सर्किट बोर्ड के निशान सीधे पीसीबी बोर्ड के सब्सट्रेट पर उकेरे जाते हैं। इन्हें पाथवे के नाम से भी जाना जाता है। ये निशान तारों के समान होते हैं। इन निशानों का मूल उद्देश्य सिग्नल या पावर को पीसीबी घटकों तक पहुंचाना है। उदाहरण के लिए, रिले, प्रतिरोधक, टर्मिनल, कैपेसिटर केस और कंडक्टर। तो पीसीबी इंजीनियर इस स्थिति को कैसे संभालते हैं? वे तांबे की पन्नी से एक संकीर्ण चौड़ाई में पीसीबी निशान बनाते हैं।
तो दिलचस्प बात यह है कि इन ट्रेस ने इलेक्ट्रॉनिक क्षेत्रों को बदल दिया है। उदाहरण के लिए, ये ट्रेस पारंपरिक वायरिंग विधियों को पूरी तरह से खत्म कर देते हैं। आजकल निर्माता विश्वसनीयता और मानकीकृत मार्गों के रूप में इनका उपयोग करते हैं।
सर्किट बोर्ड ट्रेसेस क्या हैं?
बहुत सरल शब्दों में, सर्किट बोर्ड ट्रेस पतली धातु की रेखाएँ होती हैं जिन्हें आप आमतौर पर सर्किट बोर्ड पर देखते हैं। बस उन्हें छोटी सड़कों की तरह समझें जिन पर बिजली चलती है। इसलिए, जब आप किसी डिवाइस को पावर देते हैं, तो बिजली इन ट्रेस के साथ प्रवाहित होती है। इसका उद्देश्य सभी भागों को एक साथ जोड़ना है।
आप देखिए, ये निशान बहुत महत्वपूर्ण हैं क्योंकि इनके बिना, आपके इलेक्ट्रॉनिक्स बिल्कुल भी काम नहीं करेंगे! मुख्य बात यह है कि वे गंदे तारों की जगह लेते हैं, जिससे डिवाइस छोटे और अधिक विश्वसनीय हो जाते हैं। यह महत्वपूर्ण क्यों है? क्योंकि आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले लगभग हर गैजेट में ये होते हैं।
सर्किट बोर्ड ट्रेस की सामग्री
पीसीबी ट्रेस की इन सामान्य सामग्रियों की जाँच करें:
● तांबा (Cu)
● एल्युमिनियम (Al)
● चांदी (Ag)
● सोना (Au)
● निकेल (Ni)
तांबा (कॉपर)
पीसीबी निर्माता तांबे (Cu) को एक आम निर्माण सामग्री के रूप में शामिल करते हैं। नतीजतन, पीसीबी में, सिग्नल संचारित करने के लिए पतले रास्ते बनाने के लिए इसका लाभ उठाया जाता है। क्या आप जानते हैं कि यह जबरदस्त विशेषताएँ प्रदान करता है? यही इसे एक अपरिहार्य विकल्प बनाता है। उदाहरण के लिए, विद्युत चालकता, किफायती मूल्य और अनुकूलता।
तांबे की अनूठी विशेषताएं और इसका प्रदर्शन इंजीनियरों की मदद करता है। यह उन्हें उत्पादक इलेक्ट्रिक गैजेट बनाने में सक्षम बनाता है। कुछ हद तक यह अपनी स्थायित्व, विश्वसनीयता और नुकसानदायक विशेषताओं से निपटने के प्रतिरोध के कारण सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है।
गुण:
● उच्च विद्युत चालकता
● तापीय चालकता
● लचीलापन
● किफायती
● जंग से बचाव
● शक्ति-से-वजन अनुपात
● विश्वसनीयता
आवेदन:
माइक्रोस्ट्रिप ट्रांसमिशन लाइन्स
तांबे के निशानों का उपयोग माइक्रोस्ट्रिप ट्रांसमिशन लाइनों में उच्च-आवृत्ति संकेतों को बेहतर बनाने के लिए किया जाता है। आप तांबे के निशानों को कस्टम चौड़ाई और मोटाई के साथ कस्टमाइज़ कर सकते हैं।
पावर एम्पलीफायरों
निर्माता पावर एम्पलीफायरों में तांबे के तार का उपयोग करते हैं ताकि वे शक्ति वितरित कर सकें और आउटपुट स्तर को नियंत्रित कर सकें।
उच्च आवृत्ति सर्किट
तांबे के निशान उच्च आवृत्ति सर्किट के प्रदर्शन को बेहतर बनाते हैं। इसमें रडार या संचार प्रणाली शामिल हैं। वे अच्छी विद्युत चालकता और कम नियंत्रण प्रतिरोध प्रदान करते हैं।
रेडियो फ्रीक्वेंसी आइडेंटिफिकेशन (RFID)
निर्माता रेडियो फ्रीक्वेंसी पहचान में तांबे के निशान जोड़ता है। जो वायरलेस तरीके से डेटा संचारित करता है। इसका उपयोग भंडारण उद्देश्यों के लिए भी किया जाता है।
एमईएमएस उपकरण
इन ट्रेस का उपयोग माइक्रोइलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरणों में किया जाता है। यह एक ही ट्रिप पर मैकेनिकल और इलेक्ट्रॉनिक तत्वों को जोड़ता है।
सौर पैनलों
सौर पैनल बाहरी अनुप्रयोगों के लिए हैं। उन्हें उन सामग्रियों के व्यापक गुणों की आवश्यकता होती है जो जंग और महत्वपूर्ण पर्यावरणीय पहलुओं का प्रतिरोध कर सकें। यही कारण है कि इंजीनियर सौर पैनलों के पीसीबी में तांबे के निशान डालता है।
सिग्नल की समग्रता
तांबे के निशान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इससे सिग्नल की अखंडता में सुधार होता है। यह विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) और क्रॉसटॉक को कम करता है।
एल्यूमीनियम (अल)
जैसा कि हम सभी जानते हैं, एल्युमीनियम का उपयोग दशकों से विनिर्माण तकनीकों में किया जाता रहा है। यह बाजार में आसानी से उपलब्ध है। इस धातु में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध गुण हैं। एल्युमीनियम पीसीबी ट्रेस एक विनिर्माण प्रक्रिया के माध्यम से बनाए जाते हैं जिसे मेटल कोर कहा जाता है।
सर्किट बोर्ड ट्रेस बनाने के लिए एल्युमिनियम मिश्र धातुओं का उपयोग हल्के वजन वाले उत्पादों के लिए महत्वपूर्ण है। इसकी तापीय चालकता विशेषताएँ ट्रांसमिशन संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाली गर्मी को नष्ट करने में मदद करती हैं।
गुण:
● कम विद्युत चालकता
● उत्कृष्ट तापीय चालकता
● हल्का
● जंग से सुरक्षा
● टिकाऊ
● विश्वसनीय
आवेदन:
क्रायोजेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स
एल्युमिनियम के निशान सुपरकंडक्टिंग वायरिंग के रूप में काम करते हैं। इससे सिग्नल सप्लाई सक्षम होती है। यही कारण है कि यह क्रायोजेनिक तापमान पर उच्च-शक्ति प्रवाह बनाए रखता है। इसके लिए काफी कम तापमान की आवश्यकता होती है। क्रायोजेनिक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पाद क्वांटम कंप्यूटिंग या प्रगतिशील अनुसंधान उपकरण और वैज्ञानिक उपकरण हैं।
एक्स-रे प्रणालियों के लिए पारदर्शी पीसीबी
एल्युमिनियम के निशानों में परमाणु संख्याएँ होती हैं। इनका उपयोग एक्स-रे सिस्टम में उनके कम एक्स-रे क्षीणन के लिए किया जाता है। यह तांबे की तुलना में विकिरण के अवशोषण को कुशलतापूर्वक कम करता है। जब उपभोक्ता किसी वस्तु का एक्स-रे करता है तो ये निशान पारदर्शी हो जाते हैं। यह स्पष्ट अवलोकन परिणामों को सक्षम बनाता है।
परमाणु किरण अनुप्रयोग
जैसा कि हमने चर्चा की है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु अच्छी तापीय चालकता प्रदान करते हैं। इसलिए, निर्माता उनका उपयोग परमाणु बीम अनुप्रयोगों को बनाने के लिए करते हैं। जिसमें उच्च विकिरण स्तर होते हैं। एल्यूमीनियम के निशान गर्मी अपव्यय का प्रबंधन करते हैं। डिटेक्शन दृष्टिकोण, परमाणु उपकरण और कण त्वरक इलेक्ट्रॉनिक्स इन निशानों का उपयोग करते हैं। इससे उन्हें गर्मी उत्पादन को कम करने में मदद मिलती है।
एलईडी प्रकाश व्यवस्था
एलईडी लाइटिंग संचालन के दौरान लगातार गर्मी पैदा करती है। इसे ऐसे तत्वों की आवश्यकता होती है जो इस अत्यधिक गर्मी को दूर स्थानांतरित कर सकें। ओवरहीटिंग को नियंत्रित करने के लिए एल्युमीनियम ट्रेस सबसे अच्छा विकल्प है।
एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव
उपभोक्ता विभिन्न औद्योगिक प्रणालियों में एल्युमीनियम ट्रेस का उपयोग करते हैं। ये ट्रेस संचालन के दौरान होने वाली ओवरहीटिंग को खत्म करते हैं। एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योगों में, एल्युमीनियम ट्रेस का उपयोग वाहनों, विमानों, घरेलू उत्पादों और उपभोक्ता उपकरणों में किया जाता है। इन उपकरणों में एल्युमीनियम ट्रेस को हीट सिंक के रूप में शामिल किया जाता है।
सिल्वर (एजी)
चांदी सोने से सस्ती होती है। यह गर्मी के लिए उच्च चालकता और संक्षारण प्रतिरोध सुविधाएँ प्रदान करती है। इससे बेहतर सोल्डरिंग को सक्षम किया जा सकता है। निर्माता तांबे की सतह की फिनिश को बढ़ाने के लिए इस सामग्री का उपयोग करते हैं। तदनुसार, यह बोर्ड असेंबली के निशान पर एक सुरक्षात्मक परत का उत्पादन करता है।
गुण:
● प्रभावी रूप से गर्मी को नष्ट करता है।
● उच्चतम विद्युत चालकता.
● तांबे की तुलना में ऑक्सीकरण का बेहतर प्रतिरोध करता है।
● महंगा
आवेदन:
उच्च आवृत्ति वाले सर्किट बोर्ड
सिल्वर ट्रेस में अच्छी करंट क्षमता होती है। यह सिग्नल ट्रांसमिशन को सपोर्ट करता है। ये ट्रेस उच्च आवृत्तियों पर सिग्नल में रुकावट को खत्म करते हैं। इनका उपयोग आरएफ सर्किट और सटीक सिग्नल ट्रांसमिशन वाले उत्पादों में किया जाता है।
चिकित्सा उपकरण
सिल्वर ट्रेस का उपयोग पेसमेकर और डायग्नोस्टिक उपकरणों में किया जाता है। इसका मूल उद्देश्य क्या है? इन ट्रेस को उपकरणों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए PCB में डाला जाता है। इससे उन्हें संवेदनशील मशीनों से सटीक जानकारी एकत्र करने में मदद मिलती है।
सैन्य प्रणालियाँ
चांदी धातु तांबे के लिए एक किफायती विकल्प है। इसलिए, इसका व्यापक रूप से सैन्य प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। यह समुद्री अनुप्रयोगों को चरम स्थितियों से बचाता है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स
पीसीबेसिक जैसी पीसीबी कंपनियां सुरक्षित और विश्वसनीय इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने पर ध्यान केंद्रित करती हैं. सिल्वर ट्रेस पीसीबी को सोल्डरिंग के लिए एक अतिरिक्त परत प्रदान करते हैं। इससे एप्लिकेशन का जीवनकाल और पहनने योग्यता बढ़ जाती है।
सोना (Au)
सोना अन्य धातुओं की तुलना में एक महंगी सामग्री है। हालाँकि, सोने में कई तरह के गुण होते हैं। आप इस सामग्री को सर्किट बोर्ड के टिकाऊ निशान बनाने के लिए शामिल कर सकते हैं। इसकी प्राथमिक विशेषताओं (संक्षारण प्रतिरोध, लचीलापन और तापीय क्षमता) के अलावा, यह तारों के बीच मजबूत बंधन को सक्षम बनाता है। यह सामग्री जैव-संगत है और जल्दी पिघल जाती है। निर्माता इस घटक को उपन्यास उपज उत्पादन के लिए रीसायकल कर सकता है।
गुण:
● ऑक्सीकरण और संक्षारण के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध
● जैवसंगत
● सतह खत्म
● महंगा
● लचीलापन
● पिघलना आसान
● अच्छी सोल्डरिंग
● सीसा रहित
आवेदन:
एज कनेक्टर और स्विच संपर्क
पीसीबी में एज कनेक्टर और स्विच कॉन्टैक्ट को कोट करने के लिए सोने के पदार्थ का उपयोग किया जाता है। इससे समय के साथ एक स्थिर कनेक्शन बनाने में मदद मिलती है।
माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक
पीसीबी में आईसी या सेमीकंडक्टर जैसे माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स का योगदान अधिक होता है। यही कारण है कि इसकी चालकता विशेषताओं को स्थिर करने के लिए सोने को चुना जाता है।
विद्युत उपकरण
सोने की परत वाले कॉलम का इस्तेमाल इलेक्ट्रॉनिक गैजेट जैसे कंप्यूटर, पहनने योग्य वस्तुओं और स्मार्टफोन में किया जाता है। वे सेकेंडरी सर्किट के माध्यम से मदरबोर्ड से जुड़े होते हैं।
अंतरिक्ष यान और उपग्रह
अंतरिक्ष यान और उपग्रह अनुप्रयोग जोखिमपूर्ण जलवायु का सामना करने के लिए पीसीबी में सोने के निशान का उपयोग करते हैं। ये निशान उनके संचार संचरण और बिजली प्रणालियों को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करते हैं।
निकल (नी)
निकेल मटेरियल का इस्तेमाल आमतौर पर पीसीबी में कॉपर प्लेट पर डबल-कोट लेयर बनाने के लिए किया जाता है। पहली परत प्लेट को जंग और ऑक्सीकरण से बचाती है। इसी तरह, दूसरी परत इसकी लंबी उम्र बढ़ाती है। यह धातु सोल्डर के हिस्सों और कॉपर के बीच अवरोध का काम भी करती है।
गुण:
● ऑक्सीकरण के प्रति मजबूत प्रतिरोध प्रदान करते हैं।
● जीवनकाल बढ़ाएँ
● सोल्डरेबिलिटी
● मध्यम विद्युत चालकता
● कठोरता
आवेदन:
ENIG प्लेटिंग
इलेक्ट्रोलेस निकेल इमर्शन गोल्ड प्लेटिंग पीसीबी पर बनाई गई है। यह ऑक्सीकरण से सुरक्षा की एक अतिरिक्त परत प्रदान करती है।
प्लेटेड थ्रू-होल
इंजीनियर छेदों के माध्यम से प्लेट बनाने के लिए निकल का उपयोग करते हैं। वे बहु-परत पीसीबी की यांत्रिक शक्ति में सुधार करते हैं।
कनेक्टर और संपर्क बिंदु
पीसीबी के कनेक्टर और संपर्क बिंदुओं को दीर्घकालिक उपयोग के लिए मजबूत एकीकरण की आवश्यकता होती है। इसलिए, निकल सामग्री का उपयोग सोल्डरिंग और घटकों को हार्नेस प्रदान करने के लिए किया जाता है।
पीसीबी ट्रेस मोटाई
पीसीबी ट्रेस की मोटाई को ट्रेस की चौड़ाई और ऊंचाई के रूप में जाना जाता है। इसे प्रोजेक्ट डिज़ाइन के आधार पर तय किया जा सकता है। आमतौर पर, सर्किट बोर्ड ट्रेस की मोटाई 0.008 इंच से लेकर 0.240 इंच तक होती है। पीसीबी ट्रेस की मोटाई निर्धारित करते समय निम्नलिखित कारकों पर विचार करें:
● मानक मोटाई
● ट्रेस चौड़ाई
● ट्रेस समाप्ति
● ट्रेस आकार कैलकुलेटर
मानक मोटाई
सरल से लेकर औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए PCB ट्रेस की मानक मोटाई लगभग 0.5 औंस/फ़ीट2 से 2 औंस/फ़ीट2 होती है। हालाँकि, उच्च-वोल्टेज बिजली वाले भारी-भरकम प्रोजेक्ट के लिए 6 औंस/फ़ीट2 या उससे ज़्यादा की ज़रूरत होती है।
ट्रेस चौड़ाई
ट्रेस चौड़ाई का निर्धारण आमतौर पर पीसीबी के निर्माता द्वारा तय और निर्दिष्ट किया जाता है। यह तांबे के संचालन की पतली रेखा को संदर्भित करता है। जो सिग्नल ट्रांसमिशन को वहन करती है।
ट्रेस समाप्ति
एक और बात जो पाठकों को याद रखनी चाहिए वह यह है कि ट्रेस और पैड का जंक्शन भी ट्रेस की मोटाई को प्रभावित करता है। ट्रेस की चौड़ाई मुख्य रूप से SOIC फुटप्रिंट में पैड की चौड़ाई के अनुसार तय की जाती है।
ट्रेस आकार कैलकुलेटर
पीसीबी के निर्माता ट्रेस मोटाई का वजन करने के लिए ट्रेस साइज कैलकुलेटर का भी उपयोग करते हैं। इससे उन्हें ओवरहीटिंग और शॉक के जोखिम से बचने के लिए उचित आयाम चुनने में मदद मिलती है।
पीसीबी ट्रेस चौड़ाई बनाम वर्तमान
पीसीबी ट्रेस चौड़ाई बनाम करंट क्या है? अगर हम इसे बहुत सरल बनाते हैं, तो आप कह सकते हैं कि पीसीबी ट्रेस और करंट के बीच का संबंध ट्रांसमिशन क्षमता को दर्शाता है। ट्रेस मोटाई का आकार कम से लेकर उच्च करंट पावर के वोल्टेज को काफी हद तक प्रभावित करता है। इसलिए, पीसीबी की विश्वसनीयता बढ़ाने के लिए सही आकार का चयन आवश्यक है।
वर्तमान के लिए पीसीबी ट्रेस चौड़ाई की गणना:
● आईपीसी-2221 मानक
● विचार करने योग्य कारक
आईपीसी-2221 मानक
IPC-2221 सबसे प्रभावी तरीका है। इससे निर्माताओं को ट्रेस मोटाई का सटीक आकार निर्धारित करने में मदद मिलती है। यह वर्तमान क्षमता और तापमान वृद्धि के सूत्रों और चार्ट के रूप में कई महत्वपूर्ण पहलुओं को इंगित करता है। नीचे दिए गए चार्ट को देखें। यह आपको मोटाई का आकार चुनने के तरीके के बारे में मार्गदर्शन करेगा। यह बाहरी और आंतरिक परतों की वर्तमान क्षमता पर आधारित है।
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धारा (एम्पीयर)
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बाहरी ट्रेस चौड़ाई (मिलियन)
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आंतरिक ट्रेस चौड़ाई (मिलियन)
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बाहरी ट्रेस चौड़ाई (मिलियन)
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आंतरिक ट्रेस चौड़ाई (मिलियन)
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(10°C की वृद्धि)
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(10°C की वृद्धि)
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(20°C की वृद्धि)
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(20°C की वृद्धि)
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0.5
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6
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12
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4
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7
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1
|
12
|
24
|
7
|
14
|
|
2
|
20
|
40
|
12
|
24
|
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3
|
30
|
60
|
20
|
40
|
|
5
|
50
|
100
|
30
|
60
|
|
10
|
100
|
200
|
60
|
120
|
|
15
|
150
|
300
|
100
|
200
|
विचार करने के लिए कारक
● वर्तमान प्रवाह
● अनुमेय तापमान वृद्धि
● पीसीबी परत
सर्किट बोर्ड के निशानों की मरम्मत कैसे करें?
इसलिए, जब सर्किट बोर्ड पर कोई ट्रेस टूट जाता है, तो आप उसे खुद ही ठीक कर सकते हैं। बुनियादी बात यह है कि आपको बिजली के प्रवाह के लिए एक नया रास्ता बनाना होगा। सबसे पहले, PCB की मरम्मत के लिए क्षतिग्रस्त क्षेत्र को साफ करें। आप देखेंगे, कोई भी गंदगी मरम्मत को चिपकने से रोकेगी। फिर टूटे हुए ट्रेस को फिर से जोड़ने के लिए कंडक्टिव पेंट, सोल्डर या पतले तार का उपयोग करें।
यह सुनिश्चित करना मुख्य बिंदु है कि नया कनेक्शन सुरक्षित है और पूर्ण संपर्क बना रहा है। यह महत्वपूर्ण क्यों है? क्योंकि एक कमजोर मरम्मत जल्द ही फिर से विफल हो जाएगी। समझे? यदि आपके पास ठीक सर्किट बोर्ड ट्रेस मरम्मत है, तो वे आपको पूरे बोर्ड को बदलने से बचाएंगे!
निष्कर्ष
सर्किट बोर्ड ट्रेस सर्किट बोर्ड के मानक मार्ग हैं। वे सभी तत्वों में संकेतों के संचरण को वितरित करते हैं। निर्माता अपने वांछित ट्रेस बनाने के लिए कई सामग्रियों में से चुन सकते हैं। इन ट्रेस का व्यापक रूप से सिग्नल अखंडता के लिए कई अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। ट्रेस की मोटाई और चौड़ाई सीधे उनके प्रदर्शन को प्रभावित करती है। इसलिए, कार्यात्मक गुणों के साथ अपने पीसीबी ट्रेस को डिज़ाइन करते समय विशिष्ट पहलू पर विचार करें।
