1. ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพหลักของ PCB
คุณสมบัติทางกายภาพ: ความแข็งแรงในการลอก/ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน/ความแข็งแรงในการลอก
คุณสมบัติทางเคมี: Tg/Td/Z-CTE
ประสิทธิภาพไฟฟ้า: ค่าคงที่ของฉนวนไฟฟ้า/การสูญเสียของฉนวนไฟฟ้า/การหน่วงการติดไฟ
ประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม: การดูดซับน้ำ/ความต้านทาน CAF/CTI
2. อุณหภูมิเปลี่ยนผ่านแก้ว Tg
อุณหภูมิเปลี่ยนผ่านของแก้ว (Tg) เป็นพารามิเตอร์ลักษณะสำคัญของวัสดุ PCB ซึ่งหมายถึงอุณหภูมิที่วัสดุเปลี่ยนจากสถานะแก้วไปเป็นสถานะยาง เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า Tg วัสดุ PCB จะอยู่ในสถานะแก้วแข็ง เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า Tg วัสดุจะอ่อนตัวและยืดหยุ่นได้เหมือนยาง โดยมีคุณสมบัติการเสียรูปที่กลับคืนได้
การจำแนกมาตรฐาน IPC:
มากกว่าหรือเท่ากับ 130 องศา Tg ต่ำ
มากกว่าหรือเท่ากับ 150 องศาใน Tg
มากกว่าหรือเท่ากับ 170 องศา สูง Tg
ผลกระทบต่อการใช้งาน PCB: Tg อาจส่งผลต่อ Z-CTE การเปลี่ยนรูปเมื่ออุณหภูมิสูง ความเสถียรของมิติ และคุณสมบัติอื่นๆ ของวัสดุ
3. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน (CTE) ของ PCB เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการวัดเสถียรภาพของมิติของวัสดุภายใต้การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนแบ่งออกเป็นค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนในแกน X แกน Y และแกน Z โดยทั่วไปหมายถึงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนในแกน Z เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนมีผลกระทบต่อความน่าเชื่อถือของวัสดุมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่ง CTE อธิบายอัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงความยาวของวัสดุต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิต่อหน่วยความยาวเดิม สำหรับวัสดุ PCB ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนเชิงเส้นมักใช้ในการวัดการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นของขนาดระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
4. อุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อน Td
อุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อน Td หมายถึงอุณหภูมิที่วัสดุ PCB เริ่มสลายตัวที่อุณหภูมิสูง ซึ่งถือเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญอย่างหนึ่งในการพัฒนากระบวนการเปลี่ยน PCB แบบร้อน
อุณหภูมิการสลายตัวด้วยความร้อนของวัสดุ PCB อาจส่งผลต่อเสถียรภาพและอายุการใช้งานที่อุณหภูมิการทำงาน หากอุณหภูมิการสลายตัวด้วยความร้อนของวัสดุ PCB ต่ำ วัสดุจะมีแนวโน้มที่จะสลายตัวและเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง ส่งผลให้เสื่อมสภาพและคุณสมบัติของวัสดุล้มเหลว ดังนั้น เมื่อเลือกวัสดุ PCB จำเป็นต้องพิจารณาอุณหภูมิการสลายตัวด้วยความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุจะมีเสถียรภาพและอายุการใช้งานที่อุณหภูมิการทำงาน
5. ความแข็งแรงในการลอกแผ่นทองแดง
ความแข็งแรงในการลอกเป็นการวัดแรงยึดติดระหว่างตัวนำและวัสดุพื้นผิว ความหนาของแผ่นทองแดงจะส่งผลต่อค่าความแข็งแรงในการลอกของการทดสอบ โดยค่าเริ่มต้นคือทองแดงหนา 1 ออนซ์
ความแข็งแรงในการลอกของแผ่นทองแดงเป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่สำคัญสำหรับการประเมินคุณภาพของ PCB การทดสอบความแข็งแรงในการลอกโดยทั่วไปหมายถึงการทดสอบความแข็งแรงในการยึดติดระหว่างแผ่นทองแดงกับพื้นผิวหรือระหว่างแผ่นทองแดงกับฟิล์มสีน้ำตาล โดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึงสากลเพื่อยืดแผ่นทองแดงในแนวตั้งด้วยอัตราที่กำหนด จะตรวจจับค่าแรงระหว่างการลอกแผ่นทองแดงออกจากพื้นผิวและคำนวณความแข็งแรงในการลอก
6. การดูดซึมน้ำและการดูดความชื้น
ปัจจัยที่มีอิทธิพล: การดูดซับน้ำและความสามารถในการดูดความชื้นของ PCB ส่วนใหญ่ได้รับอิทธิพลจากองค์ประกอบของวัสดุและกระบวนการผลิต ตัวอย่างเช่น วัสดุ PCB บางชนิดอาจมีกลุ่มที่ชอบน้ำหรือโครงสร้างรูพรุน ซึ่งสามารถช่วยเพิ่มการดูดซับน้ำและความชื้นของ PCB ได้
ผลกระทบต่อประสิทธิภาพ: เมื่อ PCB ดูดซับความชื้น พารามิเตอร์ประสิทธิภาพหลัก เช่น ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนอาจเปลี่ยนแปลงไป การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้เกิดความล่าช้าหรือการบิดเบือนในการส่งสัญญาณ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดได้รับผลกระทบ
ปัญหาด้านความน่าเชื่อถือ: PCB ที่สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงเป็นเวลานานอาจดูดซับน้ำและขยายตัว ส่งผลให้ขนาดเปลี่ยนแปลง ผิดรูป หรือแตกร้าว ปัญหาเหล่านี้ไม่เพียงแต่ส่งผลต่อความแม่นยำในการติดตั้งส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เท่านั้น แต่ยังอาจทำให้วงจรล้มเหลวและลดความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อีกด้วย
มาตรการป้องกัน: เพื่อลดการดูดซึมน้ำและการดูดซึมความชื้นของ PCB อาจใช้มาตรการป้องกันบางประการ เช่น การเคลือบสารกันน้ำบนพื้นผิวของ PCB หรือใช้วัสดุที่มีการดูดซึมความชื้นต่ำ นอกจากนี้ ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการผลิต ควรพิจารณาสภาพแวดล้อมการใช้งานและสภาพความชื้นของ PCB อย่างเต็มที่ และควรเลือกวัสดุและกระบวนการที่เหมาะสม
7. การหน่วงการติดไฟ
ความหน่วงไฟของ PCB เป็นตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพที่สำคัญที่ใช้เพื่อประเมินลักษณะการเผาไหม้ของวัสดุหลังจากเกิดการติดไฟ โดย PCB สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ระดับตามคุณสมบัติหน่วงไฟที่แตกต่างกัน ได้แก่ V-0, V-1 และ V-2
8. ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของเรซินมีค่าน้อยกว่าของผ้าแก้ว และเมื่อปริมาณเรซินเพิ่มขึ้น ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกก็จะลดลง
ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญในการวัดคุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุฉนวน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ค่านี้แสดงถึงค่าสัมพัทธ์ของค่าการอนุญาตของวัสดุฉนวนที่บรรจุอยู่ระหว่างแผ่นอิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุ ยิ่งค่าคงที่ไดอิเล็กตริกมีค่ามากขึ้น ประสิทธิภาพของฉนวนก็จะดีขึ้น
9. ปัจจัยการสูญเสีย
ปัจจัยการสูญเสีย (เรียกอีกอย่างว่าแทนเจนต์การสูญเสียหรือแทนเจนต์มุมการสูญเสีย) คือพารามิเตอร์ที่อธิบายการสูญเสียพลังงานของวัสดุภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้า ยิ่งปัจจัยการสูญเสียมีค่ามากเท่าใด การสูญเสียพลังงานของวัสดุภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น
นอกจากนี้ กระบวนการผลิต PCB ยังส่งผลกระทบต่อปัจจัยการสูญเสียอีกด้วย ตัวอย่างเช่น ปัจจัยต่างๆ เช่น การเคลือบพื้นผิว กระบวนการเคลือบ และความหนาของแผ่นทองแดงของ PCB อาจส่งผลกระทบต่อปัจจัยการสูญเสียได้ในระดับหนึ่ง ดังนั้น ในการใช้งานจริง จำเป็นต้องเลือกวัสดุ PCB และพารามิเตอร์กระบวนการที่เหมาะสมตามข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะและข้อกำหนดกระบวนการผลิต เพื่อลดปัจจัยการสูญเสียและปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของวงจร
10. ประสิทธิภาพการต้านทาน CAF
ความต้านทาน CAF ของ PCB หมายถึงความสามารถในการต้านทานการเคลื่อนตัวของไอออน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น CAF หรือที่รู้จักกันในชื่อ Conductive Anodic Filament คือปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้าที่เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น ทำให้เกิดช่องทางตัวนำระหว่างขั้วบวกและขั้วลบในวงจร ส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร
11. ดัชนีความต้านทานการรั่วไหล CTI
ดัชนีความต้านทานการรั่วไหลของ PCB (CTI) หมายถึงค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่พื้นผิววัสดุฉนวนแข็งสามารถทนต่ออิเล็กโทรไลต์ 50 หยดได้โดยไม่เกิดรอยรั่วภายใต้การกระทำร่วมกันของสนามไฟฟ้าและอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งแสดงเป็น V เครื่องทดสอบรอยรั่วที่ใช้สำหรับการทดสอบ CTI ประกอบด้วยอุปกรณ์จ่ายแรงดันไฟฟ้า อิเล็กโทรดสี่เหลี่ยม 2 อันที่มีหน้าตัด 2 มม. x 5 มม. ทำจากแพลตตินัม ความลาดเอียง 30 องศาที่ปลายด้านหนึ่งของอิเล็กโทรด และเข็มหยดสำหรับเติมอิเล็กโทรไลต์