अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना छापील सर्कीट बोर्ड (PCB) हा एक भौतिक आधार किंवा एक प्लॅटफॉर्म आहे ज्यावर इलेक्ट्रॉनिक घटक सोल्डर केले जाऊ शकतात. कॉपर ट्रेस हे घटक एकमेकांशी जोडतात, ज्यामुळे मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) डिझाइन केलेल्या पद्धतीने त्याचे कार्य करू शकतात.

मुद्रित सर्किट बोर्ड इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाचा मुख्य भाग आहे. इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाच्या वापरावर अवलंबून ते कोणत्याही आकाराचे आणि आकाराचे असू शकते. PCB साठी सर्वात सामान्य सब्सट्रेट/सबस्ट्रेट सामग्री FR-4 आहे. FR-4 आधारित पीसीबी सामान्यतः अनेक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये आढळतात आणि त्यांचे उत्पादन सामान्य आहे. मल्टीलेअर पीसीबीच्या तुलनेत, सिंगल-साइड आणि डबल-साइड पीसीबी तयार करणे सोपे आहे.

FR-4 PCB हे ग्लास फायबर आणि इपॉक्सी रेझिनचे लॅमिनेटेड कॉपर क्लेडिंगसह बनलेले आहे. कॉम्प्युटर ग्राफिक्स कार्ड्स, मदरबोर्ड, मायक्रोप्रोसेसर बोर्ड, एफपीजीए, सीपीएलडी, हार्ड ड्राइव्ह, आरएफ एलएनए, सॅटेलाइट कम्युनिकेशन अँटेना फीड, स्विच मोड पॉवर सप्लाय, अँड्रॉइड फोन, कॉम्प्युटर ग्राफिक्स कार्ड, मदरबोर्ड, मायक्रोप्रोसेसर बोर्ड, कॉम्प्लेक्स मल्टी-लेयर (12 लेयर्स पर्यंत) पीसीबीची काही मुख्य उदाहरणे. इ. अशी अनेक उदाहरणे आहेत जिथे साधे सिंगल-लेयर आणि डबल-लेयर पीसीबी वापरले जातात, जसे की सीआरटी टीव्ही, अॅनालॉग ऑसिलोस्कोप, हॅन्डहेल्ड कॅल्क्युलेटर, संगणक उंदीर आणि एफएम रेडिओ सर्किट्स.

पीसीबीचा अर्ज:

1. वैद्यकीय उपकरणे:

वैद्यकीय शास्त्रातील आजची प्रगती पूर्णपणे इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योगाच्या वेगाने होत असलेल्या वाढीमुळे आहे. बहुतेक वैद्यकीय उपकरणे, जसे की पीएच मीटर, हृदयाचा ठोका सेन्सर, तापमान मोजमाप, ईसीजी/ईईजी मशीन, एमआरआय मशीन, एक्स-रे, सीटी स्कॅन, रक्तदाब मशीन, रक्तातील साखरेची पातळी मोजणारी उपकरणे, इनक्यूबेटर, सूक्ष्मजीवशास्त्रीय उपकरणे आणि इतर अनेक उपकरणे. स्वतंत्र इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी आधारित. हे पीसीबी सामान्यत: दाट असतात आणि त्यात लहान स्वरूपाचा घटक असतो. दाट म्हणजे लहान एसएमटी घटक लहान आकाराच्या पीसीबीमध्ये ठेवले जातात. ही वैद्यकीय उपकरणे लहान, वाहून नेण्यास सोपी, वजनाने हलकी आणि ऑपरेट करण्यास सोपी बनवली आहेत.

2. औद्योगिक उपकरणे.

PCB चा उत्पादन, कारखाने आणि यंत्रमाग कारखान्यांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. या उद्योगांमध्ये उच्च-शक्तीची यंत्रसामग्री आणि उपकरणे आहेत जी सर्किट्सद्वारे चालविली जातात जी उच्च शक्तीवर कार्य करतात आणि उच्च प्रवाहांची आवश्यकता असते. या कारणास्तव, पीसीबीवर एक जाड तांब्याचा थर लॅमिनेटेड आहे, जो जटिल इलेक्ट्रॉनिक पीसीबीपेक्षा वेगळा आहे, जो 100 अँपिअर इतका उच्च प्रवाह काढू शकतो. आर्क वेल्डिंग, मोठ्या सर्वो मोटर ड्राईव्ह, लीड-ऍसिड बॅटरी चार्जर, लष्करी उद्योग आणि कपड्यांचे कापूस अस्पष्ट मशीन यासारख्या अनुप्रयोगांमध्ये हे विशेषतः महत्वाचे आहे.

3. प्रदीपन.

प्रकाशाच्या बाबतीत, जग ऊर्जा-बचत उपायांच्या दिशेने वाटचाल करत आहे. हे हॅलोजन बल्ब आता क्वचितच आढळतात, परंतु आता आपल्याला एलईडी दिवे आणि उच्च-तीव्रतेचे एलईडी दिसतात. हे छोटे LEDs उच्च-चमकदार प्रकाश देतात आणि अॅल्युमिनियम सब्सट्रेट्सवर आधारित PCBs वर आरोहित असतात. अॅल्युमिनिअममध्ये उष्णता शोषून घेण्याची आणि हवेत ती विसर्जित करण्याची गुणधर्म आहे. म्हणून, उच्च शक्तीमुळे, हे अॅल्युमिनियम पीसीबी सामान्यतः मध्यम आणि उच्च पॉवर एलईडी सर्किट्ससाठी एलईडी दिवे सर्किट्समध्ये वापरले जातात.

4. ऑटोमोटिव्ह आणि एरोस्पेस उद्योग.

PCB चा आणखी एक अनुप्रयोग म्हणजे ऑटोमोटिव्ह आणि एरोस्पेस उद्योग. येथे सामान्य घटक म्हणजे विमाने किंवा कारच्या हालचालीमुळे निर्माण होणारी पुनरावृत्ती. म्हणून, या उच्च-शक्ती कंपनांचे समाधान करण्यासाठी, पीसीबी लवचिक बनते. म्हणून, फ्लेक्स पीसीबी नावाचा पीसीबी वापरला जातो. लवचिक पीसीबी उच्च कंपन सहन करू शकते आणि वजनाने हलके आहे, ज्यामुळे अंतराळयानाचे एकूण वजन कमी होऊ शकते. हे लवचिक पीसीबी अरुंद जागेत देखील समायोजित केले जाऊ शकतात, हा देखील एक चांगला फायदा आहे. हे लवचिक पीसीबी कनेक्टर, इंटरफेस म्हणून वापरले जातात आणि कॉम्पॅक्ट जागेत एकत्र केले जाऊ शकतात, जसे की पॅनेलच्या मागे, डॅशबोर्डच्या खाली, इत्यादी. कठोर आणि लवचिक पीसीबीचे संयोजन देखील वापरले जाते.

पीसीबी प्रकार:

मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) 8 श्रेणींमध्ये विभागले गेले आहेत. ते आहेत

एकल-पक्षीय पीसीबी:

एकतर्फी पीसीबीचे घटक फक्त एका बाजूला बसवले जातात आणि दुसरी बाजू तांब्याच्या तारांसाठी वापरली जाते. RF-4 सब्सट्रेटच्या एका बाजूला कॉपर फॉइलचा पातळ थर लावला जातो आणि नंतर इन्सुलेशन प्रदान करण्यासाठी सोल्डर मास्क लावला जातो. शेवटी, PCB वर C1 आणि R1 सारख्या घटकांसाठी चिन्हांकित माहिती प्रदान करण्यासाठी स्क्रीन प्रिंटिंगचा वापर केला जातो. हे सिंगल-लेयर पीसीबी मोठ्या प्रमाणावर डिझाइन आणि तयार करणे खूप सोपे आहे, बाजारपेठेची मागणी मोठी आहे आणि ते खरेदी करण्यासाठी देखील खूप स्वस्त आहेत. ज्युसर/ब्लेंडर, चार्जिंग फॅन, कॅल्क्युलेटर, लहान बॅटरी चार्जर, खेळणी, टीव्ही रिमोट कंट्रोल इ. यांसारख्या घरगुती उत्पादनांमध्ये सामान्यतः वापरले जाते.

डबल-लेयर पीसीबी:

दुहेरी बाजू असलेला PCB हा बोर्डच्या दोन्ही बाजूंना तांब्याचा थर लावलेला PCB आहे. या छिद्रांमध्ये ड्रिल होल आणि लीड्ससह THT घटक स्थापित केले आहेत. ही छिद्रे एका बाजूच्या भागाला दुसऱ्या बाजूच्या भागाला तांब्याच्या ट्रॅकद्वारे जोडतात. घटक लीड्स छिद्रांमधून जातात, जास्तीचे लीड कटरद्वारे कापले जातात आणि लीड्स छिद्रांमध्ये वेल्डेड केल्या जातात. हे सर्व हाताने केले जाते. 2-लेयर PCB चे SMT घटक आणि THT घटक देखील आहेत. एसएमटी घटकांना छिद्रांची गरज नसते, परंतु पीसीबीवर पॅड तयार केले जातात आणि एसएमटी घटक पीसीबीवर रिफ्लो सोल्डरिंगद्वारे निश्चित केले जातात. एसएमटी घटक पीसीबीवर खूप कमी जागा व्यापतात, त्यामुळे सर्किट बोर्डवर अधिक कार्ये साध्य करण्यासाठी अधिक मोकळी जागा वापरली जाऊ शकते. दुहेरी बाजू असलेले पीसीबी वीज पुरवठा, अॅम्प्लीफायर, डीसी मोटर ड्रायव्हर्स, इन्स्ट्रुमेंट सर्किट इत्यादींसाठी वापरले जातात.

मल्टीलेअर पीसीबी:

मल्टी-लेयर पीसीबी हे मल्टी-लेयर 2-लेयर पीसीबीचे बनलेले आहे, जे डायलेक्ट्रिक इन्सुलेटिंग लेयर्समध्ये सँडविच केलेले आहे जेणेकरून बोर्ड आणि घटक जास्त गरम केल्याने नुकसान होणार नाही. मल्टी-लेयर पीसीबीमध्ये 4-लेयर पीसीबीपासून 12-लेयर पीसीबीपर्यंत विविध आयाम आणि विविध स्तर आहेत. जितके अधिक स्तर, तितके सर्किट अधिक क्लिष्ट आणि पीसीबी लेआउट डिझाइन अधिक क्लिष्ट.

मल्टी-लेयर पीसीबीमध्ये सहसा स्वतंत्र ग्राउंड प्लेन, पॉवर प्लेन, हाय-स्पीड सिग्नल प्लेन, सिग्नल इंटिग्रिटी विचार आणि थर्मल मॅनेजमेंट असते. लष्करी आवश्यकता, एरोस्पेस आणि एरोस्पेस इलेक्ट्रॉनिक्स, सॅटेलाइट कम्युनिकेशन्स, नेव्हिगेशन इलेक्ट्रॉनिक्स, जीपीएस ट्रॅकिंग, रडार, डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग आणि इमेज प्रोसेसिंग हे सामान्य अनुप्रयोग आहेत.

कठोर पीसीबी:

वर चर्चा केलेले सर्व पीसीबी प्रकार कठोर पीसीबी श्रेणीतील आहेत. कठोर PCBs मध्ये FR-4, रॉजर्स, फेनोलिक राळ आणि इपॉक्सी राळ यांसारखे घन सब्सट्रेट्स असतात. या प्लेट्स वाकणार नाहीत आणि वळणार नाहीत, परंतु 10 किंवा 20 वर्षांपर्यंत अनेक वर्षे त्यांचा आकार राखू शकतात. त्यामुळेच अनेक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचे आयुर्मान दीर्घकाळ असते कारण कठोर PCBs च्या कडकपणा, मजबूतपणा आणि कडकपणामुळे. संगणक आणि लॅपटॉपचे पीसीबी कठोर असतात. घरांमध्ये सामान्यतः वापरले जाणारे अनेक टीव्ही, एलसीडी आणि एलईडी टीव्ही हे कठोर पीसीबीचे बनलेले असतात. वरील सर्व एकतर्फी, दुहेरी बाजू आणि बहुस्तरीय PCB अनुप्रयोग कठोर PCB ला देखील लागू आहेत.

फ्लेक्स पीसीबी:

लवचिक पीसीबी किंवा लवचिक पीसीबी कठोर नाही, परंतु ते लवचिक आहे आणि सहजपणे वाकले जाऊ शकते. ते लवचिक आहेत, उच्च उष्णता प्रतिरोधक आणि उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्म आहेत. फ्लेक्स पीसीबीची सब्सट्रेट सामग्री कामगिरी आणि खर्चावर अवलंबून असते. फ्लेक्स पीसीबीसाठी सामान्य सब्सट्रेट सामग्री म्हणजे पॉलिमाइड (पीआय) फिल्म, पॉलिस्टर (पीईटी) फिल्म, पेन आणि पीटीएफई.

फ्लेक्स पीसीबीची निर्मिती खर्च कठोर पीसीबीपेक्षा जास्त आहे. ते दुमडलेले किंवा कोपऱ्याभोवती गुंडाळले जाऊ शकतात. संबंधित कठोर पीसीबीच्या तुलनेत, ते कमी जागा घेतात. ते वजनाने हलके असतात पण अश्रूंची ताकद खूपच कमी असते.

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी:

कठोर आणि लवचिक PCB चे संयोजन अनेक जागा आणि वजन-प्रतिबंधित अनुप्रयोगांमध्ये खूप महत्वाचे आहे. उदाहरणार्थ, कॅमेरामध्ये, सर्किट क्लिष्ट आहे, परंतु कठोर आणि लवचिक पीसीबीचे संयोजन भागांची संख्या कमी करेल आणि पीसीबी आकार कमी करेल. दोन PCB चे वायरिंग एकाच PCB वर देखील एकत्र केले जाऊ शकते. डिजिटल कॅमेरे, मोबाईल फोन, कार, लॅपटॉप आणि फिरणारे भाग असलेली उपकरणे ही सामान्य अनुप्रयोग आहेत.

हाय-स्पीड पीसीबी:

हाय-स्पीड किंवा हाय-फ्रिक्वेंसी PCBs हे 1 GHz पेक्षा जास्त फ्रिक्वेन्सी असलेल्या सिग्नल कम्युनिकेशनचा समावेश असलेल्या ऍप्लिकेशन्ससाठी वापरलेले PCB आहेत. या प्रकरणात, सिग्नल अखंडतेच्या समस्या येतात. उच्च-फ्रिक्वेंसी पीसीबी सब्सट्रेटची सामग्री डिझाइन आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी काळजीपूर्वक निवडली पाहिजे.

पॉलिफेनिलीन (पीपीओ) आणि पॉलिटेट्राफ्लुरोइथिलीन हे सामान्यतः वापरले जाणारे साहित्य आहे. यात स्थिर डायलेक्ट्रिक स्थिर आणि लहान डायलेक्ट्रिक नुकसान आहे. त्यांच्याकडे पाणी शोषण कमी आहे परंतु जास्त किंमत आहे.

इतर अनेक डायलेक्ट्रिक सामग्रीमध्ये परिवर्तनीय डायलेक्ट्रिक स्थिरांक असतात, ज्यामुळे प्रतिबाधा बदल होतात, ज्यामुळे हार्मोनिक्स विकृत होतात आणि डिजिटल सिग्नलचे नुकसान होते आणि सिग्नलची अखंडता नष्ट होते.

अॅल्युमिनियम पीसीबी:

अॅल्युमिनियम-आधारित PCBs सब्सट्रेट सामग्रीमध्ये प्रभावी उष्णता नष्ट होण्याची वैशिष्ट्ये आहेत. कमी थर्मल रेझिस्टन्समुळे, अॅल्युमिनियम-आधारित पीसीबी शीतकरण त्याच्या संबंधित तांबे-आधारित पीसीबीपेक्षा अधिक प्रभावी आहे. ते हवेत आणि पीसीबी बोर्डच्या थर्मल जंक्शन भागात उष्णता पसरवते.

बरेच एलईडी दिवे सर्किट, उच्च-चमकीचे एलईडी अॅल्युमिनियम बॅकिंग पीसीबीचे बनलेले आहेत.

अॅल्युमिनिअम हा एक समृद्ध धातू आहे आणि त्याची खनन किंमत कमी आहे, त्यामुळे पीसीबीची किंमत देखील खूप कमी आहे. अॅल्युमिनियम पुनर्वापर करण्यायोग्य आणि बिनविषारी आहे, म्हणून ते पर्यावरणास अनुकूल आहे. अॅल्युमिनियम मजबूत आणि टिकाऊ आहे, म्हणून ते उत्पादन, वाहतूक आणि असेंब्ली दरम्यान नुकसान कमी करते

ही सर्व वैशिष्ट्ये अॅल्युमिनियम-आधारित PCBs उच्च-वर्तमान ऍप्लिकेशन्ससाठी उपयुक्त बनवतात जसे की मोटर कंट्रोलर, हेवी-ड्यूटी बॅटरी चार्जर आणि उच्च-ब्राइटनेस LED दिवे.

अनुमान मध्ये:

अलिकडच्या वर्षांत, PCBs साध्या सिंगल-लेयर आवृत्त्यांपासून अधिक जटिल प्रणालींमध्ये विकसित झाले आहेत, जसे की उच्च-फ्रिक्वेंसी टेफ्लॉन पीसीबी.

PCB आता आधुनिक तंत्रज्ञान आणि विकसित होणार्‍या विज्ञानाच्या जवळजवळ प्रत्येक क्षेत्राचा समावेश करते. मायक्रोबायोलॉजी, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक, नॅनोटेक्नॉलॉजी, एरोस्पेस इंडस्ट्री, मिलिटरी, एव्हियोनिक्स, रोबोटिक्स, आर्टिफिशियल इंटेलिजन्स आणि इतर फील्ड हे सर्व प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) बिल्डिंग ब्लॉक्सच्या विविध स्वरूपांवर आधारित आहेत.