2025-08-28
ภาพลักษณ์ที่ได้รับอนุญาตจากลูกค้า
แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นกระดูกสันหลังที่มองไม่เห็นของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด ตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงยานอวกาศ แต่ประสิทธิภาพของอุปกรณ์เหล่านี้ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ในการสร้างทั้งหมด โมเด็ม 5G ของสมาร์ทโฟนอาศัยวัสดุพื้นผิวที่มีการสูญเสียน้อยเพื่อหลีกเลี่ยงสัญญาณขาดหาย ในขณะที่ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ของรถยนต์ไฟฟ้า (EV) ต้องการฟอยล์ทองแดงทนความร้อนเพื่อรองรับกระแสไฟฟ้าสูง การเลือกใช้วัสดุที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร การทำงานซ้ำที่มีค่าใช้จ่ายสูง หรือแม้แต่ความเสี่ยงด้านความปลอดภัย (เช่น ความร้อนสูงเกินไปในอุปกรณ์ทางการแพทย์)
คู่มือนี้จะอธิบายรายละเอียดของวัสดุสำคัญที่ประกอบขึ้นเป็น PCB คุณสมบัติเฉพาะของวัสดุเหล่านั้น และวิธีการเลือกวัสดุที่เหมาะสมกับการใช้งานของคุณ เราจะครอบคลุมทุกอย่างตั้งแต่พื้นผิวฐานและฟอยล์ทองแดงนำไฟฟ้า ไปจนถึงมาสก์บัดกรีป้องกันและการเคลือบผิวที่ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือ พร้อมการเปรียบเทียบตามข้อมูลและการใช้งานจริงที่ปรับให้เหมาะกับมาตรฐานการผลิตของอเมริกา ไม่ว่าคุณจะออกแบบอุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคหรือส่วนประกอบสำคัญในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ การทำความเข้าใจวัสดุเหล่านี้เป็นกุญแจสำคัญในการสร้าง PCB ที่ทำงานได้ยาวนานและเป็นไปตามเป้าหมายด้านต้นทุน
ประเด็นสำคัญ
ก. วัสดุพื้นผิว (เช่น FR4, Rogers, polyimide) กำหนดประสิทธิภาพทางความร้อน ไฟฟ้า และกลไกของ PCB—FR4 เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันสำหรับผู้บริโภค 80% ในขณะที่ Rogers ทำได้ดีในงานออกแบบ 5G/mmWave
ข. ความหนาของฟอยล์ทองแดง (1oz–5oz) และชนิด (อิเล็กโทรไลติกเทียบกับรีด) ส่งผลต่อความสามารถในการรับกระแสไฟฟ้า: ทองแดง 2oz รองรับกระแสไฟฟ้า 30A+ (สำคัญสำหรับ EV) ในขณะที่ทองแดงรีดมีความยืดหยุ่นสำหรับอุปกรณ์สวมใส่
ค. มาสก์บัดกรี (ส่วนใหญ่เป็น LPI สีเขียว) ป้องกันร่องรอยจากการกัดกร่อนและสะพานบัดกรี โดยมีรุ่นทนอุณหภูมิสูง (Tg ≥150°C) ที่จำเป็นสำหรับ PCB ในยานยนต์และอุตสาหกรรม
ง. การเคลือบผิว (ENIG, HASL, ENEPIG) กำหนดความสามารถในการบัดกรีและอายุการใช้งาน: ENEPIG เป็นมาตรฐานทองคำสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์/การบินและอวกาศ ในขณะที่ HASL ยังคงคุ้มค่าสำหรับอุปกรณ์ที่มีความน่าเชื่อถือต่ำ
จ. ข้อผิดพลาดในการเลือกวัสดุทำให้ PCB ล้มเหลว 35% (ข้อมูล IPC)—การจับคู่วัสดุให้ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชัน (เช่น อุณหภูมิ ความถี่ กระแสไฟฟ้า) ช่วยลดอัตราความล้มเหลวในภาคสนามลง 50%
1. วัสดุพื้นผิว PCB: รากฐานของประสิทธิภาพ
พื้นผิวคือฐานที่ไม่นำไฟฟ้าที่ยึดร่องรอยทองแดง ส่วนประกอบ และเลเยอร์ PCB อื่นๆ เป็นตัวเลือกวัสดุที่มีผลกระทบมากที่สุด เนื่องจากเป็นตัวกำหนด:
ก. การนำความร้อน: PCB ระบายความร้อนได้ดีเพียงใด (สำคัญสำหรับส่วนประกอบกำลังสูง เช่น IGBT)
ข. ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk): ฉนวนสัญญาณไฟฟ้าได้ดีเพียงใด (Dk ต่ำ = ประสิทธิภาพความถี่สูงที่ดีกว่า)
ค. ความแข็งแรงเชิงกล: ความต้านทานต่อการบิด งอ หรือแตก (สำคัญสำหรับสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน)
ด้านล่างนี้คือวัสดุพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป พร้อมการเปรียบเทียบโดยละเอียดเพื่อเป็นแนวทางในการเลือก:
วัสดุพื้นผิว
|
การนำความร้อน (W/m·K)
|
ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk @ 1GHz)
|
อุณหภูมิใช้งานสูงสุด (°C)
|
ความยืดหยุ่น
|
ต้นทุน (เทียบกับ FR4)
|
เหมาะสำหรับ
|
FR4 (High-Tg)
|
0.3–0.4
|
4.2–4.6
|
130–150
|
แข็ง
|
1x
|
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (โทรศัพท์ ทีวี) เซ็นเซอร์ IoT
|
Rogers RO4350
|
0.6
|
3.48
|
180
|
แข็ง
|
5x
|
5G/mmWave (28GHz+), ตัวรับส่งสัญญาณดาต้าเซ็นเตอร์
|
Polyimide
|
0.2–0.4
|
3.0–3.5
|
200
|
ยืดหยุ่น
|
4x
|
อุปกรณ์สวมใส่ (สมาร์ทวอทช์) โทรศัพท์พับได้ การบินและอวกาศ
|
Aluminum Core (MCPCB)
|
1–5
|
4.0–4.5
|
150
|
แข็ง
|
2x
|
ไฟ LED กำลังสูง, โมดูลชาร์จ EV
|
PTFE (Teflon)
|
0.25–0.35
|
2.1–2.3
|
260
|
แข็ง/ยืดหยุ่น
|
8x
|
ความถี่สูงพิเศษ (60GHz+), เรดาร์ทางทหาร
|
เหตุใดการเลือกพื้นผิวจึงมีความสำคัญ
ก. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: FR4 เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้ดี—ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพทางความร้อนที่เพียงพอ (0.3 W/m·K) รองรับความต้องการพลังงาน 1–5W ของสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต PCB FR4 6 เลเยอร์ใน iPhone 15 มีราคา ~ (2.50, เทียบกับ )12.50 สำหรับ Rogers ที่เทียบเท่า
ข. 5G/โทรคมนาคม: Dk ต่ำของ Rogers RO4350 (3.48) ช่วยลดการสูญเสียสัญญาณที่ 28GHz ทำให้จำเป็นสำหรับสถานีฐาน 5G หากไม่มีสัญญาณ 5G จะลดลง 40% บนร่องรอย 10 ซม.
ค. การบินและอวกาศ: พื้นผิว Polyimide ทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ -55°C ถึง 200°C และทนทานต่อรังสี ทำให้เหมาะสำหรับ PCB ของดาวเทียม กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ของ NASA ใช้ PCB ที่ใช้ polyimide สำหรับเครื่องมือไครโอเจนิค
ง. EV: พื้นผิว Aluminum core (MCPCB) ในอินเวอร์เตอร์ EV ระบายความร้อนได้เร็วกว่า FR4 3 เท่า ทำให้รักษาอุณหภูมิรอยต่อ IGBT ให้อยู่ต่ำกว่า 125°C (เกณฑ์สำหรับการควบคุมความร้อน)
2. ฟอยล์ทองแดง: กระดูกสันหลังนำไฟฟ้า
ฟอยล์ทองแดงเป็นวัสดุนำไฟฟ้าที่สร้างร่องรอย ระนาบ และแผ่นรอง—นำสัญญาณไฟฟ้าและพลังงานข้าม PCB ความหนา ชนิด และความบริสุทธิ์ส่งผลโดยตรงต่อความจุของกระแสไฟฟ้า ความยืดหยุ่น และต้นทุน
ข้อมูลจำเพาะที่สำคัญของฟอยล์ทองแดง
ก. ความหนา: วัดเป็น “ออนซ์ (oz)” (1oz = ความหนา 35μm) ตัวเลือกทั่วไป:
1oz: เหมาะสำหรับสัญญาณกระแสไฟต่ำ (≤10A) ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
2oz: รองรับกระแสไฟฟ้า 10–30A (EV BMS, ไดรฟ์มอเตอร์อุตสาหกรรม)
3–5oz: สำหรับแอปพลิเคชันกำลังสูง (50A+) เช่น อินเวอร์เตอร์ EV หรืออุปกรณ์เชื่อม
ข. ชนิด: สองรูปแบบหลัก แต่ละแบบเหมาะสำหรับความต้องการเฉพาะ:
ชนิดฟอยล์ทองแดง
|
วิธีการผลิต
|
คุณสมบัติหลัก
|
ต้นทุน (สัมพัทธ์)
|
เหมาะสำหรับ
|
Electrolytic (ED)
|
การชุบทองแดงด้วยไฟฟ้าบนดรัม
|
ต้นทุนต่ำ การนำไฟฟ้าดี แข็ง
|
1x
|
PCB แบบแข็ง (FR4) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคจำนวนมาก
|
Rolled (RA)
|
การรีดแท่งทองแดงเป็นฟอยล์
|
ความเหนียวสูง ยืดหยุ่น ผิวขรุขระต่ำ
|
2x
|
PCB แบบยืดหยุ่น (อุปกรณ์สวมใส่) การออกแบบความถี่สูง (การสูญเสียสัญญาณต่ำ)
|
ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับฟอยล์ทองแดง
ก. ความจุของกระแสไฟฟ้า: ร่องรอยทองแดงกว้าง 1 มม. 2oz รองรับ ~30A ที่ 25°C (มาตรฐาน IPC-2221) สำหรับกระแสไฟฟ้าที่สูงขึ้น ให้ใช้ร่องรอยที่กว้างขึ้น (เช่น กว้าง 2 มม. 2oz = 50A) หรือฟอยล์ที่หนากว่า (3oz = 45A สำหรับความกว้าง 1 มม.)
ข. ความขรุขระของพื้นผิว: ทองแดงรีดมีพื้นผิวที่เรียบกว่า (Ra <0.5μm) กว่าอิเล็กโทรไลติก (Ra 1–2μm) ลดการสูญเสียสัญญาณที่ความถี่สูง (28GHz+) ทำให้เหมาะสำหรับ PCB 5G mmWave
ค. ความยืดหยุ่น: ทองแดงรีดทนต่อรอบการโค้งงอ 10,000+ รอบ (เทียบกับ 1,000 สำหรับอิเล็กโทรไลติก) ซึ่งมีความสำคัญสำหรับโทรศัพท์พับได้หรือเซ็นเซอร์แบบสวมใส่
ตัวอย่าง: Model Y BMS ของ Tesla ใช้ฟอยล์ทองแดงอิเล็กโทรไลติก 2oz สำหรับระนาบพลังงาน—สมดุลระหว่างต้นทุนและความจุของกระแสไฟฟ้า (30A ต่อร่องรอย) ในขณะที่ทำให้ PCB บางพอที่จะใส่ในชุดแบตเตอรี่
3. มาสก์บัดกรี: การปกป้องร่องรอยและการป้องกันไฟฟ้าลัดวงจร
ก. มาสก์บัดกรีเป็นฟิล์มของเหลวหรือแห้งที่ใช้กับร่องรอยทองแดง (ยกเว้นแผ่นรอง) เพื่อ:
ข. ป้องกันทองแดงจากการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน
ค. ป้องกันสะพานบัดกรีโดยไม่ได้ตั้งใจระหว่างร่องรอยที่อยู่ติดกัน (พบได้ทั่วไปใน PCB ความหนาแน่นสูง)
ง. ฉนวนร่องรอยจากความชื้น ฝุ่น และสารเคมี
ชนิดมาสก์บัดกรีทั่วไป
มาสก์บัดกรี Liquid Photoimageable (LPI) ใช้ใน PCB สมัยใหม่ 95%—ใช้เป็นของเหลว สัมผัสกับแสง UV (ผ่านโฟโตมาสก์) และพัฒนาเพื่อปล่อยให้แผ่นรองไม่มีการปกปิด ชนิดอื่นๆ (ฟิล์มแห้ง พิมพ์สกรีน) พบได้ยากในปัจจุบันเนื่องจากความแม่นยำที่ต่ำกว่า
คุณสมบัติมาสก์บัดกรี
|
LPI มาตรฐาน (สีเขียว)
|
LPI อุณหภูมิสูง
|
LPI แบบยืดหยุ่น (ใช้ Polyimide)
|
Tg (อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว)
|
130°C
|
150–180°C
|
180°C
|
สี
|
สีเขียว (ทั่วไปที่สุด)
|
สีเขียว ดำ ขาว
|
ใส ดำ
|
ความทนทานต่อสารเคมี
|
ดี (ทนต่อฟลักซ์ น้ำยาทำความสะอาด)
|
ดีเยี่ยม (ทนต่อน้ำมัน ตัวทำละลาย)
|
ดีเยี่ยม (ทนต่อของเหลวในร่างกายสำหรับอุปกรณ์สวมใส่)
|
ต้นทุน (สัมพัทธ์)
|
1x
|
1.5x
|
2.5x
|
เหมาะสำหรับ
|
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค
|
ยานยนต์ อุตสาหกรรม
|
อุปกรณ์สวมใส่ PCB แบบยืดหยุ่น
|
เหตุใดสีมาสก์บัดกรีจึงมีความสำคัญ
ก. สีเขียว: มาตรฐานอุตสาหกรรม—ราคาไม่แพง ง่ายต่อการตรวจสอบ (ตัดกับทองแดง) และเข้ากันได้กับกระบวนการส่วนใหญ่
ข. สีดำ: เป็นที่นิยมในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์ (เช่น สมาร์ทโฟนระดับพรีเมียม) เพื่อความสวยงาม แต่ตรวจสอบยากกว่า (ต้องใช้แสง UV เพื่อตรวจสอบข้อบกพร่อง)
ค. สีขาว: ใช้ใน PCB LED—สะท้อนแสงเพื่อเพิ่มความสว่างของ LED 15%
หมายเหตุสำคัญ: LPI อุณหภูมิสูง (Tg ≥150°C) เป็นข้อบังคับสำหรับ PCB ในยานยนต์ ซึ่งทำงานในสภาพแวดล้อมใต้ฝากระโปรง (125°C+) LPI มาตรฐาน (Tg 130°C) จะอ่อนตัวลงหรือหลุดออก ทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
4. หมึกพิมพ์ซิลค์สกรีน: การติดฉลากและการระบุ
หมึกพิมพ์ซิลค์สกรีนเป็นเลเยอร์สุดท้ายที่ใช้กับ PCB—พิมพ์ข้อความ โลโก้ การอ้างอิงส่วนประกอบ (เช่น “R1,” “U2”) และเครื่องหมายขั้ว เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการประกอบ (การแนะนำตำแหน่งส่วนประกอบ) และการบำรุงรักษา (การระบุชิ้นส่วนสำหรับการซ่อมแซม)
ชนิดหมึกพิมพ์ซิลค์สกรีน
หมึกส่วนใหญ่เป็นแบบอีพ็อกซี (ทนความร้อนและสารเคมี) หรือแบบบ่มด้วย UV (แห้งเร็วสำหรับการผลิตจำนวนมาก) ข้อควรพิจารณาที่สำคัญ:
ชนิดหมึก
|
วิธีการบ่ม
|
ความทนทานต่อการขัดถู
|
ความทนทานต่ออุณหภูมิ
|
เหมาะสำหรับ
|
แบบอีพ็อกซี
|
ความร้อน (120–150°C)
|
ดีเยี่ยม (ทนต่อการถู 1,000 ครั้ง)
|
150°C
|
PCB อุตสาหกรรม ยานยนต์
|
แบบบ่มด้วย UV
|
แสง UV (30–60 วินาที)
|
ดี (500–800 ครั้ง)
|
130°C
|
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค การผลิตจำนวนมาก
|
ซิลค์สกรีนนำไฟฟ้า
|
ความร้อน/UV
|
ปานกลาง
|
120°C
|
จัมเปอร์กระแสไฟต่ำ (แทนที่ร่องรอย)
|
แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับซิลค์สกรีน
ก. ขนาดตัวอักษร: ใช้ข้อความสูงอย่างน้อย 0.8 มม.—ข้อความที่เล็กกว่าอ่านยากและอาจเลอะเลือนระหว่างการประกอบ
ข. ระยะห่าง: เก็บหมึกให้ห่างจากแผ่นรอง 0.1 มม.—หมึกบนแผ่นรองป้องกันการบัดกรี (สาเหตุหลักของการประกอบข้อบกพร่อง)
ค. ความทนทาน: หมึกอีพ็อกซีเป็นที่ต้องการสำหรับ PCB อุตสาหกรรม ซึ่งอาจต้องทำความสะอาดหรือจัดการบ่อยครั้ง
ตัวอย่าง: โรงงานซ่อมไดรฟ์มอเตอร์อุตสาหกรรมอาศัยซิลค์สกรีนอีพ็อกซีเพื่อระบุตัวต้านทานที่ผิดพลาด (“R45”)—หากไม่มีการติดฉลากที่ชัดเจน เวลาในการซ่อมแซมจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ทำให้เสียค่าใช้จ่าย 500 ดอลลาร์/ชั่วโมงในเวลาหยุดทำงาน
5. การเคลือบผิว PCB: การรับประกันความสามารถในการบัดกรีและอายุการใช้งาน
การเคลือบผิวเคลือบแผ่นรองทองแดงที่เปิดออกเพื่อ:
ก. ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน (ซึ่งทำให้ความสามารถในการบัดกรีเสีย)
ข. ปรับปรุงความน่าเชื่อถือของข้อต่อบัดกรี
ค. ยืดอายุการเก็บรักษา PCB (จาก 6 เดือนเป็น 2+ ปี)
นี่เป็นหนึ่งในตัวเลือกวัสดุที่สำคัญที่สุด—การเคลือบผิวที่ไม่ดีทำให้เกิดความล้มเหลวในการบัดกรี 25% (ข้อมูล IPC) ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบตัวเลือกทั่วไป:
การเคลือบผิว
|
ความหนา
|
ความสามารถในการบัดกรี
|
ความทนทานต่อการกัดกร่อน
|
อายุการเก็บรักษา
|
ต้นทุน (สัมพัทธ์)
|
เหมาะสำหรับ
|
HASL (การปรับระดับบัดกรีด้วยลมร้อน)
|
5–20μm Sn-Pb/Sn-Cu
|
ดี (เปียกเร็ว)
|
ปานกลาง (สเปรย์เกลือ 500 ชม.)
|
12 เดือน
|
1x
|
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคต้นทุนต่ำ (ทีวี ของเล่น)
|
ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold)
|
2–5μm Ni + 0.05μm Au
|
ดีมาก (ข้อต่อที่สม่ำเสมอ)
|
ดีเยี่ยม (สเปรย์เกลือ 1,000 ชม.)
|
18 เดือน
|
2.5x
|
5G, โทรคมนาคม, สมาร์ทโฟนระดับกลาง
|
ENEPIG (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold)
|
2–5μm Ni + 0.1μm Pd + 0.05μm Au
|
ดีเยี่ยม (ไม่มี “แผ่นรองสีดำ”)
|
ดีเยี่ยม (สเปรย์เกลือ 1,500 ชม.)
|
24+ เดือน
|
3x
|
อุปกรณ์ทางการแพทย์, การบินและอวกาศ, EV ADAS
|
OSP (สารกันบูดความสามารถในการบัดกรีแบบออร์แกนิก)
|
0.1–0.3μm ฟิล์มออร์แกนิก
|
ดี (อายุการเก็บรักษาสั้น)
|
ต่ำ (สเปรย์เกลือ 300 ชม.)
|
6 เดือน
|
1.2x
|
อุปกรณ์ที่มีอายุการใช้งานสั้น (เครื่องมือทางการแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง)
|
เหตุใดการเลือกการเคลือบผิวจึงเป็นสิ่งที่ไม่สามารถต่อรองได้
ก. อุปกรณ์ทางการแพทย์: ENEPIG เป็นข้อบังคับ—หลีกเลี่ยง “แผ่นรองสีดำ” (สารประกอบนิกเกิล-ทองคำที่เปราะซึ่งทำให้ข้อต่อล้มเหลว) และทนต่อการฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งฆ่าเชื้อ (134°C, แรงดัน 2 บาร์)
ข. การบินและอวกาศ: อายุการเก็บรักษา 18 เดือนของ ENIG ช่วยให้มั่นใจได้ว่า PCB ยังคงสามารถบัดกรีได้ในระหว่างการจัดเก็บเป็นเวลานาน (เช่น ส่วนประกอบดาวเทียมที่เก็บไว้เป็นเวลา 2 ปีก่อนการเปิดตัว)
ค. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: HASL คุ้มค่าสำหรับทีวีหรือของเล่น ซึ่ง PCB ประกอบอย่างรวดเร็วและเปลี่ยนทุกๆ 2–3 ปี
ง. EV: ENEPIG ใช้ใน PCB เรดาร์ ADAS—ความทนทานต่อการกัดกร่อน (สเปรย์เกลือ 1,500 ชม.) ป้องกันความล้มเหลวจากเกลือบนถนนและความชื้น
6. กรอบการเลือกวัสดุ: วิธีการเลือกชุดค่าผสมที่เหมาะสม
ด้วยตัวเลือกมากมาย การเลือกวัสดุ PCB อาจรู้สึกท่วมท้น ใช้กรอบงาน 4 ขั้นตอนนี้เพื่อจัดตำแหน่งวัสดุให้สอดคล้องกับการใช้งานของคุณ:
ขั้นตอนที่ 1: กำหนดข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
ก. ไฟฟ้า: ความถี่สูงสุดเท่าใด (เช่น 28GHz สำหรับ 5G) หรือกระแสไฟฟ้า (เช่น 30A สำหรับ EV BMS) ต้องใช้พื้นผิว Dk ต่ำ (Rogers) และทองแดงหนา (2oz+) เพื่อประสิทธิภาพสูง
ข. ความร้อน: อุณหภูมิการทำงานสูงสุดเท่าใด (เช่น 150°C สำหรับยานยนต์) เลือกพื้นผิว Tg สูง (FR4 Tg 170°C) และ MCPCB สำหรับการกระจายความร้อน
ค. กลไก: PCB จะงอ (อุปกรณ์สวมใส่) หรือทนต่อการสั่นสะเทือน (การบินและอวกาศ) หรือไม่ พื้นผิว polyimide แบบยืดหยุ่นและทองแดงรีดมีความสำคัญที่นี่
ขั้นตอนที่ 2: พิจารณาต้นทุนเทียบกับมูลค่า
ก. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค: จัดลำดับความสำคัญของวัสดุต้นทุนต่ำ (FR4, ทองแดงอิเล็กโทรไลติก 1oz, HASL) เพื่อให้เป็นไปตามจุดราคา (เช่น สมาร์ทโฟนราคา 200 ดอลลาร์ไม่สามารถจ่ายพื้นผิว Rogers ได้)
ข. ความน่าเชื่อถือสูง (การแพทย์/การบินและอวกาศ): ลงทุนในวัสดุระดับพรีเมียม (ENEPIG, polyimide, Rogers)—(10 ดอลลาร์พิเศษต่อ PCB หลีกเลี่ยง) การเรียกร้องการรับประกัน 100k+ หรือค่าปรับด้านกฎระเบียบ
ขั้นตอนที่ 3: ตรวจสอบความเข้ากันได้ในการผลิต
ก. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุทำงานร่วมกับกระบวนการประกอบของคุณ:
PCB แบบยืดหยุ่นต้องใช้ทองแดงรีดและมาสก์บัดกรี polyimide—ทองแดงอิเล็กโทรไลติกจะแตกหักระหว่างการงอ
การผลิตจำนวนมาก (PCB 100k+) ได้ประโยชน์จากซิลค์สกรีนแบบบ่มด้วย UV (การบ่มอย่างรวดเร็ว) เทียบกับอีพ็อกซี (ช้ากว่า)
ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบการปฏิบัติตาม
ก. ยานยนต์: วัสดุต้องเป็นไปตาม IATF 16949 (เช่น มาสก์บัดกรี Tg สูง, ENEPIG)
ข. การแพทย์: ISO 13485 กำหนดให้ใช้วัสดุที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ (เช่น ENEPIG, polyimide)
ค. ตลาดโลก: การปฏิบัติตาม RoHS ห้ามใช้ตะกั่ว—เลือก HASL ที่ปราศจากตะกั่ว (Sn-Cu) หรือ ENIG
7. ชุดค่าผสมวัสดุในโลกแห่งความเป็นจริงตามอุตสาหกรรม
เพื่อให้การเลือกวัสดุเป็นรูปธรรม นี่คือชุดค่าผสมที่พิสูจน์แล้วสำหรับการใช้งานทั่วไป:
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค (PCB หลักของสมาร์ทโฟน)
1. พื้นผิว: High-Tg FR4 (Tg 170°C)
2. ฟอยล์ทองแดง: อิเล็กโทรไลติก 1oz (เลเยอร์สัญญาณ), อิเล็กโทรไลติก 2oz (ระนาบพลังงาน)
3. มาสก์บัดกรี: LPI สีเขียวมาตรฐาน (Tg 130°C)
4. ซิลค์สกรีน: อีพ็อกซีแบบบ่มด้วย UV (ข้อความ 0.8 มม.)
5. การเคลือบผิว: ENIG (สมดุลระหว่างความสามารถในการบัดกรีและต้นทุน)
6. เหตุผลที่ใช้งานได้: FR4 ช่วยลดต้นทุน ทองแดง 2oz รองรับกระแสไฟชาร์จ (15A) และ ENIG ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการบัดกรี BGA ที่เชื่อถือได้ (ระยะพิทช์ 0.4 มม.)
ยานยนต์ (PCB อินเวอร์เตอร์ EV)
1. พื้นผิว: Aluminum core (MCPCB)
2. ฟอยล์ทองแดง: อิเล็กโทรไลติก 3oz (รองรับกระแสไฟฟ้า 50A)
3. มาสก์บัดกรี: High-Tg LPI (Tg 180°C)
4. ซิลค์สกรีน: แบบอีพ็อกซี (ทนต่อน้ำมัน/สารเคมี)
5. การเคลือบผิว: ENEPIG (ความทนทานต่อการกัดกร่อน ไม่มีแผ่นรองสีดำ)
6. เหตุผลที่ใช้งานได้: MCPCB กระจายความร้อน IGBT, ทองแดง 3oz นำกระแสไฟฟ้าสูง และ ENEPIG ทนต่อสภาวะใต้ฝากระโปรง
การแพทย์ (PCB ตัวควบคุมเครื่องกระตุ้นหัวใจ)
1. พื้นผิว: Polyimide (ยืดหยุ่น เข้ากันได้ทางชีวภาพ)
2. ฟอยล์ทองแดง: รีด 1oz (ยืดหยุ่น ผิวขรุขระต่ำ)
3. มาสก์บัดกรี: LPI แบบยืดหยุ่น (ใช้ polyimide เข้ากันได้ทางชีวภาพ)
4. ซิลค์สกรีน: อีพ็อกซี (ทนต่อของเหลวในร่างกาย)
5. การเคลือบผิว: ENEPIG (ทนต่อการฆ่าเชื้อ อายุการเก็บรักษานาน)
6. เหตุผลที่ใช้งานได้: Polyimide งอตามการเคลื่อนไหวของร่างกาย ทองแดงรีดหลีกเลี่ยงการแตกร้าว และ ENEPIG เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 13485
การบินและอวกาศ (PCB การสื่อสารผ่านดาวเทียม)
1. พื้นผิว: PTFE (Dk ต่ำสำหรับสัญญาณ 60GHz)
2. ฟอยล์ทองแดง: รีด 2oz (ทนต่อรังสี)
3. มาสก์บัดกรี: High-Tg LPI (Tg 180°C, ทนต่อรังสี)
4. ซิลค์สกรีน: อีพ็อกซี (ทนต่อการเปลี่ยนแปลงสุญญากาศและอุณหภูมิ)
5. การเคลือบผิว: ENIG (อายุการเก็บรักษา 18 เดือน)
6. เหตุผลที่ใช้งานได้: PTFE ช่วยลดการสูญเสียสัญญาณในอวกาศ ทองแดงรีดทนทานต่อความเสียหายจากรังสี และ ENIG ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสามารถในการบัดกรีหลังจากการจัดเก็บเป็นเวลานาน
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับวัสดุ PCB
ถาม: ฉันสามารถผสมวัสดุพื้นผิวที่แตกต่างกันใน PCB เดียวได้หรือไม่
ตอบ: ได้—PCB “ไฮบริด” ผสมผสานวัสดุเพื่อความต้องการเฉพาะ ตัวอย่างเช่น PCB เราเตอร์ 5G อาจใช้ Rogers สำหรับส่วน mmWave (Dk ต่ำ) และ FR4 สำหรับส่วนที่เหลือ (การประหยัดต้นทุน) เพียงตรวจสอบให้แน่ใจว่าวัสดุมี CTE (ค่าสัมประสิทธิ์การขยาย
ส่งข้อสอบของคุณตรงมาหาเรา