Lịch sử Mạch_in

Trước thập niên 1950 các thiết bị điện tử dùng đèn điện tử chân không. Đèn và các linh kiện trong mạch tiêu thụ công suất lớn, có kích thước to và tỏa nhiều nhiệt. Để lắp ráp chúng người ta đặt các chốt được gá cách điện lên khung kim loại, làm nơi hàn chân linh kiện. Những radioti vi như vậy tồn tại đến thập niên 1970, và tại Việt Nam thì đến đầu thập niên 1990.

Khi tranzito ra đời năm 1947 [2], dẫn đến sự thu nhỏ thiết bị điện tử và công suất tiêu tán giảm rất mạnh. Hầu hết các linh kiện hoạt động hầu như không tỏa nhiệt. Điều này tạo khả năng thu nhỏ kích cỡ linh kiện và sắp đặt chúng sát nhau trong khối mạch. Khoảng năm 1950 bắt đầu đưa các linh kiện lên bảng cách điện có khoan lỗ để cắm chân linh kiện, và thúc đấy tìm kiếm cách nối mạch. Các tấm nguyên liệu cách điện phủ lớp đồng ra đời. Để chế ra bảng mạch, người ta vẽ tay ra ảnh của các đường dẫn điện, khoan các lỗ chân linh kiện lên bảng, và dùng in lưới đưa ảnh lên mặt lớp đồng rồi cho ăn mòn đồng.

Lúc ra đời thì in mạch là công nghệ vượt trội, dẫn đến tên gọi "bảng mạch in" hay PCB [1]. Sự phát triển của công nghệ mạch in dẫn đến, tùy theo nhu cầu làm mạch mà hiện nay bảng mạch in được đặc trưng với số lớp khác nhau:

  1. Mạch in hai lớp có một mặt đồng, dùng phổ biến ở chuột máy tính, một phần các ti vi, các thiết bị âm thanh dân dụng, các điều khiển quạt, lò vi sóng,...
  2. Mạch in ba lớp có hai mặt đồng, dùng trong các thiết bị điện tử phức tạp như hệ thống đo lường,...
  3. Mạch in năm lớp, tương đương với ép hai loại kể trên, có ba lớp đồng và hai lớp cách điện, dùng trong các hệ phức tạp cao như máy tính cá nhân,...
  4. Mạch in nhiều lớp hơn, dùng trong thiết bị có kết nối phức tạp và cần tiết kiệm không gian.

Từ những năm 1970 các bảng mạch được phủ sơn chống ẩm và ăn mòn, có màu xanh lục sẫm, gọi là "phủ lăc". Lúc đầu các đường mạch được vẽ bằng tay, sau chuyển sang in ảnh hoặc in lưới lên mặt lớp đồng. Những bảng mạch in thời đầu được thiết kế ở dạng bản vẽ kỹ thuật với tỷ lệ lớn hơn cỡ thật, sau đó được thu về kích cỡ thật, đưa bản các lỗ lên máy khoan bảng mạch theo tọa độ, rồi in và gia công mạch. Về sau xuất hiện in chỉ dẫn gồm chữ và hình vẽ (legend hay silkscreen) bằng mực sơn lên hai mặt bảng mạch bán thành phẩm, để chỉ dẫn cho lắp ráp và sửa chữa.

Mạch in khi thiết kế trên máy tính và thành phẩm có hàn dán hai mặt.

Từ cỡ năm 1975, thời kỳ khởi đầu của thiết kế và sản xuất hỗ trợ bằng máy tính (CAD-CAM), thiết kế bảng mạch in thực hiện trên máy tính nhưng tách rời với thiết kế sơ đồ mạch điện. Lúc các máy tính cá nhân ra đời thì xuất hiện các trình hỗ trợ vẽ bảng mạch, làm việc trong môi trường PC-DOS. Trình có thư viện biên tập được, chứa kích cỡ và sắp xếp chân của các linh kiện nhiều chân cơ bản, tuy nhiên người dùng phải nắm chắc sơ đồ mạch để bố trí vị trí linh kiện và chạy đường mạch hợp lý. Các trình PC-DOS thường quản lý 3 lớp vẽ là mặt linh kiện (component), mặt hàn (solder), và lớp chỉ dẫn (silkscreen). Kết quả được xuất ra bản ảnh PCX hoặc BMP cho các lớp để đưa lên film hoặc lưới in, và bản lỗ để đưa lên máy khoan bảng mạch theo tọa đô.

Từ năm 1981 "tự động hóa thiết kế điện tử" (EDA, Electronic design automation), còn gọi là "thiết kế điện tử hỗ trợ bằng máy tính" (ECAD, electronic computer-aided design) ra đời, với các phần mềm hỗ trợ thiết kế được phát triển riêng cho mạch điện tử. Ban đầu các phần mềm hoạt động ở các máy tính trạm, và khi Microsoft Windows cho máy tính cá nhân ra đời thì có các phiên bản cho PC. Các công đoạn được tích hợp trong các gói phần mềm, đảm nhận từ thiết kế sơ đồ mạch điện, thiết kế bảng mạch in và sau đó điều khiển gia công bảng mạch, trong đó máy khoan lỗ hoạt động như một plotter đặc chủng [3].

Một cordwood module.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Mạch_in http://www.edn.com/electronics-blogs/all-aboard-/4... http://www.ucamco.com/downloads/the_gerber_file_fo... http://www.ucamco.com/files/downloads/file/130/pcb... http://www.cs.berkeley.edu/~prabal/teaching/cs194-... http://ummr.altervista.org/before_microprocessors.... http://www.edac.org/industry http://www.ieeeghn.org/wiki/index.php/Milestones:I... http://www.lg-advice.ro/pdf/IPC-2251-cuprins.pdf https://commons.wikimedia.org/wiki/Category:Printe...