นวัตกรรม สิ่งประดิษฐ์และเทคโนโลยี
ตุลาคม 25, 2014, 11:11:49 AM *
ยินดีต้อนรับคุณ, บุคคลทั่วไป กรุณา เข้าสู่ระบบ หรือ ลงทะเบียน

เข้าสู่ระบบด้วยชื่อผู้ใช้ รหัสผ่าน และระยะเวลาในเซสชั่น
 
   หน้าแรก   ช่วยเหลือ ค้นหา เข้าสู่ระบบ สมัครสมาชิก  
หน้า: [1]
  พิมพ์  
ผู้เขียน หัวข้อ: แผ่นลายวงจรพิมพ์ หรือ PCB  (อ่าน 5576 ครั้ง)
นักประดิษฐ์
Global Moderator
Hero Member
*****
กระทู้: 529



« เมื่อ: สิงหาคม 14, 2010, 08:49:57 PM »

แผ่นวงจรพิมพ์จะประกอบด้วยส่วนสําคัญ 2 ส่วนคือแผ่นฐานหรือซับสเตรตกับส่วนที่เป็นตัวนํา ในชุดแรกแผ่นวงจรพิมพ์จะ
ประกอบขึ้นจากแผ่นฐานที่ทําจากฉนวนบาง ๆ ยึดรวมกันด้วยสารประเภทเทอร์โมเซตติง เพื่อให้รองรับกับตัวนําที่ใช้เชื่อมต่อตัวอุปกรณ์ตัว
นําที่ใช้เชื่อมต่อตัวอุปกรณ์จะใช้วิธีการพิมพ์หมึกที่สามารถนําไฟฟ้าได้ลง ไปบนแผ่นฐานวงจรพิมพ์ จึงเป็นที่มาของคําว่า PrintedCircuit
Board หรือ PCB และยังนิยมใช้คํานี้อยู่จนถึงปัจจุบัน



แผ่นวงจรพิมพ์ Printed circuit board (PCB)หรือ Printed circuit wiring board (PWB)เป็นแผ่นฉนวนบางๆ ทําหน้าที่เป็นที่
วางและยึดติดตัวอุปกรณ์มีตัวนําไฟฟ้าเป็นตัวต่อวงจรให้แก่อุปกรณ์ไปด้วยใน ตัว  โดยทั่วไปจะใช้ทองแดงเป็นตัวต่ออาจจะทําเป็นหน้าเดียว
(Single-sided) หรือสองหน้า(Double-sided)แต่ถ้าวงจรมีความหนาสูงมีความซับซ้อนมากๆ ก็อาจจะต้องทำเป็นหลายๆ ชั้น(Multi-layered)
ก็ได้  วิธีการพิมพ์หมึกลงบนแผ่นวงจรพิมพ์นั้น ในการนำมาใช้งานพบว่าหมึกหลุดล่อนได้ง่ายทําให้เกิดความเสียหายต่อวงจร เทคนิคที่นํามา
ใช้แทนที่คือ วิธีที่เรียกว่าซับแทร็กตีฟโปรเซส (Suptractive process)  หรือ เคมิคอลฟอยล์เอนซึ่ง (chemical foilencing) โดยขั้นแรกจะ
ทําการยึดแผ่นทองแดงบางๆ  ซึ่งเป็นวัสดุที่นําไฟฟ้าได้ดีกว่าหมึกพิมพ์  และมีความคงทนกว่าเข้ากับผิวหน้าของแผ่นฐานด้วยกาวผลที่ได้จะ
เกิดวัสดุที่เรียกว่า  “metal clad laminate”  แต่เราก็ยังเรียกกันว่า “Printed Circuit Board”   อยู่ดีแผ่นฐานจะทํามาจากวัสดุที่เป็นฉนวน
น้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงที่นิยมใช้มี 3 ชนิด คือ

                               1. ฟีนอลิก (phenolic)

                               2. กลาสอีพอกซี่ (glass epoxy)

                               3. สารประกอบ อีพอกซี่ (composite epoxy)

                 ในครั้งแรกๆ การใช้งานแผ่นวงจรพิมพ์ แผ่นฐานที่ใช้จะทําจากกระดาษบางๆ ชุบฟีนอลิกแล้วอัดรวมกันให้แข็งแรงแต่แผ่น
วงจรพิมพ์ที่ทําจากฟีนอลิกนั้นจะมีลักษณะประเภทแตกหักได้ง่าย มีความแข็งแรงต่ำไม่ค่อยต้านทานความชื้นต่อมาได้มีการนําใยฝ้ายมาใช้
แทนที่กระดาษ ทําให้ได้ความแข็งแรงทางกลสูงขึ้น และมีความต้านทานต่อความชื้นสูงแต่ทําให้ความแข็งแรงทางไฟฟ้าลดลงจากนั้นจึง ได้
มีการนําใยแก้วมาทําเป็นแผ่นฐาน โดยทอใยแก้วชั้นเดียวหรือหลายชั้นเข้าด้วยกัน แล้วยึดด้วยอีพอกซีเรซินจึงเรียกแผ่นวงจรพิมพ์ชนิดนี้ว่า
กลาสอีพอกซี่ ลักษณะการทอเป็นพื้นของใยแก้ว

การแบ่งเกรดของแผ่นวงจรพิมพ์

สมาคมผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อเมริกา (NEVA:National Electrical  Manufacturers  Association) ได้แบ่งชนิดของ
แผ่นวงจรพิมพ์ไว้ถึง 30 ชนิด แต่โดยทั่วไปเราจะพบประมาณ 10 ชนิด ดังต่อไปนี้

เกรด XXX PC  แผ่นวงจรพิมพ์ชนิดนี้ ทําขึ้นจากกระดาษยึดรวมตัวกันด้วยฟีนอลิกเรชั่นเป็นชนิดที่ ใช้งานทั่วๆ ไป
ทนความชื้นได้ไม่สูงนักมีความต้านทานค่อนข้างตํ่าเมื่อเทียบกับแผ่นวงจร พิมพ์ที่ทําจากสารชนิดอื่นสามารถใช้กับงานความถี่สูงได้ถึงย่าน
ความถี่วิทยุ ออกแบบมาเพื่อให้ตัดเจาะได้ที่อุณหภูมิตํ่า

เกรด FR-2   ทําจากฟีนอลิก ลักษณะโดยทั่วๆ ไป คล้ายกับ เกรด XXX PC แต่ออกแบบมาให้ติดไฟได้ยากกว่า ทําให้
สามารถนําไปใช้กับงานที่อุณหภูมิสูงกว่าได้

เกรด FR-3   แผ่นวงจรพิมพ์ชนิดนี้ทําจากกระดาษบาง ๆ ยิดติดกันด้วยอีพ็อกซี่เรซินมีความแข็งแรงสูงสามารถใช้กับ
งานที่แรงดันสูงและความชื้นสูงได้ ดีกว่าเกรด XXX PC และยังออกแบบมาให้ตัดเจาะได้ง่ายที่อุณหภูมิห้อง

เกรด FR-4   พัฒนาขึ้นมาจากเกรด FR-3 ทําจากใยแก้วยึดด้วยอีพอกซี่เรซิน สามารถใช้ได้กับงานหลายประเภท ทน
ต่อความชื้นและอุณหภูมิสูง และสามารถใช้งานกับแรงดันสูงได้ดีกว่า เกรด XXX PC, FR-2 และ FR-3

เกรด FR-5  พัฒนาขึ้นจากเกรดFR-4 โดยยังคงใช้เส้นใยแก้วยึดด้วยอีพอกซี่เรซินแต่มีความแข็งแรงสูงกว่าทั้งทางกล
และทางไฟฟ้า นอกจากนี้ยังติดไฟได้ยากอีกด้วย

เกรด FR-6 ทําจากแผ่นใยแก้วบาง ๆ ยึดรวมกันด้วยเทอร์โมเซตติงโพลีเอสเตอร์ มีค่าคงที่ทางไดอิเล็กตริกตํ่า มีความ
แข็งแรงตํ่า แต่ได้ปรับปรุงคุณสมบัติในด้านการทนต่อความชื้น จึงสามารถใช้กับงานที่ความชื้นสูงได้

เกรด CEM1  แผ่นวงจรพิมพ์ชนิดนี้ใช้เซลลูโลสเป็นแกนกลางมีใยแก้วทอเป็นผิวสองด้านยึดติดกันด้วยอีพอกซี่เรซิน
เช่นเดิม ทําให้ตัดเจาะได้ง่าย แต่ทนความชื้นได้ตํ่ากว่าเกรด FR-4,FR-5 และ FR-6

เกรด G-10   เป็นแผ่นวงจรพิมพ์ ชนิดอีพอกซี่ไฟเบอร์ไกลาส มีความแข็งแรงทางกลสูง มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าดีเยี่ยม
ลักษณะทั่วไปคล้ายกับเกรด FR-4 แต่ติดไฟยากกว่าแผ่นวงจรทั้งหมดที่กล่าวมานั้น ยังใช้วัสดุแบบเดิม ๆ ทําเป็นแผ่นฐาน ซึ่งยังมีแผ่นวงจร
พิมพ์ที่ใช้สารที่พัฒนาขึ้นมาใหม่เป็นแผ่นฐาน ได้แก่เกรด G-30 และเกรด G-60

เกรด G-30 ใช้ใยแก้วทอยึดตัวด้วยโพลีอะไมค์เรซินมีความคงตัวสามารถต้านทานต่อความชื้นสูงมีคุณสมบัติทาง
ไฟฟ้าดีเยี่ยม เหมาะสําหรับการนํามาใช้ทําแผ่นวงจรพิมพ์ชนิดมัลติเลเยอร์

เกรด G-60 เป็นแผ่นวงจรพิมพ์ชนิดพิเศษที่ใช้สารโพลีซัลโฟนเทอร์โมพลาสติก ทําเป็นแผ่นฐานเนื่องจากมีค่าความ
สูญเสียในไดอิเล็กตริกตํ่า สามารถควบคุมคุณสมบัติของไดอิเล็กตริกได้ง่าย นิยมใช้ในงานความถี่สูงมาก ๆ เป็นกิกะเฮิรตซ์ (GHZ) สําหรับ
ไมโครชิปเป็นต้น คุณสมบัติทางไดอิเล็กตริกและความสูญเสียในไดอิเล็กตริกของสารโพลีซัลไฟด์ที่ใช้กับย่านความถี่ไมโครเวฟ





แผ่นลายวงจรพิมพ์ หรือ พีซีบี (PCB ย่อจาก Printed Circuit Board) หรือนิยมเรียกว่า "แผ่นปรินท์ หรือ แผ่นแผงวงจรอิเลคทรอนิกส์"
เป็นแผงที่มีลายทองแดงนำไฟฟ้าอยู่ใช้สำหรับต่อวางอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เพื่อประกอบเป็นวงจร แทนการต่อวงจรด้วยสายไฟ ซึ่งมีความซับซ้อนและยุ่งยาก
โดยแผงวงจรนี้อาจมีเพียงด้านเดียว (Single side)หรือสองด้าน (Double side)หรือสามารถวางซ้อนกันได้หลายๆ ชั้น (Multi layer) ได้เช่นกัน ตามความต้องการของผู้ออกแบบ






PCB ชนิดหน้าเดียว (Single Side)


 PCB ที่มีเส้นลายวงจรเพื่อเชื่อมสัญญาณทางไฟฟ้าอยู่ด้านเดียวและมักจะใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์์อยู่ด้านตรงข้ามกับเส้นลายวงจร และมัก จะมี Silk Screen ด้านเดียวกับอุปกรณ์




PCB ชนิดสองหน้า (Double Side PCB)
แบบนี้จะมีทองแดงเคลือบอยู่ทั้ง 2 ด้าน ส่วนใหญ่ด้านหนึ่งมักจะปล่อยให้เป็นลายทองแดงเต็มแผ่นในลักษณะเป็น กราวน์เพลน (Ground Plane) โดยมีจุดประสงค์เพื่อลดสัญญาณรบกวน มักใช้ในวงจรเครื่องรับหรือเครื่องส่งวิทยุ


PCB ชนิดสองหน้า (Double Side Plate Through Hole)


 เป็น ชนิดที่มีลายทองสองด้านซึ่งประกอบไปด้วย ชั้นของแผ่นตัวนำสองด้านคือด้านบนและด้านล่างประกบกับชั้นซัพเตรดอยู่
PCB ที่มีเส้นลายวงจรเพื่อเชื่อมสัญญาณทางไฟฟ้าทั้งสองด้าน และภายในรูมักจะชุบด้วยทองแดงเพื่อเชื่อมสัญญาณระหว่างด้าน และ มักจะใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และมี Silk Screen ได้ทั้งสองด้าน



วัสดุที่นิยมนำมาใช้คือ ไฟเบอร์กลาสอิพ็อกซี่ แผ่นงวงจรลักษณะนี้จะเหมาะสำหรับงานที่มีตัวอุปกรณ์ที่มีความหนาแน่นมากซึ่ง

แผ่น PCB ประเภท Double-sided จะเหมาะสำหรับงานหรือวงจรที่ใช้ความถี่ปานกลางถึงความถี่สูง และยังสามารถเชื่อมต่อแบบ Plat through Hole (PTH) เพื่อให้เส้นทั้งสองเชื่อมต่อกันได้สั้นลงด้วย




PCB ชนิดหลายชั้น (Multi Layer)

 PCB ที่มีเส้นลายวงจรเพื่อเชื่อมสัญญาณทางไฟฟ้า ระหว่างชั้นใน (Inner Layer) 2,4..Layer และชั้นนอก (Outer Layer) และภายในรูมักจะชุบด้วยทองแดง เพื่อเชื่อมสัญญาณระหว่างชั้น และ มักจะใส่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และมี Silk Screen ได้ทั้งสองด้าน
 
เป็น แผ่นวงจรชนิดหลายชั้น แผ่นวงจรชนิดนี้จะประกอบไปด้วยชั้นของแผ่นตัวนำและซัพเตรดมากกว่าสองชั้น ขึ้นไป โดยการอัดชั้นต่างเข้าหากันโดยใช้ความร้อนและเครื่องอัดแรงดันสูงเหมาะ สำหรับงานที่มีความหนาแน่นของตัวอุปกรณ์สูงถึงสูงมาก

ชนิด ฟีนอลลิกอัดและชนิด อีพ็อกซี่ไฟเบอร์กลาส ซึ่งชนิด อีพ็อกซี่จะเป็นที่นิยมกันมากเพราะคุณสมบัติที่ดีคือการทนต่ออุณหภูมิที่สูง และไม่บิดงอได้ง่ายเหมือนกับชนิด ฟีนอลลิกซึ่งไม่เป็นที่นิยมและมีความต้านทานความชื้นต่ำทำให้สูญเสียความเป็นฉนวนง่ายจึงไม่เหมาะกับการใช้งานที่มีความถี่สูงๆ แต่ ยังพบเห็นได้บ้างตามงานที่ไม่เน้นคุณภาพที่สูงมากนักเพราะราคาของเจ่าฟีนอ ลลิกนั้นจะมีราคาที่ถูกกว่าชนิดอีพ็อกซี่มากซึ่งเป็นการลดต้นทุนทางการผลิต


นอกจากนี้ยังมีการเรียกแผ่นวงจรพิมพ์ ตามสารที่เป็นพื้นฉนวน เข่น แผ่นวงจรพิมพ์แบบเบกาไลต์ (Bakelite) ซึ่งใช้ เบกาไลต์เป็นฉนวน ส่วนใหญ่มักมีสีน้ำตาล แผ่นวงจรพิมพ์แบบกลาสอีพ๊อกซี่ (Glass Epoxy) ซึ่งจะใช้ใยแก้ว เป็นฉนวน มักมีสีต่าง ๆ แต่ส่วนใหญ่มักทำเป็นสีเขียวหรือสีฟ้า





Copper Thickness Measurement

Copper 1 Oz = 35 µm (1.4 mil)
บันทึกการเข้า
นักประดิษฐ์
Global Moderator
Hero Member
*****
กระทู้: 529



« ตอบ #1 เมื่อ: สิงหาคม 14, 2010, 08:50:35 PM »

โปรแกรมที่นิยมใช้ออกแบบ

Protel,Altium Designer
P-CAD
OrCAD
EAGLE โปรแกรมออกแบบ PCB หนึ่งเดียวที่ทำงานได้ 3 OS
PCB Wizard

บันทึกการเข้า
หน้า: [1]
  พิมพ์  
 
กระโดดไป:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.19 | SMF © 2006-2009, Simple Machines
SMFAds for Free Forums
Valid XHTML 1.0! Valid CSS!