از بردهای مدار چاپی چه می دانید؟

PCB یا (بردهای مدار چاپی) یک صفحه مدار دی الکتریک نازک است .
ضخامت بردهای مدار چاپی معمولاً ۱٫۶ میلی متر است.
بردهای مدار چاپی (PCB) با استفاده از مسیرهای رسانا،پدها و سایر ویژگی های برد،از یک یا چند لایه ورق مس روکش شده تشکیل شده اند،بین لایه های ورق یک لایه غیر رسانا وجود دارد.
این نوع برد اجزای الکتریکی یا الکترونیکی را به صورت مکانیکی پشتیبانی و به همدیگر متصل می کند.
قطعات به طور کلی بر روی بردهای مدار چاپی PCB لحیم می شوند تا اتصال برقی داشته باشند و تجهیزات الکترونیکی را به صورت مکانیکی به همدیگر متصل کنند.

از برد های مدار چاپی برای ساده ترین محصولات الکترونیکی استفاده می شود.
آنها همچنین در برخی از محصولات الکتریکی مانند جعبه های سوئیچ غیر فعال استفاده می شوند.
بردهای مدار چاپی از کامپوزیت های پلاستیکی یا فایبرگلاس و رزین ساخته شده اند.
بیشتر پانل ها صاف و سفت و سخت هستند ، اما استفاده از مواد انعطاف پذیر باعث می شود تا آنها در مناطقی از شکل چرخش قرار بگیرند.

طراحی و ساخت برد های مدار چاپی:

گزینه های جایگزین PCB شامل بسته بندی سیم و ساخت نقطه به نقطه است ، هر دو زمانی محبوب بودند،اما اکنون به ندرت استفاده می شوند.
PCB ها برای ایجاد مدار نیاز به طراحی اضافی دارند اما ساخت و مونتاژ آن می تواند به صورت خودکار انجام شود.
نرم افزار الکترونیکی طراحی با کمک رایانه برای انجام بیشتر کارها و طراحی برد های مدار چاپی در دسترس است.

مدارهای تولیدی با PCB ارزان تر و سریعتر از سایر روش های سیم کشی هستند،زیرا اجزای سازنده آنها به راحتی سیم کشی می شوند.
تعداد زیادی برد مدار چاپی به طور همزمان ساخته می شوند .و اما طرح ها باید فقط یک بار انجام شوند.
همچنین می توانند به صورت دستی و در تعداد کم ساخته شوند.

PCB ها می توانند یک طرفه (متشکل از یک لایه از جنس مس ، دو طرفه (دو لایه مس در دو طرف یک لایه) یا چند لایه (لایه های بیرونی و داخلی مس ، متناوب با لایه های بستر) تشکیل شوند.
PCB های چند لایه دارای چگالی بیشتر و اتصالات اجزا را بهتر انجام می دهند.
افزایش محبوبیت PCB های چند لایه با بیش از دو و به ویژه با بیش از چهار برد مسی همزمان با استفاده از فناوری نصب سطحی باعث شده است. که اکثریت از این نوع برد مدار چایی استفاده کنند.
با این حال ، بردهای مدار چاپی چند لایه ، تحلیل و اصلاح میدانی مدارها را بسیار دشوارتر و معمولاً غیر عملی می کند.

مهمترین انواع بردهای مدار چاپی

کارتهای مدار چند لایه PCB یکی از انواع بردهای مدار چاپی می باشد:
بیش از یک لایه تشکیل شده است که هر یک شامل هادی های مس است که توسط رابط های Vias به هم متصل شده اند.
و از لایه های اضافی برای اتصالات لازم بین ترکیبات الکترونیکی پیچیده تر و توزیع بهتر خطوط تغذیه استفاده می شود.

کارت های PCB انعطاف پذیر نوع دیگری از بردهای مدار چاپی می باشد:
این نوع کارت ها به فناوری خاصی بستگی دارد که به طور گسترده ای در کاربردهایی مانند: لایه های نازک صفحه کلید استفاده می شود.
و این لایه ها حاوی ترکیبات الکترونیکی ، هادی های الکتریکی و کارت های مدار شکل های حیاتی مانند آنچه در دوربین ها است استفاده می شود.

تاریخچه ساخت کارت مدار

ساخت کارت مدار اولین بار توسط مورس مطرح شد.
با اختراع تلگراف،تلفن و رادیو و ورود آنها به عرصه زندگی روزمره،نیاز به اتصال این تجهیزات به وجود آمد و فناوری مدار چاپی به شکل ابتدایی خود ظاهر شد.
آلبرت هانسون ، یک آلمانی ساکن لندن ، در سال ۱۹۰۳ حق ثبت اختراع سیمهای چاپ شده را ثبت کرد.
اگرچه کارت مدار یا بردهای مدار چاپی واقعی نبود،اما روش وی تولید اشکال فلزی با برش یا چاپ و سپس چسباندن آنها بر روی کاغذ عایق امکان پذیر کرد.
بنابراین هانسون مدارهای خود را با استفاده از هادی ها در دو طرف عایق طراحی کرد .
و سوراخهایی اضافه کرد که به وی اجازه می داد هادی های بالا و پایین را به طور انتخابی متصل کند.
بنابراین ، تلاش ها با هم ترکیب شدند ، دانش و تجربه پیشرفت کردند ، تا اینکه فناوری های تولید کارت مدار یا بردهای مدار چاپی به وضعیت فعلی خود رسیدند.

موارد استفاده بردهای مدار چاپی الکترونیکی

تابلوهای مدار چاپی اساس مدارهای الکترونیکی هستند.
آنها در تمام محصولات الکترونیکی تجاری مورد استفاده قرار می گیرند.
بردهای مدار چاپی یا PCB تقریباً برای تمام دستگاههای الکترونیکی اسفاده میشود:

ساعت های الکترونیکی ، ماشین حساب ها ، رایانه های چند منظوره ،تبلت ها ، وسایل ارتباطی الکترونیکی ، سیستم های تسلیحاتی نظامی و …..استفاده میشود

لایه های برد های مدار چاپی:

یک برد مدار چاپی شامل یک لایه مسطح از مواد عایق و یک لایه فویل مس است که لایه لایه شده است.
قلم زنی شیمیایی مس را به خطوط رسانای جداگانه ای تقسیم می کند که مدارها ، پد ها برای اتصالات قرار گرفته است.
مجرا برای عبور اتصالات بین لایه های مس طرح شده است .
و ویژگی هایی مانند مناطق رسانای جامد برای محافظت الکترومغناطیسی یا اهداف دیگر تنظیم می شود.
مسیرها به صورت سیم هایی که در جای خود ثابت شده اند عمل می کنند و توسط هوا و مواد دیگر عایق بندی می شوند.
سطح یک PCB ممکن است دارای پوششی باشد که از مس در برابر خوردگی محافظت می کند.
و لحیم کاری احتمال اتصال یا تماس الکتریکی نامطلوب با سیم های برهنه راکاهش می دهد.

به دلیل عملکردی که لحیم دارد ، به این پوشش مقاومت در برابر لحیم کاری یا ماسک لحیم گفته می شود.
یک برد مدار چاپی می تواند چندین لایه مس داشته باشد. یک برد دو لایه دارای مس در هر دو طرف است.
تخته های چند لایه و لایه های اضافی مس همانند عایق عمل می کنند.
رسانا ها در لایه های مختلف با سوراخ هایی متصل می شوند که سوراخ هایی با روکش مس هستند.
و از طریق بستر عایق به عنوان تونل های الکتریکی عمل می کنند.

ویژگی های برد مدار چاپی:

مقاومت سوراخ کاری (سرب دار)

اولین PCB ها از فن آوری سوراخ کاری استفاده می کردند.
اجزای الکترونیکی از یک طرف از طریق لیدهایی سوراخهای یک طرف تخته وارد می شدند و از طرف دیگر روی مس قرار گرفته و به هم متصل می شدند.
و اینگونه نصب انجام می شد. تخته ها ممکن است یک طرفه باشند ، دارای یک مولفه بدون برد و اما تخته های دو طرفه جمع و جورتر هستند .
اجزا در هر دو طرف لحیم شده اند.
نصب افقی قسمتهای سوراخ با دو لید محوری (مانند مقاومت ، خازن و دیود) با خم شدن لبه ها ۹۰ درجه در همان جهت انجام شده و قرار دادن قطعه در برد انجام می شود.
سپس سرب ها را لحیم کرده و انتهای آن را مرتب می کنند. سرب ها ممکن است به صورت دستی یا توسط دستگاه لحیم کاری، لحیم شوند.

فناوری نصب سطحی

اجزای نصب سطحی شامل مقاومت ها ، ترانزیستورها و یک مدار مجتمع است.
فناوری Surface-Mount در دهه ۱۹۶۰ ظهور کرد ، در اوایل دهه ۱۹۸۰ به اوج خود رسید و تا اواسط دهه ۱۹۹۰ به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت.
قطعات به صورت مکانیکی طراحی شده اند تا دارای زبانه های فلزی کوچک یا درپوش انتهایی باشند این قطعات می توانند مستقیماً بر روی سطح برد مدار چاپی لحیم شوند .
به جای اینکه سیم از سوراخ عبور کند، قطعات بسیار کوچکتر شده و قرارگیری قطعات در هر دو طرف برد انجام می گیرد.
و سپس مجموعه PCB بسیار کوچکتر با تراکم مدار بسیار بالاتر ساخته شود.

نصب سطحی به خودی خود به خوبی به درجه بالایی از اتوماسیون رسیده و باعث کاهش هزینه های نیروی کار و افزایش میزان تولید در مقایسه با بردهای مدار سرب دار می شود.
قطعات الکترونیکی را می توان روی نوارهای حامل نصب کرد.
اجزای نصب سطح می تواند حدود یک چهارم تا یک دهم اندازه و وزن اجزای سرب باشد و اجزای غیرفعال بسیار ارزان تر هستند.

مواد تشکیل دهنده برد مدار چاپی:

PCB سازگار با RoHS

اتحادیه اروپا استفاده از سرب (در میان سایر فلزات سنگین) در کالاهای مصرفی ، بخش قانونگذاری به نام RoHS، را برای محدودیت مواد خطرناک منع می کند.
PCB های فروخته شده در اتحادیه اروپا باید با استاندارد RoHS مطابقت داشته باشند .
به این معنی که تمام مراحل تولید نباید شامل سرب باشد ، تمام لحیم مورد استفاده باید فاقد سرب باشد.
و تمام اجزای نصب شده روی صفحه باید فاقد سرب ، جیوه ، کادمیوم و سایر فلزات سنگین باشد.

لمینت:

لمینت با لایه های پارچه ای یا کاغذی تحت فشار و دما با رزین ترموست تولید می شود.
تا قطعه نهایی یکپارچه ای با ضخامت یکنواخت را تشکیل دهد. اندازه و طول می تواند تا ۴ در ۸ فوت (۱٫۲ در ۲٫۴ متر) باشد.
از بافت های مختلف پارچه (در هر اینچ یا سانتی متر) استفاده می شود.
ضخامت پارچه و درصد رزین برای دستیابی به ضخامت نهایی و مشخصات دی الکتریک استفاده می شود.

هر گونه سوال یا مشاوره ای درباره برد مدار چاپی دارید، مشاوران اوج الکترونیک در خدمت شما هستند.