Bảng mạch in, còn được gọi là bảng mạch in điện tử,là một trong những thành phần quan trọng trong ngành công nghiệp điện tử. Hầu như mọi loại thiết bị điện tử, từ đồng hồ điện tử và máy tính đến máy tính, thiết bị điện tử liên lạc và hệ thống vũ khí quân sự, đều yêu cầu sử dụng bảng in để kết nối điện các thành phần điện tử như mạch tích hợp.
Bảng mạch in bao gồm một chất nền cách điện, kết nối dây dẫn và pad để lắp ráp và hàn các linh kiện điện tử, có chức năng kép của dây dẫn và chất nền cách điện. Nó có thể thay thế hệ thống dây điện phức tạp, nhận ra kết nối điện giữa các thành phần khác nhau trong mạch, không chỉ đơn giản hóa công việc lắp ráp và hàn của các sản phẩm điện tử, giảm khối lượng công việc của phương pháp dây truyền thống và giảm đáng kể cường độ lao động của người lao động; Ngoài ra, nó làm giảm khối lượng tổng thể, giảm chi phí sản phẩm và cải thiện chất lượng và độ tin cậy của thiết bị điện tử.
PCB có tính nhất quán sản phẩm tốt, có thể áp dụng thiết kế tiêu chuẩn hóa, có lợi cho việc cơ giới hóa và tự động hóa quy trình sản xuất. Đồng thời, toàn bộ lắp ráp và gỡ lỗi bảng mạch in có thể được sử dụng như một phụ tùng độc lập, thuận tiện cho việc thay thế và bảo trì toàn bộ sản phẩm. Hiện nay, bảng mạch in đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất và sản xuất các sản phẩm điện tử.
Đặc điểm PCB
Lý do tại sao PCB được sử dụng ngày càng rộng rãi là vì nó có nhiều ưu điểm độc đáo như sau:
1.PCB có thể có mật độ cao
Trong những năm qua, với sự cải thiện tích hợp mạch tích hợp và tiến bộ trong công nghệ lắp đặt, bảng in mật độ cao đã được phát triển tương ứng.
2.Độ tin cậy cao của PCB
Với một loạt các kiểm tra, thử nghiệm và thử nghiệm lão hóa, PCBs có thể được đảm bảo để hoạt động lâu dài và đáng tin cậy (thường có tuổi thọ 20 năm).
3.Khả năng thiết kế PCB
Thông qua tiêu chuẩn hóa và tiêu chuẩn hóa thiết kế, các yêu cầu về các tính chất khác nhau của PCB (điện, vật lý, hóa học, cơ khí, v.v.) có thể đạt được. Thiết kế này có thời gian ngắn và hiệu quả cao.
4.Khả năng sản xuất PCB
PCB thông qua quản lý hiện đại, có thể đạt được tiêu chuẩn hóa, quy mô (số lượng), sản xuất tự động, do đó đảm bảo tính nhất quán của chất lượng sản phẩm.
5.Khả năng kiểm tra PCB
Chúng tôi đã thiết lập các phương pháp thử nghiệm tương đối hoàn chỉnh và các tiêu chuẩn có thể được phát hiện và đánh giá sự phù hợp và tuổi thọ của các sản phẩm PCB thông qua các thiết bị và dụng cụ thử nghiệm khác nhau.
6.Khả năng lắp ráp PCB
Các sản phẩm PCB không chỉ tạo điều kiện cho việc lắp ráp tiêu chuẩn hóa các thành phần khác nhau, mà còn cho tự động hóa và sản xuất hàng loạt. Ngoài ra, lắp ráp PCB thành một tổng thể với nhiều thành phần khác cũng có thể tạo thành các thành phần, hệ thống lớn hơn và thậm chí toàn bộ máy.
7.Bảo trì PCB
Các thành phần này cũng được tiêu chuẩn hóa do thiết kế tiêu chuẩn và sản xuất hàng loạt các thành phần trong các sản phẩm PCB được lắp ráp thành một tổng thể với các thành phần khác nhau. Do đó, một khi hệ thống bị lỗi, nó có thể được thay thế nhanh chóng, thuận tiện và linh hoạt để nhanh chóng khôi phục lại hoạt động của hệ thống.
PCB cũng có những ưu điểm khác như thu nhỏ, trọng lượng nhẹ và truyền tín hiệu tốc độ cao.
Vai trò của PCBs trong các thiết bị điện tử
(1) Cung cấp hỗ trợ cơ học cho các thành phần điện tử khác nhau như mạch tích hợp cố định và lắp ráp, nhận ra hệ thống dây điện và kết nối điện hoặc cách nhiệt giữa nhiều thành phần điện tử như mạch tích hợp và cung cấp các đặc tính điện cần thiết.
(2) Cung cấp đồ họa mặt nạ hàn để hàn tự động, cũng như các ký tự nhận dạng và đồ họa để chèn, kiểm tra và bảo trì các thành phần.
(3) Sau khi sử dụng bảng in trong thiết bị điện tử, do tính nhất quán của bảng in tương tự, tránh lỗi định tuyến bằng tay, linh kiện điện tử có thể được chèn hoặc dán, hàn và kiểm tra tự động, đảm bảo chất lượng sản phẩm điện tử, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí và bảo trì dễ dàng.
(4) Cung cấp các đặc tính điện, trở kháng đặc trưng và đặc tính tương thích điện từ cần thiết cho các mạch trong mạch tốc độ cao hoặc tần số cao.
(5) Bảng mạch in với các thành phần thụ động nhúng cung cấp một số chức năng điện, đơn giản hóa quy trình cài đặt điện tử và cải thiện độ tin cậy của sản phẩm.
(6) Trong các thành phần đóng gói điện tử lớn và siêu lớn, nó cung cấp một tàu sân bay chip hiệu quả cho việc đóng gói chip thu nhỏ của các thành phần điện tử.
Nguyên tắc thiết kế PCB
Đầu tiên, hãy xem xét kích thước của PCB. Kích thước PCB quá lớn, dòng in dài, trở kháng tăng, khả năng chống ồn giảm, chi phí cũng tăng; Nếu nó quá nhỏ, tản nhiệt kém và các đường liền kề dễ bị nhiễu. Sau khi xác định kích thước PCB, xác định vị trí của các bộ phận đặc biệt. Cuối cùng, tất cả các thành phần của mạch được sắp xếp theo đơn vị chức năng của nó.
Khi xác định vị trí của các bộ phận đặc biệt, cần tuân theo các nguyên tắc sau:
Giảm thiểu hệ thống dây điện giữa các thành phần tần số cao và giảm thiểu các thông số phân phối của chúng và nhiễu điện từ lẫn nhau. Không nên quá gần nhau giữa các thành phần dễ bị nhiễu và các thành phần đầu vào và đầu ra nên tránh càng xa càng tốt.
Có thể có sự khác biệt tiềm năng cao giữa một số bộ phận hoặc dây và khoảng cách giữa chúng nên được tăng lên để tránh ngắn mạch ngẫu nhiên do xả. Các bộ phận điện áp cao nên được bố trí ở những khu vực không dễ tiếp cận bằng tay trong quá trình vận hành.
Các bộ phận nặng hơn 15 g nên được cố định bằng giá đỡ và sau đó hàn. Các bộ phận có kích thước lớn, trọng lượng nặng và tạo ra nhiều nhiệt không nên được lắp đặt trên bảng mạch in, mà trên bảng đế của toàn bộ máy và nên xem xét tản nhiệt. Các yếu tố nhiệt nên tránh xa các yếu tố làm nóng.
Việc bố trí các bộ phận có thể điều chỉnh như chiết kế, cuộn cảm có thể điều chỉnh, tụ điện biến đổi, công tắc thu nhỏ, v.v. nên xem xét các yêu cầu cấu trúc của toàn bộ máy. Nếu nó là một điều chỉnh nội bộ, nó nên được đặt phía trên bảng in để tạo điều kiện điều chỉnh; Nếu đó là điều chỉnh bên ngoài, vị trí của nó phải phù hợp với vị trí của núm điều chỉnh trên bảng điều khiển khung gầm.
Khi sắp xếp tất cả các thành phần của mạch theo đơn vị chức năng của mạch, các nguyên tắc sau đây phải được tuân thủ
Sắp xếp vị trí của từng đơn vị mạch chức năng theo luồng mạch, làm cho bố trí thuận tiện cho luồng tín hiệu và giữ cho tín hiệu được bố trí theo cùng một hướng với các thành phần cốt lõi của mỗi mạch chức năng càng nhiều càng tốt. Các thành phần phải được kéo đồng đều, gọn gàng và chặt chẽ vào PCB, giảm và rút ngắn dây dẫn và kết nối giữa mỗi thành phần càng nhiều càng tốt.
Đối với các mạch hoạt động ở tần số cao, các thông số phân phối giữa các thành phần nên được xem xét. Mạch chung nên sắp xếp các thành phần song song bất cứ khi nào có thể. Bằng cách này, nó không chỉ đẹp mà còn dễ lắp ráp và hàn, tạo điều kiện cho sản xuất hàng loạt.
Các thành phần nằm ở rìa của bảng thường cách cạnh bảng không ít hơn 2 mm. Hình dạng tốt nhất của bảng mạch là hình chữ nhật. Tỷ lệ khung hình là 3: 2 hoặc 4: 3. Độ bền cơ học của bảng nên được xem xét khi kích thước bề mặt bảng lớn hơn 200mm.
Bảng mạch PCB là một thành phần phụ quan trọng của các thành phần điện tử và cũng là một chất nền kết nối với nhau. Bảng mạch PCB là một thành phần kết nối quan trọng trong các sản phẩm điện tử. Nếu không có chúng, các bộ phận điện không thể được lắp ráp và lắp ráp đúng cách. Chuỗi công nghiệp có nguồn gốc từ bảng mạch PCB, phạm vi phủ sóng kinh doanh rất rộng.