ในกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์ (Printed Circuit Board – PCB) แม้ว่าคำว่า Buildup และ Stackup จะมีความเกี่ยวข้องกับการจัดเรียงชั้นต่างๆ ของ PCB แต่ก็มีความหมายและจุดประสงค์ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน
โดยสรุป Stackup คือ “แบบแปลน” ที่เน้นด้านไฟฟ้าและการทำงานของแต่ละชั้น ในขณะที่ Buildup คือ “โครงสร้างทางกายภาพ” ที่ระบุวัสดุและความหนาที่ใช้สร้าง PCB ตามแบบแปลนนั้น
PCB Stackup: แบบแปลนการจัดเรียงชั้นสัญญาณไฟฟ้า
Stackup คือการออกแบบและกำหนดการจัดเรียงลำดับชั้น (Layer) ทั้งหมดของ PCB ก่อนที่จะเริ่มการออกแบบลายวงจร (Layout Design) โดยจะเน้นไปที่คุณสมบัติทางไฟฟ้าเป็นหลัก วัตถุประสงค์ของ Stackup คือ:
- กำหนดหน้าที่ของแต่ละชั้น: เช่น ชั้นไหนเป็นชั้นสัญญาณ (Signal Layer), ชั้นกราวด์ (Ground Plane), หรือชั้นไฟเลี้ยง (Power Plane)
- ควบคุมค่าอิมพีแดนซ์ (Impedance Control): การจัดวางระยะห่างระหว่างชั้นสัญญาณและชั้นอ้างอิง (กราวด์/ไฟเลี้ยง) มีผลโดยตรงต่อค่าอิมพีแดนซ์ ซึ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับสัญญาณความเร็วสูง
- ลดสัญญาณรบกวน (Noise Reduction): การมีชั้นกราวด์และไฟเลี้ยงที่เพียงพอและจัดวางอย่างเหมาะสมจะช่วยลดสัญญาณรบกวน (EMI/EMC) ระหว่างชั้นได้
- วางแผนการเดินลายวงจร: ช่วยให้นักออกแบบวางแผนได้ว่าจะเดินลายวงจรในชั้นไหนเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุด
พูดง่ายๆ Stackup ก็เหมือนกับแบบแปลนสถาปัตยกรรมของตึก ที่บอกว่าชั้นไหนคือที่จอดรถ ชั้นไหนคือสำนักงาน หรือชั้นไหนคือที่อยู่อาศัย โดยเน้นที่ “ฟังก์ชัน” ของแต่ละชั้น
PCB Buildup: โครงสร้างและวัสดุทางกายภาพ
Buildup คือโครงสร้างทางกายภาพจริงๆ ของ PCB ที่บอกรายละเอียดของวัสดุที่ใช้ในการผลิตแต่ละชั้นตามที่ออกแบบไว้ใน Stackup โดยจะระบุถึง:
- ประเภทของวัสดุ: เช่น วัสดุหลัก (Core Material) อย่าง FR-4, แผ่นพรีเพก (Prepreg), และความหนาของทองแดง (Copper Weight)
- ความหนาของแต่ละชั้น: ระบุความหนาของ Core และ Prepreg ซึ่งส่งผลต่อความหนารวมของ PCB และระยะห่างระหว่างชั้นต่างๆ
- กระบวนการผลิต: Buildup จะเป็นข้อมูลสำคัญสำหรับโรงงานผู้ผลิตในการเลือกใช้กระบวนการที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ PCB ตามโครงสร้างที่กำหนด
เปรียบเทียบกับตึกอีกครั้ง Buildup ก็เหมือนกับแบบวิศวกรรมโครงสร้าง ที่ระบุว่าแต่ละชั้นต้องใช้คอนกรีตประเภทไหน, เหล็กเส้นขนาดเท่าไหร่, และมีความหนาเท่าไหร่ เพื่อให้ตึกนั้นแข็งแรงและสร้างได้จริงตามแบบสถาปัตยกรรม
