برد مدار چاپی (PCB) که مخفف عبارت printed circuit board است، وسیله ای الکترونیکی با انواع مختلف بوده که وظیفه آن برقراری ارتباط و اتصال الکترونیکی بین اجزای مختلف است. این وسیله به عنوان پایه ای فیزیکی برای سیم کشی قطعات نصب شده و معمولا از جنس فایبرگلاس، اپوکسی، کامپوزیت و غیره ساخته می شود.
در این مقاله توضیح مختصری درباره نحوه کار و انواع آن ارائه شده است.
PCB چیست؟
برای اینکه این مدار به خوبی کار کرده و اتصالات الکرونیکی برقرار شوند، از رساناهای مسی استفاده می شود. طراحی این قطعه به این صورت که در ابتدا یک ماده عایق بندی شده بین رساناها قرار می گیرد. سپس این ساختار به صورت کامل توسط ماسک هایی غیررسانا لحیم کاری و روکش می شوند. در نهایت نیز یک ماده ابریشمی بر روی ماسک لحیم کاری شده چاپ می شود.
سپس به مونتاژ فرستاده شده تا قطعات به برد لحیم شوند. برد مدار چاپی در انواع لوازم خانگی نظیر تلویزیون، رایانه، رادیو، تلفن های همراه و غیره وجود دارد.
انواع PCB
PCB ها دارای انواع مختلفی بوده که بر روی طیف های مختلفی از مواد ساخته می شوند. هر یک از این برندها با اهداف خاصی طراحی و ساخته شده و کاربردهای مخصوص به خود را دارند. موارد زیر از جمله انواع برد PCB می باشند.
PCB تک لایه
PCB تک لایه که به عنوان برد مدار چاپی یک طرفه نیز شناخته می شود، از یک لایه مواد پایه طراحی و ساخته شده است. رسانای مورد نظر در این برد، مس بوده که یکی از رایج ترین رساناهاست. برای ساخت این برد ابتدا یک پایه مسی و سپس ماسک لحیم کاری و صفحه ابریشمی بر روی هم قرار می گیرند.
از آنجایی که این نوع برد تنها دارای یک لایه از موارد است، ساخت آن آسان و در نتیجه کم هزینه می باشد. از این رو در انواع ماشین حساب ها، چاپگرها و منابع تغذیه مورد استفاده قرار می گیرند.
PCB دو لایه
PCB های دو لایه نیز دارای پایه مسی می باشند با این تفاوت که این لایه ها در دو طرف تخته قرار گرفته و از طریق اعمال سوراخ هایی در تخته این مدارها و اتصالات به یکدیگر متصل می شوند.
در برخی از مدارهای دو لایه برای اتصال به جای سوراخ کردن تخته، از یک سطح نصب استفاده می شود. این نوع از بردهای مدار چاپی به طور عمده در برنامه ها و دستگاه هایی استفاده می شوند که پیچیدگی چندانی نداشته باشند. به عنوان مثال بردهای دو لایه برای سیستم هایی نظیر منابع تغذیه، کنترل های صنعتی و سیستم های تهویه مطبوع گزینه مناسبی می باشند.
PCB چند لایه
همانطور که از نام این نوع برد مدار چاپی مشخص است دارای بیش از 2 لایه است. در حقیقت با چسباندن سه یا چند لایه از بردهای دو لایه ساخته می شوند. برای روی هم قرار دادن تخته ها نیز چسب های مخصوصی بهره گرفته می شود. از طرفی برای اینکه گرمای حاصل از قطعات موجب ذوب شدن سایر قطعات موجود نشود، بین قطعات یک لایه عایق نیز قرار می گیرد.
بزرگترین برد مدار چاپی چند لایه دارای 50 لایه ضخامت می باشد. این نوع از مدارها برای کارهایی در الکترونیک با پیچیدگی بالا استفاده می شوند. به عنوان مثال برای طراحی و ساخت فناوری GPS، تجهیزات پزشکی، تجزیه و تحلیل آب و هوا و سیستم های ماهواره ای، برد مدار چاپی چند لایه نسبت به سایر بردها عملکرد بهتری از خود نشان خواهد داد.
PCB سخت
PCB های سخت دارای بستری سفت و جامد بوده تا در طول زمان ظاهر خود را حفظ کرده و تغییر شکل ندهند. تعداد لایه های این نوع بردهای PCB مشخص نیست و با توجه به موارد استفاده آنها لایه های مختلفی وجود دارد. برخی از آنها تک لایه و برخی نیز هشت یا دو لایه می باشند.
این نوع از بردهای مدار چاپی جزو بیشترین تعداد مدارهای تولید شده هستند. یکی از رایج ترین موارد استفاده از نوع سخت این بردها در مادربرد کامپیوترها بوده که امکان برقراری CPU، GPU و RAM را فراهم می می آورد.
PCB انعطاف پذیر
این نمونه از برد مدار چاپی برخلاف نمونه فوق، از موارد قابل انعطاف مانند پلاستیک ساخته شده تا بتوانند بدون هیچگونه آسیبی خم شده و حرکت کنند. این بردها نیز در لایه های مختلف و دلخواه در دسترس می باشند. لازم به ذکر است از آنجایی که چاپ قطعات نیازمند به یک ماده و بستر قابل انعطاف دارد، هزینه بیشتری باید پرداخت کرد.
این بردها از مواد ضد ضربه، ضد آب و مقاوم در برابر خوردگی ساخته می شوند همین امر موجب می شود تا کاربرد زیادی داشته باشند. به عنوان مثال می توان از برد مدار چاپی انعطاف پذیر در گوشه ها و لبه کار استفاده نمود.
PCB فلکس سخت
این نوع از بردهای مدار چاپی یکی از بهترین انواع بردها می باشند. برای ساخت آنها از چندین لایه سخت و انعطاف پذیر در کنار هم استفاده شده است. نوع طراحی آنها موجب می شود تا اندازه تخته و وزن آن کاهش یابد.
کارایی این نوع از برده در وسیله هایی است که بحث وزن و فضا مطرح است. از جمله این موارد می توان به گوشی های تلفن همراه و دوربین های دیجیتالی اشاره نمود.
PCB فرکانس بالا
این مدل از بردهای مدار چاپی برای برای انتقال سیگنال بیش از یک گیگاهرتز طراحی و استفاده می شوند. مواد تشکیل دهنده آنها عمدتا ورق اپوکسی لمینت تقویت شده با درجه FR4، رزین پلی فنیلن اکسید (PPO) و تفلون است. تفلون به دلیل جذب پایین آب و دی الکتریک کوچک، یکی از گران ترین موارد برای ساخت برد مدار چاپی فرکانس بالاست.
هنگامی که تصمیم به خرید برد مدار چاپی دارید به مواردی نظیر ثابت دی الکتریک (DK) و ضخامت دی الکتریک توجه فرماید.
PCB با روکش آلومینیوم
برای ساخت این نوع از بردها به جای اینکه همانند سایر بردها از فایبرگلاس استفاده شود، از تخته زیرین آلومینیومی یا مسی بکار برد می شود. سپس این تخته توسط یک عایق پوشانده شده تا گرمای کمتری منتقل شود.
چنانچه تصمیم به سفارش هر یک از این نوع بردهای مدار چاپی دارید، می توانید در eNabz سفارش خود را ثبت کنید. eNabz با سال ها سابقه یکی از بزرگترین وارد کنندگان تجهیزات الکترونیکی در ایران است.