कठोर-फ्लेक्स पीसीबी बनाम फ्लेक्स पीसीबी

पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स में उन्नति के लिए छोटे और घुमावदार बाड़ों की आवश्यकता होती है, और पीसीबी और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उच्च विश्वसनीयता और मजबूत अंतर्संबंधों की आवश्यकता होती है। स्मार्टफोन और डिजिटल कैमरों जैसे हाथ में पकड़े जाने वाले इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को कम फॉर्म फैक्टर वाले हल्के वजन की आवश्यकता होती है। इन चुनौतीपूर्ण चुनौतियों को कठोर फ्लेक्स-प्रिंटेड सर्किट बोर्ड द्वारा पूरा किया जाता है जो झुक सकते हैं और फ्लेक्स कर सकते हैं। पारंपरिक पीसीबी केवल कठोर पीसीबी होते हैं और लचीले नहीं होते हैं। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी डिजाइनरों को अधिक जटिल, मजबूत और सघन पीसीबी डिजाइन करने की अनुमति देते हैं जो हल्के होते हैं, वजन और स्थान कम करते हैं, और प्रदर्शन बढ़ाते हैं। यह कठोर-फ्लेक्स पीसीबी को तकनीकी उद्योगों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है।

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी क्या है?

कठोर-फ्लेक्स प्रिंटेड सर्किट बोर्ड एक प्रकार की PCB तकनीक है जो लचीली और कठोर सब्सट्रेट PCB तकनीकों दोनों के लाभों का उपयोग करती है। इसका मतलब है कि इन बोर्डों में एक कठोर हिस्सा होता है और दूसरा हिस्सा लचीला होता है और इसे आसानी से मोड़ा या मोड़ा जा सकता है। कठोर-फ्लेक्स PCB डिज़ाइनरों को विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में त्रि-आयामी आकार डिज़ाइन करने की रचनात्मक स्वतंत्रता देते हैं। 

डिजाइन में कठोर और लचीले दोनों वर्गों का अपना विशिष्ट उद्देश्य होता है। कठोर खंड संरचनात्मक समर्थन प्रदान करने और सभी घटकों को पकड़ने के लिए जिम्मेदार होता है। लचीला खंड दो कठोर क्षेत्रों के बीच अंतर्संबंध प्रदान करने और PCB को मोड़ने और मोड़ने की अनुमति देने के लिए जिम्मेदार होता है। अनुप्रयोग के प्रकार के आधार पर, एक या अधिक लचीले सर्किट कठोर बोर्डों से जुड़े होते हैं। 

कठोर-लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड का उपयोग उनके लचीलेपन, छोटे आकार और सीमित स्थान की स्थिति के कारण चिकित्सा उपकरणों, रक्षा, पहनने योग्य और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से किया जाता है।

कठोर-लचीला पीसीबी कैसे बनाएं?

फ्लेक्स शब्द का तात्पर्य ऐसे PCB से है जो बिना टूटे मुड़ और मुड़ सकता है और रिजिड का मतलब है ऐसा PCB जो विश्वसनीय और मजबूत हो। रिजिड-फ्लेक्स PCB की निर्माण प्रक्रिया रिजिड PCB की तुलना में बहुत अधिक जटिल है, लेकिन यह पारंपरिक रिजिड PCB की तुलना में विभिन्न क्षमताएँ प्रदान करता है।

कठोर फ्लेक्स पीसीबी क्षमताएं

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी के साथ आपके डिवाइस में पारंपरिक पीसीबी की तुलना में कई क्षमताएं होती हैं।

1.     उन्नत सिग्नल अखंडता: कठोर-फ्लेक्स पीसीबी इंटरकनेक्ट को न्यूनतम करता है, जिससे शोर और विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप (ईएमआई) कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल अखंडता के मुद्दों में सुधार होता है।

2.     उच्च विश्वसनीयता: कठोर-लचीले मुद्रित सर्किट बोर्ड में सोल्डर जोड़ों की न्यूनतम संख्या के कारण विफलता का जोखिम कम हो जाता है। लचीले खंड की क्षमता पीसीबी को बिना टूटे झुकने और लचीला होने की अनुमति देती है। इन बोर्डों का लचीलापन उन्हें कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों और उच्च यांत्रिक तनाव को सहन करने में सक्षम बनाता है।

3.     कॉम्पैक्ट और स्थान-कुशल डिजाइन: रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी डिज़ाइन के साथ, आपके उत्पाद में कनेक्टर और केबल की संख्या कम होगी। यह डिवाइस को हल्का, स्मार्ट और कॉम्पैक्ट बनाएगा जो मेडिकल डिवाइस, पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और एयरोस्पेस जैसे कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है। 

4.     बेहतर यांत्रिक स्थिरता: कठोर-लचीले बोर्डों का लचीलापन, उपकरण की उच्च यांत्रिक तनाव को झेलने की क्षमता को बढ़ाता है तथा उन्हें अधिक स्थिर बनाता है।

कठोर फ्लेक्स पीसीबी विनिर्माण प्रक्रिया

अपने डिवाइस के लिए उच्च गुणवत्ता वाला रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी डिज़ाइन करने के लिए रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी को समझना महत्वपूर्ण है। रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी की निर्माण प्रक्रिया में कई महत्वपूर्ण चरण शामिल हैं।

यह विनिर्माण प्रक्रिया का पहला चरण है, जिसमें डिज़ाइन इंजीनियर रिजिड-फ्लेक्स PCB स्टैक को परिभाषित करते हैं और डिवाइस की विस्तृत योजनाएँ डिज़ाइन करते हैं। इंजीनियरों ने इस चरण में रिजिड-फ्लेक्स PCB की सामग्री और झुकने वाली त्रिज्या जैसे कारकों पर भी विचार किया और अंतिम गेरबर फ़ाइलें तैयार कीं। डिज़ाइनर ज़्यादातर रिजिड-फ्लेक्स PCB डिज़ाइन करने के लिए Altium Designer और Autodesk Eagle का इस्तेमाल करते हैं।

कठोर-लचीले PCB बनाने में सामग्री का चयन एक महत्वपूर्ण कदम है। इस चरण में, इंजीनियर कठोर और लचीले PCB खंडों के लिए सामग्री चुनते हैं। आम तौर पर, बोर्ड के कठोर खंडों के लिए FR4 सामग्री का उपयोग किया जाता है, और लचीले PCB भागों के लिए पॉलीइमाइड का उपयोग किया जाता है।

एक बार डिज़ाइन को अंतिम रूप दे दिया जाता है, तो लेजर या मैकेनिकल ड्रिलिंग का उपयोग करके पीसीबी में छेद और छेद ड्रिल किए जाते हैं। ड्रिलिंग के बाद, छेदों में विद्युत संपर्क सुनिश्चित करने के लिए प्लेटिंग नामक प्रक्रिया का उपयोग करके तांबे की एक पतली परत जमा की जाती है। प्लेटिंग प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि सिग्नल और पावर रिजिड-फ्लेक्स की विभिन्न परतों के बीच प्रभावी ढंग से स्थानांतरित हो। रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड को भी लेजर या सीएनसी मशीन का उपयोग करके उसके अंतिम आकार में काटा जाता है।

इस चरण में, पीसीबी की कठोर और लचीली दोनों परतों को अत्यधिक तापमान और यांत्रिक तनाव के तहत लेमिनेट किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कठोर-लचीले पीसीबी में अधिकतम संरचनात्मक बंधन और यांत्रिक स्थिरता हो।

अब रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी घटक प्लेसमेंट के लिए तैयार है। सबसे पहले, सोल्डर पेस्ट को घटक पैड पर लगाया जाता है। सरफेस माउंट टेक्नोलॉजी (SMT) और थ्रू-होल टेक्नोलॉजी (THT) का उपयोग करके, घटकों को रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी पर रखा जाता है। अंत में, घटकों को निर्दिष्ट पैड पर जोड़ने के लिए रीफ्लो सोल्डरिंग का उपयोग किया जाता है। पीसीबी असेंबली की लचीलापन सुनिश्चित करने के लिए लचीले हिस्से को पॉलीमाइड का उपयोग करके लेपित किया जाता है।

अंत में, रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड विभिन्न परीक्षणों से गुजरता है, जैसे कि विद्युत और यांत्रिक परीक्षण, साथ ही स्वचालित ऑप्टिकल निरीक्षण (AOI)। रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड का विद्युत परीक्षण संभावित शॉर्ट और ओपन सर्किट की पहचान करता है। यांत्रिक परीक्षण यह सुनिश्चित करता है कि फ्लेक्स पीसीबी बोर्ड झुकने और यांत्रिक तनाव का सामना कर सकता है। AOI का उपयोग रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड के साथ निर्माता की खामियों की पहचान करने के लिए किया जाता है। अंत में, यह सुनिश्चित करने के लिए गुणवत्ता निरीक्षण किया जाता है कि रिजिड-फ्लेक्स बोर्ड सभी गुणवत्ता मानकों को पूरा करता है।

कठोर फ्लेक्स पीसीबी के लाभ

जबकि कठोर सर्किट बोर्डों के अपने विशिष्ट लाभ हैं, जैसे उच्च मात्रा उत्पादन और लागत दक्षता, कठोर-फ्लेक्स पीसीबी, कठोर पीसीबी असेंबली की तुलना में अनेक लाभ प्रदान करता है। 

1.     लचीला डिजाइन: कठोर-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड डिजाइनरों को अधिक जटिल और लचीले डिजाइन बनाने की अनुमति देते हैं। यह उन अनुप्रयोगों के लिए सबसे अच्छा है जहाँ कॉम्पैक्ट और फोल्डेबल डिवाइस जैसे झुकने और लचीलेपन की आवश्यकता होती है। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी का झुकना और लचीलापन डिजाइनरों को उद्योग की जरूरतों के अनुसार अपने डिजाइन को अनुकूलित करने की अनुमति देता है।  

2.     कॉम्पैक्ट और लाइटवेट: रिजिड-फ्लेक्स असेंबली का लचीला भाग कनेक्टर और केबल के उपयोग को कम करता है जिससे वे कॉम्पैक्ट और हल्के होते हैं। रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी की ये विशेषताएं उन्हें मेडिकल, एयरोस्पेस और पहनने योग्य उपकरणों के लिए आदर्श बनाती हैं। उदाहरण के लिए, चिकित्सा उद्योग में हृदय रोगियों के लिए उपयोग किए जाने वाले पेसमेकर डिवाइस को कॉम्पैक्ट और लचीले डिज़ाइन की आवश्यकता होती है।

3.     स्थान की बचत और दक्षता: चिकित्सा और एयरोस्पेस उपकरणों जैसे कई अनुप्रयोगों में, स्थान डिज़ाइन भाग का एक आवश्यक पैरामीटर है। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी भारी कनेक्टर और केबल को हटाकर स्थान-बचत लाभ प्रदान करता है। इन सर्किट बोर्डों को तंग जगहों में फिट करने के लिए मोड़ा और मोड़ा जा सकता है, जिससे वे पारंपरिक कठोर पीसीबी की तुलना में अधिक कुशल बन जाते हैं।

4.     विश्वसनीयता और स्थायित्व: रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड में बहुत कम इंटरकनेक्ट और सोल्डर जोड़ होते हैं, जिसके लिए कनेक्टर और केबल का न्यूनतम उपयोग करना पड़ता है। कनेक्टर और सोल्डर जोड़ों के कम उपयोग से उनके विफल होने की संभावना कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप डिवाइस की विश्वसनीयता में सुधार होता है। इन PCB का लचीलापन, जैसे कि फोल्डिंग और बेंडिंग, उन्हें उच्च तापमान और दबाव जैसी कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने की अनुमति देता है, जिसके परिणामस्वरूप पारंपरिक रिजिड PCB की तुलना में अधिक टिकाऊपन होता है।

5.     जटिल आकृतियों का प्रावधान: कठोर-लचीले सर्किट बोर्डों के झुकने और मोड़ने की तरह लचीलापन, तंग स्थानों में फिट होने के लिए जटिल बोर्ड आकृतियों के निर्माण को सक्षम बनाता है।

कठोर फ्लेक्स पीसीबी अनुप्रयोग

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास के लिए कॉम्पैक्ट, स्मार्ट और लचीले डिज़ाइन की आवश्यकता होती है। कठोर-लचीला पीसीबी उद्योग की ज़रूरतों को पूरा करता है और इसका उपयोग कई तरह के अनुप्रयोगों में किया जाता है।

1.     चिकित्सा उपकरण: कठोर फ्लेक्स सर्किट बोर्ड अपनी विश्वसनीयता और लचीलेपन के कारण चिकित्सा उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इन PCB का लचीलापन उन्हें हृदय रोगियों के लिए उपयोग किए जाने वाले पेसमेकर उपकरणों जैसे अनियमित आकृतियों में फिट होने की अनुमति देता है। अन्य चिकित्सा अनुप्रयोग जहां कठोर-फ्लेक्स PCB का उपयोग किया जाता है, उनमें CT स्कैनर, ECG मॉनिटरिंग डिवाइस और रक्तचाप मॉनिटरिंग डिवाइस शामिल हैं।

2.     पहनने योग्य उपकरण: कठोर-लचीले सर्किट बोर्डों का उपयोग पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों जैसे स्मार्ट घड़ियों, वायरलेस ईयरबड्स और ब्लूटूथ उपकरणों में किया जाता है, जिनके लिए हल्के और लचीले डिजाइन की आवश्यकता होती है।

3.     एयरोस्पेस उद्योग: एयरोस्पेस उद्योग में, जैसे विमान, जहाँ स्थान और वजन आवश्यक डिज़ाइन पैरामीटर हैं। इन अनुप्रयोगों में कठोर-फ्लेक्स पीसीबी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि वे हल्के होते हैं, कम जगह की आवश्यकता होती है, और उच्च विश्वसनीयता होती है। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी की उच्च तापमान और अत्यधिक यांत्रिक तनाव जैसी कठोर पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना करने की क्षमता उन्हें अंतरिक्ष यान और सैन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाती है।

4.     उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स:  उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स एक सामान्य अनुप्रयोग है, जहां कठोर-लचीले सर्किट बोर्ड का उपयोग उनके लचीलेपन के कारण किया जाता है, जैसे कि डिजिटल कैमरा, स्मार्टफोन और हैंडहेल्ड डिवाइस जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को मोड़ना और मोड़ना। 

5.     अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी: कठोर-लचीले पीसीबी का उपयोग अंतरिक्ष मिशन उपकरणों जैसे जीपीएस उपग्रहों, मंगल रोवर्स, चंद्र मिशन उपकरणों और अंतरिक्ष वाहनों में भी उनके हल्के वजन और अत्यधिक तापमान में उतार-चढ़ाव को झेलने की क्षमता के कारण किया जाता है।

कठोर फ्लेक्स सर्किट बोर्ड कब चुनें?

जैसा कि चर्चा की गई है, पारंपरिक कठोर सर्किट बोर्डों की तुलना में कठोर-फ्लेक्स सर्किट बोर्डों के विभिन्न फायदे हैं, लेकिन आपकी परियोजना के लिए कठोर-फ्लेक्स पीसीबी का चयन काफी हद तक परियोजना के विशिष्ट अनुप्रयोग और आवश्यकता पर निर्भर करता है।

यदि आपके प्रोजेक्ट में उच्च विश्वसनीयता, स्थायित्व और लचीलेपन की आवश्यकता है, तो कठोर-फ्लेक्स पीसीबी इन डिज़ाइन विचारों के लिए आदर्श हैं। उदाहरण के लिए, ऐसे अनुप्रयोग जिनमें चिकित्सा और सैन्य उपकरणों जैसे स्थान की कमी, स्मार्टफ़ोन और इयरफ़ोन जैसे हल्के वजन की कमी और उच्च तापमान को झेलने की क्षमता जैसी विश्वसनीयता की कमी की आवश्यकता होती है। इन प्रकार के अनुप्रयोगों में, कठोर फ्लेक्स पीसीबी आदर्श हैं और आपको उच्च गुणवत्ता वाले उत्पादों के लिए इन अनुप्रयोगों में कठोर फ्लेक्स का चयन करना चाहिए।

फ्लेक्स पीसीबी बनाम कठोर-फ्लेक्स पीसीबी

फ्लेक्स पीसीबी एक प्रकार का सर्किट बोर्ड है जिसे बिना टूटे मोड़ने और मोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह यांत्रिक तनाव को सहन करने में सक्षम है। फ्लेक्स पीसीबी में कोई कठोर हिस्सा नहीं होता है। इनका उपयोग मुख्य रूप से स्मार्ट घड़ियों और इयरफ़ोन जैसे पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स में किया जाता है, जहाँ स्थान की कमी आवश्यक डिज़ाइन पैरामीटर हैं।

कठोर-फ्लेक्स प्रिंटेड सर्किट बोर्ड एक प्रकार की PCB तकनीक है जिसे लचीले और कठोर सब्सट्रेट PCB तकनीकों दोनों से लाभ उठाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका मतलब है कि इन बोर्डों में एक कठोर हिस्सा होता है और दूसरा हिस्सा लचीला होता है और इसे आसानी से मोड़ा या मोड़ा जा सकता है। कठोर-फ्लेक्स PCB का व्यापक रूप से चिकित्सा, उपग्रह संचार, सैन्य और एयरोस्पेस उद्योगों जैसे अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहाँ स्थान, विश्वसनीयता, स्थायित्व और लचीलापन आवश्यक डिज़ाइन बाधाएँ हैं।

फ्लेक्स पीसीबी का अवलोकन

फ्लेक्स पीसीबी ऐसे सर्किट बोर्ड होते हैं जिन्हें बिना नुकसान पहुंचाए मोड़ा और मोड़ा जा सकता है। फ्लेक्स सर्किट बोर्ड का उपयोग मुख्य रूप से हल्के, लचीले और कॉम्पैक्ट डिज़ाइन प्राप्त करने के लिए किया जाता है जो चरम पर्यावरणीय परिस्थितियों का सामना कर सकते हैं और कंपन को सहन कर सकते हैं। फ्लेक्स पीसीबी के विशिष्ट अनुप्रयोग स्मार्टवॉच, ईयरबड और स्मार्ट कपड़े हैं।

फ्लेक्स पीसीबी बनाम कठोर-फ्लेक्स पीसीबी

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, रिजिड-फ्लेक्स सर्किट बोर्ड कई तरह के अनुप्रयोगों के लिए लचीले, विश्वसनीय और हल्के डिज़ाइन समाधान प्रदान करते हैं। रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी की अनूठी विशेषताएं उन्हें चिकित्सा, एयरोस्पेस, दूरसंचार, उपग्रह संचार, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाती हैं। आपके प्रोजेक्ट के लिए रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी चुनने का विकल्प काफी हद तक विचाराधीन अनुप्रयोगों और डिज़ाइन मापदंडों के प्रकार पर निर्भर करता है। इसलिए, डिजाइन इंजीनियरों के लिए अपने डिजाइन उत्पादों के लिए अच्छी तरह से सूचित निर्णय लेने के लिए रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी को समझना आवश्यक है।