[Giải Đáp] Bảng Mạch In Cứng- Dẻo Có Đặc Điểm Gì?

Bảng mạch in hay Printed Circuit boards (PCB) phổ biến trong hầu hết các thiết bị điện tử. Chúng hỗ trợ cả về mặt vật lý và tạo các đường dẫn điện cho các linh kiện điện tử được gắn trên bề mặt.

PCB thường được sản xuất bằng composite epoxy, sợi thủy tinh và vật liệu composite khác. Chúng là thành phần không thể thiếu trong các thiết bị điện tử hiện đại và kỹ thuật số bao gồm đèn LED, điện thoại thông minh, máy ảnh kỹ thuật số, đài và TV.

Bảng mạch in hiện nay có rất nhiều loại, từ một lớp, hai lớp và nhiều lớp cho đến các bảng mạch in dẻo, cứng và cứng-dẻo. Bài viết hôm nay sẽ giúp các bạn tìm hiểu chi tiết hơn về bảng mạch in cứng-dẻo. 

1- Bảng mạch in cứng-dẻo là gì?

Bảng mạch in cứng-dẻo (Rigid-Flex PCB) là sự kết hợp giữa bảng mạch in cứng và bảng mạch in dẻo nhằm phục vụ mục đích của từng loại. Với độ chính xác cao, giảm đáng kể các mối nối và sự linh hoạt về mặt hình dạng làm cho các bảng mạch này trở nên phù hợp cho các ngành y tế, quân sự và hàng không vũ trụ. Các bo mạch này cung cấp khả năng kiểm soát chất lượng tốt hơn và mật độ các linh kiện cao hơn và được thiết kế để phù hợp với những nơi khó tiếp cận.

Nhu cầu sử dụng vi mạch điện tử di động đang tăng lên hàng ngày. Để kết hợp cả mạch cứng và mạch dẻo thành một mạch duy nhất, đòi hỏi  các nhà thiết kế phải tìm ra các giải pháp hiệu quả hơn để giảm chi phí sản xuất, lấp đầy các khoảng trống có thể sử dụng trên cả mạch cứng và mạch dẻo.

Bên cạnh đó, những bảng mạch này ngày càng nhỏ gọn, đáng tin cậy, hiệu quả cao và dễ xử lý so với bảng mạch in khác. Các linh kiện điện tử thường được hàn vào bảng mạch để kết nối cơ học cũng như liên kết với nhau bằng đường dẫn điện;

Các thiết kế của bảng mạch in cứng-uốn được tạo thành từ nhiều lớp chất nền mềm dẻo được tích hợp thêm vào một hoặc nhiều bảng mạch cứng bên trong hoặc bên ngoài dựa tùy theo nhu cầu thiết kế của ứng dụng.

Các bảng mạch in cứng-dẻo được tạo ra trong không gian 3 chiều. Đó là lý do tại sao chúng có thể cuộn, xoắn và uốn bảng mạch dẻo theo ý muốn của mình để tạo ra được thiết kế tối ưu nhất.

Chúng mang lại sự tối ưu hóa về không gian, nên quá trình thiết kế chúng khó hơn các bảng mạch cứng thông thường. Nhưng bù lại, bảng mạch cứng mang lại sức mạnh và độ dẻo dai, bảng mạch dẻo thì loại bỏ được các vấn đề về trọng lượng và không gian.

2- Sản xuất bảng mạch in cứng-dẻo

Các bảng mạch in cứng-dẻo đòi hỏi quá trình thiết kế phải khó khăn và phức tạp hơn nhiều so với việc thiết kế các bảng mạch truyền thống.

Quá trình sản xuất bắt đầu với việc thiết kế bố cục PCB với sự trợ giúp của phần mềm thiết kế PCB như DesignSpark PCB, Proteus, Eagle hoặc CAD. Phần mềm này rất dễ học, kể cả những người có ít hoặc không có chuyên môn kỹ thuật đều có thể bắt đầu làm việc với chúng để tạo ra các thiết kế PCB theo yêu cầu.

Bảng mạch in cứng-dẻo được sản xuất bằng các lớp vật liệu nền cứng và dẻo được xếp chồng lên nhau có trật tự với lớp mạ thông qua các lỗ để tạo sự kết nối giữa các lớp.

Các thiết kế bảng mạch in hiện nay có độ tin cậy cao giúp loại bỏ các vấn đề về nhiệt độ, các đầu nối tiếp xúc.

Bảng mạch in cứng-dẻo đã ra đời được một thời gian và quy trình sản xuất các bo mạch này cũng đã ngày càng được cải thiện. Quy trình sản xuất bảng mạch in cứng-dẻo gần đây sử dụng nhựa epoxy sợi thủy tinh (FR4) làm bảng cứng bên ngoài, nơi mặt nạ hàn được áp dụng trên lớp cứng để đảm bảo mẫu mạch cứng. Và vật liệu nền dẻo bao gồm bảng hai lớp polyimide (PI) được phủ bằng đồng, nơi màng acrylic được sử dụng để bảo vệ mẫu thiết kế dẻo.

Sau đây là các bước sản xuất để phát triển mạch cứng-dẻo.

1.   Chuẩn bị vật liệu nền
2. Tạo mẫu mạch
3. Cán mỏng lá đồng
4. Khoan cơ khí chính xác
5. Mạ xuyên lỗ
6. Bảo vệ bảng mạch bằng tấm che.

Bảng mạch in cứng-dẻo cung cấp hỗ trợ đặc biệt về mặt cơ học và hiệu suất điện, nó có thể được uốn cong thành bất kỳ hình dạng nào do vật liệu mềm dẻo. Vật liệu nền mềm dẻo không chỉ mang lại tính linh hoạt mà còn cho thấy độ ổn định điện môi đáng kể, giúp bo mạch trở thành một kết hợp hoàn hảo để kiểm soát trở kháng và truyền tín hiệu tần số cao.

Vật liệu nên dẻo đi kèm với tỷ lệ hấp thụ độ ẩm cao và hệ số giãn nở nhiệt lớn đảm bảo tích tụ dung sai kích thước, mô hình mạch, khoan, mạ một cách hiệu quả.

3- Ưu điểm bảng mạch in cứng-dẻo

• Ổn định cơ học: Các thiết kế của bảng mạch in cứng-dẻo bao gồm nhiều lớp đế mềm được gắn vào một hoặc nhiều bảng cứng, mang lại sự ổn định và linh hoạt để lắp đặt ở những nơi khó tiếp cận.
• Động lực học: Các bảng mạch cung cấp độ chính xác cao, độ lặp lại và tính linh hoạt cao hơn so với các thiết kế bảng mạch khác.
• Độ tin cậy của kết nối: Sự ổn định và phân cực cao hơn của các bo mạch này đảm bảo kết nối an toàn và chắc chắn với các thành phần điện khác.
• Chịu được môi trường khắc nghiệt: Các thành phần điện tử nặng thì đi kèm với các vấn đề về sốc và rung trong quá trình thực hiện các dự án điện. Do đó, bảng mạch in cứng-dẻo đã giải quyết được các vấn đề đó, khi liên kết các thành phần điện tử với mạch cứng-dẻo, chúng ta không phải lo lắng về những vấn đề này vì các bo mạch có thể chịu được nhiệt độ cao, nhiệt, bức xạ, sốc và môi trường khắc nghiệt rất tốt.

4- Ứng dụng bảng mạch in cứng-dẻo

Bảng mạch in cứng-dẻo được sử dụng nhiều trong các ứng dụng yêu cầu tính linh hoạt của bảng mà không ảnh hưởng đến bảng cứng của thiết kế.

Những bảng mạch này sẽ tìm thấy trong các ứng dụng thương mại, công nghiệp và quân sự. Từ máy ảnh kỹ thuật số đến điện thoại di động đến các thiết bị thông minh, chúng phục vụ tất cả. Đặc biệt là trong ngành y tế để phát triển máy tạo nhịp tim để giảm trọng lượng, không gian và khả năng linh hoạt của chúng.

Ứng dụng PCB trong quân sự

Các bo mạch này hỗ trợ hệ thống dây điện mỏng và mảnh giúp giảm thiểu các vấn đề kết nối và mang lại độ tin cậy cao. Cần ít mối hàn trong các bảng mạch cứng-uốn cung cấp độ tin cậy kết nối cao và làm cho chúng hữu ích trong các ứng dụng ô tô và thử nghiệm và đo lường.

Ứng dụng PCB trong ô tô

Các bảng này được sản xuất với tính kinh tế vì cần ít chi phí hậu cần và lắp ráp  để phát triển các bảng này. Vì chúng có trọng lượng thấp và kích thước nhỏ nên chúng rất phù hợp cho các ứng dụng máy quét mã vạch và máy chủ máy tính.

B2bmart.vn vừa giới thiệu đến bạn đọc một số thông tin về bảng mạch in cứng-dẻo. Hi vọng qua bài đọc trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn và có thể áp dụng chúng vào công việc của mình.