ในการออกแบบลายวงจรพิมพ์ หรือ PCB (Printed Circuit Board) ปัจจัยที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ไม่ควรมองข้ามคือการเลือกวัสดุฐานรอง (Substrate) เพราะวัสดุที่ไม่มีคุณภาพหรือเลือกใช้ไม่เหมาะสมอาจก่อให้เกิด สัญญาณรบกวน (Signal Interference) ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ทำไมวัสดุถึงมีผลต่อสัญญาณรบกวน?
เมื่อวงจรทำงานที่ความถี่สูงขึ้น คุณสมบัติทางไฟฟ้าของวัสดุจะเริ่มส่งผลต่อการเดินทางของสัญญาณ หากเลือกวัสดุที่มีค่าการสูญเสียสูง จะทำให้เกิดปัญหาเรื่อง Signal Integrity หรือความสมบูรณ์ของสัญญาณลดลงนั่นเอง
เกณฑ์การเลือกวัสดุเพื่อลดการรบกวน
- ค่า Dielectric Constant (Dk): ควรเลือกวัสดุที่มีค่า Dk คงที่และเหมาะสมกับความถี่ที่ใช้งาน เพื่อรักษาความเร็วของสัญญาณให้สม่ำเสมอ
- Dissipation Factor (Df): ยิ่งค่า Df ต่ำ การสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อนก็จะยิ่งน้อยลง ช่วยลดการบิดเบือนของสัญญาณในวงจรความถี่สูง
- การจัดการความร้อน (Thermal Conductivity): วัสดุที่ดีต้องช่วยระบายความร้อนได้ดี เพื่อป้องกันไม่ให้ความร้อนสะสมไปเปลี่ยนคุณสมบัติทางไฟฟ้าของลายทองแดง
วัสดุยอดนิยมที่แนะนำ
| ประเภทวัสดุ | คุณสมบัติเด่น |
|---|---|
| FR-4 | มาตรฐานทั่วไป ราคาประหยัด เหมาะกับงานความถี่ต่ำถึงปานกลาง |
| Rogers / Teflon | การสูญเสียสัญญาณต่ำมาก (Low Loss) ดีเยี่ยมสำหรับงาน RF และความถี่สูง |
| Metal Core (MCPCB) | ระบายความร้อนได้ดีเยี่ยม เหมาะสำหรับงาน LED กำลังสูง |
สรุป
การเลือก วัสดุวงจรพิมพ์ ที่เหมาะสม ไม่เพียงแต่ช่วยลดสัญญาณรบกวน แต่ยังช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ การลงทุนในวัสดุคุณภาพสูงอย่าง Rogers ในงานที่ต้องการความแม่นยำ หรือการใช้ FR-4 เกรดพิเศษ จะช่วยให้การออกแบบ PCB ของคุณมีประสิทธิภาพสูงสุด

