Copper Balance 1

Copper Balance

   ในการทำ PCB นั้น มีเทคนิคในการออกแบบมากมาย  การทำ Copper Balance เป็นเทคนิคที่สำคัญสำหรับการออกแบบ PCB ที่ผู้ออกแบบจำเป็นต้องรู้  เนื่องจากในกระบวนการผลิตแผ่นวงจรหรือการประกอบอุปกรณ์บางกระบวนการเช่น Reflow Soldering, Wave Soldering หรือแม้กระทั่งการผลิต Surface Finish ของ PCB เช่น HASL (Hot Air Solder Leveling)เป็นกระบวนการที่ใช้ความร้อนสูง  การทำ Copper Balance เป็นการกระจายปริมาณทองแดงให้มีปริมาณใกล้เคียงกันทั้งแผ่นวงจร  จุดประสงค์หลักเพื่อลดการบิดและโก่งตัว(Bow and Twist)ของแผ่นวงจรเนื่องจากมีความจุความร้อนบนแผ่นวงจรไม่เท่ากัน 

    
รูปที่ 1 แสดงภาพการทำ Copper Balance โดยใช้ Copper Dot 

(Credit picture: www.electronics.stackexchange.com)

    จากรูปที่ 1 จะเห็นว่าแผ่นวงจรด้านซ้ายมือไม่มีการทำ Copper Balance และปริมาณทองแดงที่เป็นลายวงจรในแผ่น PCB จะมีแค่บริเวณด้านบนและด้านล่างจึงมีโอกาสที่แผ่น PCB จะโก่งตัวเมื่อโดยความร้อนในกระบวนการ Reflow หรือ Wave Soldering ได้   ภาพด้านขาวเป็นการทำ Copper Balance โดยการใส่ Copper Dot ลงบนพื้นที่ว่างบนแผ่น PCB เพื่อกระจายปริมาณทองแดงให้ใกล้เคียงกันทั้งแผ่น ทำให้ปริมาณความจุความร้อนบนแผ่นวงจรไม่แตกต่างกันมากนัก  จึงช่วยลดโอกาสที่แผ่น PCB จะบิดตัว

รูปที่ 2 ตัวอย่าง PCB ที่ทำ Copper Balance โดยใช้ Copper Dot

Tip: Copper dot ควรอยู่ห่างจากลายวงจร 100 mils (2.54 mm) เป็นอย่างน้อยเพื่อป้องกันการเกิดค่า Capacitance จากการใส่ Copper dot  สำหรับวงจรที่เกี่ยวข้องกับความถี่สูงหรือมีความไวต่อความถี่  อาจพิจารณาเรื่องระยะห่างหรือใช้วิธีอื่นในการทำ Copper Balance

รูปที่ 3 การทำ Copper Balance สำหรับ PCB 2 Layer

   การทำ Copper Balance ควรทำทุก Layer ในกรณีที่บอร์ดมี 2 Layer ควรทำ Copper Balance ทั้ง 2 ด้าน ไม่ควรทำแค่ด้านใดด้านหนึ่ง  รูปทางด้านซ้ายเป็นการทำที่ไม่เหมาะสมเนื่องจาก Layer 1 ไม่ทำแต่ทำที่ Layer 2 จึงมีโอกาสที่แผ่น PCB จะบิดตัวเนื่องจากปริมาณทองแดงใน Layer 2 มีมากกว่า Layer 1 ทำให้ค่าความจุความร้อนบนแผ่นแตกต่างกันมากเป็นสาเหตุที่ทำให้ PCB บิดหรือโก่งได้

25 สิงหาคม 2558 
สงวนลิขสิทธิตามพระราชบัญญัตัลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2537 โดย RLC Innovation Co., Ltd.