مقدمه

صنعت الکترونیک در سال‌های اخیر با تغییرات قابل توجهی روبه‌رو شده است. افزایش سرعت انتقال داده، توسعه شبکه‌های مخابراتی، رشد تجهیزات پزشکی، خودروهای هوشمند و سامانه‌های ارتباطی باعث شده است که بردهای مدار چاپی نیز متناسب با این نیازها تغییر کنند. یکی از مهم‌ترین این تغییرات، استفاده از PCBهای با فرکانس بالا است که در بسیاری از تجهیزات پیشرفته جایگزین بردهای معمولی شده‌اند.

این فناوری علاوه بر بهبود عملکرد مدارهای الکترونیکی، امکان طراحی تجهیزات کوچک‌تر، سریع‌تر و با دقت بیشتر را فراهم کرده است. به همین دلیل، آشنایی با ویژگی‌ها و کاربردهای این نوع بردها برای تولیدکنندگان و طراحان تجهیزات الکترونیکی اهمیت زیادی دارد.

PCB با فرکانس بالا چیست؟

برد مدار چاپی با فرکانس بالا (High Frequency PCB) نوعی PCB است که برای انتقال سیگنال‌هایی با فرکانس بالا طراحی و تولید می‌شود. در این بردها انتخاب متریال، ضخامت لایه‌ها، نوع مس، کنترل امپدانس و نحوه مسیرکشی اهمیت بسیار زیادی دارد.

در بردهای معمولی، استفاده از متریال FR4 برای بسیاری از کاربردها مناسب است؛ اما زمانی که فرکانس کاری مدار افزایش پیدا می‌کند، این متریال ممکن است باعث افزایش تلفات سیگنال شود. به همین دلیل در PCBهای فرکانس بالا از مواد مخصوصی مانند راجرز (Rogers)، PTFE و سایر مواد با ثابت دی‌الکتریک پایدار استفاده می‌شود.

چرا استفاده از PCBهای فرکانس بالا اهمیت پیدا کرده است؟

رشد فناوری باعث شده تجهیزات الکترونیکی بتوانند حجم بیشتری از اطلاعات را در زمان کوتاه منتقل کنند. این موضوع مستقیماً بر طراحی برد مدار چاپی تأثیر گذاشته است.

در بسیاری از تجهیزات جدید، حتی کوچک‌ترین تغییر در کیفیت انتقال سیگنال می‌تواند عملکرد دستگاه را تحت تأثیر قرار دهد. استفاده از PCBهای فرکانس بالا باعث می‌شود:

• افت سیگنال کاهش پیدا کند.
• نویز الکترومغناطیسی کمتر شود.
• کیفیت انتقال داده افزایش یابد.
• عملکرد مدار در فرکانس‌های بالا پایدار باقی بماند.
• احتمال ایجاد خطا در ارتباطات کاهش یابد.

این ویژگی‌ها باعث شده است که بسیاری از تولیدکنندگان تجهیزات پیشرفته از این فناوری استفاده کنند.

کاربرد PCBهای فرکانس بالا در صنایع مختلف

امروزه این نوع بردها تنها به یک صنعت محدود نیستند و در بخش‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

تجهیزات مخابراتی

شبکه‌های 5G، ایستگاه‌های BTS، تجهیزات انتقال داده، آنتن‌های مخابراتی و سیستم‌های ارتباط بی‌سیم از مهم‌ترین مصرف‌کنندگان PCBهای فرکانس بالا هستند. در این تجهیزات کیفیت انتقال سیگنال اهمیت زیادی دارد و کوچک‌ترین افت کیفیت می‌تواند باعث کاهش سرعت ارتباط شود.

صنایع پزشکی

دستگاه‌های تصویربرداری پزشکی، تجهیزات آزمایشگاهی، سیستم‌های مانیتورینگ بیمار و تجهیزات رادیولوژی برای انتقال دقیق اطلاعات به بردهایی با عملکرد پایدار نیاز دارند. استفاده از PCBهای فرکانس بالا باعث افزایش دقت عملکرد این تجهیزات می‌شود.

صنایع خودروسازی

خودروهای جدید دارای تعداد زیادی واحد کنترل الکترونیکی هستند. سیستم‌های کمک‌راننده، رادارها، سنسورها، تجهیزات ارتباطی و سیستم‌های ناوبری از جمله بخش‌هایی هستند که از بردهای فرکانس بالا استفاده می‌کنند.

تجهیزات هوافضا و نظامی

در سامانه‌های راداری، تجهیزات ماهواره‌ای، سیستم‌های ناوبری و تجهیزات مخابراتی هوافضا، انتقال دقیق اطلاعات اهمیت بسیار زیادی دارد. به همین دلیل استفاده از PCBهای با کیفیت بالا یکی از الزامات این صنایع محسوب می‌شود.

مهم‌ترین مزایای PCBهای با فرکانس بالا

استفاده از این فناوری مزایای متعددی دارد که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• کاهش تلفات سیگنال
• پایداری بیشتر در فرکانس‌های بالا
• افزایش کیفیت انتقال اطلاعات
• کاهش نویز الکترومغناطیسی
• امکان طراحی مدارهای پیچیده
• بهبود عملکرد تجهیزات ارتباطی
• افزایش دقت در پردازش داده‌ها
• کاهش احتمال بروز خطا در مدار

البته استفاده از این بردها نیازمند طراحی دقیق، انتخاب صحیح متریال و رعایت استانداردهای تولید است.

چالش‌های تولید PCBهای فرکانس بالا

اگرچه این فناوری مزایای زیادی دارد، اما تولید آن نسبت به بردهای معمولی پیچیده‌تر است.

یکی از مهم‌ترین چالش‌ها، انتخاب متریال مناسب است. مواد مورد استفاده باید دارای ثابت دی‌الکتریک پایدار و تلفات پایین باشند.

موضوع دیگر کنترل دقیق امپدانس است. کوچک‌ترین تغییر در عرض مسیرها، ضخامت لایه‌ها یا فاصله خطوط می‌تواند عملکرد مدار را تغییر دهد.

همچنین فرآیند مونتاژ این بردها نیز نیازمند تجهیزات دقیق و کنترل کیفی مناسب است تا عملکرد نهایی مدار تحت تأثیر قرار نگیرد.

نقش فناوری‌های جدید در تولید PCB

امروزه شرکت‌های تولیدکننده برد مدار چاپی از تجهیزات پیشرفته‌تری نسبت به گذشته استفاده می‌کنند. دستگاه‌های CNC، ماشین‌آلات لیزری، تجهیزات اندازه‌گیری دقیق و نرم‌افزارهای طراحی تخصصی باعث شده‌اند کیفیت تولید PCB افزایش پیدا کند.

همچنین استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی قبل از تولید، امکان بررسی عملکرد مدار را فراهم می‌کند و بسیاری از مشکلات احتمالی پیش از ساخت برطرف می‌شوند. این موضوع باعث کاهش هزینه‌های اصلاح طراحی و افزایش کیفیت محصول نهایی خواهد شد.

آینده PCBهای فرکانس بالا

با توسعه اینترنت اشیا (IoT)، شبکه‌های ارتباطی نسل جدید، خودروهای برقی، تجهیزات پزشکی هوشمند و سامانه‌های مخابراتی، نیاز به PCBهای فرکانس بالا در سال‌های آینده افزایش خواهد یافت.

همچنین انتظار می‌رود استفاده از بردهای چندلایه، فناوری HDI، کنترل دقیق امپدانس و متریال‌های جدید بیش از گذشته مورد توجه قرار گیرد. این روند باعث می‌شود تولیدکنندگان برد مدار چاپی به سمت استفاده از فناوری‌های دقیق‌تر و تجهیزات پیشرفته‌تر حرکت کنند.

جمع‌بندی

پیشرفت فناوری‌های الکترونیکی باعث شده است که بردهای مدار چاپی نیز از نظر طراحی، متریال و روش تولید تغییرات قابل توجهی داشته باشند. PCBهای با فرکانس بالا یکی از مهم‌ترین فناوری‌های مورد استفاده در تجهیزات مخابراتی، پزشکی، خودروسازی، هوافضا و صنایع پیشرفته هستند.

این بردها با کاهش تلفات سیگنال، افزایش کیفیت انتقال داده و بهبود عملکرد مدارها، نقش مهمی در تولید تجهیزات الکترونیکی جدید دارند. البته دستیابی به این مزایا تنها زمانی امکان‌پذیر است که طراحی مهندسی، انتخاب متریال مناسب و فرآیند تولید با دقت انجام شود. به همین دلیل، انتخاب یک تولیدکننده متخصص و استفاده از استانداردهای روز، نقش مهمی در کیفیت نهایی برد مدار چاپی خواهد داشت.

 مهندسی معکوس شامل تجزیه و تحلیل و جداسازی محصولات برای مشاهده نحوه عملکرد آنها است. این می تواند در شرایط مختلف، از جمله ایجاد محصولات مشابه یا بهبود کیفیت محصول موجود، مفید باشد. مهندسی معکوس همچنین می تواند برای تعیین نقض ثبت اختراع یا در مواردی که اسناد و خدمات محصول از بین رفته یا در دسترس نیست، استفاده شود. در حقیقت، مهندسی معکوس سالهاست که در زمینه های مختلف از جمله الکترونیک، طراحی مکانیک، مهندسی نرم افزار، سرگرمی، خودرو، میکروچیپ، مواد شیمیایی و محصولات مصرفی مورد استفاده قرار می گیرد. حتی تابلوهای مدار چاپی را می توان تجزیه و تحلیل کرد تا ببینیم چگونه اجزاء به هم متصل هستند. در این راستا به منظور آشنایی بیشتر با این سیستم، می خواهیم بدانیم کاربرد و مزایای استفاده از مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی چگونه است و شامل چه مواردی می باشد؟

اهمیت استفاده از مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی

یکی از پروژه های احتمالی در مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی، ایجاد مجدد یک برد در مدار فناوری قدیمی است که فایل های طراحی الکترونیکی برای آن وجود ندارد و مستنداتی که وجود دارد، ناقص است. یک برد مدار مانند، احتمالاً دارای اجزای زیادی از بسته های مدار مجتمع است که بسته به عملکرد خود، نقش موثری ایفا می کنند. اولین قدم در این مثال، شناسایی هر مولفه ای است که از نظر بصری قابل شناسایی باشد (علامت گذاری اجزاء)، قابل اندازه گیری یا قابلیت خوانده شدن از طریق اسناد موجود را داشته باشد. هر اجزایی که با اسناد تعیین می شوند با اندازه گیری تأیید می شوند تا از مطابقت آنها اطمینان حاصل شود، زیرا ممکن است اسناد به روز شده باشند. (در صورت عدم وجود مستندات، بسیاری از اجزاء را می توان از روی برد اندازه گیری کرد). گام بعدی تعیین نحوه اتصال همه این اجزا به یکدیگر است. این ممکن است با خواندن اسناد موجود (و تأیید)، با استفاده از ابزار مخصوص برای تعیین اتصال به دست آید. در این مرحله، احتمالاً چند قطعه باقی می ماند که ناشناخته هستند، اما معمولاً می توانند بر اساس سایر اجزا تعیین شوند. این معمولاً سخت ترین مرحله است.

هنگامی که همه اینها کامل شد، می توان یک طرح کلی از مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی ایجاد کرد. در این مرحله، اجزای این سیستم تا آنجا که ممکن است به اجزای دیگری تبدیل می شوند، مدارهای مجتمع یا آی سی در صورت امکان به بسته های کارآمدتر تبدیل می شوند و یک گزارش بهتری تهیه می شود تا مشخص شود آیا اجزای دیگر مدار باید تغییر کنند یا خیر. پس از اتمام طرح کلی، می توانید طرح جدید را ایجاد کرده و فایل های تولید آماده شوند. برخی از محصولات همچنین ممکن است به نرم افزاری نیاز داشته باشند که باید مهندسی معکوس شود. هرگونه کد منبع یا اسناد موجود حتی در صورت انتقال به پلتفرم جدید به این امر کمک می کند. اگر اطلاعاتی در دسترس نباشد، ممکن است فایل ها از محصول قدیمی استخراج شوند، اما هیچ تغییری ایجاد نمی شود. در صورت نیاز به تغییرات جدید، طراحی نرم افزار جدید مورد نیاز است. پس از اتمام طراحی، ساخت یک مجموعه با مدار جدید و آزمایش آن برای اطمینان از عملکرد درست آن امری مهم است.

نکات قابل توجه در بررسی مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی

• تولید قطعات الکترونیکی

مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی فرایندی است که در آن محصول، از نرم افزار جدا شده و تجزیه و تحلیل می شود تا طراحی و کار با جزئیات آن مورد مطالعه قرار گیرد. بر اساس این مطالعه، محصول یا نرم افزار جدیدی ساخته می شود که ممکن است نسخه ارتقا یافته محصول دیگری باشد. ممکن است در این فرآیند، عاملی تکراری وجود داشته باشد. با این حال، محصول جدید هرگز کپی محصول اصلی نیست. این روندی است که معمولاً در صنایع تولید، الکترونیک و فناوری اطلاعات دنبال می شود. چنین تجزیه و تحلیلی برای ارتقاء و غلبه بر معایب محصول اصلی ضروری است.

• مهندسی معکوس

هنگام ساخت یک محصول یا نرم افزار، مراحل خاصی را دنبال می کنید. به عنوان مثال، هنگام ایجاد یک برنامه نرم افزاری، مراحل شامل ایده یا مفهوم، طراحی، تجزیه و تحلیل، کدگذاری، آزمایش، اجرا و نگهداری است. در مهندسی معکوس بردهای مدار چاپی، این مراحل باید معکوس شوند تا بتوان کد را آزمایش کرد، تجزیه و تحلیل را مشاهده کرد و برای بهبود آن اشکالات را برطرف کرد. همین امر در تولید لوازم الکترونیکی نیز کاربرد دارد. مهندسی معکوس برعکس مهندسی پیشرو است که مسیر معمول را از شکل گیری ایده، به طرح های مبتنی بر منطق و سپس پیاده سازی در سطح فیزیکی می پیماید.

 فناوری نصب سطح (SMT) امکان ایجاد مدارهای الکترونیکی سفارشی را با نصب قطعات جداگانه روی صفحه مدار چاپی فراهم می کند.

قبل از SMT ، اجزای الکترونیکی منفرد مجبور بودند که از طریق صفحه مدار عبور کنند تا عملکرد آنها به درستی انجام شود.

از طرف دیگر ، SMT اجازه می دهد تا اجزای منفرد مستقیماً به یک صفحه مدار چاپی لحیم شوند. هر قطعه ای که با این فناوری بتواند روی PCB نصب شود ، به عنوان دستگاهی نصب می شود که روی سطح نصب شده باشد.

پیشرفت تکنیک های SMT اجازه داده تا تخته های مدار بسته بندی شده با سرعت بالا و در مقادیر عظیم ایجاد شوند.

موارد قابل توجه در بررسی انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی

بخش های زیر انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی را آورده است که به شرح زیر است:

• پی سی بی های یک طرفه

ساده ترین PCB برای تولید، PCB یک طرفه نامیده می شود، زیرا فقط یک طرف برق هادی دارد. پی سی بی های یک طرفه عملکرد خود را تقریباً مانند همه PCB ها آغاز می کنند و این به عنوان یک لایه عایق به نام Core در نظر گرفته می شود. بسته به خواص مورد نظر مدار نهایی، هسته را می توان از مواد زیادی تهیه کرد، اما متداول ترین ماده فایبرگلاس است. هسته عایق معمولاً با استفاده از موادی معروف به FR4 ساخته می شود.

Core به طور کامل از یک طرف با یک لایه نازک مس پوشیده شده است. پس از حفر سوراخ هایی که بعداً برای نصب قطعات مورد استفاده قرار می گیرد، مس با استفاده از یک فرآیند برداشته می شود تا مسیرها و پدهای مورد نیاز برای اتصال الکتریکی اجزای مدار به یکدیگر باقی بماند. قسمت بالایی تخته قسمت جانبی نامیده می شود، زیرا اجزای سوراخ شده معمولاً در این طرف نصب می شوند به طوری که لبه های آنها از طریق تخته به طرف پایین بیرون زده است، جایی که می توان آنها را به راحتی لحیم کرد. در بررسی انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی اجزای نصب از این قاعده مستثنی هستند، زیرا باید مستقیماً روی پدهای مسی نصب شوند و فقط می توانند در قسمت لحیم کاری وجود داشته باشند.

• پی سی بی دو طرفه

برای شناخت انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی باید گفت که این نوع پی سی بی ها  فقط کمی پیچیده تر از PCB یک طرفه هستند، با استفاده از مس در دو طرف بالا و پایین هسته. این امکان مسیریابی پیچیده تری را فراهم می کند. طبق قرارداد، اجزای سوراخ دار طبق لایه های PCB یک طرفه بر روی لایه بالا و اجزای نصب سطح در لایه پایین نصب می شوند.

• ایجاد سوراخ

سیستم ها دو طرفه معمولاً برای اتصال الکتریکی بین لایه های بالا و پایین به اجزای سوراخ تکیه می کنند. با این حال، این امر همیشه امکان پذیر نیست، بنابراین، یک افزودنی رایج به PCB های دو طرفه Plate Through Holes (PTH)  است.

• پی سی بی دو طرفه با ایجاد سوراخ

ایجاد سوراخ با استفاده از یک فرآیند الکترولیز برای رسوب مس در داخل حفره حاصل می شود. این یک مسیر رسانایی بین مس در لایه های بالا و پایین ایجاد می کند.

عوامل موثر در شناسایی انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی

برای شناسایی انواع پوشش نهایی برد مدار چاپی باید بدانید که اکثر مجموعه های PCB با استفاده از روش های لحیم کاری موج یا reflow لحیم می شوند. در هر صورت، این امکان وجود دارد که پل های لحیم کاری بین خطوط مجاور رخ دهد، مگر اینکه از فرایند لحیم کاری استفاده شود. لحیم، همانطور که از نامش مشخص است، یک ماده دافع را فراهم می کند که به جلوگیری از چسبندگی بی رویه لحیم به مس در قسمت هایی از تخته که در غیر این صورت باعث نقص می شود، جلوگیری می کند. به عنوان یک مزیت ثانویه، فرایند لحیم کاری همچنین از خوردگی مس روی سطوح PCB جلوگیری می کند.

تاکنون، فقط PCB های حاوی یک یا دو لایه مس توصیف شده اند، با این وجود می توان PCB هایی را که حاوی لایه های بیشتری هستند، ایجاد کرد. این PCB ها PCB های چند لایه نامیده می شوند و می توانند توپولوژی های مسیریابی بسیار متراکم تر و ویژگی های نویز الکتریکی بهتری را ارائه دهند. هر لایه در یک PCB چند لایه یا یک سیگنال یا یک لایه صفحه ای خواهد بود.

لایه های سیگنال. این لایه ها کاملاً برای انتقال سیگنال های الکتریکی از یک جزء به جزء دیگر محفوظ است.

PCB های چند لایه را می توان به دو روش مختلف تولید کرد، اما ساده ترین آنها شامل چند لایه PCB نازک و دو طرفه با هم است.

Prepreg مخفف عبارتPreimpregnated  است. یک ماده قابل انعطاف است که در حین ساخت بین لایه های سفت و محکم قرار می گیرد و سپس گرم می شود تا عمل آوری نهایی انجام شود، پس از آن سفت می شود و به پیوستن لایه ها و تشکیل ساختار کلی تخته آماده کمک می کند. نسبت PCB های دو طرفه به لایه های prepreg را می توان با توجه به هزینه، وزن و ملاحظات الکترو مکانیکی تعریف کرد. سناریوهای زیر انواع لایه لایه را برای مثال یک تخته 8 لایه نشان می دهد.

منبع:افزار پردازش حامی

بررسی عملکرد پی سی بی های مس ضخیم

 پی سی بی های مس ضخیم بیشتر در سیستم ها و دستگاه های الکترونیکی با ولتاژ پایین استفاده می شوند، محصولاتی که با کاهش ابعاد و اندازه آنها به طور پیوسته به حداقل رسیده است. پی سی بی ها به طور فزاینده ای در دستگاه هایی با قدرت بالا و شبکه های رسانای الکتریکی با چگالی جریان بالا استفاده می شوند. ویژگی مشخص PCB ها ضخامت زیاد فویل مسی آنهاست که به 105 میکرومتر یا بیشتر می رسد. در اینجا به منظور آشنایی بیشتر با این سیستم، لازم است ادامه مطلب را بررسی کنید تا بتوانید اطلاعات بیشتری در این حوزه کسب کنید.

نکات موثر در بررسی عملکرد پی سی بی های مس ضخیم

در زیر کاربردهای معمولی پی سی بی های مس ضخیم، مزایای آنها، اصول طراحی و محدودیت های پردازشی (تکنولوژیکی) ارائه شده است. این اطلاعات، طراحی و تولید صحیح پی سی پی ها را با هزینه بهینه امکان پذیر می کند.

• تابلوهای مدار

پی سی بی های مس ضخیم می تواند تک، دو یا چند لایه باشند. این PCB ها در ابتدا در صنایع هوافضا و نظامی مورد استفاده قرار گرفتند. عمدتا در بررسی منبع تغذیه، مدیریت و سیستم های توزیع استفاده می شوند. در حال حاضر، این نوع پی سی بی ها در بسیاری از بخش های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته اند، از جمله، تولید تجهیزات جوشکاری، صفحات انرژی خورشیدی، انواع واحدهای منبع تغذیه، آداپتور و مبدل های قدرتمند، مهندسی برق و همچنین صنایع خودروسازی و راه آهن.

پی سی بی های مس ضخیم دارای مزایای متعددی هستند. مس یک رسانای حرارتی و الکتریکی عالی است. از این رو انتقال حرارت را در طول و روی PCB بهبود می بخشد، که این امر باعث کاهش اختلالات ناشی از حرارت نامناسب PCB می شود. تنش ممکن است منجر به آسیب به این سیستم شود و هم چنین منجر به ایجاد مدارهای متناوب یا دائمی و در نهایت خرابی دستگاه آسیب دیده شود. مزیت دیگر لایه های رسانای ضخیم، افزایش مقاومت حرارتی و ظرفیت حمل جریان مدار چاپی است که منجر به افزایش قابلیت اطمینان از دستگاه هایی می شود که در محیط های سخت کار می کنند، به ویژه در دمای بالای محیط. به این ترتیب مقاومت مکانیکی نقاط تماس افزایش می یابد.

مثال کاربردی دیگر پی سی بی های مس ضخیم، استفاده از ترانسفورماتور مسطح مینیاتوری است که در مبدل های پالس از محبوبیت فزاینده ای برخوردار شده است. بر خلاف ترانسفورماتورهای معمولی، سیم پیچ ها بر روی صفحه PCB به عنوان مسیرهایی به شکل سیم پیچ ساخته می شوند. سیم پیچ ها در اطراف برش هایی که قسمت هایی از هسته وارد آنها می شود، چیده شده اند و با گیره های فنری محکم شده اند. این سیستم امکان تولید ترانسفورماتورهای بسیار ریز را فراهم می کند. آرایش مسطح سیم پیچ ها از ایجاد سیستم خنک کنندگی ترانسفورماتور جلوگیری می کند و حرارت را کاهش می دهد که باعث کاهش بازده توان ترانسفورماتورها می شود.

اصول طراحی پی سی بی های مس ضخیم

آنچه هنگام طراحی پی سی بی های مس ضخیم باید در نظر گرفته شود، ظرفیت پردازش تولید کنندگان PCB است. این بستگی به ماشین آلات موجود در خطوط پردازش آن ها دارد. ظرفیت های پردازشی پارامترهای DRC (Design Rule Check)  را تعریف می کند که به نوبه خود حداقل ابعاد مجاز و فاصله یا فاصله بین اجزای آن ها را مشخص می کند. در حقیقت پارامترهای DRC مستقیماً با ضخامت فویل مس افزایش می یابند. هنگام طراحی PCB های چند لایه با لایه های رسانای ضخیم، باید توجه ویژه ای به سطح پر شدن مس بین لایه های داخلی شود. اگر سطح پر شدن پایین در نظر گرفته شود، بین لایه های PCB خلأ ظاهر می شود که منجر به لایه لایه شدن می شود. هنگامی که سطح پر شدن مس برای لایه های داخلی 105 میکرومتر یا ضخیم تر باشد، می توان از لایه لایه شدن جلوگیری کرد، در حالی که توزیع مس باید تا حد ممکن یکنواخت باشد. توصیه می شود انواع و تعداد مقادیر پی سی بی های مس ضخیم را با نرم افزاری انتخاب کنید که به طراحی چند لایه کمک می کند.

منبع:https://www.aftabir.com/reportages/

طراحی برد دزدگیر

وقتی صحبت از طراحی سیستم های امنیتی یکپارچه می شود، طراحی برد صفحه چاپی دزدگیر یکی از عوامل موثر در شناخت این بردها است. این امر به ویژه در مورد سیستم های امنیتی سازمانی صادق است. این سیستم ها به شدت در محیط های خود ادغام شده اند و اغلب نیازمند آگاهی و دانش لازم در این حوزه هستند. طراحی سیستم های امنیتی سازمانی شامل مجموعه ای از ابزارها و یک فرایند است. در زیر شرح مختصری از ابزارها و فرآیندها جهت استفاده از این بردها آورده است که افراد می توانند با مطالعه ادامه مطلب، به این دانش وآگاهی در این حوزه برسند.

نکات قابل توجه در طراحی برد دزدگیر

وقتی در سال 2006 طراحی سیستم های امنیتی از قبیل، طراحی برد دزدگیر بررسی شد، پیش بینی شد که صنعت سیستم های دزدگیر به طور جهانی چیزی را اتخاذ می کند که هیچ یک از تولیدکنندگان در آن زمان ارائه نداده اند. در آن زمان ایده میکروکنترلرها به صنعت معرفی شد، در واقع این سیستم، کنترلرهای کوچک تک یا دوتایی هستند که دارای حافظه کافی برای ذخیره همه کاربران می باشند. هر میکروکنترلر از طریق TCP/IP با میزبان خود ارتباط برقرار می کند. امروزه بسیاری از تولیدکنندگان میکروکنترلرها را ارائه می دهند. همچنین میکروکنترلرها شامل یک سوئیچ دیجیتالی کوچک چهار کاناله هستند که برای اتصال یک یا دو دوربین فیلمبرداری دیجیتال، یک اینترکام و یک میکروکنترلر دیگر در راهرو استفاده می شود. عناصر طراحی سیستم امنیتی شامل موارد زیر است:

نقشه ها

مشخصات فنی

هماهنگی بین رشته ای

انتخاب محصول

مدیریت پروژه

مدیریت مشتری

• نقشه ها

نقشه ها در طراحی برد دزدگیر، قلب طراحی هستند. آنها مفاهیم طراح را در مورد نحوه ارتباط سیستم با ساختمان نشان می دهند و رابطه دستگاه ها را با موارد زیر نشان می دهند:

محیط فیزیکی آنها (نقشه ها، ارتفاعات و جزئیات فیزیکی)

سیستم قدرتی آن (برنامه ها و افزایش دهندگان)

نمودارهای تک خطی

کاربر

بررسی نقشه ها در طراحی برد دزدگیر

• نقشه ها باید به پنج نوع کاربر مجزا خدمت کنند:

برآورد کننده پیشنهاد: برآورد کننده پیشنهاد باید تعیین کند که چه موادی مورد نیاز است. ابزارهای نقشه کشی مفید شامل برنامه های دستگاه (صفحات گسترده، دستگاه های فهرست بندی و ویژگی های آنها) و طرح هایی است که مکان دستگاه ها و طول مجراها و اندازه ها را نشان می دهد. سایر نقشه های مفید برای برآورد کننده پیشنهاد، شامل نمودارهای یک خطی، نمودارهای افزایش دهنده و نمودارهای واسط سیستم می باشد.

نصب کننده ها: نصب کنندگان در طراحی برد دزدگیر به نقشه هایی نیاز دارند که هم تصویر را بزرگ تر و هم کوچکترین جزئیات را نشان دهد؛ بنابراین، اگر نقشه ها به صورت سلسله مراتبی قالب بندی شوند، مفید هستند. نمودارهای تک خطی تصویر بزرگ را نشان می دهد. نقشه ها مکان دستگاه ها و ارتباط آنها با ساختمان و سیستم مجرای را نشان می دهند و جزئیات فیزیکی و جزئیات کوچکتر را هم نشان می دهند.

مدیر پروژه نصب: مدیر پروژه باید پیشرفت نصب را مدیریت کند، از جمله هماهنگی سفارش و ورود قطعات و لوازم و هماهنگی نیروی انسانی به پروژه در زمان مناسب، در مکان مناسب و هماهنگی با سایر مشاغل. او در درجه اول به برنامه های تهیه تدارکات، برنامه های اندازه گیری پیشرفت نصب و نمودارهای تک خطی برای سنجش میزان نزدیکی سیستم به راه اندازی، تکیه می کند.

تکنسین تعمیر و نگهداری: پس از نصب سیستم طراحی برد دزدگیر، وظیفه تکنسین تعمیر و نگهداری است که آن را به خوبی انجام دهد. آنها به نمودارهای تک خطی برای تعیین نحوه اتصال سیستم به یکدیگر، برنامه ریزی برای تعیین محل قرارگیری دستگاه ها و نحوه اتصال آنها در فضای فیزیکی و برنامه های قدرتی برای رفتن از طبقه ای به طبقه دیگر و منبع نیرو نیاز دارند. هر دستگاه نقشه هایی را نشان می دهد که تجهیزات آن مجموعه با سایر تجهیزات موجود در سیستم ارتباط دارد.

مهندس بعدی سیستم را گسترش می دهد: تقریباً هر سیستم از نظر دامنه و یا عملکرد گسترش می یابد. این ممکن است چند ماه تا چندین سال پس از نصب اولیه اتفاق بیفتد. مهندس بعدی برای درک زمینه کار خود نیاز به دسترسی به نقشه های اصلی دارد.

مشخصات فنی در سیستم طراحی برد دزدگیر

اگر نقشه ها قلب طرح هستند، مشخصات فنی، بخش اصلی این طراحی اند. مشخصات باید شامل توضیحاتی در مورد پروژه باشند. توصیف کل سیستم یکپارچه و هر زیر سیستم شامل، شرح خدمات پیمانکار و لیستی از محصولات قابل قبول و نصب، آزمایش، پذیرش، آموزش و شیوه های گارانتی قابل قبول، است. قالب های مختلفی از مشخصات فنی در مناطق مختلف جهان حاکم است و گاهی اوقات ممکن است با تغییر شرایط تغییر کنند. تا آنجا که ممکن است، مشخصات باید بر اساس راه حل های موثر باشند که امکان انعطاف پذیری بیشتر در طراحی و گزینه های پیشنهادی بیشتر را فراهم کنند.

• هماهنگی بین رشته ای

سیستم های امنیتی از قبیل، سیستم طراحی برد دزدگیر از این نظر که بیش از هر سیستم دیگری به سیستم های ساختمان مربوط می شوند، منحصر به فرد هستند. سیستم های امنیتی به طور معمول به موارد زیر مربوط می شوند:

برق

سیستم های سخت افزاری

آسانسورها

توقفگاه خودرو

سیستم های اتوماسیون ساختمان

بررسی علامت گذاری

تجهیزات بتنی

سیستم روشنایی

سیستم های کنترل ترافیک

سیستم های آبیاری

هماهنگی بین رشته ای باعث ایجاد یا حذف نصب در طراحی دزدگیر می شود. اغلب تعیین می کند که آیا یک پروژه به طور مطلوب کار می کند یا خیر. بسیاری از مشاغل دیگر روی پروژه ساختمانی جدید کار می کنند و مدیر پروژه باید در همه زمان ها با همه اینها و با پیمانکار اصلی هماهنگی داشته باشد، ارتباط برقرار کرده و هماهنگی خود را حفظ کند.

• انتخاب محصول

تعیین محصولات مناسب برای کار می تواند منجر به یک سیستم فوق العاده شود که به راحتی می تواند از انتظارات صاحبخانه فراتر رود. محصولات اشتباه می تواند باعث ناراحتی مالک از نصب کننده، سازنده و طراح شود. اینجاست که طراح باید به درستی عمل کند تا آنچه را که به نفع مشتری او است انجام دهد.

طراحی مدارات سوئیچینگ

در حال حاضر در بیشتر لوازم الکتریکی من جمله لوازم صوتی و تصویری ، اقسام شارژر، اینورتر ها ، پاور کامپیوتر و…. از مدارات سوئیچینگ جهت مبدل ولتاژ و جریان استفاده می کنند. چرا که بسته به ماخذ تغذیه خطی که با ترانسفورمر های عظیم ، کار مبدل ولتاژ و جریان را اعمال می کنند سبک وزن هستند، گنجایش کمتری را در اختیار می گیرند، تقریبا نرخ آنها نسبت به سایر منابع تغذیه به صرفه تر و ارزان تر است و  عمده ترین خصوصیت آن راندمان بالاتری دارند. همچنین می توان میزان فشار الکتریکی ورودی وسیع تری را به آنها وارد کند و با این حال خروجی آن ها بدون بکارگیری رگولاتور هایی با صرف انرژی بسیار به صورت کامل ثابت شده است.

یک ماخذ خطی با هدر دادن نیرو، خروجی را یکسو می کند اما در شیوه سوئیچینگ با تحول مقدار زمان تناوب کلید ، ولتاژ و جریان خروجی تنظیم می شود. با یک پی ریزی مطلوب در این روش می توان تقریبا به ۹۰ درصد نتیجه رسید. شارژر های موبایل می توانند مطلوب ترین نمونه برای این منبع تغذیه دانست.

نحوه عملکرد مدارات سوئیچینگ

عملکرد یک ماخذ تغذیه سوئیچینگ به چه نحوی است؟ از لحاظ مفهومی آموزش شیوه کارکرد آن مسئله ای پیچیده نیست.‌زمانی که به این منبع تغذیه به شکل یک جعبه سیاه توجه کنید که تنها پایانه های ورودی و خروجی آن را در دسترس دارید، در این شرایط روال یک مدار سوئیچینگ مشابه یک منشا تغذیه خطی خواهد بود. اختلاف عمده میان این دو آن است که منبع تغذیه خطی جهت حفظ ولتاژ بار، گردش بار را که از گردش ورودی فراهم می شود به شیوه مستمر رگوله می کند. با آنکه دیگری همین عمل را با گسیختن و متصل کردن ولتاژ ورودی ، و پس از آن با مهار کردن جریان متوسط آن به وسیله  عوض کردن عرض پالس اعمال می کند. هنگامی که گردش خروجی زیادتری به وسیله بار مدنظر باشد با بالا رفتن  مدت زمان روشن بودن پالس ها این کار صورت می گیرد.

عوامل موثر در سوختن آی سی نوسان ساز در منشا تغذیه سوئیچینگ

مغز هر سیستم مدار سوئیچینگ را قسمت ارتعاش ساز آن ایجاد می کند. نمونه های ساده این قسمت متشکل از یک ترانزیستور، چند خازن و مقاومت است. و نمونه های گسترده تر و نوین تر  از ای سی برخوردار است. به گونه ای که سوای از مدار ارتعاش ساز حتی ترانزیستور های نیرومند را هم در یک آی سی می توان پیدا کرد. نقش بخش ارتعاش ساز در این نوع مبدا تغذیه برعکس آداپتور ها که به وسیله ترانس هسته فلزی و رگولاتور های خطی که در بسامد حداقل ۱۰۰هرتز مشغول فعالیت است باعث هدر رفتن زیاد انرژی می شوند. با اعمال حرکت ترانزیستور های کلید در بسامدی ویژه و مدولاسیون پهنای باند می باشد که انرژی را خیلی کمتر هدر می دهد.

عوامل بسیاری سبب سوختن آی سی نوسان ساز منبع تغذیه سوئیچینگ می شوند  که عبارتند از:

• بی کیفیت بودن نوع آی سی
• نقص دیود یا رگولاتور ثابت سازی ولتاژ ورودی این قطعه
• نقص قطعه های بخش ورودی منشا تغذیه
• ارتعاشات ورودی برق کانال
• پیوستگی خط سیر مسی pbc در بخش ورودی به علت حرارت بیش از اندازه مدار

• منبع تغذیه سوئیچینگ چیست؟

  در حال حاضر منبع تغذیه سوئیچینگ در تلویزیون ها، موبایل ها، کامپیوتر ها، تقویت کننده های نیرو ، درایو موتور های DC و…. بکار برده می شود.

   

  گونه ای ماخذ تغذیه است که شیوه های سوئیچینگ را بر پایه نیمه رسانا جهت وارد شدن به ولتاژ خروجی مناسب به کار می برند و  از یک  تبدیل منبع تغذیه پایه ، توان و یک مدار مهار ایجاد شده است. امتیاز عمده این منبع تغذیه راندمان زیادتر آن در قیاس با منابع تغذیه خطی است. مولفه عمده در وارد شدن به این راندمان یک ترانزیستور است که میان دو حالت وصل و قطع کلید می کند و سبب هدر رفتن توان محدودتری می شود. زمانی که ترانزیستور این منبع تغذیه به صورت کاملی وصل باشد و جریان را بفرستد افت ولتاژ آن در کمترین حد خواهد بود و زمانی که بصورت کاملی قطع شود جریانی از آن نمی گذرد. در این صورت ترانزیستور همانند یک کلید مطلوب کار می کند.

• در نهایت برعکس منبع تغذیه خطی که تنها کنترل ولتاژ را به شکل کاهش دهنده اعمال می کند این نوع منبع تغذیه سوئیچینگ می تواند کاهش دهنده Buck, افزایش دهنده Boost یا وارون کننده پلاریته ولتاژ ورودی Buck Boost نیز باشد. این ۳ مدار معمولا پایه های ماخذ تغذیه را ایجاد می کنند. تمایز این ۳ مدار تنها در محل واقع شدن سلف و خازن خروجی در مدار می باشد.

• معرفی انواع مدارات سوئیچینگ

  ماخذ تغذیه سوئیچینگ به دو گونه جامع فوروارد و فلای بک توزیع می شوند. با توجه به شباهت های زیادی که دارند از تمایزات منحصر به فردی هم برخوردارند. شیوه کارکرد و حالت قرار گیری ماده مغناطیسی مشخص کننده گونه مدار است.

• فوروارد (Forward)

کلید قدرت

یک ترانزیستور نیرومند IGBT, MOSFET  است که بسامد روشن کننده و قطع کننده آن بایستی از بسامد کاری مدار بسیار بیشتر باشد.

القاگر

یک ماده اندوخته ‌کننده انرژی است و کارکرد این مدار بسیار مشابه پیستون و چرخ طیار می باشد. اگرچه احتمال وجود یک ترانسفورماتور در عوض القاگر به قصد تغییر میزان فشار الکتریکی و تولید عایق بندی وجود دارد.

خازن

خازن معمولا یک ماده اندوخته کننده انرژی است به منظور اینکه میزان فشار الکتریکی خروجی در میزان معین خود باقی بماند و فاقد ریپل بسیاری باشد.

یکسو کننده

معمولا یک دیود فوق العاده سریعی است که دیود شاتکی بکار می برد که قطعا بایستی مدت زمان قطع و وصل آن خیلی پایین باشد.

شیوه عملکرد مدار

همانگونه که پیستون فاقد قدرت است و نیرو از طرف چرخ طیار فراهم می شود و در تناوب بعدی پیستون به گروه چرخ طیار نیرو می دهد و در اینجا هم زمانی که کلید باز است با گردش سیر از سوی دیود ، نیرو از طرف القاگر فراهم می شود و در تناوب بعدی با مسدود شدن کلید، القاگر دوباره به وسیله ماخذ ورودی حاوی نیرو می شود.

تست الکتریکال برد مدار چاپی

تست الکتریکال برد مدار چاپی چیست؟ در برد ایجاد شده ، پیوستگی های میان قطعات و پایه های آن،  در کل رویه ها بایستی به طور دقیق مطابق طرح باشند و مسائلی که امکان دارد به علت خطا هایی بر روی برد ایجاد شده باشد و خارج از کنترل دید هستند به وسیله تست الکتریکال معلوم می شوند. در حقیقت این تست پیوستگی کوتاه ها، محور باز ها و تمامی نت های برد تولید شده را مورد بازبینی قرار می دهد تا منطبق با طراحی باشند. این تست الکتریکال معمولا به چند شیوه متنوع اعمال می شود که عوامل زیر را می توان همانند تست های روزانه در این حیطه اسم برد که عبارتند از:

• Flying Probe Test
• Nail Bed Test

تست الکتریکال برد مدار چاپی به چند روش صورت می گیرد؟

تست الکتریکال برد مدار چاپی همانطور که قبلا گفته شد بدین هدف صورت می گیرد که برد های ایجاد شده و پیوستگی های میان قطعات و پایه های آن در کلیه سطح ها مطابق با تقاضای مشتری باشد و از  مسائلی که امکان دارد به علت خطاهای انسانی یا غیر انسانی بر روی برد ایجاد شده باشد پیشگیری کند.

این تست معمولا به روش های متنوعی صورت می گیرد که عبارتند از:

• تست Flying probe test

این گونه تست  همواره بر روی بردهای مدل سازی شده صورت می گیرد به این علت که اولا مدت زمان آزمایش آن زیاد است و برای نقشه های کلان مدت زمان بسیاری را صرف می کند و دوما هزینه آزمایش آن در قیاس با دیگر آزمایش ها کمتر است بدین مفهوم که نیاز به تولید فیکسچر ندارد.

در تست Flyin probe test  سیستم جهت مهار پیوستگی و یا قطعی ها، ۴ تا پروب را که دو به دو در دو سمت برد واقع شده اند بکار می برد و سیستم تست از طریق اپلیکیشن تستی که به وسیله برنامه واسط دیگری از داده های اساسی نقشه استحصال شده، آغاز به بررسی کردن نقاط تعیین شده جهت آزمایش می کند. این نواحی همواره پایه قطعاتی می باشند که همچنان بر روی برد نصب نشده اند،در نتیجه برنامه ، گزارشی مبتنی بر پدیده قطعی یا وصلی ها بر روی برد را هم به شیوه مختصات هم به شیوه گرافیکی به کاربر عرضه می کند و کاربر با ملاحظه به این گزارش مبادرت به سرویس و تعمیر برد و یا بیرون آوردن آن از فرایند ساخت می کند.

• تست Nail Bed test

یکی از انواع روش های تست الکتریکال برد مدار چاپی می توان به Nail Bed test اشاره کرد. در این نوع همانند شیوه قبلی کلیه test point ها بر روی برد جهت یافتن قطعی یا وصلی های احتمالی بررسی می شوند با این اختلاف که این آزمایش در مدت زمان خیلی کمتری در قیاس با شیوه قبلی صورت می گیرد، مدت زمان آزمایش در این شیوه برای هر شیت حداکثر چند ثانیه هم نخواهد بود.

در این شیوه از آزمایش تولید کننده وادار به تولید ۱ یا ۲ فیکسچر برای هر برد مدار چاپی است که تولید کننده را دستخوش هزینه بسیاری جهت آزمایش می کند بدین علت این شیوه برای بردهایی که به بخش تولید انبوه  می رسند توجیه اقتصادی دارند.

فیکسچر تست معمولا از ۵ یا ۶ صفحه پلکسی گلاس یا فایبر پریپرگ با قطر های متنوع  ایجاد شده است که بر روی این فیبر ها، همانند نواحی Test point حفره کاری شده است. این صفحات پس از حفره کاری بر روی هم واقع می شوند، نواحی حفره کاری شده مکان گذر پین هایی خواهند بود  که test point ها را به زمینه تست سیستم انتقال می دهند. این پین ها بدین علت که زیر نیروی پرس قرار خواهند گرفت خواص برگشت پذیری دارند هریک از فیکسچر ها امکان دارد حداکثر ۸۰۰ پین داشته باشند که قطر برخی از آنها امکان دارد به کمتر از ۰/۲ میلیمتر هم برسد. جهت نهادن این پین ها هم از شیوه سنتی به وسیله اپراتور و هم از شیوه ماشینی به وسیله pin inserter استفاده می شود. برد هایی که در دو سمت دارای قطعه هستند به ۲ فیکسچر نیاز پیدا خواهند کرد.

پس از تولید فیکسچر ها آنها را بر روی سیستم می گذارند و پس از آن برد را بر روی آن قرار می دهند و سیستم به وسیله یک پرس،  برد را بر روی فیکسچر پرس می کند تا نواحی آزمایش به پین های فیکسچر به صورت کامل وصل شوند و سیستم در حداقل زمان ممکن کلیه نواحی را از لحاظ پیوستگی کوتاه و یا قطعی محور بررسی می کند و یک گزارش به شکل مختصات مکان رخداد مسئله به شیوه متن یا گرافیک به کاربر عرضه می کند.

تست Impedance control

یکی دیگر از انواع روش های تست الکتریکال برد مدار چاپی Impedance control است. در حقیقت این گونه تست بخشی از امکانات سیستم های تست،  با دو شیوه پیشین است که قسمت مهندسی در طراحی تستی که عرضه می کند، سیستم را وادار می کند که در بخشی یا کلیه برد امپدانس پیوستگی را نسبت به میزانی که برنامه ریز معین کرده و تهدید های ویژه  ای نیز وجود دارد را بررسی نموده و گزارش دهد.

این آزمایش در برد هایی که در چارچوب بساند بالا کار خواهند کرد دارای اهمیت ویژه ای است.

• تست Aol Test (Automated Optical Inspection)

این گونه تست جهت بردهای مولتی لایر بکار برده می شود و کلیه تولید کنندگان برد های چند رویه جهت محدود کردن میزان زائدات لازم است به این سیستم تجهیز شوند.

شیوه تست معمولا این گونه می باشد که این سیستم CAD  DATA عمده را از لحاظ ظاهری با رویه داخلی تولید شده تطبیق می دهد. در حقیقت در این شیوه برد به شکل ویژوال از طریق AOI با داده های اساسی بررسی شده و اختلافات بیرونی و ظاهری اعلام می شود.

این سیستم آزمایش ، تجهیز شده به دوربین های خیلی قدرتمند با ریزبینی و دقت بیشتر از  ۷۵۰۰dpi می باشد. گزارش های عرضه شده به وسیله این سیستم به کاربر عرضه نمی گردد و تنها در فرایند ساخت جهت محدود نگه داشتن میزان زائدات برای برد های مولتی لایر بکار برده می شود.

در فرایند نصب کردن نیز بکار برده می شود و نقش مهار نهایی AOI بر دوش این سیستم است اما سایز این سیستم در قیاس با pbc خیلی کوچکتر است.

تست الکتریکال برد مدار چاپی جهت تشخیص اشتباهات

برای تشخیص و شناسایی خطا های برد معمولا از تست الکتریکال برد مدار چاپی استفاده می شود این  اشتباهات عبارتند از:

• اشتباهات انسانی

اگر زمانی که پی ریزی pcb را اجرا می کنید، ضروریات ساخت و ایجاد برد مدار چاپی موسسه  تولید کننده را رعایت نکنید ، موسسه تولید کننده حین تولید با مسئله برخورد خواهند کرد.

• اشتباهات غیر انسانی

اشتباهات سیستم های موسسه تولید کننده که PCB شما را جهت ساخت سفارش داده اید.

انواع مختلف فرایندهای مونتاژ PCB

برد مدار چاپی (PCB) هسته اصلی هر دستگاه الکترونیکی است که امروزه از آنها استفاده می شود. این PCB ها  اساساً با ایجاد مسیرهای رسانا از طریق پدهای مسی و خطوط اتصال ، قطعات الکترونیکی را بهم متصل می کنند. بنابراین ، فرایند مونتاژ PCB به یکی از جذاب ترین مفاهیم الکترونیکی تبدیل شده است.

 ۱: مونتاژ  PCBA

۲: مونتاژ Mount Mount (SMT) 

۳:مونتاژ Through-hole (THT)

۴:فرایندهای مونتاژ مخلوط

در دو مقاله مجزا در مورد انواع مختلف فرایندهای مونتاژ اطلاعاتی ارائه خواهد شد.

مونتاژ PCB سنتی (PCBA)

مونتاژ پایه PCB ، که به طور کلی به آن PCBA گفته می شود ، به روش زیر انجام میشود.

چسباندن لحیم: دانه های لحیم کاری خمیر مخلوط با شار بر روی تخته PCB اعمال می شود. از شابلونهایی با اندازه و شکلهای مختلف برای اطمینان از کاربرد خمیر فقط در مکانهای خاص استفاده می شود.

قرار دادن کامپوننت: اجزای الکترونیکی کوچک مدار با کمک مکانیسم رباتیک ، بصورت دستی یا خودکار بر روی صفحه لحیم شده قرار می گیرند.

Reflow: انجماد خمیر لحیم کاری در فرآیند reflow انجام می شود. برد PCB با اجزای سوار شده از یک اجاق گاز با دمای بیش از ۵۰۰ درجه فارنهایت عبور می کند. پس از ذوب شدن خمیر لحیم کاری ، آن را به نوار نقاله برمی گردانیم و با قرار گرفتن در معرض کولر ، آن را جامد می کنیم.

بازرسی: بازرسی برای بررسی عملکرد اجزا انجام می شود. این مرحله از آنجا که به شناسایی اجزای بی جا ، اتصالات بی کیفیت کمک می کند از اهمیت برخوردار است. به طور کلی ، جابجایی های نادرست در طی فرآیند بازآفرینی رخ می دهد. تولید کنندگان PCB در این مرحله از چک دستی ، بازرسی اشعه ایکس و بازرسی نوری خودکار استفاده می کنند.

درج بخشی از طریق سوراخ: بسیاری از صفحه های مدار به درج همزمان اجزای سوراخ و نصب سطح نیاز دارند. به طور کلی ، درج سوراخ از طریق استفاده از لحیم کاری موج یا دستی انجام می شود.

بازرسی و تمیز کردن نهایی: سرانجام ، برد PCB با آزمایش آن تحت جریان و ولتاژهای مختلف از نظر پتانسیل الکترونیکی آن بررسی می شود. هنگامی که برد PCB در این مرحله از این بازرسی عبور کرد ، با آب دیونیزه شسته می شود زیرا ممکن هست برخی از بقایای لحیم کاری باقی مانده باشد. پس از شستشو آن را در زیر هوای فشرده خشک می کنند و یک محصول خوب بسته بندی می شود. این فرآیند مونتاژ PCB سنتی است که توضیحات مختصری ارائه شد.

مونتاژ SMT چیست؟

یکی دیگر از انواع مختلف فرایندهای مونتاژ، مونتاژ SMT می باشد. همانطور که امروزه طراحی های الکترونیکی کوچکتر و پیچیده تر می شوند ، مهندسان بیشتری به فناوری نصب سطح (SMT) متکی هستند.

SMT

همانطور که امروزه طراحی های الکترونیکی کوچکتر و پیچیده تر می شوند ، مهندسان بیشتری به فناوری نصب سطح (

SMT) متکی هستند.

بیشتر اجزای تلفن شما  اعم از آیفون ۱۱ و…. احتمالاً از طریق فناوری نصب سطح (SMT) ساخته شده اند. بسیاری از اجزای موجود در اتومبیل احتمالاً از طریق مونتاژ SMT ساخته شده اند.

مونتاژ SMT چیست؟ و چرا نیازی به ایجاد این فناوری وجود دارد؟

مجمع SMT چیست؟

اصول نصب سطح (SMT) روشی برای تولید مدارهای الکترونیکی با قرار دادن اجزا به طور مستقیم بر روی سطح برد است.

مونتاژ SMT جایگزینی برای روش سوراخ دار ساخت PCB است که در دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ اوج شکوفایی خود را گذراند. همانطور که تولید الکترونیک به حرکت خود ادامه می دهد ، یک فرایند کارآمدتر و بهتر لازم می شود. مونتاژ SMT بر اساس این نیاز متولد شد. مونتاژ SMT کاربردهای گسترده ای دارد. همچنین محدودیت هایی هم دارد.

کاربرد برد های مدار چاپی در لوازم خانگی

برد های مدار چاپی دربردارنده گروهی از مدار های الکتریکی می باشد که می تواند ۱ طرفه ، ۲ طرفه و یا چند لایه هم باشد به گونه ای که قطعه های الکترونیکی نظیر استقامت، ic, خازن و غیره روی آن مونتاژ شده و برای بکارگیری در ابزارآلات الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد. ماده خام ایجاد کننده این گونه برد ها از مواد اولیه متنوعی نظیر فایبر، راجرز، فلکسی، بل و… تولید شده  و با قطر های ۰,۲ الی ۲/۳ میلی متر ارائه می گردند.‌ معیار جهانی ساخت برد های مدار چاپی مطابق معیار های UL, IPC بوده و برای طرح ریزی این نوع بردها معمولا  نرم افزار Protel را به کار می برند.

این بردها در کلیه فراورده های الکترونیکی حتی مقدماتی ترین آنها به کار برده می شوند. دیگر فاکتور های این بردها حاوی سیم بسته بندی و مهیا سازی نقطه به نقطه می باشد. این برد ها به طرح ریزی های اضافی برای چینش مدار نیاز دارد، ولی‌تولید و مونتاژ می تواند به شیوه اتوماتیک باشد. تولید مدار هایی با این نوع برد ها در قیاس با دیگر شیوه های سیم کشی به عنوان بخش های راه اندازی  شده و سیم کشی با یک قسمت واحد،  مقرون به صرفه تر و سریع تر می باشد. افزون بر این اشتباهات سیم کشی کاربر هم برطرف می شوند.

معرفی انواع بردهای مدار چاپی

برد های مدار چاپی دارای اقسام متنوعی که هر کدام دارای ویژگی های منحصر به فردی می باشند عبارتند از:

• برد مدار چاپی تک لایه

یکی از مقدماتی ترین PCB ها می باشند و کلیه کلیه سیم کشی های آن روی یک قسمت برد می باشد. این بردها معمولا در مدار های خیلی ساده و با گنجایش سیم کشی محدود به کار برده می شوند و هزینه چاپ آنها نیز بسیار مقرون به صرفه  است.

• برد مدار چاپی دو لایه

این گونه برد ها متداول ترین نوع مدارات چاپی هستند و سیم کشی ها در دو طرف برد هستند. رابطه میان زیر و روی سطح برد به وسیله منافذ هایی به اسم via به هم متصل می گردند. این بردها در مصارفی که گنجایش سیم کشی ها متوسط است به کاربرده می شود.

• برد مدار چاپی چند لایه

یکی از انواع برد های مدار چاپی PCB دو لایه می باشد. از این گونه برد ها در مدارات خیلی سخت و با گنجایش سیم کشی خیلی زیاد استفاده می شود و رویه های متنوعی میان قسمت های زیر و روی PCB وجود دارد و به وسیله  via هایی میان رویه های متنوع ارتباط  ایجاد می شود. طرح ریزی این گونه از بردها مخصوصا از نظر موضوع تداخل الکترومغناطیسی  نیازمند تبحر خیلی زیادی است.

• برد مدار چاپی با پشت آلومینیومی

از این برد ها در استعمال های توان بالا به کار برده می شود و این آلومینیوم یک روش برای نشر اتلاف گرمایش، گرمایشی از برد به پیرامون بیرون است. این گونه PCB ها با پشت آلومینیومی معمولا در برد فرآورده های LED های توان بالا و ماخذ تغذیه کلید زنی به کار برده برده می شود.

• برد مدار چاپی منعطف

این برد ها یک راهکار مطلوب برای اعمال پیوند های قابل اعتماد میان برد های الکتریکی است. در این PCB های منعطف به جای بکارگیری از یک ورق PCB مستحکم و غیر متمایز و پایدار ، ورق های منعطف به کار برده می شود و خط سیر های مسی بر روی ورق های منعطف واقع می شود.

• برد مدار چاپی مرکب

از دیگر انواع برد های مدار چاپی می توان برد مدار چاپی مرکب را نام برد. این برد تلفیق یک برد مدار چاپی ثابت و یک برد مدار چاپی منعطف می باشد و قسمت ثابت برای این می باشد که برای مثال در آن سامانه PCB منعطفی که در آن  تعدادی ic وجود دارد و برای اینکه از آنها مراقبت کند بایستی برد های آن با دوام و مستحکم باشند. اگرچه این برد ها می توانند به شکل چند لایه هم باشند.

مراحل متنوع ساخت بردهای مدار چاپی

برای ساخت برد های مدار چاپی بایستی مراحل متنوعی پشت سر گذاشته شود تا در نتیجه فیبر مدار چاپی با خصوصیات مد نظر ایجاد شود. فیبر های منفذ داری هم در بازار موجود می باشند که خیلی از اشخاص  آنها را برای تولید مدار های متنوع به کار می برند. ولی بکارگیری از این فیبر های منفذ دار در زمانی که شمار قطعات استفاده شده بر روی برد بسیار بوده و یا اینکه لزوم به کارگیری از سیم در مدار باشد مطلوب نبوده و در این زمان ها پیشنهاد می شود که فیبر های مدار چاپی به کار گرفته شوند.

به کارگیری از این بردها سرعت تمرکز و توجه کار را افزایش داده و مونتاژ آسان تری داشته و خطاهای انسانی کمتری هم در آنها پیش می آید. در زمان هایی که احتیاج به ساخت مدار ها با تعداد بسیار زیاد دارید مطلوب است بردهای مدار چاپی به کار برد.

کاربرد بارز برد های مدار چاپی در لوازم خانگی

کاربرد برد های مدار چاپی در لوازم خانگی مصرفی وسیع  است. کمابیش هر سیستم نوین با بکارگیری از قطعات الکترونیکی ساخته می شود. تولید برد لوازم برقی هم مطابق نوع سیستمی که قرار است برد در آن استفاده می شود متمایز خواهد بود. عوامل زیر تنها چندین مورد از رایج ترین کاربرد های برد های مدار چاپی در لوازم خانگی است:

• سیستم های موسیقی
• سامانه تهویه مطبوع
• اجاق مایکروویو
• کنترل از راه دور تلویزیون
• ابزار روشنایی
• محفظه های بخار برقی
• جارو برقی رباتیک
• ساعت مچی دیجیتال
• دستگاه های هشدار خانگی
• پخش کننده های سی دی
• سینمای خانگی
• بازی های ویدیویی دستی
• اسباب بازی های برقی کنترل از راه دور