इलेक्ट्रिकल इंजीनियरों को अक्सर पीसीबी डिज़ाइन के लिए परतों की इष्टतम संख्या निर्धारित करने की दुविधा का सामना करना पड़ता है।क्या अधिक परतों या कम परतों का उपयोग करना बेहतर है?आप पीसीबी के लिए परतों की संख्या पर निर्णय कैसे लेते हैं?
1.पीसीबी परत का क्या अर्थ है?
पीसीबी की परतें तांबे की परतों को संदर्भित करती हैं जो सब्सट्रेट के साथ लेमिनेट की जाती हैं।सिंगल-लेयर पीसीबी को छोड़कर जिनमें केवल एक तांबे की परत होती है, दो या दो से अधिक परतों वाले सभी पीसीबी में परतों की संख्या सम होती है।घटकों को सबसे बाहरी परत पर टांका लगाया जाता है, जबकि अन्य परतें वायरिंग कनेक्शन के रूप में काम करती हैं।हालाँकि, कुछ उच्च-स्तरीय पीसीबी आंतरिक परतों के भीतर घटकों को भी एम्बेड करेंगे।
पीसीबी का उपयोग उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव, दूरसंचार, एयरोस्पेस, सैन्य और चिकित्सा जैसे विभिन्न उद्योगों में विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और मशीनरी के निर्माण के लिए किया जाता है।
उद्योग.किसी विशिष्ट बोर्ड की परतों की संख्या और आकार पीसीबी की शक्ति और क्षमता निर्धारित करते हैं।जैसे-जैसे परतों की संख्या बढ़ती है, वैसे-वैसे कार्यक्षमता भी बढ़ती है।
2.पीसीबी परतों की संख्या कैसे निर्धारित करें?
पीसीबी के लिए परतों की उचित संख्या तय करते समय, एकल या दोहरी परतों की तुलना में एकाधिक परतों का उपयोग करने के लाभों पर विचार करना महत्वपूर्ण है।साथ ही, मल्टीलेयर डिज़ाइन की तुलना में सिंगल लेयर डिज़ाइन का उपयोग करने के फायदों पर विचार करना भी आवश्यक है।इन कारकों का मूल्यांकन निम्नलिखित पाँच दृष्टिकोणों से किया जा सकता है:
2-1.पीसीबी का उपयोग कहां किया जाएगा?
पीसीबी बोर्ड के लिए विशिष्टताओं का निर्धारण करते समय, उस इच्छित मशीन या उपकरण पर विचार करना महत्वपूर्ण है जिसमें पीसीबी का उपयोग किया जाएगा, साथ ही ऐसे उपकरणों के लिए विशिष्ट सर्किट बोर्ड आवश्यकताओं पर भी विचार करना महत्वपूर्ण है।इसमें यह पहचानना शामिल है कि क्या पीसीबी बोर्ड का उपयोग परिष्कृत और में किया जाएगा
जटिल इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद, या बुनियादी कार्यक्षमता वाले सरल उत्पाद।
2-2.पीसीबी के लिए किस कार्यशील आवृत्ति की आवश्यकता है?
पीसीबी को डिज़ाइन करते समय कार्य आवृत्ति के मुद्दे पर विचार करने की आवश्यकता है क्योंकि यह पैरामीटर पीसीबी की कार्यक्षमता और क्षमता निर्धारित करता है।उच्च गति और परिचालन क्षमताओं के लिए, मल्टी-लेयर पीसीबी आवश्यक हैं।
2-3.परियोजना का बजट क्या है?
विचार करने योग्य अन्य कारक एकल की विनिर्माण लागत हैं
और डबल लेयर पीसीबी बनाम मल्टी-लेयर पीसीबी।यदि आप यथासंभव उच्च क्षमता वाला पीसीबी चाहते हैं, तो लागत अनिवार्य रूप से अपेक्षाकृत अधिक होगी।
कुछ लोग पीसीबी में परतों की संख्या और उसकी कीमत के बीच संबंध के बारे में पूछते हैं।आम तौर पर, पीसीबी में जितनी अधिक परतें होती हैं, उसकी कीमत उतनी ही अधिक होती है।ऐसा इसलिए है क्योंकि मल्टी-लेयर पीसीबी को डिजाइन और निर्माण करने में अधिक समय लगता है और इसलिए लागत अधिक होती है।नीचे दिया गया चार्ट निम्नलिखित शर्तों के तहत तीन अलग-अलग निर्माताओं के लिए मल्टी-लेयर पीसीबी की औसत लागत दिखाता है:
पीसीबी ऑर्डर मात्रा: 100;
पीसीबी आकार: 400 मिमी x 200 मिमी;
परतों की संख्या: 2, 4, 6, 8, 10.
चार्ट तीन अलग-अलग कंपनियों के पीसीबी की औसत कीमत प्रदर्शित करता है, जिसमें शिपिंग लागत शामिल नहीं है।पीसीबी की लागत का मूल्यांकन पीसीबी उद्धरण वेबसाइटों का उपयोग करके किया जा सकता है, जो आपको कंडक्टर प्रकार, आकार, मात्रा और परतों की संख्या जैसे विभिन्न मापदंडों का चयन करने की अनुमति देता है।यह चार्ट केवल तीन निर्माताओं से औसत पीसीबी कीमतों का एक सामान्य विचार प्रदान करता है, और कीमतें परतों की संख्या के अनुसार भिन्न हो सकती हैं।शिपिंग लागत शामिल नहीं है.प्रभावी कैलकुलेटर ऑनलाइन उपलब्ध हैं, जो ग्राहकों को कंडक्टर प्रकार, आकार, मात्रा, परतों की संख्या, इन्सुलेशन सामग्री, मोटाई आदि जैसे विभिन्न मापदंडों के आधार पर अपने मुद्रित सर्किट की लागत का मूल्यांकन करने में मदद करने के लिए स्वयं निर्माताओं द्वारा प्रदान किए जाते हैं।
2-4.पीसीबी के लिए आवश्यक डिलीवरी समय क्या है?
डिलीवरी समय से तात्पर्य सिंगल/डबल/मल्टीलेयर पीसीबी के निर्माण और वितरण में लगने वाले समय से है।जब आपको बड़ी मात्रा में पीसीबी का उत्पादन करने की आवश्यकता होती है, तो डिलीवरी समय को ध्यान में रखना होगा।सिंगल/डबल/मल्टीलेयर पीसीबी के लिए डिलीवरी का समय अलग-अलग होता है और पीसीबी क्षेत्र के आकार पर निर्भर करता है।बेशक, यदि आप अधिक पैसा खर्च करने को तैयार हैं, तो डिलीवरी का समय कम किया जा सकता है।
2-5.पीसीबी को किस घनत्व और सिग्नल परत की आवश्यकता होती है?
पीसीबी में परतों की संख्या पिन घनत्व और सिग्नल परतों पर निर्भर करती है।उदाहरण के लिए, 1.0 के पिन घनत्व के लिए 2 सिग्नल परतों की आवश्यकता होती है, और जैसे-जैसे पिन घनत्व घटता है, आवश्यक परतों की संख्या बढ़ जाएगी।यदि पिन घनत्व 0.2 या उससे कम है, तो पीसीबी की कम से कम 10 परतों की आवश्यकता होती है।
3. विभिन्न पीसीबी परतों के लाभ - सिंगल-लेयर/डबल-लेयर/मल्टी-लेयर।
3-1.सिंगल-लेयर पीसीबी
सिंगल-लेयर पीसीबी का निर्माण सरल है, जिसमें विद्युत प्रवाहकीय सामग्री की दबाई गई और वेल्डेड परतों की एक परत शामिल होती है।पहली परत को कॉपर-क्लैड प्लेट से ढक दिया जाता है, और फिर सोल्डर-प्रतिरोधी परत लगाई जाती है।सिंगल-लेयर पीसीबी का आरेख आम तौर पर परत और इसकी दो कवरिंग परतों का प्रतिनिधित्व करने के लिए तीन रंगीन पट्टियां दिखाता है - ढांकता हुआ परत के लिए ग्रे, तांबा-क्लैड प्लेट के लिए भूरा, और सोल्डर-प्रतिरोध परत के लिए हरा।
लाभ:
● कम विनिर्माण लागत, विशेष रूप से उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के उत्पादन के लिए, जिसकी लागत दक्षता अधिक है।
● घटकों की असेंबली, ड्रिलिंग, सोल्डरिंग और इंस्टॉलेशन अपेक्षाकृत सरल हैं, और उत्पादन प्रक्रिया में समस्याओं का सामना करने की संभावना कम है।
● किफायती और बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त।
●कम घनत्व वाले डिज़ाइन के लिए आदर्श विकल्प।
अनुप्रयोग:
● बेसिक कैलकुलेटर सिंगल-लेयर पीसीबी का उपयोग करते हैं।
● रेडियो, जैसे कि सामान्य व्यापारिक दुकानों में कम कीमत वाली रेडियो अलार्म घड़ियाँ, आमतौर पर सिंगल-लेयर पीसीबी का उपयोग करती हैं।
● कॉफ़ी मशीनें अक्सर सिंगल-लेयर पीसीबी का उपयोग करती हैं।
● कुछ घरेलू उपकरण सिंगल-लेयर पीसीबी का उपयोग करते हैं।
3-2.डबल-लेयर पीसीबी
डबल-लेयर पीसीबी में कॉपर प्लेटिंग की दो परतें होती हैं जिनके बीच में एक इंसुलेटिंग परत होती है।घटकों को बोर्ड के दोनों किनारों पर रखा जाता है, यही कारण है कि इसे दो तरफा पीसीबी भी कहा जाता है।इनका निर्माण तांबे की दो परतों को बीच में एक ढांकता हुआ पदार्थ के साथ जोड़कर किया जाता है, और तांबे का प्रत्येक पक्ष विभिन्न विद्युत संकेतों को संचारित कर सकता है।वे उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं जिनके लिए उच्च गति और कॉम्पैक्ट पैकेजिंग की आवश्यकता होती है।
विद्युत संकेतों को तांबे की दो परतों के बीच रूट किया जाता है, और उनके बीच ढांकता हुआ पदार्थ इन संकेतों को एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करने से रोकने में मदद करता है।डबल-लेयर पीसीबी निर्माण के लिए सबसे आम और किफायती सर्किट बोर्ड है।
डबल-लेयर पीसीबी सिंगल-लेयर पीसीबी के समान होते हैं, लेकिन इनमें उल्टा दर्पण वाला निचला आधा भाग होता है।डबल-लेयर पीसीबी का उपयोग करते समय, ढांकता हुआ परत सिंगल-लेयर पीसीबी की तुलना में अधिक मोटा होता है।इसके अतिरिक्त, ढांकता हुआ सामग्री के ऊपर और नीचे दोनों तरफ तांबे की परत होती है।इसके अलावा, लेमिनेटेड बोर्ड के ऊपर और नीचे सोल्डर प्रतिरोधी परत से ढके होते हैं।
डबल-लेयर पीसीबी का आरेख आमतौर पर तीन-लेयर सैंडविच जैसा दिखता है, जिसके बीच में एक मोटी ग्रे परत ढांकता हुआ का प्रतिनिधित्व करती है, ऊपरी और निचली परतों पर भूरे रंग की धारियां तांबे का प्रतिनिधित्व करती हैं, और ऊपर और नीचे पतली हरी धारियां होती हैं। सोल्डर प्रतिरोध परत का प्रतिनिधित्व करना।
लाभ:
● लचीला डिज़ाइन इसे विभिन्न उपकरणों के लिए उपयुक्त बनाता है।
● कम लागत वाली संरचना जो इसे बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए सुविधाजनक बनाती है।
● सरल डिज़ाइन.
● विभिन्न उपकरणों के लिए उपयुक्त छोटा आकार।
अनुप्रयोग:
डबल-लेयर पीसीबी सरल और जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हैं।डबल-लेयर पीसीबी की सुविधा वाले बड़े पैमाने पर उत्पादित उपकरणों के उदाहरणों में शामिल हैं:
● विभिन्न ब्रांडों की एचवीएसी इकाइयां, आवासीय हीटिंग और कूलिंग सिस्टम सभी में डबल-लेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड शामिल हैं।
● एम्पलीफायर, डबल-लेयर पीसीबी कई संगीतकारों द्वारा उपयोग की जाने वाली एम्पलीफायर इकाइयों से सुसज्जित हैं।
● प्रिंटर, विभिन्न कंप्यूटर परिधीय डबल-लेयर पीसीबी पर निर्भर करते हैं।
3-3.चार-परत पीसीबी
4-परत पीसीबी एक मुद्रित सर्किट बोर्ड है जिसमें चार प्रवाहकीय परतें होती हैं: शीर्ष, दो आंतरिक परतें और नीचे।दोनों आंतरिक परतें कोर हैं, आमतौर पर पावर या ग्राउंड प्लेन के रूप में उपयोग की जाती हैं, जबकि बाहरी शीर्ष और निचली परतों का उपयोग घटकों और रूटिंग सिग्नलों को रखने के लिए किया जाता है।
सतह पर लगे उपकरणों और थ्रू-होल घटकों को जोड़ने के लिए प्लेसमेंट बिंदु प्रदान करने के लिए बाहरी परतें आमतौर पर खुले पैड के साथ सोल्डर प्रतिरोधी परत से ढकी होती हैं।थ्रू-होल का उपयोग आमतौर पर चार परतों के बीच कनेक्शन प्रदान करने के लिए किया जाता है, जिन्हें एक बोर्ड बनाने के लिए एक साथ लेमिनेट किया जाता है।
यहां इन परतों का विवरण दिया गया है:
- परत 1: निचली परत, आमतौर पर तांबे से बनी होती है।यह पूरे सर्किट बोर्ड की नींव के रूप में कार्य करता है, अन्य परतों के लिए समर्थन प्रदान करता है।
- परत 2: पावर परत।इसका नाम इस प्रकार रखा गया है क्योंकि यह सर्किट बोर्ड के सभी घटकों को स्वच्छ और स्थिर शक्ति प्रदान करता है।
- परत 3: ग्राउंड प्लेन परत, सर्किट बोर्ड पर सभी घटकों के लिए ग्राउंड स्रोत के रूप में कार्य करती है।
- परत 4: सिग्नलों को रूट करने और घटकों के लिए कनेक्शन बिंदु प्रदान करने के लिए उपयोग की जाने वाली शीर्ष परत।
4-परत पीसीबी डिज़ाइन में, 4 तांबे के निशान को आंतरिक ढांकता हुआ की 3 परतों से अलग किया जाता है और सोल्डर प्रतिरोधी परतों के साथ ऊपर और नीचे सील कर दिया जाता है।आमतौर पर, 4-लेयर पीसीबी के लिए डिज़ाइन नियम 9 ट्रेस और 3 रंगों का उपयोग करके दिखाए जाते हैं - तांबे के लिए भूरा, कोर और प्रीप्रेग के लिए ग्रे, और सोल्डर प्रतिरोध के लिए हरा।
लाभ:
● टिकाऊपन - चार-परत पीसीबी सिंगल-लेयर और डबल-लेयर बोर्ड की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं।
● कॉम्पैक्ट आकार - चार-परत पीसीबी का छोटा डिज़ाइन विभिन्न प्रकार के उपकरणों में फिट हो सकता है।
●लचीलापन - चार-परत पीसीबी सरल और जटिल सहित कई प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में काम कर सकते हैं।
● सुरक्षा - बिजली और जमीन की परतों को ठीक से संरेखित करके, चार-परत पीसीबी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से बचा सकते हैं।
● हल्के वजन - चार-परत पीसीबी से सुसज्जित उपकरणों को कम आंतरिक वायरिंग की आवश्यकता होती है, इसलिए वे आमतौर पर वजन में हल्के होते हैं।
अनुप्रयोग:
● उपग्रह प्रणाली - उपग्रहों की परिक्रमा में मल्टी-लेयर पीसीबी सुसज्जित हैं।
● हैंडहेल्ड डिवाइस - स्मार्टफोन और टैबलेट आमतौर पर चार-परत पीसीबी से सुसज्जित होते हैं।
● अंतरिक्ष अन्वेषण उपकरण - मल्टी-लेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड अंतरिक्ष अन्वेषण उपकरण को शक्ति प्रदान करते हैं।
3-4.6 परतें पीसीबी
6-लेयर पीसीबी अनिवार्य रूप से 4-लेयर बोर्ड है जिसमें विमानों के बीच दो अतिरिक्त सिग्नल परतें जोड़ी जाती हैं।एक मानक 6-परत पीसीबी स्टैकअप में 4 रूटिंग परतें (दो बाहरी और दो आंतरिक) और 2 आंतरिक विमान (एक जमीन के लिए और एक बिजली के लिए) शामिल हैं।
उच्च गति संकेतों के लिए 2 आंतरिक परतें और कम गति वाले संकेतों के लिए 2 बाहरी परतें प्रदान करने से ईएमआई (विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप) में काफी वृद्धि होती है।ईएमआई विकिरण या प्रेरण द्वारा बाधित होने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर संकेतों की ऊर्जा है।
6-लेयर पीसीबी के स्टैकअप के लिए विभिन्न व्यवस्थाएं हैं, लेकिन उपयोग की जाने वाली पावर, सिग्नल और ग्राउंड लेयर की संख्या एप्लिकेशन आवश्यकताओं पर निर्भर करती है।
एक मानक 6-परत पीसीबी स्टैकअप में शीर्ष परत - प्रीप्रेग - आंतरिक ग्राउंड परत - कोर - आंतरिक रूटिंग परत - प्रीप्रेग - आंतरिक रूटिंग परत - कोर - आंतरिक पावर परत - प्रीप्रेग - निचली परत शामिल होती है।
यद्यपि यह एक मानक कॉन्फ़िगरेशन है, यह सभी पीसीबी डिज़ाइनों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है, और परतों को पुन: व्यवस्थित करना या अधिक विशिष्ट परतें रखना आवश्यक हो सकता है।हालाँकि, उन्हें लगाते समय वायरिंग दक्षता और क्रॉसस्टॉक के न्यूनतमकरण पर विचार किया जाना चाहिए।
लाभ:
● ताकत - छह परत वाले पीसीबी अपने पतले पूर्ववर्तियों की तुलना में अधिक मोटे होते हैं और इसलिए अधिक मजबूत होते हैं।
● सघनता - इस मोटाई की छह परतों वाले बोर्डों में अधिक तकनीकी क्षमताएं होती हैं और वे कम चौड़ाई का उपभोग कर सकते हैं।
● उच्च क्षमता - छह-परत या अधिक पीसीबी इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए इष्टतम शक्ति प्रदान करते हैं और क्रॉसस्टॉक और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की संभावना को काफी कम करते हैं।
अनुप्रयोग:
● कंप्यूटर - 6-लेयर पीसीबी ने पर्सनल कंप्यूटर के तेजी से विकास में मदद की, जिससे वे अधिक कॉम्पैक्ट, हल्के और तेज हो गए।
● डेटा भंडारण - छह-परत पीसीबी की उच्च क्षमता ने पिछले दशक में डेटा भंडारण उपकरणों को तेजी से प्रचुर बना दिया है।
● फायर अलार्म सिस्टम - 6 या अधिक सर्किट बोर्डों का उपयोग करके, वास्तविक खतरे का पता लगाने के समय अलार्म सिस्टम अधिक सटीक हो जाते हैं।
जैसे-जैसे मुद्रित सर्किट बोर्ड में परतों की संख्या चौथी और छठी परत से आगे बढ़ती है, स्टैकअप में अधिक प्रवाहकीय तांबे की परतें और ढांकता हुआ सामग्री परतें जोड़ी जाती हैं।
उदाहरण के लिए, एक आठ-परत पीसीबी में चार विमान और चार सिग्नल तांबे की परतें होती हैं - कुल मिलाकर आठ - ढांकता हुआ सामग्री की सात पंक्तियों से जुड़ी होती हैं।आठ-परत स्टैकअप को ऊपर और नीचे ढांकता हुआ सोल्डर मास्क परतों से सील किया गया है।अनिवार्य रूप से, आठ-परत पीसीबी स्टैकअप छह-परत के समान है, लेकिन तांबे और प्रीप्रेग कॉलम की एक अतिरिक्त जोड़ी के साथ।
शेन्ज़ेन ANKE पीसीबी कं, लिमिटेड
2023-6-17
पोस्ट समय: जून-26-2023
