PCBđược chế tạo bằng công nghệ in điện tử nên còn gọi là bảng mạch in.Hầu hết mọi loại thiết bị điện tử, từ tai nghe, pin, máy tính, đến máy tính, thiết bị liên lạc, máy bay, vệ tinh, miễn là các linh kiện điện tử như mạch tích hợp đều được sử dụng, PCB được sử dụng để kết nối điện giữa chúng.
PCB và PCBA là PCB có các thành phần không được lắp ráp, PCBA (Lắp ráp bảng mạch in), tức là PCB được trang bị các linh kiện điện tử (như chip, đầu nối, điện trở, tụ điện, cuộn cảm, v.v.).
Nguồn gốc của PCB
Năm 1925, Charles Ducas ở Hoa Kỳ (người khởi xướng phương pháp phụ gia) đã in một mẫu mạch trên đế cách điện, sau đó chế tạo thành công dây dẫn làm dây dẫn bằng cách mạ điện.
Năm 1936, Paul Eisler người Áo (người khởi xướng phương pháp trừ) là người đầu tiên sử dụng bảng mạch in trong radio.
Năm 1943, người Mỹ đã áp dụng công nghệ này vào bộ đàm quân sự.Năm 1948, Hoa Kỳ chính thức công nhận phát minh này cho mục đích thương mại.
Bảng mạch in chỉ được sử dụng rộng rãi từ giữa những năm 1950 và ngày nay chúng thống trị ngành công nghiệp điện tử.
Các bảng mạch in đã phát triển từ một lớp sang hai mặt, nhiều lớp và linh hoạt, và vẫn duy trì xu hướng phát triển của riêng mình.Do sự phát triển liên tục theo hướng độ chính xác cao, mật độ cao và độ tin cậy cao, liên tục giảm kích thước, giảm chi phí và cải thiện hiệu suất, bảng mạch in vẫn duy trì sức sống mạnh mẽ trong sự phát triển của thiết bị điện tử trong tương lai.
Các cuộc thảo luận về xu hướng phát triển trong tương lai của công nghệ sản xuất bảng mạch in trong và ngoài nước về cơ bản là nhất quán, nghĩa là mật độ cao, độ chính xác cao, khẩu độ tốt, dây mỏng, khoảng cách nhỏ, độ tin cậy cao, truyền nhiều lớp, tốc độ cao , trọng lượng nhẹ Về sản xuất đang phát triển theo hướng tăng năng suất, giảm giá thành, giảm ô nhiễm, thích ứng với sản xuất đa dạng, hàng loạt.
Vai trò của PCB
Trước khi bảng mạch in xuất hiện, sự kết nối giữa các linh kiện điện tử được kết nối trực tiếp bằng dây để tạo thành một mạch hoàn chỉnh.
Sau khi thiết bị điện tử sử dụng các bảng mạch in, do tính nhất quán của các bảng mạch in tương tự, nên tránh được các lỗi trong quá trình nối dây thủ công.
Bảng mạch in có thể cung cấp hỗ trợ cơ học để cố định và lắp ráp các linh kiện điện tử khác nhau như mạch tích hợp, hoàn thiện hệ thống dây điện và kết nối điện hoặc cách điện giữa các linh kiện điện tử khác nhau như mạch tích hợp và cung cấp các đặc tính điện cần thiết, chẳng hạn như đặc tính Trở kháng, v.v., có thể cung cấp đồ họa mặt nạ hàn để hàn tự động, đồng thời cung cấp các ký tự và đồ họa nhận dạng để chèn, kiểm tra và bảo trì thành phần.
Phân loại PCB
1. Phân loại theo mục đích
Bảng mạch in dân dụng (tiêu dùng): bảng mạch in dùng trong đồ chơi, máy ảnh, tivi, thiết bị âm thanh, điện thoại di động, v.v.
Bảng mạch in công nghiệp (thiết bị): bảng mạch in được sử dụng trong an ninh, ô tô, máy tính, máy truyền thông, dụng cụ, v.v.
Bảng mạch in quân sự: bảng mạch in được sử dụng trong hàng không vũ trụ và radar, v.v.
2. Phân loại theo loại chất nền
Bảng mạch in trên giấy: bảng mạch in trên giấy phenolic, bảng mạch in trên giấy epoxy, v.v.
Bảng mạch in dựa trên vải thủy tinh: bảng mạch in dựa trên vải thủy tinh epoxy, bảng mạch in dựa trên vải thủy tinh PTFE, v.v.
Bảng mạch in sợi tổng hợp: bảng mạch in sợi tổng hợp epoxy, v.v.
Bảng mạch in chất nền màng hữu cơ: bảng mạch in màng nylon, v.v.
Bảng mạch in chất nền gốm.
Bảng mạch in dựa trên lõi kim loại.
3. Phân loại theo cấu tạo
Theo cấu trúc, bảng mạch in có thể được chia thành bảng mạch in cứng, bảng mạch in linh hoạt và bảng mạch in cứng-dẻo
4. Phân loại theo số lớp
Theo số lớp, bảng mạch in có thể được chia thành bảng một mặt, bảng hai mặt, bảng nhiều lớp và bảng HDI (bảng kết nối mật độ cao).
1) Một mặt
Bảng một mặt đề cập đến bảng mạch chỉ được nối dây ở một mặt (mặt hàn) của bảng mạch và tất cả các thành phần, nhãn thành phần và nhãn văn bản được đặt ở mặt kia (mặt thành phần).
Tính năng lớn nhất của bảng điều khiển một mặt là giá thấp và quy trình sản xuất đơn giản.Tuy nhiên, vì chỉ có thể thực hiện nối dây trên một bề mặt nên việc nối dây khó khăn hơn, dễ bị đứt dây nên chỉ phù hợp với một số mạch tương đối đơn giản.
2) Hai mặt
Bảng hai mặt được nối dây ở cả hai mặt của bảng cách điện, một mặt được sử dụng làm lớp trên cùng và mặt còn lại được sử dụng làm lớp dưới cùng.Các lớp trên cùng và dưới cùng được kết nối điện thông qua vias.
Thông thường, các thành phần trên bảng hai lớp được đặt ở lớp trên cùng;tuy nhiên, đôi khi các thành phần có thể được đặt trên cả hai lớp để giảm kích thước của bảng.Bảng hai lớp có đặc điểm là giá vừa phải và dễ đi dây.Đây là loại được sử dụng phổ biến nhất trong các bảng mạch thông thường.
3) Bảng nhiều lớp
Bảng mạch in có nhiều hơn hai lớp được gọi chung là bảng đa lớp.
4) bảng HDI
Bảng HDI là bảng mạch có mật độ phân bố mạch tương đối cao sử dụng công nghệ lỗ chôn vi điểm mù.
cấu trúc PCB
PCB chủ yếu bao gồm các tấm mỏng mạ đồng (Copper Clad Laminates, CCL), prepreg (tấm PP), lá đồng (Copper Foil), mặt nạ hàn (còn gọi là mặt nạ hàn) (Solder Mask).Đồng thời, để bảo vệ các lá đồng lộ ra trên bề mặt và đảm bảo hiệu quả hàn, cũng cần phải tiến hành xử lý bề mặt trên PCB, và đôi khi nó cũng được đánh dấu bằng các ký tự.
1) Laminate mạ đồng
Laminate mạ đồng (CCL), được gọi là laminate mạ đồng hoặc laminate mạ đồng, là vật liệu cơ bản để sản xuất bảng mạch in.Nó bao gồm một lớp điện môi (nhựa, sợi thủy tinh) và một dây dẫn có độ tinh khiết cao (lá đồng).cấu tạo từ vật liệu composite.
Mãi đến năm 1960, các nhà sản xuất chuyên nghiệp mới sử dụng lá đồng nhựa formaldehyde làm vật liệu cơ bản để sản xuất PCB một mặt và đưa chúng vào thị trường máy ghi âm, máy ghi âm, máy quay video, v.v. Công nghệ sản xuất mạ đồng xuyên lỗ, chịu nhiệt, kích thước Chất nền thủy tinh epoxy ổn định đã được sử dụng rộng rãi cho đến nay.Ngày nay, FR4, FR1, CEM3, tấm gốm và tấm Teflon được sử dụng rộng rãi.
Hiện tại, PCB được sử dụng rộng rãi nhất được chế tạo bằng phương pháp khắc là khắc có chọn lọc trên bảng mạ đồng để thu được mẫu mạch cần thiết.Lớp phủ đồng chủ yếu cung cấp ba chức năng dẫn điện, cách nhiệt và hỗ trợ trên toàn bộ bảng mạch in.Hiệu suất, chất lượng và chi phí sản xuất của bảng mạch in phụ thuộc phần lớn vào các tấm mỏng mạ đồng
2) Dự bị
Prepreg hay còn gọi là tấm PP là một trong những nguyên liệu chính trong sản xuất ván ghép thanh.Nó chủ yếu bao gồm nhựa và vật liệu gia cố.Các vật liệu gia cố được chia thành vải sợi thủy tinh (gọi tắt là vải thủy tinh), đế giấy và vật liệu composite.
Hầu hết prepregs (tấm dính) được sử dụng trong sản xuất bảng mạch in nhiều lớp đều sử dụng vải thủy tinh làm vật liệu gia cố.Vật liệu dạng tấm mỏng được làm bằng cách tẩm vải thủy tinh đã qua xử lý bằng keo nhựa, sau đó nung trước bằng xử lý nhiệt được gọi là prepreg.Prepregs làm mềm dưới nhiệt độ và áp suất và đông đặc khi được làm mát.
Do số lượng sợi trên một đơn vị chiều dài của vải thủy tinh theo hướng dọc và ngang là khác nhau nên khi cắt cần chú ý đến hướng dọc và ngang của sơ chế.Nói chung, hướng sợi dọc (hướng mà vải thủy tinh cuộn tròn) được chọn làm hướng cạnh ngắn của bảng sản xuất và hướng sợi ngang là Hướng của cạnh dài của bảng sản xuất là để đảm bảo độ phẳng của bảng sản xuất. bề mặt bảng và ngăn không cho bảng sản xuất bị xoắn và biến dạng sau khi nung nóng.
3) Lá đồng
Lá đồng là một lá kim loại mỏng, liên tục được lắng đọng trên lớp cơ sở của bảng mạch.Là một chất dẫn điện của PCB, nó dễ dàng liên kết với lớp cách điện và được khắc để tạo thành một mẫu mạch.
Lá đồng công nghiệp phổ biến có thể được chia thành hai loại: lá đồng cuộn (lá đồng RA) và lá đồng điện phân (lá đồng ED):
Lá đồng cuộn có độ dẻo tốt và các đặc tính khác, và là lá đồng được sử dụng trong quy trình ván mềm ban đầu;
Đồng lá điện phân có ưu điểm là chi phí sản xuất thấp hơn lá đồng cuộn
4) Mặt nạ hàn
Lớp chống hàn dùng để chỉ một phần của bảng mạch in có mực chống hàn.
Mực chống hàn thường có màu xanh lục, một số ít sử dụng màu đỏ, đen và xanh lam, v.v., vì vậy mực chống hàn thường được gọi là dầu xanh trong ngành PCB.Nó là một lớp bảo vệ vĩnh viễn của bảng mạch in, có thể chống ẩm, chống ăn mòn, chống nấm mốc và mài mòn cơ học, v.v., đồng thời ngăn các bộ phận bị hàn không đúng chỗ.
5) Xử lý bề mặt
“Bề mặt” được sử dụng ở đây đề cập đến các điểm kết nối trên PCB cung cấp kết nối điện giữa các thành phần điện tử hoặc hệ thống khác và các mạch trên PCB, chẳng hạn như các điểm kết nối của miếng đệm hoặc kết nối tiếp xúc.Bản thân khả năng hàn của đồng trần rất tốt, nhưng nó dễ bị oxy hóa và ô nhiễm khi tiếp xúc với không khí, vì vậy nên phủ một lớp màng bảo vệ lên bề mặt đồng trần.
Các quy trình xử lý bề mặt PCB phổ biến bao gồm HASL chì, HASL không chì, lớp phủ hữu cơ (Chất bảo quản khả năng hàn hữu cơ, OSP), vàng ngâm, bạc ngâm, thiếc ngâm và ngón tay mạ vàng, v.v. Với sự cải tiến liên tục của các quy định bảo vệ môi trường, có đang Quy trình HASL dẫn đầu đã dần bị cấm.
6) Nhân vật
Ký tự là lớp văn bản, trên lớp trên cùng của PCB, nó có thể không có và nó thường được sử dụng để nhận xét.
Thông thường, để thuận tiện cho việc lắp đặt và bảo trì mạch, các mẫu logo và mã văn bản cần thiết được in trên bề mặt trên và dưới của bảng in, chẳng hạn như nhãn thành phần và giá trị danh nghĩa, hình dạng đường viền thành phần và logo nhà sản xuất, sản xuất ngày chờ đợi.
Các ký tự thường được in bằng cách in lụa
Thời gian đăng: Mar-11-2023