บทที่ 1_ เรื่อง ความรู้เบื้องต้นของแผ่นวงจรพิมพ์

1 บทที่ 1 เรื่อง ความรู้เบอื้ งต้นของแผ่นวงจรพมิ พ์ สาระสาคัญ การออกแบบแผน่ วงจรพิมพเ์ ป็นงานที่นกั อิเลก็ ทรอนิกส์ทุกคนตอ้ งเคยผา่ นมาแลว้ ส่วนผทู้ ี่อยใู่ น ข้นั ตอนของการเร่ิมตน้ ออกแบบลายวงจร จะรู้สึกวา่ เป็นงานที่ยงุ่ ยากน่าเบื่อ บางคร้ังออกแบบเสร็จแลว้ กย็ งั ใชง้ านไม่ได้ บางคร้ังเส้นที่ลากตดั กนั จนวงจรดูยงุ่ เหยงิ ไปหมด ดงั น้นั การออกแบบแผน่ วงจรพิมพใ์ หม้ ี ขนาดกะทดั รัดสวยงาม และมีเสถียรภาพในการทางานน้นั จึงข้ึนอยกู่ บั เทคนิคและทกั ษะของแตล่ ะบุคคล ซ่ึง กรรมวธิ ีในการออกแบบแผน่ วงจรพมิ พม์ ีอยู่ 2 วธิ ี วธิ ีแรกคือการออกแบบโดยใชอ้ ุปกรณ์เคร่ืองเขียนต่างๆ ขอ้ ดีของวธิ ีน้ีคือสูญเสียคา่ ใชจ้ ่ายนอ้ ย แต่มีขอ้ เสียคือผอู้ อกแบบตอ้ งใชค้ วามพยายามมากเป็นพิเศษ วธิ ีที่สอง คือการออกแบบวงจรพมิ พด์ ว้ ยซอฟตแ์ วร์คอมพวิ เตอร์ วธิ ีน้ีนิยมกนั มากเพราะมีความสะดวกรวดเร็ว แกไ้ ข ขอ้ ผดิ พลาดไดง้ ่าย และโปรแกรมท่ีใชอ้ อกแบบมีหลากหลาย เช่น โปรแกรม Protel เป็นตน้ สาระการเรียนรู้ 1. แผน่ วงจรพิมพค์ ือ 2. ประเภทแผน่ วงจรพิมพ์ 3. ลกั ษณะการใชง้ านแผน่ วงจรพมิ พ์ 4. กระบวนการสร้างแผน่ วงจรพมิ พ์ 5. ตวั อยา่ งการทาแผน่ วงจรพมิ พ์ ชนิด Single Sided Boards สมรรถนะประจาหน่วย อธิบาย และจาแนกความแตกต่างของแผน่ วงจรพิมพ์ ผลการเรียนรู้ 1. เพ่อื ใหม้ ีความรู้ความเขา้ ใจในการใชง้ านและจาแนกแผน่ วงจรพิมพ์ 2. เพอื่ ใหม้ ีความรู้ความเขา้ ใจในกระบวนการสร้างแผน่ วงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายความหมายและคุณสมบตั ิของแผน่ วงจรพมิ พไ์ ด้ 2. จาแนกประเภทของแผน่ วงจรพมิ พไ์ ด้ 3. อธิบายลกั ษณะการใชง้ านแผน่ วงจรพิมพไ์ ด้ 4. อธิบายกระบวนการสร้างแผน่ วงจรพมิ พช์ นิดได้

2 5. อธิบายการทาแผน่ วงจรพมิ พ์ ชนิด Single Sided Boards ได้

3 แผน่ วงจรพมิ พห์ รือ PCB (Printed Circuit Board) นิยมเรียกกนั วา่ \"แผน่ ปริ้นท\"์ หรือแผน่ วงจร อิเล็กทรอนิกส์\" เป็นแผน่ ที่มีลายทองแดงนาไฟฟ้ าแทนการต่อวงจรดว้ ยสายไฟ ตวั นาเป็นทองแดงถูกทาให้ เป็นเส้น( Track) ลงบนพ้ืนวสั ดุฉนวนไฟฟ้ า ท้งั น้ีกเ็ พื่อใหอ้ ุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ยดึ ติดอยบู่ นแผน่ วงจร เดียวกนั แผน่ วงจรพิมพจ์ ึงนาไปเป็นส่วนประกอบที่สาคญั ในการสร้างวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ใหส้ ามารถ ทางานไดอ้ ยา่ งมีประสิทธิภาพ 1. แผ่นวงจรพมิ พ์ รูปที่ 1.1 แสดงลกั ษณะแผน่ วงจรพมิ พ์ จากรูปที่ 1.1 แสดงลกั ษณะแผน่ วงจรพมิ พ์ หรือ PCB ยอ่ มาจาก Printed Circuit Board นิยมเรียกกนั วา่ “ แผน่ ปริ้นท”์ หรือแผน่ วงจรอิเล็กทรอนิกส์\" ทามาจากวสั ดุที่เป็นฉนวน มีน้าหนกั เบาและมีความ แขง็ แรง เช่น วสั ดุฟี นอลิก( Phenolic) กลาสอีพอกซ่ี(Glass Epoxy) และ สารประกอบอีพอกซี่ ( Composite Epoxy) ลกั ษณะของแผน่ วงจนพิมพม์ ี 2 ดา้ น คือ วงจรพิมพด์ า้ นบนใชส้ าหรับวางอุปกรณ์อิเลก็ ทรอนิกส์ โดยมีสญั ลกั ษณ์ของอุปกรณ์บอกตาแหน่งการวาง ดงั แสดงในรูปที่ 1.2 (ก) และ วงจรพิมพด์ า้ นล่าง มี ลกั ษณะเป็นลายเส้นทองแดง เรียกวา่ Track ทาหนา้ ที่เป็นตวั เช่ือมอุปกรณ์แตล่ ะตวั ในวงจรพมิ พด์ า้ นบน ดงั แสดงในรูปที่ 1.2 (ข) (ก) วงจรพมิ พด์ า้ นบน (ข) วงจรพิมพด์ า้ นล่าง รูปท่ี 1.2 แสดงลกั ษณะแผน่ วงจรพิมพ์

4 2. ประเภทแผ่นวงจรพมิ พ์ แผน่ วงจรพิมพ์ มีหลายประเภท ซ่ึงในวงการอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์นิยมใช้ 4 แบบ คือ 2.1 ชนิด Single Sided Boards แผน่ วงจรพมิ พป์ ระเภทน้ีมีลายทองแดงอยดู่ า้ นล่าง และอุปกรณ์อยดู่ า้ นบน แผน่ วงจรมีช้นั ของแผน่ ตวั นาหรือดา้ นทองแดงเพยี งดา้ นเดียว และ อีกดา้ นเป็นแผน่ ฉนวนเรียกวา่ ซบั สเตรด ทามาจากไฟเบอร์ กลาสอิพอ็ กซี่ นิยมใชก้ บั วงจรทวั่ ไป ท่ีมีความหนาแน่นของอุปกรณ์ไมม่ ากนกั มีราคาถูก แต่มีขอ้ เสียคือ มี ความตา้ นทานต่าเมื่อเจอความช้ืนทาใหส้ ูญเสียความเป็นฉนวนง่าย จึงไมเ่ หมาะกบั การใชง้ านที่ความถี่สูง ตวั อยา่ งงานท่ีใชแ้ ผน่ วงจรพิมพช์ นิดน้ี ไดแ้ ก่ แผน่ วงจรของเครื่องขยายเสียง แผน่ วงจรในเคร่ืองรับวทิ ยุ และ โทรทศั น์ เป็นตน้ ดงั แสดงในรูปท่ี 1.3 ดา้ นทองแดง ดา้ นซบั สเตรด รูปท่ี 1.3 แสดงแผน่ วงจรพมิ พ์ ชนิด Single Sided Boards 2.2 ชนิด Double Sided Boards ลกั ษณะพิเศษของแผน่ วงจรชนิดน้ีคือ มีตวั นาประกบท้งั ดา้ นบนและดา้ นล่าง ช้นั ซบั สเตรดอยตู่ รง กลาง การวางอุปกรณ์สามารถวางอยบู่ นดา้ นใดกไ็ ดต้ ามที่ผอู้ อกแบบลายวงจรตอ้ งการ แผน่ วงจรพิมพช์ นิดน้ี เหมาะกบั งานที่มีความหนาแน่นของวงจรต้งั แต่ปานกลางข้ึนไป สามารถใชง้ านท่ีความถ่ีสูงๆ ไดด้ ี เนื่องจาก วสั ดุท่ีนามาทาเป็นซบั สเตรด มีคุณสมบตั ิทนกบั ค่าความช้ืน ท้งั ยงั สามารถใชว้ ธิ ีการ Plate Through Hole (PTH) คือการใหต้ วั นาท้งั สองดา้ นเช่ือมตอ่ ถึงกนั ไดอ้ ีกดว้ ย จึงช่วยลดเส้นทางเดินของสายวงจร และ สามารถเพิ่มความหนาแน่นของวงจรไดม้ ากข้ึน ตวั อยา่ งงานที่ใชแ้ ผน่ วงจรพมิ พช์ นิดน้ีไดแ้ ก่ แผน่ วงจร ไมโครคอนโทรลเลอร์, แผน่ วงจรเครื่องส่งวทิ ยุ เป็นตน้ ดงั แสดงในรูปที่ 1.4 ดา้ นบน ดา้ นลา่ ง รูปท่ี 1.4 แสดงแผน่ วงจรพมิ พ์ ชนิด Double Sided Boards

5 2.3 ชนิด Multi Layer Boards แผน่ วงจรพมิ พช์ นิดน้ี เป็นการนาแผน่ วงจรพิมพบ์ าง ๆ หลาย ๆ แผน่ มาวางซอ้ นกนั แลว้ ใชเ้ ทคนิค การอดั ดว้ ยความร้อนจากเคร่ืองอดั แรงดนั สูง ทาใหม้ ีแผน่ วงจรพมิ พห์ ลายๆ ช้นั ในแผน่ เดียว แผน่ วงจรพิมพ์ Multi Layer Boards จึงเหมาะกบั งานที่มีวงจรหนาแน่นมากถึงมากที่สุด ตวั อยา่ งงานท่ีใชแ้ ผน่ วงจรพิมพ์ ชนิดน้ี ไดแ้ ก่ แผน่ วงจรหลกั ของเครื่องคอมพิวเตอร์, แผน่ วงจรของเคร่ืองมือวดั , แผน่ วงจรทางการส่ือสาร โทรคมนาคมต่างๆ เป็นตน้ ดงั แสดงในรูปท่ี 1.5 รูปที่ 1.5 แสดงแผน่ วงจรพมิ พ์ ชนิด Multi Layer Boards 2.4 ชนิด Flexible Circuit PCB แผน่ วงจรพมิ พช์ นิดน้ีเรียกอีกอยา่ งวา่ แผน่ วงจรชนิดอ่อน ใชก้ บั งานท่ีไมส่ ามารถติดต้งั ได้ อาจเพราะ ถูกจากดั ดว้ ยพ้นื ที่ในการติดต้งั หรือ การใชง้ านจะตอ้ งมีการเคล่ือนไหวอยตู่ ลอดเวลา ตวั อยา่ งของงานท่ี จาเป็นตอ้ งใชแ้ ผน่ พมิ พช์ นิดน้ีไดแ้ ก่ แผน่ วงจรพมิ พท์ ี่ใชเ้ ชื่อมตอ่ ระหวา่ งหวั อ่านดิสกไ์ ดร์ ซ่ึงตอ้ งมีการ เคล่ือนไหวตลอดเวลา หรือแผน่ วงจรพมิ พใ์ นกลอ้ งถ่ายรูปท่ีตอ้ งมีการติดต้งั ในพ้ืนที่จากดั เป็นตน้ ดงั แสดง ในรูปท่ี 1.6 รูปท่ี 1.6 แสดงแผน่ วงจรพิมพ์ ชนิด Flexible Circuit PCB

6 3. ลกั ษณะการใช้งานแผ่นวงจรพมิ พ์ แผน่ วงจรพมิ พใ์ นปัจจุบนั มีลกั ษณะการใชง้ านแบ่งออกเป็น 2 ลกั ษณะ ท้งั น้ีจาแนกตามลกั ษณะการ ผลิต และ การนาไปใชง้ าน ดงั มีรายละเอียดคือ 3.1 แผน่ วงจรพมิ พท์ ่ีผใู้ ชผ้ ลิต หมายถึง แผน่ วงจรท่ีมีลกั ษณะเฉพาะ เน่ืองจากถูกสร้างข้ึนโดยนา เทคโนโลยโี ปรแกรมคอมพวิ เตอร์มาช่วยในการออกแบบตามความตอ้ งการของผใู้ ชง้ าน มีลาดบั ข้นั ตอนคือ การเขียนวงจร(Schematic Circuit) การออกแบบลายเส้นทองแดง(PCB Layout) และ สุดทา้ ยการตรวจสอบ ความถูกตอ้ งของลายวงจรซ่ึงเป็นข้นั ตอนของการจาลองการทางาน (Simulation) ผลของการออกแผน่ วงจร แสดงดงั รูปท่ี 1.7 โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ท่ีมีคุณสมบตั ิดงั กล่าวยกตวั อยา่ งเช่น โปรแกรม Protel , โปรแกรม Altium Designer เป็นตน้ รูปที่ 1.7 แสดงลกั ษณะของแผน่ วงจรพิมพท์ ่ีผใู้ ชผ้ ลิต 3.2 แผน่ วงจรพมิ พอ์ เนกประสงค์ หมายถึง แผน่ วงจรท่ีผลิตออกมาเพอ่ื ใหส้ ามารถใชใ้ นงานทวั่ ๆไป นิยมใชใ้ นสถานศึกษา หอ้ งทดลองอิเลก็ ทรอนิกส์ หรือผทู้ ่ีสนใจ ขอ้ ดีของแผน่ วงจรพิมพอ์ เนกประสงค์ คือ จะมีลายทองแดงเป็นเส้น ๆ มีการเจาะรูไว้ เพ่อื สามารถเสียบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ลงไปไดท้ นั ที ส่วน ขอ้ เสียของแผน่ วงจรพมิ พป์ ระเภทน้ีคือ ในการต่อวงจรใชง้ านจะตอ้ งมีการตดั ต่อลายทองแดง หรือ มีการ เชื่อมต่อสายไฟในบางจุด ส่งผลใหล้ ายเส้นทองแดงอาจเกิดการร่อนหรือท่ีเรียกวา่ ปริ้นทร์ ่อน ได้ ดงั น้นั แผน่ วงจรพิมพอ์ เนกประสงค์ จึงเหมาะกบั การเชื่อมต่อวงจรท่ีไม่ซบั ซอ้ นหรือมีอุปกรณ์ไม่กี่ตวั แผน่ วงจรพิมพอ์ เนกประสงค์ สามารถแบ่งไดต้ ามแนวเส้นทองแดงดา้ นหลงั ของแผน่ โดยแบ่งเป็น 3 แบบ คือ 3.2.1 แบบไอซีบอร์ด (IC Board) แผน่ วงจรพิมพน์ ้ีจะมีลกั ษณะการวางตาแหน่งขาเป็นแนวๆ แบบขาไอซีโดยมีระยะห่างระหวา่ งรูเจาะเทา่ กบั ระยะห่างของขาไอซีพอดี ส่วนลายทองแดงจะมีลกั ษณะ เป็นแถบยาวตอ่ เนื่องเป็นระยะเทา่ ๆ กนั เหมาะสาหรับวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ที่มีไอซีเป็นส่วนประกอบของ วงจร แสดงดงั รูปท่ี 1.8

7 รูปที่ 1.8 แสดงแผน่ วงจรพิมพอ์ เนกประสงค์ แบบไอซีบอร์ด (IC Board) 3.2.2 แบบโปรโตบอร์ด (Proto Board) แผน่ วงจรพมิ พน์ ้ีจะมีลกั ษณะของเส้นลายทองแดง เหมือนกบั แผน่ โปรโตบอร์ดท่ีใชต้ ่อทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ ในการใชง้ านจะเหมาะสาหรับวงจร อิเลก็ ทรอนิกส์ที่มีอุปกรณ์หลายชิ้น และมีไอซีเป็นส่วนประกอบ แสดงดงั รูปที่ 1.9 รูปท่ี 1.9 แสดงแผน่ วงจรพมิ พอ์ เนกประสงค์ แบบโปรโตบอร์ด(Proto Board) 3.2.3 แบบแพดบอร์ด (Pad Board) แผน่ วงจรพมิ พน์ ้ีจะมีลกั ษณะพเิ ศษคือ ไม่มีลายเส้น ทองแดงที่เช่ือมต่อกนั แต่มีเพยี งลายทองแดงเป็นจุด ๆ เหมือนเป็นหลกั ยดึ อุปกรณ์ ซ่ึงการใชง้ านจะตอ้ ง เชื่อมตอ่ ระหวา่ งจุดดว้ ยสายไฟ แสดงดงั รูปที่ 1.10 รูปที่ 1.10 แสดงแผน่ วงจรพมิ พอ์ เนกประสงค์ แบบแพดบอร์ด (Pad Board)

8 4 กระบวนการสร้างแผ่นวงจรพมิ พ์ เป็นกระบวนการออกแบบลายวงจร เพอื่ สร้างเป็นแผน่ วงจรพมิ พ์ ดงั มีข้นั ตอนดงั น้ีคือ 4.1 กระบวนการวาดลายเส้นทองแดง (PCB Layout) ข้นั ตอนน้ีสามารถทาไดห้ ลายวธิ ี เช่นใชแ้ ผน่ ใส โดยการถ่ายเอกสารยอ่ ใหเ้ ทา่ กบั ขนาดของอุปกรณ์จริง ซ่ึงการออกแบบดว้ ยวธิ ีน้ีจะมีความยงุ่ ยากถา้ ตอ้ ง ออกแบบวงจรที่มีความซบั ซอ้ น เพราะโอกาสผดิ พลาดสูง แต่ก็เหมาะสมกบั งานท่ีตอ้ งการความรวดเร็ว และ อีกวธิ ีคือการใชค้ อมพวิ เตอร์ช่วยในการออกแบบ ซ่ึงสามารถสร้างลายวงจรท่ีมีความซบั ซอ้ นมากๆ ได้ เช่น ลายเส้นที่มีความละเอียด รวมท้งั การออกแบบวงจรพิมพห์ ลาย ๆ ช้นั และสามารถตรวจสอบแกไ้ ขได้ สะดวก เพราะใชโ้ ปรแกรมทาการตรวจสอบระยะของอุปกรณ์ท่ีมีผลทางไฟฟ้ า ทาใหม้ ีความถูกตอ้ งมากเม่ือ เทียบกบั วงจรตน้ ฉบบั การออกแบบวงจรดว้ ยโปรแกรมคอมพวิ เตอร์แสดงในรูปที่ 1.11 รูปที่ 1.11 แสดงการออกแบบแผน่ วงจรพมิ พด์ ว้ ยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ 4.2 กระบวนการสร้างชิ้นงาน ซ่ึงหลงั จากกระบวนการออกแบบลายวงจรไดร้ ูปลายเส้นทองแดง (PCB Layout) แลว้ ข้นั ตอนตอ่ ไปคือ การนาวงจรท่ีไดอ้ อกแบบพมิ พล์ งบนฟิ ลม์ เพื่อท่ีจะนาไปผา่ น กระบวนการทางเคมีดึงส่วนของทองแดงท่ีไมต่ อ้ งการออก เหลือเพียงลายเส้นที่เชื่อมตอ่ ระหวา่ งขาของ อุปกรณ์เท่าน้นั ภาพการสร้างชิ้นงานแสดงในรูปท่ี 1.12 รูปที่ 1.12 แสดงการสร้างชิ้นงานที่สมบรู ณ์

9 5. ตวั อย่างการทาแผ่นวงจรพมิ พ์ ชนิด Single Sided Boards ในปัจจุบนั แผน่ วงจรพมิ พ์ หรือ แผน่ ปริ้นท์ มีการผลิตและการใชง้ านอยหู่ ลายชนิด ท้งั น้ีข้ึนอยกู่ บั ความตอ้ งการของผใู้ ช้ ในหวั ขอ้ น้ีจะอธิบายข้นั ตอนการทาแผน่ วงจรพิมพป์ ระเภท Single Sided Boards เนื่องจากเหมาะสาหรับผเู้ ริ่มตน้ อีกท้งั เป็นวธิ ีที่ง่าย ประหยดั รวดเร็ว โดยมีอุปกรณ์และข้นั ตอนดงั น้ีคือ 5.1 อุปกรณ์การทาแผน่ วงจรพิมพ์ ชนิด Single Sided Boards 5.1.1 เคร่ืองปริ้นเตอร์เลเซอร์ (เท่าน้นั ) 5.1.2 กระดาษ Photo อาจใชก้ ระดาษนิตยสารท่ีมีลกั ษณะเป็นมนั เงา 5.1.3 เตารีด 5.1.4 รูปลายเส้นทองแดง (PCB Layout) ท่ีออกแบบจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ 5.1.5 กรดกดั ปริ้นท์ มีชื่อทางเคมีวา่ เฟอริกคลอไรด์ 5.1.6 น้ายาเคลือบแผน่ ปริ้นท์ ไดจ้ ากส่วนผสมของยางสนกบั ทินเนอร์ 5.1.7 แผน่ วงจรพมิ พ(์ ปรินซ์แดง) ประเภท Single Sided Boards 5.2 ข้นั ตอนการทาแผน่ วงจรพมิ พ์ หรือ แผน่ ปริ้นท์ชนิด Single Sided Boards 5.2.1 เตรียมลายวงจร PCB Layout ท่ีออกแบบจากโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ ดงั แสดงตาม รูปท่ี 1.13 รูปที่ 1.13 แสดงลายวงจร PCB Layout ที่ออกแบบจากโปรแกรมคอมพิวเตอร์ 5.2.2 ลาดบั ตอ่ มานา ลายวงจร PCB Layout ท่ีเตรียมไว้ พิมพ์ดว้ ยเครื่องปริ้นเตอร์เลเซอร์ (เทา่ น้นั ) กระดาษที่ใชอ้ าจจะเป็นกระดาษ Photo แต่เพ่อื ความประหยดั รวดเร็ว อาจใชก้ ระดาษนิตยสารแบบ มนั ก็ได้ ในข้นั ตอนน้ีมีขอ้ ควรระวงั คือ การสัง่ เครื่องปริ้นเตอร์หา้ มส่งั ในลกั ษณะ Invert เพราะจะทาใหว้ งจร กลบั ดา้ น ดงั แสดงในรูปท่ี 1.14

10 รูปท่ี 1.14 แสดงวงจร PCB Layout ที่ พมิ พด์ ว้ ยเคร่ืองปริ้นเตอร์ 5.2.3 เตรียมเตารีดโดยเปิ ดไฟแรง จากน้นั ตดั แผน่ วงจรพิมพ(์ ปริ้นทแ์ ดง) ใหพ้ อดีกบั ขนาดของ ลายวงจร PCB Layout ที่พิมพไ์ ว้ ดงั แสดงในรูปที่ 1.15 รูปท่ี 1.15 แสดงข้นั ตอนการเตรียมอุปกรณ์ 5.2.4 ประกบลายวงจรท่ี พิมพจ์ ากเคร่ืองพมิ พ์ (หนา้ ท่ีมีหมึกพมิ พ)์ บนแผน่ วงจรพิมพ(์ ปริ้นท์ แดง) ในดา้ นทองแดง จากน้นั ให้ ใชเ้ ตารีดกดทบั ใหท้ วั่ เพื่อเฉลี่ยความร้อนใหท้ ว่ั ท้งั แผน่ ขอ้ ควรระวงั ใน ข้นั ตอนน้ีคือบริเวณขอบจะเป็นส่วนท่ีรีดยาก มีวธิ ีแกค้ ือ ใหใ้ ชแ้ รงกด ทบั รีดเนน้ ในบริเวณดงั กล่าว แต่อยา่ รีดในตาแหน่งเดิมเป็นเวลานานๆ(ไมเ่ กิน 1 นาที/1 แผน่ ) เพราะหากนานเกินไปจะทาใหล้ ายเส้นทองแดง บวม เป็นสาเหตุใหว้ งจรเสียหายได้ จากข้นั ตอนน้ีใหส้ ังเกต เมื่อยกเตารีดจะเห็นเป็นลายวงจรบางๆ ข้ึน ซ่ึงถา้ ครบทุกเส้นแสดงใหร้ ู้วา่ ผงหมึก ที่พมิ พ์ลายวงจร PCB Layout ลงไปเกาะอยกู่ บั แผน่ วงจรพิมพ(์ ปริ้นทแ์ ด ง) เรียบร้อย ข้นั ตอนน้ีแสดงในรูปท่ี 1.16 รูปที่ 1.16 แสดงการใชเ้ ตารีดรีดลายวงจร

11 5.2.5 ลาดบั ตอ่ มานาแผน่ ท่ีรีดจากข้นั ตอนที่แลว้ ไปลา้ งน้า ในข้นั ตอนน้ีกระดาษจะหลุดร่อน ออกเหลือไวแ้ ตส่ ่วนท่ีเป็นหมึกเลเซอร์ติดอยกู่ บั แผน่ วงจรพมิ พด์ า้ นทองแดง ดงั แสดงในรูปท่ี 1.17 รูปท่ี 1.17 แสดงการนาแผน่ ที่รีดไปลา้ งน้า 5.2.6 เม่ือไดแ้ ผน่ วงจรพมิ พด์ า้ นทองแดงท่ีสมบูรณ์ ดงั แสดงในรูปท่ี 1.18 ลาดบั ถดั มาก็จะเป็น ข้นั ตอนการกดั ปริ้นท์ รูปท่ี 1.18 แสดงผงหมึกที่ติดอยกู่ บั แผน่ วงจรพิมพด์ า้ นทองแดง 5.3 ข้นั ตอนการกดั ปริ้นทม์ ีข้นั ตอนดงั น้ี คือ 5.3.1 ผสมกรดกดั ปริ้นทก์ บั น้า โดยกรดกดั ปริ้นท์มีช่ือทางเคมีวา่ กรดเฟอริกคลอไรด์ (FeCl3) ในการผสมถา้ ยง่ิ ใส่มาก ก็ยงิ่ เขม้ ขน้ มาก ส่งผลใหใ้ ชเ้ วลากดั แผน่ ปริ้นท์นอ้ ยลง และการผสมควร ผสมใน ภาชนะพลาสติก เพราะกรดมีคุณสมบตั ิกดั โลหะ จากน้นั นา วงจรไปแช่ในกรดกดั ปริ้นท์ ดงั แสดงในรูปที่ 1.19 ในข้นั ตอนน้ีมีเทคนิคคือ การเขยา่ ตวั ชิ้นงานที่แช่ในกรด กบั การใชน้ ้าอุน่ ผสมกบั กรด จะส่งผลใหก้ รด เร่งปฏิกิริยากดั ลายทองแดง ทาให้ทองแดงที่เป็นส่วนท่ีไม่ตอ้ งการ ร่อนไดเ้ ร็วข้ึน และในการแช่แผน่ ปริ้นท์ ไม่ควรแช่เกิน 30 นาที เพราะจะทาใหล้ ายเส้นทองแดงบางจนวงจรขาดได้ รูปท่ี 1.19 แสดงข้นั ตอนการผสมกรดกดั ปริ้นทก์ บั น้า

12 5.3.2 นาแผน่ ปริ้นท์ลา้ งดว้ ยน้าสะอาด ใชท้ ินเนอร์เช็ด ผงหมึก ท่ีติดอยใู่ หห้ มด เหลือไวแ้ ต่ ลายเส้นวงจรทองแดง ดงั แสดงในรูปท่ี 1.20 รูปที่ 1.20 แสดงการลา้ งแผน่ ปริ้นทด์ ว้ ยน้าสะอาด 5.3.3 เพ่ือป้ องกนั การเกิด ออ๊ กไซด์ ที่แผน่ ปริ้นท์(การเกิดสนิม) ซ่ึงมีสาเหตุมา จากความช้ืน ข้นั ตอนน้ีใหน้ าน้ายาเคลือบแผน่ ปริ้นทท์ าลงบนแผน่ ปรินซ์ดา้ นลายทองแดง ดงั แสดงในรูปท่ี 1.21 รูปที่ 1.21 แสดงการใชน้ ้ายาเคลือบแผน่ ปริ้นท์ 5.3.4 จากข้นั ตอนท้งั หมดกจ็ ะไดว้ งจรพมิ พ์ ประเภท Single Sided Boards ที่เสร็จสมบูรณ์ พร้อมใช้ ดงั แสดงในรูปที่ 1.22 รูปท่ี 1.22 แสดงวงจรพมิ พ์ หรือ แผน่ ปริ้นทป์ ระเภท Single Sided Boards ท่ีสมบรู ณ์ แผน่ วงจรพมิ พท์ ี่สมบรู ณ์ จะส่งผลใหว้ งจรที่นาแผน่ พมิ พไ์ ปใชม้ ีประสิทธิภาพ ส่ิงสาคญั ในการ สร้างแผน่ วงจรพมิ พค์ ือ การเขียนแบบวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ท่ีประกอบดว้ ยวงจร(Schematic Circuit) และ ลายเส้นทองแดง(PCB Layout) ที่ถูกตอ้ ง ดงั น้นั การนาโปรแกรมคอมพิวเตอร์มาช่วยในการเขียนแบบวงจร

13 อิเล็กทรอนิกส์จึงเป็นอีกทางเลือกท่ีทาใหว้ งจรมีความสมบรู ณ์ถูกตอ้ งมากข้ึน ในหนงั สือเล่มน้ีจะอธิบายถึง การเขียนแบบวงจรอิเลก็ ทรอนิกส์ดว้ ยโปรแกรม Visio และโปรแกรม Protel 99 SE ซ่ึงจะประกอบไปดว้ ย เน้ือหาการเขียนวงจร(Schematic Circuit) การออกแบบลายเส้นทองแดง(PCB Layout) และ การตรวจสอบ ความถูกตอ้ งของลายวงจรซ่ึงเป็นการจาลองการทางาน(Simulation) ซ่ึงรายละเอียดจะอธิบายในบทตอ่ ไป

14 แบบฝึ กหดั บทท่ี 1 เร่ือง ความรู้เบือ้ งต้นของแผ่นวงจรพมิ พ์ ตอนท่ี 1 จงเลือกคาตอบที่ถูกตอ้ งเพยี งคาตอบเดียว 1. แผน่ วงจรพิมพห์ รือ PCB (Printed Circuit Board) นิยมเรียกกนั วา่ อะไร ก. แผน่ ปริ้นท์ ข. แผน่ อิเลก็ ทรอนิกส์ ค. แผน่ Circuit ง. แผน่ ลายวงจร 2. แผน่ วงจรพมิ พ์ มีหลายประเภท ซ่ึงในวงการอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์นิยมใช้กี่แบบ ก. 4 แบบ ข. 5 แบบ ค. 6 แบบ ง. 7 แบบ 3. แผน่ วงจรพิมพใ์ นปัจจุบนั มีลกั ษณะการใชง้ านแบ่งออกเป็นกี่ลกั ษณะ ก. 2 ลกั ษณะ ข. 3 ลกั ษณะ ค. 4 ลกั ษณะ ง. 5 ลกั ษณะ 5. แผน่ วงจรพิมพอ์ เนกประสงค์ สามารถแบง่ ไดต้ ามแนวเส้นทองแดงดา้ นหลงั ของแผน่ โดยแบง่ เป็นกี่แบบ ก. 3 แบบ ข. 4 แบบ ค. 5 แบบ ง. 6 แบบ 6. ขอ้ ใดคือแผน่ วงจรพมิ พอ์ เนกประสงค์ ก. แบบไอซีบอร์ด (IC Board) ข. แบบโปรโตบอร์ด (Proto Board) ค. แบบแพดบอร์ด (Pad Board) ง. ถูกทุกขอ้ 7. กระบวนการออกแบบลายวงจร เพื่อสร้างเป็นแผน่ วงจรพมิ พม์ ีอะไรบา้ ง ก. กระบวนการวาดลายเส้นทองแดง และ กระบวนการสร้างชิ้นงาน ข. กระบวนการวาดลาย และ กระบวนการสร้างชิ้นงาน ค. กระบวนการวาดลาย และ กระบวนการออกแบบสร้างชิ้นงาน ง. กระบวนการวาดลาย และ กระบวนการผลิตชิ้นงาน

15 8. การเกิดออ๊ กไซดท์ ่ีแผน่ ปริ้นท์คืออะไร ก. การเกิดสนิม ข. การเกิดความช้ืน ค. การเกิดความร้อน ง. การเกิดการลดั วงจรของลายวงจรท่ีพิมพ์ 9. ขอ้ ใดไมใ่ ช่ วสั ดุท่ีนามากดั แผน่ ปริ้นท์ ก. FeCl3 ข. กรดกดั ปริ้นท์ ค. ยางสน ง. เฟอริกคลอไรด์ 10. การใหก้ รดเร่งปฏิกิริยากดั ลายทองแดง ทาให้ทองแดงที่เป็นส่วนที่ไมต่ อ้ งการร่อนไดเ้ ร็วข้ึน คือ ก. เขยา่ ชิ้นงานในกรด ข. แช่ในน้าเยน็ ค. ใส่น้าผสมใหม้ าก ง. ต้งั ไฟ 3 นาที

16 ตอนท่ี 2 จงตอบคาถามโดยเติมคาในช่องวา่ งใหส้ มบูรณ์ 1. แผน่ วงจรพมิ พ์ เรียกอีกอยา่ งวา่ 2. เส้น Track ทาหนา้ ที่อะไร 3. ลกั ษณะของแผน่ วงจรพิมพม์ ีกี่ดา้ น อะไรบา้ ง 4. แผน่ วงจรพิมพม์ ีกี่ประเภทอะไรบา้ ง 5. ซบั สเตรด ในแผน่ วงจรพมิ พค์ ืออะไร 6. แผน่ วงจรพิมพท์ ่ีใชเ้ ทคนิคการอดั ความร้อนจากเคร่ืองอดั แรงดนั สูง คือ 7. ลกั ษณะการใชง้ านของแผน่ วงจรพมิ พแ์ บ่งไดก้ ่ีลกั ษณะ อะไรบา้ ง 8. แผน่ วงจรพมิ พท์ ่ีมีลกั ษณะการใชง้ านเฉพาะ มีลาดบั ข้นั ตอนการออกแบบคือ

17 9. Schematic Circuit คือ 10. จงอธิบายข้นั ตอนการทาแผน่ วงจรพิมพ์ ชนิด Single Sided Boards