पीसीबी निर्माण में कॉपर फ़ॉइल का उपयोग क्यों किया जाता है?

मुद्रित सर्किट बोर्ड अधिकांश विद्युत उपकरणों के आवश्यक घटक हैं। आज के पीसीबी में कई परतें होती हैं: सब्सट्रेट, ट्रेस, सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन। पीसीबी पर सबसे महत्वपूर्ण सामग्रियों में से एक तांबा है, और ऐसे कई कारण हैं कि एल्यूमीनियम या टिन जैसी अन्य मिश्र धातुओं के बजाय तांबे का उपयोग किया जाता है।

पीसीबी किससे बने होते हैं?

एक पीसीबी असेंबली कंपनी द्वारा कहा गया है, पीसीबी एक सब्सट्रेट नामक पदार्थ से बने होते हैं, जो फाइबरग्लास से बना होता है जिसे एपॉक्सी राल के साथ प्रबलित किया जाता है। सब्सट्रेट के ऊपर तांबे की पन्नी की एक परत होती है जिसे दोनों तरफ या केवल एक तरफ से बांधा जा सकता है। एक बार सब्सट्रेट बन जाने के बाद, निर्माता उस पर घटकों को रख देते हैं। वे प्रतिरोधक, कैपेसिटर, ट्रांजिस्टर, डायोड, सर्किट चिप्स और अन्य अत्यधिक विशिष्ट घटकों के साथ सोल्डर मास्क और सिल्कस्क्रीन का उपयोग करते हैं।

पीसीबी में कॉपर फ़ॉइल का उपयोग क्यों किया जाता है?

पीसीबी निर्माता तांबे का उपयोग करते हैं क्योंकि इसमें बेहतर विद्युत और तापीय चालकता होती है। जैसे ही विद्युत धारा पीसीबी के साथ चलती है, तांबा गर्मी को पीसीबी के बाकी हिस्सों को नुकसान पहुंचाने और तनाव से बचाता है। अन्य मिश्र धातुओं - जैसे एल्यूमीनियम या टिन - के साथ पीसीबी असमान रूप से गर्म हो सकता है और ठीक से काम नहीं कर सकता है।

तांबा पसंदीदा मिश्र धातु है क्योंकि यह बिजली खोने या धीमा होने में किसी भी समस्या के बिना बोर्ड भर में विद्युत संकेत भेज सकता है। गर्मी हस्तांतरण की दक्षता निर्माताओं को सतह पर क्लासिक हीट सिंक स्थापित करने की अनुमति देती है। तांबा अपने आप में कुशल है, क्योंकि तांबे का एक औंस एक इंच के 1.4 हजारवें हिस्से या 35 माइक्रोमीटर मोटाई में एक वर्ग फुट पीसीबी सब्सट्रेट को कवर कर सकता है।

तांबा अत्यधिक प्रवाहकीय होता है क्योंकि इसमें एक मुक्त इलेक्ट्रॉन होता है जो बिना धीमा हुए एक परमाणु से दूसरे तक यात्रा कर सकता है। चूँकि यह अविश्वसनीय रूप से पतले स्तर पर भी उतना ही कुशल रहता है जितना कि मोटे स्तर पर, थोड़ा सा तांबा बहुत काम आता है।

पीसीबी में प्रयुक्त तांबा और अन्य कीमती धातुएँ
अधिकांश लोग पीसीबी को हरे रंग के रूप में पहचानते हैं। लेकिन, उनकी बाहरी परत पर आमतौर पर तीन रंग होते हैं: सोना, चांदी और लाल। उनके पास पीसीबी के अंदर और बाहर शुद्ध तांबा भी होता है। सर्किट बोर्ड पर अन्य धातुएँ विभिन्न रंगों में दिखाई देती हैं। सोने की परत सबसे महंगी है, चांदी की परत दूसरी सबसे महंगी है, और लाल सबसे कम महंगी है।

पीसीबी में इमर्शन गोल्ड का उपयोग करना
मुद्रित सर्किट बोर्ड पर तांबा

गोल्ड-प्लेटेड परत का उपयोग कनेक्टर छर्रे और घटक पैड के लिए किया जाता है। सतह के परमाणुओं के विस्थापन को रोकने के लिए विसर्जन सोने की परत मौजूद होती है। यह परत सिर्फ सोने के रंग की नहीं है, बल्कि यह असली सोने से बनी है। सोना अविश्वसनीय रूप से पतला होता है लेकिन यह उन घटकों के जीवनकाल को बढ़ाने के लिए पर्याप्त है जिन्हें सोल्डर करने की आवश्यकता होती है। सोना सोल्डर भागों को समय के साथ क्षरण से बचाता है।

पीसीबी में इमर्शन सिल्वर का उपयोग करना
चांदी पीसीबी निर्माण में उपयोग की जाने वाली एक अन्य धातु है। यह सोने के विसर्जन की तुलना में काफी कम महंगा है। सोने के विसर्जन के स्थान पर चांदी के विसर्जन का उपयोग किया जा सकता है क्योंकि यह कनेक्टिविटी में भी मदद करता है, और यह बोर्ड की कुल लागत को कम करता है। सिल्वर इमर्शन का उपयोग अक्सर पीसीबी में किया जाता है जो ऑटोमोबाइल और कंप्यूटर बाह्य उपकरणों में उपयोग किया जाता है।

पीसीबी में कॉपर क्लैड लैमिनेट
विसर्जन का उपयोग करने के बजाय, तांबे का उपयोग आवरण के रूप में किया जाता है। यह पीसीबी की लाल परत है, और यह सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली धातु है। पीसीबी आधार धातु के रूप में तांबे से बना है, और सर्किट को एक दूसरे से प्रभावी ढंग से कनेक्ट करना और बोलना आवश्यक है।

पीसीबी में कॉपर फ़ॉइल का उपयोग कैसे किया जाता है?

पीसीबी में कॉपर के कई उपयोग हैं, कॉपर-क्लैड लेमिनेट से लेकर ट्रेस तक। पीसीबी के उचित रूप से काम करने के लिए कॉपर महत्वपूर्ण है।

पीसीबी ट्रेस क्या है?
एक पीसीबी ट्रेस ऐसा लगता है, जो सर्किट के अनुसरण के लिए एक पथ है। ट्रेस में तांबे का नेटवर्क, वायरिंग और इन्सुलेशन, साथ ही फ़्यूज़ और बोर्ड पर उपयोग किए जाने वाले घटक शामिल हैं।

किसी निशान को समझने का सबसे आसान तरीका इसे एक सड़क या पुल के रूप में सोचना है। वाहनों को समायोजित करने के लिए, निशान इतना चौड़ा होना चाहिए कि उनमें से कम से कम दो वाहन समा सकें। यह इतना मोटा होना चाहिए कि दबाव में ढह न जाए। उन्हें ऐसी सामग्रियों से भी बनाया जाना चाहिए जो उस पर चलने वाले वाहनों के वजन का सामना कर सकें। लेकिन, ऑटोमोबाइल के बजाय बिजली को स्थानांतरित करने के लिए निशान यह सब बहुत कम हद तक करते हैं।

पीसीबी ट्रेस के घटक
ऐसे कई घटक हैं जो पीसीबी ट्रेस बनाते हैं। बोर्ड को अपना काम पर्याप्त रूप से करने के लिए उनके पास विभिन्न कार्य हैं जिन्हें करने की आवश्यकता है। ट्रेस को अपना काम करने में मदद करने के लिए तांबे का उपयोग करना पड़ता है, और पीसीबी के बिना, हमारे पास कोई विद्युत उपकरण नहीं होगा। स्मार्टफोन, लैपटॉप, कॉफी मेकर और ऑटोमोबाइल के बिना एक दुनिया की कल्पना करें। यदि पीसीबी तांबे का उपयोग नहीं करते तो हमारे पास यही होता।

पीसीबी ट्रेस मोटाई
पीसीबी का डिज़ाइन बोर्ड की मोटाई पर निर्भर करता है। मोटाई संतुलन को प्रभावित करेगी और घटकों को जोड़े रखेगी।

पीसीबी ट्रेस चौड़ाई
निशान की चौड़ाई भी महत्वपूर्ण है. यह घटकों के संतुलन या जुड़ाव को प्रभावित नहीं करता है, लेकिन यह बोर्ड को अधिक गर्म किए बिना या नुकसान पहुंचाए बिना करंट को स्थानांतरित करता रहता है।

पीसीबी ट्रेस करंट
पीसीबी ट्रेस करंट आवश्यक है क्योंकि बोर्ड घटकों और तारों के माध्यम से बिजली को स्थानांतरित करने के लिए इसी का उपयोग करता है। कॉपर ऐसा करने में मदद करता है, और प्रत्येक परमाणु पर मुक्त इलेक्ट्रॉन बोर्ड पर धारा को सुचारू रूप से प्रवाहित करता है।

पीसीबी पर कॉपर फ़ॉइल क्यों है?

पीसीबी बनाने की प्रक्रिया
पीसीबी बनाने की प्रक्रिया समान है। कुछ कंपनियाँ इसे दूसरों की तुलना में तेज़ी से करती हैं, लेकिन वे सभी अपेक्षाकृत समान प्रक्रिया और सामग्री का उपयोग करती हैं। ये चरण हैं:

फ़ाइबरग्लास और रेजिन से फ़ाउंडेशन बनाएं
फाउंडेशन पर तांबे की परत लगाएं
तांबे के पैटर्न को पहचानें और सेट करें
बोर्ड को स्नान में धोएं
पीसीबी की सुरक्षा के लिए सोल्डर मास्क जोड़ें
पीसीबी पर सिल्कस्क्रीन लगाएं
रेसिस्टर्स, इंटीग्रेटेड सर्किट, कैपेसिटर और अन्य घटकों को रखें और सोल्डर करें
पीसीबी का परीक्षण करें

पीसीबी को ठीक से काम करने के लिए अत्यधिक विशिष्ट घटकों की आवश्यकता होती है। पीसीबी के सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक तांबा है। इस मिश्र धातु की आवश्यकता उन उपकरणों पर बिजली संचालित करने के लिए होती है जिनमें पीसीबी लगाए जाएंगे। तांबे के बिना, उपकरण काम नहीं करेंगे क्योंकि बिजली के पास चलने के लिए मिश्र धातु नहीं होगी।