PCB یک برد مدار چاپی (Printed Circuit Board) غیر رسانا و چندلایه مسی است که تمامی قطعات الکتریکی و الکترونیکی از طریق یک برد مشترک و به وسیله تکیه گاه فیزیکی نصب شده در کف برد به یکدیگر متصل اند. قبل از رشد و گسترش PCB مدار ها به وسیله سیم کشی نقطه به نقطه ساخته می شدند که باعث افزایش پیچیدگی و عدم اطمینان در مدار میشد. در نتیجه هیچ گاه (بوسیله اتصال قطعات با سیم) قادر به ساخت مدار بزرگی چون مادر برد نبودیم. در PCB تمامی قطعات بدون سیم و از داخل به یکدیگر متصل اند که این ویژگی منجر به کاهش پیچیدگی طرح کلی مدار می شود.روش طراحی PCB به گونه ای است که، در فراهم کردن الکتریسیته و اتصال بین قطعات مدار کاربرد ویژه ای دارد PCB ها را می توان با توجه به مشخصات مورد نیاز کاربر طراحی کرد و این (طراحی دلخواه و متنوع) در بسیاری از وسایل الکترونیکی از جمله تلویزیون، موبایل، دوربین دیجیتال و اجزاء کامپیوتر همچون کارت های گرافیک، مادربرد و غیره یافت PCB در بسیاری زمینه های دیگر از جمله تجهیزات پزشکی، ماشین آلات صنعتی، صنایع خودروسازی و روشنایی مورد استفاده قرار می گیرد.
برای ساخت این بورد PCB ابتدا به صفحات مسی خاصی احتیاج داریم که این صفحات از ورقهای مسی چند لایه روی یک برد غیر رسانا ساخته می شوند ، این صفحات به شکل مستطیل یا مربع هستند که یک رو یا هر دو روی آن از مس ساخته شده اند . می دانیم که مس تنها عنصر رسانا در جهان نیست اما از ارزان ترین و رایج ترین رسانا ها به شمار می رود برای همین ما از مس استفاده می کنیم.
طراحی و ساخت PCB
مرحله اول: ابتدا نیاز دارید که طرح خودتان را که از آلتیوم دیزاینر(برنامه ای برای طراحی ) خروجی گرفتیداید را روی کاغذ لیبل یا کاغذ گلاسه چاپ کنید.سپس باید طرح خودتان را برش بدهید. زیرا نیاز دارید سایز فیبر مدار چاپی را به دست بیارید و فیبر مدار چاپی را برش بدهید.
تازه کار ها برای طراحی PCBمی توان از یکسری ماژیک مخصوص ضد اسید یا همان ماژیک های مخصوص نوشتن بر روی CD استفاده می کنند و طرح را مستقیما بر روی بورد مسی منتقل می کنند . مانند شکل زیر :
مرحله دوم: وقتی با ماژیک یا هر وسیله دیگری خط های برش را مشخص کردید، خط کش را روی یکی از محورهای خط برش مشخص شده بگذارید. واز یکجهت با کارتر یا کمان اره برش بدهید و در هنگام استفاده از وسایل برش ایمنی را رعایت کنید.
مرحله سوم: وقتی فیبر مدار چاپی را برش زدید حالا نوبت تمیز کردن فیبر مدار چاپی است. با سنباده نرم باید روی برد را کامل تمیز کنید. تا در ادامه نقشه و طرحی که روی آن می کشید دچار ناهمگنی و مشکل نشود. خیلی روی فیبر مدار چاپی نباید سنباده نکشید، زیرا مس روی فیبر مدار چاپی بیشازحد نازک میشود.
مرحله چهارم: حالا نوبت اتو کشیدن است. این بخش را باید دقت کنید که خیلی مهم است شما باید تا زمانی اتو بزنید که طرح کامل انتقال پیدا کند. زمان متوسطی که اکثراً برای اتو کشیدن در نظر گرفته میشود 10 دقیقه است. حالا باید کاغذ را روی فیبر مدار چاپی بگذارید. یعنی سمت جوهر کاغذ و مس فیبر مدار چاپی باید رو به روی یکدیگر باشند. محکم باید روی کاغذ اتو بکشید تا با گرما و فشار اتو طرح انتقال پیدا کند.
مرحله پنجم: بعد از اتو کشیدن باید 5 دقیقه صبر کنید که فیبر مدار چاپی خنک شود. بعد ازاینکه خنک شد، فیبر مدار چاپی را 10 دقیقه داخل آب ولرم بگزارید. با این کار شما اجازه دادید مقداری کاغذ نرم شده و جوهر کاغذ روی فیبر مدار چاپی خنک شود. از آب بیرون بیارید و شروع به کندن کاغذ کنید اما ممکنه کاغذ به راحت کنده نشود و باید با دستان خودتان روی کاغذ بکشید تاخورده کاغذها و خود کاغذ کنده شود. برای پاکسازی از مسواک و آب جوش میتوانید استفاده کنید.
مرحله ششم: حالا باید فیبر چاپی را داخل اسید قرار دهیم مدتزمانی که باید درون اسید قرار دهید متغیر است و باید برسی کنید که هر وقت کل مسهای روی برد الکترونیکی پاکشده بود فیبر مدار چاپی را از اسید مدار چاپی خارج کنید.زمان متغیرمی باشد وابسته به درصد اسید و آب و سایز فیبر مدار چاپی می باشد.
مرحله هفتم: بعد از خارج کردن فیبر چاپی از اسید بهتر است با دستمالکاغذی و تینر کل برد را تمیز کنید تا یک برد تمیز داشته باشید. حالا برد الکترونیکی شما آماده است.
مرحله هشتم :بعدازاین مرحله میتوانید سوراخکاریهای مربوط به برد الکترونیکی را انجام بدید و حتی اگر نیاز دارید بعد از سوراخکاری برد الکترونیکی کل مسیرهای مسی را قلع اندود کنید تا در مقابل هوا واکنش نشان ندهد و اکسیده نشود.
نمونه ای از سوراخ کاریPCB :
با ایجاد سوراخ روی بورد خود می پردازیم ، این سوراخ ها در واقع محل های قرارگیری LED ها ، مقاومت ها و … می باشند.لازم به ذکر است که این سوراخ کاری توسط مینی دریل ها انجام می شود.
قرار دادن پایه های LED ها و مقاومت ها و … درون سوراخ هایی است که بامینی دریل ایجاد کردیم ، نکته مهم این است که LED و مقاومت و … در سمت خارجی بورد PSB قرار بگیرند (آن سمتی که اتصالات مسی قرار ندارد) و به اندازه مناسبی پایه های مقاومت ها وLED ها را از سوراخ ها رد کنیم و هر پایه را به سمت مخالف پایه دیگر خم کنیم به گونه ای که با برگرداندن PCB قطعات در جای خود ثابت مانده و به زمین نیوفتند.
و سپس هویه کاری را انجام می دهیم که پایه های قطعات موجود بر روی PSB( مثلا پایه های مقاومت ها و …. ) را به بورد ، لحیم می کنیم.
لحیم کردن اینگونه انجام می شود که ابتدا هویه را روی محل مورد نظر قرار می دهیم بعد از زمان بسیار کوتاهی ، سیم لحیم را روی محل مورد نظر قرار داده و شاهد ذوب شدن سیم لحیم خواهیم بود . سپس سیم لحیم را جدا کرده و بعد از مدت بسیار کوتاهی ، هویه را از روی بورد بر میداریم (در کل اولین گام ، قرار دادن هویه روی برد و آخرین گام برداشتن هویه از روی برد خواهد بود ).در ابتدای هویه کاری ، نوک هویه خود را به یک ماده ژله ای مخصوص آغشته می کنیم که منجر به بالا رفتن کیفیت هویه کاری ما می شود و در هر مرحله برای پاک کردن هویه خود از یک سیم ظرفشویی استفاده می کنیم .لازم به ذکر است که هویه ها انواع مختلفی دارند اما ما در مراحل اولیه با همان هویه های معمولی کار می کنیم ، نوعی دیگری از هویه ها، هویه هوای گرم می باشد.
و در آخر بریدن پایه های اضافی قطعات موجود بر روی PCB با استفاده از سیم چین خواهد بود.
