Tìm Hiểu Mạch In Là Gì? - Hatakey

Bảng mạch in hay bo mạch in (tiếng Anh: 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.

Bảng mạch in

Chế tạo bảng mạch in là công đoạn quan trọng trong quá trình chế tạo bảng mạch điện tử. Trước đây việc làm bảng mạch in tách rời với công đoạn lập sơ đồ mạch điện. Ngày nay hệ thống thiết kế và sản xuất hỗ trợ bằng máy tính (CAD-CAM) đảm bảo tự động liên hoàn từ thiết kế sơ đồ mạch điện đến lắp ráp, giảm nhẹ sự can thiệp của con người và cho ra sản phẩm giá thành hạ.

Hiện nay có 2 công nghệ tạo mạch in.

Công nghệ phổ biến nhất và thướng gắn với tên PCB, là chế tạo bảng có các đường mạch dẫn điện bằng đồng trên tấm nền cứng cách điện bằng bakelit, hoặc nền chất lượng cao FR-4 (Flame Retardant 4) thường gọi thông tục là “fip”. Tấm mạch ban đầu là tấm nền cách điện có phủ lớp đồng. Hình ảnh đường mạch được vẽ trước, và được đưa lên mặt lớp đồng bằng công đoạn in, theo kiểu in ảnh hoặc in lưới, tạo ra lớp phủ cách nước.

Sau đó cho ăn mòn hoặc bóc phá phần lớp đồng không dùng đến, và phần còn lại là các đường mạch.

Công nghệ mới là điện tử in (Printed electronics) dùng in phun và/hoặc in laser, in khắc với đầu in và vật liệu thích hợp để tạo các lớp, các đường mạch dẫn điện, điện trở, tụ điện, tranzito,… trên nền cứng hoặc tấm film. Quá trình in phun có thể gồm cả công đoạn phun chất cách điện để ngăn cách các đường dẫn điện ở vị trí chúng vắt qua nhau. Đây là công nghệ in thật sự hơn nhưng lại không coi là tiêu biểu cho mạch in. Công nghệ này được sử dụng trong chế tạo nhiều dạng mạch, và đôi khi nó cũng được thực hiện trên bảng mạch bán thành phẩm kiểu PCB để tạo ra đường nối mạch hoặc linh kiện. Công nghệ này được tự động hóa cao và cho ra sản phẩm có giá thành hạ.

Ngày nay mạch in hiện 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 này hỗ trợ thiết kế từ lập sơ đồ mạch nguyên lý đến Layout. Những bước chính trong thiết kế trên máy tính gồm có:

• Thiết kế mạch điện tử thông qua công cụ tự động hóa thiết kế điện tử (EDA, Electronic design automation).
• Xác định kích thước và hình mẫu bảng PCB và vỏ hộp phù hợp cho hệ mạch.
• Xác định vị trí các linh kiện có tính đến kích thước và mức tỏa nhiệt của chúng, và các tản nhiệt nếu có.
• Xác định số lớp PCB tùy theo độ phức tạp của mạch, bố trí mảng đất (Ground), màng đường nguồn (Power) và mảng đường truyền tín hiệu. Để làm giảm tối đa nhiễu điện từ giữa các linh kiện và đường tín hiệu thì các tín hiệu tần cao cần được định tuyến trong các lớp bên trong giữa mảng đất và/hoặc mảng nguồn.
• Xác định trở kháng đường truyền bằng sử dụng độ dày lớp điện môi, chiều dày và chiều rộng vết đồng. Trong trường hợp tín hiệu khác biệt thì cần tính đến tách đường. Các dạng microstrip, stripline hoặc stripline kép có thể được sử dụng để định tuyến các tín hiệu. Các công cụ tự động hóa thiết kế điện tử thường cho phép tự động làm rõ kết nối tín hiệu, kết nối đất và nguồn.
• Xuất ra các tệp Gerber để điều khiển máy gia công bảng mạch.

Nếu công đoạn lập sơ đồ mạch điện thực hiện đúng với cú pháp yêu cầu, thì người dùng có thể chạy mô phỏng kiểm tra lỗi, cũng như dùng nó cho việc tự động bố trí đường mạch trong bảng mạch in.

Khi thiết kế bảng mạch in thì người thiết kế cần phải hiểu biết về kích thước các đối tượng, bố trí và sắp xếp các linh kiện sao cho phù hợp nhất trên một bảng mạch, đồng thời tránh nhiễu lẫn nhau giữa chúng. Hỗ trợ cho việc thiết kế mạch in là thư viện các linh kiện, gồm các kích cỡ, bố trí chân,… để người dùng gọi ra trong bố trí không gian trên bảng mạch. Thành công của một thiết kế tùy thuộc kinh nghiệm người dùng, và trong nhiều trường hợp phải làm nhiều phiên bản mới đạt được bản như ý.

(Theo Wikipedia)