بردهای الکترونیک یا به اختصار PCBها، تحولات عظیمی در صنعت الکترونیک ایجاد کرده‌اند. تاثیری که این قطعه بر دستگاه‌های دیجیتالی گذاشته، یه قدرت شگرف است که عملاً نمیتوان نبود آن را متصور شد. با گسترش تکنولوژی، امروزه این مدارهای چاپی منجر به استقبال تولیدکنندگان صنایع مختلف از این نوع محصولات شده است. با توجه به نقش مهم برد در لوازم الکترونیک در این مقاله قصد داریم به بررسی انواع برد الکترونیکی و همچنین کاربرد هریک آشنا شویم. با ما همراه باشید.
بردهای pcb
بردهای PCB یا ( printed Circuit Board ) که به آن بردهای مدار چاپی نیز گفته می‌شود یکی از پراستفاده‌ترین و کاربردی‌ترین مفاهیم صنعت الکترونیک است.
PCB در واقع ترکیبی از ورقه‌های نازک مسی و یک صفحه عایق است که تمامی قطعات الکتریکی و الکترونیکی از طریق یک برد مشترک و به وسیله تکیه گاه در کف برد به یکدیگر متصل‌اند. بردهای الکترونیکی روی صفحه و مسیرهایی که اجزا را به یکدیگر متصل می‌کنند نصب می‌شوند تا مدار کارا یا ترکیبی تشکیل شود. PCBها از قسمت‌های مختلفی تشکیل شده‌اند که شامل (یک لایه، مس، دولایه، چند لایه و…) می‌باشد.
بردهای الکترونیک را طوری طراحی کرده اند که در فراهم کردن الکتریسته و اتصال بین قطعات مدار کاربردهای ویژه‌ای دارد، که در بسیاری از وسایل الکتریکی مانند تلویزیون، موبایل، دوربین دیجیتال، کارت‌های گرافیک، مادربرد و همچنین در تجهیزات پزشکی، ماشین آلات صنعتی، خودروسازی و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.
انواع بردهای PCB و مزیت آنها
بردهای مدار چاپی یا PCB بر مبنای تعداد لایه‌ها به چند دسته تقسیم می‌شوند که هرکدام از آنها در صنایع مختلف کاربرد دارند. در ادامه به معرفی و نمونه‌های مختلف بردهای الکترونیکی همچنین مزیت این بردها می‌پردازیم.
-
بردهای تک لایه
-
بردهای دولایه
-
بردهای چند لایه
-
بردهای انعطاف پذیر
-
بردهای پشتی آلومینیومی
برد تک لایه
بردهای PCB تک لایه که به آن بردهای یک رو می‌گویند. به دلیل طراحی و ساخت، یکی از ساده ترین و پرکاربردترین نوع از انواع مدار چاپی می‌باشد. این مدل از بردهای الکترونیکی از یک لایه نازک از جنس مس پوشانده شده‌اند. به طور کلی مس به دلیل خاصیت رسانایی بالا به عنوان ماده رسانا برای این PCB به کار می‌رود. بردهای یک رو از قیمت پایینی برخوردار می‌باشند و به همین دلیل در مدار ماشین حساب‌ها، رادیوها، پرینتر و درایوهای حالت جامد و… به کار می‌رود.
مزیت بردهای تک لایه
- مقرون به صرفه بودن
- ساخت آسان ، طراحی آسان
- در صورت خرابی تعمیر آن بسیار آسان است.
- مناسب برای طراحی مدارهای با قطعات نسبتاً کم
برد دو لایه
در این نوع از بردهای PCB، لایه مسی هر دو طرف برد قرار می‌گیرد و مونتاژ قطعات در هر دو طرف برد امکانپذیر است. این نوع بردها نسبت به سایر انواع بردهای الکترونیکی ازهزینه بالاتری برخوردارند، همچنین در بیشتر لوازم الکترونیکی پیشرفته بکار می‌روند.
از مهمترین مزیت این مدل برد مدار چاپی می‌توان گفت که امکان کوچک کردن سایز برد تا اندازه دلخواه است که منجر به اشغال کمترین فضای ممکن می‌باشد. می‌توان گفت که این نوع از PCB بیشتر در کنترل‌های صنعتی، مبدل، سیستم UPS، برنامه HVAC، تلفن، تقویت کننده و سیستم‌های مانیتورینگ کاربرد دارد.
مزیت بردهای دو لایه
- هزینه نسبتاً کم
- دارای انعطاف پذیری بالا
- مناسب برای سیستم‌های الکترونیکی پیشرفته
برد چند لایه
این مدل از مدار برد چاپی بیشتر از دو لایه دارد، که تمامی لایه‌ها از طریق سوراخ‌هایی که روی برد وجود دارند به یکدیگر متصل می‌شوند. این نوع از PCB نسبت به انواع برد الکترونیکی از هزینه بالایی برخوردارند، بیشتر در لوازم‌های الکترونیکی پیشرفته به کار می‌رود.
این مدل از مدارهای چاپی در کارهای بزرگ مانند فناوری GPS، سیستم ماهواره‌ای، تجهیزات پزشکی و انواع سرورها کاربرد دارد.
مزیت بردهای چند لایه
- از نظر اندازه جمع و جور
- دارای طراحی با انعطاف پذیری بالا
- مناسب برای مدارهای پر سرعت
برد انعطاف پذیر
این نوع از بردهای PCB که با نام انعطاف پذیر شناخته شده است. در این نوع از PCB از مواد انعطاف پذیر مانند( PEEK، پلی تراتر کتون و یا لایه از پلی استر رسانای شفاف بکار می‌رود.
تمایز اصلی این نوع بردها با بردهای سخت در این است که برد آن ها به راحتی خم می‌شود بدون اینکه دچار مشکلی شود. این مدار چاپی دارای پیکربندی یک طرفه، دوطرفه و چند لایه می‌باشد. کاربردی که برد الکترونیک انعطاف پذیر دارد این است که در ساخت LCD، سلول‌های خورشیدی قابل تغییر، صنایع اتومبیل سازی، تلفن‌های با طرح خانه به خانه، دوربین‌ها و سایل الکترونیکی پیچیده مانند لپ تاب‌ها بکار می‌رود.
مزیت بردهای انعطاف پذیر
- مقرون به صرفه بودن
- سهولت در تشخیص عیب و تعمیر
- نویز الکترونیکی کم
- قابلیت جذب ارتعاشات
برد پشتی آلومینیومی
این بردها متشکل از یک یا چند لایه مسی متصل به لایه‌های عایق و لایه‌های آلومینیومی هستند. طول عمر این نوع PCB بسیار زیاد است و به همین دلیل در ساخت بخش‌های مختلفی از کامپیوتر همچون ram، cpu و لامپ‌های led که از حرارت زیادی تولید می‌کنند کاربرد دارد. لایه آلومینومی به عنوان هیت سینک عمل می‌کند و حرارت را از مدار به بیرون منتقل می‌کند.
مزیت بردهای پشتی آلومینیومی
- صرفه جویی در فضا
- مدیریت حرارتی
- مناسب برای کاربردهای که تراکم ردیابی سیگنال بالا مورد نیاز است.
بردهای PCB چه کاربردهایی دارد؟
کاربرد PCB در پزشکی
یکی از مزیت‌های اصلی مدار چاپی در صنعت پزشکی است. این بردها در وسایلی مانند رایانه‌ها، سیستم‌های تصویر برداری، دستگاه‌های MRI و… استفاده می‌شود، که از طریق این دستگاه امکان آنالیز عملکرد بدن را برای پزشکان فراهم می‌کند.
همچنین این بردهای الکترونیک با اندازه‌های کوچک و بزرگ و انعطاف پذیربودن آنها، مورد استفاده در سمعک‌ها، ضربان ساز قلب و تجهیزاتی که برای بررسی دستگاه درونی بدن کاربرد دارند فراهم می‌شود.
PCB در کامپیوتر
یکی دیگر از رایج‌ترین موارد استفاده از مدارهای چاپی در ساخت کامپیوترهای رومیزی، لپ تاب و… می‌باشد.
PCB در اتومبیل‌های پیشرفته
اتومیبیل‌های مدرن همه مجهز به رایانه‌های پردازنده هستند که کلیه سیستم‌های آن را کنترل کنند، که از کنترل دما گرفته تا ویژگی‌های ایمنی و سرگرمی.
PCB برای صنعت خودروسازی نقش مهمی دارد و از آن در صنایع خودروسازی استفاده می‌کنند، که اغلب از جنس فلکس هستند.
کاربرد مدار چاپی در هوافضا
یکی دیگر از کاربردهای مدار چاپی که می‌توان به وضوح احساس کرد، در صنایع هوافضا می‌باشد. در این صنایع از مدارهای چاپی برای کنترل پرواز، مدیریت پرواز و سیستم‌های ایمنی استفاده می‌شود. هواپیما، ماهواره‌ها و همچنین ماهواره‌های بدون سرنشین نیازمند بردهای پیشرفته‌ای هستند که در اندازه مختلف طراحی شده است.
کاربرد مدار چاپی در صنعت و تجارت
بردهای الکترونیک در بخش صنعت و تجارت در زمینه مدیریت زنجیره تامین، مدیریت اطلاعات و اتوماسیون سازمان‌ها کاربردهای زیادی دارد. به طور کلی، می‌توان گفت که این بردها در اتوماتیک کردن فرآیندهای تجاری و صنعتی نقش پررنگی داشته‌اند. با وجود این بردها چاپی، تولید با هزینه کمتر و همچنین سرعت بیشتری در حال انجام است.
PCB در مخابرات
کاربرد بردهای مدار چاپی در صنعت ارتباطات نیز رایج است ، آنها در نمایشگرهای LED ، تقویت کننده‌های فرکانس بالا و دستگاه‌های فیلتر استفاده می‌شوند.
