Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 6611-3:2001 về Tấm mạch in - Phần 3: Thiết kế và sử dụng tấm mạch in đề cập đến thiết kế và ứng dụng của tấm mạch in được chế tạo bằng bất cứ công nghệ nào. Tiêu chuẩn này cung cấp cho người thiết kế, người sử dụng tấm mạch in các khuyến cáo theo các nội dung liên quan đến qui định kỹ thuật, thiết kế và ứng dụng tấm mạch in.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 6611-3 : 2001 IEC 326-3 : 1991 TẤM MẠCH IN - PHẦN 3: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG TẤM MẠCH IN Printed boards - Part 3: Design and use of printed boards Lời nói đầu TCVN 6611-3 : 2001 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn IEC 326-3 : 1991; TCVN 6611-3 : 2001 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường (nay Bộ khoa học Công nghệ) ban hành Tiêu chuẩn chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TẤM MẠCH IN - PHẦN 3: THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG TẤM MẠCH IN Printed boards - Part 3: Design and use of printed boards Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn đề cập đến thiết kế ứng dụng mạch in chế tạo công nghệ Tiêu chuẩn cung cấp cho người thiết kế, người sử dụng mạch in khuyến cáo theo nội dung liên quan đến qui định kỹ thuật, thiết kế ứng dụng mạch in Tiêu chuẩn trích dẫn TCVN 6385 : 1998 (IEC 65 : 1985) Yêu cầu an toàn thiết bị điện tử thiết bị có liên quan sử dụng điện mạng dùng gia đình nơi tương tự IEC 97 : 1970 Hệ thống lưới mạch in IEC 171 : 1964 Thông số nối mạch in IEC 194 : 1988 Thuật ngữ định nghĩa mạch in IEC 216 Hướng dẫn xác định độ bền nhiệt vật liệu cách điện IEC 249-1 : 1982 Vật liệu dùng cho mạch in - Phần 1: Phương pháp thử nghiệm IEC 249-2 Vật liệu dùng cho mạch in - Phần 2: Qui định kỹ thuật IEC 249-2-1 : 1985 Vật liệu dùng cho mạch in - Phần 2: Qui định kỹ thuật Qui định kỹ thuật số 1: Tấm giấy xenlulo fenon phủ đồng, chất lượng điện cao IEC 321 : 1970 Hướng dẫn thiết kế sử dụng linh kiện để lắp có mạch in dây in TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2 : 1990) Tấm mạch in Phần 2: Phương pháp thử IEC 512-2 : 1985 Linh kiện điện dùng cho thiết bị điện tử; qui trình thử nghiệm phương pháp đo Phần 2: Kiểm tra chung, thử nghiệm tính liên tục điện thử nghiệm điện trở tiếp xúc, thử nghiệm cách điện thử nghiệm điện áp IEC 695-1-1 : 1982 Thử nghiệm nguy hiểm cháy Phần 1: Hướng dẫn soạn thảo yêu cầu qui định kỹ thuật thử nghiệm việc đánh giá sản phẩm điện có nguy hiểm cháy Hướng dẫn chung Vật liệu chất lượng bề mặt 3.1 Vật liệu 3.1.1 Qui định chung Người kỹ sư thiết kế mạch in cần chọn vật liệu thích hợp dựa việc xem xét: a) qui trình sử dụng (qui trình khoét bỏ, đắp vào, kết hợp hai); b) loại mạch in (một mặt, hai mặt, nhiều lớp, cứng, uốn có phần cứng phần uốn được); c) đặc tính điện; d) đặc tính cơ; e) đặc tính đặc biệt, ví dụ khả bắt lửa bốc cháy, khả gia công máy, khả uốn được, v.v… Qui trình sử dụng định nên sử dụng vật liệu phủ kim loại (qui trình khoét bỏ) vật liệu khơng phủ (qui trình đắp vào phối hợp) Do đó, vật liệu sử dụng cho mạch in là: a) liên kết nhựa tổng hợp phủ đồng màng polyme phủ đồng, phần dẫn đạt việc loại bỏ có chọn lọc phần khơng mong muốn khỏi lớp dẫn, b) liên kết nhựa tổng hợp không phủ màng polyme không phủ, phần dẫn đạt lắng đọng có chọn lọc vật liệu dẫn vật liệu không phủ Chỉ tiêu chất lượng để chọn vật liệu cho mạch in cho bảng Bảng khơng đề cập hết vật liệu mà có vật liệu thông dụng Bảng - Hướng dẫn chọn vật liệu làm mạch in Tấm mạch in cứng Tấm mạch in uốn Giấy liên Giấy liên Đệm thủy Sợi thủy Màng Màng Màng etylen kết nhựa kết nhựa tinh liên kết tinh liên polyeste polyimit propylen phenon epoxit nhựa kết nhựa florua (FEP) polyeste epoxit Đặc tính 0/+ + ++ NA NA NA 0/+ + +++ ++ +++ ++ ? Khả chịu nhiệt độ cao trình sử dụng + 0/+ + ++ 0/++ +++ ? Khả chịu độ ẩm cao trình sử dụng 0 + + + + ++ Khả chịu hàn + chịu nhiệt độ + + + ++ - 0/+ Đặc tính điện Trong đó: ? có nghĩa thời điểm chưa có mốc để điền vào bảng này; - điều kiện định khơng phù hợp; = thích hợp, thường khơng xảy vấn đề với hầu hết ứng dụng; +, ++, +++ = tốt, tốt, cực tốt; NA = khơng có khả áp dụng Tốt nên sử dụng vật liệu tiêu chuẩn hóa tiêu chuẩn IEC IEC 249-2 nêu qui định kỹ thuật vật liệu cứng uốn có phủ đồng, vật liệu liên kết sử dụng chế tạo mạch in nhiều lớp Nếu khơng có sẵn qui định kỹ thuật cho vật liệu yêu cầu cần soạn thảo qui định kỹ thuật thích hợp nêu cụ thể đặc tính vật liệu Tốt nên a) sử dụng phương pháp thử nghiệm nêu IEC 249-1; b) theo dàn ý trình bày IEC 249-2; c) kết hợp với nhà cung ứng vật liệu Khi cần đặc tính đặc biệt phải xác định qui định với nhà cung ứng vật liệu 3.1.2 Mô tả chung vật liệu dùng cho mạch in Trong trường hợp nhiệt độ làm việc lớn chọn nằm mô tả đây, nhiệt độ để hướng dẫn, không hàm ý thay đổi đột ngột tính tốc độ lão hóa xuất vượt nhiệt độ Hơn nữa, cần ý đặc tính vật liệu định bị ảnh hưởng yếu tố thiết kế mạch in (ví dụ chiều dày tấm, lượng phân bố kim loại, số lớp, chịu hàn, v.v…) q trình chế tạo (ví dụ trình ép mạch in nhiều lớp) tới mức đặc tính có mạch in sai khác đáng kể so với đặc tính vật liệu gốc Để định nghĩa xác đặc tính nhiệt vật liệu, tham khảo IEC 216 3.1.2.1 Vật liệu phủ đồng dùng cho mạch in cứng Giấy liên kết nhựa phenon Vật liệu chế tạo nhiều dạng Hầu hết dạng thích hợp để sử dụng nhiệt độ từ xấp xỉ 70oC đến 105oC, tùy thuộc vào dạng chiều dày, làm việc dài hạn nhiệt độ phía cao dải làm suy giảm vài đặc tính Tuy nhiên, đốt nóng q mức dẫn đến cácbon hóa và, vùng bị ảnh hưởng, điện trở cách điện giảm xuống mức thấp; ví dụ nguồn nhiệt điện trở bị nóng lên Trong dải nhiệt độ bình thường, vật liệu có màu thẫm điều khơng phải cácbon hóa ánh nắng mặt trời làm thẫm vật liệu, trường hợp khơng xảy tổn hao đặc tính Điện trở cách điện vật liệu giảm đáng kể đặt độ ẩm cao, ngược lại độ ẩm giảm xuống điện trở cách điện lại tăng đáng kể Giấy liên kết nhựa epoxit Vật liệu có đặc tính tốt hơn, điện khơng điện, so với giấy liên kết nhựa phenon, bao gồm đặc tính khả gia cơng máy tốt Vật liệu thích hợp để sử dụng nhiệt độ từ xấp xỉ 90oC đến 110oC, tùy thuộc vào chiều dày Màng thủy tinh liên kết nhựa polyeste Hầu hết đặc tính vật liệu thấp so với vật liệu làm từ sợi thủy tinh nhưng, nhìn chung cao vật liệu làm từ giấy Tuy nhiên, vật liệu có khả chịu va đập cao Đặc tính điện vật liệu tốt dải tần số rộng trì đặt độ ẩm cao Khả chịu phóng điện bề mặt hồ quang vật liệu phụ thuộc vào cấp chọn Hầu hết cấp thích hợp để sử dụng nhiệt độ từ xấp xỉ 100oC đến 105oC Sợi thủy tinh liên kết nhựa epoxit Đặc tính vật liệu tốt vật liệu làm từ giấy, đặc biệt độ bền uốn, khả chịu va đập, độ ổn định kích thước ba trục chính, độ phẳng độ chịu sốc nhiệt hàn cao Đặc tính điện vật liệu tốt Hầu hết cấp sử dụng nhiệt độ đến xấp xỉ 130 oC bị ảnh hưởng điều kiện môi trường bất lợi (độ ẩm) 3.1.2.2 Vật liệu phủ đồng dùng cho mạch in uốn Một số đặc tính vật liệu thay đổi đáng kể việc sử dụng chất kết dính Nếu có phần uốn phần cứng mạch in, vật liệu sử dụng cho mạch in cứng (3.1.2.1), mạch in uốn (3.1.2.2) mạch in nhiều lớp (3.1.2.3) kết hợp cấu trúc Màng polyeste Đặc tính thường sử dụng vật liệu khả uốn Đặc trưng hữu ích chỗ gia nhiệt để co lại Với điều kiện sử dụng chất kết dính thích hợp, vật liệu sử dụng nhiệt độ từ xấp xỉ 80 oC đến 130oC, tùy theo cấp Khi hàn, cần ý màng có xu hướng mềm biến dạng nhiệt độ hàn Vật liệu có đặc tính điện cực tốt đặc tính trì đặt độ ẩm cao Màng polyimit Vật liệu có khả uốn tốt hàn an tồn với điều kiện loại bỏ ẩm việc sấy trước Có thể sử dụng loại liên kết có chất kết dính thơng thường nhiệt độ làm việc liên tục đến xấp xỉ 150oC, với loại liên kết nóng chảy đặc biệt, sử dụng màng etylen propylen florua (FEP) trung gian, sử dụng nhiệt độ đến xấp xỉ 250 oC Loại đặc biệt không dùng chất kết dính có ưu việt sẵn sàng với nhiệt độ cao Đặc tính điện polyimit tốt bị ảnh hưởng hút ẩm Màng propylen etylen florua (FEP) Loại màng thường kết hợp với polyimit sợi thuỷ tinh thành dạng ép mỏng có khả uốn tốt ổn định nhiệt độ hàn khơng q 250 oC, sử dụng độc lập Vật liệu loại nhựa dẻo nóng chảy khoảng 290oC Vật liệu chịu ẩm, axit, kiềm dung môi hữu tốt Nhược điểm vật liệu nhiệt độ ép, q trình gia cơng, phần dẫn bị xê dịch 3.1.2.3 Chất kết dính dùng cho mạch in uốn Chất kết dính qui định để liên kết lớp vỏ lớp mạch in nhiều lớp uốn loại nhựa nhiệt cứng nhựa dẻo Chất kết dính chọn cần phù hợp với vật liệu liên kết phù hợp với yêu cầu tính mạch in uốn Việc chọn chất kết dính thích hợp phụ thuộc vào yếu tố loại mạch in uốn được, yêu cầu nối xuyên, yêu cầu uốn (tĩnh/động), nhiệt độ làm việc, độ ẩm, giá cả, v.v… 3.1.2.4 Vật liệu bọc dùng cho mạch in uốn Lớp bọc dùng cho mạch in uốn để giữ đường dẫn bề mặt để nâng cao và/hoặc trì đặc tính điện mạch in uốn Lớp bọc ngồi chất kết dính thường sử dụng giống vật liệu Lớp bọc chọn cần phù hợp với vật liệu sử dụng với yêu cầu tính mạch in uốn Chọn vật liệu lớp bọc ngoài, xem 3.3.3 3.1.2.5 Vật liệu dùng cho mạch in nhiều lớp Tấm mạch in nhiều lớp gồm lớp dạng dẫn xen kẽ với lớp vật liệu cách điện có dạng dẫn nằm nhiều hai lớp Tấm mạch in nhiều lớp tạo thành từ mạch in mỏng riêng biệt (một mặt hai mặt) liên kết với liên kết cách điện Các liên kết gồm vật liệu tấm, ví dụ sợi thủy tinh, tẩm nhựa bán “lưu hóa” mà “lưu hóa” bước cuối ép thành mạch in nhiều lớp Sợi thủy tinh liên kết nhựa epoxit phủ đồng Vật liệu phủ đồng dùng cho mạch in mỏng riêng biệt giống với vật liệu sử dụng cho mạch in mặt hai mặt Thông thường, vật liệu mỏng vật liệu dùng cho mạch in mặt hai mặt, chiều dày tiêu chuẩn hóa thành dãy thay cho vài giá trị cố định Vật liệu có đặc tính tương tự vật liệu liên quan mô tả Tấm liên kết sợi thủy tinh tẩm nhựa epoxit Tấm liên kết gồm vật liệu (ví dụ sợi thủy tinh tẩm nhựa bán “lưu hóa”) mà “lưu hóa” bước cuối ép thành mạch in nhiều lớp Do đó, chúng thể đặc tính cuối sau ép Tuy nhiên, phải ý trình thiết kế chế tạo mạch in nhiều lớp ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính vật liệu 3.1.2.6 Vật liệu đặc biệt vật liệu Ngồi vật liệu mơ tả cịn có vật liệu đặc biệt vật liệu thị trường khơng chưa tiêu chuẩn hóa Chú thích - Ví dụ vật liệu đặc biệt sợi thủy tinh liên kết nhựa silicon thích hợp nhiệt độ đến xấp xỉ 180oC Vì trình soạn thảo, nên khơng thể đưa mô tả chung cho vật liệu đặc biệt vật liệu Để sử dụng vật liệu này, cần hỏi ý kiến nhà cung ứng vật liệu 3.1.3 Một số đặc tính cụ thể 3.1.3.1 Khả gia cơng máy Tiêu chuẩn vật liệu không đề cập chi tiết khả gia công máy Tiêu chuẩn nêu ép mỏng phải có khả để đột lỗ, cắt khoan mà không bị tách lớp, theo khuyến cáo nhà chế tạo Tuy nhiên, khả gia công máy loại vật liệu khác khác Thậm chí số vật liệu có nhiều phương pháp gia cơng máy khác Ví dụ, vật liệu đột lỗ nhiệt độ phòng vật liệu khác đột lỗ nhiệt độ nâng cao Vì vậy, cần phải tuân theo khuyến cáo nhà cung ứng 3.1.3.2 Khả bắt lửa Một số vật liệu mà khả bắt lửa xác định sẵn Có nhiều mức bắt lửa khác Chi tiết nêu qui định kỹ thuật liên quan, ví dụ IEC 249-2 Tuy nhiên, cần ý đặc tính bắt lửa vật liệu nêu để hướng dẫn khác biệt đáng kể so với đặc tính mạch in gia cơng hồn chỉnh Thiết kế mạch in (ví dụ, kích thước tấm, lượng phân bố kim loại, số lớp, v.v…) có ảnh hưởng lớn đến đặc tính bắt lửa Thơng thường, tốt mạch in có vật liệu riêng, nghĩa rủi ro cháy thấp Thông tin chi tiết, xem 8.3 3.2 Chất lượng bề mặt kim loại Lớp kim loại để bảo vệ bề mặt kim loại (đồng), tạo khả hàn làm chất chống ăn mòn số trình (như chế tạo lỗ xuyên phủ kim loại) Chúng sử dụng làm bề mặt tiếp xúc nối làm lớp liên kết cho thiết bị lắp đặt bề mặt 3.2.1 Vật liệu Lớp ngồi thích hợp cho dạng dẫn phải chọn tùy thuộc vào ứng dụng mạch in Loại bề mặt ngồi ảnh hưởng đến q trình chế tạo, chi phí chế tạo đặc tính mạch in, ví dụ thời hạn sử dụng, khả hàn, đặc tính tiếp xúc Ví dụ lớp bề mặt sử dụng rộng rãi là: a) Đồng (không phủ bổ sung) Dùng cho tất loại mạch in không yêu cầu có lớp ngồi Thơng thường sử dụng lớp phủ bảo vệ tạm thời Chiều dày lớp phủ đồng lỗ xuyên phủ kim loại cho 5.4.2 chiều dày khuyến cáo b) Thiếc Dùng để trì khả hàn Thơng thường áp dụng chiều dày từ m đến 15 m c) Chì - thiếc (mạ điện hàn) Dùng để trì khả hàn Chiều dày phụ thuộc vào qui trình sử dụng Nếu mạ điện, chiều dày lớp chì- thiếc thường khoảng từ m đến 25 m Nếu mạ chì - thiếc dạng nấu chảy phủ chì - thiếc bể hàn ép nóng chiều dày m Khu vực chủ yếu nằm vùng chuyển tiếp vành khuyên thành lỗ Khả hàn vùng chuyển tiếp vùng khác Hợp chất eutectic chì - thiếc với 63% thiếc, cịn lại chì, có điểm nóng chảy thấp Trên thực tế, dải hợp chất chấp nhận 55% - 75% thiếc, cịn lại chì Khả hàn chì - thiếc dần lưu kho Phủ hàn thừa chì - thiếc làm giảm bớt cách phun khí nóng dầu nóng Tuy nhiên, phải lưu ý đặc tính kích thước (ví dụ độ phẳng) mạch in bị ảnh hưởng nhiệt đặt vào (như chất hàn chảy) d) Vàng Thông thường phủ vàng lên lớp dẫn điện kém, ví dụ niken, thường dùng cho tiếp điểm đóng cắt tiếp điểm mép mạch in Các đặc điểm cần thiết để vàng làm bề mặt tiếp xúc, chiều dày, độ cứng, chịu mài mịn, đặc tính tiếp xúc, v.v… phụ thuộc vào nhiều yếu tố (xem 3.2.3 lưu ý chung tiếp xúc mạch in) Đơi vàng cịn đặt phần dạng dẫn tiếp điểm Cần phải ý phần để hàn thiếc Việc hàn thiếc vàng gây vấn đề nghiêm trọng cho mối hàn cho bể hàn vàng lẫn với chì - thiếc e) Lớp ngồi khác Ví dụ palađi, rođi kẽm vàng thiếc - kẽm sử dụng cho tiếp điểm mạch in Phải tuân thủ lưu ý chung tiếp điểm mạch in cho 3.2.3 3.2.2 Độ bám dính, chiều dày, độ rỗ Độ bám dính chiều dày lớp phủ dạng dẫn kiểm tra thử nghiệm 13a 13b (độ bám dính) thử nghiệm 13f (chiều dày) TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) Tuy nhiên, phải ý xác định độ rỗ thử nghiệm 13c, 13d 13e khả áp dụng mức độ tin cậy kết luận thu từ kết thử nghiệm hạn chế 3.2.3 Tiếp điểm mạch in Nếu sử dụng tiếp điểm mạch in cần ý sử dụng loại chất phủ phù hợp cho tiếp điểm đối ứng Không thể đưa ngun tắc chung lớp phủ thích hợp phụ thuộc vào vài yếu tố, hầu hết có liên quan với nhau, ví dụ: - loại chất phủ phần đối ứng nhau; - thiết kế phần đối ứng (hình dạng, lực tiếp xúc, v.v…); - độ bền, số lần thao tác mong muốn; - yêu cầu điện (ví dụ điện trở tiếp xúc); - yêu cầu (ví dụ lực cắm vào/rút ra); - điều kiện môi trường Bề mặt kim loại tiếp điểm mạch in phải nhẵn không bị khuyết tật dẫn đến giảm đặc tính điện Nếu cần, điều kiểm tra cách xem xét, thử nghiệm TCVN 6611- : 2001 (IEC 326-2) Nếu vùng tiếp xúc giới hạn quan trọng sử dụng chắn kiểm tra, ví dụ cho hình 3.3 Bề mặt phi kim loại Vật liệu phủ phi kim loại sử dụng để bảo vệ mạch in Lớp kháng hàn bổ sung để ngăn ngừa thiếc dính bám diện tích cần hàn 3.3.1 Qui định chung Làm khơng cách làm độ kết dính khối lắp ráp bề mặt đặt điều kiện độ ẩm cao Mất độ kết dính thường thể việc xuất vết chấm rời rạc nhìn thấy bề mặt chung lớp phủ lớp nền, để lộ khoảng lỗ chỗ (“lốm đốm”) Điều quan trọng mạch in phải làm cách trước phủ loại phủ Lớp phủ cải thiện điện trở cách điện mạch in nhiễm bẩn hữu vô Lớp phủ, không chọn sử dụng thích hợp, làm tăng tính bắt cháy, giảm điện trở cách điện, đặc tính điện tần số cao, v.v… mạch in 3.3.2 Lớp phủ bảo vệ tạm thời 3.3.2.1 Lớp phủ tạm thời trì khả hàn Lớp phủ dùng để trì khả hàn dạng dẫn Lớp phủ tạm thời thường dùng để trì khả hàn khoảng thời gian cần thiết bề mặt dạng dẫn, ví dụ: đồng trần, khơng phủ lớp kim loại có khả hàn tốt Tùy thuộc vào vật liệu sử dụng, lớp phủ bảo vệ tạm thời loại bỏ trước hàn tẩy Lớp phủ bảo vệ tạm thời không loại bỏ trước hàn loại nhựa hịa tan dung mơi tẩy Làm khô diện rộng và/hoặc lưu kho lâu đặt nhiệt diện rộng, ví dụ thời gian hàn giai đoạn hóa cho mạch in, “lưu hóa” số lớp phủ gốc nhựa đến điểm khơng thể hịa tan hồn tồn thời gian ngắn tính từ lúc tẩy đến lúc hàn dẫn đến mối hàn không tốt Chiều dày lớp phủ gốc nhựa thường mỏng vùng chuyển tiếp thành lỗ vành khuyên Khả hàn theo thời gian lỗ xuyên phủ kim loại giảm nhanh vùng khác Vì lý này, cần phải xét kỹ tương thích lớp phủ với qui trình định dùng, ví dụ phương pháp làm khô, tẩy, hàn làm chảy 3.3.2.2 Lớp kháng hàn tạm thời Lớp phủ thường sử dụng cách in lưới trước hàn để phủ phần xác định mạch in nhằm tránh chảy làm dính chất hàn vào dạng dẫn phần Ví dụ: lớp kháng hàn tạm thời vùng mạch có lớp kim loại quý Ngoài ra, lớp phủ sử dụng để bảo vệ vùng mạch khỏi bị hỏng trình chế tạo lưu kho Lớp kháng hàn tạm thời loại bỏ cách bóc nhúng dung mơi thích hợp, tùy thuộc vào loại lớp kháng hàn sử dụng Cần lưu ý để loại bỏ hoàn toàn 3.3.3 Lớp phủ bảo vệ lâu dài 3.3.3.1 Qui định chung Các lớp phủ để tăng cường trì đặc tính điện mạch in, ví dụ điện trở cách điện điện áp đánh thủng đường dẫn bề mặt mạch in Lớp phủ thường vật liệu có độ bền kháng nứt và, đó, bảo vệ bề mặt mạch in khỏi bị hỏng Lớp phủ giữ lâu dài mạch in trình làm việc bình thường Lớp phủ bảo vệ lâu dài tăng cường trì đặc tính điện mạch in cách: - làm chậm xâm nhập ẩm vào vật liệu nền; - chống nhiễm bẩn đường dẫn (ví dụ nhiễm bẩn gây ẩm); - hoạt động chất điện môi đường dẫn; - hoạt động lớp bảo vệ bên lỗ xuyên phủ kim loại (lỗ xuyên) mà lỗ không yêu cầu hàn 3.3.3.2 Lớp kháng hàn vĩnh viễn Thực việc phủ trước hàn lên phần xác định mạch in nhằm tránh chảy làm dính chất hàn vào dạng dẫn vùng Khơng giống loại bóc rửa tạm thời, lớp kháng hàn không loại bỏ sau hàn đóng vai trị lớp phủ bảo vệ lâu dài Nó phải có đầy đủ đặc tính bảo vệ ngồi đặc tính cần thiết sử dụng lớp kháng hàn Lớp kháng hàn sử dụng lớp phủ bảo vệ lâu dài áp dụng cho phía có linh kiện Trong trường hợp này, lớp kháng hàn có chức lớp phủ bảo vệ vĩnh viễn Lớp kháng hàn sử dụng cho nhiều mục đích sau đây: a) để chống chảy làm dính vào vùng xác định; b) để chống nối mạch phần liền kề dạng dẫn; c) để tập trung chất hàn lên phần dạng dẫn không phủ lớp kháng hàn, tạo thuận lợi cải thiện việc hàn; d) làm giảm lượng chất hàn giảm nhiễm bẩn bể hàn; e) để bảo vệ mạch in trình chế tạo; f) để tăng cường trì đặc tính điện mạch in; g) làm lớp cách điện thân linh kiện phần dạng dẫn nằm linh kiện Khi sử dụng lớp kháng hàn dạng dẫn phủ vật liệu bị chảy q trình hàn, ví dụ phủ thiếc, lớp kháng hàn có vết nhăn, rỗ bong sau hàn Những ảnh hưởng giảm cách tránh có chọn lọc kết hợp lớp kháng hàn phủ lên lớp thiếc cách sử dụng, ví dụ lớp kháng hàn dày (hoạt động lớp cách nhiệt), lớp thiếc mỏng hơn, đường dẫn hẹp chia nhỏ vùng đường dẫn rộng Nếu vết nhăn, rỗ bong không chấp nhận áp dụng biện pháp thay Có hai loại lớp kháng hàn khác biệt sử dụng: - in vào, thường in lưới, lớp kháng hàn in vào dạng xác định mạch in; - lớp kháng hàn quang khắc, dùng loại màng đặc biệt, khô ướt, đặt lên mạch in dạng hình tạo thành cách chiếu ánh sáng vào (thường tia UV) sau lên Lớp kháng hàn in lưới thường rẻ hơn, lớp kháng hàn quang khắc có dung sai nhỏ (xem 3.3.3.4) Sự sai lệch cửa sổ tiếp cận lớp kháng hàn vành khuyên, sai lệch theo đường kính vành khuyên cửa sổ tiếp cận lớp kháng hàn dẫn đến che lấp phần vành khuyên, làm giảm diện tích hàn Khi cần, yêu cầu thích hợp kích thước độ trùng phải qui định qui định kỹ thuật liên quan 3.3.3.3 Lớp bọc Lớp bảo vệ cách điện đặt bề mặt mạch in Lớp thường màng phiến cách điện dán vào mạch in uốn Lớp bảo vệ dùng cho mạch in cứng cách, ví dụ, liên kết qui trình ép Lớp bọc phủ tồn bề mặt mạch in trừ cửa sổ để hàn để tiếp cận Lớp bọc mạch in uốn làm chức giữ đường dẫn bề mặt tăng cường trì đặc tính điện đặc tính uốn mạch in Thơng thường, lớp bọc có chiều dày 0,025 mm cộng với chất kết dính, xem khơng ổn định kích thước Điều cần xem xét qui định chiều rộng vành khăn nhỏ để đủ diện tích vành khuyên hàn Trên mạch in uốn được, vành khuyên có lỗ khơng đỡ phải bảo vệ chống tuột khỏi vật liệu cách gắn tai móc vào vành khuyên liên quan cách bọc, chồng lên phần vành khuyên, hình Nếu vị trí hàn đặt gần làm cho việc sử dụng riêng biệt cửa sổ tiếp cận lớp bọc không thực (như cấu hình nối), cửa sổ tiếp cận có dạng hình Đối với loại lỗ khơng đỡ, phải gắn thêm tai móc vào vành khuyên đồng Điều khơng thích hợp với lớp bọc mạch in uốn được, mà khu vực phía có lớp lớp kim loại bị chảy q trình hàn Lớp bọc bị nhăn và/hoặc rỗ sau hàn Chú thích 1) Phương pháp kết hợp phương pháp riêng biệt thường đắt Phương pháp để hở tạo điểm yếu mà đồng vật liệu bị nứt 2) Phương pháp riêng biệt nên sử dụng cho mạch in uốn có mật độ vành khuyên thưa 3) Phương pháp để hở phương pháp kết hợp nên sử dụng cho mạch in uốn có mật độ vành khuyên dày 4) Phương pháp để hở (đường dẫn trần) thường địi hỏi bổ sung lớp phủ thích hợp hợp chất làm kín để tạo lớp đỡ bổ sung cho đường dẫn trần sau lắp ráp phần dẫn vào dạng dẫn 5) Phương pháp kết hợp (đường dẫn trần) thường đòi hỏi bổ sung lớp phủ thích hợp hợp chất làm kín để tạo lớp đỡ bổ sung cho đường dẫn trần sau lắp ráp phần dẫn vào dạng dẫn 3.3.3.4 Thiết kế dung sai dạng kháng hàn lớp bọc Các yêu cầu thiết kế sản phẩm thành phẩm phải kể đến sai số cho phép trình thực vị trí kích thước cửa sổ tiếp cận lớp kháng hàn lớp bọc Thơng thường, diện tích qui định khơng có lớp kháng hàn lớp bọc (cả kích thước vị trí) diện tích hàn nhỏ (xem hình 4) Nếu diện tích có lỗ lắp linh kiện độ rộng vành khăn nhỏ nhất, có thỏa thuận người sử dụng nhà chế tạo, qui định thay cho bổ sung vào dung sai theo vị trí kích thước Độ rộng thiết kế cửa sổ tiếp cận lớp kháng hàn lớp bọc phải chiều rộng diện tích hàn nhỏ nhất, cộng với mức cho phép q trình dung sai trình PT1 theo thỏa thuận với nhà chế tạo mạch in Trong nhiều trường hợp, phạm vi lớp phủ không hạn chế, tùy thuộc vào độ che phủ mà đường dẫn đòi hỏi cho sát với diện tích hàn Nếu yêu cầu qui định lớp phủ đường dẫn chiều rộng thiết kế diện tích lớp kháng hàn lớp bọc tương ứng phải chiều rộng diện tích cần phủ, cộng với mức dung sai q trình dung sai q trình PT2 theo thỏa thuận với nhà chế tạo mạch in PT1 PT2 xem nhau, xấp xỉ Dung sai lớp kháng hàn Hướng dẫn sau liên quan đến epoxide-thủy tinh chưa làm chảy chất hàn Đối với qui trình loại quang khắc, dung sai vị trí thay đổi từ 0,1 mm đến 0,6 mm, tùy thuộc vào cỡ sản phẩm đặt vào tùy thuộc vào phương pháp đăng ký Đối với qui trình loại in lưới, dung sai vị trí thay đổi từ 0,4 mm đến 1,0 mm Dung sai lớp bọc Đối với qui trình mà lỗ đột khoan trước ép lớp bọc, dung sai qui trình thay đổi từ 0,5 mm đến 1,5 mm Ví dụ cụ thể xem xét liên quan đến lớp kháng hàn lớp bọc, xem phụ lục A 3.3.4 Lớp phủ thích hợp 3.3.4.1 Qui định chung Lớp phủ thích hợp vật liệu cách điện mạch in và/hoặc phận lắp ráp mạch in để tạo lớp bảo vệ chống lại ảnh hưởng có hại điều kiện mơi trường Nếu chọn xác áp dụng cẩn thận, lớp vỏ thích hợp giúp bảo vệ linh kiện khỏi nguy sau đây: Bị ẩm, bụi bẩn, ô nhiễm không khí (ví dụ khói, hóa chất), bị phần tử dẫn (ví dụ mảnh, mạt kim loại), bị ngắn mạch ngẫu nhiên rơi dụng cụ, chốt, v.v… hỏng cọ xát, dấu tay, rung sốc (ở phạm vi định), mốc giảm điện áp đánh thủng áp suất khí giảm Nhựa phủ thích hợp chọn cho đáp ứng yêu cầu với số yêu cầu nhỏ khác độ suốt (để đọc giá trị linh kiện sau phủ) khả uốn (để không làm hỏng linh kiện chu kỳ nhiệt) Trong số trường hợp, véc ni sử dụng làm lớp phủ bảo vệ lâu dài Véc ni dùng sau hàn thường phía hàn Ngồi đặc tính bảo vệ, vécni có đặc tính đặc biệt khác Ví dụ, phát quang tạo thuận lợi cho việc kiểm tra độ che phủ mắt 3.3.4.2 Một số hạn chế nhựa phủ thích hợp Do yêu cầu cần thiết, hạn chế định không tránh lớp phủ thích hợp Các hạn chế là: a) Màng phủ thích hợp, hút ẩm khơng làm thành hệ thống lọc để chống ăn mịn cromat, khơng chống ăn mịn muối điện phân tác dụng phần phủ muối bám bề mặt phần bên lớp phủ b) Màng phủ thích hợp, hút ẩm, làm giảm điện trở cách điện chiều dày màng tăng Cụ thể trường hợp gờ nhựa xung quanh linh kiện (như mạch tích hợp) c) Nhựa phủ thích hợp, có chất hữu lấp đầy chỗ trống đường dẫn, làm thay đổi đáng kể điện dung rãnh (“C”); d) Nhựa phủ thích hợp, trở thành suốt uốn được, có hệ số giãn nở nhiệt cao, chúng tác dụng lực lên linh kiện làm bong mối hàn e) Nhựa phủ thích hợp, tạo thành đặc tính điện, khơng có chất phụ gia kết dính (như đường dẫn thường sử dụng đầu nối linh kiện cao đáng kể giá trị giới hạn qui định IEC 249-2 Ví dụ: Đường kính vành khuyên mm (0,16 in) Đường kính lỗ 1,3 mm (0,051 in) Độ bền kéo đứt theo IEC 249-2-1 nhỏ 50 N Độ bền kéo đứt đạt thực tế trung bình khoảng 150 N Độ bền kéo căng dây đồng đường kính 0,8 mm (0,031 in) khoảng 130 N Nếu qui định kỹ thuật liên quan qui định thử nghiệm độ bền kéo đứt, nên sử dụng thử nghiệm 11a TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) sau trình hàn lặp lại mô thử nghiệm 19d 19 e TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) 7.1.3 Độ bền kéo rời, lỗ xuyên phủ kim loại Một yếu tố quan trọng độ kết dính lớp mạ với vách lỗ Nếu sử dụng lỗ xuyên phủ kim loại có vành khuyên mặt hai mặt mạch in, độ bền kéo rời cấu thành của: - độ bền kéo đứt vành khuyên trên; - độ bền kéo rời lớp mạ vách lỗ; - độ bền giữ vành khuyên phía đối diện mạch in Nếu có u cầu thơng tin độ kết dính lớp mạ với vách lỗ cần xét với lỗ xun phủ kim loại khơng có vành khun Độ bền kéo rời lỗ xun phủ kim loại khơng có vành khuyên phụ thuộc vào đường kính độ nhám vách lỗ chiều dày mạch in Độ bền kéo rời thường biểu thị lực vuông góc với bề mặt mạch in cần thiết để tách lớp mạ lỗ khỏi vật liệu Lực kéo dây dẫn hàn vào lỗ thử nghiệm Độ bền kéo rời thường thu thực tế theo thứ tự độ lớn độ bền kéo căng đường dẫn thường dùng để nối linh kiện Ví dụ: Chiều dày 1,6 mm (0,063 in) Đường kính lỗ 1,3 mm (0,051 in) Độ bền kéo rời đạt thực tế sử dụng thử nghiệm 11b TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) sau chu kỳ thử nghiệm 19d trung bình khoảng 200 N Độ bền kéo căng dây đồng đường kính 0,8 mm (0,031 in) khoảng 130 N Nếu qui định kỹ thuật liên quan qui định thử nghiệm độ bền kéo rời, nên sử dụng thử nghiệm 11b TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) sau trình hàn lặp lại mô thử nghiệm 19d 19 e TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) 7.1.4 Uốn mạch in uốn Số lượng vùng uốn cần giữ mức Các lỗ xuyên phủ kim loại vùng lắp đặt linh kiện không đặt vùng uốn Đường dẫn vừa không bị biến dạng dẻo, vừa không bị đổi hướng theo đường gấp Đường dẫn cần gần xoay quanh đường gấp chéo Bán kính uốn rộng tốt Bán kính uốn cho phép phụ thuộc vào chiều dày đường dẫn, chiều dày vật liệu nền, kích thước tổng mạch in uốn hồn chỉnh Khi có thể, đường dẫn cần đặt trục trung hòa kết cấu mạch in uốn 7.2 Độ phẳng Độ phẳng mạch in quan trọng cho lắp ráp mạch in, nghĩa mạch in có lắp linh kiện hàn hồn chỉnh Sai lệch độ phẳng mức gây khó khăn, ví dụ: - làm giảm khoảng trống, mạch in lắp đặt song song với khác với phần chắn; - gây khó khăn chí làm cho khơng thể gài vào dẫn hẹp; - đặt tải khí lên linh kiện mối hàn (gây nguy bị bong sau thời gian định) Nếu cần, đặc biệt với mạch in lớn, cần thực biện pháp dự phòng để ngăn ngừa sai lệch độ phẳng mức, ví dụ cách sử dụng phương tiện gia cố tăng cứng Vì việc hàn ảnh hưởng đến độ phẳng, nên phương tiện tăng cứng nên lắp đặt trước lắp đặt hàn linh kiện Độ phẳng mạch in phụ thuộc vào nhiều yếu tố, ví dụ vật liệu sử dụng, qui trình chế tạo, dạng lỗ, dạng dẫn (thông thường, phân bố kim loại đồng cho độ phẳng tốt hơn), kích thước loại mạch in Do đó, khơng có mối tương quan trực tiếp sai lệch độ phẳng của: - vật liệu phủ kim loại; - mạch in; - mạch in lắp ráp (linh kiện lắp đặt hàn) Nếu cần, thử nghiệm sai lệch độ phẳng mạch in cách sử dụng thử nghiệm 12a TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) Đối với mạch in có phần cứng phần uốn được, yêu cầu độ phẳng cần áp dụng với đoạn cứng mạch in Không nên áp dụng với đoạn uốn mạch in có phần cứng phần uốn với mạch in uốn Các đặc tính khác 8.1 Hàn Khi hàn hàng loạt trường hợp tổng quát, bề mặt kim loại phía hàn mạch in không bảo vệ lớp kháng hàn phủ chất hàn Một số cách bố trí dạng dẫn hàn hàng loạt cho kết tốt bố trí khác (ví dụ bị bắc cầu chất hàn) Ví dụ hình Nếu khơng sử dụng lớp kháng hàn, cần thiết lập khoảng cách nhỏ thích hợp đường dẫn liền kề cấu hình đường dẫn tương ứng với hướng hàn để tránh bắc cầu chất hàn Việc sử dụng lớp kháng hàn cho phép khoảng cách đường dẫn ngắn hơn, hướng hàn, tương ứng với đường dẫn, trở nên quan trọng miễn đường dẫn phủ đủ chất kháng hàn (nghĩa phủ đến phía liền kề đường dẫn liền kề) Chú thích - Nếu sử dụng lớp kháng hàn diện tích dẫn lớn khơng chia ra, xảy tượng bong Để tránh hiệu ứng thấp nhiệt giảm ứng suất cơ, phải chia vùng dẫn rộng đường chéo song song Nếu mạch in có lỗ xuyên phủ kim loại gồm nhiều lớp dẫn, dòng chất hàn lỗ xuyên phủ kim loại bị ảnh hưởng bất lợi lượng kim loại lớp khác (lớp bên trong, lớp linh kiện hai) đóng vai trị cánh tản nhiệt Nếu yêu cầu mối hàn vùng dẫn rộng, vùng cần phải chia ra, ví dụ đường chéo song song Cần đưa vách chắn nhiệt vào vành khuyên vùng dẫn lớn, ví dụ cách chia chúng thành đường dẫn nhỏ cần thiết để đảm bảo tính liên tục điện (ví dụ, xem hình 7) Quan hệ đường kính lỗ kích thước mặt cắt chân linh kiện quan trọng Theo quan điểm chế tạo, mong muốn cỡ lỗ dung sai tiêu chuẩn Đường kính lỗ phải lớn đường kính đường chéo chân linh kiện khoảng hở tối ưu thỏa thuận tùy thuộc vào yếu tố khác, ví dụ: - để cắm dễ dàng (đặc biệt cắm tự động), khoảng hở lớn tốt; - mối hàn tốt với lỗ không phủ kim loại, khoảng hở nhỏ tốt, với lỗ xuyên phủ kim loại yêu cầu điều chỉnh khoảng hở Chú thích 1) Lỗ xuyên phủ kim loại: - sử dụng chân cắm trịn, chênh lệch đường kính lỗ chân cắm từ 0,2 mm đến 0,7 mm tốt, ngược lại chênh lệch đường kính nhỏ 0,2 mm lớn mm dẫn đến khó khăn việc cắm hàn; - sử dụng chân cắm chữ nhật, chênh lệch đường kính lỗ đường chéo chân cắm lớn 0,2 mm chênh lệch đường kính lỗ chiều dày chân cắm không vượt 0,7 mm tốt 2) Lỗ xuyên phủ kim loại lỗ không phủ kim loại: - chân cắm chữ nhật mỏng có tỷ lệ chiều rộng chiều dày lớn hàn vào lỗ trịn khơng phủ kim loại lỗ xuyên phủ kim loại, dẫn đến mối hàn khơng hồn chỉnh khoảng trống khác chiều dọc chiều ngang chân cắm Khả hàn cải thiện cách sử dụng chân cắm chữ nhật mỏng có hình chữ V Khả hàn mạch in phụ thuộc vào loại lớp mạ bề mặt bị suy giảm điều kiện lưu kho bất lợi Với bề mặt đồng trần, thường áp dụng lớp phủ bảo vệ tạm thời Thường tồn bề mặt dạng dẫn phủ lớp chì-thiếc thiếc để trì khả hàn, khả hàn lâu dài chì-thiếc cải thiện cách làm chảy chúng (xem thêm 3.2.1 c)) Khi bao gói mạch in, cần ý tránh làm bẩn dẫn đến giảm khả hàn Nếu mạch in lưu kho trước hàn, điều kiện bảo quản, nhiệt độ, độ ẩm, nhiễm khơng khí thời gian lưu kho, ảnh hưởng đến khả hàn Khi tiến hành thử nghiệm khả hàn, ảnh hưởng việc bảo quản mơ q trình lão hóa gia tốc Cần đặc biệt ý bảo vệ tiếp điểm mép mạch in tất bước chế tạo, lắp ráp vận chuyển Việc hàn thực cách sử dụng chất trợ dung hoạt tính trung tính Tuy nhiên, cần lưu ý rằng, nhiều lĩnh vực áp dụng, không cho phép dùng chất trợ dung hoạt tính, việc sử dụng chất trợ dung trung tính qui định người sử dụng thiết bị chứa mạch in Trong trường hợp này, chất trợ dung trung tính sử dụng thử nghiệm khả hàn Nếu dạng dẫn phủ vật liệu chảy, hàn hàng loạt phát sinh vấn đề với chữ khắc lớp phủ bảo vệ chất kháng hàn 8.2 Tách lớp Sau sốc nhiệt, ví dụ hàn, mạch in bị tách lớp Tách lớp xảy gia cơng vật liệu khơng thích hợp Để xác định gia cơng xác sử dụng ngun liệu thích hợp cách chứng tỏ khả mạch in chịu sốc nhiệt qui định mà không bị tách lớp, xem qui định thử nghiệm 15a TCVN 66112 : 2001 (IEC 326-2) Tách lớp xảy hút ẩm Vì vậy, cần làm khơ mạch in (ví dụ việc áp dụng thử nghiệm 18b TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2)) trước hàn Bạc màu hụt nhựa dọc theo mép mạch in uốn không coi bị tách lớp 8.3 Khả bắt cháy 8.3.1 Qui định chung Tấm mạch in mạch in lắp ráp cần thiết kế chọn vật liệu, linh kiện để giảm thiểu khả bị cháy trường hợp sử dụng khơng bình thường, cố, rị hỏng hóc dự đốn Mục đích ngăn chặn đánh lửa phần hoạt động điện mạch in mạch in lắp ráp, xảy đánh lửa cháy, phải kiểm sốt lửa, tốt hạn chế ngăn lại phạm vi mạch in mạch in lắp ráp Thông tin hướng dẫn chung, xem IEC 695-1-1 8.3.2 Khái niệm nguy hiểm Cần cẩn thận để giảm tới mức thấp nguy mạch in có thể: - gây cháy phóng điện mạch in (ví dụ đường dẫn bị nhiệt phóng điện đánh thủng hồ quang phóng điện bề mặt đường dẫn) và/hoặc - làm tăng cháy linh kiện lắp đặt mạch in linh kiện, mạch in vật liệu cách điện đặt gần mạch in mạch in lắp ráp - góp phần truyền lửa làm lửa lan rộng Các tượng bất thường bên ngoài, việc xảy cháy lớn xung quanh sử dụng sai có chủ ý mạch in mạch in lắp ráp trái với dẫn vận hành điều kiện sử dụng thường không coi sở cho yêu cầu nguy hiểm cháy Cần xem xét hiệu ứng phụ, - tàn lửa chảy vật liệu dẫn đến cháy phần khác; - khí dễ cháy bốc từ mạch in tự bốc lửa tàn lửa tập trung dễ cháy khơng khí, dẫn đến cháy phần khác; - phát thải khói độc ăn mòn mạch in cháy đặt điểm có lượng đốt nóng đủ để xảy phát thải Sự phát thải nguy hiểm cháy Chú thích - IEC ISO xem xét phương pháp thử nghiệm liên quan 8.3.3 Các khía cạnh liên quan đến rủi ro cháy thiết kế mạch in Các khía cạnh sau liên quan đến mạch in (như xác định IEC 194) vai trò chúng tình cháy Các linh kiện lắp đặt mạch in xem nguồn có khả bốc cháy Khơng tính đến tác động lẫn linh kiện tình cháy, ví dụ đánh lửa sang góp phần làm truyền làm tăng cháy Hướng dẫn để chọn linh kiện liên quan đến rủi ro cháy, xem IEC 695-1-1 Việc chọn biện pháp để loại trừ giảm thiểu rủi ro cháy người kỹ sư chịu trách nhiệm thiết kế xây dựng mạch in Người kỹ sư phải xét tất khía cạnh ảnh hưởng lên mạch in từ mạch in Thông tin sau dựa kinh nghiệm chế tạo để hướng dẫn 8.3.3.1 Tính an tồn vốn có Tấm mạch in khơng thể bị cháy có hai điều kiện ưu sau đây: - lượng điện sẵn có khơng đủ để gây hồ quang nhiệt đường dẫn linh kiện lắp đặt mạch in Đây trạng thái tự nhiên lượng ln đủ thấp, đạt cách tự động giới hạn dòng điện điều kiện rị (ví dụ trở kháng nguồn điện cao) có thời gian trễ đủ ngắn để ngăn làm nóng mức, - việc cháy mạch in mạch in lắp ráp nguồn cháy bên ngồi khơng thể xảy ra, biện pháp thiết kế, ví dụ có chắn, khơng có nguồn cháy bên ngồi 8.3.3.2 Độ an tồn khống chế ảnh hưởng cháy khống chế điều kiện định, ví dụ: - mạch in mạch in lắp ráp bọc bảo vệ cho: a) vỏ bọc bảo vệ bắt lửa; b) lửa từ nguồn cháy bên ngồi khơng thể xun qua vỏ bọc bảo vệ chạm tới mạch in; c) lửa từ mạch in cháy bên lớp bọc bảo vệ khơng thể ra, thế, khơng thể gây cháy bên vỏ bọc bảo vệ; d) nhiệt lượng bên vỏ bọc bảo vệ mạch in lắp ráp cháy khơng đủ để làm nóng vỏ bọc bảo vệ tới mức trở thành nguồn cháy; - mạch in mạch in lắp ráp phần hệ thống lửa khống chế đặc điểm tự động dập lửa; - truyền lửa khống chế đủ, hiệu giữ mức khơng có hại, ví dụ rào cản thích hợp với hướng xác định trước; - lượng vật liệu mạch in mạch in lắp ráp đủ nhỏ cho nhiệt lượng cháy thời gian cháy giữ mức khơng có hại 8.3.3.3 An tồn từ việc chọn vật liệu Có thể đảm bảo việc cháy mạch in giữ phạm vi giới hạn khơng có hại cách chọn vật liệu phù hợp, có khả bắt cháy qui định Xem IEC 249-2 8.3.3.4 An toàn từ đặc trưng thiết kế Có thể đạt độ an tồn từ đặc trưng thiết kế hiệu quả, không phụ thuộc vào đặc tính khả bốc cháy vật liệu sử dụng cho mạch in Ví dụ đặc trưng thiết kế là: - sử dụng khoảng cách đường dẫn liền kề đường dẫn với phần dẫn bên mạch in (ví dụ dẫn) đủ lớn để tránh phóng điện đánh thủng ngắn mạch; - sử dụng chiều rộng đường dẫn lớn mức cần thiết để đáp ứng yêu cầu khả mang dòng; - bảo vệ mạch điện mạch in cầu chảy có khả ngắt mạch trường hợp sai lỗi trước phát nhiệt làm cháy mạch in Thuật ngữ “cầu chảy” dùng theo nghĩa thông thường dùng với mạch điện có chức tương tự; - chọn linh kiện tự rơi làm hở mạch điều kiện tải; - để khoảng cách đủ lớn mạch in linh kiện quan trọng, ví dụ điện trở tải điều kiện cố, để ngăn cháy mạch in (ví dụ cách sử dụng vị trí hàn giãn cách); - bảo vệ mạch in khỏi tiêu tán nhiệt mức cháy nhiệt cháy linh kiện chắn nhiệt phù hợp; - bảo vệ mạch in khỏi lửa cách lắp đặt dùng cấu khác hoạt động chắn nhiệt, ví dụ dùng dẫn vịng kẹp cho mạch in nằm giá đỡ giá đỡ phụ bảo vệ mép mạch in chống tiếp xúc với lửa cháy; - bảo vệ mạch in tản nhiệt: a) (các) dạng dẫn, nghĩa có kim loại mạch in đóng vai trị tản nhiệt Tấm mạch in mặt hai mặt có (các) dạng dẫn tạo phủ kim loại 50% mặt mạch in nhiều lớp có bốn lớp dẫn bắt lửa, sử dụng vật liệu Với phân bố kim loại bình thường mạch in, xem tản nhiệt giống toàn mạch in b) sử dụng phận riêng biệt linh kiện thích hợp (ví dụ máy biến thế) thơng thường đóng vai trị tản nhiệt lẫn chắn, thường có hiệu vùng giới hạn 8.3.4 Thử nghiệm khả bốc cháy Thông thường giải pháp theo 8.3.3.1 đến 8.3.3.3, đề cập đến tính an tồn vốn có khống chế việc chọn vật liệu thích hợp, khơng cần phải kiểm tra thử nghiệm mạch in, thử nghiệm dùng để kiểm tra tính hiệu biện pháp thiết kế Thử nghiệm áp dụng mô tả thử nghiệm 16 TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) Thử nghiệm 16b 16c thử nghiệm cho mạch in Chúng thử nghiệm vật liệu cần phải ý tránh nhầm với thử nghiệm vật liệu Nếu áp dụng thử nghiệm 16b 16c phải sử dụng mạch in gia cơng hồn chỉnh, có tất phần dẫn phần không dẫn lắp đặt để sử dụng, nghĩa dùng tất thiết bị lắp đặt (ví dụ dẫn) ứng dụng bình thường Mục đích thử nghiệm khả bốc cháy 16b 16c để xác nhận mạch in (hoặc mạch in lắp ráp) sử dụng điều kiện qui định (điều kiện cố) mà không bị cháy - cháy - không cháy vượt giới hạn qui định Mục đích thử nghiệm để làm cháy mạch in biện pháp nghiên cứu tác động cháy Chú thích - Thử nghiệm 16a thử nghiệm vật liệu sửa đổi nêu TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) nhằm phục vụ cho quy định kỹ thuật cụ thể hành sử dụng từ nhiều năm Tốt không nên sử dụng cho phát triển 8.3.4.1 Thử nghiệm 16b, thử nghiệm sợi dây nóng đỏ, mạch in cứng Mục đích thử nghiệm để xác định tình trạng mạch in đặt vào sợi dây nóng đỏ điều kiện qui định Mức độ tiêu tán nhiệt sợi dây nóng đỏ tương đương với mức tiêu tán nhiệt linh kiện đơn nhiệt nóng đỏ, nghĩa điều kiện thử nghiệm phải chọn cho mô điện trở nhiệt nóng đỏ Trong thử nghiệm, thực tế sợi dây nóng đỏ ln tiếp xúc trực tiếp với mạch in thử nghiệm điện trở nóng đỏ khơng cần phải tiếp xúc với mạch in Do đó, việc chọn nhiệt độ thử nghiệm cho TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) để cung cấp: - nhiệt độ bề mặt khác điện trở nóng đỏ mô tùy theo công suất điện tiêu tán cơng suất sẵn có; - nhiệt độ bề mặt khác mạch in xạ nhiệt điện trở nóng đỏ đặt khoảng cách khác so với mạch in Với mục đích thử nghiệm, vị trí sợi dây nóng đỏ mạch in thử nghiệm phải chọn cho đại diện cho vị trí điện trở quan trọng sử dụng bình thường Nếu cần, qui định áp dụng thử nghiệm nhiều vị trí 8.3.4.2 Thử nghiệm 16c, thử nghiệm lửa hình kim, mạch in cứng Mục đích thử nghiệm để xác định tình trạng mạch in đặt vào lửa hình kim điều kiện qui định Cường độ nguồn lửa sử dụng tương đương với lửa nhỏ phát sinh từ linh kiện điện đơn cháy Đây lửa “kiểu nến” khơng có tác dụng phụ oxy khơng khí Vì vậy, điều kiện thử nghiệm phải chọn cho mô linh kiện phần vật liệu cách điện cháy Trong thực tế, linh kiện cháy phần vật liệu cách điện cháy có khối lượng giới hạn và, đó, có khoảng thời gian cháy giới hạn Dãy khoảng thời gian áp dụng thử nghiệm lửa cho TCVN 6611-2 : 2001 (IEC 326-2) Thử nghiệm lửa áp dụng cho bề mặt mép mạch in Điểm áp dụng thử nghiệm lửa phải chọn cho đại diện cho vị trí linh kiện phần quan trọng thực tế nguồn cháy Cần tính đến điều kiện phổ biến thực tế sử dụng mạch in, ví dụ chắn nhiệt khơng dịch chuyển Nếu cần, qui định áp dụng thử nghiệm cho nhiều vị trí Tuy nhiên, việc áp dụng nhiều lần thử nghiệm điểm mạch in không mô trường hợp thực hành thực tế Nếu sử dụng mẫu thử cắt từ mạch in lớn cho cháy mép, cần lưu ý mép mẫu thử phải nhẵn 8.3.4.3 Các phương pháp thử nghiệm khác Thử nghiệm 16b 16c mô điều kiện phổ biến phần lớn trường hợp thực tế Thử nghiệm mô trường hợp khác tự cháy gây cháy, xảy ra, xem xét Bao gói mạch in 9.1 Qui định chung Tấm mạch in phải bảo vệ bao bì thích hợp để bảo tồn khả hàn tốt vốn có Bao bì cần có bảo vệ chống ẩm, chống nhiễm bẩn bốc dỡ nhiễm khơng khí ozơn, đioxit lưu huỳnh, hydro sunphua đioxit nitơ Loại bao bì vật liệu sử dụng phụ thuộc vào khoảng thời gian lưu kho - biết - mức khắc nghiệt môi trường lưu kho Nguyên tắc chung mức độ bảo vệ tốt giá bao bì cao Điều khách hàng quan tâm điều qui định kỹ thuật cần nêu loại bao bì yêu cầu khoảng thời gian lưu kho Sai sót việc dẫn đến bao bì khơng phù hợp mạch in khó hàn bước lắp ráp Điều quan trọng vật liệu sử dụng để bao gói mạch in khơng phải nguồn gây nhiễm bẩn Để hướng dẫn, số vật liệu thông dụng liệt kê với thông tin mức độ bảo vệ giá liên quan 9.2 Vật liệu bao gói 9.2.1 Giấy lụa khơng có lưu huỳnh Vật liệu loại rẻ sử dụng biết điều kiện lưu kho tốt khoảng thời gian lưu kho ngắn Chú thích - Cần tính đến đặc tính hút ẩm giấy tốt nên sấy khô trước cho vào túi nhựa 9.2.2 Túi gắn polyetylen Polyetylen 0,1 mm (dưỡng đo phần trăm) Vật liệu có độ bảo vệ tốt khoảng thời gian dài - 12 tháng - điều kiện lưu kho tốt không bất lợi thời gian ngắn điều kiện lưu kho khắc nghiệt Polyetylen khuyếch tán khơng nên sử dụng điều kiện có độ ẩm cao kéo dài Túi cần gắn kín, tốt nhiệt làm nóng chảy Chi phí thấp vừa phải tùy thuộc vào số lượng mạch in túi 9.2.3 Túi gắn nhựa ép mỏng Vật liệu nhựa ép mỏng đắt vật liệu polyetylen có ưu điểm bền bị ảnh hưởng khuyếch tán Vật liệu có độ bảo vệ tốt thời gian lưu kho dài điều kiện bất lợi độ ẩm cao kéo dài Ví dụ điển hình vật liệu polyetylen/polyimit polyeste/polyetylen, có lớp phủ sơn bề mặt Chuyên gia cung ứng cần cung cấp thông tin cụ thể loại vật liệu phù hợp Túi làm từ nhựa ép mỏng cần gắn kín phương pháp mà người cung ứng vật liệu khuyến cáo 9.2.4 Túi nhựa/nhôm ép mỏng Một lớp nhôm phủ lên màng polyetylen polyeste Loại vật liệu ép mỏng đắt có độ bảo vệ cực tốt thời gian lưu kho dài điều kiện độ ẩm nhiễm khơng khí bất lợi Túi cần gắn kín hồn tồn phương pháp người cung ứng vật liệu khuyến cáo Loại túi có nhược điểm khơng thể kiểm tra bên không mở Chuyên gia cung ứng cần cung cấp thơng tin cụ thể Chú thích (cho 9.2.2, 9.2.3 9.2.4) - Tất vật liệu túi chất dẻo dùng làm phương tiện lưu kho bảo vệ khả hàn khơng có hợp chất bay silicon làm phương hại đến khả hàn Thông thường, việc sử dụng chất hút ẩm kéo dài thời gian lưu kho 9.3 Qui trình 9.3.1 Ổn định trước bao gói Tấm mạch in cần làm khơ để loại bỏ ẩm Nhiệt độ thời gian sấy khô phải phù hợp với vật liệu và/hoặc độ bóng Cần sử dụng găng tay bảo vệ thích hợp cầm mạch in để giảm thiểu nhiễm bẩn q trình bao gói 9.3.2 Bao gói Chi phí vật liệu đề cập 9.2.2, 9.2.3 9.2.4 giảm cách cho nhiều mạch in vào túi Trong trường hợp này, mạch in chèn lớp giấy lụa khơng có lưu huỳnh vật liệu thích hợp khác có kích thước với mạch in để bảo vệ chúng khỏi bị cọ xát Để tránh việc túi bị mở nhiều lần, người mua người bán cần thỏa thuận số lượng mạch in túi Các mạch in bao gói kín riêng biệt túi cần đặt với số lượng thích hợp thùng hàng thùng cattông 9.3.3 Kiểm tra việc giao hàng Ưu điểm túi nhựa suốt kiểm tra bên cách xem xét đơn giản mà khơng cần mở bao bì Việc kiểm tra đầy đủ mạch in giao hàng khó khăn khơng thể thực khơng bóc bao bì Có hai cách tránh việc bóc bao bì là: - kiểm tra trước bao gói nơi bán, - bao gói sau nhận hàng kiểm tra 9.3.4 Mở bao bì Bao bì khơng mở lâu 48 h trước lắp ráp hàn Nếu khơng có qui định khác, với đồng 35 m (0,0014 in), x = 0,25 (0,01 in) Hình - Ví dụ vùng tiếp xúc mặt nạ kiểm tra Cửa sổ tiếp cận lớp bọc d - lỗ khoan D - đường kính cửa sổ tiếp cận x - khoảng cách nhỏ y - kẹp giữ lớp bọc Hình - Phương pháp giữ tăng cường cho vành khuyên Phương pháp kết hợp Phương pháp để hở Phương pháp riêng biệt Hình - Các dạng cửa sổ tiếp cận Hình - Cửa sổ tiếp cận lớp phủ bảo vệ lâu dài Hình 5a Hình 5b Hình - Chuẩn gốc Tránh Nên Phải tránh có góc nhọn gần vành khuyên - gây khó khăn cho việc hàn sóng, có nguy bắc cầu chất hàn Phải tránh có bề mặt đồng rộng để dễ hàn Hình - Ví dụ dạng dẫn khuyến cáo khơng khuyến cáo Hình - Ví dụ cản nhiệt Phụ lục A (tham khảo) Cách xác định cỡ cửa sổ tiếp cận lớp phủ bảo vệ lâu dài Phương pháp chung: Xác định cửa sổ tiếp cận nhỏ lớn chấp nhận chế tạo; kiểm tra dựa vào dung sai trình, xác định giá trị danh nghĩa Hình A1 - Cửa sổ tiếp cận nhỏ (SAW) dùng cho lớp phủ xác định cần thiết diện tích (hoặc bề mặt) nhỏ để hàn hiệu Hình A2 - Cửa sổ tiếp cận lớn (LAW) dùng cho lớp phủ xác định cần thiết để che phủ đường dẫn Hình A3 - Cửa sổ tiếp cận danh nghĩa (NAW) xác định theo thiết kế Hình A4 - Ví dụ cửa sổ tiếp cận thực tế dung sai trình thiết kế Chú thích - Vành khun liền với lỗ xuyên phủ kim loại A1 Các xem xét xác định đường kính SAW cửa sổ tiếp cận nhỏ A1.1 SAW với vành khuyên có lỗ xuyên phủ kim loại để lắp đặt linh kiện SAW phải đủ rộng để chứa được: - tất vị trí chấp nhận mà lỗ lắp linh kiện (ở cỡ lớn nó) nằm vành khuyên; - diện tích nhỏ để hàn hiệu A1.2 SAW với vành khuyên có lỗ không phủ kim loại để lắp đặt linh kiện Ngoài xem xét nêu A.1.1: - vành khuyên phải đủ rộng để có đủ độ bền kéo đứt sau hàn; - SAW phải đủ rộng cho phép tạo thành mối hàn đủ A1.3 SAW với vành khun khơng có lỗ thiết kế để lắp đặt bề mặt Nếu vành khuyên dùng để gá thiết bị lắp đặt bề mặt, SAW phải đủ rộng phép: - lắng đọng đủ lượng bột thiếc sử dụng công nghệ hàn bột thiếc chảy ngược; - dung sai vị trí tiếp điểm linh kiện với mạch in q trình bố trí linh kiện; - hình dáng mối hàn mong muốn A2 Các xem xét xác định đường kính LAW cửa sổ tiếp cận lớn LAW phải khoảng cách danh nghĩa mép đường dẫn gần hai phía vành khuyên hàn trừ dung sai âm chiều rộng đường dẫn trừ hai lần phần chùm lên yêu cầu mép lớp kháng hàn lớp bọc lên mép đường dẫn A3 Các xem xét xác định đường kính NAW cửa sổ tiếp cận danh nghĩa A3.1 Tính tốn dung sai trình PT trình phủ Để thiết kế sản phẩm phù hợp cho việc chế tạo với sản lượng lớn, cần đồng thời thỏa mãn hai bất phương trình sau đây: NAW > SAW + PT NAW < LAW - PT A3.2 Tối ưu hóa NAW Nói chung, giá trị NAW tối ưu giá trị trung bình SAW LAW Tuy nhiên, đáp ứng u cầu A3.1 thực tế gắn với yếu tố quan trọng yêu cầu độ che phủ đường dẫn diện tích nhỏ để hàn hiệu Điều dẫn đến việc chọn giá trị NAW lớn giá trị trung bình LAW SAW Khi đó, kết hợp lý phải phản ánh giá trị lựa chọn AQLs khác yêu cầu khắc nghiệt độ che phủ đường dẫn A4 Ví dụ số Kích thước lỗ xuyên phủ kim loại lớn nhất: 1,00 mm Khoảng dịch chuyển trục lỗ so với tâm vành khuyên: 0,15 mm Khoảng cách lớp phủ bảo vệ lâu dài từ mép lỗ 0,05 mm Do đó: đường kính cửa sổ tiếp cận nhỏ = SAW = 1,00 + (0,15 + 0,05) = 1,40 mm Chiều rộng đường dẫn nhỏ mạch in = 0,20 mm Dung sai chiều rộng đường dẫn = 0,04 mm Chiều rộng thiết kế đường dẫn (trên vẽ gốc chế tạo) = 0,20 + 0,04 = 0,24 mm Một đường dẫn vành khuyên, vành khuyên cỡ 2,54 Khoảng cách danh nghĩa mép đường dẫn (bản vẽ gốc chế tạo): 2,54 - 0,24 = 2,30 mm Khoảng cách đường dẫn có chiều rộng lớn (thành phẩm): 2,30 - 0,04 = 2,26 mm Lớp phủ bảo vệ lâu dài phải phủ lên đường dẫn phần chùm lên chúng 0,05 mm Do đó: đường kính cửa sổ tiếp cận lớn = LAW = 2,26 - (2 x 0,05) = 2,16 mm Dung sai trình với vị trí kích thước lớp phủ bảo vệ vĩnh viễn = PT = 0,30 mm Đối với trình phủ với sản lượng “bình thường”, đường kính NAW cửa sổ tiếp cận danh nghĩa: 1,40 + 0,30 = 1,70 mm, nhiều 2,16 - 0,30 = 1,86 mm Giá trị NAW tối ưu = (1,40 + 2,16) : = 1,78 mm Khi đó, giá trị q trình cho phép u cầu thiết kế cộng với yêu cầu chế tạo 1,78 1,4 = 2,16 - 1,78 = 0,38 m MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trích dẫn Vật liệu chất lượng bề mặt 3.1 Vật liệu 3.2 Chất lượng bề mặt kim loại 3.3 Bề mặt phi kim loại Lắp ráp Kích thước 5.1 Chuẩn gốc 5.2 Kích thước đường bao mạch in 5.3 Chiều dày 5.4 Kích thước lỗ 5.5 Kích thước khe rãnh hình chữ V 5.6 Kích thước đường dẫn 5.7 Độ ổn định kích thước Đặc tính điện 6.1 Điện trở 6.2 Khả mang dòng 6.3 Điện trở cách điện 6.4 Chịu điện áp 6.5 Các đặc tính điện khác Đặc tính 7.1 Độ kết dính dạng dẫn 7.2 Độ phẳng Các đặc tính khác 8.1 Hàn 8.2 Tách lớp 8.3 Khả bắt cháy Bao gói mạch in 9.1 Qui định chung 9.2 Vật liệu bao gói 9.3 Qui trình Các hình vẽ Phụ lục A - Cách xác định cỡ cửa sổ tiếp cận lớp phủ bảo vệ lâu dài ... +0,1 +0,15 -0 ,05 -0 ,1 -0 ,13 -0 ,25 +0,001 +0,002 +0,004 +0,006 -0 ,002 -0 ,004 -0 ,005 -0 ,01 +0,03 +0,08 +0,15 +0,03 -0 ,05 -0 ,05 -0 ,1 -0 ,2 +0,001 +0,003 +0,006 +0,012 -0 ,002 -0 ,002 -0 ,004 -0 ,008 Sai... tố, ví dụ như: a) tiêu tán lượng điện: - tiêu tán lượng đơn vị diện tích; - phân bố tiêu tán lượng mạch in; b) chi tiết mạch in - kích thước mạch in; - vật liệu làm mạch in; - lượng phân bố kim... độ bền kéo đứt, nên sử dụng thử nghiệm 11a TCVN 661 1-2 : 2001 (IEC 32 6-2 ) sau q trình hàn lặp lại mơ thử nghiệm 19d 19 e TCVN 661 1-2 : 2001 (IEC 32 6-2 ) 7.1.3 Độ bền kéo rời, lỗ xuyên phủ kim