> Tin tức > Công nghiệp Tin tức

Giới thiệu bảng mạch PCB và lĩnh vực ứng dụng của nó

2021-07-06

Bảng mạch in:
Bảng mạch in (PCB) là một cơ sở vật lý hoặc nền tảng mà trên đó các linh kiện điện tử có thể được hàn. Dấu vết đồng kết nối các thành phần này với nhau và cho phép PCB hoạt động theo cách mà nó được thiết kế.

Bảng mạch in là lõi của thiết bị điện tử, nó có thể có hình dạng và kích thước bất kỳ, tùy thuộc vào ứng dụng của thiết bị điện tử. Vật liệu nền / chất nền phổ biến nhất cho PCB là FR-4. PCB dựa trên FR-4 thường được tìm thấy trong nhiều thiết bị điện tử và việc sản xuất chúng cũng phổ biến. So với PCB nhiều lớp, PCB một mặt và hai mặt dễ sản xuất hơn.

FR-4 PCB được làm bằng sợi thủy tinh và nhựa epoxy kết hợp với lớp phủ đồng nhiều lớp. Một số ví dụ điển hình của PCB đa lớp phức tạp (lên đến 12 lớp) là card đồ họa máy tính, bo mạch chủ, bo mạch vi xử lý, FPGA, CPLD, ổ cứng, RF LNA, nguồn cấp ăng ten truyền thông vệ tinh, nguồn cấp điện cho chế độ chuyển đổi, điện thoại Android, v.v. . Cũng có nhiều ví dụ sử dụng PCB một lớp và hai lớp đơn giản, chẳng hạn như ti vi CRT, máy hiện sóng tương tự, máy tính cầm tay, chuột máy tính, mạch radio FM.

Ứng dụng của PCB:
1. Thiết bị y tế:
Những tiến bộ của khoa học y tế ngày nay hoàn toàn là do sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp điện tử. Hầu hết các thiết bị y tế như máy đo pH, cảm biến nhịp tim, đo nhiệt độ, máy điện tâm đồ / điện não đồ, máy MRI, chụp X-quang, chụp CT, máy đo huyết áp, thiết bị đo mức đường, lồng ấp, thiết bị vi sinh và nhiều thiết bị khác được dựa trên PCB điện tử. Các PCB này thường nhỏ gọn và có hình dạng nhỏ. Mật độ có nghĩa là các thành phần SMT nhỏ hơn được đặt trong kích thước PCB nhỏ hơn. Các thiết bị y tế này được làm nhỏ hơn, di động, nhẹ và dễ vận hành.

2. Thiết bị công nghiệp.
PCB cũng được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, nhà máy, và các nhà máy sắp sửa. Các ngành công nghiệp này có thiết bị cơ khí công suất cao được điều khiển bởi các mạch hoạt động ở công suất lớn và yêu cầu dòng điện cao. Để làm được điều này, một lớp đồng dày được ép lên trên PCB, khác với các PCB điện tử tinh vi, nơi dòng điện của các PCB công suất cao này cao tới 100 ampe. Điều này đặc biệt quan trọng trong hàn hồ quang, trình điều khiển động cơ servo lớn, bộ sạc pin axit-chì, ngành công nghiệp quân sự, máy dệt bông quần áo và các ứng dụng khác.

3. Chiếu sáng.
Khi nói đến chiếu sáng, thế giới đang hướng tới các giải pháp tiết kiệm năng lượng. Những bóng đèn halogen này hiếm khi được tìm thấy, nhưng bây giờ chúng ta thấy đèn LED xung quanh và đèn LED cường độ cao. Những đèn LED nhỏ này cung cấp ánh sáng có độ sáng cao và được gắn trên PCB dựa trên nền nhôm. Nhôm có tính chất hấp thụ nhiệt và tản nhiệt ra ngoài không khí. Do đó, do công suất lớn, các PCB nhôm này thường được sử dụng trong các mạch đèn LED cho các mạch LED công suất trung bình và cao.

4. Các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ.
Một ứng dụng khác cho PCB là các ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ. Một yếu tố phổ biến ở đây là âm vang được tạo ra bởi chuyển động của máy bay hoặc ô tô. Do đó, để đáp ứng các rung động lực cao này, PCB trở nên mềm dẻo. Vì vậy, một PCB được gọi là Flex PCB được sử dụng. PCB linh hoạt có thể chịu được rung động cao và trọng lượng nhẹ, có thể làm giảm tổng trọng lượng của tàu vũ trụ. Các PCB linh hoạt này cũng có thể được điều chỉnh trong một không gian hẹp, đây là một lợi thế lớn khác. Các PCB linh hoạt này đóng vai trò như các đầu nối, giao diện và có thể được lắp ráp trong các Không gian nhỏ gọn như phía sau bảng điều khiển, dưới bảng điều khiển, v.v. Một sự kết hợp giữa PCB cứng và linh hoạt cũng được sử dụng.
Loại PCB:

Bảng mạch in (PCB) được chia thành 8 loại chính. họ đang

PCB một mặt:
Các thành phần của PCB một mặt chỉ được gắn trên một mặt, với mặt còn lại được sử dụng bằng dây đồng. Một lớp lá đồng mỏng được áp dụng cho một mặt của đế RF-4 và sau đó một mặt nạ hàn được áp dụng để cung cấp cách điện. Cuối cùng, in lụa được sử dụng để cung cấp thông tin đánh dấu của C1, R1 và các thành phần khác trên PCB. Các PCB một lớp này dễ thiết kế và sản xuất trên quy mô lớn, có nhu cầu cao và giá thành rẻ. Rất thường được sử dụng trong các sản phẩm gia dụng như máy ép trái cây / máy xay sinh tố, quạt sạc, máy tính, bộ sạc pin nhỏ, đồ chơi, điều khiển từ xa của TV, v.v.

PCB đôi:
PCB hai mặt được áp dụng cho PCB lớp đồng trên cả hai mặt của bảng. Các lỗ khoan trong đó các phần tử THT có dây dẫn được lắp đặt. Các lỗ này kết nối phần này với phần kia thông qua các thanh ray bằng đồng. Các dây dẫn thành phần đi qua lỗ, các dây dẫn thừa được cắt bằng máy cắt và các dây dẫn được hàn vào lỗ. Tất cả đều được thực hiện thủ công. Bạn cũng có thể có các thành phần SMT và các thành phần THT với 2 lớp PCB. Không cần lỗ đối với các thành phần SMT, nhưng các tấm đệm được tạo ra trên PCB và các thành phần SMT được cố định vào PCB bằng cách hàn nóng chảy lại. Các thành phần SMT chiếm rất ít không gian trên PCB, vì vậy chúng có thể sử dụng nhiều không gian trống hơn trên bo mạch để đạt được nhiều chức năng hơn. PCB hai mặt được sử dụng để cung cấp điện, bộ khuếch đại, trình điều khiển động cơ DC, mạch thiết bị, v.v.

PCB đa lớp:
Multilayer PCB được làm bằng nhiều lớp PCB 2 lớp, được kẹp giữa các lớp cách điện điện môi để đảm bảo rằng bo mạch và các thành phần không bị hư hỏng do quá nhiệt. PCB đa lớp có nhiều hình dạng và lớp khác nhau, từ PCB 4 lớp đến 12 lớp. Càng nhiều lớp, mạch càng phức tạp, thiết kế bố trí PCB càng phức tạp.
PCB đa lớp thường có các lớp nối đất riêng biệt, lớp nguồn, lớp tín hiệu tốc độ cao, xem xét tính toàn vẹn của tín hiệu và quản lý nhiệt. Các ứng dụng phổ biến là yêu cầu quân sự, điện tử hàng không và vũ trụ, thông tin liên lạc vệ tinh, điện tử dẫn đường, theo dõi GPS, radar, xử lý tín hiệu kỹ thuật số và xử lý hình ảnh.

PCB cứng nhắc:
Tất cả các loại PCB được thảo luận ở trên đều thuộc loại PCB cứng. PCB cứng có chất nền rắn như nhựa FR-4, Rogers, phenolic và epoxy. Những tấm ván này không bị uốn cong và xoắn, nhưng có thể giữ nguyên hình dạng trong nhiều năm lên đến 10 hoặc 20 năm. Đây là lý do tại sao nhiều thiết bị điện tử có tuổi thọ cao bởi sự cứng cáp, mạnh mẽ và cứng cáp của một PCB cứng. PCB cho máy tính và máy tính xách tay rất cứng, và nhiều TV gia đình, TV LCD và LED được làm bằng PCB cứng. Tất cả các ứng dụng PCB một mặt, hai mặt và nhiều lớp ở trên cũng áp dụng cho PCB cứng.

PCB mềm hay PCB linh hoạt không cứng nhắc, nhưng nó mềm dẻo và có thể uốn cong dễ dàng. Chúng có tính đàn hồi, khả năng chịu nhiệt cao và đặc tính điện tuyệt vời. Vật liệu nền cho Flex PCB phụ thuộc vào hiệu suất và chi phí. Vật liệu nền phổ biến cho Flex PCB là màng polyamit (PI), màng polyester (PET), PEN và PTFE.
Chi phí sản xuất của Flex PCB không chỉ là PCB cứng nhắc. Chúng có thể được gấp lại hoặc quấn quanh các góc. Chúng chiếm ít không gian hơn so với các đối tác cứng nhắc của chúng. Chúng có trọng lượng nhẹ nhưng độ bền xé rất thấp.

Sự kết hợp giữa PCB cứng và linh hoạt rất quan trọng trong nhiều không gian - và các ứng dụng hạn chế về trọng lượng. Ví dụ, trong một máy ảnh, các mạch rất phức tạp, nhưng sự kết hợp giữa PCB cứng và linh hoạt sẽ làm giảm số lượng bộ phận và giảm kích thước PCB. Hệ thống dây của hai PCB cũng có thể được kết hợp trên một PCB duy nhất. Các ứng dụng phổ biến là máy ảnh kỹ thuật số, điện thoại di động, ô tô, máy tính xách tay và các thiết bị có bộ phận chuyển động

PCB tốc độ cao:
PCB tốc độ cao hoặc tần số cao là PCB được sử dụng cho các ứng dụng liên quan đến giao tiếp tín hiệu ở tần số cao hơn 1GHz. Trong trường hợp này, các vấn đề về tính toàn vẹn của tín hiệu xuất hiện. Vật liệu của chất nền HF PCB nên được lựa chọn cẩn thận để đáp ứng các yêu cầu thiết kế.
Vật liệu thường được sử dụng là polyphenylene (PPO) và polytetrafluoroethylene. Nó có hằng số điện môi ổn định và tổn thất điện môi nhỏ. Chúng hấp thụ ít nước hơn nhưng chi phí cao hơn.
Nhiều vật liệu điện môi khác có hằng số điện môi thay đổi gây ra sự thay đổi trở kháng, dẫn đến biến dạng tín hiệu hài và tín hiệu kỹ thuật số và mất tính toàn vẹn của tín hiệu

Vật liệu nền PCBS gốc nhôm có đặc tính tản nhiệt hiệu quả. Do khả năng chịu nhiệt thấp, làm mát PCB bằng nhôm hiệu quả hơn so với đối tác làm bằng đồng. Nó tỏa nhiệt trong không khí và trong khu vực tiếp giáp nóng của PCB.

Nhiều mạch đèn LED, đèn LED có độ sáng cao được làm từ nhôm hỗ trợ PCB.

Nhôm là một kim loại dồi dào và giá thành khai thác rẻ nên chi phí PCB thấp. Nhôm có thể tái chế và không độc hại, thân thiện với môi trường. Nhôm chắc chắn và bền, do đó giảm thiệt hại trong quá trình sản xuất, vận chuyển và lắp ráp
Tất cả các tính năng này làm cho PCB dựa trên nhôm có lợi cho các ứng dụng dòng điện cao như bộ điều khiển động cơ, bộ sạc pin hạng nặng và đèn LED có độ sáng cao.

Phần kết luận:
Trong những năm gần đây, PCB đã phát triển từ các phiên bản đơn lớp đơn giản phù hợp với các hệ thống phức tạp hơn, chẳng hạn như PCB Teflon tần số cao.
PCB hiện nay đã tràn ngập hầu hết các lĩnh vực công nghệ hiện đại và khoa học phát triển. Vi sinh, vi điện tử, khoa học và công nghệ nano, công nghiệp hàng không vũ trụ, quân sự, điện tử hàng không, robot, trí tuệ nhân tạo và các lĩnh vực khác đều dựa trên các dạng khối xây dựng bảng mạch in (PCB) khác nhau.

Trước:Dự báo và triển vọng thị trường PCB toàn cầu cho giai đoạn 2020-2025

Kế tiếp:Giải pháp back-end bảo mật Rockchip RK3568 cho phép nâng cấp phần cứng toàn diện NVR/XVR