แผ่นวงจรพิมพ์หรือที่เรียกว่าพีซีบี (PCB) ทำจากแผ่นวัสดุที่นำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้าที่แตกต่างกันซึ่งใช้เพื่อรองรับทางกายภาพ (Physically) และเชื่อมต่อส่วนประกอบเพื่อติดตั้งลงบนพื้นผิว แต่หน้าที่ของบอร์ดแผ่นวงจรพิมพ์คืออะไร อ่านบทความนี้เพื่อเรียนรู้และเข้าใจพื้นฐานแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB)
แผ่นวงจรพิมพ์คืออะไร?
ข้อมูลพื้นฐาน
แผ่นวงจรพิมพ์ หรือเรียกว่า “แผ่นพีซีบี (PCB)” ที่นักอิเล็กทรอนิกส์ในประเทศไทยทั่วไปนิยมเรียกกันว่า “แผ่นปริ๊นท์” หรือ แผงวงจร” มีชื่อย่อมาจาก Printed Circuit Board เรียกสั้นๆ ว่า “PCB” อาจชื่อเรียกอีก ได้แก่ Circuit Board, PCB Board, Printed Wiring Board (PWB) หรือแม้กระทั่ง Etched Wiring Board (EWB) แต่ละชื่อก็มีความหมายเป็นสิ่งเดียวกัน นั่นก็คือ “แผ่นวงจรพิมพ์”
นิยาม: โดยทั่วไปแล้วแผ่นวงจรพิมพ์ คือแผ่นบาง ๆ หรือแผ่นฉนวนมีลักษณะแบนทำมาจากแผ่นวัสดุชนิดต่าง ๆ ที่ไม่นำไฟฟ้า เช่น วัสดุไฟเบอร์กลาส (Fiberglass) วัสดุที่ประกอบด้วยยางสังเคราะห์ (Composite Epoxy Material: CEM) หรือวัสดุที่ประกอบด้วยชั้นบาง ๆ ซึ่งเป็นส่วนของฐานบอร์ด (Base Board) ที่ใช้รองรับทางกายภาพ สนับสนุน และเชื่อมต่อส่วนประกอบของซ็อกเก็ต (Socket) หรือฟุตพริ้นท์ (Footprints) ที่ติดตั้งอยู่บนพื้นผิว (Surface) ของแผ่นวงจรพิมพ์ เช่น ทรานซิสเตอร์ (Transistors) ตัวต้านทาน (Resistors) และวงจรรวม (Integrated Circuits) ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากเป็นต้น หากเปรียบเทียบแผงวงจพิมพ์เหมือนกับถาดอาหาร แล้ว “อาหาร” ที่อยู่บน “ถาด” ก็จะเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์และรวมถึงอุปกรณ์ต่างๆ ที่ประกอบเพิ่มเข้ามาด้วย
Photo by Vishnu Mohanan on Unsplash
Photo by Jason Jarrach on Unsplash
รูปที่ 1 ตัวอย่างแผ่นวงจรพิมพ์ หรือ PCB
แผ่นวงจรพิมพ์ที่มีส่วนประกอบของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีชื่อเรียกทับศัพท์ภาษาอังกฤษ ได้แก่ Printed Circuit Assembly (PCA), Printed Circuit Board Assembly หรือ PCB Assembly (PCBA), Printed Wiring Boards หรือ Printed Wiring Card (PWC) แต่ถึงแม้ว่าจะมีชื่อเรียกแผ่นวงจรพิมพ์ที่หลากหลาย โดยทั่วไปแล้วก็ยังคงใช้ชื่อเรียกว่า Printed Circuit Board (PCB) มากที่สุด สำหรับในบทความนี้จะใช้ชื่อเรียกในภาษาไทยว่า “แผ่นวงจรพิมพ์”
ส่วนแผ่นวงจรพิมพ์ที่เป็นเมนบอร์ด (Mainboard) ในคอมพิวเตอร์เรียกว่า ซิสเต็มบอร์ด (System Board) หรือมาเธอร์บอร์ด (Motherboard)
แผ่นวงจรพิมพ์หรือ Printed Circuit Board คืออะไร
เมื่ออ้างอิงจากวิกิพีเดีย (Wikipedia) ความหมายของแผ่นวงจรพิมพ์ได้อธิบายไว้ดังนี้
“แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นโครงสร้างแบบแซนด์วิชที่ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของชั้นตัวนำไฟฟ้าและชั้นของฉนวน แผ่นวงจรพิมพ์จะมีหน้าที่สมบูรณ์ 2 ประการ ประการแรกคือการติดตั้งชิ้นส่วนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในตำแหน่งที่กำหนดบนชั้นนอกโดยใช้วิธีการบัดกรี ประการที่สองคือการจัดเตรียมการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ระหว่างขั้วต่อของอุปกรณ์ ในลักษณะที่มีการจัดเตรียมไว้แล้ว ซึ่งมักเรียกว่า “การออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์” ชั้นตัวนำไฟฟ้าแต่ละชั้นได้รับการออกแบบด้วยรูปแบบงานศิลปะ (Artwork) ของแต่ละตัวนำไฟฟ้า (คล้ายกับสายไฟลากบนพื้นเรียบ ๆ) ที่มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าบนชั้นตัวนำไฟฟ้านั้น ๆ ในขณะที่กระบวนการผลิตได้มีการเพิ่มตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Vias) – รูขนาดเล็กและมีตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งเจาะผ่านแผ่นที่เป็นชั้นฉนวนบางๆ (Laminate) แล้วชุบด้วยทองแดง จุดแวะในแผ่นวงจร คือการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างชั้นตัวนำต่าง ๆ ที่มีการหุ้มด้วยฉนวนไว้ในโครงสร้างชั้นฉนวน (Laminate) และทำให้เพิ่มความสำคัญหรือคุณค่าของการเชื่อมต่อระหว่างชั้นนำไฟฟ้าในลักษณะที่ควบคุมได้ ซึ่งรวมทั้งความน่าเชื่อถือและความคุ้มค่าสำหรับการผลิตจำนวนมากของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์”
แผ่นวงจรพิมพ์ส่วนใหญ่มีลักษณะแบน (Flat) และแข็ง (Rigid) แต่ก็ยังมีวัสดุฐานรอง (Substrate) ที่มีความยืดหยุ่นสามารถช่วยให้แผ่นวงจรพิมพ์มีขนาดพอดีกับพื้นที่ที่มีความซับซ้อนได้
สิ่งที่น่าสนใจก็คือส่วนใหญ่แผ่นวงจรพิมพ์ทั่วไปชั้นฉนวนจะทำมาจากพลาสติก (Plastic), ใยแก้ว (Fiberglass) หรือยางสังเคราะห์ (Resin Composites) และชั้นตัวนำใช้เทรซด้วยทองแดง (Copper Traces)
Photo on fmuser.net
รูปที่ 2 ตัวอย่างของแผ่นวงจรพิมพ์แบบแฮนด์เมดพื้นฐาน
โครงสร้างของแผ่นวงจรพิมพ์
แผ่นวงจรพิมพ์ประกอบด้วยชั้นและวัสดุต่าง ๆ ซึ่งทำงานร่วมกันในรูปแบบที่หลากหลายเพื่อนำมาซึ่งความซับซ้อนที่มากขึ้นไปสู่วงจรสมัยใหม่ (Modern Circuit) ในบทความนี้จะกล่าวถึงวัสดุองค์ประกอบต่าง ๆ ของแผ่นวงจรพิมพ์โดยละเอียด
ตัวอย่างแผ่นวงจรพิมพ์ในรูปด้านล่าง มีชั้นตัวนำไฟฟ้าเพียงชั้นเดียว แผงวงจรชั้นเดียวมีข้อจำกัดมาก การใช้งานวงจรจะไม่ได้ใช้พื้นที่ที่มีอยู่ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และผู้ออกแบบอาจมีปัญหาในการสร้างการเชื่อมต่อที่จำเป็นด้วย
Photo on fmuser.net
รูปที่ 3 ส่วนประกอบของแผ่นวงจรพิมพ์
แผ่นวงจรพิมพ์ประกอบไปด้วยชั้นตัวนำไฟฟ้าและไม่นำไฟฟ้าที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันเพื่อรวมให้เป็นชิ้นเดียว วัสดุที่ใช้สำหรับผลิตแผ่นวงจรพิมพ์อาจแตกต่างกันไปตามวัตถุประสงค์และความต้องการใช้งานเฉพาะงานนั้น ๆ
วัสดุที่ใช้สำหรับผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ จากตัวอย่างแผ่นวงจรพิมพ์แบบสองชั้น (Double-side) ประกอบไปด้วย:
- ชั้นแกน (Core layer) ที่ทำมาจากยางสังเคราะห์ที่มีการเสริมใยแก้ว (Fiberglass reinforced epoxy resin) ให้เป็นชั้นฐานรองรับที่เป็นของแข็ง แข็งแกร่งและไม่นำไฟฟ้า วัสดุใยแก้ว (Fiberglass) ที่นิยมใช้งานมากที่สุดคือ FR4
- ชั้นทองแดง (Copper layers) ในแต่ละด้านของแผ่นวงจรพิมพ์เป็นชั้นตัวนำไฟฟ้าของรอยทางเดิน (Traces) และแผ่นรองรับขาอุปกรณ์ (Pads) ที่ประกอบเป็นวงจร รอยทางเดินกำหนดให้เป็นเส้นทาง (Tracks) ที่สัญญาณเดินทางผ่านและแผ่นรองรับขาอุปกรณ์เป็นฐานรองสำหรับตำแหน่งที่จะบัดกรีอุปกรณ์ลงไป วัสดุที่เป็นนำไฟฟ้าที่อยู่ในแผ่นวงจรพิมพ์ก็คือทองแดง (Copper) แต่อาจจะใช้วัสดุตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ เช่น ทอง (Gold) หรือ เงิน (Silver) มีการเคลือบปิดผิวของทองแดงบริเวณตำแหน่งที่ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์ (Surface Finish) นิยมใช้กันมากที่สุดสำหรับการบัดกรี ก็คือ Hot Air Solder Level (HASL) และ HASL Lead Free
- ชั้นโซลเดอร์มาสก์ (Solder mask หรือ Solder resist layer) เพื่อป้องกันชั้นตัวนำไฟฟ้าของแผ่นวงจรพิมพ์เปล่า ซึ่งทำมาจากชั้นบางๆ ของหมึกโพลีเมอร์ โดยทั่วไปมีเขียว แต่ก็มีสีอื่นๆ เช่น สีแดงและสีน้ำเงินก็มีใช้งานเช่นกัน และสีขาวจะใช้สำหรับงานแสดงผลของแผ่นวงจร LED เป็นต้น
- ชั้นซิลค์สกรีน (Silkscreen หรือ Overlay layer) ที่อยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์โดยใช้หมึกเฉพาะเพื่อแสดงสัญลักษณ์และการอ้างอิงตำแหน่งของอุปกรณ์ช่วยเหลือในขั้นตอนการประกอบอุปกรณ์ลงแผ่นวงจรพิมพ์ โดยทั่วไปนิยมใช้สีขาว และยังมีสีอื่นๆ เพื่อให้สอดคล้องกับสีของโซลเดอร์มาสก์ด้วย เช่น โซลเดอร์มาสก์สีเขียว – ซิลค์สกรีนสีขาว เป็นต้น
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
รูปที่ 4 ตัวอย่างโครงสร้างแผ่นวงจรพิมพ์สองชั้น
วัสดุฐาน (Base) หรือฐานรอง (Substrate) ของแผ่นวงจรพิมพ์ที่รองรับส่วนประกอบและอุปกรณ์ทั้งหมดบนแผ่นวงจรพิมพ์มักจะเป็นใยแก้ว (Fiberglass) หากพิจารณาข้อมูลเกี่ยวกับการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ วัสดุใยแก้วที่นิยมมากที่สุดคือ FR4 มีคุณสมบัติให้ความแข็งแรง การสนับสนุน ความแข็งแกร่ง และความหนาสำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ เนื่องจากมีแผ่นวงจรพิมพ์หลายประเภท เช่น แผ่นวงจรพิมพ์ธรรมดา, แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible) เป็นต้น ทั้งหมดถูกสร้างขึ้นโดยใช้พลาสติกทนอุณหภูมิสูงที่มีความยืดหยุ่น
การรวมชั้นตัวนำไฟฟ้าอื่นๆ เพิ่มเติมเข้ามาทำให้แผ่นวงจรพิมพ์มีความกะทัดรัดและออกแบบได้ง่ายมากขึ้น แผ่นวงจรพิมพ์แบบสองชั้น (Two-layer หรือ Double Layer) เป็นการปรับปรุงที่สำคัญเหนือกว่าแผ่นวงจรพิมพ์แบบชั้นเดียว (Single-layer) และการใช้งานส่วนใหญ่จะได้รับประโยชน์อย่างมากด้วยหากแผ่นวงจรพิมพ์มีอย่างน้อยสี่ชั้น (Four-layer) แผ่นวงจรพิมพ์สี่ชั้นประกอบด้วยชั้นบนสุด (Top-layer) ชั้นล่างสุด (Bottom-layer) และสองชั้นภายใน (Internal-layers)
Note: “Top” และ “Bottom” อาจจะไม่ใช่คำศัพท์ทางวิทยาศาสตร์ แต่ถึงอย่างไรก็ยังเป็นการกำหนดอย่างเป็นทางการในโลกของการอกกแบบและการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์นั่นเอง
คำศัพท์ที่ใช้บ่อยในโลกของแผ่นวงจรพิมพ์
คำศัพท์ที่ใช้บ่อยในโลกของแผ่นวงจรพิมพ์มีดังนี้
Annular ring
Annular ring เป็นพื้นที่ของทองแดงรอบรูที่เจาะเสร็จแล้ว โดยมีการชุบทองแดงภายในรูที่เพียงพอที่จะสร้างการเชื่อมต่อที่หนาแน่นระหว่างเทรซ (Traces) และตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Vias) ในแผ่นวงจรพิมพ์แบบสองชั้นและหลายชั้น ดังนั้นวัตถุประสงค์ของ Annular ring คือสร้างการเชื่อมต่อที่ดีระหว่างตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Vias) และเทรซทองแดง (Copper Traces) ในแผ่นวงจรพิมพ์
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
DRC
DRC – Design rule check คือชุดของกฏที่นักออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ใช้เพื่อทำให้แน่ใจว่าวงจรที่ได้รับการออกแบบตรงกับข้อกำหนดด้านการผลิตทั้งหมด รวมถึงความคลาดเคลื่อนของขนาดที่กำหนดไว้สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ เช่น เทรซ (Traces) ที่ใกล้กันมากเกินจากข้อกำหนด, เทรซ (Traces) ที่มีขนาดเล็กกว่าข้อกำหนด หรือรูเจาะที่มีขนาดเล็กกว่าข้อกำหนด เป็นต้น เพื่อลดข้อมผิดพลาดในขั้นตอนการผลิต
Photo by Altium Designer Documentation on Altium
Drill hit
Drill hit – รูเจาะที่เกิดขึ้นจริง ควรออกแบบตำแหน่งของรูเจาะที่เหมาะสม หรือจุดใดของรูเจาะที่สามารถเจาะลงไปบนแผ่นวงจรพิมพ์ได้
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Finger
Finger – แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ (Pads) ยาว ๆ ที่เปิดให้เห็นโลหะที่เครือบด้วยทองใช้ส่วนขอบของแผ่นวงจรพิมพ์ ใช้สำหรับเชื่อมกันระหว่างแผ่นวงจรพิมพ์ 2 แผ่น ตัวอย่างทั่วไปก็จะพบเห็นได้ตามส่วนขยายของคอมพิวเตอร์, Memory Board หรือ Cartridge-based เก่า ๆ ของ Video Games
Photo on PCBWay
Footprint
Footprint หรือ Land pattern – ฟุตปริ้นต์เป็นการจัดวางของแพดส์ (Pads) ต่าง ๆ ที่มีทั้ง Surface-mount Technology และ Through-hole Technology ใช้สำหรับติดตั้งหรือบัดกรีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ โดยฟุตปริ้นต์ที่อยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์จะมีการสร้างหรือจัดวางแพดส์ (Pads) ให้ตรงกันกับขาของอุปกรณ์จริง ดูตัวอย่างดังรูป
Photo by Liam McSherry on Wikipedia
Mouse bites
Mouse bites – เป็นอีกทางเลือกของการทำ V-Score หรือ V-CUT ใช้สำหรับแยกบอร์ดโดยอาศัยการทำ Panel หรือเรียกอีกชื่อว่า “Breakaway Panel”
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Pad
Pad – แผ่นรองรับขาอุปกรณ์คือส่วนที่เปิดของทองแดงอยู่บนพื้นผิวของแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีไว้สำหรับบัดกรีอุปกรณ์ประกอบลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ โดย Pads จะมี 2 ชนิดได้แก่ PTH pads (Plated Through-Hole) และ SMD pads (Surface Mount Device)
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Panel
Panel – แผ่นวงจรพิมพ์วงจรขนาดใหญ่ประกอบด้วยแผ่นวงจรพิมพ์ขนาดเล็ก ๆ จำนวนมาก ซึ่งจะถูกแบ่งออกก่อนนำมาใช้งาน เครื่องจัดวางอุปกรณ์ลงบนแผ่นวงจรพิมพ์อัตโนมัติบ่อยครั้งมักมีความยุ่งยากกับแผ่นวงจรพิมพ์ขนาดเล็กๆ และการรวมแผ่นวงจรพิมพ์หลายๆ แผ่นเข้าด้วยกันในครั้งเดียวกระบวนการประกอบนี้จะสามารถเพิ่มความเร็วขึ้นได้
Photo on PCBWay
Paste stencil
Paste stencil – เป็นโลหะบางๆ (บางครั้งอาจเป็น Plastic) ที่เจาะช่องไว้ตรงกับ Pads ของอุปกรณ์ที่ต้องการจะให้ปาดตะกั่วลงไปสำหรับการบัดกรีด้วยเตาอบแผ่นวงจรพิมพ์แบบ Reflow
Photo by Admin on Atmega32-AVR
Pick-and-place machine
Pick-and-place – เครื่องจักรหรือกระบวนการวางอุปกรณ์ลงบน PCB
Plane
Plane – เป็นบล็อคที่มีความต่อเนื่องกันของทองแดงที่อยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์ มีการกำหนดจากกรอบที่ครอบคลุมทั้งบอร์ด ปกติแล้วจะกำหนดเป็นสัญญาณ Ground (เฉพาะ Top และ Bottom Layers เท่านั้น) แต่ถ้าเป็น PCB Multi Layers อาจจะเป็น Power Plane เช่น +5V, +3.3V เป็นต้น โดยทั่วไปอาจจะเรียกว่า “Pour” หรือ ภาษาไทยมักใช้คำว่า “เท Polygon” นั่นเอง
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Plated through-hole
Plated through-hole – เป็นรูเจาะที่อยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีการเชื่อมจากด้านบน (Top) และด้านล่าง (Bottom ) ให้เชื่อมต่อถึงกัน ซึ่งจะมีการชุบทองแดงรอมล้อมรูเจาะทั้งหมด เอาไว้ใช้สำหรับบัดกรีอุปกรณ์แบบ Through-hole มีความแตกต่างจากตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Via) ที่เอาไว้สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณเท่านั้น
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Pogo pin
Pogo pin – เป็นขาสัมผัสที่มีสปริงใช้ในการเชื่อมต่อแบบชั่วคราวเอาไว้สำหรับทดสอบหรือเอาไว้เขียนโปรแกรมลงในหน่วยความจำของไมโครคอนโทลเลอร์ได้
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Reflow oven
Reflow oven – เตาอบ (สำหรับอุปกรณ์ติดบนพื้นผิว SMT) ใช้สำหรับอบแผ่นวงจรพิมพ์ด้วยอุณหภูมิสูง อาจจะถึง 300 องศา ได้ เครื่องนี้มีลักษณะเป็นตู้ยาว ๆ แผ่นวงจรพิมพ์ก็จะวิ่งผ่านเครื่องตามสายพานไป แต่ละช่วงของตู้จะมีอุณหภูมิไม่เท่ากัน เพื่อให้ตะกั่วละลายและเกาะติดอุปกรณ์ได้ดี
Photo by Heller Industries Inc. on Wikipedia
Silkscreen
Silkscreen – ข้อความ ตัวเลข สัญลักษณ์ และรูปภาพต่าง ๆ ที่อยู่บนแผ่นวงจรพิมพ์ ปกติจะเห็นเป็นสีขาว หรืออาจจะเป็นสีอื่นก็ได้ มีไว้สำหรับบอกชื่อบอร์ด ตำแหน่งของอุปกรณ์ ระบุฟังก์ชั่นการทำงานของ LED และบอกชื่อส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ต้องการ
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Slot
Slot – เป็นรูเจาะที่ทำเป็นแนวเส้นเพื่อตัดส่วนที่ไม่ต้องการออก บางครั้งอาจจะเป็น Plated Through-hole ก็ได้ แต่ถ้าเป็น Plated Through-hole จะใช้สำหรับการบัดกรีอุปกรณ์ และถ้าเป็น Non-Plated Through-hole จะใช้สำหรับตัดบอร์ดเพื่อแบ่งบอร์ดหรือขึ้นอยู่กับการนำไปใช้งาน
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Solder paste
Solder paste : คือเครื่องปาดตะกั่ว (สำหรับอุปกรณ์ติดบนพื้นผิว SMT) ซึ่งจะปาดตะกั่วเหลว (Solder paste) มีลักษณะคล้ายครีม หรือคล้ายยาสีฟันสีเงิน ลงไปบนส่วนที่เป็น pad ของอุปกรณ์ก่อนที่จะวางอุปกรณ์ลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ จากนั้นก็เข้าสู่กระบวน Reflow เพื่อเชื่อมขาอุปกรณ์เข้าแผ่นวงจรพิมพ์
Photo on PCBWay
Solder pot
Solder pot – หม้อที่ใช้แทนการบัดกรีด้วยมือสำหรับอุปกรณ์ Through-hole
Soldermask
Soldermask – ชั้นของวัสดุป้องกันที่วางทับทองแดงเพื่อป้องกันสัญญาณไฟฟ้าลัดวงจร ลดการกัดกร่อน และปัญหาอื่น ๆ โดยปกติมักเป็นสีเขียว แม้ว่าอาจจะมีสีอื่น เช่น สีแดง สีน้ำเงิน สีดำ เป็นต้น บางครั้งเรียกว่า “Resist”
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Solder jumper
Solder jumper – หยดเล็ก ๆ ของบัดกรีเพื่อเชื่อมต่อที่แผ่นรองรับขาอุปกรณ์สองจุดที่อยู่ติดกันบนส่วนประกอบบนแผ่นวงจรพิมพ์ สามารถใช้จัมเปอร์บัดกรีเพื่อเชื่อมต่อที่แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ (Pads) หรือตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Vias) สองจุดเข้าด้วยกันทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบ นอกจากนี้ยังสามารถทำให้เกิดส่วนที่ไม่ต้องการได้เช่น
Surface mount
Surface mount – วิธีการสร้างที่ช่วยให้สามารถติดตั้งส่วนประกอบบนแผ่นวงจรพิมพ์ได้อย่างง่ายดาย โดยไม่ต้องมีรูเข้าไปในบอร์ด นี่เป็นวิธีการประกอบที่โดดเด่นในปัจจุบัน และช่วยให้สามารถบรรจุส่วนประกอบลงบนแผ่นวงจรพิมพ์ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย
Thermal
Thermal – รอยทางเดินขนาดเล็กที่ใช้เชื่อมต่อที่แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ (Pad) กับแผ่นระนาบ (Plane) หากที่แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ ไม่ได้รับการระบายความร้อน จะทำให้แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ มีอุณหภูมิสูงพอที่จะสร้างรอยเชื่อมต่อที่ดีได้ยาก แผ่นรองรับขาอุปกรณ์ ที่ระบายความร้อนได้ไม่ดีจะทำให้รู้สึก “เหนียว” เมื่อคุณพยายามบัดกรีและจะใช้เวลานานมาก
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Thieving
Thieving – เส้นรอดหรือเส้นแรเงาที่มีเว้นช่องว่าง (Hatching), เส้นกริด หรือจุดทองแดงที่เหลืออยู่ในบริเวณแผ่นวงจรพิมพ์ที่ไม่มีระนาบ (Plane) หรือ รอยทางเดิน (Traces) ใช้เพื่อลดปัญหาการกัดเซาะ ลดปัญหาการกัดเซาะ เนื่องจากต้องใช้เวลาในอ่างน้อยลงเพื่อขจัดทองแดงที่ไม่จำเป็น
Trace
Trace – เทรซ คือ เส้นทางทองแดงต่อเนื่องกันบนแผ่นวงจรพิมพ์ ใช้สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณไฟฟ้าตามที่ได้ออกแบบวงจรไว้แล้ว
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
V-score
V-score – การตัดบางส่วนแผ่นวงจรพิมพ์ทำให้สามารถหักแผ่นวงจรพิมพ์ตามแนวเส้นได้ง่าย หากสังเกตุดังรูปจากด้านข้างของแผ่นวงจรพิมพ์จะมีลักษณะคล้าวยตัวอักษระตัววี (V) จึงเรียกว่า “V-score” หรือนิยมเรียกกันสั้น ๆ ว่า “V-Cut”
Photo by Chris Perry on EPEC
Via
Via – ตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้นในแผ่นวงจรคือรูที่ใช้ส่งสัญญาณจากชั้นหนึ่งไปยังอีกชั้นหนึ่ง ส่วน Tented Via ที่ถูกปกคลุมด้วยโซลเดอร์มาสก์ (Solder Mask) เพื่อป้องกันไม่ให้ถูกบัดกรี สำหรับตัวเชื่อมต่อระหว่างชั้น (Vias) ที่ต้องการเชื่อมต่อกับคอนเนคเตอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ มักจะไม่มีการปกคลุมไว้ เพื่อให้สามารถบัดกรีได้ง่าย สามารถเรียกชื่อทับศัพท์ว่า “Vias” หรือ “ไวอัส” หรือ “เวีย” ก็ได้
Photo by SFUPTOWNMAKER on SparkFun
Wave solder
Wave solder – กระบวนการบัดกรีจำนวนมากที่ใช้ในการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์ จะถูกส่งผ่านกระทะบัดกรีหลอมเหลวซึ่งเครื่องปั๊มจะสร้างการประสานที่ดูเหมือนคลื่นนิ่ง เมื่อแผ่นวงจรพิมพ์สัมผัสกับคลื่นนี้ ส่วนประกอบต่างๆ จะถูกบัดกรีเข้ากับบอร์ด การบัดกรีด้วยคลื่นใช้สำหรับทั้งการประกอบแผ่นวงจรพิมพ์ทั้งแบบผ่านรู (Through-hole) และแบบยึดบนพื้นผิว (Surface mount) ในกรณีของแบบยึดบนพื้นผิว ส่วนประกอบจะถูกติดกาวบนพื้นผิวของแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ด้วยอุปกรณ์จัดตำแหน่ง ก่อนที่จะไหลผ่านคลื่นประสานที่หลอมละลาย การบัดกรีด้วยคลื่นส่วนใหญ่จะใช้ในการบัดกรีส่วนประกอบแบบผ่านรู (Through-hole)
Photo on RAYMING
จากที่เราได้เรียนรู้พื้นฐานและคำศัพท์ที่เกี่ยวกับแผ่นวงจรพิมพ์แล้ว บทความต่อไปเราจะมาให้ความรู้เกี่ยวกับการออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ว่ามีขั้นตอนอะไรบ้าง หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติม ได้แก่ การออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ การออกแบบแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ความรู้เกี่ยวกับ FPGA และอื่นๆ อีกมากมาย สามารถกดถูกใจที่เพจ NDRS มีความรู้จากผู้เชี่ยวชาญมาคอยแบ่งบันเรื่อย ๆ หากกำลังมองหาผู้เชี่ยวชาญเพื่อมาช่วยแก้ปัญหาให้กับผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ สามารถติดต่อมาทางอีเมล์ ndrs@ndrsolution.com ได้ทันที