PCB Design 819

20/11/2025

📰[819-QA04] || Làm thế nào để làm hở ra lớp đồng ở các vị trí mong muốn trên PCB, như logo, tên công ty hay các vùng muốn hàn thêm thiếc để tăng công suất?

GIẢI ĐÁP:
Sau khi layout, bạn thêm một lớp Solder cho vùng bạn muốn làm lộ lớp đồng ra. Bạn có thể tìm hiểu thêm về cấu trúc PCB ở link sau.
https://pcbdesign819.wordpress.com/2025/03/02/819-003-structure-of-pcb/
Dưới đây là mô tả các bước để tạo lớp Solder trong Alitum.
B1. Layout lớp đồng mong muốn để hở ra, logo – tên công ty – Power line
B2. Thêm một Fill cho vùng muốn làm hở lớp đồng bằng lớp Solder
B3. View 3D kiểm tra lại

KẾT LUẬN:
Bản chất của PCB là gồm các lớp xếp đè lên nhau, để phục vụ việc thiết kế hiệu quả hơn thì việc tìm hiểu về cấu trúc PCB là rất cần thiết.

Từ đầu việc mở lớp Solder trên thiết kế thường với mục đích tạo các vùng để có thể hàn thêm thiếc tăng công suất cho line. Về sau việc mở Solder cũng hay được áp dụng vào việc tăng tính thẩm mỹ của bảng mạch.

Link các bài viết trên Wordpress: https://pcbdesign819.wordpress.com/hardware-knowledge/

19/10/2025

📰[819-QA03] || Mình có tạo BOM, nhưng khi muốn Cross linh kiện thì lại phải cập nhật dữ liệu trực tiếp từ file BOM hoặc sửa thiết kế vậy có cách nào khác không?

GIẢI ĐÁP:
Bạn có thể đã tạo Variants trong Altium và lúc xuất BOM thì chọn Variants phù hợp với dự án. Việc này giúp đồng bộ dữ liệu từ BOM – Bản thiết kế.
Ở đây, admin sẽ hướng dẫn các bước cơ bản để tạo và sử dụng Variants trong Altium.
1. Khởi tạo Variants.
- Vào Project/ Variants. Chọn Add Variants
- Lựa chọn cho phép Variants với Fabrication Output, Variants với Solder Paste.
2. Khai báo Variation Kind.
- Variation Kind: Fitted | Not Fitted | Alternate Part
- Fitted: Trạng thái linh kiện vẫn hàn bình thường (Mặc định khi tạo Variants)
- Not Fitted: Trạng thái linh kiện không cần hàn – khi export BOM thì sẽ không có linh kiện này, khi export file solder paste sẽ không có vị trí linh kiện này.
- Alternate Part: Thay thế linh kiện ban đầu bằng một linh kiện khác. Ở đây thường dùng thay thế linh kiện cùng footprint, với những linh kiện khác footprint cần chú ý thêm ở phần Layout.
3. Lựa chọn Variants và View.
Bước lựa chọn Variants và kiểm tra trên file Schematic, PCB trước khi xuất dữ liệu.
4. Export BOM từ Variants.

KẾT LUẬN:
Với những dự án chuyên nghiệp việc sử dụng Variants cho một dự án là bình thường, và đây là một tính năng rất hữu dụng trong việc đồng bộ dữ liệu, cập nhật dữ liệu từ dữ liệu gốc mà không phải thay đổi thiết kế.

Link các bài viết trên Wordpress: https://pcbdesign819.wordpress.com/hardware-knowledge/

09/10/2025

📰[819-QA02] || Mình có dữ liệu Ge**er file từ Altium và muốn hỏi làm thế nào để chuyển nó về định dạng file PCB để có thể thao tác và kiểm tra thiết kế trên Altium?

GIẢI ĐÁP:
File Ge**er từ Alitum hay bất cứ phần mềm nào sẽ là file thuộc định dạng CAM, nếu muốn kiểm tra một cách chuyên nghiệp chúng ta có thể mở các file này trên phần mềm CAM 350 đây cũng là phần mềm mà các nhà sản xuất sử dụng để xử lý dữ liệu Ge**er của các nhà thiết kế.
Ở đây, admin sẽ hướng dẫn các bước cơ bản để tạo file PCB từ dữ liệu Ge**er (chỉ đối với dữ liệu được export phần mềm Altium, với các phần mềm khác thì cần lưu ý về việc define dữ liệu cho các layer)
B1: Open CAM document
B2: Import the Ge**er file
B3: Define the type of Layer
B4: Import the Drill file
B5: Extract Netlist
B6: Export PCB file
//Chi tiết các bước theo hình ảnh.

KẾT LUẬN:
Nếu phải kiểm tra dữ liệu từ file Ge**er thì chúng ta có thể sử dụng cách này để tạo file PCB từ Ge**er, nhưng nếu bắt buộc đọc dữ liệu chính xác hơn thì tôi đề xuất bạn nên dùng CAM 350 cho việc này.

Link các bài viết trên Wordpress: https://pcbdesign819.wordpress.com/hardware-knowledge/

27/09/2025

📰[819-QA01] || Mình xuất dữ liệu từ PnP từ file PCB nhưng tọa độ linh kiện từ file PnP tạo ra lại không giống với tọa độ trên file PCB. Nguyên nhân là gì và nó có ảnh hưởng tới file tọa độ cho SMT?

GIẢI ĐÁP:
1. Tọa độ ở file PnP sẽ là tọa độ chính xác được phần mềm xác định từ tâm của linh kiện. Vậy nên có thể yên tâm là file PnP xuất từ file PCB để phục vụ cho SMT sẽ không sai.

2. Việc không đồng nhất tọa độ ở đây là do tọa độ gốc của foot print trong thư viện đang không đặt ở tâm linh kiện.

3. Cách để kiểm tra tọa độ gốc của foot print các linh kiện có đúng tâm hay không, các bạn có Enable “Component Reference Point” trong chế độ View.

KẾT LUẬN:
📌Việc thiết kế thư viện nếu không đặt gốc tọa độ của foot print ở tâm linh kiện có thể dẫn tới việc tọa độ trên file PCB sẽ không chuẩn có thể gây ra sai sót trong việc thiết kế. Vậy nên chúng ta nên đồng nhất và xây dựng thư viện với tọa độ là tâm của linh kiện.

📌File PnP từ Altium sẽ luôn lấy với tọa độ tâm linh kiện, vậy nên không cần quá lo lắng việc tọa độ không đồng nhất này.

Link bài viết trên Wordpress: https://pcbdesign819.wordpress.com/2025/09/27/819-qa01/

07/04/2025

📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎𝟖] || [𝐍𝐡𝐮̛̃𝐧𝐠 𝐥𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́ 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐞]
*[English below]

---------------
📌[𝟏] – 𝐊𝐡𝐚́𝐢 𝐧𝐢𝐞̣̂𝐦
---------------

Conductive - lớp dẫn điện đặc trưng cho tính dẫn truyền tín hiệu điện của PCB. Là lớp thể hiện vật liệu, thiết kế cho các đường dây, pad linh kiện, nếu coi các đường dây là mạch máu thì loại conductive sẽ thể hiện nhóm máu của tấm PCB mà bạn đang thiết kế.

Bản chất của conductive sẽ là lõi đồng ở lớp trong cùng, và chúng sẽ thường được mạ thêm các lớp khác để bảo vệ và nâng cao khả năng truyền dẫn, hiệu suất của một PCB.
Hình 1. Khái niệm về Conductive

---------------
📌[𝟐] – 𝐂𝐚́𝐜 𝐭𝐡𝐚𝐦 𝐬𝐨̂́ 𝐜𝐡𝐢́𝐧𝐡 𝐜𝐮̉𝐚 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐞
---------------

Conductive là thành phần truyền tải tín hiệu – điện, nguồn điện trên mạch, do đó các tham số của nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới việc thiết kế và hiệu quả của mạch. Dưới đây tôi xin giới thiệu một vài tham số chính của conductive
Hình 2. Các tham số chính của Conductive

• Đ𝐨̣̂ 𝐝𝐚̂̃𝐧 đ𝐢𝐞̣̂𝐧
- Đơn vị: S/m (Siemens trên mét)
- Mô tả: Khả năng cho dòng điện đi qua vật liệu.
- Đồng (Copper) có độ dẫn điện rất cao:
σcopper ≈ 5.8×107 S/m
- Ảnh hưởng: Độ dẫn điện cao giúp giảm điện trở → ít tổn hao năng lượng → phù hợp cho tín hiệu tần số cao hoặc dòng lớn.
Hình 3. Tham số Độ dẫn điện

• Đ𝐨̣̂ 𝐱𝐮𝐲𝐞̂𝐧 𝐬𝐚̂𝐮
- Ở tần số cao (RF, GHz), dòng điện không đi toàn bộ tiết diện mà chỉ "bò" trên bề mặt lớp đồng → hiệu ứng bề mặt (skin effect).
- Công thức tính theo hình ảnh
- Tần số càng cao → độ sâu càng nhỏ → điện trở hiệu dụng tăng → tổn hao nhiều hơn.
Hình 4. Tham số độ xuyên sâu

• Đ𝐨̣̂ 𝐧𝐡𝐚́𝐦 𝐛𝐞̂̀ 𝐦𝐚̣̆𝐭 đ𝐨̂̀𝐧𝐠
- Lớp đồng trên PCB thường không phẳng hoàn hảo → có độ nhám nhất định.
- Ở tần số cao, độ nhám làm tăng điện trở bề mặt → tăng tổn hao → ảnh hưởng đến tín hiệu.
- Đơn vị đo: micron (μm)
- Xử lý: Dùng low-profile copper (VLP, HVLP) để giảm nhiễu và tổn hao.
Hình 5. Tham số độ nhám bề mặt

• Đ𝐨̣̂ 𝐝𝐚̀𝐲 𝐥𝐨̛́𝐩 đ𝐨̂̀𝐧𝐠
- Độ dày ảnh hưởng đến khả năng dẫn dòng và điện trở.
- Một số độ dày phổ biến:
0.5 oz/ft² ≈ 17.5 μm
1 oz/ft² ≈ 35 μm
2 oz/ft² ≈ 70 μm
- Trong dòng cao hoặc tần số thấp → cần lớp đồng dày.
- Trong RF → cần kiểm soát kỹ trở kháng, nên lớp đồng mỏng và đồng đều.
Hình 6. Tham số độ dày lớp đồng

• Đ𝐢𝐞̣̂𝐧 𝐭𝐫𝐨̛̉ đ𝐮̛𝐨̛̀𝐧𝐠 𝐦𝐚̣𝐜𝐡
- Phụ thuộc vào độ dài, chiều rộng, và độ dày của trace đồng.
- Công thức ước tính: R=ρ*L/A
Trong đó:
ρ: điện trở suất (đồng: ≈1.68×10−8 Ω⋅m)
L: chiều dài trace (m)
A: tiết diện trace (m2)
Hình 7. Tham số điện trở đường mạch

---------------
📌[𝟑] – 𝐂𝐚́𝐜 𝐥𝐨𝐚̣𝐢 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐞
---------------

Conductive được phân loại theo vật liệu phủ bề mặt: thường lớp đồng sẽ được mạ thiếc (có chì – không chì), một số mạch với yêu cầu cao hơn về độ truyền dẫn thì lớp Conductive sẽ được phủ thêm các lớp Bạc hoặc Vàng.

𝐇𝐀𝐒𝐋 (𝐇𝐨𝐭 𝐀𝐢𝐫 𝐒𝐨𝐥𝐝𝐞𝐫 𝐋𝐞𝐯𝐞𝐥𝐢𝐧𝐠)
• Mô tả: Mạ thiếc nóng, lớp thiếc được cân bằng bằng khí nóng.
• Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ gia công, phổ biến.
• Nhược điểm: Dễ bị oxy hóa, không thích hợp cho tín hiệu tốc độ cao.
• Ứng dụng: PCB tiêu chuẩn, mạch công suất.

𝐄𝐍𝐈𝐆 (𝐄𝐥𝐞𝐜𝐭𝐫𝐨𝐥𝐞𝐬𝐬 𝐍𝐢𝐜𝐤𝐞𝐥 𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐆𝐨𝐥𝐝)
• Mô tả: Mạ niken và vàng không dòng điện.
• Ưu điểm: Chống oxy hóa, chất lượng cao, phù hợp cho các kết nối và hàn.
• Nhược điểm: Chi phí cao hơn HASL.
• Ứng dụng: PCB cao cấp, RF, các kết nối chính xác, quân sự, y tế.

𝐎𝐒𝐏 (𝐎𝐫𝐠𝐚𝐧𝐢𝐜 𝐒𝐨𝐥𝐝𝐞𝐫𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐲 𝐏𝐫𝐞𝐬𝐞𝐫𝐯𝐚𝐭𝐢𝐯𝐞)
• Mô tả: Lớp phủ hữu cơ bảo vệ bề mặt đồng, bảo vệ khỏi oxy hóa.
• Ưu điểm: Chi phí thấp, dễ hàn, bảo vệ lâu dài.
• Nhược điểm: Khả năng chống mài mòn thấp, không bảo vệ quá tốt cho PCB lâu dài.
• Ứng dụng: PCB giá rẻ, mạch tiêu chuẩn.

𝐈𝐦𝐀𝐠 (𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐒𝐢𝐥𝐯𝐞𝐫)
• Mô tả: Mạ bạc không dòng điện.
• Ưu điểm: Tốt cho tín hiệu tốc độ cao, dễ hàn.
• Nhược điểm: Dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với không khí.
• Ứng dụng: PCB tốc độ cao, RF, mạch đòi hỏi độ chính xác cao.

𝐈𝐦𝐒𝐧 (𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐓𝐢𝐧)
• Mô tả: Mạ thiếc không dòng điện.
• Ưu điểm: Tốt cho việc hàn, dễ dàng bảo vệ trong quá trình vận chuyển.
• Nhược điểm: Dễ oxy hóa, không phù hợp cho các ứng dụng tần số cao.
• Ứng dụng: PCB tiêu chuẩn, mạch điện tử giá rẻ.

Hình 8. Bảng các loại lớp Conductive thông dụng

---------------
📌[𝟒] – 𝐋𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́
---------------

Khi thiết kế Conductive sẽ có rất nhiều thông số cần quan tâm, nhưng với nội dung ở bài viết này chúng tôi sẽ chỉ đưa ra một số lưu ý, đề xuất cơ bản khi thiết kế PCB Conductive:

– Loại Conductive:
Việc lựa chọn loại Conductive sẽ phải cân nhắc ứng dụng, kỹ thuật và chi phí cho thiết kế. Vì giá thành khi sử dụng loại Conductive đặc biệt như ENIG sẽ đắt hơn rất nhiều so với các loại thông dụng như HASL.
- Mạch RF: ENIG
- Mạch Digital, I/O thông dụng: HASL (Lead-free)

– Độ dày Conductive:
Cũng giống loại Conductive việc sản xuất ra loại PCB với độ dày Conductive lớn hơn hoặc mỏng hơn cũng sẽ khó khăn hơn và sẽ thay đổi về chi phí sản xuất. Do đó cần cân nhắc khi thiết kế độ dày conductive.
- Mạch số, I/O thông dụng: 0.5 – 1oz/ layer
- Mạch nguồn, mạch công suất: 2 – 3 oz/ layer

Hình 9. Bảng so sánh giữa các loại conductive

Vừa rồi là các điểm lưu ý cơ bản khi thiết kế Conductive, các nội dung khác liên quan tới conductive như thiết kế trace, pad, diffpair, impedance chúng tôi sẽ giới thiệu thêm trong một chủ đề khác.

Xin cảm ơn các bạn đã theo dõi và hẹn gặp lại ở chủ đề tiếp theo.

---------------------------------------------------------------------

📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎𝟖] || [𝐂𝐨𝐧𝐬𝐢𝐝𝐞𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢ng 𝐃𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧]

---------------
📌[𝟏] - 𝐍𝐨𝐭𝐢𝐨𝐧
---------------

Conductive – the electrically conductive layer that characterizes a PCB's ability to transmit electrical signals.
This layer defines the materials and design for traces and component pads. If traces are considered the veins of the PCB, then the conductive layer represents its "blood type."

The core of the conductive layer is copper, and it is typically plated with additional layers for protection and to enhance signal transmission performance and overall PCB efficiency.
Figure 1. Concept of Conductive

---------------
📌[𝟐] - 𝐌𝐚𝐢𝐧 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐦𝐞𝐭𝐞𝐫𝐬 𝐨𝐟 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐞
---------------

Conductive layers carry signals and power through the PCB. Therefore, their properties directly impact both design and circuit performance. Below are several important parameters of the conductive layer:
Figure 2. Key Parameters of Conductive

• 𝐄𝐥𝐞𝐜𝐭𝐫𝐢𝐜𝐚𝐥 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐢𝐭𝐲
- Unit: S/m (Siemens per meter)
- Description: The ability of a material to allow the flow of electric current.
- Copper has very high conductivity:
σcopper ≈ 5.8×10⁷ S/m
- Impact: High conductivity reduces resistance → less power loss → suitable for high-frequency signals or large currents.
Figure 3. Electrical Conductivity Parameter

• 𝐒𝐤𝐢𝐧 𝐃𝐞𝐩𝐭𝐡
- At high frequencies (RF, GHz), current doesn’t flow through the entire cross-section but only on the surface of the copper layer – known as the skin effect.
- Calculation shown in the illustration.
- Higher frequency → shallower depth → increased effective resistance → more signal loss.
Figure 4. Skin Depth Parameter

• 𝐂𝐨𝐩𝐩𝐞𝐫 𝐒𝐮𝐫𝐟𝐚𝐜𝐞 𝐑𝐨𝐮𝐠𝐡𝐧𝐞𝐬𝐬
- Copper layers on PCBs are not perfectly flat – there is some degree of surface roughness.
- At high frequencies, surface roughness increases surface resistance → more loss → affects signal integrity.
- Unit: microns (μm)
- Solution: Use low-profile copper (VLP, HVLP) to reduce noise and signal loss.
Figure 5. Surface Roughness Parameter

• 𝐂𝐨𝐩𝐩𝐞𝐫 𝐓𝐡𝐢𝐜𝐤𝐧𝐞𝐬𝐬
- Thickness affects current-carrying capacity and resistance.
- Common thicknesses:
0.5 oz/ft² ≈ 17.5 μm
1 oz/ft² ≈ 35 μm
2 oz/ft² ≈ 70 μm
- For high-current or low-frequency circuits → thicker copper layers.
- For RF circuits → impedance control is key, so thinner and more uniform copper is preferred.
Figure 6. Copper Thickness Parameter

• 𝐓𝐫𝐚𝐜𝐞 𝐑𝐞𝐬𝐢𝐬𝐭𝐚𝐧𝐜𝐞
- Depends on the trace’s length, width, and thickness.
- Estimated using: R = ρ × L / A
Where:
ρ = resistivity (copper ≈ 1.68×10⁻⁸ Ω⋅m)
L = trace length (m)
A = cross-sectional area of trace (m²)
Figure 7. Trace Resistance Parameter

---------------
📌[𝟑] - 𝐓𝐲𝐩𝐞𝐬 𝐨𝐟 𝐂𝐨𝐧𝐝𝐮𝐜𝐭𝐢𝐯𝐞 𝐅𝐢𝐧𝐢𝐬𝐡𝐞𝐬
---------------

Conductive types are classified by surface finish materials. Typically, copper is coated with tin (lead or lead-free). For higher performance, conductive layers may be coated with silver or gold.

𝐇𝐀𝐒𝐋 (𝐇𝐨𝐭 𝐀𝐢𝐫 𝐒𝐨𝐥𝐝𝐞𝐫 𝐋𝐞𝐯𝐞𝐥𝐢𝐧𝐠)
• Description: Hot tin coating, leveled with hot air.
• Advantages: Low cost, easy to process, widely used.
• Disadvantages: Prone to oxidation, not suitable for high-speed signals.
• Application: Standard PCBs, power circuits.

𝐄𝐍𝐈𝐆 (𝐄𝐥𝐞𝐜𝐭𝐫𝐨𝐥𝐞𝐬𝐬 𝐍𝐢𝐜𝐤𝐞𝐥 𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐆𝐨𝐥𝐝)
• Description: Electroless plating of nickel and gold.
• Advantages: Anti-oxidation, high quality, ideal for precision connections and soldering.
• Disadvantages: More expensive than HASL.
• Application: High-end PCBs, RF, precision connectors, military, medical.

𝐎𝐒𝐏 (𝐎𝐫𝐠𝐚𝐧𝐢𝐜 𝐒𝐨𝐥𝐝𝐞𝐫𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐲 𝐏𝐫𝐞𝐬𝐞𝐫𝐯𝐚𝐭𝐢𝐯𝐞)
• Description: Organic coating to protect copper from oxidation.
• Advantages: Low cost, solder-friendly, long-term protection.
• Disadvantages: Less wear-resistant, not ideal for long-term durability.
• Application: Low-cost PCBs, standard circuits.

𝐈𝐦𝐀𝐠 (𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐒𝐢𝐥𝐯𝐞𝐫)
• Description: Electroless silver plating.
• Advantages: Excellent for high-speed signals, easy to solder.
• Disadvantages: Susceptible to oxidation in air.
• Application: High-speed PCBs, RF, precision circuits.

𝐈𝐦𝐒𝐧 (𝐈𝐦𝐦𝐞𝐫𝐬𝐢𝐨𝐧 𝐓𝐢𝐧)
• Description: Electroless tin plating.
• Advantages: Good for soldering, protects well during transport.
• Disadvantages: Easily oxidized, not suitable for high-frequency applications.
• Application: Standard PCBs, low-cost electronics.
Figure 8. Common Conductive Surface Finishes

---------------
📌[𝟒] - 𝐍𝐨𝐭𝐞𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐝𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧𝐢𝐧𝐠
---------------

There are many parameters to consider when designing conductive layers. Below are a few key suggestions for PCB conductive design:

– Type of Conductive:
The choice of conductive type depends on application, manufacturing techniques, and budget. Using high-end finishes like ENIG can be significantly more expensive than standard ones like HASL.
• RF Circuits: ENIG
• General Digital & I/O Circuits: Lead-Free HASL

– Conductive Thickness:
Just like the conductive type, producing PCBs with thicker or thinner copper layers affects manufacturability and cost. Choose copper thickness according to your circuit's needs.
• Digital/I/O Circuits: 0.5 – 1 oz/layer
• Power Circuits: 2 – 3 oz/layer
Figure 9. Comparison Table of Conductive Types

The above are some basic points to consider when designing conductive layers. Additional topics such as trace design, pads, differential pairs, and impedance will be introduced in a separate article.

Thank you for reading, and see you in the next topic!

06/04/2025

A miniature world where every trace tells a story. When engineering becomes art, you get the PCB Design 819

26/03/2025

08/09/2024

📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎7] || [𝐍𝐡𝐮̛̃𝐧𝐠 𝐥𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́ 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞]
*[English below]

---------------
📌[𝟏] – 𝐊𝐡𝐚́𝐢 𝐧𝐢𝐞̣̂𝐦
---------------

Substrate lớp vật liệu ngăn cách giữa các lớp Cooper trong một Layer Stack và chúng cũng đại diện cho loại vật liệu của một bảng mạch. Ví dụ như: PCB loại FR4, Aluminum PCB, …

Hình 1. Khái niệm về Substrate

---------------
📌[𝟐] – 𝐂𝐚́𝐜 𝐭𝐡𝐚𝐦 𝐬𝐨̂́ 𝐜𝐡𝐢́𝐧𝐡 𝐜𝐮̉𝐚 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞
---------------

Substrate được xem là thành phần vật lý cơ bản cấu thành nên một PCB, chúng được đặc trưng bởi các tính chất của chính vật liệu đó như tính cơ khí, tính điện, tính nhiệt, tính đàn hồi, tính chịu hóa chất và tính độ bền nhiệt. Các tính chất đó được mô tả cụ thể như sau:

•Tính cơ khí: Đây là khả năng của vật liệu để chịu lực, chịu va đập và không bị biến dạng quá mức trong quá trình sử dụng.

•𝐓𝐢́𝐧𝐡 đ𝐢𝐞̣̂𝐧: là khả năng cách điện và dẫn điện của một vật liệu. Substrate trên PCB phải có khả năng cách điện tốt để tránh xảy ra sự cắt hoặc ngắt nhiễu điện từ giữa các đường dẫn.

•𝐓𝐢́𝐧𝐡 𝐧𝐡𝐢𝐞̣̂𝐭: Substrate cần có khả năng tản nhiệt tốt, đặc biệt là trong các ứng dụng yêu cầu tản nhiệt hiệu quả như trong công nghiệp, điện tử công suất cao, hoặc các ứng dụng có nhiệt độ môi trường cao.

•𝐓𝐢́𝐧𝐡 đ𝐚̀𝐧 𝐡𝐨̂̀𝐢: Trong các trường hợp cần uốn cong PCB (như trong Flex PCB) Substrate cần có tính linh hoạt và đàn hồi tốt để không bị gãy hoặc biến dạng quá mức.

•𝐓𝐢́𝐧𝐡 𝐜𝐡𝐢̣𝐮 𝐡𝐨́𝐚 𝐜𝐡𝐚̂́𝐭: Đặc trưng này quan trọng trong môi trường ứng dụng có chất lỏng hoặc hóa chất, nới substrate càn chịu được tác động của chất ăn mòn hoặc hóa chất.

•𝐓𝐢́𝐧𝐡 đ𝐨̣̂ 𝐛𝐞̂̀𝐧 𝐧𝐡𝐢𝐞̣̂𝐭: Là khả năng của substrate để chịu được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng, hỏng hóc hoặc mất tính chất cơ học. Điều này quan trọng trong quá trình gia công và hàn mạch điện tử.

Hình 2. Các tham số chính tương ứng với các đặc trưng của Substrate

---------------
📌[𝟑] – 𝐂𝐚́𝐜 𝐥𝐨𝐚̣𝐢 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞
---------------

Các loại vật liệu cơ bản của Substrate thường được nhắc tới trong ngành PCB, có thể kể là: FR4, Polyimide (PI), Metal Core (Aluminum/Copper), Roger Materials, Ceramic Substrate, PTFE (Polytetrafluoroethylene).

Hình 3. Mô tả các loại Substrate (1)
Hình 4. Mô tả các loại Substrate (2)
Hình 5. Mô tả các loại Substrate (3)

---------------
📌[𝟒] – 𝐋𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́
---------------

Việc lựa chọn loại Substrate hoàn toàn cần dựa trên ứng dụng của sản phẩm, cụ thể:
- Với các ứng dụng thông thường: FR4
- Ứng dụng các mạch công suất, mạch LED: Metal Core
- Ứng dụng linh hoạt, uống cong: Polyimide
- Các ứng dụng đặc biệt về highspeed và RF: Roger Material , PTFE

Vừa rồi là một vài lưu ý cho việc lựa chọn Substrate, hy vọng chúng sẽ có ích với các bạn trong hành trình thiết kế mạch điện tử.

Hẹn gặp lại các bạn vào bài viết sau!

---------------------------------------------------------------------

📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎𝟕] || [𝐂𝐨𝐧𝐬𝐢𝐝𝐞𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞 𝐃𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧]

---------------
📌[𝟏] - 𝐍𝐨𝐭𝐢𝐨𝐧
---------------

Substrate is the material layer that separates the Cooper layers in a Layer Stack and they also represent the material type of a circuit board. For example: FR4 PCB, Aluminum PCB, …

Figure 1. Concept of Substrate

---------------
📌[𝟐] - 𝐌𝐚𝐢𝐧 𝐩𝐚𝐫𝐚𝐦𝐞𝐭𝐞𝐫𝐬 𝐨𝐟 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞
---------------

Substrate is considered the basic physical component that makes up a PCB, they are characterized by the properties of the material itself such as mechanical properties, electrical propertiesm, themal properties, elasticity, chemical resistance and thermal stability. Those properties are specifically described as follows:

•𝐌𝐞𝐜𝐡𝐚𝐧𝐢𝐜𝐚𝐥 𝐩𝐫𝐨𝐩𝐞𝐫𝐭𝐢𝐞𝐬: This is the ability of the material to withstand force, impact and not be deformed excessively during use.

•𝐄𝐥𝐞𝐜𝐭𝐫𝐢𝐜𝐚𝐥 𝐩𝐫𝐨𝐩𝐞𝐫𝐭𝐢𝐞𝐬: Is the ability of the material to insulate and conduct electricity. Substrate on the PCB must have good insluation to avoid cutting or disconnecting electromagnetic interference between the lines.

•𝐓𝐡𝐞𝐫𝐦𝐚𝐥 𝐩𝐫𝐨𝐩𝐞𝐫𝐭𝐢𝐞𝐬: Substrate needs to have good heat disipation capacity, especially in applications that require effective heat dissipation such as in industry, high-power electronics, or applications with high ambient temperatures.

•𝐅𝐥𝐞𝐱𝐢𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐲: In case where the PCB needs to be bent (such as in Flex PCB), the Substrate needs to be flexible and resilient to avoid breaking or excessive deformation.

•𝐂𝐡𝐞𝐦𝐢𝐜𝐚𝐥 𝐫𝐞𝐬𝐢𝐬𝐭𝐚𝐧𝐜𝐞: This characteristic is important in applicaion enviroments with liquids or chemicals, where the substrate needs to withstand the effects of corrosive or chemical substances.

•𝐓𝐡𝐞𝐫𝐦𝐚𝐥 𝐬𝐭𝐚𝐛𝐢𝐥𝐢𝐭𝐲: This is the ability of the substrate to withstand high temperatures without deformation, damage or loss of machenical properties. This is important in the process of machining and soldering electronic circuits.

Firgure 2. Main parameters corresponding to the characteristics of the Substrate

---------------
📌[𝟑] - 𝐓𝐲𝐩𝐞𝐬 𝐨𝐟 𝐒𝐮𝐛𝐬𝐭𝐫𝐚𝐭𝐞
---------------

The basic materials of Substrate often mentioned in the PCB industry include FR4, Polyimide (PI), Metal Core (Aluminum/ Copper), Roger Materials, Ceramic Substrate, PTFE (Polytertrafluoroethylene).

Figure 3. Description of Substrate types (1)
Figure 4. Description of Substrate types (2)
Figure 5. Description of Substrate types (3)

---------------
📌[𝟒] - 𝐍𝐨𝐭𝐞𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐝𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧𝐢𝐧𝐠
---------------

The choice of the Substrate type must be based entirely on the application of the product, specifically:
- For common applications: FR4
- Applications of power circuits, LED circuits: Metal Core
- Flexible, bendable applications: Polyimide
- Special applications of highspeed and RF: Roger Material, PTFE

The above are some notes for choosing Substrate, hopefully they will be useful to you in your journey of designing electronic circuit.

See you the next post!

05/08/2024

📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎𝟔] || [𝐍𝐡𝐮̛̃𝐧𝐠 𝐥𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́ 𝐕𝐢𝐚]
*[English below]

---------------
📌[𝟏] – 𝐊𝐡𝐚́𝐢 𝐧𝐢𝐞̣̂𝐦
---------------
Via - là một thành phần quan trọng trong một thiết kế mạch điện tử, bản chất của via là một đường dây dẫn, giúp kết nối đường dây từ lớp đồng này đến lớp đồng khác.

Đặc trưng của via là dạng lỗ được phủ kín, hoặc mạ bởi lớp đồng và các vật liệu dẫn khác.

Dựa vào khái niệm và sự đặc trưng của Via, thì ở phần tiếp theo chúng ta sẽ cùng tìm hiểu xem Via được chia làm bao nhiêu loại và đặc trưng của chúng là gì?

---------------
📌[𝟐] – 𝐏𝐡𝐚̂𝐧 𝐥𝐨𝐚̣𝐢 𝐕𝐢𝐚
---------------
Dựa trên đặc trưng thì Via được chia làm rất nhiều loại, nhưng 3 loại cơ bản và được không ít nhà thiết kế biết tới, chúng lần lượt là: 𝐓𝐡𝐫𝐨𝐮𝐠𝐡 𝐇𝐨𝐥𝐞 𝐕𝐢𝐚 – 𝐁𝐥𝐢𝐧𝐝 𝐕𝐢𝐚 – 𝐁𝐮𝐫𝐫𝐢𝐞𝐝 𝐕𝐢𝐚. Sau đây chúng tôi xin giới thiệu về chúng.

● 𝐓𝐡𝐫𝐨𝐮𝐠𝐡 𝐇𝐨𝐥𝐞 𝐕𝐢𝐚 – Via xuyên lỗ, là loại Via xuyên từ lớp trên cùng tới lớp cuối cùng của một PCB.

● 𝐁𝐥𝐢𝐧𝐝 𝐕𝐢𝐚 - Via mù, là loại Via với một đầu là ở một trong 2 lớp trên cùng – dưới cùng của PCB, trong khi đầu còn lại sẽ nằm trong các lớp bên trong PCB.
Hiểu theo đơn giản, với đặc trưng của via là dạng lỗ, thì Via mù là loại via mà ta chỉ nhìn thấy một bên lỗ via và không thể nhìn xuyên qua lỗ.

● 𝐁𝐮𝐫𝐫𝐢𝐞𝐝 𝐕𝐢𝐚 – Via chôn, là loại Via với đặc trưng nằm bên trong các layer của PCB, hay như chính tên gọi, chúng được chôn bên trong PCB, với 2 đầu của Via sẽ không có đầu nào nằm ở lớp trên cùng hoặc dưới cùng của PCB.

Đối với PCB 2 lớp thì ta sẽ chỉ có thể sử dụng Through Hole Via, còn Blind Via và Burried Via sẽ chỉ xuất hiện ở trong các loại PCB nhiều lớp. (4 layers, 6 layers, 12 layers, …)

Và chính những đặc trưng khác nhau nên chúng cũng sẽ được sử dụng với mục đích khác nhau trong các bản thiết kế. Nhưng kỹ thuật để tạo ra các via như vậy cũng sẽ có sự khác biệt về độ khó, từ đó làm xuất hiện sự chênh lệch về giá thành khi sử dụng chúng trong các bản thiết kế.

Nên nếu có thể, thì với các bản thiết kế mạch nhiều lớp, chúng tôi khuyên các bạn nên nâng thêm Layer hoặc mở rộng Board và sử dụng Through Hole Via thay vì sử dụng Blind Via và Burried Via.

Blind Via và Burried Via đã có giá thành cao là như vậy, nhưng chúng chưa phải những loại Via đắt nhất và khó làm nhất. Có thể kể đến: 𝐌𝐢𝐜𝐫𝐨 𝐕𝐢𝐚, 𝐒𝐭𝐚𝐜𝐤𝐮𝐩 𝐕𝐢𝐚, 𝐕𝐢𝐚 – 𝐢𝐧 – 𝐏𝐚𝐝.

𝐶𝑢̣ 𝑡ℎ𝑒̂̉ 𝑣𝑒̂̀ 𝑐ℎ𝑢́𝑛𝑔 𝑣𝑎̀ 𝑛ℎ𝑢̛ 𝑛𝑎̀𝑜, 𝑐ℎ𝑢́𝑛𝑔 𝑡𝑜̂𝑖 𝑥𝑖𝑛 𝑝ℎ𝑒́𝑝 𝑠𝑒̃ 𝑐𝑎̣̂𝑝 𝑛ℎ𝑎̣̂𝑡 𝑜̛̉ 𝑚𝑜̣̂𝑡 𝑏𝑎̀𝑖 𝑣𝑖𝑒̂́𝑡 𝑘ℎ𝑎́𝑐.

---------------
📌[𝟑] – 𝐍𝐡𝐮̛̃𝐧𝐠 𝐥𝐮̛𝐮 𝐲́ 𝐤𝐡𝐢 𝐭𝐡𝐢𝐞̂́𝐭 𝐤𝐞̂́
---------------
Dựa trên kinh nghiệm của bản thân, chúng tôi xin đưa ra một vài lưu ý dựa trên góc nhìn, quan điểm cá nhân cho các PCB designer khi làm việc và thiết kế Via.

● - 1) Lưu ý về capacity của nhà sản xuất.
Trước khi bắt đầu thiết kế, hãy tìm hiểu về capacity của nhà sản xuất để biết được loại via mà mình thiết kế, có phù hợp và nhà sản xuất có thể đáp ứng được không.

Đã từng có lần vì không tính toán nên sau khi thiết kế và gửi cho nhà sản xuất thì chúng tôi nhận lại được kết quả là kích thước via vượt quá capacity của họ và để sản xuất không bị chậm chễ, hay gián đoạn chúng tôi đã phải thay đổi nhà sản xuất và phải trả thêm chi phí cho điều đó.

● - 2) Lưu ý về công suất.
Bản chất via cũng là một thành phần dẫn điện, nên ngoài việc truyền tín hiệu, Via cũng phải đáp ứng được công suất theo các yêu cầu của một bản thiết kế.

Nhưng việc sử dụng các lỗ Via lớn để tăng công suất sẽ chỉ đến được một giới hạn, vì khi lỗ via lớn sẽ gây lãng phí mất nhiều diện tích trên mạch. Do đó chúng ta có thể sử dụng nhiều lỗ Via để đảm bảo đáp ứng được công suất của mạch.

● - 3) Lưu ý về vị trí đặt Via.
Vị trí đặt Via quan trọng trong việc gia công bảng mạch, do đó Via thường được đặt tránh các vị trí Pad dán.

Với bản chất của Via là ống thông từ lớp này đến lớp khác, nên nếu khi đặt Via vào các vị trí Pad dán, thì khi gia công mạch, sau quá trình reflow, lượng thiếc trên các Pad có via sẽ không được đầy so với các Pad không có via. Và điều này vô tình làm cho các linh kiện không đủ thiếc kết nối tới từ Pad tới chân linh kiện, đặc biệt với các chân BGA khi mà bạn sẽ chả thể nhìn thấy được kết nối thiếc giữa chân linh kiện và Pad dán của nó.

● - 4) Lưu ý về loại Via.
Việc lựa chọn loại Via phù hợp với thiết kế, sẽ giúp tối ưu được chi phí khi sản xuất.

Ví dụ, khi bản thiết kế bản mạch 4 lớp và sử dụng Blind Via hoặc Burried Via cho các layer bên trong của mạch thì sẽ đắt hơn rất nhiều so với một bảng mạch gồm 6 lớp và chỉ sử dụng Through Hole Via. Do đó, nếu không phải bắt buộc thì chúng tôi khuyến khích bạn không nên sử dụng các loại Via đặc biệt trong bản thiết kế của mình.

Vừa rồi là một vài lưu ý cho thiết kế Via, hy vọng chúng sẽ có ích với các bạn trong hành trình thiết kế mạch điện tử.

Hẹn gặp lại các bạn vào tuần sau!

---------------------------------------------------------------------
📰[𝟖𝟏𝟗-𝟎𝟎𝟔] || [𝐂𝐨𝐧𝐬𝐢𝐝𝐞𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐕𝐢𝐚 𝐃𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧]

---------------
📌[𝟏] - 𝐍𝐨𝐭𝐢𝐨𝐧
---------------
Via – is an important component in an electronic circuit design, the nature of via is a conductive line that helping to connect the line from one copper layer to another.

The characteristic of via is the hole shape covered, or plated by copper and other conductive materials.

Based on the concept and characteristics of Via in the next part we will learn how many types of Via are divided into and what are their characteristic?

---------------
📌[𝟐] – 𝐂𝐥𝐚𝐬𝐬𝐢𝐟𝐲
---------------
Based on the characteristics, Via is divided into many types, but the 3 basic types that are known to many designers are: 𝐓𝐡𝐫𝐨𝐮𝐠𝐡 𝐇𝐨𝐥𝐞 𝐕𝐢𝐚 – 𝐁𝐥𝐢𝐧𝐝 𝐕𝐢𝐚 – 𝐁𝐮𝐫𝐫𝐢𝐞𝐝 𝐕𝐢𝐚. Here we would like to introduce them.

● 𝐓𝐡𝐫𝐨𝐮𝐠𝐡 𝐇𝐨𝐥𝐞 𝐕𝐢𝐚 – is the type of Via that goes from the top layer to the last layer of a PCB.

● 𝐁𝐥𝐢𝐧𝐝 𝐕𝐢𝐚 – is the type of Via with one end in one of the Top – Bottom layers of PCB, while the other end will be in the layers inside the PCB.

Simply put, with the characteristic of via being in the form of a hole, a blind Via is the type of via that we can only see one side of the via via hole and cannot see through the hole.

● 𝐁𝐮𝐫𝐫𝐢𝐞𝐝 𝐕𝐢𝐚 – is the type of Via with the characteristic of being located inside the layers of the PCB, or as the name suggests, they are burried inside the PCB, with the 2 ends of the Via not having any ends located on the top or bottom layer of the PCB.

For 2 layer PCBs, we can only use Through Hole Via, while Blind Via and Burried Via will only appear in multi-layer PCBs. (4 layers, 6 layers, 12 layers, …)

And because of the different characteristic, they will also be used for different puposes in the designs. But technique to create such vias will also have a different in difficultly, thereby causing a different in cost when using them in the designs.

So if possible, for multi-layer circuit designs, we recommend that you add more Layers or expand the Board and use Through Hole Via instead of using Blind Via or Burried Via.

Blind Via and Burried Via are expensive, but they are not the most expensive and difficult to make Via. There are: 𝐌𝐢𝐜𝐫𝐨 𝐕𝐢𝐚, 𝐒𝐭𝐚𝐜𝐤𝐮𝐩 𝐕𝐢𝐚, 𝐕𝐢𝐚-𝐢𝐧-𝐏𝐚𝐝.

𝑆𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑙𝑙𝑦 𝑎𝑏𝑜𝑢𝑡 𝑡ℎ𝑒𝑚, 𝑤𝑒 𝑤𝑖𝑙𝑙 𝑢𝑝𝑑𝑎𝑡𝑒𝑑 𝑖𝑛 𝑎𝑛𝑜𝑡ℎ𝑒𝑟 𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑙𝑒.

---------------
📌[𝟑] – 𝐂𝐨𝐧𝐬𝐢𝐝𝐞𝐫𝐚𝐭𝐢𝐨𝐧𝐬 𝐰𝐡𝐞𝐧 𝐝𝐞𝐬𝐢𝐠𝐧𝐢𝐧𝐠
---------------
Based on our own experience, we would like to give some notes through our personal perspective for PCB designers when working and designing Via.

● - 1) Note the capacity of the manufacturer.
Before starting the design, find out about the capacity of the manufacturer to know if the type of via you are designing is suitable and the manufacturer afford to make it.

There was a time when we did not concern, so after designing and sending it to the manufacturer, we received the result that the via size exceeded their capacity and in order to avoid production delays or interruptions, we had to change manufactures and pay extra costs for that.

● - 2) Note the Power
The nature of the via is also a conductive component, so in addition to transmitting signals, the via must also afford the power requirements of a design. But using large Via holes to increase power will only reach to a limit, because when the via hole is large, it will waste a lot of area on the circuit. Therefore, we can use many Via hole to ensure that the power of the circuit is afforded.

● - 3) Note on Via placement
Via placement is important in circuit board processing, so Via is often placed away from Pad positions.

With the nature of via being a tube from one layer to another, if via is placed in Pad positions, when processing the circuit, after the reflow process, the amount of tin on the Pads with via will not be full compared to the Pads without via. And this inadvertently causes the components to not have enough tin to connect from the Pad to the component pin, especially with BGA pins when you will not be able to see the tin connection between the component pin and its Pad.

● - 4) Note on Via type
Choosing the right Via type for the design will help optimize production costs.

For example, a 4-layer PCB design using Blind Via or Burried Via for the inner layers of the circuit will be much more expensive than a 6-layer PCB using only Through Hole Via. Therefore, we encourage you not to use special Via types in your design unless it is required.

There are some notes on Via design, hope they will be useful to you in your journey of designing electronic circuit.

See you next week!