วัสดุ PCB

คู่มือการเลือกวัสดุ PCB

PCB เป็นส่วนที่สำคัญที่สุดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อีกนัยหนึ่ง ตัวย่อดังกล่าวยังหมายถึงแผงวงจรพิมพ์ (printed wiring boards) และการ์ดวงจรพิมพ์ (printed wiring cards) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วคือสิ่งเดียวกัน เนื่องจากบทบาทที่สำคัญของแผงวงจรเหล่านี้ในทุกสิ่งตั้งแต่คอมพิวเตอร์ไปจนถึงเครื่องคิดเลข การเลือกวัสดุสำหรับแผงวงจรพิมพ์จึงควรทำด้วยความระมัดระวังและความรู้เกี่ยวกับความต้องการทางไฟฟ้าของอุปกรณ์แต่ละชิ้น

ก่อนที่จะมีการพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ (PCB) วัสดุที่ใช้ทำแผงวงจรส่วนใหญ่ถูกปกคลุมไปด้วยรังของสายไฟที่พันกันและซ้อนทับกัน ซึ่งสามารถเกิดความล้มเหลวได้ง่ายในบางจุด นอกจากนี้ยังอาจเกิดการลัดวงจรได้เมื่อเวลาผ่านไปและสายไฟบางเส้นเริ่มแตกร้าว ดังที่คาดได้ กระบวนการเดินสายด้วยมือที่ใช้กับแผงวงจรรุ่นแรกเหล่านี้นั้นทั้งซับซ้อนและต้องใช้ความพยายามอย่างมาก

เมื่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในชีวิตประจำวันหลากหลายประเภทเริ่มพึ่งพาแผงวงจร การแข่งขันเพื่อพัฒนาทางเลือกที่เรียบง่ายและกะทัดรัดยิ่งขึ้นจึงเริ่มต้นขึ้น และได้นำไปสู่การพัฒนาวัสดุที่เรียกว่า PCB ด้วยวัสดุ PCB วงจรสามารถถูกจัดเส้นทางระหว่างชิ้นส่วนต่าง ๆ ได้มากมาย โลหะที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าระหว่างแผงวงจรกับชิ้นส่วนที่ต่อพ่วงใด ๆ เรียกว่า “ตะกั่วบัดกรี” ซึ่งยังทำหน้าที่สองอย่างด้วยคุณสมบัติในการยึดเกาะของมันด้วย

ส่วนประกอบวัสดุของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)

โดยทั่วไปแล้ว PCB ประกอบด้วยสี่ชั้น ซึ่งถูกลามิเนตด้วยความร้อนรวมกันให้เป็นชั้นเดียววัสดุประเภทต่าง ๆ ของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ใช้ใน PCB จากบนลงล่าง ได้แก่ ซิลค์สกรีน, โซลเดอร์มาสก์, ทองแดง และวัสดุฐาน.

ชั้นสุดท้ายของชั้นเหล่านั้นคือชั้นฐาน ซึ่งทำจากไฟเบอร์กลาสและยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อ FR4โดยตัวอักษร FR ย่อมาจาก “สารหน่วงไฟ” ชั้นวัสดุรองรับนี้ทำหน้าที่เป็นฐานที่มั่นคงสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แม้ว่าความหนาจะเปลี่ยนแปลงได้ตามการใช้งานของแผงวงจรแต่ละแบบ

ในท้องตลาดยังมีบอร์ดช่วงราคาถูกกว่าที่ไม่ได้ใช้วัสดุแผ่น PCB ดังที่กล่าวมาแล้ว แต่ทำจากฟีนอลิกหรืออีพ็อกซีแทน เนื่องจากบอร์ดเหล่านี้ไวต่อความร้อน จึงมักสูญเสียการยึดเกาะของชั้นลามิเนตได้ง่าย บอร์ดราคาถูกเหล่านี้มักสามารถสังเกตได้ไม่ยากจากกลิ่นที่เกิดขึ้นขณะบัดกรี

ชั้นที่สองของแผ่น PCB คือทองแดง ซึ่งถูกเคลือบลงบนแผ่นฐานด้วยการใช้ความร้อนร่วมกับกาว ชั้นทองแดงมีความบาง และในบางบอร์ดจะมีสองชั้น คือชั้นหนึ่งอยู่ด้านบนและอีกชั้นอยู่ด้านล่างของแผ่นฐาน แผ่น PCB ที่มีชั้นทองแดงเพียงชั้นเดียวมักถูกใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีต้นทุนต่ำ

ที่ถูกใช้อย่างแพร่หลายแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง(CCL) สามารถจำแนกออกเป็นหมวดหมู่ต่าง ๆ ได้ตามมาตรฐานการจำแนกประเภทที่แตกต่างกัน รวมถึงวัสดุเสริมแรง กาวเรซินที่ใช้ ความสามารถในการติดไฟ และสมรรถนะของ CCL การจำแนกประเภทโดยสรุปของ CCL แสดงไว้ในตารางต่อไปนี้

เหนือเลเยอร์ซอลเดอร์มาส์กสีเขียวคือเลเยอร์ซิลค์สกรีน ซึ่งเพิ่มตัวอักษรและตัวเลขกำกับต่าง ๆ ที่ทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สามารถอ่านได้สำหรับโปรแกรมเมอร์ด้านเทคโนโลยี สิ่งนี้ช่วยให้ผู้ประกอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์วางแต่ละแผงวงจรพิมพ์ในตำแหน่งที่ถูกต้องและทิศทางที่ถูกต้องบนแต่ละคอมโพเนนต์ได้ง่ายขึ้น เลเยอร์ซิลค์สกรีนมักจะเป็นสีขาว แม้ว่าสีอื่น ๆ เช่น แดง เหลือง เทา และดำ จะถูกนำมาใช้บ้างเป็นบางครั้ง

คำศัพท์ทางเทคนิคของชั้น PCB

นอกจากการรู้วิธีPCB เป็นแบบหลายชั้นคุณควรรู้คำศัพท์ทางเทคนิคที่มาพร้อมกับการใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCB)

• วงแหวนรอบรูวงแหวนทองแดงที่ล้อมรอบรูบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

• สาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโกตัวย่อของการตรวจสอบกฎการออกแบบ (Design Rule Check) โดยพื้นฐานแล้ว DRC คือกระบวนการที่ใช้ตรวจสอบการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ว่าสามารถทำงานได้ตามต้องการหรือไม่ รายละเอียดที่ตรวจสอบรวมถึงความกว้างของลายวงจรและรูเจาะ

• การเจาะโดนใช้เพื่ออธิบายรูทั้งหมดบนแผ่น PCB ไม่ว่าจะถูกต้องหรือเจาะผิดตำแหน่งก็ตาม ในบางกรณี รูอาจไม่ถูกต้องเล็กน้อยเนื่องจากอุปกรณ์เจาะที่ทื่อซึ่งใช้ในระหว่างกระบวนการผลิต
• นิ้ว. โลหะที่เปิดเผยตามขอบแผงวงจร ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สองแผ่น นิ้วสัมผัสมักพบได้บ่อยในวิดีโอเกมเก่าและการ์ดหน่วยความจำ
• ชิ้นส่วนเมาส์. ส่วนของแผ่น PCB ที่ถูกเจาะมากเกินไปจนถึงขั้นเป็นอันตรายต่อความแข็งแรงของโครงสร้างของแผ่นบอร์ด
• แผ่นบริเวณโลหะที่เปิดเผยบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้สำหรับบัดกรีชิ้นส่วนลงไป
• แผง.แผงวงจรขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยแผงวงจรขนาดเล็กหลายแผงซึ่งในที่สุดจะถูกแยกออกมาเพื่อใช้แยกกัน
• วางลายฉลุแผ่นสเตนซิลโลหะบนแผ่นบอร์ด ซึ่งใช้สำหรับวางครีมประสานเพื่อการบัดกรี
• เครื่องบิน. ส่วนของทองแดงที่เปิดเผยบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งถูกทำเครื่องหมายด้วยขอบเขตแต่ไม่มีเส้นทาง
• รูทะลุชุบโลหะรูที่ทะลุผ่านแผ่น PCB โดยตรง มักใช้เพื่อเชื่อมต่อกับคอมโพเนนต์อื่น รูจะถูกชุบโลหะและมักมีวงแหวนรอบรู
• สล็อตรูใด ๆ ที่ไม่เป็นทรงกลม แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ที่มีช่องมักมีราคาสูง เนื่องจากต้นทุนการผลิตในการสร้างรูที่มีรูปทรงแปลกบนแผ่นวงจร ช่องมักจะไม่เคลือบผิวด้วยโลหะ
• เมาท์แบบติดตั้งบนพื้นผิววิธีการที่ชิ้นส่วนภายนอกถูกติดตั้งโดยตรงกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) โดยไม่ต้องใช้รูทะลุ
• ติดตามเส้นลายทองแดงที่ต่อเนื่องบนแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
• คะแนน V. บริเวณที่แผ่นวงจรถูกตัดออกบางส่วน ซึ่งอาจทำให้แผ่น PCB เปราะและหักได้
• ผ่านรูที่สัญญาณเดินทางผ่านระหว่างเลเยอร์ เวอร์ชันแบบปิดคลุมจะถูกเคลือบด้วยซอลเดอร์มาสก์ป้องกัน ในขณะที่เวอร์ชันแบบไม่ปิดคลุมจะใช้สำหรับการยึดขั้วต่อ

ตัวเลขที่อยู่หน้าคำว่าชั้น หมายถึงจำนวนชั้นตัวนำที่แน่นอน ไม่ว่าจะเป็นชั้นลายวงจรหรือชั้นเพลน ซึ่งเป็นชั้นอยู่สองประเภท โดยทั่วไปจำนวนชั้นมักจะเป็นเลข 1 หรือหนึ่งในสี่เลขคู่ถัดไปคือ 2, 4, 6, 8 แผ่นวงจรบางครั้งอาจมีจำนวนชั้นเป็นเลขคี่ แต่พบได้น้อยและแทบไม่ก่อให้เกิดความแตกต่างใด ๆ ยกตัวอย่างเช่น วัสดุฐานของแผ่น PCB ในบอร์ด 5 ชั้นหรือ 6 ชั้นจะเหมือนกันแทบทุกประการ

ประเภทของเลเยอร์ทั้งสองมีหน้าที่แตกต่างกัน เลเยอร์สำหรับการรูตมีแทร็ก ส่วนเลเยอร์เพลนทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อพลังงานและมีเพลนทองแดง เลเยอร์เพลนยังมีไอส์แลนด์ที่กำหนดวัตถุประสงค์ของสัญญาณบนบอร์ด ว่าเป็น 3.3 V หรือ 5 V

FR4 เป็นชื่อรหัสของแผ่นลามิเนตอีพ็อกซีกันกระแทกเสริมใยแก้ว ด้วยความแข็งแรง รวมถึงความสามารถในการทนต่อความชื้นและไฟ ทำให้ FR4 เป็นหนึ่งในวัสดุที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในบรรดาวัสดุทุกประเภทที่ใช้ทำแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)

ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมในการออกแบบ PCB

ตัวเลขเช่น 1.6 มม. ใช้เพื่อระบุความหนาของแผ่นบอร์ด ในบอร์ด 4 ชั้น ความหนา 1.6 มม. ถือเป็นมาตรฐาน บอร์ดที่มีความหนามากกว่า ตัวอย่างเช่น จะให้การรองรับที่ดีกว่าเมื่อจำเป็นต้องรองรับวัตถุเชื่อมต่อที่มีน้ำหนักมาก

ความหนาทองแดงมาตรฐานบนชั้นเพลนคือ 35 ไมครอน อีกทางหนึ่ง ความหนาทองแดงบางครั้งจะแสดงเป็นออนซ์หรือกรัม ควรเลือกใช้ความหนาทองแดงที่สูงกว่าปกติบนบอร์ดที่รองรับการใช้งานจำนวนมาก

รางไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อถ่ายโอนกำลังไฟฟ้า แต่บางครั้งสิ่งนี้ก็อาจเกิดขึ้นได้เมื่อสัญญาณไม่สามารถจัดการความถี่ได้อย่างเหมาะสม หากปัญหาไม่ได้รับการควบคุม รางอาจสูญเสียกำลังไฟฟ้าในปริมาณมากได้ เพื่อให้สามารถถ่ายโอนกำลังไฟฟ้าได้มากที่สุดจากด้านหนึ่งของรางไปยังอีกด้านหนึ่ง การจัดวางรางจะต้องคำนึงถึงสมการการส่งผ่านด้วย

โดยทั่วไปแล้ว ระยะห่างร่องลายทองแดงสองนิ้วถือว่าเหมาะสมสำหรับบอร์ดเลเยอร์ที่ทำจากวัสดุแผ่นวงจรพิมพ์ FR4 แบบลายทองแดง หากเวลาสัญญาณเท่ากับหนึ่งนาโนวินาที อย่างไรก็ตาม คุณต้องคำนึงถึงผลกระทบของสายส่งสำหรับร่องลายที่มีความยาวมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากความถูกต้องของสัญญาณมีความสำคัญ อินเทอร์เน็ตเต็มไปด้วยโปรแกรมและสเปรดชีตที่ถูกออกแบบมาเพื่อช่วยให้ผู้ใช้คำนวณอิมพีแดนซ์ได้อย่างถูกต้องสำหรับบอร์ดเลเยอร์เฉพาะ

บนบอร์ดส่วนใหญ่ via จะกลวงอยู่ภายใน และโดยปกติคุณสามารถมองทะลุผ่านมันได้ อย่างไรก็ตาม มีสถานการณ์หลากหลายแบบที่ via สามารถถูกอุดเติมได้ ประการแรก จำเป็นต้องอุดเติม via เมื่อต้องการสร้างชั้นป้องกันจากฝุ่นและสิ่งสกปรกอื่น ๆ ประการที่สอง via อาจถูกอุดเติมเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า ซึ่งในกรณีนั้นอาจใช้วัสดุนำไฟฟ้า อีกเหตุผลหนึ่งที่อาจมีการอุดเติม via คือเพื่อปรับระดับพื้นผิวของบอร์ดให้เรียบสม่ำเสมอ

โดยทั่วไปแล้ววิอาจะถูกเติมด้วยชิ้นส่วนบอลกริดอาร์เรย์ (BGA) หากเกิดการสัมผัสระหว่างขา BGA กับเลเยอร์ด้านใน บัดกรีอาจไหลผ่านวิอาไปยังเลเยอร์อื่นได้ ดังนั้นจึงมีการเติมวิอาเพื่อให้แน่ใจว่าบัดกรีจะไม่รั่วไปยังเลเยอร์อื่น และคงความถูกต้องของจุดเชื่อมต่อให้เป็นไปตามที่ออกแบบไว้

หนึ่งในปัญหาที่สร้างความยุ่งยากมากกว่าบนแผงวงจรแบบชั้นคือเมื่อหน้าสัมผัสเกิดการติด ๆ ดับ ๆ ที่จุดใดจุดหนึ่งบนแผง ยิ่งเกิดเหตุการณ์นี้บ่อยเท่าไร ส่วนของแผงวงจรส่วนนั้นก็ยิ่งมีแนวโน้มจะเสียหายโดยสิ้นเชิงเร็วขึ้นเท่านั้น ผู้ใช้เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้านทั่วไปมักจะพบปัญหานี้เมื่อปุ่มใดปุ่มหนึ่งบนเครื่องคิดเลขหยุดทำงาน แต่ละปุ่มจะกดลงบนตำแหน่งเฉพาะจุดหนึ่งบนแผงวงจรแบบชั้น และเมื่อจุดใดจุดหนึ่งเกิดความบกพร่อง ปุ่มที่สอดคล้องกับจุดนั้นก็จะไม่สามารถส่งสัญญาณได้

อีกวิธีหนึ่งที่หน้าสัมผัสอาจถูกลบออกในบางจุดได้คือเมื่อมีการติดตั้งช่องเสียบการ์ดรองลงบนเมนบอร์ด หากมีการจับหรือใช้งานการ์ดอย่างไม่เหมาะสม จุดใดจุดหนึ่งตามแนวการ์ดอาจได้รับความเสียหายและไม่สามารถทำงานได้ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา วิธีที่ดีที่สุดในการปกป้องพื้นผิวของบอร์ดที่สัมผัสกันคือการใช้ชั้นเคลือบทอง ซึ่งทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันที่ช่วยยืดอายุการใช้งาน อย่างไรก็ตาม ทองมีราคาแพง และการใช้ทองเคลือบที่แท็บก็เพิ่มขั้นตอนอีกขั้นหนึ่งในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

หน้ากากบัดกรี PCB

สีที่ผู้คนส่วนใหญ่คุ้นเคยเมื่อนึกถึงเมนบอร์ดคือสีเขียวสีของซอลเดอร์มาสก์แม้จะไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก แต่ซอลเดอร์มาสก์ก็อาจปรากฏในสีอื่นได้เช่นกัน เช่น สีแดงหรือสีน้ำเงิน ซอลเดอร์มาสก์ยังเป็นที่รู้จักในชื่อย่อ LPISM ซึ่งย่อมาจาก liquid photo imageable soldermask วัตถุประสงค์ของซอลเดอร์มาสก์คือเพื่อป้องกันการรั่วไหลของบัดกรีเหลว ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เหตุการณ์ลักษณะนี้เกิดขึ้นบ่อยขึ้นเนื่องจากการขาดซอลเดอร์มาสก์ อย่างไรก็ตาม จากรายงานส่วนใหญ่ ผู้ใช้มักจะชอบแผงวงจรที่มีซอลเดอร์มาสก์มากกว่าแผงวงจรที่ไม่มี

เมื่อมีการเคลือบซอลเดอร์มาสก์ลงบนแผ่น PCB แล้ว แผ่น PCB จะถูกนำไปสัมผัสกับบัดกรีหลอมเหลว ระหว่างกระบวนการนี้ พื้นผิวทองแดงที่เปิดโล่งจะถูกเคลือบด้วยบัดกรี กระบวนการทั้งหมดนี้เรียกว่า การปรับระดับบัดกรีด้วยลมร้อน (HASL) เมื่อมีการบัดกรีชิป SMD แผ่นวงจรจะถูกให้ความร้อนจนถึงจุดที่บัดกรีหลอมเหลว และจึงวางชิ้นส่วนต่าง ๆ ลงในตำแหน่งที่ถูกต้อง เมื่อบัดกรีเย็นตัวและแข็งตัว ชิ้นส่วนก็จะถูกบัดกรีติดกับแผ่นวงจรด้วย โดยทั่วไป HASL จะมีสารตะกั่วเป็นหนึ่งในส่วนประกอบของบัดกรี แม้ว่าจะมีตัวเลือกแบบปลอดตะกั่วให้ใช้เช่นกัน

ระยะห่างของความกว้างลายทองแดงจะแสดงด้วยเครื่องหมายขีดกลาง ตัวอย่างเช่น เมื่อคุณเห็นตัวเลข 6/6 mils นั่นหมายถึง 6 mils เป็นทั้งความกว้างลายทองแดงขั้นต่ำ และระยะห่างระหว่างลายทองแดงขั้นต่ำ ดังนั้น ระยะห่างทั้งหมดบนบอร์ดที่กล่าวถึงควรมีค่าเท่ากับหรือมากกว่า 6 mils สำหรับผู้ที่ไม่คุ้นเคย หน่วย mils ใช้ในการกำหนดระยะบนวัสดุ PCB ความกว้างและระยะห่างมีความสำคัญเป็นพิเศษเมื่อพูดถึงบอร์ดที่ออกแบบมาเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าปริมาณสูง

เมื่อแผ่น PCB เป็นแบบหลายชั้น ลายวงจรต่าง ๆ ไม่สามารถตรวจสอบการเข้าถึงได้ด้วยสายตา ดังนั้นจึงมีการทดสอบโดยวางหัวโพรบที่ปลายลายวงจรเพื่อยืนยันว่าสามารถเข้าถึงสัญญาณทั้งหมดได้ การทดสอบดำเนินการโดยจ่ายแรงดันไฟฟ้าจากด้านหนึ่ง หากตรวจพบแรงดันไฟฟ้านี้จากอีกด้านหนึ่ง จะถือว่าลายวงจรอยู่ในสภาพพร้อมใช้งาน แม้ว่าการทดสอบนี้จะไม่จำเป็นเสมอไปสำหรับแผ่นวงจรที่มีเพียงหนึ่งหรือสองชั้น แต่ก็ยังคงแนะนำให้ทำหากคุณให้ความสำคัญกับคุณภาพอย่างแท้จริง

วิอาที่เชื่อมต่อระหว่างชั้นในและชั้นนอกเรียกว่า blind via ชื่อนี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าวิอาประเภทนี้สามารถมองเห็นได้จากเพียงด้านเดียวเท่านั้น วิอาที่เชื่อมต่อระหว่างสองชั้นในขึ้นไปเรียกว่า buried via ซึ่งไม่สามารถมองเห็นได้จากด้านนอกทั้งสองด้าน บนแผงวงจรที่มี blind via และ buried via มักมีการใช้การอุดวิอา วิธีนี้ช่วยให้พื้นผิวด้านนอกมีความมั่นคงมากขึ้น และช่วยลดโอกาสที่บัดกรีจะไหลผ่านและซึมเข้าไปในวิอาภายใน

การเลือกใช้วัสดุที่มีผลต่อค่าใช้จ่าย

โดยทั่วไปแล้วแผ่น PCB มักมีต้นทุนสูงขึ้นเมื่อมีคุณลักษณะต่าง ๆ เช่น แถบทองคำ, รูผ่านแบบบอดหรือฝัง, หรือการอุดรูผ่าน ในทำนองเดียวกัน แผ่น PCB ที่มีระยะห่างระหว่างเส้น / ความกว้างต่ำกว่า 6 มิลก็มีแนวโน้มที่จะมีราคาสูงขึ้นเช่นกัน เหตุผลของราคาที่สูงขึ้นเหล่านี้มาจากกระบวนการพิเศษที่ใช้ในการผลิตแผ่น PCB แบบที่ไม่เป็นมาตรฐาน ในทำนองเดียวกัน, บางประเภทของการผลิตแผงวงจรพิมพ์กลับกลายเป็นว่าไม่ได้ให้ผลกำไรหรือความสำเร็จมากนักเมื่อมีการใช้มิลต่ำหรือวิอาภายใน และการตั้งราคาที่สูงขึ้นนั้นก็เพื่อชดเชยการขาดทุน ผู้ผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) บางรายสามารถผลิตแผงที่มีความกว้างของลายวงจร/ช่องว่างเล็กได้ถึง 3 มิล แต่โดยทั่วไปแล้วไม่แนะนำให้ใช้ เว้นแต่ว่าจะเป็นตัวเลือกเดียวที่ใช้ได้สำหรับอุปกรณ์บางชิ้น

ผลกระทบของกำลังไฟและความร้อนต่อการเลือกใช้วัสดุแผงวงจรพิมพ์ (PCB)

จากปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลกระทบต่อแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สองปัจจัยที่มีความเข้มข้นมากที่สุดคือกำลังไฟและความร้อน ดังนั้น การกำหนดค่าเกณฑ์ของแต่ละปัจจัยจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ซึ่งสามารถทำได้โดยการประเมินค่าการนำความร้อนของ PCB ค่านี้จะกำหนดว่ากำลังไฟฟ้าในหน่วยวัตต์ถูกแปลงเป็นอุณหภูมิผ่านความยาวของวัสดุได้อย่างไร อย่างไรก็ตาม ปัจจุบันยังไม่มีค่ามาตรฐานการนำความร้อนที่ใช้ร่วมกันในระดับอุตสาหกรรม

ตัวอย่างเช่น บริษัท Rogers Corp. มีวัสดุแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) รุ่น RT/duroid 5880 ซึ่งมักถูกนำไปใช้ในระบบสงครามอิเล็กทรอนิกส์ (EW) และการสื่อสาร ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของวัสดุนี้อยู่ในระดับต่ำ เนื่องจากเป็นวัสดุเชิงประกอบที่มีองค์ประกอบเป็นเส้นใยแก้วขนาดจิ๋ว เส้นใยขนาดจิ๋วเหล่านี้มีจุดประสงค์เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของเส้นใยภายในวัสดุ

แม้ว่าแผงวงจรพิมพ์ (PCB) จะเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ใช้ความถี่สูง แต่ค่าการนำความร้อนที่ต่ำของวัสดุทำให้เกิดความร้อนได้ง่าย ซึ่งอาจเป็นข้อเสียอย่างมากในการใช้งานที่มีความร้อนสูง

วัสดุแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม

สำหรับการใช้งานในด้านการทหาร อวกาศ อุตสาหกรรมยานยนต์ และการแพทย์ แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ถูกผลิตออกมาเป็นแบบหน้าเดียวและแบบสองหน้า โดยบางชนิดเคลือบทองแดงและบางชนิดใช้อลูมิเนียม ในแต่ละอุตสาหกรรม วัสดุจะถูกนำมาใช้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดในด้านเฉพาะ ดังนั้น วัสดุแกนของ PCB จึงถูกเลือกใช้เนื่องจากมีน้ำหนักเบาในบางอุตสาหกรรม หรือเนื่องจากความสามารถในการรองรับกำลังไฟฟ้าสูงในอุตสาหกรรมอื่น ๆ ดังนั้น เมื่อพิจารณาถึงสมรรถนะการทำงานแล้ว การกำหนดให้ชัดเจนว่าฟังก์ชันใดจำเป็นต้องนำมาเปรียบเทียบกันในการเลือกใช้วัตถุดิบสำหรับ PCB จึงเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากระดับของวัสดุมีความสัมพันธ์กับระดับประสิทธิภาพการทำงาน

แผ่นวงจรแบบยืดหยุ่นและแบบยืดหยุ่น-แข็ง

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ฟเลกซ์และแผงวงจรแข็ง-ยืดหยุ่นได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นเนื่องจากตัวเลือกที่สามารถรองรับการใช้งานได้หลากหลาย โดยพื้นฐานแล้ว แผงวงจรเหล่านี้สามารถโค้ง งอ พับ และแม้แต่พันรอบวัตถุได้ จึงสามารถนำไปใช้ในงานที่แผงวงจรแบบแบนไม่อาจทำได้เลย ยกตัวอย่างเช่น แผงวงจรแบบยืดหยุ่นอาจถูกใช้กับอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่ต้องการให้แผงวงจรพับเป็นมุม และยังคงสามารถนำกระแสไฟฟ้าจากปลายด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่งได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้แผงเชื่อมต่อ

แผงวงจรยืดหยุ่นส่วนใหญ่ในท้องตลาดประกอบด้วย Kapton ซึ่งเป็นฟิล์มโพลีอิไมด์ที่พัฒนาขึ้นโดยบริษัทดูปองท์ ฟิล์มชนิดนี้มีคุณสมบัติต่าง ๆ เช่น ทนความร้อน มีความคงตัวด้านมิติ และมีค่าคงที่ไดอิเล็กทริกเพียง 3.6

Kapton มีสามเวอร์ชันของ Pyralux:
• หน่วงการลุกไหม้ (FR)
• ไม่ทนไฟ (NFR)
• แบบไม่ใช้กาว / ประสิทธิภาพสูง (AP)

การเลือกวัสดุบอร์ด PCB – คุณภาพต้องมาก่อน

เมื่อพูดถึงการเลือกใช้วัสดุสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) คุณภาพถือเป็นสิ่งสำคัญสูงสุดในการสร้างแผ่นวงจรทุกประเภท ไม่ว่าจะถูกออกแบบมาสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในบ้านหรืออุปกรณ์อุตสาหกรรมก็ตาม อุปกรณ์ที่มีแผ่นวงจรพิมพ์อาจมีขนาดใหญ่หรือเล็ก ราคาถูกหรือแพง แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคือชิ้นส่วนนั้นต้องมอบประสิทธิภาพการทำงานที่ยอดเยี่ยมตลอดอายุการใช้งานที่คาดหวังไว้

แม้ว่าจะมีวัสดุแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) หลายประเภทที่ใช้ในการผลิตแผ่นวงจรหนึ่งแผ่น แต่ในท้ายที่สุดแล้ว ความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์คือสิ่งที่ผู้บริโภคและธุรกิจต่างมองหาในผลิตภัณฑ์ที่ใช้แผ่นวงจรพิมพ์ แน่นอนว่าสิ่งที่สำคัญไม่แพ้กันคือวัสดุของแผ่น PCB ต้องมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะยึดติดกันได้ แม้ในกรณีที่ชิ้นส่วนถูกทำหล่นหรือถูกกระแทกให้เอียงก็ตาม

บนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น แผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบทนทานช่วยให้สามารถอัปเดตฮาร์ดแวร์ได้โดยไม่ทำให้วัสดุของแผงวงจรพิมพ์เดิมเสียหาย อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเวฟ และอุปกรณ์ใช้ในบ้านอื่น ๆ ที่ต้องพึ่งพาเทคโนโลยี PCB เพื่อให้คงสภาพการทำงานได้ ก็เช่นเดียวกัน แม้แต่ในสิ่งอำนวยความสะดวกสาธารณะด้านอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ตู้เอทีเอ็ม แผงวงจรพิมพ์ก็ต้องทำงานได้อย่างไม่ขัดข้อง เพื่อให้ปุ่มกดทำงานได้ และคำสั่งต่าง ๆ ถูกประมวลผลโดยไม่ล่าช้า

PCBCart ให้บริการด้านการผลิตและประกอบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบครบวงจร ด้วยประสบการณ์กว่า 20 ปีและเทคโนโลยีที่ล้ำสมัย เรามีความสามารถในการรองรับวัสดุลามิเนตและวัสดุฐานหลากหลายประเภท รวมถึง FR4, Rogers เป็นต้น ซึ่งเป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมและถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายบริการของเราได้รับการใช้งานโดยวิศวกรในหลากหลายภาคอุตสาหกรรม ซึ่งแต่ละภาคมีวัตถุประสงค์เฉพาะตัวเกี่ยวกับการทำงานและฟังก์ชันของชิ้นส่วนที่ใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCB)

ตรวจสอบต้นทุนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ของคุณ

มีคำถามเกี่ยวกับการเลือกใช้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) และความสามารถด้านการผลิต PCB และการประกอบอิเล็กทรอนิกส์ของเราหรือไม่? เพียงติดต่อเราโดยใช้แบบฟอร์มติดต่อฉบับนี้เราจะตอบกลับอย่างรวดเร็วมาก

แหล่งข้อมูลที่เป็นประโยชน์
•วัสดุแผ่นฐาน PCB แบบใดเหมาะสำหรับแผงวงจรของคุณ - ตอนที่หนึ่ง
•PCBCart ให้บริการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) แบบกำหนดเองอย่างมืออาชีพ - เริ่มต้นที่ 1 แผ่น
•PCBCart ให้บริการประกอบแผงวงจรพิมพ์แบบครบวงจร (PCBA) - รับประกันคุณภาพ 100%
•ข้อกำหนดเกี่ยวกับไฟล์ออกแบบ PCB สำหรับการผลิตที่มีประสิทธิภาพ