بردهای الکترونیکی که به عنوان برد مدار چاپی نیز شناخته می‌شوند، تقریبا در هر دستگاه الکترونیکی از اجزای ضروری هستند. آنها در بسیاری از صنایع، از دستگاه‌های مصرفی کوچک گرفته تا تجهیزات پزشکی و تجهیزات خودرو استفاده می‌شوند. همچنین این بردها در کارخانه‌های تولیدی کاربرد دارند، زیرا خطوط تولید خودکار به شرکت‌ها در صرفه‌جویی هزینه‌ها و کاهش خطای انسانی کمک می‌کنند. قطعات الکترونیکی در تولید اغلب به بردهای الکترونیکی با کارایی بالا نیاز دارند تا بتوانند در محیط‌های سخت مقاومت کنند و در برابر لرزش و گرما مقاوم باشند. در ادامه، انواع برد الکترونیکی معرفی شده‌اند.
انواع برد الکترونیکی
به طور کلی، بردهای الکترونیکی (PCB) بر اساس تعداد لایه‌ها، نوع بستر و فرکانس دسته‌بندی می‌شوند. با توجه به متریال، این نوع بردها به انواع یک طرفه، دو طرفه و چند لایه تقسیم می‌شوند. همچنین PCB را می‌توان بر اساس مواد به PCB صلب، PCB انعطاف پذیر و PCB انعطاف‌پذیر سفت و سخت تقسیم کرد.
برد الکترونیکی یک طرفه
برد الکترونیکی یک طرفه ساده‌ترین نوع PCB است. تصویر زیر، ساختار یک برد الکترونیکی یک طرفه را نشان می‌دهد. لایه‌های آبی، زرد و سبز به ترتیب زیرلایه، لایه مس رسانا و ماسک لحیم هستند. در برد الکترونیکی یک طرفه، فقط یک طرف زیرلایه با یک لایه مس پوشیده شده است، در این سمت قطعات به صورت الکتریکی به هم متصل می‌شوند.
برد یک طرفه، ارزان و ساخت آن آسان است. اما محدودیت‌های زیادی در طراحی این نوع برد وجود دارد. PCB یک طرفه فعلی فقط برای مدارهای ساده مانند اسباب بازی‌های الکترونیکی، ماشین حساب و غیره استفاده می‌شود.
برد الکترونیکی دو طرفه
برد دو طرفه از دیگر انواع برد الکترونیکی است که بر خلاف برد یک طرفه، دارای لایه‌های مسی در دو طرف بستر خود است. در این برد می‌توان قطعات را به هر دو طرف وصل کرد. در هر دو طرف این برد به طور گسترده‌ای برای ایجاد اتصالات مدار استفاده می‌شود.
سوراخ‌های روکش شده (PTH) در PCB دو طرفه به عنوان یک پل عمل می‌کنند. دیواره‌های سوراخ‌های آبکاری شده معمولا توسط یک فرآیند الکترولیز با مس پوشش داده می‌شوند تا مدار را از یک طرف به طرف دیگر به صورت الکتریکی متصل کنند. با توجه به افزایش تراکم مدار PCB دو طرفه، این برد برای مدارهای پیچیده‌تر مناسب خواهد بود. این برد در مقایسه با PCB یک طرفه، انعطاف‌پذیر و جمع‌و‌جور است. در کاربردهای مختلف مانند نظارت بر قدرت و تقویت کننده‌ها از PCB دو طرفه استفاده می‌کنند.
برد الکترونیکی چند لایه
PCB چند لایه از دیگر انواع برد الکترونیکی است که بیش از دو لایه رسانا دارد. دو لایه آن در سطوح خارجی و لایه‌های دیگر در لایه‌های عایق قرار گرفته‌اند. بین هر دو لایه یک لایه دی الکتریک قرار دارد و می‌توان آن را بسیار نازک ساخت.
تعداد لایه‌های PCB نشان‌دهنده تعداد لایه‌های مس رسانای مستقل است. به طور کلی، لایه‌های بالا و پایین، برد مدارهای یک طرفه و لایه‌های داخلی، بردهای مدار دو طرفه هستند. همه این بردها در دمای بالا و فشار بالا با هم لمینت می‌شوند تا یک برد مدار واحد را تشکیل دهند. در مقایسه با برد الکترونیکی یک طرفه و دو طرفه، برد چند لایه برای مدارهای پرسرعت مانند تلفن همراه و لپ‌تاپ مناسب خواهد بود و انعطاف‌پذیرتر و فشرده‌تر است. شکل زیر نمونه‌ای از PCB 6 را نشان می‌دهد.
برد الکترونیکی صلب
برد صلب از دیگر انواع برد الکترونیکی است که از جنس مواد سفت و سختی مانند فایبرگلاس ساخته می‌شود که قابل خم شدن یا تا شدن نیست. PCB صلب می‌تواند بر اساس نیاز شما یک طرفه، دو طرفه یا چند لایه باشد. مزیت اصلی آن، نویز الکترونیکی کم و میرایی لرزش است. این نوع برد، پس از ساخت قابل تغییر نیست. برد الکترونیکی صلب در وسایلی مانند لپ‌تاپ، سنسور دما، دستگاه‌های GPS و غیره کاربرد دارد.
برد الکترونیکی فلکس
بر خلاف برد الکترونیکی صلب، بردهای انعطاف‌پذیر یا فلکس عموما از فویل مسی آنیل شده نورد شده (RA) و فویل پلاستیکی انعطاف‌پذیر ساخته می‌شوند. این امر به برد اجازه می‌دهد با شکلی مطابقت داشته باشد که در آن نمی‌توان برد صلب را در حین استفاده بدون آسیب رساندن به مدار روی برد چرخاند یا حرکت داد.
PCB انعطاف‌پذیر باعث صرفه‌جویی در هزینه و فضا به میزان زیادی می‌شود و وزن و اندازه محصول کاربردی را تا حد زیادی کاهش می‌دهد. به عبارت دیگر، انتخابی ایده‌آل برای انواع وسایلی است که به تراکم ردیابی سیگنال بالایی نیاز دارند.
برد الکترونیکی انعطاف‌پذیر بر اساس نیاز شما می‌تواند یک طرفه، دو طرفه یا چند لایه باشد. کاربردهای برد انعطاف‌پذیر شامل محصولات الکترونیکی پیچیده، تولید دیود ساطع نور ارگانیک (OLED)، ساخت LCD و غیره است.
برد الکترونیکی صلب فلکس
PCB صلب فلکس ترکیبی از انواع برد الکترونیکی صلب و انعطاف‌پذیر پس از فشار دادن و سایر فرآیندها است. این نوع برد را می‌توان تا کرد یا به طور مداوم خم کرد و معمولا در طول فرآیند ساخت به شکل منحنی در می‌آید.
PCB صلب فلکس می‌تواند برای محصولاتی با شرایط خاص استفاده شود. زیرا دارای مناطق سفت و انعطاف‌پذیر است که می‌توانند فضای داخلی و حجم محصول را کم کنند و عملکرد محصول را بهبود بخشند. با این حال، بردهای مدار انعطاف‌پذیر سخت نیاز به فرآیندهای تولید متعددی دارند. در نتیجه، بازده پایین چرخه تولید نسبتا طولانی و قیمت بالا را به همراه دارند. کاربردهای بردهای الکترونیکی صلب فلکس عمدتا در زمینه‌های پزشکی، الکترونیک مصرفی و هوافضا هستند.
برد الکترونیکی فرکانس بالا
به عنوان یک برد الکترونیکی ویژه، PCB فرکانس بالا محدوده فرکانس بالا از 500 مگاهرتز تا 2 گیگاهرتز را ارائه می‌دهد. این برد، نرخ جریان سیگنال سریع‌تر را ارائه می‌کند که برای طراحی‌های با سرعت بالا مناسب است.
برد فرکانس بالا از انواع برد الکترونیکی است که دارای الزامات بسیار بالایی برای خواص فیزیکی مختلف، دقت و پارامترهای فنی است. اول از همه، مواد بستر PCB فرکانس بالا باید دارای ویژگی‌های مقاومت در برابر حرارت، مقاومت شیمیایی و مقاومت در برابر ضربه خوب باشند. دوم اینکه ضریب اتلاف (Df) برد باید کوچک باشد که عمدتا بر کیفیت انتقال سیگنال تأثیر می‌گذارد.
هر چه ضریب تلفات کوچک‌تر باشد، تلفات سیگنال کمتر است. علاوه بر این، ثابت دی الکتریک (Dk) برد باید کوچک و پایدار باشد. زیرا نرخ انتقال سیگنال با جذر ثابت دی الکتریک ماده، نسبت معکوس دارد. به عبارت دیگر، ثابت دی الکتریک بالا احتمالا باعث تأخیر انتشار سیگنال می‌شود. بردهای PCB با فرکانس بالا باید جذب آب پایینی نیز داشته باشند. زیرا جذب آب بالایی دارند که منجر به از دست دادن ضریب اتلاف و ثابت دی الکتریک در هنگام خیس شدن برد می‌شود.
بردهای فرکانس بالا به طور گسترده در سیستم جلوگیری از برخورد (CAS)، سیستم ماهواره‌ای، سیستم رادیویی، اپلیکیشن موبایل و غیره استفاده می‌شوند.
جمع‌بندی
برد الکترونیکی ورق نازکی از مواد است که برای نگهداری و اتصال قطعات الکترونیکی استفاده می‌شود. انواع برد الکترونیکی را می‌توان در دستگاه‌های مختلفی از کامپیوتر و تلفن همراه گرفته تا تلویزیون و رادیو پیدا کرد. این بردها از یک ماده عایق الکتریکی و یک یا چند لایه مس ساختاریافته تشکیل شده‌اند که به عنوان مسیرهای رسانا برای اتصال بین اجزای لحیم اری شده عمل می‌کنند. بردهای الکترونیکی مدرن همچنین دارای منافذ، سوراخ‌ها و حفره‌هایی هستند که پیچیدگی احتمالی نمودارهای مدار را بیشتر می‌کنند.
