برد مدار چاپی و انواع pcb

معرفی انواع برد مدار چاپی و مزیت هر کدام

برد های مدار چاپی یا pcb که مخفف شده Printed Circuit Board هستند، بر اساس فرایندهای تولید، مشخصات طراحی و الزامات کاربردی مانند کاربرد در صنعت پزشکی، خودروسازی، صنایع دفاعی و فضایی به انواع مختلفی طبقه بندی می‌شوند.

قبل از انتخاب PCB ، باید به دنبال چند نکته مانند فضای مورد نیاز برای برد، کنترل فشار، میزان دما و پایداری مکانیکی و الکتریکی باشید.

انواع مختلف PCB های موجود در بازار

• PCB های یک طرفه
• PCB های دو طرفه
• PCB های چند لایه
• PCB های سخت
• PCB های فلکس یا انعطاف پذیر
• PCB های ترکیبی سخت و فلکس
• پی سی بی آلومینیومی

برد مدارچاپی یک طرفه

PCB یک طرفه رایج‌ترین نوع برد مدار چاپی است. دارای یک لایه مسی رسانا در بالای لایه برد است. اجزای الکتریکی تنها روی یک طرف برد لحیم می‌شوند. از آنجا که این تخته‌ها فقط یک لایه رسانا دارند، مسیرهای رسانا نمی‌توانند تلاقی کرده یا روی هم قرار بگیرند و بنابراین فضای زیادی را اشغال می‌کنند.

در نتیجه، این PCB ها برای مدارهایی با چگالی قطعات کم مناسب هستند. برد مدار چاپی یک طرفه الکترونیکی ساده و کم هزینه‌تر مانند ماشین حساب، منبع تغذیه، تابلوهای روشنایی LED، رادیوهای FM، مدارهای زمان بندی و غیره استفاده می‌شود.

مزایای PCB های یک طرفه

• مقرون به صرفه
• ساخت آسان
• مناسب برای طراحی مدارهای با قطعات نسبتاً کم
• در صورت خرابی، تعمیر آسان است
• طراحی آسان

برد مدارچاپی دوطرفه

یک لایه نازک از مواد رسانا مانند مس، در دو طرف PCB اضافه می‌شود. سوراخ های موجود در مدار اجازه می‌دهد تا قطعات فلزی از یک طرف به طرف دیگر متصل شوند. در این مدارها با استفاده از یکی از دو روش نصب قطعات الکتریکی یعنی THT یا SMT می‌توان کار مونتاژ را انجام داد.

 PCB های دو طرفه در انواع وسایل مانند سیستم‌های تلفن همراه، تجهیزات آزمایشگاهی، تقویت کننده ها، سیستم UPS و بسیاری دیگر استفاده می‌شوند.

مزایای PCB های دو لایه

• کاهش اندازه که باعث جمع و جور شدن مدار می‌شود
• هزینه نسبتاً کمتر
• انعطاف پذیرتر است
• افزایش میزان استفاده از قطعات الکتریکی در همان اندازه
• مناسب برای سیستم های الکترونیکی پیشرفته

برد مدار چاپی چند لایه

PCB های چند لایه بیش از دو لایه مسی دارند. به طور کلی، هر بردی که حداقل دارای سه لایه رسانا باشد در این دسته قرار می‌گیرد.

PCB های چند لایه به روش «ساندویچی» طراحی شده اند و چندین لایه رسانای دو طرفه که توسط لایه عایق احاطه شده‌اند، روی هم پرس می‌شوند به طوری که هیچ هوایی بین لایه‌ها باقی نماند.

بردهای چند لایه در مادربردها، لپ تاپ ها، تلفن‌های همراه، تبلت‌ها، تجهیزات پزشکی، ردیاب‌های GPS و بسیاری از مدارها و دستگاه‌های پیچیده دیگر استفاده می‌شود.

مزایای PCB های چند لایه

• از نظر اندازه جمع و جور
• انعطاف پذیری بالای طراحی
• مناسب برای مدارهای پرسرعت

برد مدار چاپی سخت

همانطور که از نامش مشخص است، یک PCB سخت یک برد مدار چاپی است که نمی‌تواند خم یا تا شود. این برد از چندین لایه شامل لایه زیرین، لایه مس، لایه لحیم کاری و لایه چاپ سیلک تشکیل شده توسط نوعی چسب در حرارت بالا به هم چسبیده‌اند. این نوع برد در انواع پی سی بی یک لایه، دو یا چندلایه وجود دارد.

PCB های سخت در تجهیزات GPS، تجهیزات کامپیوتری، لپ تاپ، تبلت، تلفن همراه، دستگاه های MRI، سنسورهای دما، ابزارهای برج کنترل و غیره استفاده می‌شوند.

مزایای PCB های سخت

• مقرون به صرفه
• سهولت تشخیص عیب و تعمیر
• نویز الکترونیکی کم
• قابلیت جذب ارتعاشات
• فشرده – جمع و جور
• سبک وزن

PCB های فلکس flex یا انعطاف پذیر

یک برد مدار چاپی انعطاف پذیر از مدار و اجزای الکترونیکی تشکیل شده که روی یک بستر انعطاف پذیر چیده می‌شوند. PCB های قابل انعطاف معمولاً از پلی آمید، PEEK یا پلی اتر اتر کتون یا یک فیلم پلی استر رسانای شفاف ساخته می‌شوند.

تمایز اصلی این نوع برد با بردهای سخت این است که برد آن‌ها به راحتی خم می‌شود بدون اینکه دچار مشکلی شود. این PCB ها دارای پیکربندی‌های یک طرفه، دو طرفه و یا چند لایه هستند.

PCB های فلکس در ساخت دیودهای ساطع کننده نورOLED ، ساخت LCD ها، سلول های خورشیدی انعطاف پذیر، صنایع خودروسازی، تلفن های همراه، دوربین‌ها و محصولات الکترونیکی پیچیده مانند لپ تاپ استفاده می‌شوند.

مزایای PCB فلکس

• صرفه جویی در فضا
• مدیریت حرارتی
• قابلیت اطمینان و تکرارپذیری را افزایش دهید
• مناسب برای کاربردهایی که تراکم ردیابی سیگنال بالا مورد نیاز است

برد مدار چاپی ترکیبی سخت و فلکس

PCB Rigid-Flex یک برد مدار ترکیبی است که عناصری از صفحات مدار انعطاف پذیر و سخت را با هم ترکیب می‌کند و در نتیجه قسمتی از برد قابلیت خم شدن دارد و قسمتی هم سخت و غیرقابل انعطاف است. قسمت انعطاف پذیر برد معمولاً برای اتصال بین دو برد سخت استفاده می‌شود. استفاده از PCB های انعطاف پذیر، اغلب نیاز پین‌های اتصال دهنده دو برد را برطرف می‌کنند و باعث می‌شوند وزن کلی برد سبکتر شود.

ویژگی سبک و فشرده بودن، بردهای مدارچاپی ترکیبی را گزینه‌ای عالی برای طیف وسیعی از کاربردها در زمینه‌های هوافضا، لوازم پزشکی و لوازم الکترونیکی مصرفی تبدیل می‌کند.

مزایای PCB های Rigid-Flex

• قابلیت خم شدن 360 درجه
• مقاومت در برابر ضربه
• سبک وزن
• اتصالات لحیم کاری کمتر و در نتیجه قابلیت اطمینان اتصال بالاتر قطعات الکترونیکی
• فرآیندهای مونتاژ PCB ساده شده است

برد آلومینیومی

در PCB های آلومینیومی، بر خلاف اکثر بردها که از فایبرگلاس برای ساخت خود فیبر استفاده می‌شود از فلز آلومینیوم یا مس استفاده می‌شود.

PCB های آلومینیومی دارای مزایای زیادی نسبت به PCB های دارای فایبرگلاس هستند، از جمله:

سازگار با محیط زیست. آلومینیوم غیر سمی است و به راحتی قابل بازیافت است. با توجه به سهولت مونتاژ، ساخت برد مدار چاپی از آلومینیوم نیز راهی مناسب برای صرفه جویی در مصرف انرژی است.

اتلاف گرما. آلومینیوم یکی از بهترین مواد موجود برای دفع گرما حاصل از قطعات الکترونیکی روی برد است. آلومینیوم به جای اینکه گرما را در سطح برد پخش کند، آن را به هوای آزاد منتقل می‌کند.

دوام مواد. آلومینیوم بسیار مقاوم‌تر از موادی مانند فایبرگلاس یا سرامیک است. استفاده از آلومینیوم بجای فایبرگلاس یا فیبر فنلی به کاهش آسیب برد الکترونیکی هنگام تولید، حمل و نصب کمک می‌کند.

همه این مزایا باعث می‌شود که PCB آلومینیومی یک انتخاب عالی برای وسایل با اصطحلاک بالا از جمله چراغ‌های راهنمایی، چراغ های خودرویی، منبع تغذیه، کنترل کننده موتور و مدارهای جریان بالا باشد.

برد‌های آلومینیومی علاوه بر موارد گفته شده، می‌توانند در وسایلی که نیاز به ثبات مکانیکی دارند یا در مواردی که PCB ممکن است تحت فشارهای مکانیکی بالایی قرار گیرد، مورد استفاده قرار گیرند. آن‌ها نسبت به یک تخته فایبرگلاس کمتر در معرض انبساط حرارتی قرار می‌گیرند، به این معنی که سایر مواد روی برد مانند فویل مس و عایق، کمتر از بین می‌روند و طول عمر محصول را بیشتر می‌کند.