اگر یک موبایل، منبع تغذیه، برد آردوینو، کنترلر صنعتی یا حتی یک اسباب‌بازی الکترونیکی را باز کنید، معمولاً مجموعه‌ای از قطعات را روی یک صفحه سبز، آبی، مشکی یا رنگ دیگر می‌بینید. این بستر PCB یا برد مدار چاپی است. اما دقیقاً PCB چیست، چه تفاوتی با شماتیک دارد، از چه لایه‌هایی تشکیل شده و چگونه از یک فایل طراحی به بردی قابل مونتاژ تبدیل می‌شود؟

در این راهنما علاوه بر تعریف PCB، با مفاهیمی مانند Trace، Pad، Via، Solder Mask، Silkscreen، Stackup و Surface Finish آشنا می‌شویم و تفاوت PCB تک‌لایه، دولایه، چندلایه، Rigid، Flex و Metal Core را بررسی می‌کنیم.

PCB چیست؟

Printed Circuit Board بستری عایق و ساختاریافته است که روی آن لایه‌هایی از مس برای ایجاد اتصال الکتریکی بین قطعات شکل داده می‌شوند.

PCB معمولاً علاوه بر لایه‌های مسی شامل مواد عایق، Solder Mask، Silkscreen، سوراخ‌ها و Surface Finish نیز هست.

برخلاف سیم‌کشی نقطه‌به‌نقطه، مسیرهای الکتریکی در PCB از قبل در Layout مشخص شده‌اند و می‌توان همان طراحی را با تکرارپذیری بالا تولید کرد.

تفاوت شماتیک و PCB چیست؟

شماتیک و PCB دو مرحله متفاوت از طراحی یک مدار هستند.

PCB و PCBA چه تفاوتی دارند؟

این دو اصطلاح بارها به‌جای یکدیگر استفاده می‌شوند اما دقیقاً یک معنی ندارند.

PCB معمولاً به برد مدار چاپی خام یا Bare Board گفته می‌شود.

PCBA مخفف Printed Circuit Board Assembly است و به بردی گفته می‌شود که قطعات الکترونیکی روی آن مونتاژ و لحیم شده‌اند.

اجزای اصلی PCB چیست؟

1. Substrate یا ماده پایه

قسمت عایق و مکانیکی برد است. در PCBهای رایج Rigid، یکی از مواد پرکاربرد خانواده FR-4 است که از ساختار رزین اپوکسی تقویت‌شده با الیاف شیشه تشکیل می‌شود.

2. Copper Layer

لایه‌های رسانای مسی هستند که Trace، Pad و Plane از آن‌ها ساخته می‌شوند.

3. Trace

Trace مسیر باریک مسی است که اتصال الکتریکی بین نقاط مختلف مدار را ایجاد می‌کند.

عرض Trace باید براساس جریان، ضخامت Copper، افزایش دمای مجاز، فضای موجود و در برخی طراحی‌ها Impedance انتخاب شود.

4. Pad

Pad سطح مسی‌ای است که پایه قطعه روی آن لحیم می‌شود یا Hole/Via با آن ارتباط دارد.

5. Via

Via اتصال عمودی بین لایه‌های مختلف PCB است. در بسیاری از Viaها دیواره سوراخ با مس پوشانده می‌شود تا ارتباط الکتریکی ایجاد شود.

برای مطالعه دقیق‌تر درباره PTH، Copper Barrel و سوراخ‌های متالیزه مقاله برد متالیزه چیست؟ را مطالعه کنید.

6. Copper Plane

به‌جای یک Track باریک، ممکن است سطح بزرگی از یک لایه برای Ground، Power یا کاربردهای دیگر به Copper اختصاص پیدا کند.

7. Solder Mask

Solder Mask پوشش عایق روی بخش زیادی از سطح PCB است که Copper را محافظت می‌کند و Padهایی که باید لحیم شوند از طریق Opening در آن در دسترس قرار می‌گیرند.

رنگ سبز بسیار رایج است، اما Solder Mask می‌تواند رنگ‌های دیگری نیز داشته باشد.

8. Silkscreen

Silkscreen شامل علائم و نوشته‌هایی مانند Reference Designator، Pin 1، Polarities، Logo یا اطلاعات مونتاژ است.

9. Surface Finish

روی Copper Exposed مانند Padها معمولاً یک Surface Finish قرار می‌گیرد تا مس تا زمان مونتاژ قابل لحیم‌کاری باقی بماند.

نمونه‌های رایج:

• HASL
• Lead-Free HASL
• ENIG
• OSP
• Immersion Tin
• Immersion Silver

Core و Prepreg در PCB چندلایه چیست؟

در PCB چندلایه فقط Copper وجود ندارد. لایه‌های رسانا باید با مواد عایق از یکدیگر جدا شوند.

Core یک Laminate نسبتاً سخت است که معمولاً در دو طرف خود Copper دارد.

Prepreg ماده عایقی نیمه‌پخت است که هنگام Lamination با فشار و حرارت عمل کرده و لایه‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند.

ترتیب Copper، Core و Prepregها همان چیزی است که به آن PCB Stackup گفته می‌شود.

انواع PCB از نظر تعداد لایه

PCB تک‌لایه

در ساده‌ترین ساختار، یک لایه Copper برای مسیرهای مدار وجود دارد. این نوع PCB برای بسیاری از مدارهای ساده و کم‌تراکم قابل استفاده است.

PCB دولایه

در PCB دولایه، Copper روی Top و Bottom وجود دارد و معمولاً از PTH یا Via برای ایجاد اتصال بین دو سمت استفاده می‌شود.

PCB چندلایه

در Multilayer PCB چندین Copper Layer داخل Stackup قرار می‌گیرند. بعضی از این لایه‌ها می‌توانند Signal Layer و بعضی Ground یا Power Plane باشند.

افزایش تعداد لایه صرفاً برای «جا دادن Track بیشتر» نیست؛ ساختار Stackup روی Signal Integrity، EMI، Return Path و Power Distribution نیز اثر دارد.

انواع PCB از نظر ساختار

Viaهای مختلف در PCB چه هستند؟

در PCB چندلایه برای ارتباط لایه‌ها از انواع مختلف Via استفاده می‌شود.

• Through Via: از تمام ضخامت برد عبور می‌کند.
• Blind Via: از یک لایه خارجی به یک یا چند لایه داخلی می‌رسد.
• Buried Via: فقط بین لایه‌های داخلی قرار دارد.
• Microvia: Via بسیار کوچک مورد استفاده در ساختارهای HDI.

انتخاب نوع Via بر تراکم Layout، هزینه و پیچیدگی ساخت PCB اثر دارد.

PCB چگونه طراحی می‌شود؟

طراحی PCB پیش از کارخانه آغاز می‌شود. یک Workflow ساده معمولاً شامل مراحل زیر است:

1. طراحی یا بررسی Schematic
2. انتخاب قطعات
3. تطبیق Symbol و Footprint
4. تعریف Board Shape
5. تعیین Layer Stack
6. تعریف Design Rules
7. Component Placement
8. Routing
9. ایجاد Copper Plane و Polygon
10. اجرای DRC
11. بررسی 3D و Mechanical
12. تولید فایل‌های ساخت

برای طراحی PCB از چه نرم‌افزارهایی استفاده می‌شود؟

از نرم‌افزارهای رایج طراحی PCB می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• Altium Designer
• KiCad
• Autodesk Fusion Electronics

Autodesk EAGLE در گذشته بسیار رایج بود، اما Autodesk عرضه و پشتیبانی آن را از ژوئن 2026 متوقف کرده و Fusion Electronics مسیر فعلی این شرکت برای طراحی الکترونیک است.

اگر می‌خواهید با Workflow آلتیوم آشنا شوید، مقاله آلتیوم دیزاینر چیست؟ را نیز مطالعه کنید.

مراحل ساخت PCB در کارخانه چگونه است؟

جزئیات فرآیند به نوع PCB و کارخانه بستگی دارد، اما برای یک PCB Rigid چندلایه می‌توان یک روند کلی را در نظر گرفت.

1. آماده‌سازی فایل‌های تولید

فایل‌های CAD و Manufacturing بررسی می‌شوند و Tooling، Artwork، Drill Data و اطلاعات موردنیاز ساخت آماده می‌شوند.

2. ساخت لایه‌های داخلی

Pattern مس روی Inner Layerها ایجاد می‌شود و Copper اضافی توسط Etching حذف می‌شود.

3. Layup و Lamination

Core، Prepreg و Copper Layerها با ترتیب Stackup روی یکدیگر قرار گرفته و تحت فشار و حرارت Laminate می‌شوند.

4. Drilling

سوراخ‌های موردنیاز برای Via، Through-Hole و بخش‌های مکانیکی ایجاد می‌شوند.

5. Hole Preparation و Plating

در سوراخ‌های متالیزه دیواره Hole آماده و با Copper پوشانده می‌شود تا ارتباط الکتریکی بین لایه‌ها شکل بگیرد.

6. ساخت Pattern لایه‌های خارجی

مس اضافی لایه‌های بیرونی حذف شده و Track، Pad و سایر نواحی Copper شکل نهایی می‌گیرند.

7. Solder Mask

پوشش محافظ روی برد اعمال می‌شود و Padهای موردنیاز لحیم‌کاری باز باقی می‌مانند.

8. Surface Finish

روی Copperهای Exposed مانند Padها Finish مناسب اعمال می‌شود.

9. Silkscreen

Reference، Logo، Polarities و اطلاعات مونتاژ روی برد چاپ می‌شود.

10. Electrical Test و Inspection

اتصال‌ها و وجود Short/Open بررسی می‌شوند و برد از نظر کیفیت ساخت کنترل می‌شود.

11. Routing و Profiling

بردها از Panel جدا شده و شکل نهایی PCB ایجاد می‌شود.

PCB Assembly چگونه انجام می‌شود؟

بعد از آماده شدن Bare PCB، قطعات می‌توانند توسط روش‌های مختلف روی آن مونتاژ شوند.

SMT

قطعات Surface-Mount روی Padهای سطح برد قرار می‌گیرند و معمولاً با Solder Paste و Reflow لحیم می‌شوند.

THT

پایه قطعات Through-Hole از Hole عبور کرده و در طرف دیگر یا با فرآیند مناسب لحیم می‌شود.

بسیاری از PCBAها ترکیبی از SMT و THT هستند.

Gerber چیست؟

Gerber یکی از فرمت‌های متداول برای انتقال اطلاعات لایه‌های PCB به کارخانه است.

اما یک سفارش PCB فقط به Gerber محدود نیست و بسته به فرآیند ممکن است اطلاعاتی مانند:

• Gerber Layers
• NC Drill
• Board Outline
• Fabrication Drawing
• Stackup Information
• Pick & Place برای مونتاژ
• BOM برای Assembly

نیاز باشد.

PCB کجا استفاده می‌شود؟

PCB تقریباً در تمام سامانه‌های الکترونیکی مدرن حضور دارد.

مزایای استفاده از PCB چیست؟

• اتصال تکرارپذیر قطعات
• کاهش سیم‌کشی دستی
• امکان طراحی مدارهای فشرده
• قابلیت تولید انبوه و مونتاژ ماشینی
• امکان استفاده از Ground و Power Plane
• کنترل بهتر مسیرهای Signal و Power
• امکان طراحی Multilayer و High-Density
• کاهش خطاهای مونتاژ نسبت به سیم‌کشی نقطه‌به‌نقطه
• امکان تعریف قواعد ساخت و تست خودکار طراحی

PCB همیشه سبز است؟

خیر. رنگ سبز معمولاً متعلق به Solder Mask است و PCB می‌تواند Solder Mask سبز، قرمز، مشکی، سفید، بنفش، آبی یا رنگ‌های دیگر داشته باشد.

رنگ Solder Mask به‌تنهایی مشخص‌کننده جنس Substrate یا تعداد لایه‌های برد نیست.

چطور بفهمیم یک PCB چندلایه است؟

تنها نگاه کردن به سطح برد همیشه کافی نیست. ممکن است PCB ظاهراً فقط Top و Bottom داشته باشد اما در داخل چند Copper Layer دیگر برای Signal، Ground یا Power وجود داشته باشد.

اطلاعات دقیق Layer Count از فایل طراحی، Stackup یا مدارک کارخانه مشخص می‌شود.

برای شروع طراحی PCB به چه چیزهایی نیاز داریم؟

قبل از اینکه مستقیم وارد PCB Layout شوید، بهتر است این مفاهیم را یاد بگیرید:

1. خواندن شماتیک
2. شناخت قطعات و Datasheet
3. Symbol و Footprint
4. Voltage و Current
5. Ground و Power
6. Trace Width
7. Placement
8. Via و Layer
9. Design Rules
10. خروجی Fabrication

اشتباهات رایج درباره PCB

برای مونتاژ و تست PCB به چه تجهیزاتی نیاز داریم؟

بسته به پروژه ممکن است تجهیزاتی مانند این‌ها موردنیاز باشند:

• هویه و نوک مناسب
• سیم لحیم
• Flux
• هیتر یا Hot Air
• مولتی‌متر
• منبع تغذیه آزمایشگاهی
• پنس و ابزار مونتاژ
• بردبرد یا Prototype Board برای تست اولیه
• قطعات SMD و Through-Hole

سؤالات متداول درباره PCB

PCB مخفف چیست؟

PCB مخفف Printed Circuit Board به معنی برد مدار چاپی است؛ بستری که اتصالات فیزیکی مدار و محل مونتاژ قطعات را فراهم می‌کند.

فرق PCB و بردبرد چیست؟

Breadboard برای نمونه‌سازی بدون لحیم بسیار مناسب است و اتصالات آن قابل تغییر هستند. PCB دارای Layout مشخص و اتصال‌های مسی ثابت است و برای نمونه نهایی یا تولید تکرارپذیر مناسب‌تر است.

آیا PCB دولایه حتماً متالیزه است؟

الزاماً نه؛ اما در PCBهای دولایه صنعتی معمولاً از PTH و Via متالیزه برای اتصال Top و Bottom استفاده می‌شود. جزئیات باید براساس نوع ساخت برد بررسی شوند.

جمع‌بندی

اگر بخواهیم ساده پاسخ دهیم PCB چیست، PCB بستر فیزیکی مدار الکترونیکی است که قطعات را نگه می‌دارد و ارتباط آن‌ها را با استفاده از ساختارهای مسی مانند Trace، Pad، Via و Plane برقرار می‌کند.

PCB می‌تواند تک‌لایه، دولایه یا چندلایه و از نوع Rigid، Flexible، Rigid-Flex، Metal Core یا HDI باشد. ساختار دقیق آن براساس نیاز الکتریکی، مکانیکی، حرارتی و هزینه پروژه انتخاب می‌شود.

شناخت PCB فقط برای کسانی که برد طراحی می‌کنند مفید نیست؛ تعمیرکار، دانشجو، مونتاژکار و حتی کسی که قطعه انتخاب می‌کند با درک مفاهیمی مانند Layer، Via، Footprint، Solder Mask و Surface Finish تصمیم‌های دقیق‌تری خواهد گرفت.