हमारी कंपनी उत्पादन करती है मुद्रित बोर्डोंएसमानक FR4 से लेकर उच्च गुणवत्ता वाली घरेलू और आयातित सामग्री तक माइक्रोवेव-एफएएफ सामग्री।

विशिष्ट डिज़ाइन मुद्रित बोर्डोंमानक के उपयोग पर आधारित है फाइबरग्लासऔर FR4 टाइप करें, ऑपरेटिंग तापमान -50 से +110 डिग्री सेल्सियस तक, और ग्लास ट्रांज़िशन तापमान Tg (सॉफ्टनिंग) लगभग 135 डिग्री सेल्सियस के साथ।

बढ़ी हुई गर्मी प्रतिरोध आवश्यकताओं के लिए या इंस्टालेशनइ बोर्डोंसीसा रहित तकनीक (260 डिग्री सेल्सियस तक टी) का उपयोग करने वाली भट्टी में, उच्च तापमान वाले एफआर4 हाई टीजी का उपयोग किया जाता है।

के लिए बुनियादी सामग्री मुद्रित बोर्डों:

"+" - आमतौर पर स्टॉक में

"+/-" - अनुरोध पर (हमेशा उपलब्ध नहीं)

मल्टीलेयर के लिए प्रीप्रेग ("बॉन्डिंग" परत)। मुद्रित बोर्डों

FR4 प्रीप्रेग का ढांकता हुआ स्थिरांक ब्रांड के आधार पर 3.8 से 4.4 तक हो सकता है।

एफआर-4

वीटी-47 (एफआर-4 टीजी 180°सेल्सियस)

• उच्च ग्लास संक्रमण तापमान FR-4 Tg 180°C
• उत्कृष्ट ताप प्रतिरोध
• इलेक्ट्रोकेमिकल संक्षारण प्रक्रियाओं के लिए ग्लास फाइबर और राल का प्रतिरोध (प्रवाहकीय एनोडिक फिलामेंट (सीएएफ))
• यूवी अवरोधन
• Z अक्ष के साथ विस्तार का निम्न तापमान गुणांक

एमआई 1222

• सतही विद्युतीय प्रतिरोध(ओम): 7 x 1011;
• विशिष्ट वॉल्यूमेट्रिक विद्युत प्रतिरोध (ओम मी): 1 x 1012;
• ढांकता हुआ स्थिरांक: 4.8;
• पन्नी छीलने की शक्ति (एन): 1.8.

एफएएफ-4डी

• प्रति 10 मिमी पट्टी, आधार पर पन्नी की आसंजन शक्ति, एन (किलोग्राम), 17.6 (1.8) से कम नहीं
• 106 हर्ट्ज़ की आवृत्ति पर ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा, 7 x 10-4 से अधिक नहीं
• आवृत्ति 1 मेगाहर्ट्ज 2.5 ± 0.1 पर ढांकता हुआ स्थिरांक

F4BM350

• 10 गीगाहर्ट्ज़ की आवृत्ति पर ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा, 7x10-4 से अधिक नहीं
• 10 GHz पर ढांकता हुआ स्थिरांक 3.5 ± 2%
• ऑपरेटिंग तापमान -60 +260° C
• उपलब्ध शीट आकार, मिमी ( अधिकतम विचलनशीट की चौड़ाई और लंबाई के साथ 10 मिमी.) 500x500

HA50

ध्यान:टाइप 1 और टाइप 3 उपलब्ध हैं, कृपया कब टाइप करें बताएं आदेशइ।

टी111

• एल्यूमीनियम बेस की मोटाई - 1.5 मिमी
• ढांकता हुआ मोटाई - 100 माइक्रोन
• तांबे की पन्नी की मोटाई - 35 माइक्रोन
• ढांकता हुआ की तापीय चालकता - 2.2 W/mK
• ढांकता हुआ थर्मल प्रतिरोध - 0.7°C/W
• एल्यूमीनियम सब्सट्रेट की तापीय चालकता (5052 - AMg2.5 का एनालॉग) - 138 W/mK
• ब्रेकडाउन वोल्टेज - 3 केवी
• ग्लास संक्रमण तापमान (टीजी) - 130
• वॉल्यूम प्रतिरोध - 108 MΩ×cm
• सतह प्रतिरोध - 106 MΩ
• उच्चतम ऑपरेटिंग वोल्टेज (सीटीआई) - 600V

उत्पादन में प्रयुक्त सुरक्षात्मक सोल्डर मास्क मुद्रित बोर्डों

टांकने की क्रिया नकाब(उर्फ "हरी सामग्री") - परत टिकाऊ सामग्री, सोल्डरिंग के दौरान कंडक्टरों को सोल्डर और फ्लक्स के प्रवेश से बचाने के साथ-साथ ओवरहीटिंग से बचाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। नकाबकंडक्टरों को ढक देता है और पैड और ब्लेड कनेक्टर को खुला छोड़ देता है। सोल्डर मास्क लगाने की विधि फोटोरेसिस्ट लगाने के समान है - पैड के पैटर्न के साथ एक फोटोमास्क का उपयोग करके, पीसीबी पर लागू मास्क सामग्री को रोशन और पॉलिमराइज़ किया जाता है, सोल्डरिंग पैड वाले क्षेत्र उजागर नहीं होते हैं और नकाबविकास के बाद उनसे धुल जाता है। बहुधा टांकने की क्रिया नकाबतांबे की एक परत पर लगाया जाता है। इसलिए, इसके बनने से पहले, टिन की सुरक्षात्मक परत हटा दी जाती है - अन्यथा मास्क के नीचे का टिन गर्म होने से सूज जाएगा बोर्डोंएससोल्डरिंग करते समय.

पीएसआर-4000 एच85

हरा रंग, तरल फोटोसेंसिटिव ताप-सख्त, 15-30 माइक्रोन मोटी, ताइयो स्याही (जापान)।

निम्नलिखित संगठनों और अंतिम उत्पाद निर्माताओं द्वारा उपयोग के लिए अनुमोदन प्राप्त है: NASA, IBM, कॉम्पैक, ल्यूसेंट, Apple, AT&T, जनरल इलेक्ट्रिक, हनीवेल, जनरल मोटर्स, फोर्ड, डेमलर-क्रिसलर, मोटोरोला, इंटेल, माइक्रोन, एरिक्सन, थॉमसन, विस्टियन , अल्काटेल, सोनी, एबीबी, नोकिया, बॉश, एप्सों, एयरबस, फिलिप्स, सीमेंस, एचपी, सैमसंग, एलजी, एनईसी, मत्सुशिता (पैनासोनिक), तोशिबा, फुजित्सु, मित्सुबिशी, हिताची, टोयोटा, होंडा, निसान और कई अन्य ;

इमेजक्योर XV-501

- रंगीन (लाल, काला, नीला), दो-घटक तरल टांकने की क्रिया नकाब, कोट्स इलेक्ट्रोग्राफिक्स लिमिटेड (इंग्लैंड), मोटाई 15-30 माइक्रोन;

PSR-4000 LEW3

- सफेद, तरल दो-घटक टांकने की क्रिया नकाब, ताइयो स्याही (जापान), मोटाई 15-30 माइक्रोन;

लैमिनर D5030

- सूखा, फिल्मी नकाब DUNACHEM (जर्मनी) से, मोटाई 75 माइक्रोन, टेंटिंग प्रदान करता है विअस, उच्च आसंजन है।

अंकन

सनकेमिकल XZ81(सफ़ेद)

सनकेमिकल XZ85(काला)

थर्मोसेटिंग मार्किंग पेंट ग्रिड-ग्राफिक विधि सनकेमिकल (यूके) का उपयोग करके लागू किया जाता है।

मार्किंग स्याही AGFA DiPaMat लीजेंड इंक Wh04 (सफ़ेद)

एक औद्योगिक प्रिंटर पर चिह्नों की इंकजेट प्रिंटिंग के लिए ऐक्रेलिक यूवी + थर्मोसेटिंग स्याही।

लैमिनेट FR4

आप लैमिनेट का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

TePro गोदाम में लैमिनेट्स

माइक्रोवेव सामग्री रोजर्स

टिप्पणी: सर्किट बोर्ड के उत्पादन में रोजर्स सामग्री का उपयोग करने के लिए, कृपया इसे ऑर्डर फॉर्म में इंगित करें

चूंकि रोजर्स सामग्री मानक FR4 की तुलना में काफी अधिक महंगी है, इसलिए हमें इसका उपयोग करके निर्मित बोर्डों के लिए अतिरिक्त मार्कअप लागू करने के लिए मजबूर होना पड़ता है रोजर्स सामग्री. प्रयुक्त वर्कपीस के कार्य क्षेत्र: 170 × 130; 270 × 180; 370 × 280; 570×380.

धातु आधारित लैमिनेट्स

सामग्री का दृश्य प्रतिनिधित्व

ढांकता हुआ तापीय चालकता 1 W/(m K) के साथ एल्यूमिनियम लैमिनेट ACCL 1060-1

विवरण

ढांकता हुआ तापीय चालकता 2(5) W/(m K) के साथ एल्यूमीनियम लैमिनेट CS-AL88-AD2(AD5)

विवरण

प्रीप्रेग

उत्पादन में हम ILM से प्रीप्रेग 2116, 7628 और 1080 ग्रेड ए (उच्चतम) का उपयोग करते हैं।

आप प्रीप्रेग का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

सोल्डर मास्क

गुण

आप सोल्डर मास्क का विस्तृत विवरण पा सकते हैं।

लैमिनेट्स और प्रीप्रेग पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न और उत्तर

एक्सपीसी क्या है?

FR1 और FR2 में क्या अंतर है?

FR2 क्या है?

FR3 क्या है?

FR4 क्या है?

FR5 क्या है?

CEM-1 क्या है?

CEM-3 क्या है?

G10 क्या है?

लैमिनेट्स को कैसे बदला जा सकता है?

"प्रीप्रेग" क्या हैं?

FR या CEM का क्या अर्थ है?

क्या FR4 सचमुच हरा है?

क्या लोगो के रंग का कोई मतलब है?

क्या लोगो ओरिएंटेशन का कोई मतलब है?

यूवी ब्लॉकिंग लैमिनेट क्या है?

छिद्रों के माध्यम से चढ़ाने के लिए कौन से लेमिनेट उपयुक्त हैं?

क्या छिद्रों के माध्यम से परत चढ़ाने का कोई विकल्प है?

"सामग्री की मोटाई" क्या है?

क्या है: पीएफ-सीपी-सीयू? आईईसी-249? जीएफएन?

सीटीआई क्या है?

#7628 का क्या मतलब है? वहाँ अन्य संख्याएँ क्या हैं?

94V-0, 94V-1, 94-HB क्या है?

अवधि: 2 घंटे (90 मिनट)

25.1 बुनियादी प्रश्न

पीपी आधार सामग्री;

मुद्रित डिज़ाइन तत्व बनाने के लिए सामग्री;

पीपी के निर्माण के लिए तकनीकी सामग्री।

25.2 व्याख्यान पाठ

25.2.1 मूल एमपीपी आधार सामग्री – 40 मिनट तक

मुद्रित सर्किट बोर्डों की मूल सामग्रियों में शामिल हैं:

फ़ॉइल-लेपित (एक या दोनों तरफ) और गैर-फ़ॉइल-लेपित डाइलेक्ट्रिक्स (गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट, फ़ाइबरग्लास, फ़ाइबरग्लास, लैवसन, पॉलीमाइड, फ़्लोरोप्लास्टिक, आदि), सिरेमिक सामग्री और धातु (एक सतह ढांकता हुआ परत के साथ) प्लेटें जिनमें से मुद्रित सर्किट बोर्ड के आधार बनाए जाते हैं;

एमपीपी परतों को चिपकाने के लिए इंसुलेटिंग स्पेसर सामग्री (चिपकने वाला गास्केट - प्रीप्रेग) का उपयोग किया जाता है।

पीपी की सतह को बाहरी प्रभावों से बचाने के लिए पॉलिमर सुरक्षात्मक वार्निश और सुरक्षात्मक कोटिंग फिल्मों का उपयोग किया जाता है।

पीपी आधार सामग्री चुनते समय, आपको निम्नलिखित पर ध्यान देने की आवश्यकता है: अपेक्षित यांत्रिक प्रभाव (कंपन, झटके, रैखिक त्वरण, आदि); सटीकता वर्ग पीपी (कंडक्टरों के बीच की दूरी); कार्यान्वित विद्युत कार्य; प्रदर्शन; उपयोग की शर्तें; कीमत।

आधार सामग्री को कंडक्टरों की धातु से अच्छी तरह चिपकना चाहिए, उच्च यांत्रिक शक्ति होनी चाहिए, जलवायु कारकों के संपर्क में आने पर इसके गुण बरकरार रहने चाहिए और कंडक्टरों की धातु की तुलना में थर्मल विस्तार का समान गुणांक होना चाहिए।

सामग्री का चयन निम्न द्वारा निर्धारित होता है:

विद्युत इन्सुलेट गुण;

यांत्रिक शक्ति;

आक्रामक वातावरण और बदलती परिस्थितियों के संपर्क में आने पर मापदंडों की स्थिरता;

मशीनीकरण;

लागत।

फ़ॉइल डाइलेक्ट्रिक्स 5 से 105 माइक्रोन की मोटाई के साथ तांबे (आमतौर पर निकल या एल्यूमीनियम) इलेक्ट्रोलाइटिक फ़ॉइल की प्रवाहकीय कोटिंग के साथ निर्मित होते हैं। आसंजन शक्ति में सुधार करने के लिए, पन्नी को एक तरफ क्रोमियम 1…3 माइक्रोन मोटी परत के साथ लेपित किया जाता है। फ़ॉइल को संरचना की शुद्धता (अशुद्धता 0.05% से अधिक नहीं), लचीलापन की विशेषता है। 160...180 0 C के तापमान और 5...15 MPa के दबाव पर दबाकर फ़ॉइलिंग की जाती है।

नॉन-फ़ॉइल डाइलेक्ट्रिक्स दो प्रकारों में निर्मित होते हैं:

50...100 माइक्रोन (उदाहरण के लिए, एक एपॉक्सी रबर संरचना) की मोटाई के साथ एक चिपकने वाली (चिपकने वाली) परत के साथ, जिसे पीपी की निर्माण प्रक्रिया के दौरान जमा रासायनिक तांबे की आसंजन शक्ति को बढ़ाने के लिए लगाया जाता है;

ढांकता हुआ की मात्रा में एक उत्प्रेरक पेश किया जाता है, जो रासायनिक तांबे के जमाव को बढ़ावा देता है।

फिलर (इलेक्ट्रिकल इंसुलेटिंग पेपर, फैब्रिक, फाइबरग्लास) और बाइंडर (फेनोलिक या फेनोलिक एपॉक्सी रेजिन) से युक्त लैमिनेटेड प्लास्टिक का उपयोग कठोर पीपी के ढांकता हुआ आधार के रूप में किया जाता है। लैमिनेटेड प्लास्टिक में गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट और फाइबरग्लास शामिल हैं।

गेटिनैक्स कागज से बनाया जाता है और इसका उपयोग घरेलू उपकरणों के लिए सामान्य जलवायु परिचालन स्थितियों में किया जाता है। इसमें कम लागत, अच्छी कार्यशीलता और उच्च जल अवशोषण है।

टेक्स्टोलाइट सूती कपड़े से बनाया जाता है।

फ़ाइबरग्लास लैमिनेट्स फ़ाइबरग्लास से बनाए जाते हैं। गेटिनाक्स की तुलना में, फाइबरग्लास लैमिनेट्स में बेहतर यांत्रिक और होता है विद्युत विशेषताओं, उच्च ताप प्रतिरोध, कम नमी अवशोषण। हालाँकि, उनके कई नुकसान हैं: बदतर मशीनेबिलिटी; अधिक लागत; सामग्री की मोटाई की दिशा में तांबे और फाइबरग्लास के थर्मल विस्तार के गुणांक में एक महत्वपूर्ण अंतर (लगभग 30 गुना), जिससे सोल्डरिंग के दौरान या ऑपरेशन के दौरान छिद्रों में धातुकरण का टूटना हो सकता है।

बढ़ते आग के खतरे की स्थिति में उपयोग किए जाने वाले पीसीबी के निर्माण के लिए, आग प्रतिरोधी गेटिनाक्स और फाइबरग्लास लैमिनेट्स का उपयोग किया जाता है। डाइलेक्ट्रिक्स की अग्नि प्रतिरोध में वृद्धि उनकी संरचना में अग्निरोधी को शामिल करके प्राप्त की जाती है।

फाइबरग्लास को संसेचित करने वाले वार्निश में 0.1...0.2% पैलेडियम या क्यूप्रस ऑक्साइड का परिचय धातुकरण की गुणवत्ता में सुधार करता है, लेकिन इन्सुलेशन प्रतिरोध को थोड़ा कम कर देता है।

पीसीबी का निर्माण करने के लिए जो नैनोसेकंड दालों का विश्वसनीय संचरण प्रदान करता है, बेहतर ढांकता हुआ गुणों (कम ढांकता हुआ स्थिरांक और ढांकता हुआ हानि स्पर्शरेखा) वाली सामग्रियों का उपयोग करना आवश्यक है। इसलिए, 3.5 से कम सापेक्ष ढांकता हुआ स्थिरांक वाले कार्बनिक पदार्थों से बने आधारों का उपयोग आशाजनक माना जाता है। गैर-ध्रुवीय पॉलिमर (फ्लोरोप्लास्टिक, पॉलीइथाइलीन, पॉलीप्रोपाइलीन) का उपयोग माइक्रोवेव रेंज में पीपी के आधार के रूप में किया जाता है।

जीपीपी और जीपीसी का उत्पादन करने के लिए जो बार-बार झुकने का सामना कर सकता है, पॉलिएस्टर फिल्म (लैवसन या पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट), फ्लोरोप्लास्टिक, पॉलीमाइड, आदि पर आधारित डाइलेक्ट्रिक्स का उपयोग किया जाता है।

इंसुलेटिंग कुशनिंग सामग्री (प्रीप्रेग्स) अंडर-पॉलीमराइज्ड थर्मोसेटिंग एपॉक्सी रेजिन (या अन्य रेजिन) के साथ लगाए गए फाइबरग्लास से बनाई जाती है; दोनों तरफ चिपकने वाली कोटिंग और अन्य सामग्रियों के साथ पॉलीमाइड से बना।

सिरेमिक का उपयोग पीपी के लिए आधार सामग्री के रूप में किया जा सकता है।

सिरेमिक पीपी का लाभ सक्रिय तत्वों से बेहतर गर्मी निष्कासन, उच्च यांत्रिक शक्ति, विद्युत और ज्यामितीय मापदंडों की स्थिरता, कम शोर स्तर, कम जल अवशोषण और गैस उत्सर्जन है।

सिरेमिक बोर्डों का नुकसान नाजुकता, बड़ा द्रव्यमान और छोटे आयाम (150x150 मिमी तक), लंबा विनिर्माण चक्र और सामग्री का बड़ा संकोचन, उच्च लागत है।

धातु आधार पर पीपी का उपयोग उच्च वर्तमान भार और ऊंचे तापमान वाले उत्पादों में किया जाता है। आधार सामग्री के रूप में एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, स्टील, तांबा और लोहे और निकल के मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है। धातु के आधार पर एक इन्सुलेट परत प्राप्त करने के लिए, विशेष एनामेल्स, सिरेमिक, एपॉक्सी रेजिन का उपयोग किया जाता है, पॉलिमर फिल्मेंआदि, एल्यूमीनियम बेस पर इन्सुलेट परत एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त की जा सकती है।

धातु एनामेल्ड बोर्डों का नुकसान इनेमल का उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक है, जो उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों में उनके उपयोग को रोकता है।

पीसीबी के धातु आधार का उपयोग अक्सर बिजली और ग्राउंड बस के रूप में, ढाल के रूप में किया जाता है।

25.2.2 मुद्रित डिज़ाइन तत्वों की सामग्री – 35 मिनट तक

धातु कोटिंग्स का उपयोग मुद्रित पैटर्न तत्वों (कंडक्टर, संपर्क पैड, अंत संपर्क, आदि) के लिए सामग्री के रूप में किया जाता है। तांबे का उपयोग अक्सर मुख्य धारा-वाहक परत बनाने के लिए किया जाता है। सिरेमिक पीसीबी ग्रेफाइट का उपयोग करते हैं।

धातु कोटिंग्स बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री तालिका 25.1 में प्रस्तुत की गई है।

तालिका 25.1 - मुद्रित डिज़ाइन तत्व बनाने के लिए धातु कोटिंग्स का उपयोग किया जाता है

25.2.3 तकनीकी (उपभोज्य) एमपीपी के निर्माण के लिए सामग्री – 15 मिनट तक

पीसीबी के निर्माण के लिए तकनीकी सामग्रियों में फोटोरेसिस्ट, विशेष स्क्रीन पेंट, सुरक्षात्मक मास्क, कॉपर प्लेटिंग इलेक्ट्रोलाइट्स, नक़्क़ाशी आदि शामिल हैं।

उपभोग्य सामग्रियों की आवश्यकताएं पीसीबी के डिजाइन और विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

सर्किट पैटर्न और उचित रासायनिक प्रतिरोध प्राप्त करते समय फोटोरेसिस्ट को आवश्यक रिज़ॉल्यूशन प्रदान करना होगा। फोटोरेसिस्ट तरल या सूखी फिल्म (एसपीएफ) हो सकते हैं।

नकारात्मक और सकारात्मक फोटोरेसिस्ट का उपयोग किया जाता है। नकारात्मक फोटोरेसिस्ट का उपयोग करते समय, पीसीबी रिक्त के उजागर क्षेत्र बोर्ड पर बने रहते हैं, और विकास के दौरान अप्रकाशित क्षेत्र धुल जाते हैं। सकारात्मक फोटोरेसिस्टर्स का उपयोग करते समय, विकास के दौरान उजागर क्षेत्र धुल जाते हैं।

नक़्क़ाशी समाधान नक़्क़ाशी के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रतिरोध के साथ संगत होना चाहिए, इन्सुलेट सामग्री के प्रति तटस्थ होना चाहिए, और उच्च नक़्क़ाशी दर होनी चाहिए। कॉपर क्लोराइड के अम्ल और क्षारीय घोल, फेरिक क्लोराइड पर आधारित घोल, अमोनियम परसल्फेट पर आधारित घोल और आयरन-कॉपर क्लोराइड घोल का व्यापक रूप से नक़्क़ाशी इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में उपयोग किया जाता है।

सभी सामग्रियां किफायती और पर्यावरण के अनुकूल होनी चाहिए।

आजकल, अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक सर्किट मुद्रित सर्किट बोर्डों का उपयोग करके बनाए जाते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके, पूर्वनिर्मित माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों का भी उत्पादन किया जाता है - हाइब्रिड मॉड्यूल जिसमें विभिन्न कार्यात्मक उद्देश्यों और एकीकरण की डिग्री के घटक शामिल होते हैं। उच्च स्तर के एकीकरण के साथ बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड और इलेक्ट्रॉनिक घटक इलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटर घटकों के वजन और आकार की विशेषताओं को कम करना संभव बनाते हैं। अब मुद्रित सर्किट बोर्ड सौ वर्ष से अधिक पुराना है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड

यह (अंग्रेजी में पीसीबी - मुद्रित सर्किट बोर्ड)- विद्युत इन्सुलेटिंग सामग्री (गेटिनैक्स, टेक्स्टोलाइट, फाइबरग्लास और अन्य समान डाइलेक्ट्रिक्स) से बनी एक प्लेट, जिसकी सतह पर मॉड्यूल और एकीकृत सर्किट सहित घुड़सवार रेडियो तत्वों को जोड़ने के लिए संपर्क पैड के साथ पतली विद्युत प्रवाहकीय स्ट्रिप्स (मुद्रित कंडक्टर) होती हैं। लागू। यह शब्द पॉलिटेक्निक डिक्शनरी से शब्दशः लिया गया है।

एक अधिक सार्वभौमिक सूत्रीकरण है:

एक मुद्रित सर्किट बोर्ड एक इंसुलेटिंग बेस पर निश्चित विद्युत इंटरकनेक्शन के डिज़ाइन को संदर्भित करता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड के मुख्य संरचनात्मक तत्व एक ढांकता हुआ आधार (कठोर या लचीला) होते हैं जिसकी सतह पर कंडक्टर स्थित होते हैं। ढांकता हुआ आधार और कंडक्टर एक मुद्रित सर्किट बोर्ड के लिए आवश्यक और पर्याप्त तत्व हैं। घटकों को स्थापित करने और उन्हें कंडक्टरों से जोड़ने के लिए, अतिरिक्त तत्वों का उपयोग किया जाता है: संपर्क पैड, धातुकृत संक्रमण और बढ़ते छेद, कनेक्टर लैमेलस, गर्मी हटाने के लिए क्षेत्र, परिरक्षण और वर्तमान-ले जाने वाली सतहें, आदि।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में परिवर्तन ने इलेक्ट्रॉनिक उपकरण डिजाइन के क्षेत्र में एक गुणात्मक छलांग लगाई। एक मुद्रित सर्किट बोर्ड रेडियोतत्वों के वाहक के कार्यों और ऐसे तत्वों के विद्युत कनेक्शन को जोड़ता है। यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों और अन्य प्रवाहकीय तत्वों के बीच इन्सुलेशन प्रतिरोध का पर्याप्त स्तर प्रदान नहीं किया गया है तो बाद वाला कार्य नहीं किया जा सकता है। इसलिए, पीसीबी सब्सट्रेट को एक इन्सुलेटर के रूप में कार्य करना चाहिए।

ऐतिहासिक सन्दर्भ

1920 और 1930 के दशक के दौरान, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन और उन्हें बनाने के तरीकों के लिए कई पेटेंट जारी किए गए थे। मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की पहली विधियाँ मुख्यतः योगात्मक (थॉमस एडिसन के विचारों का विकास) रहीं। लेकिन अपने आधुनिक रूप में, मुद्रित सर्किट बोर्ड मुद्रण उद्योग से उधार ली गई प्रौद्योगिकियों के उपयोग के कारण प्रकट हुआ। मुद्रित सर्किट बोर्ड अंग्रेजी मुद्रण शब्द प्रिंटिंग प्लेट ("प्रिंटिंग प्लेट" या "मैट्रिक्स") से सीधा अनुवाद है। इसलिए, ऑस्ट्रियाई इंजीनियर पॉल आइस्लर को सच्चा "मुद्रित सर्किट बोर्ड का जनक" माना जाता है। वह यह निष्कर्ष निकालने वाले पहले व्यक्ति थे कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए मुद्रण (सबट्रैक्टिव) प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जा सकता है। घटिया प्रौद्योगिकियों में, अनावश्यक टुकड़ों को हटाकर एक छवि बनाई जाती है। पॉल आइस्लर ने तांबे की पन्नी के गैल्वेनिक जमाव और फेरिक क्लोराइड के साथ इसकी नक़्क़ाशी की तकनीक विकसित की। मुद्रित सर्किट बोर्डों के बड़े पैमाने पर उत्पादन की तकनीकें द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान पहले से ही मांग में थीं। और 1950 के दशक के मध्य से, मुद्रित सर्किट बोर्डों का निर्माण न केवल सैन्य, बल्कि घरेलू उद्देश्यों के लिए रेडियो उपकरणों के रचनात्मक आधार के रूप में शुरू हुआ।

पीसीबी सामग्री

मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स

सिंगल-लेयर और मल्टीलेयर दोनों प्रकार के मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए सामग्री के मापदंडों का ज्ञान, उनके उपयोग में शामिल सभी लोगों के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से बढ़ी हुई गति और माइक्रोवेव वाले उपकरणों के लिए मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए। एमपीपी डिज़ाइन करते समय, डेवलपर्स को निम्नलिखित कार्यों का सामना करना पड़ता है:
- बोर्ड पर कंडक्टरों की तरंग प्रतिरोध की गणना;
- इंटरलेयर हाई-वोल्टेज इन्सुलेशन के मूल्य की गणना;
- अंधे और छिपे हुए छिद्रों की संरचना का चयन।
उपलब्ध विकल्प और मोटाई विभिन्न सामग्रियांतालिका 2-6 में दिए गए हैं। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सामग्री की मोटाई पर सहनशीलता आमतौर पर ±10% तक होती है, इसलिए तैयार मल्टीलेयर बोर्ड की मोटाई पर सहनशीलता ±10% से कम नहीं हो सकती।

टीजी - ग्लास संक्रमण तापमान (संरचना विनाश)

डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

माइक्रोवेव मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी डाइलेक्ट्रिक्स

मुद्रित सर्किट बोर्डों के विशिष्ट डिज़ाइन मानक फाइबरग्लास प्रकार के उपयोग पर आधारित होते हैं FR4, ऑपरेटिंग तापमान -50 से +110 डिग्री सेल्सियस तक, और ग्लास संक्रमण तापमान टीजी (नरम करना) लगभग 135 डिग्री सेल्सियस के साथ।
यदि गर्मी प्रतिरोध के लिए बढ़ी हुई आवश्यकताएं हैं या सीसा रहित प्रौद्योगिकी ओवन (260 डिग्री सेल्सियस तक) में बोर्ड स्थापित करते समय, एक उच्च तापमान FR4 हाई टीजीया FR5.
यदि उच्च तापमान पर या अचानक तापमान परिवर्तन के साथ निरंतर संचालन की आवश्यकता होती है, तो इसका उपयोग किया जाता है polyimide. इसके अलावा, पॉलीमाइड का उपयोग उच्च-विश्वसनीयता सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए, सैन्य अनुप्रयोगों के लिए और उन मामलों में भी किया जाता है जहां बढ़ी हुई विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है।
के साथ बोर्डों के लिए माइक्रोवेव सर्किट(2 गीगाहर्ट्ज़ से अधिक) अलग-अलग परतों का उपयोग किया जाता है माइक्रोवेव सामग्री, या बोर्ड पूरी तरह से माइक्रोवेव सामग्री से बना है। विशेष सामग्रियों के सबसे प्रसिद्ध आपूर्तिकर्ता रोजर्स, अर्लोन, टैकोनिक, ड्यूपॉन्ट हैं। इन सामग्रियों की लागत FR4 से अधिक है, और सशर्त रूप से FR4 की लागत के सापेक्ष तालिका के अंतिम कॉलम में दिखाई जाती है।

* डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

डीके - ढांकता हुआ स्थिरांक

पीसीबी पैड कोटिंग्स

अक्सर, साइटों को टिन-सीसा मिश्र धातु, या पीआईसी के साथ लेपित किया जाता है। सोल्डर की सतह को लगाने और समतल करने की विधि को एचएएल या एचएएसएल कहा जाता है (अंग्रेजी हॉट एयर सोल्डर लेवलिंग से - गर्म हवा के साथ सोल्डर को समतल करना)। यह कोटिंग पैड की सर्वोत्तम सोल्डरबिलिटी प्रदान करती है। हालाँकि, इसे अधिक आधुनिक कोटिंग्स द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है, जो आमतौर पर अंतर्राष्ट्रीय RoHS निर्देश की आवश्यकताओं के अनुकूल हैं।

इस निर्देश में उत्पादों में सीसा सहित हानिकारक पदार्थों की उपस्थिति पर प्रतिबंध लगाने की आवश्यकता है। अब तक, RoHS हमारे देश के क्षेत्र पर लागू नहीं होता है, लेकिन इसके अस्तित्व को याद रखना उपयोगी है।

एमपीपी साइटों को कवर करने के संभावित विकल्प तालिका 7 में हैं।

जब तक अन्यथा आवश्यक न हो, HASL का उपयोग हर जगह किया जाता है।

विसर्जन (रासायनिक) गिल्डिंगअधिक समतल बोर्ड सतह प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है (यह BGA पैड के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है), लेकिन इसमें सोल्डरबिलिटी थोड़ी कम है। ओवन सोल्डरिंग लगभग HASL जैसी ही तकनीक का उपयोग करके की जाती है, लेकिन हैंड सोल्डरिंग के लिए विशेष फ्लक्स के उपयोग की आवश्यकता होती है। ऑर्गेनिक कोटिंग, या ओएसपी, तांबे की सतह को ऑक्सीकरण से बचाती है। इसका नुकसान सोल्डरेबिलिटी की अल्प शेल्फ लाइफ (6 महीने से कम) है।

विसर्जन टिनप्रदान सपाट सतहऔर अच्छी सोल्डरेबिलिटी, हालांकि सोल्डरिंग के लिए इसकी शेल्फ लाइफ भी सीमित है। सीसा रहित एचएएल में सीसा युक्त एचएएल के समान गुण होते हैं, लेकिन सोल्डर की संरचना लगभग 99.8% टिन और 0.2% एडिटिव्स होती है।

ब्लेड कनेक्टर संपर्कजो बोर्ड के संचालन के दौरान घर्षण के अधीन होते हैं, उन पर सोने की मोटी और अधिक कठोर परत चढ़ा दी जाती है। दोनों प्रकार की गिल्डिंग के लिए, सोने के प्रसार को रोकने के लिए निकल अंडरलेयर का उपयोग किया जाता है।

नोट: एचएएसएल को छोड़कर सभी कोटिंग्स RoHS अनुरूप हैं और सीसा रहित सोल्डरिंग के लिए उपयुक्त हैं।

सुरक्षात्मक और अन्य प्रकार के मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स

सुरक्षात्मक कोटिंग्स का उपयोग सोल्डरिंग के लिए इच्छित कंडक्टरों की सतहों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है।

चित्र को पूरा करने के लिए, आइए मुद्रित सर्किट बोर्ड कोटिंग्स के कार्यात्मक उद्देश्य और सामग्री पर विचार करें।

1. सोल्डर मास्क - कंडक्टरों को आकस्मिक शॉर्ट सर्किट और गंदगी से बचाने के लिए, साथ ही सोल्डरिंग के दौरान फाइबरग्लास लैमिनेट को थर्मल शॉक से बचाने के लिए इसे बोर्ड की सतह पर लगाया जाता है। मास्क कोई अन्य कार्यात्मक भार नहीं उठाता है और नमी, फफूंदी, टूटने आदि से सुरक्षा के रूप में काम नहीं कर सकता है (उपयोग के अलावा) विशेष प्रकारमुखौटे)।
2. अंकन - बोर्ड और उस पर स्थित घटकों की पहचान को आसान बनाने के लिए बोर्ड पर पेंट के साथ मास्क लगाया जाता है।
3. मुखौटा उतारे - बोर्ड के निर्दिष्ट क्षेत्रों पर लागू किया जाता है जिन्हें अस्थायी रूप से संरक्षित करने की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, सोल्डरिंग से। भविष्य में इसे हटाना आसान है, क्योंकि यह रबर जैसा यौगिक है और आसानी से निकल जाता है।
4. कार्बन संपर्क कोटिंग - इसे कीबोर्ड के संपर्क फ़ील्ड के रूप में बोर्ड पर कुछ स्थानों पर लागू किया जाता है। कोटिंग में अच्छी चालकता है, ऑक्सीकरण नहीं होता है और पहनने के लिए प्रतिरोधी है।
5. ग्रेफाइट प्रतिरोधी तत्व - प्रतिरोधों का कार्य करने के लिए इसे बोर्ड की सतह पर लगाया जा सकता है। दुर्भाग्य से, मूल्यवर्ग की सटीकता कम है - ±20% (लेजर समायोजन के साथ - 5% तक) से अधिक सटीक नहीं।
6. सिल्वर कॉन्टैक्ट जंपर्स - इसे अतिरिक्त कंडक्टर के रूप में लागू किया जा सकता है, जब रूटिंग के लिए पर्याप्त जगह नहीं होती है तो एक और प्रवाहकीय परत बनाई जा सकती है। मुख्य रूप से सिंगल-लेयर और डबल-साइडेड मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए उपयोग किया जाता है।

पीसीबी डिजाइन

मुद्रित सर्किट बोर्डों का सबसे दूरवर्ती पूर्ववर्ती साधारण तार है, जो अक्सर इंसुलेटेड होता है। उसमें एक महत्वपूर्ण दोष था. उच्च कंपन की स्थिति में, इसे आरईए के अंदर ठीक करने के लिए अतिरिक्त यांत्रिक तत्वों के उपयोग की आवश्यकता होती है। इस प्रयोजन के लिए, वाहकों का उपयोग किया गया था जिन पर रेडियो तत्व स्थापित किए गए थे, स्वयं रेडियो तत्व और मध्यवर्ती कनेक्शन और तारों को ठीक करने के लिए संरचनात्मक तत्व। यह एक वॉल्यूमेट्रिक इंस्टालेशन है.

मुद्रित सर्किट बोर्ड इन कमियों से मुक्त हैं। उनके चालक सतह पर स्थिर होते हैं, उनकी स्थिति निश्चित होती है, जिससे उनके आपसी कनेक्शन की गणना करना संभव हो जाता है। सिद्धांत रूप में, मुद्रित सर्किट बोर्ड अब सपाट संरचनाओं के करीब पहुंच रहे हैं।

अनुप्रयोग के प्रारंभिक चरण में, मुद्रित सर्किट बोर्डों में एक तरफा या दो तरफा प्रवाहकीय ट्रैक होते थे।

एक तरफा पीसीबी- यह एक प्लेट होती है जिसके एक तरफ मुद्रित कंडक्टर होते हैं। दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों में, कंडक्टरों ने प्लेट के खाली रिवर्स साइड पर भी कब्जा कर लिया। और उनके कनेक्शन के लिए, विभिन्न विकल्प प्रस्तावित किए गए हैं, जिनमें से धातुकृत संक्रमण छेद सबसे व्यापक हैं। सबसे सरल एकल-पक्षीय और दो-तरफा मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिज़ाइन के टुकड़े चित्र में दिखाए गए हैं। 1.

दो तरफा पीसीबी- एकतरफ़ा के बजाय उनका उपयोग समतल से आयतन में संक्रमण की दिशा में पहला कदम था। यदि हम खुद को अमूर्त करते हैं (मानसिक रूप से दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड के सब्सट्रेट को त्याग देते हैं), तो हमें कंडक्टरों की एक त्रि-आयामी संरचना मिलती है। वैसे ये कदम काफी जल्दी उठाया गया. अल्बर्ट हैनसन के आवेदन ने पहले से ही सब्सट्रेट के दोनों किनारों पर कंडक्टर रखने और छेद के माध्यम से उन्हें जोड़ने की संभावना का संकेत दिया है।

चावल। 1. मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन के टुकड़े ए) एक तरफा और 6) दो तरफा: 1 - बढ़ते छेद, 2 - संपर्क पैड, 3 - कंडक्टर, 4 - ढांकता हुआ सब्सट्रेट, 5 - संक्रमण धातुयुक्त छेद

इलेक्ट्रॉनिक्स - माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स के आगे विकास से मल्टी-पिन घटकों (चिप्स में 200 से अधिक पिन हो सकते हैं) का उपयोग हुआ, और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की संख्या में वृद्धि हुई। बदले में, डिजिटल माइक्रो-सर्किट के उपयोग और उनके प्रदर्शन में वृद्धि के कारण घटकों के लिए उनके परिरक्षण और बिजली वितरण की आवश्यकताओं में वृद्धि हुई है, जिसके लिए डिजिटल उपकरणों (उदाहरण के लिए, कंप्यूटर) के बहुपरत बोर्डों में विशेष परिरक्षण प्रवाहकीय परतें शामिल की गईं। इस सबके कारण अंतर्संबंधों और उनकी जटिलता में वृद्धि हुई, जिसके परिणामस्वरूप परतों की संख्या में वृद्धि हुई। आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों में यह दस से भी अधिक हो सकता है। एक तरह से, मल्टीलेयर पीसीबी ने वॉल्यूम हासिल कर लिया है।

मल्टीलेयर पीसीबी डिज़ाइन

पहले, सबसे आम, विकल्प में, बोर्ड की आंतरिक परतें दो तरफा तांबे-लेमिनेटेड फाइबरग्लास से बनती हैं, जिसे "कोर" कहा जाता है। बाहरी परतें तांबे की पन्नी से बनी होती हैं, जिन्हें बाइंडर का उपयोग करके आंतरिक परतों से दबाया जाता है - एक रालयुक्त पदार्थ जिसे "प्रीप्रेग" कहा जाता है। उच्च तापमान पर दबाने के बाद, एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक "पाई" बनता है, जिसमें छेद करके ड्रिल किया जाता है और धातुकृत किया जाता है। दूसरा विकल्प कम आम है, जब बाहरी परतें प्रीप्रेग के साथ जुड़े "कोर" से बनती हैं। यह एक सरलीकृत विवरण है; इन विकल्पों के आधार पर कई अन्य डिज़ाइन भी हैं। हालाँकि, मूल सिद्धांत यह है कि प्रीप्रेग परतों के बीच संबंध सामग्री के रूप में कार्य करता है। जाहिर है, ऐसी स्थिति नहीं हो सकती है जहां दो दो तरफा "कोर" प्रीप्रेग स्पेसर के बिना आसन्न हों, लेकिन फ़ॉइल-प्रीप्रेग-फ़ॉइल-प्रीप्रेग... आदि संरचना संभव है, और अक्सर जटिल संयोजन वाले बोर्डों में इसका उपयोग किया जाता है अंधे और छिपे हुए छेद.

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड अब कीमत के मामले में वैश्विक मुद्रित सर्किट बोर्ड उत्पादन का दो-तिहाई हिस्सा बनाते हैं, हालांकि मात्रात्मक दृष्टि से वे एकल और दो तरफा बोर्ड से कमतर हैं।

आधुनिक मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिज़ाइन का एक योजनाबद्ध (सरलीकृत) टुकड़ा चित्र में दिखाया गया है। 2. ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों में कंडक्टर न केवल सतह पर, बल्कि सब्सट्रेट की मात्रा में भी रखे जाते हैं। उसी समय, एक दूसरे के सापेक्ष कंडक्टरों की परत व्यवस्था को संरक्षित किया गया (प्लानर प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों के उपयोग का परिणाम)। मुद्रित सर्किट बोर्डों और उनके तत्वों के नाम में लेयरिंग अनिवार्य रूप से मौजूद है - सिंगल-साइडेड, डबल-साइडेड, मल्टीलेयर, आदि। लेयरिंग वास्तव में इस डिजाइन के अनुरूप मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन और निर्माण प्रौद्योगिकियों को प्रतिबिंबित करती है।

चावल। 2. एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिजाइन का टुकड़ा: 1 - धातुयुक्त छेद के माध्यम से, 2 - अंधा माइक्रोविया, 3 - छिपा हुआ माइक्रोविया, 4 - परतें, 5 - छिपे हुए इंटरलेयर छेद, 6 - संपर्क पैड

वास्तव में, मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड का डिज़ाइन चित्र में दिखाए गए से भिन्न होता है। 2.

इसकी संरचना के संदर्भ में, एमपीपी दो तरफा बोर्डों की तुलना में बहुत अधिक जटिल हैं, जैसे कि उनकी उत्पादन तकनीक बहुत अधिक जटिल है। और उनकी संरचना स्वयं चित्र में दिखाई गई संरचना से काफी भिन्न है। 2. इनमें अतिरिक्त ढाल परतें (जमीन और बिजली), साथ ही कई सिग्नल परतें शामिल हैं।

हकीकत में वे इस तरह दिखते हैं:

ए) योजनाबद्ध रूप से	एमपीपी परतों के बीच स्विचिंग सुनिश्चित करने के लिए, इंटरलेयर विया और माइक्रोविया का उपयोग किया जाता है (चित्र)। 3.ए. इंटरलेयर संक्रमण बाहरी परतों को एक दूसरे से और आंतरिक परतों से जोड़ने वाले छिद्रों के रूप में किया जा सकता है। अंध और छुपे मार्ग का भी उपयोग किया जाता है। ब्लाइंड थ्रू एक धातुयुक्त कनेक्टिंग चैनल है जो केवल बोर्ड के ऊपर या नीचे की ओर से दिखाई देता है। बोर्ड की आंतरिक परतों को एक दूसरे से जोड़ने के लिए छिपे हुए वाया का उपयोग किया जाता है। उनका उपयोग बोर्डों के लेआउट को काफी सरल बनाना संभव बनाता है; उदाहरण के लिए, 12-परत एमपीपी डिज़ाइन को 8-परत के बराबर कम किया जा सकता है। स्विचन माइक्रोवियास को विशेष रूप से सतह पर लगाने, संपर्क पैड और सिग्नल परतों को जोड़ने के लिए विकसित किया गया है।
ग) 3डी दृश्य में स्पष्टता के लिए	मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए, पन्नी के साथ टुकड़े टुकड़े किए गए कई डाइलेक्ट्रिक्स चिपकने वाले गास्केट - प्रीप्रेग्स का उपयोग करके एक दूसरे से जुड़े होते हैं। चित्र 3.सी में प्रीप्रेग को सफेद रंग में दिखाया गया है। प्रीप्रेग थर्मल प्रेसिंग के दौरान मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड की परतों को एक साथ चिपका देता है। मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों की समग्र मोटाई सिग्नल परतों की संख्या के साथ तेजी से बढ़ती है। इस संबंध में, बोर्ड की मोटाई और थ्रू छेद के व्यास के बड़े अनुपात को ध्यान में रखना आवश्यक है, जो छेद के माध्यम से धातुकरण की प्रक्रिया के लिए एक बहुत ही सख्त पैरामीटर है। हालाँकि, छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की कठिनाइयों को भी ध्यान में रखते हुए छोटा व्यास, मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माता कम संख्या में उच्च-घनत्व लेकिन, तदनुसार, अधिक महंगी परतों का उपयोग करने के बजाय अपेक्षाकृत सस्ती परतों की एक बड़ी संख्या का उपयोग करके उच्च घनत्व प्राप्त करना पसंद करते हैं।
साथ) चित्रकला 3	चित्र 3.सी एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड की परतों की अनुमानित संरचना दिखाता है, जो उनकी मोटाई दर्शाता है।

व्लादिमीर उराज़ेव [एल.12]का मानना ​​है कि माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स में डिजाइन और प्रौद्योगिकियों का विकास विकास के वस्तुनिष्ठ रूप से मौजूदा कानून के अनुसार है तकनीकी प्रणालियाँ: वस्तुओं के स्थान या गति से जुड़ी समस्याओं को एक बिंदु से एक रेखा की ओर, एक रेखा से एक समतल की ओर, एक समतल से त्रि-आयामी अंतरिक्ष की ओर ले जाकर हल किया जाता है।

मुझे लगता है कि मुद्रित सर्किट बोर्डों को इस कानून का पालन करना होगा। ऐसे बहु-स्तरीय (अनंत स्तरीय) मुद्रित सर्किट बोर्डों को लागू करने की संभावित संभावना है। यह मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन में लेजर प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने के समृद्ध अनुभव, पॉलिमर से त्रि-आयामी वस्तुओं को बनाने के लिए लेजर स्टीरियोलिथोग्राफी का उपयोग करने के समान समृद्ध अनुभव, आधार सामग्री के थर्मल प्रतिरोध को बढ़ाने की प्रवृत्ति आदि से स्पष्ट है। , ऐसे उत्पादों को कुछ और नाम देना होगा। चूंकि "मुद्रित सर्किट बोर्ड" शब्द अब उनकी आंतरिक सामग्री या विनिर्माण तकनीक को प्रतिबिंबित नहीं करेगा।

शायद ऐसा ही होगा.

लेकिन मुझे ऐसा लगता है कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिज़ाइन में त्रि-आयामी डिज़ाइन पहले से ही ज्ञात हैं - ये बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड हैं। और रेडियो घटकों की सभी सतहों पर संपर्क पैड के स्थान के साथ इलेक्ट्रॉनिक घटकों की वॉल्यूमेट्रिक स्थापना उनकी स्थापना की विनिर्माण क्षमता, इंटरकनेक्शन की गुणवत्ता को कम करती है और उनके परीक्षण और रखरखाव को जटिल बनाती है।

भविष्य बताएगा!

लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड

अधिकांश लोगों के लिए, एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विद्युत प्रवाहकीय अंतर्संबंधों वाली एक कठोर प्लेट मात्र है।

कठोर मुद्रित सर्किट बोर्ड रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किया जाने वाला सबसे लोकप्रिय उत्पाद है, जिसके बारे में लगभग हर कोई जानता है।

लेकिन लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड भी हैं, जो तेजी से अपने अनुप्रयोगों की सीमा का विस्तार कर रहे हैं। एक उदाहरण तथाकथित लचीली मुद्रित केबल (लूप) है। ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड सीमित प्रकार के कार्य करते हैं (रेडियो तत्वों के लिए सब्सट्रेट के कार्य को बाहर रखा गया है)। वे हार्नेस की जगह पारंपरिक मुद्रित सर्किट बोर्डों को संयोजित करने का काम करते हैं। लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड इस तथ्य के कारण लोच प्राप्त करते हैं कि उनका बहुलक "सब्सट्रेट" अत्यधिक लोचदार स्थिति में होता है। लचीले मुद्रित सर्किट बोर्डों में स्वतंत्रता की दो डिग्री होती हैं। इन्हें मोबियस स्ट्रिप में भी मोड़ा जा सकता है।

चित्रकला 4

स्वतंत्रता की एक या दो डिग्री, लेकिन बहुत सीमित स्वतंत्रता, पारंपरिक कठोर मुद्रित सर्किट बोर्डों को भी दी जा सकती है, जिसमें सब्सट्रेट का बहुलक मैट्रिक्स कठोर, कांच जैसी स्थिति में होता है। यह सब्सट्रेट की मोटाई को कम करके हासिल किया जाता है। पतले डाइलेक्ट्रिक्स से बने उभरे हुए मुद्रित सर्किट बोर्डों के फायदों में से एक उन्हें "गोलाकारता" देने की क्षमता है। इस प्रकार, उनके आकार और वस्तुओं (मिसाइलों) के आकार में समन्वय करना संभव हो जाता है। अंतरिक्ष वस्तुएंइत्यादि) जिसमें उन्हें रखा जा सके। इसका परिणाम उत्पादों की आंतरिक मात्रा में महत्वपूर्ण बचत है।

इनका महत्वपूर्ण दोष यह है कि जैसे-जैसे परतों की संख्या बढ़ती है, ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों का लचीलापन कम होता जाता है। और पारंपरिक अनम्य घटकों का उपयोग उनके आकार को ठीक करने की आवश्यकता पैदा करता है। क्योंकि गैर-लचीले घटकों वाले ऐसे पीसीबी के झुकने से उन बिंदुओं पर उच्च यांत्रिक तनाव होता है जहां वे लचीले पीसीबी से जुड़ते हैं।

कठोर और लचीले मुद्रित सर्किट बोर्डों के बीच एक मध्यवर्ती स्थिति "प्राचीन" मुद्रित सर्किट बोर्डों द्वारा कब्जा कर ली जाती है, जिसमें एक अकॉर्डियन की तरह मुड़े हुए कठोर तत्व होते हैं। ऐसे "समझौते" ने संभवतः बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने के विचार को जन्म दिया। आधुनिक कठोर-फ्लेक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड एक अलग तरीके से लागू किए जाते हैं। हम मुख्य रूप से मल्टीलेयर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के बारे में बात कर रहे हैं। वे कठोर और लचीली परतों को जोड़ सकते हैं। यदि लचीली परतों को कठोर परतों से आगे ले जाया जाता है, तो आप एक कठोर और लचीले टुकड़े से युक्त एक मुद्रित सर्किट बोर्ड प्राप्त कर सकते हैं। दूसरा विकल्प दो कठोर टुकड़ों को एक लचीले टुकड़े से जोड़ना है।

उनके प्रवाहकीय पैटर्न की परत के आधार पर मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइनों का वर्गीकरण अधिकांश, लेकिन सभी को नहीं, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिज़ाइनों को कवर करता है। उदाहरण के लिए, बुने हुए सर्किट बोर्ड या केबल के उत्पादन के लिए, मुद्रण उपकरण के बजाय बुनाई उपकरण उपयुक्त साबित हुए। ऐसे "मुद्रित सर्किट बोर्ड" में पहले से ही तीन डिग्री की स्वतंत्रता होती है। साधारण कपड़े की तरह, वे सबसे विचित्र आकार और आकार ले सकते हैं।

उच्च तापीय चालकता वाले आधार पर मुद्रित सर्किट बोर्ड

हाल ही में, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के ताप उत्पादन में वृद्धि हुई है, जो निम्न से संबंधित है:

कंप्यूटिंग सिस्टम की उत्पादकता में वृद्धि,

उच्च शक्ति स्विचिंग की आवश्यकता,

गर्मी उत्पादन में वृद्धि के साथ इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग बढ़ रहा है।

उत्तरार्द्ध एलईडी प्रकाश प्रौद्योगिकी में सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होता है, जहां शक्तिशाली अल्ट्रा-उज्ज्वल एलईडी पर आधारित प्रकाश स्रोत बनाने में रुचि तेजी से बढ़ी है। सेमीकंडक्टर एलईडी की चमकदार दक्षता पहले ही 100lm/W तक पहुंच गई है। इस तरह के अल्ट्रा-उज्ज्वल एलईडी पारंपरिक गरमागरम लैंप की जगह लेते हैं और प्रकाश प्रौद्योगिकी के लगभग सभी क्षेत्रों में अपना आवेदन पाते हैं: स्ट्रीट लाइटिंग लैंप, ऑटोमोटिव लाइटिंग, आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था, विज्ञापन संकेत, एलईडी पैनल, संकेतक, टिकर, ट्रैफिक लाइट, आदि। ये एलईडी अपने मोनोक्रोम रंग और स्विचिंग गति के कारण सजावटी प्रकाश व्यवस्था और गतिशील प्रकाश व्यवस्था में अपरिहार्य बन गए हैं। जहां सख्ती से ऊर्जा बचाना आवश्यक हो, जहां बार-बार रखरखाव महंगा हो और जहां विद्युत सुरक्षा आवश्यकताएं अधिक हों, वहां उनका उपयोग करना फायदेमंद होता है।

अध्ययनों से पता चलता है कि एलईडी चलाने पर लगभग 65-85% बिजली गर्मी में परिवर्तित हो जाती है। हालाँकि, बशर्ते कि एलईडी निर्माता द्वारा अनुशंसित थर्मल स्थितियों का पालन किया जाए, एलईडी सेवा जीवन 10 साल तक पहुंच सकता है। लेकिन, यदि थर्मल स्थितियों का उल्लंघन किया जाता है (आमतौर पर इसका मतलब 120...125 डिग्री सेल्सियस से अधिक के संक्रमण तापमान के साथ काम करना है), तो एलईडी का सेवा जीवन 10 गुना तक गिर सकता है! और यदि अनुशंसित थर्मल स्थितियों का घोर उल्लंघन किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब एमिटर-प्रकार के एलईडी को रेडिएटर के बिना 5-7 सेकंड से अधिक समय तक चालू किया जाता है, तो एलईडी पहले चालू के दौरान विफल हो सकती है। इसके अलावा, संक्रमण तापमान में वृद्धि से चमक की चमक में कमी आती है और ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य में बदलाव होता है। इसलिए, थर्मल शासन की सही गणना करना और यदि संभव हो तो एलईडी द्वारा उत्पन्न गर्मी को यथासंभव नष्ट करना बहुत महत्वपूर्ण है।

बड़े निर्माता शक्तिशाली एल.ई.डी, जैसे कि क्री, ओसराम, निचिया, लक्सियन, सियोल सेमीकंडक्टर, एडिसन ऑप्टो इत्यादि, लंबे समय से धातु बेस (अंतर्राष्ट्रीय वर्गीकरण आईएमपीसीबी में - इंसुलेटेड मेटल प्रिंटेड) के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों पर एलईडी मॉड्यूल या क्लस्टर के रूप में उनका निर्माण कर रहे हैं सर्किट बोर्ड, या एएल पीसीबी - एल्यूमीनियम बेस पर मुद्रित सर्किट बोर्ड)।

चित्र 5

एल्यूमीनियम बेस पर इन मुद्रित सर्किट बोर्डों में कम और निश्चित थर्मल प्रतिरोध होता है, जो रेडिएटर पर स्थापित करते समय, एलईडी के पी-एन जंक्शन से गर्मी हटाने को सुनिश्चित करना और इसके पूरे सेवा जीवन के दौरान इसके संचालन को सुनिश्चित करना संभव बनाता है।

ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों के आधारों के लिए उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री के रूप में तांबा, एल्यूमीनियम और विभिन्न प्रकार के सिरेमिक का उपयोग किया जाता है।

औद्योगिक उत्पादन प्रौद्योगिकी की समस्याएं

मुद्रित सर्किट बोर्ड उत्पादन तकनीक के विकास का इतिहास गुणवत्ता में सुधार और रास्ते में आने वाली समस्याओं पर काबू पाने का इतिहास है।

यहां इसके कुछ विवरण दिए गए हैं.

छिद्रों के माध्यम से धातुकरण द्वारा निर्मित मुद्रित सर्किट बोर्ड, उनके व्यापक उपयोग के बावजूद, एक बहुत गंभीर खामी है। डिज़ाइन के दृष्टिकोण से, ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्डों की सबसे कमजोर कड़ी विअस और प्रवाहकीय परतों (संपर्क पैड) में धातुयुक्त पदों का जंक्शन है। धातुयुक्त स्तंभ और प्रवाहकीय परत के बीच संबंध संपर्क पैड के अंत के साथ होता है। कनेक्शन की लंबाई तांबे की पन्नी की मोटाई से निर्धारित होती है और आमतौर पर 35 माइक्रोन या उससे कम होती है। विअस की दीवारों का गैल्वेनिक धातुकरण रासायनिक धातुकरण के चरण से पहले होता है। गैल्वेनिक तांबे के विपरीत, रासायनिक तांबा अधिक भुरभुरा होता है। इसलिए, संपर्क पैड की अंतिम सतह के साथ धातुयुक्त स्तंभ का कनेक्शन रासायनिक तांबे की एक मध्यवर्ती उपपरत के माध्यम से होता है जो ताकत विशेषताओं में कमजोर है। फ़ाइबरग्लास लेमिनेट के थर्मल विस्तार का गुणांक तांबे की तुलना में बहुत अधिक है। कांच से गुजरते समय एपॉक्सी राल के संक्रमण तापमान में अंतर तेजी से बढ़ जाता है। थर्मल झटके के दौरान, जो एक मुद्रित सर्किट बोर्ड विभिन्न कारणों से अनुभव करता है, कनेक्शन बहुत बड़े यांत्रिक भार के अधीन होता है और... टूट जाता है। परिणामस्वरूप, विद्युत परिपथ टूट जाता है और विद्युत परिपथ की कार्यक्षमता बाधित हो जाती है।

चावल। 6. मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों में इंटरलेयर शीशियां: ए) ढांकता हुआ अंडरकट के बिना, 6) ढांकता हुआ अंडरकट के साथ 1 - ढांकता हुआ, 2 - आंतरिक परत का संपर्क पैड, 3 - रासायनिक तांबा, 4 - गैल्वेनिक तांबा

चावल। 7. परत-दर-परत निर्माण द्वारा निर्मित मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड के डिज़ाइन का टुकड़ा: 1 - इंटरलेयर जंक्शन, 2 - आंतरिक परत कंडक्टर, 3 - माउंटिंग पैड, 4 - बाहरी परत कंडक्टर, 5 - ढांकता हुआ परतें

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों में, आंतरिक विअस की विश्वसनीयता को बढ़ाकर एक अतिरिक्त ऑपरेशन शुरू करके प्राप्त किया जा सकता है - धातुकरण से पहले विअस में ढांकता हुआ (आंशिक निष्कासन) को कम करना। इस मामले में, संपर्क पैड के साथ धातुकृत पदों का कनेक्शन न केवल अंत में किया जाता है, बल्कि आंशिक रूप से इन पैड के बाहरी कुंडलाकार क्षेत्रों के साथ भी किया जाता है (चित्र 6)।

परत-दर-परत निर्माण विधि (चित्र 7) का उपयोग करके बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक का उपयोग करके बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों के धातुकृत विअस की उच्च विश्वसनीयता हासिल की गई थी। प्रवाहकीय तत्वों के बीच संबंध मुद्रित परतेंइस विधि में, उन्हें इन्सुलेशन परत के छिद्रों में तांबे की गैल्वेनिक वृद्धि द्वारा किया जाता है। छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की विधि के विपरीत, इस मामले में छिद्र पूरी तरह से तांबे से भरे होते हैं। प्रवाहकीय परतों के बीच कनेक्शन क्षेत्र बहुत बड़ा हो जाता है, और ज्यामिति भिन्न होती है। ऐसे कनेक्शन तोड़ना इतना आसान नहीं है. फिर भी, यह तकनीक आदर्श से भी बहुत दूर है। संक्रमण "गैल्वेनिक कॉपर - रासायनिक कॉपर - गैल्वेनिक कॉपर" अभी भी बना हुआ है।

छिद्रों के माध्यम से धातुकरण द्वारा बनाए गए मुद्रित सर्किट बोर्डों को कम से कम चार (बहुपरत कम से कम तीन) री-सोल्डरिंग का सामना करना होगा। उभरे हुए मुद्रित सर्किट बोर्ड बहुत बड़ी संख्या में री-सोल्डरिंग (50 तक) की अनुमति देते हैं। डेवलपर्स के अनुसार, राहत मुद्रित सर्किट बोर्डों में धातुकृत विअस उनकी विश्वसनीयता को कम नहीं करते हैं, बल्कि बढ़ाते हैं। इतनी तीव्र गुणात्मक छलांग का कारण क्या है? उत्तर सीधा है। राहत मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक में, प्रवाहकीय परतें और उन्हें जोड़ने वाले धातुयुक्त स्तंभों को एक ही तकनीकी चक्र (एक साथ) में लागू किया जाता है। इसलिए, "गैल्वेनिक कॉपर - रासायनिक कॉपर - गैल्वेनिक कॉपर" कोई संक्रमण नहीं है। लेकिन इतना उच्च परिणाम मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए सबसे व्यापक तकनीक को त्यागने के परिणामस्वरूप, एक अलग डिजाइन में संक्रमण के परिणामस्वरूप प्राप्त हुआ था। कई कारणों से छिद्रों के माध्यम से धातुकरण की विधि को छोड़ना उचित नहीं है।

हो कैसे?

संपर्क पैड और धातुयुक्त पिस्टन के सिरों के जंक्शन पर एक बाधा परत के निर्माण की जिम्मेदारी मुख्य रूप से प्रौद्योगिकीविदों पर आती है। वे इस समस्या को हल करने में सक्षम थे. मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की तकनीक में क्रांतिकारी परिवर्तन छिद्रों के प्रत्यक्ष धातुकरण के तरीकों से किए गए हैं, जो रासायनिक धातुकरण के चरण को समाप्त करता है, केवल सतह के प्रारंभिक सक्रियण तक ही सीमित है। इसके अलावा, प्रत्यक्ष धातुकरण प्रक्रियाओं को इस तरह से कार्यान्वित किया जाता है कि एक प्रवाहकीय फिल्म केवल वहीं दिखाई देती है जहां इसकी आवश्यकता होती है - ढांकता हुआ की सतह पर। परिणामस्वरूप, छिद्रों के प्रत्यक्ष धातुकरण द्वारा निर्मित मुद्रित सर्किट बोर्डों के धातुकृत विया में बाधा परत बस अनुपस्थित है। क्या यह तकनीकी विरोधाभास को हल करने का एक सुंदर तरीका नहीं है?

वायस के धातुकरण से संबंधित तकनीकी विरोधाभास को दूर करना भी संभव था। प्लेटेड छेद एक अन्य कारण से मुद्रित सर्किट बोर्डों में एक कमजोर कड़ी बन सकते हैं। वियास की दीवारों पर कोटिंग की मोटाई आदर्श रूप से उनकी पूरी ऊंचाई पर एक समान होनी चाहिए। अन्यथा, विश्वसनीयता की समस्याएँ फिर से उत्पन्न हो जाती हैं। इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रियाओं का भौतिक रसायन इसका प्रतिकार करता है। धातुकृत वाया में आदर्श और वास्तविक कोटिंग प्रोफ़ाइल चित्र में दिखाई गई है। 5. छेद की गहराई पर कोटिंग की मोटाई आमतौर पर सतह की तुलना में कम होती है। कारण बहुत अलग हैं: असमान वर्तमान घनत्व, कैथोडिक ध्रुवीकरण, अपर्याप्त इलेक्ट्रोलाइट विनिमय दर, आदि। आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों में, धातुकृत किए जाने वाले संक्रमण छेद का व्यास पहले से ही 100 माइक्रोन से अधिक हो गया है, और कुछ में छेद व्यास की ऊंचाई का अनुपात मामले 20:1 तक पहुँचते हैं। स्थिति बेहद जटिल हो गयी है. भौतिक तरीके (अल्ट्रासाउंड का उपयोग करना, मुद्रित सर्किट बोर्डों के छिद्रों में द्रव विनिमय की तीव्रता बढ़ाना आदि) पहले ही अपनी क्षमताओं को समाप्त कर चुके हैं। यहां तक ​​कि इलेक्ट्रोलाइट की चिपचिपाहट भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने लगती है।

चावल। 8. मुद्रित सर्किट बोर्ड में छेद के माध्यम से धातुकृत का क्रॉस-सेक्शन। 1 - ढांकता हुआ, 2 - छेद की दीवारों का आदर्श धातुकरण प्रोफ़ाइल, 3 - छेद की दीवारों का वास्तविक धातुकरण प्रोफ़ाइल,
4 - विरोध करें

परंपरागत रूप से, इस समस्या को लेवलिंग एडिटिव्स के साथ इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करके हल किया गया है जो उन क्षेत्रों में अवशोषित होते हैं जहां वर्तमान घनत्व अधिक होता है। ऐसे योजकों का अवशोषण वर्तमान घनत्व के समानुपाती होता है। एडिटिव्स तेज किनारों और आसन्न क्षेत्रों (मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह के करीब) पर अतिरिक्त प्लेटिंग का प्रतिकार करने के लिए एक बाधा परत बनाते हैं।

इस समस्या का एक और समाधान सैद्धांतिक रूप से लंबे समय से ज्ञात है, लेकिन व्यवहार में इसे हाल ही में लागू करना संभव हुआ - उच्च-शक्ति स्विचिंग बिजली आपूर्ति के औद्योगिक उत्पादन में महारत हासिल होने के बाद। यह विधि गैल्वेनिक स्नान के लिए स्पंदित (रिवर्स) बिजली आपूर्ति मोड के उपयोग पर आधारित है। अधिकांश समय, प्रत्यक्ष धारा की आपूर्ति की जाती है। इस मामले में, कोटिंग का जमाव होता है। रिवर्स करंट की आपूर्ति अल्प समय में की जाती है। इसी समय, जमा कोटिंग घुल जाती है। इस मामले में असमान वर्तमान घनत्व (तेज कोनों पर अधिक) केवल लाभ लाता है। इस कारण से, कोटिंग का विघटन सबसे पहले और अधिक हद तक मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह पर होता है। यह तकनीकी समाधान तकनीकी विरोधाभासों को हल करने के लिए तकनीकों के एक पूरे "गुलदस्ता" का उपयोग करता है: आंशिक रूप से अनावश्यक कार्रवाई का उपयोग करें, नुकसान को लाभ में बदलना, एक सतत प्रक्रिया से एक स्पंदित प्रक्रिया में संक्रमण लागू करना, इसके विपरीत करना, आदि और परिणाम प्राप्त इस "गुलदस्ते" से मेल खाता है। आगे और पीछे की दालों की अवधि के एक निश्चित संयोजन के साथ, छेद की गहराई में एक कोटिंग मोटाई प्राप्त करना भी संभव है जो मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह से अधिक है। यही कारण है कि यह तकनीक ब्लाइंड वियास (आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों की एक सामान्य विशेषता) में धातु भरने के लिए अपरिहार्य साबित हुई है, जिसके कारण पीसीबी में इंटरकनेक्ट का घनत्व लगभग दोगुना हो जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में धातुयुक्त विअस की विश्वसनीयता से जुड़ी समस्याएं स्थानीय प्रकृति की हैं। नतीजतन, समग्र रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों के संबंध में उनके विकास की प्रक्रिया में उत्पन्न होने वाले विरोधाभास भी सार्वभौमिक नहीं हैं। हालांकि ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड सभी मुद्रित सर्किट बोर्डों के बाजार में बड़ी हिस्सेदारी रखते हैं।

इसके अलावा, विकास की प्रक्रिया में, प्रौद्योगिकीविदों के सामने आने वाली अन्य समस्याएं भी हल हो जाती हैं, लेकिन उपभोक्ता उनके बारे में सोचते भी नहीं हैं। हम अपनी आवश्यकताओं के लिए मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्ड प्राप्त करते हैं और उनका उपयोग करते हैं।

सूक्ष्म लघुकरण

प्रारंभिक चरण में, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर वही घटक स्थापित किए गए थे जिनका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की वॉल्यूमेट्रिक स्थापना के लिए किया गया था, हालांकि उनके आकार को कम करने के लिए पिन के कुछ संशोधन के साथ। लेकिन सबसे आम घटकों को बिना किसी संशोधन के मुद्रित सर्किट बोर्डों पर स्थापित किया जा सकता है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के आगमन के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्डों पर उपयोग किए जाने वाले घटकों के आकार को कम करना संभव हो गया, जिसके परिणामस्वरूप इन तत्वों द्वारा उपभोग किए जाने वाले ऑपरेटिंग वोल्टेज और धाराओं में कमी आई। 1954 से, पावर प्लांट और इलेक्ट्रिकल उद्योग मंत्रालय ने डोरोज़नी ट्यूब पोर्टेबल रेडियो रिसीवर का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया है, जिसमें एक मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

लघु अर्धचालक एम्पलीफायर उपकरणों के आगमन के साथ - ट्रांजिस्टर, मुद्रित सर्किट बोर्ड घरेलू उपकरणों में हावी होने लगे, और थोड़ी देर बाद उद्योग में, और इलेक्ट्रॉनिक सर्किट के टुकड़ों के आगमन के साथ - कार्यात्मक मॉड्यूल और माइक्रोक्रिस्केट - एक चिप पर संयुक्त, उनका डिज़ाइन विशेष रूप से गैर-मुद्रित सर्किट बोर्डों की स्थापना के लिए पहले से ही प्रावधान किया गया है।

सक्रिय और निष्क्रिय घटकों के आकार में निरंतर कमी के साथ, एक नई अवधारणा उभरी है - "माइक्रोमिनिएचराइज़ेशन"।

इलेक्ट्रॉनिक घटकों में, इसके परिणामस्वरूप लाखों ट्रांजिस्टर वाले एलएसआई और वीएलएसआई का उदय हुआ। उनकी उपस्थिति ने बाहरी कनेक्शनों की संख्या में वृद्धि को मजबूर कर दिया (चित्र 9.ए में ग्राफिक्स प्रोसेसर की संपर्क सतह देखें), जिसके परिणामस्वरूप प्रवाहकीय लाइनों के लेआउट में जटिलता पैदा हो गई, जिसे चित्र 9.बी में देखा जा सकता है।

ऐसा GPU पैनल, और CPUभी - एक छोटे बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड से अधिक कुछ नहीं जिस पर स्वयं प्रोसेसर चिप, चिप पिन और संपर्क क्षेत्र के बीच कनेक्शन की वायरिंग और बाहरी तत्व (आमतौर पर बिजली वितरण प्रणाली के फिल्टर कैपेसिटर) स्थित होते हैं।

चित्र 9

और इसे आपको मज़ाक की तरह न लगने दें, इंटेल या एएमडी का 2010 सीपीयू भी एक मुद्रित सर्किट बोर्ड है, और उस पर एक बहुपरत भी है।

चित्र 9ए

मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ-साथ सामान्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का विकास, इसके तत्वों को कम करने की एक पंक्ति है; मुद्रित सतह पर उनका संघनन, साथ ही इलेक्ट्रॉनिक तत्वों की कमी। इस मामले में, "तत्वों" को मुद्रित सर्किट बोर्डों (कंडक्टर, विअस, आदि) की अपनी संपत्ति और सुपरसिस्टम (मुद्रित सर्किट असेंबली) के तत्वों - रेडियोलेमेंट्स दोनों के रूप में समझा जाना चाहिए। माइक्रोमिनिएचराइजेशन की गति के मामले में उत्तरार्द्ध मुद्रित सर्किट बोर्डों से आगे हैं।

माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स वीएलएसआई के विकास में शामिल है।

तत्व आधार के घनत्व को बढ़ाने के लिए मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों की भी आवश्यकता होती है - इस तत्व आधार के वाहक। इस संबंध में, कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं जिनके समाधान की आवश्यकता होती है। हम ऐसी दो समस्याओं और उनके समाधान के तरीकों के बारे में अधिक विस्तार से बात करेंगे।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन की पहली विधियाँ ढांकता हुआ सब्सट्रेट की सतह पर तांबे की पन्नी के कंडक्टरों को चिपकाने पर आधारित थीं।

यह माना गया कि कंडक्टरों की चौड़ाई और कंडक्टरों के बीच के अंतराल को मिलीमीटर में मापा जाता है। इस संस्करण में ऐसी तकनीक काफी व्यावहारिक थी। इसके बाद लघुकरण इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकीमुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण के लिए अन्य तरीकों के निर्माण की आवश्यकता थी, जिनमें से मुख्य संस्करण (सबट्रैक्टिव, एडिटिव, सेमी-एडिटिव, संयुक्त) आज भी उपयोग किए जाते हैं। ऐसी प्रौद्योगिकियों के उपयोग ने एक मिलीमीटर के दसवें हिस्से में मापे गए तत्व आकार के साथ मुद्रित सर्किट बोर्डों को लागू करना संभव बना दिया है।

मुद्रित सर्किट बोर्डों में लगभग 0.1 मिमी (100 µm) का रिज़ॉल्यूशन स्तर प्राप्त करना एक ऐतिहासिक घटना थी। एक ओर, परिमाण के दूसरे क्रम से "नीचे" संक्रमण हुआ। दूसरी ओर, यह एक प्रकार की गुणात्मक छलांग है। क्यों? अधिकांश आधुनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों का ढांकता हुआ सब्सट्रेट फाइबरग्लास है - फाइबरग्लास के साथ प्रबलित पॉलिमर मैट्रिक्स वाला एक स्तरित प्लास्टिक। मुद्रित सर्किट बोर्ड के कंडक्टरों के बीच अंतराल को कम करने से यह तथ्य सामने आया है कि वे कांच के धागों की मोटाई या फाइबरग्लास में इन धागों की बुनाई की मोटाई के अनुरूप हो गए हैं। और वह स्थिति जिसमें कंडक्टर ऐसी गांठों से "छोटा" हो जाते हैं, काफी वास्तविक हो गया है। नतीजतन, फाइबरग्लास लैमिनेट में अजीबोगरीब केशिकाओं का निर्माण, इन कंडक्टरों को "शोरिंग" करना, वास्तविक हो गया है। शर्तों में उच्च आर्द्रताकेशिकाएं अंततः पीसीबी कंडक्टरों के बीच इन्सुलेशन स्तर में गिरावट का कारण बनती हैं। अधिक सटीक रूप से कहें तो, यह सामान्य आर्द्रता स्थितियों में भी होता है। फ़ाइबरग्लास की केशिका संरचनाओं में नमी का संघनन सामान्य परिस्थितियों में भी देखा जाता है। नमी हमेशा इन्सुलेशन प्रतिरोध के स्तर को कम कर देती है।

चूंकि ऐसे मुद्रित सर्किट बोर्ड आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में आम हो गए हैं, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए बुनियादी सामग्री के डेवलपर्स पारंपरिक तरीकों का उपयोग करके इस समस्या को हल करने में कामयाब रहे। लेकिन क्या वे अगली महत्वपूर्ण घटना का सामना कर पाएंगे? एक और गुणात्मक छलांग पहले ही लग चुकी है।

यह बताया गया है कि सैमसंग विशेषज्ञों ने कंडक्टर चौड़ाई और उनके बीच 8-10 माइक्रोन के अंतराल के साथ मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने की तकनीक में महारत हासिल कर ली है। लेकिन यह मोटाई कांच के धागे की नहीं, बल्कि फाइबरग्लास की है!

वर्तमान और विशेष रूप से भविष्य के मुद्रित सर्किट बोर्डों के कंडक्टरों के बीच अति-छोटे अंतराल में इन्सुलेशन प्रदान करने का कार्य जटिल है। इसे किन तरीकों से हल किया जाएगा - पारंपरिक या गैर-पारंपरिक - और क्या इसे हल किया जाएगा - समय बताएगा।

चावल। 10. तांबे की पन्नी की नक़्क़ाशी प्रोफ़ाइल: ए - आदर्श प्रोफ़ाइल, बी - वास्तविक प्रोफ़ाइल; 1 - सुरक्षात्मक परत, 2 - कंडक्टर, 3 - ढांकता हुआ

मुद्रित सर्किट बोर्डों में अति-छोटे (अति-संकीर्ण) कंडक्टर प्राप्त करने में कठिनाइयाँ थीं। कई कारणों से, मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियों में घटिया तरीके व्यापक हो गए हैं। घटिया तरीकों में, पन्नी के अनावश्यक टुकड़ों को हटाकर एक विद्युत सर्किट पैटर्न बनाया जाता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान, पॉल आइस्लर ने फेरिक क्लोराइड के साथ तांबे की पन्नी पर नक्काशी करने की तकनीक विकसित की। ऐसी सरल तकनीक का उपयोग आज भी रेडियो शौकीनों द्वारा किया जाता है। औद्योगिक प्रौद्योगिकीइस "रसोई" तकनीक से ज्यादा दूर नहीं। अंतर केवल इतना है कि नक़्क़ाशी समाधानों की संरचना बदल गई है और प्रक्रिया स्वचालन के तत्व सामने आए हैं।

बिल्कुल सभी नक़्क़ाशी प्रौद्योगिकियों का मूलभूत नुकसान यह है कि नक़्क़ाशी न केवल वांछित दिशा (ढांकता हुआ सतह की ओर) में होती है, बल्कि अवांछित अनुप्रस्थ दिशा में भी होती है। कंडक्टरों का पार्श्व अंडरकट तांबे की पन्नी की मोटाई (लगभग 70%) के बराबर है। आमतौर पर, एक आदर्श कंडक्टर प्रोफ़ाइल के बजाय, एक मशरूम के आकार की प्रोफ़ाइल प्राप्त होती है (चित्र 10)। जब कंडक्टरों की चौड़ाई बड़ी होती है, और सबसे सरल मुद्रित सर्किट बोर्डों में इसे मिलीमीटर में भी मापा जाता है, तो लोग कंडक्टरों के पार्श्व अंडरकट पर आंखें मूंद लेते हैं। यदि कंडक्टरों की चौड़ाई उनकी ऊंचाई के अनुरूप है या उससे भी कम है (आज की वास्तविकताएं), तो "पार्श्व आकांक्षाएं" ऐसी प्रौद्योगिकियों के उपयोग की व्यवहार्यता पर सवाल उठाती हैं।

व्यवहार में, मुद्रित कंडक्टरों के पार्श्व अंडरकट की मात्रा को कुछ हद तक कम किया जा सकता है। यह नक़्क़ाशी की गति को बढ़ाकर हासिल किया जाता है; जेट डालना (एचेंट जेट वांछित दिशा के साथ मेल खाते हैं - शीट के विमान के लंबवत), साथ ही साथ अन्य तरीकों का उपयोग करना। लेकिन जब कंडक्टर की चौड़ाई अपनी ऊंचाई के करीब पहुंचती है, तो ऐसे सुधारों की प्रभावशीलता स्पष्ट रूप से अपर्याप्त हो जाती है।

लेकिन फोटोलिथोग्राफी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी में प्रगति ने अब इन सभी समस्याओं को हल करना संभव बना दिया है। ये समाधान माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकियों से आते हैं।

मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए शौकिया रेडियो प्रौद्योगिकियाँ

शौकिया रेडियो स्थितियों में मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की अपनी विशेषताएं हैं, और प्रौद्योगिकी का विकास इन संभावनाओं को तेजी से बढ़ा रहा है। लेकिन प्रक्रियाएं उनका आधार बनी हुई हैं

घर पर मुद्रित सर्किट बोर्डों का सस्ते में उत्पादन कैसे किया जाए, इस सवाल ने सभी रेडियो शौकीनों को चिंतित कर दिया है, शायद पिछली शताब्दी के 60 के दशक से, जब मुद्रित सर्किट बोर्डों को घरेलू उपकरणों में व्यापक उपयोग मिला। और अगर तब प्रौद्योगिकियों का विकल्प इतना बढ़िया नहीं था, तो आज विकास के लिए धन्यवाद आधुनिक प्रौद्योगिकीरेडियो के शौकीनों के पास किसी भी महंगे उपकरण के उपयोग के बिना मुद्रित सर्किट बोर्डों का त्वरित और कुशलतापूर्वक उत्पादन करने का अवसर है। और इन संभावनाओं का लगातार विस्तार हो रहा है, जिससे उनकी कृतियों की गुणवत्ता औद्योगिक डिजाइनों के और करीब होती जा रही है।

दरअसल, मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण की पूरी प्रक्रिया को पांच मुख्य चरणों में विभाजित किया जा सकता है:

• वर्कपीस की प्रारंभिक तैयारी (सतह की सफाई, गिरावट);
• किसी न किसी रूप में सुरक्षात्मक लेप लगाना;
• बोर्ड की सतह से अतिरिक्त तांबे को हटाना (नक़्क़ाशी);
• सुरक्षात्मक कोटिंग से वर्कपीस की सफाई;
• छेद करना, बोर्ड पर फ्लक्स कोटिंग करना, टिनिंग करना।

हम केवल सबसे आम "शास्त्रीय" तकनीक पर विचार करते हैं, जिसमें रासायनिक नक़्क़ाशी द्वारा बोर्ड की सतह से अतिरिक्त तांबा हटा दिया जाता है। इसके अलावा, उदाहरण के लिए, मिलिंग द्वारा या इलेक्ट्रिक स्पार्क इंस्टालेशन का उपयोग करके तांबे को निकालना संभव है। हालाँकि, इन विधियों का व्यापक रूप से शौकिया रेडियो वातावरण या उद्योग में उपयोग नहीं किया जाता है (हालांकि मिलिंग द्वारा सर्किट बोर्ड का उत्पादन कभी-कभी उन मामलों में उपयोग किया जाता है जहां एकल मात्रा में सरल मुद्रित सर्किट बोर्ड का बहुत जल्दी उत्पादन करना आवश्यक होता है)।

और यहां हम तकनीकी प्रक्रिया के पहले 4 बिंदुओं के बारे में बात करेंगे, क्योंकि ड्रिलिंग एक रेडियो शौकिया द्वारा उसके पास मौजूद उपकरण का उपयोग करके की जाती है।

घर पर, एक बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाना असंभव है जो औद्योगिक डिजाइनों के साथ प्रतिस्पर्धा कर सके, इसलिए, आमतौर पर शौकिया रेडियो स्थितियों में, दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है, और माइक्रोवेव डिवाइस डिजाइन में केवल दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

यद्यपि किसी को घर पर मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाते समय प्रयास करना चाहिए, किसी को सर्किट विकसित करते समय यथासंभव अधिक से अधिक सतह-माउंट घटकों का उपयोग करने का प्रयास करना चाहिए, जो कुछ मामलों में लगभग पूरे सर्किट को बोर्ड के एक तरफ रखना संभव बनाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि वियास को धातुकृत करने की कोई तकनीक अभी तक आविष्कार नहीं हुई है जो वास्तव में घर पर संभव हो। इसलिए, यदि बोर्ड का लेआउट एक तरफ नहीं किया जा सकता है, तो बोर्ड पर इंटरलेयर विअस के रूप में स्थापित विभिन्न घटकों के पिन का उपयोग करके दूसरी तरफ लेआउट किया जाना चाहिए, जिसे इस मामले में बोर्ड के दोनों तरफ सोल्डर करना होगा। तख़्ता। बेशक, छेदों के धातुकरण को बदलने के कई तरीके हैं (छेद में डाले गए पतले कंडक्टर का उपयोग करके और बोर्ड के दोनों किनारों पर पटरियों को टांका लगाकर; विशेष पिस्टन का उपयोग करके), लेकिन उन सभी में महत्वपूर्ण कमियां हैं और उपयोग करने में असुविधाजनक हैं . आदर्श रूप से, न्यूनतम संख्या में जंपर्स का उपयोग करके बोर्ड को केवल एक तरफ से रूट किया जाना चाहिए।

आइए अब हम मुद्रित सर्किट बोर्ड के निर्माण के प्रत्येक चरण पर करीब से नज़र डालें।

वर्कपीस की प्रारंभिक तैयारी

यह चरण प्रारंभिक चरण है और इसमें भविष्य के मुद्रित सर्किट बोर्ड पर सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने के लिए उसकी सतह तैयार करना शामिल है। सामान्य तौर पर, सतह की सफाई तकनीक में लंबे समय से कोई महत्वपूर्ण बदलाव नहीं आया है। पूरी प्रक्रिया विभिन्न अपघर्षक पदार्थों का उपयोग करके बोर्ड की सतह से ऑक्साइड और संदूषकों को हटाने और बाद में डीग्रीजिंग तक सीमित है।

भारी गंदगी को हटाने के लिए, आप महीन दाने वाले सैंडपेपर ("शून्य"), महीन अपघर्षक पाउडर, या किसी अन्य उत्पाद का उपयोग कर सकते हैं जो बोर्ड की सतह पर गहरी खरोंच नहीं छोड़ता है। कभी-कभी आप सर्किट बोर्ड की सतह को कड़े डिशवॉशिंग स्पंज से धो सकते हैं। डिटर्जेंटया पाउडर (इन उद्देश्यों के लिए अपघर्षक डिशवॉशिंग स्पंज का उपयोग करना सुविधाजनक है, जो किसी पदार्थ के छोटे समावेशन के साथ महसूस किया गया जैसा दिखता है; अक्सर ऐसे स्पंज को फोम रबर के टुकड़े से चिपकाया जाता है)। इसके अलावा, यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड की सतह पर्याप्त रूप से साफ है, तो आप अपघर्षक उपचार चरण को पूरी तरह से छोड़ सकते हैं और सीधे डीग्रीजिंग पर जा सकते हैं।

यदि मुद्रित सर्किट बोर्ड पर केवल एक मोटी ऑक्साइड फिल्म है, तो इसे मुद्रित सर्किट बोर्ड को 3-5 सेकंड के लिए फेरिक क्लोराइड समाधान के साथ इलाज करके, उसके बाद ठंडे बहते पानी में धोकर आसानी से हटाया जा सकता है। हालाँकि, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि या तो उत्पादन करना वांछनीय है यह ऑपरेशनसुरक्षात्मक कोटिंग लगाने से तुरंत पहले, या इसे लगाने के बाद, वर्कपीस को एक अंधेरी जगह पर रखें, क्योंकि तांबा प्रकाश में जल्दी से ऑक्सीकरण करता है।

सतह की तैयारी का अंतिम चरण डीग्रीजिंग है। ऐसा करने के लिए, आप अल्कोहल, गैसोलीन या एसीटोन से सिक्त नरम, फाइबर रहित कपड़े के टुकड़े का उपयोग कर सकते हैं। यहां आपको डीग्रीजिंग के बाद बोर्ड की सतह की सफाई पर ध्यान देना चाहिए, क्योंकि हाल ही में एसीटोन और अल्कोहल के साथ महत्वपूर्ण मात्रा में अशुद्धियां दिखाई देने लगी हैं, जो सूखने के बाद बोर्ड पर सफेद दाग छोड़ देते हैं। यदि यह मामला है, तो आपको किसी अन्य डीग्रीजर की तलाश करनी चाहिए। डीग्रीजिंग के बाद बोर्ड को बहते पानी में धोना चाहिए ठंडा पानी. सफाई की गुणवत्ता को तांबे की सतह के पानी के गीला होने की डिग्री की निगरानी करके नियंत्रित किया जा सकता है। पानी से पूरी तरह से गीली सतह, पानी की फिल्म में बूंदों या टूटने के बिना, सफाई के सामान्य स्तर का संकेतक है। पानी की इस फिल्म में गड़बड़ी यह दर्शाती है कि सतह को पर्याप्त रूप से साफ नहीं किया गया है।

सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग

मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण की प्रक्रिया में सुरक्षात्मक कोटिंग का अनुप्रयोग सबसे महत्वपूर्ण चरण है, और यह वह है जो निर्मित बोर्ड की 90% गुणवत्ता निर्धारित करता है। वर्तमान में, शौकिया रेडियो समुदाय में सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने की तीन विधियाँ सबसे लोकप्रिय हैं। हम उनका उपयोग करते समय प्राप्त बोर्डों की बढ़ती गुणवत्ता के क्रम में उन पर विचार करेंगे।

सबसे पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि वर्कपीस की सतह पर सुरक्षात्मक कोटिंग को एक सजातीय द्रव्यमान बनाना चाहिए, दोषों के बिना, चिकनी, स्पष्ट सीमाओं के साथ और नक़्क़ाशी समाधान के रासायनिक घटकों के प्रभाव के लिए प्रतिरोधी होना चाहिए।

सुरक्षात्मक कोटिंग का मैन्युअल अनुप्रयोग

इस विधि के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्ड की ड्राइंग को किसी प्रकार के लेखन उपकरण का उपयोग करके मैन्युअल रूप से फाइबरग्लास लेमिनेट में स्थानांतरित किया जाता है। हाल ही में, बाजार में कई मार्कर दिखाई दिए हैं, जिनकी डाई पानी से नहीं धुलती है और काफी टिकाऊ सुरक्षात्मक परत प्रदान करती है। इसके अलावा, हाथ से ड्राइंग के लिए आप ड्राइंग बोर्ड या डाई से भरे किसी अन्य उपकरण का उपयोग कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, खींचने के लिए एक पतली सुई वाली सिरिंज का उपयोग करना सुविधाजनक है (0.3-0.6 मिमी की सुई व्यास वाली इंसुलिन सिरिंज) 5-8 मिमी की लंबाई में कटी हुई इन उद्देश्यों के लिए सबसे उपयुक्त हैं। इस मामले में, रॉड को सिरिंज में नहीं डाला जाना चाहिए - डाई को केशिका प्रभाव के प्रभाव में स्वतंत्र रूप से बहना चाहिए। इसके अलावा, एक सिरिंज के बजाय, आप वांछित व्यास प्राप्त करने के लिए आग पर विस्तारित एक पतली कांच या प्लास्टिक ट्यूब का उपयोग कर सकते हैं। ट्यूब या सुई के किनारे के प्रसंस्करण की गुणवत्ता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए: ड्राइंग करते समय, उन्हें बोर्ड को खरोंच नहीं करना चाहिए, अन्यथा पहले से ही चित्रित क्षेत्र क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। ऐसे उपकरणों के साथ काम करते समय, आप डाई के रूप में विलायक, त्सापोनलाक, या यहां तक ​​​​कि अल्कोहल में रोसिन के घोल से पतला बिटुमेन या किसी अन्य वार्निश का उपयोग कर सकते हैं। इस मामले में, डाई की स्थिरता का चयन करना आवश्यक है ताकि ड्राइंग करते समय यह स्वतंत्र रूप से प्रवाहित हो, लेकिन साथ ही बाहर न निकले और सुई या ट्यूब के अंत में बूंदें न बने। यह ध्यान देने योग्य है कि सुरक्षात्मक कोटिंग लगाने की मैन्युअल प्रक्रिया काफी श्रम-गहन है और केवल उन मामलों में उपयुक्त है जहां बहुत जल्दी एक छोटा सर्किट बोर्ड बनाना आवश्यक है। हाथ से ड्राइंग करते समय प्राप्त की जा सकने वाली न्यूनतम ट्रैक चौड़ाई लगभग 0.5 मिमी है।

"लेजर प्रिंटर और आयरन प्रौद्योगिकी" का उपयोग करना

यह तकनीक अपेक्षाकृत हाल ही में सामने आई, लेकिन अपनी सादगी के कारण तुरंत व्यापक हो गई उच्च गुणवत्ताभुगतान प्राप्त हुआ. प्रौद्योगिकी का आधार टोनर (लेजर प्रिंटर में छपाई करते समय उपयोग किया जाने वाला पाउडर) को किसी सब्सट्रेट से मुद्रित सर्किट बोर्ड में स्थानांतरित करना है।

इस मामले में, दो विकल्प संभव हैं: या तो उपयोग किए गए सब्सट्रेट को नक़्क़ाशी से पहले बोर्ड से अलग किया जाता है, या, यदि सब्सट्रेट का उपयोग किया जाता है एल्यूमीनियम पन्नी, इसे तांबे के साथ मिलकर उकेरा जाता है .

इस तकनीक का उपयोग करने का पहला चरण एक सब्सट्रेट पर मुद्रित सर्किट बोर्ड पैटर्न की दर्पण छवि मुद्रित करना है। प्रिंटर की प्रिंट सेटिंग्स को अधिकतम प्रिंट गुणवत्ता पर सेट किया जाना चाहिए (क्योंकि इस मामले में टोनर की सबसे मोटी परत लगाई जाती है)। बैकिंग के रूप में, आप पतले लेपित कागज (विभिन्न पत्रिकाओं के कवर), फैक्स पेपर, एल्यूमीनियम पन्नी, लेजर प्रिंटर के लिए फिल्म, ओराकल स्वयं-चिपकने वाली फिल्म या कुछ अन्य सामग्रियों से बैकिंग का उपयोग कर सकते हैं। यदि आप बहुत पतले कागज या पन्नी का उपयोग करते हैं, तो आपको इसे परिधि के चारों ओर मोटे कागज के टुकड़े पर चिपकाने की आवश्यकता हो सकती है। आदर्श रूप से, प्रिंटर में बिना किंक के एक पेपर पथ होना चाहिए, जो प्रिंटर के अंदर ऐसे सैंडविच को ढहने से रोकता है। बडा महत्वयह फ़ॉइल या ओरैकल फ़िल्म बेस पर प्रिंट करते समय भी लागू होता है, क्योंकि टोनर उन पर बहुत कमज़ोर तरीके से चिपकता है, और यदि प्रिंटर के अंदर का कागज मुड़ा हुआ है, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि आपको प्रिंटर ओवन को साफ करने में कई अप्रिय मिनट खर्च करने पड़ेंगे। चिपके हुए टोनर अवशेष। यह सबसे अच्छा है अगर प्रिंटर ऊपरी तरफ से प्रिंट करते समय कागज को क्षैतिज रूप से पास कर सके (जैसे HP LJ2100, पीसीबी निर्माण के लिए सबसे अच्छे प्रिंटर में से एक)। मैं HP LJ 5L, 6L, 1100 जैसे प्रिंटर के मालिकों को तुरंत चेतावनी देना चाहूंगा ताकि वे Oracal से फ़ॉइल या बेस पर प्रिंट करने का प्रयास न करें - आमतौर पर ऐसे प्रयोग विफलता में समाप्त होते हैं। साथ ही, प्रिंटर के अलावा आप कॉपी मशीन का भी उपयोग कर सकते हैं, जिसका उपयोग कभी-कभी टोनर की मोटी परत लगाने के कारण प्रिंटर की तुलना में और भी बेहतर परिणाम देता है। सब्सट्रेट के लिए मुख्य आवश्यकता यह है कि इसे टोनर से आसानी से अलग किया जा सके। इसके अलावा, यदि आप कागज का उपयोग करते हैं, तो उसे टोनर में कोई दाग नहीं छोड़ना चाहिए। इस मामले में, दो विकल्प संभव हैं: या तो टोनर को बोर्ड में स्थानांतरित करने के बाद सब्सट्रेट को हटा दिया जाता है (लेजर प्रिंटर के लिए फिल्म या ओरेकल से बेस के मामले में), या इसे पहले पानी में भिगोया जाता है और फिर धीरे-धीरे अलग किया जाता है (लेपित कागज)।

टोनर को एक बोर्ड में स्थानांतरित करने में पहले से साफ किए गए बोर्ड पर टोनर के साथ एक सब्सट्रेट लगाना और फिर इसे टोनर के पिघलने बिंदु से थोड़ा ऊपर के तापमान पर गर्म करना शामिल है। ऐसा कैसे करें इसके लिए बड़ी संख्या में विकल्प हैं, लेकिन सबसे सरल है सब्सट्रेट को गर्म लोहे से बोर्ड पर दबाना। साथ ही, सब्सट्रेट पर लोहे के दबाव को समान रूप से वितरित करने के लिए, उनके बीच मोटे कागज की कई परतें बिछाने की सिफारिश की जाती है। एक बहुत ही महत्वपूर्ण मुद्दा लोहे का तापमान और धारण करने का समय है। ये पैरामीटर प्रत्येक में भिन्न-भिन्न होते हैं विशिष्ट मामला, इसलिए अच्छे परिणाम प्राप्त करने से पहले आपको एक से अधिक प्रयोग चलाने पड़ सकते हैं। यहां केवल एक ही मानदंड है: टोनर को बोर्ड की सतह पर चिपकने के लिए पर्याप्त पिघलने का समय होना चाहिए, और साथ ही उसे अर्ध-तरल अवस्था तक पहुंचने का समय नहीं होना चाहिए ताकि पटरियों के किनारे चिपक न जाएं। चपटा करना टोनर को बोर्ड पर "वेल्डिंग" करने के बाद, सब्सट्रेट को अलग करना आवश्यक है (सब्सट्रेट के रूप में एल्यूमीनियम पन्नी का उपयोग करने के मामले को छोड़कर: इसे अलग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि यह लगभग सभी नक़्क़ाशी समाधानों में घुल जाता है)। लेजर फिल्म और ओरैकल बैकिंग बस सावधानी से निकल जाती है सादा कागजगर्म पानी में पूर्व-भिगोने की आवश्यकता होती है।

यह ध्यान देने योग्य है कि लेजर प्रिंटर की मुद्रण सुविधाओं के कारण, बड़े ठोस बहुभुजों के बीच में टोनर परत काफी छोटी होती है, इसलिए जब भी संभव हो आपको बोर्ड पर ऐसे क्षेत्रों का उपयोग करने से बचना चाहिए, या आपको बोर्ड को मैन्युअल रूप से रीटच करना होगा बैकिंग हटाने के बाद. सामान्य तौर पर, इस तकनीक का उपयोग, कुछ प्रशिक्षण के बाद, आपको पटरियों की चौड़ाई और उनके बीच के अंतराल को 0.3 मिमी तक प्राप्त करने की अनुमति देता है।

मैं कई वर्षों से इस तकनीक का उपयोग कर रहा हूं (जब से मेरे लिए लेजर प्रिंटर उपलब्ध हुआ है)।

फोटोरेसिस्ट का अनुप्रयोग

फोटोरेसिस्ट एक प्रकाश-संवेदनशील पदार्थ है (आमतौर पर निकट पराबैंगनी क्षेत्र में) जो प्रकाश के संपर्क में आने पर अपने गुणों को बदल देता है।

हाल ही में, एयरोसोल पैकेजिंग में कई प्रकार के आयातित फोटोरेसिस्ट रूसी बाजार में दिखाई दिए हैं, जो विशेष रूप से घर पर उपयोग के लिए सुविधाजनक हैं। फोटोरेसिस्ट का उपयोग करने का सार इस प्रकार है: एक फोटोमास्क () को एक बोर्ड पर फोटोरेसिस्ट की एक परत के साथ लगाया जाता है और इसे रोशन किया जाता है, जिसके बाद फोटोरेसिस्ट के प्रबुद्ध (या अप्रकाशित) क्षेत्रों को एक विशेष विलायक से धोया जाता है। , जो आमतौर पर कास्टिक सोडा (NaOH) होता है। सभी फोटोरेसिस्ट को दो श्रेणियों में बांटा गया है: सकारात्मक और नकारात्मक। सकारात्मक फोटोरेसिस्ट के लिए, बोर्ड पर ट्रैक फोटोमास्क पर एक काले क्षेत्र से मेल खाता है, और नकारात्मक लोगों के लिए, तदनुसार, एक पारदर्शी क्षेत्र।

सकारात्मक फोटोरेसिस्ट का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है क्योंकि वे उपयोग में सबसे सुविधाजनक होते हैं।

आइए हम एरोसोल पैकेजिंग में सकारात्मक फोटोरेसिस्ट के उपयोग पर अधिक विस्तार से ध्यान दें। पहला चरण एक फोटो टेम्पलेट तैयार कर रहा है। घर पर, आप फिल्म पर लेजर प्रिंटर पर बोर्ड डिज़ाइन प्रिंट करके इसे प्राप्त कर सकते हैं। इस मामले में, फोटोमास्क पर काले रंग के घनत्व पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है, जिसके लिए आपको प्रिंटर सेटिंग्स में टोनर को बचाने और प्रिंट गुणवत्ता में सुधार करने के सभी तरीकों को अक्षम करना होगा। इसके अलावा, कुछ कंपनियां फोटोप्लॉटर पर फोटोमास्क का आउटपुट पेश करती हैं - और आपको उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम की गारंटी दी जाती है।

दूसरे चरण में, बोर्ड की पहले से तैयार और साफ की गई सतह पर फोटोरेसिस्ट की एक पतली फिल्म लगाई जाती है। यह लगभग 20 सेमी की दूरी से छिड़काव करके किया जाता है। इस मामले में, परिणामी कोटिंग की अधिकतम एकरूपता के लिए प्रयास करना चाहिए। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करना बहुत महत्वपूर्ण है कि स्पटरिंग प्रक्रिया के दौरान कोई धूल न हो - फोटोरेसिस्ट में आने वाली धूल का प्रत्येक कण अनिवार्य रूप से बोर्ड पर अपना निशान छोड़ देगा।

फोटोरेसिस्ट परत लगाने के बाद, परिणामी फिल्म को सुखाना आवश्यक है। इसे 70-80 डिग्री के तापमान पर करने की सिफारिश की जाती है, और पहले आपको सतह को कम तापमान पर सुखाने की जरूरत है और उसके बाद ही धीरे-धीरे तापमान को वांछित मूल्य तक बढ़ाएं। निर्दिष्ट तापमान पर सुखाने का समय लगभग 20-30 मिनट है। अंतिम उपाय के रूप में, बोर्ड को कमरे के तापमान पर 24 घंटे तक सुखाने की अनुमति है। फोटोरेसिस्ट से लेपित बोर्डों को ठंडी, अंधेरी जगह पर संग्रहित किया जाना चाहिए।

फोटोरेसिस्ट लगाने के बाद अगला चरण एक्सपोज़र है। इस मामले में, बोर्ड पर एक फोटोमास्क लगाया जाता है (मुद्रित पक्ष को बोर्ड की ओर रखते हुए, यह एक्सपोज़र के दौरान स्पष्टता बढ़ाने में मदद करता है), जिसे पतले कांच के खिलाफ दबाया जाता है या। यदि बोर्ड का आकार पर्याप्त रूप से छोटा है, तो आप क्लैंपिंग के लिए इमल्शन से धोई गई फोटोग्राफिक प्लेट का उपयोग कर सकते हैं। चूँकि अधिकांश आधुनिक फोटोरेसिस्टों की अधिकतम वर्णक्रमीय संवेदनशीलता का क्षेत्र पराबैंगनी रेंज में है, इसलिए रोशनी के लिए स्पेक्ट्रम (डीआरएसएच, डीआरटी, आदि) में यूवी विकिरण के बड़े अनुपात वाले लैंप का उपयोग करने की सलाह दी जाती है। अंतिम उपाय के रूप में, आप एक शक्तिशाली क्सीनन लैंप का उपयोग कर सकते हैं। एक्सपोज़र का समय कई कारणों पर निर्भर करता है (लैंप का प्रकार और शक्ति, लैंप से बोर्ड की दूरी, फोटोरेसिस्ट परत की मोटाई, आदि) और प्रयोगात्मक रूप से चुना जाता है। हालाँकि, सामान्य तौर पर, प्रत्यक्ष सूर्य के प्रकाश के संपर्क में आने पर भी, एक्सपोज़र का समय आमतौर पर 10 मिनट से अधिक नहीं होता है।

(मैं दबाने के लिए दृश्य प्रकाश में पारदर्शी प्लास्टिक प्लेटों का उपयोग करने की अनुशंसा नहीं करता, क्योंकि उनमें यूवी विकिरण का एक मजबूत अवशोषण होता है)

अधिकांश फोटोरेसिस्ट सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) - 7 ग्राम प्रति लीटर पानी के घोल से विकसित किए जाते हैं। 20-25 डिग्री के तापमान पर ताजा तैयार घोल का उपयोग करना सबसे अच्छा है। विकास का समय फोटोरेसिस्ट फिल्म की मोटाई पर निर्भर करता है और 30 सेकंड से 2 मिनट तक होता है। विकास के बाद, बोर्ड को सामान्य समाधानों में उकेरा जा सकता है, क्योंकि फोटोरेसिस्ट एसिड के प्रति प्रतिरोधी है। उच्च गुणवत्ता वाले फोटोमास्क का उपयोग करते समय, फोटोरेसिस्ट का उपयोग आपको 0.15-0.2 मिमी तक चौड़े ट्रैक प्राप्त करने की अनुमति देता है।

एचिंग

तांबे की रासायनिक नक़्क़ाशी के लिए कई ज्ञात यौगिक हैं। ये सभी प्रतिक्रिया की गति, प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप निकलने वाले पदार्थों की संरचना, साथ ही समाधान तैयार करने के लिए आवश्यक रासायनिक अभिकर्मकों की उपलब्धता में भिन्न हैं। नीचे सबसे लोकप्रिय नक़्क़ाशी समाधानों के बारे में जानकारी दी गई है।

फेरिक क्लोराइड (FeCl)

शायद सबसे प्रसिद्ध और लोकप्रिय अभिकर्मक। सूखे फेरिक क्लोराइड को पानी में तब तक घोला जाता है जब तक कि सुनहरे पीले रंग का संतृप्त घोल प्राप्त न हो जाए (इसके लिए प्रति गिलास पानी में लगभग दो बड़े चम्मच की आवश्यकता होगी)। इस घोल में नक़्क़ाशी प्रक्रिया में 10 से 60 मिनट तक का समय लग सकता है। समय घोल की सांद्रता, तापमान और हिलाने पर निर्भर करता है। हिलाने से प्रतिक्रिया काफी तेज हो जाती है। इन उद्देश्यों के लिए, एक्वैरियम कंप्रेसर का उपयोग करना सुविधाजनक है, जो हवा के बुलबुले के साथ समाधान का मिश्रण प्रदान करता है। घोल को गर्म करने पर प्रतिक्रिया भी तेज हो जाती है। नक़्क़ाशी पूरी होने के बाद, बोर्ड को बहुत सारे पानी से धोना चाहिए, अधिमानतः साबुन से (एसिड अवशेषों को बेअसर करने के लिए)। इस समाधान के नुकसान में प्रतिक्रिया के दौरान अपशिष्ट का निर्माण शामिल है, जो बोर्ड पर जमा हो जाता है और नक़्क़ाशी प्रक्रिया के सामान्य पाठ्यक्रम में हस्तक्षेप करता है, साथ ही अपेक्षाकृत कम प्रतिक्रिया दर भी होती है।

अमोनियम परसल्फेट

एक हल्का क्रिस्टलीय पदार्थ जो 35 ग्राम पदार्थ प्रति 65 ग्राम पानी के अनुपात के आधार पर पानी में घुल जाता है। इस घोल में नक़्क़ाशी की प्रक्रिया में लगभग 10 मिनट लगते हैं और यह तांबे की कोटिंग के नक़्क़ाशी के क्षेत्र पर निर्भर करता है। प्रतिक्रिया के लिए इष्टतम स्थिति सुनिश्चित करने के लिए, समाधान का तापमान लगभग 40 डिग्री होना चाहिए और इसे लगातार हिलाया जाना चाहिए। नक़्क़ाशी पूरी होने के बाद, बोर्ड को बहते पानी में धोना चाहिए। इस समाधान के नुकसान में आवश्यक बनाए रखने की आवश्यकता शामिल है तापमान शासनऔर हिलाना.

समाधान हाइड्रोक्लोरिक एसिड का(एचसीएल) और हाइड्रोजन पेरोक्साइड (एच 2 ओ 2)

- इस घोल को तैयार करने के लिए आपको 770 मिली पानी में 200 मिली 35% हाइड्रोक्लोरिक एसिड और 30 मिली 30% हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिलाना होगा। तैयार घोल को एक अंधेरी बोतल में संग्रहित किया जाना चाहिए, भली भांति बंद करके नहीं, क्योंकि हाइड्रोजन पेरोक्साइड के अपघटन से गैस निकलती है। ध्यान दें: इस घोल का उपयोग करते समय, कास्टिक रसायनों के साथ काम करते समय सभी सावधानियां बरतनी चाहिए। सभी काम ताजी हवा में या हुड के नीचे ही करना चाहिए। यदि घोल आपकी त्वचा पर लग जाए तो उसे तुरंत ढेर सारे पानी से धो लें। नक़्क़ाशी का समय सरगर्मी और समाधान के तापमान पर अत्यधिक निर्भर है और कमरे के तापमान पर अच्छी तरह से मिश्रित ताजा समाधान के लिए 5-10 मिनट के क्रम पर है। घोल को 50 डिग्री से ऊपर गर्म नहीं करना चाहिए। नक़्क़ाशी के बाद, बोर्ड को बहते पानी से धोना चाहिए।

नक़्क़ाशी के बाद इस घोल को एच 2 ओ 2 जोड़कर बहाल किया जा सकता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड की आवश्यक मात्रा का आकलन दृष्टिगत रूप से किया जाता है: घोल में डूबे तांबे के बोर्ड को लाल से गहरे भूरे रंग में रंगा जाना चाहिए। घोल में बुलबुले बनना हाइड्रोजन पेरोक्साइड की अधिकता को इंगित करता है, जिससे नक़्क़ाशी प्रतिक्रिया धीमी हो जाती है। इस समाधान का नुकसान इसके साथ काम करते समय सभी सावधानियों का सख्ती से पालन करने की आवश्यकता है।

समाधान साइट्रिक एसिडऔर रेडियोकोट से हाइड्रोजन पेरोक्साइड

फार्मास्युटिकल के 100 मिलीलीटर में 3% हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30 ग्राम साइट्रिक एसिड और 5 ग्राम टेबल नमक घोला जाता है।

यह घोल 100 सेमी2 तांबा, 35 µm मोटा खोदने के लिए पर्याप्त होना चाहिए।

घोल तैयार करते समय नमक पर कंजूसी करने की जरूरत नहीं है। चूंकि यह एक उत्प्रेरक की भूमिका निभाता है, इसलिए नक़्क़ाशी प्रक्रिया के दौरान इसका व्यावहारिक रूप से उपभोग नहीं किया जाता है। पेरोक्साइड 3% को और अधिक पतला नहीं किया जाना चाहिए क्योंकि जब अन्य सामग्री मिलाई जाती है, तो इसकी सांद्रता कम हो जाती है।

जितना अधिक हाइड्रोजन पेरोक्साइड (हाइड्रोपेराइट) मिलाया जाएगा, प्रक्रिया उतनी ही तेज होगी, लेकिन इसे ज़्यादा न करें - समाधान संग्रहीत नहीं होता है, अर्थात। इसका पुन: उपयोग नहीं किया जाता है, जिसका अर्थ है कि हाइड्रोपेराइट का अत्यधिक उपयोग किया जाएगा। नक़्क़ाशी के दौरान प्रचुर मात्रा में "बुलबुले" द्वारा अतिरिक्त पेरोक्साइड को आसानी से निर्धारित किया जा सकता है।

हालाँकि, साइट्रिक एसिड और पेरोक्साइड मिलाना काफी स्वीकार्य है, लेकिन ताजा घोल तैयार करना अधिक तर्कसंगत है।

वर्कपीस की सफाई

बोर्ड की नक़्क़ाशी और धुलाई पूरी होने के बाद, इसकी सतह को सुरक्षात्मक कोटिंग से साफ़ करना आवश्यक है। यह किसी तरह किया जा सकता है जैविक द्रावक, उदाहरण के लिए, एसीटोन।

आगे आपको सभी छेद ड्रिल करने की आवश्यकता है। यह एक तेज धारदार ड्रिल से किया जाना चाहिए अधिकतम गतिविद्युत मोटर। यदि, सुरक्षात्मक कोटिंग लागू करते समय, संपर्क पैड के केंद्रों में कोई खाली जगह नहीं छोड़ी गई थी, तो पहले छेदों को चिह्नित करना आवश्यक है (उदाहरण के लिए, एक कोर के साथ ऐसा किया जा सकता है)। उसके बाद, बोर्ड के पीछे की तरफ के दोषों (फ्रिंज) को काउंटरसिंकिंग द्वारा हटा दिया जाता है, और तांबे पर एक दो तरफा मुद्रित सर्किट बोर्ड पर - एक मोड़ के लिए एक मैनुअल क्लैंप में लगभग 5 मिमी के व्यास के साथ एक ड्रिल के साथ बिना बल लगाए ड्रिल करें।

अगला कदम बोर्ड को फ्लक्स से कोट करना है, उसके बाद टिनिंग करना है। विशेष फ्लक्स का उपयोग किया जा सकता है औद्योगिक उत्पादन(सबसे अच्छा है कि इसे पानी से धो दिया जाए या बिल्कुल भी धोने की आवश्यकता न हो) या बस बोर्ड को अल्कोहल में रसिन के कमजोर घोल से ढक दें।

टिनिंग दो तरीकों से की जा सकती है:

पिघले हुए सोल्डर में डुबाना

सोल्डरिंग आयरन और सोल्डर से भिगोई हुई धातु की चोटी का उपयोग करें।

पहले मामले में, लोहे का स्नान करना और उसमें थोड़ी मात्रा में कम पिघलने वाले सोल्डर - गुलाब या लकड़ी मिश्र धातु से भरना आवश्यक है। सोल्डर के ऑक्सीकरण से बचने के लिए मेल्ट को पूरी तरह से ऊपर से ग्लिसरीन की परत से ढक देना चाहिए। स्नान को गर्म करने के लिए आप उल्टे लोहे या हॉटप्लेट का उपयोग कर सकते हैं। बोर्ड को मेल्ट में डुबोया जाता है और फिर कठोर रबर स्क्वीजी से अतिरिक्त सोल्डर को हटाते हुए हटा दिया जाता है।

निष्कर्ष

मुझे लगता है कि यह सामग्री पाठकों को मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन और निर्माण का अंदाजा लगाने में मदद करेगी। और जो लोग इलेक्ट्रॉनिक्स में शामिल होना शुरू कर रहे हैं, उन्हें घर पर बनाने का बुनियादी कौशल प्राप्त करें। मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ अधिक संपूर्ण परिचित के लिए, मैं [एल.2] पढ़ने की सलाह देता हूं। इसे इंटरनेट पर डाउनलोड किया जा सकता है.

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एक इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड (रूसी संक्षिप्त नाम - पीपी, अंग्रेजी - पीसीबी) एक शीट पैनल है जिसमें परस्पर जुड़े माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटक होते हैं। मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के हिस्से के रूप में किया जाता है, जिसमें साधारण डोरबेल, घरेलू रेडियो, स्टूडियो रेडियो से लेकर जटिल रडार और कंप्यूटर सिस्टम तक शामिल हैं। तकनीकी रूप से, इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्डों के निर्माण में प्रवाहकीय "फिल्म" सामग्री के साथ कनेक्शन का निर्माण शामिल है। ऐसी सामग्री को एक इंसुलेटिंग प्लेट पर ("मुद्रित") लगाया जाता है, जिसे सब्सट्रेट कहा जाता है।

इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों ने सिस्टम के गठन और विकास की शुरुआत को चिह्नित किया बिजली के कनेक्शन, 19वीं सदी के मध्य में विकसित हुआ।

धातु की पट्टियों (छड़) का उपयोग मूल रूप से लकड़ी के आधार पर लगे भारी विद्युत घटकों के लिए किया जाता था।

धीरे-धीरे, धातु की पट्टियों ने कंडक्टरों को स्क्रू से बदल दिया सिरीय पिंडक. धातु को प्राथमिकता देते हुए लकड़ी के आधार को भी आधुनिक बनाया गया।

प्रोटोटाइप कुछ इस तरह दिखता था आधुनिक उत्पादनपीपी. इसी तरह के डिज़ाइन समाधानों का उपयोग 19वीं सदी के मध्य में किया गया था

कॉम्पैक्ट, छोटे आकार के इलेक्ट्रॉनिक भागों का उपयोग करने का अभ्यास आवश्यक है अनोखा समाधानबुनियादी आधार पर. और इसलिए, 1925 में, एक निश्चित चार्ल्स डुकासे (यूएसए) ने ऐसा समाधान खोजा।

एक अमेरिकी इंजीनियर ने इंसुलेटेड प्लेट पर विद्युत कनेक्शन व्यवस्थित करने का एक अनोखा तरीका प्रस्तावित किया। उन्होंने सर्किट आरेख को एक प्लेट पर स्थानांतरित करने के लिए विद्युत प्रवाहकीय स्याही और एक स्टेंसिल का उपयोग किया।

थोड़ी देर बाद, 1943 में, अंग्रेज पॉल आइस्लर ने तांबे की पन्नी पर प्रवाहकीय सर्किट बनाने के आविष्कार का भी पेटेंट कराया। इंजीनियर ने फ़ॉइल सामग्री से लेमिनेटेड एक इंसुलेटर प्लेट का उपयोग किया।

हालाँकि, आइस्लर तकनीक का सक्रिय उपयोग केवल 1950-60 की अवधि में नोट किया गया था, जब उन्होंने माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों - ट्रांजिस्टर के उत्पादन का आविष्कार और महारत हासिल की थी।

मल्टीलेयर मुद्रित सर्किट बोर्डों पर छेद के माध्यम से निर्माण की तकनीक का 1961 में हेज़लटीन (यूएसए) द्वारा पेटेंट कराया गया था।

इस प्रकार, इलेक्ट्रॉनिक भागों के घनत्व में वृद्धि और इंटरकनेक्टिंग लाइनों की करीबी व्यवस्था के कारण, मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइन का एक नया युग खुल गया है।

इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड - विनिर्माण

प्रक्रिया का एक सामान्यीकृत दृष्टिकोण: अलग-अलग इलेक्ट्रॉनिक भागों को इंसुलेटिंग सब्सट्रेट के पूरे क्षेत्र में वितरित किया जाता है। फिर स्थापित घटकों को सोल्डरिंग द्वारा सर्किट सर्किट से जोड़ा जाता है।

तथाकथित संपर्क "उंगलियां" (पिन) सब्सट्रेट के चरम क्षेत्रों में स्थित हैं और सिस्टम कनेक्टर के रूप में कार्य करते हैं।

संपर्क "उंगलियों" के माध्यम से, परिधीय मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ संचार या बाहरी नियंत्रण सर्किट के कनेक्शन का आयोजन किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड को एक सर्किट को वायरिंग करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो एक फ़ंक्शन या कई कार्यों को एक साथ समर्थन करता है।

तीन प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्मित होते हैं:

1. एकतरफ़ा.
2. दोहरा।
3. बहुपरत.

एकल-पक्षीय मुद्रित सर्किट बोर्डों को विशेष रूप से एक तरफ भागों की नियुक्ति की विशेषता होती है। यदि पूरे सर्किट के हिस्से फिट नहीं होते हैं एक तरफा बोर्ड, दो-तरफा विकल्प का उपयोग किया जाता है।

सब्सट्रेट सामग्री

पारंपरिक रूप से मुद्रित सर्किट बोर्डों में उपयोग किया जाने वाला सब्सट्रेट आमतौर पर एपॉक्सी राल के साथ संयुक्त फाइबरग्लास से बनाया जाता है। सब्सट्रेट को एक या दो तरफ तांबे की पन्नी से ढक दिया जाता है।

फेनोलिक रेज़िन पेपर से बने इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड, जो तांबे की फिल्म से भी लेपित होते हैं, उत्पादन के लिए लागत प्रभावी माने जाते हैं। इसलिए, अन्य विविधताओं की तुलना में अधिक बार इनका उपयोग घरेलू इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को सुसज्जित करने के लिए किया जाता है।

कनेक्शन सब्सट्रेट की तांबे की सतह पर कोटिंग या नक्काशी करके बनाए जाते हैं। तांबे की पटरियों को जंग से बचाने के लिए टिन-सीसा मिश्रण से लेपित किया जाता है। मुद्रित सर्किट बोर्डों पर संपर्क पिनों को टिन, फिर निकल और अंत में सोने की परत से लेपित किया जाता है।

स्ट्रैपिंग ऑपरेशन करना

सतह पर लगाने की तकनीक में सीधी (जे-आकार) या कोणीय (एल-आकार) शाखाओं का उपयोग शामिल है। ऐसी शाखाओं के कारण, प्रत्येक इलेक्ट्रॉनिक भाग सीधे मुद्रित सर्किट से जुड़ा होता है।

एक जटिल पेस्ट (गोंद + फ्लक्स + सोल्डर) का उपयोग करके, इलेक्ट्रॉनिक भागों को अस्थायी रूप से संपर्क के बिंदु पर रखा जाता है। यह पकड़ तब तक जारी रहती है जब तक मुद्रित सर्किट बोर्ड को ओवन में नहीं डाला जाता। वहां सोल्डर पिघलता है और सर्किट भागों को जोड़ता है।

घटक प्लेसमेंट की चुनौतियों के बावजूद, सतह माउंट प्रौद्योगिकी का एक और महत्वपूर्ण लाभ है।

यह तकनीक लंबी ड्रिलिंग प्रक्रिया और बॉन्डिंग गास्केट के सम्मिलन को समाप्त करती है, जैसा कि पुरानी थ्रू-होल विधि के साथ अभ्यास किया जाता है। हालाँकि, दोनों तकनीकों का सक्रिय रूप से उपयोग जारी है।

इलेक्ट्रॉनिक पीसीबी डिज़ाइन

प्रत्येक व्यक्तिगत इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड (बोर्डों का बैच) अद्वितीय कार्यक्षमता के लिए डिज़ाइन किया गया है। इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड डिजाइनर मुद्रित सर्किट बोर्ड पर सर्किट को लेआउट करने के लिए डिज़ाइन सिस्टम और विशेष "सॉफ़्टवेयर" की ओर रुख करते हैं।

प्रवाहकीय पटरियों के बीच का अंतर आमतौर पर 1 मिमी से अधिक के मान में मापा जाता है। घटक कंडक्टरों या संपर्क बिंदुओं के लिए छेद स्थानों की गणना की जाती है।

यह सारी जानकारी कंप्यूटर के सॉफ़्टवेयर प्रारूप में अनुवादित की जाती है जो ड्रिलिंग मशीन को नियंत्रित करती है। इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्डों के उत्पादन के लिए एक स्वचालित मशीन को उसी तरह प्रोग्राम किया जाता है।

एक बार जब सर्किट आरेख तैयार हो जाता है, तो सर्किट (मास्क) की एक नकारात्मक छवि प्लास्टिक की पारदर्शी शीट में स्थानांतरित हो जाती है। नकारात्मक छवि के क्षेत्र जो सर्किट छवि में शामिल नहीं हैं, उन्हें काले रंग में चिह्नित किया गया है, और सर्किट स्वयं पारदर्शी रहता है।

इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्डों का औद्योगिक विनिर्माण

इलेक्ट्रॉनिक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण प्रौद्योगिकियां स्वच्छ वातावरण में उत्पादन की स्थिति प्रदान करती हैं। उत्पादन परिसर के वातावरण और वस्तुओं को प्रदूषकों की उपस्थिति के लिए स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जाता है।

कई इलेक्ट्रॉनिक मुद्रित सर्किट बोर्ड निर्माण कंपनियां अद्वितीय विनिर्माण का अभ्यास करती हैं। और मानक रूप में, दो तरफा मुद्रित इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड के निर्माण में पारंपरिक रूप से निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

आधार बनाना

1. फाइबरग्लास को लिया जाता है और प्रक्रिया मॉड्यूल से गुजारा जाता है।
2. एपॉक्सी राल (विसर्जन, छिड़काव) के साथ संसेचित।
3. ग्लास फाइबर को सब्सट्रेट की वांछित मोटाई तक मशीन पर रोल किया जाता है।
4. सब्सट्रेट को ओवन में सुखाएं और बड़े पैनलों पर रखें।
5. पैनलों को तांबे की पन्नी और गोंद के साथ लेपित बैकिंग के साथ बारी-बारी से ढेर में व्यवस्थित किया जाता है।

अंत में, ढेरों को एक प्रेस के नीचे रखा जाता है, जहां 170°C के तापमान और 700 किग्रा/मिमी 2 के दबाव पर, उन्हें 1-2 घंटे के लिए दबाया जाता है। एपॉक्सी रेज़िन सख्त हो जाता है और तांबे की पन्नी दबाव में बैकिंग सामग्री से बंध जाती है।

छेदों की ड्रिलिंग और टिनिंग

1. कई बैकिंग पैनल लिए जाते हैं, उन्हें एक के ऊपर एक रखा जाता है और मजबूती से लगाया जाता है।
2. मुड़े हुए स्टैक को सीएनसी मशीन में रखा जाता है, जहां योजनाबद्ध पैटर्न के अनुसार छेद ड्रिल किए जाते हैं।
3. बनाए गए छिद्रों को अतिरिक्त सामग्री से साफ़ कर दिया जाता है।
4. प्रवाहकीय छिद्रों की आंतरिक सतहों को तांबे से लेपित किया जाता है।
5. गैर-प्रवाहकीय छिद्रों को बिना ढके छोड़ दिया जाता है।

मुद्रित सर्किट बोर्ड का एक चित्र बनाना

एक नमूना पीसीबी सर्किट एक योगात्मक या घटाव सिद्धांत का उपयोग करके बनाया गया है। एडिटिव विकल्प के मामले में, सब्सट्रेट को वांछित पैटर्न के अनुसार तांबे के साथ लेपित किया जाता है। इस स्थिति में, योजना के बाहर का हिस्सा असंसाधित रहता है।

घटाव प्रक्रिया मुख्य रूप से सब्सट्रेट की समग्र सतह को कवर करती है। फिर अलग-अलग क्षेत्र जो आरेख में शामिल नहीं हैं, उन्हें उकेरा या काट दिया जाता है।

योगात्मक प्रक्रिया कैसे काम करती है?

सब्सट्रेट की फ़ॉइल सतह पूर्व-घटी हुई है। पैनल एक निर्वात कक्ष से होकर गुजरते हैं। वैक्यूम के कारण, सकारात्मक फोटोरेसिस्ट सामग्री की परत पूरे फ़ॉइल क्षेत्र पर कसकर संकुचित हो जाती है।

फोटोरेसिस्ट के लिए सकारात्मक सामग्री एक बहुलक है जिसमें पराबैंगनी विकिरण के तहत घुलनशील होने की क्षमता होती है। वैक्यूम स्थितियां फ़ॉइल और फोटोरेसिस्ट के बीच किसी भी संभावित शेष हवा को खत्म कर देती हैं।

सर्किट टेम्प्लेट को फोटोरेसिस्ट के ऊपर रखा जाता है, जिसके बाद पैनल तीव्र पराबैंगनी प्रकाश के संपर्क में आते हैं। चूंकि मास्क सर्किट के क्षेत्रों को पारदर्शी छोड़ देता है, इन बिंदुओं पर फोटोरेसिस्ट यूवी विकिरण के संपर्क में आता है और घुल जाता है।

फिर मास्क हटा दिया जाता है और पैनलों को क्षारीय घोल से परागित किया जाता है। यह, एक प्रकार का डेवलपर, सर्किट डिज़ाइन के क्षेत्रों की सीमाओं के साथ विकिरणित फोटोरेसिस्ट को भंग करने में मदद करता है। इस प्रकार, तांबे की पन्नी सब्सट्रेट की सतह पर खुली रहती है।

इसके बाद, पैनलों को तांबे से जस्ती किया जाता है। तांबे की पन्नीगैल्वनीकरण प्रक्रिया के दौरान कैथोड के रूप में कार्य करता है। उजागर क्षेत्रों को 0.02-0.05 मिमी की मोटाई तक जस्ती किया जाता है। फोटोरेसिस्ट के अंतर्गत शेष क्षेत्र गैल्वेनाइज्ड नहीं हैं।

तांबे के निशान अतिरिक्त रूप से टिन-सीसा संरचना या अन्य सुरक्षात्मक कोटिंग के साथ लेपित होते हैं। ये क्रियाएं तांबे के ऑक्सीकरण को रोकती हैं और उत्पादन के अगले चरण के लिए प्रतिरोध पैदा करती हैं।

एसिड विलायक का उपयोग करके अनावश्यक फोटोरेसिस्ट को सब्सट्रेट से हटा दिया जाता है। सर्किट डिजाइन और कोटिंग के बीच तांबे की पन्नी उजागर हो जाती है। चूंकि पीसीबी सर्किट का तांबा टिन-लीड यौगिक द्वारा संरक्षित होता है, इसलिए यहां कंडक्टर एसिड से प्रभावित नहीं होता है।

इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्डों के औद्योगिक विनिर्माण की तकनीकें