PCBچیست؟

PCB  یکی از اجزای کلیدی در طراحی و تولید دستگاه‌های الکترونیکی به شمار می‌رود. این بردها برای اتصال و پشتیبانی از اجزای الکترونیکی به کار می‌روند.

بردهای مدار چاپی (PCB) با استفاده از مسیرهای رسانا ، پد ها و سایر ویژگی های برد، از یک یا چند لایه ورق مس روکش شده تشکیل شده اند  و بین لایه های ورق یک لایه غیر رسانا وجود دارد، این نوع برد، اجزای الکتریکی یا الکترونیکی را به صورت مکانیکی پشتیبانی و به همدیگر متصل می کند. قطعات به طور کلی بر روی بردهای مدار چاپی PCB لحیم می شوند تا اتصال برقی داشته باشند و تجهیزات الکترونیکی را به صورت مکانیکی به همدیگر متصل کنند.

طراحی و ساخت PCB

1. طراحی PCB

طراحی شماتیک: رسم مدار با استفاده از نرم‌افزارهایی مانند Altium یا Eagle.

طراحی چیدمان: تعیین ابعاد برد، جای‌گذاری قطعات و رسم مسیرهای مسی.

بررسی نهایی: رعایت قوانین تولید (DFM) و خروجی فایل‌های Gerber.

2. ساخت PCB

چاپ طراحی: انتقال طرح به لایه مسی با روش‌های UV یا دیجیتال.

حکاکی: حذف مس‌های اضافی با استفاده از مواد شیمیایی.

سوراخ‌کاری: ایجاد سوراخ‌ها با دستگاه CNC یا لیزر.

لایه‌های محافظ: اعمال لحیم‌ماسک و چاپ سیلک‌اسکرین.

3. مونتاژ PCB

نصب قطعات: جای‌گذاری قطعات SMD یا THD.

لحیم‌کاری: به روش ریفلاکس یا دستی.

تست نهایی: بررسی کیفیت با ابزارهایی مانند AOI و ICT.

4. بسته‌بندی و ارسال

پس از تایید کیفیت، بردها برای تحویل به مشتری آماده می‌شوند.

لایه های بــرد مــدار چاپی:

بردهای مدار چاپی (PCB) بسته به طراحی و نیاز پروژه می‌توانند از چندین لایه تشکیل شوند. این لایه‌ها شامل مواد مختلفی هستند که هر یک نقش خاصی در عملکرد برد دارند. در ادامه به بررسی اجزای اصلی لایه‌های برد مدار چاپی می‌پردازیم:

1. لایه مسی 

شرح: این لایه شامل مسیرها و اتصالاتی است که جریان الکتریکی را بین اجزای مختلف برد هدایت می‌کند.

انواع:

تک‌لایه: فقط یک لایه مسی دارد و برای بردهای ساده مناسب است.

دولایه: شامل دو لایه مسی در بالا و پایین برد است.

چندلایه: دارای لایه‌های مسی متعدد است که با مواد عایق جدا شده‌اند و برای طراحی‌های پیچیده کاربرد دارد.

ضخامت: معمولاً ضخامت مس در بردها بین 1 تا 3 اُنس بر فوت مربع است.

2. لایه پایه

شرح: این لایه ساختار اصلی برد را تشکیل می‌دهد و از مواد عایق و مقاوم ساخته شده است.

مواد رایج:

FR4: پرکاربردترین ماده که از فایبرگلاس و رزین تشکیل شده است.

CEM-1 و CEM-3: ارزان‌تر از FR4 و برای بردهای ساده‌تر مناسب هستند.

بردهای فلزی: برای بردهایی که نیاز به دفع حرارت دارند، مانند LED.

بردهای انعطاف‌پذیر: از پلی‌آمید ساخته می‌شوند و قابلیت انعطاف دارند.

3. لایه عایق

شرح: این لایه بین لایه‌های مسی در بردهای چندلایه قرار دارد و از ایجاد اتصال کوتاه جلوگیری می‌کند.

ویژگی: مواد این لایه باید خاصیت عایق‌بودن و پایداری خوبی داشته باشند.

4. لایه لحیم‌ماسک

شرح: لایه‌ای نازک و محافظ که بر روی لایه مسی قرار می‌گیرد تا از اکسید شدن و آسیب به مسیرهای مسی جلوگیری کند.

رنگ: معمولاً سبز است، اما رنگ‌های دیگری مانند قرمز، آبی و سیاه نیز ممکن است استفاده شوند.

وظیفه: این لایه نقاطی که نیاز به لحیم‌کاری دارند را مشخص کرده و از ایجاد اتصالات ناخواسته جلوگیری می‌کند.

5. لایه چاپ سیلک‌اسکرین 

شرح: این لایه شامل نشانه‌گذاری‌هایی است که به شناسایی قطعات، شماره‌گذاری و ارائه دستورالعمل‌های مونتاژ کمک می‌کند.

رنگ: معمولاً سفید است، اما می‌تواند رنگ‌های دیگری نیز داشته باشد.

6. لایه چسب 

شرح: در بردهای چندلایه، این لایه برای چسباندن لایه‌های مختلف به یکدیگر به کار می‌رود.

ویژگی: باید دارای مقاومت حرارتی و چسبندگی بالایی باشد.

7. لایه محافظ

شرح: این لایه خارجی، برد را در برابر رطوبت، گرد و غبار و عوامل محیطی محافظت می‌کند.

انواع:

Coating: پوشش شفاف یا مات.

Encapsulation: پوشش کامل برای حفاظت بیشتر.

8. لایه ویاف‌ها

شرح: در بردهای چندلایه، حفره‌های کوچک (ویاف‌ها) به منظور ایجاد اتصال بین لایه‌های مختلف ایجاد می‌شوند.

انواع ویاف‌ها:

Through-Hole Via: حفره‌ای که تمام لایه‌ها را متصل می‌کند.

Blind Via: از یک سطح به لایه داخلی متصل است.

Buried Via: فقط بین لایه‌های داخلی ارتباط برقرار می‌کند.

ترتیب کلی لایه‌ها در یک برد چندلایه به این صورت است:

لایه چاپ سیلک‌اسکرین (بالایی)

لایه لحیم‌ماسک (بالایی)

لایه مسی (بالایی)

لایه عایق

لایه‌های داخلی (مس و عایق به صورت متناوب)

لایه مسی (پایینی)

لایه لحیم‌ماسک (پایینی)

لایه چاپ سیلک‌اسکرین (پایینی)

ویژگی های بــرد مــدار چاپی:

ویژگی‌های اصلی برد مدار چاپی شامل موارد زیر است:

1. لایه‌بندی

تک‌لایه: مناسب برای مدارهای ساده که یک طرف برد برای نصب قطعات و طرف دیگر برای مسیرها استفاده می‌شود.

دولایه: برای مدارهای پیچیده‌تر که نیاز به مسیرهای بیشتری دارند.

چندلایه: برای سیستم‌های پیشرفته (مانند کامپیوترها) که شامل چندین لایه مسی است و با مواد عایق از هم جدا شده‌اند.

2. ماده‌ی اصلی 

FR4: رایج‌ترین ماده، ساخته‌شده از فایبرگلاس و رزین.

CEM-1 و CEM-3: ارزان‌تر از FR4، مناسب برای بردهای ساده.

فلزی: برای دفع گرمای بیشتر (مانند بردهای LED).

انعطاف‌پذیر: ساخته‌شده از پلی‌آمید برای استفاده در دستگاه‌های قابل‌انعطاف.

3. لایه‌ی مسی

ضخامت لایه مسی بسته به کاربرد متفاوت است (معمولاً 1 اُنس بر فوت مربع). بردهایی که جریان بیشتری نیاز دارند، به ضخامت بیشتری نیاز دارند.

4. لایه محافظ 

این لایه برای حفاظت از مسیرهای مسی در برابر رطوبت، گرد و غبار و اکسید شدن طراحی شده است. معمولاً این لایه سبز رنگ است، اما رنگ‌های دیگری مانند قرمز، آبی یا سیاه نیز ممکن است استفاده شود.

5. پدها و ویاف‌ها

پد (Pad): نقاطی برای لحیم‌کاری قطعات.

ویاف (Via): حفره‌هایی برای اتصال بین لایه‌های مختلف.

6. چاپ سیلک‌اسکرین

لایه‌ای برای نشانه‌گذاری روی برد که شامل اطلاعاتی مانند نام قطعات، شماره‌ها یا علائم راهنما می‌شود.

7. قابلیت‌های حرارتی

برخی از بردها با استفاده از مواد خاص طراحی می‌شوند تا گرمای تولید شده توسط اجزای الکترونیکی را به‌طور مؤثر دفع کنند.

8. پشتیبانی از فناوری‌های نصب قطعات

THD (Through-Hole Devices): نصب قطعات با پایه‌هایی که از داخل حفره‌ها عبور می‌کنند.

SMD (Surface Mount Devices): نصب قطعات روی سطح برد بدون نیاز به حفره.

9. دقت و تلرانس

دقت در طراحی مسیرها، فاصله‌ها و حفره‌ها تأثیر زیادی بر عملکرد و کیفیت برد دارد.

10. مقاومت در برابر شرایط محیطی

بردهای پیشرفته می‌توانند در برابر دماهای بالا، رطوبت و ارتعاش مقاومت کنند.

شرکت افزار پردازش حامی

شرکت افزار پردازش حامی با سال‌ها تجربه در طراحی و تولید انواع بردهای مدار چاپی (PCB) به عنوان یکی از پیشگامان این صنعت در ایران شناخته می‌شود. ما با استفاده از جدیدترین تکنولوژی‌ها، تجهیزات پیشرفته و تیمی متخصص و متعهد، خدماتی جامع و با کیفیت در زمینه طراحی، تولید و مونتاژ بردهای مدار چاپی ارائه می‌دهیم.

ماموریت ما ارائه راه‌حل‌های نوآورانه برای صنایع مختلف از جمله الکترونیک، مخابرات، پزشکی، خودروسازی و … است. در این راستا، همواره تلاش می‌کنیم تا نیازهای مشتریان خود را با بهترین کیفیت و در کوتاه‌ترین زمان ممکن برآورده کنیم.

ویژگی‌های کلیدی شرکت افزار پردازش حامی شامل موارد زیر است:

طراحی برد مدار چاپی: ارائه راهکارهای طراحی دقیق و حرفه‌ای با رعایت استانداردهای جهانی.

تولید انبوه و نمونه‌سازی: ساخت بردهای تک‌لایه، دولایه و چندلایه با کیفیت تضمین‌شده.

مونتاژ قطعات الکترونیکی: نصب و لحیم‌کاری قطعات SMD و THD با استفاده از ماشین‌آلات پیشرفته.

کنترل کیفیت: انجام تست‌های الکتریکی و عملکردی برای تضمین کارایی و دوام محصولات.

ما در افزار پردازش حامی بر این باوریم که موفقیت ما به رضایت مشتریان و ارائه خدماتی بستگی دارد که به رشد و پیشرفت صنایع مختلف کمک کند. به همین دلیل، در هر پروژه با دقت و تعهد کامل عمل می‌کنیم.