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 فیبر مدار چاپی: فیبرهاى مدار چاپى به صورت یک لایه و دولایه یا چند لایه ساخته مىشوند. درفیبرهاى یک لایه فقط در یک طرف فیبر لایه مس وجود دارد. در این روش ارتباط بین پایه هاى قطعات و هدایت جریان فقط در یک طرف انجام میشود و المانها در طرف دیگر قرار میگیرند. در فیبرهاى دولایه در دوطرف فیبر لایه مسى وجود دارد. براى ارتباط پایه هاى قطعات از دوطرف فیبر استفاده میشود. فیبر دولایه براى مدارهایى با ارتباط زیاد و حجم کم استفاده میشود. اخیرا در مدارهاى ٔ پیچیده الکترونیکى از فیبرهاى چندلایه  استفاده میشود که داراى تکنولوژى پیشرفته اى است.

فیبر فنولی

جنس فیبرها (بردها):  فیبرها ازنظر جنس به دو دسته فیبر فنولى و فیبر فایبرگلاس، تقسیم میشوند:
فیبر ِفنولى:  فیبر فنولى از ترکیب لایه هاى کاغذ در محلول فنول ساخته میشود و رایج ترین نوع فیبر براى مدار چاپى است. این فیبرها به صورت استاندارد در ضخامت هاى
۱/۵و ۲میلىمتر ساخته میشوند، قیمت آنها ارزان است و در تولید اغلب دستگاه هاى تجارتى به کار مىروند؛ اما چون در مقابل حرارت مقاومت زیادى ندارند، در دستگاه هاى حساس و گران قیمت از آنها استفاده نمیشود.

فیبر فایبرگلاس

ب) فیبر فایبرگلاس: این فیبرها داراى انواع مختلف است و از ترکیب ٔفشرده الیاف پشم شیشه در محلول چسب هاى مختلف مانند اپوکسى ساخته میشود. این نوع برد، تحمل حرارت زیاد را دارد و ازنظر استحکام نیز مقاومتر از فیبر فنولى است.
چون ارتـباط بین پایـه هاى عنـاصر از پشت ایـن نـوع فـیبر دیـده میشود، مونتاژ مدار و بررسى آن هنگام تعمیر آسانتر است. به علت قدرت تحمل حرارت و استحکاِم این نوع فیبر، از آن در دستگاه هاى گران قیمت استفاده میشود.

در جدول زیر، بعضى از مشخصات فیبرهاى فنولى و فایبرگلاس آورده شده است:

روی فیبر خام معمولاً لایه هایی از مس با ضخامت هایی در حدود ۵٠ ،٢۵و ٧۵میکرومتر µmپوشیده میشود که پس از
طراحی مدار، این لایه ها به عنوان سیم رابط مورد استفاده قرار می گیرند.

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.