مدار چاپی آریا مدار ارجمند
امتیاز دهید :

مدار چاپی آریا مدار ارجمند

برد مدار چاپی PCB یکی از قطعات الکتریکی واسطه است که نقشی کلیدی در عملکرد صحیح تجهیزات الکترونیکی ایفا می کند. اگر خوب، به داخل هر وسیله الکترونیکی مدرن (تلویزیون، کامپیوتر، تلفن همراه و غیره) یا حتی بسیاری از لوازم برقی (ماشین لباسشویی، اتو، کتری و...) نگاه کنید یک یا چند برد مدار چاپی را خواهید دید که اغلب با نام مخفف PCB از آن یاد می شود.
این قطعه از یک صفحه یک یا چند لایه تشکیل می شود که اغلب شامل یک تخته زیرین نازک با قطر حدود 1.6 میلی متر است که از جنس هایی مانند فایبرگلاس و رزین تولید می گردند. لایه دیگر که باز هم نازک است، از جنس مس خواهد بود تا رسانا باشد. اگر لایه مس فقط در یک سطح به کار رود به آن برد مدار چاپی یک طرفه گفته می شود و اگر مس روی هردو سمت باشد به عنوان برد مدار چاپی دوطرفه شناخته می شود. مس به صورت چاپ شده روی برد قرار می گیرد و اجزای مورد نیاز هر مدار روی آن لحیم می گردد. در حقیقت همین موضوع سبب نامگذاری این قطعه است. مدارهای چاپی می توانند بسیار پیچیده یا ساده باشند در تصویر یک برد مدار چاپی نسبتا مدرن را مشاهده می کنید. برد مدار چاپی می تواند ده ها و بلکه صدها قطعه را روی خود جای بدهد و ارتباط را میان آنها برقرار کند.



تصویر برد مدار چاپی

تصویر اولیه برد مدار چاپی


چاپ برد مدار چاپی

شاید بتوان گفت اصطلاح "چاپ" برای بردهای مدار چاپی اصطلاح کاملا صحیحی نیست زیرا درواقع تمامی سطح برد با مس پوشانده می شود و لایه های عایق آن را در بر می گیرند؛ سپس مکان هایی که نیاز به مس هست، لایه عایق کَنده می شود و مس روی کار می آید و بر اساس الگوهای مورد نظر طرح تکمیل می گردد. کندن لایه در اغلب مواقع با استفاده از مواد شیمیایی بسیار قوی انجام می شود. بنابراین می توان در مسیرهای مورد نظر از رسانا بودن مس استفاده کرده یا سوراخ هایی را ایجاد نمود. سوراخ ها برای عبور سیم و یا به عبارتی ارتباط بین لایه ها به کار می روند. در تصویر می توانید سطح مقطع یک برد مدار چاپی را مشاهده نمایید، جاهایی که سوراخ به وجود آمد و به سطح رسانا دسترسی پیدا شد.



سطح مقطع برد مدار چاپی



طراحی مدار چاپی و مشکلات آن

چاپ بردها رایج ترین روش مونتاژ مدارهای الکترونیکی مدرن است. همانگونه که بالاتر اشاره شد بردها شامل ساندویچی از یک یا چند لایه عایق و یک یا چند لایه مسی هستند که حاوی قطعات و ولتاژ می شوند. طراحی برد مدار چاپی مدرن کار آسانی نیست و می تواند به اندازه طراحی کامل یک مدار الکتریکی طاقت فرسا باشد. اکثر سیستم های مدرن بردهای مدار از بردهای چند لایه تشکیل می شوند که در موارد خاص ممکن است تا 32 لایه نیز برسد. در مدار چاپی های سنتی، اجزای سازنده در لایه بالایی در سوراخ هایی نصب شده و بسیار ابتدایی بودند. اخیراً با پیشرفت تکنولوژی می توان بدون دخالت دست انسان و با استفاده از دستگاه هایی مدرن، پیچیده ترین بردهای مدار چاپی را طراحی و اجرا کرد؛ درست کاری که در آریا مدار ارجمند برای چاپ بردها انجام می شود.
طراحی PCB بر عملکرد کلی سیستم نهایی تاثیر مستقیم دارد و باید بر اساس نیاز هر دستگاه به صورت مجزا طراحی و تولید شود که کار دشواری به شمار می رود. کیفیت قطعات استفاده شده و تخصص مهندسان طراح در تولید یک برد بسیار حائز اهمیت است. مدارهای چاپی نباید هیچ گونه نشت انرژی یا افت ولتاژ داشته باشند و مقاومت بالایی در برابر رطوبت موجود در هوا یا گرما از خود نشان بدهند.
به طور کلی برد مدار چاپی را از نظر اثرا می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد: بردهایی که که بیشترین تأثیر را بر عملکرد استاتیک یا DC مدار دارند و آنهایی که بیشترین تأثیر را بر عملکرد مدارهای دینامیکی یا AC دارند (به ویژه در فرکانس های بالا) می گذارند. در هر صورت کیفیت در هر بخش از طراحی و تولید برد مدار چاپی مهم بوده و در عملکرد نهایی قطعه موثر می باشد. بی تردید مسیرهای اشتباه و استفاده از متریال های بی کیفیت، شما را دچار مشکلاتی نظیر کاهش ولتاژ، قطعی و عدم دریافت سیگنال خواهد کرد.



طراحی برد مدار چاپی در کامپیوتر



زراحی برد مدار چاپی با نرم افزار


طراحی برد مدار چاپی با کامپیوتر

برنامه و دستگاه های متعددی برای طراحی برد مدار چاپی وجود دارد که در گذشته با یکی از آنها "آلتیوم دیزاینر" آشنا شدیم. مهمترین نکته در استفاده از نرم افزارها دقت آنهاست و شما باید مطمئن شوید که آنچه در اسکرین می بینید کاملا با واقعیت مطابقت دارد. اطلاعات کامل لایه ها، موارد دقیق درخواست برد مدار، مکان سوراخ ها، مسیر مس ها، نقاط لحیم و آنالیز درست اطلاعات مونتاژ باید بی نقص باشند. در برنامه ها اغلب از رنگ مشکی برای پس زمینه استفاده می شود تا تاثیر همه چیز را دقیق تر تشخیص بدهید و امکان نمایش درست هر مرحله به صورت مجزا و متمایز در تمام طول فرایند تولید میسر گردد. در تصاویر می توانید نمونه ای از آیکون هایی که برای نشان دادن مکان های سوراخ مورد استفاده قرار می گیرند را مشاهده کنید و همانطور که می بینید برای هر رنگ تعریف خاصی در نظر گرفته می شود و هر چیز ID مخصوص به خود را دارد.

ساخت برد مدار چاپی PCB

برد مدار چاپی بر اساس نوع و تجهیزات به روش ها و در مراحل مختلفی ساخته می شود اما به صورت استاندارد مراحل ساخت عبارت اند از: پی دبلیو اس های خام PWB، طراحی، مونتاژ بردهای مدار چاپی، مونتاز سیستم (در صورت نیاز).

آزمایش و سنجش PWB

این مرحله شامل بررسی پیوستگی، بررسی رابط های کوتاهِ بین سیم ها، بررسی امپدانس و بررسی تداخل بین رساناهای سیگنال است. پیوستگی نشان می دهد که یک سیگنال می تواند از مبدا به مقصد مورد نیاز منتقل شود یا خیر. در همین جا مهندس ناظر و تست کننده سیستم می تواند اتصال کوتاه بین سیمها را در صورت وجود هرگونه مشکل بررسی کند. امپدانس (میزان مخالفت در برابر جریان متناوب) آزمایش و به بررسی صحت سایر اجزا کمک می کند.
آزمایش PWB نیاز به یک دستگاه دارد که امکان بررسی نقاط مختلف PWB را می دهد. دستگاه تست برد را محکم نگاه می دارد، برق مناسب را تأمین می کند و به کاوشگر اجازه می دهد تا از سیگنال های نقاط آزمایش روی PWB نمونه برداری کند. این تست عملکرد با دستگاه های استاندارد و مرغوب انجام می شود و بسیار آسان است.
به بیان دیگر طی آزمایش، یک تکنسین یا دستگاه آزمایش، نقاطی را در یک شبکه مدار تحریک می کند، نتایج را ثبت کرده و آنها را با پاسخ های مورد انتظار مقایسه می کند. مدارهایی که پیش از تولید به خوبی تست و به صورت کامل اسکن می شوند کارکرد مناسبی خواهند داشت. انواع آزمایشات عملکردی زیرمجموعه ای از تمامی آزمایشاتی است که روی مدار انجام شده تا به عملکرد مورد نظر نزدیک شود. نمونه ای از یک آزمایش عملکردی ممکن است به سادگی وارد کردن مجموعه ای از محرک ها از طریق دکمه های تعبیه شده در سیستم باشد. مهم این است که از روشی برای آزمایش و تست استفاده شود که بالاترین بهره وری را در ساخت و تولید برد مدار چاپی داشته باشیم.

تریس بورد کامپیوتر

در طراحی و ساخت بردهای مدار چاپی باید توجه داشت که قطعه درست به اندازه مناسب تولید شود و اندازه شامل عرض و ضخامت و وزن مس به کار رفته در آن است و باید مطمئن شد که جریان به خوبی منتقل می شود بدون آن که دما را بیش از اندازه بالا ببرد یا منتقل کند. قاعده کلی می گوید که یک برد استاندارد که 10 میلی متر عرض دارد و 1 اونس مس می تواند بیش از 500 میلی آمپر را با دمای 20 درجه بالاتر از محیط به خوبی منتقل کند. وزن مس در برابر ضخامت در جدول نشان داده شده است؛ همچنین می توانید برآورد قابلیت تحمل فعلی برای افزایش درجه حرارت 20 درجه سانتی گراد را در جدول دوم مشاهده نمایید. همانطور که می بینید جریان فیوزینگ (نمودار سمت چپ) برای بورد PC بطور قابل توجهی بیشتر است.



وزن مس ضخامت مس (میلی متر)
 0.5  0.7 mils
 1.0  1.4 mils
 2.0  2.8 mils


تریس برد کامپیوتر

چگونگی تریس برد در کامپیوتر



مراحل طراحی برد مدار چاپی یا PCB

بررسی اجمالی: طراحی PCB با یک بیس عایق آغاز می شود و قطعات فلزی (اتصالات الکتریکی) و قطعات الکترونیکی مناسب و تعریف شده توسط متقاضی، به این بیس متصل می شوند. مراحل کلیدی توسعه یک PCB در تصویر زیر نشان داده شده است و توجه شما را به آن جلب می کنیم:



مراحل تولید برد مدار چاپی

 

 

برای سفارش برد مدار چاپی مطابق با نیاز خود با قیمت و کیفیت مناسب از شرکت آریا مدار ارجمند می توانید از دکمه سفارش آنلاین موجود در وبسایت پیش‌رو استفاده نمایید. 



شروع سفارش برد مدار چاپی

• در ابتدا، مشخصات طراح (سند) نوشته می شود که در واقع عملکرد نهایی مورد نیاز PCB را مشخص می کند. اطلاعات به برنامه های طراحی منتقل شده و از این رو، طراح طرح مدار را ایجاد می کند، که در ابزارهای طراحی PCB وارد شده است.
• طرح کلی از طریق مدل سازی تکمیل و آزموده می شود و سپس عملکرد طرح تأیید می شود. اگر طرح با مشخصات مورد نیاز مطابقت نداشت، یا طرح باید اصلاح شود یا در مواردی که ایرادات اساسی وجود دارد باید مشخصات طرح تغییر داده شود.
• هنگامی که طرح کلی کامل شد، طرح PCB با در نظر گرفتن دستورالعمل های طرح بندی (مورد تایید شرکت آریا مدار ارجمند و مطابق با استانداردهای جهانی) و قوانین طراحی فرآیندِ تولید ایجاد می شود.
• پس از اتمام موفقیت آمیز طرح، آن را تحت تجزیه و تحلیل قرار می دهند. شبیه سازی طرح کلی انجام می شود (با استفاده از ابزارهای مخصوصِ طراحی شده برای تأیید اینکه طرح به درستی کار می کند دوباره تست انجام می شود). در صورت وجود هرگونه مشکل طرح یا مشخصات نیاز به اصلاح دارند.
• هنگامی که تمام مراحل طرح بندی به پایان رسید، طرح آماده ارائه برای بخش تولید است.

برد متالیزه و برد دولایه معمولی

یکی از اصطلاحاتی که نیاز به آشنایی با آن وجود دارد برد متالیزه می باشد. بردهای مدار چاپی دولایه که از نوع متالیزه هستند منافذ و سوراخ هایی دارند و وظیفه ایجاد اتصال میان لایه ها را بر عهده دارند. بردهای دو لایه دارای سوراخ های آبکاری شده هستند تا ارتباط میان لایه ها به بهترین شکل انجام پذیرد. به اصطلاح در بردهای مدارچاپی دو لایه به سوراخ هایی که در اول و آخر هر تِرک قرار دارند پد PAD یا ویا VIAگفته می شود. سوراخ هایی که دارای قطعه ای مجزا باشند پد و اگر بدون قطعه مونتاژی اضافی باشند ویا هستند. باید توجه نمود که در بردهای متالیزه که دارای دو لایه هستند توسط آبکاری ارتباط را بین لایه ها برقرار می کنند و تفاوت بردهای متالیزه و غیر متالیزه و معمولی نیز در همین مورد است زیرا بردهای معمولی دارای سوراخ های آبکاری شده نبوده و از این راه ارتباط بین لایه ها را برقرار نمی کنند. پس می توان گفت در بردهای مدار معمولی دو لایه مجزا از هم از نظر الکتریکی داریم.

انواع ویا در بردهای چند لایه

نکته قابل ذکر وجود چند نوع ویا در بردهایی است که بیش از چهار لایه دارند که مهم ترین آنها ویا از نوع بلایند و ویا از نوع برید هستند. ویای کور یا BLIND از یک سمت به لایه بالایی یا پایینی متصل می شود و در واقع به سمت دیگر نرسیده و منتهای به لایه میانی است. ویای برید BURIED یا دفن شده یا مدفون میان دو لایه سطحی ارتباط بر قرار کرده و در داخل لایه میانی قرار می گیرد بنابراین از بیرون برد دیده نمی شود. خوب است اشاره شود که سوراخ هایی که بین دو لایه از یک سوی مدار به سمت دیگر ارتباط برقرار می کنند هول یا THROUGH HOLE نامیده می شوند.

نکات مهم در تولید و سفارش برد مدار چاپی

می توان گفت که به صورت تقریبی هر برد مدار چاپی کاربرد متفاوت و مخصوص به خود را دارد و این موضوع در محصولات مشابه نیز صادق است و می تواند متفاوت باشد. برای مثال، کیفیت و نوع مدارهای چاپی استفاده شده در محصولات مختلف یکی از عواملی به شمار می رود که وقتی شما یک دستگاه الکترونیکی را خریداری می کنید شاهد هستید که سرعت، دقت عملکرد یا موارد دیگر در رابطه با آنها در برندهای مختلف متفاوت است. به عبارت دیگر PCB دارای سطح منحصر به فردی از عملکرد EMC است بنابراین چطور می توانیم مطمئن شویم که مدار چاپی موجود آن عملکرد مورد نیاز ما را دارد؟
توصیه می شود از طرح های استاندارد استفاده شود و با ایده پردازی های گوناگون طراحان را گیج نکرد کما اینکه ما در آریا مدار ارجمند با توجه به افتتاح کارخانه جدید و کادر حرفه ای قابلیت تولید طیف وسیعی از انواع مدارات چاپی را داریم اما باید همواره از استانداردهای EMC پیروی کرد. این استاندارد شرایط، روش ها و قوانین قطعات الکترونیکی را مشخص می کند.
واقعیت این است که طرح های مختلفی را می توان برای یک سفارش ساخت مدار چاپی در نظر گرفت اما نباید از یاد برد که استفاده از یک طراحی نادرست می تواند هزینه های شما را به میزان چشم گیری افزایش بدهد. قیمت ثابتی برای مدار چاپی و بردها وجود ندارد و به منظور برآورد قیمت سفارش هر برد مدار باید در بخش ثبت سفارش، سفارش خود را ثبت کنید و همکاران ما در سریع ترین زمان ممکن قیمت قطعه مورد نظر شما را مشخص می نمایند. عوامل متعددی در قیمت نهایی برد مدار چاپی دخیل هستند و شما باید از شرکتی مدار مورد نظر را سفارش بدهید که بدانید مدار را با بالاترین کیفیت، بهینه ترین هزینه و با استفاده از بروزترین دستگاه ها تولید می نمایند. دقت در سفارش و تجربه کار دو مورد از مهمترین عوامل تاثیرگذار در خرید بهترین نوع مدار هستند.

بازیافت مدار چاپی

تا اینجا بیان کردیم که برد مدار چاپی شامل یک بیس غیر رسانا، لایه رسانا (مس، آلومینیوم، نیکل، کروم و سایر فلزات) و قطعات الکترونیکی مورد نیاز و اتصالات است که در بسیاری از دستگاه هایی که ما به صورت روزانه از آنها استفاده می کنیم به کار برده می شوند از وسایل الکترونیکی که با هدف سرگرمی تولید می شوند گرفته تا دستگاه هایی مثل گوشی تلفن همراه که با زندگی همه در دنیای مدرن عجین شده اند. پس PCBها عضوی ضروری به شمار می آیند و اسکیل وسیع تولید شده و از سوی دیگر از تولید خارج می شوند و نمی توان وجود آنها را نادیده گرفت و به بازیافت آنها نیاندیشید. در دو تصویری که در ادامه قرار دارند می توانید یک قطعه فلزی و مراحلی که برای ساخت آن طی می شود را ببینید.

 

بازیافت مدار چاپی

چرخه بازیافت مدار چاپی


آمارهای مربوط به سال 2006 میلادی حاکی از آن هستند که از فروش مدارهای چاپی 1 تریلیون دلار در سال درآمد کسب می شود و در این میان رایانه های شخصی از متداول‌ترین دستگاه هایی بودند که در آنها از بردهای مدارچاپی استفاده می شد. موارد اصلی به کار رفته در یک برد مدار چاپی استاندارد که برای کامپیوتر کاربرد دارد را در تصویر زیر مشاهده می کنید.



مواد اولیه ساخت برد مدار چاپی



برای بازیافت چنین قطعه ای باید آن را به چند دسته بر اساس مواد تشکیل دهنده تقسیم کرد:

قسمت اول شامل مس، آلومینیوم، پلی استایرن با ضربه بالا HIPS ، آکریلونیتریل-بوتادین-استایرن ABS ، پلی (وینیل کلرید) و سایر پلاستیک هایی که در آن به کار می روند، می شود و برای بازیافت پروسه آسان تری دارند.
بخش دوم شامل تمام فولادها و شیشه هاست که می توان با عملیاتی ساده تر آنها را بازیافت کرد و 54 درصد را شامل می شود.
قسمت آخر 15% درصد است و شامل موادی است که بازیافت آنها دشوار می باشد.

مواد با ارزش داخل مدار چاپی

PCB ها معمولاً حاوی رزین اپوکسی، فایبرگلاس، مس، نیکل، آهن، آلومینیوم و مقدار معینی فلزات گرانبها مانند طلا و نقره هستند. این مواد و فلزات به همراه قطعات الکترونیکی توسط لحیم حاوی سرب و قلع به صفحه وصل می شوند. تا اینجا ترکیب اصلی مواد PCB مشخص شد. در برخی مواقع ارزش فلزات استفاده شده در این قطعات از سنگ معدن طبیعی نیز بیشتر است اما باید توجه داشت که بازیافت این قطعات برای محیط زیست اهمیت فراوانی دارد در جدول زیر می توانید میانگین ارزش موارد به کار رفته در بردهای مدار چاپی را با قیمت مشاهده کنید.



مواد باارزش برد مدار چاپی



با مطالعه جدول می توان دریافت که Au ،Cu ،Pd و Ag تقریباً تمام ارزش مادی و اقتصادی برد مدار چاپی های زائد را تشکیل می دهند؛ بنابراین، بازیافت کنندگان PCB بیش از هر چیز بر بازیابی این فلزات متمرکز هستند.

صنعت تولید مدار چاپی در جهان

با وجود فناوری و مهندسی پیچیده ای که تولید بردهای مدار چاپی نیاز دارند شاهدیم که ایالات متحده، انگلستان، آلمان و فرانسه هنوز بردهایی تولید می کنند که دارای مزیت رقابتی هستند؛ اما واقعیت این است که آسیا سه چهارم بردهای مدار چاپی جهان را تولید می کند و بیش از 1000 تولید کننده تنها در چین فعال هستند. صنعت PCB به عنوان جزوی از صنعت الکترونیک همیشه جای خود را در جهان داشته است. با این حال در سال 2003، ایالات متحده 15% بردهای مدار چاپی مورد نیاز جهان را تولید کرد البته پس از ژاپن، بزرگترین تولید کننده با 29% و چین دومین تولیدکننده بزرگ با 17 درصد همچنین کشور تایوان با 13 درصد چهارمین تولید کننده بزرگ دنیا بود بود. اروپا تنها 10 درصد و کره جنوبی 8 درصد تولید این قطعه را بر عهده داشتند. هیچ شرکت آمریکایی در حال حاضر در بین ده تولید کننده برتر PCB قرار ندارد. چین از ژاپن به عنوان پیشرو در تولید PCB پیشی گرفته است.

 

انواع مدار چاپی

SERIAL ITEM TECHNICAL DATA
1 Board Type Rigid Board, RF
2 Material FR4 Standard TG155 °C, ROGERS, TEFLON
3 Layers 1-8 Layers Pcb Prototype
4 Max Board Size 400mm * 600mm
5 Board Thickness 0.25mm - 3.20mm
6 Min line Width 0.15 mm
7 Min Space Width 0.1 mm
8 Min Hole Size 0.2 mm
9 Min Annular Ring 0.15mm
10 Copper Thickness 35um - 70um
11 Inner Layer Copper Thickness 18um ,35um
12 Solder Mask Color Green, Black, White, Blue, Red, Yellow
13 Silkscreen (Legend) Color White, Black, Yellow
14 Surface Finishing HASL - Hot Air Solder Leveling
ENIG - Electro less Nickel / Immersion
Gold
15 Electrical Test Yes
16 AOI (Automatic Optical Inspection) Test Yes
17 Min Core Thickness For Multilayer 0.25 mm
18 FR4 TG 140 °C Prepreg Specification For Multi layer 106 RC 71.5% 57um
1080 RC 62% 76um
2113 RC 56% 100um
2116 RC 53% 130um
7628 RC 43% 200um


دانلود لیست انواع مدار چاپی



سوالات متداول درباره مدار چاپی

کیت مدار چیست؟

در تعریف کیت مدار می توان گفت مجموعه ای از قطعات تشکیل دهنده وسایل الکترونیکی را گویند که به صورت مجزا ساخته می شوند و مهندسان طراح مدارات کیت ها را مطابق با مقصود و کاربرد مدار چاپی مورد نظر مونتاژ می نمایند. کیت های الکترونیکی اغلب از قطعاتی نظیر خازن، آی سی، مقاومت، ترانزیستور و مشابه آنها تشکیل می گردد که تمامی آنها همراه با فیبرهای ویژه ساخت مدار چاپی قابل تهیه هستند. کیت ها با راهنمای مونتاژ به فروش می روند تا سازندگان بتوانند با سهولت بیشتر وسایل یا قطعات الکترونیکی مورد نظر خود را بسازند.