آشنایی با انواع فیبرهای مدار چاپی
آشنایی با انواع فیبرهای مدار چاپی
در طراحی برد الکترونیکی فقط مسیرکشی اهمیت ندارد. انتخاب جنس بستر PCB هم نقش مهمی در عملکرد مدار دارد. اگر طراح فیبر مناسبی انتخاب نکند، برد در برابر حرارت یا فشار مکانیکی دچار مشکل میشود.
به همین دلیل طراحان الکترونیک قبل از شروع طراحی، نوع متریال برد را بررسی میکنند. شناخت انواع فیبرهای مدار چاپی کمک میکند تا برای هر پروژه بهترین گزینه انتخاب شود.
هر فیبر ویژگیهای خاص خود را دارد. بعضی از فیبرها ارزان هستند و برای مدارهای ساده استفاده میشوند. برخی دیگر برای بردهای صنعتی، فرکانس بالا یا مدارهای توان طراحی شدهاند.
فیبر مدار چاپی چیست؟
فیبر مدار چاپی بستر اصلی برد الکترونیکی است. مسیرهای مسی روی این بستر قرار میگیرند و قطعات الکترونیکی نیز روی آن مونتاژ میشوند. بنابراین کیفیت فیبر روی عملکرد نهایی برد تأثیر مستقیم دارد.
نوع متریال فیبر چند ویژگی مهم برد را تعیین میکند. تحمل حرارتی، استحکام مکانیکی و پایداری الکتریکی از مهمترین این ویژگیها هستند. به همین دلیل مهندسان در پروژههای حرفهای به انتخاب فیبر توجه زیادی میکنند.
بردهای PCB در مدلهای تکلایه، دولایه و چندلایه ساخته میشوند. در برد تکلایه فقط یک سمت برد مسیرکشی دارد. در بردهای چندلایه نیز طراح از لایههای داخلی برای سیگنال، زمین و تغذیه استفاده میکند.
اگر در ابتدای مسیر طراحی PCB هستید، ابتدا با ایجاد پروژه در آلتیوم دیزاینر آشنا شوید. سپس میتوانید آموزش ردیابی المانها و مسیرها در محیط شماتیک را مطالعه کنید. برای آموزشهای بیشتر هم میتوانید به بخش آموزشهای آلتیوم مراجعه کنید.
دستهبندی انواع فیبرهای مدار چاپی
تولیدکنندگان PCB از متریالهای مختلفی برای ساخت برد استفاده میکنند. هر متریال ویژگیهای فنی متفاوتی دارد. طراح باید با توجه به نیاز مدار، گزینه مناسب را انتخاب کند.
فیبر فنولیک
فیبر فنولیک یکی از متریالهای اقتصادی در ساخت PCB است. تولیدکنندگان این فیبر را از کاغذ و رزین فنول تولید میکنند. قیمت پایین این متریال باعث شده در پروژههای آموزشی و مدارهای ساده استفاده زیادی داشته باشد.
با این حال فیبر فنولیک محدودیتهایی هم دارد. این متریال تحمل حرارتی کمتری نسبت به FR4 دارد. به همین دلیل در مدارهای صنعتی کمتر استفاده میشود.
فیبر فایبرگلاس یا FR4
فیبر FR4 رایجترین متریال در صنعت PCB است. این فیبر از الیاف شیشه و رزین اپوکسی ساخته میشود. ترکیب این مواد استحکام مکانیکی و مقاومت حرارتی مناسبی ایجاد میکند.
بیشتر بردهای الکترونیکی صنعتی با همین متریال ساخته میشوند. طراحان PCB معمولاً زمانی که به یک گزینه مطمئن نیاز دارند، FR4 را انتخاب میکنند.
فیبر راجرز
فیبر راجرز برای مدارهای فرکانس بالا طراحی شده است. این متریال تلفات سیگنال بسیار کمی دارد و ثابت دیالکتریک پایدارتری ارائه میدهد. به همین دلیل مهندسان RF در پروژههای مخابراتی از این فیبر استفاده میکنند.
مدارهای آنتن، تجهیزات مایکروویو و برخی سیستمهای مخابراتی از کاربردهای رایج این متریال هستند. البته قیمت این فیبر از FR4 بالاتر است.
فیبر آلومینیومی
فیبر آلومینیومی برای مدارهایی مناسب است که حرارت زیادی تولید میکنند. در این ساختار یک لایه آلومینیوم در زیر برد قرار میگیرد. این لایه گرما را سریعتر پخش میکند.
به همین دلیل طراحان در درایورهای LED و مدارهای توان از این نوع برد استفاده میکنند. استفاده از این فیبر به افزایش عمر قطعات کمک میکند.
انتخاب فیبر مناسب در طراحی PCB
انتخاب فیبر مناسب به شرایط پروژه بستگی دارد. اگر هزینه مهمترین عامل باشد، فیبر فنولیک گزینه اقتصادیتری است. اگر دوام و کیفیت اهمیت بیشتری داشته باشد، FR4 انتخاب بهتری خواهد بود.
برای مدارهای فرکانس بالا معمولاً از فیبر راجرز استفاده میکنند. در مدارهای توان نیز فیبر آلومینیومی عملکرد بهتری ارائه میدهد. بنابراین طراح حرفهای با شناخت دقیق انواع فیبرهای مدار چاپی متریال مناسب پروژه را انتخاب میکند.
