การเลือกวัสดุ PCB: FR4 vs Rogers vs Ceramic vs Polyimide เปรียบเทียบฉบับสมบูรณ์ 2025

ทำไมการเลือกวัสดุ PCB จึงสำคัญ?

ในโลกของการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB) การเลือกวัสดุ substrate ที่ถูกต้องอาจเป็นความแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์ที่ประสบความสำเร็จกับความล้มเหลวราคาแพง การเลือกวัสดุผิดพลาดสามารถนำไปสู่ signal degradation, thermal failure และต้นทุนที่บานปลายมากกว่า 10 เท่าของที่ควรจะเป็น ลองนึกภาพวงจร RF ที่ใช้ FR4 มาตรฐานแทน Rogers — สัญญาณจะสูญเสียไปมากกว่า 50% และอาจต้องออกแบบใหม่ทั้งหมด

ตลาด PCB ทั่วโลกมีมูลค่าประมาณ $75-97 พันล้านในปี 2025 และกำลังเติบโตอย่างรวดเร็วจากแรงผลักดันของ 5G, รถยนต์ไฟฟ้า (EV) และ AI การเลือกวัสดุที่เหมาะสมจึงเป็นทักษะที่วิศวกรทุกคนต้องมี

การเลือกวัสดุ PCB ตั้งอยู่บน 4 เสาหลัก:

1. Electrical Performance — ค่า Dielectric Constant (Dk) และ Dissipation Factor (Df) กำหนดว่าวัสดุจะส่งสัญญาณได้ดีเพียงใด
2. Thermal Management — ค่า Thermal Conductivity และ Glass Transition Temperature (Tg) กำหนดขีดจำกัดทางความร้อน
3. Mechanical Requirements — ความยืดหยุ่น, CTE (Coefficient of Thermal Expansion), ความทนทานต่อการสั่นสะเทือน
4. Cost — ต้นทุนวัสดุ, ความซับซ้อนในการผลิต, ปริมาณสั่งซื้อขั้นต่ำ

คุณสมบัติหลักที่ต้องพิจารณาได้แก่: Dk (ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก — ยิ่งต่ำ ยิ่งเร็ว), Df (ค่าการสูญเสีย — ยิ่งต่ำ ยิ่งดี), Tg (อุณหภูมิเปลี่ยนสถานะ), Thermal Conductivity (การนำความร้อน), CTE (การขยายตัวทางความร้อน) และ Moisture Absorption (การดูดซับความชื้น ซึ่งสำคัญมากในสภาพอากาศเขตร้อนอย่างประเทศไทย)

> คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ: "80% ของความล้มเหลวในการออกแบบวงจรความถี่สูงสามารถสืบย้อนกลับไปที่การเลือกวัสดุ substrate ที่ไม่เหมาะสม การลงทุนเวลาในขั้นตอนการเลือกวัสดุจะช่วยประหยัดเงินหลายแสนบาทในขั้นตอนการผลิต" — Hommer Zhao, Engineering Director

---

FR4 — ม้าทำงานของอุตสาหกรรม

FR4 (Flame Retardant 4) คือวัสดุ PCB ที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในโลก ผลิตจากผ้าใยแก้ว (woven fiberglass) เคลือบด้วยเรซิน epoxy มาตรฐานตาม IPC-4101 วัสดุนี้ครองส่วนแบ่งตลาดมากกว่า 70% ของ PCB ทั้งหมดทั่วโลก

คุณสมบัติหลักของ FR4

• Dk (Dielectric Constant): 4.0–4.5 @ 1 GHz
• Df (Dissipation Factor): 0.02–0.03
• Tg (Glass Transition Temperature): 130–180 C (High-Tg variant: 170–180 C)
• Thermal Conductivity: 0.25–0.4 W/mK
• Moisture Absorption: 0.10–0.15%
• CTE (Z-axis): 50–70 ppm/C
• ราคาโดยประมาณ: $0.50–$1.50 ต่อตารางนิ้ว

ข้อดีของ FR4

• ราคาถูกที่สุด ในบรรดาวัสดุ PCB ทั้ง 4 ชนิด
• หาซื้อง่าย ทั่วโลก รวมถึงในตลาดไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
• กระบวนการผลิตมาตรฐาน โรงงานผลิต PCB ทุกแห่งรองรับ
• ทนทานเชิงกล แข็งแรง ทนต่อการสั่นสะเทือนได้ดี
• เหมาะสำหรับ prototyping ระยะเวลาผลิตสั้น

ข้อเสียของ FR4

• ค่า Df สูง ไม่เหมาะกับความถี่สูงเกิน 1–3 GHz
• การนำความร้อนต่ำ ไม่เหมาะกับแอปพลิเคชันกำลังสูง
• Dk ไม่เสถียร เปลี่ยนแปลงตามความถี่และอุณหภูมิ (+/- 10%)
• ดูดซับความชื้น มากกว่าวัสดุอื่น ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพในสภาพอากาศชื้น

การใช้งานที่เหมาะสม

FR4 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับ: อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค, วงจรดิจิทัล, วงจรแอนะล็อกความถี่ต่ำ, แหล่งจ่ายไฟ (power supplies), อุปกรณ์ IoT, และการทำต้นแบบ (prototyping)

สำหรับการบัดกรีแบบ lead-free ที่ต้องการอุณหภูมิสูงกว่า 250 C ควรเลือก High-Tg FR4 (170–180 C) เพื่อป้องกัน delamination ในกระบวนการ reflow soldering ดูรายละเอียดเพิ่มเติมที่ บริการผลิต PCB FR4 ของเรา

---

Rogers — แชมป์ความถี่สูง

Rogers เป็นวัสดุ laminate ระดับสูงที่ผลิตโดย Rogers Corporation ออกแบบมาเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชัน RF, ไมโครเวฟ และความถี่สูง ผลิตจาก engineered hydrocarbon ceramic ผสม PTFE (Polytetrafluoroethylene)

ประเภทยอดนิยมของ Rogers

คุณสมบัติหลักของ Rogers

• Dk: 2.2–3.5 (เสถียร +/- 2% ตลอดช่วงความถี่)
• Df: 0.0009–0.0037 (ต่ำกว่า FR4 ถึง 10–30 เท่า)
• Thermal Conductivity: 0.5–0.95 W/mK
• Moisture Absorption: 0.02–0.08% (ต่ำกว่า FR4 มาก)
• ราคาโดยประมาณ: $5–$75 ต่อตารางนิ้ว

ข้อดีของ Rogers

• Ultra-low loss ที่ความถี่สูง ลด transmission loss ได้ 50–80% เทียบกับ FR4
• Dk เสถียร +/- 2% ตลอดช่วงความถี่และอุณหภูมิ — สำคัญมากสำหรับ impedance matching
• Moisture absorption ต่ำมาก เหมาะกับสภาพอากาศเขตร้อนชื้น
• รองรับความถี่ได้ถึง 77 GHz+ สำหรับ automotive radar

ข้อเสียของ Rogers

• ราคาแพง 5–10 เท่า เทียบกับ FR4 (บางรุ่นแพงกว่า 40 เท่า)
• หาซื้อยากกว่า ในตลาดไทยอาจต้องนำเข้า Lead time ยาว
• เจาะ (drilling) ยากกว่า ต้องใช้เครื่องมือพิเศษ
• โรงงานที่รองรับมีจำกัด ไม่ใช่ทุกโรงงานผลิตได้

การใช้งานที่เหมาะสม

Rogers เป็นตัวเลือกอันดับหนึ่งสำหรับ: สถานีฐาน 5G, automotive radar 77 GHz, ดาวเทียม, RF front-end modules, อุปกรณ์ทางทหาร และระบบ mmWave สำหรับข้อมูลบริการเพิ่มเติม ดูที่ Rogers/High Frequency PCB

กลยุทธ์ Hybrid Stackup

เทคนิคที่ได้รับความนิยมคือการใช้ hybrid stackup — ชั้น RF ใช้ Rogers ส่วนชั้น digital ใช้ FR4 วิธีนี้ช่วยลดต้นทุนได้ 40–60% เทียบกับการใช้ Rogers ทั้งหมด ตัวอย่างเช่น PCB 6 ชั้น อาจใช้ Rogers RO4350B ชั้นบนสุด 2 ชั้น (สำหรับ antenna และ RF) และ FR4 อีก 4 ชั้น (สำหรับ power และ digital control)

---

Ceramic — ประสิทธิภาพความร้อนสูงสุด

Ceramic PCB ผลิตจากวัสดุอนินทรีย์ (inorganic substrates) ที่มีคุณสมบัติการนำความร้อนสูงเป็นพิเศษ เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องระบายความร้อนสูงและทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ประเภทของ Ceramic Substrate

คุณสมบัติหลักของ Ceramic

• Dk: 3.3–10.0 (ขึ้นอยู่กับประเภท)
• Thermal Conductivity: 20–220 W/mK (ดีกว่า FR4 ถึง 20–600 เท่า)
• Operating Temperature: 150–250+ C (บางรุ่นทนได้ถึง 350 C)
• CTE: 6–8 ppm/C (ใกล้เคียง silicon — ลด thermal stress)
• Moisture Absorption: ต่ำมาก แทบเป็นศูนย์

ข้อดีของ Ceramic

• การนำความร้อนดีเยี่ยม — AlN ดีกว่า FR4 ถึง 600 เท่า
• เสถียรภาพทางเคมีและความร้อนสูงมาก ทนต่อสภาพแวดล้อมรุนแรง
• CTE ใกล้เคียง semiconductor ลดความเครียดที่ solder joint
• อายุการใช้งานยาวนาน เหมาะกับแอปพลิเคชันที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง

ข้อเสียของ Ceramic

• เปราะ (brittle) ไม่ทนต่อแรงกระแทกหรือการดัดงอ
• ราคาสูง 5–10 เท่า ของ FR4 (AlN แพงกว่า 15–30 เท่า)
• การผลิตเฉพาะทาง ต้องใช้อุปกรณ์และกระบวนการพิเศษ เช่น DBC (Direct Bond Copper), AMB (Active Metal Brazing)
• ขนาดจำกัด ไม่สามารถผลิตแผ่นขนาดใหญ่ได้เท่า FR4

การใช้งานที่เหมาะสม

Ceramic PCB เหมาะสำหรับ: LED กำลังสูง, power modules (IGBT, SiC MOSFET), RF/microwave (LTCC), ชิ้นส่วนรถยนต์ใต้ฝากระโปรง (under-hood), อุปกรณ์การบินและอวกาศ, อุปกรณ์การแพทย์ฝังตัว และระบบ power electronics สำหรับ EV

---

Polyimide — วัสดุยืดหยุ่นและทนความร้อนสูง

Polyimide เป็นพอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูง (high-performance polymer) ที่รู้จักกันดีในชื่อทางการค้า Kapton ของ DuPont เป็นวัสดุหลักสำหรับ Flexible PCB (FPC) และ Rigid-Flex PCB

คุณสมบัติหลักของ Polyimide

• Dk: 3.2–3.5 @ 1 MHz
• Df: 0.002–0.008
• Tg: >250 C (สูงกว่า FR4 มาก)
• ช่วงอุณหภูมิใช้งาน: -269 C ถึง 400 C
• ความทนทานต่อการดัดงอ: >100,000 รอบ
• ราคาโดยประมาณ: 2–3 เท่าของ FR4

ข้อดีของ Polyimide

• ยืดหยุ่นสูง ดัดงอได้มากกว่า 100,000 รอบโดยไม่เสียหาย
• ทนอุณหภูมิได้กว้างมาก จากระดับ cryogenic (-269 C) ถึง 400 C
• น้ำหนักเบา ลดน้ำหนักผลิตภัณฑ์ได้อย่างมีนัยสำคัญ
• ลดขนาดผลิตภัณฑ์ ใช้แทนสายเคเบิลและ connector ได้
• ทนต่อสารเคมี ทนกรด ด่าง และตัวทำละลายส่วนใหญ่

ข้อเสียของ Polyimide

• ราคาสูงกว่า FR4 2–3 เท่า
• ดูดซับความชื้นสูงกว่า Rogers ต้องระวังในสภาพอากาศชื้น
• กระบวนการผลิตซับซ้อนกว่า โดยเฉพาะ rigid-flex
• ซ่อมแซมยาก เมื่อเสียหายมักต้องเปลี่ยนทั้งชิ้น

เปรียบเทียบ Polyimide กับ PET และ LCP

PET เหมาะกับแอปพลิเคชันราคาประหยัดที่ไม่ต้องบัดกรี ส่วน LCP มี Dk/Df ดีกว่า Polyimide แต่ราคาสูงกว่ามาก เหมาะกับ 5G antenna modules

การใช้งานที่เหมาะสม

Polyimide เหมาะสำหรับ: อุปกรณ์สวมใส่ (wearables), อุปกรณ์การแพทย์, สายรัดสายไฟรถยนต์ (automotive harnesses), สมาร์ทโฟน, อุปกรณ์การบินอวกาศ, อุปกรณ์ทหาร และแอปพลิเคชันที่ต้องการความยืดหยุ่นและความทนทานสูง ดูรายละเอียดที่ Flexible PCB

---

ตารางเปรียบเทียบครบ — FR4 vs Rogers vs Ceramic vs Polyimide

Key Takeaways จากตาราง

• ต้นทุนต่ำสุด → FR4 แต่ไม่เหมาะกับความถี่สูงหรืองานที่ต้องระบายความร้อนมาก
• ความถี่สูงสุด → Rogers โดย RO4350B เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในแง่ราคาต่อประสิทธิภาพ
• ระบายความร้อนดีสุด → Ceramic AlN ดีกว่า FR4 ถึง 600 เท่า แต่ราคาสูงมาก
• ยืดหยุ่นที่สุด → Polyimide เป็นตัวเลือกเดียวที่ดัดงอได้จริง
• ทนความชื้นดีสุด → Ceramic แทบไม่ดูดซับความชื้นเลย ตามด้วย Rogers

---

คู่มือเลือกวัสดุตามแอปพลิเคชัน

Consumer Electronics (อุปกรณ์ผู้บริโภค)

• Digital + Power: FR4 มาตรฐาน
• Flex interconnect: Polyimide (เช่น FPC ในสมาร์ทโฟน)
• Wi-Fi/Bluetooth antenna: Rogers RO4003C หรือ FR4 ระดับสูง
• ตัวอย่าง: สมาร์ทโฟนรุ่นเรือธงใช้ FR4 สำหรับ mainboard, polyimide FPC สำหรับเชื่อมต่อจอ-กล้อง และ Rogers สำหรับ antenna module

5G/Telecom (โทรคมนาคม)

• สถานีฐาน 5G: Rogers RO4350B หรือ RO4003C สำหรับ antenna array
• Digital baseband: FR4 High-Tg
• แนะนำ: Hybrid stackup (Rogers + FR4) เพื่อลดต้นทุน
• ดูรายละเอียดที่ โทรคมนาคม 5G

Automotive (ยานยนต์ — ADAS, Radar, EV)

• 77 GHz Radar: Rogers RT/duroid 5880 หรือ RO3003
• Power Electronics (EV inverter): Ceramic AlN หรือ Alumina DBC
• Body Electronics: High-Tg FR4
• Wire Harness Replacement: Polyimide FPC
• ดูรายละเอียดที่ อุตสาหกรรมยานยนต์

Aerospace/Defense (การบินอวกาศ/กลาโหม)

• Radar Systems: Rogers RT/duroid สำหรับ antenna
• High-Reliability: Ceramic สำหรับสภาพแวดล้อมรุนแรง
• Flex Harness: Polyimide สำหรับ vibration resistance

Medical (การแพทย์)

• Implantable Devices: Ceramic (biocompatible, hermetic)
• Wearable Sensors: Polyimide FPC
• Diagnostic Equipment: FR4 มาตรฐาน
• ดูรายละเอียดที่ อุปกรณ์การแพทย์

Industrial IoT

• Sensor Boards: FR4 (ต้นทุนต่ำ, ปริมาณสูง)
• Wireless Module >3 GHz: Rogers RO4003C

LED Lighting

• High-Power LED: Ceramic Alumina หรือ Aluminum PCB สำหรับงบประมาณจำกัด

Wearables (อุปกรณ์สวมใส่)

• วัสดุหลัก: Polyimide — เบา ยืดหยุ่น ทนทาน

> คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ: "สำหรับโปรเจกต์ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ผมมักแนะนำให้พิจารณาเรื่อง moisture absorption เป็นพิเศษ สภาพอากาศร้อนชื้นของไทยที่มีความชื้นสัมพัทธ์ 70–90% สามารถทำให้ค่า Dk ของ FR4 เปลี่ยนแปลงได้ถึง 5–8% ซึ่งส่งผลร้ายแรงต่อวงจร RF ที่ต้องการความแม่นยำของ impedance" — Hommer Zhao, Engineering Director

---

การวิเคราะห์ต้นทุน — สมดุลระหว่างประสิทธิภาพและงบประมาณ

ลำดับต้นทุนวัสดุ

ปัจจัยต้นทุนที่มากกว่าราคาวัสดุ

ต้นทุนวัสดุเป็นเพียงส่วนหนึ่ง ต้องพิจารณาด้วย:

• ความซับซ้อนในการผลิต: Ceramic และ Rogers ต้องใช้กระบวนการพิเศษ เพิ่มค่า fabrication
• Yield Rate: วัสดุ ceramic มี yield ต่ำกว่าเนื่องจากความเปราะ
• MOQ (Minimum Order Quantity): Rogers มักมี MOQ สูง
• Lead Time: Rogers/Ceramic อาจใช้เวลา 4–8 สัปดาห์ vs FR4 ที่ 1–2 สัปดาห์
• Tooling Cost: Ceramic ต้องใช้ laser cutting ที่มีค่าใช้จ่ายสูง

Hybrid Stackup ช่วยประหยัด 40–60%

การใช้ hybrid stackup (Rogers + FR4) สามารถลดต้นทุนได้ 40–60% เทียบกับการใช้ Rogers ทั้งหมด ตัวอย่าง: สถานีฐาน 5G ใช้ Rogers เฉพาะชั้น RF 2 ชั้น + FR4 อีก 8 ชั้น ช่วยลดต้นทุนวัสดุจาก $150 เหลือ $60 ต่อแผ่น

สถานการณ์ตลาดไทย

ในตลาดไทย FR4 มีความพร้อมจำหน่ายดีเยี่ยม จากโรงงานทั้งในไทยและจีน ส่วน Rogers และ Ceramic อาจต้องนำเข้า ซึ่งเพิ่มทั้งต้นทุนและระยะเวลา แนะนำให้วางแผนการจัดซื้อล่วงหน้า 6–8 สัปดาห์สำหรับวัสดุเหล่านี้

---

ข้อผิดพลาดในการเลือกวัสดุที่ต้องหลีกเลี่ยง

1. Over-specifying วัสดุ (เลือกดีเกินไป) — ใช้ Rogers สำหรับวงจร Wi-Fi 2.4 GHz ที่ FR4 คุณภาพดีก็เพียงพอ เสียเงินโดยไม่จำเป็น

2. Under-specifying วัสดุ (เลือกต่ำเกินไป) — ใช้ FR4 มาตรฐานสำหรับวงจร 5 GHz แล้วพบว่า insertion loss สูงจนวงจรทำงานไม่ได้ตาม spec

3. ไม่คำนึงถึงความชื้น (Moisture) — นี่คือข้อผิดพลาดที่สำคัญมากสำหรับประเทศไทยและเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ ความชื้นสัมพัทธ์ 70–90% สามารถเพิ่มค่า Dk ของ FR4 ได้อย่างมีนัยสำคัญ ทำให้ impedance เปลี่ยนและสัญญาณเสียหาย ต้องพิจารณาใช้ conformal coating หรือเลือกวัสดุที่ดูดซับความชื้นต่ำ

4. ไม่ปรึกษาโรงงานผลิต — ออกแบบเสร็จแล้วค่อยพบว่าโรงงานไม่รองรับวัสดุที่เลือก ต้องสื่อสารกับ fabricator ตั้งแต่ขั้นตอนออกแบบ

5. ไม่คำนึงถึง lead-free soldering — FR4 มาตรฐาน Tg 130 C อาจ delaminate ในกระบวนการ lead-free reflow ที่อุณหภูมิ 260 C+ ต้องใช้ High-Tg FR4

6. ไม่สนใจ Dk Tolerance — FR4 มี Dk tolerance +/- 10% ในขณะที่ Rogers มี +/- 2% สำหรับวงจร impedance-controlled ความแตกต่างนี้ส่งผลใหญ่หลวง

7. ลืมเรื่อง material availability — เลือกวัสดุที่ดีที่สุดทางเทคนิคแต่ไม่สามารถจัดซื้อได้ทันเวลา หรือ MOQ สูงเกินไปสำหรับ prototype run

---

แนวโน้มอุตสาหกรรม — 5G, EV และ AI กำลังเปลี่ยนความต้องการวัสดุ

5G mmWave ผลักดัน Rogers/PTFE

เทคโนโลยี 5G mmWave ที่ความถี่ 28–39 GHz ต้องการวัสดุที่มี Df ต่ำมาก FR4 ไม่สามารถรองรับได้ ทำให้ความต้องการ Rogers, PTFE-based laminates และ LCP เพิ่มขึ้นอย่างมาก ตลาด high-frequency laminate คาดว่าจะเติบโต 15–20% ต่อปีในช่วง 2025–2030

EV: Ceramic + High-Tg สำหรับ Power Electronics

รถยนต์ไฟฟ้าต้องการ PCB สำหรับ inverter, on-board charger และ BMS ที่ทนอุณหภูมิสูงและระบายความร้อนดี Ceramic substrate (AlN, Al2O3) และ High-Tg FR4 จึงเป็นตัวเลือกหลัก ตลาด EV power electronics คาดว่าจะเพิ่มเป็นสองเท่าภายในปี 2028

AI Servers: HDI + Advanced Laminates

เซิร์ฟเวอร์ AI ต้องการ high-speed signal integrity สำหรับ PCIe Gen5/Gen6 และ 112G SerDes ทำให้วัสดุระดับ advanced เช่น Panasonic Megtron 6, Isola I-Speed, และ Tachyon เป็นที่ต้องการสูง

ความยั่งยืน: Halogen-Free Materials

กฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดขึ้นทำให้ halogen-free laminates เป็นทิศทางหลัก ทั้ง IPC และ EU RoHS กำลังผลักดันการเปลี่ยนแปลงนี้ FR4 รุ่น halogen-free มีราคาสูงกว่า 10–15% แต่กำลังเป็นมาตรฐานใหม่

> คำแนะนำจากผู้เชี่ยวชาญ: "ลูกค้าในประเทศไทยและเวียดนามที่ออกแบบวงจร RF บน FR4 มักประสบปัญหาประสิทธิภาพตกลงในฤดูฝน ความชื้นสัมพัทธ์ที่เพิ่มจาก 60% เป็น 90% สามารถเพิ่ม insertion loss ได้ 0.5–1.0 dB/inch ที่ 5 GHz เราแนะนำให้ใช้ Rogers หรืออย่างน้อย conformal coating สำหรับวงจร RF ในภูมิอากาศเขตร้อน" — Hommer Zhao, Engineering Director

---

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Q1: เมื่อไหร่ควรเปลี่ยนจาก FR4 เป็น Rogers?

กฎทั่วไปคือ: เมื่อความถี่ทำงานเกิน 1–3 GHz ควรเริ่มพิจารณา Rogers อย่างจริงจัง ที่ 1 GHz FR4 คุณภาพดียังพอใช้ได้ แต่เมื่อเกิน 3 GHz insertion loss ของ FR4 จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนส่งผลต่อ link budget นอกจากนี้ หากต้องการ impedance accuracy ดีกว่า +/- 5% ก็ควรพิจารณา Rogers แม้ที่ความถี่ต่ำกว่า

Q2: สามารถใช้ Rogers ร่วมกับ FR4 ในบอร์ดเดียวกันได้หรือไม่?

ได้ และเป็นวิธีที่แนะนำอย่างยิ่ง เรียกว่า hybrid stackup โดยใช้ Rogers สำหรับชั้น RF (ชั้นบนสุดและ/หรือชั้นล่างสุด) และ FR4 สำหรับชั้น digital/power ตรงกลาง ต้องระวังเรื่อง CTE mismatch และการ lamination ระหว่างวัสดุต่างชนิด ปรึกษาโรงงานผลิตเรื่อง bonding prepreg ที่เหมาะสม

Q3: ทำไม Ceramic PCB ถึงราคาแพง?

เพราะ 3 เหตุผลหลัก: (1) วัตถุดิบราคาสูง โดยเฉพาะ AlN (2) กระบวนการผลิตซับซ้อน ต้องใช้ sintering ที่อุณหภูมิสูง (1,600–1,900 C) และ laser cutting (3) yield rate ต่ำกว่าวัสดุอื่นเนื่องจากความเปราะ ทำให้ต้นทุนรวมสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม สำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงและอายุใช้งานยาว ต้นทุนรวมตลอดอายุการใช้งาน (TCO) ของ ceramic อาจถูกกว่า

Q4: Polyimide เป็นตัวเลือกเดียวสำหรับ Flexible PCB หรือไม่?

ไม่ใช่ ยังมี PET (Polyester) และ LCP (Liquid Crystal Polymer) อีกด้วย PET ราคาถูกกว่าแต่ไม่ทนความร้อนจึงบัดกรีไม่ได้ เหมาะกับแอปพลิเคชันง่าย ๆ เช่น membrane switch ส่วน LCP มีคุณสมบัติไฟฟ้าดีกว่า Polyimide (Df ต่ำกว่า) เหมาะกับ 5G antenna-in-package แต่ราคาสูงกว่า Polyimide ยังคงเป็นตัวเลือกหลักที่สมดุลที่สุดสำหรับ FPC ส่วนใหญ่

Q5: วัสดุไหนดีที่สุดสำหรับ 77 GHz Automotive Radar?

สำหรับ 77 GHz automotive radar ตัวเลือกหลักคือ Rogers RT/duroid 5880 (Dk 2.20, Df 0.0009) หรือ Rogers RO3003 (Dk 3.00, Df 0.0013) เนื่องจาก Dk ต่ำและเสถียรมาก รวมถึง Df ที่ต่ำเป็นพิเศษ บาง OEM ใช้ PTFE-based laminates จากผู้ผลิตอื่นเช่น Taconic เป็นทางเลือก

Q6: สภาพอากาศร้อนชื้นในไทยมีผลต่อการเลือกวัสดุอย่างไร?

มีผลอย่างมาก ความชื้นสัมพัทธ์ 70–90% ทำให้ FR4 ดูดซับความชื้น ส่งผลให้ค่า Dk เปลี่ยนแปลง (เพิ่มขึ้น 3–8%), insertion loss เพิ่มขึ้น และอาจเกิด delamination ในระยะยาว สำหรับวงจร RF ความถี่สูง ควรเลือก Rogers (moisture absorption 0.02–0.06%) หรืออย่างน้อยใช้ conformal coating สำหรับ FR4 ส่วน Ceramic แทบไม่ได้รับผลกระทบจากความชื้นเลย

---

สรุป — กรอบการตัดสินใจเลือกวัสดุ PCB

ไม่มีวัสดุ PCB ที่ "ดีที่สุด" สำหรับทุกแอปพลิเคชัน การเลือกวัสดุที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับการวิเคราะห์ความต้องการอย่างเป็นระบบ ใช้กรอบการตัดสินใจนี้:

1. ความถี่ (Frequency) — ถ้า >3 GHz ให้พิจารณา Rogers; ถ้า <1 GHz FR4 เพียงพอ
2. ความร้อน (Thermal) — ถ้าต้องการ >1 W/mK ให้พิจารณา Ceramic หรือ Aluminum PCB
3. กลไก (Mechanical) — ถ้าต้องดัดงอ เลือก Polyimide; ถ้าต้องทนแรงกระแทก เลือก FR4
4. งบประมาณ (Budget) — ใช้ hybrid stackup เพื่อสมดุลประสิทธิภาพและต้นทุน

การเลือกวัสดุ PCB ที่ถูกต้องตั้งแต่ขั้นตอนออกแบบจะช่วยประหยัดเวลาและต้นทุนหลายเท่าในขั้นตอนการผลิต หากคุณต้องการคำปรึกษาเฉพาะทางสำหรับโปรเจกต์ของคุณ ติดต่อทีมวิศวกรของเรา ที่มีประสบการณ์มากกว่า 15 ปีในการผลิต PCB ทุกประเภทวัสดุ

---

บทความที่เกี่ยวข้อง

• Aluminum PCB vs FR4: เปรียบเทียบข้อดีข้อเสียฉบับสมบูรณ์
• คู่มือเลือก Surface Finish สำหรับ PCB
• เทคโนโลยี HDI PCB: คู่มือฉบับสมบูรณ์