تا پیش از اختراع بُرد مدارچاپی، قطعات الکترونیکی آن زمان بر روی تختههایی سوار و سیمبندی میشد. این فرد پاول ایسلر (Paul Eisler) است. یهودی اتریشی تبار فارغالتحصیل دانشگاه فنی وین، که پس از چند تجربه شغلی ناموفق به کار روزنامهنگاری مشغول شد. او متوجه شد که صنعت چاپ صنعتی دقیق است. از این رو تلاش کرد تا بتواند سیم کشیهای چاپ شده تولید کند. رشد نازیها در آلمان سبب مهاجرت او به انگلیس شد. در انگلیس او با انجام کارهای متفرقه و حتی فروش طرحهایش امرار معاش میکرد. تا اینکه ایسلر توانست در سال 1940 اولین رادیوی جهان با مدار چاپی را بسازد و به جهان معرفی کند. و گواهی ثبت اختراع آن را اخذ کند.
اولین رادیوی ساخته شده با بُرد مدارچاپی توسط پاول ایسلر در سال 1940 میلادی
در سال 1948 نیروی هوایی آمریکا اعلام کرد که تمامی آلات دقیق هواپیماهای خود را با استفاده از فیبر مدار چاپی اجرا خواهد نمود. و از همین تاریخ بود که این اختراع تجاری شد. جالب است بدانید اختراعات دیگری نیز توسط این مخترع انجام شده از جمله گرم کن شیشه خودرو و … ایسلر در سال 1992 در لندن در گذشت.
معرفی فناوری ها، مواد مصرفی و راهکارها
در زمانی که الکترونیک محدود به لامپ های خلاء بود، تولید مدارات کاری زمانبر بُرد، چون غالباً تکهایی چوب (عموماً از جنس فیبر) آماده میکردند، با دریل سوراخهایی زده میشد و تعدادی سوکت لامپ و کانکتور نصب و سیمکشی میشد… بُردهای مدار چاپی عموماً از یک هسته عایق و ورقهای نازک رسانا تشکیل میشوند. مواد تشکیل دهنده عمده بُردها، پلیمر و رزین است. حال با توجه به مشخصات پلیمرها و رزینها ردههای مختلفی به دست میآید.
توضیحات
جنس مواد
رده مواد
رزین
پلیمر
قابل شستشو در دمای اتاق – مقاومت پایین در برابر رطوبت
فنولیک
کاغذی
FR-1
مناسب برای بُردهای یکرو در لوازم ارزان قیمت مصرفی- مقاومت خوب در برابر رطوبت
فنولیک
کاغذی
FR-2
طراحی شده برای مشخصات الکتریکی و مکانیکی بهتر
اپوکسی
کاغذی
FR-3
مشخصات الکتریکی و مکانیکی عالی دارد
اپوکسی
پارچه شیشهای
FR-4
استحکام زیاد در دماهای بالا – درصورت شعله ور شدن خود اطفاء میباشد
اپوکسی
پارچه شیشهای
FR-5
استحکام بسیار زیاد – کاربرد در مصارف نظامی
پلی استر
پارچه شیشه ای خاص
FR-6
مقاومت عایقی بالا، بالاترین استحکام نوارهای نازک شیشهایی ، مقاومت بالا در برابر رطوبت
اپوکسی
پارچه شیشهای
G10
مقاومت خمشی زیاد در دماهای بالا ، مقاومت خیلی زیاد نسبت به حلالها
اپوکسی
پارچه شیشهای
G11
مواد ساخته شده با پلیمرهای کاغذی و رزین های فنولیک ارزان هستند اما کارآیی بالایی ندارند. در کاربرد های خاص، موادی از جنس سرامیک و پلیمرهایی با جنسهایی دیگر (همچون پلی آمید) نیز کاربرد دارد. در طراحی بُرد همواره چند نکته بایستی رعایت گردد و با توجه به آن متریال مناسب انتخاب گردد. در کاربریهای نظامی، تکنولوژیهای مختلفی توسط ارتش آمریکا توسعه داده شد که یکی از آنها استفاده از سرامیک به عنوان هستهی بُرد بود. این تکنولوژی به آنها این امکان را میداد که در سیستمهای موشکی که دمای بسیار بالایی نیز دارند به کار گرفته شوند. در بُردهای نظامی یک امر مهم دیگر این است که بُرد در مجاورت آتش شعلهور نشود یا در صورت شعلهور شدن سریعاً خاموش شود. در زبان فارسی به این خاصیت خود اطفایی میتوانیم بگوییم. متریال های FR-1 الی FR-3 به دلیل استفاده از کاغذ فنولیک ایمنی کمتری نسبت به بُردهای فایبر گلاس دارند و نسبت به آتش چندان مصون نیستند. البته دیده شده که در برخی از بُردهای قدیمیتر نظامی، پس از عملیات مونتاژ و تست، رزینهای خاصی روی بُرد پاشیده میشود تا مشخصات مکانیکی ، حرارتی و ایمنی بورد بالا رود. در بُردهایی که قطعات بسیار ظریف دارند، (همچون قطعات BGA) لازم است که بُرد استقامت حرارتی خوبی داشته باشد، از این رو متریال FR5 و نمونههای قویتر جهت این امر توصیه میشوند، زیرا انبساط و انقباض بُرد در اثر حرارت مشکلساز خواهد شد. در برخی از پروژه ها نیاز به ارتباطی منظم و دقیق بین دو بورد یا دستگاه داریم. در این موارد نیاز به بُردهایی داریم که به راحتی خم شوند، در این بُردها از پلیکربنات به عنوان هسته استفاده میشود و به بُردهای Rigid-Flex معروف هستند ( در آینده این بُردها و تکنیکهای طراحی آنها بررسی خواهند شد) نمونههای این بُردها را میتوان در کیلومتر خودروها، نمایشگرها، تجهیزات قابل حمل همچون موبایل و … نیز مشاهده کرد.
مروری کوتاه و تصویری بر…
جمعبندی
در اکثر پروژههای شما متریال FR-4 و FR-3 کفایت میکند و نیازی به جستجو برای مواد با کیفیتتر ندارید! ولی در پروژههای خاصتر، همچون مدارات فرکانس بالا، برخی ادوات صنعتی و کاربریهای نظامی، نیاز شدیدی به مواد خاص و با کیفیت پیدا خواهید کرد. در قسمتهای بعدی این مقاله استانداردهای طراحی PCB، تکنیکهای کنترل کیفیت بُرد، ترفندها و متدهایی برای طراحی بهتر را بررسی خواهیم کرد.
این مقاله کوتاه، به معرفی انواع via و کاربرد هر یک اختصاص دارد. آیا می دانید via در مدار چاپی (PCB) چیست و چه ویژگیهایی دارد؟ via چیست؟ با ایجاد یک سوراخ بر روی مدار چاپی و آبکاری این سوراخ، یک via ساخته م...
بازگشت به گذشته، تاریخچه pcb از گذشته تا زمان حال. همانند بسیاری از اختراعات بزرگ در تاریخ، مدارات چاپی که امروزه ما میشناسیم،بر اساس پیشرفت هایی در طول تاریخ ساخته شده اند. ما میتوانیم در گوشه کوچکی از جهان تاریخچه pcb ها را ک...
شاید برای ما خیلی پرمعنا نباشه که بخوایم دنبال نرمافزارهای رایگان بگردیم، چون متاسفانه یا خوشبختانه همیشه کرک آنها در دسترس بوده است. نرمافزار آلتیوم دیزاینر (Altium Designer) در دنیای الکترونیک نرمافزار بسیار پرطرفدار و قدرتم...
دانلود رایگان برد راه انداز STM32F103C8T6 معروف به bluepill بلوپیل (PCB پی سی بی) در این پست قصد داریم شماتیک و PCB برد راهانداز BluePill را جهت ساخت و مصرف خدمت شما ارائه نماییم. با سیسوگ همراه باشید. میکروکنترلرهای ARM از ...
فرکانس بالا; اگر شما تا به حال تجربه طراحی بردهای فرکانس بالا را نداشتهاید و هیچ پیشزمینهای در این مورد ندارید این مقاله شما را راهنمایی میکند تا مسیر پیش روی خود را بشناسید و سردرگم نشوید چون اکثر کسانی که میخواهند طراحی ...
آشنایی و مقابله با کراس تالک اخیرا در یک مراسم عروسی بودم و روی میزی نشسته بودم، آقایی هم روبروی من قرار داشت، من سعی داشتم که با ایشان صحبت کنم اما متاسفانه دو خانم هم در همان میز روبهروی هم نشسته بودند و با هم حرف میزدند ...
یکی از دغدغه های مهندسان الکترونیک این است که چطور مدار چاپی خود را پس از طراحی بسازند. بعضی ها علاقه دارند که مدار چاپی خود را خودشان بسازند و بعضی دیگر برای صرفه جویی در وقت ترجیح می دهند ساخت آنرا به یک تولید کننده...
یکی از سوالات متداولی که دوستان همیشه از بنده می پرسند این بوده که کدام نسخه ی آلتیوم دیزاینر - Altium Designer -را نصب کنم. این سوال رو دو گروه مطرح می کنند. گروه اول کسانی اند که با آلتیوم نسخه های خیلی پایین تر یا حتی پر...
مقدمه فرض کنید شما یک ماژول GPS دارید و قصد دارید یک آنتن پسیو GPS به اون اضافه کنید! امپدانسی که لازمه انتن به ماژول شما بدهد باید 50 اهم باشه, و لازم هست در نرم افزاری که برد خودتون را طراحی میکنید این عدد دقیق مشخص و محاسبه شو...
مقدمه: یکی از امکاناتی که نرم افزارهای EDA نظیر Altium Designer در اختیار کاربر قرار می دهند، ابزار مسیریابی یا مسیرکشی خودکار می باشد. به کمک این ابزار سرعت اجرای طراحی بسیار بالا می رود و شما می توانید یک پروژه را س...
تجربه سفارش PCB چند لایه و با کیفیت در ایران مدتی پیش به دلیل وجود یک طراحی خاص و محدودیت ابعادی که در یک پروژه بود لازم شد یک برد PCB چهار لایه طراحی کنم. همیشه از طراحی بردهایی با مشخصه خاص فراری بودم و تنها دلیل ا...
در این پست قصد داریم شماتیک و PCB یک پروگرامر ST LINK به همراه فایل BIN آن راجهت ساخت و مصرف خدمت شما ارائه نماییم. مقدمه ساخت STLINK Programmer : در حال حاضر میکروکنترلر های آرم از محبوبیت زیادی بر خوردار هستند. شرکت های ز...