प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) समकालीन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के भीतर महत्वपूर्ण तत्वों का प्रतिनिधित्व करते हैं। मानकीकृत फ़ाइल प्रारूप कुशल डिजाइन और विनिर्माण परिणामों का उत्पादन करने के लिए रीढ़ की हड्डी के रूप में कार्य करते हैं। स्थापित प्रारूप डिजाइन सॉफ्टवेयर अनुप्रयोगों और पीसीबी निर्माताओं और असेंबली सुविधाओं दोनों के बीच एक संचार पुल बनाते हैं।

 सुचारू उत्पादन तभी संभव है जब टीमें मानकीकृत फ़ाइल स्वरूपों को पूरी तरह से समझ लें। इसलिए, इस लेख में, आप PCB डिज़ाइन फ़ाइलों की बुनियादी अवधारणाओं के साथ-साथ उनके संबंधित असेंबली फ़ाइल स्वरूपों को पढ़ने जा रहे हैं।

पीसीबी डिजाइन और असेंबली फ़ाइल प्रारूपों का अवलोकन

पीसीबी फाइलें कई तरह के ज़रूरी डेटा एलिमेंट स्टोर करती हैं। इसलिए आपकी बुनियादी समझ के लिए हम इसे और स्पष्ट कर देते हैं। पीसीबी फाइलें चार प्राथमिक प्रकार की जानकारी रखती हैं। ये हैं:

1. ज्यामितीय विशेषताएँ
2. घटक विशिष्टताएँ
3. नेटलिस्ट कनेक्शन,
4. और विनिर्माण दिशानिर्देश।

ज्यामितीय डेटा

ज्यामितीय डेटा बोर्ड के आकार और लेआउट का वर्णन करता है। साथ ही, घटक डेटा पीसीबी के प्रत्येक घटक के स्थान और पदचिह्न को निर्दिष्ट करेगा। नेटलिस्ट डेटा फ़ाइलों में इंजीनियर उन विद्युत कनेक्शनों का वर्णन करते हैं जो घटकों को एक साथ जोड़ते हैं। विनिर्माण डेटा इलेक्ट्रॉनिक घटकों के निर्माण और संयोजन के लिए एक गाइडबुक के रूप में कार्य करता है।

घटक डेटा बोर्ड पर प्रत्येक घटक का स्थान और पदचिह्न निर्दिष्ट करता है।

मानकीकरण

मानकीकरण से संगतता सुनिश्चित होती है। इसलिए, यहाँ IPC की भूमिका को कम नहीं आंका जा सकता। क्यों? क्योंकि यह एक केंद्रीय संगठन है। IPC (एसोसिएशन कनेक्टिंग इलेक्ट्रॉनिक्स इंडस्ट्रीज) इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए उद्योग मानक विकसित करता है।

इस मानकीकरण के माध्यम से संगठन एकीकृत दिशा-निर्देश प्रदान करते हैं जो डिजाइन और विनिर्माण गतिविधियों में एकरूपता को लागू करते हैं। यह प्रणाली मानक कनेक्टिविटी स्थापित करके विभिन्न सॉफ्टवेयर विक्रेताओं के बीच सुचारू डेटा ट्रांसफर को सक्षम बनाती है। IPC मानक बेहतर गुणवत्ता वाले उत्पाद बनाते समय त्रुटियों को रोकते हैं।

फ़ाइल प्रारूप डिज़ाइन करें

पीसीबी निर्माण के लिए सही ढंग से काम करने के लिए डिज़ाइन फ़ाइलों की आवश्यकता होती है। आमतौर पर कई प्रारूपों का उपयोग किया जाता है।

ए. गेरबर फ़ाइलें (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

उद्योग इस पर निर्भर करता है गेरबर फ़ाइलें मानक प्रारूप के रूप में। मुद्रित सर्किट बोर्ड के उत्पादन के लिए छवि प्रारूप मौजूद है। प्रत्येक पीसीबी परत वेक्टर ग्राफिक प्रारूप विवरण के माध्यम से प्रतिनिधित्व प्राप्त करती है। .gbs फ़ाइल उन क्षेत्रों की पहचान करने के लिए कार्य करती है जहाँ सोल्डर लागू नहीं किया जाना चाहिए।

 अन्य सामान्य एक्सटेंशन मौजूद हैं। शामिल प्रारूप हैं .gto शीर्ष सिल्कस्क्रीन डेटा के लिए, .gbo नीचे सिल्कस्क्रीन डेटा के लिए और साथ ही .gko बोर्ड आउटलाइन विनिर्देशों के लिए और .drd फ़ाइलें जिनमें ड्रिल जानकारी होती है।

RS-274X एक आधुनिक गेरबर प्रारूप है। RS-274D पुराना है। RS-274X बेहतर साबित होता है क्योंकि इसकी संरचना इसे अधिक उपयोगी जानकारी रखने की अनुमति देती है। एपर्चर परिभाषा अभ्यास मुख्य विशिष्ट पहलुओं में से एक है।

एपर्चर प्रारूपों में विशेषताओं को चित्रित करने के लिए आवश्यक आकृतियों को स्थापित करने के लिए डी-कोड का उपयोग किया जाता है। गेरबर छवियाँ अपनी निर्माण प्रक्रिया के लिए पूरी तरह से इन एपर्चर पर निर्भर करती हैं। डिज़ाइन में उपयोग की जाने वाली मूल आकृतियाँ कस्टम-परिभाषित बहुभुजों के साथ आयताकार रूपों के साथ वृत्त हैं।

विस्तारित गेरबर (X2) RS-274X में सुधार करता है। यह एपर्चर जानकारी एम्बेड करता है। नेटलिस्ट डेटा भी है। इसके अलावा, यह विनिर्माण को सरल बनाता है। त्रुटि दरों के साथ-साथ मैन्युअल प्रक्रियाएँ भी कम हो जाती हैं।

बी. ईगल फ़ाइलें (.brd, .sch)

पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर के लिए सबसे पसंदीदा विकल्पों में से एक ईगल है। सॉफ्टवेयर लोकप्रियता प्राप्त करता है क्योंकि उपयोगकर्ताओं को इसे संचालित करना सहज लगता है। सिस्टम अपने दायरे में घटक प्लेसमेंट और रूटिंग को शामिल करके कार्यक्षमता का विस्तार करता है। इस सिस्टम के माध्यम से विद्युत कनेक्शन दिखाई देते हैं।

ईगल का उपयोग करने के लिए लाइब्रेरी का कुशल प्रबंधन एक आवश्यक अभ्यास बना हुआ है। घटक लाइब्रेरी घटक जानकारी संग्रहीत करती हैं। ये संसाधन पदचिह्न जानकारी, प्रतीक परिभाषाएँ और विद्युत डेटा संरचनाओं को कवर करते हैं। यह प्रणाली दो प्रमुख लाभ प्रदान करती है क्योंकि यह विनिर्माण गलतियों को कम करते हुए समान डिज़ाइन तैयार करती है।

यूजर लैंग्वेज प्रोग्राम के ज़रिए, ईगल अपनी क्षमताओं का विस्तार करता है। आप इन प्रोग्राम को स्क्रिप्टिंग टूल के रूप में ले सकते हैं जो कार्य स्वचालन को सुव्यवस्थित करते हैं। इसका क्या मतलब है? वे नई सुविधाएँ जोड़ते हैं। वे सॉफ़्टवेयर को अनुकूलित करते हैं। BOM जनरेशन और डिज़ाइन नियम जाँच फ़ंक्शन व्यावहारिक उदाहरण के रूप में काम करते हैं।

C. KiCad फ़ाइलें (.kicad_pcb, .kicad_sch)

सॉफ्टवेयर प्रोग्राम KiCad प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के लिए ओपन-सोर्स हार्डवेयर डिज़ाइन सॉफ्टवेयर के रूप में कार्य करता है जो शक्तिशाली क्षमताओं को प्रदर्शित करता है। इस टूल की लोकप्रियता लगातार बढ़ रही है।

सभी KiCad प्रोजेक्ट फ़ाइलें एक संगठित संरचना साझा करती हैं जो प्रबंधन और सहयोग को सुविधाजनक बनाती है। इसलिए यह एक बुनियादी और महत्वपूर्ण बिंदु है। प्रत्येक उपयोगकर्ता को यह समझना चाहिए कि संगठन संरचना परियोजनाओं में फ़ाइल प्रबंधन को कैसे सुव्यवस्थित करती है। यह सहयोग को आसान बनाता है।

उपयोगकर्ता KiCad सॉफ़्टवेयर के लिए प्लगइन्स का एक बड़ा संग्रह बनाना जारी रखते हैं। प्लगइन्स कई सुविधाएँ जोड़ते हैं। वे डेटा आयात/निर्यात में मदद करते हैं। वे डिज़ाइन कार्यों को स्वचालित करते हैं। इसलिए, KiCad बहुत बहुमुखी है।

फ़ाइल प्रारूपों का निर्माण

पीसीबी का उत्पादन फाइलों के निर्माण पर निर्भर करता है। कई प्रारूप शामिल किए गए हैं।

गेरबर फ़ाइलें (.gtl, .gbl, .gts, .gbs)

गेरबर फ़ाइलें विनिर्माण कार्यों में एक महत्वपूर्ण स्थान रखती हैं। पीसीबी की प्रत्येक परत इन फ़ाइलों से अपना छवि डेटा प्राप्त करती है। विनिर्माण भौतिक बोर्ड इन फ़ाइलों पर निर्भर करता है।

ड्रिल फ़ाइलें

ड्रिल फ़ाइलें भी ज़रूरी हैं। डिज़ाइनर आमतौर पर ड्रिलिंग मशीन के निर्देशों को एक्सेलॉन फ़ॉर्मेट में सहेजते हैं। ये फ़ाइलें छेद के स्थानों को दर्शाकर ड्रिलिंग मशीनों को नियंत्रित करती हैं। ड्रिल फ़ाइलें सभी छेदों की स्थिति और व्यास दोनों निर्धारित करती हैं।

गेरबर फ़ाइलों के साथ मिलकर ये सिस्टम सटीक PCB पैटर्न बनाने के लिए काम करते हैं। आपको क्या मिलेगा? निश्चित रूप से, एक सटीक छेद प्लेसमेंट।

विनिर्माण पैनल एक ही बढ़े हुए पैनल संरचना के भीतर कई पीसीबी डिज़ाइनों को जोड़ते हैं। यह सामग्री के उपयोग को अनुकूलित करता है। यह उत्पादन दक्षता में भी सुधार करता है। पैनल व्यवस्था की जानकारी Gerber फ़ाइल स्वरूपों के अंदर संग्रहीत की जा सकती है। यह प्रणाली व्यक्तिगत पीसीबी स्थितियों और किसी भी आवश्यक टूलिंग छेद या ब्रेक-ऑफ टैब दोनों को शामिल करती है।

ODB++ फ़ाइलें (.odb++)

ODB++ एक अधिक पूर्ण विनिर्माण फ़ाइल प्रारूप विकल्प का प्रतिनिधित्व करता है। ODB++ फ़ाइल प्रारूप में उन्नत डेटा सुविधाएँ हैं जो आकृतियों के सरल दृश्य प्रतिनिधित्व से आगे बढ़ती हैं।

ODB++ में उपलब्ध बुद्धिमान डेटा घटक विशेषताओं के बारे में जानकारी को समाहित करता है। आपको अधिक स्पष्ट समझ देने के लिए, आइए दूसरे तरीके से समझते हैं। इस बुद्धिमान डेटा के उदाहरण हैं:

• भाग संख्याएँ
• मान
• और सहनशीलता.

फ़ाइल नेट नाम भी प्रदान करती है। यह नेट नाम प्रदान करता है। ये तत्व स्पष्ट रूप से दिखाते हैं कि डिज़ाइन के भीतर घटक विद्युत रूप से कैसे जुड़ते हैं।

डेटा सेट में आपको क्या मिलेगा? आपको परीक्षण बिंदुओं के बारे में विस्तृत जानकारी मिलेगी, सटीक स्थानों को निर्दिष्ट करना होगा। यहाँ, उद्देश्य इकट्ठे सर्किट बोर्ड के प्रदर्शन का विश्लेषण करना है। यह विस्तृत जानकारी अस्पष्टता को कम करती है। इस समाधान के साथ मानवीय विश्लेषण कम महत्वपूर्ण हो जाता है।

ODB++ फ्रेमवर्क CAM प्रक्रियाओं को और अधिक सरल बनाता है। यह एक संपूर्ण डेटासेट प्रदान करता है। ODB++ तकनीक विनिर्माण उपकरण परिचालन तैयारी अवधि को कम करती है। यह सिस्टम संभावित निर्माण और असेंबली गलतियों को रोकता है।

सी. आईपीसी-2581 फ़ाइलें (.2581)

IPC-2581 विनिर्माण फ़ाइल प्रारूपों की एक नई पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करता है जो तकनीकी उन्नति का प्रतिनिधित्व करता है। IPC-2581 प्रारूप एक्सटेंसिबल मार्कअप लैंग्वेज (XML) को अपनी रीढ़ के रूप में अपनाता है।

XML मानव-पठनीय संरचित डेटा संग्रहण प्रारूप बनाता है। IPC-2581 की लचीलापन और विस्तारशीलता सीधे इसके डिज़ाइन से आती है। PCB की सभी विशेषताओं को इस प्रारूप के माध्यम से व्यापक विवरण प्राप्त होता है। सिस्टम डिज़ाइन विनिर्देशों को विनिर्माण प्रक्रियाओं और असेंबली निर्देशों के साथ जोड़ता है।

असेंबली फ़ाइल प्रारूप

सफल पीसीबी विधानसभा संचालन असेंबली फ़ाइलों पर निर्भर करता है। कई प्रारूप शामिल किए गए हैं।

A. बिल ऑफ मैटेरियल्स (BOM) फ़ाइलें (.csv, .xls, .xlsx)

बिल ऑफ मैटीरियल (BOM) फ़ाइलें असेंबली प्रक्रिया के लिए सभी आवश्यक घटकों की एक सूची बनाती हैं। मानक BOM फ़ाइल स्वरूपों में कॉमा सेपरेटेड वैल्यूज़ के लिए .csv और एक्सेल ओपन XML स्प्रेडशीट्स के लिए .xls और .xlsx द्वारा दर्शाए गए एक्सेल स्प्रेडशीट शामिल हैं।

BOM के विभिन्न रूप मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, इंजीनियरिंग BOM डिज़ाइन विनिर्देशों पर ध्यान केंद्रित करता है। इसी तरह, विनिर्माण BOM उत्पादन के लिए घटकों का विवरण देता है। बिक्री BOM ऑर्डर निर्देशों के साथ लागत विवरण तक पहुँच की अनुमति देता है।

पैकेजिंग घटकों के बारे में विवरण BOM संरचना के भीतर महत्वपूर्ण हैं। दस्तावेज़ में घटक पैकेजिंग रूपों जैसे SOIC और QFP के साथ-साथ उनके आकार और आपूर्तिकर्ता भाग संख्या के बारे में विवरण शामिल हैं।

बी. पिक-एंड-प्लेस फ़ाइलें (.csv, .txt)

स्वचालित असेंबली मशीनें अपने संचालन के लिए पिक-एंड-प्लेस फ़ाइलों पर निर्भर करती हैं। सिस्टम इन फ़ाइलों से निर्देश प्राप्त करता है कि कौन सा घटक प्रत्येक निर्दिष्ट स्थान पर जाता है। बिल्डर्स आमतौर पर .txt (प्लेन टेक्स्ट) फ़ाइलों के साथ .csv फ़ाइलों को अपने मानक प्रारूपों के रूप में उपयोग करते हैं।

पिक-एंड-प्लेस फ़ाइलों में विविधताएँ होती हैं। असेंबली मशीन के प्रत्येक मॉडल को अपनी सेटिंग में अद्वितीय विविधताओं की आवश्यकता होती है। प्रत्येक पिक-एंड-प्लेस फ़ाइल में रोटेशन निर्देश और संदर्भ डिज़ाइनर के साथ घटक X/Y प्लेसमेंट जानकारी होती है।

फिडुशियल मार्कर के नाम से जाने जाने वाले छोटे लक्ष्य मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) पर दिखाई देते हैं। इन घटकों की बदौलत असेंबली मशीन सटीक संरेखण प्राप्त करती है। स्वचालित असेंबली सही संचालन के लिए मार्करों पर बहुत अधिक निर्भर करती है।

सी. असेंबली ड्राइंग (.pdf, .dwg)

असेंबली प्रक्रियाओं को निर्देशित करने के लिए दृश्य निर्देश असेंबली ड्रॉइंग में पाए जा सकते हैं। असेंबली डॉक्यूमेंटेशन के लिए एक सामान्य फ़ाइल प्रारूप में पोर्टेबल डॉक्यूमेंट फ़ॉर्मेट के लिए .pdf और ऑटोकैड ड्रॉइंग के लिए .dwg शामिल है।

असेंबली ड्रॉइंग के कई प्रकार उपलब्ध हैं। प्रत्येक घटक की स्थिति को घटक प्लेसमेंट ड्रॉइंग के माध्यम से प्रदर्शित किया जाता है। विस्फोटित दृश्य भागों की असेंबली कॉन्फ़िगरेशन को प्रदर्शित करते हैं।

रूपांतरण और संगतता मुद्दे

पीसीबी फ़ाइल रूपांतरण कई समस्याएं पैदा करते हैं। विशिष्ट उपकरण रूपांतरण में मदद करते हैं। GerbView Gerber फ़ाइलों को संभालता है। ODB++ व्यूअर ODB++ डेटा का निरीक्षण करते हैं।

रूपांतरण प्रक्रिया में डेटा खोने का जोखिम होता है। इस जानकारी में डेटा हानि और भ्रष्टाचार का जोखिम मौजूद है। इससे विनिर्माण त्रुटियाँ हो सकती हैं। रूपांतरण के बाद परिणामों की जाँच करने के लिए प्रक्रिया में सावधानीपूर्वक ध्यान देने की आवश्यकता होती है।

प्रभावी फ़ाइल प्रबंधन संस्करण नियंत्रण प्रणालियों पर निर्भर करता है। Git फ़ाइल परिवर्तनों को ट्रैक करता है। Git के उपयोगकर्ता हमेशा जानते रहेंगे कि वे किस संस्करण का उपयोग कर रहे हैं क्योंकि सिस्टम फ़ाइल परिवर्तनों को सटीक रूप से ट्रैक करता है। यह टूल सुनिश्चित करता है कि सभी उपयोगकर्ता सही फ़ाइल संस्करण तक पहुँचें।

पीसीबी फ़ाइल प्रारूपों के साथ काम करने के लिए सर्वोत्तम अभ्यास

पीसीबी फ़ाइल प्रारूपों को समस्याओं से बचाने के लिए कई सर्वोत्तम प्रथाएं कार्य करती हैं।

दस्तावेज़ीकरण

पीसीबी निर्माण के लिए लेयर स्टैकअप का दस्तावेज़ीकरण आवश्यक है। यह दस्तावेज़ पीसीबी डिज़ाइन में पाई जाने वाली सामग्री और परतों के अनुक्रम दोनों को निर्दिष्ट करता है। निर्माताओं को आगे बढ़ने से पहले इस जानकारी तक पहुँच की आवश्यकता होती है।

दस्तावेज़ परत सामग्री के बारे में सभी को एक ही पृष्ठ पर रखता है ताकि अंतिम बोर्ड निर्माण में गलतियाँ न हों। याद रखें, दस्तावेज़ में ये शामिल होना चाहिए:

1. प्रत्येक परत का क्रम (जैसे, शीर्ष सिग्नल, ग्राउंड प्लेन, पावर प्लेन, निचला सिग्नल).
2. प्रत्येक परत की सामग्री (जैसे, एफआर-4, प्रीप्रेग, तांबा)।
3. प्रत्येक परत की मोटाई.
4. समग्र बोर्ड मोटाई.

डीआरसी

डिज़ाइन नियम जाँच (DRC) स्वचालित सत्यापन प्रक्रिया के रूप में काम करते हैं जो डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म के माध्यम से संचालित होते हैं। वे डिज़ाइन की खामियों का पता लगाते हैं। पहचानी गई डिज़ाइन खामियों से विनिर्माण समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

डिज़ाइन चरण के शुरुआती चरणों के दौरान डिज़ाइन नियम जाँच (DRC) शुरू करने से महत्वपूर्ण लाभ मिलते हैं। डिज़ाइन नियम जाँच महंगे सुधारों से बचने और डिज़ाइन समय को कम करने में मदद करती है। DRC जाँच के उदाहरणों में शामिल हैं:

• ट्रेस चौड़ाई और रिक्ति.
• आकार और अंतर के माध्यम से.
• घटकों और बोर्ड किनारे के बीच निकासी।
• विआस और थ्रू-होल के चारों ओर कुंडलाकार रिंग का आकार।

निर्माताओं के साथ पारदर्शी संवाद बनाए रखना बहुत महत्वपूर्ण साबित होता है। यह दृष्टिकोण संचार विफलताओं को कम करता है जिससे प्रभावी उत्पादन परिणाम प्राप्त होते हैं। संवाद करने के लिए आवश्यक जानकारी में शामिल हैं:

परत स्टैकअप विवरण.

महत्वपूर्ण आयाम और सहनशीलता। ये आकार और आकृति में स्वीकार्य भिन्नता निर्दिष्ट करते हैं।

कोई विशेष विनिर्माण आवश्यकताएँ। यह बोर्ड विनिर्देश प्रतिबाधा नियंत्रण सुविधाओं के साथ सटीक सतह खत्म का उपयोग करता है और नियंत्रित ड्रिलिंग गहराई बनाए रखता है।

पसंदीदा फ़ाइल प्रारूप। इन पसंदीदा फ़ाइल प्रारूपों का चयन करके आप प्रारूप रूपांतरण समस्याओं के जोखिम को समाप्त करते हुए निर्बाध संगतता प्राप्त करते हैं।

दस्तावेज़ में विशेष निर्देश या डिज़ाइन टिप्पणियाँ शामिल होनी चाहिए। यह जानकारी आवश्यक घटकों और उन्हें कैसे इकट्ठा किया जाए, इसका वर्णन करती है।

नियमित संचार

विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान नियमित संचार। नियमित संचार विनिर्माण से जुड़ी समस्याओं और प्रश्नों को दूर रखता है।

निष्कर्ष

पीसीबी के निर्माण के लिए ठीक से काम करने के लिए मानकीकृत फ़ाइल प्रारूपों की आवश्यकता होती है। इन प्रारूपों को समझना महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, सर्वोत्तम अभ्यास आवश्यक हैं। निर्माताओं के साथ स्पष्ट संचार बनाए रखना आपके आवश्यक कार्यों में से एक है। सावधानीपूर्वक संस्करण नियंत्रण के साथ पूर्ण सत्यापन करने से त्रुटियों को रोकने में मदद मिलती है। लेख आपको बुनियादी अवधारणाओं को समझने में मदद करने के इरादे से लिखा गया था।