แผ่นวงจรพิมพ์หรือแผ่นพีซีบี (Printed Circuit Board : PCB) ในด้านอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แผ่นพีซีบีเป็นอุปกรณ์สำคัญในการทำหน้าที่เป็นทางผ่านของกระแสไฟฟ้าเพื่อส่งไปยังอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ เพื่อให้เกิดการทำงาน โดยแผ่นพีซีบีถูกสร้างจากแผ่นพลาสติกที่ถูกเคลือบด้วยทองแดง และมีฉนวนนำไฟฟ้าบาง ๆ เรียกว่า ตัวต้านทานการบัดกรี หรือ solder mask
แผ่นพีซีบีมีทั้งหมด 2 แบบ คือทั้งแบบด้านเดียว (single-sided) และแบบสองด้าน (double-sided) โดยแบบด้านเดียวจะเป็นชั้นทองแดงเพียงแค่ด้านเดียว ส่วนแบบสองด้านจะเป็นชั้นทองแดงทั้งสองด้าน หรืออีกแบบคือแผ่นพีซีบีหลายชั้นโดยจะมีทองแดงเคลือบในด้านนอกสลับกับวัสดุพิมพ์
แผ่นพีซีบีที่หลายชั้นจะมีประสิทธิภาพในการใช้งานมากกว่าแผ่นพีซีบีทั่วไปเนื่องจากมีความหนาแน่นของทองแดงที่เป็นตัวนำกระแสไฟฟ้า จะสามารถทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้ดีกว่า
แผ่นพีซีบีจะแบ่งออกตามลักษณะของวัดสุที่ถูกผลิตขึ้น ได้แก่ ฟีนอลิก (phenolic, FR-2) กลาสอิพอกซี่ (glass epoxy, FR-4) เคมวัน (CEM1) เฟล็กซิเบิ้ล (flexible) เทฟล่อน (Teflon)
แผ่นพีซีบีแบบฟีนอลิก (phenolic, FR-2) จะมีลักษณะเนื้อนิ่ม ส่วนใหญ่จะเป็นสีน้ำตาล ทำจากใยไม้และโพลีเมอร์ฟีนอลิกที่เหนียวมาก โดยจะเรียกแผ่นพีซีบีชนิดนี้ว่า FR-1 และ FR-2
แผ่นพีซีบีแบบกลาสอิพอกซี่ (glass epoxy, FR-4) หรือสามารถเรียกได้อีกชื่อหนึ่งว่า ลามิเนต FR-4 มีลักษณะเป็นกระจกเคลือบอีพ็อกซี่ ตัวแผ่นพีซีบีจะมีทองแดง ½ , 1 หรือ 2 ออนซ์ต่อตารางฟุต แผ่นพีซีบีชนิดนี้เป็นที่นิยมในการนำมาใช้ในด้านอิลเล็กทรอนิกส์เนื่องจากมีความแข็งแรงและสามารถรับน้ำหนักได้ดี มักจะใช้เป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีความแข็งแรงเชิงกลสูง วัสดุประเภทนี้ยังสามารถรักษาค่าเชิงกลสูงได้ดีและยังมีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าทั้งในสภาพแห้งและชื้นได้ดีอีกด้วย
แผ่นพีซีบีแบบเคมวัน (CEM1) มีลักษณะเนื้อสีขาวขุ่นออกขาวมีความแข็งแรงกว่าแบบฟีนอลิกแต่น้อยกว่าแบบอิพอกซี่ โดยเหมาะกับการทำแผ่นพีซีบีที่มีแค่ชั้นเดียว เนื่องจากตัวของแผ่นพีซีบีชนิดนี้มีความเปราะบางและไม่สามารถรับน้ำหนักได้มากเท่า FR-4 ส่วนใหญ่จะใช้ในงานที่มีความต้านทานแรงดัดงอสูง แต่พีซีบีชนิดนี้ยังมีข้อดีอยู่อีกอย่างคือมีคุณสมบัติทางกลและทางไฟฟ้าได้อย่างยอดเยี่ยม
แผ่นพีซีบีแบบเฟล็กซิเบิ้ล (flexible) มีลักษณะสีเหลืองเข้มออกน้ำตาล มีความสามารถในการยืดหยุ่นได้ดี เหมาะกับการติดตั้งบนอุปกรณ์ที่เป็นผิวพลาสติกที่มีความยืดหยุ่น เช่น โพลีอิไมด์ PEEK หรือ ฟิล์มโพลีเอสเตอร์ใสนำไฟฟ้า แผ่นพีซีบีชนิดนี้มักใช้สำหรับแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีรูปร่างต่าง ๆ หรือแบบที่ต้องการความยืดหยุ่นได้ในระหว่างการใช้งาน โดยแผ่นพีซีบีชนิดนี้มีรัศมีการยืดหยุ่นได้ถึง ประมาณ 5 มม.
แผ่นพีซีบีแบบเทฟล่อน (Teflon) หรือเรียกอีกแบบได้ว่า PTFE เป็นพีซีบีที่ไม่สามารถหาได้ทั่วไปต้องสั่งผลิตเท่านั้น เนื่องจากวัสดุจะแตกต่างจากพีซีบีทั่วไปและกระบวนการการผลิตค่อนข้างซับซ้อนทำให้แผ่นพีซีบีชนิดนี้มีราคาสูง แต่ก็มีประสิทธิภาพในการใช้งานสูงเหมือนกัน โดยการเคลือบจะไม่เหมือน FR-4 แผ่นพีซีบีชนิดนี้สามารถเคลือบได้ที่ความดัน 450-500 psi และอุณหภูมิ 700F โดยไม่ต้องใช้หมุดยึดหรือฟิล์มติดยึด
ประเภทของแผ่นพีซีบีสามารถแบ่งออกได้ 4 ประเภทหลังดังนี้
- แบบหน้าเดียว (Single Side PCB) เป็นพีซีบีที่นิยมใช้กันในโรงงานอิเล็กทรอนิกส์ เพราะสามารถออกแบบตัวบอร์ดได้ง่าย โดยที่ด้านใดด้านหนึ่งของแผ่นพีซีบีจะถูกเคลือบด้วยทองแดงทั้งหน้าเพื่อเป็นฉนวนนำไฟฟ้า ในการผลิตพีซีบีชนิดสามารถผลิตได้จำนวนมากเพราะเนื่องจากมีต้นทุนต่ำในการผลิต
- แบบสองหน้า (Double Side PCB) เป็นพีซีบีที่มีการเคลือบทองแดงทั้งสองด้านทั้งด้านบนและด้านล่าง โดยในชั้นต่าง ๆ ของบอร์ดพีซีบีจะมีแผ่นรองอีกชั้น โดยตัวบอร์ดจะสามารถเชื่อมไฟฟ้าด้วยรู มีความยืดหยุ่นมากกว่าและมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ พีซีบีประเภทนี้มีขนาดที่เล็กลงทำให้เหมาะกับการใช้ในการควบคุมระบบ UPS
- แบบหลายชั้น (Multi Layer PCB) จะมีทองแดงเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างน้อยสามชั้น ในตัวบอร์ดจะมีการยิดกาวคั่นกลางระหว่างชั้นทำให้สามารถทนต่อความร้อนได้และทำให้ไม่ทำลายส่วนต่าง ๆ บนบอร์ด ในการออกแบบของพีซีบีชนิดนี้จะมีความซับซ้อนมากและเหมาะกับการใช้งานที่มีขนาดใหญ่และมีวงจรที่กระทัดรัด เช่น ระบบ GPS หรือใช้ในการจัดเก็บข้อมูลบนเซิร์ฟเวอร์ของทางการแพทย์
- แบบสองหน้าเชื่อมต่อกัน (Double Side Plate Trough Hole PCB) หรือเรียกกันว่า แบบเพลททรูโฮล เป็นพีซีบีมีการเจาะรูเพื่อให้สามารถลงอุปกรณ์ที่ต้องเสียบทะลุของตัวบอร์ดได้เลย แผ่นพีซีบีชนิดนี้จะมีการนำไฟฟ้าจากด้านหนึ่งของตัวบอร์ดไปยังอีกด้านหนึ่ง ในกระบวนการผลิตหลังจากที่ทำการเจาะตัวบอร์ดแล้วจะทำการชุบทองแดงบาง ๆ เพื่อให้รูสามารถนำไฟฟ้าได้ และยังสามารถทำให้ตัวของรางทองแดงจะมีความต้านทานต่ำกว่าและมีเสถียรภาพทางกลที่ดียิ่งขึ้น โดยเฉลี่ยขั้นต่ำคือ 20µm เนื่องจากพีซีบีชนิดนี้มีกระบวนการผลิตที่ซับซ้อนด้านอุตสาหกรรมจึงมีการพัฒนาพีซีบีสองด้านพร้อมกับการชุบทองแดงผ่านรูเพื่อให้สามารถเชื่อมกับแต่ละชั้นของบอร์ด
