แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นเป็นแผงวงจรชนิดหนึ่งที่สามารถโค้งงอได้ ผลิตขึ้นด้วยเหตุผลหลายประการ ข้อดีเหนือกว่าแผงวงจรแบบดั้งเดิม ได้แก่ การลดข้อผิดพลาดในการประกอบ มีความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ดีกว่า และสามารถรองรับการจัดเรียงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนกว่าได้ แผงวงจรเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยใช้แผ่นฟอยล์ทองแดงอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นวัสดุที่กำลังพิสูจน์ให้เห็นอย่างรวดเร็วว่าเป็นหนึ่งในวัสดุที่สำคัญที่สุดในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และการสื่อสาร

วิธีการผลิตวงจรแบบยืดหยุ่น

วงจรแบบยืดหยุ่น (Flex Circuits) ถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ด้วยเหตุผลหลายประการ ดังที่กล่าวมาแล้ว ช่วยลดข้อผิดพลาดในการประกอบ ทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้ดีกว่า และสามารถรองรับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนได้ นอกจากนี้ยังช่วยลดต้นทุนแรงงาน ลดน้ำหนักและพื้นที่ที่ต้องการ และลดจุดเชื่อมต่อซึ่งเพิ่มความเสถียร ด้วยเหตุผลทั้งหมดนี้ วงจรแบบยืดหยุ่นจึงเป็นหนึ่งในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นที่ต้องการมากที่สุดในอุตสาหกรรม

A วงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นวงจรแบบยืดหยุ่นประกอบด้วยส่วนประกอบหลักสามส่วน ได้แก่ ตัวนำ กาว และฉนวน ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของวงจรแบบยืดหยุ่น วัสดุทั้งสามนี้จะถูกจัดเรียงเพื่อให้กระแสไฟฟ้าไหลในทิศทางที่ลูกค้าต้องการ และเพื่อให้สามารถทำงานร่วมกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ได้ วัสดุที่ใช้ทำกาวในวงจรแบบยืดหยุ่นที่พบได้บ่อยที่สุดคือ อีพ็อกซี อะคริลิก กาวแบบ PSA หรือบางครั้งก็อาจไม่ใช้กาวเลย ในขณะที่ฉนวนที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลีเอสเตอร์และโพลีอะไมด์ สำหรับตอนนี้ เราสนใจเฉพาะตัวนำที่ใช้ในวงจรเหล่านี้เป็นหลัก

แม้ว่าวัสดุอื่นๆ เช่น เงิน คาร์บอน และอะลูมิเนียมก็สามารถนำมาใช้ได้ แต่ทองแดงเป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปสำหรับตัวนำไฟฟ้า แผ่นฟอยล์ทองแดงถือเป็นวัสดุสำคัญในการผลิตวงจรแบบยืดหยุ่น และผลิตได้สองวิธี คือ การรีดและการอบอ่อน หรือการอิเล็กโทรไลซิส

วิธีการผลิตแผ่นฟอยล์ทองแดง

ฟอยล์ทองแดงรีดอ่อนผลิตโดยการรีดแผ่นทองแดงที่ให้ความร้อนให้บางลง และสร้างพื้นผิวทองแดงที่เรียบเนียน แผ่นทองแดงจะถูกทำให้ร้อนด้วยอุณหภูมิและความดันสูงในกระบวนการนี้ ทำให้ได้พื้นผิวที่เรียบเนียน และช่วยเพิ่มความยืดหยุ่น ความโค้งงอ และการนำไฟฟ้า

ในขณะเดียวกันทองแดงอิเล็กโทรไลติก foiทองแดงถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการอิเล็กโทรไลซิส โดยการสร้างสารละลายทองแดงด้วยกรดซัลฟิวริก (และสารเติมแต่งอื่นๆ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของผู้ผลิต) จากนั้นจึงนำเซลล์อิเล็กโทรไลต์มาผ่านสารละลาย ซึ่งจะทำให้ไอออนทองแดงตกตะกอนและเกาะติดกับพื้นผิวแคโทด สารเติมแต่งอาจถูกเพิ่มเข้าไปในสารละลายเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติภายในและลักษณะที่ปรากฏของสารละลายได้เช่นกัน

กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าแบบนี้จะดำเนินต่อไปจนกว่าจะนำดรัมแคโทดออกจากสารละลาย ดรัมยังควบคุมความหนาของแผ่นฟอยล์ทองแดงด้วย เนื่องจากดรัมที่หมุนเร็วขึ้นจะดึงดูดตะกอนมากขึ้น ทำให้แผ่นฟอยล์หนาขึ้น

ไม่ว่าจะใช้วิธีใดก็ตาม แผ่นฟอยล์ทองแดงทั้งหมดที่ผลิตจากทั้งสองวิธีนี้ จะต้องผ่านกระบวนการเคลือบเพื่อเพิ่มการยึดเกาะ การเคลือบเพื่อทนความร้อน และการเคลือบเพื่อเพิ่มความเสถียร (ป้องกันการเกิดออกซิเดชัน) กระบวนการเหล่านี้ช่วยให้แผ่นฟอยล์ทองแดงสามารถยึดเกาะกับกาวได้ดีขึ้น ทนต่อความร้อนที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นได้ดีขึ้น และป้องกันการเกิดออกซิเดชันของแผ่นฟอยล์ทองแดง

เหล็กรีดอบอ่อนเทียบกับเหล็กชุบด้วยไฟฟ้า

เนื่องจากกระบวนการผลิตแผ่นทองแดงแบบรีดและแบบอิเล็กโทรไลซิสแตกต่างกัน จึงทำให้แผ่นทองแดงทั้งสองแบบมีข้อดีและข้อเสียที่แตกต่างกันด้วย

ความแตกต่างหลักระหว่างแผ่นฟอยล์ทองแดงทั้งสองชนิดอยู่ที่โครงสร้าง แผ่นฟอยล์ทองแดงรีดอ่อนจะมีโครงสร้างแนวนอนที่อุณหภูมิปกติ จากนั้นจะเปลี่ยนเป็นโครงสร้างผลึกแบบแผ่นบางเมื่อได้รับแรงดันและอุณหภูมิสูง ในขณะที่แผ่นฟอยล์ทองแดงที่ผลิตด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสจะคงโครงสร้างแบบเสาไว้ได้ทั้งที่อุณหภูมิปกติและที่แรงดันและอุณหภูมิสูง

สิ่งนี้ทำให้เกิดความแตกต่างในด้านการนำไฟฟ้า ความยืดหยุ่น ความโค้งงอ และต้นทุนของแผ่นทองแดงทั้งสองประเภท เนื่องจากแผ่นทองแดงรีดอบอ่อนโดยทั่วไปจะเรียบกว่า จึงนำไฟฟ้าได้ดีกว่าและเหมาะสมกว่าสำหรับสายไฟขนาดเล็ก นอกจากนี้ยังมีความยืดหยุ่นและโค้งงอได้ง่ายกว่าแผ่นทองแดงที่ผลิตด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส

อย่างไรก็ตาม ความเรียบง่ายของวิธีการอิเล็กโทรไลซิสทำให้แผ่นทองแดงที่ผลิตด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสมีต้นทุนต่ำกว่าแผ่นทองแดงรีดอบอ่อน แต่ควรทราบว่าอาจไม่ใช่ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสายไฟขนาดเล็ก และมีความต้านทานต่อการดัดงอต่ำกว่าแผ่นทองแดงรีดอบอ่อน

โดยสรุปแล้ว แผ่นฟอยล์ทองแดงที่ผลิตด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเป็นตัวเลือกที่ดีและราคาประหยัดสำหรับการใช้เป็นตัวนำในวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น เนื่องจากวงจรแบบยืดหยุ่นมีความสำคัญในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และอุตสาหกรรมอื่นๆ จึงทำให้แผ่นฟอยล์ทองแดงที่ผลิตด้วยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสเป็นวัสดุที่สำคัญเช่นกัน