แผงวงจรพิมพ์คืออะไรและเหตุใดจึงสำคัญ
วิธีเลือก PCB ที่เหมาะสม: FR4 กับ Rigid-Flex
เจาะลึก: พารามิเตอร์และแอปพลิเคชัน FR4 พีซีบี
เจาะลึก: พารามิเตอร์และแอปพลิเคชัน Rigid Flex PCB
คำถามทั่วไปเกี่ยวกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
ทำไมถึงเลือกพวกเรา (Fanyway) และติดต่อเรา
แผงวงจรพิมพ์ (PCB)เป็นแกนหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิด ตั้งแต่อุปกรณ์สำหรับผู้บริโภคไปจนถึงระบบควบคุมทางอุตสาหกรรม บอร์ดนี้ให้การสนับสนุนทางกลและการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ในโลกที่ขับเคลื่อนด้วยอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน การออกแบบ วัสดุ และคุณภาพการผลิตของ PCB มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพ ความน่าเชื่อถือ และต้นทุน
โดยให้วิธีเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ เข้าด้วยกัน ทำซ้ำได้ และเชื่อถือได้
รับประกันความสมบูรณ์ของสัญญาณ การกระจายพลังงาน และการจัดการระบายความร้อน
ด้วยแนวโน้มต่างๆ เช่น การย่อขนาด 5G, AI และ IoT PCB ขั้นสูง (เช่น HDI, Rigid-Flex) จึงกลายเป็นศูนย์กลางของนวัตกรรม
ตลาด PCB ทั่วโลกคาดว่าจะสูงถึง 117.53 พันล้านดอลลาร์สหรัฐภายในปี 2575 ซึ่งสะท้อนถึงความต้องการที่แข็งแกร่ง
เมื่อเลือก PCB คุณมักจะต้องเผชิญกับการตัดสินใจระหว่างFR4 (แข็ง)และRigid-Flex (ลูกผสมระหว่างแข็ง + ยืดหยุ่น)- ตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับข้อจำกัดทางกล ไฟฟ้า และการออกแบบของผลิตภัณฑ์ของคุณ ด้านล่างนี้คือคำถามชี้แนะ “อย่างไร / ทำไม / อะไร” เพื่อช่วยคุณตัดสินใจ:
| การพิจารณา | คำถามสำคัญ | คำแนะนำทั่วไป |
|---|---|---|
| ความเครียดทางกลและการดัดงอ | บอร์ดจะต้องโค้งงอหรืองอมากน้อยเพียงใดตลอดวงจรการใช้งาน? | ใช้ Rigid-Flex หากจำเป็นต้องโค้งงอหรือพับบ่อยครั้ง FR4 ถ้าบอร์ดยังแบนอยู่ |
| ข้อจำกัดด้านพื้นที่และน้ำหนัก | เหตุใดน้ำหนักหรือความกะทัดรัดจึงมีความสำคัญ | Rigid-Flex สามารถลดความจำเป็นในการเชื่อมต่อและการเดินสายไฟระหว่างบอร์ด ช่วยประหยัดพื้นที่และน้ำหนัก |
| ต้นทุนและผลตอบแทน | งบประมาณและปริมาณที่คาดหวังของคุณคือเท่าไร? | FR4 ง่ายกว่าและคุ้มต้นทุนในปริมาณมาก Rigid-Flex มีความซับซ้อนและต้นทุนกระบวนการสูงกว่า |
| ความสมบูรณ์ของสัญญาณและการนับเลเยอร์ | รอยของคุณมีกี่ชั้น/หนาแค่ไหน? | ทั้งสองสามารถรองรับการนับเลเยอร์ได้สูง แต่แบบยืดหยุ่นแข็งอาจช่วยในการกำหนดเส้นทางในพื้นที่จำกัด |
| ความร้อน การสั่นสะเทือน ความน่าเชื่อถือ | เหตุใดจึงให้ความสำคัญกับความทนทานและความน่าเชื่อถือ? | Rigid-Flex มักจะทำงานได้ดีกว่าภายใต้แรงกระแทกและการสั่นสะเทือน แต่ต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง |
ตอนนี้เรามาตรวจสอบรายละเอียดทั้งสองสายพันธุ์กัน
FR4 เป็นสารตั้งต้นที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับ PCB ที่มีความแข็ง “FR” ย่อมาจากสารหน่วงไฟและ “4” คือเกรดของวัสดุ ประกอบด้วยผ้าใยแก้วทอพร้อมสารยึดเกาะอีพอกซีเรซิน
ด้านล่างนี้เป็นตารางทั่วไปFR4 พีซีบีพารามิเตอร์ (ตัวเลขเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปตามซัพพลายเออร์และเกรด Tg):
| พารามิเตอร์ | ค่าทั่วไป / ช่วง | หมายเหตุ/ความสำคัญ |
|---|---|---|
| ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (Dk) | 3.8 – 4.8 (ที่ 1 MHz) | ส่งผลต่อการควบคุมอิมพีแดนซ์และการหน่วงเวลาของสัญญาณ |
| ปัจจัยการกระจาย (Df) | ~0.009 (ที่ 1 เมกะเฮิรตซ์) | การสูญเสียแทนเจนต์: การสูญเสียสัญญาณในความถี่สูง |
| ความแรงทางไฟฟ้า | 800 – 1800 โวลต์/มิล | ความแข็งแรงในการสลายอิเล็กทริก |
| Tg (อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว) | 130°ซ, 140°ซ, 150°ซ, 170°ซ | Tg ที่สูงขึ้นทำให้ความน่าเชื่อถือทางความร้อนดีขึ้น |
| ความหนาของบอร์ด | 0.4 มม. – 3.2 มม. (ทั่วไป) | ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดทางกลไก/ความพอดี |
| ความหนาของทองแดง | 1 ออนซ์ (35 µm), 2 ออนซ์, 3 ออนซ์, 4 ออนซ์ | ทองแดงที่หนักกว่าสำหรับเส้นทางกระแสที่สูงขึ้น |
| การติดตามขั้นต่ำ / ระยะห่าง | ~4 มิล (0.1 มม.) หรือดีกว่า | ขึ้นอยู่กับความสามารถในการผลิต |
| การตกแต่งพื้นผิว | ENIG, HASL, OSP, Immersion Ag ฯลฯ | ส่งผลต่อความสามารถในการบัดกรีและความน่าเชื่อถือ |
เครื่องใช้ไฟฟ้า (สมาร์ทโฟน อุปกรณ์สวมใส่ เครื่องใช้ไฟฟ้า)
บอร์ดควบคุมอุตสาหกรรม บอร์ด AD พาวเวอร์ซัพพลาย
เมื่อกระดานยังคงแบน โดยไม่ต้องพับหรืองอ
ไม่สามารถโค้งงอหรืองอได้โดยไม่เสี่ยงต่อการแตกร้าวหรือหลุดล่อน (เนื่องจากกระจกแข็ง+โครงสร้างอีพอกซี)
สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หลายส่วนขนาดกะทัดรัดที่ต้องการการเชื่อมต่อระหว่างกันแบบยืดหยุ่น อาจเลือกใช้แบบแข็ง-ดิ้น
PCB แบบแข็งรวมส่วนวงจรแข็ง (โดยทั่วไปคือ FR4) และส่วนวงจรแบบยืดหยุ่น (โพลีอิไมด์ โพลีเอสเตอร์ ฯลฯ) ไว้ในบอร์ดรวมเพียงตัวเดียว ช่วยให้สามารถโค้งงอ พับ และมีโครงสร้าง 3 มิติ ในขณะที่ยังคงการรองรับที่แข็งแกร่งสำหรับการติดตั้งส่วนประกอบ
การออกแบบจะต้องจัดการโซนดิ้นอย่างระมัดระวัง (รัศมีการโค้งงอ การซ้อนชั้น การเปลี่ยนผ่านของทองแดง)
ชั้นแข็งและชั้นยืดหยุ่นถูกเคลือบด้วยการควบคุมการยึดเกาะและการยึดเกาะ
วัสดุดัดงอทั่วไป: ฟิล์มโพลีอิไมด์ ฟิล์มเคลือบ ชั้นกาว
มุมพับต่อชั้นมีจำกัด (เช่น โพลีอิไมด์มักจะ ~0.5–2° ต่อชั้น)
จากข้อมูลอ้างอิงในอุตสาหกรรม:
| รายการ | พารามิเตอร์ / ความสามารถ | หมายเหตุ |
|---|---|---|
| ความหนาของบอร์ดแบบแข็ง + แบบยืดหยุ่น | 0.25 มม. ถึง 6.0 มม. (รวม) | ขึ้นอยู่กับการผสมเลเยอร์และโครงสร้าง |
| เลเยอร์ | มากถึง 32 ชั้นในบางดีไซน์ | การผสมผสานแบบแข็ง + แบบยืดหยุ่นหลายชั้น |
| การติดตามขั้นต่ำ / ระยะห่าง | 0.075 มม. / 0.075 มม. (3 ล้าน) | บริเวณดิ้นที่มีความหนาแน่นสูง |
| ขนาดรูขั้นต่ำ / ขนาดแผ่น | 0.10 มม. / 0.35 มม | สำหรับไมโครเวีย รูทะลุ ฯลฯ |
| ความหนาทองแดงสูงสุด | 4 ออนซ์ (ส่วนที่แข็ง) | สำหรับกระแสหนักส่วนแข็งเกร็ง |
| ทองแดงดิ้น (ส่วนดิ้น) | 0.5 – 2 ออนซ์ | ทองแดงที่เบากว่าบนพื้นที่ดิ้น |
| ตัวเลือกการตกแต่งพื้นผิว | ENIG, การแช่ Ag, OSP, HASL ฯลฯ | สำหรับทั้งส่วนที่แข็งและส่วนที่ยืดหยุ่น |
| การยึดเกาะและการเคลือบ | สารเตรียมการยึดเกาะพิเศษ (พลาสมา, บราวน์ออกไซด์) | เพื่อให้แน่ใจว่ามีการยึดเกาะแบบยืดหยุ่น |
ดีเยี่ยมในการสั่นสะเทือนสูง แรงกระแทก พื้นที่จำกัด (เช่น การบินและอวกาศ อุปกรณ์ทางการแพทย์)
ลด/ขจัดขั้วต่อและสายไฟระหว่างบอร์ด
ลดความซับซ้อนในการประกอบโดยรวมฟังก์ชันที่เข้มงวดและยืดหยุ่นไว้ในชิ้นเดียว
ช่วยให้สามารถพับวงจร 3D หรือโครงสร้างหลายระนาบได้
ความซับซ้อนในการผลิตที่สูงขึ้น ความเสี่ยงด้านผลผลิตที่มากขึ้น
ต้องมีการออกแบบที่พิถีพิถันโดยเฉพาะในโซนโค้งงอ (รัศมีการโค้งงอ การบรรเทาความเครียด)
ต้นทุนต่อบอร์ดสูงกว่า แต่ต้นทุนระบบอาจลดลงเนื่องจากมีตัวเชื่อมต่อ สายเคเบิล และขั้นตอนการประกอบน้อยลง
คำถามที่ 1: PCB ควรมีความหนาแค่ไหนสำหรับการใช้งานของฉัน
A1: ความหนาของ PCB ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดทางกลไก ความร้อน และพื้นที่ บอร์ด FR4 แบบแข็งทั่วไปมีช่วงตั้งแต่ 0.4 มม. ถึง 3.2 มม. ในการออกแบบแบบยืดหยุ่นแข็ง ความหนารวมมักจะอยู่ระหว่าง 0.25 มม. ถึง 6.0 มม. ยิ่งบอร์ดบางลงก็ยิ่งมีความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่ความเสถียรทางกลจะลดลง
คำถามที่ 2: เหตุใดจึงต้องเลือกแบบแข็ง-งอมากกว่าบอร์ดแบบแข็งและแบบยืดหยุ่นแยกกัน
A2: Rigid-flex ช่วยลดการเชื่อมต่อ การเดินสายไฟ และขั้นตอนการประกอบ ปรับปรุงความน่าเชื่อถือภายใต้การสั่นสะเทือน และช่วยให้สามารถพับ 3D ขนาดกะทัดรัดได้ รวมโซนการติดตั้งแบบแข็งและส่วนที่ยืดหยุ่นไว้ในบอร์ดเดียว
คำถามที่ 3: คุณสมบัติทางไฟฟ้าของ FR4 ใดที่ส่งผลต่อความสมบูรณ์ของสัญญาณมากที่สุด
A3: ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก (Dk) ส่งผลต่ออิมพีแดนซ์และความเร็วการแพร่กระจาย ปัจจัยการกระจาย (Df) ส่งผลต่อการสูญเสียสัญญาณ โดยเฉพาะที่ความถี่สูง ความหนาของทองแดงและเรขาคณิตของรอยตัดก็มีบทบาทสำคัญเช่นกัน
ที่ฟานี่เวย์เราเชี่ยวชาญในการออกแบบและผลิตโซลูชั่นแผงวงจรพิมพ์ประสิทธิภาพสูงที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานที่เข้มงวด ไม่ว่าคุณจะต้องการ PCB แบบแข็งมาตรฐาน FR4 หรือบอร์ด Rigid-Flex ที่ซับซ้อน ทีมวิศวกรของเราใช้ความเชี่ยวชาญที่สั่งสมมานานหลายทศวรรษเพื่อปรับโครงร่าง การเรียงซ้อน การเลือกใช้วัสดุ และกลยุทธ์การผลิตให้เหมาะสม
เราปฏิบัติตามมาตรฐานคุณภาพและความน่าเชื่อถือที่เข้มงวด ซึ่งสอดคล้องกับแนวทาง IPC และสนับสนุนกระบวนการขั้นสูง เช่น HDI, ไมโครเวีย และความต้านทานแบบควบคุม ความได้เปรียบทางการแข่งขันของเราอยู่ที่การรักษาสมดุลระหว่างต้นทุน ผลผลิต และความสามารถขั้นสูงสำหรับความต้องการผลิตภัณฑ์ของคุณ
หากคุณกำลังสำรวจว่าจะใช้ FR4 หรือ Rigid-flex ในการออกแบบครั้งต่อไปของคุณ หรือต้องการสร้างต้นแบบหรือขยายขนาดการผลิต Fanyway ก็พร้อมที่จะช่วยเหลือติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดโครงการของคุณและรับใบเสนอราคา
