จากเอกสารและกระบวนการพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ (PCB – printed circuit boards) ในปัจจุบัน ประวัติการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิต PCB สามารถแบ่งออกได้เป็นสามระยะ:
เฟสที่ 1: ตั้งแต่ต้นปี 20thศตวรรษถึงปี 1950ช่วงเวลานี้สามารถถือได้ว่าเป็นระยะเริ่มต้นของการผลิตแผงวงจรพิมพ์นั่นคือ ระยะเริ่มต้นก่อนการทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นอุตสาหกรรม เมื่ออุตสาหกรรมแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ยังไม่ได้ก่อตัวขึ้น
ระยะที่ 2: ตั้งแต่ปี 1950 ถึง 1990เป็นระยะการเติบโต กล่าวคือ ระยะเริ่มต้นของการทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นอุตสาหกรรม เมื่อแผงวงจรพิมพ์ได้กลายเป็นอุตสาหกรรมแล้ว
ระยะที่ 3: ตั้งแต่ปี 1990 จนถึงปัจจุบันช่วงเวลานี้สามารถถือได้ว่าเป็นระยะพัฒนา กล่าวคือ ระยะกลางของการทำให้ PCB เป็นอุตสาหกรรม
ขั้นเริ่มต้นของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
ขั้นเริ่มต้นของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ได้เห็นเทคโนโลยีต่อไปนี้:
a.ในปี 1925 ชาร์ลส์ ดูคาส ชาวอเมริกัน ระบุว่า สามารถสร้างร่องบนวัสดุแล้วเติมด้วยสารละลายตัวนำไฟฟ้า จากนั้นทำการชุบด้วยไฟฟ้าเพื่อให้เกิดตัวนำไฟฟ้าขึ้น
ข.ในปี 1936 พอล ไอ ไซเล ชาวออสเตรียได้ทดสอบเทคโนโลยีแผ่นฟอยล์เมมเบรนภายในวิทยุ ในปี 1943 เขาได้ยื่นขอสิทธิบัตรเกี่ยวกับการได้มาซึ่งลวดโดยการกัดกร่อนโลหะส่วนที่ไม่จำเป็นออก
ค.ในปี 1936 มิยามото คิโนสุเกะ จากประเทศญี่ปุ่น ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรวิธีการเดินสายเป่ากฎหมายเมตาบอลิก re co nn
d.ในปี 1938 ใยแก้วเริ่มถูกผลิตขึ้น
e.ในปี 1941 สหรัฐอเมริกาเริ่มนำเทคโนโลยี PCB มาใช้ในงานด้านการทหาร
ฉ.ในปี ค.ศ. 1947 เรซินอีพ็อกซี่ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ในฐานะวัสดุฐาน;
g.ในปี 1947 กองสัญญาณของสหรัฐอเมริกาประสบความสำเร็จในการแก้ปัญหาการยึดเกาะระหว่างแผ่นฟอยล์ทองแดงพื้นที่ขนาดใหญ่กับวัสดุฉนวน
h.ในปี ค.ศ. 1947 NBS (National Bureau of Standards) ในสหรัฐอเมริกาได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับขดลวด ตัวเก็บประจุ และตัวต้านทาน
i.ในปี 1950 บริษัทญี่ปุ่นได้ทดลองเคลือบเงินบนแผ่นกระจกเป็นตัวนำไฟฟ้า และใช้แผ่นฟอยล์ทองแดงเป็นตัวนำไฟฟ้าบนแผ่นรองพื้นกระดาษเรซินฟีนอลิก
j.ตั้งแต่ปี ค.ศ. 1950 เทคโนโลยีการผลิตแผงวงจรพิมพ์เริ่มได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลาย โดยมีการกัดลายเป็นกระบวนการหลัก
เมื่อกล่าวถึงตัวแทนสำคัญสามท่านในช่วงเริ่มต้นของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) วิธีการที่ใช้โดย Charles Ducas และ Miyamoto Knosuke จัดอยู่ในกระบวนการแบบเติมเนื้อวัสดุ (additive process) ในขณะที่วิธีการของ Paul Ai Sile จัดอยู่ในกระบวนการแบบลบเนื้อวัสดุ (subtractive process) เนื่องจากกระบวนการแบบลบเนื้อวัสดุถูกทำให้เป็นอุตสาหกรรมเป็นครั้งแรกในการผลิต PCB และได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย Paul Ai Sile จึงได้รับการยกย่องให้เป็น “บิดาแห่ง PCB”
ขั้นตอนการเติบโตของการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
ช่วงเวลานี้มีเทคโนโลยีมาตรฐานต่อไปนี้สำหรับการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB):
a.ในปี ค.ศ. 1951 วัสดุโพลีอิไมด์ได้ถือกำเนิดขึ้น
ข.ในปี 1953 บริษัท Motorola จากสหรัฐอเมริกาได้ผลิตแผ่นวงจรพิมพ์สองหน้า (PCB) ที่มีรูชุบโลหะ (PTH); ประมาณปี 1955 บริษัท Toshiba จากญี่ปุ่นได้แนะนำเทคโนโลยีประเภทหนึ่งที่มีการสร้างออกไซด์ทองแดงบนผิวหน้าของแผ่นฟอยล์ทองแดงแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง (CCL)มาถึงแล้ว เทคโนโลยีทั้งสองนี้ต่อมาได้ถูกนำมาใช้เพื่อมีส่วนช่วยในการผลิตแผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้น (multi-layer PCB) ทำให้พวกมันมีบทบาทในการส่งเสริมการถือกำเนิดของแผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้นที่สามารถปรับปรุงอัตราการเดินลายวงจรได้ นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา แผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้นก็ได้รับการใช้งานอย่างแพร่หลาย
ค.ในปี 1954 บริษัทเจเนอรัลอิเล็กทริกจากสหรัฐอเมริกาได้ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีการผลิตชั้นป้องกันตัวนำโลหะ โดยใช้โลหะเทิร์นในการทนต่อการกัดกร่อน
d.ในปี ค.ศ. 1960 V. Dahlgreen ได้ประดิษฐ์การวาดภาพวงจรโดยการยึดแผ่นฟอยล์โลหะเข้ากับฟิล์มเทอร์โมพลาสติก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น;
จ.ในปี ค.ศ. 1960 บริษัทบางแห่งจากประเทศญี่ปุ่นเริ่มพิมพ์แผงวงจรพิมพ์หลายชั้นโดยใช้เส้นใยแก้วเรซินอีพ็อกซีเป็นวัสดุฐาน
f.ในปี 1963 บริษัท Hazeltine Research Inc จากสหรัฐอเมริกาได้ยื่นขอสิทธิบัตรเกี่ยวกับการใช้ PTH เพื่อผลิตแผงวงจรพิมพ์หลายชั้น (PCB)
g.ในปี 1964 บริษัท Western Electric จากสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาแผงวงจรพิมพ์แบบแกนโลหะที่มีความสามารถในการกระจายความร้อนสูง
ช.ในปี 1965 บริษัทบางแห่งจากประเทศญี่ปุ่นได้สร้างแผ่นวงจรพิมพ์ FR4 และ FR5 โดยใช้เส้นใยแก้วเรซินอีพ็อกซีเป็นวัสดุฐาน
i.ในปี 1967 Robert J. Ryan จากบริษัท RCA ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรแผงวงจรพิมพ์แบบ BUM (build up multi-layer) ซึ่งถูกนำเสนอเป็นครั้งแรกโดยอุตสาหกรรม
j.ในปี ค.ศ. 1968 บริษัทดูปองต์จากสหรัฐอเมริกาได้ประดิษฐ์ฟิล์มแห้งโฟโตโพลิเมอร์
k.ในปี 1969 บริษัทซันโยจากประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาแผ่นฐานโลหะฉนวน CCL
l.ในปี ค.ศ. 1969 บริษัทฟิลิปส์จากประเทศเนเธอร์แลนด์ได้พัฒนาแผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible PCB) โดยใช้โพลีอิไมด์เป็นวัสดุฐาน
ม.ในปี 1977 บริษัทมิตซูบิชิแก๊สเคมิคอลจากประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาเรซิน BT
น.ในปี 1979 บริษัท Pactel ได้คิดค้นเทคโนโลยีกฎหมาย Pactel BUM
o.ในปี 1982 Glen E. Leinbach จากบริษัท HP ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาซับสเตรตหลายชั้นที่มีไมโครเวียซึ่งมีขนาดรูเปิด 0.125 มม.
p.ในปี 1984 NTT ได้สร้างแผ่นวงจรพิมพ์ฐานเซรามิก โดยใช้โพลิอิไมด์ทองแดงเป็นตัวนำและยึดเมมเบรนเซอร์กิตไว้ ชั้นฉนวนของมันเป็นเรซินไวแสง และวิอาถูกสร้างขึ้นผ่านการฉายแสงเรซินไวแสงและการสร้างภาพ
ถาม.ในปี 1988 ซีเมนส์ได้พัฒนาแผ่นวงจรพิมพ์แบบ Microwiring Substrate BUM ที่มีมากกว่า 10 ชั้น ซึ่งสามารถประยุกต์ใช้กับคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ได้ และรูเชื่อมแบบบอดถูกสร้างขึ้นด้วยเลเซอร์เอ็กไซเมอร์
ขั้นตอนการพัฒนาในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
• เทคโนโลยีทั่วไป
ในระหว่างขั้นตอนนี้ เทคโนโลยีชั้นนำที่เกี่ยวข้องกับการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีดังต่อไปนี้
a.ในปี 1990 บริษัท IBM (Yasu) จากประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาแผ่นวงจร SLC (surface laminar circuit) ซึ่งสามารถเชื่อมต่อฟลิปชิปที่เป็นสารกึ่งตัวนำได้
ข.ในปี 1993 Paul T. Lin จากบริษัท Motorola ได้ยื่นขอสิทธิบัตรสำหรับแพ็กเกจแบบ BGA (ball grid array) ชนิดหนึ่ง ซึ่งถือเป็นจุดเริ่มต้นของแพ็กเกจบอร์ดอินทรีย์
ค.ในปี 1995 บริษัทพานาโซนิคได้พัฒนาโครงสร้าง ALIVH (Any Layer Interstitial Via Hole) สำหรับเทคโนโลยีการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์แบบ BUM
ง.ในปี 1996 โตชิบาได้พัฒนา B2it (เทคโนโลยีการเชื่อมต่อแบบปุ่มฝังตัว)
e.บริษัท North จากประเทศญี่ปุ่นได้พัฒนาเทคโนโลยี NMBI (Neo-Manhattan Bump Interconnection) และบริษัท Tessera จากสหรัฐอเมริกาได้ทำการปรับปรุงบางส่วน
f.Ibiden ได้พัฒนาเทคโนโลยี FVSS (Free Via Stacked up Structure) ซึ่งเดิมเรียกว่า SSP (Single Step Process);
• แผงวงจรพิมพ์แบบ HDI
เมื่อกล่าวถึงผลิตภัณฑ์ HDI ที่ใช้เทคโนโลยีการเจาะด้วยเลเซอร์ร่วมกับการชุบทองแดงด้วยไฟฟ้า เทคโนโลยี HDI ได้ผ่านการเปลี่ยนแปลงต่าง ๆ ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา ดังต่อไปนี้:
ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ HDI PCB แบบ Any Layer ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโทรศัพท์มือถือ ยกตัวอย่างเช่น โทรศัพท์มือถือ Samsung S8 ซึ่งเมนบอร์ดถูกออกแบบให้เป็น HDI PCB แบบ Any Layer จำนวน 12 ชั้น โดยมีระยะพิทช์ของ BGA เท่ากับ 350 มม. และความหนาของบอร์ดเท่ากับ 650 มม. เมื่อไม่นานมานี้ เทคโนโลยีใหม่ที่เกี่ยวข้องกับ HDI PCB ได้แก่ แผ่น PCB บางพิเศษ (Ultra-thin PCBs), Cavity เป็นต้น
• ผลิตภัณฑ์ซับสเตรต
ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์ทั่วไปที่มีการใช้ซับสเตรต ได้แก่ โทรศัพท์มือถือ โปรเซสเซอร์หลักของคอมพิวเตอร์ เป็นต้น เมื่อไม่นานมานี้ อุตสาหกรรมได้เห็นเทคโนโลยีใหม่จำนวนมากในด้านซับสเตรต เนื่องจากความเฉพาะตัวของผลิตภัณฑ์ซับสเตรต เทคโนโลยีจำนวนมากจึงถูกพัฒนาโดยตรงจากบริษัทแพ็กเกจจิ้งหรือบริษัทชิป เทคโนโลยีทั่วไปบางส่วน ได้แก่:
a. บีบียูแอลในเดือนตุลาคม ปี 2001 Steven N. Towle จากบริษัท Intel ได้นำเสนอเทคโนโลยี BBUL (bumpless build-up layer packaging) และการเชื่อมต่อระหว่างชิปกับบอร์ดถูกทำให้สำเร็จได้ผ่านการฝังชิปเข้าไปในบอร์ด
ข. EPS/EAD. EPS (embedded passive substrate) เริ่มมีการผลิตในปริมาณมากในปี 2011 ส่วน EAD (embedded active device) แทบไม่มีการผลิตในระดับการผลิตจำนวนมาก
c. ECPAT&S ได้พัฒนาเทคโนโลยี ECP (embedded component packaging) ซึ่งสามารถฝังชิ้นส่วนแบบพาสซีฟและแอคทีฟได้
d. SESUBTDK ได้พัฒนาเทคโนโลยี SESUB (semiconductor embedded in SUBstrate)
e. MCePบริษัท Shinko Electric ได้พัฒนาเทคโนโลยี MCeP (molded core embedded package) ซึ่งสามารถฝังชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบแอคทีฟและพาสซีฟได้
f. แบบไม่มีแกนเทคโนโลยีแบบไร้แกน (Coreless) แบ่งออกเป็นสองประเภท ได้แก่ Coreless และ ETS (embedded trace substrate) โดยประเภทแรกมักถูกนำไปใช้ในแพ็กเกจฟลิปชิประดับกลางหรือต่ำ ซึ่งเริ่มแพร่หลายตั้งแต่ปี 2013
g. แบบไม่มีแผ่นรองเทคโนโลยีแบบไม่ใช้แพดมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มความหนาแน่นของการลากลายวงจรและความยืดหยุ่นในการออกแบบ
h. BSPBSP ซึ่งย่อมาจาก blue stencil printing ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อปรับปรุงอัตราผลิตสำเร็จและประสิทธิภาพของการทำบัมพ์ระยะพิชช์ละเอียด โดยใช้แทนมาสก์โลหะ
i. ทางไปรษณีย์Via post ได้รับการพัฒนาโดย ACCESS เป็นเทคโนโลยีการสร้าง via ที่ไม่ใช้การเจาะด้วยเลเซอร์และการอุดรูด้วยการชุบ
j. ระบบสารสนเทศเพื่อการจัดการ (MIS)MIS ย่อมาจาก molded interconnect substrate/system ถูกพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดย APSi เป็นเทคโนโลยีประเภทหนึ่งที่ใช้เรซินอีพ็อกซีเป็นวัสดุฐาน
PCBCart ใช้เทคโนโลยีล้ำสมัยในการผลิตแผงวงจร
PCBCart ได้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ให้กับบริษัทและวิศวกรทั่วโลกมาตั้งแต่ปี 2005 เราได้พัฒนาปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตแผงวงจรของเราอย่างต่อเนื่องเพื่อให้สอดคล้องกับการพัฒนาของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ คุณสามารถตรวจสอบความสามารถในการผลิตแผงวงจรของเราหรือคลิกปุ่มด้านล่างเพื่อรับใบเสนอราคา PCB ออนไลน์
รับใบเสนอราคาการผลิตแผงวงจรพิมพ์ทันที
แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบครบวงจรของ PCBCart
•PCBCart ยังให้บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบกำหนดเองอีกด้วย
•วิธีประเมินผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และเลือกผู้ที่มีความสามารถในการแข่งขันมากที่สุด?
•กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) - คู่มือทีละขั้นตอน
