История успеха

ОСОБЫЙ ПРОДУКТ ДЛЯ ОСОБОЙ ПОТРЕБНОСТИ

Новая плата для детектора высокого напряжения

История вопроса

Плата высокого напряжения была разработан для института Nikhef в г. Амстердам. Она используется в детекторе внешнего трекера LHCb (Большой адронный коллайдер) для усиления сигнала от захваченной частицы.

HV-board

Измерения проводятся при высоком напряжении, в то время как надежность, время жизни и отношение сигнал/шум играют важную роль в обнаружении частиц.

Наши цели

  • Разработка стабильной платы детектора
  • Поставка прототипов плат высокого напряжения
  • Поставка 2 000 плат высокого напряжения

Вызовы

  • Высокое напряжение (пробой при 3 кВ)
  • Миниатюризация (для повышения разрешающей способности)
  • Надежность / старение
  • Требования по отношению сигнал/шум и току утечки
  • Объем (2 000 печатных плат с 64 000 конденсаторами)

Институт Nikhef отвечал за сборку и испытания.

Процесс конструирования

Для этого проекта нельзя было использовать обычный способ инкапсуляции печатных плат с компонентами снаружи из-за вероятности наличия пузырьков воздуха. Рано или поздно в этих точках произошел бы пробой из-за высокого напряжения (3 кВ).

Процесс изготовления был изменен для обеспечения оптимальной защиты конденсаторов. Они были установлены внутри печатной платы.

Встраивание компонентов таким образом предотвращает старение компонентов. Это очень важное требование для того, чтобы детекторная схема продолжала функционировать надлежащим образом в течение длительного времени.

Из-за жестких требований к конденсаторам было принято решение встраивать физические компоненты вместо травления материала конденсаторов.

Circuit BoardCircuit Board

Наша нидерландская дочерняя компания Q.P.I. разработала новый процесс встраивания физических компонентов внутрь печатной платы. Этот новый процесс заключается во вдавливании конденсаторов в материал основания печатной платы.

При таком вдавливании важно не повредить керамические конденсаторы.  В результате конденсаторы были хорошо защищены от влаги, механического напряжения и старения.

Результаты

Проект завершился большим успехом, а компания Q.P.I. Была удостоена награды LHCB Industry Award от CERN LHCb Collaboration.

Nikhef :
“Плата высокого напряжения позволила улучшить отношение сигнал/шум в масштабе, сравнимом с переходом от формата LP к Audio CD“