PCB (Printed Circuit Board) หรือเรียกอีกอย่างว่า Printed Circuit Board ในภาษาจีน หรือ PWB (Printed Wire Board) ในสหรัฐอเมริกา
PCB เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ ทำหน้าที่เป็นทั้งตัวรองรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์และตัวจ่ายวงจรสำหรับส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ PCB ถ่ายโอนวงจรไปยังพื้นผิวผ่านการถ่ายโอนภาพ และสร้างวงจรหลังจากการกัดด้วยสารเคมี
เนื่องมาจากการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ PCB จึงถูกเรียกว่าแผงวงจรพิมพ์ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แทบทุกชนิด ตั้งแต่หูฟัง แบตเตอรี่ เครื่องคิดเลข ไปจนถึงคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์สื่อสาร เครื่องบิน ดาวเทียม ล้วนต้องใช้วงจรรวมและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ในการเชื่อมต่อไฟฟ้า
รูปที่ 1 แสดง PCB และ PCBA รูปที่ 1a) แสดง PCB ที่ไม่มีชิ้นส่วนที่ติดตั้ง และรูปที่ 1b) แสดงชุดแผงวงจรพิมพ์ (PCBA) ซึ่งเป็น PCB ที่มีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ เช่น ชิป ขั้วต่อ ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ ฯลฯ
รูปที่ (1)
รูปที่ (ก)
ต้นกำเนิดของ PCB
ในปีพ.ศ. 2468 ชาร์ลส์ ดูคัส (ผู้บุกเบิกวิธีการบวก) จากสหรัฐอเมริกาได้พิมพ์ลายวงจรบนพื้นผิวที่เป็นฉนวน และสร้างตัวนำเป็นสายไฟผ่านการชุบด้วยไฟฟ้าได้สำเร็จ
ในปีพ.ศ. 2479 พอล ไอส์เลอร์ ชาวออสเตรีย (ผู้ก่อตั้งการลบ) เป็นคนแรกที่ใช้แผงวงจรพิมพ์ในวิทยุ
ในปีพ.ศ. 2486 ชาวอเมริกันได้นำเทคโนโลยีนี้มาใช้กับวิทยุทางทหาร ในปีพ.ศ. 2491 สหรัฐอเมริกาได้รับรองสิ่งประดิษฐ์นี้อย่างเป็นทางการสำหรับการใช้งานเชิงพาณิชย์
นับตั้งแต่ช่วงกลางทศวรรษ 1990 แผงวงจรพิมพ์ได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลาย และปัจจุบันแผงวงจรพิมพ์ได้ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์
แผงวงจรพิมพ์ได้พัฒนาจากแบบชั้นเดียวเป็นแบบสองด้าน หลายชั้น และยืดหยุ่น และยังคงรักษาแนวโน้มการพัฒนาตามลำดับไว้ได้ เนื่องจากการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อความแม่นยำสูง ความหนาแน่นสูง และความน่าเชื่อถือสูง รวมถึงการลดปริมาณ ต้นทุน และประสิทธิภาพ แผงวงจรพิมพ์จึงยังคงรักษาความมีชีวิตชีวาไว้ได้อย่างมากในการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอนาคต
การอภิปรายเกี่ยวกับแนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตและการผลิตแผงวงจรพิมพ์ในอนาคตทั้งในประเทศและต่างประเทศมีความสอดคล้องกันโดยทั่วไป ซึ่งก็คือการพัฒนาไปสู่ความหนาแน่นสูง ความแม่นยำสูง รูรับแสงละเอียด ลวดละเอียด ระยะห่างเล็ก ความน่าเชื่อถือสูง หลายชั้น การส่งผ่านความเร็วสูง น้ำหนักเบา และบาง ในเวลาเดียวกัน ในด้านการผลิตก็คือการปรับปรุงผลผลิต ลดต้นทุน ลดมลพิษ และปรับให้เข้ากับการผลิตแบบหลากหลายและแบบล็อตเล็ก
บทบาทของ PCB
ก่อนที่จะมีแผงวงจรพิมพ์ การเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จะเกิดขึ้นโดยการเชื่อมต่อสายไฟโดยตรงเพื่อสร้างวงจรที่สมบูรณ์
หลังจากใช้แผงวงจรพิมพ์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แล้ว เนื่องจากมีความสม่ำเสมอของแผงวงจรพิมพ์ที่คล้ายคลึงกัน จึงหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการเดินสายด้วยมือได้
แผงวงจรพิมพ์สามารถให้การสนับสนุนทางกลสำหรับการยึดและประกอบส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น วงจรรวม สายไฟที่สมบูรณ์และการเชื่อมต่อไฟฟ้าหรือฉนวนระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เช่น วงจรรวม ให้คุณลักษณะทางไฟฟ้าที่จำเป็น เช่น อิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะ ให้กราฟิกหน้ากากประสานสำหรับการบัดกรีอัตโนมัติ และให้อักขระการจดจำและกราฟิกสำหรับการใส่ส่วนประกอบ การตรวจสอบ และการบำรุงรักษา
การจำแนกประเภทของ PCB
1. จำแนกตามวัตถุประสงค์
แผงวงจรพิมพ์แบบพลเรือน (ผู้บริโภค): แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ในของเล่น กล้องถ่ายรูป โทรทัศน์ อุปกรณ์เครื่องเสียง โทรศัพท์มือถือ ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์อุตสาหกรรม (หมวดอุปกรณ์) : แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ในระบบรักษาความปลอดภัย ยานยนต์ คอมพิวเตอร์ เครื่องจักรสื่อสาร เครื่องมือต่างๆ ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์ทางทหาร: แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ในอวกาศและเรดาร์
2. การจำแนกตามประเภทของสารตั้งต้น
แผงวงจรพิมพ์แบบกระดาษ: แผงวงจรพิมพ์แบบกระดาษฟีนอลิก, แผงวงจรพิมพ์แบบกระดาษอีพอกซี ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ผ้าแก้ว: แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ผ้าแก้วอีพอกซี แผงวงจรพิมพ์ที่ใช้ผ้าแก้วโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์เส้นใยสังเคราะห์: แผงวงจรพิมพ์เส้นใยสังเคราะห์อีพอกซี ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์พื้นผิวฟิล์มอินทรีย์: แผงวงจรพิมพ์ฟิล์มไนลอน ฯลฯ
แผงวงจรพิมพ์พื้นผิวเซรามิค
แผงวงจรพิมพ์แบบแกนโลหะ