وبلاگ

انواع برد الکترونیکی و کاربردشان

انواع برد الکترونیکی و کاربردشان

افرادی که در صنعت برق و الکترونیک فعالیت می‌کنند، با بردهای الکترونیکی و انواع آن آشنایی دارند. بردهای الکترونیکی از اجزای مهمی در پروژه‌های الکترونیکی به حساب می‌آیند. این بردها در حقیقت یک قطعه مستقل هستند که قطعات الکترونیکی دیگر را روی خود نگه می‌دارند. این قطعات مستقل، زیر بنای هر دستگاه و سخت افزاری هستند و نقش مهمی را در آنها ایفا می‌کنند. به دلیل اهمیتی که این قطعات دارند، در این مطلب به بررسی انواع برد الکترونیکی می‌پردازیم و کاربرد هر کدام را شرح خواهیم داد.

آشنایی بیشتر با برد الکترونیکی

برد الکترونیکی (electronic board) یک قطعه سخت افزاری بوده که قطعات ریز مدار مانند خازن، مقاومت و آی سی را بر روی خود نگه می‌دارد. این قطعات کوچک بر اساس نوع دستگاه، به شکل‌های مختلفی بر روی برد الکترونیکی سوار می‌شوند. با نصب قطعات بر روی برد الکترونیکی، مدارهای مختلفی در دستگاه ایجاد شده که اتصال الکتریکی را برقرار می‌کنند. افراد الکترونیک کار باید با انواع برد الکترونیکی آشنایی داشته باشند تا بتوانند از هر کدام در جای مناسب خود استفاده نمایند. کاربرد بردهای الکترونیکی بسیار متنوع بوده و از آنها در بسیاری از لوازم برقی و الکترونیکی استفاده می‌شود. از جمله لوازم‌هایی که برد الکترونیکی در آنها نقش مهمی دارد می‌توان به یخچال، اتو بخار، پنکه، اجاق گاز، اتو مو، آسانسورها، پکیج و … اشاره کرد.

بردهای الکترونیکی چند نوع هستند؟

تمام بردهای الکترونیکی در ابتدا یک برد خام هستند و چیزی بر روی آنها وجود ندارد. به بردهای خام فاقد قطعه، فیبر مدار چاپی یا PCB می‌گویند. این بردهای خام بر اساس قابلیت‌های خود، مدل‌های متنوعی دارند. در زیر به معرفی مهمترین بردهای الکترونیکی پرداخته و ویژگی هر کدام را شرح خواهیم داد:

  • بردهای الکترونیکی بر اساس تعداد لایه

 

بردهای الکترونیکی بر اساس تعداد لایه

 

-برد الکترونیکی تک لایه یا یک رو

SINGLE SIDED CIRCUIT BOARDS یک PCB ساده بوده که تنها از یک لایه برخوردار است. این نوع برد الکترونیکی بیشتر از جنس مسی، آلومینیوم و یا فایبرگلاس ساخته شده و طراحی ساده‌ای دارد. به دلیل ساختار ساده فیبر مدار چاپی یک لایه، قیمت آن نسبت به سایر بردهای چند لایه کمتر است. تمام قطعات الکترونیکی در این برد، تنها در یک طرف آن نصب می‌شوند. برد الکترونیکی تک لایه در بسیاری از لوازم برقی به کار برده شده و کاربرد بسیار وسیعی دارد.

-برد الکترونیکی دو لایه یا دو رو

DOUBLED SIDED CIRCUIT BOARDS یا Double layer PCB ، به بردی گفته می‌شود که می‌توان در هر دو طرف آن قطعات را مونتاژ و نصب کرد. این برد دارای لایه نازک مسی در هر دو طرف خود بوده و امکان نصب قطعات smd در هر دو سمت را دارد. خصوصیتی که این برد دارد این است که به دلیل سوراخ‌های متالیزه روی برد، ارتباط دو سمت فیبر چاپی مهیا شده و از این طریق فضای بیشتری برای چینش قطعات بر روی آن فراهم می‌شود. از برد الکترونیکی دو لایه بیشتر در لوازم‌ برقی‌های مدرن استفاده می‌شود و در لوازم‌های قدیمی خبری از این برد نخواهد بود.

– برد الکترونیکی چند لایه

MULTIPLE LAYER CIRCUIT BOARD یا Multi- layer PCB ، به برد الکترونیکی گفته می‌شود که بیشتر از دو لایه مسی دارند. اتصال لایه‌ها در این برد الکترونیکی، از طریق سوراخ‌های متالیزه روی برد صورت می‌گیرد. به دلیل پیچیدگی‌هایی که برد الکترونیکی چند لایه دارد، قیمت آن از سایر بردها بالاتر بوده و از آن تنها در لوازم پیشرفته و حرفه‌ای استفاده می‌شود.

  • بردهای الکترونیکی از نظر جنس فیبر

 

همچنین بخوانید
آیا میتوان از هویه برای سوزاندن چوب استفاده کرد؟

بردهای الکترونیکی از نظر جنس فیبر

 

-برد الکترونیکی منعطف

همانطور که از نام این برد مشخص است، برد PCB منعطف به بردی گفته می‌شود که از انعطاف و حالت پذیری زیادی برخوردار است. این بردها وزن کمی دارند و ترکیبشان بیشتر از فایبرگلاس، سیم‌های مدور و یک لایه پلیمری می‌باشد. لایه پلیمری به کار رفته همچون یک عایق در ساختار برد الکترونیکی منعطف عمل می‌کند. برد PCB منعطف به دلیل حالت پذیری بالا، در بسیاری از لوازم الکترونیکی و برقی قابل استفاده است.

– برد الکترونیکی سخت

برد PCB سخت برخلاف برد منعطف است. به این صورت که این بردها از استحکام و دوام زیادی برخوردارند و قابلیت انعطاف ندارند. برای همین بیشتر از بردهای الکترونیکی سخت در محصولاتی که دارای ارتعاش و نوسان بالا هستند، استفاده می‌شود. برد PCB سخت از ترکیباتی چون فایبرگلاس، نیم فایبر و آلومینیوم ساخته می‌شود.

-برد الکترونیکی منعطف سخت

بردهای PCB منعطف سخت، بردهای ترکیبی هستند و هر دو نوع برد سخت و منعطف را شامل می‌شوند. این نوع از بردهای فیبر مدار چاپی، از یک قسمت سخت و یک قسمت منعطف برخوردارند و خصوصیت هر دو برد قبلی را به طور همزمان دارند. از بردهای الکترونیکی منعطف سخت بیشتر در صنعت رباتیک و صنایع نظامی استفاده می‌شود.

– برد آلومینیومی

جنس فیبر در این نوع برد الکترونیکی، از آلومینیوم است. این بردها بیشتر به صورت یک لایه به کار برده می‌شوند و قطعات الکترونیکی را در یک سمت خود نگه می‌دارند. برد الکترونیکی آلومینیومی بیشتر در صنایع روشنایی به کار برده می‌شود.

چرا بردهای PCB اهمیت زیادی در صنعت الکترونیک دارند؟

 

چرا بردهای PCB اهمیت زیادی در صنعت الکترونیک دارند؟

 

اگر بخواهیم بردها را به طور کلی دسته بندی کنیم، به 4 دسته برد بورد، استریپ بورد، بورد وایر رپ و برد مدار چاپی یا همان PCB تقسیم می‌شوند. از میان این موارد، بردهای PCB از اهمیت بیشتری برخوردارند و در صنعت الکترونیکی بسیار پر کاربردتر هستند. پیش از آنکه بردهای مدار چاپی ظهور کنند، مدارها به صورت سیم کشی شده ساخته می‌شدند. این بردها به دلیل سیم کشی زیاد، دچار مشکلاتی چون خرابی‌های مکرر، قطع سیم‌ و اتصال کوتاه می‌شدند. برای همین با ظهور بردهای PCB پیشرفت قابل توجهی در این زمینه صورت گرفت. بردهای مدار چاپی از زیر لایه، مس، محافظ قلع کاری و چاپ سیلک تشکیل می‌شوند. به دلیل اهمیت این نوع برد الکترونیکی، در زیر به شرح هر کدام از زیر ساختارهای برد PCB می‌پردازیم.

  • زیر لایه (FR4): زیر لایه که به بستر معروف است، معمولا از جنس فایبرگلاس می‌باشد. این زیر لایه سبب استحکام و ضخامت در برد PCB می‌شود.
  • مس: پس از زیر لایه، یک لایه فویل مسی بر روی برد PCB مشاهده می‌شود. این فویل مسی به وسیله حرارت بر روی برد قرار می‌گیرد. بسته به اینکه برد از چه تعداد لایه برخوردار باشد، فویل مسی بر روی هر کدام از لایه‌های برد اعمال می‌شود.
  • محافظ قلع کاری: پس از فویل مسی برد PCB، لایه یا محافظ قلع کاری قرار می‌گیرد. این لایه با قرارگیری بر روی مس، آن را از تماس با سایر فلزات و قطعات رسانا حفظ کرده و عایق می‌نماید. خصوصیتی که لایه محافظ قلع کاری دارد این است که به کاربر کمک می‌کند تا در جای درست لحیم کاری کند.
  • چاپ سیلک: چاپ سیلک آخرین لایه در برد PCB بوده و بالای لایه محافظ قرار می‌گیرد. این لایه شامل اعداد و حروفی است که برای سهولت در مونتاژ قطعات برای کاربر درج می‌شوند.
همچنین بخوانید
هویه پنسی چیست و چه کاربردی دارد؟

برد مدار چاپی چیست؟

 

برد مدار چاپی چیست؟

 

برد مدار چاپی Printed Circuit Board که اختصارا به PCB معروف است، از متداول‌ترین انواع برد الکترونیکی است. این بردها شامل مجموعه‌ای از مدارهای الکتریکی هستند که می‌توانند به طور یک طرفه (یک لایه از مس) و یا دو طرفه (دو لایه از مس) باشند. حتی انواع چند لایه آن نیز وجود دارد. فیبرهای مدار چاپی از ارکان پایه و اصلی در بسیاری از تجهیزات الکترونیکی هستند. بر روی این بردها قطعاتی چون خازن، مقاومت، دیود و غیره نصب شده و در لوازم الکترونیکی به کار برده می‌شوند. حال محبوبیت‌ بردهای PCB از آنجایی است که انعطاف پذیری بالایی در طراحی دارند و استفاده از آنها بسیار راحت است. برای همین است که از آن در حوزه‌های مختلفی استفاده می‌شود. ترک‌های مسی طراحی شده بر روی بردهای مدار چاپی، امکان مونتاژ قطعات الکترونیکی بر روی آن را به خوبی فراهم می‌کند.

برد Bread Board

یکی دیگر از انواع بردها که بهتر است با آن آشنایی داشته باشید، برد Bread Board است. این برد از ساده‌ترین بردها بوده و عده زیادی برای نمونه‌سازی اولیه مدارها از آن استفاده می‌کنند. برد بورد، به دلیل سادگی بیشتر توسط افراد تازه کار، دانشجویان و افراد علاقمند به لوازم الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. افرادی که دوست دارند در رشته الکترونیک و بستن مدار به تجربه برسند، می‌توانند از این بردها برای آموزش و یادگیری استفاده نمایند. یکی از ویژگی‌های برد Bread Board، عدم نیاز به لحیم کاری قطعات در هنگام کار با آن است. این بردها از سوراخ‌هایی با گیره‌های فنری فلزی برخوردار هستند و نقاط اتصالی مدار توسط این گیره‌ها صورت می‌گیرد. در واقع گیره‌های فنری برد بورد، پایه قطعات الکترونیکی را نگه داشته و از این طریق موجب اتصال آنها به برد می‌شوند. برای همین است که در این برد نیازی به لحیم کاری نبوده و هر فرد تازه کاری می‌تواند قطعات را به راحتی بر روی آن سوار نماید.

برد وایر رپ و خصوصیات آن

وایر رپ (Wire Wraps) یا سیم پیچ‌ها، نمونه دیگری از بردهای الکترونیکی هستند. بر روی این بردها سوکت‌هایی قرار دارد و نسبت به نوع برد بورد از پیچیدگی زیادی برخوردار هستند. در واقع از بردهای وایر رپ، برای مصارف پیچیده استفاده می‌شود. از ویژگی‌ها و خصوصیات برد Wire Wraps، میتوان به عدم وجود عناصر لحیم کاری و همچنین قرار نگرفتن تحت تاثیر ارتعاش اشاره کرد. از این دسته از بردها بیشتر برای ابر رایانه‌ها و مدارهای مایکروویو استفاده می‌گردد.

برد مدار چاپی سوراخ دار یا استریپ بورد

 

همچنین بخوانید
احیا کننده نوک هویه چیست؟

برد مدار چاپی سوراخ دار یا استریپ بورد

 

فیبر سوراخ دار یا استریپ بورد، نوعی دیگری از برد بوده که میتوان از آن برای ساخت مدار پروژه الکترونیکی استفاده کرد. این بردها بر خلاف برد بورد هستند و برای سوار کردن قطعات بر روی آنها، باید از تکنیک لحیم کاری استفاده شود. لحیم قطعات بر روی این برد باید با دقت انجام شود و این مستلزم دانش و مهارت بالای افراد در لحیم کاری است. بیشترین قطعاتی که در فیبرهای سوراخ‌دار استفاده می‌شوند، کانکتورها، مدارهای مجتمع DIP و سایر قطعات با پین‌های 0.1 اینچی می‌باشند. این قطعات در یک طرف از برد قرار گرفته و انتهای پایه از طرف دیگر بیرون آمده و لحیم می‌شود.

نحوه لحیم کاری برد الکترونیکی و مونتاژ قطعات بر روی آن

حال که با بردهای الکترونیکی و انواع آن آشنا شدید، خوب است با فرایند لحیم کاری بر روی این بردها به طور مختصر آشنا شوید.

-برای لحیم کاری بردهای الکترونیکی نیاز به هویه مخصوص و موادی چون سیم لحیم و روغن فلاکس است. هویه‌ای که برای این کار استفاده می‌شود، باید از نوک مناسب برخوردار باشد و اندازه آن متناسب با قطعات مونتاژی باشد.

-پس از آماده کردن ابزارها، باید قطعات مورد نظر و جایگاهشان بر روی برد را مشخص کرد. قطعاتی که بر روی بردهای الکترونیکی مونتاژ می‌شوند، شامل قطعاتی چون خازن، آی سی، مقاومت، خازن و دیود هستند. در این مرحله باید جایگاه هر قطعه مشخص شود تا عمل مونتاژ به درستی و با سرعت بیشتری انجام شود.

– در این مرحله باید با استفاده از لوازم لحیم کاری، قطعات را بر روی سطح مونتاژ کرد. این قطعات باید به صورت محکم در جای خود قرار بگیرند تا در حین کار دچار شل شدگی و دمونتاژ شدن نشوند. با اتصال خمیر لحیم و سفت شدن آن در محل، اتصال قوی میان قطعه و برد الکترونیکی برقرار خواهد شد. توجه داشته باشید لحیم کاری بردهای الکترونیکی باید خیلی سریع انجام شود تا گرمای هویه موجب آسیب به قطعات و برد نشود.

-در مرحله آخر بهتر است بردهای الکترونیکی را بررسی کرده و از کیفیت لحیم کاری آنها مطمئن شد. برای این کار می‌توان از روش‌های دستی و یا کنترل‌های اپتیکال اتوماتیک استفاده کرد.

جمع بندی

بردهای الکترونیکی (electronic board) از قطعات بسیار مهم در صنعت الکترونیک هستند. این قطعات سخت افزاری، وظیفه نگهداری قطعات ریزی چون خازن، مقاومت، دیود و آی سی را بر عهده دارند. بردها در حقیقت یک لایه به اشکال مختلف هستند که قطعات مدار بر اساس چیدمان خاصی بر روی آنها سوار می‌شوند. مونتاژ شدن قطعات بر روی این بردها، توسط عمل لحیم کاری صورت می‌گیرد. بردهای الکترونیکی انواع زیادی دارند و در بیشتر لوازم‌های خانگی به کار برده می‌شوند. از انواع بردهای الکترونیکی بر اساس لایه می‎‌توان به برد الکترونیکی تک لایه، برد الکترونیکی دو لایه و برد الکترونیکی چند لایه اشاره کرد. همچنین بردهای الکترونیکی را بر اساس جنس فیبر می‌توان به برد منعطف، برد سخت، برد منعطف سخت و برد آلومینیومی تقسیم کرد. هر کدام از این بردها دارای خصوصیاتی هستند که در متن به طور کامل به آنها اشاره داشتیم.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *