बहु-स्तरीय पीसीबीचा उदय

ऐतिहासिकदृष्ट्या, मुद्रित सर्किट बोर्ड प्रामुख्याने त्यांच्या एकल किंवा दुहेरी-स्तरीय संरचनेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत होते, ज्यामुळे सिग्नल बिघाड आणि इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स (EMI) मुळे उच्च-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगांसाठी त्यांच्या योग्यतेवर मर्यादा आल्या. तरीही, बहु-स्तरीय मुद्रित सर्किट बोर्डच्या परिचयामुळे सिग्नल अखंडता, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक इंटरफेरन्स (EMI) कमी करणे आणि एकूण कामगिरीमध्ये लक्षणीय प्रगती झाली आहे.

बहुस्तरीय पीसीबी (आकृती १) मध्ये असंख्य वाहक थर असतात जे इन्सुलेट सब्सट्रेट्सद्वारे वेगळे केले जातात. हे डिझाइन सिग्नल आणि पॉवर प्लेनचे अत्याधुनिक पद्धतीने प्रसारण सक्षम करते.

मल्टी-लेयर प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) त्यांच्या सिंगल किंवा डबल-लेयर समकक्षांपेक्षा वेगळे आहेत कारण त्यांच्यामध्ये तीन किंवा अधिक वाहक थर असतात जे इन्सुलेट मटेरियलने वेगळे केले जातात, ज्याला सामान्यतः डायलेक्ट्रिक थर म्हणतात. या थरांचे परस्परसंबंध वियासद्वारे सुलभ केले जातात, जे सूक्ष्म वाहक मार्ग आहेत जे वेगवेगळ्या थरांमधील संवाद सुलभ करतात. मल्टी-लेयर पीसीबीची गुंतागुंतीची रचना घटकांची अधिक एकाग्रता आणि गुंतागुंतीची सर्किटरी सक्षम करते, ज्यामुळे ते अत्याधुनिक तंत्रज्ञानासाठी आवश्यक बनतात.

लवचिक पीसीबी संरचनेत अनेक स्तर साध्य करण्याच्या अंतर्निहित आव्हानामुळे बहुस्तरीय पीसीबी सामान्यतः उच्च प्रमाणात कडकपणा प्रदर्शित करतात. थरांमधील विद्युत कनेक्शन अनेक प्रकारच्या वियाज (आकृती 2) च्या वापराद्वारे स्थापित केले जातात, ज्यामध्ये अंध आणि दफन केलेले वियाज समाविष्ट आहेत.

या कॉन्फिगरेशनमध्ये प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) आणि बाह्य वातावरण यांच्यात संबंध स्थापित करण्यासाठी पृष्ठभागावर दोन थर बसवणे समाविष्ट आहे. सर्वसाधारणपणे, प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (PCB) मधील थरांची घनता सम असते. हे प्रामुख्याने विषम संख्यांच्या वॉर्पिंगसारख्या समस्यांमुळे होते.

थरांची संख्या सामान्यतः विशिष्ट अनुप्रयोगानुसार बदलते, सामान्यतः चार ते बारा थरांच्या श्रेणीत येते.
साधारणपणे, बहुतेक अनुप्रयोगांना किमान चार आणि जास्तीत जास्त आठ स्तरांची आवश्यकता असते. याउलट, स्मार्टफोनसारखे अनुप्रयोग प्रामुख्याने एकूण बारा स्तरांचा वापर करतात.

मुख्य अनुप्रयोग

मल्टी-लेयर पीसीबी विविध इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जातात (आकृती 3), ज्यात समाविष्ट आहे:

●ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, जिथे बहु-स्तरीय पीसीबी स्मार्टफोन, टॅब्लेट, गेमिंग कन्सोल आणि घालण्यायोग्य उपकरणांसारख्या विस्तृत श्रेणीच्या उत्पादनांसाठी आवश्यक शक्ती आणि सिग्नल प्रदान करण्यात मूलभूत भूमिका बजावतात. आपण दररोज ज्या आकर्षक आणि पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक्सवर अवलंबून असतो ते त्यांच्या कॉम्पॅक्ट डिझाइन आणि उच्च घटक घनतेमुळे आहेत.

● दूरसंचार क्षेत्रात, बहु-स्तरीय पीसीबीचा वापर नेटवर्कवर व्हॉइस, डेटा आणि व्हिडिओ सिग्नलचे सुरळीत प्रसारण सुलभ करतो, ज्यामुळे विश्वासार्ह आणि प्रभावी संप्रेषणाची हमी मिळते.

● औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली बहु-स्तरीय मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCBs) वर मोठ्या प्रमाणात अवलंबून असतात कारण त्यांची जटिल नियंत्रण प्रणाली, देखरेख यंत्रणा आणि ऑटोमेशन प्रक्रिया प्रभावीपणे व्यवस्थापित करण्याची क्षमता असते. मशीन नियंत्रण पॅनेल, रोबोटिक्स आणि औद्योगिक ऑटोमेशन त्यांच्या मूलभूत समर्थन प्रणाली म्हणून त्यांच्यावर अवलंबून असतात.

● वैद्यकीय उपकरणांसाठी बहु-स्तरीय पीसीबी देखील प्रासंगिक आहेत, कारण ते अचूकता, विश्वासार्हता आणि कॉम्पॅक्टनेस सुनिश्चित करण्यासाठी महत्त्वपूर्ण आहेत. निदान उपकरणे, रुग्ण देखरेख प्रणाली आणि जीवनरक्षक वैद्यकीय उपकरणे त्यांच्या महत्त्वपूर्ण भूमिकेमुळे लक्षणीयरीत्या प्रभावित होतात.

फायदे आणि फायदे

मल्टी-लेयर पीसीबी उच्च-फ्रिक्वेन्सी अनुप्रयोगांमध्ये अनेक फायदे आणि फायदे प्रदान करतात, ज्यात समाविष्ट आहे:

● सिग्नलची अखंडता वाढवणे: बहु-स्तरीय पीसीबी नियंत्रित प्रतिबाधा मार्ग सुलभ करतात, सिग्नल विकृती कमी करतात आणि उच्च-फ्रिक्वेन्सी सिग्नलचे विश्वसनीय प्रसारण सुनिश्चित करतात. बहु-स्तरीय मुद्रित सर्किट बोर्डच्या कमी सिग्नल हस्तक्षेपामुळे कामगिरी, वेग आणि विश्वासार्हता सुधारते.

● कमी केलेले ईएमआय: समर्पित ग्राउंड आणि पॉवर प्लेनचा वापर करून, बहुस्तरीय पीसीबी प्रभावीपणे ईएमआय दाबतात, ज्यामुळे सिस्टमची विश्वासार्हता वाढते आणि शेजारच्या सर्किट्समध्ये हस्तक्षेप कमी होतो.

● कॉम्पॅक्ट डिझाइन: अधिक घटक आणि जटिल राउटिंग योजना सामावून घेण्याची क्षमता असलेले, बहुस्तरीय पीसीबी कॉम्पॅक्ट डिझाइन सक्षम करतात, जे मोबाईल डिव्हाइसेस आणि एरोस्पेस सिस्टम्स सारख्या जागेच्या मर्यादा असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी महत्वाचे आहेत.

● सुधारित थर्मल व्यवस्थापन: बहुस्तरीय पीसीबी थर्मल व्हिया आणि धोरणात्मकरित्या ठेवलेल्या तांब्याच्या थरांच्या एकत्रीकरणाद्वारे कार्यक्षम उष्णता नष्ट करतात, ज्यामुळे उच्च-शक्ती घटकांची विश्वासार्हता आणि आयुष्यमान वाढते.

●डिझाइन लवचिकता: बहुस्तरीय पीसीबीची बहुमुखी प्रतिभा अधिक डिझाइन लवचिकता प्रदान करते, ज्यामुळे अभियंत्यांना प्रतिबाधा जुळणी, सिग्नल प्रसार विलंब आणि वीज वितरण यासारख्या कार्यप्रदर्शन पॅरामीटर्स ऑप्टिमाइझ करण्यास सक्षम करते.