بردهای الکترونیکی PCB

مخفف Printed Circuit Board و یک برد مدار چاپی چند لایه و غیررسانای مسی است که در آن تمام قطعات الکتریکی و الکترونیکی با هم در یک برد مشترک متصل شده اند و به طور فیزیکی از تمام قطعات در پایه برد حمایت می شود که به عنوان برد های الکترونیکی PCB شناخته می شوند.

هنگامی که مدار های الکترونیکی PCB توسعه پیدا نکرده بودند تمام قطعات با سیم به هم وصل می شدند که پیچیدگی را افزایش می داد و قابلیت اطمینان مدار را کاهش می داد بنابراین ما نمی توانستیم مدارهای بزرگ مانند مادربردها را بسازیم.در PCB تمام قطعات بدون سیم متصل می شوند و تمام قطعات به صورت داخلی به هم وصل می شوند بنابراین پیچیدگی کلی طراحی مدار کاهش پیدا می کند. برد های الکترونیکی PCB برای تامین برق و ارتباط بین قطعات استفاده می شود.برد مدار چاپی یا PCB  ها را می توان در دستگاه های الکترونیکی مانند تلویزیون، موببایل، دوربین دیجیتال، قطعات کامپیوتری مانند کارت گرافیک، مادربرد و غیره و همچنین در بسیاری از فیلدها مانند وسایل پزشکی، ماشین آلات صنعتی، صنایع خودروسازی و غیره استفاده شود.

انواع بردهای الکترونیکی PCB

چند نوع PCB وجود دارد که ما باید بسته به نوع کاربردمان یک نوع مناسب از آنها را انتخاب کنیم:

• برد  چاپی تک لایه
• برد مدار  دو لایه
• مدار چاپی چند لایه
•  فلکسیبل یا انعطاف پذیر
•  آلومینیومی
• مدار چاپی Rigid–Flex

برد های الکترونیکی مدار چاپی تک لایه

برد مدار چاپی تک لایه به عنوان برد مدار چاپی یکطرفه شناخته می شود. این نوع PCB استفاده ساده ای دارد و بیشترین PCB مورد استفاده است چونکه این PCB ها طراحی و ساخت ساده ای دارند. یک طرف این PCB با یک لایه از هر ماده رسانا پوشیده می شود. به طور کلی در این برد مدار چاپی از مس استفاده می شود چون مس قابلیت رسانایی بسیار خوبی دارد. یک لایه ماسک لحیم کاری برای محافظت از PCB در مقابل اکسیداسیون استفاده می شود.

در این نوع PCB فقط از یک طرف برد مدار چاپی برای اتصال انواع مختلف قطعات الکتریکی یا اکترونیکی مانند مقاومت، خازن و غیره استفاده می شود. این نوع PCB ها در کاربردهای کم هزینه و تولید انبوه مانند ماشین حساب، رادیو، چاپگر، هارد SSD استفاده می شود.

برد های الکترونیکی مدار چاپی دو لایه

برد مدار چاپی  به عنوان PCB های دو طرفه شناخته می شود. همانطور که می دانید در این نوع PCB ها از یک لایه نازک از مواد رسانا مانند مس برای هر دو طرف (بالایی و پایینی) استفاده می شود. در PCB، برد از لایه های مختلفی تشکیل می شود که دارای دو لایه در مکان های متناظر است.

اینها به وسیله یک سوراه موجود در برد به هم وصل می شوند که در شکل زیر نشان داده شده است. انعطاف پذیری بیشتر ، هزینه نسبتا کمتر از مهمترین مزایای این برد مدار چاپی است. این نوع PCBها بیشتر در کنترل های صنعتی، مبدل ها، سیستم های UPS، تلفن، تقویت کننده ها و سیستم های کنترل قدرت استفاده می شود.

برد های الکترونیکی مدار چاپی چند لایه

برد مدار چاپی چند لایه از بیش از دو لایه ساخته شده است و این بدان معناست که این نوع PCBها حداقل سه لایه مسی رسانا دارند. برای محافظت از برد، مابین لایه ها از عایق استفاده می شود تا اطمینان حاصل شود که گرمای بیش از حد به هیچ یک از قطعات مدار آسیب نمی رساند.

طراحی این نوع PCB بسیار پیچیده است است و از فضای بسیار کم و مدار جمع و جوری استفاده می شود. این نوع PCB ها در سیستم های ماهواره ای، جی پی اس، تجهیزات پزشکی، سرور فایل و استوریج داده ها استفاده می شود.

بردهای الکترونیکی PCB مدارچاپی فلکسیبل یا انعطاف پذیر

برد مدار چاپی انعطاف پذیر به عنوان مدار فلکس شناخته می شود. این نوع PCB از مواد پلاستیکی انعطاف پذیر مانند پلی آمید، پلی آریل اتر کتون، پلی‌استر رسانا استفاده می شود. این نوع  بسیار پیچیده است و همچنین طیف گسترده ای از لایه ها را شامل می شود مانند مدار فلکس یک طرفه، مدار فلکس دو طرفه و مدار فلکس چند طرفه.

مدار فلکس در دیود های ارگانیک، ال سی دی ها، سلول های خورشیدی، صنایع خودروسازی، تلفن های همراه، دوربینها، دستگاه های الکترونیکی پیچیده مانند لپ تاپ ها استفاده می شود.

برد های الکترونیکی مدار چاپی Rigid

بردهای مدار چاپی Rigid از مواد جامد ساخته می شوند و مانند برد مدار چاپی فلکس دارای پیکربندی لایه ای مخالف می باشد ( تک لایه، دو لایه، چند لایه). بعد از نصب شکل این PCB ها تغییر نمی کند. این PCB ها نمی توانند خم شوند به همین دلیل با نام RIGID PCB شناخته می شوند.

طول عمر این نوع PCB بسیار زیاد است بنابراین در بسیاری از قطعات کامپیوتری مانند رم، پردازنده ها، کارت های گرافیک استفاده می شوند. این نوع برد طراحی ساده ای دارد و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. بیشتر تولید کنندگامن برد مدار چاپی، بردهای RIGID یک طرفه را تولید می کنند. بردهای RIGID بیشتر شکل فشرده شده ای از ۹ تا ۱۰ لایه را تشکیل می دهند.

برد های الکترونیکی مدار چاپی Flex-rigid

ترکیبی از برد مدار چاپی فلکس و RIGID اسا. این نوع بردهای مدار چاپی شامل چند لایه از بردهای انعطاف پذیر هستند که به تعدادی از لایه های برد مدار چاپی RIGID وصل شده اند. شکل این نوع بردهای مدار چاپی در شکل زیر نشان داده شده است و بیشتر در تلفن های همراه، دوربین های دیجیتال، اتومبیل ها و غیره استفاده می شود.

انواع بردهای الکترونیکی مطابق با سیستم نصب

•  برد مدار چاپی از طریق سوراخ
• نصب برد مدار چاپی روی سطح

نصب برد های الکترونیکی مدار چاپی از طریق سوراخ

در این نوع برد های الکترونیکی ما باید با استفاده از مته روی برد مدار چاپی سوراخ ایجاد کنیم. در این سوراخ ها، قطعات نصب می شوند و به پدهایی متصل شده در طرف مقابل PCB وصل می شوند. این تکنولوژی بسیار مفید است چونکه به طور مکانیکی از قطعات الکتریکی بیشتری پشتیبانی می کند و فناوری بسیار قابل اعتمادتری برای نصب قطعات را فراهم می آورد اما دریل کردن pcb بسیار گران است. در pcb تک لایه، سوراخ کردن ساده است اما در بردهای مدار چاپی دو لایه و چند لایه بسیار سخت تر است.