همه چیز در مورد PCB (بُرد مدار چاپی) - قسمت اول

همه چیز در مورد PCB (بُرد مدار چاپی) - قسمت اول

همه چیز در مورد PCB (بُرد مدار چاپی) - قسمت اول
همه چیز در مورد PCB (بُرد مدار چاپی) - قسمت اول

تاریخچه بُرد مدارچاپی

تا پیش از اختراع بُرد مدارچاپی، قطعات الکترونیکی آن زمان بر روی تخته‌هایی سوار و سیم‌بندی می‌شد.

بُرد

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.

بُرد

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…

بُرد مدار چاچی (PCB)

 

بُرد مدار چاچی (PCB)

 

بُرد مدار چاچی (PCB)

 

بُرد مدار چاچی (PCB)

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.

0 نفر

پــــســنــدیـده انـد

توجه

دایدالوس
دایدالوس

دایدالوس هستم... عاشق خلاقیت و نو آوری.

دیدگاه ها

0 دیدگاه

پر بحث ترین ها

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه دوم : چالش برنامه نویسی به زبان C

مسابقه اول سیسوگ (مسابقه اول: درک سخت افزار) انتقادهای زیادی رو در پی داشت تا جایی که حتی خودمم به نتیجه مسابقه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

راه اندازی LCD گرافیکی Nokia 1661

LCD گرافیکی یکی از مهم ترین پارامترهای موجود در طراحی انواع مدارات الکترونیکی پیچیده و حتی ساده است ، نمایش وضعیت و...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 4 سال پیش
ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کدلرن و چکونگی دکد کردن آن به همراه سورس برنامه

ریموت کنترل امروزه کاربرد زیادی پیدا کرده است؛ از ریموت‌های درب بازکن تا ریموت‌های دزدگیر و کنترل روشنایی همه از یک اصول اولیه پیروی می‌کنند و آن‌هم ارسال اطلاعات به‌صورت بی‌سیم است....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

همه چیز درباره ریموت کنترل‌های هاپینگ

امنیت همیشه و در همه‌ی اعصار، مقوله‌ی مهم و قابل‌توجه‌ ای بوده و همیشه نوع بشر به دنبال امنیت بیشتر، دست به ابداعات و اختراعات گوناگونی زده است. ریموت کنترل یکی از این اختراعات است. در این مقاله، به بررسی امنیت انواع ریموت‌های کنترل خواهیم پرداخت....

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 5 سال پیش
مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

مسابقه سوم: استخراج داده از رشته ها در زبان C

نزدیک به 5 ماه از مسابقه دوم سیسوگ می‌گذره و فکر کردم که بد نیست یک چالش جدید داشته باشیم! البته چالش‌ها...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

مسابقه ششم: بزن میکروکنترلر را بسوزون!

بزنم میکروکنترلر را بسوزونم اونم تو  این شرایط!، طراحی مسابقه از اون چیزی که به نظر می‌رسه سخت‌تر است، باید حواست باشه...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 12 ماه پیش
آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی NRF24L01

آموزش قدم به قدم راه اندازی +NRF24L01  با کتابخانه سازگار با انواع میکروکنترلرها و کامپایلرها قبل از اینکه قسمت بشه با ماژول...

رسول خواجوی بجستانی رسول خواجوی بجستانی
  • 3 سال پیش
ساخت ماینر با FPGA و ARM

ساخت ماینر با FPGA و ARM

چند ماهی هست که تب بیت کوین و ارزهای دیجیتال خیلی بالا رفته! چه شد که این پست را نوشتم همانطور که...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 3 سال پیش
کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

کار با ماژول تمام عیار mc60 – قسمت دوم – راه اندازی OpenCPU

در قسمت اول به یکسری اطلاعات کلی ماژول mc60 پرداختیم، با نرم افزار QNavigator کار کردیم و یک هدربرد هم برای کار...

Mahdi.h   Mahdi.h  
  • 3 سال پیش
مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

مسابقه چهارم: کدام حلقه سریع‌تر است؟

حدود ۷ ماه پیش، مسابقه سوم سیسوگ رو برگزار کردیم و کلی نکته در مورد خواندن رشته‌های ورودی را بررسی کردیم. فکر...

Zeus ‌ Zeus ‌
  • 2 سال پیش
سیـــســـوگ

مرجع متن باز آموزش الکترونیک