पीसीबी डिजाइनिंग और नक़्क़ाशी अवलोकन: 5 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

पीसीबी को डिजाइन करने और नक़्क़ाशी करने के कई तरीके हैं, सबसे सरल से लेकर सबसे परिष्कृत तक। इस बीच यह भ्रमित होना आसान है कि किसे चुनना है, कौन सा आपकी आवश्यकताओं के लिए सबसे उपयुक्त होगा।

इस तरह के कुछ सवालों को स्पष्ट करने के लिए, मैंने इस निर्देश को लिखने का फैसला किया, मैं कोई विशेषज्ञ नहीं हूं, लेकिन मुझे पीसीबी की डिजाइनिंग और नक़्क़ाशी के बारे में कुछ जानकारी है।

इसलिए, कुछ विधियों, सामग्रियों, सॉफ्टवेयर और उपकरणों पर एक सामान्य अवलोकन जो पीसीबी के उत्पादन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और सौभाग्य से यह आपको पीसीबी की डिजाइनिंग में मदद करने में सक्षम होगा।

चरण 1: पीसीबी डिजाइनिंग सॉफ्टवेयर

आपके सर्किट की जटिलता के आधार पर, पीसीबी को हाथ से डिजाइन करना उपयुक्त नहीं है, इसलिए एक विशिष्ट सॉफ़्टवेयर का समर्थन जो काम पूरा करने के लिए सही उपकरण प्रदान करता है, का स्वागत है। पीसीबी डिज़ाइन सॉफ़्टवेयर के कई विकल्प हैं, जैसे प्रोटियस एरेस, ईगल, अल्टियम और कई ऑनलाइन विकल्प (मैं केवल सबसे आम और सुलभ लोगों का वर्णन कर रहा हूं, लेकिन निश्चित रूप से कई अन्य विकल्प हैं)।

- प्रोटियस एरेस - शायद यह पहला कार्यक्रम है जिसके बारे में लोग सोचेंगे कि जब यह ड्राइंग सर्किट की बात आती है, इसलिए नहीं कि यह सबसे अच्छा है, बल्कि इसलिए कि यह शायद सबसे अधिक ज्ञात है। मैं व्यक्तिगत रूप से इसका उपयोग नहीं करना पसंद नहीं करता (हालाँकि मैंने इसे पहले ही कुछ समय के लिए उपयोग किया है), लेकिन यह पीसीबी को डिजाइन करते समय विचार करने का एक विकल्प है। प्रोटीन का उपयोग करने का महान लाभ यह है कि आप प्रोटीन आइसिस का उपयोग करके सर्किट का अनुकरण भी कर सकते हैं, इस तरह आप "निश्चित रूप से" सत्यापित कर सकते हैं कि सर्किट काम कर रहा है या नहीं। दूसरी ओर, कुछ सुविधाएँ और उपकरण, समझने में बहुत भ्रमित करने वाले होते हैं और साथ ही आपके लिए आवश्यक हर घटक को खोजना संभव नहीं है (घटकों के पुस्तकालय सीमित हैं), लेकिन यदि आवश्यक हो तो आप नए घटक बना सकते हैं। एक और अच्छी खबर नहीं है, यह एक ओपन सोर्स सॉफ्टवेयर नहीं है, और यह पैकेट में शामिल उपकरणों की मात्रा के आधार पर वास्तव में महंगा है, कम से कम एक परीक्षण संस्करण है (निश्चित रूप से कई सीमाओं के साथ)।

- ईगल - यह भी एक लोकप्रिय सॉफ्टवेयर है जब पीसीबी डिजाइनिंग की बात आती है, बुरी खबर यह सर्किट सिमुलेशन की अनुमति नहीं देती है, जब पहली बार इस सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते हैं, तो आप इसके इंटरफ़ेस के बारे में थोड़ा असहज हो सकते हैं, जो थोड़े अलग है, हालांकि इसके अलावा इन नुकसानों को बनाने में बहुत सारी शानदार विशेषताएं हैं, जैसे कि घटकों को योजनाबद्ध (घटक के प्रतीक से संबंधित) और पैकेज (जिसमें पैड, प्रारूप और आयाम शामिल हैं) को आसान तरीके से संपादित करने की संभावना है, जो कर सकते हैं घटक पर राइट क्लिक करके और क्रमशः "ओपन डिवाइस" या "ओपन पैकेज" विकल्पों तक पहुंच कर एक्सेस किया जा सकता है। इसके अलावा, एक बड़ा समर्थन समुदाय है, जो पहली बार सॉफ़्टवेयर का उपयोग करते समय सामना की जाने वाली सामान्य समस्याओं के कई उत्तर प्रदान करता है, इसके अलावा यह समुदाय आधिकारिक पुस्तकालयों और उपयोगकर्ताओं द्वारा बनाए गए घटकों सहित कई पुस्तकालयों तक पहुंच को आसान बनाता है। अच्छी खबर, इस सॉफ़्टवेयर को एक फ्रीवेयर संस्करण मिला है (निश्चित रूप से सीमाओं के साथ, मुख्य रूप से बोर्ड के आकार और अनुमत परतों की संख्या से संबंधित), हाल ही में ऑटोडेस्क द्वारा खरीदे जाने के बाद, ईगल को एक छात्र संस्करण भी मिला है जिसमें सभी शामिल हैं कार्यक्रम की विशेषताएं।

- अल्टियम -

- ऑनलाइन कार्यक्रम - पीसीबी डिजाइनिंग के लिए बहुत सारे ऑनलाइन कार्यक्रम हैं, सामान्य तौर पर, सरल सर्किट डिजाइन करते समय वे एक अच्छा विकल्प होते हैं, मुख्यतः जब आप जल्दी में होते हैं, या यदि आप नहीं चाहते हैं (नहीं कर सकते हैं)) एक कार्यक्रम की गतिशीलता सीखने में बहुत समय व्यतीत करें। कहने की जरूरत नहीं है कि वे वास्तव में सुविधाओं और संभावनाओं तक सीमित हैं, कुछ एक विशिष्ट प्रोटोटाइप सेवा से भी जुड़े हुए हैं, अच्छी खबर वे हमेशा स्वतंत्र और आसानी से सुलभ हैं। जो कुछ मामलों में जरूरी है।

उपसंहार…

आपने महसूस किया होगा कि मैं ईगल को पसंद करता हूं, जिसका मतलब यह नहीं है कि अन्य सॉफ्टवेयर इसके लायक नहीं हैं, यह केवल मेरा व्यक्तिगत विकल्प है, लेकिन वास्तव में आम तौर पर लोग ईगल को सबसे खराब मानते हैं जब यह प्रयोज्य की बात आती है, भले ही Altium ' टी का उपयोग करना भी आसान है। ईगल के बारे में मेरा मुख्य बिंदु यह है कि यह अविश्वसनीय उपकरण प्रदान करता है, दुख की बात है कि इसका उपयोग करना सीखना थोड़ा कठिन है, मेरी राय में जब आप इसके इंटरफ़ेस के लिए अभ्यस्त हो जाते हैं, तो यह वास्तव में प्रयास के लायक है।

मैंने बाजार में उपलब्ध सभी सॉफ्टवेयरों को सूचीबद्ध नहीं किया, मैंने उन्हें सूचीबद्ध किया जिन्हें मैं जानता हूं, इसलिए मैं आपको पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर पर एक और शोध करने की सलाह देता हूं, यदि आप वास्तव में इस विषय में रुचि रखते हैं।

चरण 2: पीसीबी प्रोटोटाइप - तरीके

पीसीबी को डिजाइन करने के बाद, यह प्रोटोटाइप का समय है, आपके पीसीबी को प्रोटोटाइप करने के कुछ तरीके हैं, आप इसे स्वयं कर सकते हैं (जो सबसे कठिन है, वह भी जिसके लिए अधिक अभ्यास की आवश्यकता होती है), आप एक प्रोटोटाइप सेवा के लिए भुगतान कर सकते हैं, यह एक स्थानीय हो सकता है (यदि यह आपके गृहनगर में उपलब्ध है) या एक ऑनलाइन (जो आपके लिए उपलब्ध होने की सबसे अधिक संभावना है) आदि।

यदि आप प्रोटोटाइप सेवा के लिए भुगतान करने का निर्णय लेते हैं, तो बोर्ड को डिजाइन करने के बाद, कुछ फाइलें GERBER प्रारूप में उत्पन्न करना आवश्यक होगा, GERBER प्रारूप एक प्रकार की फ़ाइल है जो बिना किसी आवश्यकता के पीसीबी के पूरे विवरण को रखता है। बाहरी फाइलें, सामान्य तौर पर पीसीबी डिजाइन सॉफ्टवेयर आपको पीसीबी की GERBER फाइल बनाने में मदद करने के लिए कुछ उपकरण प्रदान करता है, इसलिए यह बहुत बड़ी बात नहीं है, साथ ही GERBER फाइल बनाने के तरीके के बारे में बहुत सारे ट्यूटोरियल हैं, इसलिए जब भी आप संदेह में हैं, बस इसे Google करें, जब तक कि प्रत्येक सॉफ़्टवेयर GERBER फ़ाइल उत्पन्न करने के लिए एक विशिष्ट विधि लेता है।

*********** प्रोटोटाइप सेवा का अनुरोध करने से पहले, यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि आपके सर्किट डिज़ाइन में सब कुछ सही है, इसलिए दोबारा जांचें, पीसीबी को तीन बार जांचें ….., अन्यथा आपको बाद में पछतावा हो सकता है।

यदि आप पीसीबी को अपने आप से प्रोटोटाइप करने का निर्णय लेते हैं तो आप कई तरीकों का उपयोग कर सकते हैं, फोकस तीन तरीकों पर होगा, शायद सबसे आम हैं, जो टोनर ट्रांसफर विधि, फोटोलिथोग्राफी विधि और "कलात्मक" विधि हैं।

- "कलात्मक" विधि - यदि आपका पीसीबी सरल है, या हो सकता है कि यदि आप ड्राइंग में अच्छे हैं, तो आप स्थायी मार्कर का उपयोग करके, निश्चित रूप से घटकों के आयामों का सम्मान करते हुए, मैन्युअल रूप से वायस और ट्रेल्स को मैन्युअल रूप से खींच सकते हैं। पहले से ही कई पीसीबी इस तरह से किए हैं, उनमें से कुछ अच्छे निकले, लेकिन मैं अब इस तकनीक का उपयोग नहीं करता, जब तक कि पीसीबी अधिक जटिल होने लगा, इसलिए मैं कहूंगा कि यह एक प्रवेश विधि है, और उपलब्धता को देखते हुए कई अन्य तरीकों से, मुझे नहीं लगता कि जब भी पीसीबी अधिक जटिल होने लगे तो इस पद्धति का उपयोग करना उचित नहीं है।

- टोनर ट्रांसफर विधि - मुझे लगता है कि यह निर्माताओं के बीच सबसे आम तरीका है, यह थोड़ा आसान है और प्रदर्शन करने के लिए बहुत सारे टूल्स भी नहीं लेता है, जो इसकी लोकप्रियता को समझाएगा। टोनर को वर्जिन बोर्ड में स्थानांतरित करने के विभिन्न तरीके हैं, आम तौर पर निर्माता गर्मी हस्तांतरण का उपयोग करते हैं, जिसमें कुछ विशिष्ट प्रकार के कागज (जैसे चमकदार कागज, पारदर्शिता फिल्म आदि) में निश्चित रूप से लेजर प्रिंटर का उपयोग करके लेआउट मुद्रित किया जाता है। जो टोनर को वर्जिन बोर्ड में "पूर्ण" स्थानांतरित करने की अनुमति देता है, फिर टोनर को सामान्य रूप से एक कपड़े के लोहे का उपयोग करके कूपर बोर्ड के खिलाफ टोनर को गर्म करके वर्जिन बोर्ड में स्थानांतरित किया जाता है। टोनर को कूपर में स्थानांतरित करने के अन्य तरीके भी हैं, जैसे रासायनिक तरीके, और कुछ निर्माता इस सुविधा का समर्थन करने के लिए प्रिंटर को फिट करके तांबे में टोनर को सीधे प्रिंट करते हैं।

- फोटोलिथोग्राफी विधि - मेरी राय में यह सबसे कठिन विधि है, और सबसे महंगी भी है, लेकिन यदि आप इसे सही तरीके से करते हैं, तो परिणाम केवल प्रभावशाली होंगे (वास्तव में, यह विधि ज्यादातर पेशेवर पीसीबी में उपयोग की जाती है)। इस विधि में, फोटो सेंसिटिव पेंट को वर्जिन बोर्ड पर समान रूप से लगाया जाता है, इसके बाद पेंट यूवी लाइट के संपर्क में आता है, पैड, वायस और ट्रेल्स के अपवाद के साथ जो एक फोटोमास्क (जो सर्किट लेआउट के अनुरूप होता है) द्वारा कवर किया जाता है, अंत में पेंट विकसित किया गया है, केवल उन क्षेत्रों में रह रहा है जो यूवी विकिरण के संपर्क में नहीं थे, जो पैड, वायस और ट्रेल्स हैं।

वायस, पैड और ट्रेल्स को कूपर बोर्ड में स्थानांतरित करने के बाद, आपने जो भी तरीका इस्तेमाल किया, यह नक़्क़ाशी का समय है, नक़्क़ाशी के कई तरीके भी हैं, लेकिन वे मूल रूप से एक रासायनिक समाधान का उपयोग करके बोर्ड से उजागर कूपर को मिटाने में शामिल हैं। उपयोग किया जाने वाला सबसे आम समाधान फेरिक क्लोराइड है, लेकिन ऐसे अन्य विकल्प भी हैं, जिनके फायदे और नुकसान भी हैं, जैसे कि क्यूप्रिक क्लोराइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड - सल्फ्यूरिक एसिड आदि। वैसे भी, कोई फर्क नहीं पड़ता कि आप जो भी ईचेंट पदार्थ चुनने का फैसला करते हैं, बस बनाते हैं उनका उपयोग करने के लिए आवश्यक सुरक्षा प्रोटोकॉल लेना सुनिश्चित करें, जब तक कि कुछ मामलों में आप कुछ शक्तिशाली एसिड से निपट सकते हैं।

********** फिर से, पीसीबी के प्रोटोटाइप के अधिक संभावित तरीके हैं, इसलिए यदि आप किसी भी विधि में रुचि रखते हैं तो वास्तव में इस पर और शोध करने की सिफारिश की जाती है, वहां ट्यूटोरियल का एक गुच्छा है और यहां तक कि अनुदेशकों में, इसलिए बेझिझक उनके लिए जाएं।

चरण 3: पीसीबी प्रोटोटाइप - सामग्री / परतें

पीसीबी के प्रोटोटाइप के बारे में कुछ प्रक्रियाओं को जानने के बाद, कुछ प्रश्न सामने आ सकते हैं, जैसे, मुझे कितनी परत का उपयोग करना चाहिए? 2 परत पीसीबी का उपयोग करने लायक कब है?

मुझे लगता है कि इन सवालों का कोई निश्चित जवाब नहीं है, लेकिन जब पीसीबी को DIY विधियों का उपयोग करके प्रोटोटाइप किया जाता है, तो मुझे लगता है कि 2 परतों वाले पीसीबी से चलाना हमेशा बेहतर होता है, जब तक कि वे करना कठिन होता है और बहुत अधिक अतिरिक्त प्रयास करते हैं, भले ही ऐसी स्थितियां हैं जिनमें कोई विकल्प नहीं है, शायद सर्किट जटिलता के कारण या शायद इसलिए कि सर्किट को ऐसे घटक मिले हैं जो निचली परत में होना अनिवार्य है और ऐसे घटक भी हैं जो शीर्ष परत में होना अनिवार्य है, इसलिए कोई नहीं है बाहर का रास्ता, लेकिन जब भी संभव हो मैं 1 परत पीसीबी के लिए जाना हमेशा बेहतर मानता हूं।

दूसरी ओर, जब किसी कंपनी को आपके PCB को प्रोटोटाइप करने के लिए भुगतान किया जाता है, तो मैं हमेशा 2 लेयर्स PCB के लिए कहूँगा, जब तक कि 1 लेयर PCB की और 2 लेयर्स PCB की औसत लागत वास्तव में समान नहीं होती है, तो 2 लेयर PCB की ईजी भी होती है। सर्किट की बहुत सारी रूटिंग प्रक्रिया।

पीसीबी 2 से अधिक परतों के साथ भी संभव है, लेकिन निर्माताओं के लिए उनकी आवश्यकता के लिए वे काफी विपरीत हैं, जब तक कि केवल अत्यधिक जटिल सर्किट ही इस प्रकार के पीसीबी प्राप्त होते हैं, साथ ही वे उत्पादन के लिए अत्यधिक महंगे होते हैं, जो उन्हें बहुत अधिक नहीं के रूप में वर्गीकृत करते हैं। किफायती विकल्प।

साथ ही प्रोटोटाइप करते समय आप चुन सकते हैं कि किस तरह के वर्जिन बोर्ड का उपयोग करना है, बहुत सारे विकल्प हैं, लेकिन सबसे आम हैं फाइबर ग्लास बोर्ड और फेनोलिक फाइबर बोर्ड। फेनोलिक फाइबर एक फाइबर ग्लास की तुलना में थोड़ा सस्ता है, लेकिन इतना नहीं, सामान्य तौर पर फाइबर ग्लास बोर्ड में बेहतर यांत्रिक विशेषताएं होती हैं और समाप्त होने पर भी बेहतर दिखती हैं। लेकिन सामान्य तौर पर ये विशेषताएँ कुछ प्रकार के सर्किटों को प्रोटोटाइप करते समय बहुत बड़ी बात नहीं होती हैं, लेकिन उपलब्ध विकल्पों को जानना वास्तव में अच्छा है।

चरण 4: पीसीबी प्रोटोटाइप - उपकरण

ऐसे कई उपकरण हैं जो आपके पीसीबी को प्रोटोटाइप करते समय मदद कर सकते हैं, लेकिन बुनियादी हैं:

- सोल्डर आयरन

- इलेक्ट्रॉनिक सरौता

- इलेक्ट्रॉनिक टिन सोल्डर

- पीसीबी हैंड ड्रिल प्रेस

- एक स्थायी मार्कर (यदि आप अपने प्रोटोटाइप के लिए कलात्मक पद्धति पर भरोसा कर रहे हैं, या शायद टोनर स्थानान्तरण में संभावित दोषों को ठीक करने के लिए)

ये न्यूनतम उपकरण हैं जिन्हें आपको एक पीसीबी को प्रोटोटाइप करने के लिए माना जाता है, लेकिन ऐसे कई उन्नत उपकरण हैं जो आपको प्रोटोटाइप में मदद कर सकते हैं, जैसे कि इलेक्ट्रिक ड्रिल मशीन, सोल्डर स्टेशन आदि।

चरण 5: सारांशित करना …

आजकल भुगतान किए गए प्रोटोटाइप सेवाओं तक पहुंच बहुत बढ़ गई है, वे अधिक किफायती और उपयोग में आसान हो गए हैं, इसलिए जब भी आपको एक पेशेवर दिखने वाले प्रोटोटाइप की आवश्यकता हो, तो बस इसके लिए जाएं, जब तक आपके पीसीबी को डिजाइन करते समय और अधिक संसाधन उपलब्ध होंगे, जिसका अर्थ है कम सीमाएँ, दूसरी ओर यदि आप एक तेज़ फ़ॉरवर्ड प्रोटोटाइप की तलाश में हैं, तो आप इसे बहुत तेज़ तरीके से स्वयं कर सकते हैं, लेकिन अधिक सीमाओं के साथ और शायद एक परिणाम जो भुगतान किए गए के रूप में इतना अच्छा नहीं है, लेकिन वह आपकी आवश्यकताओं के अनुरूप होगा।

वर्तमान परिदृश्य को ध्यान में रखते हुए यह एक व्यक्तिगत पसंद भी है, यह देखते हुए कि भुगतान की गई प्रोटोटाइप सेवाएं अत्यधिक सुलभ हो गई हैं।