طرح تولید مدار چاپی

برد مدار چاپی (PCB) شامل مجموعه‌ای از مدارهای الکتریکی بوده و می‌تواند یک طرفه (یک لایه مس)، دو طرفه (دو لایه مس) و یا حتی چند لایه باشد؛ بطوریکه قطعات الکترونیکی مانند مقاومت، خازن، آی سی و … بر روی آن مونتاژ شده و جهت استفاده در تجهیزات الکترونیکی بکار می‌رود. ماده خام تشکیل دهنده این بردها از متریال‌های مختلفی مانند فایبر، راجرز، فلکسی بل و … ساخته شده و با ضخامت‌های ۰٫۲ تا ۳٫۲ میلیمتر عرضه می‌گردند. استاندارد جهانی تولید بردهای مدار چاپی بر اساس استاندارد UL وIPC بوده و جهت طراحی این بردها عموماً از نرم‌افزار Protel استفاده می‌گردد.

کاربرد مدار چاپی

بردهای مدار چاپی در همهٔ محصولات الکترونیکی حتی ساده‌ترین آنها استفاده می‌شود. دیگر موارد بُرد مدار چاپی شامل سیم بسته‌بندی و ساخت و ساز نقطه به نقطه می‌باشد. بُرد مدار چاپی نیازمند طراحی‌های اضافی برای ترتیب مدار دارد، اما ساخت و مونتاژ می‌تواند بصورت خودکار باشد. ساخت مدارهایی با بُرد مدار چاپی نسبت به دیگر روش‌های سیم کشی به عنوان اجزاء نصب شده و سیم کشی با یک بخش واحد، ارزان‌تر و سریع تر است. علاوه بر این، خطاهای سیم کشی اپراتور هم حذف می‌شوند.

لایه های تشکیل دهنده یک برد مدار چاپی

اگر از سطح مقطع به یک PCB نگاه کنیم لایه های آن شامل ۴ بخش اصلی می شوند:

Silkscreen
Soldermask
Copper
(Substrate (FR4

نکته : برای طراحی PCB و چاپ آن باید این اسامی را بلد باشید و بدانید که هر کدام مشخص کننده کدام بخش است.

PCB های چند لایه

تعداد لایه های PCB براساس تعداد وجه های برد که به مس آغشته شده اند، تعیین می شود.

اگر یک برد تنها در یک طرف مدار مس داشته باشد به برد یک لایه (یک رو) و اگر در دو سمت آن مس وجود داشته باشد دو لایه نامیده می گویند.

مدل های دیگری از PCB ها وجود دارد که دارای چندین لایه مس هستند و مشابه این است که چندین PCB روی هم سوار شده اند.

برد های مدار چاپی میتوانند به راحتی تا ۱۶ لایه داشته باشند و بیشتر از آن نیز ممکن است ولی از لحاظ ساخت در بازار الکترونیک رایج نیست.

در ایران به دلیل محدودیت ساخت بردهای چاپی مدارات به صورت معمول تا ۲ لایه ساخته می شوند.

۱- لایه Copper از PCB

این لایه در واقع همان خطوط (Track) های طراحی شده مدار هستند که بین قطعات (به جای سیم در مدارات دستی و آزمایشی) کشیده شده اند.

برای سفارش برد ها ضخامت مس مقداری متغیر است که باید آن را تعریف کنید که مقداری در رنج میکرون (میکرمتر) است.

مقدار ضخامت نرمال و پراستفاده در مدارات امروزی ۳۵ میکرون است.

گاهی اوقات در مدارات برای طراحی یک برد، دارای خطوط با جریان بالا، باید مقاومت مسیر عبوری جریان را کم کرد که برای این کار باید سطح مقطع مسیر را افزایش داد، پس لازم است که مداری با لایه مس با ضخامت بالاتر (مثلا ۷۰ میکرون) سفارش دهید.

این لایه قابلیت حذف شدن ندارد و می تواند همزمان روی سطح بالایی و پایینی و یا روی یک سطح برد حضور داشته باشد.

۲- لایه Substrate از برد مدار چاپی

لایه میانی، فیبر یا ماده تشکیل دهنده PCB و در واقع لایه استقامتی آن است که باید از مواد نارسانا بوده و دی الکتریکی قوی باشد که جریان از لایه بالا به لایه پایین، با توجه به ضخامت خیلی کم برد عبور نکند.

انواع مختلفی از مواد شفاف، منعطف و … برای این لایه وجود دارد که برای مدارهای خاص مورد استفاده است.

جنس رایج مورد استفاده برای مدارات ماده ای از نوع فایبرگلاس (FR4) است.

برای طراحی یک برد ضخامت این لایه هم توسط طراح انتخاب می شود.

عدد متداول برای این قطر ۱.۶ میلیمتر است. (مقادیر زیر ۱ میلی متر معمولا منعطف هستند)

۳- لایه Soldermask از برد مدار چاپی

حضور لایه های مسی روی سطح بالایی برد باعث می شود به راحتی آسیب ببیند از این رو باید روی PCB یک لایه محافظ کشیده شود.

علت نامگذاری این لایه این است که کار اول آن حفاظت برد در برابر لحیم کاری (Soldering) است.

چون اگر تمام سطح، مسی باشد در زمان لحیم کردن قطعات، قلع روی سطح مدار و خارج از محل موردنظر پخش خواهد شد.

خواص دیگر Soldermask

حضور Soldermask باعث می شود که خطوط مسی بین قطعه ها کاملا پوشیده شوند و در اثر ضربه یا برخورد جسم نوک تیز با آن، کنده نشوند و در برابر رطوبت، هوا و تماس محافظت شوند.

Soldermask ها در رنگ های مختلف مثل سبز، قرمز و مشکی و … تولید می شوند.

بعد از اضافه شدن Soldermask به برد مدار چاپی فقط مناطقی که باید لحیم شوند بیرون می مانند.

۴- لایه Silkscreen از برد مدار چاپی

لایه چاپ سفید رنگ روی برد به Silkscreen معروف است.

از این ابزار برای نوشتن روی بردها و به عنوان راهنمایی برای لحیم کردن قطعات روی مدار استفاده می شود.

حضور لایه های Silkscreen و Soldermask برای ساخت بردهای تست و اولیه اجباری نیست ولی برای بردهای محصول باید این لایه ها وجود داشته باشند.

طراحی و ساخت برد مدار چاپی

اولین قدم طراحی مدار الکتریکی و رسم آن است . پس از طراحی مدارچاپی با یکی از نرم افزار های طراحی pcb مانند التیوم دیزاینر نوبت به ساخت فیبر مدار چاپی میرسد.

تست برد قبل از طراحی

برای آزمایش اولیه یک مدار می توان از برد هزار سوراخ و قطعات دیپ جایگزین استفاده کرد.

کد آیسیک مرتبط با صنعت تولید  برد مدار چاپی

کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.

شرح محصول	کد آیسیک
بردهای مدار چاپی	۳۲۱۰۳۱۲۳۷۹
برد مدار چاپی تک لایه	۳۲۱۰۵۱۲۳۳۹
برد مدار چاپی دولایه	۳۲۱۰۵۱۲۳۴۰
برد مدار چاپی چندلایه	۳۲۱۰۵۱۲۳۴۱

کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت تولید برد مدار چاپی

تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.

شرح محصول	کد تعرفه گمرکی
بردهای مدار چاپی	۸۵۳۴۰۰۰۰
برد مدار چاپی تک لایه	۸۵۳۴۰۰۰۰
برد مدار چاپی دولایه	۸۵۳۴۰۰۰۰
برد مدار چاپی چندلایه	۸۵۳۴۰۰۰۰

انتخاب روش مناسب ساخت برد مدارچاپی :

برای ساخت PCB روش های گوناگون و متفاوتی وجود دارد و انتخاب هر کدام از آن ها به امکانات و وسایل شما ، میزان توقع شما از حرفه ای بودن آن، سختی و یا راحتی روش ساخت برد مدارچاپی و سایر عوامل بستگی دارد.

ساخت مدار چاپی با روش ماژیک ضد اسید:

در این روش نیاز به ایمنی و مراقبت بسیار دارید چراکه با مواد خطرناکی مانند مواد اسیدی کار میکنید. این روش ساخت برد مدارچاپی کمی زمان بر است و کیفیت برد مدارچاپی ساخته شده با این روش متناسب با موادی که استفاده میکنید متفاوت خواهد بود اما به طور معمول برای ساخت برد مدارچاپی ساده و در سطح مبتدی روش مناسبی است.

اگر از روش ماژیک ضد اسید استفاده کنید باید مدار الکتریکی مورد نظر را با ماژیک ضد اسید روی برد بکشید.

این ماژیک به راحتی تهیه میشود فقط باید در نظر داشت این روش برای ساخت بردهای PCB در تعداد محدود مناسب است و برای تولیدات متوسط و یا انبوه به هیچ عنوان مناسب نیست. استفاده از پرینتر لیزری متداولترین روش چاپ مدار الکتریکی برد است.

وقتی که دارید مدار خود را با نرم افزار طراحی مدارچاپی رسم میکنید باید صفحه ی آن را متناسب با ابعاد فیبر مدار چاپی انتخاب کنید یعنی سایز صفحه نرم فزار طراحی مدارچاپی با سایز برد مدار الکتریکی شما یکسان باشد.

طرح مدار الکتریکی خود را روی صفحه گلاسه مانند صفحات مجله ها پرینت یگیرید هنگام پرینت گزینه mirrored را انتخاب کنید(در این حالت مدار بصورت معکوس روی کاغذ پرینت می شود و وقتیکه آن را روی فیبر قرار می دهیم ، مجددا حالت اصلی مدار روی برد پیاده سازی می شود.)

برگه گلاسه را از طرفی که مدار روی آن چاپ شده است روی سطح مسی فیبر مدار چاپی قرار دهید و آن ها را کاملا روی هم تراز کنید، حالا اتو را آماده کنید و در تمام قسمت ها به آرامی حرکت دهید و بعد از ۳۰ الی ۴۰ ثانیه اتو را بردارید.

بعد از اینکه کارتان با اتو تمام شد فیبر مدار چاپی را داخل ظرف آب داغ قرار و آرام فیبر را درون آب تکان دهید تا چسبندگی بین کاغذ و فیبر از بین برود برای اینکار زمانی حدود ۱۰ دقیقه نیاز است.

حالا سعی کنید به آرامی کاغذ را از روی فیبر مدار چاپی جدا کنید و اگر فکر می کنید هنوز بعضی قسمت ها هنوز حالت چسبندگی دارد و ممکن است در صورت کندن ،مدار چاپی را خراب کند اجازه دهید کمی بیشتر خیسانده شود، حالا طرح مدار شما به خوبی روی فیبر مدار چاپی نقش بسته است.

حالا باید مدار چاپی کاملا خشک شود. آرام دستمال را روی آن قرار دهید تا قطره های درشت آب را به خود جذب کند ولی دستمال را به هیچ عنوان روی آن نکشید و اجازه بدهید حدود ۳۰ ثانیه زیر باد پنکه یا کولر بماند.

حذف مس های اضافی روی برد مدار چاپی :

با یکی از روش های زیر باید مس های اضافی روی برد را پاک کنیم تا فقط سیم کشی یا ترک های مدار الکتریکی باقی بماند.

با استفاده از اسید :

متداولترین انتخاب نوع اسید، Ferric chloride است ، نکته مهم خطرناک بودن این ماده شیمیایی است که باید بسیار مراقب باشید و تمام نکات ایمنی را رعایت کنید.

آماده سازی اسید :

بسته به نوع اسیدی که انتخاب می کنید ممکن است ساختار آماده سازی اسید برای از بین بردن مس های اضافی برد PCB متفاوت باشد، بعضی از اسیدها باید با آب گرم مخلوط شود تا آماده استفاده شوند مانند Crystallized Acid و نوع دیگر نیاز به هیچ اقدامی نداشته باشد و آماده استفاده باشد.

برد را به آرامی در محلول اسید آماده غوطه ور کنید. ۳-۵ دقیقه آن را در محلول اسید تکان دهید.

وقتیکه تمام مس های اضافه روی فیبر مدار چاپی پاک شد آن را باید با آب شستشو دهیم. برای حذف مس های اضافه فیبر می توانید از یک سمباده خوب و با کیفیت هم استفاده کنید.

سوراخکاری برد مدار چاپی :

ماشینی که با آن برد PCB باید سوراخکاری شود به صورت اختصاصی برای این کار ساخته شده است با یک سری تنظیمات می توان ازاین ماشین های سوراخکاری در خانه هم استفاده کرد.

حالا می توان قطعات الکترونیک را روی PCB که ساخته اید توسط هویه لحیم کنید.

ساخت مدار چاپی با پرینتر لیزری و دستگاه پرس کارت:

اول برد رو به اندازه دلخواه ببرید و گوشه هاش رو با سوهان قشنگ صاف کنید تا پلیسه نداشته و طرف مسی برد رو با سمباده نرم مثل P360 و مایع ظرف شویی زیر آب بسابید تا تمامی چرک و روغن هاش از بین برد و تمیز تمیز بشه بعد یا بگذارید خودش خشک بشه یا با فشار هوا خشکش کنید ولی بهش دست نزنید

طرح مدار چاپی رو بصورت نرمال و نه mirror شده با پرینتر لیزری دارای تونر کافی و حداکثر غلظت روی کاغذ گلاسه ۹۰ گرمی (روغنی) که تو لوازم تحریری ها هم به همین نام هستش پرینت کنید و از هر طرف طرح حداکثر ۲ سانت از کاغذ بگذارید اضافه بمونه و ببرید

حالا طرح پرینت شده رو روی طرف مسی تمیز و خشک شده فیبر قرار دهید و قشنگ گوشه های طرح رو با گوشه های فیبر فیت کنید و از دو طرف فیبر کاغذ اضافی رو بر گردونید پشت فیبر و نوار چسب بزنید تا کاغذ دقیقاً روی فیبر محکم بمونه و جابجا نشه

دستگاه پرس کارت رو هم از همون اول شروع کار روشن کنید و درجه دماش رو بگذارید روی حداکثر دما تا خوب داغ بشه

وقتی خوب داغ شد فیبر رو که طرف مسی که کاغذ روشه رو به بالا بگیرید و از یک طرف بدید به دستگاه پرس کارت تا غلطک هاش فیبر و بکشه تو و بعد از چند ثانیه از اون طرف بده بیرون بعد کلید ریورس رو بزنید تا از اون ور بکشه تو و از این ور بده بیرون اینکار رو برای حدود ده دقیقه انجام بدید تا کاغذ تونر دار قشنگ پرس بشه به طرف مسی فیبر و مسیر های طرح مدار قشنگ روی فیبر و از روی کاغذ مشخص بشه

یک ظرف پر از آب سرد و هم اندازه فیبر رو هم آماده داشته باشید تا سریع فیبر داغی که طرح روش پرس شده رو از دستگاه بردارید و بندازید داخل آب سرد با تغییر ناگهانی دما به نوعی تونر از کاغذ کنده میشه و روی مس میمونه بگذارید کاغذ روی فیبر ده دقیقه ای قشنگ خیس بخوره و آب بره ریزش بعدش داخل همون آب با انگشتان دست روی کاغذ روی فیبر بکشید تا کاغذ به حالت خمیر مانند از روی فیبر کنده بشه این کار رو بطور مرتب و یکنواخت و با کمترین فشار تکرار کنید تا فقط تونر روی فیبر بمونه و تمامی کاغذهای بین ترک ها و پدها و داخل سوراخ پدها و جاهای خالی کنده بشه

اگه کاغذ جایی از فیبر یا داخل سوراخ های پدها موند با یک ابزار نوک تیز به آرامی اون رو بکنید تا کاغذی باقی نمونه و جلوی نفوذ اسید رو نگیره اگرم جایی از تونرهای روی فیبر کنده شده با ماژیک ضد آب جاهای کنده شده رو ترمیم کنید تا اسید اونجاها رو نخوره

بعد از اتمام تمامی مراحل فیبر رو بندازید داخل اسید که هم غلظت مناسبی داشته باشه هم خوب داغ شده باشه بعد از چند دقیقه بسته به سایز فیبر فیبر اسید کاری شده کاملاً آماده است برای پاک کردن تونرها من تمیز ترین راهی که دیدم سابیدن با سمباده نرم P360 داخل آب هستش

برای سوراخکاری دستی هم باید سوراخ تمامی پدها رو ۲۰ میل (امپریال) تنظیم کنید تا فقط به اندازه گیر کردن نوک مته فضای بدون مس وسط پدها وجود داشته باشه نه بیشتر و ترجیحاً اول کل پدها رو با مته ۰/۸ میلیمتر سوراخ کنید و بعد اگه سوراخ بزرگ تری لازم بود با مته مناسب انجامش بدید سوراخکاری هم ترجیحاً با دریل پایه دار یا فرز انجام بدید تا سوراخ ها قشنگ سنتر در بیاد

برای اب کاری قلع هم باید آب مقطر و اسید سولفوریک و کلرید قلع و تیوره تهیه کنید

یه ۱۰۰ سی سی آب مقطر رو با ۲۰ سی سی اسید سولفوریک و ۵ گرم پودر قلع و ۲۰ گرم تیوره با هم مخلوط کنید یه مایع دوغ مانندی بدست میاد بعد بورد بندازید داخلش و مثل اسید کاری تکونش بدید و تمام.

وضعیت واحد های فعال برد تولید مدار چاپی

در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای تولید برد مدار چاپی در کشور به تفکیک استان آمده است .

وضعیت واردات و صادرات برد مدار چاپی

نمودار واردات و صادرات برد مدار چاپی در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.

 

قیمت برد مدار چاپی

قیمت یک PCB براساس سایز آن و حضور یا عدم حضور لایه های Silkscreen و Soldermask متغیر است و به این صورت است که چاپ یک برد برای بار اول هزینه ای در رنج چند صد هزار تومانی دارد ولی چاپ همان برد برای تیراژ بالاتر هزینه های به مراتب کمتری در بردارد.

 

خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار تولید برد مدار چاپی

ظرفیت تولید سالیانه : ۴۰۰ هزار متر مربع
نرخ برابری دلار : ۲۳۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۲۰۰۰ مترمربع
زیر بنا : ۶۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۶ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۲.۴ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۷۰۰ میلیون تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۹ درصد

درخواست خدمات مشاوره سرمایه گذاری

برای تحقق یک ایده به کسب وکار موفق باید آن را از ابعاد گوناگون مانند بازار، توجیه اقتصادی، شرایط سرمایه گذاری، مدل سازی کسب وکار، زیرساخت های فنی و فرآیند های تولید مورد مطالعه قرار گیرد.
در صورت تمایل به دریافت خدمات (مطالعه فرصت سرمایه گذاری، تحقیقات بازار، طراحی مدل کسب و کار و سیستم سازی کسب و کار) می توانید پرسشنامه درخواست خدمات مشاوره را تکمیل نمایئد و یا با دفتر شرکت تماس حاصل فرمائید.

درخواست تهیه طرح توجیهی

این طرح صرفا به عنوان یک ایده سرمایه گذاری مطرح می شود. جداول و نمودارها تقریبی است.

امکان سرمایه گذاری با ظرفیتهای مختلف و به تبع آن سطح سرمایه گذاری کمتر و بیشتر از میزان اعلام شده نیز وجود دارد.

درصورت نیاز به تدوین طرح توجیهی می توانید با شرکت تماس حاصل فرمایید یا فرم اولیه سفارش طرح را تکمیل نمائید.

 

 

درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید: