PCBasic: مورد اعتماد شما PCB سفت و سخت و وینیل استر

برای یک لحظه تصاویر گوشی هوشمند و ماشین را از ذهن خود دور کنید. آیا می‌توانید جامعه‌ای را تصور کنید که به آنها دسترسی نداشته باشد؟ نه، درست است؟ خب، ستون فقرات این دستگاه‌ها چیست؟ این PCB های کوچک هستند که همه کارها را برای شما انجام می‌دهند! در بین انواع PCB ها، PCB های سفت و سخت، همانطور که از نامشان پیداست، به دلیل طول عمر، پایداری و ظرفیت مدیریت مدارهای چند وجهی، موثرترین آنها هستند. یک برد PCB سفت و سخت، یک نمونه اولیه PCB محکم است که خم نمی‌شود و معمولاً از فایبرگلاس (FR4) یا مواد دیگری ساخته می‌شود که با فشار یا گرما تغییر شکل نمی‌دهند. چنین بردهای سفت و سختی در کاربردهای گسترده‌ای از لوازم الکترونیکی مصرفی گرفته تا تجهیزات صنعتی ضروری هستند. حال، بیایید به فرآیند ساخت و تولید PCB های سفت و سخت، مزایا و کاربردهای آنها بپردازیم تا بفهمیم چه چیزی زیربنای برجستگی قریب به اتفاق آنها در مونتاژ جعبه الکترونیکی است.

برد مدار چاپی صلب چیست؟

یک برد مدار چاپی سفت و سخت یا PCB سفت و سخت، با استفاده از یک زیرلایه جامد ساخته می‌شود که اجازه خم شدن نمی‌دهد. این برد به گونه‌ای طراحی شده است که فرم خود را به طور دائم حفظ کند تا پایه‌ای پایدار برای مونتاژ ظروف، رابط الکترومکانیکی و ایمن‌سازی فیزیکی فراهم کند. برخلاف PCBهای انعطاف‌پذیر که می‌توانند تغییر شکل داده و تا شوند، PCBهای سفت و سخت را می‌توان به دلیل استحکام مکانیکی و یکپارچگی ساختاری در طول زمان مورد اعتماد قرار داد. بنابراین، آنها برای دستگاه‌هایی که به یک ستون فقرات پایدار نیاز دارند، مناسب‌ترین هستند.  

بیشتر بردهای مدار چاپی سفت و سخت از فایبرگلاس (FR4) یا سایر لمینت‌های سفت و سخت ساخته می‌شوند که با رزین اپوکسی تقویت شده‌اند. فرآیندهای تقویت شیمیایی و حرارتی، این مواد را در برابر گرما، مواد شیمیایی و فشار مقاوم‌تر می‌کنند. فایبرگلاس به عنوان هسته اکثر بردهای مدار چاپی سفت و سخت عمل می‌کند. علاوه بر این، قطعات الکترونیکی مانند مقاومت، خازن و تراشه برای ایجاد جریان مطلوب برق بین اجزا اضافه می‌شوند. 

ساختار PCB سفت و سخت

قابلیت اطمینان یک برد مدار چاپی (PCB) صلب به مونتاژ جعبه و تعامل بین لایه‌های آن بستگی دارد. و آن لایه‌ها چه هستند؟ بیایید نگاهی به آنها بیندازیم.

1. لایه بستر  

ساختار یک برد مدار چاپی صلب از لایه زیرین شروع می‌شود. این لایه، استحکام و سختی مجموعه برد مدار چاپی را فراهم می‌کند. زیرین معمولاً با استفاده از اپوکسی تقویت‌شده با فایبرگلاس، که بیشتر با نام FR4 شناخته می‌شود، ساخته می‌شود. «زیرین» در لایه زیرین نمونه اولیه برد مدار چاپی به آن استحکام می‌دهد و به عنوان «ستون فقرات» برد مدار چاپی صلب عمل می‌کند.

2. لایه مس  

سپس، برد مدار چاپی سفت و سخت با اتصالات ساخت جعبه الکتریکی در لایه مسی، جان می‌گیرد. این امر باعث می‌شود سیگنال‌ها و برق بین قسمت‌ها و اجزای مختلف برد جریان پیدا کنند. پس از آماده‌سازی زیرلایه، که عمدتاً از پلیمر FR4 تشکیل شده است، یک فویل نازک مسی روی بردهای مدار چاپی سفت و سخت لمینت می‌شود.

۳. لایه ماسک لحیم  

لایه سوم، پوشش لحیم است که معمولاً در بالا قابل مشاهده است و به رنگ سبز است. این لایه به بردهای سخت ظاهری زیبا می‌دهد، اما در درجه اول، به عنوان یک پوشش لحیم محافظ برای جلوگیری از اتصال کوتاه شدن مسیرهای مسی نرم در طول فرآیند لحیم کاری عمل می‌کند.

۴. لایه سیلک اسکرین  

در نهایت، لایه سیلک اسکرین همه چیز را به هم متصل می‌کند و جزئیات را برای مونتاژ ساخت جعبه ارائه می‌دهد. این لایه دارای یک «نمایش توپوگرافی» است و اجزای آن، مانند لوگوها، را شامل می‌شود تا شناسایی سازندگان و مهندسان را در طول مونتاژ جعبه و عیب‌یابی آسان کند.

انواع بردهای مدار چاپی سخت

خب، همه بردهای مدار چاپی سفت و سخت به طور یکسان ساخته نمی‌شوند، اما اشکال و انواع مختلفی دارند که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می‌کند. بیایید آنها را بررسی کنیم.

۱. بردهای مدار چاپی صلب یک طرفه

بردهای مدار چاپی یک طرفه، ابتدایی‌ترین نوع برد مدار چاپی صلب هستند. آن‌ها فقط یک لایه مس در هر طرف زیرلایه دارند. آن‌ها ارزان و تولیدشان ساده است و همین آن‌ها را برای کاربردهای با چگالی کم مناسب می‌کند. این موارد شامل دستگاه‌های الکترونیکی پایه، ماشین حساب‌ها و چراغ‌های LED می‌شود.

۲. بردهای مدار چاپی دو طرفه صلب

بردهای مدار چاپی دو طرفه دارای لایه‌های مسی در دو طرف زیرلایه هستند، بنابراین می‌توان مدارهای پیچیده‌تری با آنها ساخت. هر دو طرف می‌توانند دارای اجزا و اتصالات باشند که امکان طراحی‌های پیچیده‌تر را فراهم می‌کند. اینها اغلب در سیستم‌های کنترل، تقویت‌کننده‌ها و حتی تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳. بردهای مدار چاپی چندلایه صلب

بردهای مدار چاپی چندلایه در طراحی‌های پیشرفته فناوری مانند دستگاه‌های پزشکی یا تلفن‌های هوشمند استفاده می‌شوند. این بردها شامل سه یا چند لایه مسی انباشته شده هستند که با مواد عایق در هم تنیده شده‌اند.

۴. بردهای مدار چاپی سخت با مس سنگین

بردهای مدار چاپی سخت مسی سنگین در مقایسه با بردهای مدار چاپی استاندارد کاربردهای بیشتری دارند. معمولاً نمونه‌های اولیه برد مدار چاپی معمولی در تحمل جریان‌های الکتریکی بالا، تنش مکانیکی و حتی فشار احشایی با مشکل بیشتری مواجه هستند. با این حال، بردهای مدار چاپی سخت مسی سنگین این مشکلات را بسیار راحت‌تر تحمل می‌کنند.

۵. بردهای مدار چاپی صلب با دمای بالا (High Tg)

برد مدار چاپی با دمای انتقال شیشه (Tg) بالا نام خود را از دمای انتقال شیشه (Tg) گرفته است. بردهای مدار چاپی سفت و سخت با دمای بالا، بالاترین دماها را تحمل می‌کنند و بیش از 170 درجه سانتیگراد را تحمل می‌کنند. آنها در الکترونیک خودرو و هوافضا استفاده می‌شوند زیرا این کاربردها نیاز به مقاومت در برابر گرمای شدید دارند.

۶. بردهای مدار چاپی سفت و سخت با فرکانس بالا

هر چیزی که نیاز به کار با فرکانس‌های سیگنال بسیار بالا داشته باشد، از PCBهای سفت و سخت با فرکانس بالا استفاده می‌کند. این PCBها به طور خاص از زیرلایه‌های کم‌اتلاف مانند PTFE (تفلون) ساخته شده‌اند، بنابراین می‌توانند حداقل اتلاف سیگنال و عملکرد الکتریکی قابل اعتمادی را ارائه دهند.

۷. بردهای مدار چاپی سخت با هسته فلزی

به جای استفاده از زیرلایه‌های فایبرگلاس، MCPCBها از یک پایه فلزی، معمولاً آلومینیوم یا مس، استفاده می‌کنند که مدیریت حرارتی را افزایش می‌دهد. به دلیل وجود MCPCBها، آنها برای سیستم‌های روشنایی LED، منابع تغذیه و قطعات الکترونیکی پرقدرت خودرو ایده‌آل هستند.

فرآیند تولید بردهای مدار چاپی سخت

اجازه دهید مراحل ساخت PCB های سفت و سخت در PCBasic را برای شما شرح دهیم.

۱. برای شروع، تیم ما طرح اولیه PCB را به همراه بررسی قابلیت تولید انجام می‌دهد که از قوانین طراحی خاص برای شناسایی خطاها قبل از تشدید آنها استفاده می‌کند.

۲. مرحله بعدی شامل برش و تمیز کردن ورق‌های FR2 یا سایر زیرلایه‌های مشابه است.

۳. فویل مسی با ماده‌ی مقاوم در برابر نور پوشانده شده و در معرض نور فرابنفش قرار می‌گیرد تا الگوی مدار مشخص شود.

۴. پس از آن، فویل مسی به همراه سایر مواد عایق، گرم شده و به هم فشرده می‌شوند تا تخته سفت و سختی تشکیل شود.

۵. بعداً، تیم ما با استفاده از مته‌های دقیق یا لیزر، سوراخ‌هایی برای مسیرها و پایه‌های قطعات ایجاد می‌کند.

۶. هر دو طرف چپ و راست برای حذف مس اضافی، حکاکی شده‌اند.

۷. یک پوشش یا ماسک محافظ برای پوشاندن برد مدار اضافه می‌شود که به نوبه خود از قرار گرفتن در معرض اتصال کوتاه جلوگیری می‌کند.

۸. در نهایت، از چاپ سیلک اسکرین برای چاپ مستقیم نوشته‌هایی مانند برچسب‌ها، لوگوها و اعداد روی سطح برد استفاده می‌شود که شناسایی آن را آسان‌تر می‌کند.

PCB صلب در مقابل PCB فلکس

بحث طولانی در مورد PCB سفت و سخت در مقابل PCB انعطاف‌پذیر وجود داشته است و بسیاری از شما در مورد اینکه کدام یک بهتر است، گیج شده‌اید. بنابراین، بیایید همه چیز را برای شما تجزیه و تحلیل کنیم. PCB های سفت و سخت بر روی زیرلایه‌های جامد مانند FR4 ساخته می‌شوند که استحکام مکانیکی بالا، پایداری ابعادی قابل توجهی را فراهم می‌کنند و همچنین برای پیکربندی‌های چند لایه و با چگالی بالا مناسب هستند. برخی از نمونه‌ها شامل کامپیوترها، سیستم‌های خودرو و کنترل‌های صنعتی هستند.

از سوی دیگر، بردهای مدار چاپی انعطاف‌پذیر از یک پایه پلی‌آمید استفاده می‌کنند که انعطاف‌پذیرتر است و بنابراین امکان تا کردن و خم کردن مدارها را بدون شکستگی فراهم می‌کند. آن‌ها برای طرح‌های سبک و جمع‌وجور که در آن‌ها محدودیت اندازه و حرکت پویا بسیار مهم است، مانند حوزه پزشکی، هوافضا و الکترونیک یکپارچه، بسیار مهم هستند. تصمیم به انتخاب بردهای مدار چاپی سفت و سخت و انعطاف‌پذیر عمدتاً تحت تأثیر محدودیت‌های مکانیکی و محیطی فضا قرار دارد.

ویژگی‌ها و مزایای بردهای مدار چاپی صلب

بردهای مدار چاپی سفت و سخت به دلیل استحکام مکانیکی و عملکرد الکتریکی و همچنین دوام طولانی مدت بی‌نظیرشان مورد توجه بوده‌اند. این ویژگی‌ها و مزایای بردهای مدار چاپی سفت و سخت، آنها را به انتخاب اول برای دستگاه‌ها و کاربردهای الکترونیکی متعدد تبدیل کرده است.

ویژگی‌های کلیدی بردهای مدار چاپی صلب:

برخی از ویژگی‌های بردهای مدار چاپی (PCB) سفت و سخت در زیر فهرست شده‌اند.

۱. ساختار سفت و سخت:  

بردهای مدار چاپی سفت و سخت از مواد بادوامی مانند فایبرگلاس (FR4) ساخته می‌شوند و شکل خود را برای همیشه حفظ می‌کنند. آنها خم یا انعطاف‌پذیر نمی‌شوند، که به حفظ یک پلتفرم پایدار برای ساخت جعبه‌های الکترونیکی شکننده کمک می‌کند.

۲. طراحی مدار با چگالی بالا:  

بردهای سخت می‌توانند مدارهای چند لایه داشته باشند که امکان مسیریابی پیچیده را به همراه قرارگیری متراکم قطعات بدون افت سیگنال فراهم می‌کند.

۳. ابعاد دقیق:  

ابزارهای پزشکی، تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها دستگاه‌های جمع‌وجوری هستند که به بردهای مدار چاپی (PCB) سفت و سخت نیاز دارند، این بردها در طول تولید تلورانس‌هایی ارائه می‌دهند که منجر به نصب دقیق می‌شود.

مزایای بردهای مدار چاپی صلب:

حال، بیایید برخی از مزایای PCB های سفت و سخت را بررسی کنیم.

1. دوام و طول عمر:

بردهای مدار چاپی سفت و سخت به دلیل جنس سخت زیرین برد مدار چاپی، سال‌ها و در محیط‌های سخت دوام می‌آورند. این امر همچنین منجر به بهبود قابلیت اطمینان محصول و کاهش هزینه‌های تعویض در طول عمر آن می‌شود.

2. تولید مقرون به صرفه:

بردهای سخت با هزینه کمتری تولید می‌شوند و برای کاربردهای مختلف، به ویژه هنگامی که در مقادیر زیاد ساخته می‌شوند، بسیار مفید هستند. برخلاف سایر نمونه‌های اولیه PCB، بردهای سخت PCB تحت فرآیندهای ساخت ساده‌ای قرار می‌گیرند که زمان تولید سریع‌تری را ممکن می‌سازد.

۳. سهولت ادغام:

اتوماسیون در لحیم کاری و مونتاژ با بردهای مدار چاپی (PCB) سفت و سخت سازگار است، مونتاژهای ساخت جعبه را ساده کرده و کیفیت یکنواخت را تضمین می‌کند.

کاربردهای PCB سفت و سخت

همانطور که قبلاً بحث شد، بردهای مدار چاپی صلب طیف گسترده‌ای از کاربردها را دارند. در اینجا به برخی از صنایع برتر آن اشاره می‌کنیم.

۱. مادربرد کامپیوتر  

بردهای مدار چاپی سفت و سخت، ستون فقرات مادربرد کامپیوتر هستند و بستری پایدار و بادوام برای پشتیبانی از اجزای حیاتی مانند CPU، RAM، GPU و کانکتورهای ذخیره‌سازی فراهم می‌کنند. طراحی چندلایه آنها، مسیریابی کارآمد مدارهای پیچیده را در عین حفظ یکپارچگی سیگنال و استحکام مکانیکی، امکان‌پذیر می‌سازد.

۲. لوازم الکترونیکی مصرفی سخت

آنها به طور گسترده در لوازم الکترونیکی روزمره، از جمله تلفن‌های هوشمند، تلویزیون‌ها و اجاق گازها استفاده می‌شوند. آنها یک ساختار قوی و قابل اعتماد ارائه می‌دهند که تمام اجزای کوچک را در جای خود نگه می‌دارد و تضمین می‌کند که دستگاه‌ها حتی با استفاده مداوم نیز به راحتی کار می‌کنند.

۳. الکترونیک خودرو  

با ظهور خودروهای جدید، بردهای مدار چاپی (PCB) کاملاً ضروری هستند. بردهای سخت برای کنترل جریان ثابت سیگنال‌های الکتریکی بالا در سیستم‌های پیچیده‌ای مانند خودروهای الکتریکی (EV) و سیستم‌های پیشرفته کمک راننده (ADAS) استفاده می‌شوند.  

۴. تجهیزات ارتباطی  

بردهای مدار چاپی سفت و سخت در تمام روش‌های ارتباطی، سیستم‌های رادیویی، تلفن‌های همراه، روترها و سیستم‌های ماهواره‌ای بسیار مهم هستند. آن‌ها تضمین می‌کنند که ارتباط به طور روان و با حداقل اختلال در سیگنال انجام شود.

استانداردهای IPC برای بردهای مدار چاپی صلب

فرآیند تولید بردهای مدار چاپی سفت و سخت فراتر از صرفاً تهیه یک برد کارآمد است. کیفیت، قابلیت اطمینان و اثربخشی باید مطابق با استانداردها و بهترین شیوه‌های بین‌المللی باشد. در این مورد، IPC استانداردهای خاصی را برای بردهای مدار چاپی تعیین کرده است. IPC-A-600 و IPC-6012 از جمله استانداردهای شناخته شده هستند.IPC-A-600 استانداردهای ظاهری و فیزیکی برای بردهای مدار چاپی سخت را فهرست می‌کند و زمینه‌های پذیرش و نقص را برای هر لایه و پرداخت برجسته می‌کند.» IPC-6012 مسائل مربوط به عملکرد، مواد و آزمایش را برای تأیید بردهای سخت جهت برآورده کردن خواسته‌های مشتریان در صنایع هوافضا، خودرو و مخابرات مشخص می‌کند و تضمین می‌کند که بردها قادر به تحمل فشارهای مکانیکی و محیطی در دنیای واقعی هستند.

رعایت استانداردهای IPC مستلزم کنترل دقیق QC برای فرآیندهای تولید است. بررسی‌های اصلی شامل برش‌های ریز مقطعی، بررسی‌های خرد شدن شیشه AOI، اتصال کوتاه و آزمایش‌های الکتریکی مدار باز است. رعایت این مراحل، سازنده را قادر می‌سازد تا ادعا کند که هر PCB سفت و سخت نه تنها برای کار در شرایط ارائه شده طراحی شده است، بلکه عملکرد پایدار و یکپارچگی ساختاری را در طول دهه‌ها تضمین می‌کند.

چرا PCBasic را برای بردهای مدار چاپی سخت انتخاب کنیم؟

PCBasic با تکنیک‌های پیشرفته تولید و کنترل کیفیت خود، بردهای تک، دو و چند لایه را با استفاده از مواد FR4، high-Tg یا مواد هسته فلزی سفارشی می‌کند. هر برد مدار چاپی (PCB) مطابق با استانداردهای IPC-A-600 و IPC-6012 تولید می‌شود و عملکرد قابل اعتمادی را برای کاربردهای متنوع، از جمله لوازم الکترونیکی مصرفی، اتوماسیون صنعتی، هوافضا و موارد دیگر تضمین می‌کند. بنابراین، اگر شما نیز به دنبال یک تامین‌کننده قابل اعتماد برای بردهای مدار چاپی سفت و سخت هستید، همین امروز با ما تماس بگیرید!

نتیجه  

بردهای مدار چاپی سفت و سخت در فناوری امروزی، از لوازم خانگی روزمره گرفته تا سیستم‌های صنعتی پیچیده، ضروری هستند. استحکام، قابلیت اطمینان و دقت آنها، آنها را به گزینه‌ای محبوب در صنعت تبدیل کرده است. بنابراین، با ادامه تکامل صنعت الکترونیک، بردهای مدار چاپی سفت و سخت همیشه سنگ بنای آن خواهند بود. 

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCBasic هست شرکت مونتاژ pcb که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.