روش ساخت برد الکترونیکی

ساخت برد الکترونیکی شامل روش‌های مختلفی است. به‌طورکلی برای ساخت بردهای الکترونیکی به ابزارهای خاصی نیاز است. برای ساخت بردهای الکترونیکی باید مراحل مختلفی را طی نمایید تا بتوانید برد خود را براساس مشخصات موردنظر تولید کنید. مونتاژ برد الکترونیکی این قابلیت را دارد که سرعت و دقت کار را افزایش دهد و روش ساخت ساده‌تری داشته باشد. در این صورت می‌توانند اشتباهات انسانی را کاهش دهند. در ادامه قصد داریم به معرفی روش ساخت بردهای الکترونیکی بپردازیم.

آموزش گام به گام ساخت برد الکترونیکی

مراحل طراحی و ساخت برد الکترونیکی به قرار زیر است:

1. انتخاب PCB برای ساخت برد الکترونیکی

معمولاً انتخاب براساس دسترس‌پذیری مواد، سطح دشواری فنی یا کیفیت PCB انجام می‌گیرد.

2. ایجاد طرح بر روی PCB برای ساخت برد الکترونیکی

هنگام ساخت و طراحی برد برای کشیدن طرح برد الکترونیکی بر روی مدار چاپی ضروری است که از ماده مقاوم به اسید بهره ببرید. شایع‌ترین ماده برای این کار، جوهر پرینترهای لیزری محسوب می‌شود. معمولاً این کار از طریق دیاگرام طرح برد الکترونیکی بر روی مدار چاپی توسط نرم افزار PCB صورت می‌گیرد. برای ایجاد و طراحی بردهای مدار چاپی با توجه به بسته‌های نرم‌افزارهای متن باز نظیر PCB و Shortcut اقدام می‌کنند.

3. اندازه زدن دیاگرام

در صورت رضایت از طرح روی کامپیوتر خود می‌توانید اندازه دیاگرام را روی نرم‌افزار به‌گونه‌ای تطبیق دهید که هر دو برد الکترونیکی و کاغذ اندازه‌های دلخواه را داشته باشند.

4. چاپ کردن دیاگرام با استفاده از منوی فایل در نرم افزار

دیاگرام را بر روی کاغذ براق نظیر کاغذ مجلات چاپ نمایید. پیش از انجام کار، باید اطمینان حاصل نمایید که برد الکترونیکی عکس‌العمل نشان می‌دهد. بعد از چاپ، مواظب باشید که بخش جوهر روی کاغذ را لمس نکنید، چراکه امکان دارد با جوهری شدن دست شما طرح از بین رود.

5. تراز کردن دیاگرام برد الکترونیکی بر روی کاغذ با صفحه برد الکترونیکی PCB

نکته قابل توجه این است که باید دیاگرام به بخش مسی برد الکترونیکی برسد، سپس اقدام به شروع کردن اتو نمایید.

6. اتو زدن دیاگرام برای ساخت برد الکترونیکی

ابتدا با تنظیم کردن اتو بر روی پارچه، می‌توانید منظر بمانید تا گرم شود. در ادامه می‌توانید اتو را با دقت خاصی روی کاغذی که روی برد الکترونیکی بوده، قرار دهید.

7. مدت‌زمان اتوکشی هنگام ساخت برد الکترونیکی

به‌صورت تقریبی می‌توانید اتو را حدود 30 تا 45 ثانیه قرار دهید، هرچند این زمان به دمای اتو بستگی دارد.

8. خنک‌کردن برد الکترونیکی هنگام ساخت

بعد از برداشتن اتو آن را کنار بگذارید و برد الکترونیکی را به نزدیک‌ترین منبع آب ببرید. این نکته را در نظر داشته باشید که کاغذ داغ می‌شود. در این صورت باید کاغذ به برد الکترونیکی بچسبد. مراقب باشید که کاغذ را پاره نکنید.

9. شیوه غوطه‌ور کردن برای خنک‌کردن برد الکترونیکی

اگر به شیر آب دسترسی ندارید، یک ظرف آب ولرم در کنار خود قرار دهید و برد الکترونیکی با کاغذ را برای 10 دقیقه در آب فرو نمایید.

10. برداشتن کاغذ از روی برد الکترونیکی

به این نکته توجه داشته باشید که باید کل کاغذ را از روی برد الکترونیکی جدا نمایید. در صورت چسبیدن قسمت‌های خاصی از کاغذ به برد، می‌توانید آن را بیشتر خیس نمایید. اگر این کار با دقت خاصی صورت گیرد، یک برد مسی با پدهای مدار چاپی و خطوط سیگنال به شکل سیاه رنگ دارید.

11. خشک کردن برد الکترونیکی

از طریق دستمال یا اسفنج می‌توانید اقدام به پاک کردن قطرات بزرگ آب نمایید. مدت‌زمان این کار نباید بیش از 30 ثانیه به طول انجامد. همچنین این کار نباید با شدت انجام شود، چراکه امکان دارد برد الکترونیکی دچار آسیب گردد.

12. حک و قلم‌زنی برد الکترونیکی

در این روش برای حک و قلم‌زنی می‌توانید از طریق دو روش قلم‌زنی و پیش و پس‌‎‎سازی Ultra-Violet اقدام نمایید. در روز قلم‌زنی اقدام به حذف هرگونه مس غیرضروری می‌کند. در روش پیش و پس‌سازی از طریق یک کارت PCB حساس به نور (مثبت یا منفی)، عایق UV، ورقه شفاف و آب مقطر  اقدام می‌کند.

حتماً بخوانید: همه چیز درباره نشانه ها و علائم خرابی برد یخچال

13. تکمیل ساخت برد الکترونیکی

در مرحله پایانی برای ساخت برد الکترونی باید آن را تکمیل و در جهت تست آماده نمایید. برای این کار باید مراحل زیر را در دستور کار قرار دهید:

– مته زدن نقاط اتصال برد الکترونیکی

معمولاً دستگاه مته زنی برای استفاده این کار، به‌صورت منحصربه‌فرد و سفارشی طراحی شده است. بااین‌حال، برخی از افراد می‌توانند از طریق دستگاه مته زنی معمولی این کار را در منزل انجام دهند.

– نصب قطعات الکترونیکی روی برد الکترونیکی

با نصب و لیحم کاری قطعات الکترونیکی روی برد، می‌توانید ساخت برد الکترونیکی را به پایان برسانید.

روش‌های ساخت برد الکترونیکی یا PCB

در ادامه قصد داریم به چند روش ساخت برد الکترونیکی بپردازیم:

1. استفاده از پرینتر لیزری سیاه و سفید

در این نوع پرینتر، در هنگام چاپ، تونر از کاتریج خارج می‌شود و به‌صورت پودری روی صفحه قرار می‌گیرد. اگر قصد دارید تصاویر یا متن را از طریق این روش چاپ نمایید، دلیل آن می‌تواند فیبرهای مسی سخت باشند. به‌صورت مستقیم نمی‌توانید پرینتر را جهت چاپ خطوط روی فیبر برد الکترونیکی به‌کار بگیرید. روش ساده‌ای برای رفع این مشکل وجود دارد. کاغذی که قابلیت پذیرش نرم‌تر تونر را دارد، محتویات برد را پرینت نمایید. در این صورت با استفاده از اتو محتویات را به فیبر مسی انتقال دهید. نوع کاغذ استفاده شده از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است، چراکه باید از نوع گلاسه باشد. انتخاب کاغذ از نوع گلاسه موجب جذب نشدن تونر به خود می‌شود.

2. استفاده از اسپری پوزیتیو ۲۰

در این روش ابتدا طرح خود را چاپ کنید. در ادامه فیبر مسی را با استفاده از شوینده‌های مختلف تمیز نمایید. در یک مکان دور از گردوغبار و وزش باد، اسپری را در فاصله 30 سانتی‌متری بر روی آن اسپری کنید. این کار را باید با حرکات منظم و با زاویه 45 درجه صورت گیرد تا تمام سطح مس را پوشش دهد. این نکته را در نظر داشته باشید، اسپری را به‌صورت یکنواخت در بخش‌های مختلف اسپری کنید. در این مرحله برای خشک شدن، فیبر را باید در فضای تاریک بین 12 تا 24 ساعت قرار دهید. در صورت خشک نشدن و برای افزایش سرعت فرایند خشک‌کردن باید آن را گرم کنید. برای این کار می‌توانید از دستگاه خشک‌‎کن فیبر یا ظرف فلزی استفاده نمایید. انتخاب نوع ظرف به شما بستگی دارد.

3. استفاده از لمینت

از دیگر روش ساخت انواع برد الکترونیکی می‌توان به استفاده از لمینت اشاره کرد. در این روش ابتدا اقدام به چاپ طرح PCB پرینت نگاتیو روی کاغذ کالک شفاف کنید. این نکته را در نظر داشته باشید که نوع پرینت باید نگاتیو باشد. در ادامه ابتدا اقدام به تمیزکردن فیبر از آلودگی‌ها کنید و در مکانی تاریک لمینت را از پوشش سیاه خارج نمایید. نکته قابل‌توجه این‌که از سمتی که نرم‌تر است، باز کنید. در ادامه لمینت را روی سطح مسی بچسبانید و به‌خوبی ماساژ دهید تا هیچ‌گونه حبابی در زیر آن ایجاد نشود. در این لایه لمینت چسبیده نیز دارید. در این صورت باید شیشه را روی طرح چاپی قرار دهید و آن را بچسبانید.

در ادامه می‌توانید این کار را بین 5 تا 10 دقیقه در زیر نور خورشید انجام دهید و بعد از آن لایه دوم لمینت را جدا نمایید. همین‌طور می‌توان گفت در این مرحله باید یک قاشق غذاخوری پودر سفید رنگ برای ظاهر کردن لمینت در لیوان آب ترکیب کنید. سپس فیبر مدار را در داخل آب غوطه‌ور کنید. فیبر مدار را به‌آرامی تکان دهید و آن را شست‌وشو داده تا لیزی ماده از روی سطح آن پاک گردد. بعد از خشک شدن فیبر می‌توانید آن را به محیط باز برده و مراحل اسیدکاری را در دستور کار قرار دهید.

4. استفاده از ماژیک ضد اسید

در این روش نیاز به مراحل کمتری برای ساخت برد الکترونیکی وجود دارد. در این مرحله طرح به‌صورت مستقیم در جهت مسی فیبر از طریق ماژیک کشیده می‌شود. برای اطمینان خاطر می‌توانید طرح را چندین بار ترسیم کنید و مرحله اسیدکاری را اجرا نمایید.

5. استفاده از لتراست

این امکان وجود دارد که با لتراست یا حرف برگردان آشنایی داشته باشید. در لتراست به‌جای حروف خطوط، نقاط مداری کشیده می‌شود. در ابتدای کار باید چند لتراست خطی و نقطه‌ای تازه آماده نمایید. در ادامه اقدام به تمیز کردن فیبر کنید و از طریق لتراست خطوط موردنیاز را روی مس ترسیم نمایید. برای این کار می‌توانید از ته خودکار یا وسایل مشابه استفاده نمایید. باید این نکته را در نظر داشته باشید که خطوط کاملاً چسبیده باشند. برای اطمینان حاصل کردن می‌توانید طرح را با لوازمی نظیر سشوار گرم کنید تا خطوط به مس بچسبند. در ادامه باید اقدام به اجرای مرحله اسیدکاری نمایید. یکی از روش‌های جذاب، ساخت برد الکترونیکی با استفاده از لتراست است.

6. استفاده از دستگاه CNC

یکی از به‌روزترین روش ساخت بردهای الکترونیکی، استفاده از دستگاه CNC است. در این روش برای ساخت برد، یکی از ضرورترین موارد داشتن طرح است. در این روش طرح توسط فایل‌های خاص به دستگاه وارد می‌شود. سپس دستگاه آن را بر روی فیبر مسی حک می‌کند. عملیات سوراخ کاری از طریق این دستگاه صورت می‌گیرد و در ادامه راحت شروع به حک می‌کند.

ساخت برد الکترونیکی ساده

برای ساخت برد الکتریکی ساده کار سختی در پیش نخواهید داشت برای این کار می توانید از یک پایه تخته ای کوچک استفاده کنید و مدار را بر روی آن فیکس کنید. البته توجه داشته باشید که برای این کار به یک سری ابزار و وسایل نیاز دارید. از رایج ترین آن ها می توان به سیم روکش دار، لامپ، کلید قطع و وصل، پایه لامپ، باتری و پایه باتری را نام برد. در ادامه به بررسی مراحل ساخت و درست کردن برد اشاره خواهیم کرد.

• ابتدا لامپ را بر روی پایه مخصوص فیکس کنید. دو طرف پایه لامپ باید به دو عدد سیم متصل شود، توجه داشته باشید قسمتی از سیم که به پایه متصل می شود باید عریان باشد.
• دو باتری را درون پایه باتری قرار دهید، انتهای پایه باتری نیز باید به دو سیم متصل شود. باتری ها در این مدار، عبور دهنده جریان برق بوده و لامپ مصرف کننده این جریان میباشد که انرژی حاصله از باتریها را گرفته و به انرژی نورانی تبدیل میکند.
• در اینجا به یک کلید قطع و وصل نیاز دارید، دوسر کلید نیز مانند اجزای دیگر باید به دو سیم متصل شود سپس یکی از سیمهای پایه لامپ را به سیم باتری متصل کنید.
• در نهایت سیم کلید از یک سو به سیم باتری و از سوی دیگر به سیم لامپ وصل شود. حالا شما یک مدار الکترونیکی ساده خواهید داشت.

ساخت برد مدار چاپی

برای ساخت برد الکتریکی مدار چاپی نیاز است در ابتدا نقشه مدار با استفاده از نرم افزار انتخابی شما طراحی شده و پرینت شود. برای تهیه این مدار طبق مراحل زیر عمل کنید.

1. در ابتدا برشکاری فیبر را انجام داده سپس به صیقل دهی سطح می پردازیم و در نهایت نیاز است سطح فیبر با مایع ظرفشویی شست و شو داده و خشک شود به گونه ای که فیبر فاقد آلودگی باشد.
2. کاغذ A4 را بر روی فیبر قرار داده و اتوکشی کنید سپس طرح را بر روی فیبر قرار دهید و کاغذ را بر روی آن بگذارید و تا زمانی که مطمئن شوید طرح چاپ شده است اتوکشی را ادامه دهید.
3. نیاز است کاغذهای اضافی چسبیده به طرح پاک شوند برای این کار پایه را درون آب سرد قرار دهید و کاغذها را کاملا جدا کنید.
4. پس از پاک شدن طرح ممکن است برخی از نواحی به درستی چاپ نشده باشند. در این مرحله نیاز است با ماژیک غیر اسیدی طرح را رسم کنید.
5. در آخرین مرحله مدار را درون اسید قرار میدهیم و پس از خارج کردن عمل سوراخکاری انجام میشود.

تمیز کردن برد الکترونیکی

در این مرحله از آموزش ساخت برد الکتریکی به نحوه تمیز کردن و خارج کردن آلودگی از برد میپردازیم. زمانی که بخواهید آلودگی را از یک برد کاملا جدا کنید نیاز است ابتدا به نکاتی توجه کنید. یکی از مهمترین نکات توجه به سلامت برد است که برای این کار باید ابتدا قطعات را بررسی کنید. بررسی قطعات کمک میکند اگر قطعه ای لق شده است هنگام شست وشو از بین نرود. پس، قبل از شستن برد نیاز است نکات ایمنی رعایت شود. برای شروع کار شستشوی برد ابتدا توسط یک فرچه گردوخاک روی برد را کاملا تمیز کنید. در گام بعدی یک مسواک را به تینر آغشته کرده و با دقت برد را کاملا شستشو دهید.

روش ها و تجهیزات دیگری نیز برای شستشوی قطعات الکترونیکی وجود دارد که از مهم ترین آن ها می توان به اسپری هوا یا اسپری تمیزکننده مختص این قطعات، الکل ایزوپروپیل، تینر، دستگاه اولتراسونیک و آب مقطر اشاره داشت. شما برای تمیز کردن برد میتوانید از تمامی این لوازم و مواد استفاده کنید که هر کدام به میزان آلودگی برد مرتبط است بطور مثال: آب مقطر و یا اسپری آلودگی های جزئی را تمیز میکند و در صورتیکه آلودگی بیشتر باشد باید از دیگر مواد استفاده شود.

چگونه یک برد الکترونیکی طراحی کنیم!؟

در آموزش ساخت برد الکتریکی نیاز است بدانیم چگونه یک برد را طراحی کنیم و مراحل صحیح آن را بیاموزیم. به همین خاطر در ادامه چگونگی طراحی این برد را در چند مرحله بیان می کنیم.

1. ابتدا باید هدف ساخت برد را متوجه شوید و به صورت دقیق آن را درک کنید.
2. لازم است مسئله را به اجزای کوچکتری تقسیم کنید به گونه ای که تمامی ابعاد مسئله را شامل شده و جزئیات طرح شما را بصورت کامل دربرگیرد.
3. در این مرحله هر مسئله جزئی باید بصورت جداگانه حل شود که در نهایت پس از حل مسئله جزئی، مسئله کلی تکمیل میشود.
4. در این مرحله از طراحی برد شما باید خروجی عملگرها را انتخاب کنید که این موضوع در تناسب با هدف مسئله میباشد.
5. در این بخش نیاز است یک کنترل کننده انتخاب شود که برای اینکار نیازمند ریزپردازنده ها میشویم که یک چیپ الکترونیکی می باشد. این ریز پردازنده ها شامل: پردازنده مرکزی؛ حافظه؛ ورودی و خروجی است که قابل برنامه ریزی میباشند.
6. در این مرحله از طراحی برای ساخت برد الکتریکی نیاز است جهت تامین انرژی یک منبع تغذیه انتخاب شود و در نهایت قطعات را در کنار هم قرار دهید و ارتباطات را مشخص کنید سپس آن را در نرم افزار شبیه سازی کنید و شماتیک مدار را توسط نرم افزار طراحی نمایید.

جمع بندی

در این مقاله سعی کزدیم صفر تا صد مراحل طراحی و ساخت برد الکترونیکی را شرح دهیم. سپس انواع روش های ساخت برد را توضیح دادیم و دیدیم که چگونه برد الکترونیکی را تمیز کنیم. برای تولید بردهای الکترونیکی ساده، مدار چاپی می‌توانید از طریق روش‌های مختلفی که در بالا ذکر شد اقدام نمایید. هرکدام از این روش‌ها دارای مراحل مختلفی هستند که باید به‌صورت درست اجرا شوند.