Как повысить срок службы измерительного приспособления для RF элементов?

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

На соседней теме идёт дискуссия о том, как повлиять на швейцарскую фирму, чтобы поставила сортировочно-упаковочную машину в срок.
Между тем, и с первой швейцарской машиной не всё оказалось в порядке (не по вине шевйцарцев, конечно)
Сердце машины - это измерительное приспособление, которое измеряет соответствуют ли характеристики RF елементов (микро-фильтров и, микро-каплеров (этакий миниатюрный трансформатор) заданным.
RF елементы работают в диапазоне частот до до 5 гигагерц (сейчас до 10 и выше)
Измерительное приспособление проверяет 20-30 тыс. елементов в час.
Для этого элемент с помощью роторного вакуумного захвата берётся с питателя на загрузочной позиции и затем опускается на контакты измерительного приспособления.
В зависимости от результатов измерения элемент либо отбраковывается, либо упаковывается.
Такое приспособления стоят до 10 000 $.
Они не ремонто-пригодны и портятся после ... 20-30 тыс замеров.
Это и неудивительно, ведь сердце приспособления - печатная плата из эпоксигласа.
Это такая квадратная пластинка с прорезанными насквозь пазами вокруг четырёх контактных поверхностей, на которые опускаются контактные поверхности элементов с частотой около десяти ударов в секунду.
Пазы прорезаны, чтобы обеспечить контактам печатной платы необходимую гибкость.
Импеда́нс (комплексное сопротивление, полное сопротивление) каждой измерительной линии 50 Ом.
Для обеспечения этого нижняя часть платы покрыта слоем металла (никель, золото), а толщина линий, ведущих к контактным поверхностям, на которые опускаются контакты измеряемого элемента имеет определюнную сачётную ширину (чтобы получить 50 Ом)
Один из параметров такого расчёта - толщина эпоксигласа между линией ведущей к контакту и металлом заземления, покрывающим плату снизу.
Приспособление измеряет прямой и обратный сигнал в децибелах на различных частотах.
Проблема заключается в том, что в металле на верхней и нижней поверхностях печатной платы от постоянных изгибов после где-то 20 000 измерений появляются микротрещины, которые так сильно искажают измерения, что надо заменять приспособление.
Хотелось бы:
-Довести количество измерений хотябы до миллиона
-Сделать приспособление ремонто-пригодным в пределах нескольких сот $
Как быть?

P.S. Не нужно особо заморачиваться техническими подробностями, которые я привёл для того. чтобы показать, что типа "не не ботфортом консоме хлебаем".
В упрощённом виде задача состоит в том, что есть полоска диэлектрика покрытая с двух сторон металлом.
В процессе работы эта полоска гнётся и в металле появляются трещины.
Как этого избежать?

Форумы: 

Re: Как повысить срок службы измерительного приспособления ...

Изображение пользователя blandux.

Сложно объяснено, хотелось бы картинку :) Но вообще, поверх плексигласа просится какая-то более гибкая прослойка, которая уменьшала бы изгиб металла, например слой гибкого клея или что-то типа этого, главное чтобы не продавливалось, а если продавливалось, то восстанавливало форму.

Re: Как повысить срок службы измерительного приспособления ...

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Gig.JPG

Элемент лежит на контактах печатной платы - вид сбоку.
Видны два слоя металла нанесенные на диэлектрик с двух сторон.

P.S. Задача (в такой упрощённой постановке, конечно) - несложная.
Идею решения можно найти, как с помощью приёмов разрешения ТП, так и с помощью приёмов разрешения ФП

Re: Как повысить срок службы измерительного приспособления ...

1. Я бы попробовал использовать скин-эффект. На частотах 5-10 ГГц токи текут по слою единицы микрон. Поэтому вместо трехслоййной конструкции можно взять просто металлическую пластину. Основная масса металла будет выступать как изолятор :-).
Чтобы обеспечить отражение с обратной стороны ее можно легировать металлом с большей проводимостью. Тут, конечно, все нужно считать, для чего нужно много подробностей...
2. Можно использовать те же индукционные токи. Наносить слой легкоплавкого металла (хоть бы и оловяннщ-висмутовый припой). К расплаву контакт будет хороший. Долго, конечно, не продержится, зато ремонтировать - одно удовольствие. Нужно, конечно, опять-таки расчитать необходимую мощность - вполне может не хватить.
3. Бог с ней оправкой совсем. На таких частотах токи вполне можно наводить непосредственно на контакты проверяемой детали.

Re: Как повысить срок службы измерительного приспособления ...

Изображение пользователя Gregory Frenklach.

Отвечаю сразу всем в одном посте:

1. Приспособления былы внедрены и их модификации работают до сих пор (спустя десять лет, как я оставил компанию)
Один из специалистов по RF, которому показали приспособлене сказал: "Dirty design!" :)

2. По поводу скин эффекта - да именно трещины, которые образуются в поверхностном слое металлического покрытия печатной платы в результате постоянных изгибов (около 10 в секунду) выводят приспособление из строя.
Этот эффект сыграл со мной злую шутку, когда найдя очень простое решение, я решил его улучшить (конвенциональным для RF способом), но вместо этого характеристики стали хуже.
Все игры с материалами были отброшены, как требующие долгих исследований специалистов по RF и материаловедов.
Они честно пытались это направление реализовать (даже когда приспособление уже работало) - может и до сих пор пытаются

3. Идея жидкого контакта была отброшена из-за нестабильности геометрических характеристик, а пытаться их стабилизировать показалось сложным.
Не всегда нужно доводить рекоммендации приёма до конца - можно остановиться, скажем на первой или второй стадии.

Почему на поверхности металлического покрытия при изгибе полоски (относительно толстой) появляются усталостные трещины?
Это вопрос скорее инженерный.
Советую тем, кто знаком с методикой GEN3 опрделить одну из ведущих областей в борьбе с усталостными трещинами при изгибе.

Subscribe to Comments for "Как повысить срок службы измерительного приспособления для RF элементов? "