(प्रिंटेड सर्किट बोर्ड – पीसीबी; मुद्रित संकलित मंडल; PCB). पीसीबी हा एक बोर्ड असुन तो फायबर ग्लास किंवा पातळ थर असलेल्या सामग्रीपासुन तयार होतो. ट्रान्झिस्टर (Transistor), रोधक (Resistance) आणि एकात्मिक सर्किट (इंटिग्रेटेड सर्किट; Integrated circuit) सारख्या पीसीबीवर वेगवेगळ्या घटकांना जोडणारे वाहक मार्ग (कंडक्टिव्ह पाथवे; Conducting pathway) मुद्रित केलेले असतात किंवा “छापलेले” असतात.
प्रकार : पीसीबी सामान्यत: दोन मुख्य प्रकार आहेत सिंगल लेयर पीसीबी (एक स्तरीय पीसीबी; Single layer PCB) आणि मल्टीलेयर पीसीबी (बहुस्तरीय पीसीबी; Multilayer PCB).
सिंगल लेयर पीसीबी : सिंगल लेयर बोर्ड : कधीकधी याला एकल-पक्षीय बोर्ड (सिंगल साईडेड बोर्ड; single sided board) असेही म्हणतात. या बोर्डच्या एका बाजूला घटक असतात आणि उलट बाजूवर एक विद्युतवाहक आकृतीबंध (कंडक्टर पॅटर्न) असतो. ज्याच्यावर केवळ एक प्रवाहीत थर असतो आणि विशेषत: त्यामध्ये तांबे वापरले जाते. सिंगल लेयर बोर्डमध्ये सब्सट्रेट लेयर, एक प्रवाहीत मेटल लेयर आणि नंतर संरक्षक सोल्जर मास्क आणि रेशीम स्क्रीन समाविष्ट असतात.
द्विपक्षीय पीसीबी (डबल साइडेड पीसीबी; Double sided PCB) : यामध्ये सिंगल-लेयर बोर्डपेक्षा अधिक स्तर परंतु मल्टीलेयरपेक्षा कमी स्तर असतात. सिंगल लेयर पीसीबी फक्त एका बाजुस प्रवाहीत धातूचा थर असते तर द्विपक्षीय पीसीबीच्या दोन्ही बाजूंवर प्रवाहीत धातूचा थर असतो.
मल्टीलेयर पीसीबी : तीन किंवा अधिक द्विपक्षीय बोर्ड एकमेकांवर रचुन मल्टीलेयर पीसीबी तयार होतात. सामान्यत: स्तरांची संख्या चार ते बारा दरम्यान असते आणि ती समअंकी असते. मल्टीलेयर बोर्डमधील प्रत्येक सबस्ट्रेट लेयरमध्ये दोन्ही बाजूंना एक प्रवाहीत धातू असतो. यामध्ये बोर्ड एका विशिष्ट प्रकारचा चिकट घटक वापरुन ते एकत्र जोडले जातात आणि प्रत्येक बोर्डमध्ये विद्युतरोधक सामग्री असते. मल्टीलेयर बोर्डच्या बाहेरील बाजूस संरक्षणात्मक स्तर (सोल्जर मास्क; soldier mask) असतात.
सिंगल लेयर पीसीबीचे फायदे :
- सिंगल लेयर पीसीबीचे डिझाइन आणि उत्पादन करण्यासाठी कमी स्रोत, कमी वेळ आणि कमी निपुणता आवश्यक आहे, त्यामुळे त्यांची किंमत तुलनेने मल्टीलेयर पीसीबीपेक्षा कमी असते.
- सिंगल लेयर पीसीबी मल्टीलेयर पीसीबीपेक्षा तुलनेने साधे आहेत आणि ते सामान्य देखील आहेत,
याचा अर्थ बहुतेक डिझाइनर सहजतेने त्यांची रचना करू शकतात आणि बहुतेक निर्माते कोणत्याही समस्यांशिवाय त्यांना तयार करू शकतात. मल्टीलेयर पीसीबीपेक्षा सिंगल लेयर पीसीबीची रचना आणि उत्पादन प्रक्रिया सुलभ आहे. - सिंगल लेयर पीसीबीच्या सामान्यतेमुळे मल्टीलेयर पीसीबीपेक्षा त्यांचे उत्पादन करण्यासाठी कमी स्रोतांची आवश्यकता असते त्यामुळे त्यांचे उत्पादन करण्यासाठी कमी वेळेची आवश्यकता असते.
सिंगल लेयर पीसीबीचे तोटे:
- सिंगल लेयर बोर्डाचा साधेपणा हा त्यांच्या सर्वांत मोठ्या फायद्यांपैकी एक आहे, परंतु हि एक मर्यादादेखील आहे. अधिक जटिल उपकरणांसाठी ज्यात जास्त प्रमाणात घटक आणि जोडण्यांची आवश्यकता असते, त्यामध्ये एक स्तर पुरेशी जागा किंवा ऊर्जा प्रदान करत नाही.
- या बोर्डवरील मर्यादित जोडणी संख्यांचा परिणाम त्यांच्या शक्तीवर आणि गतीवर होतो. त्यामुळे कमी डिझाइन्स आणि अधिक सर्किटसह कमी कार्यक्षम वाटतात.
- सिंगल लेयर बोर्डची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी बोर्डची संख्या वाढवता येते परंतु यामुळे उपकरणाचा आकार वाढतो परिणामी अंतिम उत्पादनाचे वजन वाढते.
सिंगल लेयर पीसीबीचे उपयोग :
- कॉफी उत्पादकांसारख्या बऱ्याच लहान घरगुती उपकरणात सिंगल लेयर पीसीबी आढळतील. कॅलक्युलेटर, रेडिओ, प्रिंटर आणि एलईडी दिव्यांच्या मागे हेच तंत्रज्ञान आहे.
- वीज पुरवठा करणाऱ्या घटकांमधे आणि बऱ्याच प्रकारच्या सेन्सरमध्ये सिंगल लेयर पीसीबीचा उपयोग होतो.
मल्टीलेयर पीसीबीचे फायदे :
- अधिक जटिल प्रकल्पांसाठी मल्टीलेयर पीसीबी उपयुक्त ठरतात कारण अधिक जटिल असलेले उपकरण आणि अधिक सर्किट आणि घटक समाविष्ट करण्यासाठी बऱ्याचदा एकाधिक स्तर पीसीबी वापरण्याची आवश्यकता असते. मल्टीलेयर पीसीबीमधे एकापेक्षा अधिक बोर्ड असल्याने जोडण्यांकरिता भरपूर जागा सुनिश्चित करतो.
- मल्टीलेयर बोर्डना अधिक नियोजन आणि गहन उत्पादन प्रक्रिया आवश्यक असते, परिणामी ते इतर प्रकारच्या बोर्डांपेक्षा उच्च गुणवत्तेचे असतात. या बोर्डांचे डिझाइन तयार करण्यासाठी अधिक कौशल्य आणि अधिक प्रगत साधने आवश्यक असतात जेणेकरून साध्या घटकांपेक्षा आपल्याला उच्च-दर्जाचे उत्पादन मिळेल.
- मल्टीलेयर पीसीबीच्या वाढीव सर्किट घनतेमुळे, ते कमी गुंतागुंतीच्या डिझाईन्सपेक्षा अधिक शक्तिशाली असतात. त्यामुळे ते उच्च क्षमता आणि गती प्रदान करतात.
- अधिक स्तर असण्यामुळे बोर्ड अधिक घनतेचा असतो आणि त्यामुळे सिंगल लेयर पीसीबीपेक्षा अधिक टिकाऊ असतो.
मल्टीलेयर पीसीबीचे तोटे :
- एक किंवा दोन स्तर असलेल्या उत्पादनांपेक्षा जास्त स्तर असलेल्या डिझाइनिंग आणि उत्पादन बोर्ड अधिक महाग असतात. यासाठी अधिक संसाधने, अधिक वेळ आणि अधिक कौशल्य आवश्यक आहे जे किंमत वाढविते.
- सिंगल लेयर बोर्ड बनविण्यापेक्षा मल्टीलेयर बोर्ड डिझाइन करणे आणि तयार करणे ही एक गुंतागुंतीची प्रक्रिया आहे. याचा अर्थ असा की आपल्याला अत्यंत कुशल डिझाइनर आणि निर्मात्यांची गरज भासते. आपल्याकडे आवश्यक संसाधने उपलब्ध नसल्यास आपल्याला संपूर्ण प्रक्रियेत अडचणींना सामोरे जाण्याची अधिक शक्यता असते.
- विशेष मल्टीलेयर बोर्डस आवश्यक असल्यास, प्रत्येक निर्माता किंवा पुरवठादार विश्वासार्हपणे उत्पादन करू शकत नाही किंवा प्रदान करू शकत नाही. अधिक स्तरांचे बोर्ड तयार करणे, निर्मिती करणे किंवा दुरुस्ती करणे यासाठी योग्य कंपनी शोधणे कठिण आहे. जर एखाद्या बोर्डला दुरुस्तीची गरज असेल तर कुशल व्यक्ती शोधणे अवघड असते. यामुळे मल्टीलेयर बोर्ड्सची उपलब्धता कमी असतात.
मल्टीलेयर पीसीबीचे उपयोग :
- मल्टीलेयर पीसीबी मदरबोर्ड आणि सर्व्हरसह, बऱ्याच संगणक घटकांमध्ये दर्शविले जातात.
- संगणकीकृत साधने जसे लॅपटॉप, टॅब्लेट ते स्मार्ट घड्याळांमधे या प्रकारचे बोर्ड वापरतात.
- वैद्यकीय उपकरणांतही मल्टी लेयर पीसीबी आढळतात. उदा., एक्स-रे मशीन, हृदय मॉनिटर्स, सीएटी स्कॅन उपकरणे आणि इतर अनेक अनुप्रयोगांमध्ये ते दिसतात.
कळीचे शब्द : #हार्डवेअर
संदर्भ :
- https://techterms.com/definition/pcb
- https://www.pcbcart.com/article/content/single-layer-vs-multi-layer-pcbs.html
समीक्षक : रत्नदिप देशमुख
