برد الکترونیکی چیست و چه کاربردی دارد؟

برد الکترونیکی چیست؟

برد الکترونیکی (PCB یا Printed Circuit Board) یک صفحه‌ ی مسطح است که از مواد عایق ساخته شده و روی آن مسیر های مسی برای اتصال قطعات الکترونیکی تعبیه شده است. این قطعات شامل مقاومت‌ ها، خازن‌ ها، ترانزیستور ها و آی‌سی‌ ها هستند که با لحیم‌ کاری به برد متصل می‌شوند. بردهای الکترونیکی می‌توانند در یک طرف یا دو طرف خود رسانا داشته باشند. همچنین این بردها می‌توانند لایه‌های زیادی از هادی‌ها داشته باشند که هر کدام توسط لایه‌های عایق از هم جدا شده‌اند. متداول‌ ترین بردهای الکترونیکی از کامپوزیت‌ های پلاستیکی یا الیاف شیشه و رزین ساخته می‌ شوند. البته طیف گسترده‌ ای از مواد دیگر نیز برای ساخت آن‌ ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. اکثر PCB ها مسطح و سفت و سخت هستند. همچنین برد های انعطاف‌ پذیری هم وجود دارند که می‌ توانند در فضاهای پیچیده قرار بگیرند.

کابردهای برد الکترونیکی

مهمترین زمینه کاربرد این بردها، دقیقا حوزه الکترونیک است. آنها مبنایی را برای نصب و تعریف اتصالات دستگاه‌های سخت افزاری و سایر دستگاه‌های الکترونیکی نشان می‌دهند. اجزای بردهای الکترونیکی، طراحی انواع مختلف دستگاه‌ها را تسهیل می‌کنند. زمینه‌های کاربردی این نوع بردها بسیار زیاد و متنوع هستند ازجمله:

صنایع لوازم خانگی : از بردهای الکترونیک برای کنترل عملکرد موتور و تنظیم دما در یخچال ها و ماشین لباسشویی و همچنین برای تنظیم زمان و دما در مایکروویو و اجاق‌های هوشمند و برای پردازش تصویر و صدا در تلویزیون‌ها و سیستم‌های صوتی و… نیز استفاده می شود.

صنعت مخابرات و ارتباطات : صنایع مخابرات دیگر کاربرد برد الکترونیکی است که از این قطعه در تجهیزات مخابراتی مانند روتر ها، مودم‌ ها، تلفن‌ ها و تجهیزات ارتباطات بی‌سیم، برد های الکترونیکی استفاده می‌ شود.

صنایع الکترونیک مصرفی : برد های الکترونیکی در دستگاه‌ های مانند تلویزیون‌ ها، رادیو ها، دستگاه‌ های صوتی و تصویری، دستگاه‌ های خانگی و لوازم التحریر الکترونیکی استفاده می‌ شوند.

صنایع کامپیوتر و فناوری اطلاعات : برد های الکترونیکی در کامپیوتر ها، لپتاپ‌ ها، تبلت‌ ها، گوشی‌ های هوشمند و سایر دستگاه‌ های الکترونیکی مرتبط با فناوری اطلاعات استفاده می‌ شوند.

صنایع خودروسازی : در خودرو ها، برد های الکترونیکی برای سیستم‌ های روشنایی، سیستم‌ های صوتی، سیستم‌ های ناوبری، سیستم‌ های کنترل موتور و سیستم‌ های ایمنی استفاده می‌ شوند.

صنایع پزشکی : در دستگاه‌ های پزشکی مانند اپارات‌ ها، دستگاه‌ های تشخیصی، دستگاه‌ های اندازه‌ گیری و دستگاه‌ های تراپی، برد های الکترونیکی استفاده می‌ شود.

صنایع هوا و فضا : در سیستم‌ های ماهواره‌ای، سیستم‌ های مربوط به ناوگان هوایی و سیستم‌ های کنترلی و ناوبری فضاپیما ها، برد های الکترونیکی استفاده می‌ شوند.

صنایع انرژی : اخرین کاربرد برد الکترونیکی استفاده از آن در سیستم‌ های تولید و توزیع برق، مبدل‌ های برق، سیستم‌ های خورشیدی و سایر سیستم‌ های مرتبط با انرژی  می باشد.

انواع برد الکترونیکی

برد الکترونیکی‌ تک‌لایه : برد تک‌لایه یا یک‌طرفه، یک برد مدار چاپی است که از یک لایه مواد پایه یا بستر ساخته شده است. یک طرف مواد پایه با یک لایه نازک فلز پوشیده شده است. مس به‌دلیل عملکرد خوبی که به‌عنوان رسانای الکتریکی دارد، رایج‌ترین پوشش است. هنگامی که روکش پایه مسی اعمال می‌شود، معمولاً یک ماسک یا محافظ قلع قرار داده می‌شود و به‌دنبال آن یک چاپ سیلک برای مشخص کردن تمام قطعات الکترونیکی روی برد اعمال می‌شود.

برد الکترونیکی‌ دولایه : بردهای الکترونیکی دولایه یا دوطرفه دارای یک ماده پایه یا سابستریت با یک لایه نازک از فلز رسانا مانند مس هستند که روی هر دو طرف برد تعبیه شده‌ است. سوراخ‌های حفرشده از طریق برد به مدارهای یک طرف برد این قابلیت را به قطعات می‌دهد تا به مدارهای طرف دیگر متصل شوند.

برد الکترونیکی‌ چندلایه : PCBهای چندلایه از مجموعه‌ای از سه یا چند PCB دولایه تشکیل شده‌اند. این بردها با یک چسب مخصوص به هم محکم می‌شوند و بین قطعات عایق قرار می‌گیرند تا اطمینان حاصل شود که حرارت اضافه هیچ یک از قطعات را ذوب نمی‌کند. PCBهای چندلایه در اندازه‌های مختلفی تولید می‌شوند، برای مثال می‌توانند چهارلایه، ده‌لایه، دوازده‌لایه‌ و… باشند. بزرگ‌ترین PCB چندلایه‌ای که تاکنون ساخته شده است 50 لایه ضخامت دارد.

برد الکترونیکی‌ سخت : PCBهای «صلب یا سخت یا غیرمنعطف» (Rigid) از یک ماده بستر جامد (سابستریت جامد) ساخته شده‌اند که از خم شدن برد جلوگیری می‌کند. احتمالاً رایج‌ترین نمونه PCB سخت که دیده‌اید، مادربرد رایانه است. مادربرد یک PCB چند‌لایه است که برای تغذیه کامپیوتر طراحی شده است و به‌طور همزمان امکان برقراری ارتباط بین تمام بخش‌های مختلف رایانه مانند CPU ،GPU و RAM را فراهم می‌کند.

 بردهای انعطاف‌پذیر  : این بردها از مواد انعطاف‌پذیر مانند پلی‌ایمید ساخته می‌شوند و می‌توانند خم شوند یا تا شوند. بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر از موادی مانند پلاستیک ساخته شده‌اند که می‌توانند خم شوند و حرکت کنند. مانند PCBهای صلب، PCBهای انعطاف‌پذیر در طرح‌هایی با تک، دو یا چند لایه عرضه می‌شوند. از آنجا که این نوع برد الکترونیکی باید روی مواد انعطاف‌پذیر چاپ شود، PCB انعطاف‌پذیر هزینه ساخت بیشتری دارد.

بردهای سرامیکی : این بردها از مواد سرامیکی مانند آلومینا یا نیترید آلومینیوم ساخته می‌شوند . کاربرد آن در محیط‌های با دمای بالا یا نیاز به مقاومت حرارتی، مانند سیستم‌های الکترونیکی خودرو و صنایع هوافضا است.

 بردهای با فرکانس بالا : این بردها برای کاربردهای با فرکانس بالا (معمولاً بالای ۱ گیگاهرتز) طراحی شده‌اند و از مواد خاصی مانند PTFE استفاده می‌کنند.کاربرد آن در سیستم‌های مخابراتی، رادار و تجهیزات نظامی است.

مزایای برد الکترونیکی

PCBها مزایای زیادی نسبت به مدارهای سیمی سنتی دارند. PCBها دارای مزایای مکانیکی مانند دوام، گرمایش کمتر و حداقل استفاده از کابل‌ها هستند. مونتاژ کردن بردهای الکترونیکی نسبت به مدارهای سنتی، ساده‌تر است و طراحی برنامه‌های مهندسی را راحت‌تر و آزادانه‌تر می‌کنند. همچنین این بردها با ساده‌سازی عناصر مدار، ابعاد دستگاه‌های الکترونیکی را کاهش می‌دهند.
از دیگر مزایای آن‌ها می‌توان به سهولت نگهداری و تعمیر و کاهش نویز الکتریکی در مدارهای فرکانس بالا اشاره کرد. تولید انبوه وسایل الکترونیکی نیز با استفاده از PCB، سرعت قابل توجهی یافته است.

جمع بندی

بردهای الکترونیکی، بردهای پیچیده و تخصصی با تولید انبوه هستند و انواع گوناگونی دارند. PCBها تقریبا در هر دستگاه الکترونیکی شناخته شده‌ای استفاده می‌شوند. برد الکترونیکی شامل ورقی از مواد عایق مانند فایبرگلاس است که مدار یا مسیر فلزی برای هدایت الکتریکی روی آن چاپ یا حک شده است. PCBها تقریبا در تمام صنایع روی کره زمین راه خود را پیدا کرده‌اند. بردهای الکترونیکی تقریباً در تمام صنایع مدرن استفاده می‌شوند و به دلیل قابلیت اطمینان، اندازه کوچک و امکان تولید انبوه، به بخشی جدایی‌ناپذیر از فناوری تبدیل شده‌اند. از دستگاه‌های ساده مانند ماشین‌حساب تا سیستم‌های پیچیده مانند ماهواره‌ها، همه به بردهای الکترونیکی وابسته هستند.

برای مشاوره و کسب اطلاعات بیشتر میتوانید باما تماس حاصل نمایید.