BẢNG MẠCH IN PCB NHIỀU LỚP LÀ GÌ?

BẢNG MẠCH IN PCB NHIỀU LỚP LÀ GÌ? QUY TRÌNH SẢN XUẤT BẢNG MẠCH NHIỀU LỚP LÀ GÌ?

1. Bảng mạch in nhiều lớp PCB là gì?

Bảng mạch in nhiều lớp (PCB) chứa hai hoặc nhiều lớp đồng dẫn điện được ngăn cách bởi các lớp vật liệu điện môi như FR-4. PCB nhiều lớp cho phép tăng mật độ linh kiện bằng cách cho phép đặt ở cả hai mặt cũng như các lớp bên trong. Chúng thường được sử dụng trong các mạch kỹ thuật số phức tạp , hệ thống RF/vi sóng, máy tính tốc độ cao và các ứng dụng khác yêu cầu khả năng kết nối cao.

Bài viết này cung cấp tổng quan chuyên sâu về công nghệ PCB đa lớp bao gồm các chủ đề như:

• Quy trình sản xuất PCB nhiều lớp
• Vật liệu và xây dựng
• Những cân nhắc thiết kế chính

Hiểu được khả năng của PCB nhiều lớp và các phương pháp thiết kế tốt nhất là điều cần thiết để tận dụng những lợi ích trong phát triển sản phẩm điện tử.

Đọc thêm: Phim khô cảm quang dòng MultiMaster (Nhiều lớp)

2 . Quy trình sản xuất PCB nhiều lớp

Việc chế tạo PCB nhiều lớp đòi hỏi các quy trình cán tuần tự chuyên biệt để liên kết nhiều lớp mạch hai mặt lại với nhau thành một bảng mạch hợp nhất. Sau đây là các bước sản xuất thông thường:

2.1. Sự hình thành lớp bên trong

• Mẫu quang khắc để xác định dấu vết mạch trên lớp phủ đồng đã xử lý
• Khắc để loại bỏ đồng không mong muốn để lại dấu vết
• Mục tiêu đăng ký lớp, lỗ dụng cụ được thêm vào
• Kiểm tra điện của dấu vết
• Chuẩn bị bề mặt để cán màng

2.2. Cán lớp

• Máy ép cán mỏng dùng để liên kết các lớp với nhau
• Sắp xếp chồng lõi, prepreg, đồng và chất điện môi
• Đóng rắn dưới nhiệt độ và áp suất để tạo thành lớp phủ

2.3. Khoan lỗ

• Khoan có độ chính xác cao để tạo ra dụng cụ và lỗ xuyên qua
• Đăng ký chính xác để khoan từng lớp một cách chính xác

2.4. Mạ lỗ

• Đồng không điện mạ như lớp dẫn điện mỏng
• Mạ đồng điện phân đến độ dày mong muốn
• Đồng tích tụ trên các lớp bên trong và các lỗ khoan

2.5. Xử lý lớp ngoài

• Áp dụng mặt nạ hàn có thể chụp ảnh bằng chất lỏng (LPI)
• Chú thích in có dấu hiệu nhận dạng
• Mạch lớp ngoài khắc và tạo hoa văn
• Định tuyến bảng điều khiển vào PCB riêng lẻ

2.6. Kiểm tra và QA

• Kiểm tra quang học tự động ( AOI )
• Kiểm tra kết nối mạng
• Trở kháng, điện áp cao và thử nghiệm chức năng
• Kiểm soát chất lượng kích thước

3. Vật liệu và cấu trúc PCB nhiều lớp

Bo mạch nhiều lớp bao gồm đồng dẫn điện được ngăn cách bởi lớp prepreg điện môi và lớp lõi. Sau đây là một số tùy chọn vật liệu tiêu biểu:

3.1. Lớp dẫn điện

• Lá đồng ủ cán mỏng, dày từ 1⁄2 đến 3 oz
• Lá đồng mạ điện
• Hoàn thiện mạ bạc, vàng hoặc niken

3.2. Lớp điện môi

• FR-4 – nhựa epoxy gia cường sợi thủy tinh
• Epoxy Tg cao cho độ ổn định nhiệt độ cao
• PTFE ( Teflon ) – dành cho bo mạch RF/không dây
• Polyimide – dành cho PCB linh hoạt
• Este xyanat – dùng cho radar, quốc phòng

3.3. Lớp liên kết

• FR-4 prepreg (nhựa đã đóng rắn một phần)
• PPG.
• Phim dính fluoropolymer
• Tùy chọn gia cố và không gia cố

3. 4. Các cấu trúc nhiều lớp phổ biến

• 4-6 lớp – độ phức tạp thấp đến trung bình
• 8-10 lớp – bảng kỹ thuật số phức tạp hơn
• 12-16 lớp – RF tiên tiến và xử lý dữ liệu
• Hơn 20 lớp – kết nối cực kỳ dày đặc
• Hơn 60 lớp – công nghệ HDI hiện đại

4. Những cân nhắc khi thiết kế PCB nhiều lớp

Việc thiết kế PCB nhiều lớp gặp nhiều thách thức do mật độ kết nối cao hơn, đặc tính nhiệt, hạn chế chế tạo và các yếu tố toàn vẹn tín hiệu. Sau đây là các hướng dẫn thiết kế PCB nhiều lớp chính :

4.1. Bảng xếp chồng

• Chọn vật liệu điện môi dựa trên các đặc tính điện, nhiệt, CTE
• Hiệu suất mô hình với các kết hợp gỗ ép khác nhau
• Sử dụng cấu trúc đối xứng khi có thể
• Kết hợp các mặt phẳng tham chiếu cho mọi lớp tín hiệu
• Chỉ định các lớp mặt phẳng một cách thận trọng – mặt đất, nguồn điện , tín hiệu

4.2. Tuyến đường tốc độ cao

• Sử dụng định tuyến kiểm soát trở kháng cho mạng tốc độ cao
• Đặt các dấu vết nhạy cảm giữa mặt đất/mặt phẳng nguồn điện
• Phù hợp với độ rộng dấu vết, khoảng cách với các cặp vi sai
• Giảm thiểu các khúc cua đột ngột, các đoạn cụt, độ dài khớp
• Mô phỏng hiệu suất trong môi trường ứng dụng

4.3. Thiết kế nhiệt

• Mô hình điểm nóng và lớp tỏa nhiệt
• Kết hợp các lỗ dẫn nhiệt để dẫn nhiệt
• Sử dụng các mặt phẳng đồng dày hơn để tản nhiệt
• Chọn chất điện môi có độ dẫn nhiệt tốt
• Đảm bảo khoảng cách giữa các thành phần và luồng không khí

4.4. Tính toàn vẹn của tín hiệu

• Tối ưu hóa xếp chồng lớp để cô lập nhiễu
• Chỉ định đường dẫn trả về cho các dấu vết tốc độ cao
• Sử dụng lỗ xuyên tấm để có lợi nhuận ổn định
• Kết hợp các thành phần thụ động – tụ điện, điện trở
• Bao gồm các điều khoản về việc tách rời và chấm dứt

4.5. Phân phối điện

• Cung cấp đủ chân cắm cho số lượng vật tư
• Sử dụng các vùng điều chỉnh riêng biệt cho tín hiệu tương tự và tín hiệu số
• Cung cấp dịch vụ tách rời hàng loạt gần nguồn cung cấp
• Phân phối các mặt phẳng công suất để giảm thiểu chiều dài nhánh

4.6. Bố trí thành phần

• Đặt các thành phần ở cả hai bên để tạo mật độ
• Nhóm các thành phần theo loại để đơn giản hóa việc định tuyến
• Đảm bảo các thành phần phù hợp với phác thảo bảng
• Cung cấp quyền truy cập có khoảng cách để làm lại khi cần thiết
• Cho phép giải phóng mặt bằng cho các kênh định tuyến

4.7. Chuyển đổi lớp

• Giảm thiểu các thay đổi giữa các lớp khi có thể
• Sử dụng các via ẩn/chôn khi thay đổi lớp
• Độ rộng của đường vẽ thuôn nhọn khi thay đổi lớp
• Đảm bảo chuyển đổi trở kháng mượt mà

4.8. Khả năng kiểm tra

• Bao gồm các điểm kiểm tra, cổng và đầu dò tiềm năng
• Cung cấp lưới các miếng đệm thử nghiệm cho nền móng
• Thêm các cấu trúc kiểm tra tích hợp khi có thể
• Tạo điều kiện thuận lợi cho việc truy cập vào các cổng giao diện gỡ lỗi

5. Liên hệ

Achilles là nhà phân phối phim khô cảm quang Dryfilm trong ứng dụng sản xuất bảng mạch, giấy cách điện chịu nhiệt Nomex, phim cách điện chịu nhiệt Kapton,… của Dupont tại Việt Nam.

Để tìm hiểu thêm phim khô cảm quang tốt nhất, bạn hãy liên hệ ngay qua Hotline (090 194 3684) của chúng tôi hoặc Ms. Hiền (0934.326.889 )/ email : info@achilles.com.vn để chúng tôi đưa ra giải pháp lựa chọn phim phù hợp với ứng dụng của bạn.

————————————————————————————————————————————————————————–

CÔNG TY TNHH ACHILLES (ACHILLES COMPANY LIMITED) 

Văn phòng giao dịch: Tầng 5, Toà Machinco 1, Số 10 Trần Phú, Phường Mộ Lao, Quận Hà Đông, TP Hà Nội, Việt Nam

***Hotline: Ms. Hien – 0934 326 889

***Email: info@achilles.com.vn

***Fanpage: https://www.facebook.com/achillesvn