Bảng mạch in (PCB) là gì?

Bảng mạch in (PCB) là một cấu trúc để lắp ráp các linh kiện điện tử và các kết nối của chúng thành một thể thống nhất mạch điều đó cho phép điện hiện hành để chuyển giữa các thành phần. Tấm ván chân tường PCB thường được làm bằng vật liệu cứng không dẫn điện, mặc dù nó cũng có thể được chế tạo trên đế linh hoạt hoặc trên đế được tạo thành từ cả vật liệu cứng và linh hoạt. Linh kiện điện tử như điốt, cuộn cảm và các bóng bán dẫn gắn vào bảng mạch và dấu vết (ống dẫn điện) kết nối các bộ phận.

Bảng mạch in hỗ trợ các thiết bị điện tử thuộc mọi loại và kích cỡ. Ví dụ, nhiều sản phẩm tiêu dùng có chứa PCB, bao gồm Máy tính xách tay, viên nén, điện thoại thông minh và smartwatchescũng như các thiết bị, hệ thống giải trí và Thiết bị IoT. PCB cũng điều khiển các hệ thống liên lạc và định vị và được tìm thấy trong công nghiệp và Thiết bị y tế, ô tô, máy bay và tàu biển.

Lớp bảng mạch in

PCB có thể là một lớp, hai lớp hoặc nhiều lớp. PCB một lớp thường được sử dụng cho các thiết bị điện tử đơn giản như thiết bị gia dụng, trong khi PCB nhiều lớp có xu hướng được chế tạo cho các thiết bị điện tử phức tạp hơn. phần cứng, chẳng hạn như card đồ họa máy tính và Bo mạch chủ. PCB hai lớp cho phép mật độ lớn hơn PCB một lớp và được sử dụng cho các thiết bị điện tử như bảng điều khiển ô tô hoặc đèn LED chẳng hạn.

Số lượng lớp của PCB thường dựa trên số lượng lớp của nó. dẫn điện các lớp. Tuy nhiên, PCB cũng bao gồm các loại lớp khác, được dát mỏng với nhau theo các kiểu vật liệu dẫn điện và cách điện xen kẽ nhau. PCB ngày nay luôn có 4 loại lớp sau:

• Cơ chất. Đây là lớp nền hoặc lớp lõi. Nó thường là vật liệu cách điện cứng như FR-4, hỗn hợp sợi thủy tinh/epoxy. Trong một số trường hợp, chất nền là vật liệu dẻo, thường là nhựa, có thể gấp hoặc uốn cong để đáp ứng yêu cầu về không gian. Chất nền linh hoạt cũng có thể chịu được nhiệt độ cao hơn và các điều kiện khắc nghiệt khác. Một số PCB sử dụng kết hợp cả vật liệu nền cứng và linh hoạt.
• Dẫn điện. Lớp này thường được làm từ một tấm đồng mỏng. Trên PCB một mặt (hoặc một lớp), có một lớp dẫn điện được dát mỏng vào đế. Trên PCB hai mặt (hoặc hai lớp), có hai lớp dẫn điện, mỗi lớp ở một bên của chất nền. PCB đa lớp xen kẽ giữa lớp nền và lớp dẫn điện.
• Mặt nạ Hàn. Lớp dẫn điện được phủ một lớp mặt nạ hàn, một vật liệu không dẫn điện giúp PCB có màu xanh lục, mặc dù có thể sử dụng các màu khác. Mặt nạ hàn hoạt động như một chất cách điện cho các dấu vết cơ bản được khắc trong vật liệu dẫn điện. Mặt nạ hàn cũng được áp dụng cho mặt dưới của PCB một mặt.
• Màn lụa. Lớp này chỉ đơn giản là nhãn được áp dụng cho PCB sau khi tất cả các lớp khác đã được thêm vào. Việc ghi nhãn có thể bao gồm số, chữ cái, ký hiệu hoặc thông tin khác cho biết các chức năng khác nhau của từng điểm kết nối. Nhãn thường có màu trắng, nhưng có thể sử dụng các màu khác.

PCB được tạo thành từ sự kết hợp của bốn loại lớp này. Sự kết hợp và tổ chức của nó thay đổi tùy theo mục đích của PCB. PCB một lớp bao gồm một trong bốn lớp này. PCB hai lớp bao gồm một chất nền, nhưng hai trong số các loại lớp khác. PCB nhiều lớp sẽ chứa hỗn hợp các lớp dẫn điện và không dẫn điện, mặc dù cách tổ chức chính xác có thể khác nhau. Trong một số trường hợp, PCB nhiều lớp cũng có thể sử dụng prereg làm lớp. Prereg là một vật liệu điện môi được kẹp giữa hai lớp lõi hoặc giữa lớp lõi và lớp dây dẫn.

Linh kiện bảng mạch in

Các thành phần PCB sử dụng một trong hai phương pháp để kết nối với bo mạch: xuyên lỗ hoặc gắn trên bề mặt. Các thành phần xuyên lỗ có dây kết nối (dây dẫn) cắm vào các lỗ trên bo mạch. Các dây dẫn được hàn vào phía bên kia của bảng. Các bộ phận gắn trên bề mặt được hàn trực tiếp vào cùng một mặt của bo mạch. PCB ngày nay có xu hướng ưa chuộng các thành phần gắn trên bề mặt vì chúng yêu cầu ít không gian hơn và hiệu quả hơn, mặc dù chúng khó lắp ráp hơn.

Các thành phần PCB kết nối với nhau thông qua các dấu vết, tạo điều kiện thuận lợi cho việc liên lạc giữa các thành phần. Các dấu vết được tạo ra từ lớp dẫn điện thông qua một quá trình gọi là khắc, loại bỏ tất cả đồng khỏi lớp dẫn điện ngoại trừ những gì cần thiết cho dấu vết.

[Nhúng nội dung]

PCB có thể bao gồm nhiều thành phần khác nhau tùy thuộc vào mục đích của bo mạch. Một số loại thành phần phổ biến hơn bao gồm:

• Ắc quy. Cung cấp Vôn vào mạch của PCB, mặc dù nhiều PCB nhận được nguồn điện từ các nguồn bên ngoài.
• Tụ. Giữ điện tích và sau đó giải phóng nó khi cần thiết trong mạch PCB.
• Điốt. Đảm bảo dòng điện chỉ chạy theo một hướng, ngăn không cho dòng điện chạy sai hướng.
• Cuộn cảm. Lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường, có thể giúp kiểm soát sự dao động của dòng điện chạy qua PCB.
• Điện trở. Giới hạn hoặc điều chỉnh dòng điện trong mạch PCB bằng cách tạo ra điện trở đối với dòng điện.
• cảm biến. Phát hiện đầu vào từ môi trường vật lý — chẳng hạn như độ rung, chuyển động, gia tốc hoặc ánh sáng hồng ngoại — và phản hồi đầu vào đó bằng cách tạo ra tín hiệu tương ứng.
• Công tắc điện. Bật hoặc tắt dòng điện khi nó đi qua mạch PCB.
• Transitor. Khuếch đại hoặc chuyển mạch tín hiệu điện tử đi qua mạch PCB.

Nhiều PCB ngày nay tuân thủ một kết nối mật độ cao (HDI) thiết kế kết hợp mật độ dây cao hơn so với PCB truyền thống. Bảng mạch HDI yêu cầu ít không gian hơn và có thể chứa nhiều thành phần hơn. Thiết kế này cũng giúp tạo ra các PCB nhỏ gọn hơn, nhẹ hơn và cần ít vật liệu hơn. Thiết kế HDI rất phù hợp cho các trường hợp sử dụng trong đó không gian là yếu tố quan trọng, chẳng hạn như điện thoại thông minh, thiết bị gia dụng hoặc thiết bị cấy ghép y tế.

Học cách Các loại phần cứng máy chủ chính và ưu và nhược điểm của chúng và khám phá sự khác biệt giữa CPU, GPU và DPU.