पीसीबी (प्रिंटेड सर्किट बोर्ड) एक महत्वपूर्ण इलेक्ट्रॉनिक घटक है जो इलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए एक आधार संरचना और विद्युत कनेक्शनों के लिए एक वाहक के रूप में कार्य करता है। इसे "प्रिंटेड" सर्किट बोर्ड इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसका निर्माण इलेक्ट्रॉनिक प्रिंटिंग तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है। पीसीबी इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के आवश्यक घटकों में से एक है। डिजिटल घड़ियों और कैलकुलेटर जैसी छोटी वस्तुओं से लेकर कंप्यूटर, संचार इलेक्ट्रॉनिक्स और सैन्य हथियार प्रणालियों जैसे बड़े सिस्टम तक, लगभग हर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण एकीकृत सर्किट और अन्य इलेक्ट्रॉनिक घटकों को विद्युत रूप से जोड़ने के लिए प्रिंटेड सर्किट बोर्ड का उपयोग करता है ।
प्रिंटेड सर्किट बोर्ड में एक इन्सुलेटिंग सब्सट्रेट, कनेक्टिंग तार और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को असेंबल करने और सोल्डर करने के लिए पैड होते हैं, जो चालक मार्ग और इन्सुलेटिंग आधार दोनों का काम करते हैं। यह विभिन्न घटकों के बीच विद्युत कनेक्शन स्थापित करने के लिए जटिल वायरिंग की जगह ले सकता है, जिससे असेंबली और सोल्डरिंग प्रक्रियाएं सरल हो जाती हैं, पारंपरिक वायरिंग विधियों से जुड़े कार्यभार में कमी आती है और श्रम की तीव्रता में काफी कमी आती है। इसके अलावा, पीसीबी उपकरणों के समग्र आकार को कम करने, उत्पाद लागत को कम करने और इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की गुणवत्ता और विश्वसनीयता में सुधार करने में मदद करते हैं। ये अच्छी उत्पाद स्थिरता प्रदान करते हैं और डिजाइन में मानकीकृत किए जा सकते हैं, जिससे उत्पादन में मशीनीकरण और स्वचालन को बढ़ावा मिलता है। साथ ही, पूरी तरह से असेंबल और परीक्षण किया गया प्रिंटेड सर्किट बोर्ड एक स्वतंत्र स्पेयर पार्ट के रूप में काम कर सकता है, जिससे संपूर्ण उत्पादों को बदलना और उनकी मरम्मत करना आसान हो जाता है।
प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) मूल रूप से कागज आधारित कॉपर-क्लैड लैमिनेट से बनाए जाते थे। 1950 के दशक में सेमीकंडक्टर ट्रांजिस्टर के आगमन के बाद से, प्रिंटेड सर्किट बोर्ड की मांग में भारी वृद्धि हुई है। इंटीग्रेटेड सर्किट के तीव्र विकास और व्यापक अनुप्रयोग के कारण छोटे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का निर्माण हुआ है, जिनमें सर्किट घनत्व और जटिलता बढ़ती जा रही है, जिसके परिणामस्वरूप प्रिंटेड सर्किट बोर्ड में निरंतर नवाचार की आवश्यकता है। वर्तमान में, पीसीबी की किस्में सिंगल-साइडेड बोर्ड से विकसित होकर डबल-साइडेड बोर्ड, मल्टीलेयर बोर्ड और फ्लेक्सिबल बोर्ड तक पहुंच गई हैं। इनकी संरचना और गुणवत्ता में भी काफी सुधार हुआ है और ये अति-घनत्व, लघुकरण और उच्च विश्वसनीयता के स्तर तक पहुंच गए हैं। नए डिजाइन तरीके, सामग्री और निर्माण प्रक्रियाएं लगातार विकसित हो रही हैं। हाल के वर्षों में, पीसीबी के लिए विभिन्न कंप्यूटर-एडेड डिजाइन (CAD) सॉफ्टवेयर उद्योग में व्यापक रूप से अपनाए गए हैं, और विशेष पीसीबी निर्माताओं में मशीनीकृत और स्वचालित उत्पादन ने मैनुअल प्रक्रियाओं को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर दिया है।
परत संख्या द्वारा वर्गीकरण
सर्किट परतों की संख्या के आधार पर, पीसीबी को सिंगल-साइडेड बोर्ड , डबल-साइडेड बोर्ड और मल्टीलेयर बोर्ड में वर्गीकृत किया जा सकता है। सामान्य मल्टीलेयर बोर्ड में आमतौर पर चार या छह परतें होती हैं, जबकि अधिक जटिल बोर्डों में दर्जनों परतें हो सकती हैं। पीसीबी वर्गीकरण के तीन मुख्य प्रकार हैं:
एक तरफा बोर्ड
सिंगल-साइडेड बोर्ड (Single-Sided Boards) में कंपोनेंट एक तरफ केंद्रित होते हैं और चालक ट्रेसेस दूसरी तरफ (या ट्रेसेस और सरफेस-माउंटेड कंपोनेंट दोनों एक तरफ, और थ्रू-होल कंपोनेंट दूसरी तरफ) होते हैं। चूंकि ट्रेसेस केवल एक तरफ होते हैं, इसलिए इस प्रकार के पीसीबी को सिंगल-साइडेड कहा जाता है। सर्किट डिजाइन पर सख्त सीमाओं के कारण (ट्रेसेस एक दूसरे को पार नहीं कर सकते और उन्हें अलग-अलग रास्ते अपनाने होते हैं), सिंगल-साइडेड बोर्ड आमतौर पर केवल शुरुआती सर्किट डिजाइनों में ही उपयोग किए जाते हैं।
दो तरफा बोर्ड
दो तरफा बोर्ड (डबल-साइडेड बोर्ड) में दोनों तरफ वायरिंग होती है, जिसके लिए दोनों तरफ सही विद्युत कनेक्शन की आवश्यकता होती है। ये कनेक्शन, जिन्हें वाया कहा जाता है, धातु से भरे या लेपित छोटे छेद होते हैं जो दोनों तरफ से आने वाले तारों को आपस में जोड़ने की अनुमति देते हैं। दो तरफा बोर्ड, जिनका सतह क्षेत्र एकल तरफा बोर्डों की तुलना में दोगुना होता है, एकल तरफा डिज़ाइनों की इंटरलीविंग समस्याओं को हल करते हैं (वाया के माध्यम से कनेक्शन बनाने की अनुमति देते हैं)। ये उन सर्किटों के लिए अधिक उपयुक्त हैं जो आमतौर पर एकल तरफा बोर्डों द्वारा संभाले जाने वाले सर्किटों की तुलना में अधिक जटिल होते हैं।
लचीला बोर्ड, कठोर-लचीला बोर्ड
मल्टी-लेयर बोर्ड (मल्टी-लेयर बोर्ड) कई सिंगल-साइडेड या डबल-साइडेड बोर्ड का उपयोग करके उपलब्ध वायरिंग क्षेत्र को बढ़ाते हैं। उदाहरण के लिए, एक चार-लेयर पीसीबी में भीतरी परत के रूप में एक डबल-साइडेड बोर्ड और बाहरी परतों के रूप में दो सिंगल-साइडेड बोर्ड हो सकते हैं, या भीतरी परतों के रूप में दो डबल-साइडेड बोर्ड और बाहरी परतों के रूप में दो सिंगल-साइडेड बोर्ड हो सकते हैं। इन प्रिंटेड सर्किट बोर्डों को इंसुलेटिंग एडहेसिव पदार्थों से इंटरलीव किया जाता है और डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुसार आपस में जोड़ा जाता है। परतों की संख्या का मतलब यह नहीं है कि स्वतंत्र वायरिंग परतों की संख्या भी उतनी ही होगी; विशेष मामलों में, बोर्ड की मोटाई को नियंत्रित करने के लिए खाली परतें जोड़ी जा सकती हैं, और परतों की संख्या आमतौर पर सम होती है और इसमें सबसे बाहरी दो परतें भी शामिल होती हैं। अधिकांश मदरबोर्ड में 4 से 8 परतें होती हैं, हालांकि तकनीकी रूप से, पीसीबी में लगभग 100 परतें हो सकती हैं। हाई-एंड सुपरकंप्यूटर अक्सर अत्यधिक लेयर वाले मदरबोर्ड का उपयोग करते हैं, लेकिन अब जब मानक कंप्यूटरों के क्लस्टर ऐसे सिस्टम की जगह ले सकते हैं, तो अल्ट्रा-मल्टीलेयर बोर्ड कम आम होते जा रहे हैं। पीसीबी में प्रत्येक परत इतनी कसकर एकीकृत होती है कि परतों की वास्तविक संख्या का पता लगाना मुश्किल होता है, हालांकि मदरबोर्ड का सावधानीपूर्वक अवलोकन करने से यह जानकारी प्राप्त की जा सकती है।
लचीला बोर्ड, कठोर-लचीला बोर्ड
लचीले बोर्ड, कठोर-लचीले बोर्ड को कठोर सर्किट बोर्ड और लचीले सर्किट बोर्ड में वर्गीकृत किया जाता है। आम तौर पर, पहली छवि में दिखाए गए पीसीबी को कठोर पीसीबी कहा जाता है, जबकि दूसरी छवि में पीले कनेक्शन को लचीला पीसीबी कहा जाता है। सहज अंतर यह है कि लचीले पीसीबी को मोड़ा जा सकता है। कठोर पीसीबी के लिए सामान्य मोटाई में 0.2 मिमी, 0.4 मिमी, 0.6 मिमी, 0.8 मिमी, 1.0 मिमी, 1.2 मिमी, 1.6 मिमी और 2.0 मिमी शामिल हैं। लचीले पीसीबी के लिए सामान्य मोटाई 0.2 मिमी है, जिसमें सोल्डरिंग घटकों के लिए पीछे की ओर मोटी परतें जोड़ी जाती हैं, जो 0.2 मिमी से 0.4 मिमी तक हो सकती हैं। इन विवरणों को समझने से संरचनात्मक इंजीनियरों को डिजाइन के दौरान एक स्थानिक संदर्भ मिलता है। कठोर पीसीबी के लिए सामान्य सामग्रियों में फेनोलिक पेपर लैमिनेट, एपॉक्सी पेपर लैमिनेट, पॉलिएस्टर फाइबरग्लास लैमिनेट और एपॉक्सी फाइबरग्लास लैमिनेट शामिल हैं
