అచ్చు వేయబడిన విద్యుత్ వలయ పలక (PCB) దాదాపు అన్ని రకాల ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో కనిపిస్తాయి. పరికరంలో ఎలక్ట్రానిక్ భాగాలు ఉంటే, అవి వివిధ పరిమాణాల PCB లో కూడా పొందుపరచబడ్డాయి. వివిధ చిన్న భాగాలను ఫిక్సింగ్ చేయడంతో పాటు, భాగాల మధ్య విద్యుత్ కనెక్షన్లను అందించడం PCB యొక్క ప్రధాన విధి. ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు మరింత సంక్లిష్టంగా మారడంతో, మరింత ఎక్కువ భాగాలు అవసరమవుతాయి, మరియు PCB లోని వైరింగ్ మరియు భాగాలు మరింత దట్టంగా మారతాయి. ప్రామాణిక PCB ఇలా కనిపిస్తుంది. Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

బోర్డు యొక్క ఉపరితలం ఇన్సులేట్ చేయబడిన మరియు వంగడానికి నిరోధక పదార్థంతో తయారు చేయబడింది. ఉపరితలంపై కనిపించే చిన్న గీత పదార్థం రాగి రేకు. వాస్తవానికి, రాగి రేకు మొత్తం బోర్డుపై కప్పబడి ఉంటుంది, మరియు మధ్య భాగం తయారీ ప్రక్రియలో దూరంగా ఉంటుంది మరియు మిగిలిన భాగం చిన్న లైన్ల నెట్‌వర్క్ అవుతుంది. ఈ పంక్తులు కండక్టర్లు లేదా కండక్టర్లు అని పిలువబడతాయి మరియు PCB లోని భాగాలకు విద్యుత్ కనెక్షన్‌లను అందించడానికి ఉపయోగిస్తారు.

PCB కి భాగాలను భద్రపరచడానికి, మేము వారి పిన్‌లను నేరుగా వైరింగ్‌కు టంకము చేస్తాము. ప్రాథమిక PCB లో, భాగాలు ఒక వైపు కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి మరియు వైర్లు మరొక వైపు కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. కాబట్టి మేము బోర్డులో రంధ్రాలు చేయాలి, తద్వారా పిన్స్ బోర్డు ద్వారా మరొక వైపుకు వెళ్తాయి, కాబట్టి భాగాల పిన్స్ మరొక వైపుకు వెల్డింగ్ చేయబడతాయి. ఈ కారణంగా, పిసిబి ముందు మరియు వెనుక వైపులను వరుసగా కాంపోనెంట్ సైడ్ మరియు సోల్డర్ సైడ్ అంటారు.

PCB లో తయారు చేసిన తర్వాత తీసివేయగల లేదా తిరిగి ఉంచగల భాగాలు ఉంటే, భాగాలను ఇన్‌స్టాల్ చేయడానికి సాకెట్ ఉపయోగించబడుతుంది. సాకెట్ నేరుగా బోర్డుకు వెల్డింగ్ చేయబడినందున, భాగాలను ఏకపక్షంగా విడదీయవచ్చు. ఒక ZIF (జీరో ఇన్‌సర్‌టియాన్ ఫోర్స్) ప్లగ్ భాగాలను సులభంగా చొప్పించడానికి మరియు తీసివేయడానికి అనుమతిస్తుంది. సాకెట్ పక్కన ఉన్న లివర్ మీరు వాటిని చొప్పించిన తర్వాత భాగాలను ఉంచగలదు.

రెండు PCBS ఒకదానితో ఒకటి కనెక్ట్ చేయడానికి, ఒక అంచు కనెక్టర్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. పిసిబి వైరింగ్‌లో భాగమైన అనేక బంగారు కాపర్ ప్యాడ్‌లను బంగారు వేలు కలిగి ఉంది. సాధారణంగా, కనెక్ట్ చేయడానికి, మేము ఒక PCB లో బంగారు వేలును మరొక PCB లో తగిన స్లాట్‌లోకి (సాధారణంగా విస్తరణ స్లాట్ అని పిలుస్తారు) చొప్పించాము. In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

PCB లో ఆకుపచ్చ లేదా గోధుమ రంగు టంకము ముసుగు యొక్క రంగు. ఈ పొర ఇన్సులేటింగ్ డాలు, ఇది రాగి తీగను కాపాడుతుంది మరియు భాగాలు తప్పు ప్రదేశానికి వెల్డింగ్ చేయకుండా నిరోధిస్తుంది. టంకము నిరోధక పొరపై మరొక పట్టు తెర ముద్రించబడుతుంది. బోర్డులోని భాగాల స్థానాన్ని సూచించడానికి ఇది సాధారణంగా పదాలు మరియు చిహ్నాలతో (ఎక్కువగా తెలుపు) ముద్రించబడుతుంది. Screen printing surface is also known as icon surface

లెజెండ్).

ఏకపక్ష బోర్డులు

మేము చెప్పినట్లుగా, ప్రాథమిక PCB లో, భాగాలు ఒక వైపు కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి మరియు వైర్లు మరొక వైపు కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. Because the wire appears on only one side, we call this TYPE of PCB single-sided. సర్క్యూట్ రూపకల్పనపై సింగిల్ ప్యానెల్‌లు చాలా కఠినమైన పరిమితులను కలిగి ఉన్నందున (ఒక వైపు మాత్రమే ఉన్నందున, వైరింగ్ దాటలేకపోయింది మరియు ప్రత్యేక మార్గాన్ని తీసుకోవలసి వచ్చింది), ప్రారంభ బోర్డులు మాత్రమే అటువంటి బోర్డులను ఉపయోగించాయి.

ద్విపార్శ్వ బోర్డులు

సర్క్యూట్ బోర్డుకు రెండు వైపులా వైరింగ్ ఉంది. కానీ రెండు వైర్లను ఉపయోగించడానికి, రెండు వైపుల మధ్య సరైన విద్యుత్ కనెక్షన్‌లు ఉండాలి. సర్క్యూట్ల మధ్య ఉన్న ఈ “వంతెన” ను గైడ్ హోల్ (VIA) అంటారు. గైడ్ రంధ్రాలు పిసిబిలో చిన్న రంధ్రాలు నిండి ఉంటాయి లేదా మెటల్‌తో పూత పూయబడతాయి, వీటిని రెండు వైపులా వైర్‌లకు కనెక్ట్ చేయవచ్చు. Because a dual panel has twice the area of a single panel, and because the wiring can be interlaced (it can be wound around to the other side), it is better for more complex circuits than a single panel.

బహుళ-పొర బోర్డులు

వైర్ చేయగలిగే ప్రాంతాన్ని పెంచడానికి, మరింత సింగిల్-లేదా ద్విపార్శ్వ వైరింగ్ బోర్డులు ఉపయోగించబడతాయి. మల్టీలేయర్ బోర్డ్ అనేక డబుల్ ప్యానెల్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, మరియు ప్రతి ప్యానెల్ మధ్య ఇన్సులేషన్ పొర ఉంచబడుతుంది మరియు అతుక్కొని ఉంటుంది (నొక్కబడింది). బోర్డు యొక్క పొరల సంఖ్య అనేక స్వతంత్ర వైరింగ్ పొరలను సూచిస్తుంది, సాధారణంగా బయటి రెండు పొరలతో సహా సమాన సంఖ్యలో పొరలు. Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. చాలా పెద్ద సూపర్ కంప్యూటర్లు మదర్‌బోర్డుల యొక్క కొన్ని పొరలను ఉపయోగిస్తాయి, కానీ అవి సాధారణ కంప్యూటర్‌ల సమూహాల ద్వారా భర్తీ చేయబడతాయి కాబట్టి అవి ఉపయోగంలో లేవు. Because the layers in a PCB are so tightly integrated, it’s not always easy to see the actual number, but if you look closely at the motherboard, you might be able to.

మేము ఇప్పుడే చెప్పిన గైడ్ హోల్ (VIA), డబుల్ ప్యానెల్‌కు వర్తింపజేస్తే, మొత్తం బోర్డు ద్వారా తప్పక ఉండాలి

కానీ మల్టీలేయర్‌లో, మీరు కొన్ని లైన్‌లను మాత్రమే కనెక్ట్ చేయాలనుకుంటే, గైడ్ హోల్స్ ఇతర లేయర్‌లలో కొంత లైన్ స్పేస్‌ను వృధా చేయవచ్చు. Buried vias and Blind vias avoid this problem because they only penetrate a few layers. Blind holes connect several layers of internal PCBS to surface PCBS without penetrating the entire board. ఖననం చేయబడిన రంధ్రాలు అంతర్గత PCB కి మాత్రమే కనెక్ట్ చేయబడతాయి, కాబట్టి ఉపరితలం నుండి కాంతి కనిపించదు.

ఒక బహుళస్థాయి PCB లో, మొత్తం పొర నేరుగా గ్రౌండ్ వైర్ మరియు విద్యుత్ సరఫరాకు అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. కాబట్టి మేము పొరలను సిగ్నల్, పవర్ లేదా గ్రౌండ్‌గా వర్గీకరిస్తాము. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

పార్ట్ ప్యాకేజింగ్ టెక్నాలజీ

హోల్ టెక్నాలజీ ద్వారా

The technique of placing parts on one side of the board and welding the pins to the other side is called “Through Hole Technology (THT)” encapsulation. ఈ భాగం చాలా స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తుంది మరియు ప్రతి పిన్‌కి ఒక రంధ్రం వేయబడుతుంది. కాబట్టి వారి కీళ్ళు వాస్తవానికి రెండు వైపులా స్థలాన్ని ఆక్రమిస్తాయి మరియు టంకము కీళ్ళు సాపేక్షంగా పెద్దవిగా ఉంటాయి. మరోవైపు, సర్ఫేస్ మౌంటెడ్ టెక్నాలజీ (SMT) భాగాల కంటే THT భాగాలు PCB కి బాగా కనెక్ట్ చేయబడ్డాయి, దీని గురించి మనం తరువాత మాట్లాడుతాము. వైర్డ్ సాకెట్లు మరియు సారూప్య ఇంటర్‌ఫేస్‌ల వంటి సాకెట్లు ఒత్తిడిని తట్టుకునేలా ఉండాలి, కాబట్టి అవి సాధారణంగా THT ప్యాకేజీలు.

సర్ఫేస్ మౌంటెడ్ టెక్నాలజీ

సర్ఫేస్ మౌంటెడ్ టెక్నాలజీ (SMT) భాగాల కోసం, పిన్ భాగాలతో అదే వైపున వెల్డింగ్ చేయబడింది. This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

ఉపరితల అంటుకునే భాగాలను రెండు వైపులా కూడా వెల్డింగ్ చేయవచ్చు.

SMT కూడా THT కంటే చిన్న భాగాలను కలిగి ఉంది. Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT package parts are also less expensive than THT’s. కాబట్టి నేటి PCBS చాలా SMT అని ఆశ్చర్యపోనవసరం లేదు.

టంకము కీళ్ళు మరియు భాగాల పిన్‌లు చాలా చిన్నవి కాబట్టి, వాటిని మాన్యువల్‌గా వెల్డింగ్ చేయడం చాలా కష్టం. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

డిజైన్ ప్రక్రియ

PCB డిజైన్‌లో, అధికారిక వైరింగ్‌కు ముందు చాలా సుదీర్ఘ దశలు ఉన్నాయి. కిందివి ప్రధాన డిజైన్ ప్రక్రియ:

The system specifications

అన్నింటిలో మొదటిది, ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల సిస్టమ్ స్పెసిఫికేషన్‌లు ప్లాన్ చేయాలి. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

తదుపరి దశ సిస్టమ్ యొక్క ఫంక్షనల్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని సృష్టించడం. చతురస్రాల మధ్య సంబంధాన్ని కూడా గుర్తించాలి.

Divide the system into several PCBS

సిస్టమ్‌ని అనేక PCBS గా విభజించడం వలన సైజు తగ్గుతుంది, కానీ సిస్టమ్ అప్‌గ్రేడ్ మరియు భాగాలను మార్చుకునే సామర్థ్యాన్ని కూడా ఇస్తుంది. The system function block diagram provides the basis for our segmentation. Computers, for example, can be divided into motherboards, display cards, sound cards, floppy disk drives, power supplies, and so on.

ఉపయోగించాల్సిన ప్యాకేజింగ్ పద్ధతిని మరియు ప్రతి PCB పరిమాణాన్ని నిర్ణయించండి

Once the technology and the number of circuits used for each PCB has been determined, the next step is to determine the size of the board. If the design is too large, then packaging technology will have to change, or re-split the action. టెక్నాలజీని ఎంచుకునేటప్పుడు సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం యొక్క నాణ్యత మరియు వేగాన్ని కూడా పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

అన్ని PCB ల స్కీమాటిక్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రాలను గీయండి

భాగాల మధ్య పరస్పర సంబంధాల వివరాలను స్కెచ్‌లో చూపించాలి. అన్ని సిస్టమ్‌లలోని పిసిబి తప్పనిసరిగా వివరించబడాలి మరియు వాటిలో చాలా వరకు ప్రస్తుతం CAD (కంప్యూటర్ ఎయిడెడ్ డిజైన్) ఉపయోగిస్తున్నాయి. Here is an example of a CircuitMakerTM design.

PCB సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

Preliminary design of simulation operation

రూపొందించిన సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం పనిచేస్తుందో లేదో నిర్ధారించడానికి, అది మొదట కంప్యూటర్ సాఫ్ట్‌వేర్‌ని ఉపయోగించి అనుకరించాలి. ఇటువంటి సాఫ్ట్‌వేర్ బ్లూప్రింట్‌లను చదవగలదు మరియు సర్క్యూట్ అనేక విధాలుగా ఎలా పనిచేస్తుందో చూపుతుంది. This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

భాగాలను ఉంచే విధానం అవి ఒకదానితో ఒకటి ఎలా కనెక్ట్ అయ్యాయనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. వారు అత్యంత సమర్థవంతమైన మార్గంలో మార్గం కనెక్ట్ చేయాలి. సమర్థవంతమైన వైరింగ్ అంటే సాధ్యమైనంత తక్కువ వైరింగ్ మరియు తక్కువ పొరలు (ఇది గైడ్ రంధ్రాల సంఖ్యను కూడా తగ్గిస్తుంది), కానీ మేము అసలు వైరింగ్‌లో దీనికి తిరిగి వస్తాము. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

అధిక వేగంతో సరైన ఆపరేషన్‌తో వైరింగ్ అవకాశాలను పరీక్షించండి

నేటి కంప్యూటర్ సాఫ్ట్‌వేర్‌లో కొన్ని ప్రతి భాగం యొక్క ప్లేస్‌మెంట్ సరిగ్గా కనెక్ట్ చేయబడతాయా లేదా అధిక వేగంతో సరిగ్గా పనిచేస్తుందో లేదో తనిఖీ చేయవచ్చు. ఈ దశను భాగాలను అమర్చడం అంటారు, కానీ మేము దీనిలోకి చాలా దూరం వెళ్లము. సర్క్యూట్ డిజైన్‌తో సమస్య ఉంటే, ఫీల్డ్‌లో సర్క్యూట్ ఎగుమతి అయ్యే ముందు భాగాలను కూడా పునర్వ్యవస్థీకరించవచ్చు.

PCB లో ఎగుమతి సర్క్యూట్

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. మాన్యువల్ మార్పులు సాధారణంగా అవసరం అయినప్పటికీ ఈ దశ సాధారణంగా పూర్తిగా ఆటోమేటెడ్ చేయబడుతుంది. Below is the wire template for 2 laminates. ఎరుపు మరియు నీలం గీతలు వరుసగా PCB భాగాల పొర మరియు వెల్డింగ్ పొరను సూచిస్తాయి. తెలుపు వచనం మరియు చతురస్రాలు స్క్రీన్ ప్రింటింగ్ ఉపరితలంపై గుర్తులను సూచిస్తాయి. ఎరుపు చుక్కలు మరియు వృత్తాలు డ్రిల్లింగ్ మరియు మార్గదర్శక రంధ్రాలను సూచిస్తాయి. కుడి వైపున మనం పిసిబి యొక్క వెల్డింగ్ ఉపరితలంపై బంగారు వేలును చూడవచ్చు. The final composition of this PCB is often referred to as the working Artwork.

ప్రతి డిజైన్ తప్పనిసరిగా పంక్తుల మధ్య కనీస రిజర్వ్ చేసిన ఖాళీలు, కనీస లైన్ వెడల్పులు మరియు ఇతర సారూప్య ఆచరణాత్మక పరిమితులు వంటి నియమాల సమితికి అనుగుణంగా ఉండాలి. ఈ స్పెసిఫికేషన్‌లు సర్క్యూట్ వేగం, ప్రసారమయ్యే సిగ్నల్ యొక్క బలం, విద్యుత్ వినియోగం మరియు శబ్దానికి సర్క్యూట్ యొక్క సున్నితత్వం మరియు పదార్థం మరియు తయారీ సామగ్రి యొక్క నాణ్యతను బట్టి మారుతూ ఉంటాయి. If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. PCB ఖర్చులను తగ్గించడానికి, పొరల సంఖ్యను తగ్గించేటప్పుడు, ఈ నిబంధనలు ఇప్పటికీ నెరవేరుతున్నాయా అనే దానిపై కూడా శ్రద్ధ చూపడం అవసరం. 2 కంటే ఎక్కువ పొరలు అవసరమైతే, సిగ్నల్ పొరపై ప్రసార సంకేతాన్ని నివారించడానికి పవర్ లేయర్ మరియు గ్రౌండ్ లేయర్ సాధారణంగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు సిగ్నల్ లేయర్ యొక్క కవచంగా ఉపయోగించవచ్చు.

సర్క్యూట్ పరీక్ష తర్వాత వైర్

వైర్ వెనుక లైన్ సరిగ్గా పనిచేస్తోందని నిర్ధారించుకోవడానికి, అది తుది పరీక్షలో ఉత్తీర్ణత సాధించాలి. ఈ పరీక్ష తప్పు కనెక్షన్‌ల కోసం కూడా తనిఖీ చేస్తుంది మరియు అన్ని కనెక్షన్‌లు స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రాన్ని అనుసరిస్తాయి.

స్థాపించి ఫైల్ చేయండి

PCBS రూపకల్పన కోసం ప్రస్తుతం అనేక CAD టూల్స్ ఉన్నందున, తయారీదారులు బోర్డులను తయారు చేసే ముందు ప్రమాణాలకు అనుగుణంగా ఉండే ప్రొఫైల్‌ను కలిగి ఉండాలి. అనేక ప్రామాణిక లక్షణాలు ఉన్నాయి, కానీ సర్వసాధారణమైనవి గెర్బెర్ ఫైల్స్ స్పెసిఫికేషన్. గెర్బెర్ ఫైళ్ల సమితిలో ప్రతి సిగ్నల్, పవర్ మరియు గ్రౌండ్ లేయర్, టంకము నిరోధక పొర మరియు స్క్రీన్ ప్రింటింగ్ ఉపరితలం మరియు డ్రిల్లింగ్ మరియు డిస్ప్లేసింగ్ యొక్క నిర్దిష్ట ఫైల్స్ యొక్క ప్రణాళిక ఉంటుంది.

Electromagnetic compatibility problem

EMC స్పెసిఫికేషన్‌లకు రూపకల్పన చేయని ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు విద్యుదయస్కాంత శక్తిని విడుదల చేస్తాయి మరియు సమీపంలోని ఉపకరణాలతో జోక్యం చేసుకునే అవకాశం ఉంది. EMC విద్యుదయస్కాంత జోక్యం (EMI), విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం (EMF) మరియు రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ జోక్యం (RFI) పై గరిష్ట పరిమితులను విధించింది. ఈ నియమం ఉపకరణం మరియు సమీపంలోని ఇతర ఉపకరణాల సాధారణ ఆపరేషన్‌ని నిర్ధారిస్తుంది. EMC ఒక పరికరం నుండి మరొక పరికరానికి చెదరగొట్టగల లేదా ప్రసారం చేయగల శక్తిపై కఠినమైన పరిమితులను విధించింది మరియు బాహ్య EMF, EMI, RFI మరియు మొదలైన వాటికి సంభావ్యతను తగ్గించడానికి రూపొందించబడింది. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఈ నియమావళి యొక్క ఉద్దేశ్యం పరికరం నుండి విద్యుదయస్కాంత శక్తి ప్రవేశించకుండా లేదా ఉద్భవించకుండా నిరోధించడం. ఇది పరిష్కరించడానికి చాలా కష్టమైన సమస్య, మరియు సాధారణంగా పవర్ మరియు గ్రౌండింగ్ పొరలను ఉపయోగించడం ద్వారా లేదా PCBS ను మెటల్ బాక్స్‌లలో ఉంచడం ద్వారా పరిష్కరించబడుతుంది. The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. మేము ఈ సమస్యలలోకి చాలా దూరం వెళ్ళము.

సర్క్యూట్ యొక్క గరిష్ట వేగం EMC సమ్మతిపై ఆధారపడి ఉంటుంది. కండక్టర్ల మధ్య కరెంట్ లాస్ వంటి అంతర్గత EMI, ఫ్రీక్వెన్సీ పెరిగే కొద్దీ పెరుగుతుంది. రెండింటి మధ్య ప్రస్తుత వ్యత్యాసం చాలా పెద్దదిగా ఉంటే, వాటి మధ్య దూరాన్ని పొడిగించేలా చూసుకోండి. This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. వైరింగ్‌లో ఆలస్యం రేటు కూడా ముఖ్యం, కాబట్టి తక్కువ నిడివి ఉంటే మంచిది. కాబట్టి మంచి వైరింగ్ ఉన్న చిన్న పిసిబి పెద్ద పిసిబి కంటే అధిక వేగంతో బాగా పనిచేస్తుంది.