पीसीबी के बारे में अति विस्तृत परिचय

पीसीबीइलेक्ट्रॉनिक प्रिंटिंग तकनीक द्वारा बनाया जाता है, इसलिए इसे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड कहा जाता है।इयरफ़ोन, बैटरी, कैलकुलेटर से लेकर कंप्यूटर, संचार उपकरण, हवाई जहाज, उपग्रह तक लगभग हर प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, जब तक एकीकृत सर्किट जैसे इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग किया जाता है, पीसीबी का उपयोग उनके बीच विद्युत इंटरकनेक्शन के लिए किया जाता है।

पीसीबी और पीसीबीए अनमाउंटेड घटकों वाले पीसीबी हैं, पीसीबीए (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड असेंबली), यानी, इलेक्ट्रॉनिक घटकों (जैसे चिप्स, कनेक्टर, प्रतिरोधक, कैपेसिटर, इंडक्टर्स इत्यादि) से लैस पीसीबी।

पीसीबी की उत्पत्ति
1925 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में चार्ल्स डुकास (एडिटिव विधि के प्रवर्तक) ने एक इंसुलेटिंग सब्सट्रेट पर एक सर्किट पैटर्न मुद्रित किया, और फिर इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा सफलतापूर्वक एक कंडक्टर को वायरिंग के रूप में बनाया।

1936 में, ऑस्ट्रियाई पॉल आइस्लर (सबट्रैक्टिव विधि के प्रवर्तक) रेडियो में मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग करने वाले पहले व्यक्ति थे।

1943 में, अमेरिकियों ने इस तकनीक को सैन्य रेडियो पर लागू किया।1948 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने आधिकारिक तौर पर व्यावसायिक उपयोग के लिए आविष्कार को मान्यता दी।

1950 के दशक के मध्य से ही मुद्रित सर्किट बोर्डों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाने लगा है, और आज वे इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग पर हावी हैं।

मुद्रित सर्किट बोर्ड सिंगल-लेयर से डबल-साइडेड, मल्टी-लेयर और लचीले तक विकसित हुए हैं, और अभी भी अपने स्वयं के विकास के रुझान को बनाए रखते हैं।उच्च परिशुद्धता, उच्च घनत्व और उच्च विश्वसनीयता, आकार में निरंतर कमी, लागत में कमी और प्रदर्शन में सुधार की दिशा में निरंतर विकास के कारण, मुद्रित सर्किट बोर्ड अभी भी भविष्य के इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास में मजबूत जीवन शक्ति बनाए रखते हैं।

देश और विदेश में मुद्रित सर्किट बोर्ड विनिर्माण प्रौद्योगिकी के भविष्य के विकास की प्रवृत्ति पर चर्चा मूल रूप से उच्च घनत्व, उच्च परिशुद्धता, ठीक एपर्चर, पतले तार, छोटी पिच, उच्च विश्वसनीयता, बहु-परत, उच्च गति संचरण के अनुरूप है। , हल्का वजन उत्पादन के संदर्भ में, यह उत्पादकता बढ़ाने, लागत कम करने, प्रदूषण कम करने और बहु-विविधता और छोटे-बैच उत्पादन को अपनाने की दिशा में विकसित हो रहा है।

पीसीबी की भूमिका
मुद्रित सर्किट बोर्ड के प्रकट होने से पहले, एक पूर्ण सर्किट बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बीच का अंतर्संबंध सीधे तारों से जुड़ा होता था।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण मुद्रित सर्किट बोर्डों को अपनाने के बाद, समान मुद्रित सर्किट बोर्डों की स्थिरता के कारण, मैन्युअल वायरिंग में त्रुटियों से बचा जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड एकीकृत सर्किट जैसे विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों को ठीक करने और संयोजन करने के लिए यांत्रिक सहायता प्रदान कर सकता है, एकीकृत सर्किट जैसे विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बीच वायरिंग और विद्युत कनेक्शन या विद्युत इन्सुलेशन को पूरा कर सकता है, और आवश्यक विद्युत विशेषताओं, जैसे विशेषताओं प्रतिबाधा, प्रदान कर सकता है। आदि, स्वचालित सोल्डरिंग के लिए सोल्डर मास्क ग्राफिक्स प्रदान कर सकते हैं, और घटक सम्मिलन, निरीक्षण और रखरखाव के लिए पहचान वर्ण और ग्राफिक्स प्रदान कर सकते हैं।
पीसीबी का वर्गीकरण
1. उद्देश्य के आधार पर वर्गीकरण
सिविलियन मुद्रित सर्किट बोर्ड (उपभोक्ता): खिलौने, कैमरा, टेलीविजन, ऑडियो उपकरण, मोबाइल फोन आदि में उपयोग किए जाने वाले मुद्रित सर्किट बोर्ड।
औद्योगिक मुद्रित सर्किट बोर्ड (उपकरण): सुरक्षा, ऑटोमोबाइल, कंप्यूटर, संचार मशीनों, उपकरणों आदि में उपयोग किए जाने वाले मुद्रित सर्किट बोर्ड।
सैन्य मुद्रित सर्किट बोर्ड: एयरोस्पेस और रडार आदि में उपयोग किए जाने वाले मुद्रित सर्किट बोर्ड।

2. सब्सट्रेट प्रकार द्वारा वर्गीकरण
पेपर-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड: फेनोलिक पेपर-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड, एपॉक्सी पेपर-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड, आदि।
ग्लास क्लॉथ-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड: एपॉक्सी ग्लास क्लॉथ-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड, पीटीएफई ग्लास क्लॉथ-आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड, आदि।
सिंथेटिक फाइबर मुद्रित सर्किट बोर्ड: एपॉक्सी सिंथेटिक फाइबर मुद्रित सर्किट बोर्ड, आदि।
कार्बनिक फिल्म सब्सट्रेट मुद्रित सर्किट बोर्ड: नायलॉन फिल्म मुद्रित सर्किट बोर्ड, आदि।
सिरेमिक सब्सट्रेट मुद्रित सर्किट बोर्ड।
धातु कोर आधारित मुद्रित सर्किट बोर्ड।
3. संरचना द्वारा वर्गीकरण
संरचना के अनुसार, मुद्रित सर्किट बोर्डों को कठोर मुद्रित सर्किट बोर्ड, लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड और कठोर-लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड में विभाजित किया जा सकता है।

4. परतों की संख्या के अनुसार वर्गीकृत
परतों की संख्या के अनुसार, मुद्रित सर्किट बोर्डों को सिंगल-साइडेड बोर्ड, डबल-साइडेड बोर्ड, मल्टी-लेयर बोर्ड और एचडीआई बोर्ड (हाई-डेंसिटी इंटरकनेक्ट बोर्ड) में विभाजित किया जा सकता है।
1) एक तरफा
सिंगल-साइडेड बोर्ड एक सर्किट बोर्ड को संदर्भित करता है जो सर्किट बोर्ड के केवल एक तरफ (सोल्डरिंग साइड) पर वायर्ड होता है, और सभी घटकों, घटक लेबल और टेक्स्ट लेबल को दूसरी तरफ (घटक पक्ष) पर रखा जाता है।

सिंगल-साइडेड पैनल की सबसे बड़ी विशेषता इसकी कम कीमत और सरल निर्माण प्रक्रिया है।हालाँकि, चूंकि वायरिंग केवल एक ही सतह पर की जा सकती है, वायरिंग अधिक कठिन है, और वायरिंग के विफल होने का खतरा है, इसलिए यह केवल कुछ अपेक्षाकृत सरल सर्किट के लिए उपयुक्त है।

2) दो तरफा
दो तरफा बोर्ड को इंसुलेटिंग बोर्ड के दोनों किनारों पर तार दिया जाता है, एक तरफ को शीर्ष परत के रूप में उपयोग किया जाता है, और दूसरी तरफ को निचली परत के रूप में उपयोग किया जाता है।ऊपर और नीचे की परतें वायस के माध्यम से विद्युत रूप से जुड़ी हुई हैं।

आमतौर पर, दो-परत वाले बोर्ड पर घटकों को शीर्ष परत पर रखा जाता है;हालाँकि, कभी-कभी बोर्ड के आकार को कम करने के लिए घटकों को दोनों परतों पर रखा जा सकता है।डबल-लेयर बोर्ड की विशेषता मध्यम कीमत और आसान वायरिंग है।यह साधारण सर्किट बोर्डों में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है।

3) मल्टी-लेयर बोर्ड
दो से अधिक परतों वाले मुद्रित सर्किट बोर्ड को सामूहिक रूप से मल्टीलेयर बोर्ड कहा जाता है।

4) एचडीआई बोर्ड
एचडीआई बोर्ड एक सर्किट बोर्ड है जिसमें माइक्रो-ब्लाइंड दफ़न होल तकनीक का उपयोग करके अपेक्षाकृत उच्च सर्किट वितरण घनत्व होता है।

पीसीबी संरचना
पीसीबी मुख्य रूप से कॉपर क्लैड लैमिनेट्स (कॉपर क्लैड लैमिनेट्स, सीसीएल), प्रीप्रेग (पीपी शीट), कॉपर फ़ॉइल (कॉपर फ़ॉइल), सोल्डर मास्क (जिसे सोल्डर मास्क भी कहा जाता है) (सोल्डर मास्क) से बना होता है।साथ ही, सतह पर उजागर तांबे की पन्नी की रक्षा करने और वेल्डिंग प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए, पीसीबी पर सतह का उपचार करना भी आवश्यक है, और कभी-कभी इसे पात्रों के साथ भी चिह्नित किया जाता है।

1) कॉपर क्लैड लैमिनेट
कॉपर-क्लैड लैमिनेट (सीसीएल), जिसे कॉपर-क्लैड लैमिनेट या कॉपर-क्लैड लैमिनेट कहा जाता है, मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण के लिए मूल सामग्री है।यह एक ढांकता हुआ परत (राल, ग्लास फाइबर) और एक उच्च शुद्धता कंडक्टर (तांबा पन्नी) से बना है।मिश्रित सामग्रियों से बना है।

1960 तक ऐसा नहीं था कि पेशेवर निर्माताओं ने सिंगल-साइडेड पीसीबी बनाने के लिए आधार सामग्री के रूप में फॉर्मेल्डिहाइड रेजिन कॉपर फ़ॉइल का उपयोग किया और उन्हें रिकॉर्ड प्लेयर, टेप रिकॉर्डर, वीडियो रिकॉर्डर आदि के बाजार में उतारा। बाद में, डबल के बढ़ने के कारण -साइडेड थ्रू-होल कॉपर प्लेटिंग निर्माण तकनीक, गर्मी प्रतिरोध, आकार स्थिर एपॉक्सी ग्लास सब्सट्रेट का अब तक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है।आजकल, FR4, FR1, CEM3, सिरेमिक प्लेट और टेफ्लॉन प्लेट का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

वर्तमान में, नक़्क़ाशी विधि द्वारा बनाया गया सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला पीसीबी आवश्यक सर्किट पैटर्न प्राप्त करने के लिए तांबे के आवरण वाले बोर्ड पर चुनिंदा रूप से नक़्क़ाशी करना है।कॉपर क्लैड लैमिनेट मुख्य रूप से संपूर्ण मुद्रित सर्किट बोर्ड पर संचालन, इन्सुलेशन और समर्थन के तीन कार्य प्रदान करता है।मुद्रित सर्किट बोर्डों का प्रदर्शन, गुणवत्ता और विनिर्माण लागत काफी हद तक कॉपर क्लैड लैमिनेट्स पर निर्भर करती है

2) प्रीप्रेग
प्रीप्रेग, जिसे पीपी शीट के रूप में भी जाना जाता है, मल्टीलेयर बोर्ड के उत्पादन में मुख्य सामग्रियों में से एक है।यह मुख्य रूप से राल और सुदृढ़ीकरण सामग्री से बना है।सुदृढ़ीकरण सामग्री को ग्लास फाइबर क्लॉथ (ग्लास क्लॉथ के रूप में संदर्भित), पेपर बेस और मिश्रित सामग्री में विभाजित किया गया है।

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश प्रीप्रेग (चिपकने वाली शीट) एक मजबूत सामग्री के रूप में कांच के कपड़े का उपयोग करते हैं।उपचारित कांच के कपड़े को राल गोंद के साथ भिगोकर और फिर गर्मी उपचार द्वारा पूर्व-बेक करके बनाई गई पतली शीट सामग्री को प्रीप्रेग कहा जाता है।प्रीप्रेग्स गर्मी और दबाव में नरम हो जाते हैं और ठंडा होने पर जम जाते हैं।

चूंकि ताने और बाने की दिशा में कांच के कपड़े की प्रति इकाई लंबाई में सूत के धागों की संख्या अलग-अलग होती है, इसलिए काटते समय प्रीप्रेग के ताने और बाने की दिशाओं पर ध्यान देना चाहिए।आम तौर पर, ताना दिशा (वह दिशा जिसमें कांच के कपड़े को मोड़ा जाता है) को उत्पादन बोर्ड की छोटी तरफ की दिशा के रूप में चुना जाता है, और बाने की दिशा को उत्पादन बोर्ड के लंबे हिस्से की दिशा को समतलता सुनिश्चित करने के लिए चुना जाता है। बोर्ड की सतह और गर्म होने के बाद उत्पादन बोर्ड को मुड़ने और विकृत होने से रोकें।

3) तांबे की पन्नी
कॉपर फ़ॉइल एक पतली, निरंतर धातु फ़ॉइल है जो सर्किट बोर्ड की आधार परत पर जमा होती है।पीसीबी के कंडक्टर के रूप में, इसे आसानी से इन्सुलेटिंग परत से जोड़ा जाता है और एक सर्किट पैटर्न बनाने के लिए उकेरा जाता है।

सामान्य औद्योगिक कॉपर फ़ॉइल को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: रोल्ड कॉपर फ़ॉइल (आरए कॉपर फ़ॉइल) और इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल (ईडी कॉपर फ़ॉइल):
रोल्ड कॉपर फ़ॉइल में अच्छी लचीलापन और अन्य विशेषताएं हैं, और यह शुरुआती सॉफ्ट बोर्ड प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली कॉपर फ़ॉइल है;
इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर फ़ॉइल में रोल्ड कॉपर फ़ॉइल की तुलना में कम विनिर्माण लागत का लाभ होता है

4) सोल्डर मास्क
सोल्डर प्रतिरोधी परत मुद्रित सर्किट बोर्ड के सोल्डर प्रतिरोधी स्याही वाले हिस्से को संदर्भित करती है।

सोल्डर प्रतिरोधी स्याही आमतौर पर हरे रंग की होती है, और कुछ लोग लाल, काले और नीले आदि का उपयोग करते हैं, इसलिए पीसीबी उद्योग में सोल्डर प्रतिरोधी स्याही को अक्सर हरा तेल कहा जाता है।यह मुद्रित सर्किट बोर्डों की एक स्थायी सुरक्षात्मक परत है, जो नमी, जंग-रोधी, फफूंदी-रोधी और यांत्रिक घर्षण आदि को रोक सकती है, लेकिन भागों को गलत स्थानों पर वेल्ड होने से भी रोक सकती है।

5) भूतल उपचार
जैसा कि यहां उपयोग किया गया है "सतह" पीसीबी पर कनेक्शन बिंदुओं को संदर्भित करता है जो इलेक्ट्रॉनिक घटकों या अन्य प्रणालियों और पीसीबी पर सर्किट के बीच विद्युत कनेक्शन प्रदान करता है, जैसे पैड या संपर्क कनेक्शन के कनेक्शन बिंदु।नंगे तांबे की सोल्डरेबिलिटी अपने आप में बहुत अच्छी होती है, लेकिन हवा के संपर्क में आने पर यह आसानी से ऑक्सीकृत और प्रदूषित हो जाता है, इसलिए नंगे तांबे की सतह पर एक सुरक्षात्मक फिल्म लगानी चाहिए।

सामान्य पीसीबी सतह उपचार प्रक्रियाओं में सीसा एचएएसएल, सीसा रहित एचएएसएल, कार्बनिक कोटिंग (ऑर्गेनिक सोल्डरबिलिटी प्रिजर्वेटिव्स, ओएसपी), विसर्जन सोना, विसर्जन चांदी, विसर्जन टिन और सोना चढ़ाया हुआ उंगलियां आदि शामिल हैं। पर्यावरण संरक्षण नियमों में निरंतर सुधार के साथ, वहां लीड एचएएसएल प्रक्रिया पर धीरे-धीरे प्रतिबंध लगा दिया गया है।

6) अक्षर
कैरेक्टर टेक्स्ट लेयर है, पीसीबी की शीर्ष परत पर, यह अनुपस्थित हो सकता है, और इसका उपयोग आम तौर पर टिप्पणियों के लिए किया जाता है।

आमतौर पर, सर्किट की स्थापना और रखरखाव की सुविधा के लिए, आवश्यक लोगो पैटर्न और टेक्स्ट कोड मुद्रित बोर्ड की ऊपरी और निचली सतहों पर मुद्रित होते हैं, जैसे घटक लेबल और नाममात्र मूल्य, घटक रूपरेखा आकार और निर्माता लोगो, उत्पादन तारीखें इंतजार करें.

अक्षर आमतौर पर स्क्रीन प्रिंटिंग द्वारा मुद्रित किये जाते हैं