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.

برد الکترونیکی چیست؟

مجموعه ای از مدارهای الکتریکی که قطعات و متعلقات الکتریکی نظیر آی سی، خازن و مقاومت بر روی آن سوار شده و در تجهیزات مختلف الکترونیکی و برقی مورد استفاده قرار می گیرد، با عنوان برد الکتریکی شناخته می شود.

انواع برد الکترونیکی

انواع برد الکترونیکی در سه دسته عمده زیر قرار می‌گیرند:

• برد بورد (Breadboard)
• استریپ بورد (Strip Board)
• بورد وایر رپ (Wire Wraps)
• برد مدار چاپی (Printed Circuit Board)

انواع برد الکترونیکی براساس لایه

انواع برد الکترونیکی بر اساس لایه، در انواع تک لایه (یک رو)، دولایه (دو رو) و چند لایه در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.

۱.برد الکترونیکی خام تک لایه

 pcb یک رو در مقایسه با دیگر مدل ها از طراحی ساده تر و قیمت کمتری برخوردار می باشد. این مدل از بردهای الکترونیکی از یک لایه نازک از جنس مسی ساخته و پرداخته می شوند. لازم به ذکر است که در فیبر مدار چاپی یک لایه، کلیه قطعات و متعلقات الکتریکی در یک طرف pcb سوار می شوند.

 برد یک رو برای طراحی و تولید وسایل برقی و الکتریکی ساده کاربرد فراوانی دارد. همچنین، این نوع فیبرهای خام از متریال مختلفی مانند فایبرگلاس و آلومینیوم طراحی و تولید می شوند.

۲.برد الکتریکی دولایه

از دیگر انواع برد الکترونیکی می توان به برد الکتریکی دولایه (Double layer pcb) اشاره نمود. لایه نازک مسی در این نوع برد در هر دو طرف فیبر به چشم می خورد. برهمین اساس، برخلاف بردهای یک لایه، در بردهای دولایه، قابلیت مونتاژ قطعات الکترونیکی smd در هر دو طرف برد وجود دارد.

pcb دولایه در ساختار بسیاری از لوازم برقی و الکترونیکی مدرن و پیشرفته در طیف وسیعی مورد استفاده واقع می شود. مضاف براین، از طریق سوراخ های متالیزه موجود در ساختار برد، قابلیت ارتباط دو سمت فیبر چاپی امکان پذیر می گردد. بنابراین، فضای بیشتری به منظور چینش اجزا و قطعات در اختیار کاربر قرار می گیرد.

۳.برد الکترونیکی چند لایه

در ساختار مدار چاپی چند لایه بیشتر از دولایه مس وجود دارد. اتصال لایه های رسانا به یکدیگر در برد الکترونیکی چندلایه (Multi- layer pcb) از طریق سوراخ های موجود بر روی برد انجام می گیرد.

این مدل از انواع برد الکترونیکی به لحاظ برخورداری از پیچیدگی های زیاد و قیمت بالاتر، در لوازم الکترونیکی پیشرفته به کار می رود.

ساختار PCB

PCB به نوعی شبیه کیک لایه‌ای یا لازانیا است و لایه‌هایی از مواد مختلف دارد که با گرما و چسب به هم چسبانده می‌شوند تا نتیجه یک جسم واحد باشد.

در ادامه، هریک از بخش‌ها را معرفی می‌کنیم.

زیرلایه یا بستر (FR4)

مواد پایه یا بستر معمولاً از جنس فایبرگلاس است. از نظر تاریخی، متداول‌ترین علامت برای این فایبرگلاس “FR4” است. این هسته جامد به PCB استحکام و ضخامت لازم را می‌دهد. همچنین PCBهای انعطاف‌پذیری وجود دارند که روی پلاستیک انعطاف‌پذیر با دمای بالا (کاپتون یا معادل آن) ساخته شده‌اند. می‌توانید تعداد زیادی PCB با ضخامت‌های مختلف پیدا کنید.

PCBها و بردهای perf ارزان‌تر (نشان داده شده در بالا) با مواد دیگری مانند اپوکسی‌ها یا فنولیک‌ها ساخته می‌شوند که دوام FR4 را ندارند، اما بسیار ارزان‌تر هستند. وقتی به این نوع PCB چیزی را لحیم می‌کنید، متوجه خواهید شد که با این نوع خاص از PCB کار می‌کنید، زیرا بوی بد بسیار مشخصی دارد. این نوع بسترها معمولاً در لوازم الکترونیکی با مصرف کم نیز یافت می‌شوند. فنولیک‌ها دمای تجزیه حرارتی پایینی دارند که باعث می‌شود وقتی هویه لحیم‌کاری برای مدت طولانی روی بورد نگه داشته شود، لایه‌لایه شده، دود کند و زغال شود.

مس

لایه بعدی یک فویل مسی نازک است که با حرارت و چسب روی تخته لمینت می‌شود. روی PCBهای معمولی دوطرفه، مس روی هر دو طرف بستر اعمال می‌شود. در گجت‌های الکترونیکی ارزان‌تر، PCB ممکن است فقط در یک طرف مس داشته باشد. وقتی به یک بورد دوطرفه یا دولایه اشاره می‌کنیم، در واقع منظورمان تعداد لایه‌های مسی است. این تعداد می‌تواند به 1 لایه یا 16 لایه یا بیشتر برسد.

ضخامت مس می‌تواند متفاوت باشد و بر حسب وزن (اونس در فوت مربع) مشخص می‌شود. اکثریت قریب به اتفاق PCBها وزنی معادل با یک اونس مس در هر فوت مربع دارند، اما برخی از PCBها که توان بسیار بالایی دارند ممکن است از 2 یا 3 اونس مس استفاده کنند. هر اونس در هر مربع حدود 35 میکرومتر یا 1٫4 هزارم اینچ ضخامت دارد.

محافظ قلع‌کاری

لایه روی فویل مسی لایه ماسک لحیم یا محافظ قلع‌کاری نامیده می‌شود. این لایه به PCB رنگ سبز (یا رنگ‌های دیگر مثل قرمز) می‌دهد. محافظ روی لایه مسی پوشانده می‌شود تا آثار مس را از تماس تصادفی با سایر فلزات، لحیم‌کاری یا قطعات رسانا عایق کند. این لایه به کاربر کمک می‌کند تا در مکان‌های صحیح لحیم‌کاری کند و از پرش‌های لحیم‌کاری جلوگیری شود.

در مثال زیر، محافظ سبز روی اغلب قسمت‌های مدار چاپی اعمال شده و آثار کوچک را می‌پوشاند، اما حلقه‌های نقره‌ای و پدهای SMD را در معرض دید قرار می‌دهد تا بتوان آن‌ها را لحیم کرد.

محافظ قلع‌کاری معمولاً سبز است، اما تقریباً هر رنگی می‌تواند داشته باشد.

چاپ سیلک

چاپی سیلک در بالای لایه محافظ لحیم قرار داده می‌شود. روی این صفحه حروف، اعداد و نمادهایی به PCB اضافه می‌شود که امکان مونتاژ آسان‌تر و راهنماها را برای افراد جهت درک بهتر فراهم می‌کند. اغلب از برچسب‌های چاپ سیلک برای نشان دادن عملکرد هر پین استفاده می‌کنیم.

چاپ سیلک معمولاً سفید است، اما می‌توان از هر رنگی استفاده کرد. رنگ‌های سیاه، خاکستری، قرمز و حتی زرد برای این کار در دسترس هستند. با این حال، استفاده از بیش از یک رنگ در یک برد غیرمعمول است.

انواع قطعات برد الکترونیکی

به طور کلی، متناسب با نوع و مدل برد و دستگاه، قطعات و متعلقات مختلفی بر روی انواع برد الکترونیکی مونتاژ می گردد. یکی از این قطعات باتری بوده که وظیفه فراهم کردن ولتاژ موردنیاز بر روی مدار چاپی را بر عهده دارد. به منظور کنترل و مدیریت جریان الکتریکی، از قطعه‌ای با عنوان مقاومت در ساختار بردهای الکتریکی استفاده می شود. مقاومت غالبا بر روی بدنه برد و به صورت خطوط رنگی قرار می گیرد. تقویت کننده بار الکتریکی برد بر عهده ترانزیستور قرار دارد.

از دیگر قطعات رایج و متداول در ساختار انواع برد الکترونیکی خازن بوده که در نگه داری و جای دادن بار الکتریکی نقش دارد. LED نیز نوعی دیود نوری می باشد که با عبور جریان در یک جهت روشن می شود. سوئیچ ها به عنوان نمونه ای دیگر از قطعات رایج برد الکتریکی، وظیفه مسدود یا باز کردن عبور جریان را عهده دار می باشند. قطعه دیود مسئول مسدود کردن و اجازه دادن به جریان الکتریکی از یک جهت به جهت دیگر می باشد.

در یک نگاه کلی، سوئیچ ها، القاگر، ترانزیستور، مقاومت، LED، دیود، خازن و باتری را می توان از رایج ترین قطعات مونتاژ شده در ساختار انواع برد الکترونیکی قلمداد نمود.