinggi.
Proses pembuatan: mengukir sirkuit halus
Teknologi fotolitografi presisi tinggi
Fotolitografi adalah proses utama untuk mentransfer pola sirkuit yang dirancang ke-laminasi berlapis tembaga. Dalam produksi papan sirkuit cetak berpresisi tinggi-untuk sensor, terdapat permintaan yang tinggi akan akurasi fotolitografi. Dengan menggunakan peralatan litografi canggih, resolusinya dapat mencapai tingkat mikrometer atau bahkan sub mikrometer, memungkinkan replikasi garis-garis sangat halus dan vias kecil secara tepat. Misalnya, lebar garis dan jarak beberapa papan sirkuit tercetak sensor kelas atas dapat dikontrol di bawah 50 μm, dan diameter via kurang dari 100 μm. Dengan mengontrol waktu pemaparan, intensitas pemaparan, dan parameter pengembangan secara tepat selama proses fotolitografi, kejelasan dan keakuratan pola sirkuit terjamin, sehingga meletakkan dasar yang kuat untuk proses etsa dan pelapisan listrik selanjutnya.
Proses etsa halus
Proses etsa digunakan untuk menghilangkan lapisan tembaga yang tidak diinginkan setelah fotolitografi, sekaligus menjaga garis sirkuit yang presisi. Dalam etsa-presisi tinggi, larutan etsa dengan-kemurnian tinggi digunakan, dan suhu, konsentrasi, serta waktu etsa dari larutan etsa dikontrol dengan ketat. Mengadopsi teknologi etsa semprot yang canggih, larutan etsa disemprotkan secara merata pada permukaan untuk memastikan keseragaman etsa. Dengan mengoptimalkan parameter pengetsaan, pengetsaan yang tepat pada garis-garis yang sangat halus dapat dicapai, menghindari situasi pengetsaan berlebih atau pengetsaan garis yang tidak mencukupi, memastikan tepi garis yang rapi dan halus, dan memenuhi persyaratan sensor yang ketat untuk akurasi sirkuit.
Teknologi pemrosesan lubang mikro
Untuk mencapai sambungan listrik antar lapisan PCB multi-lapisan, diperlukan pemrosesan lubang mikro. Pada sensor PCB presisi tinggi, bukaan mikropori biasanya kecil, umumnya di bawah 0,2 mm. Dengan menggunakan teknologi pengeboran laser,-sinar laser dengan kepadatan energi tinggi digunakan untuk melelehkan atau menguapkan foil tembaga dan substrat secara instan, sehingga membentuk pori-pori mikro-presisi tinggi. Pengeboran laser dapat mencapai distribusi mikropori secara acak dengan kerusakan minimal pada dinding pori. Setelah pengeboran, lapisan tembaga yang seragam diendapkan di dinding lubang melalui proses pelapisan tembaga kimia dan pelapisan listrik untuk memastikan konduktivitas mikropori yang baik dan sambungan listrik yang andal antar lapisan.
Teknologi perawatan permukaan yang canggih
Perlakuan permukaan sensor PCB presisi tinggi-secara langsung memengaruhi kemampuan solder dan keandalan-jangka panjangnya. Proses perawatan permukaan yang umum mencakup pelapisan emas nikel tanpa listrik (ENIG), masker solder organik (OSP), dan pelapisan perak tanpa listrik. Proses pelapisan emas nikel tanpa listrik membentuk lapisan paduan emas nikel yang seragam pada permukaan PCB. Lapisan nikel dapat secara efektif memblokir difusi tembaga, sedangkan lapisan emas memiliki konduktivitas dan kemampuan menyolder yang baik, sehingga menjamin keandalan sambungan solder dalam jangka panjang. Ini banyak digunakan dalam produksi PCB sensor. Proses masker solder organik membentuk lapisan film pelindung organik pada permukaan tembaga, yang memiliki keunggulan biaya rendah dan proses sederhana. Ini dapat melindungi lapisan tembaga dari oksidasi sampai batas tertentu dan meningkatkan kemampuan las.
Kontrol kualitas: secara ketat mematuhi standar kualitas
Pengujian kinerja listrik
Dengan menggunakan-peralatan pengujian kelistrikan berpresisi tinggi, lakukan pengujian kinerja kelistrikan menyeluruh pada papan sirkuit cetak. Dengan menggunakan mesin uji jarum terbang, konduktivitas, hubung singkat, dan rangkaian terbuka diperiksa untuk memastikan sambungan rangkaian benar dan bebas kesalahan. Untuk saluran sinyal berfrekuensi tinggi, gunakan penganalisis impedansi profesional untuk mengukur impedansi karakteristik saluran, memastikan bahwa deviasinya dari nilai desain berada dalam rentang yang sangat kecil, sehingga memenuhi persyaratan presisi tinggi sensor untuk transmisi sinyal. Pada saat yang sama, pengujian integritas daya dilakukan untuk mendeteksi fluktuasi tegangan, kebisingan daya, dan parameter lain di lapisan daya, untuk memastikan pasokan daya yang stabil dan andal.
Pemeriksaan penampilan dan ukuran
Gunakan mikroskop optik dan elektron untuk melakukan pemeriksaan mendetail terhadap tampilan PCB, memeriksa cacat pada sirkuit, goresan pada kertas tembaga, dan kelainan pada dinding lubang. Melalui-teknologi pengenalan gambar presisi tinggi, cacat pada tingkat mikrometer dapat dideteksi. Alat ukur anime dan tersier digunakan untuk mengukur ukuran PCB secara akurat, termasuk dimensi utama seperti panjang papan, lebar papan, lebar garis, jarak garis, dan diameter lubang, untuk memastikan bahwa ukuran PCB memenuhi persyaratan gambar desain dan persyaratan presisi tinggi-dari proses perakitan sensor selanjutnya.
uji reliabilitas
Simulasikan berbagai kondisi lingkungan sensor dalam penggunaan aktual dan lakukan pengujian keandalan pada papan sirkuit tercetak. Termasuk pengujian penuaan-suhu tinggi, menempatkan PCB di lingkungan-suhu tinggi (seperti 85 derajat -125 derajat ) selama jangka waktu tertentu untuk menguji stabilitas kinerja listriknya dalam kondisi-suhu tinggi; Pengujian suhu rendah, mengevaluasi kinerja papan sirkuit cetak di lingkungan bersuhu rendah (seperti -40 derajat -20 derajat ); Pengujian panas lembab, menempatkan PCB di lingkungan bersuhu tinggi dan kelembaban tinggi untuk menguji kinerja ketahanan terhadap kelembaban dan jamur; Pengujian getaran, yang mensimulasikan getaran dengan frekuensi dan amplitudo berbeda untuk memverifikasi keandalan papan sirkuit tercetak di lingkungan getaran. Uji keandalan ini dapat mendeteksi potensi bahaya kualitas pada papan sirkuit cetak terlebih dahulu, sehingga memastikan pengoperasian sensor yang stabil dalam jangka panjang di lingkungan yang kompleks.