যেকোনো পিসিবি ডিজাইন করা চ্যালেঞ্জিং, বিশেষ করে ডিভাইসগুলি ছোট থেকে ছোট হয়ে আসার সাথে সাথে। উচ্চ-কারেন্ট পিসিবি ডিজাইন আরও জটিল কারণ এতে একই রকম বাধা রয়েছে এবং বিবেচনা করার জন্য অতিরিক্ত অনন্য বিষয়গুলির একটি সেট প্রয়োজন।
বিশেষজ্ঞরা ভবিষ্যদ্বাণী করেছেন যে ২০৩০ সালের মধ্যে শিল্পক্ষেত্রে দ্বিগুণ বার্ষিক প্রবৃদ্ধি অর্জনের জন্য উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ডিভাইসের চাহিদা বৃদ্ধি পাওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে। এই প্রবণতার জন্য উচ্চ-কারেন্ট ইলেকট্রনিক্সে পিসিবি ডিজাইন অপ্টিমাইজ করার জন্য এখানে সাতটি ধাপ রয়েছে।

১. পর্যাপ্ত তারের আকার নিশ্চিত করুন
উচ্চ কারেন্ট পিসিবিএস-এর জন্য লাইন সাইজ হল সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ডিজাইন বিবেচ্য বিষয়গুলির মধ্যে একটি। আরও কমপ্যাক্ট ডিজাইনের জন্য কপার ওয়্যারিংগুলিকে ক্ষুদ্রাকৃতির করার প্রবণতা রয়েছে, কিন্তু উচ্চ কারেন্টে এটি কাজ করে না। একটি ছোট ক্রস সেকশন তাপ অপচয়ের মাধ্যমে বিদ্যুৎ ক্ষতির কারণ হতে পারে, তাই একটি উপযুক্ত বৃহৎ ট্র্যাক সাইজ প্রয়োজন।
আপনি দুটি বিষয় সামঞ্জস্য করে তারের ক্রস-সেকশনাল এরিয়া পরিবর্তন করতে পারেন: তারের প্রস্থ এবং তামার পুরুত্ব। এই দুটির ভারসাম্য বজায় রাখাই বিদ্যুৎ খরচ কমানোর এবং আদর্শ পিসিবি আকার বজায় রাখার মূল চাবিকাঠি।
আপনার ডিভাইসের জন্য প্রয়োজনীয় কারেন্টের ধরণকে কোন প্রস্থ এবং বেধ সমর্থন করে তা জানতে PCB লাইন প্রস্থ ক্যালকুলেটর ব্যবহার করুন। এই সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করার সময়, আপনার প্রয়োজনের চেয়ে বেশি কারেন্ট সমর্থন করার জন্য তারের আকার ডিজাইন করার বিষয়ে সতর্ক থাকুন।

২. কম্পোনেন্ট স্থাপন পুনর্বিবেচনা করুন
উচ্চ-কারেন্ট পিসিবি ডিজাইনের ক্ষেত্রে কম্পোনেন্ট লেআউট আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়। MOSFET এবং অনুরূপ উপাদানগুলি প্রচুর তাপ উৎপন্ন করে, তাই অন্যান্য গরম বা তাপমাত্রা-সংবেদনশীল স্থান থেকে যতটা সম্ভব বিচ্ছিন্ন রাখা গুরুত্বপূর্ণ। হ্রাসপ্রাপ্ত ফর্ম ফ্যাক্টরগুলির সাথে মোকাবিলা করার সময় এটি সর্বদা সহজ নয়।
এমপ্লিফায়ার এবং কনভার্টারগুলিকে MOSFET এবং অন্যান্য গরম করার উপাদান থেকে উপযুক্ত দূরত্বে রাখা উচিত। যদিও প্রান্তে একটি উচ্চ শক্তি অঞ্চল বজায় রাখা প্রলুব্ধকর হতে পারে, তবে এটি একটি অভিন্ন তাপমাত্রা বিতরণের অনুমতি দেয় না। পরিবর্তে, শক্তি ধরে রাখার জন্য এগুলিকে বোর্ড জুড়ে সরল রেখায় স্থাপন করা হয়, যা তাপকে আরও সমান করে তোলে।
প্রথমে সবচেয়ে প্রভাবশালী এলাকাগুলোর দিকে এগিয়ে গেলে, আদর্শ উপাদানগুলো নির্ধারণ করা সহজ হবে। প্রথমে, উচ্চ-তাপমাত্রার উপাদানগুলোর জন্য আদর্শ অবস্থান নির্ধারণ করুন। একবার আপনি কোথায় রাখবেন তা জেনে গেলে, আপনি বাকি অংশগুলো শূন্যস্থান পূরণ করতে ব্যবহার করতে পারেন।

৩. তাপ অপচয় ব্যবস্থাপনা অপ্টিমাইজ করুন
একইভাবে, উচ্চ কারেন্ট PCBS-এর জন্যও যত্নশীল তাপ ব্যবস্থাপনা প্রয়োজন। বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনের ক্ষেত্রে, এর অর্থ হল FR4 ল্যামিনেটের কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রার জন্য অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা 130 ডিগ্রি সেলসিয়াসের নিচে রাখা। উপাদান স্থাপন অপ্টিমাইজ করা সাহায্য করবে, তবে আপনার তাপ হ্রাসের পদক্ষেপগুলি এখানেই থামাতে হবে।
ছোট কনজিউমার ইলেকট্রনিক্স পিসিবিএসের জন্য প্রাকৃতিক পরিচলন শীতলকরণ যথেষ্ট হতে পারে, কিন্তু উচ্চ শক্তি প্রয়োগের জন্য যথেষ্ট নাও হতে পারে। যান্ত্রিক রেডিয়েটর প্রয়োজন হতে পারে। MOSFET-এর চারপাশে ফ্যান বা তরল শীতলকরণ ব্যবস্থার মতো সক্রিয় শীতলকরণও সাহায্য করে। তবে, কিছু ডিভাইসের নকশা ঐতিহ্যবাহী রেডিয়েটর বা সক্রিয় শীতলকরণের জন্য যথেষ্ট বড় নাও হতে পারে।
ছোট কিন্তু উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন PCBS-এর জন্য, গর্তের মধ্য দিয়ে তাপ অপচয় একটি কার্যকর বিকল্প। একাধিক ছিদ্রযুক্ত একটি উচ্চ পরিবাহী ধাতু আরও সংবেদনশীল এলাকায় পৌঁছানোর আগেই MOSFET বা অনুরূপ উপাদান থেকে তাপ সরিয়ে ফেলবে।

৪. সঠিক উপকরণ ব্যবহার করুন
তাপ ব্যবস্থাপনা অপ্টিমাইজ করার সময় এবং উপাদানগুলি উচ্চতর স্রোত সহ্য করতে পারে তা নিশ্চিত করার সময় উপাদান নির্বাচন অনেক উপকারী হবে। এটি PCB উপাদান এবং সাবস্ট্রেটের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
যদিও FR4 সবচেয়ে সাধারণ সাবস্ট্রেট, এটি সর্বদা উচ্চ-কারেন্ট PCB ডিজাইনের জন্য সেরা পছন্দ নয়। মেটাল-কোর PCBS আদর্শ হতে পারে কারণ তারা FR4 এর মতো সাবস্ট্রেটের অন্তরণ এবং খরচ-কার্যকারিতার সাথে উচ্চ পরিবাহী ধাতুর শক্তি এবং তাপমাত্রা স্থানচ্যুতির ভারসাম্য বজায় রাখে। বিকল্পভাবে, কিছু নির্মাতারা বিশেষ তাপ-প্রতিরোধী ল্যামিনেট তৈরি করে যা আপনি বিবেচনা করতে পারেন।
আবার, আপনার কেবলমাত্র উচ্চ তাপ প্রতিরোধের মান সহ উপাদানগুলি ব্যবহার করা উচিত। কখনও কখনও, এর অর্থ হল এমন উপকরণ নির্বাচন করা যা বেশি তাপ-প্রতিরোধী, আবার কখনও কখনও এর অর্থ হল একই উপাদানের ঘন উপাদান ব্যবহার করা। কোন বিকল্পটি সবচেয়ে ভালো তা নির্ভর করে আপনার PCB আকার, বাজেট এবং উপলব্ধ সরবরাহকারীদের উপর।

৫. মান নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়া উন্নত করুন
উচ্চ-কারেন্ট পিসিবিএস-এর নির্ভরযোগ্যতা উৎপাদনে ত্রুটি খুঁজে বের করার বিষয়ও। যদি উৎপাদন প্রক্রিয়া তার সুবিধাগুলি পূরণ করে এমন ত্রুটিগুলি খুঁজে বের করতে এবং সমাধান করতে না পারে, তাহলে উপরের চারটি নকশা পছন্দ খুব বেশি উন্নতি আনবে না। প্রোটোটাইপ পুনরাবৃত্তির জন্য আরও নির্ভরযোগ্য মানের পরীক্ষাও গুরুত্বপূর্ণ।
পিসিবির মান মূল্যায়নের জন্য সঠিক সরঞ্জাম ব্যবহার করা এই ক্ষেত্রে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়গুলির মধ্যে একটি। টেমপ্লেট এবং কভারিং হিসাবে ডিজিটাল অপটিক্যাল তুলনাকারীগুলি ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতিগুলিকে ছাড়িয়ে যায় কারণ তারা সময়ের সাথে সাথে প্রসারিত এবং বিকৃত হয়, যা তাদের নির্ভরযোগ্যতাকে বাধাগ্রস্ত করে। আপনার এমন সরঞ্জামগুলিও বিবেচনা করা উচিত যা মানুষের ত্রুটির ঝুঁকি কমাতে স্বয়ংক্রিয়ভাবে করা সহজ।
আপনি যে নির্দিষ্ট পদ্ধতি এবং কৌশলই ব্যবহার করুন না কেন, সমস্ত ত্রুটি ট্র্যাক করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সময়ের সাথে সাথে, এই তথ্য সমস্যার উত্থানের প্রবণতা প্রকাশ করতে পারে, যা আরও নির্ভরযোগ্য পিসিবি ডিজাইন পরিবর্তন প্রদান করে।

৬.উৎপাদনযোগ্যতা নকশা
উচ্চ-কারেন্ট পিসিবি ডিজাইনের ক্ষেত্রে একই রকম কিন্তু প্রায়শই উপেক্ষা করা একটি বিষয় হল উৎপাদনের সহজতা নিশ্চিত করা। যদি উৎপাদন ত্রুটি এতটাই সাধারণ হয় যে ডিভাইসটি কাগজে উল্লেখিত স্পেসিফিকেশনগুলি খুব কমই পূরণ করে, তাহলে তত্ত্বের দিক থেকে পিসিবি কতটা নির্ভরযোগ্য তা বিবেচ্য নয়।
সমাধান হলো যতটা সম্ভব জটিল বা জটিল নকশা এড়িয়ে চলা। উচ্চ-কারেন্ট পিসিবিএস ডিজাইন করার সময়, আপনার উৎপাদন প্রক্রিয়াটি মনে রাখবেন, এই কর্মপ্রবাহগুলি কীভাবে এগুলি তৈরি করতে পারে এবং কী কী সমস্যা দেখা দিতে পারে তা বিবেচনা করুন। ত্রুটি-মুক্ত পণ্য তৈরি করা যত সহজ হবে, তত বেশি নির্ভরযোগ্য হবে।
এই পদক্ষেপের জন্য উৎপাদন অংশীদারদের সাথে ঘনিষ্ঠ সহযোগিতা প্রয়োজন। যদি আপনি অভ্যন্তরীণভাবে উৎপাদন পরিচালনা না করেন, তাহলে সম্ভাব্য উৎপাদনযোগ্যতা সংক্রান্ত সমস্যাগুলির উপর তাদের মতামত জানার জন্য নকশা পর্যায়ে আপনার উৎপাদন অংশীদারদের জড়িত করুন।

৭. আপনার সুবিধার্থে প্রযুক্তি ব্যবহার করুন
নতুন পরিকল্পনা এবং উৎপাদন কৌশল এই বিবেচনাগুলির ভারসাম্য বজায় রাখা সহজ করে তুলতে পারে। 3D প্রিন্টিং আরও জটিল PCB লেআউটগুলিকে উৎপাদন ত্রুটি ছাড়াই সমর্থন করার জন্য আরও নকশা নমনীয়তা প্রবর্তন করে। এর নির্ভুলতা আপনাকে নিশ্চিত করতে দেয় যে তামার তারগুলি একটি সমকোণের পরিবর্তে একটি বক্ররেখা অনুসরণ করে যার ফলে এর দৈর্ঘ্য কমানো যায় এবং বিদ্যুৎ খরচ কমানো যায়।
কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা আরেকটি প্রযুক্তি যা তদন্তের যোগ্য। AI PCB টুলগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে উপাদান স্থাপন করতে পারে বা সম্ভাব্য নকশা সমস্যাগুলি হাইলাইট করতে পারে যাতে বাস্তব জগতে ত্রুটি দেখা না দেয়। অনুরূপ সমাধানগুলি শারীরিক প্রোটোটাইপ তৈরি করার আগে PCBS-এর কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য বিভিন্ন পরীক্ষার পরিবেশ অনুকরণ করতে পারে।

উচ্চ কারেন্টের পিসিবি ডিজাইনের জন্য সতর্কতা প্রয়োজন
একটি নির্ভরযোগ্য উচ্চ-কারেন্ট পিসিবি ডিজাইন করা সহজ নয়, তবে অসম্ভবও নয়। এই সাতটি ধাপ অনুসরণ করলে আপনি আরও দক্ষ উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন ডিভাইস তৈরি করতে আপনার নকশা প্রক্রিয়াটি অপ্টিমাইজ করতে পারবেন।
ইন্ডাস্ট্রিয়াল ইন্টারনেট অফ থিংস বৃদ্ধির সাথে সাথে এই বিবেচনাগুলি আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠবে। এখনই এগুলি গ্রহণ করা ভবিষ্যতে অব্যাহত সাফল্যের মূল চাবিকাঠি হবে।