آشنایی با برد الکترونیکی، کاربردها و مزایای استفاده از آن

برد الکترونیکی یا به بیانی دیگر، برد مدار چاپی که در زبان انگلیسی از آن به اختصار تحت عنوان (PCB) یاد می‌شود، انقلابی عظیم در دنیای تکنولوژی و الکترونیک بود؛ به طوری که بدون اختراع و ایجاد آن، عملاً تصور بسیاری از پیشرفت‌ها ممکن نیست. از لپ‌تاپی که با آن کار می‌کنید، گوشی تلفن همراهی که بخش اعظم امور روزمره شما را انجام می‌دهد و حتی تلویزیون حاضر در منزل تا پیچیده‌ترین ابزار الکترونیکی در صنایع و حیطه‌های مختلف، بدون وجود برد الکترونیکی، عملاً قابل تصور نبودند. با وجود اهمیت بسیار بالای این قطعه، بر آن شدیم تا در یادداشتی به معرفی این قطعه مهم و کاربردهای آن بپردازیم. برای آموزش تعمیرات برد الکترونیکی روی لینک کلیک کنید.

تا پیش از اختراع برد الکترونیکی

تا پیش از اختراع و فراگیری شدن استفاده از برد الکترونیکی یا همان (PCB)، مردم اجزای سازنده یک ساختار الکترونیکی را به شکل مستقیم و با استفاده از سیم به یکدیگر متصل می‌کردند. قطعات بر روی یک تخته سخت قرار گرفته و سپس با استفاده از سیم، قطعات به یکدیگر متصل می‌شدند.

به عنوان مثال تکنیکی که به آن (Turret Board) یا برد برجکی گفته می‌شد، قطعات بر روی برجک‌های فلزی قرار گرفته و سپس برجک‌ها با استفاده از سیم به طور مستقیم به یکدیگر متصل می‌شوند. البته این صرفاً یکی از روش‌هایی است که تا پیش از فراگیر شدن برد الکترونیکی از آن استفاده می‌شد.

روش‌هایی این چنینی، اساساً معایب زیادی داشتند. برای سرهم کردن آن‌ها به زمان زیاد، تمرکز و دقت بیش از حد و همچنین سطح بالایی از تخصص نیاز بود. این در حالی است که در اغلب موارد بی‌نظمی و نظام‌مند نبودن آن نوع از مدارها، مشکل‌ساز می‌شد. به تمام این معایب باید این را نیز اضافه کنیم که مدارهایی که بر روی تکنولوژی‌های قدیمی‌تر مانند (Turret Board) بنا می‌شدند، اساساً طول عمر بسیار کمتری داشتند. اما ورود برد الکترونیکی به دنیای تکنولوژی همه چیز را عوض کرد.

برد الکترونیکی چیست؟

برد الکترونیکی یک صفحه با طراحی خاص است و هدف از بکارگیری آن، ایجاد ارتباطی نظام‌مند، بین مجموعه‌ای گوناگون از قطعات الکترونیکی خواهد بود. یک برد الکترونیکی در اصل از مجموعه مسیرهایی تشکیل‌شده که بنا به خواست و طراحی سازنده، قطعات گوناگون از قبیل خازن، ترانزیستور، مقاومت و غیره را به هم متصل می‌سازند.

شاسی یا به عبارتی دیگر بخش اعظم برد الکترونیکی که وظیفه حفظ استحکام ساختار را بر عهده دارد از فایبرگلاس ساخته شده است. فایبرگلاس سبک، مستحکم و در عین حال نارسانا است. این کمک می‌کند برد الکترونیکی در کنار استحکام کافی، بتواند در ساختارهای الکترونیکی نقش ایفا کند؛ اساساً اگر بخش اعظم صفحه رسانا بود، امکان ایجاد یک مدار بر روی آن وجود نداشت.

در مقاله دیگری به بررسی اجزا و قطعات برد پرداخته ایم، برای کسب اطلاعات بیشتر توصیه می کنیم مقاله “قطعات برد الکترونیکی” را مطالعه نمایید.

کاربرد بردهای الکترونیکی

1.اتصال قاعده‌مند و نظام‌دار؛ کاربرد برد الکترونیکی

حال این پرسش ایجاد می‌شود که با این وجود اساساً قطعات چگونه به یکدیگر متصل خواهند شد. بر روی بخش اصلی برد که از فایبرگلاس ساخته شده، مجموعه‌ای از خطوط مسی با یک نظم و برنامه‌ریزی دقیق، قطعات را به یکدیگر متصل می‌سازند. در نظر داشته باشید که در مرحله ساخت برد الکترونیکی، عملاً از پیش تعیین می‌شود که قرار است برای چه کاری و در تعامل با چه قطعاتی ساخته شود.

سازنده با در دست داشتن نقشه مدارهای قطعاتی که قرار است بر روی برد الکترونیکی سوار شوند، جایگاه هر قطعه را از پیش تعیین می‌کند. خطوط مسی گفته شده نیز، با یک طراحی مناسب، به جای سیم، این قطعات را به یکدیگر متصل می‌کنند. کاربری که از برد الکترونیکی استفاده می‌کند، در اصل با نقشه‌ای آماده مواجه است که فقط به نصب و جایگذاری قطعات نیاز دارد. لازم به ذکر است که جای هر قطعه از پیش تعیین شده است.

2.جایگذاری قطعات از کاربرد برد الکترونیکی

البته مقصود از جایگذاری قطعات، صرف قرار دادن آن‌ها در جای خود نیست. برد الکترونیکی، در محل پایه هر قطعه خاص، بسته به تعداد پایه‌های آن، منافذ یا سوراخ‌هایی دارد. اپراتور باید قطعه را با استفاده از لحیم ضمن اینکه در جای سوراخ‌ها محکم می‌کند، به مسیرهای تعبیه‌شده متصل سازد؛ یک اتصال پایدار و ثابت. با این وجود عملاً قطعات، بدون اینکه نیازی باشید مستقیم با سیم متصل شوند، با یکدیگر در ارتباط هستند.

3.یک نکته در مورد کاربرد برد 

در نظر داشته باشید که توضیحات ارائه‌شده در بخش پیشین، بر مبنای ساده‌ترین نوع از بردهای الکترونیکی ارائه شده است اما همه بردهای الکترونیکی صرفاً از این دو لایه ساده تشکیل نشده‌اند. اغلب آنچه به عنوان برد الکترونیکی در صنایع پیچیده و تکنولوژی‌های خاص استفاده می‌شود، مانند پیاز از چندین لایه تشکیل شده است؛ از جمله لایه بستر(همان فایبرگلاس)، لایه مسی، لایه اتصال و پوشش بیرونی که در اصطلاح به آن ابریشمی گفته می‌شود. اما اصل و اساس عملکرد برد الکترونیکی همان دو لایه اصلی رسانا و نارساناست.

مزایای استفاده از برد الکترونیکی چیست؟

1.اشغال فضای کم و نظم بیشتر

در حالی که بدون استفاده از (PCB) ممکن است به چندین متر سیم و مساحت بسیار زیادی برای سرهم کردن یک برد پیچیده نیاز داشته باشید، با استفاده از آن در کمترین مساحت ممکن پیچیده‌ترین مدارها بدون کمترین بی‌نظمی یا شلوغی با یکدیگر متصل می‌شوند..

2.سهولت در تعمیر و عیب‌یابی

مواجه شدن با حجم عظیمی از ارتباطات بی‌نظم و سیم‌های درهم‌تنیده، اصلاً کار ساده‌ای نبود. اما در مواجه با یک (PCB) و دسترسی به نقشه آن، به سادگی می‌توانید مناطقی که دچار مشکل شده و ارتباط مناسبی ندارد را شناسایی کنید. این تعمیر و عیب‌یابی قطعات را به‌مراتب ساده‌تر کرده است. در نظر داشته باشید که اغلی بردهای الکترونیکی، حاوی اطلاعات جزئی و دقیقی در مورد قطعات سوارشده بر پایه‌های مختلف هستند.

3.صرفه‌جویی جدی در زمان

در روش قدیمی سرهم کردن یا در اصطلاح اسمبل کردن قطعات، به زمان بسیار زیادی نیاز داشت اما به لطف مدار الکترونیکی، در مدت زمان بسیار کمی، قطعات در جای مناسب خود قرار گرفته و لحیم‌کاری می‌شوند.

4.ایمنی در برابر حرکت و جابجایی

یکی دیگر از مزایای بسیار مهم در استفاده از (PCB) این است که تمام قطعات الکترونیکی را بر روی یک شاسی محکم و یکپارچه نگه داشته و اجازه نمی‌دهد تا در حرکت یا جابجایی، قطعات متزلزل شوند. این یک مزیت بسیار مهم برای وسایل و دستگاه‌هایی است که در تحرک مداوم هستند.

5.کاهش سطح نویز الکتریکی

یک برد الکترونیکی (PCB) اگر درست طراحی و اجرا شده باشد، تقریباً هیچ نویز الکتریکی ندارد. با توجه به اینکه شیوه طراحی مدار چاپی برد به شکلی است که قطعات مرتبط کمترین فاصله را نسبت به یکدیگر داشته باشند، کمترین میدان مغناطیسی مخرب پیرامون مدار تشکیل می‌شود.

کاربردهای برد مدار چاپی ( PCB)

به طور کلی تمامی بردهای الکترونیکی در سه دسته اصلی تشکیل می شوند: یک لایه، دولایه و مولتی لایر. در این قسمت از مقاله قصد داریم ابتدا انواع برد الکترونیک را نام ببریم و سپس کاربرد های آن را برای شما بیان کنیم.

اولین برد های مدار، یک لایه نام دارند. این نوع از برد ها بیشتر توسط کسانی که به لوازم الکترونیکی علاقه مند هستند، استفاده می شود. دومین آنها استریپ برد است، این نوع از بردها بیشتر برای نمونه سازی و تولید بردهای مدار مورد استفاده قرار میگیرند، نوع دیگر برد مدار چاپی است که می توان گفت از متداول ترین بردها بوده که انعطاف پذیری بالایی نیز دارند.

البته لازم به ذکر است که برد مدار چاپی خودش دارای انواعی بوده که به دسته های بیشتری تقسیم بندی می شود که شامل موارد زیر است:

1-PCB یک طرفه

2-PCB دو طرفه

3-PCb چند لایه

4-PCB های سخت

5-PCB های انعطاف پذیر

6-PCB های سخت و انعطاف پذیر

7-PCB  های فرکانس بالا

8-PCB  های دارای پشت آلومینیومی

کاربردهای برد مدار چاپی چیست؟

1-صنعت پزشکی و بهداشت و درمان، برخی از کاربرد های PCB در صنعت پزشکی شامل: مانیتورها، فناوری اسکن، سیستم های کنترل، ابزار علمی و… هستند.

2-صنعت روشنایی، برخی از کاربردهای PCB در صنعت روشنایی شامل: صنعت مخابرات، صنعت خودرو، صنعت فناوری کامپیوتر و کاربردهای مصرفی و فروشگاهی است.

3- صنعت الکترونیک مصرفی، برخی از کاربردهای PCB در صنعت لوازم الکترونیکی شامل: دستگاه های تلفن همراه، الکترونیک کامپیوتر، دستگاه های ضبط، سیستم های سرگرمی و لوازم خانگی است.

4-صنعت تجهیزات صنعتی، برخی از کاربردهای PCB دراین صنعت شامل: تجهیزات اندازه گیری، تجهیزات برق و تجهیزات صنعتی است.

5-صنعت خودرو: چند مورد مهم از کاربرد های شامل PCB  در صنعت خودرو شامل: مانیتورهای اطراف، سیستم های کنترل، دستگاه های ناوبری، دستگاه های صوتی و تصویری می باشد.

6- صنعت هوا فضا، برخی از کاربردهای PCB در صنعت هوا فضا شامل: تجهیزات مانیتورینگ و تجهیزات تست می باشد.

7- صنعت تجهیزات ایمنی، این برد در این نوع صنعت کاربرد های زیادی را شامل می شود زیرا امروزه تمام تجهیزات الکترونیکی نیاز دارند تا از راه دور به اینترنت متصل شوند.

8-صنعت دریایی، از این نوع برد برای کنترل و نیز ناوبری کشتی استفاده می شود.

به طور کلی باید گفت بردهای الکترونیکی چه بخواهیم و چه نخواهیم بخش مهمی از زندگی ما را در برگرفته اند و بخش اجتناب ناپذیر زندگی ما هستند. زیرا همان طور که گفتیم ما روزانه در حال استفاده از برد های الکترونیکی هستیم حتی بدون آن که خودمان خبر داشته باشیم. هنگام کار با گوشی، تماشای تلویزیون، استفاده از دیگر وسایل صوتی و تصویری، ما در حال استفاده از بردهای الکترونیکی هستیم.

جمع بندی

در این مطلب به معرفی برد الکترونیکی، کاربردها و اجزای آن پرداختیم. در صورتی که از علاقه مندان به بردهای الکترونیکی هستید و می خواهید به صورت حرفه ای کار با این قطعه را یاد بگیرید توصیه می کنیم در دوره های آموزش تعمیرات برد الکترونیکی آموزشگاه فنی ثبت نام کنید.