આ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) એ ભૌતિક આધાર અથવા પ્લેટફોર્મ છે જેના પર ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોને સોલ્ડર કરી શકાય છે. કોપર ટ્રેસ આ ઘટકોને એકબીજા સાથે જોડે છે, જે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) ને ડિઝાઇન કરેલી રીતે તેના કાર્યો કરવા દે છે.

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણનો મુખ્ય ભાગ છે. ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણની એપ્લિકેશનના આધારે તે કોઈપણ આકાર અને કદનું હોઈ શકે છે. PCB માટે સૌથી સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ/સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી FR-4 છે. FR-4 આધારિત PCB સામાન્ય રીતે ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં જોવા મળે છે, અને તેમનું ઉત્પાદન સામાન્ય છે. મલ્ટિલેયર પીસીબીની તુલનામાં, સિંગલ-સાઇડ અને ડબલ-સાઇડેડ પીસીબીનું ઉત્પાદન કરવું સરળ છે.

FR-4 PCB એ લેમિનેટેડ કોપર ક્લેડીંગ સાથે ગ્લાસ ફાઇબર અને ઇપોક્સી રેઝિનથી બનેલું છે. જટિલ મલ્ટિ-લેયર (12 સ્તરો સુધી) PCB ના કેટલાક મુખ્ય ઉદાહરણો છે કમ્પ્યુટર ગ્રાફિક્સ કાર્ડ્સ, મધરબોર્ડ્સ, માઇક્રોપ્રોસેસર બોર્ડ્સ, FPGAs, CPLDs, હાર્ડ ડ્રાઇવ્સ, RF LNAs, સેટેલાઇટ કોમ્યુનિકેશન્સ એન્ટેના ફીડ્સ, સ્વિચ મોડ પાવર સપ્લાય, Android ફોન્સ, વગેરે. એવા ઘણા ઉદાહરણો છે જ્યાં સરળ સિંગલ-લેયર અને ડબલ-લેયર પીસીબીનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમ કે સીઆરટી ટીવી, એનાલોગ ઓસિલોસ્કોપ્સ, હેન્ડહેલ્ડ કેલ્ક્યુલેટર, કમ્પ્યુટર ઉંદર અને એફએમ રેડિયો સર્કિટ.

પીસીબીની અરજી:

1. તબીબી સાધનો:

તબીબી વિજ્ઞાનમાં આજની પ્રગતિ સંપૂર્ણપણે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગના ઝડપી વિકાસને કારણે છે. મોટાભાગના તબીબી સાધનો, જેમ કે પીએચ મીટર, હૃદયના ધબકારા સેન્સર, તાપમાન માપન, ઇસીજી/ઇઇજી મશીન, એમઆરઆઈ મશીન, એક્સ-રે, સીટી સ્કેન, બ્લડ પ્રેશર મશીન, બ્લડ સુગર લેવલ માપવાના સાધનો, ઇન્ક્યુબેટર, માઇક્રોબાયોલોજીકલ સાધનો અને અન્ય ઘણા સાધનો તે છે. એક અલગ ઇલેક્ટ્રોનિક PCB આધારિત. આ PCB સામાન્ય રીતે ગાઢ હોય છે અને તેમાં એક નાનું ફોર્મ ફેક્ટર હોય છે. ગાઢ એટલે કે નાના એસએમટી ઘટકો નાના કદના PCBમાં મૂકવામાં આવે છે. આ તબીબી ઉપકરણો નાના, વહન કરવા માટે સરળ, વજનમાં ઓછા અને ચલાવવા માટે સરળ બનાવવામાં આવ્યા છે.

2. ઔદ્યોગિક સાધનો.

પીસીબીનો ઉત્પાદન, કારખાનાઓ અને લૂમિંગ ફેક્ટરીઓમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ ઉદ્યોગોમાં ઉચ્ચ-શક્તિની મશીનરી અને સાધનો છે જે સર્કિટ દ્વારા ચલાવવામાં આવે છે જે ઉચ્ચ શક્તિ પર કાર્ય કરે છે અને ઉચ્ચ પ્રવાહોની જરૂર પડે છે. આ કારણોસર, PCB પર એક જાડા તાંબાનું સ્તર લેમિનેટ કરવામાં આવે છે, જે જટિલ ઇલેક્ટ્રોનિક PCBs કરતા અલગ છે, જે 100 એમ્પીયર જેટલો ઊંચો પ્રવાહ ખેંચી શકે છે. આર્ક વેલ્ડીંગ, મોટી સર્વો મોટર ડ્રાઇવ્સ, લીડ-એસિડ બેટરી ચાર્જર, લશ્કરી ઉદ્યોગ અને કપડાના કપાસના અસ્પષ્ટ મશીનો જેવી એપ્લિકેશનમાં આ ખાસ કરીને મહત્વપૂર્ણ છે.

3. રોશની.

લાઇટિંગના સંદર્ભમાં, વિશ્વ ઊર્જા બચત ઉકેલોની દિશામાં આગળ વધી રહ્યું છે. આ હેલોજન બલ્બ હવે ભાગ્યે જ જોવા મળે છે, પરંતુ હવે આપણે આસપાસ એલઇડી લાઇટ્સ અને ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા એલઇડી જોઈએ છીએ. આ નાના LED ઉચ્ચ-તેજ પ્રકાશ પ્રદાન કરે છે અને એલ્યુમિનિયમ સબસ્ટ્રેટ પર આધારિત PCBs પર માઉન્ટ થયેલ છે. એલ્યુમિનિયમમાં ગરમીને શોષી લેવાની અને તેને હવામાં વિખેરી નાખવાની મિલકત છે. તેથી, ઉચ્ચ શક્તિને લીધે, આ એલ્યુમિનિયમ PCB નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મધ્યમ અને ઉચ્ચ શક્તિના LED સર્કિટ માટે LED લેમ્પ સર્કિટમાં થાય છે.

4. ઓટોમોટિવ અને એરોસ્પેસ ઉદ્યોગો.

પીસીબીનો બીજો ઉપયોગ ઓટોમોટિવ અને એરોસ્પેસ ઇન્ડસ્ટ્રીઝ છે. અહીં સામાન્ય પરિબળ એ એરોપ્લેન અથવા કારની હિલચાલ દ્વારા ઉત્પન્ન થયેલ પ્રતિક્રમણ છે. તેથી, આ ઉચ્ચ-બળ સ્પંદનોને સંતોષવા માટે, PCB લવચીક બને છે. તેથી, ફ્લેક્સ પીસીબી નામના પીસીબીનો ઉપયોગ થાય છે. લવચીક PCB ઉચ્ચ કંપનનો સામનો કરી શકે છે અને વજનમાં હલકો છે, જે અવકાશયાનના કુલ વજનને ઘટાડી શકે છે. આ લવચીક PCB ને સાંકડી જગ્યામાં પણ એડજસ્ટ કરી શકાય છે, જે પણ એક મોટો ફાયદો છે. આ લવચીક PCB નો ઉપયોગ કનેક્ટર્સ, ઇન્ટરફેસ તરીકે થાય છે અને તેને કોમ્પેક્ટ જગ્યામાં એસેમ્બલ કરી શકાય છે, જેમ કે પેનલની પાછળ, ડેશબોર્ડની નીચે, વગેરે. સખત અને લવચીક PCBનું સંયોજન પણ વપરાય છે.

પીસીબી પ્રકાર:

પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) ને 8 વર્ગોમાં વહેંચવામાં આવ્યા છે. તેઓ છે

સિંગલ-સાઇડ પીસીબી:

સિંગલ-સાઇડ પીસીબીના ઘટકો ફક્ત એક બાજુ પર માઉન્ટ થયેલ છે, અને બીજી બાજુ તાંબાના વાયર માટે વપરાય છે. કોપર ફોઇલનો પાતળો પડ RF-4 સબસ્ટ્રેટની એક બાજુ પર લાગુ કરવામાં આવે છે, અને પછી ઇન્સ્યુલેશન પ્રદાન કરવા માટે સોલ્ડર માસ્ક લાગુ કરવામાં આવે છે. છેલ્લે, સ્ક્રીન પ્રિન્ટીંગનો ઉપયોગ PCB પર C1 અને R1 જેવા ઘટકો માટે માર્કિંગ માહિતી પ્રદાન કરવા માટે થાય છે. આ સિંગલ-લેયર પીસીબી મોટા પાયા પર ડિઝાઇન અને ઉત્પાદન કરવા માટે ખૂબ જ સરળ છે, બજારમાં માંગ મોટી છે, અને તે ખરીદવા માટે પણ ખૂબ સસ્તા છે. ઘરગથ્થુ ઉત્પાદનો, જેમ કે જ્યુસર/બ્લેન્ડર, ચાર્જિંગ પંખા, કેલ્ક્યુલેટર, નાના બેટરી ચાર્જર, રમકડાં, ટીવી રીમોટ કંટ્રોલ વગેરેમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ડબલ-લેયર પીસીબી:

ડબલ-સાઇડેડ પીસીબી એ બોર્ડની બંને બાજુઓ પર તાંબાના સ્તરો સાથેનું પીસીબી છે. આ છિદ્રોમાં ડ્રીલ છિદ્રો અને લીડ્સ સાથેના THT ઘટકો સ્થાપિત થયેલ છે. આ છિદ્રો કોપર ટ્રેક દ્વારા એક બાજુના ભાગને બીજી બાજુના ભાગ સાથે જોડે છે. કમ્પોનન્ટ લીડ્સ છિદ્રોમાંથી પસાર થાય છે, વધારાની લીડ્સ કટર દ્વારા કાપવામાં આવે છે, અને લીડ્સને છિદ્રોમાં વેલ્ડ કરવામાં આવે છે. આ બધું મેન્યુઅલી કરવામાં આવે છે. 2-સ્તર PCB ના SMT ઘટકો અને THT ઘટકો પણ છે. એસએમટી ઘટકોને છિદ્રોની જરૂર નથી, પરંતુ પીસીબી પર પેડ્સ બનાવવામાં આવે છે, અને એસએમટી ઘટકોને રિફ્લો સોલ્ડરિંગ દ્વારા પીસીબી પર નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે. એસએમટી ઘટકો પીસીબી પર ખૂબ ઓછી જગ્યા ધરાવે છે, તેથી વધુ કાર્યો પ્રાપ્ત કરવા માટે સર્કિટ બોર્ડ પર વધુ ખાલી જગ્યાનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ડબલ-સાઇડેડ PCB નો ઉપયોગ પાવર સપ્લાય, એમ્પ્લીફાયર, ડીસી મોટર ડ્રાઇવર્સ, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ સર્કિટ વગેરે માટે થાય છે.

મલ્ટિલેયર પીસીબી:

મલ્ટિ-લેયર પીસીબી એ મલ્ટિ-લેયર 2-લેયર પીસીબીથી બનેલું છે, જે ડાઇલેક્ટ્રિક ઇન્સ્યુલેટીંગ લેયર્સ વચ્ચે સેન્ડવિચ કરેલું છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે બોર્ડ અને ઘટકોને વધુ ગરમ થવાથી નુકસાન ન થાય. મલ્ટિ-લેયર પીસીબીમાં 4-લેયર પીસીબીથી 12-લેયર પીસીબી સુધીના વિવિધ પરિમાણો અને વિવિધ સ્તરો છે. વધુ સ્તરો, વધુ જટિલ સર્કિટ અને વધુ જટિલ PCB લેઆઉટ ડિઝાઇન.

મલ્ટિ-લેયર પીસીબીમાં સામાન્ય રીતે સ્વતંત્ર ગ્રાઉન્ડ પ્લેન, પાવર પ્લેન, હાઇ-સ્પીડ સિગ્નલ પ્લેન, સિગ્નલની અખંડિતતા અને થર્મલ મેનેજમેન્ટ હોય છે. સામાન્ય એપ્લિકેશનો લશ્કરી જરૂરિયાતો, એરોસ્પેસ અને એરોસ્પેસ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, સેટેલાઇટ સંચાર, નેવિગેશન ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, જીપીએસ ટ્રેકિંગ, રડાર, ડિજિટલ સિગ્નલ પ્રોસેસિંગ અને ઇમેજ પ્રોસેસિંગ છે.

કઠોર પીસીબી:

ઉપર ચર્ચા કરેલ તમામ PCB પ્રકારો સખત PCB શ્રેણીના છે. કઠોર PCB માં FR-4, રોજર્સ, ફિનોલિક રેઝિન અને ઇપોક્સી રેઝિન જેવા નક્કર સબસ્ટ્રેટ હોય છે. આ પ્લેટ્સ વાંકા કે વળી જશે નહીં, પરંતુ 10 કે 20 વર્ષ સુધી ઘણા વર્ષો સુધી તેમનો આકાર જાળવી શકે છે. આથી ઘણા ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોનું આયુષ્ય લાંબુ હોય છે કારણ કે કઠોરતા, મજબુતતા અને કઠોર પીસીબીની કઠોરતા. કમ્પ્યુટર અને લેપટોપના PCB સખત હોય છે. ઘરોમાં સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા ઘણા ટીવી, એલસીડી અને એલઇડી ટીવી સખત પીસીબીથી બનેલા હોય છે. ઉપરોક્ત તમામ સિંગલ-સાઇડ, ડબલ-સાઇડેડ અને મલ્ટિલેયર પીસીબી એપ્લીકેશન્સ કઠોર PCB ને પણ લાગુ પડે છે.

ફ્લેક્સ પીસીબી:

ફ્લેક્સિબલ PCB અથવા લવચીક PCB કઠોર નથી, પરંતુ તે લવચીક છે અને સરળતાથી વાળી શકાય છે. તેઓ સ્થિતિસ્થાપક છે, ઉચ્ચ ગરમી પ્રતિકાર અને ઉત્તમ વિદ્યુત ગુણધર્મો ધરાવે છે. ફ્લેક્સ પીસીબીની સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી કામગીરી અને કિંમત પર આધારિત છે. ફ્લેક્સ PCB માટે સામાન્ય સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી પોલિમાઇડ (PI) ફિલ્મ, પોલિએસ્ટર (PET) ફિલ્મ, PEN અને PTFE છે.

ફ્લેક્સ પીસીબીનો ઉત્પાદન ખર્ચ માત્ર સખત પીસીબી કરતાં વધુ છે. તેઓને ફોલ્ડ અથવા ખૂણાઓની આસપાસ લપેટી શકાય છે. અનુરૂપ કઠોર પીસીબીની તુલનામાં, તેઓ ઓછી જગ્યા લે છે. તેઓ હળવા હોય છે પરંતુ આંસુની શક્તિ ખૂબ ઓછી હોય છે.

કઠોર-ફ્લેક્સ પીસીબી:

કઠોર અને લવચીક PCBs નું સંયોજન ઘણી જગ્યા અને વજન-સંબંધિત એપ્લિકેશન્સમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેમેરામાં, સર્કિટ જટિલ છે, પરંતુ કઠોર અને લવચીક પીસીબીનું સંયોજન ભાગોની સંખ્યા ઘટાડશે અને પીસીબીનું કદ ઘટાડશે. બે PCB ના વાયરિંગને એક PCB પર પણ જોડી શકાય છે. સામાન્ય એપ્લિકેશનો ડિજિટલ કેમેરા, મોબાઈલ ફોન, કાર, લેપટોપ અને ફરતા ભાગો સાથેના ઉપકરણો છે.

હાઇ-સ્પીડ પીસીબી:

હાઇ-સ્પીડ અથવા હાઇ-ફ્રિકવન્સી PCB એ 1 ગીગાહર્ટ્ઝ કરતાં વધુ ફ્રીક્વન્સી સાથે સિગ્નલ કમ્યુનિકેશનને લગતી એપ્લિકેશનો માટે ઉપયોગમાં લેવાતા PCB છે. આ કિસ્સામાં, સિગ્નલ અખંડિતતા મુદ્દાઓ રમતમાં આવે છે. ઉચ્ચ-આવર્તન પીસીબી સબસ્ટ્રેટની સામગ્રી ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે કાળજીપૂર્વક પસંદ કરવી જોઈએ.

સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રીમાં પોલિફેનાઇલ (PPO) અને પોલિટેટ્રાફ્લોરોઇથિલિન છે. તે સ્થિર ડાઇલેક્ટ્રિક સતત અને નાના ડાઇલેક્ટ્રિક નુકશાન ધરાવે છે. તેમની પાસે પાણીનું શોષણ ઓછું છે પરંતુ તેની કિંમત વધારે છે.

અન્ય ઘણી ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીમાં ચલ ડાઇલેક્ટ્રિક સ્થિરાંકો હોય છે, જેના પરિણામે અવબાધ ફેરફારો થાય છે, જે હાર્મોનિક્સ વિકૃત કરી શકે છે અને ડિજિટલ સિગ્નલોનું નુકસાન અને સિગ્નલની અખંડિતતા ગુમાવી શકે છે.

એલ્યુમિનિયમ પીસીબી:

એલ્યુમિનિયમ-આધારિત PCBs સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીમાં અસરકારક ગરમીના વિસર્જનની લાક્ષણિકતાઓ છે. નીચા થર્મલ પ્રતિકારને કારણે, એલ્યુમિનિયમ-આધારિત PCB ઠંડક તેના અનુરૂપ તાંબા-આધારિત PCB કરતાં વધુ અસરકારક છે. તે હવામાં અને PCB બોર્ડના થર્મલ જંકશન વિસ્તારમાં ગરમીનું પ્રસાર કરે છે.

ઘણા એલઇડી લેમ્પ સર્કિટ, હાઇ-બ્રાઇટનેસ એલઇડી એલ્યુમિનિયમ બેકિંગ પીસીબીથી બનેલા છે.

એલ્યુમિનિયમ એક સમૃદ્ધ ધાતુ છે અને તેની ખાણકામની કિંમત ઓછી છે, તેથી પીસીબીની કિંમત પણ ઘણી ઓછી છે. એલ્યુમિનિયમ રિસાયકલ કરી શકાય તેવું અને બિન-ઝેરી છે, તેથી તે પર્યાવરણને અનુકૂળ છે. એલ્યુમિનિયમ મજબૂત અને ટકાઉ છે, તેથી તે ઉત્પાદન, પરિવહન અને એસેમ્બલી દરમિયાન નુકસાન ઘટાડે છે

આ તમામ સુવિધાઓ એલ્યુમિનિયમ-આધારિત પીસીબીને ઉચ્ચ-વર્તમાન એપ્લિકેશનો માટે ઉપયોગી બનાવે છે જેમ કે મોટર નિયંત્રકો, હેવી-ડ્યુટી બેટરી ચાર્જર અને ઉચ્ચ-તેજની LED લાઇટ.

નિષ્કર્ષ:

તાજેતરના વર્ષોમાં, PCBs સરળ સિંગલ-લેયર વર્ઝનથી વધુ જટિલ સિસ્ટમોમાં વિકસિત થયા છે, જેમ કે ઉચ્ચ-આવર્તન ટેફલોન PCB.

PCB હવે આધુનિક ટેકનોલોજી અને વિકસતા વિજ્ઞાનના લગભગ દરેક ક્ષેત્રને આવરી લે છે. માઇક્રોબાયોલોજી, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ, નેનો ટેકનોલોજી, એરોસ્પેસ ઉદ્યોગ, લશ્કરી, એવિઓનિક્સ, રોબોટિક્સ, આર્ટિફિશિયલ ઇન્ટેલિજન્સ અને અન્ય ક્ષેત્રો તમામ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCB) બિલ્ડિંગ બ્લોક્સના વિવિધ સ્વરૂપો પર આધારિત છે.