آشنایی با انواع برد های الکترونیکی

برد های الکترونیکی امروزه یکی از اجزای بسیار مهم و حیاتی در دستگاه های الکترونیکی هستند و ردپای آن ها را می توانید در بسیاری از تجهیزات و لوازم برقی و  الکترونیکی پیدا کنید. برد های الکترونیکی انواع متنوعی دارند که هر یک دارای ویژگی ها و کاربرد های منحصر به خود هستند. در این  مقاله از سری مقالات رایگان آموزش مهندسی معکوس برد الکترونیکی آموزشگاه تعمیرات زانکو، به انواع برد های الکترونیکی می پردازیم.

آموزش طراحی برد های الکترونیکی – کلیک کنید

برد های الکترونیکی (PCBها) بر اساس فرایند ساخت، ویژگی های طراحی، و کاربرد (پزشکی، صنایع خودروسازی، صنایع دفاعی، هوا فضا) دسته بندی می شوند.

برد الکترونیکی چیست؟

برد الکترونیکی مجموعه ای است از مدارات الکتریکی که روی آن قطعات الکترونیکی ای مثل خازن، مقاومت و انواع آی سی نصب می شود.. از برد های الکترونیکی در انواع وسایل و تجهیزات برقی و الکترونیکی استفاده می شود.

برد های الکترونیکی بسته به کارکرد و عملکردی که دارند روی انواع مختلفی از فیبرهای مدارچاپی پیاده شده اند.

برد های الکترونیکی یکی از اجزای اصلی قطعات الکترونیکی ای هستند که ما در زندگی روزمره خود از آن ها استفاده می کنیم. این برد ها از مواد غیررسانا ساخته شده و دارای یک سری خطوط و پد های ساخته شده از ورقه های مسی رسانا هستند. این بخش های رسانا قطعات الکترونیکی سوار شده روی برد را به هم متصل می کنند. قطعاتی همچون خازن و مقاومت به برد های الکترونیکی لحیم می شوند.

کاربرد برد الکترونیکی چیست؟

برد های الکترونیکی در طیف وسیغی از تجهیزات برقی و الکترونیکی کاربرد دارند که در ادامه به تعدادی از آن ها اشاره می کنیم:

1. صنایع هوا و فضا
2. صنایع پزشکی

برد مدار چاپی PCB چیست؟

برد مدار چاپی یا PCB بخش پایه ای است که طرح مدارات و سیم کشی روی آن پیاده شده و به عنوان پایه ای برای نصب قطعات الکترونیکی دیگر مثل خازن و مقاومت عمل می کند.

امروزه PCBها کاربرد گسترده ای در صنایع الکتریکی دارند و انواع متنوعی از برد های مدار چاپی ساخته می شوند. برد های الکترونیکی می توانند یک رو دو رو یا چند لایه ای باشند. همچنین انواع سخت، انفطاف پذیر یا ترکیب برد های سخت و انعطاف پذیر در بازار وجود دارد.

آموزش تعمیرات بردهای الکترونیکی صنعتی – کلیک کنید

انواع برد های الکترونیکی

در ادامه به بررسی انواع برد های الکترونیکی می پردازیم:

– انواع برد الکترونیکی بر اساس لایه های برد مدار چاپی

1. برد الکترونیکی یک رو (تک لایه)

برد الکترونیکی تک لایه یکی از ارزان ترین و ساده ترین انواع برد الکترونیکی است که تنها از یک لایه مس تشکیل شده و همه اتصالات روی همین لایه مسی صورت می گیرند. روی این لایه مسی یک لایه سبز رنگ محافظ قرار گرفته و روی آن راهنمای نصب قطعات چاپ می شود.

PCB تک لایه پرکاربرد ترین نوع برد مدار چاپی است.  قطعات الکترونیکی فقط روی یک طرف از برد چسبانده شده یا لحیم می شوند و مدارات چاپی را می توانید در سمت دیگر برد ببینید. از آنجایی که این نوع از برد های الکترونیکی تنها یک لایه رسانا دارند، مسیرهای رسانا نمیتوانند با هم تقاطع پیدا کرده یا روی هم بیفتند و بنابراین فضای زیادی ار اشغال می کنند.

در نتیجه این نوع از PCB ها برای طراحی های کم تراکم مناسب هستند. معمولا از این برد ها برای ساخت ابزارهای ساده و کم هزینه ای مثل ماشین حساب، منبع تغذیه، رادیو و … استفاده می کنند.

برد های الکترونیکی تک لایه از نظر جنس فیبر به چند دسته آلومینیومی، فایبر، استخوانی، CEM و … دسته بندی می شوند. معمولا جنس استخوانی و CEM از نظر اقتصادی هزینه کمتری دارند.

مزایای برد الکترونیکی تک لایه:

• مقرون به صرفه
• ساخت آسان
• مناسب برای طراحی های تراکم پایین
• تعمیر راحت
• طراحی آسان

2. برد الکترونیکی دو لایه

برد های الکترونیکی دو لایه که به آن ها برد الکترونیکی متالیزه هم گفته می شود از دو لایه رسانا مسی در دو طرف و یک لایه فیبر ساخته می شوند. در برد الکترونیکی دو لایه برعکس برد های تک لایه می توانیم قطعات SMD را در دو طرف برد مونتاژ کنیم.

از برد های الکترونیکی دو لایه در بسیاری از لوازم الکترونیکی مدرن مثل موبایل، آمپلیفایر، تستر ها، و سیستم های UPS استفاده می شود. این برد ها با داشتن سوراخ های متالیزه امکان ارتباط بین دو طرف برد را فراهم کرده و بنابراین فضای بیشتری برای چینش قطعات الکترونیکی در اختیار ما قرار می دهند. در این نوع از PCB مدارات به واسطه دو روش مونتاژ یعنی تکنولوژی عبور از سوراخ (through-hole) یا تکنولوژی نصب سطحی (surface mount) به هم متصل  می شوند.

مزایای برد الکترونیکی دو لایه:

• کاهش اندازه برد
• قیمت نسبتا پایین
• انعطاف پذیری بیشتر
• تراکم بیشتر مدارات
• مناسب برای سیستم های الکترونیکی پیشرفته

3. برد الکترونیکی چند لایه

در برد های الکترونیکی چند لایه بیشتر از دو لایه مس به کار می رود. به طور کلی هر بردی که حداقل سه لایه رسانا داشته باشد، PCB چند لایه به حساب می آید. PCB های چند لایه به صورت «ساندویچی» طراحی می شوند. یعنی چندین لایه رسانا بین تعداد برابری از لایه های عایق قرار می گیرند. همه این لایه ها تحت فشار و دمای بالا پرس می شوند تا هیچ فضای خالی ای در میان آن ها باقی نماند.

در این برد ها لایه های رسانای مسی از طریق سوراخ های روی برد با هم اتصال برقرار می کنند. این برد ها به علت پیچیدگی بالا در وسایل الکترونیکی پیشرفته تر به کار می روند و بالطبع قیمت بالاتری هم دارند.

از PCB های چند لایه در ساخت کامپیوتر، لپ تاپ، موبایل، تبلت، تجهیزات پزشکی، و بسیاری از دستگاه ها و مدارات پیچیده استفاده می شود.

مزایای برد الکترونیکی چند لایه:

• اندازه کوچک
• استحکام بالا
• انعطاف پذیری بالا در طراحی
• مناسب برای مدارات پرسرعت

– انواع برد الکترونیکی بر اساس جنس فیبر

برد های الکترونیکی را می توان از نطر جنس فیبر به چند دسته نقسیم کرد:

• برد های الکترونیکی انعطاف پذیر
• برد های الکترونیکی سخت
• برد های الکترونیکی سخت- انعطاف پذیر

1. برد الکترونیکی سخت

در این نوع از PCB از فیبر غیرقابل انعطاف استفاده شده است که استحکام بالایی دارد و برای محصولاتی که ارتعاش بالایی درند مناسب است. PCB سخت معمولا از جنس آلومینیوم، فایبرگلس یا نیم فایبر ساخته می شود. برد الکترونیکی سخت از چندین لایه شامل لایه زیری، لایه مسی، لایه محافظ لحیم، و یک لایه چاپی راهنما ساخته می شود. این لایه ها با چسب و حرارت به هم متصل می شوند.

برد های الکترونیکی سخت بسته به نوع کاربردی که دارند می توانند تک لایه، دو لایه یا چند لایه باشند. اما پس از ساخت امکان اصلاح یا تغییر را ندارند.

برد های الکترونیکی سخت در تجهیزات GPS، کامپیوترها، لپ تاپ ها، تبلت ها، گوشی های موبایل، دستگاه های اشعه اکس، سیستم های ام آی آر، سنسورهای حرارتی و تجهیزات برج مراقبت کاربرد دارند.

مزایای PCB سخت:

• مقرون به صرفه
• راحتی عیب یابی و تعمیر
• نویز الکترونیکی پایین
• قابلیت جذب ارتعاشات
• اندازه کوچک
• وزن سبک

2. برد الکترونیکی منعطف

PCB منعطف همانطور که از نامش پیداست از مواد و متریال انعطاف پذیر و سبک وزن ساخته شده است. یک برد مدار چاپی منعطف از تعداد زیادی مدار چاپی و قطعاتی که روی یک زیرلایه انعطاف پذیر مونتاژ شده اند ساخته می شود. معمولا این برد ها از موادی مثل فایبرگلس، پلی آمید، PEEK (پلی اتر اتر کتون) یا یک لایه پلی استر رسانای شفاف ساخته می شوند و دارای یک لایه سیم مدور و یک لایه پلیمری هستند. لایه پلیمری در ساختار PCBهای منعطف وظیفه لایه عایق را دارد. قطعات SMD روی همین لایه پلیمری مونتاژ می شوند.

برد مدار فلت، PCB فلت، مدار فلت و برد های چاپی همه کاره نام های دیگری برای برد الکترونیکی منعطف هستند. قطعات الکترونیکی روی این برد های الکترونیکی همان قطعاتی است که در برد های چاپی سخت به کار می رود. تفاوت اصلی این دو برد این است که برد منعطف طوری طراحی شده تا بتوان آن را هنگام استفاده خم کرد یا در حالت های دلخواه قرار داد.

برد های PCB منعطف هم به صورت تک لایه و هم به صورت دو لایه و چند لایه تولید می شوند.

از PCBهای فلت در ساخت OLED، LCD  و سلول های خورشیدی فلت، صنایع خودروسازی، تلفن های سلولی، دوربین ها و محصولات الکترونیکی پیچیده ای همچون کامپیوتر ها و لپ تاپ ها استفاده می شود.

معرفی قطعات برد موبایل و روش شناسایی آن ها – کلیک کنید

مزایای برد الکترونیکی تک لایه:

• صرفه جویی در استفاده از فضا
• حدف کانکتورها
• مدیریت حرارتی
• دوام بالا
• فراهم آوردن ویژگی های الکتریکی یکپارچه در مدارهای پرسرعت

4. برد الکترونیکی سخت – منعطف

برد الکترونیکی سخت – منعطف یک نوع برد مدار هیبریدی است که هر دو نوع برد سخت و منعطف را در بر می گیرد.. یعنی این نوع PCB ها یک قسمت سخت و یک قسمت انعطاف پذیر دارند و شما می توانید آن را مثل برد انعطاف پذیر، خم کنید. برد های الکترونیکی سخت – انعطاف پذیر در صنایع نظامی و رباتیک کاربرد دارند.

ریبال کردن چیست و چگونه انجام می شود؟ – کلیک کنید

معمولا از قسمت منعطف برای اتصالات درونی بین برد های سخت استفاده می شود. این امر باعث می شود خطوط اتصال باریک تر شده و فضای کمتری داخل دستگاه اشغال شود. استفاده از PCBهای انعطاف پذیر برای اتصالات داخلی اغلب نیاز به کانکتور ها که عموما اندازه بزرگی دارند را از بین می برد. از این رو PCBهای سخت – منعطف بسیار سبک تر هستند.

PCBهای سخت – منعطف کمی پیچیده تر هستند چرا که به صورت سه بعدی ساخته می شوند و می توان آن ها را هنگام ساخت تجهیزات خم کرد یا روی هم قرار داد. طراحی سه بعدی برد PCB به صرفه جویی در اشغال فضا کمک می کند که در مواردی که محدودیت فضا و وزن وجود دارد، مثل دستگاه های پزشکی، مفید است.

مزایای برد الکترونیکی سخت – منعطف:

• قابلیت خم شدن 360 درجه
• کاهش فضای لازم به واسطه قابلیت سه بعدی
• مقاومت در برابر ضربه
• افزایش دوام
• وزن سبک
• اتصالات لحیم کاری شده کمتر که دوام بیشتر اتصالات را تضمین می کند
• مونتاژ راحت تر PCB

اگر به تعمیرات موبایل علاقمند هستید و به دنیال یک منبع خوب رایگان برای شروع یادگیری تعمیرات موبایل میگردید، آموزش های رایگان تعمیرات موبایل وبسایت زانکو را از دست ندهید. آموزش رایگان تعمیرات موبایل در وبسایت زانکو یک فرصت استثنایی برای شروع یادگیری تعمیرات موبایل و الکترونیک پایه است. برای دانلود و تماشای فیلم های آموزش رایگان تعمیرات موبایل زانکو روی لینک آبی رو به رو کلیک کنید: آموزش صفر تا صد تعمیرات موبایل رایگان