ภาพรวม
- ฟอยล์ทองแดง: ทำจากฟอยล์ทองแดงและชั้นวัสดุไดอิเล็กทริก ซึ่งให้การนำไฟฟ้าและความยืดหยุ่นที่ยอดเยี่ยม ใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์และอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่ออำนวยความสะดวกในการสื่อสารระหว่างส่วนประกอบต่างๆ
- CCL และ PCB: เป็นแผ่นรองหลักสำหรับ PCB, CCL จะสร้างโครงสร้างบอร์ดวงจรและให้ชั้นการนำไฟฟ้า PCB เชื่อมต่อวงจรอิเล็กทรอนิกส์และส่วนประกอบที่ซับซ้อน ซึ่งจำเป็นในฮาร์ดแวร์ AI การเรียนรู้ของเครื่อง และอุปกรณ์อัจฉริยะ
- ประเภทของฟอยล์ทองแดง: ฟอยล์ทองแดงมีหลายประเภท เช่น ED (electrolytic deposition), RA (rolled), ฟอยล์กาวตัวเอง, ฟอยล์ทนการกัดกร่อน, ฟอยล์ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า, ฟอยล์ฟิล์มบาง, ฟอยล์ยืดหยุ่น และฟอยล์ทนไฟ
- ฟอยล์ทองแดงอิเล็กโตรไลติก: ผลิตโดยการเคลือบด้วยกระแสไฟฟ้า มีความนำไฟฟ้าสูง ความบริสุทธิ์สูง ความหนาสม่ำเสมอและพื้นผิวเรียบ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต PCB
- ฟอยล์ทองแดงม้วน: ผลิตจากการรีดทองแดงแท่ง มีความยืดหยุ่นดี ทนต่ออุณหภูมิสูงและการกัดกร่อน มักใช้ในวงจรพิมพ์ยืดหยุ่น (FPCs)
Copper Clad Laminate (CCL) คืออะไร?
Copper Clad Laminate (CCL) คือวัสดุรองพื้นหลักสำหรับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งประกอบด้วยชั้นฟอยล์ทองแดงที่เชื่อมกับวัสดุที่ไม่สามารถนำไฟฟ้าได้ โดยทั่วไปจะใช้กาวในการยึดติด ฟอยล์ทองแดงมีความหนาตั้งแต่ 0.005 มม. ถึง 0.5 มม. ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในด้านการนำไฟฟ้าและความสามารถในการขึ้นรูปที่ดี ทำให้เหมาะสมกับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
ชั้นรองพื้นของ CCL ทำจากวัสดุ เช่น ไฟเบอร์กลาส หรือคอมโพสิตที่ทำจากกระดาษ ซึ่งให้การรองรับโครงสร้างและการฉนวน วัสดุเหล่านี้ใน CCL มีบทบาทสำคัญในการผลิต PCB โดยช่วยเสริมประสิทธิภาพทางไฟฟ้า การจัดการความร้อน และความน่าเชื่อถือโดยรวมของวงจรอิเล็กทรอนิกส์
[1][2][3][4]
CCL ในอุตสาหกรรม PCB และ AI
Copper Clad Laminate (CCL) ซึ่งเป็นวัสดุรองพื้นหลักของแผงวงจรพิมพ์ (PCBs) เป็นโครงสร้างหลักของบอร์ดวงจร ช่วยให้การเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์เป็นไปได้ โดยทำหน้าที่เป็นสะพานสำคัญสำหรับการสื่อสารทางไฟฟ้า CCL ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนของวงจรบน PCB
PCB เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มในการเชื่อมต่อวงจรและส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งในฮาร์ดแวร์ AI เช่น Tensor Processing Units (TPUs) ของ Google และ GPUs ของ NVIDIA การใช้งานของ PCB ขยายไปยังสาขาที่ขับเคลื่อนด้วย AI เช่น การเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) การเรียนรู้ลึก (Deep Learning) กล้องอัจฉริยะ อุปกรณ์การรู้จำเสียง รถยนต์ไร้คนขับ เทคโนโลยีบ้านอัจฉริยะ และ Internet of Things (IoT)
โดยสรุป บทบาทของ CCL ในการผลิต PCB เป็นส่วนสำคัญที่รองรับการทำงานของเครือข่ายอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน และมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี AI และการบูรณาการอุปกรณ์อัจฉริยะ
รู้จักกับอุตสาหกรรมฟอยล์ทองแดง
ประเภทของ CCL (Copper Clad Laminate)
Copper Clad Laminate (CCL) เป็นวัสดุพื้นฐานในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) ซึ่งจำเป็นสำหรับการสร้างบอร์ดวงจรที่มีประสิทธิภาพสูงและเชื่อถือได้ ประเภทหลักของ CCL ได้แก่ Rigid CCLs เช่น FR-4 และ CEM-1 ซึ่งมีคุณสมบัติด้านไฟฟ้าและความแข็งแรงทางกล และ Flex CCLs ซึ่งมีความยืดหยุ่นสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย
ประเภทของ CCL จะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น วัสดุฉนวน วัสดุเสริมแรง และคุณสมบัติการใช้งาน ฟอยล์ทองแดงใน CCL ซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการนำไฟฟ้า มีหลายประเภท เช่น ฟอยล์ทองแดงที่ได้จากการเคลือบด้วยกระแสไฟฟ้า (Electrodeposited) และฟอยล์ทองแดงม้วน (Rolled Copper Foil) พร้อมกับประเภทพิเศษ เช่น ฟอยล์ทองแดงกาว (Adhesive), ฟอยล์ทนการกัดกร่อน (Corrosion-Resistant), ฟอยล์ป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI Shielding), ฟอยล์ฟิล์มบาง (Thin Film), ฟอยล์ยืดหยุ่น (Flexible), และฟอยล์ทนไฟ (Flame Retardant)
ฟอยล์ทองแดงประเภทเหล่านี้สามารถตอบสนองความต้องการที่แตกต่างกันในงาน PCB ซึ่งมีผลต่อปัจจัยต่างๆ เช่น การนำความร้อน ความยืดหยุ่น และความต้านทานต่อสภาพแวดล้อม
ED (Electrodeposited Copper)
ฟอยล์ทองแดงอิเล็กโตรไลติก (Electrolytic Copper Foil) ซึ่งมีความนำไฟฟ้าสูง ความบริสุทธิ์สูง ความหนาสม่ำเสมอ และพื้นผิวที่เรียบ เป็นส่วนสำคัญในอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูง โดยเฉพาะในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการเชื่อมต่อภายในในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ฟอยล์นี้ผลิตผ่านกระบวนการเคลือบด้วยกระแสไฟฟ้า ซึ่งประกอบด้วยขั้นตอนหลักหลายประการ:
การเคลือบทองแดงด้วยไฟฟ้า: สารรองรับ ซึ่งอาจเป็นผ้าฝ้ายแก้วหรือกระดาษเซลลูโลส ถูกแขวนอยู่ในอ่างอิเล็กโทรไลติกที่เต็มไปด้วยสารละลายทองแดงซัลเฟต เมื่อมีการจ่ายไฟ ไอออนทองแดงจะถูกลดลงและสะสมบนขั้วลบ ทำให้เกิดชั้นทองแดงที่สม่ำเสมอ
กระบวนการลอก: ฟอยล์ทองแดงที่สะสมจะถูกแยกออกจากสารรองรับ
การเสริมความแข็งแกร่งของการเคลือบ: ในขั้นตอนนี้ จะใช้กลองไททาเนียมที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง กลองจะหมุนช้าๆ และไอออนทองแดงจากสารละลายอิเล็กโทรไลติกจะสะสมบนพื้นผิวของมัน สร้างชั้นทองแดงที่แข็งแกร่งขึ้น
การกัดกร่อน: ใช้วิธีการทางเคมีหรือทางกลในการกัดกร่อนลวดลายวงจรที่ต้องการลงบนพื้นผิวของฟอยล์ทองแดง
การตัด: สุดท้ายฟอยล์ทองแดงขนาดใหญ่จะถูกตัดเป็นขนาดที่ต้องการและม้วนเพื่อความสะดวกในการขนส่งและการใช้งานในอนาคต
[6][7][8][9][10]
ฟอยล์ทองแดงรีดและอบอ่อน RA（ Rolled & Annealed copper）
ฟอยล์ทองแดงรีดและอบอ่อน (RA) มอบความยืดหยุ่น การยืดตัว และความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูงที่ดีกว่าฟอยล์ทองแดงอิเล็กโตรไลติก ซึ่งทำให้มันเหมาะสมสำหรับการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ที่ยืดหยุ่น เช่น แผงวงจรพิมพ์ยืดหยุ่น (FPC) และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถงอได้ กระบวนการผลิตฟอยล์ทองแดง RA ประกอบด้วยการรีดทองแดงแท่งผ่านเครื่องรีด จนกระทั่งบางลงเป็นแผ่นฟอยล์ทองแดง
การให้ความร้อนกับบิลเล็ต: บิลเล็ตทองแดงบริสุทธิ์สูง ซึ่งอาจเป็นแท่งทองแดง แท่งยาว แผ่น หรือแผ่นบาง ถูกทำให้ร้อนถึงอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการรีด
การรีดหลัก: บิลเล็ตทองแดงที่ได้รับความร้อนแล้วจะผ่านกระบวนการรีดหลักผ่านเครื่องจักรเช่นโรงรีด ซึ่งในขั้นตอนนี้จะทำการขึ้นรูปและบางลงของทองแดง
การรีดร้อนขั้นกลาง: ฟอยล์ทองแดงจะผ่านเครื่องจักรรีดขณะรักษาอุณหภูมิที่กำหนด ทำให้วัสดุยาวขึ้น บางลง และเพิ่มความสม่ำเสมอ
การรีดเย็น: กระบวนการนี้ทำให้ฟอยล์ทองแดงบางลงมากขึ้น ทำให้ได้โครงสร้างเกรนที่ละเอียดและสม่ำเสมอมากขึ้น และปรับปรุงคุณสมบัติทางกลของฟอยล์
การอบเย็น: หลังจากการรีดเย็น ฟอยล์ทองแดงอาจจะถูกอบเย็นเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง การอบเย็นประกอบด้วยการทำให้ฟอยล์ร้อนถึงอุณหภูมิที่กำหนดแล้วจากนั้นทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็ว เพื่อทำให้โครงสร้างคงที่และเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง
การรีดขั้นสุดท้าย: หลังจากการอบเย็น ฟอยล์ทองแดงจะผ่านกระบวนการรีดขั้นสุดท้ายเพื่อให้ได้ความหนาที่ต้องการ ขั้นตอนนี้ต้องใช้เครื่องมือที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้ได้ความหนาและความเรียบของผิวตามที่กำหนด
[11]
การใช้งานเครื่องวัดการไหลและหัวฉีดในอุตสาหกรรมฟอยล์ทองแดง
การใช้งานหัวฉีด: กระบวนการล้างด้วยน้ำ
ในกระบวนการผลิตฟอยล์ทองแดง ขั้นตอนการล้างด้วยน้ำมักจะจำเป็นเพื่อขจัดสารเติมแต่งทางเคมี คราบตกค้าง หรือสารที่ไม่ต้องการอื่นๆ ที่อาจค้างอยู่บนพื้นผิวของฟอยล์ทองแดง หัวฉีดถูกนำมาใช้เพื่อพ่นน้ำสะอาดหรือสารล้างอย่างสม่ำเสมอ กระบวนการฟอยล์ทองแดงแต่ละประเภทอาจต้องการแรงดันน้ำล้างที่แตกต่างกัน ซึ่งความสามารถในการควบคุมแรงดันของหัวฉีดสามารถตอบสนองความต้องการในการทำความสะอาดเฉพาะได้ ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องมีการป้องกันพื้นผิวของฟอยล์ทองแดงในระหว่างกระบวนการล้างเพื่อป้องกันความเสียหายหรือการเกิดออกซิเดชันโดยไม่จำเป็น หัวฉีดสามารถใช้ในการทาสารป้องกันพื้นผิว เพื่อรับประกันความสมบูรณ์ของฟอยล์ทองแดงในระหว่างการล้าง
กรณีศึกษา: ผู้ผลิตฟอยล์ทองแดงอิเล็กโตรไลติกชั้นนำของญี่ปุ่นสำหรับ PCB
สถานการณ์: บริษัทนี้เผชิญกับความท้าทายในการใช้อุปกรณ์นำเข้าจากต่างประเทศและหัวฉีดต้นแบบของญี่ปุ่นที่ใช้ในกระบวนการล้างด้วยน้ำ นอกจากความไม่สะดวกในการซื้อตัวแทนหัวฉีดใหม่จากญี่ปุ่นอย่างสม่ำเสมอแล้ว โรงงานยังทำงานที่แรงดันต่ำกว่า 0.8 kgf/cm2 โดยมีอัตราการไหลเพียงประมาณ 0.2 LPM หัวฉีดแบบดั้งเดิมในตลาดไม่สามารถรักษารูปแบบการพ่นน้ำในลักษณะพัดลมได้ และมีปัญหาในการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอในสภาวะแรงดันต่ำและอัตราการไหลต่ำเช่นนี้ ทำให้บริษัทต้องการหาทางเลือกใหม่สำหรับหัวฉีด
โซลูชัน
: หัวฉีดพัดลมชิ้นเดียว LORRIC (NH 01-100)
สำหรับกรณีนี้ LORRIC ได้แนะนำหัวฉีดพัดลมชิ้นเดียวรุ่น NH 01-100 ให้กับลูกค้า โดยหัวฉีดนี้สามารถรักษาการกระจายสเปรย์ที่สม่ำเสมอด้วยมุมสเปรย์สูงสุดถึง 100 องศา ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันต่ำเพียง 0.8 kgf/cm² และอัตราการไหลที่ 0.2 LPM ซึ่งช่วยให้การทำความสะอาดมีประสิทธิภาพโดยไม่ทำให้พื้นผิวฟอยล์ทองแดงเสียหาย หลังจากการทดสอบ บริษัทได้ยืนยันว่าผลิตภัณฑ์ของ LORRIC ตรงตามข้อกำหนดของเครื่องจักร และได้เปลี่ยนหัวฉีดล้างน้ำในอุปกรณ์ทั้งหมดเป็นผลิตภัณฑ์ของเราเรียบร้อยแล้ว
การใช้งานเครื่องวัดการไหล - การวัดสารละลายทองแดงซัลเฟต
ในกระบวนการผลิตฟอยล์ทองแดงที่ผ่านการชุบด้วยไฟฟ้า ความเข้มข้นของสารละลายทองแดงซัลเฟตมีผลอย่างมากต่อคุณภาพของฟอยล์ทองแดงที่ผลิตออกมา ดังนั้นผู้ปฏิบัติงานต้องตรวจสอบการใช้งานของสารละลายทองแดงซัลเฟตเพื่อควบคุมความเข้มข้นและรักษาคุณภาพของฟอยล์ทองแดง นอกจากนี้ น้ำยังถูกใช้ในการทำความสะอาดพื้นผิวหลังจากการผลิตฟอยล์ทองแดงและในกระบวนการบำบัดพื้นผิวที่ตามมา เครื่องวัดการไหลสามารถตรวจสอบการใช้น้ำในกระบวนการล้างได้ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการล้างและทำให้กระบวนการล้างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
กรณีศึกษา: บริษัทปิโตรเคมีใหญ่ของไต้หวัน
สถานการณ์: อุปกรณ์ฟอยล์ทองแดงที่ผ่านการชุบด้วยไฟฟ้าของบริษัทต้องการเครื่องวัดการไหลเพื่อวัดการใช้งานของสารละลายทองแดงซัลเฟตและตรวจสอบความเข้มข้นของสารละลายเพื่อควบคุมคุณภาพของฟอยล์ที่ผลิตออกมา ก่อนหน้านี้พวกเขาใช้เครื่องวัดการไหลแบบพื้นที่ (Area-based Flow Meters) ในอุปกรณ์ของตน แม้ว่าเครื่องวัดเหล่านี้จะใช้งานง่ายและคุ้มค่า แต่ก็ต้องการให้เจ้าหน้าที่สังเกตตำแหน่งของลูกบอลลอยเพื่อแปลค่าการไหล ซึ่งไม่สามารถตรวจสอบได้แบบเรียลไทม์
ด้วยการเติบโตของแนวคิดโรงงานอัจฉริยะ บริษัทจึงมีแผนที่จะเปลี่ยนเครื่องวัดการไหลในอุปกรณ์ของพวกเขาเป็นเครื่องวัดการไหลดิจิทัลที่สามารถเชื่อมต่อกับระบบควบคุมกลางเพื่อการตรวจสอบอุปกรณ์แบบคอมพิวเตอร์
โซลูชัน: LORRIC Clamp-On Ultrasonic Flow Meter (FU-ES EchoSense)
เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า LORRIC แนะนำ FU-ES EchoSense Clamp-On Ultrasonic Flow Meter เครื่องวัดการไหลอัลตราโซนิก EchoSense ได้รับการออกแบบมาสำหรับท่อขนาดเล็ก การติดตั้งแตกต่างจากเครื่องวัดการไหลอัลตราโซนิกแบบดั้งเดิม โดยผสานส่วนหัววัดและหน่วยหลักเข้าเป็นการออกแบบแบบบูรณาการ โดยใช้ดีไซน์ล็อกเร็วที่ได้รับสิทธิบัตร ซึ่งช่วยให้การติดตั้งเสร็จสิ้นภายใน 90 วินาที ลดความซับซ้อนในการติดตั้งอย่างมาก นอกจากนี้ FU-ES EchoSense ยังมีฟังก์ชันการตั้งค่าที่รวดเร็ว โดยสามารถตรวจจับวัสดุท่อ ความหนาผนัง ความเร็วเสียงในของเหลว และปัจจัยสภาพแวดล้อมอื่นๆ ได้โดยอัตโนมัติ ผู้ใช้สามารถตั้งค่าสภาพแวดล้อมได้ด้วยการกดปุ่มเพียงครั้งเดียว
ในด้านการสื่อสาร FU-ES EchoSense ให้ตัวเลือกการส่งออกสัญญาณสื่อสารสามตัวเลือก ได้แก่ (4-20mA analog output, Modbus RTU RS485 control signal, และ optocoupler switch signal - Pulse signal) ซึ่งช่วยให้สามารถปรับตัวเข้ากับรูปแบบการสื่อสารของอุปกรณ์ควบคุมกลางในโรงงานได้ ทำให้สามารถจัดหาการสื่อสารที่ครบวงจร