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एक मुद्रित सर्किट बोर्ड, या पीसीबी, यंत्रवत् समर्थन करने के लिए उपयोग किया जाता है और एक गैर-प्रवाहकीय सब्सट्रेट पर टुकड़े टुकड़े में तांबे की चादर से उकेरे हुए प्रवाहकीय रास्ते, पटरियों या सिग्नल के निशान का उपयोग करके इलेक्ट्रॉनिक घटकों को विद्युत रूप से जोड़ता है। इसे प्रिंटेड वायरिंग बोर्ड (PWB) या etched वायरिंग बोर्ड के रूप में भी जाना जाता है। मुद्रित सर्किट बोर्ड लगभग सभी लेकिन सबसे सरल व्यावसायिक रूप से उत्पादित इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक घटकों से आबाद एक पीसीबी को एक मुद्रित सर्किट असेंबली (PCA), प्रिंटेड सर्किट बोर्ड असेंबली या PCB असेंबली (PCBA) कहा जाता है। अनौपचारिक उपयोग में "पीसीबी" शब्द का उपयोग नंगे और इकट्ठे बोर्ड दोनों के लिए किया जाता है, संदर्भ अर्थ को स्पष्ट करता है।
पीसीबी के सर्किट गुण
प्रत्येक ट्रेस में तांबे की पन्नी का एक सपाट, संकीर्ण हिस्सा होता है जो नक़्क़ाशी के बाद रहता है। प्रतिरोध, चौड़ाई और मोटाई द्वारा निर्धारित किया जाता है, कंडक्टर को ले जाने के लिए पर्याप्त रूप से कम होना चाहिए। पावर और ग्राउंड निशान सिग्नल के निशान से अधिक व्यापक हो सकते हैं। मल्टी-लेयर बोर्ड में एक पूरी परत ज्यादातर ठोस तांबे की हो सकती है जो कि परिरक्षण और बिजली वापसी के लिए एक जमीनी विमान के रूप में कार्य करती है।
माइक्रोवेव सर्किट के लिए, एक सुसंगत प्रतिबाधा को आश्वस्त करने के लिए ट्रांसमिशन लाइनों को ध्यान से नियंत्रित आयामों के साथ स्ट्रिपलाइन और माइक्रोस्ट्रिप के रूप में रखा जा सकता है। रेडियो-आवृत्ति और तेजी से स्विचिंग सर्किट में मुद्रित सर्किट बोर्ड कंडक्टरों की अधिष्ठापन और समाई महत्वपूर्ण सर्किट तत्व बन जाते हैं, आमतौर पर अवांछित; लेकिन उन्हें सर्किट डिजाइन के एक जानबूझकर भाग के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जो अतिरिक्त असतत घटकों की आवश्यकता को पूरा करता है।
मुद्रित सर्किट असेंबली
मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) के पूरा होने के बाद, इलेक्ट्रॉनिक घटकों को एक कार्यात्मक मुद्रित सर्किट असेंबली, या PCA (कभी-कभी "मुद्रित सर्किट बोर्ड असेंबली" PCBA) कहा जाता है। छेद के निर्माण के माध्यम से, घटक लीड छिद्रों में डाले जाते हैं। सतह-माउंट निर्माण में, घटकों को पीसीबी की बाहरी सतहों पर पैड या भूमि पर रखा जाता है। दोनों प्रकार के निर्माण में, घटक लीड विद्युत और यंत्रवत् होते हैं और पिघला हुआ धातु मिलाप के साथ बोर्ड को तय किया जाता है।
पीसीबी को कंपोनेंट अटैच करने के लिए कई तरह के सोल्डरिंग तकनीक का इस्तेमाल किया जाता है। उच्च मात्रा का उत्पादन आमतौर पर एसएमटी प्लेसमेंट मशीन और बल्क वेव सोल्डरिंग या रिफ्लो ओवन के साथ किया जाता है, लेकिन कुशल तकनीशियन बहुत छोटे हिस्सों (उदाहरण के लिए एक्सएनयूएमएक्स पैकेज जो कि एक्सएनयूएमएक्स इन एक्सएनयूएमएक्स) हैं, एक माइक्रोस्कोप के तहत हाथ से इस्तेमाल कर सकते हैं। चिमटी और एक छोटा सा टिप टांका लगाने वाला लोहा जो छोटी मात्रा के प्रोटोटाइप के लिए है। कुछ हिस्सों को हाथ से मिलाप करना बेहद मुश्किल हो सकता है, जैसे कि बीजीए पैकेज।
अक्सर, छेद और सतह-माउंट निर्माण को एक ही विधानसभा में जोड़ा जाना चाहिए क्योंकि कुछ आवश्यक घटक केवल सतह-माउंट पैकेज में उपलब्ध हैं, जबकि अन्य केवल थ्रू-होल पैकेज में उपलब्ध हैं। दोनों तरीकों का उपयोग करने का एक और कारण यह है कि छेद-बढ़ते बढ़ते शारीरिक तनाव को सहने वाले घटकों के लिए आवश्यक शक्ति प्रदान कर सकते हैं, जबकि जिन घटकों से अछूता रहने की उम्मीद है वे सतह-माउंट तकनीकों का उपयोग करके कम जगह लेंगे।
बोर्ड के आबाद होने के बाद इसे कई तरीकों से जांचा जा सकता है:
जबकि बिजली बंद है, दृश्य निरीक्षण, स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण। पीसीबी निर्माण के इस चरण में गुणवत्ता नियंत्रण बनाए रखने के लिए आमतौर पर पीसीबी घटक प्लेसमेंट, सोल्डरिंग और निरीक्षण के लिए JEDEC दिशानिर्देशों का उपयोग किया जाता है।
जबकि बिजली बंद है, एनालॉग हस्ताक्षर विश्लेषण, पावर-ऑफ परीक्षण।
जबकि बिजली चालू है, सर्किट परीक्षण, जहां भौतिक माप (यानी वोल्टेज, आवृत्ति) किया जा सकता है।
जबकि शक्ति चालू है, कार्यात्मक परीक्षण, बस जाँच कर रहा है कि क्या पीसीबी ऐसा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
इन परीक्षणों की सुविधा के लिए, पीसीबी को अस्थायी कनेक्शन बनाने के लिए अतिरिक्त पैड के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। कभी-कभी इन पैड को प्रतिरोधों के साथ पृथक किया जाना चाहिए। इन-सर्किट परीक्षण कुछ घटकों की सीमा स्कैन परीक्षण सुविधाओं का भी उपयोग कर सकता है। इन-सर्किट टेस्ट सिस्टम का उपयोग बोर्ड पर अहिंसक मेमोरी घटकों को प्रोग्राम करने के लिए भी किया जा सकता है।
सीमा स्कैन परीक्षण में, परीक्षण सर्किट बोर्ड पर विभिन्न आईसी में एकीकृत होते हैं ताकि यह पता लगाने के लिए पीसीबी निशान के बीच अस्थायी कनेक्शन हो जाए कि आईसी सही ढंग से घुड़सवार हैं। सीमा स्कैन परीक्षण के लिए आवश्यक है कि परीक्षण किए जाने वाले सभी आईसी एक मानक परीक्षण कॉन्फ़िगरेशन प्रक्रिया का उपयोग करें, सबसे आम संयुक्त परीक्षण समूह (JTAG) मानक है। JTAG परीक्षण वास्तुकला भौतिक परीक्षण जांच का उपयोग किए बिना एक बोर्ड पर एकीकृत सर्किट के बीच इंटरकनेक्सेस का परीक्षण करने का साधन प्रदान करता है। JTAG टूल विक्रेता विभिन्न प्रकार के प्रोत्साहन और परिष्कृत एल्गोरिदम प्रदान करते हैं, न केवल असफल जाल का पता लगाने के लिए, बल्कि विशिष्ट जाल, उपकरणों और पिनों के दोषों को अलग करने के लिए भी।
जब बोर्ड परीक्षण में विफल हो जाते हैं, तो तकनीशियन फेल हो सकते हैं और असफल घटकों को बदल सकते हैं, एक कार्य जिसे rework के रूप में जाना जाता है।
डिज़ाइन
मुद्रित सर्किट बोर्ड कलाकृति निर्माण शुरू में पूरी तरह से मैन्युअल प्रक्रिया थी जो आमतौर पर 2 या 4 बार वांछित आकार के पैमाने पर स्पष्ट mylar शीट पर की जाती थी। योजनाबद्ध आरेख को पहले घटक पिन पैड के लेआउट में परिवर्तित किया गया था, फिर आवश्यक इंटरकनेक्ट प्रदान करने के लिए निशान को रूट किया गया था। पूर्व-मुद्रित गैर-पुन: प्रस्तुत करने वाले माइलर ग्रिड ने लेआउट में सहायता की, और सर्किट तत्वों (पैड, संपर्क उंगलियां, एकीकृत सर्किट प्रोफाइल, और इसी तरह) की सामान्य व्यवस्था के शुष्क स्थानान्तरण ने लेआउट को मानकीकृत करने में मदद की। उपकरणों के बीच के निशान स्वयं-चिपकने वाले टेप के साथ बनाए गए थे। तैयार लेआउट "कलाकृति" तब खाली कोटेड कॉपर-क्लैड बोर्डों की प्रतिरोध परतों पर फोटोग्राफिक रूप से पुन: पेश किया गया था।
आधुनिक अभ्यास कम श्रम गहन है क्योंकि कंप्यूटर स्वचालित रूप से कई लेआउट चरणों का प्रदर्शन कर सकते हैं। एक वाणिज्यिक मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन के लिए सामान्य प्रगति में शामिल होंगे:
इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन ऑटोमेशन टूल के माध्यम से योजनाबद्ध कैप्चर।
कार्ड के आयाम और टेम्पलेट आवश्यक सर्किटरी के आधार पर तय किए जाते हैं और यदि आवश्यक हो तो निर्धारित घटकों और हीट सिंक का निर्धारण करें।
पीसीबी की स्टैक परतों का निर्णय करना। 1 12 परतों या अधिक डिजाइन जटिलता के आधार पर। ग्राउंड प्लेन और पावर प्लेन तय किए जाते हैं। सिग्नल प्लेन जहां सिग्नल रूट किए जाते हैं वे टॉप लेयर के साथ-साथ इंटरनल लेयर्स होते हैं।
ढांकता हुआ परत मोटाई, तांबे की मोटाई और ट्रेस-चौड़ाई का उपयोग करके लाइन प्रतिबाधा निर्धारण। अंतर संकेतों के मामले में ट्रेस पृथक्करण को भी ध्यान में रखा गया। सिग्नल को रूट करने के लिए माइक्रोस्ट्रिप, स्ट्रिपलाइन या दोहरी स्ट्रिपलाइन का उपयोग किया जा सकता है।
घटकों का स्थान। थर्मल विचार और ज्यामिति को ध्यान में रखा जाता है। Vias और भूमि चिह्नित हैं।
सिग्नल के निशान को रुट करना। इष्टतम ईएमआई प्रदर्शन के लिए उच्च आवृत्ति संकेतों को पावर या ग्राउंड विमानों के बीच आंतरिक परतों में रूट किया जाता है क्योंकि पावर प्लेन एसी के लिए जमीन के रूप में व्यवहार करते हैं।
विनिर्माण के लिए Gerber फ़ाइल पीढ़ी।
मल्टी-लेयर PWBs
परतों को जमीन पर समर्पित करने का विकल्प
संकेतों के लिए फार्म संदर्भ विमान
ईएमआई नियंत्रण
सरल प्रतिबाधा नियंत्रण
आपूर्ति वोल्टेज के लिए परतों को समर्पित करने का विकल्प
कम ईएसएल / ईएसआर बिजली वितरण
संकेतों के लिए अधिक रूटिंग संसाधन
सामग्री के चयन में विद्युत विचार
ढांकता हुआ लगातार (परमिट)
अधिक स्थिर, बेहतर
उच्च परत की गणना के लिए निम्न मान अधिक उपयुक्त हो सकते हैं
कुछ आरएफ संरचनाओं के लिए उच्च मूल्य अधिक उपयुक्त हो सकते हैं
हानि वाली स्पर्शरेखा
कम, बेहतर
उच्च आवृत्तियों पर किसी समस्या का अधिक हो जाता है
नमी अवशोषण
कम, बेहतर
ढांकता हुआ निरंतर और हानि स्पर्शरेखा को प्रभावित कर सकता है
वोल्टेज का टूटना
उच्चतर, बेहतर
आमतौर पर उच्च वोल्टेज अनुप्रयोगों को छोड़कर, कोई समस्या नहीं है
प्रतिरोधकता
उच्चतर, बेहतर
आमतौर पर कम रिसाव वाले अनुप्रयोगों को छोड़कर कोई मुद्दा नहीं है