برد مدار چاپی تک طرفه چیست؟
اولین کاربرد صنعتی برد مدار چاپی یک طرفه به اوایل دهه 1950 میلادی برمیگردد. به دلیل اصول طراحی و فرآیند تولید ساده، این برد جایگاه مهمی در تاریخ تولید برد مدار چاپی دارد.
برد مدار چاپی یک طرفه فقط از یک طرف با مس پوشیده شده است، قطعات در یک طرف و مدارها در طرف دیگر توزیع شدهاند. از بالا به پایین، پنل تکی معمولاً به ترتیب از لایه پوشش لحیم، لایه مس و ماده عایق تشکیل شده است.
ویژگیهای برد مدار چاپی تکطرفه
از آنجایی که فقط یک طرف برد مدار چاپی تک طرفه میتواند مدارها را توزیع کند و دو طرف نمیتوانند به هم متصل شوند، در مقایسه با سایر بردهای مدار چاپی، به فضای بیشتری برای حمل همان تعداد قطعات نیاز دارند، بنابراین برای طراحی با الزامات کمتر برای تراکم توزیع قطعات مناسبتر هستند.
اگرچه طراحی PCB تک لایه سادهتر از سایر انواع PCB است، اما بر اساس ویژگیهای توزیع تکطرفه، مشخصات سختگیرانهتری برای طراحی سیمکشی و موقعیت قطعات دارد. به عنوان مثال، پد PCB تکطرفه باید بزرگ باشد، در غیر این صورت به راحتی در حین جوشکاری و تعمیر مشکل ایجاد میکند. سیمکشی برد مدار چاپی نمیتواند متقاطع باشد، بلکه فقط میتواند در امتداد مسیرهای خود طراحی شود و غیره.
کاربردهای اصلی PCB تک طرفه
در حال حاضر، محصولات ترمینالی که از PCB یک طرفه استفاده میکنند، عمدتاً شامل ماشین حساب، محصولات شارژ، تابلوهای لامپ LED، رادیو FM، تایمر و غیره هستند. در عین حال، با توجه به انواع مختلف فناوری، میتوان آن را به تخته سخت یک طرفه، تخته تک انعطاف پذیر، تخته تک ترکیبی نرم-سخت و زیرلایه آلومینیومی یک طرفه تقسیم کرد.
مزایا و معایب برد مدار چاپی تک طرفه
مزایای برد مدار چاپی تک طرفه: ۱. برد مدار چاپی یک طرفه به مواد اولیه کمتری نیاز دارد و قیمت آن پایینتر است؛ فرآیند تولید کوتاهتر است و زمان کلی تولید کوتاهتر است؛
۲. طراحی و ترکیب خط نسبتاً ساده است، بنابراین طراحی را میتوان بدون تجربه حرفهای بسیار غنی انجام داد.
۳. به دلیل فرآیند ساده، برای تعداد زیادی سفارش، هرچه مقدار سفارش بیشتر باشد، قیمت مطلوبتر است.
از سوی دیگر، در مقایسه با PCB دو طرفه یا PCB چند لایه با اندازه یکسان، کاستیهای برد PCB تک طرفه نیز دائماً توسعه آن را محدود میکند: ۱. محدودیت مساحت یک طرفه نمیتواند نیاز به نصب تعداد زیادی قطعه و سیمکشی بیشتر را برآورده کند؛
۲. و اگر اجزای زیادی را حمل کند، ممکن است مشکل سرعت اتصال کند و اتلاف توان ایجاد شود، بنابراین زمینه محصول کاربردی بسیار محدود است.
در کل، سناریوهای کاربردی PCB یک طرفه با افزایش نیازهای فنی تولیدکنندگان در حال کاهش است، اما هنوز هم یکی از بهترین راه حلها برای کسانی است که سرعت و هزینه کم را دنبال میکنند.
ویژگیهای برد PCB دو طرفه
تفاوت بین برد مدار چاپی یک طرفه و برد مدار چاپی دو طرفه در این است که تعداد لایههای مس متفاوت است. برد مدار چاپی دو طرفه یک برد مدار با مس در هر دو طرف است که میتواند از طریق وایاها متصل شود. فقط یک لایه مس در یک طرف وجود دارد که فقط میتواند به عنوان یک مدار ساده استفاده شود و سوراخهای ایجاد شده فقط برای پلاگینهایی که نمیتوانند هدایت شوند، قابل استفاده هستند.
الزامات فنی برد مدار چاپی دو طرفه این است که تراکم سیم کشی بزرگتر شود، روزنه کوچکتر شود و روزنه سوراخ های متالیزه کوچکتر و کوچکتر شود. کیفیت سوراخ های متالیزه که به یکدیگر متصل هستند، مستقیماً بر قابلیت اطمینان بردهای چاپی تأثیر می گذارد.
با کاهش قطر سوراخ، به محض اینکه ناخالصیهایی که هیچ تاثیری بر قطر سوراخ بزرگتر ندارند، مانند بقایای برس آسیاب و خاکستر آتشفشانی، در سوراخ کوچک باقی بمانند، رسوب شیمیایی مس و آبکاری الکتریکی اثر خود را از دست میدهند و سوراخ بدون مس به قاتل مهلک فلزکاری سوراخ تبدیل میشود.
برد PCB دو لایه در هر دو طرف سیمکشی دارد، اما برای استفاده از سیمها در هر دو طرف، لازم است اتصالات مدار مناسبی بین دو طرف وجود داشته باشد. این "پل" بین مدارها، ویا نامیده میشود. سوراخ ویا، سوراخ کوچکی است که با فلز روی برد PCB پر یا پوشانده شده است و میتواند با سیمهای دو طرف به هم متصل شود. هنگام رسم برد PCB دو طرفه با PROTEL، سیمها را روی لایه بالایی بکشید تا قطعات به هم متصل شوند، یعنی برد را روی لایه بالایی رسم کنید. لایه پایینی را انتخاب کنید و سیمها را روی لایه پایینی رسم کنید تا قطعات به هم متصل شوند، یعنی یک برد روی لایه پایینی رسم کنید. مورد بالا برای رسم برد PCB دو طرفه است، به این معنی که سیمها را روی لایههای بالایی و پایینی برد PCB رسم کنید. برد PCB دو طرفه به دلیل سیمکشی پلکانی (میتواند از طریق سوراخها به طرف دیگر متصل شود) مشکل تک پنل را حل میکند، یعنی هر دو طرف جلو و عقب سیمکشی دارند و قطعات را میتوان در طرف جلو یا عقب جوش داد، بنابراین برای استفاده در مدارهای پیچیدهتر نسبت به برد PCB یک طرفه مناسبتر است.
به طور دقیق، برد مدار چاپی دو طرفه نوع مهمی از برد مدار چاپی در بردهای مدار چاپی است و کاربرد آن بسیار زیاد است. همچنین تشخیص اینکه آیا یک برد مدار چاپی، برد مدار چاپی دو طرفه است یا خیر، بسیار ساده است. من معتقدم که دوستان میتوانند درک کاملی از برد مدار چاپی تکی داشته باشند.
برد مدار چاپی دو طرفه، امتداد برد مدار چاپی یک طرفه است، به این معنی که مدار برد مدار چاپی یک طرفه برای چرخش به طرف مقابل کافی نیست. برد مدار چاپی دو طرفه همچنین دارای یک ویژگی مهم سوراخهای اتصال است. به عبارت ساده، سیمکشی دو طرفه است و در هر دو طرف خطوط وجود دارد! به طور خلاصه، سیمکشی دو طرفه، برد دو طرفه است! برخی از دوستان میخواهند بپرسند، مثلاً بردی با سیمکشی دو طرفه، اما فقط یک طرف آن دارای قطعات الکترونیکی است. آیا این برد، برد مدار چاپی دو طرفه است یا برد مدار چاپی یک طرفه؟ پاسخ واضح است، چنین بردی، برد مدار چاپی دو طرفه است، فقط قطعات روی برد مدار چاپی دو طرفه نصب میشوند.
روش جوشکاری برد مدار چاپی دو طرفه
برای اطمینان از رسانایی قابل اعتماد مدار دو طرفه، ابتدا باید سوراخ اتصال (یعنی قسمت سوراخ عبوری فرآیند متالیزاسیون) روی برد PCB دو طرفه با سیم جوش داده شود و قسمت بیرون زده نوک سیم اتصال باید بریده شود تا از آسیب دیدن دست اپراتور جلوگیری شود. این کار آماده سازی برای اتصال برد است.
برد مدار چاپی یک طرفه در مقابل برد مدار چاپی دو طرفه
|
نوع
|
برد مدار چاپی (PCB) یک طرفه
|
برد مدار چاپی دو طرفه
|
|
فویل مس
|
یک طرف
|
ضلع بالا و پایین
|
|
ویژگیهای فرآیند
|
اتصال لحیم متمرکز یک طرفه، قطعه توزیع شده یک طرفه
|
هر دو طرف را میتوان جوش داد و در قطعات قرار داد.
|
تفاوت بین برد مدار چاپی دو طرفه و برد مدار چاپی یک طرفه در این است که برد مدار چاپی یک طرفه فقط در یک طرف برد مدار چاپی قرار دارد، در حالی که برد مدار چاپی دو طرفه را میتوان در هر دو طرف برد مدار چاپی قرار داد و از یک سوراخ در وسط برای اتصال مدار مدار چاپی دو طرفه استفاده میشود.
پارامترهای برد PCB دو طرفه، فرآیند تولید برد PCB دو طرفه با برد PCB یک طرفه متفاوت است و همچنین یک فرآیند رسوب مس وجود دارد، یعنی فرآیند انجام مدارهای دو طرفه.
PCB فلکس یک طرفه
برد مدار چاپی منعطف یک طرفه، تنها با یک لایه رسانا، میتواند روی سطح پوشانده یا بدون پوشش باشد. جنس پایه عایق مورد استفاده با توجه به کاربرد محصول متفاوت است. مواد عایق رایج مورد استفاده عبارتند از پلیاستر، پلیآمید، پلیتترافلوئورواتیلن و پارچه اپوکسی-گلاس نرم.
PCB های فلکس یک طرفه را میتوان به چهار دسته زیر تقسیم کرد: ۱) اتصال یک طرفه بدون لایه پوششی
الگوی رسانای این نوع PCB انعطافپذیر یک طرفه روی زیرلایه عایق است و هیچ لایه پوششی روی سطح رسانا وجود ندارد. مانند یک PCB سفت و سخت یک طرفه رایج. این نوع محصول ارزانترین نوع است که معمولاً در کاربردهای غیر بحرانی و سازگار با محیط زیست استفاده میشود.
اتصال داخلی با لحیم کاری، جوشکاری یا جوشکاری فشاری انجام میشود. این روش اغلب در تلفنهای اولیه استفاده میشد.
۲) اتصال یک طرفه با لایه پوششی
در مقایسه با کلاس قبلی، این کلاس فقط یک لایه پوششی را بر اساس نیاز مشتری روی سطح هادی اضافه میکند. هنگام پوشش، پد اتصال باید نمایان باشد و میتوان آن را به سادگی در ناحیه انتهایی بدون پوشش رها کرد. در صورت نیاز، میتوان از سوراخهای فاصلهدار استفاده کرد. این یکی از پرکاربردترین PCBهای منعطف یک طرفه است و به طور گسترده در ابزارهای خودرو و ابزارهای الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرد.
۳) اتصال دو طرفه بدون لایه پوششی
این نوع رابط پد اتصال میتواند در جلو و عقب سیم متصل شود. برای این منظور، یک سوراخ ویا در زیرلایه عایق در پد ایجاد میشود که میتواند پانچ، حکاکی یا با روشهای مکانیکی دیگر در موقعیت مورد نظر زیرلایه عایق ساخته شود. از آن برای نصب قطعات و دستگاهها در دو طرف و برای مواردی که نیاز به لحیم کاری دارند استفاده میشود. در ناحیه پد در ویا هیچ زیرلایه عایقی وجود ندارد و چنین ناحیه پد معمولاً با روشهای شیمیایی برداشته میشود.
۴) اتصال دو طرفه با لایه پوششی
این کلاس با کلاس قبلی متفاوت است زیرا یک لایه پوششی روی سطح وجود دارد. با این حال، لایه پوششی دارای یک سوراخ via است که به هر دو طرف لایه پوششی اجازه میدهد تا به هم متصل شوند و همچنان لایه پوششی را حفظ کنند. این نوع PCB فلکس یک طرفه از دو لایه مواد عایق و یک لایه رسانای فلزی ساخته شده است.
در مواقعی استفاده میشود که لایه پوششی نیاز به عایقبندی از دستگاههای اطراف داشته باشد، و خود نیز باید از یکدیگر عایقبندی شود، و قسمتهای جلویی و پشتی انتهای آن باید به هم متصل شوند.