मल्टीलेयर पीसीबी परिभाषा
आम तौर पर, सिंगल-साइडेड, डबल-साइडेड और मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड होते हैं। कुछ सरल विद्युत उपकरणों, जैसे रेडियो के लिए, सिंगल-साइडेड पीसीबी पर्याप्त है। हालांकि, समय के विकास के साथ, बहु-कार्यात्मक और छोटे-मात्रा वाले इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए, सिंगल-साइडेड और डबल-साइडेड पीसीबी पूरी तरह से आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकते हैं, लेकिन मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड का उपयोग किया जाना चाहिए। मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के कई फायदे हैं, जैसे: उच्च असेंबली घनत्व और छोटी मात्रा; इलेक्ट्रॉनिक घटकों के बीच कनेक्शन छोटा होता है, सिग्नल ट्रांसमिशन की गति तेज होती है, और वायरिंग सुविधाजनक होती है; अच्छा परिरक्षण प्रभाव, आदि।
मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की परतों की संख्या की कोई सीमा नहीं है। वर्तमान में, मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की 100 से अधिक परतें हैं, आमतौर पर 4L और 6L पीसीबी बोर्ड। फिर, मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की तुलना सिंगल-साइडेड पीसीबी और डबल-साइडेड पीसीबी से की जाती है, कौन सी परतें किससे बनी होती हैं? उनके अर्थ और उपयोग क्या हैं? आइए एक साथ नज़र डालते हैं।

सिग्नल परत
सिग्नल परत को शीर्ष परत, मध्य परत और निचली परत में विभाजित किया जाता है, और इसका उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न घटकों को रखने या वायरिंग और वेल्डिंग के लिए किया जाता है।

आंतरिक समतल परत
आंतरिक समतल परत, जिसे आंतरिक पावर परत के रूप में भी जाना जाता है, बिजली लाइनों और ग्राउंड लाइनों के लेआउट के लिए समर्पित है। इस प्रकार की परत का उपयोग केवल मल्टीलेयर PCB बोर्ड के लिए किया जाता है। हम इसे डबल-लेयर, 4L और 6L बोर्ड कहते हैं, जो आम तौर पर सिग्नल परतों और आंतरिक पावर/ग्राउंड परतों की संख्या को संदर्भित करता है।

यांत्रिक परत
मैकेनिकल लेयर पूरे मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की उपस्थिति को परिभाषित करता है। वास्तव में, जब हम मैकेनिकल लेयर के बारे में बात करते हैं, तो हमारा मतलब पूरे मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की उपस्थिति संरचना से होता है। मैकेनिकल लेयर का उपयोग आम तौर पर बोर्ड बनाने और असेंबली विधियों के बारे में सांकेतिक जानकारी रखने के लिए किया जाता है, जैसे सर्किट बोर्ड की भौतिक आयाम रेखा, डेटा, वाया सूचना, आदि। यह जानकारी डिज़ाइन कंपनियों या पीसीबी निर्माताओं की आवश्यकताओं के अनुसार भिन्न होती है। इसके अलावा, डिस्प्ले को एक साथ आउटपुट करने के लिए मैकेनिकल लेयर को अन्य लेयर से जोड़ा जा सकता है।

सोल्डर मास्क परत
मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के उस हिस्से को संदर्भित करता है जिसे हरे सोल्डरमास्क तेल से रंगा जाना है। दरअसल, सोल्डरमास्क परत नकारात्मक आउटपुट का उपयोग करती है, इसलिए बोर्ड पर सोल्डरमास्क परत के आकार को मैप करने के बाद, सोल्डरमास्क को हरे तेल से नहीं रंगा जाता है, बल्कि तांबे को उजागर किया जाता है। आमतौर पर, तांबे की पन्नी की मोटाई बढ़ाने के लिए, सोल्डरमास्क से हरे तेल को हटा दिया जाता है, और फिर तांबे के तार की मोटाई बढ़ाने के लिए टिन जोड़ा जाता है।

मास्क परत चिपकाएँ
इसका कार्य सोल्डरमास्क परत के समान है, सिवाय इसके कि यह मशीन वेल्डिंग के दौरान सतह पर लगे घटक के पैड से मेल खाता है। शायद इस बिंदु पर, हर कोई अभी भी सोल्डरमास्क परत और पेस्ट मास्क परत की अवधारणाओं के बारे में भ्रमित है। वास्तव में, संक्षेप में:

भूमिका:
① सोल्डरमास्क परत का उपयोग मुख्य रूप से पीसीबी कॉपर फ़ॉइल को सीधे हवा के संपर्क में आने से रोकने और सुरक्षात्मक भूमिका निभाने के लिए किया जाता है।
② पेस्ट मास्क परत का उपयोग स्टेंसिल जाल बनाने के लिए किया जाता है, और स्टेंसिल जाल सोल्डर किए जाने वाले एसएमडी पैड पर सोल्डर पेस्ट को सटीक रूप से लगा सकता है।

अंतर:
① सोल्डरमास्क परत का मतलब वेल्डिंग की अनुमति देने के लिए सोल्डरमास्क हरे तेल के पूरे टुकड़े पर एक खिड़की खोलना है।
② डिफ़ॉल्ट रूप से, सोल्डर मास्क के बिना सभी क्षेत्रों को हरे तेल के साथ लेपित किया जाना चाहिए।
③ सोल्डर फ्लक्स परत का उपयोग एसएमडी पैकेजिंग के लिए किया जाता है।


परत बाहर रखें
उस क्षेत्र को परिभाषित करने के लिए उपयोग किया जाता है जहाँ घटकों और तारों को सर्किट बोर्ड पर प्रभावी ढंग से रखा जा सकता है। इस मंजिल पर एक बंद क्षेत्र को वायरिंग के लिए प्रभावी क्षेत्र के रूप में बनाएं, और इस क्षेत्र के बाहर स्वचालित रूप से वायरिंग करना असंभव है।

सिल्कस्क्रीन परत
सिल्कस्क्रीन परत का उपयोग मुख्य रूप से मुद्रित जानकारी रखने के लिए किया जाता है, जैसे घटकों की रूपरेखा और अंकन, विभिन्न एनोटेशन सिल्कस्क्रीन, आदि। आम तौर पर, सभी प्रकार के चिह्नित सिल्कस्क्रीन शीर्ष सिल्कस्क्रीन परत में होते हैं, और नीचे की सिल्कस्क्रीन परत को बंद किया जा सकता है।

मल्टी लेयर
सर्किट बोर्ड के ऊपरी पैड और छेद के माध्यम से प्रवेश करने के लिए पूरे मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड को भेदने और विभिन्न प्रवाहकीय पैटर्न परतों के साथ विद्युत कनेक्शन स्थापित करने की आवश्यकता होती है, इसलिए सिस्टम विशेष रूप से एक अमूर्त मल्टी-लेयर सेट करता है। आम तौर पर, पैड और वायस को मल्टी-लेयर पर व्यवस्थित किया जाना चाहिए, और यदि यह परत बंद है, तो पैड और वायस प्रदर्शित नहीं किए जा सकते हैं।

ड्रिल परत
ड्रिलिंग परत सर्किट बोर्ड निर्माण प्रक्रिया में ड्रिलिंग संबंधी जानकारी प्रदान करती है (उदाहरण के लिए, पैड और वायस को ड्रिल करने की आवश्यकता होती है)।

प्रणाली
कार्यशील परत का उपयोग डिज़ाइन नियमों के उल्लंघन की जानकारी प्रदर्शित करने के लिए किया जाता है।


बहुपरत पीसीबी डिजाइन
1. बोर्ड के आकार, साइज और परतों की संख्या का निर्धारण किसी भी बहुपरत पीसीबी बोर्ड में अन्य संरचनात्मक भागों के साथ संयोजन की समस्या होती है। इसलिए, बहुपरत पीसीबी बोर्ड का आकार और आकार पूरे उत्पाद की संरचना पर आधारित होना चाहिए। हालांकि, उत्पादन तकनीक के दृष्टिकोण से, यह यथासंभव सरल होना चाहिए, आम तौर पर लंबाई-चौड़ाई अनुपात में आयताकार, ताकि असेंबली की सुविधा हो, उत्पादन दक्षता में सुधार हो और श्रम लागत कम हो।
परतों की संख्या सर्किट प्रदर्शन, बोर्ड आकार और सर्किट घनत्व की आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के लिए, 4L बोर्ड और 6L बोर्ड सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। उदाहरण के तौर पर 4L बोर्ड लें, यानी दो कंडक्टर लेयर (घटक सतह और सोल्डरिंग सतह), एक पावर लेयर और एक ग्राउंड लेयर।
बहुपरत पीसीबी बोर्ड की परतें सममित होनी चाहिए, और यहां तक ​​कि तांबे की परतें, यानी चार, छह, आठ परतें, आदि होना सबसे अच्छा है। असममित लेमिनेशन के कारण, बोर्ड की सतह पर विरूपण होने का खतरा होता है, विशेष रूप से सतह पर लगे बहुपरत पीसीबी बोर्ड के लिए, जिस पर अधिक ध्यान दिया जाना चाहिए।
2. घटकों का स्थान और अभिविन्यास घटकों के स्थान और प्लेसमेंट की दिशा को पहले सर्किट सिद्धांत के पहलू से विचार किया जाना चाहिए ताकि सर्किट की प्रवृत्ति को पूरा किया जा सके। प्लेसमेंट की तर्कसंगतता सीधे मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के प्रदर्शन को प्रभावित करेगी, विशेष रूप से उच्च आवृत्ति एनालॉग सर्किट, जिसके लिए स्पष्ट रूप से अधिक कड़े डिवाइस स्थान और प्लेसमेंट की आवश्यकता होती है।
घटकों का उचित स्थान, एक अर्थ में, बहुपरत पीसीबी डिजाइन की सफलता को दर्शाता है। इसलिए, जब बहुपरत पीसीबी बोर्ड के लेआउट को निर्धारित करना और समग्र लेआउट तय करना, हमें सर्किट सिद्धांत का विस्तृत विश्लेषण करना चाहिए, पहले विशेष घटकों (जैसे बड़े पैमाने पर आईसी, उच्च शक्ति ट्रांजिस्टर, सिग्नल स्रोत, आदि) के स्थान को निर्धारित करना चाहिए, और फिर संभावित हस्तक्षेप कारकों से बचने के लिए अन्य घटकों को व्यवस्थित करना चाहिए।
दूसरी ओर, हमें बहुपरत पीसीबी बोर्ड की समग्र संरचना पर विचार करना चाहिए ताकि घटकों की असमान व्यवस्था और अव्यवस्था से बचा जा सके। यह न केवल बहुपरत पीसीबी बोर्ड की सुंदरता को प्रभावित करता है, बल्कि असेंबली और रखरखाव में भी बहुत असुविधा लाता है।
3. वायर लेआउट और वायरिंग क्षेत्र की आवश्यकताएं सामान्य तौर पर, मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड की वायरिंग सर्किट फ़ंक्शन के अनुसार की जाती है। बाहरी परत पर वायरिंग करते समय, वेल्डिंग सतह पर अधिक वायरिंग और घटक सतह पर कम वायरिंग की आवश्यकता होती है, जो मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के रखरखाव और समस्या निवारण के लिए अनुकूल है।
पतले, घने तार और सिग्नल लाइनें जो हस्तक्षेप के लिए अतिसंवेदनशील होती हैं, आमतौर पर आंतरिक परत में व्यवस्थित की जाती हैं। तांबे की पन्नी का एक बड़ा क्षेत्र आंतरिक और बाहरी परतों पर समान रूप से वितरित किया जाना चाहिए, जो बोर्ड के विरूपण को कम करने और इलेक्ट्रोप्लेटिंग के दौरान सतह पर अधिक समान कोटिंग प्राप्त करने में मदद करेगा।
आकृति प्रसंस्करण और मुद्रित तारों और यांत्रिक प्रसंस्करण के कारण परतों के बीच शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए, आंतरिक और बाहरी तारों के क्षेत्रों और बोर्ड किनारे के प्रवाहकीय पैटर्न के बीच की दूरी 50 मिल से अधिक होनी चाहिए।
4. तार की दिशा और लाइन की चौड़ाई की आवश्यकताएं बहुपरत पीसीबी बोर्ड वायरिंग में पावर लेयर, ग्राउंड लेयर और सिग्नल लेयर को अलग किया जाना चाहिए ताकि पावर, ग्राउंड और सिग्नल के बीच हस्तक्षेप कम हो सके।
दो आसन्न बहुपरत बोर्डों की रेखाएँ समानांतर रेखाओं के बजाय एक दूसरे के लंबवत या यथासंभव झुकी हुई या घुमावदार होनी चाहिए, ताकि सब्सट्रेट के इंटरलेयर युग्मन और हस्तक्षेप को कम किया जा सके। और तारों को यथासंभव छोटा होना चाहिए, विशेष रूप से छोटे सिग्नल सर्किट के लिए। तार जितने छोटे होंगे, प्रतिरोध उतना ही कम होगा और हस्तक्षेप भी उतना ही कम होगा।
एक ही मंजिल पर सिग्नल लाइनों को दिशा बदलते समय तीखे कोनों से बचना चाहिए। तार की चौड़ाई सर्किट की वर्तमान और प्रतिबाधा आवश्यकताओं के अनुसार निर्धारित की जानी चाहिए। पावर इनपुट लाइन बड़ी होनी चाहिए और सिग्नल लाइन अपेक्षाकृत छोटी होनी चाहिए।
सामान्य डिजिटल बोर्डों के लिए, पावर इनपुट लाइन की लाइन चौड़ाई 50 ~ 80 मिल हो सकती है, और सिग्नल लाइन की लाइन चौड़ाई 6 ~ 10 मिल हो सकती है।
वायरिंग करते समय, यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि लाइनों की चौड़ाई यथासंभव सुसंगत होनी चाहिए, ताकि तारों के अचानक मोटे और पतले होने से बचा जा सके, जो प्रतिबाधा मिलान के लिए अनुकूल है।
5. ड्रिलिंग छेद के आकार और पैड की आवश्यकताएं मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड पर घटकों के छेद का आकार चयनित घटकों के पिन आकार से संबंधित है। यदि ड्रिलिंग छेद बहुत छोटा है, तो यह डिवाइस की स्थापना और सोल्डरिंग को प्रभावित करेगा; ड्रिलिंग छेद बहुत बड़ा है, और वेल्डिंग के दौरान वेल्डिंग स्पॉट पर्याप्त रूप से भरा नहीं है। आम तौर पर, घटक छेद व्यास और पैड आकार की गणना विधि है:
※घटक छेद का व्यास = घटक पिन का व्यास (या विकर्ण रेखा)+(10 ~ 30 मिल)
※एलिमेंट पैड व्यास ≥एलिमेंट छेद व्यास +18मिल
जहाँ तक छेद के व्यास का सवाल है, यह मुख्य रूप से तैयार बोर्ड की मोटाई से निर्धारित होता है। उच्च घनत्व वाले बहुपरत बोर्डों के लिए, इसे आम तौर पर बोर्ड की मोटाई की सीमा में नियंत्रित किया जाना चाहिए: छेद व्यास ≤ 5: 1।
VIAPAD की गणना विधि है: वाया पैड व्यास ≥ वाया व्यास +12 मिल।

6. आंतरिक समतल परत, भू-परत विभाजन की आवश्यकताएं मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड के लिए, कम से कम एक पावर लेयर और एक ग्राउंड लेयर होती है। क्योंकि मल्टीलेयर पीसीबी बोर्ड पर सभी वोल्टेज एक ही पावर लेयर से जुड़े होते हैं, इसलिए पावर लेयर को विभाजित और अलग किया जाना चाहिए। आम तौर पर, विभाजन रेखा का आकार 20 ~ 80 मिल होना चाहिए। वोल्टेज जितना अधिक होगा, विभाजन रेखा उतनी ही मोटी होगी।
विश्वसनीयता बढ़ाने और वेल्डिंग प्रक्रिया में बड़े क्षेत्र के धातु ताप अवशोषण के कारण होने वाली आभासी वेल्डिंग को कम करने के लिए।
आइसोलेशन पैड का एपर्चर ≥ ड्रिलिंग एपर्चर +20mil
7. सुरक्षित दूरी की आवश्यकताएं सुरक्षा दूरी की सेटिंग विद्युत सुरक्षा की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। आम तौर पर, बाहरी कंडक्टर की न्यूनतम दूरी 4 मिल से कम नहीं होनी चाहिए, और आंतरिक कंडक्टर की न्यूनतम दूरी 4 मिल से कम नहीं होनी चाहिए। इस शर्त के तहत कि तारों को व्यवस्थित किया जा सकता है, दूरी यथासंभव बड़ी होनी चाहिए, ताकि तैयार उत्पाद की दर में सुधार हो और तैयार बोर्ड की विफलता की छिपी हुई परेशानी को कम किया जा सके।
8. पूरे बोर्ड की हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता में सुधार करें। मल्टीलेयर पीसीबी डिज़ाइन को पूरे बोर्ड की हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता पर भी ध्यान देना चाहिए। सामान्य तरीके हैं:
प्रत्येक आईसी की बिजली आपूर्ति और ग्राउंड के पास फिल्टर कैपेसिटर जोड़ें, क्षमता आम तौर पर 473 या 104 होती है।
बहुपरत पीसीबी पर संवेदनशील संकेतों के लिए, साथ में परिरक्षण तार अलग से जोड़े जाएंगे, तथा संकेत स्रोतों के पास तारों की संख्या यथासंभव कम होगी।
एक उचित ग्राउंडिंग बिंदु चुनें.

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