ในฐานะอุปกรณ์หลักสำหรับการวัด การควบคุม และการวิเคราะห์ที่แม่นยำ ประสิทธิภาพของเครื่องมือและมาตรวัดมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความแม่นยำในการตัดเฉือนของแผงวงจรพิมพ์ภายใน การประมวลผลแผงวงจรพิมพ์ที่มีความแม่นยำสำหรับเครื่องมือและมิเตอร์จำเป็นต้องมีข้อกำหนดพิเศษ เช่น ความเสถียรสูง สัญญาณรบกวนต่ำ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ข้อมูลต่อไปนี้จะวิเคราะห์จุดการประมวลผลจากหลายมิติ
คุณสมบัติของวัสดุที่เหมาะสำหรับการวัดที่แม่นยำ
เครื่องมือและมาตรวัดมักจำเป็นต้องจัดการกับสัญญาณไฟฟ้าอ่อน ดังนั้นประสิทธิภาพของฉนวนและความสามารถในการป้องกัน-การรบกวนของวัสดุ PCB จึงมีความสำคัญ ควรเลือกพื้นผิวที่มีความต้านทานฉนวนสูงเพื่อหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของสัญญาณหรือการรบกวนจากภายนอกที่ส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด ในเวลาเดียวกัน เสถียรภาพของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของวัสดุจำเป็นต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมาก ความผันผวนของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกแม้เพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดความล่าช้าในการส่งสัญญาณ และส่งผลต่อความแม่นยำในการวัดของอุปกรณ์ นอกจากนี้ เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง-บางชนิดมีข้อกำหนดพิเศษสำหรับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของแผงวงจรพิมพ์ ซึ่งจำเป็นต้องเลือกวัสดุพิมพ์ที่ตรงกันเพื่อลดการเสียรูปของ PCB ที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ และหลีกเลี่ยงการสัมผัสส่วนประกอบที่ไม่ดี หรือความเสียหายต่อวงจรเนื่องจากการเสียรูปของโครงสร้าง
เค้าโครงโครงสร้างที่ตอบสนองฟังก์ชันที่ซับซ้อน
เค้าโครงพาร์ติชั่นของสัญญาณหลายประเภท
แผงวงจรพิมพ์สำหรับเครื่องมือวัดมักจะรวมสัญญาณหลายประเภท เช่น สัญญาณอะนาล็อกที่อ่อน สัญญาณดิจิทัลความเร็วสูง- สัญญาณขับเคลื่อนกำลังสูง- เป็นต้น จำเป็นต้องมีการออกแบบเค้าโครงพาร์ติชันที่เข้มงวดในระหว่างการประมวลผลเพื่อแยกพื้นที่วงจรของสัญญาณประเภทต่างๆ อย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น มีการตั้งค่าแถบแยกการต่อสายดินระหว่างพื้นที่สัญญาณอะนาล็อกและพื้นที่สัญญาณดิจิทัล เพื่อป้องกัน-สัญญาณรบกวนความถี่สูงของสัญญาณดิจิทัลจากการรบกวนความแม่นยำในการวัดของสัญญาณอะนาล็อก พื้นที่วงจรกำลังสูงควรอยู่ห่างจากวงจรการวัดที่แม่นยำ เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบของความร้อนและรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าต่อวงจรที่มีความละเอียดอ่อน
สายไฟที่มีความหนาแน่นสูงและมีการกลั่นกรอง
ด้วยการเพิ่มฟังก์ชันเครื่องมืออย่างต่อเนื่อง ระดับการรวมของ pcb ก็เพิ่มขึ้น และความหนาแน่นของสายไฟก็ดีขึ้นอย่างมาก ในระหว่างการประมวลผล จำเป็นต้องเดินสายไฟอย่างละเอียด โดยสามารถควบคุมความกว้างของเส้นและระยะห่างได้ภายในช่วงขนาดเล็ก เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการติดตั้งของส่วนประกอบแบบหลายพิน ในเวลาเดียวกัน สำหรับสายที่มีสัญญาณอ่อน ควรใช้สายกระจายแบบดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อชดเชยการรบกวนจากภายนอกผ่านการออกแบบเส้นแบบสมมาตร เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของสัญญาณ เส้นทางสายไฟควรสั้นลงให้มากที่สุดเพื่อลดการสูญเสียและความล่าช้าระหว่างการส่งสัญญาณ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ-สัญญาณนาฬิกาความถี่สูงและสัญญาณการซิงโครไนซ์ จำเป็นต้องมีการควบคุมความยาวสายไฟและความสม่ำเสมอของอิมพีแดนซ์อย่างเข้มงวด
รับประกันการควบคุมความแม่นยำในการตัดเฉือนที่มั่นคงในระยะยาว-
รูไมโครและการประมวลผลวงจรที่ดี
แผงวงจรพิมพ์ที่มีความแม่นยำสำหรับเครื่องมือวัดมักต้องมีการติดตั้งส่วนประกอบขนาดจิ๋วจำนวนมาก เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่บรรจุใน 01005 ซึ่งมีความต้องการความแม่นยำสูงในการประมวลผลรูไมโคร PCB เส้นผ่านศูนย์กลางการเจาะควรได้รับการควบคุมภายในช่วงพิกัดความเผื่อต่ำ และความหยาบของผนังรูควรต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อระหว่างหมุดส่วนประกอบกับผนังรูเชื่อถือได้ การประมวลผลวงจรต้องรับประกันความถูกต้องของความกว้างของเส้นภายใน ± 5 μm ขอบเรียบโดยไม่มีเสี้ยน และหลีกเลี่ยงการบิดเบือนสัญญาณหรือความเสี่ยงจากการลัดวงจรที่เกิดจากข้อบกพร่องของวงจร นอกจากนี้ สำหรับวงจรที่ต้องการความสามารถในการรองรับกระแสไฟฟ้าสูง จำเป็นต้องควบคุมความหนาของฟอยล์ทองแดงอย่างแม่นยำ เพื่อให้แน่ใจว่าความสามารถในการรองรับกระแสไฟเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบ ขณะเดียวกันก็หลีกเลี่ยงปัญหาการกระจายความร้อนที่เกิดจากความหนาของฟอยล์ทองแดงที่มากเกินไป
รับประกันความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อระหว่างชั้น
คุณภาพการเชื่อมต่อระหว่างชั้นของ PCB ที่มีความแม่นยำหลายชั้น-ส่งผลโดยตรงต่อความเสถียรของเครื่องมือ ต้องใช้เทคโนโลยีการเคลือบที่มีความแม่นยำสูงในระหว่างการประมวลผลเพื่อให้แน่ใจว่าข้อผิดพลาดในการจัดตำแหน่งระหว่างแต่ละชั้นจะถูกควบคุมภายในช่วงที่เล็กมาก หลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อรูบอดที่ไม่ดีซึ่งเกิดจากการวางแนวระหว่างชั้นที่ไม่ถูกต้อง ความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นฉนวนระหว่างชั้นยังต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อป้องกันการสลายตัวของฉนวนที่เกิดจากความแรงของสนามไฟฟ้าในท้องถิ่นที่มากเกินไป สำหรับการเชื่อมต่อระหว่างชั้นของสัญญาณวิกฤต สามารถใช้รูแบบขั้นบันไดหรือรูแบบฝังร่วมกันเพื่อลดอิมพีแดนซ์ชั่วคราวในเส้นทางการส่งสัญญาณ และรับประกันการส่งสัญญาณที่เสถียร
มาตรการป้องกันในการจัดการกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
การป้องกันการกัดกร่อนและการต่อต้าน-การแก่ก่อนวัย
เครื่องมือและมิเตอร์บางชนิดจำเป็นต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น มีฝุ่น หรือมีก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ดังนั้นการป้องกัน PCB จึงเป็นสิ่งสำคัญ นอกเหนือจากกระบวนการเคลือบพื้นผิวแบบเดิมๆ แล้ว ยังสามารถใช้การเคลือบป้องกันการกัดกร่อน-พิเศษ เช่น การเคลือบโพลีอิไมด์ ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถแยกไอน้ำและสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้เท่านั้น แต่ยังทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในช่วงหนึ่งได้ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงาน-ที่มั่นคงในระยะยาวของแผงวงจรพิมพ์ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง สำหรับการใช้งานเครื่องมือที่มีความแม่นยำ-ในระยะยาว ความต้านทานการเสื่อมสภาพของซับสเตรต PCB จะต้องได้รับการคัดกรองอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมประสิทธิภาพที่เกิดจากการเสื่อมสภาพของวัสดุ และยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือ
การเพิ่มประสิทธิภาพและการประมวลผลโครงสร้างการกระจายความร้อน
ในระหว่างการทำงานระยะยาว- ส่วนประกอบบางส่วนของเครื่องมือและมาตรวัดอาจก่อให้เกิดความร้อน หากความร้อนสะสมมากเกินไป อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของ pcb และส่วนประกอบโดยรอบ ในระหว่างการประมวลผล สามารถออกแบบช่องกระจายความร้อนโดยเฉพาะได้ เช่น การวางพื้นที่ขนาดใหญ่ของฟอยล์ทองแดงไว้ใต้ส่วนประกอบที่มีกำลังสูง- หรือใช้บล็อกการกระจายความร้อนแบบฝัง เพื่อเพิ่มการนำความร้อนและการแพร่กระจาย สำหรับเครื่องมือวัดอุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูง- การออกแบบการกระจายความร้อนของ PCB ก็จำเป็นเช่นกัน เพื่อลดผลกระทบของการให้ความร้อนด้วยตนเองต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ และรับประกันความแม่นยำในการวัด
การสอบเทียบและการตรวจสอบประสิทธิภาพที่เข้มงวด
การสอบเทียบพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่แม่นยำ
หลังจากที่การประมวลผล PCB ที่มีความแม่นยำของเครื่องมือและมิเตอร์เสร็จสิ้นแล้ว จำเป็นต้องมีการสอบเทียบพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่ครอบคลุม ด้วยการใช้อุปกรณ์ทดสอบความแม่นยำเฉพาะทาง อัตราขยาย แบนด์วิธ ความเป็นเส้นตรง และพารามิเตอร์อื่นๆ ของแต่ละโมดูลวงจรจะถูกวัดและปรับอย่างแม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดการออกแบบของเครื่องมือ สำหรับวงจรที่เกี่ยวข้องกับการขยายสัญญาณอ่อน จำเป็นต้องเน้นที่การทดสอบค่าสัมประสิทธิ์สัญญาณรบกวน ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการต่อสายดินและการป้องกัน เสียงรบกวนสามารถควบคุมได้ในระดับที่ต่ำมาก เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องมือสามารถตรวจจับสัญญาณขนาดเล็กได้
การทดสอบความเสถียรในระยะยาว
แผงวงจรพิมพ์ที่มีความแม่นยำสำหรับเครื่องมือวัดต่างจากแผงวงจรพิมพ์ทั่วไป ต้องใช้การทดสอบความเสถียรในระยะยาว-เพื่อตรวจสอบความน่าเชื่อถือ ภายใต้สภาพแวดล้อมการทำงานจำลอง PCB จะต้องได้รับการทดสอบอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายร้อยหรือหลายพันชั่วโมงเพื่อติดตามแนวโน้มการเปลี่ยนแปลงในพารามิเตอร์ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า หากค่าเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์เกินช่วงที่อนุญาต จำเป็นต้องวิเคราะห์เหตุผลและเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีการประมวลผลเพื่อให้แน่ใจว่า PCB จะรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงตลอดอายุการใช้งานทั้งหมดของเครื่องมือ