แผงวงจรพิมพ์ (PCB) เป็นส่วนประกอบสำคัญของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์เกือบทุกประเภท ในยุคแรกๆ การผลิต PCB เป็นวิธีที่ช้าและธรรมดา เมื่อเทคโนโลยีพัฒนาขึ้น กระบวนการก็เร็วขึ้น มีความคิดสร้างสรรค์มากขึ้น และซับซ้อนยิ่งขึ้น ลูกค้าแต่ละรายต้องการการเปลี่ยนแปลงเฉพาะกับ PCB ภายในเวลาที่กำหนด ในบางกรณี การผลิต PCB แบบกำหนดเองอาจใช้เวลาถึงหนึ่งชั่วโมง อย่างไรก็ตาม หาก PCB แบบกำหนดเองได้รับการทดสอบการทำงานเมื่อสิ้นสุดกระบวนการและการทดสอบล้มเหลว ผู้ผลิตและลูกค้าอาจไม่สามารถจ่ายค่าเสียหายได้ นี่คือที่มาของการสร้างต้นแบบ PCB การสร้างต้นแบบ PCB เป็นขั้นตอนพื้นฐานในการผลิต PCB แต่เหตุใดจึงมีความสำคัญมาก บทความนี้จะอธิบายอย่างชัดเจนว่าต้นแบบต้องมีอะไรบ้างและเหตุใดจึงมีความสำคัญ

บทนำต้นแบบ PCB

การสร้างต้นแบบ PCB เป็นกระบวนการวนซ้ำซึ่งผู้ออกแบบและวิศวกร PCB ลองใช้เทคนิคการออกแบบและการประกอบ PCB หลายอย่าง จุดประสงค์ของการทำซ้ำเหล่านี้คือการกำหนดการออกแบบ PCB ที่ดีที่สุด ในการผลิต PCB วัสดุของแผงวงจร วัสดุพื้นผิว ส่วนประกอบ เค้าโครงการติดตั้งส่วนประกอบ แม่แบบ เลเยอร์ และปัจจัยอื่นๆ ได้รับการพิจารณาซ้ำแล้วซ้ำเล่าโดยวิศวกร ด้วยการผสมผสานและจับคู่ด้านการออกแบบและการผลิตของปัจจัยเหล่านี้ จึงสามารถกำหนดการออกแบบและวิธีการผลิต PCB ที่มีประสิทธิภาพที่สุดได้ ส่วนใหญ่แล้ว ต้นแบบ PCB จะดำเนินการบนแพลตฟอร์มเสมือน อย่างไรก็ตาม สำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพ สามารถสร้างต้นแบบ PCB จริงเพื่อทดสอบการทำงานได้ ต้นแบบ PCB อาจเป็นแบบจำลองดิจิทัล ต้นแบบเสมือน หรือต้นแบบที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ (เหมือนกัน) เนื่องจากการสร้างต้นแบบเป็นการนำเอาการออกแบบการผลิตและการประกอบ (DFMA) มาใช้ในช่วงแรกๆ กระบวนการประกอบ PCB จึงมีประโยชน์มากมายในระยะยาว

ความสำคัญของการผลิตต้นแบบในการผลิต PCB

แม้ว่าผู้ผลิต PCB บางรายจะข้ามการสร้างต้นแบบเพื่อประหยัดเวลาในการผลิต แต่การทำเช่นนั้นมักจะตรงกันข้าม นี่คือประโยชน์บางประการของการสร้างต้นแบบที่ทำให้ขั้นตอนนี้มีประสิทธิภาพหรือจำเป็น

ต้นแบบกำหนดขั้นตอนการออกแบบสำหรับการผลิตและการประกอบ ซึ่งหมายความว่าปัจจัยทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับการผลิตและการประกอบจะได้รับการพิจารณาในระหว่างการออกแบบ PCB เท่านั้น ซึ่งช่วยลดอุปสรรคในการผลิต

ในการผลิต PCB จะมีการเลือกใช้วัสดุที่เหมาะสมสำหรับ PCB บางประเภทในระหว่างการสร้างต้นแบบ ในขั้นตอนนี้ วิศวกรจะทดสอบและลองใช้วัสดุต่างๆ ก่อนเลือกวัสดุที่เหมาะสม ดังนั้น คุณสมบัติของวัสดุ เช่น ความทนทานต่อสารเคมี ความทนทานต่อการเกิดสนิม ความทนทาน ฯลฯ จะได้รับการทดสอบในช่วงแรกเท่านั้น สิ่งนี้จะตัดความเป็นไปได้ของความล้มเหลวเนื่องจากความไม่ลงรอยกันของวัสดุในระยะต่อมา

PCBS มักมีการผลิตเป็นจำนวนมาก PCBS แบบ Single-design ใช้สำหรับการผลิตจำนวนมาก หากการออกแบบเป็นแบบกำหนดเอง อาจเกิดข้อผิดพลาดในการออกแบบได้สูง หากเกิดข้อผิดพลาดในการออกแบบ ข้อผิดพลาดเดียวกันนี้จะถูกจำลองซ้ำใน PCBS หลายพันตัวในการผลิตจำนวนมาก ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียที่สำคัญ รวมถึงวัตถุดิบที่ป้อนเข้า ต้นทุนการผลิต ต้นทุนการใช้อุปกรณ์ ค่าแรง และเวลา การสร้างต้นแบบ PCB ช่วยระบุและแก้ไขข้อผิดพลาดในการออกแบบในระยะแรกก่อนการผลิต

บ่อยครั้ง หากพบข้อผิดพลาดในการออกแบบ PCB ระหว่างการผลิตหรือการประกอบ หรือแม้แต่การทำงาน ผู้ออกแบบต้องเริ่มต้นจากศูนย์ บ่อยครั้ง วิศวกรรมย้อนกลับจำเป็นต้องตรวจสอบข้อผิดพลาดใน PCBS ที่ผลิตขึ้น การออกแบบใหม่และการผลิตซ้ำจะเสียเวลามากเกินไป เนื่องจากการสร้างต้นแบบจะแก้ไขข้อผิดพลาดในขั้นตอนการออกแบบเท่านั้น การทำซ้ำจึงถูกบันทึกไว้

พวกเขาได้รับการออกแบบและผลิตเพื่อให้มีลักษณะและการทำงานที่คล้ายคลึงกันเมื่อเปรียบเทียบกับข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ดังนั้นความเป็นไปได้ของผลิตภัณฑ์จึงเพิ่มขึ้นเนื่องจากการออกแบบต้นแบบ