PCB مخفف عبارت Printed Circuit Board (برد مدار چاپی) است. PCB قطعه‌ای تخت و لایه‌بندی‌شده است که قطعات الکترونیکی را به‌صورت مکانیکی مهار کرده و اتصالات الکتریکی میان آن‌ها را به جای سیم‌کشی پراکنده، از طریق مسیرهای مسی برقرار می‌کند. این لایه‌های مس روی یک پایه عایق لمینت می‌شوند—که در حالت استاندارد، اپوکسی تقویت‌شده با الیاف شیشه معروف به FR-4 است—و به شکلی الگوبرداری و اچ می‌شوند که هر مسیر مسی (ترک) منحصراً ارتباطات الکتریکی تعریف‌شده در شماتیک را شکل دهد.
یک برد مدار چاپی خام (Bare PCB) هیچ قطعه‌ای روی خود ندارد. پس از مونتاژ و لحیم‌کاری قطعات، محصول نهایی PCBA نامیده می‌شود. تفکیک این دو اصطلاح هنگام استعلام قیمت اهمیت فنی و تجاری بالایی دارد؛ چرا که تولیدکننده مدار چاپی خام، واحد مونتاژ الکترونیک و تأمین‌کننده محصول نهایی (Box-build) خدمات و زنجیره تأمین کاملاً متفاوتی ارائه می‌دهند.
پیش از ارسال فایل‌های طراحی به تولیدکننده، شناخت مواد تشکیل‌دهنده، وظیفه لایه‌ها و پدهای PCB، انواع ساختارهای برد و نحوه انتخاب نوع برد متناسب با الزامات عملکردی محصول ضرورت دارد.
نکات کلیدی
- معادل PCB در صنعت الکترونیک «printed circuit board» (برد مدار چاپی) است. در مستندات قدیمی‌تر، گاهی برای همین برد خام از عبارت PWB (printed wiring board) استفاده می‌شود.
- یک PCB صلب استاندارد از لایه‌بندی (stackup) فویل مس و دی‌الکتریک شیشه-اپوکسی تشکیل می‌شود که با solder mask، چاپ silkscreen و یک پوشش نهایی سطح (surface finish) لحیم‌پذیر روی مس‌های بدون پوشش تکمیل شده است.
- بخش‌های فیزیکی قابل مشاهده در یک PCB عبارتند از ترک‌ها (traces)، پدها (pads)، ویاها (vias)، صفحات مرجع شیلد یا تغذیه (planes)، چاپ solder mask، چاپ راهنما (silkscreen) و خطوط برش برد (board outline). قطعات الکترونیکی جزئی از برد خام نیستند.
- مشخصات برد بر اساس الزامات طراحی تعیین می‌شود: تعداد لایه‌ها بر مبنای تراکم سیم‌کشی (routing)، استفاده از ساختار flex یا rigid-flex با توجه به دینامیک حرکتی و محدودیت‌های پکیجینگ، به‌کارگیری بردهای هسته فلزی (metal core) یا سرامیکی برای دفع حرارت، و انتخاب لمینت‌های خاص با توجه به فرکانس کاری مدار.
- تبدیل PCB به PCBA تنها پس از جای‌گذاری قطعات، لحیم‌کاری، بازرسی کیفی و تست الکتریکی انجام می‌گیرد. در شروع سفارش مشخص کنید که به برد خام، برد مونتاژشده (PCBA) یا محصول نهایی آماده به کار نیاز دارید.
PCB مخفف چیست؟
عبارت PCB مخفف printed circuit board یا برد مدار چاپی است. واژه «چاپی» به نحوه ایجاد الگوی مس اشاره دارد: تصویر مدار روی متریال با روکش مس منتقل شده و مس‌های اضافی با فرآیند اتچینگ (etching) حذف می‌شوند. خطوط تولید امروزی به جای چاپ با جوهر، از فوتورزیست و تصویربرداری مستقیم لیزری استفاده می‌کنند؛ اما این نام از گذشته باقی مانده است.
چند اصطلاح فنی دیگر نیز برای توصیف همین قطعه یا ساختارهای نزدیک به آن به کار می‌روند:
| اصطلاح | مفهوم | کاربرد و محل مشاهده |
|---|---|---|
| PCB (printed circuit board) | برد خام شامل مس، دی‌الکتریک، ماسک لحیم و پوشش نهایی | اغلب دیتاشیت‌ها، ابزارهای CAD و استعلام قیمت‌ها |
| PWB (printed wiring board) | اصطلاح قدیمی‌تر برای برد خام | اسناد IPC، نقشه‌های دفاعی و پروژه‌های قدیمی |
| PCBA (printed circuit board assembly) | برد PCB همراه با قطعات لحیم‌شده روی آن | استعلام قیمت‌های مونتاژ، قراردادهای EMS |
| CCA (circuit card assembly) | معادل PCBA | پروژه‌های صنایع هوافضا و دفاعی |
در حوزه‌های شیمی یا محیط زیست، مخفف PCB برای پلی‌کلرینه بی‌فنیل (polychlorinated biphenyl) نیز به‌کار می‌رود که یک ماده شیمیایی صنعتی بوده و ارتباطی با بردهای الکترونیکی ندارد.
برد مدار چاپی از چه موادی ساخته می‌شود؟
برد مدار چاپی از لایه‌های متناوب رسانا و عایق تشکیل شده که تحت دما و فشار به یکدیگر متصل می‌شوند. در یک برد صلب استاندارد، این اجزا عبارتند از:
- فویل مس. مسیرها، پدها و سطوح مسی یکپارچه (Planes) را شکل می‌دهد. ضخامت مس معمولاً بر حسب اونس بر فوت مربع مشخص می‌شود. مس ۱ oz حدود ۳۵ µm ضخامت دارد و در بسیاری از بردها از مس ۰٫۵ oz تا ۲ oz استفاده می‌شود. بردهای توان‌بالا به مس بسیار ضخیم‌تری نیاز دارند.
- دی‌الکتریک (زیرلایه). ماده رایج FR-4 است: بافته‌ای از الیاف شیشه آغشته به رزین اپوکسی بازدارنده شعله. «هسته» (Core) صلب، لمینتی کاملاً پخته‌شده با پوشش مس در دو طرف است. «پری‌پِرِگ» (Prepreg) نیز پارچه الیاف شیشه با رزین نیمه‌پخته است که هنگام لمیناسیون، هسته‌ها و فویل‌ها را به یکدیگر پیوند می‌دهد.
- آبکاری. سوراخ‌ها در امتداد ضخامت برد دریل شده و با مس آبکاری می‌شوند تا اتصال الکتریکی بین لایه‌ها برقرار شود.
- ماسک لحیم (Solder mask). پوششی پلیمری، معمولاً به رنگ سبز، که مس‌هایی را که نباید لحیم شوند می‌پوشاند. این لایه مانع تشکیل پل لحیم (Solder bridge) شده و از مسیرها در برابر اکسیداسیون و آسیب فیزیکی محافظت می‌کند.
- چاپ راهنما (Silkscreen). جوهری سفید یا سیاه برای درج نام فنی قطعات، علائم قطبیت، نشان‌ها و خطوط مرزی قطعات.
- پوشش نهایی سطح (Surface finish). لایه‌ای نازک روی پدهای مسی بازمانده که لحیم‌پذیری آن‌ها را حفظ می‌کند. گزینه‌های رایج شامل lead-free HASL، ENIG، ENEPIG، OSP، نقره غوطه‌وری و قلع غوطه‌وری هستند. راهنمای پوشش‌های نهایی سطح PCB این موارد را بر اساس نیازمندی‌های مونتاژ و انبارداری مقایسه می‌کند.
بسته به نیاز طرح، زیرلایه‌های دیگر جایگزین FR-4 می‌شوند: پلی‌ایمید برای مدارهای منعطف، پایه‌های آلومینیومی یا مسی برای دفع حرارت، سرامیک برای چگالی توان بالا، و لمینت‌های PTFE یا هیدروکربنی برای سیگنال‌های RF و مایکروویو.
برد مدار چاپی چگونه کار می‌کند؟
جریان الکتریکی از مسیرهای مسی عبور می‌کند که پایه‌های قطعات را به یکدیگر وصل می‌کنند. دی‌الکتریک، مسیرهای مجاور را از نظر الکتریکی جدا نگه می‌دارد. در بردهای چندلایه، لایه‌های کامل مسی نقش صفحات تغذیه و زمین را ایفا می‌کنند؛ این صفحات ولتاژ تغذیه را توزیع کرده، مسیر برگشت بدون نویزی برای سیگنال‌های سریع فراهم می‌سازند و به هدایت حرارت کمک می‌کنند. ویاها وظیفه انتقال سیگنال و توان را بین لایه‌ها انجام می‌دهند. خود برد پردازشی انجام نمی‌دهد؛ بلکه ساختار سیم‌کشی، نگهدارنده مکانیکی و بخشی جدایی‌ناپذیر از طراحی حرارتی و الکتریکی مدار است.
بخش‌های اصلی یک PCB
این موارد اجزای اصلی برد مدار چاپی هستند که در فایل طراحی (Layout) یا روی برد نهایی مشاهده می‌کنید.
| بخش تشکیل‌دهنده PCB | عملکرد | موارد لازم برای تعریف در فایل‌های طراحی |
|---|---|---|
| ترک‌ها (Traces) | انتقال سیگنال و توان بین پدها | پهنا، فاصله (Spacing)، ضخامت مس (Copper weight) و مقادیر امپدانس هدف در صورت وجود |
| پدها (Pads / Lands) | نواحی مسی محل لحیم‌کاری پایه‌های قطعات | ابعاد و هندسه فوت‌پرینت، پوشش نهایی سطح (Finish) و گشودگی چاپ سبز (Mask opening) |
| ویاها (Vias) | سوراخ‌های متالیزه برای اتصال لایه‌ها به یکدیگر | قطر مته (Drill size)، نوع ویا (Through، Blind، Buried، Microvia)، وضعیت پر شدن (Fill) یا پوشش با چاپ سبز (Tenting) |
| سطوح یکپارچه (Planes) | سطوح وسیع مسی برای مسیرهای تغذیه و زمین | تخصیص لایه در ساختار stackup |
| سوراخ‌های متالیزه سرتاسری (PTH) | سوراخ‌های عبور پایه‌های THT و پین‌های Press-fit | ابعاد نهایی سوراخ پس از آبکاری و تلورانس مجاز |
| چاپ سبز (Solder mask) | پوشش عایق روی لایه‌های مسی | رنگ، فاصله مجاز (Clearance) و ضوابط پل ماسک (Solder dam) |
| چاپ راهنما (Silkscreen) | نوشته‌ها و راهنماهای چاپی | کد فنی قطعات (Reference designators)، نشانگرهای قطبیت و جهت مونتاژ |
| خط برش دور برد (Board outline) | شکل نهایی، شیارها (Slots) و برش‌های داخلی | لایه Profile برش، تلورانس‌ها و روش شیت‌بندی (Panelization) |
| مارکرهای اپتیکال (Fiducials) | علائم مبنا برای تنظیم و تراز دستگاه‌های مونتاژ اتوماتیک | موقعیت دقیق و فاصله خالی از ماسک (Clearance) |
قطعات مدار (مقاومت‌ها، خازن‌ها، ICها و کانکتورها) در مرحله مونتاژ روی پدها نصب می‌شوند. برای نحوه تشخیص و نام‌گذاری آن‌ها، راهنمای علائم قطبیت قطعات SMT را ببینید.
لایه‌های PCB
برد یک‌لایه (Single-sided) فقط در یک سمت لایه مس دارد. برد دولایه (Double-sided) در هر دو سمت دارای لایه مس است که این لایه‌ها از طریق سوراخ‌های متالیزه به هم متصل می‌شوند. برد چندلایه (Multilayer) شامل سه لایه مس یا بیشتر است که معمولاً به‌صورت تعداد زوج مانند ۴، ۶، ۸ لایه یا بیشتر طراحی می‌شود و لایه‌های داخلی درون بستر لمینت مدفون هستند. آرایش قرارگیری لایه‌های مس و دی‌الکتریک stackup نام دارد و وظیفه کنترل امپدانس، تداخل سیگنال (Crosstalk) و رفتار فیزیکی برد حین فرآیند reflow را بر عهده دارد. روش اصولی پیکربندی این لایه‌ها در راهنمای طراحی PCB stackup توضیح داده شده است.
مقایسه انواع PCB
بردهای PCB تنوع ساختاری بالایی دارند و در اکثر محصولات از یکی از گزینه‌های زیر استفاده می‌شود. تفاوت اصلی این بردها در شیوه ساخت، هزینه تمام‌شده و چالش فنی خاصی است که برطرف می‌کنند.
| نوع PCB | ساختار | کاربردهای رایج | چالش اصلی (Trade-off) |
|---|---|---|---|
| Single-sided | یک لایه مس روی FR-4 یا CEM | منابع تغذیه، نوارهای LED، مدارهای کنترلی ساده | محدودیت فضای سیم‌کشی؛ نیاز احتمالی به استفاده از جامپر |
| Double-sided | دو لایه مس به همراه سوراخ‌های متالیزه | تجهیزات مصرفی، ابزارهای اندازه‌گیری، بردهای I/O صنعتی | فضای محدود برای لایه‌های زمین/تغذیه و امپدانس کنترل‌شده |
| Multilayer | لمینت ۴ لایه مس یا بیشتر روی یکدیگر | پردازنده‌ها، زیرساخت شبکه، بردهای سیگنال مختلط | افزایش مراحل لمینت، زمان تحویل طولانی‌تر |
| HDI | مجهز به Microvias، ترک‌های بسیار ظریف و اغلب لمینت متوالی | تلفن‌های همراه، گجت‌های پوشیدنی، ماژول‌های پردازشی فشرده | هزینه بالاتر به ازای هر لایه و پیچیدگی فرآیندهای تولید |
| Flex | لایه مس بر بستر فیلم پلی‌آمید | دوربین‌ها، نمایشگرها، اتصالات لولایی و تجهیزات پوشیدنی | حساسیت در مونتاژ و جابه‌جایی، نیاز به استیفنر (Stiffener)، رعایت قواعد شعاع خمش |
| Rigid-flex | بخش‌های صلب متصل‌شده با لایه‌های انعطاف‌پذیر | ساختارهای تاشو در تجهیزات پزشکی، هوافضا و ابزارهای دستی | پیچیده‌ترین چیدمان لایه‌ها (Stackup) و بالاترین سختی مونتاژ |
| Metal core (MCPCB) | دی‌الکتریک و مس روی بیس آلومینیومی یا مسی | روشنایی LED، مبدل‌های توان، درایورهای موتور | محدودیت عملیاتی در پیاده‌سازی بیش از یک یا دو لایه مس |
| Heavy copper | ضخامت مس بسیار بالاتر از ۲ اونس در برخی لایه‌ها | سیستم‌های توزیع توان، شارژرها، اینورترها | الزام به فاصله‌گذاری بیشتر خطوط، محدودیت‌های اچ و لمینت |
| Ceramic | سابستریت آلومینا یا نیترید آلومینیوم | ماژول‌های قدرت، بسته‌بندی‌های لیزر و LED، سنسورها | شکنندگی مکانیکی بالا، هزینه بسیار بالای متریال |
| High-frequency / RF | لمینت‌های کم‌تلفات PTFE، هیدروکربنی یا هیبریدی | آنتن‌ها، رادار، لینک‌های مایکروویو و mmWave | قیمت بالا و موجودی محدود متریال؛ نیاز به فرآوری و ماشین‌کاری ویژه |
بردهای صلب FR-4 همچنان انتخاب پیش‌فرض به حساب می‌آیند. تنها زمانی به سراغ متریال‌ها و انواع دیگر بروید که محدودیت‌های فیزیکی یا الکتریکی مدار شما را ناچار کند.
اغلب دسته‌بندی‌ها به ۴ تا ۶ نوع برد بسنده می‌کنند، اما بررسی ۸ نوع کاربردی فوق و چالش فنی متناظر با هرکدام، امکان انتخاب دقیق برد را متناسب با الزامات نهایی محصول فراهم می‌کند.
مقایسه PCB و PCBA: کدام‌یک را سفارش می‌دهید؟
PCB برد خام است. در مقابل، PCBA همان برد پس از اتمام فرایند مونتاژ است: خمیر قلع روی پدها اعمال می‌شود، قطعات نصب سطحی جای‌گذاری و وارد کوره reflow می‌شوند، قطعات پایه‌دار لحیم‌کاری می‌گردند و در نهایت مجموعه بررسی و تست می‌شود.
تفکیک این دو به ۳ دلیل تعیین‌کننده است:
۱. فایل‌ها. سفارش برد خام نیازمند داده‌های ساخت است (Gerber یا ODB++، فایل‌های سوراخ‌کاری، stackup و نقشه‌های ساخت). اما سفارش مونتاژ علاوه‌بر این موارد، به BOM، فایل مختصات جانمایی قطعات (centroid) و نقشه‌های مونتاژ نیز نیاز دارد. ۲. مسئولیت‌ها. سازنده برد خام مسئول انطباق فیزیکی برد با مشخصات ساخت است. مونتاژکار کیفیت لحیم‌کاری و مونتاژ را مطابق با استاندارد پذیرش توافق‌شده تضمین می‌کند. در نهایت، صحت عملکرد و دریافت تاییدیه‌های محصول بر عهده صاحب محصول است. ۳. زمان تحویل (Lead time). فرایند ساخت برد و مونتاژ آن چرخه زمانی متفاوتی دارند و در این میان، فرایند تأمین قطعات معمولاً طولانی‌ترین بخش است.
برای بررسی نحوه اشتراک‌گذاری داده‌ها میان این دو مرحله، مطلب نحوه پیوند میان ساخت و مونتاژ PCB را ببینید. چنانچه قصد دارید تمام مراحل شامل ساخت برد، تأمین قطعات و مونتاژ را به یک تأمین‌کننده واحد بسپارید، سفارش مونتاژ صفر تا صد برد (turnkey PCB assembly) گزینه مناسب شماست.
نحوه انتخاب نوع PCB مناسب برای محصول
طراحی را از محدودیت‌های تغییرناپذیر آغاز کنید و سپس ساده‌ترین ساختاری را برگزینید که آن الزامات را برآورده کند. جدول زیر محدودیت‌های رایج طراحی را به ساختار برد پایه و عامل اصلی هدایت‌کننده هزینه متصل می‌کند.
| شرایط یا نیازهای طراحی | ساختار اولیه پیشنهادی | عامل اصلی هزینه | بررسی جزئیات و مشخصات |
|---|---|---|---|
| تعداد قطعات کم، بدون IC با پین‌های fine-pitch، سرعت کاری پایین | FR-4 تک‌رو یا دورو | مساحت برد و تیراژ تولید | تولید برد FR4 |
| قطعات BGA، تراکم بالای روتینگ یا نیاز به صفحات کامل زمین و تغذیه | برد چندلایه ۴ تا ۸ لایه | تعداد لایه‌ها و چرخه‌های لمینیت (Lamination) | تولید برد چندلایه PCB |
| فاصله پایه‌های (Pitch) قطعات BGA بسیار کمتر از ظرفیت ویاهای through-hole، یا ابعاد بیرونی بسیار کوچک | HDI همراه با microvia | تعداد لایه‌های افزوده (Build-up) با ویاهای لیزری | تولید برد HDI |
| بردی که باید خم شود، تا بخورد یا در فضایی باریک و منحنی جا بگیرد | Flex PCB | متریال پایه، coverlay و تقویت‌کننده‌ها (Stiffeners) | تولید برد انعطاف‌پذیر (Flex PCB) |
| چند برد متصل با کابل که قصد حذف اتصالات کابلی آن‌ها را دارید | Rigid-flex | تعداد اتصالات صلب-منعطف و تعداد لایه‌ها | تولید برد Rigid-flex |
| قطعات LED یا مدارهای قدرت با تلفات حرارتی بالا روی یک لایه | Metal core PCB | جنس فلز پایه و رتبه هدایت حرارتی دی‌الکتریک | تولید برد Metal Core |
| عبور ده‌ها آمپر جریان از مس برد | Heavy copper | وزن مس و حداقل فاصله مجاز بین خطوط (Spacing) | تولید برد Heavy Copper |
| ساختارهای فرکانس رادیویی (RF)، مایکروویو یا مدارات آنتن | لمینیت‌های کم‌تلفات (Low-loss) یا ترکیبی (Hybrid) | نوع لمینیت و شرایط موجودی زنجیره تأمین | تولید برد فرکانس بالا (High-Frequency) |
| چگالی توان به شدت بالا یا دمای عملیاتی بسیار بالا | زیرلایه سرامیکی (Ceramic) | نوع زیرلایه و فرایند متالایزاسیون | تولید برد سرامیکی |
رعایت چند اصل کاربردی مانع از تحمیل هزینه‌های اضافه می‌شود:
- برای رفع مشکلات جایابی، تعداد لایه‌ها را افزایش ندهید. ابتدا چیدمان و fanout قطعات را بازنگری و اصلاح کنید؛ افزایش لایه‌ها را صرفاً در صورت نیاز قطعی به صفحات شیلد، پاورپلین یا کانال‌های روتینگ بیشتر در نظر بگیرید.
- فناوری HDI را متناسب با پکیج قطعات انتخاب کنید، نه صرفاً برای فناوری پیشرفته‌تر. چنانچه شکستن و خروج خطوط (Escape routing) کلیه قطعات با ویاهای سرتاسری ممکن باشد، برد چندلایه استاندارد مسیر تولیدی ارزان‌تر و سریع‌تر فراهم می‌کند.
- پیش از حرکت به سمت بردهای هسته فلزی، نیاز حرارتی سیستم را تحلیل کنید. برای حرارت‌های متعادل، ترکیب مس با وزن مناسب و thermal via روی FR-4 معمولاً دفع حرارت کافی ارائه می‌دهد.
- تأمین متریال ویژه را در همان مراحل نخست بررسی کنید. لمینیت‌های خاص غالباً بیش از تمام مراحل تولید فیزیکی، زمان تحویل کل پروژه (Lead time) را افزایش می‌دهند.
برای بررسی جامع‌تر گزینه‌ها و چالش‌های ساخت نمونه‌های اولیه، راهنمای پروتوتایپ سریع PCB را بررسی کنید.
چک‌لیست استعلام قیمت PCB
کامل بودن مستندات، فرایند استعلام قیمت از تولیدکننده را سریع‌تر و نیاز به مکاتبات رفت‌وبرگشتی را به حداقل می‌رساند. چک‌لیست زیر را هنگام ارسال بسته استعلام لحاظ کنید:
- نوع برد (rigid / flex / rigid-flex / HDI / metal core / heavy copper / سرامیکی / RF)
- تعداد لایه‌ها، ضخامت نهایی (میلی‌متر) و مشخصات stackup
- وزن مس در هر لایه (مانند ۱ oz در لایه‌های بیرونی / ۱ oz در لایه‌های داخلی)
- متریال پایه (FR-4 با گرید Tg مشخص، یا لمینت نام‌دار مانند Isola / Rogers / Megtron)
- رنگ چاپ محافظ solder mask و رنگ چاپ راهنما silkscreen
- پوشش نهایی سطح (ENIG، ENEPIG، HASL lead-free، OSP، طلای سخت، قلع غوطه‌وری، نقره غوطه‌وری)
- حداقل عرض خط و فاصله خطوط (trace / space) به همراه تلرانس (mil± یا میلی‌متر)
- حداقل قطر سوراخ‌کاری و تلرانس، با تفکیک سوراخ‌های متالیزه (plated) از غیرمتالیزه (non-plated)
- حداقل فاصله سوراخ به سوراخ یا سوراخ به لایه مس
- مقادیر هدف امپدانس کنترل‌شده و تلرانس مجاز، در صورت وجود
- کلاس پذیرش نهایی (IPC-6012 Class 2 یا Class 3) متناسب با الزامات محصول
- نحوه تحویل (تک‌برد، پنلایز، شیار v-score، یا زبانه‌های جداشونده breakaway tabs)
- الزامات تست الکتریکی (E-test، تست پروب پروازی یا flying probe، یا بدون تست)
- نشان UL 94V-0، اظهارنامه انطباق با RoHS / REACH و سایر تاییدیه‌ها
- محل کوپن تست امپدانس یا کوپن متالوگرافی (microsection) در صورت نیاز
- فایل‌های فنی در یک فایل فشرده: Gerber (فرمت RS-274X یا X2)، فایل‌های ODB++ یا IPC-2581، فایل‌های سوراخ‌کاری NC drill (با تفکیک مشخص متالیزه و غیرمتالیزه) و یادداشت‌های stackup
- تیراژ سفارش و زمان تحویل مورد نیاز
- در صورت سفارش مونتاژ: BOM، فایل قطعه‌گذاری pick-and-place، نقشه‌های مونتاژ و الزامات تست برد
برای بررسی جامع‌تر ملاحظات طراحی و تولید در نمونه‌سازی اولیه، راهنمای نمونه‌سازی سریع PCB را ببینید.
چرا برای ساخت اولین برد خود با APTPCB همکاری کنید؟
خدمات ساخت PCB در APTPCB انواع بردهای صلب FR-4، چندلایه، HDI، فلکس (flex)، صلب-فلکس (rigid-flex)، هسته فلزی (metal core)، مس ضخیم (heavy copper)، سرامیکی و RF را پوشش می‌دهد و امکان ثبت سفارش مونتاژ هم‌زمان نیز وجود دارد. در فرایند ارزیابی مهندسی، فایل‌ها با نوع برد انتخابی تطبیق داده می‌شوند، کمبود اطلاعاتی نظیر stackup یا تعاریف لایه‌های سوراخ‌کاری (drill definitions) علامت‌گذاری شده و پرسش‌های فنی پیش از شروع خط تولید با شما هماهنگ می‌شود. فایل‌ها و پارامترهایی را که در خصوص پیاده‌سازی آن‌ها تردید دارید ارسال کنید تا مشخص شود که آیا ساختاری ساده‌تر نیز پاسخگوی الزامات طرح خواهد بود یا خیر.
استانداردها و مراجع فنی مرتبط:
- IPC-2221: استاندارد عمومی طراحی بردهای چاپی
- IPC-6012: الزامات تعیین صلاحیت و عملکرد بردهای چاپی صلب
- IPC-A-600: الزامات پذیرش کیفی بردهای چاپی
- IPC-A-610: الزامات پذیرش مجموعه‌های الکترونیکی مونتاژشده
- IPC-4101: مشخصات مواد پایه برای بردهای صلب و چندلایه
پرسش‌های متداول
مخفف PCB در الکترونیک چیست؟
کلمه PCB مخفف printed circuit board (برد مدار چاپی) است؛ بردی عایق با الگوهای مسی که قطعات الکترونیکی را از نظر مکانیکی نگه می‌دارد و اتصالات الکتریکی بین آن‌ها را برقرار می‌کند. در مباحث زیست‌محیطی، PCB مخفف پلی‌کلره بی‌فنیل نیز هست که هیچ ارتباطی با بردهای الکترونیکی ندارد.
تفاوت PCB با برد مدار (circuit board) چیست؟
در کاربرد روزمره هر دو به یک مفهوم اشاره دارند. «برد مدار» اصطلاحی عمومی است و «برد مدار چاپی» به نحوه شکل‌گیری الگوهای مسی اشاره می‌کند. مهندسان گاهی اصطلاح «برد مدار» را برای برد مونتاژشده نیز به‌کار می‌برند؛ بنابراین هنگام دریافت استعلام قیمت حتماً مشخص کنید که منظور PCB خام است یا PCBA.
مواد تشکیل‌دهنده PCB چیست؟
بیشتر بردهای صلب از فویل مسی لمینت‌شده روی FR-4 (کامپوزیت الیاف شیشه و رزین اپوکسی) ساخته می‌شوند؛ سپس تحت آبکاری، پوشش solder mask، مارکاژ silkscreen و پوشش نهایی سطح نظیر ENIG یا lead-free HASL قرار می‌گیرند. بردهای منعطف از پلی‌ایمید بهره می‌برند و برخی بردهای خاص نیز با زیرلایه‌های آلومینیومی، سرامیکی یا مواد مبتنی بر PTFE ساخته می‌شوند.
انواع اصلی PCB کدام‌اند؟
انواع اصلی شامل بردهای یک‌رو، دورو، چندلایه، HDI، فلکس، rigid-flex، هسته فلزی، مس ضخیم (heavy copper)، سرامیکی و فرکانس بالا هستند. تفاوت آن‌ها در تعداد لایه‌ها، متریال پایه و ساختار تولید است و هر نوع برای رفع چالش مشخصی در روتینگ، محدودیت‌های مکانیکی، انتقال حرارت یا یکپارچگی سیگنال انتخاب می‌شود.
آیا PCB همان PCBA است؟
خیر. برد PCB برد خام و بدون قطعه است. در مقابل، PCBA همان برد پس از لحیم‌کاری قطعات، بازرسی و آزمون‌های نهایی است. قیمت‌گذاری، فایل‌های ساخت، زمان تحویل و حیطه مسئولیت تأمین‌کننده میان این دو کاملاً تفاوت دارد.
یک PCB به چند لایه نیاز دارد؟
کمترین تعداد لایه‌ای را انتخاب کنید که روتینگ استاندارد، شیلد و صفحات مرجع پیوسته برای سیگنال‌های پرسرعت، و فضای کافی برای خروج ترک‌ها از متراکم‌ترین پکیج قطعه را تأمین کند. بردهای ساده با یک یا دو لایه اجرا می‌شوند؛ اما طرح‌های دارای قطعات BGA یا رابط‌های پرسرعت معمولاً از چهار یا شش لایه شروع می‌شوند.
از تعریف پایه تا ثبت اولین سفارش
شناخت ساختار PCB شما را به پرسش اصلی می‌رساند: محصول به چه نوع بردی نیاز دارد و خط تولید برای ساخت آن چه فایل‌هایی از شما می‌خواهد؟ نوع برد را بر پایه سخت‌ترین محدودیت فنی پروژه تعیین کنید، مستندات کامل ساخت را آماده سازید و از ابتدا مشخص کنید که سفارش شما برد خام است یا برد مونتاژشده. این کار بخش عمده رفت‌وبرگشت‌های فنی را پیش از نخستین مرحله ساخت برطرف می‌کند.