انواع برد های الکترونیکی
تعداد لایه ها
- تک لایه: ساده ترین نوع بردها، مناسب مدارهای ساده و ارزان قیمت
- دو لایه: از دو لایه تشکیل می شوند، مناسب مدارهای پیچیده تر
- چند لایه: از چندین لایه تشکیل می شوند، مناسب مدارهای بسیار پیچیده
نوع رسانای مسی
- رسانای جامد: ساده ترین نوع رساناها، مناسب مدارهای ساده و ارزان قیمت
- رسانای سطحی: از رسانایی بالاتری برخوردارند، مناسب مدارهای پیچیده تر
نوع مواد پایه
- فایبر گلاس: مقاوم و مستحکم، مناسب مدارهای صنعتی و نظامی
- آلومینیوم : سبک و با رسانایی بالا، مناسب مدارهای قابل حمل
- فلز: مقاوم و مستحکم، مناسب مدارهای حساس و حیاتی
نوع اتصال قطعات
- لحیم کاری: روش متداول و رایج اتصال قطعات
- وایر رپ: برای مدارهای ساده و ارزان قیمت
- برد بورد: برای نمونه سازی و آزمایش مدارها
نوع کاربرد
- لوازم الکترونیکی خانگی
- اداری و تفریحی
- تجهیزات صنعتی
- پزشکی و درمانی
- تجهیزات نظامی
انواع برد الکترونیک بر اساس تعداد لایه ها
بردهای الکترونیک بر اساس تعداد لایه ها به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
بردهای یک لایه (Single Layer)
این بردها ساده ترین نوع بردهای الکترونیکی هستند که تنها از یک لایه مس و یک لایه روکش تشکیل شده اند. در این بردها، تمام قطعات الکترونیکی تنها در یک طرف برد نصب می شوند. بردهای یک لایه کاربردهای محدودی دارند و معمولاً در تجهیزات الکترونیکی ساده مانند ساعت، رادیو و اسباب بازی استفاده می شوند.
بردهای دو لایه (Double Layer)
این بردها نسبت به بردهای یک لایه پیچیده تر هستند و از دو لایه مس و دو لایه روکش تشکیل شده اند. در این بردها، قطعات الکترونیکی در دو طرف برد نصب می شوند. بردهای دو لایه کاربردهای گسترده تری نسبت به بردهای یک لایه دارند و در تجهیزات الکترونیکی متنوعی مانند تلویزیون، کامپیوتر و تلفن همراه استفاده می شوند.
بردهای چند لایه (Multilayer)
این بردها پیچیده ترین نوع بردهای الکترونیکی هستند که از بیش از دو لایه مس و روکش تشکیل شده اند. در این بردها، قطعات الکترونیکی در چند لایه مختلف نصب می شوند. بردهای چند لایه کاربردهای ویژه ای دارند و در تجهیزات الکترونیکی پیشرفته مانند رایانه های شخصی، سرورها و تجهیزات پزشکی استفاده می شوند.
تفاوت و مقایسه بردها بر اساس تعداد لایه ها
- تعداد لایه های یک برد الکترونیکی بر روی سطح پیچیدگی، کارایی و هزینه آن تأثیر می گذارد. بردهای یک لایه ساده ترین نوع بردها هستند و تولید آنها کم هزینه تر است. اما این بردها کاربردهای محدودی دارند و نمی توانند نیازهای تجهیزات الکترونیکی پیشرفته را برآورده کنند.
- بردهای دو لایه پیچیدگی بیشتری نسبت به بردهای یک لایه دارند و تولید آنها هزینه بیشتری دارد. اما این بردها کاربردهای گسترده تری دارند و می توانند نیازهای تجهیزات الکترونیکی متنوعی را برآورده کنند.
- بردهای چند لایه پیچیده ترین نوع بردها هستند و تولید آنها هزینه زیادی دارد. اما این بردها مزایای بیشتری نسبت به بردهای یک لایه و دو لایه دارند. آنها سطح پیچیدگی بالاتری دارند، کارایی بیشتری دارند و می توانند نیازهای تجهیزات الکترونیکی پیشرفته را برآورده کنند.
انواع برد الکترونیک بر اساس نوع رسانای مسی
بردهای الکترونیک (PCB) وظیفه انتقال جریان الکتریکی بین اجزای مختلف مدار را بر عهده دارند. رسانای مسی یکی از رایج ترین موادی است که برای ساخت خطوط انتقال جریان در بردهای الکترونیک استفاده می شود. بر اساس نوع رسانای مسی، بردهای الکترونیک را می توان به دو دسته کلی رسانای جامد و سطحی تقسیم کرد:
رسانای جامد
در رسانای جامد، رسانای مسی به صورت یک لایه جامد روی سطح بستر برد قرار می گیرد. این نوع رسانا از مقاومت الکتریکی پایینی برخوردار است و برای کاربردهایی که نیاز به انتقال جریان الکتریکی با توان بالا دارند، مناسب است. همچنین، رسانای جامد به دلیل استحکام بالایی که دارد، برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر ضربه و فشار دارند، مناسب است.
رسانای سطحی
در رسانای سطحی، رسانای مسی به صورت یک لایه نازک روی سطح بستر برد قرار می گیرد. این نوع رسانا از مقاومت الکتریکی بالاتری نسبت به رسانای جامد برخوردار است، اما از وزن و هزینه کمتری برخوردار است. همچنین، رسانای سطحی به دلیل انعطاف پذیری بالایی که دارد، برای کاربردهایی که نیاز به انعطاف پذیری دارند، مناسب است.
برخی از کاربردهای رسانای سطحی در بردهای الکترونیک عبارتند از:
- مدارهای الکترونیکی قابل حمل
- مدارهای انعطاف پذیر
- مدارهای چاپی سه بعدی
انواع برد الکترونیک بر اساس نوع مواد پایه
بردهای الکترونیکی بر اساس نوع مواد پایه به سه دسته کلی تقسیم می شوند:
- بردهای فایبر گلاس
- بردهای آلومینیومی
- بردهای فلزی
در ادامه بررسی می کنیم که هر یک از این بردها چه ویژگی ها و کاربردهایی دارند.
بردهای فایبر گلاس
بردهای فایبر گلاس از رایج ترین انواع بردهای الکترونیکی هستند. این بردها از یک هسته فایبر گلاس با روکش مسی ساخته می شوند. فایبر گلاس یک ماده کامپوزیتی است که از الیاف شیشه و رزین تشکیل شده است. این ماده دارای استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی بالایی است. بردهای فایبر گلاس برای کاربردهای مختلفی از جمله لوازم خانگی، تجهیزات صنعتی، وسایل الکترونیکی مصرفی و تجهیزات پزشکی استفاده می شوند.
ویژگی های بردهای فایبر گلاس
- استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی بالا
- قیمت مناسب
- سهولت تولید
کاربردهای بردهای فایبر گلاس
- لوازم خانگی (یخچال، فریزر، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، تلویزیون و …)
- تجهیزات صنعتی (موتورهای الکتریکی، تجهیزات اتوماسیون صنعتی، تجهیزات پزشکی و …)
- وسایل الکترونیکی مصرفی (گوشی های هوشمند، تبلت ها، لپ تاپ ها و …)
- تجهیزات پزشکی (سمعک، ضربان ساز قلب و …)
بردهای آلومینیومی
بردهای آلومینیومی از یک هسته آلومینیومی با روکش مسی ساخته می شوند. آلومینیوم یک فلز با هدایت الکتریکی و حرارتی بالا است. این ماده همچنین دارای استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی خوبی است.
بردهای آلومینیومی برای کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به هدایت الکتریکی و حرارتی بالا و همچنین استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی بالایی دارند.
ویژگی های بردهای آلومینیومی
- هدایت الکتریکی و حرارتی بالا
- استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی بالا
- قیمت بالاتر از بردهای فایبر گلاس
- پیچیدگی تولید بیشتر
کاربردهای بردهای آلومینیومی
- تجهیزات الکترونیکی با توان بالا (ترانزیسورها، آی سی های توان بالا و …)
- تجهیزات پزشکی (دستگاه های MRI، دستگاه های اشعه ایکس و …)
- تجهیزات نظامی (رادار، موشک و …)
بردهای فلزی
بردهای فلزی از یک هسته فلزی با روکش مسی ساخته می شوند. فلزات مختلف دارای خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوتی هستند. به همین دلیل، بردهای فلزی نیز بسته به نوع فلز مورد استفاده، ویژگی های متفاوتی دارند. بردهای فلزی برای کاربردهایی استفاده می شوند که نیاز به خواص ویژه ای از فلز دارند.
ویژگی ها و کاربرد بردهای فلزی
- خواص فیزیکی و شیمیایی متفاوت بسته به نوع فلز مورد استفاده
- قیمت بالاتر از بردهای فایبر گلاس و آلومینیومی
- پیچیدگی تولید بیشتر
- به کارگیری در تجهیزات الکترونیکی با کاربردهای خاص (تجهیزات نظامی، تجهیزات پزشکی، تجهیزات فضایی و …)
انواع بردها بر اساس اتصال قطعات و انعطاف پذیری
بردهای الکترونیکی، قطعات و مدارهای الکتریکی را در یک ساختار یکپارچه قرار می دهند و امکان تبادل جریان الکتریکی بین آنها را فراهم می کنند. نحوه اتصال قطعات در بردهای الکترونیکی، یکی از عوامل مهم در تعیین ویژگی های آنها و کاربردهایشان است.
از نظر نوع اتصال قطعات، بردهای الکترونیکی را می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد:
بردهای لحیم کاری
در این نوع بردها، قطعات با استفاده از لحیم کاری به یکدیگر متصل می شوند. لحیم کاری، یک فرآیند اتصال دائمی است که از طریق ذوب شدن یک فلز لحیم و نفوذ آن در بین سطوح دو قطعه به یکدیگر صورت می گیرد. بردهای لحیم کاری، استحکام و پایداری بالایی دارند و برای کاربردهای مختلف، از جمله تجهیزات الکترونیکی مصرفی، تجهیزات صنعتی، و تجهیزات پزشکی مناسب هستند.
بردهای وایر رپ
در این نوع بردها، قطعات با استفاده از سیم های اتصال کوتاه به یکدیگر متصل می شوند. سیم های اتصال کوتاه، معمولاً از جنس مس یا آلومینیوم هستند و به صورت مارپیچ دور قطعات پیچیده می شوند. بردهای وایر رپ، از استحکام و پایداری کمتری نسبت به بردهای لحیم کاری برخوردار هستند، اما هزینه تولید آنها کمتر است. این نوع بردها، معمولاً برای نمونه سازی مدارها و مدارهای آزمایشگاهی استفاده می شوند.
بردهای برد بورد
در این نوع بردها، قطعات با استفاده از گیره ها یا پین های مخصوص به یکدیگر متصل می شوند. گیره ها یا پین ها، معمولاً از جنس پلاستیک یا فلز هستند و به صورت سوراخ هایی در سطح برد تعبیه شده اند. بردهای برد بورد، از استحکام و پایداری کمتری نسبت به بردهای لحیم کاری و وایر رپ برخوردار هستند، اما امکان تغییر و تنظیم مدارها را به راحتی فراهم می کنند. این نوع بردها، معمولاً برای نمونه سازی مدارها، آزمایش مدارها، و آموزش استفاده می شوند.
از نظر میزان انعطاف پذیری، بردهای الکترونیکی را می توان به دو دسته کلی تقسیم کرد:
بردهای سخت
این نوع بردها، از یک لایه یا چند لایه از فیبرهای مدار چاپی (PCB) تشکیل شده اند. PCB ها، صفحه هایی هستند که روی آنها مسیرهای رسانایی برای اتصال قطعات الکترونیکی تعبیه شده است. بردهای سخت، استحکام و پایداری بالایی دارند و برای کاربردهای مختلف، از جمله تجهیزات الکترونیکی مصرفی، تجهیزات صنعتی، و تجهیزات پزشکی مناسب هستند. با این حال، این نوع بردها انعطاف پذیری کمی دارند و نمی توانند در کاربردهایی که نیاز به انعطاف پذیری برد دارند، استفاده شوند.
بردهای منعطف
این نوع بردها، از یک یا چند لایه از فیبرهای مدار چاپی منعطف تشکیل شده اند. فیبرهای مدار چاپی منعطف، از موادی مانند پلیمرهای خاص ساخته می شوند و می توانند در جهت های مختلف خم شوند. بردهای منعطف، از استحکام و پایداری کمتری نسبت به بردهای سخت برخوردار هستند، اما امکان استفاده در کاربردهایی را فراهم می کنند که نیاز به انعطاف پذیری برد دارند. این نوع بردها، معمولاً در تجهیزات پزشکی، تجهیزات نظامی، و تجهیزات الکترونیک قابل حمل استفاده می شوند.
ارتباط بین نوع اتصال قطعات و میزان انعطاف پذیری
نوع اتصال قطعات و میزان انعطاف پذیری بردهای الکترونیکی، دو عامل مرتبط با یکدیگر هستند. در بردهای لحیم کاری، قطعات به طور دائم به یکدیگر متصل می شوند و امکان جداسازی آنها بدون آسیب دیدن برد وجود ندارد. این امر باعث می شود که بردهای لحیم کاری انعطاف پذیری کمی داشته باشند و نتوانند در کاربردهایی که نیاز به خم شدن برد دارند، استفاده شوند.
در بردهای وایر رپ و بردهای برد بورد، قطعات به صورت موقت به یکدیگر متصل می شوند و امکان جداسازی آنها بدون آسیب دیدن برد وجود دارد. این امر باعث می شود که این نوع بردها انعطاف پذیری بیشتری نسبت به بردهای لحیم کاری داشته باشند.
در بردهای منعطف، از موادی استفاده می شود که می توانند در جهت های مختلف خم شوند. این امر باعث می شود که این نوع بردها انعطاف پذیری بسیار بالایی داشته باشند و بتوانند در کاربردهایی که نیاز به خم شدن برد دارند، استفاده شوند.
انواع برد الکترونیک بر اساس نوع کاربرد
بردهای الکترونیکی را می توان بر اساس نوع کاربرد، به دسته های مختلفی تقسیم کرد که برخی از مهم ترین آن ها عبارت اند از:
- لوازم الکترونیکی خانگی
- اداری و تفریحی
- تجهیزات صنعتی
- پزشکی و درمانی
- تجهیزات نظامی
- وسایل رباتیک
بردهای الکترونیکی مورد استفاده در هر یک از این کاربردها، دارای ویژگی های خاصی هستند که با توجه به شرایط محیطی و عملکرد مدار، تعیین می شوند و ما در ادامه، به بررسی این ویژگی ها می پردازیم.