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पीसीबी बोर्ड और उसके आवेदन क्षेत्र का परिचय

2021-07-06

मुद्रित सर्किट बोर्ड:
एक मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) एक भौतिक आधार या मंच है जिस पर इलेक्ट्रॉनिक घटकों को वेल्ड किया जा सकता है। तांबे के निशान इन घटकों को एक दूसरे से जोड़ते हैं और पीसीबी को उस तरह से कार्य करने में सक्षम बनाते हैं जिस तरह से इसे डिज़ाइन किया गया है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक उपकरण का मूल है, यह इलेक्ट्रॉनिक उपकरण के अनुप्रयोग के आधार पर किसी भी आकार और आकार का हो सकता है। पीसीबी के लिए सबसे आम सब्सट्रेट/सब्सट्रेट सामग्री FR-4 है। FR-4-आधारित PCB आमतौर पर कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में पाए जाते हैं, और उनका निर्माण आम है। बहुपरत पीसीबी की तुलना में, सिंगल-साइडेड और डबल-साइडेड पीसीबी निर्माण में आसान होते हैं।

FR-4 PCB ग्लास फाइबर और एपॉक्सी रेजिन से बना होता है जिसे लैमिनेटेड कॉपर क्लैडिंग के साथ जोड़ा जाता है। जटिल बहुपरत (12 परत तक) पीसीबी के कुछ प्रमुख उदाहरण कंप्यूटर ग्राफिक्स कार्ड, मदरबोर्ड, माइक्रोप्रोसेसर बोर्ड, एफपीजीए, सीपीएलडी, हार्ड ड्राइव, आरएफ एलएनए, उपग्रह संचार एंटीना फीड, स्विचिंग मोड बिजली की आपूर्ति, एंड्रॉइड फोन और बहुत कुछ हैं। . ऐसे कई उदाहरण हैं जहां साधारण सिंगल-लेयर और डबल-लेयर पीसीबी का उपयोग किया जाता है, जैसे सीआरटी टीवी, एनालॉग ऑसिलोस्कोप, हैंड-हेल्ड कैलकुलेटर, कंप्यूटर चूहों, एफएम रेडियो सर्किट।

पीसीबी का आवेदन:
1. चिकित्सा उपकरण:
चिकित्सा विज्ञान में आज की प्रगति पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग की तीव्र वृद्धि के कारण है। अधिकांश चिकित्सा उपकरण जैसे पीएच मीटर, दिल की धड़कन सेंसर, तापमान माप, ईसीजी / ईईजी मशीन, एमआरआई मशीन, एक्स-रे, सीटी स्कैन, ब्लड प्रेशर मशीन, ग्लूकोज स्तर मापने वाले उपकरण, इनक्यूबेटर, माइक्रोबायोलॉजिकल डिवाइस और कई अन्य उपकरण अलग-अलग आधारित होते हैं। इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी। ये पीसीबी आमतौर पर कॉम्पैक्ट होते हैं और इनका आकार छोटा होता है। घनत्व का मतलब है कि छोटे एसएमटी घटकों को छोटे पीसीबी आकारों में रखा जाता है। इन चिकित्सा उपकरणों को छोटा, पोर्टेबल, हल्का और संचालित करने में आसान बनाया जाता है।

2. औद्योगिक उपकरण।
पीसीबी का व्यापक रूप से विनिर्माण, कारखानों और आसन्न कारखानों में भी उपयोग किया जाता है। इन उद्योगों में सर्किट द्वारा संचालित उच्च शक्ति वाले यांत्रिक उपकरण होते हैं जो उच्च शक्ति पर संचालित होते हैं और उच्च धारा की आवश्यकता होती है। ऐसा करने के लिए, पीसीबी के ऊपर तांबे की एक मोटी परत दबाई जाती है, जो परिष्कृत इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी से अलग होती है, जहां इन उच्च शक्ति वाले पीसीबी की धारा 100 एम्पीयर जितनी अधिक होती है। आर्क वेल्डिंग, बड़े सर्वो मोटर ड्राइवर, लेड-एसिड बैटरी चार्जर, सैन्य उद्योग, कपड़ों के सूती करघे और अन्य अनुप्रयोगों में यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

3. प्रकाश।
जब प्रकाश की बात आती है, तो दुनिया ऊर्जा कुशल समाधानों की ओर बढ़ रही है। ये हैलोजन बल्ब अब कम ही मिलते हैं, लेकिन अब हम चारों ओर एलईडी लाइटें और उच्च तीव्रता वाली एलईडी देखते हैं। ये छोटे एल ई डी उच्च चमक प्रकाश प्रदान करते हैं और एल्यूमीनियम सब्सट्रेट के आधार पर पीसीबी पर लगाए जाते हैं। एल्युमीनियम में गर्मी को अवशोषित करने और इसे हवा में फैलाने का गुण होता है। इसलिए, उच्च शक्ति के कारण, इन एल्यूमीनियम पीसीबी का उपयोग आमतौर पर मध्यम और उच्च शक्ति वाले एलईडी सर्किट के लिए एलईडी लैंप सर्किट में किया जाता है।

4. ऑटोमोटिव और एयरोस्पेस उद्योग।
पीसीबी के लिए एक अन्य अनुप्रयोग मोटर वाहन और एयरोस्पेस उद्योग है। यहां एक सामान्य कारक एक विमान या कार की गति से उत्पन्न होने वाली क्रिया है। इसलिए, इन उच्च बल कंपनों को पूरा करने के लिए, पीसीबी लचीला हो जाता है। तो फ्लेक्स पीसीबी नामक एक पीसीबी का उपयोग किया जाता है। लचीले पीसीबी उच्च कंपन का सामना कर सकते हैं और हल्के वजन के होते हैं, जो अंतरिक्ष यान के कुल वजन को कम कर सकते हैं। इन लचीले पीसीबी को एक संकीर्ण जगह में भी समायोजित किया जा सकता है, जो एक और बड़ा फायदा है। ये लचीले पीसीबी कनेक्टर, इंटरफेस के रूप में काम करते हैं, और इन्हें कॉम्पैक्ट स्पेस जैसे पैनल के पीछे, डैशबोर्ड के नीचे आदि में इकट्ठा किया जा सकता है। कठोर और लचीले पीसीबी के संयोजन का भी उपयोग किया जाता है।
पीसीबी प्रकार:

मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) 8 प्रमुख श्रेणियों में आते हैं। वे

एक तरफा पीसीबी:
सिंगल साइडेड पीसीबी के कंपोनेंट्स केवल एक तरफ लगे होते हैं, दूसरी तरफ कॉपर वायर के लिए इस्तेमाल किया जाता है। RF-4 सब्सट्रेट के एक तरफ एक पतली तांबे की पन्नी की परत लगाई जाती है और फिर इन्सुलेशन प्रदान करने के लिए एक सोल्डर मास्क लगाया जाता है। अंत में, पीसीबी पर C1, R1 और अन्य घटकों की अंकन जानकारी प्रदान करने के लिए स्क्रीन प्रिंटिंग का उपयोग किया जाता है। ये सिंगल-लेयर पीसीबी बड़े पैमाने पर डिजाइन और निर्माण में आसान हैं, उच्च मांग में हैं, और खरीदने के लिए सस्ते हैं। आमतौर पर घरेलू उत्पादों जैसे जूसर/ब्लेंडर, चार्जिंग पंखे, कैलकुलेटर, छोटे बैटरी चार्जर, खिलौने, टीवी रिमोट कंट्रोल आदि में उपयोग किया जाता है।

डबल पीसीबी:
दो तरफा पीसीबी बोर्ड के दोनों किनारों पर तांबे की परत पीसीबी पर लगाया जाता है। ड्रिल होल जिसमें लीड के साथ टीएचटी तत्व स्थापित होते हैं। ये छेद तांबे की रेल के माध्यम से एक हिस्से को दूसरे हिस्से से जोड़ते हैं। घटक लीड छेद से गुजरते हैं, अतिरिक्त लीड को कटर द्वारा काटा जाता है, और लीड को छेद में वेल्ड किया जाता है। यह सब मैन्युअल रूप से किया जाता है। आपके पास पीसीबी की 2 परतों के साथ एसएमटी घटक और टीएचटी घटक भी हो सकते हैं। एसएमटी घटकों के लिए किसी छेद की आवश्यकता नहीं होती है, लेकिन पैड पीसीबी पर बने होते हैं और एसएमटी घटकों को रिफ्लो सोल्डरिंग द्वारा पीसीबी में तय किया जाता है। श्रीमती घटक पीसीबी पर बहुत कम जगह लेते हैं, इसलिए वे अधिक कार्यों को प्राप्त करने के लिए बोर्ड पर अधिक खाली स्थान का उपयोग कर सकते हैं। दो तरफा पीसीबी का उपयोग बिजली की आपूर्ति, एम्पलीफायर, डीसी मोटर चालक, उपकरण सर्किट आदि के लिए किया जाता है।

बहुपरत पीसीबी:
बहुपरत पीसीबी बहु-परत 2-परत पीसीबी से बना होता है, जो यह सुनिश्चित करने के लिए ढांकता हुआ इन्सुलेशन परतों के बीच सैंडविच होता है कि बोर्ड और घटक अति ताप से क्षतिग्रस्त नहीं होते हैं। बहुपरत पीसीबी विभिन्न आकार और परतों में उपलब्ध हैं, जो 4-लेयर से लेकर 12-लेयर पीसीबी तक हैं। जितनी अधिक परतें, उतना ही जटिल सर्किट, उतना ही जटिल पीसीबी लेआउट डिजाइन।
बहुपरत पीसीबी में आमतौर पर अलग ग्राउंडिंग लेयर, पावर लेयर, हाई-स्पीड सिग्नल लेयर, सिग्नल अखंडता विचार और थर्मल प्रबंधन होता है। सामान्य अनुप्रयोग सैन्य आवश्यकताएं, एयरोस्पेस और एयरोस्पेस इलेक्ट्रॉनिक्स, उपग्रह संचार, नेविगेशन इलेक्ट्रॉनिक्स, जीपीएस ट्रैकिंग, रडार, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग और इमेज प्रोसेसिंग हैं।

कठोर पीसीबी:
ऊपर चर्चा किए गए सभी पीसीबी प्रकार कठोर पीसीबी श्रेणी से संबंधित हैं। कठोर पीसीबी में एफआर -4, रोजर्स, फेनोलिक और एपॉक्सी रेजिन जैसे ठोस सब्सट्रेट होते हैं। ये बोर्ड झुकते और मुड़ते नहीं हैं, लेकिन 10 या 20 साल तक कई वर्षों तक आकार में रह सकते हैं। यही कारण है कि कठोर पीसीबी की कठोरता, मजबूती और कठोरता के कारण कई इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का लंबा जीवन होता है। कंप्यूटर और लैपटॉप के लिए पीसीबी कठोर होते हैं, और कई होम टीवी, एलसीडी और एलईडी टीवी कठोर पीसीबी से बने होते हैं। उपरोक्त सभी एक तरफा, दो तरफा और बहुपरत पीसीबी अनुप्रयोग कठोर पीसीबी पर भी लागू होते हैं।

एक लचीला पीसीबी या लचीला पीसीबी कठोर नहीं होता है, लेकिन यह लचीला होता है और इसे आसानी से मोड़ा जा सकता है। उनके पास लोच, उच्च गर्मी प्रतिरोध और उत्कृष्ट विद्युत गुण हैं। फ्लेक्स पीसीबी के लिए सब्सट्रेट सामग्री प्रदर्शन और लागत पर निर्भर करती है। फ्लेक्स पीसीबी के लिए सामान्य सब्सट्रेट सामग्री पॉलियामाइड (पीआई) फिल्म, पॉलिएस्टर (पीईटी) फिल्म, पेन और पीटीएफई हैं।
फ्लेक्स पीसीबी की निर्माण लागत केवल कठोर पीसीबी नहीं है। उन्हें मोड़ा जा सकता है या कोनों के चारों ओर लपेटा जा सकता है। वे अपने कठोर समकक्षों की तुलना में कम जगह लेते हैं। वे वजन में हल्के होते हैं लेकिन उनमें आंसू शक्ति बहुत कम होती है।

कठोर और लचीले पीसीबी का संयोजन कई जगहों में महत्वपूर्ण है - और वजन-बाधित अनुप्रयोगों में। उदाहरण के लिए, एक कैमरे में, सर्किट जटिल होते हैं, लेकिन कठोर और लचीले पीसीबी के संयोजन से भागों की संख्या कम हो जाएगी और पीसीबी का आकार कम हो जाएगा। दो पीसीबी की वायरिंग को एक पीसीबी पर भी जोड़ा जा सकता है। सामान्य अनुप्रयोग डिजिटल कैमरा, मोबाइल फोन, कार, लैपटॉप और चलती भागों वाले उपकरण हैं

उच्च गति पीसीबी:
उच्च गति या उच्च आवृत्ति वाले पीसीबी पीसीबी होते हैं जिनका उपयोग 1GHz से अधिक आवृत्तियों पर सिग्नल संचार से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। इस मामले में, सिग्नल अखंडता मुद्दे चलन में आते हैं। डिजाइन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एचएफ पीसीबी सब्सट्रेट की सामग्री को सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए।
आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री पॉलीफेनिलीन (पीपीओ) और पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन हैं। इसमें स्थिर ढांकता हुआ स्थिरांक और छोटा ढांकता हुआ नुकसान होता है। वे कम पानी सोखते हैं लेकिन लागत अधिक होती है।
कई अन्य ढांकता हुआ सामग्री में परिवर्तनीय ढांकता हुआ स्थिरांक होता है जो प्रतिबाधा परिवर्तन का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप हार्मोनिक और डिजिटल सिग्नल की विकृति होती है और सिग्नल अखंडता का नुकसान होता है

एल्यूमिनियम आधारित पीसीबीएस सब्सट्रेट सामग्री में प्रभावी गर्मी अपव्यय की विशेषताएं हैं। कम तापीय प्रतिरोध के कारण, एल्यूमीनियम आधारित पीसीबी कूलिंग अपने कॉपर-आधारित समकक्ष की तुलना में अधिक कुशल है। यह हवा में और पीसीबी के गर्म जंक्शन क्षेत्र में गर्मी विकीर्ण करता है।

कई एलईडी लैंप सर्किट, उच्च चमक एलईडी एल्यूमीनियम समर्थित पीसीबी से बने होते हैं।

एल्यूमिनियम एक प्रचुर मात्रा में धातु है और मेरे लिए सस्ता है, इसलिए पीसीबी की लागत कम है। एल्युमिनियम रिसाइकिल और नॉन-टॉक्सिक है, जो इसे पर्यावरण के अनुकूल बनाता है। एल्यूमिनियम मजबूत और टिकाऊ है, इस प्रकार विनिर्माण, परिवहन और असेंबली के दौरान नुकसान को कम करता है
ये सभी विशेषताएं एल्यूमीनियम आधारित पीसीबी को उच्च-वर्तमान अनुप्रयोगों जैसे मोटर नियंत्रक, भारी शुल्क बैटरी चार्जर और उच्च चमक एलईडी रोशनी के लिए फायदेमंद बनाती हैं।

निष्कर्ष:
हाल के वर्षों में, पीसीबी सरल सिंगल-लेयर संस्करणों से विकसित हुए हैं जो अधिक जटिल प्रणालियों के लिए उपयुक्त हैं, जैसे कि उच्च आवृत्ति वाले टेफ्लॉन पीसीबी।
पीसीबी अब आधुनिक तकनीक और विकसित विज्ञान के लगभग हर क्षेत्र में व्याप्त है। माइक्रोबायोलॉजी, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, नैनोसाइंस एंड टेक्नोलॉजी, एयरोस्पेस इंडस्ट्री, मिलिट्री, एवियोनिक्स, रोबोटिक्स, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और अन्य क्षेत्र सभी प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) बिल्डिंग ब्लॉक्स के विभिन्न रूपों पर आधारित हैं।