انواع برد مدار چاپی از لحاظ چاپ مس

انواع برد مدار چاپی از لحاظ چاپ مس

 

ما در مقاله های گذشته شما را با برد مدار چاپی و تقسیم بندی انواع برد مدار چاپی از لحاظ  مواد خام تشگیل دهنده آشنا کردیم . در این مقاله قصد داریم با انواع برد مدار چاپی از لحاظ چاپ مس آشنا کنیم  .

بردهای مدار چاپی از لحاظ چاپ مس به برد مدار چاپی یک لایه ، برد مدار چاپی دو لایه و برد مدار چاپی  چند لایه تقسیم میشوند .

برای آشنایی بهتر با مفهوم لایه های برد مدار چاپی، باید با ساختار یک برد مدار چاپی آشنا شویم. شکل زیر ساختار ساده از یک برد مدار چاپی را نشان می دهد

 

مطابق شکل یک برد مدار چاپی دولایه از یک لایه بالا( (Top Layer و یک لایه پایین( (Bottom Layer و یک لایه تحت عنوان هسته یا core تشکیل شده است. البته اغلب به منظور کاهش هزینه ها امکان ساخت برد های ساده به صورت یک لایه نیز وجود دارد. به لایه های بالا و پایین اصطلاحا لایه های سیگنال گفته می شود و برای رسم خطوط الکتریکی در طراحی برد مدار چاپی به کار می روند. لایه هسته وظیفه ایجاد عایق الکتریکی بین لایه های سیگنال را به عهده دارد.

 

برد مدار چاپی یک لایه :

 

 

برد های مدار چاپی تک لایه یکی از ساده‏ ترین PCB ها میباشند و تمام سیم‏کشی‏های آن در یک روی برد هستند ،  عموما برای مدار های الکتریکی معمولی و ساده کاربرد دارند که تنها روی یک طرف آن ها لایه نازکی از مس وجود دارد ، اغلب موارد برد مدار چاپی یک لایه از جنس فنولیک یا فیبراستخوانی میباشد که این نوع فیبر از استحکام خوبی در برابر گرما برخوردار نیست و بر اثر گرمای زیاد هویه پدها و Trackهای روی فیبر براحتی جدا می شوند.

برد مدار چاپی یک لایه نقطه شروع صنعت بردمدارچاپی می باشندوبخاطر مزایایی چون هزینه پایین نسبت به بردهای دولایه وسهولت استفاده نسبت به بردهای دولایه درصنعت بیشترین کاربد رادارندوجزء جدانشدنی صنعت می باشند.تمامی بردهای مدارچاپی ازیک صفحه عایق(فنولیک"فایبرو....)وصفحه های بسیارنازک هادی تشکیل شده اند.دربردهای یک لایه این صفحه هادی (مس)دریک طرف ازمدارچاپی چسبیده شده است.به این دلیل است که این نوع فیبر مدارچاپی را یک لایه نامیده اند.دربردهای یک لایه تمام ترک کشی ها(خطوط مسی)برروی صفحه هادی قراردارند وقطعات درطرف دیگر فیبر قرارمیگیرند.

مدارهای چاپی تک لایه بیشتردر منبع تغذیه  ، انواع تایمرها ، چاپکرها ، انواع سنسورها استفاده میگردند

 

 

برد های مدار چاپی دو لایه :
 

 

این نوع از PCBها جز رایج ترین مدارات چاپی میباشند و سیم کشی ها در دو روی بورد هستند. برد های مدار چاپی دو لایه میتوانند از دو نوع تهیه شوند. نوع اول فنلی و نوع دوم فایبرگلاس میباشد(تقسیم بندی انواع برد مدار چاپی از لحاظ  مواد خام تشگیل دهنده). تفاوت این برد های مدار چاپی دولایه با برد های مدار چاپی تک لایه در این میباشد که هر دو طرف این برد از یک لایه نازک مسی بهره میگیرند . تفاوت دیگر در این مورد میباشد که در برد های مدار چاپی دولایه از دو طرف برد برای جایگذاری قطعات استفاده میشود که این کار باعث کوچک تر شدن و فشرده تر شدن برد مدار چاپی مییباشد. در این برد های مدار چاپی ارتباط بین رو و زیر بورد از طریق سوراخهایی با نام via به هم مرتبط میگردند. این PCBها در کاربردهایی که حجم سیم کشی ها متوسط است استفاده میشود

 

برد مدار چاپی چند لایه :

 

 

مدار چاپی چندلایه به دسته ای از بردها اطلاق می گردد که بیشتر از دو لایه دارند. با پیشرفت تکنولوژی، این امکان فراهم شده است که لایه های مس بیشتری رو یک برد گذاشته شود. بردهای مدارچاپی  چند لایه شامل تعدادی از صفحه های مداری جدا از هم که بوسیله مواد عایقی از هم جدا شده و در یک سـاختار نسـبتا همــگن با اتصـالات داخـلی و خـــارجی بــرای هر سطح و نوعی از مدار که لازم باشد به یکدیگر چسبیده اند . بردهای چند لایه یا مولتی لایر دارای یک پلت فرم پایه از بردهای دو رو می‌باشند که توسط یک سری عملیات پیچیده ساخت و registration به بردهای چند لایه تبدیل می‌شوند. وجود بردهای چند لایه در پیشرفت محاسبات امروزی بسیار تأثیرگذار می‌باشد. طیف وسیعی از مواد اپوکسی و سرامیک و مس و آلومینیوم در این نوع از بردها استفاده می‌شوند و طراحان می‌توانند از Viaهای کور و دفن شده (Blind and buried vias) در طراحی خود در این بردها استفاده نمایند. در برد های چند لایه میتوان تا ده ها لایه به برد اضافه کرد که البته در این صورت هزینه آن تقریبا بالا میرود.

در بردهای که فرکانس سیگنال ها و قطعات بالا است و یا تبدیل های آنالوگ به دیجیتال دقیقی نیاز است و یا از تراشه های با پکیج BGA استفاده می گردد، معمولا از مدارات چاپی چند لایه استفاده می گردد ،در این نوع از PCBها چندین لایه بین سطح زیر و روی PCB وجود دارد و از طریق viaهایی بین لایه‏های مختلف ارتباط برقرار میشود. در این نوع فیبر قطعات در دو لایه Top یا Bottom و یا هر دو لایه می توانند مونتاژ شوند. و معمولا لایه های وسط به زمین و تغذیه اختصاص داده می شوند. ترتیب انتخاب لایه ها برای سیگنال یا تغذیه بسیار مهم است.  طراحی این نوع از PCB ها بویژه از لحاظ بحث تداخل الکترومغناطیسی (EMI) بسیار مهارت بالایی را نیاز دارد،( تولید کنندگان محترم قادر خواهند بود جهت مشاوره با شرکت تسلا مدار تماس حاصل فرمایند ). چند لایه ای بودن مدار چاپی این امکان را به طراحان می دهد که مسیرهای بین قطعات را از لایه های مختلف عبور دهند و یا لایه هایی را برای مقاصد مختلف نظیر تغذیه، زمین، انتقال سیگنال، شیلد، اسمبل اجزای مدار و ... بکار ببرند. از طرفی تعداد لایه بیشتر، مستلزم فرایند ساخت پیچیده و سختتری است و بالتبع هزینه بالاتر و زمان تولید طولانی تری نیز خواهد داشت. به منظور جلوگیری از ازدیاد لایه ها در بردهای چند لایه می توان از وایای مدفون و کور Buried and Blind Via استفاده نمود. معمولا به منظور استحکام بیشتر برای بردهای بالاتر از 8 لایه (بسیاری از مادربردها، برد گوشی همراه و ...) از ماده فایبرگلاس با تحمل درجه حرارت بالا موسوم به های تی جی (high Tg FR4) به جای فایبرگلاس معمولی استفاده می گردد. در بردهای چندلایه مرسوم است که لایه هایی که برای صفحه تغذیه، سیگنال های آنالوگ و سیگنال های سرعت بالا (های اسپید) و ... اختصاص یابد. در طراحی بردهای چند لایه، استک آپ مدار چاپی (PCB Stack-up)، توصیف لایه های مختلف است. در Stack-up مشخص می گردد هر لایه به چه منظوری و با چه مشخصاتی ساخته می شود.

 

 برد مدار چاپی چند لایه به  فیبرهای چهار لایه، شش لایه، هشت لایه، ده لایه، دوازده لایه، چهارده لایه و … تقسیم می شوند.
 

همانطور که در تصویرمشاهده مینمایید  یک مدار چاپی چندلایه دارای ساختار زیر است :

 

• لایه مارکاژ فوقانی   (  ( Top silkscreen/Legend  : برای مشخص کردن پارت نامبر برد، توضیحات لازم، نام قطعات و... استفاده میشود و معمولا از دو رنگ سفید و مشکی برای این لایه استفاده می شود
• لایه پوشش نهایی بالایی   (  Top Surface finishing):  برای حفاظت از اکسید شدن سطح مسی که دیده می شود، از یک لایه محافظ استفاده میشود. مرسوم ترین روش های بکار رفته برای این لایه پوشش هات ایر، آبکاری طلا وپوشش قلع و سرب است.
• لایه چاپ محافظ بالایی ) Top Solder mask( :  برای حفاظت از مس در برابر اکسیدشدن در طول زمان و جلوگیری از پخش شدن قلع در فرایند لحیم کاری و مونتاژ از این لایه استفاده می شود .مرسوم ترین رنگ های این لایه سبز، آبی و قرمز و مشکی است.
• لایه مسیر بالایی  )Top Trace( :  لایه ای است که مسیرها و اتصالات مداری در آن از طریق حکاکی لایه مسی پیاده سازی می شود.
• ماده بستر پایه/هسته Substrate/Core material ) ( :  ماده غیر رسانایی نظیر فایبرگلاس FR4 و FR5 که به عنوان عایق بین لایه ها عمل می کند و به عنوان یک بستر مکانیکی جهت نگه داشتن قطعات مختلف است .
• لایه پیش آغشته   (prepreg /  pre-impregnated (  :  لایه نارسانایی جهت عایق نمودن لایه های مسی نسبت به هم
• لایه های میانی (Middle Layers ):  مانند GND, VCC, Inner 3, Inner 4 و ...
• لایه پیش آغشته    ) prepreg :  pre-impregnated (
• لایه مسیر پایینی   )Bottom trace (
• لایه چاپ محافظ پایینی   )Bottom solder mask  (
• لایه پوشش نهایی پایینی  )Bottom surface finishing  (
• لایه مارکاژ یا سیلک اسکرین پایینی  (Bottom silkscreen/legend (

 

شرکت تسلا مدارتامین کننده انواع برد مدار چاپی (PCB)  ، جهت افزایش کیفیت تولیدات شرکتها با توان ارایه بردهای یک لایه ، دولایه و چند لایه و ارایه امکانات خاص به مشتریان ومتخصصان توانمند داخلی و  مانند تست الکتریکال رایگان  و امکان سفارش نمونه , باقابلیت تحویل تعداد بالا درزمان کوتاه , تضمین کیفیت , نظارت و مشاوره کارشناسان خبره در روند سفارش T  مفتخراست رضایت مشتریان خود را جلب نماید.