PCB vs PCBA: ความแตกต่างที่สำคัญและทุกสิ่งที่คุณต้องรู้

PCB คืออะไร?

PCB (Printed Circuit Board) หรือ แผ่นวงจรพิมพ์ คือแผ่นฐานที่ทำจากวัสดุฉนวน (เช่น FR4) พร้อมด้วยลายทองแดงที่ถูกออกแบบมาเพื่อเชื่อมต่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เข้าด้วยกัน PCB ทำหน้าที่เป็น "โครงสร้างพื้นฐาน" ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ทุกชนิด

องค์ประกอบหลักของ PCB

PCB ประกอบด้วยส่วนสำคัญดังนี้:

1. Substrate (วัสดุฐาน) - วัสดุหลักที่ใช้รองรับวงจร ส่วนใหญ่ทำจาก FR4 (Fiberglass Epoxy) หรือ อลูมิเนียม สำหรับงานระบายความร้อน
2. Copper Layer (ชั้นทองแดง) - ลายวงจรที่นำไฟฟ้า อาจมีตั้งแต่ 1 ชั้น ไปจนถึง 20+ ชั้น สำหรับ PCB หลายชั้น หรือ HDI
3. Solder Mask (หน้ากากบัดกรี) - ชั้นป้องกันสีเขียว (หรือสีอื่นๆ) ที่ป้องกันไฟฟ้าลัดวงจรและการกัดกร่อน
4. Silkscreen (ซิลค์สกรีน) - ตัวอักษรและสัญลักษณ์ที่พิมพ์บนบอร์ดเพื่อระบุตำแหน่งชิ้นส่วน
5. Surface Finish (ผิวสำเร็จ) - เช่น HASL, ENIG, OSP เพื่อป้องกันทองแดงและช่วยในการบัดกรี

ประเภทของ PCB

ตามมาตรฐานของ IPC PCB แบ่งออกเป็น 3 คลาส ตามความเข้มงวดด้านคุณภาพ: Class 1 (ผลิตภัณฑ์ทั่วไป), Class 2 (อุปกรณ์อุตสาหกรรม), และ Class 3 (อุปกรณ์ความน่าเชื่อถือสูง)

PCBA คืออะไร?

PCBA (Printed Circuit Board Assembly) หรือ การประกอบแผ่นวงจรพิมพ์ คือ PCB ที่ผ่านกระบวนการประกอบชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แล้ว พูดง่ายๆ คือ:

> PCBA = PCB + ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ + การบัดกรี

เมื่อ PCB เปล่าถูกติดตั้งด้วยตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ IC ชิป และชิ้นส่วนอื่นๆ ผ่านกระบวนการบัดกรี มันก็จะกลายเป็น PCBA ที่พร้อมทำงาน

ชิ้นส่วนที่ประกอบบน PCBA

ชิ้นส่วนที่พบบ่อยบน PCBA ได้แก่:

• Passive Components (ชิ้นส่วนพาสซีฟ)

- ตัวต้านทาน (Resistors)

- ตัวเก็บประจุ (Capacitors)

- ตัวเหนี่ยวนำ (Inductors)

• Active Components (ชิ้นส่วนแอคทีฟ)

- ทรานซิสเตอร์ (Transistors)

- ไดโอด (Diodes)

- IC (Integrated Circuits)

- ไมโครโปรเซสเซอร์

• Connectors (ขั้วต่อ)

- USB, HDMI, Audio Jack

- Pin Headers

- สายไฟและ Wire Harness

ความแตกต่างหลักระหว่าง PCB และ PCBA

เปรียบเทียบแบบตาราง

1. ด้านกระบวนการผลิต

กระบวนการผลิต PCB:

1. ออกแบบและสร้างไฟล์ Gerber (ดูแนวทางการออกแบบ PCB)
2. พิมพ์ลายวงจรบนแผ่นทองแดง
3. กัดกรดเพื่อสร้างลายวงจร
4. เจาะรู (Drilling)
5. ชุบโลหะในรู (Plating)
6. ลงหน้ากากบัดกรี (Solder Mask)
7. พิมพ์ซิลค์สกรีน (Silkscreen)
8. ทำผิวสำเร็จ (Surface Finish)
9. ทดสอบ Electrical Test

กระบวนการประกอบ PCBA:

1. พิมพ์ครีมบัดกรี (Solder Paste Printing)
2. วางชิ้นส่วน SMT (Pick and Place)
3. รีโฟลว์ (Reflow Soldering)
4. ใส่ชิ้นส่วน THT (Through-Hole)
5. บัดกรีคลื่น (Wave Soldering) หรือบัดกรีมือ
6. ทดสอบและตรวจสอบคุณภาพ

2. ด้านต้นทุน

ต้นทุน PCB ขึ้นอยู่กับ:

• จำนวนชั้น (Layers)
• ขนาดบอร์ด
• วัสดุ (FR4, High-Tg, Rogers)
• Surface Finish
• ปริมาณการสั่งซื้อ

ต้นทุน PCBA รวมถึง:

• ต้นทุน PCB
• ราคาชิ้นส่วน (BOM Cost)
• ค่าแรงประกอบ
• ค่าทดสอบ
• Stencil สำหรับครีมบัดกรี

3. ด้านการทดสอบ

การทดสอบ PCB:

• Flying Probe Test
• Fixture Test (E-Test)
• Visual Inspection

การทดสอบ PCBA (รายละเอียดในคู่มือการทดสอบ PCBA):

• AOI (Automated Optical Inspection)
• X-Ray Inspection สำหรับ BGA
• ICT (In-Circuit Test)
• FCT (Functional Test)
• Burn-in Test

เทคโนโลยีการประกอบ PCBA

SMT (Surface Mount Technology)

การประกอบ SMT คือเทคโนโลยีหลักในปัจจุบัน ชิ้นส่วนถูกติดตั้งบนผิวหน้าของ PCB โดยไม่ต้องเจาะรู

ข้อดีของ SMT:

• ชิ้นส่วนขนาดเล็ก (0201, 01005)
• ความหนาแน่นสูง
• เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก
• ประสิทธิภาพความถี่สูงดี

กระบวนการ SMT:

1. Solder Paste Printing (SPI)
2. Pick and Place
3. Reflow Soldering
4. AOI Inspection

THT (Through-Hole Technology)

การประกอบ THT เป็นเทคโนโลยีดั้งเดิมที่ยังคงใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแข็งแรงทางกล

ข้อดีของ THT:

• ความแข็งแรงทางกลสูง
• เหมาะสำหรับ Connector ขนาดใหญ่
• ซ่อมแซมง่าย

การเลือกระหว่าง SMT และ THT:

• อ่านเพิ่มเติม: เปรียบเทียบ SMT vs THT Assembly

Mixed Assembly (การประกอบแบบผสม)

ผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ใช้ทั้ง SMT และ THT ร่วมกัน:

• SMT สำหรับ IC, Resistor, Capacitor
• THT สำหรับ Connector, Transformer, ชิ้นส่วนที่รับแรง

วิธีเลือกบริการที่เหมาะสม

เมื่อไหร่ควรสั่ง PCB อย่างเดียว?

• คุณมีทีมประกอบภายในบริษัท
• ต้องการทดสอบการออกแบบก่อน
• มีชิ้นส่วนพิเศษที่ต้องจัดหาเอง
• งบประมาณจำกัดและมีเวลา

เมื่อไหร่ควรสั่ง PCBA (บริการครบวงจร)?

• ต้องการความสะดวก ไม่ต้องจัดการหลาย Vendor
• ไม่มีทีมประกอบ
• ต้องการความรวดเร็ว
• ต้องการการประกันคุณภาพจากผู้เชี่ยวชาญ

Turnkey vs Consignment

อ่านเพิ่มเติม: คู่มือ Turnkey PCB Assembly

เอกสารที่ต้องเตรียม

สำหรับสั่ง PCB:

1. Gerber Files - ไฟล์การผลิตจากโปรแกรมออกแบบ
2. Drill Files - ไฟล์เจาะรู
3. Stackup Information - ข้อมูลชั้นสำหรับ Multilayer
4. Special Requirements - ความต้องการพิเศษ

สำหรับสั่ง PCBA:

1. Gerber Files - ไฟล์ PCB
2. BOM (Bill of Materials) - รายการชิ้นส่วน
3. Pick and Place File - พิกัดตำแหน่งชิ้นส่วน
4. Assembly Drawing - ภาพวาดการประกอบ

ดูแนวทางการเตรียมไฟล์: แนวทางการออกแบบ PCB สำหรับการผลิต

คำถามที่พบบ่อย

Q: PCB และ PCBA ราคาต่างกันมากไหม?

A: ต้นทุน PCBA สูงกว่า PCB อย่างมาก เนื่องจากรวมค่าชิ้นส่วนและค่าประกอบ โดยทั่วไป PCBA อาจมีราคา 3-10 เท่าของ PCB เปล่า ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของ BOM

Q: Lead Time ของ PCB และ PCBA ต่างกันอย่างไร?

A:

• PCB: 3-7 วันสำหรับต้นแบบ, 1-2 สัปดาห์สำหรับการผลิต
• PCBA: 1-2 สัปดาห์สำหรับต้นแบบ, 2-4 สัปดาห์สำหรับการผลิต (ขึ้นอยู่กับ Lead Time ของชิ้นส่วน)

Q: สามารถสั่ง PCB จากที่หนึ่งและประกอบที่อื่นได้ไหม?

A: ได้ แต่แนะนำให้ใช้บริการ Turnkey เพื่อลดความยุ่งยากในการประสานงานและการรับประกันคุณภาพ

Q: MOQ (Minimum Order Quantity) เท่าไหร่?

A:

• PCB: ส่วนใหญ่ 5-10 ชิ้นสำหรับต้นแบบ
• PCBA: 1-5 ชิ้นสำหรับต้นแบบ, ขึ้นอยู่กับความซับซ้อน

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค

• สมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต
• อุปกรณ์ IoT
• เครื่องใช้ไฟฟ้า

เรียนรู้เพิ่มเติม: โซลูชันสำหรับอิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค

อุปกรณ์การแพทย์

• เครื่องตรวจวัด
• อุปกรณ์วินิจฉัย
• Implantable Devices

เรียนรู้เพิ่มเติม: โซลูชันสำหรับอุปกรณ์การแพทย์

ยานยนต์

• ECU (Engine Control Unit)
• ระบบ Infotainment
• สายไฟรถยนต์

เรียนรู้เพิ่มเติม: โซลูชันสำหรับยานยนต์

อุตสาหกรรม

• ระบบควบคุมอัตโนมัติ
• Power Supply
• Box Build Assembly

เรียนรู้เพิ่มเติม: โซลูชันสำหรับอุตสาหกรรม

สรุป

PCB คือแผ่นวงจรเปล่าที่เป็นโครงสร้างพื้นฐาน ส่วน PCBA คือแผ่นวงจรที่ประกอบชิ้นส่วนพร้อมใช้งานแล้ว ความเข้าใจความแตกต่างนี้จะช่วยให้คุณ:

1. สื่อสารกับผู้ผลิตได้อย่างถูกต้อง - ใช้คำศัพท์ที่ชัดเจน
2. เลือกบริการที่เหมาะสม - PCB อย่างเดียวหรือ PCBA แบบครบวงจร
3. วางแผนงบประมาณได้ถูกต้อง - เข้าใจโครงสร้างต้นทุน
4. ลดระยะเวลาการผลิต - เตรียมเอกสารครบถ้วน

ไม่ว่าคุณจะต้องการ PCB คุณภาพสูงหรือบริการ PCBA แบบครบวงจร ทีมวิศวกรของเราพร้อมให้คำปรึกษาและสนับสนุนโครงการของคุณตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบจนถึงการผลิตจำนวนมาก

บทความที่เกี่ยวข้อง

• คู่มือ Turnkey PCB Assembly แบบครบวงจร
• การทดสอบและควบคุมคุณภาพ PCBA
• เปรียบเทียบ SMT vs THT Assembly
• แนวทางการออกแบบ PCB สำหรับการผลิต
• คู่มือการเลือก PCB Surface Finish

เอกสารอ้างอิง

1. IPC - Association Connecting Electronics Industries: www.ipc.org
2. IPC-A-610 Acceptability of Electronic Assemblies: www.ipc.org
3. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers: www.ieee.org
4. JEDEC Solid State Technology Association: www.jedec.org