آشنایی با انواع برد مدار چاپی (PCB) و کاربردهای هر یک

[afzarpardazesh]

مدار چاپی یا PCB (Printed Circuit Board) بخش حیاتی و غیر قابل حذف در دنیای الکترونیک امروزی است. این بردها بستر مناسبی برای جایگذاری، اتصال، و برقراری ارتباط میان قطعات الکترونیکی فراهم می‌کنند. انتخاب نوع مناسب برد مدار چاپی با توجه به کاربرد، هزینه، و شرایط پروژه اهمیت زیادی دارد و مهندسان باید با انواع آن‌ها و ویژگی‌های هر کدام آشنا باشند. در این مقاله به معرفی انواع PCB و کاربردهای هر دسته خواهیم پرداخت.

برد مدار چاپی یک لایه (Single Layer PCB)

معرفی

بردهای یک لایه ساده‌ترین نوع PCB هستند. در این بردها تنها یک سمت فیبر با لایه‌ای از مس پوشانده شده که تمام مسیرهای رسانا و قطعات بر روی همان یک لایه قرار می‌گیرند. طراحی، ساخت، و عیب‌یابی این بردها آسان و کم‌هزینه است.

کاربردها

• تجهیزات الکترونیکی عمومی مانند ماشین‌حساب‌ها
  
• اسباب‌بازی‌های الکترونیکی
  
• بردهای آزمایشی و پروتوتایپ
  
• لوازم خانگی ساده
  

برد مدار چاپی دو لایه (Double Layer PCB)

معرفی

در این بردها، هر دو سمت فیبر مدار چاپی می‌تواند دارای مسیرهای مسی و قطعات باشد. اتصالات بین دو لایه معمولاً توسط سوراخ‌های متالیزه (VIA) صورت می‌گیرد که سیگنال‌ها را از یک سمت به سمت دیگر منتقل می‌کنند.

کاربردها

• مدارهای کنترلی صنعتی
  
• منابع تغذیه
  
• بردهای رابط (Interface)
  
• دستگاه‌های مخابراتی ساده
  

برد مدار چاپی چند لایه (Multilayer PCB)

معرفی

این بردها شامل سه یا تعداد بیشتری لایه هستند که به صورت متناوب از فیبر عایق و لایه‌های مسی ساخته می‌شوند. این ساختار باعث می‌شود مسیرهای بیشتری داخل برد قرار بگیرند و تراکم قطعات بالا رود.

کاربردها

• لپ‌تاپ‌ها و رایانه‌ها
  
• موبایل‌ها و تبلت‌ها
  
• سیستم‌های پیچیده پردازشی
  
• سرورها و تجهیزات دیتا سنتر
  
• تجهیزات پیشرفته مخابراتی
  

برد مدار چاپی انعطاف‌پذیر (Flexible PCB)

معرفی

بردهای فلکسیبل از مواد پلی‌ایمید یا سایر پلاستیک‌های مقاوم ساخته شده‌اند. این بردها به دلیل قابلیت انعطاف، خم شدن و حتی تا شدن برای مکان‌هایی که نیاز به فضای کم یا شکل‌های غیرمعمول است، ایده‌آل‌اند.

کاربردها

• نمایشگرهای انعطاف‌پذیر (مانند OLED)
  
• دوربین‌های دیجیتال
  
• تجهیزات پزشکی قابل حمل
  
• اتصالات داخلی در گوشی‌های هوشمند و ساعت‌های هوشمند
  

برد مدار چاپی سخت-انعطاف‌پذیر (Rigid-Flex PCB)

معرفی

این بردها ترکیبی از بخش‌های سخت و سخت‌افزار فلکسیبل‌اند و در طراحی‌هایی به کار می‌روند که بخشی از مدار نیاز به انعطاف و بخشی دیگر نیاز به استحکام دارد.

کاربردها

• تجهیزات نظامی و هوافضا
  
• دستگاه‌های الکترونیکی پوشیدنی
  
• سیستم‌های تصویربرداری پزشکی
  
• گوشی‌های هوشمند پیشرفته
  

برد مدار چاپی با فرکانس بالا (High Frequency PCB)

معرفی

بردهای فرکانس بالا از مواد خاصی مانند PTFE (تفلون) ساخته می‌شوند که تلفات سیگنال در فرکانس‌های بالا (معمولاً بالای ۵۰۰ مگاهرتز) را کاهش می‌دهد و افت سیگنال کمتر است.

کاربردها

• تجهیزات ارتباطات رادیویی و بی‌سیم
  
• رادارها
  
• سیستم‌های GPS
  
• مخابرات ماهواره‌ای
  

برد مدار چاپی آلومینیومی (Aluminum PCB)

معرفی

در این بردها لایه زیرین از آلومینیوم ساخته می‌شود که انتقال حرارت را بهتر انجام می‌دهد. این نوع PCB مناسب برای کاربردهایی است که تولید حرارت بالاست.

کاربردها

• لوازم روشنایی LED صنعتی و خانگی
  
• درایورهای توان بالا
  
• تجهیزات قدرت و موتورهای الکتریکی
  

برد مدار چاپی سرامیکی (Ceramic PCB)

معرفی

بردهای سرامیکی از موادی مثل آلومینا یا آلومین نیترید ساخته می‌شوند که رسانایی حرارتی بالا و مقاومت الکتریکی عالی دارند. به همین دلیل مناسب کاربردهای حساس و صنعتی هستند.

کاربردها

• سیستم‌های مایکروویو
  
• تجهیزات توان بالای RF
  
• لیزرهای صنعتی و پزشکی
  
• صنعت فضایی
  

برد مدار چاپی دفن‌ شده و عبور از وسط (Buried & Blind Via PCB)

معرفی

در این نوع بردها از فناوری ویاهای دفن‌شده (Buried Via) و کور (Blind Via) برای طراحی مدارهای فشردهٔ چندلایه استفاده می‌شود. این ویاها اتصال بین چند لایه خاص را فراهم می‌کنند، بدون این که از کل عرض برد عبور کنند.

کاربردها

• تجهیزات ارتباطی پیشرفته
  
• بردهای مادر با تراکم بسیار بالا (HDI PCB)
  
• صنایع پزشکی و نظامی
  

نتیجه‌گیری

انواع مختلف بردهای مدار چاپی هر یک مزایا و ویژگی‌های مخصوص دارند که مهندسان می‌توانند با توجه به نیاز پروژه، هزینه، ابعاد، و شرایط محیطی بهترین گزینه را انتخاب کنند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، بردهای مدار چاپی نقش تعیین‌کننده‌ای در صنایع الکترونیک، مخابرات، خودروسازی، پزشکی، و دیگر حوزه‌ها دارند.

انتخاب صحیح نوع PCB نه‌تنها عملکرد مطلوب‌تر و طول عمر بالاتر را تضمین می‌کند، بلکه در کاهش هزینه‌ها و سرعت‌بخشی به توسعه محصولات نیز نقش کلیدی دارد.