Mạch in là gì?

Bảng mạch in hay bo mạch in (printed circuit board – PCB), đôi khi gọi tắt là mạch in, là bảng mạch điện dùng phương pháp in để tạo hình các đường mạch dẫn điện và điểm nối linh kiện trên tấm nền cách điện.

Phân loại mạch in

Bao gồm những loại mạch cơ bản như sau:

  • Mạch in 1 lớp: Hay được gọi là mạch in một mặt. Đây là loại được sử dụng nhiều nhất bởi thiết kế và kỹ thuật chế tạo rất dễ dàng. Lớp mạch của loại này được phủ lớp dẫn điện bất kỳ, thường thì là vật liệu bằng đồng. Một lớp hàn là lớp bảo vệ mạch in chống oxy hóa. Lớp tiếp theo sẽ là lớp đánh dấu các linh kiện với nhau. Ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực sản xuất máy tính, radio, máy in ,…
  • Mạch in 2 lớp: Đây là loại mạch có 2 mặt có một lớp vật liệu dẫn điện mỏng như đồng nằm ở cả 2 mặt trên và dưới của bo mạch. Mạch in 2 lớp được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp do chi phí sản xuất thấp và kết nối linh kiện linh hoạt hơn các mạch khác.
Mạch in nhiều lớp: Là loại mạch có ít nhất 3 lớp, lớp keo dán được kẹp ở giữa với các lớp cách nhiệt. Đảm bảo nhiệt khi sinh ra sẽ không bị ảnh hưởng đến bất kỳ linh kiện nào. Cấu trúc mạch này khá phức tạp nên thường được ứng dụng với các mạch điện nhỏ và không gian hẹp.

Công nghệ chế tạo mạch in

Như vậy, phần trên bạn cũng đã hiểu được phần nào về khái niệm mạch in. Phần này, chúng tôi dành toàn bộ thời gian để cùng bạn tìm hiểu về công nghệ tạo mạch in như thế nào? Việc tạo ra bảng mạch là công đoạn vô cùng quan trọng trong quá trình chế tạo bảng mạch điện tử.

Trước đây việc tạo ra một bảng mạch in được tách rời với công đoạn thiết kế sơ đồ mạch điện. Ngày nay hệ thống thiết kế và sản xuất hỗ trợ bằng máy tính (CAD-CAM). Đảm bảo tự động thiết lập các thiết kế sơ đồ mạch điện đến lắp ráp và các bước hoàn thiện của sản phẩm.

Phân loại công nghệ tạo mạch in

  • Công nghệ phổ biến nhất: Thường được gọi là PCB, chế tạo bảng có các đường mạch dẫn điện bằng đồng trên tấm nền cứng bằng vật liệu Bakelite hoặc nền chất lượng cao FR4 (Flame Retardant 4), được gọi là “fip”. Tấm mạch ban đầu sẽ là tấm cách điện có lớp vật liệu dẫn điện. Các hình ảnh được vẽ trước sẽ đưa đến các mặt lớp đồng để in theo mẫu hình ảnh đó và thành quả tạo ra lớp phủ cách nước. Tiếp tục công đoạn này sẽ là công đoạn cho lớp in bị ăn mòn hoặc lớp đồng bên ngoài bị “bong” ra. Phần còn lại trên mặt đó là các đường mạch.
  • Công nghệ mới là điện tử in: Dùng để in phun hoặc in laser và vật liệu thích hợp để tạo các lớp, các đường mạch điện dẫn, tụ điện hoặc điện trở,…trên các tấm nền cứng. Quá trình in phun có thể gồm cả công đoạn phun luôn chất cách điện. Công dụng là để ngăn cách các đường dân điện ở vị trí chúng đi qua. Nó được sử dụng trong hầu hết các dạng mạch, công nghệ này còn có khả năng thực hiện bảng mạch bán thành phẩm kiểu PCB để tạo ra đường nối mạch hoặc linh kiện. Dựa vào tính tự động hóa cao nên thành phẩm cho ra có giá thành thấp.

Quy trình thiết kế mạch

Hiện nay, mạch in được thiết kế trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng thiết kế mạch điện tử như Orcad, Altium, Proteus, PADS, Sprint Layout, Eagle,… Các phần mềm hỗ trợ cho việc thiết kế sơ đồ mạch nguyên lý đến bố cục của mạch. Quy trình cơ bản trong thiết kế trên máy tính gồm có:

  • Thiết kế mạch điện tử qua công cụ tự động hóa thiết kế điện tử
  • Sau đó kích thước và hình mẫu bảng PCB và vỏ hộp phù hợp cho hệ mạch
  • Xác định vị trí chính xác của các linh kiện và độ tỏa nhiệt của chúng.
  • Xác định số lớp PCB tùy theo mức độ phức tạp của mạch. Bố trí các mảng mạch đất (Ground), mạch nguồn (Power).
Xác định trở kháng đường truyền bằng cách sử dụng độ dày điện môi, chiều dày và chiều rộng vết đồng. Sử dụng các công cụ dạng microstrip, stripline để định vị các tín hiệu và các công cụ tự động hóa thường cho làm rõ các kết nối tín hiệu, kết nối đất và nguồn. Máy gia công được nhận tín hiệu xuất ra các tệp Gerber.

Các loại PCB

Có một số loại PCB được sử dụng để làm mạch. Trong số các loại PCB này, tùy theo ứng dụng mà chọn loại PCB phù hợp.

  • PCB một lớp
  • PCB hai lớp
  • PCB đa lớp
  • PCB dẻo (flexible PCB)
  • PCB đáy nhôm (aluminium backed PCB)
  • PCB dẻo – cứng (flex-rigid PCB)
  • Vật liệu làm PCB

    Ngày nay có nhiều loại vật liệu tạo nên PCB phổ biến là các loại sau:

  • FR4
  • FR-1 và FR-2
  • CEM-1.
  • CEM-3
  • Polyimide
  • Prepreg
Người đăng: chiu
Time: 2021-10-22 17:55:02