Mạch in là gì ?

Mạch in là gì ? Theo wiki chúng ta định nghĩa mạch in như sau: 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.

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. Sau đây chúng ta cùng tìm hiểu rõ hơn mạch in.

Mạch in là gì ?
Mạch in là gì ?

Mạch in cấu tạo và cách thức hoạt động như thế nào ? 

Bảng mạch in (PCB) là nền tảng xây dựng nên hầu hết các thiết bị điện tử hiện đại. Cho dù các bảng mạch đơn lớp đơn giản được sử dụng trong thiết bị mở cửa nhà để xe của bạn, bảng mạch sáu lớp trong đồng hồ thông minh của bạn, đến bảng mạch 60 lớp, mật độ rất cao và tốc độ cao được sử dụng trong siêu máy tính và máy chủ, bảng mạch in là nền tảng mà tất cả các thành phần điện tử khác được lắp ráp vào. Các chất bán dẫn, đầu nối, điện trở, điốt, tụ điện và thiết bị vô tuyến được gắn và “nói chuyện” với nhau thông qua PCB.
PCB có các thuộc tính cơ và điện khiến chúng trở nên lý tưởng cho các ứng dụng này. Hầu hết PCB được sản xuất trên Thế giới đều cứng, khoảng 90% PCB được sản xuất ngày nay là bảng cứng. Một số PCB rất linh hoạt, cho phép các mạch được uốn cong và gấp lại thành hình dạng, hoặc đôi khi chúng được sử dụng trong đó mạch dẻo sẽ tồn tại hàng trăm nghìn chu kỳ uốn mà không có bất kỳ sự cố đứt mạch nào. Các PCB linh hoạt này chiếm khoảng 10% thị trường. Một tập hợp con nhỏ của các loại mạch này được gọi là mạch uốn cứng, trong đó một phần của bảng là cứng – lý tưởng để gắn và kết nối các thành phần và một hoặc nhiều phần là linh hoạt, mang lại những ưu điểm của mạch linh hoạt được liệt kê ở trên.
Một công nghệ PCB đang nổi lên nhanh chóng, tách biệt với những công nghệ ở trên, được gọi là in điện tử – thường rất đơn giản, chi phí rất thấp, giúp giảm chi phí đóng gói điện tử đến mức có thể phát triển các giải pháp điện tử để giải quyết các vấn đề chưa từng được xem xét trước đây. Chúng thường được sử dụng trong thiết bị điện tử cho các ứng dụng đeo được, hoặc các thiết bị điện tử dùng một lần – mở ra nhiều cơ hội cho các nhà thiết kế sáng tạo.
Chế tạo mạch in tự động
Chế tạo mạch in tự động

Các lớp in trên mạch 

PCB thông thường có thể đơn giản như một lớp mạch duy nhất hoặc có thể dài tới năm mươi lớp trở lên. Chúng bao gồm các thành phần điện và đầu nối được liên kết thông qua các mạch dẫn điện – thường là đồng, với mục đích định tuyến tín hiệu điện và nguồn điện trong và giữa các thiết bị.
PCB được phát triển vào đầu thế kỷ 20 nhưng đã có sự phát triển liên tục về công nghệ kể từ đó. Sự tiến bộ và áp dụng rộng rãi của công nghệ PCB đã song song với sự tiến bộ nhanh chóng trong công nghệ đóng gói bán dẫn và cho phép các chuyên gia trong ngành đầu tư vào thiết bị điện tử nhỏ hơn và hiệu quả hơn.
Mạch in 2 lớp
Mạch in 2 lớp

Tại sao các bảng mạch in được sử dụng ?

So với các mạch có dây truyền thống, PCB mang lại một số lợi thế. Thiết kế nhỏ và nhẹ của chúng thích hợp để sử dụng trong nhiều thiết bị hiện đại, trong khi độ tin cậy và dễ bảo trì phù hợp với chúng để tích hợp trong các hệ thống phức tạp. Ngoài ra, chi phí sản xuất thấp khiến chúng trở thành một lựa chọn hiệu quả.
Những phẩm chất này là một số lý do khiến PCB được ứng dụng trong các ngành công nghiệp, bao gồm cả trong các thị trường sau:
Y khoa
Điện tử y tế đã được hưởng lợi đáng kể từ sự ra đời của PCB. Các thiết bị điện tử trong máy tính, hệ thống hình ảnh, máy MRI và thiết bị bức xạ đều tiếp tục tiến bộ về công nghệ từ khả năng điện tử trong PCB.
Mỏng hơn và nhỏ hơn kích thước của PCBs flex linh hoạt và cứng nhắc cho phép sản xuất các thiết bị y tế nhỏ gọn hơn và trọng lượng nhẹ, chẳng hạn như máy trợ thính, máy tạo nhịp, các thiết bị cấy ghép, và máy ảnh thực sự nhỏ. PCBs cứng-flex là một giải pháp đặc biệt khi tìm cách giảm kích thước của các thiết bị y tế phức tạp. Vì chúng loại bỏ sự cần thiết của cáp uốn và đầu nối chiếm không gian có giá trị trong các hệ thống phức tạp hơn.
Thiết bị y khóa có sự tham gia của PCB
Thiết bị y khóa có sự tham gia của PCB
Không gian vũ trụ
PCB cứng, linh hoạt và cứng được sử dụng phổ biến trong ngành hàng không vũ trụ cho các bảng điều khiển thiết bị, bảng điều khiển, điều khiển chuyến bay, quản lý chuyến bay và hệ thống an toàn. Nngày càng có nhiều tiến bộ trong công nghệ hàng không vũ trụ đã tăng nhu cầu nhỏ hơn. PCBs phức tạp hơn để sử dụng trong máy bay, vệ tinh, máy bay do thám, và thiết bị điện tử hàng không vũ trụ khác. Các mạch uốn dẻo và cứng mang lại độ bền đặc biệt và khả năng tồn tại trong sứ mệnh do loại bỏ các đầu nối. Điều này làm cho chúng phù hợp để sử dụng trong các ứng dụng có độ rung cao, trong khi thiết kế nhỏ và nhẹ của chúng làm giảm trọng lượng thiết bị tổng thể và do đó, yêu cầu tiêu thụ nhiên liệu. Đối với các ứng dụng mà độ tin cậy là tối quan trọng, chúng là một giải pháp có độ tin cậy cao.
Ứng dụng trong hàng không vụ trụ
Ứng dụng trong hàng không vụ trụ
Quân sự
Trong lĩnh vực quân sự, PCB được sử dụng trong các thiết bị thường xuyên tiếp xúc với các ứng dụng va đập, sốc và rung nặng, chẳng hạn như xe quân sự, máy tính siêu bền, vũ khí hiện đại và hệ thống điện tử (ví dụ: robot, hệ thống hướng dẫn và nhắm mục tiêu). Khi tiến trình công nghệ quân sự để đáp ứng nhu cầu khách hàng thay đổi, ngày càng tích hợp thiết bị công nghệ tiên tiến bằng máy tính, đòi hỏi cả hiệu suất điện và cơ khí đó là vốn có trong bao bì flex flex và cứng nhắc. Những loại bao bì điện tử này có thể chịu được lực  hàng nghìn pound mà không hỏng hóc.
Ứng dụng trong quân sự
Ứng dụng trong quân sự
Công nghiệp và Thương mại
Việc sử dụng PCB trong thiết bị điện tử công nghiệp và thương mại đã cách mạng hóa mọi thứ từ sản xuất đến quản lý Chuỗi cung ứng – tăng cường thông tin, tự động hóa và hiệu quả. Nói chung, chúng là một phương tiện đáng tin cậy để chỉ đạo thiết bị trong các cơ sở ngày tự động hóa, tăng cường sản xuất trong khi giảm chi phí lao động. Linh hoạt và cứng nhắc PCB của flex cho phép các nhà sản xuất để sản xuất các sản phẩm ngày càng nhỏ hơn và nhẹ hơn với chức năng lớn hơn và độ tin cậy cao hơn nhiều, chẳng hạn như máy bay không người lái, máy ảnh, thiết bị điện tử di động và máy tính.
Ứng dụng trong công nghiệp
Ứng dụng trong công nghiệp

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.
Mạch in 6 lớp
Mạch in 6 lớp

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

Đó là một số thông tin mà chúng tôi giới thiệu về mạch in. Bài viết có nhiều thiếu sót mong các bạn thông cảm. Xin cảm ơn các bạn.

Xem thêm : Wifi là gì ?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Chat Zalo 24/7