معرفی فوق العاده دقیق در مورد PCB

PCBبا تکنولوژی چاپ الکترونیکی ساخته می شود، بنابراین به آن برد مدار چاپی می گویند.تقریباً هر نوع تجهیزات الکترونیکی، اعم از گوشی، باتری، ماشین حساب گرفته تا کامپیوتر، تجهیزات ارتباطی، هواپیما، ماهواره، تا زمانی که از قطعات الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع استفاده می شود، PCB برای اتصال الکتریکی بین آنها استفاده می شود.

PCB و PCBA PCBهایی هستند که قطعات نصب نشده دارند، PCBA (مجموعه برد مدار چاپی)، یعنی PCBهای مجهز به قطعات الکترونیکی (مانند تراشه ها، کانکتورها، مقاومت ها، خازن ها، سلف ها و غیره).

منشا PCB
در سال 1925، چارلز دوکاس در ایالات متحده (مبانی روش افزودنی) یک الگوی مدار را بر روی یک بستر عایق چاپ کرد و سپس با موفقیت یک رسانا به عنوان سیم کشی با آبکاری الکتریکی ساخت.

در سال 1936، پل آیسلر اتریشی (مبانی روش تفریق) اولین کسی بود که از بردهای مدار چاپی در رادیوها استفاده کرد.

در سال 1943، آمریکایی ها این فناوری را در رادیوهای نظامی به کار بردند.در سال 1948، ایالات متحده رسما این اختراع را برای استفاده تجاری به رسمیت شناخت.

بردهای مدار چاپی تنها از اواسط دهه 1950 به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند و امروزه بر صنعت الکترونیک تسلط دارند.

بردهای مدار چاپی از یک لایه به دو طرفه، چند لایه و انعطاف پذیر توسعه یافته اند و همچنان روند توسعه خود را حفظ می کنند.با توجه به توسعه مداوم در جهت دقت بالا، چگالی بالا و قابلیت اطمینان بالا، کاهش مداوم در اندازه، کاهش هزینه و بهبود عملکرد، بردهای مدار چاپی همچنان حیاتی قوی در توسعه تجهیزات الکترونیکی آینده دارند.

بحث در مورد روند توسعه آتی فناوری تولید برد مدار چاپی در داخل و خارج از کشور اساساً سازگار است، یعنی به تراکم بالا، دقت بالا، دیافراگم خوب، سیم نازک، گام کوچک، قابلیت اطمینان بالا، چند لایه، انتقال با سرعت بالا. وزن سبک از نظر تولید در راستای افزایش بهره وری، کاهش هزینه ها، کاهش آلودگی و سازگاری با تولید چند رقمی و کوچک در حال توسعه است.

نقش PCB
قبل از ظاهر شدن برد مدار چاپی، اتصال بین قطعات الکترونیکی مستقیماً توسط سیم به هم متصل می شد تا یک مدار کامل تشکیل شود.

پس از اینکه تجهیزات الکترونیکی بردهای مدار چاپی را پذیرفتند، به دلیل سازگاری بردهای مدار چاپی مشابه، از خطاها در سیم کشی دستی جلوگیری می شود.

برد مدار چاپی می تواند پشتیبانی مکانیکی برای تثبیت و مونتاژ اجزای مختلف الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع، تکمیل سیم کشی و اتصال الکتریکی یا عایق الکتریکی بین اجزای مختلف الکترونیکی مانند مدارهای مجتمع و ارائه مشخصات الکتریکی مورد نیاز مانند ویژگی های امپدانس، و غیره، می تواند گرافیک ماسک لحیم کاری را برای لحیم کاری خودکار ارائه دهد، و کاراکترهای شناسایی و گرافیک را برای درج، بازرسی و نگهداری اجزا ارائه دهد.
طبقه بندی PCB
1. طبقه بندی بر اساس هدف
بردهای مدار چاپی غیرنظامی (مصرف کننده): بردهای مدار چاپی مورد استفاده در اسباب بازی، دوربین، تلویزیون، تجهیزات صوتی، تلفن همراه و غیره.
برد مدارهای چاپی صنعتی (تجهیزات): بردهای مدار چاپی مورد استفاده در امنیت، خودرو، کامپیوتر، ماشین های ارتباطی، ابزار و غیره.
برد مدار چاپی نظامی: بردهای مدار چاپی مورد استفاده در هوافضا و رادار و غیره.

2. طبقه بندی بر اساس نوع بستر
بردهای مدار چاپی مبتنی بر کاغذ: بردهای مدار چاپی مبتنی بر کاغذ فنولیک، بردهای مدار چاپی مبتنی بر کاغذ اپوکسی و غیره.
بردهای مدار چاپی مبتنی بر پارچه شیشه ای: برد مدار چاپی مبتنی بر پارچه شیشه ای اپوکسی، برد مدار چاپی مبتنی بر پارچه شیشه ای PTFE و غیره.
برد مدار چاپی فیبر مصنوعی: برد مدار چاپی فیبر مصنوعی اپوکسی و غیره.
تخته مدار چاپی بستر فیلم آلی: برد مدار چاپی فیلم نایلونی و غیره.
مدار چاپی بستر سرامیکی.
بردهای مدار چاپی مبتنی بر هسته فلزی.
3. طبقه بندی بر اساس ساختار
بر اساس ساختار، بردهای مدار چاپی را می توان به بردهای مدار چاپی صلب، بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر و بردهای مدار چاپی انعطاف پذیر صلب تقسیم کرد.

4. طبقه بندی بر اساس تعداد لایه ها
با توجه به تعداد لایه ها، بردهای مدار چاپی را می توان به بردهای یک طرفه، بردهای دو طرفه، بردهای چند لایه و بردهای HDI (بردهای اتصال با چگالی بالا) تقسیم کرد.
1) یک طرفه
برد یک طرفه به برد مداری اطلاق می شود که فقط در یک طرف (سمت لحیم کاری) برد مدار سیم کشی می شود و تمام اجزاء، برچسب های اجزا و برچسب های متنی در سمت دیگر (سمت جزء) قرار می گیرند.

بزرگترین ویژگی پنل یک طرفه قیمت پایین و فرآیند ساخت ساده آن است.با این حال، از آنجایی که سیم کشی را فقط می توان روی یک سطح انجام داد، سیم کشی دشوارتر است، و سیم کشی مستعد خرابی است، بنابراین فقط برای برخی مدارهای نسبتا ساده مناسب است.

2) دو طرفه
تخته دو طرفه در دو طرف تخته عایق سیم کشی می شود که یک طرف آن به عنوان لایه رویی و از طرف دیگر به عنوان لایه زیرین استفاده می شود.لایه های بالا و پایین به صورت الکتریکی از طریق Vias به هم متصل می شوند.

معمولاً اجزای یک تخته دو لایه روی لایه بالایی قرار می گیرند.با این حال، گاهی اوقات می توان قطعات را روی هر دو لایه قرار داد تا اندازه برد کاهش یابد.تخته دو لایه با قیمت متوسط ​​و سیم کشی آسان مشخص می شود.این رایج ترین نوع مورد استفاده در بردهای مدار معمولی است.

3) تخته چند لایه
بردهای مدار چاپی با بیش از دو لایه در مجموع به عنوان بردهای چند لایه شناخته می شوند.

4) برد HDI
برد HDI یک برد مدار با چگالی توزیع مدار نسبتاً بالا با استفاده از فناوری سوراخ مدفون میکرو کور است.

ساختار PCB
PCB عمدتاً از ورقه های روکش مس (Copper Clad Laminates، CCL)، prepreg (ورق PP)، فویل مس (Copper Foil)، ماسک لحیم کاری (همچنین به عنوان ماسک لحیم کاری شناخته می شود) (Solder Mask) تشکیل شده است.در عین حال، برای محافظت از فویل مسی در معرض روی سطح و اطمینان از اثر جوشکاری، لازم است عملیات سطح روی PCB نیز انجام شود و گاهی اوقات نیز با کاراکتر مشخص می شود.

1) لمینت روکش مس
لمینت با روکش مس (CCL) که به آن لمینت با روکش مس یا لمینت با روکش مسی گفته می شود، ماده اولیه برای تولید بردهای مدار چاپی است.از یک لایه دی الکتریک (رزین، فیبر شیشه ای) و یک هادی با خلوص بالا (ورقه مس) تشکیل شده است.از مواد کامپوزیت تشکیل شده است.

تا سال 1960 بود که سازندگان حرفه ای از فویل مس رزین فرمالدئید به عنوان ماده پایه برای ساخت PCB های یک طرفه استفاده کردند و آنها را به بازار پخش کننده های ضبط، ضبط صوت، ضبط ویدئو و غیره عرضه کردند. بعداً به دلیل افزایش دوبل. فن آوری تولید آبکاری مس سوراخ دار، مقاومت در برابر حرارت، اندازه زیرلایه های شیشه ای اپوکسی پایدار به طور گسترده ای استفاده شده است.امروزه صفحات FR4، FR1، CEM3، صفحات سرامیکی و صفحات تفلون بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.

در حال حاضر پرکاربردترین PCB ساخته شده به روش اچینگ، اچ کردن انتخابی بر روی تخته روکش مسی برای به دست آوردن الگوی مدار مورد نیاز است.لمینت روکش مسی عمدتاً سه عملکرد هدایت، عایق و پشتیبانی را بر روی کل برد مدار چاپی ارائه می دهد.عملکرد، کیفیت و هزینه ساخت بردهای مدار چاپی تا حد زیادی به ورقه‌های روکش مسی بستگی دارد.

2) پیش بارداری
Prepreg که به ورق PP نیز معروف است، یکی از مواد اصلی در تولید تخته های چند لایه است.این عمدتا از رزین و مواد تقویت کننده تشکیل شده است.مواد تقویت کننده به پارچه های الیاف شیشه (که به آن پارچه شیشه ای گفته می شود)، پایه کاغذی و مواد کامپوزیت تقسیم می شوند.

بیشتر پیش‌آهنگ‌ها (ورق‌های چسبنده) مورد استفاده در تولید بردهای مدار چاپی چند لایه از پارچه شیشه‌ای به عنوان ماده تقویت‌کننده استفاده می‌کنند.مواد ورقه نازکی که با آغشته کردن پارچه شیشه ای با چسب رزین ساخته می شود و سپس با عملیات حرارتی از قبل پخته می شود، prepreg نامیده می شود.پیش آغشته ها تحت حرارت و فشار نرم می شوند و وقتی سرد می شوند جامد می شوند.

از آنجایی که تعداد رشته های نخ در واحد طول پارچه شیشه ای در جهت تار و پود متفاوت است، هنگام برش باید به جهت تار و پود پیش آغشته توجه کرد.به طور کلی، جهت تار (جهتی که پارچه شیشه ای در آن پیچ می شود) به عنوان جهت ضلع کوتاه تخته تولید انتخاب می شود و جهت پود نیز جهت ضلع بلند تخته تولید برای اطمینان از صاف بودن صفحه است. سطح تخته و جلوگیری از پیچ خوردگی و تغییر شکل تخته تولیدی پس از گرم شدن.

3) فویل مس
فویل مس یک فویل فلزی نازک و پیوسته است که روی لایه پایه برد مدار قرار گرفته است.به عنوان یک رسانای PCB، به راحتی به لایه عایق متصل می شود و برای تشکیل یک الگوی مدار حک می شود.

فویل‌های مس صنعتی رایج را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد: فویل مسی نورد شده (وروش مسی RA) و فویل مسی الکترولیتی (ورقه مسی ED):
فویل مسی نورد دارای شکل پذیری خوب و ویژگی های دیگر است و فویل مسی است که در مراحل اولیه تخته نرم استفاده می شود.
فویل مسی الکترولیتی دارای مزیت هزینه ساخت کمتر نسبت به فویل مسی نورد شده است

4) ماسک لحیم کاری
لایه مقاوم لحیم کاری به بخشی از برد مدار چاپی با جوهر مقاوم لحیم اشاره دارد.

جوهر مقاوم لحیم کاری معمولاً سبز است و تعداد کمی از آنها از قرمز، سیاه و آبی و غیره استفاده می کنند، بنابراین جوهر مقاوم لحیم کاری اغلب در صنعت PCB روغن سبز نامیده می شود.این یک لایه محافظ دائمی از بردهای مدار چاپی است که می تواند از رطوبت، ضد خوردگی، ضد کپک و سایش مکانیکی و غیره جلوگیری کند و همچنین از جوش خوردن قطعات به مکان های نادرست جلوگیری کند.

5) درمان سطحی
"سطح" همانطور که در اینجا استفاده می شود به نقاط اتصال روی PCB اشاره دارد که اتصال الکتریکی بین اجزای الکترونیکی یا سایر سیستم ها و مدارهای روی PCB را فراهم می کند، مانند نقاط اتصال پدها یا اتصالات تماس.قابلیت لحیم کاری مس لخت به خودی خود بسیار خوب است، اما در صورت قرار گرفتن در معرض هوا به راحتی اکسید و آلوده می شود، بنابراین یک فیلم محافظ باید روی سطح مس لخت پوشانده شود.

فرآیندهای متداول تصفیه سطح PCB شامل HASL سرب، HASL بدون سرب، پوشش ارگانیک (Organic Solderability Preservatives، OSP)، طلای غوطه وری، نقره غوطه وری، قلع غوطه ور و انگشتان با روکش طلا و غیره است. با بهبود مستمر مقررات حفاظت از محیط زیست، وجود دارد. هستند روند HASL سرب به تدریج ممنوع شده است.

6) شخصیت ها
کاراکتر لایه متن است، در لایه بالایی PCB، ممکن است وجود نداشته باشد، و معمولا برای نظرات استفاده می شود.

معمولاً برای سهولت در نصب و نگهداری مدار، الگوهای لوگو و کدهای متنی مورد نیاز بر روی سطوح بالایی و پایینی برد چاپی چاپ می‌شوند، مانند برچسب‌های اجزا و مقادیر اسمی، شکل‌های طرح اجزا و آرم سازنده، تولید. تاریخ ها صبر کنید

کاراکترها معمولاً با چاپ روی صفحه چاپ می شوند