เหตุใด Copper Foil จึงใช้ในการผลิต PCB

แผงวงจรพิมพ์เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นของอุปกรณ์ไฟฟ้าส่วนใหญ่ PCB ในปัจจุบันมีหลายชั้น: สารตั้งต้น ร่องรอย หน้ากากประสาน และซิลค์สกรีน วัสดุที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งบน PCB คือทองแดง และมีสาเหตุหลายประการว่าทำไมจึงใช้ทองแดงแทนโลหะผสมอื่นๆ เช่น อลูมิเนียมหรือดีบุก

PCB ทำมาจากอะไร?

บริษัทประกอบ PCB ระบุไว้ว่า PCB ทำจากสารที่เรียกว่าสารตั้งต้น ซึ่งทำจากไฟเบอร์กลาสที่เสริมด้วยอีพอกซีเรซิน เหนือพื้นผิวเป็นชั้นฟอยล์ทองแดงที่สามารถติดได้ทั้งสองด้านหรือเพียงด้านเดียว เมื่อสร้างวัสดุพิมพ์แล้ว ผู้ผลิตจะวางส่วนประกอบต่างๆ ลงไป พวกเขาใช้หน้ากากประสานและซิลค์สกรีนร่วมกับตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ทรานซิสเตอร์ ไดโอด ชิปวงจร และส่วนประกอบพิเศษอื่นๆ

เหตุใดทองแดงฟอยล์จึงถูกใช้ใน PCB

ผู้ผลิต PCB ใช้ทองแดงเนื่องจากมีการนำไฟฟ้าและความร้อนได้ดีกว่า เมื่อกระแสไฟฟ้าเคลื่อนที่ไปพร้อมกับ PCB ทองแดงจะป้องกันไม่ให้ความร้อนสร้างความเสียหายและกดดันส่วนที่เหลือของ PCB สำหรับโลหะผสมอื่นๆ เช่น อลูมิเนียมหรือดีบุก PCB อาจได้รับความร้อนไม่สม่ำเสมอและทำงานไม่ถูกต้อง

ทองแดงเป็นโลหะผสมที่ต้องการเนื่องจากสามารถส่งสัญญาณไฟฟ้าไปทั่วบอร์ดได้โดยไม่มีปัญหาการสูญเสียหรือทำให้ไฟฟ้าช้าลง ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนช่วยให้ผู้ผลิตสามารถติดตั้งแผงระบายความร้อนแบบคลาสสิกบนพื้นผิวได้ ทองแดงเองก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน เนื่องจากทองแดงหนึ่งออนซ์สามารถครอบคลุมซับสเตรต PCB ได้หนึ่งตารางฟุตที่ความหนา 1.4 ในพันของนิ้วหรือ 35 ไมโครเมตร

ทองแดงมีความนำไฟฟ้าสูงเนื่องจากมีอิเล็กตรอนอิสระที่สามารถเดินทางจากอะตอมหนึ่งไปอีกอะตอมหนึ่งได้โดยไม่ทำให้ช้าลง เนื่องจากยังคงมีประสิทธิภาพในระดับที่บางอย่างไม่น่าเชื่อพอๆ กับที่ระดับที่หนาขึ้น การใช้ทองแดงเพียงเล็กน้อยก็ช่วยได้มาก

ทองแดงและโลหะมีค่าอื่นๆ ที่ใช้ใน PCB
คนส่วนใหญ่รู้จัก PCB ว่าเป็นสีเขียว แต่โดยปกติแล้วชั้นนอกจะมีสามสี ได้แก่ สีทอง สีเงิน และสีแดง นอกจากนี้ยังมีทองแดงบริสุทธิ์ทั้งภายในและภายนอก PCB โลหะอื่นๆ บนแผงวงจรจะแสดงเป็นสีต่างๆ ชั้นทองมีราคาแพงที่สุด ชั้นเงินมีราคาสูงเป็นอันดับสอง และชั้นสีแดงเป็นชั้นที่แพงที่สุด

การใช้ Immersion Gold ใน PCB
ทองแดงบนแผงวงจรพิมพ์

ชั้นเคลือบทองใช้สำหรับกระสุนตัวเชื่อมต่อและแผ่นส่วนประกอบ ชั้นทองคำแช่อยู่เพื่อป้องกันการกระจัดของอะตอมที่พื้นผิว ชั้นนี้ไม่ใช่แค่สีทองเท่านั้น แต่ยังทำจากทองคำจริงอีกด้วย ทองคำมีความบางอย่างไม่น่าเชื่อแต่ก็เพียงพอที่จะยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบที่จำเป็นต้องบัดกรี ทองคำช่วยป้องกันไม่ให้ชิ้นส่วนบัดกรีสึกกร่อนเมื่อเวลาผ่านไป

การใช้ Immersion Silver ใน PCB
เงินเป็นโลหะอีกชนิดหนึ่งที่ใช้ในการผลิต PCB มีราคาถูกกว่าการแช่ทองอย่างมาก การแช่เงินสามารถใช้แทนการแช่ทองได้ เนื่องจากยังช่วยในการเชื่อมต่อ และช่วยลดต้นทุนโดยรวมของบอร์ด การแช่เงินมักใช้ใน PCB ที่ใช้ในรถยนต์และอุปกรณ์ต่อพ่วงคอมพิวเตอร์

ลามิเนตเคลือบทองแดงใน PCB
แทนที่จะใช้การแช่ ทองแดงจะถูกใช้ในรูปแบบหุ้ม นี่คือชั้นสีแดงของ PCB และเป็นโลหะที่ใช้บ่อยที่สุด PCB ทำจากทองแดงเป็นโลหะฐาน และจำเป็นต้องให้วงจรเชื่อมต่อและสื่อสารกันได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ฟอยล์ทองแดงใช้ใน PCB อย่างไร

ทองแดงมีประโยชน์หลายอย่างใน PCB ตั้งแต่ลามิเนตหุ้มทองแดงไปจนถึงร่องรอย ทองแดงมีความสำคัญสำหรับ PCB ในการทำงานอย่างเหมาะสม

PCB Trace คืออะไร?
การติดตาม PCB คือสิ่งที่ดูเหมือน เป็นเส้นทางสำหรับวงจรที่จะติดตาม ร่องรอยรวมถึงเครือข่ายทองแดง สายไฟ และฉนวน ตลอดจนฟิวส์และส่วนประกอบที่ใช้บนบอร์ด

วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำความเข้าใจร่องรอยคือการคิดว่ามันเป็นถนนหรือสะพาน เพื่อรองรับยานพาหนะ รอยทางจะต้องกว้างพอที่จะรองรับยานพาหนะได้อย่างน้อยสองตัว ต้องหนาพอที่จะไม่ยุบตัวภายใต้แรงกดดัน พวกเขายังต้องทำจากวัสดุที่จะทนทานต่อน้ำหนักของยานพาหนะที่เดินทางด้วย แต่ร่องรอยทำทั้งหมดนี้ในระดับที่น้อยกว่ามากในการเคลื่อนย้ายไฟฟ้ามากกว่ารถยนต์

ส่วนประกอบของ PCB Trace
มีส่วนประกอบหลายอย่างที่ประกอบเป็นรอย PCB พวกเขามีงานหลายอย่างที่ต้องทำเพื่อให้คณะกรรมการทำงานได้อย่างเพียงพอ ต้องใช้ทองแดงเพื่อช่วยให้ร่องรอยทำงานได้ และหากไม่มี PCB เราก็จะไม่มีอุปกรณ์ไฟฟ้าใดๆ ลองจินตนาการถึงโลกที่ไม่มีสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป เครื่องชงกาแฟ และรถยนต์ นั่นคือสิ่งที่เราจะได้ถ้า PCB ไม่ได้ใช้ทองแดง

ความหนาของการติดตาม PCB
การออกแบบ PCB ขึ้นอยู่กับความหนาของบอร์ด ความหนาจะส่งผลต่อความสมดุลและจะทำให้ส่วนประกอบต่างๆ เชื่อมต่อกัน

ความกว้างการติดตาม PCB
ความกว้างของร่องรอยก็มีความสำคัญเช่นกัน สิ่งนี้ไม่ส่งผลกระทบต่อความสมดุลหรือการยึดติดของส่วนประกอบ แต่จะรักษาการถ่ายโอนกระแสไฟโดยไม่ทำให้บอร์ดร้อนเกินไปหรือเสียหาย

ติดตามกระแส PCB
กระแสการติดตาม PCB เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากนี่คือสิ่งที่บอร์ดใช้ในการเคลื่อนย้ายกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนประกอบและสายไฟ ทองแดงช่วยให้สิ่งนี้เกิดขึ้น และอิเล็กตรอนอิสระในแต่ละอะตอมทำให้กระแสไหลผ่านกระดานได้อย่างราบรื่น

ทำไม Copper Foil ถึงอยู่บน pcbs

ขั้นตอนการทำ PCB
กระบวนการสร้าง PCB ก็เหมือนกัน บางบริษัททำได้เร็วกว่าบริษัทอื่น แต่ทั้งหมดใช้กระบวนการและวัสดุที่ค่อนข้างเหมือนกัน เหล่านี้คือขั้นตอน:

ทำรองพื้นจากไฟเบอร์กลาสและเรซิน
วางชั้นทองแดงไว้บนรากฐาน
ระบุและกำหนดรูปแบบทองแดง
ล้างกระดานในอ่างอาบน้ำ
เพิ่มหน้ากากประสานเพื่อป้องกัน PCB
ติดซิลค์สกรีนบน PCB
วางและบัดกรีตัวต้านทาน วงจรรวม ตัวเก็บประจุ และส่วนประกอบอื่นๆ
ทดสอบ PCB

PCB จำเป็นต้องมีส่วนประกอบที่มีความเชี่ยวชาญสูงเพื่อให้ทำงานได้อย่างถูกต้อง องค์ประกอบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของ PCB คือทองแดง โลหะผสมนี้จำเป็นสำหรับการนำไฟฟ้าบนอุปกรณ์ที่จะใส่ PCB หากไม่มีทองแดง อุปกรณ์จะไม่ทำงานเพราะไฟฟ้าจะไม่มีโลหะผสมให้เคลื่อนที่ผ่านได้