क्या है मल्टीलायर पीसीबी?

एक बहुपरत पीसीबी को प्रवाहकीय तांबे की पन्नी की तीन या अधिक परतों से बने पीसीबी के रूप में परिभाषित किया गया है। वे दो तरफा सर्किट बोर्डों की परतों की तरह दिखते हैं, उनके बीच इन्सुलेशन की कई परतों के साथ टुकड़े टुकड़े और एक साथ चिपके हुए। पूरी संरचना को व्यवस्थित किया जाता है ताकि पर्यावरण से जुड़ने के लिए पीसीबी की सतह पर दो परतें रखी जा सकें। परतों के बीच सभी विद्युत कनेक्शन छेद के माध्यम से बनाए जाते हैं जैसे छेद, अंधा छेद और दफन छेद के माध्यम से इलेक्ट्रोप्लेटेड। इस विधि को तब विभिन्न आकारों के अत्यधिक जटिल PCBS उत्पन्न करने के लिए लागू किया जा सकता है।

बहुपरत PCBS का इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है

इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में लगातार बदलते परिवर्तनों के जवाब में बहुपरत पीसीबी अस्तित्व में आया। समय के साथ, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के कार्य तेजी से जटिल हो गए हैं, जिसके लिए अधिक जटिल PCBS की आवश्यकता होती है। दुर्भाग्य से, PCBS शोर, आवारा समाई और क्रॉसस्टॉक जैसे मुद्दों से सीमित है, इसलिए कुछ डिज़ाइन बाधाओं का पालन करने की आवश्यकता है। इन डिज़ाइन विचारों ने सिंगल-साइडेड या डबल-साइडेड PCBS से संतोषजनक प्रदर्शन प्राप्त करना मुश्किल बना दिया – इसलिए मल्टी-लेयर PCBS का जन्म हुआ।

इस प्रारूप में डबल-लेयर PCBS की शक्ति को एनकैप्सुलेट करना आकार का केवल एक अंश है, और बहु-परत PCBS इलेक्ट्रॉनिक्स में तेजी से लोकप्रिय हो रहा है। वे अपने विस्तारित अनुप्रयोगों की जरूरतों को पूरा करने के लिए 4 से 12 परतों तक की विविधताओं के साथ विभिन्न आकारों और मोटाई में आते हैं। परतों की संख्या आमतौर पर सम होती है क्योंकि विषम परतें सर्किट में समस्याएं पैदा कर सकती हैं, जैसे कि युद्ध करना, और उत्पादन के लिए लागत प्रभावी नहीं हैं। अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए चार से आठ परतों की आवश्यकता होती है, लेकिन मोबाइल उपकरणों और स्मार्टफोन जैसे अनुप्रयोगों में लगभग 12 परतों का उपयोग होता है, जबकि कुछ विशेषज्ञ पीसीबी निर्माताओं के पास लगभग 100 परतों का उत्पादन करने की क्षमता होती है। हालांकि, कई परतों के साथ बहु-परत पीसीबी दुर्लभ हैं क्योंकि वे बेहद लागत प्रभावी हैं।

बहुपरत PCBS का इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है

जबकि बहुपरत PCBS उत्पादन के लिए अधिक महंगे और श्रम प्रधान होते हैं, वे आधुनिक तकनीक का एक महत्वपूर्ण हिस्सा बनते जा रहे हैं। यह मुख्य रूप से उनके द्वारा प्रदान किए जाने वाले कई लाभों के कारण है, खासकर जब सिंगल और डबल-डेकर किस्मों के साथ तुलना की जाती है।

बहुपरत PCBS के लाभ

तकनीकी दृष्टिकोण से, बहु-परत पीसीबी के डिजाइन में कई फायदे हैं। बहुपरत पीसीबी के इन लाभों में शामिल हैं:

• छोटा आकार: बहु-परत मुद्रित सर्किट बोर्डों का उपयोग करने के सबसे प्रमुख और प्रशंसित लाभों में से एक उनका आकार है। उनके स्तरित डिज़ाइन के कारण, बहुपरत PCBS समान कार्यक्षमता वाले अन्य PCBS से स्वयं छोटे होते हैं। इससे आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स को भारी लाभ हुआ है क्योंकि वर्तमान प्रवृत्ति स्मार्टफोन, लैपटॉप, टैबलेट और पहनने योग्य जैसे छोटे, अधिक कॉम्पैक्ट लेकिन अधिक शक्तिशाली गैजेट्स की ओर है।

• हल्के निर्माण: हल्के वजन के लिए छोटे PCBS का उपयोग किया जाता है, खासकर जब से सिंगल- और डबल-लेयर PCBS को इंटरकनेक्ट करने के लिए आवश्यक कई कनेक्टर मल्टी-लेयर डिज़ाइन के पक्ष में समाप्त हो जाते हैं। फिर, यह आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स के हाथों में खेलता है, जो अधिक मोबाइल होते हैं।

• उच्च गुणवत्ता: इस प्रकार के PCBS सिंगल-लेयर और डबल-लेयर PCBS से बेहतर होते हैं, क्योंकि मल्टी-लेयर PCBS बनाते समय काम और योजना की मात्रा बहुत अधिक होती है। नतीजतन, वे अधिक विश्वसनीय भी हैं।

• बेहतर स्थायित्व: बहु-परत PCBS अपनी प्रकृति के कारण अधिक समय तक चलने की प्रवृत्ति रखते हैं। इन बहुपरत PCBS को न केवल अपना भार वहन करना चाहिए, बल्कि उन्हें एक साथ चिपकाने के लिए उपयोग की जाने वाली गर्मी और दबाव को संभालने में भी सक्षम होना चाहिए। इन कारकों के अलावा, बहुपरत पीसीबी सर्किट परतों के बीच इन्सुलेशन की कई परतों का उपयोग करते हैं, उन्हें प्रीप्रेग चिपकने वाले और सुरक्षात्मक सामग्री के साथ जोड़ते हैं।

• बढ़ा हुआ लचीलापन: हालांकि यह सभी बहुपरत पीसीबी घटकों पर लागू नहीं होता है, कुछ लचीली निर्माण तकनीकों का उपयोग करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप लचीला बहुपरत पीसीबी होता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए आदर्श हो सकता है जहां अर्ध-नियमित आधार पर थोड़ा झुकना और झुकना हो सकता है। फिर, यह सभी बहुपरत PCBS पर लागू नहीं होता है, और आप एक लचीली PCB में जितनी अधिक परतें जोड़ते हैं, PCB उतना ही कम लचीला होता है।

• अधिक शक्तिशाली: बहुपरत PCBS अत्यंत उच्च घनत्व वाले घटक होते हैं जो एक से अधिक परतों को एक एकल PCB में संयोजित करते हैं। ये नज़दीकी दूरियाँ बोर्डों को अधिक कनेक्टेड बनाती हैं, और उनके अंतर्निहित विद्युत गुण उन्हें छोटे होने के बावजूद अधिक क्षमता और गति प्राप्त करने की अनुमति देते हैं।

• एकल कनेक्शन बिंदु: बहु-परत PCBS को अन्य PCB घटकों के साथ श्रृंखला के बजाय एकल इकाई के रूप में उपयोग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। परिणामस्वरूप, उनके पास एकाधिक सिंगल-लेयर PCBS का उपयोग करने के लिए आवश्यक कई कनेक्शनों के बजाय एक एकल कनेक्शन बिंदु होता है। यह इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद डिजाइन में भी फायदेमंद साबित होता है, क्योंकि उन्हें अंतिम उत्पाद में केवल एक कनेक्शन बिंदु शामिल करने की आवश्यकता होती है। यह आकार और वजन को कम करने के लिए डिज़ाइन किए गए छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स और गैजेट्स के लिए विशेष रूप से उपयोगी है।

ये फायदे बहुपरत PCBS को विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों, विशेष रूप से मोबाइल उपकरणों और उच्च-कार्य इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोगी बनाते हैं। बदले में, जैसे-जैसे कई उद्योग मोबाइल समाधानों की ओर बढ़ते हैं, बहु-परत PCBS उद्योग-विशिष्ट अनुप्रयोगों की बढ़ती संख्या में एक स्थान खोज रहे हैं।

बहुपरत PCBS का इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है

बहुपरत PCBS के नुकसान

मल्टी-लेयर पीसीबी के कई फायदे हैं और यह विभिन्न उन्नत तकनीकों के लिए उपयुक्त है। हालाँकि, इस प्रकार के PCBS सभी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हैं। वास्तव में, कई नुकसान बहुपरत PCBS के लाभों से अधिक हो सकते हैं, विशेष रूप से कम लागत और जटिलता वाले इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए। इन नुकसानों में शामिल हैं:

• उच्च लागत: मल्टी-लेयर PCBS, निर्माण प्रक्रिया के प्रत्येक चरण में सिंगल और डबल-लेयर PCBS की तुलना में बहुत अधिक महंगे होते हैं। उन्हें डिजाइन करना मुश्किल है और किसी भी संभावित समस्या को हल करने में बहुत समय लगता है। उन्हें उत्पादन करने के लिए अत्यधिक जटिल निर्माण प्रक्रियाओं की भी आवश्यकता होती है, जिसके लिए असेंबलरों के लिए बहुत समय और श्रम की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इन पीसीबीएस की प्रकृति के कारण, निर्माण या असेंबली के दौरान की गई कोई भी त्रुटि फिर से काम करना बेहद मुश्किल है, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त श्रम लागत या स्क्रैप शुल्क लगता है। इसके अलावा, बहुपरत पीसीबी का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण बहुत महंगे हैं क्योंकि यह अभी भी अपेक्षाकृत नई तकनीक है। इन सभी कारणों से, जब तक कि छोटा आकार किसी एप्लिकेशन के लिए एक परम आवश्यकता न हो, एक सस्ता विकल्प एक बेहतर विकल्प हो सकता है।

• जटिल उत्पादन: बहु-परत PCBS अन्य PCB प्रकारों की तुलना में अधिक कठिन होता है, जिसके लिए अधिक डिज़ाइन समय और सावधानीपूर्वक निर्माण तकनीकों की आवश्यकता होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पीसीबी डिजाइन या निर्माण में छोटी-छोटी खामियां भी इसे अप्रभावी बना सकती हैं।

• सीमित उपलब्धता: बहु-परत PCBS के साथ सबसे बड़ी समस्याओं में से एक उनके उत्पादन के लिए आवश्यक मशीनें हैं। सभी पीसीबी निर्माताओं के पास ऐसी मशीन के लिए साधन या आवश्यकता नहीं होती है, इसलिए सभी पीसीबी निर्माता इसे नहीं ले जाते हैं। यह पीसीबी निर्माताओं की संख्या को सीमित करता है जिनका उपयोग ग्राहकों के लिए बहु-परत पीसीबी बनाने के लिए किया जा सकता है। इसलिए, एक अनुबंध निर्माता के रूप में एक पीसीबी निर्माता पर निर्णय लेने से पहले बहु-परत पीसीबी में पीसीबी निर्माता की क्षमताओं के बारे में सावधानीपूर्वक पूछताछ करने की सलाह दी जाती है।

• तकनीकी डिज़ाइनर की आवश्यकता: जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, मल्टी-लेयर PCBS को पहले से बहुत अधिक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। पिछले अनुभव के बिना, यह समस्याग्रस्त हो सकता है। बहुपरत बोर्डों को परतों के बीच अंतर्संबंधों की आवश्यकता होती है, लेकिन साथ ही साथ क्रॉसस्टॉक और प्रतिबाधा समस्याओं को कम करना चाहिए।डिज़ाइन में एक भी समस्या के परिणामस्वरूप बोर्ड ठीक से काम नहीं कर सकता है।

• उत्पादन समय: जैसे-जैसे जटिलता बढ़ती है, वैसे-वैसे विनिर्माण आवश्यकताएं भी बढ़ती हैं। यह मल्टी-लेयर PCBS के टर्नओवर में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है – प्रत्येक बोर्ड को उत्पादन करने में बहुत समय लगता है, जिसके परिणामस्वरूप अधिक श्रम लागत होती है। इसके अलावा, यह ऑर्डर देने और उत्पाद प्राप्त करने के बीच एक लंबा समय अंतराल पैदा कर सकता है, जो कुछ मामलों में समस्याग्रस्त हो सकता है।

हालाँकि, ये समस्याएँ बहु-परत PCBS की उपयोगिता से गायब नहीं हुई हैं। जबकि वे सिंगल-लेयर PCBS से अधिक खर्च करते हैं, इस प्रकार के प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर मल्टी-लेयर PCBS के कई फायदे हैं।

सिंगल-लेयर विकल्पों की तुलना में मल्टी-लेयर PCBS के लाभ

सिंगल-लेयर विकल्पों पर मल्टी-लेयर PCBS के फायदे और भी स्पष्ट हो जाते हैं। बहुपरत PCBS द्वारा प्रदान किए जाने वाले कुछ प्रमुख सुधारों में शामिल हैं:

• उच्च असेंबली घनत्व: जबकि सिंगल-लेयर PCBS का घनत्व उनके सतह क्षेत्र द्वारा सीमित होता है, मल्टी-लेयर PCBS लेयरिंग द्वारा उनके घनत्व को गुणा करता है। पीसीबी के छोटे आकार के बावजूद, घनत्व में वृद्धि अधिक कार्यक्षमता, बढ़ती क्षमता और गति को सक्षम बनाती है।

• छोटा आकार: कुल मिलाकर, मल्टी-लेयर PCBS सिंगल-लेयर PCBS से छोटे होते हैं। जबकि सिंगल-लेयर PCBS को साइज़ बढ़ाकर सर्किट के सरफेस एरिया को बढ़ाना चाहिए, मल्टी-लेयर PCBS लेयर्स को जोड़कर सरफेस एरिया को बढ़ाता है, जिससे ओवरऑल साइज कम हो जाता है। यह उच्च क्षमता वाले बहुपरत PCBS को छोटे उपकरणों में उपयोग करने की अनुमति देता है, जबकि उच्च क्षमता वाले सिंगल-लेयर PCBS को बड़े उत्पादों में स्थापित किया जाना चाहिए।

• हल्का वजन: मल्टी-लेयर PCBS में कंपोनेंट इंटीग्रेशन का अर्थ है कनेक्टर्स और अन्य कंपोनेंट्स की कम आवश्यकता, जटिल इलेक्ट्रिकल एप्लिकेशन के लिए हल्का सॉल्यूशन प्रदान करना। मल्टी-लेयर PCBS कई सिंगल-लेयर PCBS के समान काम पूरा कर सकता है, लेकिन छोटे आकार, कम जुड़े घटकों और कम वजन के साथ। छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए यह एक आवश्यक विचार है जहां वजन एक चिंता का विषय है।

• उन्नत डिज़ाइन सुविधाएँ: कुल मिलाकर, बहु-परत PCBS औसत सिंगल-लेयर PCBS से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है। अधिक नियंत्रित प्रतिबाधा विशेषताओं, उच्च ईएमआई परिरक्षण और समग्र रूप से बेहतर डिजाइन गुणवत्ता के संयोजन से, बहु-परत पीसीबी छोटे और हल्के होने के बावजूद अधिक प्राप्त कर सकते हैं।

बहुपरत PCBS का इतना व्यापक रूप से उपयोग क्यों किया जाता है

तो, बहुपरत और एकल-परत संरचनाओं पर निर्णय लेते समय इन कारकों का क्या अर्थ है? अनिवार्य रूप से, यदि आप छोटे, हल्के और जटिल उपकरण का उत्पादन करना चाहते हैं जहां गुणवत्ता महत्वपूर्ण है, तो बहु-परत पीसीबी आपकी सबसे अच्छी पसंद हो सकती है। हालांकि, अगर उत्पाद डिजाइन में आकार और वजन प्रमुख कारक नहीं हैं, तो सिंगल या डबल-लेयर पीसीबी डिज़ाइन अधिक लागत प्रभावी हो सकते हैं।