Mạch in PCB là một trong những thành phần rất phổ biến trong các thiết bị điện tử từ gia dụng, công nghiệp đến quân sự. PCB là bệ đỡ cho linh kiện, giúp kết nối tín hiệu giữa các linh kiện cũng như thiết bị. Elecfern xin giới thiệu cấu trức cơ bản của một PCB thông dụng.

1. Cấu tạo của mạch in (PCB) thông dụng

Một mạch in (PCB – Printed circuit board) được cấu tạo từ nhiều lớp vật liệu dẫn điện và cách điện sắp xếp với nhau tạo thành một bảng nhỏ gọn.

Cau-truc-PCB-2-lop
Cấu trúc PCB 2 lớp

1.1. Chất nền của PCB

Chất nền của một mạch in PCB thông dụng được làm từ vật liệu sợi thủy tinh FR4. Vật liệu này đảm bảo tính chất cách điện, chắc chắn, nhỏ gọn.

Ngoài ra, một số mạch in có chức năng đặc biệt thì chất nền có thể là nhôm, polyme, RO4350B (dùng cho mạch cao tần, anten),… sẽ được trình bày sau.

Tùy theo yêu cầu thiết kế mà mạch in có chiều dày khác nhau. Tuy nhiên, với mạch in thông thường thì chiều dày là 1.6mm (0.063 inch hay 63 mil).

1.2. Lớp Copper

Lớp tiếp theo là lớp đồng mỏng có vai trò dẫn điện. Số lớp phụ thuộc vào ứng dụng và yêu cầu kĩ thuật của mạch. Hình 1 minh họa cho mạch in có 2 lớp (2 phần màu cam). Trên thực tế, mạch có thể có 1 lớp, 2 lớp, 4 lớp hoặc nhiều hơn.

Chieu-day-lop-copper-tren-PCB
Chiều dày lớp copper trên PCB

Chiều dày lớp đồng có thể thay đổi và thường được xác định bằng tham số khối lượng/diện tích. Đơn vị thường dùng là oz được hiểu là ounces per square foot (khối lượng 1 ounce trên 1 foot vuông).

Đơn vị quy đổi như sau:

  • Khối lượng: 1 oz = 28,35 g
  • Độ dài: 1 ft = 30,48 cm
  • Diện tích: 1 ft2 = 0,093 m2 = 930 cm2

Khối lượng riêng của đồng là 8,9 g/cm3

Từ đó, với các tham số thông thường của nhà sản xuất mạch là 1oz tương đương với chiều dày lớp đồng là 35 µm hay 1.37 mil.

Với các mạch cần công suất cao thì chiều dày lớp đồng có thể là 2 oz hoặc 3oz.

1.3. Lớp Solder mask

Trên lớp đồng là lớp soldermask, tạm dịch là mặt nạ hàn. Tên gọi này xuất phát từ việc lớp này che phủ toàn bộ mạch trừ phần chân linh kiện (pad) để hàn.

Lop-Solder-mask-cua-PCB
Lớp solder mask của PCB

Lớp này có tác dụng:

- Cách ly giữa phần chân linh kiện cần hàn và các đường mạch xung quanh. Điều này dễ xảy ra với trường hợp làm mạch thủ công như hình 4, khi hàn thiếc rất dễ bị tràn ra ngoài.

- Cách ly giữa các đường mạch với nhau trong quá trình sử dụng. Khi mảnh kim loại rơi vào mạch hoặc có bụi bẩn, thời tiết ẩm dễ gây chập mạch.

- Chống oxy hóa đường mạch.

- Điều hướng linh kiện SMD kích thước nhỏ (tụ, trở) vào đúng vị trí khi hàn. Tác dụng này lợi dụng hiện tượng dính ướt của chất lỏng (thiếc lỏng).

Vi-du-minh-hoa-PCB-khong-co-lop-solder-mask
Ví dụ minh họa PCB không có lớp solder mask

Lớp này thường có màu xanh lá, nhưng cũng có thể có màu khác như đen, đỏ, xanh lam, vàng, trắng.

Cac-Mau-thong-dung-cua-lop-solder-mask-PCB
Các màu thông dụng của lớp solder mask PCB

1.4. Lớp Silkscreen

Lớp silkscreen là lớp trên cùng, thường có màu trắng. Nó được dùng để biểu diễn giá trị, vị trí linh kiện, biểu tượng, hay bất kì hình thù, kí tự gì mà người thiết kế muốn với mục đích tạo thuận lợi cho việc lắp ráp, hiểu chức năng của mạch, ý nghĩa, thứ tự các chân connector,….

Lop-Silkscreen-tren-PCB
Lớp Silkscreen trên PCB

0 Comments

Leave a Reply

Avatar placeholder