इलेक्ट्रिकल अभियंत्यांना पीसीबी डिझाइनसाठी इष्टतम स्तरांची संख्या निश्चित करण्याच्या दुविधाचा सामना करावा लागतो.अधिक स्तर किंवा कमी स्तर वापरणे चांगले आहे का?पीसीबीसाठी स्तरांच्या संख्येवर तुम्ही कसा निर्णय घ्याल?
1. PCB लेयर म्हणजे काय?
पीसीबीचे थर हे तांब्याच्या थरांना सूचित करतात जे सब्सट्रेटसह लॅमिनेटेड असतात.एकल-लेयर PCBs वगळता ज्यात फक्त एक तांब्याचा थर असतो, दोन किंवा अधिक लेयर्स असलेल्या सर्व PCB मध्ये सम संख्या असते.घटक सर्वात बाहेरील स्तरावर सोल्डर केले जातात, तर इतर स्तर वायरिंग कनेक्शन म्हणून काम करतात.तथापि, काही हाय-एंड पीसीबी अंतर्गत स्तरांमध्ये घटक देखील एम्बेड करतील.
PCBs चा वापर ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव्ह, दूरसंचार, एरोस्पेस, लष्करी आणि वैद्यकीय यांसारख्या विविध उद्योगांमध्ये विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे आणि यंत्रसामग्री तयार करण्यासाठी केला जातो.
उद्योगविशिष्ट बोर्डच्या स्तरांची संख्या आणि आकार पीसीबीची शक्ती आणि क्षमता निर्धारित करते.जसजशी थरांची संख्या वाढते तसतशी कार्यक्षमता वाढते.
2.PCB स्तरांची संख्या कशी ठरवायची?
PCB साठी लेयर्सची योग्य संख्या ठरवताना, सिंगल किंवा डबल लेयर्सच्या विरूद्ध अनेक स्तर वापरण्याचे फायदे विचारात घेणे आवश्यक आहे.त्याच वेळी, मल्टीलेअर डिझाइनच्या विरूद्ध सिंगल लेयर डिझाइन वापरण्याचे फायदे विचारात घेणे देखील आवश्यक आहे.या घटकांचे खालील पाच दृष्टीकोनातून मूल्यांकन केले जाऊ शकते:
2-1.पीसीबी कुठे वापरला जाईल?
PCB बोर्डाची वैशिष्ट्ये ठरवताना, PCB ज्या मशीन किंवा उपकरणांमध्ये वापरला जाईल, तसेच अशा उपकरणांसाठी विशिष्ट सर्किट बोर्ड आवश्यकता विचारात घेणे महत्त्वाचे आहे.यात पीसीबी बोर्ड अत्याधुनिक आणि वापरला जाईल की नाही हे ओळखणे समाविष्ट आहे
जटिल इलेक्ट्रॉनिक उत्पादने किंवा मूलभूत कार्यक्षमतेसह सोप्या उत्पादनांमध्ये.
2-2.पीसीबीसाठी कोणत्या कामाची वारंवारता आवश्यक आहे?
पीसीबीची रचना करताना कामकाजाच्या वारंवारतेचा मुद्दा विचारात घेणे आवश्यक आहे कारण हे पॅरामीटर पीसीबीची कार्यक्षमता आणि क्षमता निर्धारित करते.उच्च गती आणि ऑपरेशनल क्षमतांसाठी, मल्टी-लेयर पीसीबी आवश्यक आहेत.
2-3.प्रकल्पाचे बजेट काय आहे?
विचारात घेण्यासारखे इतर घटक एकल उत्पादन खर्च आहेत
आणि डबल लेयर पीसीबी विरुद्ध मल्टी-लेयर पीसीबी.तुम्हाला शक्य तितक्या उच्च क्षमतेचा पीसीबी हवा असल्यास, खर्च अपरिहार्यपणे तुलनेने जास्त असेल.
काही लोक PCB मधील स्तरांची संख्या आणि त्याची किंमत यांच्यातील संबंधांबद्दल विचारतात.साधारणपणे, PCB चे जितके अधिक स्तर असतात तितकी त्याची किंमत जास्त असते.याचे कारण असे की मल्टी-लेयर पीसीबी डिझाइन आणि मॅन्युफॅक्चर करण्यासाठी जास्त वेळ लागतो आणि त्यामुळे जास्त खर्च येतो.खालील तक्त्यामध्ये खालील परिस्थितींमध्ये तीन भिन्न उत्पादकांसाठी मल्टी-लेयर PCB ची सरासरी किंमत दर्शविली आहे:
पीसीबी ऑर्डर प्रमाण: 100;
पीसीबी आकार: 400 मिमी x 200 मिमी;
स्तरांची संख्या: 2, 4, 6, 8, 10.
चार्ट तीन वेगवेगळ्या कंपन्यांच्या PCB ची सरासरी किंमत दाखवतो, यात शिपिंग खर्चाचा समावेश नाही.PCB च्या किंमतीचे मूल्यांकन PCB कोटेशन वेबसाइट्स वापरून केले जाऊ शकते, जे तुम्हाला कंडक्टर प्रकार, आकार, प्रमाण आणि स्तरांची संख्या यासारखे भिन्न पॅरामीटर्स निवडण्याची परवानगी देतात.हा तक्ता फक्त तीन उत्पादकांकडून सरासरी PCB किमतींची सामान्य कल्पना देतो आणि स्तरांच्या संख्येनुसार किंमती बदलू शकतात.शिपिंग खर्च समाविष्ट नाहीत.प्रभावी कॅल्क्युलेटर ऑनलाइन उपलब्ध आहेत, जे ग्राहकांना कंडक्टरचा प्रकार, आकार, प्रमाण, थरांची संख्या, इन्सुलेशन सामग्री, जाडी इ. यांसारख्या विविध पॅरामीटर्सच्या आधारे त्यांच्या मुद्रित सर्किट्सच्या किंमतीचे मूल्यांकन करण्यात मदत करण्यासाठी स्वतः उत्पादकांद्वारे प्रदान केले जातात.
2-4.PCB साठी आवश्यक वितरण वेळ काय आहे?
डिलिव्हरी वेळ म्हणजे सिंगल/डबल/मल्टीलेयर पीसीबी तयार करण्यासाठी आणि वितरित करण्यासाठी लागणारा वेळ.जेव्हा तुम्हाला मोठ्या प्रमाणात पीसीबी तयार करण्याची आवश्यकता असते, तेव्हा डिलिव्हरीचा वेळ विचारात घेणे आवश्यक असते.सिंगल/डबल/मल्टीलेयर PCB साठी डिलिव्हरी वेळ बदलतो आणि PCB क्षेत्राच्या आकारावर अवलंबून असतो.अर्थात, जर तुम्ही जास्त पैसे खर्च करण्यास तयार असाल तर डिलिव्हरीची वेळ कमी केली जाऊ शकते.
2-5.PCB ला कोणती घनता आणि सिग्नल लेयर आवश्यक आहे?
PCB मधील स्तरांची संख्या पिन घनता आणि सिग्नल स्तरांवर अवलंबून असते.उदाहरणार्थ, 1.0 च्या पिन घनतेसाठी 2 सिग्नल स्तर आवश्यक आहेत आणि पिनची घनता कमी झाल्यामुळे आवश्यक स्तरांची संख्या वाढेल.जर पिनची घनता 0.2 किंवा त्यापेक्षा कमी असेल तर PCB चे किमान 10 स्तर आवश्यक आहेत.
3.विविध पीसीबी लेयर्सचे फायदे - सिंगल-लेयर/डबल-लेयर/मल्टी-लेयर.
3-1.सिंगल-लेयर पीसीबी
सिंगल-लेयर पीसीबीचे बांधकाम सोपे आहे, ज्यामध्ये इलेक्ट्रिकली कंडक्टिव सामग्रीच्या दाबलेल्या आणि वेल्डेड लेयरचा एकच थर असतो.पहिला थर तांब्याने झाकलेला असतो आणि नंतर सोल्डर-प्रतिरोधक थर लावला जातो.सिंगल-लेयर PCB चे आकृती लेयर आणि त्याच्या दोन आच्छादन स्तरांचे प्रतिनिधित्व करण्यासाठी सामान्यतः तीन रंगीत पट्ट्या दर्शविते - डायलेक्ट्रिक लेयरसाठी राखाडी, तांबे-क्लड प्लेटसाठी तपकिरी आणि सोल्डर-रेझिस्ट लेयरसाठी हिरवा.
फायदे:
● कमी उत्पादन खर्च, विशेषत: ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्सच्या उत्पादनासाठी, ज्याची किंमत जास्त कार्यक्षमता आहे.
● घटकांचे असेंब्ली, ड्रिलिंग, सोल्डरिंग आणि इन्स्टॉलेशन तुलनेने सोपे आहे आणि उत्पादन प्रक्रियेत समस्या येण्याची शक्यता कमी आहे.
● किफायतशीर आणि मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी योग्य.
●कमी घनतेच्या डिझाइनसाठी आदर्श पर्याय.
अर्ज:
● बेसिक कॅल्क्युलेटर सिंगल-लेयर PCBs वापरतात.
● रेडिओ, जसे की कमी किमतीची रेडिओ अलार्म घड्याळे सामान्य व्यापारी दुकानांमध्ये, विशेषत: सिंगल-लेयर PCBs वापरतात.
● कॉफी मशीन अनेकदा सिंगल-लेयर PCBs वापरतात.
● काही घरगुती उपकरणे सिंगल-लेयर PCBs वापरतात.
3-2.डबल-लेयर पीसीबी
डबल-लेयर PCB मध्ये कॉपर प्लेटिंगचे दोन थर असतात ज्यामध्ये एक इन्सुलेट थर असतो.बोर्डच्या दोन्ही बाजूंना घटक ठेवलेले असतात, म्हणूनच त्याला दुहेरी बाजू असलेला पीसीबी देखील म्हणतात.ते तांब्याच्या दोन थरांना एका डायलेक्ट्रिक सामग्रीसह जोडून तयार केले जातात आणि तांब्याची प्रत्येक बाजू वेगवेगळे विद्युत सिग्नल प्रसारित करू शकते.ते उच्च गती आणि संक्षिप्त पॅकेजिंग आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य आहेत.
इलेक्ट्रिकल सिग्नल तांब्याच्या दोन थरांमध्ये मार्गस्थ होतात आणि त्यांच्यामधील डायलेक्ट्रिक सामग्री या सिग्नलला एकमेकांमध्ये हस्तक्षेप करण्यापासून रोखण्यास मदत करते.डबल-लेयर पीसीबी हे उत्पादनासाठी सर्वात सामान्य आणि किफायतशीर सर्किट बोर्ड आहे.
डबल-लेयर पीसीबी हे सिंगल-लेयर पीसीबीसारखेच असतात, परंतु खाली मिरर केलेले अर्धे अर्धे असतात.डबल-लेयर पीसीबी वापरताना, डायलेक्ट्रिक थर सिंगल-लेयर पीसीबीपेक्षा जाड असतो.याव्यतिरिक्त, डायलेक्ट्रिक सामग्रीच्या वरच्या आणि खालच्या दोन्ही बाजूंना तांब्याचा प्लेटिंग आहे.शिवाय, लॅमिनेटेड बोर्डचा वरचा आणि खालचा भाग सोल्डर रेझिस्ट लेयरने झाकलेला असतो.
दुहेरी-स्तर PCB चे आकृती सहसा तीन-लेयर सँडविचसारखे दिसते, मध्यभागी एक जाड राखाडी थर डायलेक्ट्रिकचे प्रतिनिधित्व करतो, वरच्या आणि खालच्या स्तरांवर तपकिरी पट्टे तांब्याचे प्रतिनिधित्व करतात आणि वरच्या आणि खालच्या बाजूस पातळ हिरव्या पट्टे असतात. सोल्डर रेझिस्ट लेयरचे प्रतिनिधित्व करत आहे.
फायदे:
● लवचिक डिझाइन हे विविध उपकरणांसाठी योग्य बनवते.
● कमी किमतीची रचना जी मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी सोयीस्कर बनवते.
● साधी रचना.
● विविध उपकरणांसाठी योग्य लहान आकार.
अर्ज:
डबल-लेयर पीसीबी हे साध्या आणि जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांच्या विस्तृत श्रेणीसाठी योग्य आहेत.मोठ्या प्रमाणात उत्पादित उपकरणांची उदाहरणे ज्यात डबल-लेयर पीसीबी आहेत:
● HVAC युनिट्स, विविध ब्रँडच्या निवासी हीटिंग आणि कूलिंग सिस्टममध्ये डबल-लेयर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड समाविष्ट आहेत.
● अॅम्प्लीफायर, डबल-लेयर पीसीबी अनेक संगीतकारांद्वारे वापरल्या जाणार्‍या अॅम्प्लीफायर युनिटसह सुसज्ज आहेत.
● प्रिंटर, विविध संगणक उपकरणे डबल-लेयर PCBs वर अवलंबून असतात.
3-3.फोर-लेयर पीसीबी
4-लेयर पीसीबी हे चार प्रवाहकीय स्तरांसह मुद्रित सर्किट बोर्ड आहे: वरचे, दोन आतील स्तर आणि तळाशी.दोन्ही आतील स्तर कोर आहेत, सामान्यत: पॉवर किंवा ग्राउंड प्लेन म्हणून वापरले जातात, तर बाहेरील वरचे आणि खालचे स्तर घटक ठेवण्यासाठी आणि राउटिंग सिग्नलसाठी वापरले जातात.
पृष्ठभाग-माऊंट केलेली उपकरणे आणि थ्रू-होल घटकांना जोडण्यासाठी प्लेसमेंट पॉइंट प्रदान करण्यासाठी बाह्य स्तर सामान्यतः उघड पॅडसह सोल्डर रेझिस्ट लेयरने झाकलेले असतात.थ्रू-होलचा वापर सामान्यत: चार स्तरांमधील कनेक्शन प्रदान करण्यासाठी केला जातो, जो बोर्ड तयार करण्यासाठी एकत्र लॅमिनेटेड असतो.
या स्तरांचे विभाजन येथे आहे:
- स्तर 1: तळाचा थर, सहसा तांब्याचा बनलेला असतो.हे संपूर्ण सर्किट बोर्डचा पाया म्हणून काम करते, इतर स्तरांसाठी समर्थन प्रदान करते.
- लेयर 2: पॉवर लेयर.हे असे नाव देण्यात आले आहे कारण ते सर्किट बोर्डवरील सर्व घटकांना स्वच्छ आणि स्थिर उर्जा प्रदान करते.
- लेयर 3: ग्राउंड प्लेन लेयर, सर्किट बोर्डवरील सर्व घटकांसाठी ग्राउंड सोर्स म्हणून काम करते.
- लेयर 4: राउटिंग सिग्नल आणि घटकांसाठी कनेक्शन पॉइंट प्रदान करण्यासाठी वापरला जाणारा टॉप लेयर.
4-लेयर पीसीबी डिझाइनमध्ये, 4 कॉपर ट्रेस अंतर्गत डायलेक्ट्रिकच्या 3 स्तरांनी वेगळे केले जातात आणि वरच्या आणि खालच्या बाजूला सोल्डर रेझिस्ट लेयर्ससह सील केले जातात.सामान्यतः, 4-लेयर पीसीबीचे डिझाइन नियम 9 ट्रेस आणि 3 रंग वापरून दाखवले जातात - तांब्यासाठी तपकिरी, कोर आणि प्रीप्रेगसाठी राखाडी आणि सोल्डर रेझिस्टसाठी हिरवा.
फायदे:
● टिकाऊपणा - फोर-लेयर पीसीबी सिंगल-लेयर आणि डबल-लेयर बोर्डपेक्षा अधिक मजबूत असतात.
● संक्षिप्त आकार - फोर-लेयर PCB ची लहान रचना उपकरणांच्या विस्तृत श्रेणीमध्ये बसू शकते.
●लवचिकता - फोर-लेयर पीसीबी अनेक प्रकारच्या इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये कार्य करू शकतात, ज्यात साध्या आणि जटिल उपकरणांचा समावेश आहे.
● सुरक्षितता - पॉवर आणि ग्राउंड लेयर योग्यरित्या संरेखित करून, चार-स्तर PCBs इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपापासून संरक्षण करू शकतात.
● लाइटवेट - फोर-लेयर PCB ने सुसज्ज असलेल्या उपकरणांना कमी अंतर्गत वायरिंगची आवश्यकता असते, त्यामुळे ते सामान्यतः वजनाने हलके असतात.
अर्ज:
● उपग्रह प्रणाली - बहु-स्तर PCBs परिभ्रमण उपग्रहांमध्ये सुसज्ज आहेत.
● हँडहेल्ड उपकरणे - स्मार्टफोन आणि टॅब्लेट सामान्यत: चार-स्तर PCB ने सुसज्ज असतात.
● स्पेस एक्सप्लोरेशन इक्विपमेंट - मल्टी-लेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड्स स्पेस एक्सप्लोरेशन उपकरणांना शक्ती प्रदान करतात.
3-4.6 थर पीसीबी
6-लेयर PCB हा मूलत: 4-लेयर बोर्ड असतो ज्यामध्ये विमानांमध्ये दोन अतिरिक्त सिग्नल स्तर जोडले जातात.मानक 6-लेयर पीसीबी स्टॅकअपमध्ये 4 राउटिंग स्तर (दोन बाह्य आणि दोन अंतर्गत) आणि 2 अंतर्गत विमाने (एक जमिनीसाठी आणि एक पॉवरसाठी) समाविष्ट आहे.
हाय-स्पीड सिग्नलसाठी 2 अंतर्गत स्तर आणि कमी-स्पीड सिग्नलसाठी 2 बाह्य स्तर प्रदान करणे EMI (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेप) लक्षणीयरीत्या वाढवते.ईएमआय ही इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमधील सिग्नलची ऊर्जा आहे जी रेडिएशन किंवा इंडक्शनमुळे व्यत्यय आणतात.
6-लेयर पीसीबीच्या स्टॅकअपसाठी विविध व्यवस्था आहेत, परंतु वापरल्या जाणार्‍या पॉवर, सिग्नल आणि ग्राउंड लेयरची संख्या अनुप्रयोग आवश्यकतांवर अवलंबून असते.
मानक 6-लेयर पीसीबी स्टॅकअपमध्ये टॉप लेयर - प्रीप्रेग - अंतर्गत ग्राउंड लेयर - कोर - इंटर्नल रूटिंग लेयर - प्रीप्रेग - इंटर्नल रूटिंग लेयर - कोर - इंटरनल पॉवर लेयर - प्रीप्रेग - बॉटम लेयर.
जरी हे एक मानक कॉन्फिगरेशन असले तरी, ते सर्व PCB डिझाइनसाठी योग्य असू शकत नाही, आणि स्तर पुनर्स्थित करणे किंवा अधिक विशिष्ट स्तर असणे आवश्यक असू शकते.तथापि, वायरिंगची कार्यक्षमता आणि क्रॉसस्टॉक लावताना कमीत कमी विचारात घेणे आवश्यक आहे.
फायदे:
● सामर्थ्य - सहा-लेयर पीसीबी त्यांच्या पातळ पूर्ववर्तीपेक्षा जाड आहेत आणि म्हणून ते अधिक मजबूत आहेत.
● कॉम्पॅक्टनेस - या जाडीचे सहा थर असलेल्या बोर्डमध्ये तांत्रिक क्षमता जास्त असते आणि ते कमी रुंदी वापरू शकतात.
● उच्च क्षमता - सहा-स्तर किंवा अधिक PCBs इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांसाठी इष्टतम उर्जा प्रदान करतात आणि क्रॉसस्टॉक आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक हस्तक्षेपाची शक्यता मोठ्या प्रमाणात कमी करतात.
अर्ज:
● संगणक - 6-लेयर PCBs ने वैयक्तिक संगणकांचा जलद विकास करण्यास मदत केली, ज्यामुळे ते अधिक संक्षिप्त, हलके आणि वेगवान बनले.
● डेटा स्टोरेज - सहा-लेयर PCBs च्या उच्च क्षमतेमुळे डेटा स्टोरेज डिव्हाइसेस गेल्या दशकात मोठ्या प्रमाणात वाढल्या आहेत.
● फायर अलार्म सिस्टम - 6 किंवा अधिक सर्किट बोर्ड वापरून, अलार्म सिस्टम वास्तविक धोका ओळखण्याच्या क्षणी अधिक अचूक बनतात.
मुद्रित सर्किट बोर्डमधील स्तरांची संख्या चौथ्या आणि सहाव्या थराच्या पलीकडे वाढत असल्याने, स्टॅकअपमध्ये अधिक प्रवाहकीय तांबे स्तर आणि डायलेक्ट्रिक सामग्रीचे स्तर जोडले जातात.
उदाहरणार्थ, आठ-लेयर पीसीबीमध्ये चार विमाने आणि चार सिग्नल कॉपर लेयर असतात - एकूण आठ - डायलेक्ट्रिक सामग्रीच्या सात ओळींनी जोडलेले असतात.आठ-लेयर स्टॅकअप वर आणि खालच्या बाजूस डायलेक्ट्रिक सोल्डर मास्क लेयरसह सील केलेले आहे.मूलत:, आठ-लेयर पीसीबी स्टॅकअप सहा-स्तरांसारखेच आहे, परंतु तांबे आणि प्रीप्रेग स्तंभाच्या जोडलेल्या जोडीसह.
शेन्झेन एएनके पीसीबी कं, लि
2023-6-17
पोस्ट वेळ: जून-26-2023
