Mạch In Là Gì? Tìm Hiểu Công Nghệ Chế Tạo Mạch In Hiện Nay

Mạch in là bảng mạch điện tử quan trọng trong các linh kiện điện tử. Để tìm hiểu rõ hơn về loại mạch này chúng tôi sẽ tổng hợp những thông tin cơ bản và cụ thể nhất đến bạn. Bài viết sẽ làm rõ khái niệm về “ mạch in là gì ?”. Cùng với đó chúng tôi sẽ giới thiệu đến bạn về công nghệ tạo ra mạch in. Cùng đọc và nghiên cứu bài viết dưới đây nhé.

Contents

Mạch in là gì?

Bảng mạch in có thể gọi bo mạch in, bảng mạch PCB là bảng mạch điện dùng phương pháp in. Chức năng để tạo hình các đường mạch điện và nối các linh kiện trên tấm nền cách điện.

Mạch in là gì – Cấu tạo cơ bản của mạch in

Một mạch in được cấu tạo từ nhiều vật liệu dẫn điện và cách điện sắp xếp với nhau tạo thành mạch nhỏ. Mạch in có cấu tạo bao gồm 4 lớp đó là: Chất nền, Copper, Solder Mask, Silk Screen. 

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.

Kết luận mạch in là gì?

Như vậy, để tạo ra mạch in nhiều chi tiết và kết nối các linh kiện với nhau là một điều không dễ dàng. Tuy có các công nghệ điện tử hỗ trợ nhưng vai trò của người thiết kế và lắp đặt mảng mạch điện là rất quan trọng. Nó đòi hỏi cần có sự tỉ mỉ, cẩn thận trong hầu hết các công đoạn. Bài viết này đã giúp bạn hiểu hơn về “mạch in là gì?”. Hy vọng với những tìm hiểu về công nghệ chế tạo mạch sẽ giúp bạn ứng dụng ít nhiều trong công việc và cuộc sống.

Continue Reading

Previous: Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm lạnhNext: Gimbal là gì? Đặc điểm và các tính năng nổi bật