مدار چاپی انواع گوناگونی دارد که بسته به نوع مدار، شیوه طراحی و هزینه ای که در نظر دارید یکی از انواع آن برای سفارش PCB یا برد مدار چاپی مناسب است :
- سفارش برد مدار چاپی تک لایه :
بردی است که فقط یک روی آن حاوی لایه نازک مسی است و بیشتر برای مدارات الکتریکی ساده کاربرد دارد.
- سفارش برد مدار چاپی دو لایه :
اين نوع ، هم مي تواند از نوع فنلي باشد و هم از نوع فايبر گلاس و اختلاف آن با برد مدار چاپی تک لایه در اين است كه هر دو طرف اين PCB ، یک لايه نازك مسي دارد و چون از هر دو طرف برد PCB برای جایگذاری قطعات استفاده می شود ، مدارات فشرده تر و كوچكتري را مي توان با اين نوع فیبر مدار چاپی طراحي كرد .
- سفارش برد مدار چاپی چند لایه :
اين برد PCB معمولا از جنس متاليزه بوده و داراي چند لايه مس عايق شده از هم مي باشند که معمولا چند لایه از آن برای POWER استفاده می شود.
برای سفارش برد مدار چاپی متناسب با نوع و عملکرد مدار ؛ قدرت جذب رطوبت و عملکرد دمایی یکی از انواع زیر می تواند انتخاب شود، باید درنظر داشته باشیم هنگام سفارش به قدرت جذب رطوبت و عملکرد دمایی هم توجه داشته باشیم چراکه رطوبت ویژگی های مثبت PCB را به شدت تضعیف میکند ، این موضوع در مورد دما نیز صادق است.
- FR-4 :
FR مخفف Flame Retardant به معنای مقاوم در برابر اشتعال است و 4 نشان دهنده نوع آن یعنی شیشه‌ای بافته شده و اپوکسی و قدرت مقاومت آن در برابر اشتعال است، FRها از یک تا پنج هستند که FR-1 کمترین مقاومت در برابر اشتعال و FR-5 بیشترین مقاومت در برابر اشتعال را دارند.
- Rogers :
برد Rogers از FR-4 گرانتر است و درصورتیکه برد خیلی نازک با دی الکتریک بالا نیاز داشته باشید می توانید آن را سفارش گذاری کنید.
- Flexible :
برد مدار چاپی انعطاف پذیر با فن آوری فوتولیتوگرافی تولید می شوند و در واقع ترکیبی از فیبر مدار چاپی و سیم های مدور هستند که مزایای هر دو را نیز دارد. این نوع PCB انعطاف بسیار زیادی از نظر هندسه بسته بندی دارد و در عین حال تراکم دقیق و تکرارپذیری برد مدار چاپی را نیز در بر دارد.
از مزایای آن کاهش هزینه ها، کاربرد دمایی بالا، کاهش وزن و اطمینان و دوام آن است.
برد انعطاف پذیر یک لایه :
برد انعطاف پذیر دو لایه :
برد انعطاف پذیر چند لایه :
- Aluminum :
در برد مدار چاپی آلومینیومی از یک لایه رسانای نازک برای انتقال حرارت استفاده شده است. این نوع PCB با نام های مختلفی در بازار موجود است : Aluminum clad, aluminum base, Metal clad printed Circuit Board (MCPCB), Insulated Metal Substrate(IMS or IMPCB), Thermally conductive PCBs و ... اما همه آن ها یک معنی و هدف دارند.
از این جنس مدار چاپی بیشتر برای تولید بردهای LED POWER استفاده می شود . به دلیل داشتن حرارت بالا در این LEDها از این نوع فیبر مدارچاپیاستفاده می شود که حرارت به لایه آلومینیومی آن منتقل شده و از سوختن مدار جلوگیری می کند . نحوه تولید این نوع برد مانند PCB یک لایه می باشد با این تفاوت که امکان سوراخ کاری برای پایه قطعات الکترونیکی روی این جنس غیر ممکن است باید تمام قطعات به صورت SMD تعریف شود.
برد مدار چاپی (PCB) آلومینیومیپ
- Rigid-Flex :
بیشترین سفارش برد مدار چاپی در صنایع نظامی و هوافضا است که بیش از بیست سال است استفاده می شوند. این نوع برد چون شامل برد انعطاف پذیر و سخت به صورت توامان است می تواند تعداد بیشتری از قطعات را میزبانی کند، همچنین به فضای کمتری نیاز دارد.
برد مدار چاپی Rigid-Flex
چاپ سلدر که با نام های چاپ سبز، سولدرماسک و چاپ محافظ قلع کاری هم شناخته می شود ، رنگ پوشش روی برد PCB است که معمولا به رنگ سبز دیده می شود .چاپ سبز علاوه بر زیبایی و محافظت در برابر اکسید شدن فیبر در برابر انواع مسایل محیطی ، با عث می شود اتصال ناخواسته ای که هنگام لحیم کاری پایه های نزدیک به هم با هویه ایجاد می شود به راحتی از هم جدا شود ، همچنین در وان قلع از اتصالات اضافی و تغییر رنگ فیبر در وان که حرارت زیادی دارد جلوگیری می کند . چاپ سلدر معمولا به رنگ سبز دیده می شود ولی می توان از رنگ های دیگر مانند سفید ، قرمز ، آبی و ... هم استفاده کرد.
سیلک اسکرین معمولا محل قرار گیری قطعات الکترونیک و نقاط تست و شماره فنی ، لوگوی شرکت و علائم هشدار را روی فیبر مدار چاپی مشخص میکنند.
معمولا در هر دو طرف برد PCB از سیلک اسکرین استفاده میشود و به ندرت اتفاق می افتد که فقط یک طرف از سیلک اسکرین استفاده شود. اما اگرهزینه اولویت اول باشد میتوان فقط در یک طرف از آن استفاده کرد.
برای سیلک اسکرین از جوهر مخصوصی استفاده میشود که معمولا سفید و مشکی روی آن استفاده میشود. رنگ غیر معمولی مثل زرد روی هزینه و زمان تاثیر خواهد گذاشت.
امکان انتخاب نرم افزار های طراحی مدار چاپی در گذشته تعدادی محدودی فونت را به طراحان میدادند ولی امروزه امکان استفاده از تعداد فونت های زیادی وجود دارد.
مطابق با استاندارد های IPC باید نشان تولید کننده و شماره رهگیری محصول حتما روی برد قید شود با امکان پیگیری مشکلات احتمالی در آینده وجود داشته باشد اما جای مشخصی برای آن ها روی برد در این استاندارد تضمین نشده است. معمولا این دو نشان جایی که نسبت به بقیه تست های فیبر مدار چاپی تراکم کمتری و جای حساسی نیست گذاشته میشوند ولی اگر جای خاصی برای شما مهم است آن را در یک pcb readme.text برای تامین کنندگان معلوم کنید.
سیلک اسکرین ها قبل از پوشش نهایی و برش زمانی روی مدار چاپی زده میشود که PCB به صورت پنل هستند.
در برد مدار چاپی پوشش نهایی نقش مهمی دارند چرا که اگر ترک های مسی روی برد مدارچاپی به همان حال و بدون پوشش رها شوند امکان خراب شدن و اکسیدشدن بسیار بالایی دارند و موجب میشود برد کارایی خود را از دست داده و غیر قابل استفاده شود.
پوشش نهایی برد مدارچاپی دو وظیفه مهم دارد :
1-جلوگیری از اکسیداسیون ترک های مسی
2-جلوگیری از اتصالات اضافی و مناسب مونتاژ شدن
متداولترین پوشش نهایی مدار چاپی :
1- Hasl
2- Immersion
3- Ospl/Entek
4- Electroless nickle immersion gold
- (HASL (Hot Air Soldering Level
HASL متداول ترین روش پوشش نهایی فیبر مدار چاپی در صنعت است . در این روش PCB در وان مذاب قلع / آلیاژ سرب غوطه ور شده و سپس قسمت های اضافی آن توسط هوای گرم از بین میرود.
یکی از مزایای این روش این است که مدار چاپی در حوض حرارت تا c0256 قرار میگیرد و در صورتی که فیبر مدار چاپی پتانسیل لایه به لایه شدن داشته باشد مشخص خواهد شد قبل از آنکه قطعات الکترونیک روی آن ها مونتاژ شود
مزایای استفاده از پوشش نهایی HASL :
- کم هزینه بودن این نوع پوشش نهایی
- در دسترس بودن
- داشتن امکان Rework
- مدت نگهداری طولانی
معایب استفاده از پوشش نهایی HASL :
- ایجاد سطح ناهموار روی PCB
- ایجاد ظاهر نازیبا روی برد
- شامل سرب است
- شوک حرارتی
- Plated Through Holes
- PTH (حفره آبکاری شده) متصل و یا کاهش یافته
- ISn) immersion tin (غوطه وری قلع)
در این نوع پوشش نهایی، یک پوشش فلزی است که به علت واکنش شیمیایی ایجاد میشود ،ISN مس روی فیبر مداچاپی را از اکسیداسیون محافظت میکند
مس و قلع میل بالایی به ترکیب دارند و به ناچار انتشار از یک فلز به فلز دیگر روی برد مدارچاپی رخ خواهد داد و طول عمر آن را کوتاه خواهد کرد.
مزایا استفاده از ISN) Immertion Tin) :
- سطح هموار روی برد
- pbfree
- قابل Rework
- مناسب منتاژ قطعات SMD/BGA/PITCH
- قیمت متوسط برای Lead Free Finish
معایب استفاده از پوشش نهایی ISN) Immertion Tin) :
- با کوچک ترین دست زدنی خرابی خواهد داشت
- فرایند سراطان زا ( تیوریا)
- احتمال زنگ زدن هنگام مونتاژ
- نامناسب برای فرایند های مونتاژ چند مرحله ای
- سخت بودن اندازه گیری ضخامت آن
- پوشش نهایی OSP/ENTEK :
OSP مخفف Organic Solderability Preservative یا Anti-Tarnish با یک لایه ناز محافظتی از اکسیداسیون مس برد PCB جلوگیری می کند.
در این روش با استفاده از یک ترکیب آلی بر پایه آب روی مس متصل شده و لایه نازک آلی ایجاد می کند که می تواند از اکسیداسیون مس قبل از مونتاژ مدار چاپی جلوگیری کند.
مزایای پوشش نهایی OSP :
- سطح صاف و هموار
- بدون سرب
- فرایند ساده
- قابل Rework
- مناسب برای مونتاژ قطعات الکترونیکی کوچک، Pitch، BGA
معایب پوشش نهایی OSP :
- حساس نسبت تماس دستی
- نامناسب برای مونتاژ چند مرحله ای
- سخت بودن تست و بررسی
- کوتاه بودن عمر مفید آن
- نامناسب برای PTH
- پوشش نهایی ENIG :
ENIG مخفف Electroless Nickel Immersion است و پوشش دولایه فلزی ای روی فیبر مدار چاپی است .یک لایه طلا روی لایه نیکل رو ی مس PCB قرار می گیرد.
مزایای پوشش نهایی ENIG :
- سطح صاف و هموار
- بدون سرب
- عمر طولانی نگهداری
- مناسب برای Plated Through Holes
معایب پوشش نهایی ENIG :
- گران بوده و مقرون به صرفه نیست
- غیرقابل Rework
- لایه سیاه/نیکل سیاه
- نامناسب برای BGA
- آسیب ET
- پیچیدگی فرایند
- تلفات سیگنال RF
ضخامت مس می‌تواند به عنوان واحد طول مشخص شود (در میکرومتر یا میل) اما اغلب به عنوان وزن مس در هر منطقه مشخص میشود (در اونس در هر فوت مربع) که البته برای اندازه‌گیری آسان تر است. یک اونس در هر فوت مربع ۱٫۳۴۴ میل یا ۳۴ میکرومتر ضخامت دارد.
صنعت برد مدار چاپی مس سنگین را لایه‌های با بیش از ۳ اونس مس، و یا در حدود ۰٫۰۰۴۲ اینچ (۴٫۲ میل، ۱۰۵ میکرومتر) تعریف میکند. طراحان PCB اغلب از مس سنگین هنگامی استفاه می کنند که طراحی و فیبر مدار چاپی تولید به منظور افزایش ظرفیت حمل جریان و همچنین مقاومت در برابر سویه‌های حرارتی باشد. روکش مس سنگین VIAS انتقال به گرما غرق خارجی حرارت انتقال می‌دهد. IPC 2152 یک استاندارد برای تعیین ظرفیت جریان حامل از چاپ مدار چاپی است.
ابعاد برد PCB معمولا بر حسب میلیمتر عنوان می شود.
برای سفارش PCB ، ضخامت استاندارد 1.6 میلیمتر می باشد.
مظالب مرتبط :