gia công pcb, in pcb 3d, pcb

Phân biệt các loại chất liệu pcb phổ biến & ứng dụng

Đã đăng trên bởi admin

Trong lĩnh vực điện tử hiện đại, việc lựa chọn loại vật liệu PCB phù hợp đóng vai trò quyết định đến hiệu suất, độ bền, khả năng chịu nhiệt, tản nhiệt và chi phí sản xuất. Mỗi loại PCB như FR4, PCB Flex, PCB Aluminum (Nhôm), PCB Copper Core (Lõi đồng), PCB Rogers, PCB PTFE/Teflon đều có đặc điểm riêng và phù hợp cho từng ứng dụng khác nhau.

Ngoài các chất liệu truyền thống, những năm gần đây nhiều công ty còn kết hợp in 3D cho PCB, in cao su bọc bảo vệ PCB, tạo thành hệ sinh thái sản xuất – R&D – prototyping toàn diện.

Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn phân biệt từng loại vật liệu, hiểu rõ ưu điểm – hạn chế, và chọn được giải pháp tối ưu cho dự án của mình.

1. PCB FR4 – Lựa chọn phổ biến nhất hiện nay

1.1. FR4 là gì?

FR4 là loại vật liệu sợi thủy tinh ép (glass epoxy) được sử dụng phổ biến nhất trong ngành sản xuất PCB. Đây là loại bo mạch tiêu chuẩn dùng cho hầu hết thiết bị điện tử dân dụng và công nghiệp.

Vật liệu FR4 là gì

1.2. Ưu điểm

  • Giá thành rẻ

  • Dễ gia công, dễ sản xuất

  • Độ cách điện tốt

  • Chịu nhiệt ở mức khá (130–150°C)

  • Phù hợp cho đa số mạch phổ thông: IoT, thiết bị gia dụng, công nghiệp nhẹ

1.3. Nhược điểm

  • Khả năng tản nhiệt kém

  • Không phù hợp cho RF cao tần

  • Không phù hợp cho các ứng dụng nhiệt độ cao > 170°C

1.4. Ứng dụng

  • Bộ điều khiển, cảm biến IoT

  • Mạch nguồn thông thường

  • Thiết bị dân dụng

  • Mạch LED nhỏ

2. PCB Flex – Mạch dẻo

2.1. PCB Flex là gì?

PCB Flex sử dụng vật liệu phim polyimide có khả năng uốn dẻo, độ bền cơ học cao và chịu nhiệt tốt.

Bảng Mạch In Dẻo PCB dùng trong thiết kế và gia công PCB

2.2. Ưu điểm

  • Uốn cong, gập được

  • Cực kỳ bền, chịu rung – chịu xoắn

  • Chịu nhiệt cao

  • Phù hợp thiết kế nhỏ gọn

2.3. Nhược điểm

  • Giá cao hơn FR4

  • Yêu cầu thiết kế khắt khe

  • Quá mỏng nên dễ trầy xước nếu không bảo vệ tốt

2.4. Ứng dụng

  • Màn hình gập, thiết bị wearable

  • Camera phone, module pin

  • Robot mini, drone

  • Smart watch & thiết bị y tế

3. PCB Aluminum – Bảng mạch nhôm tản nhiệt

3.1. PCB Aluminum là gì?

PCB Aluminum dùng lớp nền bằng nhôm để tản nhiệt nhanh, phù hợp cho các ứng dụng điện tử công suất cao.

Aluminum PCBs: Usage, Advantages, Applications, & Capabilities | Viasion

3.2. Ưu điểm

  • Tản nhiệt tốt hơn FR4 gấp nhiều lần

  • Giá thấp hơn so với Copper Core

  • Độ bền cơ học cao

  • Dễ sản xuất

3.3. Nhược điểm

  • Không uốn dẻo

  • Không phù hợp cho RF cao cấp

  • Trọng lượng nặng hơn FR4

3.4. Ứng dụng

  • LED panel, đèn pha

  • Mạch nguồn công suất

  • Amplifier, module công suất

  • Hệ thống tản nhiệt cho robot

4. PCB Copper Core – Bảng mạch lõi đồng hiệu suất cao

4.1. Copper Core là gì?

Là loại PCB sử dụng lõi đồng nguyên khối giúp dẫn nhiệt cực nhanh, phù hợp cho các thiết bị công suất lớn hoặc yêu cầu ổn định nhiệt độ.

Copper Core PCB: Properties, Benefits and Applications | Viasion

4.2. Ưu điểm

  • Tản nhiệt tốt nhất trong tất cả vật liệu PCB

  • Độ bền và ổn định cực cao

  • Chịu nhiệt lên đến >300°C

  • Phù hợp công suất cao, môi trường khắc nghiệt

4.3. Nhược điểm

  • Giá rất cao

  • Tản nhiệt quá nhanh đôi khi gây chênh lệch nhiệt nếu không thiết kế tốt

  • Trọng lượng nặng

4.4. Ứng dụng

  • Laser driver

  • Bộ nguồn công nghiệp

  • Hệ thống năng lượng tái tạo

  • LED high-power

5. PCB Rogers – Vật liệu cao tần RF/Microwave

5.1. Rogers là gì?

Là dòng vật liệu cao cấp của hãng Rogers Corporation, chuyên dùng cho RF, 5G, Microwave, Radar.

Rogers PCB ( HF printed circuit board ) » RO4003, RO4350 & Co.

5.2. Ưu điểm

  • Tổn hao tín hiệu cực thấp

  • Hệ số điện môi ổn định

  • Chịu nhiệt cao

  • Hiệu suất vượt trội cho 5G & RF tốc độ cao

5.3. Nhược điểm

  • Giá cao

  • Khó gia công hơn FR4

  • Thời gian leadtime dài hơn

5.4. Ứng dụng

  • Antenna 5G

  • Thiết bị radar

  • Truyền thông tốc độ cao

  • Bộ khuếch đại RF công suất

6. PCB PTFE / Teflon – Vật liệu siêu cao tần

6.1. PTFE/Teflon là gì?

Là vật liệu polymer với hằng số điện môi cực thấp, dùng cho các ứng dụng tần số siêu cao.

Teflon PCB - Bảng mạch RF

6.2. Ưu điểm

  • Tín hiệu cực kỳ ổn định

  • Tổn hao điện môi thấp nhất

  • Chịu nhiệt cao, không hút ẩm

  • Lý tưởng cho radar, vệ tinh, vi sóng

6.3. Nhược điểm

  • Giá đắt nhất trong các loại PCB

  • Gia công khó, cần thiết bị chuyên dụng

  • Leadtime dài

6.4. Ứng dụng

  • Vệ tinh

  • Radar quân sự

  • Hệ thống viễn thông đặc biệt

  • Điện tử hàng không

7. In 3D cho PCB – Công nghệ hỗ trợ R&D

Ngày nay, in 3D trở thành công cụ hoàn hảo cho nghiên cứu, thử nghiệm mẫu, làm vỏ PCB.

Ưu điểm

  • In mẫu vỏ PCB nhanh trong vài giờ

  • Tối ưu thiết kế cơ khí cho bo mạch

  • Vật liệu chịu nhiệt cho khu vực nóng

  • Tùy chỉnh theo file CAD/STEP

  • Giá rẻ cho R&D

Ứng dụng

  • Case PCB cho IoT

  • Jig test sản phẩm

  • Giá đỡ, housing, khung chống sốc

  • In 3D TPU cho vỏ chống va đập

8. In cao su cho PCB – Bảo vệ & chống sốc

Từ khóa: in cao su, in cao su cho PCB, in cao su TPU, vỏ PCB cao su

Lợi ích

  • Bảo vệ chống rơi vỡ, va đập

  • Chống nước – chống bụi

  • Tăng tuổi thọ cho mạch

  • Phù hợp thiết bị di động / công nghiệp

Ứng dụng

  • IoT tracker

  • Thiết bị đo lường

  • Case bảo vệ module ESP32, STM32

  • Vỏ cao su cho linh kiện nhạy cảm

9. Nên chọn loại PCB nào cho dự án của bạn?

Ứng dụng Vật liệu khuyên dùng
Sản phẩm phổ thông FR4
Thiết bị nhỏ gọn, wearable PCB Flex
LED, công suất trung bình PCB Aluminum
Công suất lớn, tản nhiệt mạnh PCB Copper Core
RF, 5G, sóng cao tần PCB Rogers
Radar, siêu cao tần PTFE/Teflon
Housing, case test In 3D (PLA / ABS / Nylon)
Chống va đập In cao su TPU / Silicone

10. Kết luận

Mỗi loại vật liệu PCB đều có ưu nhược điểm riêng và phù hợp cho từng nhu cầu khác nhau. Việc lựa chọn FR4, Flex, Aluminum, Copper Core, Rogers hay PTFE/Teflon sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng, độ bền và chi phí sản xuất.

Các công nghệ in 3D, in cao su cho PCB giúp tăng tốc R&D, sản xuất mẫu nhanh và tối ưu thiết kế cơ khí cho bo mạch.

*tổng hợp : Cẩm My