2025-08-20
प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स की रीढ़ हैं, लेकिन सभी पीसीबी समान नहीं हैं।और बहुपरत पीसीबी जटिलता जैसे कारकों पर निर्भर करता हैप्रत्येक प्रकार के अद्वितीय फायदे और सीमाएं हैं, जो उन्हें सरल एलईडी फ्लैशलाइट से लेकर उन्नत 5 जी राउटर तक विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
यह मार्गदर्शिका इन तीन पीसीबी प्रकारों के बीच मुख्य अंतरों को तोड़ती है, उनके निर्माण, प्रदर्शन, लागत और आदर्श उपयोग मामलों की तुलना करती है।अभियंता, डिजाइनर और निर्माता कार्यात्मकता और किफायतीता के बीच संतुलन बनाए रखने वाले सूचित निर्णय ले सकते हैं।
महत्वपूर्ण बातें
1एकल पक्षीय पीसीबी सबसे सरल और सस्ता है, जिसमें एक तरफ के घटक होते हैं, जो कम जटिलता वाले उपकरणों (जैसे, कैलकुलेटर) के लिए आदर्श हैं, लेकिन कम घनत्व और सिग्नल रूटिंग द्वारा सीमित हैं।
2दोतरफा पीसीबी दोनों तरफ के घटकों और छेद के माध्यम से अधिक लचीलापन प्रदान करते हैं, मध्यम जटिलता (जैसे, अर्डिनो बोर्ड) को मध्य श्रेणी की लागत पर समर्थन करते हैं।
3मल्टीलेयर पीसीबी (4+ परतें) उच्च घनत्व, बेहतर सिग्नल अखंडता और बिजली प्रबंधन प्रदान करते हैं, जिससे वे जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स (जैसे, स्मार्टफोन,5G बेस स्टेशन) पर अधिक लागत पर.
4सही प्रकार का चयन 20 से 50% तक उत्पादन लागत को कम करता हैः एक सरल उपकरण के लिए बहुपरत पीसीबी के साथ ओवर-इंजीनियरिंग धन की बर्बादी है,जबकि एक जटिल डिजाइन के लिए एकतरफा बोर्ड के साथ कम इंजीनियरिंग प्रदर्शन विफलताओं का कारण बनता है.
एकतरफा, दोतरफा और बहुपरत पीसीबी क्या है?
इन पीसीबी प्रकारों के बीच मुख्य अंतर उनकी परतों की संख्या और घटकों और निशानों की व्यवस्था में निहित है।
एकतरफा पीसीबी
a.निर्माणः एक अछूता सब्सट्रेट (आमतौर पर FR4) के एक तरफ बंधे प्रवाहकीय तांबे की पन्नी की एक परत।उस एकल परत पर सभी निशान मार्ग के साथ.
b.Key Feature: कोई भी vias (layer को जोड़ने वाले छेद) की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि केवल एक conductive layer है।
c. मोटाईः आम तौर पर 0.8~1.6 मिमी, 1 औंस तांबे (35μm मोटाई) के निशान के साथ।
दोतरफा पीसीबी
a.निर्माणः सब्सट्रेट के दोनों ओर तांबे की परतें, शीर्ष और निचले निशानों को जोड़ने वाले छेद-छेद वाले (प्लेट किए गए छेद) के साथ। घटकों को दोनों तरफ लगाया जा सकता है।
b.Key Feature: Vias सिग्नल को परतों के बीच "जंप" करने की अनुमति देते हैं, जिससे एकतरफा पीसीबी की तुलना में अधिक जटिल रूटिंग संभव हो जाती है।
c. मोटाईः 0.8 ¢2.4 मिमी, निशान के लिए 1 ¢ 2 औंस तांबा (35 ¢ 70 μm) के साथ।
बहुस्तरीय पीसीबी
a.निर्माणः 4 या अधिक तांबे की परतें (समान संख्या मानक हैं) इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट परतों (प्रीप्रिग और कोर) द्वारा अलग की जाती हैं। आंतरिक परतें अक्सर ग्राउंड प्लेन या बिजली वितरण नेटवर्क के रूप में कार्य करती हैं।,जबकि बाहरी परतें घटकों को धारण करती हैं।
मुख्य विशेषताएं: अंधेरे मार्ग (बाहरी से आंतरिक परतों को जोड़ने के लिए) और दफन मार्ग (केवल आंतरिक परतों को जोड़ने के लिए) अंतरिक्ष का त्याग किए बिना घने मार्ग को सक्षम करते हैं।नियंत्रित प्रतिबाधा निशान उच्च गति संकेतों का समर्थन.
c. मोटाईः शक्ति आवश्यकताओं के आधार पर 1 ̊3 औंस तांबे (35 ̊105μm) के साथ 4 ̊16 परतों के लिए 1.2 ̊3.2 मिमी।
साइड-बाय-साइड तुलना: प्रमुख विशेषताएं
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विशेषता
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एकतरफा पीसीबी
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दोतरफा पीसीबी
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मल्टीलेयर पीसीबी (4-16 लेयर्स)
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परतों की संख्या
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1 तांबा की परत
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2 तांबे की परतें
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4+ तांबे की परतें
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वियास
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कोई नहीं
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छेद-घट से होकर गुजरने वाले मार्ग
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छिद्रित, अंधा, छिद्रित
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घटक घनत्व
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कम (1050 घटक/बोर्ड)
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मध्यम (50~200 घटक)
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उच्च (200+ घटक; 0.4 मिमी पिच बीजीए)
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सिग्नल रूटिंग जटिलता
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सरल (कोई क्रॉसओवर नहीं)
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मध्यम (वाया के माध्यम से क्रॉसओवर)
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जटिल (3D रूटिंग; नियंत्रित प्रतिबाधा)
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पावर हैंडलिंग
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कम (१ ए तक)
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मध्यम (110A)
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उच्च (10A+; समर्पित शक्ति परतें)
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लागत (1000 यूनिट)
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(1 ¢) 5 यूनिट
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(5 ¢) 15 यूनिट
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(15 ¢) 100+/इकाई
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लीड टाइम
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2-5 दिन
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3~7 दिन
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7~14+ दिन
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के लिए सर्वश्रेष्ठ
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सरल उपकरण
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मध्यम जटिलता
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उच्च प्रदर्शन, घने डिजाइन
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प्रकार के आधार पर लाभ और सीमाएँ
एकतरफा पीसीबी
लाभः
a.कम लागतः सबसे सरल विनिर्माण प्रक्रिया (ड्रिलिंग या प्लेटिंग के माध्यम से नहीं) दो तरफा पीसीबी की तुलना में सामग्री और श्रम लागत को 30-50% कम करती है।
b. फास्ट प्रोडक्शनः लेयर अलिनेंस या प्रोसेसिंग की कोई आवश्यकता नहीं, प्रोटोटाइप के लिए 2-5 दिन का लीड टाइम संभव है।
c.आसान निरीक्षण: सभी निशान और घटक एक तरफ दिखाई देते हैं, जिससे मैनुअल परीक्षण और समस्या निवारण सरल हो जाता है।
सीमाएँ:
a.कम घनत्वः ट्रैक शॉर्टकट के बिना पार नहीं कर सकते हैं, जिससे घटकों की संख्या और डिजाइन जटिलता सीमित होती है।
बी. खराब सिग्नल अखंडता: लंबे, घुमावदार निशान (क्रॉसओवर से बचने के लिए आवश्यक) उच्च गति डिजाइनों में सिग्नल देरी और शोर का कारण बनते हैं।
सीमित पावर हैंडलिंग: एकल तांबे की परत वर्तमान प्रवाह को सीमित करती है, जिससे वे उच्च-शक्ति वाले उपकरणों के लिए अनुपयुक्त हो जाते हैं।
दोतरफा पीसीबी
लाभः
a.अधिक घनत्वः Vias विपरीत परत पर रूटिंग करके निशानों को पार करने की अनुमति देते हैं, एकल पक्षीय PCB की तुलना में 2 ¢ 3 गुना अधिक घटकों का समर्थन करते हैं।
b.बेहतर सिग्नल रूटिंग: कम निशान (वायस के लिए धन्यवाद) सिग्नल हानि को कम करते हैं, जिससे वे कम गति वाले डिजिटल डिजाइनों (≤100MHz) के लिए उपयुक्त होते हैं।
सी.लागत-प्रभावी संतुलनः बहुपरत पीसीबी की तुलना में अधिक किफायती है जबकि एकल पक्षीय बोर्डों की तुलना में अधिक लचीलापन प्रदान करता है।
सीमाएँ:
परतों की संख्या द्वारा अभी भी सीमितः जटिल डिजाइनों (जैसे, 100 से अधिक घटकों या उच्च गति संकेतों के साथ) को क्रॉसटॉक से बचने के लिए अधिक परतों की आवश्यकता हो सकती है।
b.Via Reliability: थर्मल तनाव के तहत थ्रू-होल वाइस बैरल के दरारों के लिए प्रवण हैं, जो उच्च तापमान वाले वातावरण (जैसे, ऑटोमोबाइल इंजन) में एक जोखिम है।
बहुस्तरीय पीसीबी
लाभः
उच्च घनत्वः आंतरिक परतें और उन्नत वायस (अंधा / दफन) दो तरफा पीसीबी की तुलना में 5 × 10 गुना अधिक घटकों को सक्षम करते हैं, जो स्मार्टफोन जैसे कॉम्पैक्ट उपकरणों के लिए महत्वपूर्ण हैं।
b.उच्च सिग्नल अखंडता: नियंत्रित प्रतिबाधा निशान (50Ω/100Ω) और समर्पित ग्राउंड प्लेन क्रॉसस्टॉक और ईएमआई को कम करते हैं, उच्च गति संकेतों (1Gbps+) का समर्थन करते हैं।
c.कुशल बिजली वितरण: अलग-अलग बिजली परतों से वोल्टेज की गिरावट कम होती है, जिससे 5जी ट्रांससीवर जैसे बिजली की जरूरत वाले उपकरणों के लिए उच्च धाराओं (10A+) को संभाला जा सकता है।
घ. यांत्रिक शक्तिः कई सब्सट्रेट परतें उन्हें एकल/दो तरफा पीसीबी की तुलना में अधिक कठोर और विकृति प्रतिरोधी बनाती हैं।
सीमाएँ:
a.उच्च लागतः जटिल विनिर्माण (स्तर संरेखण, ड्रिलिंग, टुकड़े टुकड़े करके) दो तरफा पीसीबी की तुलना में 2×5 गुना लागत बढ़ाता है।
b.लंबे लीड टाइम्स: सटीक इंजीनियरिंग और परीक्षण प्रोटोटाइप के लिए उत्पादन समय को 7 से 14 दिनों तक और उच्च परतों की संख्या वाले बोर्ड के लिए अधिक समय तक बढ़ाता है।
c.पुनर्निर्माण की चुनौतियांः आंतरिक परत के दोषों की मरम्मत करना मुश्किल है, जिससे स्क्रैप दर और पुनर्नर्निर्माण की लागत बढ़ जाती है।
प्रत्येक पीसीबी प्रकार के लिए आदर्श अनुप्रयोग
पीसीबी प्रकार को आवेदन के अनुरूप बनाना इष्टतम प्रदर्शन और लागत दक्षता सुनिश्चित करता है।
एकतरफा पीसीबी
कम जटिलता वाले, कम लागत वाले उपकरणों के लिए सबसे अच्छा जहां स्थान और प्रदर्शन महत्वपूर्ण नहीं हैंः
a.उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्सः रिमोट कंट्रोल, कैलकुलेटर, एलईडी फ्लैशलाइट और खिलौने।
b.औद्योगिक सेंसरः न्यूनतम घटकों के साथ सरल तापमान या आर्द्रता सेंसर।
c. पावर सप्लाईः कुछ सक्रिय घटकों के साथ बुनियादी रैखिक पावर सप्लाई।
उदाहरण: बच्चों के खिलौने के पीसीबी में प्रति यूनिट 1 डॉलर से कम की लागत रखने के लिए एकतरफा डिजाइन का उपयोग किया जाता है, जिसमें 1015 घटक (एलईडी, प्रतिरोधक, एक साधारण आईसी) होते हैं।
दोतरफा पीसीबी
मध्यम जटिलता वाले उपकरणों के लिए उपयुक्त है, जिन्हें एकतरफा पीसीबी की तुलना में अधिक घटकों और बेहतर रूटिंग की आवश्यकता होती हैः
a.इम्बेडेड सिस्टमः Arduino बोर्ड, रास्पबेरी पाई पिको और बुनियादी माइक्रोकंट्रोलर आधारित उपकरण।
b.ऑटोमोटिव सहायक उपकरण: कार चार्जर, डैशबोर्ड कैमरे और ब्लूटूथ रिसीवर।
c.ऑडियो उपकरण: हेडफोन एम्पलीफायर, बुनियादी स्पीकर और एफएम रेडियो।
उदाहरण: एक Arduino Uno दो तरफा पीसीबी का उपयोग 50+ घटकों (यूएसबी पोर्ट, वोल्टेज नियामक, GPIO पिन) को फिट करने के लिए करता है।
बहुस्तरीय पीसीबी
उच्च प्रदर्शन, जटिल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अपरिहार्य जहां घनत्व, गति और विश्वसनीयता महत्वपूर्ण हैंः
a.स्मार्टफ़ोन और पहनने योग्य उपकरण: 6-12 लेयर पीसीबी प्रोसेसर, 5जी मॉडेम और बैटरी को पतले डिजाइन में पैक करते हैं।
b. दूरसंचार बुनियादी ढांचाः 5जी बेस स्टेशन और डेटा सेंटर स्विच 28GHz मिमीवेव ट्रांससीवर और 100Gbps+ संकेतों के लिए 12-16 परत पीसीबी का उपयोग करते हैं।
चिकित्सा उपकरण: एमआरआई मशीन और पेसमेकर सटीक संकेत रूटिंग और ईएमआई प्रतिरोध के लिए 4-8 परत पीसीबी पर निर्भर करते हैं।
डी.एयरोस्पेस: उपग्रह पेलोड में अत्यधिक तापमान और विकिरण का सामना करने के लिए उच्च-टीजी सब्सट्रेट के साथ 8-12 परत पीसीबी का उपयोग किया जाता है।
उदाहरण: एक 5जी स्मार्टफोन की मुख्य पीसीबी 8 परतों का डिज़ाइन हैः घटकों के लिए 2 बाहरी परतें, बिजली वितरण के लिए 2 आंतरिक परतें, और उच्च गति संकेत रूटिंग (5जी, वाई-फाई 6ई) के लिए 4 परतें।
लागत का बंटवाराः बहुस्तरीय पीसीबी की कीमत अधिक क्यों है?
पीसीबी प्रकारों के बीच लागत अंतर विनिर्माण जटिलता से उत्पन्न होता हैः
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विनिर्माण चरण
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एकल पक्षीय पीसीबी लागत (सम्बन्धी)
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दोतरफा पीसीबी की लागत (सम्बन्धी)
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बहुस्तरीय पीसीबी लागत (सम्बन्धी)
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सब्सट्रेट और तांबा
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1x
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1.5x
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3x (अधिक परतें)
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ड्रिलिंग (यदि आवश्यक हो)
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0x (बिना वाइस के)
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1x (थ्रू-होल वायस)
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3x (अंधा/गिरने वाला व्यास + लेजर ड्रिलिंग)
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प्लैटिंग
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1x (एकल परत)
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2x (दो परतें + कोटिंग के माध्यम से)
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5x (बहु परतें + भरने के माध्यम से)
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टुकड़े टुकड़े
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1x (एकल परत)
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1x (दो परतें)
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4x (कई परतें + संरेखण)
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परीक्षण और निरीक्षण
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1x (दृश्य निरीक्षण)
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2x (AOI + निरंतरता परीक्षण)
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5 गुना (AOI + एक्स-रे + प्रतिबाधा परीक्षण)
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कुल सापेक्ष लागत
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1x
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3x
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दस गुना
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सही पीसीबी का चयन कैसे करें
इष्टतम पीसीबी प्रकार का चयन करने के लिए इस निर्णय ढांचे का पालन करें:
1घटक संख्या का आकलन करें:
<50 घटक: एकतरफा।
50×200 घटक: दोतरफा।
200 घटक: बहुस्तरीय।
2.सिग्नल गति का आकलन करें:
≤100 मेगाहर्ट्ज़: एकल या दोतरफा।
100 मेगाहर्ट्ज़ ∙ 1 जीबीपीएस: दो तरफा या चार परत वाला।
1Gbps: नियंत्रित प्रतिबाधा के साथ 4+ परत।
3बिजली की आवश्यकताओं पर विचार करें:
<1A: एकतरफा।
1 ¢ 10 ए: मोटी तांबे के साथ दो तरफा।
10A: विशेष शक्ति परतों के साथ बहुपरत।
4.स्पेस बाधाओं की जाँच करें:
बड़े आवरण (उदाहरण के लिए, औद्योगिक बक्से): एकल/दोतरफा।
कॉम्पैक्ट उपकरण (जैसे, पहनने योग्य): बहुस्तरीय।
5शेष लागत और प्रदर्शन:
लागत को प्राथमिकता दें: सबसे सरल प्रकार का उपयोग करें जो आवश्यकताओं को पूरा करता है।
प्रदर्शन को प्राथमिकता देंः विश्वसनीयता के लिए उच्च स्तर की संख्या में अपग्रेड करें.
सामान्य प्रश्न
प्रश्न: क्या एक डिजाइन एक तरफा पीसीबी से शुरू हो सकता है और बहुपरत तक स्केल किया जा सकता है?
उत्तर: हाँ, कई उत्पाद सुविधाओं को जोड़ने के साथ एकल से डबल से मल्टीलेयर तक विकसित होते हैं। उदाहरण के लिए, शुरुआती स्मार्टवॉच में डबल-साइड पीसीबी का उपयोग किया गया था, जबकि आधुनिक मॉडल में 6 से 8 परतों के डिजाइन का उपयोग किया गया था।
प्रश्न: क्या बहुपरत पीसीबी हमेशा उच्च गति संकेतों के लिए बेहतर होते हैं?
उत्तरः आम तौर पर, हाँ। उनके समर्पित ग्राउंड प्लेन और नियंत्रित प्रतिबाधा निशान सिग्नल हानि को कम करते हैं। हालांकि, अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए डबल-साइड पीसीबी छोटे निशान (≤5 सेमी) में 1 जीबीपीएस तक संभाल सकते हैं।
प्रश्न: बहुस्तरीय पीसीबी का उपयोग करते समय मैं लागत कैसे कम कर सकता हूँ?
उत्तरः परतों की संख्या को अनुकूलित करें (उदाहरण के लिए, यदि संभव हो तो 6 के बजाय 4 परतों का उपयोग करें), महत्वपूर्ण क्षेत्रों के लिए अंधे / दफन वाया को सीमित करें,और उच्च लागत वाली सामग्री के बजाय मानक FR4 का उपयोग करें (जब तक कि उच्च आवृत्ति के लिए आवश्यक न हो).
प्रश्न: क्या एकतरफा पीसीबी RoHS अनुरूप हो सकते हैं?
उत्तरः हाँ ∙ RoHS अनुपालन सामग्री (लीड मुक्त मिलाप, हेलोजन मुक्त सब्सट्रेट) पर निर्भर करता है, परतों की संख्या पर नहीं। अधिकांश एकल पक्षीय पीसीबी आज RoHS-अनुपालन सामग्री का उपयोग करते हैं।
प्रश्न: पीसीबी के लिए अधिकतम परतों की संख्या क्या है?
उत्तरः वाणिज्यिक पीसीबी आमतौर पर अधिकतम 40 परतों पर होते हैं (उदाहरण के लिए, सुपरकंप्यूटर के लिए), लेकिन अधिकांश अनुप्रयोगों में 416 परतों का उपयोग किया जाता है।
निष्कर्ष
एकल पक्षीय, द्विपक्षीय और बहुपरत पीसीबी के बीच विकल्प जटिलता, प्रदर्शन और लागत को संतुलित करने पर निर्भर करता है। एकल पक्षीय पीसीबी सरल, कम लागत वाले उपकरणों में उत्कृष्ट हैं,जबकि दो तरफा बोर्ड मध्यम डिजाइन के लिए एक मध्यभूमि प्रदान करते हैंबहुस्तरीय पीसीबी उच्च प्रदर्शन वाले घने इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए सबसे उपयुक्त हैं, हालांकि उनकी लागत अधिक है।
पीसीबी प्रकार को आपके प्रोजेक्ट के घटक की संख्या, संकेत की गति, बिजली की जरूरतों और स्थान की सीमाओं के साथ संरेखित करके,आप ओवर-इंजीनियरिंग (और अधिक खर्च) या अंडर-इंजीनियरिंग (और विफलता का जोखिम) से बच सकते हैंचूंकि इलेक्ट्रॉनिक्स सिकुड़ते और तेजी से बढ़ते जा रहे हैं, बहुपरत पीसीबी का महत्व बढ़ेगा, लेकिन लागत-संवेदनशील, कम जटिलता वाले अनुप्रयोगों के लिए एकल और दो तरफा बोर्ड महत्वपूर्ण रहेंगे।
अंततः, ′′सही′′ पीसीबी प्रकार वह है जो आपके डिजाइन आवश्यकताओं को अनावश्यक खर्च के बिना पूरा करता है, यह सुनिश्चित करता है कि आपका उत्पाद बाजार में कार्यात्मक और प्रतिस्पर्धी दोनों हो।
अपनी पूछताछ सीधे हमें भेजें
