Bảng PCB là gì?

Bảng PCB là mẹ của các sản phẩm điện tử. Nó cũng được gọi là bảng mạch in (PCB) hoặc bảng dây in (PWB), là nhà cung cấp kết nối điện cho các thành phần điện tử. Nó là một thành phần điện tử sử dụng in điện tử để khắc trên bề mặt của lớp phủ đồng cách nhiệt và không ràng buộc, để lại một mạng lưới các mạch nhỏ để các thành phần điện tử khác nhau có thể hình thành một kết nối mạch xác định trước và đạt được chức năng truyền tiếp giữa các thành phần điện tử. Hầu hết các thiết bị và sản phẩm điện tử cần được trang bị một Bảng PWB.

Bảng mạch in thường được gọi là PWB, và cũng có nhiều người gọi là chất nền PCB. Vì bảng mạch in không phải là một sản phẩm đầu cuối chung, định nghĩa của tên là hơi nhầm lẫn. Ví dụ, bảng chủ cho máy tính cá nhân được gọi là bảng chính, và không thể được gọi trực tiếp là mạch PCB. Mặc dù có các bảng mạch trong bảng chủ, chúng không giống nhau, vì vậy khi đánh giá ngành công nghiệp, hai có liên quan nhưng không thể nói là giống nhau. Một ví dụ khác: vì có các thành phần mạch tích hợp được gắn trên mạch PCB, các phương tiện truyền thông gọi nó là bảng IC, nhưng trên thực tế, nó không tương đương với bảng mạch in. Chúng ta thường nói rằng bảng mạch in đề cập đến bảng trần trần - rằng mạch PCB không có các thành phần trên.

Theo số lớp bảng điện tử, nó có thể được chia thành một mặt, hai lớp, bốn lớp, sáu lớp và các mạch PCB đa lớp khác. Và tiếp tục phát triển theo hướng độ chính xác cao, mật độ cao và độ tin cậy cao. Khối lượng giảm liên tục, giảm chi phí và cải thiện hiệu suất đã cho phép các bảng mạch in duy trì sức sống mạnh mẽ trong việc phát triển các sản phẩm điện tử trong tương lai. Xu hướng phát triển trong tương lai của công nghệ sản xuất PWB là phát triển theo hướng mật độ cao, độ chính xác cao, khẩu độ mịn, dây mịn, sâu nhỏ, độ tin cậy cao, đa lớp, truyền tốc độ cao, trọng lượng nhẹ và độ mỏng về hiệu suất.

Bộ phận PCB

Theo sự phân phối của bảng mạch in

Nền PCB một mặt

Lớp đơn nằm trên một nền cách nhiệt có độ dày 0,2-5mm, chỉ có một bề mặt được bao phủ bằng lá đồng và một mạch in được hình thành trên nền bằng cách in và khắc. Bảng điều khiển đơn giản để sản xuất và dễ lắp ráp. Nó phù hợp với các yêu cầu của một mạch, chẳng hạn như radio, TV, v.v. Nó không phù hợp cho các dịp đòi hỏi mật độ lắp ráp cao hoặc các mạch phức tạp.

Chất nền pcb hai mặt

Các tấm hai mặt là các mạch in trên cả hai bên của một nền cách điện với độ dày 0,2-5mm. Nó phù hợp với các sản phẩm điện tử có yêu cầu chung, chẳng hạn như máy tính điện tử, dụng cụ điện tử và máy đo. Vì mật độ dây của mạch in hai mặt cao hơn của mạch in một mặt, khối lượng của thiết bị có thể giảm.

Tấm PCB đa lớp

Các tấm in có hơn 3 lớp mạch in được in trên nền cách điện được gọi là tấm đa lớp. Nó là sự kết hợp của một số tấm đơn hoặc đôi mỏng, và độ dày của nó thường là 1,2-2,5mm. Để dẫn ra mạch được đặt giữa nền cách điện, các lỗ để lắp đặt các thành phần trên bảng đa lớp cần được kim loại hóa, tức là, một lớp kim loại được áp dụng vào bề mặt bên trong của các lỗ nhỏ để kết nối chúng với mạch in được đặt giữa các nền cách điện.

Phân loại theo tính chất cơ bản

Chất nền PCB cứng nhắc

PWB cứng có sức mạnh cơ học nhất định, và các bộ phận lắp ráp với nó có trạng thái phẳng. Các tấm in cứng được sử dụng trong các sản phẩm điện tử nói chung.

Flex PCB nền

PWB linh hoạt được làm bằng nhựa nhiều lớp mềm hoặc vật liệu cách nhiệt mềm khác làm chất nền. Các bộ phận được làm từ nó có thể được uốn cong và kéo dài, và trong quá trình sử dụng nó có thể được uốn cong theo yêu cầu lắp đặt. Bảng mạch in linh hoạt thường được sử dụng trong những dịp đặc biệt. Ví dụ, màn hình hiển thị của một số vạn năng kỹ thuật số có thể được xoay và bảng in linh hoạt thường được sử dụng bên trong; Màn hình hiển thị, nút bấm của điện thoại, v.v.

Nền PCB cứng-flex

Sự ra đời và phát triển của FPC và PWB đã tạo ra sản phẩm mới của bảng flex và cứng. Do đó, bảng mạch cứng là bảng mạch linh hoạt và bảng mạch cứng. Sau khi ép và các quy trình khác, chúng được kết hợp theo các yêu cầu quy trình liên quan để tạo thành một tấm điện tử với đặc điểm FPC và đặc điểm PWB.

Được phân loại theo phạm vi ứng dụng

PWB có thể được chia thành PCB tần số thấp và PCB tần số cao. Tần số cao của các thiết bị điện tử là xu hướng phát triển, đặc biệt là trong mạng không dây và truyền thông vệ tinh ngày nay, các sản phẩm thông tin đang phát triển theo hướng tốc độ cao, tần số cao và các sản phẩm truyền thông cũng đang phát triển theo hướng tiêu chuẩn hóa giọng nói, video và dữ liệu với dung lượng lớn, tốc độ cao truyền không dây. Do đó, các sản phẩm thế hệ mới cần tấm tần số cao, và chất nền lá có thể được làm từ các vật liệu có tổn thất điện môi và hằng số điện môi nhỏ hơn, chẳng hạn như polyurethane, polyethylene, polystyrene, vải thủy tinh teflon.

Được phân loại theo các tấm in đặc biệt

Hiện tại, có một số bảng in đặc biệt, chẳng hạn như bảng in lõi kim loại, bảng mạch in gắn trên bề mặt và bảng in phim carbon.

Kim loại lõi PCB Ban

Bảng mạch lõi kim loại là để thay thế bảng vải thủy tinh epoxy bằng một tấm kim loại cùng độ dày. Sau khi xử lý đặc biệt, các mạch dẫn trên cả hai bên của tấm kim loại được kết nối với nhau và cách nhiệt cao từ phần kim loại. Lợi thế của lõi kim loại PCB là phân tán nhiệt tốt và ổn định chiều. Điều này là bởi vì các vật liệu từ tính như nhôm và sắt có hiệu ứng che chắn và có thể ngăn chặn sự can thiệp lẫn nhau.

Bề mặt gắn PCB Bề mặt gắn bảng mạch in (SMB) là một loại bảng PCB được phát triển để đáp ứng nhu cầu của các sản phẩm điện tử nhẹ, mỏng, ngắn và nhỏ, và với quá trình lắp đặt các thiết bị gắn bề mặt với mật độ pin và chi phí thấp. Bảng mạch in có đặc điểm của khẩu độ nhỏ, chiều rộng và khoảng cách đường nhỏ, độ chính xác cao và yêu cầu nền tảng cao. Bảng in phim carbon là một loại bảng in được in với một lớp phim carbon sau khi mô hình dẫn được thực hiện trên lá đồng để hình thành dây tiếp xúc hoặc nhảy (giá trị kháng đáp ứng các yêu cầu được chỉ định). Nó được đặc trưng bởi một quy trình sản xuất đơn giản, chi phí thấp, chu kỳ ngắn, chống mài mòn tốt và độ dẫn điện. Nó có thể nhận ra mật độ cao của các tấm đơn và thu nhỏ và trọng lượng nhẹ của các sản phẩm. Nó phù hợp cho TV, điện thoại, máy ghi video và cơ quan điện tử.

Bảng PCB trong thiết bị điện tử đóng một vai trò không thể thiếu, tầm quan trọng của nó chủ yếu được phản ánh trong các cấp sau:

1. Chức năng kết nối mạch: bảng dây in với sự giúp đỡ của mô hình dẫn điện của nó, các loại thành phần điện tử khác nhau của các khớp hàn và dây được kết nối chính xác để xây dựng một hệ thống mạch hoàn chỉnh, do đó đảm bảo hoạt động bình thường của các chức năng thiết bị điện tử.

2. Hỗ trợ cấu trúc: như các thành phần điện tử của việc lắp đặt chất nền, bảng PWB cho tất cả các loại thành phần để cung cấp một hỗ trợ cơ học vững chắc để đảm bảo rằng chúng có thể được định vị chính xác và sắp xếp có trật tự trong thiết bị.

3. Cơ chế bảo vệ mạch: Bề mặt bảng mạch của lớp phủ chống hàn có thể ngăn chặn hiệu quả sự tràn ngập hàn trong quá trình hàn do các vấn đề ngắn mạch, để cung cấp an ninh cho mạch. Ngoài ra, các tính chất cách nhiệt của bản thân bảng PCB cũng có thể cô lập hiệu quả các khu vực điện áp cao và thấp của mạch để tránh gây hại tiềm năng cho cơ thể con người hoặc thiết bị.

4. Hiệu quả sản xuất: Ứng dụng PCB đơn giản hóa đáng kể việc hàn các thành phần điện tử và quy trình lắp ráp, cải thiện đáng kể hiệu quả sản xuất của thiết bị điện tử. Đồng thời, các tấm mạch in hỗ trợ sản xuất và thử nghiệm tự động, giúp giảm chi phí sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm.

5. Tiện lợi bảo trì và nâng cấp: Bảng mạch in sẽ được tích hợp cao với các thành phần và mạch điện tử, để bảo trì và nâng cấp thiết bị đơn giản hơn. Khi một thành phần thất bại, bạn chỉ cần thay thế bảng PWB tương ứng, mà không tháo rời và tổ chức lại toàn bộ máy.

6. Khả năng tích hợp mật độ cao: với sự tiến bộ nhanh chóng của công nghệ điện tử, thiết bị cho nhu cầu ngày càng tăng về tích hợp mạch, bảng PCB thông qua thiết kế cấu trúc đa lớp và quy trình sản xuất chính xác, để đạt được tích hợp mật độ cao, trong không gian hạn chế để chứa đựng nhiều thành phần và mạch điện tử hơn, để đáp ứng nhu cầu phát triển thu nhỏ hóa thiết bị, nhẹ và hiệu suất cao.

Làm thế nào để thiết kế nền PCB?

Khi thiết kế bảng mạch, thường cần nhiều bước phức tạp. Cho dù đó là những điều cơ bản về đồng và hàn vi gia công, hoặc cố gắng đảm bảo PWB cuối cùng được in hoặc gặp phải các vấn đề thiết kế cụ thể hơn như công nghệ thông qua lỗ hoặc tín hiệu thiết kế với thông qua lỗ, pad và bất kỳ số lượng bố cục nào. Đối với các vấn đề về tính toàn vẹn, bạn cần đảm bảo rằng bạn có phần mềm thiết kế chính xác. Bây giờ iPCB cho bạn biết làm thế nào để thiết kế bảng điều khiển PCB.

1. Sơ đồ để tạo chất nền PCB

Cho dù bạn đang tạo một thiết kế từ một mẫu hoặc một bảng mạch PCB từ đầu, tốt nhất là bắt đầu với sơ đồ PWB. Sơ đồ này tương tự như bản thiết kế cho thiết bị mới và điều quan trọng là phải hiểu những gì được hiển thị trong sơ đồ. Không chỉ dễ dàng hơn để xác định và chỉnh sửa kết nối mạch, mà còn dễ dàng hơn để chuyển đổi sơ đồ PWB sang bố trí bảng PWB so với thiết kế trực tiếp trên bảng mạch PCB. Đối với các thành phần, phần mềm thiết kế mạch PCB có cơ sở dữ liệu thư viện các bộ phận rộng lớn.

2. Tạo một bố trí tấm PCB trống

Sau khi tạo ra sơ đồ PWB, bạn cần sử dụng công cụ chụp sơ đồ trong phần mềm thiết kế PCB để bắt đầu tạo bố trí PCB. Trước đó, bạn cần tạo một tài liệu PCB trống. Để tạo một bảng PCB, một tệp PCB Doc cần được tạo ra. Điều này có thể được thực hiện dễ dàng từ menu chính của phần mềm thiết kế

Nếu hình dạng PCB, kích thước và ngăn xếp lớp của bảng điều khiển PWB đã được xác định, bạn có thể thiết lập nó ngay lập tức. Nếu bạn không muốn thực hiện các nhiệm vụ này bây giờ, đừng lo lắng, bạn có thể thay đổi hình dạng của tấm PCB sau đó. Bằng cách biên dịch SchDoc, thông tin sơ đồ có thể được sử dụng trong PCB. Quá trình biên dịch bao gồm xác minh thiết kế và tạo một số tài liệu dự án để bạn có thể kiểm tra và sửa thiết kế trước khi chuyển sang PCB. Bạn nên kiểm tra và cập nhật các tùy chọn mục được sử dụng để tạo thông tin PCB tại thời điểm này.

Khi thiết kế một bảng điều khiển PWB, đôi khi dường như sẽ là một hành trình dài và khó khăn để đạt được thiết kế cuối cùng. Cho dù đó là những điều cơ bản của đồng vi xử lý và hàn cố gắng đảm bảo rằng PWB cuối cùng được in, hoặc gặp phải các vấn đề thiết kế cụ thể hơn, chẳng hạn như công nghệ lỗ thông qua hoặc tín hiệu thiết kế với lỗ thông qua, miếng đệm và bất kỳ số lượng bố trí nào Đối với các vấn đề toàn vẹn, bạn cần đảm bảo rằng bạn có phần mềm thiết kế PWB chính xác.

3. Chụp sơ đồ sơ đồ của bảng nguyên mẫu PCB và liên kết nó với PCB

Tất cả các công cụ trong phần mềm thiết kế nền PCB nguyên mẫu có thể được sử dụng trong một môi trường thiết kế thống nhất. Trong môi trường thiết kế này, sơ đồ, PCB và BOM có liên quan đến nhau và có thể được truy cập cùng một lúc. Các chương trình khác sẽ buộc bạn biên dịch thủ công dữ liệu sơ đồ.

4. Thiết kế ngăn xếp PCB lên

Khi bạn chuyển thông tin sơ đồ sang PCB Doc, ngoài phác thảo tấm PCB được chỉ định, gói của thành phần cũng sẽ được hiển thị. Trước khi đặt các thành phần, bạn nên sử dụng "Layer Stack Manager" như được hiển thị dưới đây để xác định bố trí PCB (tức là hình dạng, ngăn xếp lớp).

Nếu bạn không quen thuộc với thiết kế bảng PWB, mặc dù bạn có thể xác định bất kỳ số lượng lớp nào trong phần mềm thiết kế bảng PWB, hầu hết các thiết kế hiện đại sẽ bắt đầu với bảng 4 lớp trên FR4. Bạn cũng có thể sử dụng thư viện xếp chồng tài liệu; Bằng cách này, bạn có thể chọn từ một loạt các laminate khác nhau và bảng điều khiển độc đáo.

Nếu bạn muốn thiết kế một bảng tốc độ cao/tần số cao, bạn có thể sử dụng máy phân tích trở kháng tích hợp để đảm bảo kiểm soát trở kháng trong bảng nguyên mẫu PCB. Công cụ đường cong trở kháng sử dụng bộ giải trường điện từ tích hợp của Simberian để tùy chỉnh hình dạng của dấu vết để đạt được giá trị trở kháng mục tiêu.

Để biết chi tiết hơn về hướng dẫn tham khảo xếp chồng PWB, nhấp vào Tải xuống -

5. Định nghĩa các quy tắc thiết kế và yêu cầu DFM

Có nhiều loại quy tắc thiết kế PWB, và bạn có thể không cần sử dụng tất cả các quy tắc có sẵn cho mỗi thiết kế. Bạn có thể chọn/bỏ chọn các quy tắc riêng lẻ bằng cách nhấp chuột phải vào quy tắc có vấn đề trong danh sách trong trình biên tập quy tắc và hạn chế PWB dưới đây.

Các quy tắc bạn sử dụng, đặc biệt là những quy tắc được sử dụng cho sản xuất, nên tuân thủ các thông số kỹ thuật và dung sai của thiết bị của nhà sản xuất PCB. Các thiết kế tiên tiến như thiết kế kiểm soát trở kháng và nhiều thiết kế tốc độ cao / tần số cao có thể cần tuân thủ các quy tắc thiết kế rất cụ thể để đảm bảo rằng sản phẩm của bạn hoạt động đúng cách. Luôn kiểm tra bảng dữ liệu thành phần của bạn để hiểu các quy tắc thiết kế này.

6. Đặt các thành phần trên chất nền nguyên mẫu PWB

Phần mềm thiết kế bảng PWB chính thống hiện tại cung cấp sự linh hoạt tuyệt vời và cho phép bạn nhanh chóng đặt các thành phần trên mạch PCB. Bạn có thể sắp xếp các thành phần tự động, hoặc bạn có thể đặt chúng thủ công. Bạn cũng có thể sử dụng các tùy chọn này cùng nhau để tận dụng tốc độ đặt tự động và đảm bảo rằng PWB được đặt theo hướng dẫn đặt thành phần tốt.

7. Lỗ chèn bảng PWB

Trước khi bố trí PWB, tốt nhất là đặt lỗ khoan (lắp đặt và vias). Nếu thiết kế của bạn phức tạp, bạn có thể cần sửa đổi ít nhất một số thông qua các vị trí trong quá trình định tuyến. Điều này có thể được thực hiện dễ dàng thông qua hộp thoại "Properties".

Yêu thích của bạn ở đây nên tuân theo các thông số kỹ thuật thiết kế sản xuất (DFM) của nhà sản xuất bảng mạch. Nếu bạn đã xác định các yêu cầu DFM của PWB như các quy tắc thiết kế (xem bước 5), phần mềm thiết kế PWB sẽ tự động kiểm tra các quy tắc này khi bạn đặt vias, lỗ khoan, đệm và dấu vết trong bố trí.

8. Theo dõi bố trí bảng PWB

Sau khi đặt các thành phần và bất kỳ thành phần cơ học nào khác, bạn có thể chuẩn bị bố trí. Hãy chắc chắn sử dụng các hướng dẫn dây tốt và các công cụ phần mềm thiết kế PWB để đơn giản hóa quá trình, chẳng hạn như làm nổi bật mạng và mã hóa màu thông qua dây.

9. Thêm nhãn và mã nhận dạng của PWB

Sau khi xác minh bố trí PWB, bạn có thể thêm nhãn, mã nhận dạng, dấu hiệu, logo hoặc bất kỳ hình ảnh nào khác trên tấm PCB. Một ý tưởng tốt là sử dụng các mã nhận dạng tham chiếu cho các thành phần, vì điều này sẽ giúp lắp ráp PWB. Ngoài ra, bao gồm các chỉ số cực, chỉ số pin 1 và bất kỳ nhãn nào khác giúp xác định các thành phần và định hướng của chúng. Đối với logo và hình ảnh, tốt nhất là tham khảo ý kiến nhà sản xuất bảng PWB của bạn để đảm bảo rằng các phông chữ bạn sử dụng có thể đọc được.

10. Tạo tệp Gerber cho thiết kế Layout PCB.

Trước khi nhà sản xuất PCB có thể cung cấp kết quả, tốt nhất là luôn xác minh bố trí PCB bằng cách chạy kiểm tra quy tắc thiết kế (DRC).

Sau khi bảng PWB vượt qua DRC cuối cùng, bạn cần tạo tệp thiết kế cho nhà sản xuất bảng PCB. Tài liệu thiết kế phải bao gồm tất cả thông tin và dữ liệu cần thiết để xây dựng nó và bao gồm bất kỳ ghi chú hoặc yêu cầu đặc biệt nào để đảm bảo nhà sản xuất của bạn rõ ràng về yêu cầu của bạn. Đối với hầu hết các nhà sản xuất PCB, bạn sẽ có thể sử dụng tệp Gerber, nhưng một số nhà sản xuất bo mạch PCB thích các định dạng tệp CAD khác. Bạn có biết PCB là gì?