PCBچیست؟
PCB یک برد مدار چاپی (Printed Circuit Board) غیر رسانا و چندلایه مسی است که تمامی قطعات الکتریکی و الکترونیکی از طریق یک برد مشترک و به وسیله تکیه گاه فیزیکی نصب شده در کف برد به یکدیگر متصل اند.
قبل از رشد و گسترش PCB مدار ها به وسیله سیم کشی نقطه به نقطه ساخته می شدند که باعث افزایش پیچیدگی و عدم اطمینان در مدار میشد. در نتیجه هیچ گاه (بوسیله اتصال قطعات با سیم) قادر به ساخت مدار بزرگی چون مادر برد نبودیم. در PCB تمامی قطعات بدون سیم و از داخل به یکدیگر متصل اند که این ویژگی منجر به کاهش پیچیدگی طرح کلی مدار می شود.روش طراحی PCB به گونه ای است که، در فراهم کردن الکتریسیته و اتصال بین قطعات مدار کاربرد ویژه ای دارد.
PCB ها را می توان با توجه به مشخصات مورد نیاز کاربر طراحی کرد و این (طراحی دلخواه و متنوع) در بسیاری از وسایل الکترونیکی از جمله تلویزیون، موبایل، دوربین دیجیتال و اجزاء کامپیوتر همچون کارت های گرافیک، مادربرد و ... یافت.
PCB در بسیاری زمینه های دیگر از جمله تجهیزات پزشکی، ماشین آلات صنعتی، صنایع خودروسازی و روشنایی مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع برد PCB
چندین نوع PCB مختلف برای یک مدار وجود دارد . ما بایستی با توجه به نیاز خود نوع مناسب PCB را از میان این چند نوع انتخاب کنیم.
· تک لایه
· دو لایه
· چند لایه
· انعطافپذیر
· جامد-سخت
· منعطف-سخت
PCB تک لایه
PCB تک لایه که به آن یک رو نیز می گویند، از دیگر PCB ها سادهتر است و به همین دلیل در طراحی و ساخت پرکاربرد ترین نوع PCB است. یک طرف این PCB با لایه ای از مواد رسانا پوشانده شده است. بهطور کلی مس بدلیل خاصیت رسانایی بالا بهعنوان ماده رسانا برای این PCB بکار می رود.
لایهای لحیم کاری شده برای حفاظت PCB در برابر اکسایش بکار می رود و یک لایه عایق ابریشمی که محل قرار گیری تمام قطعات را مشخص می کند.
در این نوع PCB تنها یک سمت PCB برای اتصال انواع مختلف قطعات الکتریکی و الکترونیکی از جمله مقاومت، خازن، سلف و … بکار می رود. و تمامی این قطعات برروی برد لحیم شده اند.
این نوع PCB ها دارای قیمت مناسبی هستند و به همین دلیل در مدار ماشین حساب ها، رادیوها، پرینترها و درایوهای حالت جامد بهکار میرود.
PCB دو لایه
این نوع PCB با نام دورو نیز شناخته می شود. در این نوع PCB یک صفحه هادی در یک طرف برد و یک لایه هادی در طرف دیگر چسبیده شده است.
ارتباط بین دو لایه هادی با استفاده از سوراخ هایی به نام ویا (via) برقرار میشود. همانگونه که در شکل 2b نشان داده شده است، این pad ها بوسیله سوراخی در داخل برد از لحاظ الکتریکی به یکدیگر متصل هستند. از مزایای این نوع PCB می توان به قابلیت تغییر و انعطاف پذیری بیشتر و هزینه نسبتا پایین آن اشاره کرد
اما مهم ترین مزیت این نوع PCB در کاهش اندازه برد است زیرا موجب فشرده تر شدن مدار می شود. از این نوع PCB عمدتا در کنترل های صنعتی، مبدل ها، سیستم ups، استفاده از HVAC ، تلفن، تقویت کننده و سیستم های مانیتورینگ برقی استفاده می شود.
PCB چند لایه
این نوع PCB حداقل دارای سه لایه رسانای مسی است. به منظور ایمنی و استحکام بیشتر، لایه های عایق الکتریکی، بر روی یک هسته عایق و در دمای بالا و تحت فشار چسبانده میشوند تا اطمینان یابیم که گرمای اضافی به هیچ قطعه ای از مدار آسیب نمی رساند. طراحی این نوع PCB بسیار پیچیده است و به همین دلیل در کارهای الکتریکی بزرگ و بسیار پیچیده که دارای فضای بسیار کم و مدار فشرده هستند کاربرد دارد. از انوع PCB در کاربردهای بزرگی چون تکنولوژی GPS، سیستم ماهواره، تجهیزات پزشکی، سرور فایل و ذخیره داده کاربرد دارد.
PCB انعطاف پذیر
این نوع PCB با نام مدار قابل تغییر نیز شناخته می شود. در این نوع PCB از مواد پلاستیکی انعطافپذیر مثل پلی مید، پیک (پلی تر اتر کتون) و یا لایه ای از پلی استر رسانای شفاف بکار می رود. این نوع PCB بسیار پیچیده است و شامل محدوده متفاوتی از لایه هایی همچون مدار قابل تغییر یک لایه، مدار قابل تغییر دو لایه و مدار قابل تغییر چند لایه است. مدار قابل تغییر در ساخت دیودهای منتشر کننده نور آلی، ساخت LCD، سلول های خورشیدی قابل تغییر، صنایع اتومبیل سازی، تلفن های با طرح خانه به خانه، دوربین ها و وسایل الکترونیکی پیچیده همچون لپتاپ ها بکار می رود.
PCB جامد و سخت
این نوع PCB ها از مواد جامدی ساخته شده اند. مثل PCB های انعطاف پذیر، دارای شکل لایه های متفاوتی هستند. شکل این نوع PCB پس از طراحی و ساخت تغییری نمی کند و نمی توان آن را خمیده کرد و این دلیلی است که این نوع PCB را با نام جامد و سخت می شناسند. طول عمر این نوع PCB بسیار زیاد است و به همین دلیل در ساخت بخش های مختلفی از کامپیوتر همچون ram ، gpu و cpu بکار می رود. پرکاربردترین نوع این PCB از نوع یک طرفه جامد است که بیشترین تولید را دارد ودارای طراحی ساده تری نیز نسبت به سایرین هست.
PCB جامد چندلایه را می توان با اضافه کردن لایه ها به 9 تا 10 لایه فشرده تر نیز کرد.
PCB جامد قابل تغییر
ترکیب مدار قابل تغییر و مدار سخت و جامد موجب ساخت پراهمیت ترین برد می شود. بردهای جامد قابل تغییر از لایه های چندگانه قابل تغییر که برروی تعدادی از لایه های PCB جامد چسبانده شده اند تشکیل شده است. برد جامد قابل تغییر در شکل زیر نشان داده شده است. این نوع PCB در ساخت تلفن های سلولی، دوربین های دیجیتال، اتومبیل ها و .. کاربرد دارد.