ইলেকট্রনিক্সের জগতটি একটি সাধারণ কিন্তু সমালোচনামূলক ভিত্তির উপর নির্মিত: প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (PCB)। সবচেয়ে মৌলিক স্তরে, একতরফা এবং মধ্যে পছন্দ দ্বিমুখী PCBs কার্যত প্রতিটি ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কার্যকারিতা, জটিলতা এবং খরচকে আকার দেয়। একটি একক-পার্শ্বযুক্ত PCB-এর অন্তরক সাবস্ট্রেটের শুধুমাত্র এক পাশে পরিবাহী তামার চিহ্ন রয়েছে, যখন একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত PCB, নাম থেকে বোঝা যায়, বোর্ডের উভয় পাশে পরিবাহী স্তর রয়েছে। এই আপাতদৃষ্টিতে সহজ পার্থক্যটি ডিজাইনের সম্ভাবনা, উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং প্রয়োগের উপযুক্ততার ক্ষেত্রে গভীর ভিন্নতা তৈরি করে। এই মূল পার্থক্য বোঝা ইলেকট্রনিক্সের সাথে জড়িত যে কেউ, শৌখিন থেকে পেশাদার ডিজাইনারদের জন্য অপরিহার্য, কারণ এটি সরাসরি একটি প্রকল্পের সম্ভাব্যতা এবং কর্মক্ষমতা প্রভাবিত করে। একক থেকে দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডের বিবর্তন ইলেকট্রনিক্সে একটি উল্লেখযোগ্য উল্লম্ফন চিহ্নিত করেছে, বোর্ডের শারীরিক পদচিহ্ন না বাড়িয়ে উপলব্ধ রাউটিং এলাকাকে কার্যকরভাবে দ্বিগুণ করে আরও কমপ্যাক্ট এবং শক্তিশালী ডিভাইসগুলিকে সক্ষম করে। এই নিবন্ধটি এই দুই ধরনের বোর্ডের মধ্যে প্রযুক্তিগত, ব্যবহারিক এবং অর্থনৈতিক বৈপরীত্যের গভীরে গভীরভাবে আলোচনা করবে, আপনার ডিজাইনের পছন্দগুলি জানাতে একটি বিস্তৃত নির্দেশিকা প্রদান করবে।
এই পিসিবিগুলির মধ্যে প্রাথমিক পার্থক্যটি তাদের শারীরিক স্থাপত্যের মধ্যে রয়েছে, যা সম্পূর্ণ ভিন্ন উত্পাদন কর্মপ্রবাহ এবং নকশার সীমাবদ্ধতা নির্দেশ করে।
একটি একমুখী PCB একটি অ-পরিবাহী সাবস্ট্রেটের একপাশে স্তরিত পরিবাহী কপার ফয়েলের একক স্তর নিয়ে গঠিত, সাধারণত FR-4 ফাইবারগ্লাস। অন্য দিকে বেয়ার সাবস্ট্রেট, প্রায়শই উপাদান স্থাপনের জন্য ব্যবহৃত হয়। বিপরীতে, একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত PCB-তে সাবস্ট্রেটের উভয় পাশে তামার ফয়েল স্তরিত থাকে। স্তর গণনার এই মৌলিক পার্থক্য হল অন্য সব বৈচিত্রের উৎপত্তি। উভয় প্রকারই একই ধরনের বেস উপকরণ ব্যবহার করতে পারে- FR-4 এর চমৎকার যান্ত্রিক শক্তি এবং বৈদ্যুতিক নিরোধক বৈশিষ্ট্যের জন্য সবচেয়ে সাধারণ-কিন্তু দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডের জন্য আরও পরিশীলিত বন্ধন প্রক্রিয়ার প্রয়োজন হয় যাতে তামার স্তরগুলি উভয় পৃষ্ঠের উপর নির্ভরযোগ্যভাবে মেনে চলে। সাবস্ট্রেটকে অবশ্যই মাত্রিক স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে হবে এবং উভয় দিকে পরিবাহী পথ এবং উপাদান থাকার তাপীয় চাপ সহ্য করতে হবে। তদ্ব্যতীত, ডাবল-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডগুলির জন্য সাবস্ট্রেট বেধের পছন্দ আরও গুরুত্বপূর্ণ হতে পারে, বিশেষত যখন উভয় দিকের উপাদান সহ বড় বোর্ডগুলির জন্য প্রতিবন্ধকতা নিয়ন্ত্রণ বা যান্ত্রিক অনমনীয়তা বিবেচনা করা হয়।
এটি তর্কযোগ্যভাবে সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য উত্পাদন এবং কার্যকরী পার্থক্যকারী। একতরফা পিসিবিতে, সমস্ত বৈদ্যুতিক সংযোগগুলি এক তামার স্তরে তৈরি করা হয়। উপাদানগুলি সাধারণত গর্তের মাধ্যমে ঢোকানো হয় এবং একই পাশে প্যাডে সোল্ডার করা হয়, বোর্ডের অন্য পাশে কোন বৈদ্যুতিক সংযোগের প্রয়োজন হয় না।
একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত PCB কাজ করার জন্য, উপরের এবং নীচের স্তরগুলির সার্কিটগুলিকে অবশ্যই আন্তঃসংযুক্ত করতে হবে। এই মাধ্যমে অর্জন করা হয় ডবল পার্শ্বযুক্ত PCB ফ্যাব্রিকেশনের মাধ্যমে . A via হল বোর্ড এবং সাবস্ট্রেটের মধ্য দিয়ে ড্রিল করা একটি ছোট গর্ত, যা পরে একটি পরিবাহী উপাদান, সাধারণত তামা দিয়ে প্রলেপ দেওয়া হয়, যা দুটি স্তরের মধ্যে একটি বৈদ্যুতিক পথ তৈরি করে। এই প্লেটেড-থ্রু হোল (PTH) তৈরি করা হল একটি জটিল, বহু-পদক্ষেপ ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল প্রক্রিয়া যা দ্বি-পার্শ্বযুক্ত PCB উত্পাদনকে সংজ্ঞায়িত করে:
এই PTH প্রক্রিয়ার অস্তিত্ব দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ড তৈরিকে আরও ব্যয়বহুল এবং সময়সাপেক্ষ করে তোলে কিন্তু রাউটিং ঘনত্বে একটি নতুন মাত্রা আনলক করে। নির্ভরযোগ্য ভিয়াস ব্যতীত, একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ড দুটি স্বাধীন একক-পার্শ্বযুক্ত বোর্ড হবে যা পিছনে পিছনে আঠালো, যা জটিল সার্কিটের জন্য কার্যকরীভাবে উপযোগী নয়।
উপলব্ধ রাউটিং স্থান সরাসরি সার্কিটের জটিলতা নির্দেশ করে যা প্রয়োগ করা যেতে পারে। এখানেই একক এবং দ্বি-পার্শ্বের মধ্যে পছন্দ একটি সমালোচনামূলক নকশা সিদ্ধান্ত হয়ে ওঠে।
একটি একতরফা বোর্ডে, শর্ট সার্কিট তৈরি করতে একে অপরকে অতিক্রম না করেই একটি সমতলে সমস্ত ট্রেস থাকতে হবে। এটি প্রায়শই সৃজনশীল এবং কখনও কখনও দীর্ঘ রাউটিং পাথের প্রয়োজন হয়, জাম্পার তার ব্যবহার করে ছেদকারী চিহ্নগুলিকে বাইপাস করতে বা সার্কিটের জটিলতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে সীমিত করে। নকশাটি মূলত একটি দ্বি-মাত্রিক ধাঁধা যার মধ্যে গুরুতর বাধা রয়েছে।
দ্বিমুখী পিসিবি একটি তৃতীয় মাত্রা প্রবর্তন করে। একটি ট্রেস উপরের স্তরে শুরু হতে পারে, একটি মাধ্যমে ভ্রমণ করতে পারে এবং নীচের স্তরে তার পথটি চালিয়ে যেতে পারে, এটি যোগাযোগ না করেই উপরের স্তরে অন্য একটি ট্রেস অতিক্রম করতে দেয়। এই ক্ষমতা নাটকীয়ভাবে রাউটিং স্বাধীনতা বাড়ায়। ডিজাইনাররা একটি স্তর প্রাথমিকভাবে অনুভূমিক চিহ্নগুলির জন্য এবং অন্যটি উল্লম্ব চিহ্নগুলির জন্য ব্যবহার করতে পারেন, বা অ্যানালগ এবং ডিজিটাল সংকেত, পাওয়ার এবং গ্রাউন্ড প্লেন, বা ইনপুট এবং আউটপুট বিভাগগুলিকে আলাদা করতে পারেন। এই স্তরযুক্ত পদ্ধতি হল আধুনিক, ঘন সার্কিট ডিজাইনের ভিত্তি। উদাহরণস্বরূপ, একটি সাধারণ কৌশল হল একটি ডেডিকেটেড গ্রাউন্ড প্লেন হিসাবে একটি তামার স্তর ব্যবহার করা, যা সিগন্যালের অখণ্ডতাকে উন্নত করে এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (ইএমআই) হ্রাস করে, যা একতরফা লেআউটের সাথে খুব কমই সম্ভব বিলাসিতা। বর্ধিত ঘনত্ব সরাসরি একটি ছোট এলাকায় আরও উপাদান এবং আরও পরিশীলিত কার্যকারিতা সমর্থন করে, যা আজকের ক্ষুদ্রাকার ইলেকট্রনিক্সের একটি মূল চাহিদা।
কম্পোনেন্ট প্লেসমেন্ট লজিক এছাড়াও উল্লেখযোগ্যভাবে diverges. প্রথাগত একমুখী থ্রু-হোল ডিজাইনে, সমস্ত উপাদানগুলি নন-কপার সাইডে স্থাপন করা হয়, তাদের সীসাগুলিকে বাঁকানো হয় এবং ছিদ্রের মধ্য দিয়ে ঢোকানো হয় যাতে বিপরীত দিকের তামার চিহ্নগুলিতে সোল্ডার করা হয়। এটি বোর্ডের একপাশে বসানোকে সীমাবদ্ধ করে।
ডাবল-পার্শ্বযুক্ত PCBs সক্রিয় ডবল পার্শ্বযুক্ত পিসিবি সমাবেশ কৌশল থ্রু-হোল এবং সারফেস-মাউন্ট ডিভাইস (SMD) উভয়ের জন্য। বোর্ডের উভয় পাশে উপাদান স্থাপন করা যেতে পারে।
বোর্ড বৈদ্যুতিকভাবে কীভাবে আচরণ করে এবং সময়ের সাথে সাথে এটি কতটা নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে তা প্রভাবিত করতে স্থাপত্যগত পার্থক্যগুলি শারীরিক বিন্যাসের বাইরে প্রসারিত হয়।
একক-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডগুলি ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ (EMI) এবং ক্রসস্ট্যাকের জন্য বেশি সংবেদনশীল। একটি স্তরে সমস্ত ট্রেস এবং সাধারণত কোনও উত্সর্গীকৃত গ্রাউন্ড প্লেন সহ, একটি ট্রেস থেকে শব্দ সহজেই সংলগ্ন ট্রেসে যুক্ত হতে পারে। তারা অ্যান্টেনা হিসাবে আরও কার্যকরভাবে কাজ করে, উভয়ই নির্গত এবং হস্তক্ষেপ গ্রহণ করে। সিগন্যালের জন্য রিটার্ন পাথ পরিচালনা করা চ্যালেঞ্জিং, যা সিগন্যালের অখণ্ডতার সমস্যা হতে পারে, বিশেষ করে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে বা সংবেদনশীল অ্যানালগ উপাদানগুলির সাথে সার্কিটে।
দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ড বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা পরিচালনার জন্য উচ্চতর সরঞ্জাম সরবরাহ করে। একটি স্তরে একটি কঠিন স্থল সমতলের ব্যবহার (একটি সাধারণ অনুশীলন) বেশ কয়েকটি মূল সুবিধা প্রদান করে:
যাইহোক, এই সুবিধাগুলি স্বয়ংক্রিয় নয়; তারা জন্য ডিজাইন করা আবশ্যক. প্লেসমেন্টের মাধ্যমে দুর্বল গ্রাউন্ড লুপ তৈরি করতে পারে, এবং প্লেনগুলিকে ভুলভাবে বিভক্ত করা কর্মক্ষমতা খারাপ করতে পারে। এইভাবে, যখন উন্নত বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতার সম্ভাবনা বেশি, এটি উপলব্ধি করার জন্য আরও দক্ষতার প্রয়োজন।
একটি একমুখী PCB যান্ত্রিকভাবে সহজ। এর প্রাথমিক ব্যর্থতার পয়েন্টগুলি হল ট্রেস লিফ্ট (যেখানে স্তর থেকে একটি তামার ট্রেস খোসা) এবং ভাঙা সোল্ডার জয়েন্টগুলি। ধাতুপট্টাবৃত-এর মাধ্যমে গর্তের অভাব মানে চিন্তা করার জন্য কোন অভ্যন্তরীণ ব্যারেলের ফাটল নেই।
দ্বৈত-পার্শ্বযুক্ত PCB, কিছু ক্ষেত্রে (যেমন কিছু উপাদানের জন্য দ্বৈত-পার্শ্বযুক্ত সংযুক্তি) আরও অপ্রয়োজনীয় অফার করার সময়, একটি সম্ভাব্য ব্যর্থতা বিন্দু হিসাবে মাধ্যমের পরিচয় দেয়। ব্যারেলের ভিতর থাকা তামার প্রলেপ তুলনামূলকভাবে পাতলা এবং সোল্ডারিংয়ের সময় বা তাপমাত্রার বড় পরিবর্তন সহ পরিবেশে তাপীয় প্রসারণের চাপের কারণে ক্র্যাকিংয়ের জন্য সংবেদনশীল হতে পারে। এই জন্য একটি মূল বিবেচনা ডবল লেয়ার পিসিবিতে তাপ ব্যবস্থাপনা নকশা গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে সংযুক্ত প্যাডগুলিতে যথাযথ তাপীয় ত্রাণ প্যাটার্ন, ওয়ার্পিং রোধ করার জন্য পর্যাপ্ত তামার ভারসাম্য এবং সাইজিংয়ের মাধ্যমে উপযুক্ত এইগুলি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডের দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ। তদ্ব্যতীত, বোর্ডটিকে অবশ্যই উভয় পাশে ভারী উপাদান বসানোর যান্ত্রিক চাপ সহ্য করার জন্য ডিজাইন করা উচিত, সম্ভাব্যভাবে অতিরিক্ত সমর্থন বা শক্ত সাবস্ট্রেট উপাদান প্রয়োজন।
সিদ্ধান্তটি প্রায়শই পারফরম্যান্স, জটিলতা এবং খরচের মধ্যে একটি লেনদেন বন্ধ করে দেয়। মালিকানার মোট খরচ বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
নীচে মূল খরচ এবং সময় ড্রাইভারগুলির একটি ভাঙ্গন রয়েছে যা দুটি বোর্ডের ধরনকে আলাদা করে।
| খরচ/সময় ফ্যাক্টর | একমুখী পিসিবি | ডবল-সাইডেড পিসিবি |
|---|---|---|
| বেস উপাদান খরচ | নিম্ন (কম তামা, সরল স্তরিত) | উচ্চতর (আরো তামা, দুই পক্ষের জন্য প্রক্রিয়াকরণ) |
| উত্পাদন প্রক্রিয়া পদক্ষেপ | সহজতর: প্যাটার্নিং, এচিং, ড্রিলিং, সোল্ডার মাস্ক/সিল্কস্ক্রিন। তুরপুন অ ধাতুপট্টাবৃত হয়. | আরও জটিল: একক-পার্শ্বযুক্ত প্লাসের জন্য সমস্ত পদক্ষেপের প্রয়োজন গর্ত প্রক্রিয়া পদক্ষেপ মাধ্যমে ধাতুপট্টাবৃত : ড্রিলিং, ডেসমিয়ার, ইলেক্ট্রোড কপার, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং। |
| টিপিক্যাল ফেব্রিকেশন লিড টাইম | সংক্ষিপ্ত (কম প্রক্রিয়া পদক্ষেপ, মৌলিক বোর্ডের জন্য উচ্চ শিল্প ক্ষমতা) | দীর্ঘ (আরও পদক্ষেপ জড়িত, বিশেষ করে কলাই) |
| সমাবেশ খরচ | সাধারণত কম। প্রায়শই শুধুমাত্র এক পাশ, সহজ সোল্ডারিং প্রক্রিয়া। | উচ্চতর হতে পারে। দুই-পার্শ্বযুক্ত সমাবেশের জন্য সম্ভাব্য, একাধিক সোল্ডারিং পাস বা আরও জটিল ফিক্সচারের প্রয়োজন। |
| ডিজাইন এবং টুলিং খরচ | নিম্ন সহজ ডিজাইনের নিয়ম, কম সিমুলেশন প্রয়োজন। | উচ্চতর। প্লেসমেন্ট, লেয়ার ম্যানেজমেন্ট এবং সম্ভাব্য সংকেত অখণ্ডতা বিশ্লেষণের মাধ্যমে সতর্কতা প্রয়োজন। |
একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত বোর্ডের প্রতি-ইউনিট খরচ বেশি হলেও, এটি একটি ছোট সামগ্রিক বোর্ডের আকার সক্ষম করে, পণ্যের ঘেরের আকার হ্রাস করে এবং আরও যৌক্তিক এবং কম ঘনবসতিপূর্ণ লেআউটের অনুমতি দিয়ে ফলন উন্নত করে যা পরীক্ষা এবং ডিবাগ করা সহজ।
পছন্দটি অ্যাপ্লিকেশন-চালিত। এর প্রশ্ন কখন ডবল সাইড বনাম সিঙ্গেল সাইড পিসিবি ব্যবহার করবেন প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তা দ্বারা উত্তর দেওয়া হয়.
আরো চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ডিজাইনার প্রায়ই মূল্যায়ন পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের জন্য ডবল লেয়ার পিসিবি এর সুবিধা . পাওয়ার সার্কিটে, দ্বিতীয় স্তরটি শক্তি বা স্থলের জন্য একটি অবিচ্ছিন্ন, নিরবচ্ছিন্ন সমতল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি ব্যাপকভাবে ট্রেস ইন্ডাকট্যান্স এবং রেজিস্ট্যান্স কমিয়ে দেয়, যা উচ্চতর কারেন্ট বহন করার ক্ষমতা, ভালো ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ এবং একটি বৃহৎ তামা এলাকা জুড়ে তাপ ছড়িয়ে তাপ কর্মক্ষমতা উন্নত করে। এটি এমওএসএফইটি এবং ইন্ডাক্টরগুলির মতো গোলমাল স্যুইচিং উপাদানগুলি থেকে বিপরীত স্তরে সংবেদনশীল নিয়ন্ত্রণ সার্কিট্রির জন্য সুরক্ষা প্রদান করে।
উপযুক্ত PCB প্রকার নির্বাচন করা একটি মৌলিক সিদ্ধান্ত। আপনার প্রকল্পের প্রয়োজনীয়তাগুলি পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে সংজ্ঞায়িত করে শুরু করুন: সার্কিট জটিলতা (উপাদান গণনা এবং আন্তঃসংযোগ), প্রয়োজনীয় শারীরিক আকার, বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা প্রয়োজন (সংকেত গতি, শব্দ সংবেদনশীলতা, বর্তমান স্তর), অপারেটিং পরিবেশ (তাপীয়, যান্ত্রিক চাপ), এবং অবশ্যই, লক্ষ্য ইউনিট খরচ। সহজ, খরচ-সংবেদনশীল, বা উচ্চ-বর্তমান/নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি প্রকল্পগুলির জন্য, একটি একতরফা PCB পুরোপুরি পর্যাপ্ত এবং সবচেয়ে লাভজনক পছন্দ হতে পারে। যাইহোক, যদি আপনার ডিজাইনে মাইক্রোকন্ট্রোলার, ডিজিটাল লজিক, এনালগ সেন্সর, পাওয়ার রেগুলেশন, বা একটি ছোট ঘেরে ফিট করার প্রয়োজন হয়, তাহলে একটি দ্বি-পার্শ্বযুক্ত PCB-এর রাউটিং নমনীয়তা, শব্দ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ঘনত্বের সুবিধাগুলি প্রায় অবশ্যই প্রয়োজনীয় হবে। যদিও এটি একটি উচ্চতর প্রাথমিক বানোয়াট খরচ বহন করে, এটি প্রায়শই ব্যয়বহুল ডিজাইনের আপস প্রতিরোধ করে, ডিবাগ করার সময় হ্রাস করে এবং এর ফলে আরও পেশাদার, নির্ভরযোগ্য এবং কার্যকরী শেষ পণ্য হয়। মূল বিষয় হল সার্কিটের চাহিদার সাথে বোর্ডের সামর্থ্যের সাথে ওভার-ইঞ্জিনিয়ারিং বা কম-নির্দিষ্টকরণ ছাড়াই মিলানো।