لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة مقابل لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات - المزايا والعيوب والتصميم وعملية التصنيع.
قبلتصميم لوحة الدوائر المطبوعةيجب عليك تحديد ما إذا كنت ستستخدم لوحة دوائر مطبوعة أحادية الطبقة أم متعددة الطبقات. يُستخدم كلا النوعين من التصميم في العديد من الأجهزة اليومية. سيحدد نوع المشروع الذي تستخدم فيه اللوحة الأنسب لك. تُعدّ اللوحات متعددة الطبقات أكثر شيوعًا للأجهزة المعقدة، بينما يمكن استخدام اللوحات أحادية الطبقة للأجهزة البسيطة. ستساعدك هذه المقالة على فهم الاختلافات واختيار النوع المناسب لمشروعك.
بناءً على أسماء هذه اللوحات، يُمكنك على الأرجح تخمين الفرق. تتكون اللوحة أحادية الطبقة من طبقة واحدة من المادة الأساسية (تُعرف أيضًا بالركيزة)، بينما تتكون اللوحات متعددة الطبقات من طبقات متعددة. عند فحصها بدقة، ستلاحظ اختلافات عديدة في كيفية بناء هذه اللوحات ووظائفها.
إذا كنت مهتمًا بقراءة المزيد عن هذين النوعين من لوحات الدوائر المطبوعة، فتابع القراءة!
ما هو PCB ذو الطبقة الواحدة؟
تُعرف الألواح أحادية الجانب أيضًا باسم الألواح أحادية الجانب. تحتوي على مكونات على أحد جانبيها ونمط موصل على الجانب الآخر. تتكون هذه الألواح من طبقة واحدة من مادة موصلة (عادةً ما تكون من النحاس). تتكون اللوحة أحادية الطبقة من ركيزة، وطبقات معدنية موصلة، وطبقة لحام واقية، وشاشة حريرية. تُستخدم الألواح أحادية الطبقة في العديد من الأجهزة الإلكترونية البسيطة.
مزايا لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة
1. غير مكلف
بشكل عام، تُعدّ لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة أقل تكلفةً بفضل تصميمها البسيط، إذ يُمكن تطويرها بسرعة وفعالية دون الحاجة إلى عدد كبير من المُصنّعين.مادة ثنائي الفينيل متعدد الكلوربالإضافة إلى ذلك، فهو لا يتطلب الكثير من المعرفة.
2. تصنيع سريع
بفضل هذا التصميم البسيط وقلة الموارد، يُمكن تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة بسرعة فائقة! وهذه ميزة كبيرة بالطبع، خاصةً إذا كنت بحاجة إلى لوحة دوائر مطبوعة في أسرع وقت ممكن.
3. سهل الإنتاج
يمكن تصميم لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة الشائعة دون أي صعوبات تقنية. وذلك لأنها توفر عملية تصميم بسيطة، مما يُمكّن المصنّعين والمحترفين من إنتاجها بسهولة.
4. يمكنك الطلب بكميات كبيرة
بفضل سهولة تطويرها، يمكنك طلب كميات كبيرة من هذه الأنواع من لوحات الدوائر المطبوعة في آنٍ واحد. بل ويمكنك توقع انخفاض تكلفة اللوحة الواحدة عند الطلب بكميات كبيرة.
عيوب لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة
1. السرعة والسعة المحدودة
توفر لوحات الدوائر الإلكترونية هذه خيارات اتصال محدودة، مما يعني انخفاضًا في الطاقة والسرعة الإجمالية. كما أن قدرتها التشغيلية تنخفض نتيجةً لتصميمها. وقد لا تعمل الدائرة في التطبيقات عالية الطاقة.
2. لا يوفر مساحة كبيرة
لن تستفيد الأجهزة المعقدة من لوحة دوائر أحادية الطبقة، لأنها توفر مساحة صغيرة جدًا للأجزاء الإضافية.مكونات SMDالتوصيلات. تلامس الأسلاك مع بعضها البعض قد يؤدي إلى خلل في عمل اللوحة. أفضل طريقة لضمان توفر مساحة كافية في لوحة الدائرة الكهربائية لكل شيء.
3. أكبر وأثقل
ستحتاج إلى تكبير اللوحة لتوفير إمكانيات إضافية لأغراض تشغيلية مختلفة. مع ذلك، سيؤدي ذلك أيضًا إلى زيادة وزن المنتج.
تطبيق PCB أحادي الطبقة
نظرًا لتكلفة تصنيعها المنخفضة، تحظى اللوحات أحادية الجانب بشعبية كبيرة في العديد من الأجهزة المنزلية والالكترونيات الاستهلاكيةهذه شائعة الاستخدام للأجهزة التي تخزن بيانات قليلة. بعض الأمثلة:
● ماكينات صنع القهوة
● مصابيح LED
● الآلات الحاسبة
● أجهزة الراديو
● مصادر الطاقة
● أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار
● محركات الأقراص ذات الحالة الصلبة (SSD)
ما هو PCB متعدد الطبقات؟
تتكون لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات من عدة ألواح ثنائية الجوانب متراصة فوق بعضها. يمكن صنع أي عدد من الألواح حسب الحاجة، لكن أطول لوحة صُنعت كانت بسمك 129 طبقة. عادةً ما يتراوح عدد الطبقات بين 4 و12 طبقة. مع ذلك، قد تؤدي الكميات غير الطبيعية إلى مشاكل مثل الالتواء أو الانحناء بعد اللحام.
تحتوي طبقات الركيزة في الألواح متعددة الطبقات على معدن موصل على كل جانب. يُربط كل لوح باستخدام لاصق خاص ومادة عازلة. تحتوي الألواح متعددة الطبقات على أقنعة لحام على حوافها.
مزايا لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات
1. المشاريع المعقدة
عادةً ما تحتاج الأجهزة المعقدة التي تعتمد على مكونات ودوائر إضافية إلى لوحة دوائر مطبوعة متعددة الطبقات. يمكنك توسيع اللوحة عبر دمج طبقات إضافية. هذا يجعلها مناسبة للدوائر الإضافية التي تحتوي على توصيلات إضافية، والتي لا تتناسب عادةً مع لوحة قياسية.
2. أكثر متانة
تزيد الطبقات الإضافية من سُمك اللوح، مما يجعله متينًا. هذا يضمن له عمرًا افتراضيًا طويلًا ويسمح له بتحمل الظروف غير المتوقعة، بما في ذلك السقوط.
3. الاتصال
عادةً ما تحتاج عدة مكونات إلى أكثر من نقطة اتصال واحدة. في هذه الحالة، تحتاج لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات إلى نقطة اتصال واحدة فقط. إجمالاً، تُسهم هذه الميزة في بساطة تصميم الجهاز وخفة وزنه.
4. المزيد من القوة
إن زيادة كثافة لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات يجعلها عملية للأجهزة كثيفة الاستهلاك للطاقة. هذا يعني عمومًا أنها تعمل بسرعة وكفاءة أكبر. كما أن سعتها المتزايدة تجعلها مناسبة للأجهزة القوية.
عيوب لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات
1. أكثر تكلفة
من المتوقع أن تدفع أكثر عند استخدام لوحة دوائر كهربائية متعددة الطبقات، إذ تتطلب مواد وخبرة ووقتًا إضافيًا للتطوير. لذلك، يجب التأكد من أن استخدام مكون متعدد الطبقات أكثر فائدة من سعره.
2. مهلة زمنية طويلة
يستغرق تصنيع الألواح متعددة الطبقات وقتًا أطول. ويعود ذلك إلى أن أجزاءً أساسيةً تتطلب قفلًا بحيث تُشكّل كل طبقة لوحًا منفصلًا. تُسهم كل عملية من هذه العمليات في الوقت الإجمالي للإكمال.
3. يمكن أن تكون الإصلاحات معقدة
إذا واجهت لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات مشاكل، فقد يصعب إصلاحها. قد لا تظهر بعض الطبقات الداخلية من الخارج، مما يُصعّب تحديد سبب تلف المكونات أو اللوحة المادية. بالإضافة إلى ذلك، يجب مراعاة عدد المكونات المدمجة في اللوحة، لأن ذلك يُصعّب إتمام الإصلاحات.
الفرق: لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة مقابل لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات
1. عملية التصنيع
تخضع لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة لعملية تصنيع طويلة. عادةً، تتضمن استخدام العديد منتصنيع باستخدام الحاسب الآليعمليات إنشاء اللوحة. تشمل العملية بأكملها القطع، والحفر، ووضع الرسومات، والحفر، وقناع اللحام، والطباعة.
بعد ذلك، يمر المنتج بالمعالجة السطحية قبل اختباره وتفتيشه وتعبئته للشحن.
في هذه الأثناء، تُصنع لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات من خلال عملية خاصة. تتضمن هذه العملية تراكب طبقات من مادة البري بريج وطبقة من مادة الأساس معًا تحت ضغط ودرجة حرارة عاليتين. هذا يضمن عدم احتباس الهواء بين كل طبقة. كما يعني أن الراتنج سيغطي الموصلات، وأن المادة اللاصقة التي تُثبت كل طبقة معًا تذوب وتتصلب بشكل صحيح.
2. المواد
تُصنع لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة ومتعددة الطبقات باستخدام مواد معدنية، وFR-4، وCEM، وتفلون، وبولي إيميد. وحتى في هذه الحالة، يُعد النحاس الخيار الأكثر شيوعًا.
3. التكلفة
بشكل عام، تُعدّ لوحة الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة أقل تكلفة من لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات. ويعود ذلك أساسًا إلى المواد المستخدمة، ومدة الإنتاج، والخبرة. وقد تؤثر عوامل أخرى على السعر، بما في ذلك الحجم، والتصفيح، ومدة التسليم، وغيرها.
4. التطبيق
بشكل عام، تُستخدم لوحات الدوائر المطبوعة ذات الطبقة الواحدة للأجهزة البسيطة، في حين أن لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات أكثر قابلية للتطبيق في التكنولوجيا المتقدمة، مثل الهواتف الذكية.
تحديد ما إذا كنت بحاجة إلى لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة أو متعددة الطبقات
من المفيد تحديد ما إذا كانت لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات أم أحادية الطبقة ضرورية لمشروعك. بعد ذلك، حدد نوع مشروعك وما هو الأنسب لك. إليك خمسة أسئلة يجب أن تطرحها على نفسك:
ما مستوى الوظائف المطلوب؟ قد تحتاج إلى طبقات أكثر إذا كان النظام أكثر تعقيدًا.
٢. ما هو الحد الأقصى لحجم اللوحة؟ تتيح الألواح متعددة الطبقات وظائف أكثر في مساحة أصغر.
٣. هل تُقدّر المتانة؟ يُعدّ تعدد الطبقات الخيار الأمثل إذا كانت المتانة من أولوياتك.
٤. كم عليّ أن أنفق؟ الألواح أحادية الطبقة هي الأنسب للميزانيات التي تقل عن ٥٠٠ دولار.
٥. ما هي مدة تسليم لوحات الدوائر المطبوعة؟ مدة تسليم لوحات الدوائر المطبوعة أحادية الطبقة أقصر من لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات.
ستحتاج إلى معالجة مسائل تقنية أخرى، مثل تردد التشغيل والكثافة وطبقات الإشارة. ستحدد هذه المسائل ما إذا كنت بحاجة إلى لوحة ذات طبقة واحدة، أو ثلاث طبقات، أو أربع طبقات، أو أكثر.
وقت النشر: ١٤ فبراير ٢٠٢٣