آشنایی با ضخامت بردهای مدار چاپی (PCB) و اهمیت آن

ضمنا بردهای مدار چاپی ممکن است در طول زمان و به تدریج دچار آلودگی و یا اتصال ناقص شوند، در چنین شرایطی استفاده از اسپری های تخصصی مثل اسپری کنتاکت شور خشک یا اسپری کنتاکت شور چرب بسیار کمک کننده خواهد بود.

• پشتیبانی مکانیکی قطعات: برد مدار چاپی، پایه ای محکم برای نصب قطعات مانند تراشه ها، مقاومت ها، خازن ها و آی سی ها فراهم می کند. بدون PCB، قرارگیری دقیق و ثابت این قطعات در مدار امکان پذیری نمی باشد.
• هدایت جریان و یکپارچگی مدار: مسیرهای مسی روی برد، جریان های الکتریکی را به شکل کنترل شده هدایت می کنند و از اتصال کوتاه یا افت ولتاژ ناخواسته جلوگیری می کنند. طراحی دقیق این مسیرها برای عملکرد صحیح مدار و جلوگیری از تولید حرارت اضافی ضروری است.
• کاهش پیچیدگی و افزایش قابلیت تولید انبوه: استفاده از PCB جایگزین سیم کشی دستی و پیچیده شده و امکان تولید انبوه مدارهای پیچیده با دقت بالا را فراهم می کند. این موضوع برای صنایع مدرن مثل مخابرات، خودرو، تجهیزات صنعتی و پزشکی از اهمیت بالایی برخوردار است.
• کنترل تداخل های الکترومغناطیسی و حرارتی: طراحی لایه ها و مسیرهای PCB می تواند تاثیر نویز الکترومغناطیسی را کاهش داده و توزیع حرارت را بهبود بخشد که در عملکرد مدارهای با فرکانس بالا یا مدارهای توان بالا بسیار مهم است.

ضخامت برد مدار چاپی یکی از مهم ترین پارامترهای طراحی و تولید PCB است که به طور مستقیم بر استحکام مکانیکی، هدایت جریان، توزیع حرارت و قابلیت تولیدی مدار تاثیرگذار است. انتخاب ضخامت مناسب، بسته به کاربرد و نوع مدار اهمیت بالایی دارد.

ضخامت های استاندارد برد مدار چاپی عبارتنداز:

• 0.63 میلی متر: این ضخامت معمولا در مدارهای سبک و دستگاه های کوچک با نیاز به انعطاف پذیری بالا، استفاده می شود.
• 1.6 میلی متر: متداول ترین ضخامت در PCBهای تجاری 1.6 میلی متر است که تعادل مناسبی بین استحکام مکانیکی و هدیات جریان ارائه می دهد.
• 2.4 میلی متر و بالاتر: در مدارهای صنعتی یا بردهایی با جریان های بالا و استحکام مکانیکی بالا استفاده می شوند.

• تعداد لایه ها: بردهای چند لایه برای فراهم شدن فضای کافی برای لایه های مسی و عایق و برای انجام اتصال صحیح بین لایه ها، به ضخامت بیشتری نیاز دارند. بردهای تک لایه معمولا نازک تر هستند و انعطاف بیشتری دارند.
• جریان عبوری و توان حرارتی: هر چه جریان عبوری بیشتر باشد، برد به ضخامت بیشتری برای مسیرهای مسی و لایه های عایق نیاز دارد تا گرمای تولیدی بهتر پراکنده شده و افت ولتاژ کاهش یابد.
• فرکانس کاری: مدارهای با فرکانس بالا، به امپدانس و نویز حساسیت بیشتری دارند، بنابراین ضخامت لایه های عایق و فاصله بین لازه ها باید با دقت طراحی شود.
• نوع مواد اولیه: جنس هسته عایق (مثل FR-4، پلی ایمید یا CEM-1) و کیفیت مس استفاده شده، می تواند ضخامت مورد نیاز برای تحمل شرایط کاری را تحت تاثیر قرار دهد.
• ملاحظات مکانیکی و محیطی: بردهایی که در شرایط لرزش، شوک مکانیکی یا دمای بالا استفاده می شوند، می بایست از ضخامت بیشتری برخوردار باشند تا از شکست و ترک خوردگی جلوگیری شود.
• محدودیت های تولید و هزینه: ضخامت های غیر استاندارد ممکن است فرایند تولید را پیچیده کرده و هزینه ها را افزایش دهند.

بردهای مدار چاپی چند لایه از ترکیب لایه های مسی، لایه های عایق و لایه های سیگنال/قدرت تشکیل شده اند و هر لایه در عملکرد مدار نقش مشخصی دارد. ضخامت هر لایه به صورت تخصصی تعیین می شود تا تعادل بین هدایت الکتریکی، استحکام مکانیکی و کنترل حرارت برقرار شود.

و اما ضخامت هر لایه در برد مدار چاپی :

• لایه های مسی:

ضخامت رایج: 1 تا 3 اونس مس در هر فوت مربع

وظیفه: هدایت جریان های الکتریکی و تشکیل مسیرهای سیگنال و قدرت

• لایه های عایق:

ضخامت رایج: با توجه به نوع PCB، بین 0.1 تا 0.3 میلی متر برای هر لایه

وظیفه: جداسازی لایه های مسی، کنترل امپدانس، کاهش نویز و تحمل فشار مکانیکی بین لایه ها.

• لایه های سیگنال و قدرت:

• لایه های محافظ:

ضخامت ماسک لحیم کاری: معمولا 20 تا 30 میکرون