بررسی انواع برد الکترونیکی

در همه تجهیزات برقی که اطراف ما وجود دارد، انواع برد الکترونیکی به کار رفته است. مخصوصا در زندگی ماشینی امروزی، برای رفاه و تامین بسیاری از نیازهای روزمره، به این تجهیزات شدیدا نیازمندیم. و هر روز هم به تعداد و تنوع این محصولات افزوده می‌شود.
هر کدام از این بردهای الکترونیکی، نسبت به عملکردشان، بر روی انواع مختلف فیبرهای مدارچاپی پیاده شده اند. و طرح مدار آنها، روی جنس های مختلفی طراحی و چاپ شده اند. پس اگر قصد طراحی و تولید بردهای الکترونیکی را دارید، بهتر است ابتدا با انواع بردهای الکترونیکی آشنا شوید.

فیبر مدار چاپی چیست؟

در اکثر تجهیزات الکترونیکی، فیبرهای مدار چاپی یا PCB، بخش اصلی و پایه ای می باشند. چون هم به عنوان نگه دارنده فیزیکی قطعات، و هم به عنوان دربردارنده طرح مدار و سیم کشی و اتصالات میان قطعات، عمل می‌کند. این فیبرهای مدارچاپی از نظر جنس انواع مختلفی دارند.

اما در این مقاله، انواع برد الکترونیکی را از نظر تعداد لایه و نوع بردها مورد بررسی قرار می‌دهیم:

انواع بردهای الکترونیکی بر اساس تعداد لایه و انواع متریال:

۱- برد الکترونیکی تک لایه (یکرو) :

این برد الکترونیکی یکی از ساده ترین و ارزان ترین در بین انواع برد الکترونیکی می باشد. این بردها فقط از یک لایه مس تشکیل شده است. که همه اتصالات بین قطعات، در همین لایه مسی پیاده سازی می‌شود. سپس روی این لایه مسی، یک لایه چاپ محافظ سبز رنگ، و سپس چاپ راهنمای قطعات قرار می‌گیرد. البته چاپ محافظ و چاپ راهنما در هر دو سمت برد الکترونیکی، نسبت به نیاز شما، قابل پیاده سازی است.

** از لحاظ جانمایی قطعات بر روی برد، قطعات SMD در سمت لایه مسی، و قطعات DIP در سمت دیگر مونتاژ می‌شوند. دقت کنید که رعایت نکردن این استاندارد، بعد از تولید برد، شما را در مونتاژ قطعات دچار دردسر می‌کند.

جنس فیبر این برد الکترونیکی می تواند از انواع استخوانی، آلومینیومی، فایبر، CEM و … باشد. اگر شما کمترین قیمت تولید PCB را نیاز داشته باشید، جنس استخوانی مناسب ترین انتخاب است، و بعد از آن، جنس CEM را به شما پیشنهاد می‌کنیم.

برد یک لایه با چاپ محافظ سبز و راهنما

۲- برد الکترونیکی دولایه ( متالیزه ) :

برد مدار چاپی دولایه یا متالیزه ، از یک لایه فیبر به همراه ۲ لایه مسی در دو طرف برد تشکیل شده است. این مدل بردها در دو نوع متالیزه و ساده قابل ساخت هستند. یعنی اگر قصد داشته باشید، لایه های مسی در دو طرف برد، با هم ارتباط داشته باشند، باید نوع برد دولایه متالیزه را انتخاب کنید. در این نوع، لایه های مسی از طریق سوراخ هایی که در برد تعبیه می‌شوند، به هم متصل می‌گردند. اما اگر به اتصال میان ۲ برد نیازی نداشته باشید، می‌توانید نوع برد دولایه ساده را انتخاب کنید که قیمت مناسب تری هم دارد.

** از لحاظ جانمایی قطعات بر روی این نوع برد، شما می‌توانید همه قطعات SMD و DIP را در هر دو طرف برد قرار دهید. اما پیشنهاد ما اینست که قطعات SMD و DIP را تنها در یک سمت برد قرار دهید، تا از لحاظ هزینه مونتاژ برای شما به صرفه تر شود.

یکی دیگر از مزایای بردهای دولایه، اینست که شما آزادانه می‌توانید در برد ترک کشی را انجام دهید. چون ۲ لایه مسی در برد، فضای کافی برای ترک کشی و اتصالات را در اختیار شما قرار می‌دهد.

البته طراحی در ابعاد کوچکتر در این مدل از انواع بردهای الکترونیکی، یکی دیگر از مزایای آن به شمار می‌آید.

۳- برد الکترونیکی چندلایه :

این نوع برد الکترونیکی، از چند برد دولایه که بر روی هم قرار گرفته باشند، تشکیل شده است. و این بردها توسط چسبی مخصوص و عایق به یکدیگر متصل شده اند. این مدل برد، از ۴ لایه تا ۵۰ لایه قابل پیاده سازی است.

بردهای چند لایه، معمولا برای طراحی های پیچیده در کمترین ابعاد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. به همین علت برای طرح های ساده، نیاز نیست به سمت استفاده از این نوع برد الکترونیکی بروید.

** دقت شود که افزایش تعداد لایه نسبت به برد دولایه، در جانمایی قطعات بر روی برد تاثیری ندارد. چون شما قطعات را فقط می‌توانید در دو لایه بیرونی از برد، قرار دهید. بلکه این نوع برد الکترونیکی، تنها برای ترک کشی و اتصالات هست که به طراح، فضای بیشتری را می‌دهد.

از لحاظ قیمتی، این نوع برد الکترونیکی، در مقایسه با بردهای تک لایه و دولایه، قیمت نسبتا بالاتری را دارد. چرا که کاربری خاص و پیشرفنه تری را هم شامل می‌شود.

اتصالات بین لایه های مختلف، مانند بردهای دولایه، از طریق سوراخ های متالیزه ( اصطلاحا Via وایا ) برقرار می‌شود. این Via ها می‌توانند مانند عکس زیر، در سرتاسر همه لایه ها باشند، و یا تنها دو لایه میانی را به متصل کنند. که در این صورت اگر VIA به لایه های بیرونی متصل نشده باشد، اصطلاحا Blind and Buried Via گفته می‌شوند.

برد چند لایه از انواع برد الکترونیکی

۴- برد الکترونیکی منعطف ( flexible ):

این نوع برد الکترونیکی از موادی تشکیل شده که می‌تواند خمیده شود، و منعطف باشد. جنسی مانند پلاستیک. این بردهای منعطف، می‌توانند در هر ۳ حالت، یک لایه، دولایه، و چند لایه تولید شوند. البته از نظر قیمتی، یکی از گران ترین انواع برد الکترونیکی در تولید، به شمار می‌روند. و همچنین ساخت بردهای الکترونیکی منعطف، زمان طولانی تری هم نیاز دارد.

مزیت این نوع برد الکترونیکی، اینست که می‌تواند در جاهایی که سطح صافی نداریم، مورد استفاده قرار گیرد. به طور مثال در دستبندهای الکترونیکی که نیاز است به دور مچ بسته شوند، از بردهای منعطف یا فلکسیبل استفاده می‌شود.

شاید برای شما جالب باشد که بدانید، این نوع بردهای منعطف، میتوانند به صورت ضد آب، ضد ضربه و یا حتی مقاوم در برابر دمای بالا هم تولید شوند.

از لحاظ جانمایی قطعات الکترونیکی بر روی بردهای منعطف، با توجه به عدم استحکام کافی آنها، تنها قطعات SMD مونتاژ می‌شوند. و از قطعات DIP در این برد ها استفاده نمی‌گردد. که التبه همین نکته یکی از معایب بردهای منعطف است، اما در مدل شماره ۵ از انواع برد الکترونیکی، این مشکل به نوع دیگری برطرف شده است.

انواع برد الکترونیکی فلکسیبل

جنس بردهای فلکسیبل از انواع برد الکترونیکی، ترکیبی از لایه های مسی، پلی آمید، و چسب می باشند. که تحت فشار و حرارت روی هم پرس می‌شوند.

لایه های برد منعطف یا فلکسیبل در انواع برد الکترونیکی

۵- برد الکترونیکی سخت – منعطف (ترکیبی) :

مدارهای سخت – منعطف، همانطور که از اسمش پیداست، ترکیبی از ۲ مدل انواع برد الکترونیکی یعنی سخت و منعطف است.
مشکلی که در بردهای منعطف یا فلکسیبل به آن برخوردیم، در این نوع حل شده است. یعنی شما می‌توانید قطعات اصلی را که نیاز به استحکام فیبر دارند، بر روی برد سخت قرار دهید، و اتصالاتی که باید از مسیر ناصاف عبور کنند، بر روی برد فلکسیبل پیاده کنید.

اتصالات میان بردهای منعطف و سخت، کاملا محکم و قابل اطمینان است. در این مدل، می‌توانید با خیال راحت، بردهای سخت خود را در جهت های مختلف قرار دهید، و به راحتی با برد منعطف به هم متصلشان کنید.

از لحاظ جانمایی قطعات، با توجه به استفاده از ترکیب هر ۲ مدل بردهای سخت و منعطف، در چینش انواع قطعات SMD و DIP، محدودیتی نخواهید داشت.

برد ترکیبی سخت – منعطف

۶- برد آلومینیومی

یکی دیگر از انواع برد الکترونیکی، برد آلومینیومی می‌باشد. در این مدل، به جای استفاده از فیبر در بردهای معمول، از یک لایه آلومینیوم استفاده می‌شود. سپس جهت جلوگیری از اتصالی بین لایه مسی و لایه آلومینیومی، یک لایه عایق در بین آنها قرار گرفته است. لایه محافظ در این نوع برد الکترونیکی معمولا به رنگ سفید و چاپ راهنما به رنگ مشکی، تولید می‌شوند.

بردهای آلومینیومی بیشتر در حالت یک لایه مرسوم هستند. و از لحاظ جانمایی قطعات هم، معمولا اکثرا از قطعات SMD در یک طرف برد استفاده می‌شود. البته اگر هم قصد دارید از قطعات DIP استفاده کنید، مانند خازن DIP در عکس زیر، می‌توانید به صورت SMD لحیم کنید.
( علت اینست که قیمت خازن DIP از خازن SMD ارزان تر است: یک نکته ریز دیگر از تجربه های مهندسان طراحی ویتا )

این مدل بردها، در صنعت های روشنایی کاربرد فراوانی دارند. علت اینست که آلومینیوم استفاده شده در پشت برد، به عنوان هیت سینک برای دفع حرارت ناشی از چیپ های روی برد استفاده می‌شود. پس اینجاست که یک نکته حائز اهمیت پیش می‌آید. اینکه عایق بین لایه مسی و آلومینیوم، باید کمترین میزان مقاومت حرارتی را داشته باشد، تا انتقال گرما، به درستی انجام شود.
( به همین علت هست، که قیمت فیبرهای آلومینیومی در بازار متفاوت است. چرا که نمونه های ارزان تر، عایق های با مقاومت حرارتی پایینی ندارند. )

برد آلومینیومی ار انواع برد الکترونیکی در گروه مهندسی ویتا

در بین انواع برد الکترونیکی، بردهای آلومینیومی از طول عمر بیشتری نسبت به بقیه برخوردار هستند. همچنین جنس آلومینیوم سازگار با محیط زیست هم می‌باشد. چون غیر سمی بوده و به راحتی قابل بازیافت است.

* آیا قصد دارید برد الکترونیکی خود را تولید کنید؟

از چاپ PCB های یک لایه تا چندلایه، در انواع جنس های مختلف، می‌توانید از ما استعلام قیمت بگیرید. مطمئن باشید که ما در گروه مهندسی ویتا با تجربه فراوان در انواع برد الکترونیکی و تولید انبوه بردها، در این مسیر در خدمت شماییم.

مسیری که شما در فرآیند تولید یک برد الکترونیکی در پیش دارید، مراحل فراوانی دارد:
طراحی مدار و شماتیک
طراحی PCB
نمونه سازی در سریعتری زمان ممکن
برنامه نویسی عملکرد
چاپ PCB در تیراژ بالا ( سریع و با کیفیت )
مونتاژ انواع قطعات الکترونیکی
پروگرام تعداد انبوهی میکروکنترلر