मुद्रित सर्किट बोर्डों की स्टैकिंग संरचना इसके प्रदर्शन को निर्धारित करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। साधारण डबल साइडेड बोर्ड से लेकर जटिल मल्टी लेयर बोर्ड तक, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग एक सर्किट बोर्ड भवन के ढांचे के निर्माण की तरह है, जो सिग्नल ट्रांसमिशन, बिजली वितरण, विद्युत चुम्बकीय परिरक्षण इत्यादि जैसे महत्वपूर्ण कार्य करता है, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की स्थिरता और विश्वसनीयता को गहराई से प्रभावित करता है।
1, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग की मूल अवधारणा और संरचना
मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग अनिवार्य रूप से एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर परतों का स्टैकिंग और संयोजन है। एक पूर्ण मुद्रित सर्किट बोर्ड में आमतौर पर एक सिग्नल परत, एक पावर परत, एक ग्राउंड परत और एक इन्सुलेटिंग ढांकता हुआ परत होती है। सिग्नल परत सूचना प्रसारण के लिए एक "राजमार्ग" की तरह है, जो इलेक्ट्रॉनिक सिग्नलों के प्रसारण के लिए जिम्मेदार है; पावर परत सर्किट बोर्ड पर इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए स्थिर पावर समर्थन प्रदान करती है; सिग्नल के लिए संदर्भ क्षमता के रूप में, ग्राउंडिंग परत न केवल सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए एक स्थिर सर्किट का निर्माण करती है, बल्कि विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को भी प्रभावी ढंग से रोकती है; इन्सुलेटिंग ढांकता हुआ परत एक मजबूत "अलगाव दीवार" के रूप में कार्य करती है, शॉर्ट सर्किट को रोकने के लिए प्रवाहकीय परतों को अलग करती है और यह सुनिश्चित करती है कि वे एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें।
एक उदाहरण के रूप में सामान्य 4-परत बोर्ड को लेते हुए, एक विशिष्ट स्टैक्ड संरचना में एक शीर्ष परत (सिग्नल परत), एक दूसरी परत (ग्राउंड परत), एक तीसरी परत (पावर परत), और एक निचली परत (सिग्नल परत) होती है। यह संरचना कुछ सर्किटों में बुनियादी आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है जिन्हें उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता नहीं होती है। लेकिन उच्च गति और जटिलता की ओर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के विकास के साथ, 6, 8 या इससे भी अधिक परतों वाले मुद्रित सर्किट बोर्ड धीरे-धीरे मुख्यधारा बन गए हैं। अधिक परतों का मतलब है अधिक पर्याप्त वायरिंग स्थान, अधिक स्थिर बिजली वितरण और बेहतर सिग्नल अखंडता सुरक्षा।
2, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग में प्रत्येक परत की भूमिका
1. सिग्नल परत
सिग्नल परत सर्किट कार्यों को लागू करने के लिए मुद्रित सर्किट बोर्डों का मुख्य वाहक है, जो विभिन्न विद्युत संकेतों को प्रसारित करने के लिए जिम्मेदार है। उच्च गति सर्किट में, सिग्नल परत का प्रदर्शन सीधे सिग्नल अखंडता को प्रभावित करता है। बाहरी हस्तक्षेप को कम करने के लिए, उच्च गति सिग्नलों को आमतौर पर जमीन की परत के पास सिग्नल परत में रखा जाता है, जिससे सिग्नल पर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रभाव को कम करने के लिए जमीन की परत के परिरक्षण गुणों का उपयोग किया जाता है। साथ ही, सिग्नल परत की वायरिंग दिशा भी महत्वपूर्ण है, और सिग्नल प्रतिबिंब और क्रॉसस्टॉक को रोकने के लिए लंबी दूरी की समानांतर वायरिंग और समकोण वायरिंग से बचना आवश्यक है। उदाहरण के लिए, यूएसबी 3.0 जैसे उच्च गति डेटा ट्रांसमिशन इंटरफेस में, सही डेटा ट्रांसमिशन सुनिश्चित करने के लिए सिग्नल परत का सटीक लेआउट महत्वपूर्ण है।
2. शक्ति परत
पावर लेयर का मुख्य कार्य सर्किट बोर्ड पर इलेक्ट्रॉनिक घटकों को स्थिर शक्ति प्रदान करना है। बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों में, एक विशेष रूप से डिजाइन की गई बिजली परत आपसी हस्तक्षेप से बचने के लिए विभिन्न वोल्टेज स्तरों के बिजली स्रोतों को अलग कर सकती है। बिजली की परत जमीन की परत के करीब होती है, और दोनों के बीच की दूरी को कम करके, बिजली के विमान की बाधा को कम किया जा सकता है, बिजली वितरण दक्षता में सुधार किया जा सकता है, और बिजली के शोर को कम किया जा सकता है। इसके अलावा, यह सुनिश्चित करने के लिए कि विभिन्न कार्यात्मक मॉड्यूल स्थिर और गैर-हस्तक्षेपकारी बिजली आपूर्ति प्राप्त कर सकें, बिजली परत को उचित रूप से विभाजित और अलग करने की आवश्यकता है। कंप्यूटर मदरबोर्ड की तरह, यह सीपीयू, ग्राफिक्स कार्ड और मेमोरी जैसे विभिन्न घटकों को स्थिर शक्ति प्रदान करने के लिए पावर लेयर पर निर्भर करता है, जिससे प्रत्येक घटक का सामान्य संचालन सुनिश्चित होता है।
3. ग्राउंडिंग परत
ग्राउंडिंग परत मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग में कई महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। यह सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए एक स्थिर संदर्भ क्षमता प्रदान करता है, जिससे सिग्नल का सटीक ट्रांसमिशन और रिसेप्शन सुनिश्चित होता है; इसका उत्कृष्ट परिरक्षण प्रदर्शन सर्किट बोर्ड के आंतरिक भाग पर आक्रमण करने से बाहरी विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप को प्रभावी ढंग से रोक सकता है, जबकि सर्किट बोर्ड के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को कम करता है और विद्युत चुम्बकीय संगतता में सुधार करता है; इसके अलावा, ग्राउंडिंग परत बिजली परत के लिए कम प्रतिबाधा वापसी पथ भी प्रदान करती है, जिससे बिजली शोर कम हो जाता है। डिज़ाइन में, ग्राउंडिंग प्रतिरोध को कम करने और ग्राउंडिंग प्रभावशीलता को बढ़ाने के लिए ग्राउंडिंग परत को अक्सर बड़े क्षेत्र पर तांबे के साथ बिछाया जाता है। चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक उपकरण और एयरोस्पेस उपकरण जैसे क्षेत्रों में जिन्हें अत्यधिक उच्च विद्युत चुम्बकीय संगतता की आवश्यकता होती है, ग्राउंडिंग परत की भूमिका विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।
4. इन्सुलेशन ढांकता हुआ परत
इन्सुलेटिंग ढांकता हुआ परत प्रत्येक प्रवाहकीय परत के बीच स्थित होती है, और इसका मुख्य कार्य विद्युत अलगाव प्राप्त करना और विभिन्न प्रवाहकीय परतों के बीच शॉर्ट सर्किट को रोकना है। मुद्रित सर्किट बोर्डों के विद्युत प्रदर्शन पर भौतिक गुणों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। सामान्य इन्सुलेशन सामग्री में एपॉक्सी राल, पॉलीटेट्राफ्लुओरोएथिलीन आदि शामिल हैं। विभिन्न सामग्रियों के ढांकता हुआ स्थिरांक और ढांकता हुआ हानि कोण अलग-अलग होते हैं, और ये पैरामीटर ट्रांसमिशन गति और संकेतों के नुकसान को प्रभावित कर सकते हैं। उच्च गति सर्किट में, कम ढांकता हुआ स्थिरांक और छोटे ढांकता हुआ हानि कोण के साथ इन्सुलेट ढांकता हुआ सामग्री को आमतौर पर सिग्नल ट्रांसमिशन देरी और हानि को कम करने और सिग्नल अखंडता सुनिश्चित करने के लिए चुना जाता है।
3, विभिन्न परतों वाले मुद्रित सर्किट बोर्डों के लिए विशिष्ट स्टैकिंग योजनाएं
4 परत बोर्ड
4-लेयर्स बोर्ड एक बुनियादी मल्टी-लेयर बोर्ड संरचना है, जिसमें शीर्ष परत (सिग्नल लेयर), दूसरी परत (ग्राउंड लेयर), तीसरी लेयर (पावर लेयर), और निचली परत (सिग्नल लेयर) सहित सामान्य स्टैकिंग योजनाएं होती हैं। यह संरचना उन सर्किटों के लिए उपयुक्त है जिन्हें उच्च प्रदर्शन की आवश्यकता नहीं होती है, जैसे साधारण उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स उत्पाद, औद्योगिक नियंत्रण उपकरण के लिए आंशिक सर्किट बोर्ड इत्यादि। हालांकि, 4-परत बोर्ड में, सिग्नल परत का वायरिंग स्थान सीमित है, और सिग्नल हस्तक्षेप से बचने के लिए वायरिंग दिशा की सावधानीपूर्वक योजना की आवश्यकता होती है।
6 परतें बोर्ड
4-परत बोर्ड की तुलना में, 6-परत बोर्ड तारों की जगह और बिजली और जमीन की परतों को बढ़ाता है। सामान्य स्टैकिंग योजना में शीर्ष परत (सिग्नल परत), दूसरी परत (जमीन परत), तीसरी परत (सिग्नल परत), चौथी परत (पावर परत), पांचवीं परत (जमीन परत), और निचली परत (सिग्नल परत) शामिल हैं। यह संरचना मामूली जटिल सर्किट की जरूरतों को बेहतर ढंग से पूरा कर सकती है, जैसे स्मार्टफोन मदरबोर्ड, कुछ नेटवर्क डिवाइस सर्किट बोर्ड इत्यादि। 6-लेयर बोर्ड में, सिग्नल अखंडता को बढ़ाने के लिए बीच में ग्राउंड लेयर के पास सिग्नल लेयर में हाई-स्पीड सिग्नल की व्यवस्था की जा सकती है।
8 परतों वाला बोर्ड
8-लेयर बोर्ड में समृद्ध स्टैकिंग संयोजन हैं, जो जटिल सर्किट के लिए अच्छा प्रदर्शन समर्थन प्रदान कर सकते हैं। सामान्य स्टैकिंग योजनाओं में शीर्ष परत (सिग्नल परत), दूसरी परत (जमीन परत), तीसरी परत (सिग्नल परत), चौथी परत (पावर परत), पांचवीं परत (पावर परत), छठी परत (सिग्नल परत), सातवीं परत (जमीन परत), और निचली परत (सिग्नल परत) शामिल हैं। परत बोर्ड उच्च गति और उच्च घनत्व सर्किट डिजाइन के लिए उपयुक्त है, जैसे कंप्यूटर मदरबोर्ड, उच्च प्रदर्शन ग्राफिक्स कार्ड सर्किट बोर्ड, आदि। बिजली और जमीन की परतों को उचित रूप से व्यवस्थित करके, 8-लेयर बोर्ड बिजली के शोर को और कम कर सकता है और सिग्नल अखंडता में सुधार कर सकता है।
4, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग का भविष्य विकास रुझान
इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति और मुद्रित सर्किट बोर्डों के प्रदर्शन की बढ़ती मांग के साथ, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग भी नई विकास दिशाओं की शुरूआत करेगी। भविष्य में, 5जी, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और इंटरनेट ऑफ थिंग्स जैसी प्रौद्योगिकियों के व्यापक अनुप्रयोग से उच्च{{2}स्पीड, उच्च{{3}आवृत्ति और उच्च{{4}घनत्व वाले सर्किट की अधिक मांग उत्पन्न होगी। यह मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग को सिग्नल अखंडता, पावर अखंडता और विद्युत चुम्बकीय संगतता के लिए उच्च आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अधिक परतों, अधिक उन्नत इन्सुलेशन सामग्री और अधिक अनुकूलित स्टैकिंग संरचनाओं को अपनाने के लिए प्रोत्साहित करेगा।
इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लघुकरण और हल्के वजन की प्रवृत्ति को अनुकूलित करने के लिए, मुद्रित सर्किट बोर्ड स्टैकिंग एकीकरण और पतलेपन पर अधिक ध्यान देगी। उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट (एचडीआई) तकनीक, दफन ब्लाइंड होल तकनीक आदि का उपयोग करके, सीमित संख्या में परतों के भीतर उच्च वायरिंग घनत्व प्राप्त किया जा सकता है; मुद्रित सर्किट बोर्डों की मोटाई और वजन को कम करने के लिए पतली इन्सुलेशन सामग्री और तांबे की पन्नी का उपयोग करना।