PCB Tiêu chuẩn

Ý nghĩa của PCB tiêu chuẩn

PCB Tiêu chuẩn nói chung đề cập đến các bảng mạch in được sản xuất dựa trên các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của ngành, sử dụng các quy trình trưởng thành và vật liệu nền thông thường. Đây là khái niệm tương đối so với các loại PCB chuyên dụng. Đặc điểm cốt lõi của chúng là tính linh hoạt cao, quy trình tiêu chuẩn hóa và chi phí kiểm soát được. Chúng chủ yếu đáp ứng nhu cầu kết nối mạch cơ bản trong các tình huống phổ biến như điện tử tiêu dùng và điều khiển công nghiệp.

Tiêu chuẩn hóa vật liệu nền

Phổ biến sử dụng tấm sợi thủy tinh epoxy FR-4 (chiếm hơn 90% tổng số mạch in tiêu chuẩn), trong khi tấm giấy phenolic (FR-1/FR-2) được dùng trong một số ít ứng dụng. Tính năng của lớp nền đáp ứng các tiêu chuẩn chung của IPC (Hiệp hội Kết nối Công nghiệp Điện tử Quốc tế), UL và các tiêu chuẩn khác. tiêu chuẩn của IPC, UL và các tiêu chuẩn khác. Ví dụ, FR-4 có nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg) khoảng 130~150℃, độ dẫn nhiệt từ 0,3~0,5 W/(m・K) và hằng số điện môi (Dk) từ 4,2~4,7@1GHz. Vật liệu này có hiệu suất ổn định và chi phí thấp.

Tiêu chuẩn hóa quy trình

Tuân theo các quy trình sản xuất mạch in được chấp nhận trên toàn cầu (chuẩn bị vật liệu → khoan → mạ đồng → điện phân → phơi sáng → ăn mòn → lớp phủ chống hàn → xử lý bề mặt → tạo hình → kiểm tra), các thông số gia công và yêu cầu độ chính xác đều được chuẩn hóa trong ngành:

· Chiều rộng/khoảng cách dây dẫn tiêu chuẩn: ≥0,1mm (4mil);

· Đường kính lỗ tối thiểu: ≥0,3mm;

· Xử lý bề mặt: Ưu tiên các quy trình tiêu chuẩn hóa như HASL (Lamination Iron tốc độ cao), ENIG (Engineering Injection Gold), và mạ nickel-vàng;

· Số lượng lớp: Chủ yếu là các mạch đơn/hai mặt, các mạch nhiều lớp (4~8 lớp) cũng nằm trong phạm vi tiêu chuẩn (trên 12 lớp thường được phân loại là PCB cao cấp).

Sự khác biệt cốt lõi giữa các mạch in tiêu chuẩn và mạch in chuyên dụng

Các loại phổ biến

Phân loại theo số lớp:

· Mạch in một mặt: Chỉ một mặt có mạch, chi phí thấp nhất, phù hợp với các mạch đơn giản;

· Mạch in hai mặt: Cả hai mặt đều có mạch, được kết nối với nhau bằng lỗ kim loại (via), là loại mạch in tiêu chuẩn phổ biến hiện nay;

· Mạch in đa lớp (4-8 lớp): Bao gồm mạch lớp trong, phù hợp với các mạch phức tạp, vẫn nằm trong danh mục tiêu chuẩn.

· Phân loại theo cấu trúc: Tất cả đều là mạch in cứng (mạch in linh hoạt là loại mạch đặc biệt), có hình dạng cố định và không thể uốn cong.

Các mạch in tiêu chuẩn (chủ yếu dựa trên nền tảng FR-4) đã trở thành loại bảng mạch được sử dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị điện tử nhờ các đặc tính cốt lõi như tính tiêu chuẩn hóa, tính đa dụng và hiệu quả chi phí cao. Những lợi thế cụ thể của chúng bao gồm:

Ưu thế về chi phí tối ưu

· Chi phí nền thấp: Tấm sợi thủy tinh epoxy FR-4 hiện là loại nền mạch in có quy mô sản xuất hàng loạt lớn nhất. Giá nguyên liệu chỉ bằng 1/10 đến 1/50 so với các nền đặc biệt như gốm hoặc Rogers, và nguồn cung ổn định;

· Chi phí quy trình thấp: Nó áp dụng quy trình sản xuất hoàn toàn chuẩn hóa, không cần thiết bị đặc biệt hoặc quy trình tùy chỉnh, và tỷ lệ sản xuất hàng loạt đạt tới 98% hoặc cao hơn, từ đó giảm thêm chi phí đơn vị;

· Chi phí mua sắm thấp: Nguồn cung thị trường dồi dào, chuỗi công nghiệp đầu vào và đầu ra đã trưởng thành (tấm mạch, gia công, kiểm tra).

Có thể đạt được giá đơn vị thấp ngay cả với các đơn mua hàng số lượng vừa và nhỏ, phù hợp với các sản phẩm nhạy cảm về chi phí như thiết bị điện tử tiêu dùng và đồ gia dụng cỡ nhỏ.

Hệ thống chuẩn hóa trưởng thành

· Chuẩn hóa thiết kế: Tuân theo các tiêu chuẩn được công nhận toàn cầu như IPC-2221 và UL, các kỹ sư thiết kế có thể trực tiếp sử dụng các thư viện thiết kế đã trưởng thành mà không cần xác minh lại;

· Chuẩn hóa quy trình: Từ khoan, mạ điện đến phủ lớp chống hàn và đúc khuôn, tất cả các quy trình đều có tiêu chuẩn ngành rõ ràng, các mạch in chuẩn (PCB) do các nhà sản xuất khác nhau sản xuất có độ tương thích cao, do đó không có cần điều chỉnh thiết kế khi thay đổi nhà cung cấp;

· Chuẩn hóa kiểm thử: Các quy trình xác minh như kiểm tra thông mạch, kiểm tra cách điện và kiểm tra khả năng hàn được thống nhất, chất lượng sản phẩm có thể định lượng và truy xuất được, giảm thiểu rủi ro về chất lượng.

Đa dụng và thích nghi cao

· Khả năng thích ứng theo tình huống:

Bao phủ hơn 90% các thiết bị điện tử thông thường, bao gồm điện tử tiêu dùng (TV, bộ định tuyến), điều khiển công nghiệp (PLC thông thường), thiết bị văn phòng (máy in) và điện tử ô tô (hệ thống giải trí trong xe) loại bỏ nhu cầu tùy chỉnh cho từng tình huống đơn lẻ.

· Tính tương thích thành phần:

Hỗ trợ tất cả các linh kiện đóng gói thông thường, thích ứng với các quy trình hàn phổ biến như THT và SMT, mang lại độ linh hoạt thiết kế cao.

· Bao phủ lớp:

Từ các mạch đơn mặt đến mạch 8 lớp, đều thuộc danh mục PCB tiêu chuẩn, đáp ứng nhu cầu từ các mạch đơn giản đến các mạch phức tạp.

Hiệu suất cơ bản ổn định

· Hiệu suất điện đáng tin cậy: Hằng số điện môi ổn định, độ bền cách điện đáp ứng yêu cầu của các mạch điện áp thấp/cao thông thường và truyền tín hiệu tổn hao có thể bỏ qua trong các tình huống tần số thấp (<2GHz);

· Đáp ứng tiêu chuẩn hiệu suất cơ khí: Độ cứng cao và không dễ biến dạng, PCB FR-4 dày 1,6mm có thể chịu được ứng suất lắp đặt thông thường, đáp ứng yêu cầu về độ hỗ trợ cấu trúc của thiết bị;

· Khả năng thích nghi với môi trường: Hiệu suất lâu dài không suy giảm trong môi trường nhiệt độ bình thường (-20℃~85℃) và khô, phù hợp với điều kiện sử dụng của hầu hết thiết bị điện tử trong nhà.

Chuỗi cung ứng và giao hàng thuận tiện

· Chu kỳ sản xuất ngắn: Các quy trình tiêu chuẩn loại bỏ nhu cầu phát triển tùy chỉnh, chu kỳ giao hàng cho đơn hàng lô nhỏ đến trung bình chỉ trong 3-5 ngày, nhanh hơn nhiều so với các loại PCB chuyên dụng;

· Đa dạng lựa chọn nhà cung cấp: Hàng chục nghìn nhà sản xuất mạch in tiêu chuẩn trên toàn thế giới, từ các nhà máy lớn đến các xưởng nhỏ, mang lại không gian đàm phán rộng rãi cho người mua;

· Dịch vụ hậu mãi và bảo trì thuận tiện: Mạch in tiêu chuẩn có chi phí thấp để phát hiện lỗi và thay thế, cho phép nhân viên bảo trì nhanh chóng xác định mạch và thay thế linh kiện, giảm thời gian ngừng hoạt động của thiết bị chi phí bảo trì.

Thiết kế và sản xuất dễ tiếp cận

Ngưỡng thiết kế thấp: Kỹ sư không cần nắm vững đặc tính của các đế đặc biệt; chỉ cần kiến thức điện tử thông thường là đủ để hoàn thành thiết kế. Ngưỡng sản xuất thấp: Các nhà máy cỡ nhỏ và vừa cũng có thể đạt được sản xuất hàng loạt thông qua thiết bị tiêu chuẩn mà không cần thiết bị cao cấp đầu tư, tiếp tục giảm chi phí.