برد الکترونیکی

برد الکترونیکی یکی از پرکاربردترین و مهم ترین وسایل الکترونیکی محسوب می شود. از سال ها پیش، زمانی که وسایل الکترونیکی تبدیل به عضو لاینفک زندگی های ما شدند، نقش بردهای الکتریکی هر روز پررنگ و پررنگ تر شد و جزو ملزومات زندگی ما قرار گرفت.

به عبارتی میتوان گفت در تمامی پروژهای الکترونیکی از یک یا چندین برد الکتریکی در سایزهای مختلف استفاده میشود و میتوان عصر تکنولوژی را عصر پیاده سازی انواع فنون الکترونیکی هوشمند و غیر هوشمند روی همین صفحات دانست. صفحات فیزیکی که از مواد غیرقابل اشتعال ساخته میشنود و بسته به نوع کاربردشان، ماموریت خود را به نحو احسنت انجام میدهند.

همانطور که میدانید برای راه اندازی قطعات الکترونیکی باید به آن ها جریان الکتریکی برسانیم. این کار عموما توسط سیم درموارد مختلف انجام میشود. اما کاربرد بردهای الکتریکی در این میان چیست؟

کاربرد بردهای الکتریکی

بردهای مدار چاپی در حقیقت تکامل یافته سیستم های اتصال به وسیله سیم ها است که در سال 1850 توسعه یافته بود. در این سیستم ها از نوارهای فلزی که خود روی یک صفحه چوبی قرار گرفته بودند استفاده میشد با گذشت زمان و پیشرفت تکنولوژی و جهت گیری به سمت هر چه کوچک تر کردن المان ها، پای بردهای الکتریکی به میان باز شد.

بردها بسته به نیاز دستگاه و قطعات آن توسط مهندسین الکترونیک طراحی میشوند. برد های مدار چاپی در انواع مختلف ، جنس های مختلف، تکنولوژی های مختلف، سایز های مختلف، تعداد لایه های مختلف، سطح کیفی مختلف و …. تولید میشوند. البته در برد مدار چاپی میتوان هر نوع تغییر را انجام داد. تمامی مواردی که در بالا گفته شد به هر مقداری که نیاز باشد با توجه به کاربرد مصرف کننده قابل تغییر خواهد بود.

انواع جنس برد الکتریکی (برد یا فیبر مدار چاپی)

انواع فيبر مدار چاپی: فيبرهاى مدار چاپى به صورت يک لايه و دولايه يا چند لايه ساخته مىشوند. درفيبرهاى يک لايه فقط در يک طرف فيبر لايه مس وجود دارد. در اين روش ارتباط بين پايه هاى قطعات و هدايت جريان فقط در يک طرف انجام میشود و المانها در طرف ديگر قرار میگيرند. در فيبرهاى دولايه در دوطرف فيبر لايه مسى وجود دارد. براى ارتباط پايه هاى قطعات از دوطرف فيبر استفاده میشود. فيبر دولايه براى مدارهايى با ارتباط زياد و حجم کم استفاده میشود. اخيرا در مدارهاى ٔ پيچيده الکترونيکى از فيبرهاى چندلايه  استفاده میشود که داراى تکنولوژى پيشرفته اى است.

فیبر فنولی

جنس فيبرها (بردها):  فيبرها ازنظر جنس به دو دسته فيبر فنولى و فيبر فايبرگلاس، تقسيم میشوند:
فيبر ِفنولى:  فيبر فنولى از ترکيب لايه هاى کاغذ در محلول فنول ساخته میشود و رايج ترين نوع فيبر براى مدار چاپى است. اين فيبرها به صورت استاندارد در ضخامت هاى
۱/۵و ۲ميلىمتر ساخته میشوند، قيمت آنها ارزان است و در توليد اغلب دستگاه هاى تجارتى به کار مىروند؛ اما چون در مقابل حرارت مقاومت زيادى ندارند، در دستگاه هاى حساس و گران قيمت از آنها استفاده نمیشود.

فیبر فایبرگلاس

ب) فيبر فايبرگلاس: اين فيبرها داراى انواع مختلف است و از ترکيب ٔفشرده الياف پشم شيشه در محلول چسب هاى مختلف مانند اپوکسى ساخته میشود. اين نوع برد، تحمل حرارت زياد را دارد و ازنظر استحکام نيز مقاومتر از فيبر فنولى است.
چون ارتـباط بين پايـه هاى عنـاصر از پشت ايـن نـوع فـيبر ديـده میشود، مونتاژ مدار و بررسى آن هنگام تعمير آسانتر است. به علت قدرت تحمل حرارت و استحکاِم اين نوع فيبر، از آن در دستگاه هاى گران قيمت استفاده میشود.

در جدول زیر، بعضى از مشخصات فيبرهاى فنولى و فايبرگلاس آورده شده است:

روی فيبر خام معمولاً لايه هایی از مس با ضخامت هايی در حدود ٥٠ ،٢٥و ٧٥ميکرومتر µmپوشيده میشود که پس از
طراحی مدار، اين لايه ها به عنوان سيم رابط مورد استفاده قرار می گيرند.

طراحی بردهای الکتریکی (برد مدار چاپی)

مهندسین الکترونیک با در نظر گرفتن نیازهای دستگاه مورد نظر، در ابتدا در یک محیط شبیه سازی کامپیوتری مانند نرم افزار Altium designer، مدار شماتیکی رسم میکنند. این مدار به عنوان طراحی اولیه به احتمال بسیار بالا با ایراداتی مواجه خواهد شد که در اینجا شخص پس از رسم شماتیک اصلی میتواند از نرم افزارهای شبیه سازی دیگری مانند proteus استفاده کند. (این نرم افزار امکان شبیه سازی نحوه ی عملکرد شماتیک مدار قبل از طراحی نهایی و چاپ را به شما میدهد.)

این تست عملکرد در نرم افزارهای شبیه ساز، دوباره به نرم افزار طراحی باز گشته و pcb نهایی را رسم میکنیم. مهندسین الکترونیک پس از پایان این مرحله اقدام به چاپ آن روی صفحات میکنند.

همانطور که گفته شد برد در سیستم، بستر کارکرد صحیح و جای گذاری درست قطعات الکترونیکی در مدار را محیا می کند. صفحات عموما از جنس شیشه و مواد بافت دار و… که همگی مقاوم و نسوز و جنس المان های اتصال دهنده روی آن مس است. طبیعتا هرچه جنس صفحه برد و کوبل مس روی صفحات بهتر باشد، عملکرد بردالکترونیکی بیشتر خواهد بود.