পিসিবি মূল ধারণা: প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড কি এবং কীভাবে কাজ করে

গ্রাহক-অ্যানথ্রোাইজড চিত্র

প্রিন্টেড সার্কিট বোর্ড (পিসিবি) হ'ল প্রতিটি আধুনিক ইলেকট্রনিক ডিভাইসের অজানা মেরুদণ্ড, আপনার পকেটে থাকা স্মার্টফোন থেকে শুরু করে একটি স্বয়ংচালিত গাড়ির রাডার পর্যন্ত।স্তরযুক্ত বোর্ডগুলি বিশৃঙ্খল তারগুলিকে সুনির্দিষ্ট তামার ট্রেসগুলির সাথে প্রতিস্থাপন করে, উপাদানগুলি সংগঠিত করা এবং নির্ভরযোগ্য বৈদ্যুতিক সংযোগ নিশ্চিত করা। পিসিবি ছাড়া, আজকের ক্ষুদ্রায়িত, উচ্চ-কার্যকারিতা ইলেকট্রনিক্স অসম্ভব হবেঃশত শত ফাঁকা তারের সাথে একটি স্মার্টফোন কল্পনা করুন, অথবা একটি মেডিকেল মনিটর যা বাঁধা সংযোগের কারণে ব্যর্থ হয়।

বিশ্বব্যাপী ইলেকট্রনিক্স শিল্প বৃদ্ধি পাচ্ছে, তাই পিসিবিগুলির চাহিদাও বাড়ছে। বিশ্বব্যাপী পিসিবি বাজার 2025 সালে 84.24 বিলিয়ন ডলার থেকে 106.85 বিলিয়ন ডলার পর্যন্ত বৃদ্ধি পাবে বলে অনুমান করা হচ্ছে,বৈদ্যুতিক যানবাহন (EVs) দ্বারা চালিত হয় যা ঐতিহ্যবাহী গাড়ির তুলনায় 3×5 গুণ বেশি PCB ব্যবহার করে এবং 5G এর উত্থানএই গাইডটি পিসিবিগুলির মূল ধারণাগুলি ভেঙে দেয়ঃ তারা কী, তাদের কাঠামো, মূল উপাদান, অ্যাপ্লিকেশন এবং তারা কীভাবে আমাদের দৈনন্দিন নির্ভরযোগ্য ডিভাইসগুলিকে চালিত করে।আপনি হবিস্ট হোন, DIY প্রজেক্ট তৈরি করুন অথবা ইন্ডাস্ট্রিয়াল সরঞ্জাম ডিজাইন করুন, এই মৌলিক বিষয়গুলি বোঝা আপনাকে পিসিবিগুলির সাথে আরও কার্যকরভাবে কাজ করতে সহায়তা করবে।

মূল বিষয়
1সংজ্ঞাঃ একটি পিসিবি একটি স্তরযুক্ত বোর্ড যা বৈদ্যুতিন উপাদানগুলি সংযুক্ত করতে পরিবাহী তামার ট্রেস ব্যবহার করে, ভারী তারগুলি প্রতিস্থাপন করে এবং ক্ষুদ্রীকরণকে সক্ষম করে।
2প্রকারভেদঃ পিসিবিগুলিকে জটিলতা (একপার্শ্বযুক্ত, দ্বিপার্শ্বযুক্ত, বহুস্তরযুক্ত) এবং নির্ভরযোগ্যতার ভিত্তিতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় (খেলনাগুলির জন্য ক্লাস 1, মেডিকেল / এয়ারস্পেস ডিভাইসের জন্য ক্লাস 3) ।
3কাঠামোঃ কোর স্তরগুলির মধ্যে একটি স্তর (যেমন, FR4), তামা ট্রেস, সোল্ডার মাস্ক (সুরক্ষামূলক লেপ) এবং সিল্কস্ক্রিন (লেবেল) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।
4উপাদানঃ FR4 বেশিরভাগ ইলেকট্রনিক্সের জন্য স্ট্যান্ডার্ড সাবস্ট্র্যাট; নমনীয় PCBs পলিমাইড ব্যবহার করে, যখন উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজাইন PTFE এর উপর নির্ভর করে।
5.অ্যাপ্লিকেশনঃ পিসিবিগুলি গ্রাহক গ্যাজেট, ইভি, মেডিকেল ডিভাইস এবং এয়ারস্পেস সিস্টেমগুলি প্রতিটি শিল্পের প্রয়োজনের জন্য বিশেষ নকশার সাথে চালিত করে।
6খরচ ও কার্যকারিতা: মাল্টিলেয়ার পিসিবি বেশি খরচ করে কিন্তু জায়গা সাশ্রয় করে; উচ্চ পরিমাণে উৎপাদন প্রতি ইউনিটের খরচ ৩০-৫০% হ্রাস করে।

পিসিবি কী? সংজ্ঞা, উদ্দেশ্য এবং শ্রেণীবিভাগ
A Printed Circuit Board (PCB) is a rigid or flexible board that mechanically supports and electrically connects electronic components using conductive pathways (called “traces”) etched into copper layersপুরানো পয়েন্ট-টু-পয়েন্ট তারের বিপরীতে (যা অংশগুলিকে সংযুক্ত করতে looseাল তারগুলি ব্যবহার করেছিল), পিসিবিগুলি কমপ্যাক্ট, টেকসই এবং ভর উত্পাদন করা সহজ।

পিসিবিগুলির মূল উদ্দেশ্য
পিসিবি ইলেকট্রনিক্সের তিনটি গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা সমাধান করেঃ

1ক্ষুদ্রীকরণঃ তামার ট্রেস (0.1 মিমি পর্যন্ত পাতলা) ডিজাইনারদের ক্রেডিট কার্ডের চেয়ে ছোট বোর্ডে শত শত উপাদান মাপতে দেয় (উদাহরণস্বরূপ, একটি স্মার্টফোনের প্রধান পিসিবি) ।
2নির্ভরযোগ্যতাঃ স্থির ট্র্যাকগুলি লস সংযোগগুলি দূর করে, তারযুক্ত সার্কিটের তুলনায় 70% দ্বারা ব্যর্থতার হার হ্রাস করে।
3.উত্পাদনযোগ্যতাঃ স্বয়ংক্রিয় সমাবেশ (পিক-অ্যান্ড-প্লেস মেশিন) প্রতি ঘন্টায় 1,000+ পিসিবি পূরণ করতে পারে, যা উচ্চ-ভলিউম উত্পাদনকে সাশ্রয়ী মূল্যের করে তোলে।

পিসিবি শ্রেণীবিভাগঃ নির্ভরযোগ্যতা এবং জটিলতার ভিত্তিতে
পিসিবিগুলি তাদের উদ্দেশ্যে ব্যবহার (নির্ভরযোগ্যতা) এবং স্তর সংখ্যা (জটিলতা) এর উপর ভিত্তি করে বিভাগগুলিতে বিভক্ত করা হয় ঃ ডিজাইনার এবং নির্মাতাদের জন্য দুটি মূল কারণ।
1নির্ভরযোগ্যতা শ্রেণি (আইপিসি স্ট্যান্ডার্ড)
আইপিসি (অ্যাসোসিয়েশন কানেক্টিং ইলেকট্রনিক্স ইন্ডাস্ট্রিজ) ডিভাইস ফাংশনের জন্য পিসিবি কতটা গুরুত্বপূর্ণ তার উপর ভিত্তি করে তিনটি শ্রেণি সংজ্ঞায়িত করেঃ

উদাহরণঃ একটি পেসমেকারের ক্লাস 3 পিসিবি ব্যর্থতা এড়াতে কঠোর পরীক্ষার (যেমন, 1,000+ তাপ চক্র) পূরণ করতে হবে, যখন একটি খেলনাতে ক্লাস 1 পিসিবি শুধুমাত্র মৌলিক কার্যকারিতা প্রয়োজন।

2. জটিলতা শ্রেণী (স্তর সংখ্যা)
স্তর গণনা নির্ধারণ করে যে একটি পিসিবি কতটি পরিবাহী পথ সমর্থন করতে পারে √ আরও স্তর মানে আরও উপাদান এবং দ্রুত সংকেতঃ

প্রবণতাঃ স্মার্টফোনগুলিতে মাল্টিলেয়ার পিসিবি (৬-১২ স্তর) এখন স্ট্যান্ডার্ড এবং ইভি-এর আইফোন ১৫ একটি ৮-স্তরীয় পিসিবি ব্যবহার করে যাতে এর ৫এনএম প্রসেসর এবং ৫জি মডেম একটি পাতলা ডিজাইনে ফিট হয়।

পিসিবি বনাম পিসিবিএঃ পার্থক্য কি?
বিভ্রান্তির একটি সাধারণ উত্স হল একটি পিসিবি এবং একটি পিসিবিএ (প্রিন্ট সার্কিট বোর্ড সমাবেশ) এর মধ্যে পার্থক্যঃ

a.PCB: “নগ্ন বোর্ড”শুধুমাত্র স্তরযুক্ত কাঠামো (সাবস্ট্র্যাট, তামা, সোল্ডার মাস্ক) কোন উপাদান সংযুক্ত নেই।
বি.পিসিবিএঃ সমাপ্ত পণ্যের উপাদানগুলি (রিসিস্টর, আইসি, সংযোগকারী) পিসিবিতে সোল্ডার করা হয়, যা এটি কার্যকর করে তোলে।

উদাহরণঃ একটি নির্মাতা একটি হবিস্টকে একটি খালি পিসিবি বিক্রি করতে পারে, কিন্তু একটি স্মার্টফোন কারখানা ডিভাইসে ইনস্টল করার জন্য প্রস্তুত পিসিবিএ কিনে।

পিসিবি কাঠামোঃ স্তর এবং উপাদান
একটি পিসিবি এর পারফরম্যান্স তার স্তরযুক্ত নকশা এবং প্রতিটি স্তরের জন্য ব্যবহৃত উপকরণগুলির উপর নির্ভর করে। এমনকি ছোট পরিবর্তনগুলি (উদাহরণস্বরূপ, একটি পুরু স্তর) স্থায়িত্ব, সংকেত গতি এবং তাপ প্রতিরোধের উপর প্রভাব ফেলতে পারে।

একটি স্ট্যান্ডার্ড পিসিবি এর চারটি কোর স্তর
সর্বাধিক শক্ত পিসিবি (উদাহরণস্বরূপ, FR4-ভিত্তিক) এর চারটি মূল স্তর রয়েছে, যখন নমনীয় বা মাল্টিলেয়ার ডিজাইনগুলি নির্দিষ্ট প্রয়োজনের জন্য অতিরিক্ত স্তর যুক্ত করেঃ

উন্নত পিসিবি-র জন্য অপশনাল স্তরঃ

a.পাওয়ার/গ্রাউন্ড প্লেনঃ অভ্যন্তরীণ তামা স্তর (মাল্টিলেয়ার পিসিবিতে) যা শক্তি বিতরণ করে এবং উচ্চ গতির ডিজাইনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ শব্দ হ্রাস করে।
b.Thermal Vias: তামা ভরা গর্ত যা গরম উপাদান (যেমন, ICs) থেকে তাপকে অভ্যন্তরীণ স্তর বা তাপ সিঙ্কগুলিতে স্থানান্তর করে।

প্রধান পিসিবি উপকরণঃ সঠিকটি কীভাবে চয়ন করবেন
উপাদান নির্বাচন পিসিবি ব্যবহারের ক্ষেত্রে নির্ভর করে। উদাহরণস্বরূপ, একটি নমনীয় স্মার্টওয়াচ ব্যান্ডের উচ্চ তাপমাত্রার ইভি ইনভার্টার থেকে আলাদা স্তর প্রয়োজন। নীচে সর্বাধিক সাধারণ উপকরণগুলির তুলনা রয়েছেঃ

সমালোচনামূলক বিবেচনাঃ উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিজাইনের জন্য (উদাহরণস্বরূপ, 5 জি মিমিওয়েভ), পিটিএফই এর কম ডাইলেক্ট্রিক ক্ষতি (ডিএফ = 0.0002) সংকেত হ্রাসকে হ্রাস করে যা FR4 (ডিএফ = 0.02) মেলে না।

অপরিহার্য পিসিবি উপাদানসমূহ: তারা কী করে এবং কেন তারা গুরুত্বপূর্ণ
একটি পিসিবি কেবল তখনই কার্যকরী হয় যখন উপাদানগুলি এতে সোল্ডার করা হয়। প্রতিটি উপাদানটির বর্তমান নিয়ন্ত্রণ থেকে ডেটা প্রক্রিয়াকরণ পর্যন্ত একটি নির্দিষ্ট ভূমিকা রয়েছে। নীচে সর্বাধিক সাধারণ উপাদান এবং তাদের ফাংশন রয়েছেঃ
সাধারণ পিসিবি উপাদান এবং তাদের ভূমিকা

উদাহরণঃ একটি ওয়্যারলেস ইয়ারব্যাডে, একটি আইসি অডিও সংকেত প্রক্রিয়া করে, ক্যাপাসিটরগুলি ব্যাটারি থেকে শক্তি স্লো করে,এবং রেজিস্টরগুলি স্পিকারকে ওভারকরেন্ট থেকে রক্ষা করে যা একটি ছোট পিসিবিতে তামার ট্রেসের মাধ্যমে সংযুক্ত থাকে.

কীভাবে উপাদানগুলি একসাথে কাজ করে
উপাদানগুলি নির্দিষ্ট কাজগুলি সম্পাদন করার জন্য সার্কিটগুলিতে (সারি, সমান্তরাল বা মিশ্রিত) সাজানো হয়। উদাহরণস্বরূপঃ

a. পাওয়ার সার্কিটঃ একটি ব্যাটারি ভোল্টেজ সরবরাহ করে → একটি ডায়োড বিপরীত বর্তমানকে বাধা দেয় → একটি ক্যাপাসিটার গোলমাল ফিল্টার করে → একটি প্রতিরোধক একটি এলইডিতে বর্তমান সীমাবদ্ধ করে।
সিগন্যাল সার্কিটঃ একটি সেন্সর আলো সনাক্ত করে → একটি ট্রানজিস্টর সংকেতটি প্রসারিত করে → একটি আইসি ডেটা প্রক্রিয়া করে → একটি সংযোগকারী একটি ডিসপ্লেতে ফলাফল পাঠায়।

এই সহযোগিতা নিশ্চিত করে যে পিসিবি একটি একক, সংহত সিস্টেম হিসাবে কাজ করে, কোন লস তারের প্রয়োজন হয় না।

পিসিবি অ্যাপ্লিকেশনঃ কোথায় এবং কেন এটি ব্যবহার করা হয়
পিসিবি সব জায়গায় আছে, কিন্তু তাদের নকশা শিল্প অনুযায়ী নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। একটি খেলনা জন্য একটি পিসিবি একটি স্যাটেলাইট ব্যবহৃত এক এর স্থায়িত্ব কিছুই প্রয়োজন,এবং একটি স্মার্টওয়াচের জন্য একটি নমনীয় পিসিবি একটি ইভি ইনভার্টার তাপ বহন করতে পারে না.
1ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সঃ বৃহত্তম বাজার
ভোক্তা গ্যাজেটগুলি ছোট, কম খরচে পিসিবিগুলির উপর নির্ভর করে যা কর্মক্ষমতা এবং সাশ্রয়ী মূল্যের ভারসাম্য বজায় রাখে। মূল অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছেঃ

a.স্মার্টফোন: 5G মডেম, প্রসেসর এবং ক্যামেরার সাথে মানিয়ে নিতে ক্ষুদ্র ট্রেস (0.1 মিমি) সহ 6 ′′12 স্তর PCB।
b.Wearables: স্মার্টওয়াচ বা ফিটনেস ব্যান্ডের সাথে বাঁকানো নমনীয় পলিআইমাইড পিসিবি