Bảng mạch in là một trong những khái niệm không quá xa lạ với dân kỹ thuật nhưng không phải ai cũng hiểu rõ về công nghệ điện tử này. Cùng LEDMofan tìm hiểu kỹ hơn về bảng mạch in qua bài viết sau.
Bảng mạch in là gì?
Bảng mạch in là bảng mạch điện được sử dụng phương pháp in giúp tạo đường mạch dẫn điện, kết nối các linh kiện trên một tấm nền cách điện.
Công đoạn chế tạo mạch in là một trong những công đoạn rất quan trọng để phục vụ hoàn thiện bảng mạch điện tử. Với công nghệ hiện đại, quá trình thiết kế và sản xuất mạch in được máy tính hỗ trợ với độ hiệu quả và chính xác hơn rất nhiều so với phương pháp thiết kế thủ công. Điều này cũng giúp giảm giá thành sản phẩm và tăng hiệu quả sản xuất rất nhiều.
Bảng mạch in được chế tạo như thế nào?
Dưới đây là hai phương pháp phổ biến được áp dụng chế tạo bảng mạch in:
1. Phương pháp in PCB
Phương pháp PCB là phương pháp chế tạo bảng mạch in phổ biến nhất hiện nay. Bảng mạch in được chế tạo từ các đường mạch dẫn điện, thường là đồng. Các đường này đặt trên tấm nền cứng gọi là Bakelite hoặc tấm nền chất lượng cao Flame Retardant 4 – FR4.
Hình ảnh của đường mạch sẽ được vẽ trước khi in, sau đó được đưa lên mặt lớp đồng – Công đoạn in theo cách in ảnh hoặc in lưới và tạo ra sản phẩm là một lớp phủ ngăn nước. Tiếp theo đó, phần lớp đồng không dùng đến sẽ được cho ăn mòn hoặc bóc phá, phần còn lại chính là các đường mạch.
2. Phương pháp in điện tử – Printed electronics
Phương pháp in mạch điện tử là công nghệ mới, sử dụng theo cách in phun hoặc in laser, in khắc. Đầu in được sử dụng từ vật liệu có khả năng tạo các lớp đường mạch dẫn điện với điện trở, tụ điện, tranzito,… Quá trình in phun sẽ có thể bao gồm cả việc phun chất cách điện để ngăn cách các đường dẫn điện ở những vị trí mà chúng cắt qua nhau. Đây là công nghệ in chi tiết nhưng lại không phải là tiêu chuẩn cho bảng mạch in.
Các mạch in ngày nay được thiết kế trực tiếp trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng dùng cho thiết kế mạch điện tử như:
- Orcad
- Altium
- Proteus
- PADS
- Sprint layout
- Eagle,…
Đây là các phần mềm có khả năng hỗ trợ thiết kế từ việc lập sơ đồ cho đến thiết kế layout mạch in. Các bước thiết kế cơ bản bao gồm:
- Thiết kế mạch điện tử bằng công cụ Automatic EDA – Electronic design automation.
- Xác định kích thước, mẫu bảng PCB và phần vỏ phù hợp cho hệ mạch.
- Xác định vị trí các linh kiện, kích thước, mức tỏa nhiệt và cách tản nhiệt nếu cần thiết.
- Xác định số lớp PCB theo mức độ phức tạp của mạch in, bố trí Ground, mảng đường nguồn và mảng đường truyền tín hiệu. Để có thể hạn chế tối đa nhiễu điện từ các linh kiện và đường tín hiệu thì các tín hiệu tần cao cần được định tuyến ở bên trong các lớp giữa mảng Ground và mảng nguồn.
- Xác định trở kháng đường truyền – Xác định trở kháng đường truyền bằng cách sử dụng độ dày của lớp điện môi, chiều dài và chiều rộng của vết đồng. Trong trường hợp tín hiệu có sự khác biệt thì cần tính đến việc tách đường. Một số dạng Microstrip, stripeline và stripeline kép có thể được sử dụng với vai trò định tuyến tín hiệu – Các công cụ tự động hóa thiết kế điện tử sẽ giúp làm rõ các kết nối với nhau
- Xuất tệp Gerber để phục vụ điều khiển máy gia công bảng mạch in.
Nếu như trong công đoạn lập sơ đồ mạch được thực hiện đúng theo quy cách thì người kỹ thuật viên có thể sử dụng để chạy mô phỏng giúp kiểm tra các lỗi cũng như quá trình hoạt động có ổn với các bố trí đường mạch trong bảng hay không. Vừa rồi là một số thông tin về bảng mạch in, đừng quên trở lại LEDMofan để theo dõi thêm các bài viết kỹ thuật khác.