รู้จักกับ Resin FR4

ปัจจุบันผลิตภัณฑ์เกี่ยวกับเครื่องใช้ไฟฟ้าและแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เป็นอะไรที่มีหลากหลายอย่างและเราก็คิดว่าหลายๆ ท่านก็คงจะมีคนไม่รู้เกี่ยวกับส่วนประกอบหรือตัวสารที่เคลือบอยู่บนแผงวงจรกันอย่างแน่นอน ครับ วันนี้เราเลยจะพาทุกๆ ท่านไป “รู้จักกับ Resin FR4” ที่น่าสนใจกันสักหน่อยครับ จะเป็นอย่งาไรกันบ้างนั้น…เราไปชมกันเล้ยย!!!

Resin คืออะไร?

เรซิ่น หรือเรียกอีกชื่อว่า “โพลีเอสเตอร์เรซิ่น” เป็นพลาสติกประเภทหนึ่งที่ผลิตมาจากน้ำยางไม้ธรรมชาติและการสังเคราะห์ทางเคมี ซึ่งลักษณะโดยทั่วไปของเรซิ่นจะเป็นของเหลวข้น มีสีใสอมเหลืองคล้ายน้ำมันหรือเป็นสีชมพูบานเย็น ทั้งนี้ก็จะขึ้นอยู่กับสารเคมีที่ใช้ผสมเข้าไป จึงทำให้เรซิ่นมีคุณสมบัติที่โดดเด่น คือ มีความเหนียว ทนความร้อนและเป็นฉนวนไฟฟ้าอีกด้วยครับ

Resin FR4 คืออะไร?

Resin FR4 (Fire Retardant 4) เป็นวัสดุคอมโพสิตชนิดหนึ่งที่นิยมใช้ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ดีหลายประการ ดังนี้

– ฉนวนไฟฟ้าที่ดี สามารถกันกระแสไฟฟ้ารั่วได้ดี จึงเหมาะสำหรับใช้เป็นแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
– ทนความร้อนได้ดี สามารถทนอุณหภูมิสูงได้ถึง 130-180 องศาเซลเซียส จึงเหมาะกับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง
– มีความแข็งแรงทางกลสูง สามารถรับแรงกระแทก แรงกด และแรงดึงได้ดี
– ทนต่อสารเคมี เช่น กรด ด่าง และสารละลายอื่นๆ ได้ดี
– น้ำหนักเบา แต่มีความแข็งแรงสูง

ตัวอย่างการใช้งาน Resin FR4 ที่สำคัญ ได้แก่

– แผงวงจรพิมพ์ (PCB) สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น คอมพิวเตอร์ โทรศัพท์มือถือ เครื่องใช้ไฟฟ้า เป็นต้น
– ชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่ต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีความร้อนสูง เช่น ในเครื่องยนต์ เตาเผา
– แผ่นฐานสำหรับวงจรควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรม
– อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ เช่น เครื่องฉายรังสี MRI เป็นต้น

โดยสรุป Resin FR4 เป็นวัสดุที่มีสมบัติดีเด่นหลายประการ ทำให้เป็นวัสดุที่ได้รับความนิยมในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และอุตสาหกรรมอื่นๆ ที่ต้องการวัสดุที่ทนทานและมีประสิทธิภาพสูง

แล้ว PCB คืออะไรกันนะ

printed circuit board: PCB) เป็นแผ่นที่สร้างด้วยพลาสติกชนิดหนึ่งที่มีการฉาบผิวด้วยทองแดงเต็มแผ่น และเมื่อต้องการใช้แผ่นวงจรพิมพ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ นักประดิษฐ์หรือนักอิเล็กทรอนิกส์ก็จะนำลายวงจรที่ต้องการมาทาบ หรือสกรีนลายลงบนแผ่นทองแดงซึ่งอาจจะสร้างลายด้วยกรรมวิธีต่างๆ ที่แตกต่างกันออกไป จนเกิดลายบนทองแดง จากนั้นก็นำแผ่นวงจรพิมพ์ที่สร้างลายเสร็จเรียบร้อยแล้ว ไปจุ่มในน้ำยากัดแผ่นปริ้นท์ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง จากนั้นทำการเขย่าให้น้ำยาเคลื่อนที่ไปมา จนเริ่มเห็นลายวงจรที่ชัดเจนขึ้น แล้วนำไปล้างด้วยน้ำธรรมดา จะเห็นว่ามีเส้นลายทองแดงที่เด่นชัดขึ้น จากนั้นทำการเคลือบแผ่นวงจรพิมพ์ด้วยน้ำยาเคลือบแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีขายอยู่ตามร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เมื่อแห้งก็นำมาเจาะรู้เพื่อใช้สำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือประกอบกันเป็นวงจรแทนการต่อวงจรด้วยสายไฟ ซึ่งมีความซับซ้อนและยุ่งยาก โดยแผงวงจรนี้อาจมีเพียงด้านเดียวหรือสองด้านหรือสามารถวางซ้อนกันได้หลาย ๆ ชั้น (Multi-layer) ได้เช่นกัน ตามความต้องการของผู้ออกแบบ

คุณสมบัติที่สำคัญสำหรับ PCB

Conductive Anodic Filament (CAF) ช่วยในการตรวจสอบความน่าเชื่อถือของวัสดุลามิเนตแผงวงจร (PCB) หรือผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป เมื่อระยะห่างของตัวนำและขนาดชิ้นส่วนทั้งหมดเล็กลงความต้องการการทดสอบนี้จะเพิ่มขึ้น การทดสอบ CAF ดำเนินการที่ 87% ความชื้นสัมพัทธ์ (RH) ที่อุณหภูมิสูงและสภาพความชื้นสูงเช่น 65 หรือ 85 ° C วิธีการทดสอบมาตรฐานที่ใช้คือ IPC-TM-9253 วิธี 9254A ซึ่งใช้การออกแบบคูปองมาตรฐานเช่น IPC-9255, IPC-9256, IPC-650 และ IPC 2.6.25 ผู้ผลิตอุปกรณ์ดั้งเดิม (OEM) หลายรายใช้การออกแบบคูปองแทนการออกแบบคูปองมาตรฐานของพวกเขาเอง การออกแบบคูปองจะต้องมีขนาดรูที่แตกต่างกัน ช่วงต่อหลุม, รูต่อระนาบหรือช่วงแกน Z และทิศทางของใยแก้วเพื่อให้โหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้ทั้งหมดเพื่อตรวจสอบว่าวัสดุลามิเนตตรงตามข้อกำหนดที่ต้องการหรือไม่นั้นเองครับ

เป็นอย่างไรกันบ้างครับกับ “รู้จักกับ Resin FR4” ที่พวกเราได้รวลรวมมาฝากทุกๆ ท่านเพื่อเป็นความรู้กัน คิดว่าจะเป็นความรู้ที่ดีกันนะครับ