برد مدار چاپی (PCB) و انواع آن: معرفی و کاربردها

برد مدار چاپی یا PCB ، یکی از اجزای اصلی در طراحی و ساخت مدارهای الکترونیکی است. این بردها به‌عنوان بستری برای اتصال و حمایت از قطعات الکترونیکی در دستگاه‌ها و سیستم‌های مختلف عمل می‌کنند. برد مدار چاپی از لایه‌های مختلفی تشکیل شده است که بر روی آن‌ها مسیرهای الکتریکی چاپ می‌شود تا جریان الکتریکی بین قطعات مختلف مدار منتقل شود. در این مقاله به بررسی مفهوم برد مدار چاپی و انواع مختلف آن پرداخته خواهد شد.

برد مدار چاپی (PCB) یک صفحه مسطح است که معمولاً از ماده‌ای مانند فیبر یا پلاستیک ساخته شده و روی آن مسیرهای مسی با استفاده از فرایندهای شیمیایی یا مکانیکی ایجاد می‌شود. این مسیرهای مسی که به‌عنوان مسیرهای الکتریکی عمل می‌کنند، وظیفه انتقال سیگنال و جریان الکتریکی بین قطعات مختلف الکترونیکی را بر عهده دارند. به‌طور معمول، برد مدار چاپی برای اتصال قطعات الکترونیکی مختلف مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها، ترانزیستورها، و چیپ‌ها استفاده می‌شود.

بردهای مدار چاپی را می‌توان بر اساس ویژگی‌های مختلفی مانند تعداد لایه‌ها، نوع ساختار و کاربرد تقسیم‌بندی کرد. در ادامه انواع مختلف بردهای مدار چاپی و ویژگی‌های آن‌ها بررسی می‌شود:

این نوع برد مدار چاپی تنها از یک لایه مسی در یک طرف برد برخوردار است. این ساده‌ترین نوع PCB است و به دلیل طراحی ساده و هزینه پایین، برای مدارهایی با طراحی ساده که نیاز به تعداد کمی از قطعات دارند، استفاده می‌شود. کاربردهای رایج این بردها شامل دستگاه‌های خانگی، مدارهای ساده و ابزارهای الکترونیکی ارزان‌قیمت است.

تنها یک لایه مسی

هزینه تولید پایین

استفاده در مدارهای ساده و کم‌قطعه

بردهای دو لایه دارای دو سطح مسی هستند که در هر دو طرف برد قرار دارند. این نوع PCB اجازه می‌دهد تا مسیرهای الکتریکی بیشتری بر روی برد ایجاد شود و این امر به طراحان مدار اجازه می‌دهد تا مدارهای پیچیده‌تری طراحی کنند. این بردها معمولاً در کاربردهایی که نیاز به اتصال بیشتر و مسیرهای پیچیده‌تری دارند، استفاده می‌شوند.

دو لایه مسی (یکی در بالا و دیگری در پایین برد)

پیچیدگی بیشتر نسبت به بردهای تک لایه

استفاده در مدارهای پیچیده‌تر و نیازمند فضای بیشتر برای مسیرهای الکتریکی

بردهای مدار چاپی چند لایه از چندین لایه مسی و غیرمس، که به‌طور پیوسته با هم ترکیب شده‌اند، تشکیل شده‌اند. این نوع بردها امکان طراحی مدارهای بسیار پیچیده‌تری را فراهم می‌آورند و در صنایع پیشرفته‌ای مانند مخابرات، پزشکی، نظامی و کامپیوترها استفاده می‌شوند. در این نوع بردها، مسیرهای مسی در لایه‌های مختلف قرار دارند و برای ارتباط بین این لایه‌ها از ویا (vias) استفاده می‌شود.

دارای چندین لایه مسی و غیرمس

مناسب برای مدارهای پیچیده با تعداد زیاد قطعات

استفاده در فناوری‌های پیشرفته و صنایع حساس

برد مدار چاپی فلکس یا PCB انعطاف‌پذیر، از مواد انعطاف‌پذیر ساخته شده است که امکان خم شدن و انعطاف پذیری را به آن می‌دهد. این نوع بردها برای استفاده در دستگاه‌هایی با فضای محدود یا نیاز به طراحی خاص کاربرد دارند. در صنعت گوشی‌های موبایل، دوربین‌ها و دستگاه‌های پزشکی قابل حمل، از این نوع بردها استفاده می‌شود.

انعطاف‌پذیری بالا

قابلیت خم شدن و شکل‌پذیری

استفاده در دستگاه‌هایی با ابعاد کوچک و فضای محدود

بردهای مدار چاپی سخت معمولاً از فیبرهای سخت مانند FR4 ساخته می‌شوند و به‌طور معمول در دستگاه‌هایی که نیاز به ثبات و پایداری دارند، استفاده می‌شوند. این نوع بردها نسبت به بردهای انعطاف‌پذیر یا نیمه‌انعطاف‌پذیر، مقاومت بیشتری دارند و در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی مانند کامپیوترها، تلویزیون‌ها، و تجهیزات صنعتی کاربرد دارند.

ساختار سخت و مقاوم

مناسب برای دستگاه‌های بزرگ و پیچیده

استفاده در دستگاه‌های ثابت و صنعتی

بردهای مدار چاپی در طیف وسیعی از صنایع و دستگاه‌ها کاربرد دارند. برخی از مهم‌ترین کاربردهای برد مدار چاپی شامل موارد زیر هستند:

دستگاه‌های مصرفی الکترونیکی: گوشی‌های هوشمند، تلویزیون‌ها، رایانه‌ها، و تجهیزات خانگی

صنعت خودروسازی: برای سیستم‌های الکترونیکی داخل خودرو مانند سیستم‌های کنترلی، حسگرها و مدارهای برق‌رسانی

صنعت پزشکی: تجهیزات پزشکی مانند دستگاه‌های MRI، ECG، و دستگاه‌های اندازه‌گیری فشار خون

صنعت هوافضا و نظامی: برای تجهیزات حساس مانند رادارها، سیستم‌های ارتباطی و تجهیزات کنترل پرواز

بردهای مدار چاپی (PCB) جزء اساسی‌ترین اجزای طراحی و ساخت سیستم‌های الکترونیکی هستند و هر کدام از انواع آن‌ها برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. از بردهای تک لایه برای مدارهای ساده تا بردهای چند لایه پیچیده برای استفاده در صنایع پیشرفته، هر نوع برد به‌طور خاص برای نیازهای متفاوت کاربردی ساخته می‌شود. درک انواع مختلف PCB و انتخاب درست آن می‌تواند به بهبود عملکرد، کاهش هزینه‌ها و افزایش قابلیت‌های دستگاه‌های الکترونیکی کمک کند.


منبع: afzarpardazesh.com