पीसीबी लेआउट में सबसे प्रभावी कौन है?

आइए याद करें कि 40 साल पहले इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में विशेषज्ञों की जिम्मेदारियों को कैसे वितरित किया गया था। प्रक्रिया को दो मुख्य चरणों में विभाजित किया गया था, जिनमें से पहला सर्किट आरेखों का विकास था, और सर्किट इंजीनियर (और अभी भी) इसे कर रहे हैं। तब से बहुत कुछ बदल गया है, लेकिन सार वही है।

उन दिनों, सर्किट्री असतत घटकों से बना था - प्रतिरोधक, कैपेसिटर, डायोड, ट्रांजिस्टर आदि। हालांकि, ऐसे सर्किट डिजाइन करने वाले इलेक्ट्रॉनिक्स इंजीनियरों को घटकों के भौतिक आयामों को ध्यान में रखना आवश्यक नहीं था: वे केवल तकनीकी विशेषताओं में रुचि रखते थे।

इस विशेषता में भविष्य के इंजीनियरों के विश्वविद्यालयों को सर्किट्री सिखाई गई थी। व्यावहारिक प्रशिक्षण के दौरान, उन्होंने अपने उपकरणों को प्रोटोटाइप बोर्ड पर मॉडल किया, और केवल कुछ को पीसीबी लेआउट से निपटना पड़ा - जिन लोगों को अपनी स्नातक परियोजनाओं में इसकी आवश्यकता थी।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरण विकास प्रक्रिया का दूसरा चरण मुद्रित सर्किट बोर्डों पर सर्किट का कार्यान्वयन है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सर्किट इंजीनियर ऐसा नहीं कर सकते थे, और बोर्ड के डिजाइनर मामले से जुड़े थे। काम मुख्य रूप से हाथ से किया गया था, और बोर्ड स्वयं नक़्क़ाशी द्वारा किए गए थे।

70 के दशक में, एकीकृत परिपथों (ICs) के अनुप्रयोग को बल मिलने लगा। उपकरणों का लघुकरण एक प्लस बन गया, लेकिन एक ही समय में ट्रेसिंग के साथ एक समस्या थी, क्योंकि बोर्ड पर पटरियों का घनत्व बढ़ गया था।

80 के दशक के अंत तक, जब हर जगह आईसी का उपयोग किया जाने लगा, तो नक़्क़ाशी का तरीका अप्रभावी साबित हुआ, इसलिए उद्योग ने बहुपरत मुद्रित सर्किट बोर्डों की अगुवाई की। तदनुसार, सर्किट डिजाइनरों और मदरबोर्ड डिजाइनरों दोनों को सीएडी इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास से निपटना पड़ा - अन्यथा उद्योग लंबे समय तक आर्थिक संकट से उबर नहीं पाता।



अब हाल के सर्वेक्षणों के परिणामों की ओर मुड़ते हैं। 75 प्रतिशत से अधिक पीसीबी डिजाइनर पहले ही 45 वर्ष की आयु पार कर चुके हैं, और उनमें से आधे अगले 10 वर्षों में सेवानिवृत्त होने की योजना बना रहे हैं। उद्योग के लिए इसका क्या मतलब है?

1. बोर्ड के डिजाइनर तीन आर्थिक संकटों से बचे हुए हैं और युवा लोगों के साथ अपने अनुभव साझा करने के लिए इच्छुक नहीं हैं - अन्यथा उन्हें कर्मचारियों को कम करने के लिए निकाल दिया जा सकता है, जैसा कि उन्होंने सोचा था कि पहले।
2. विश्वविद्यालयों और उद्योग को आपस में एक आम भाषा नहीं मिल सकती है, और इलेक्ट्रॉनिक छात्रों को अभी भी मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ काम करना नहीं सिखाया जाता है।
3. विशेषता "पीसीबी डिजाइनर" के लिए कोई प्रभावी पुनर्प्रशिक्षण कार्यक्रम नहीं हैं।
4. निकट भविष्य में, उद्योग मुद्रित सर्किट बोर्ड को नहीं छोड़ेंगे - अभी तक उनके लिए कोई विकल्प नहीं है।
5. Mechatronic डिजाइन की अवधारणा लोकप्रियता प्राप्त कर रही है, और जो लोग इसका पालन करने का निर्णय लेते हैं, उन्हें डिजाइनिंग और निर्माण बोर्डों के उन्नत तरीकों को समझने की आवश्यकता है।

वास्तव में, इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में एक वैक्यूम था। सर्किट इंजीनियर बोर्ड बनाने की योजना नहीं बनाते हैं - वे सर्किट आरेख विकसित करने और माइक्रोप्रोग्राम लिखने में अधिक रुचि रखते हैं।



लेकिन वास्तव में, बोर्ड केवल हार्डवेयर डिजाइनरों के लिए एक चिंता का विषय है। यहां विद्युत और यांत्रिक घटक एक साथ आते हैं, और जिसे हम मेक्ट्रोनिक्स कहते हैं, वह बनता है।

बिजली, एनालॉग और डिजिटल घटकों के साथ सर्किट आरेखों का विकास सर्किट इंजीनियरों की जिम्मेदारी है, लेकिन हम इस संभावना को खारिज नहीं करेंगे कि विश्वविद्यालय भविष्य में मेक्ट्रोनिक्स विशेषज्ञों को भी प्रशिक्षित करेंगे।

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइनर अच्छी तरह से मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइनरों से ले सकते हैं, और यहाँ क्यों है:

लाइब्रेरी। सर्किट बोर्डों के डिजाइन में, मुख्य कारकों में से एक तत्व के सर्किट का विचार है। पटरियों को सही ढंग से अलग करने और सभी आवश्यक सहिष्णुता को ध्यान में रखने के लिए निष्कर्ष के स्थान को ध्यान में रखना भी आवश्यक है।

सर्किट इंजीनियर के लिए ऐसी बारीकियां अज्ञात हैं, और इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के डिजाइनर उनके बारे में बहुत अच्छी तरह से जानते हैं। इसके अलावा, हमें प्रत्येक विशिष्ट तत्व की ऊंचाई के बारे में नहीं भूलना चाहिए, जो बोर्ड पर उनके उचित स्थान के लिए महत्वपूर्ण है।



बोर्ड का रूप। मार्केटिंग सेवाओं को बोर्ड लेआउट प्रक्रिया में तेजी से शामिल किया जा रहा है - यह वह है जो उत्पादों के आकार को निर्धारित करने में निर्णायक आवाज है, और डिजाइनरों को इसे ध्यान में रखना होगा।

अतीत में, उद्योग और उपभोक्ता आयताकार के आकार के मुद्रित सर्किट बोर्डों से काफी संतुष्ट थे, जो उत्पाद आवासों के आकार को दोहराते थे। अधिक सटीक रूप से, मामलों के आयामों को उन बोर्डों को समायोजित किया गया था जो अंदर स्थित थे। लेकिन डिजाइन सिस्टम के विकास के साथ, प्रतिबंध गायब हो गए हैं, और रूपों को मनमाना हो सकता है। अब, इसके विपरीत, बोर्ड डिजाइनरों द्वारा डिजाइन किए गए मामलों में फिट होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

वस्तुओं का स्थान। यहां, डिजाइन और मार्केटिंग घटक अधिक वजन हासिल कर रहा है। घटकों के साथ बोर्ड को उत्पाद से अधिकतम एर्गोनॉमिक्स प्राप्त करने के लिए डिजाइन से सर्किट डिजाइन सिस्टम और इसके विपरीत में स्थानांतरित किया जाता है। उपयोगकर्ता को बटन दबाने, स्विच की स्थिति निर्धारित करने, केबलों को जोड़ने और डिस्प्ले और एलईडी का निरीक्षण करने के लिए यह सुविधाजनक होना चाहिए। यहां फिर से हम मेक्ट्रोनिक्स के बारे में बात कर सकते हैं, क्योंकि वास्तविक समय में इलेक्ट्रॉनिक और यांत्रिक भागों का समानांतर विकास होता है। यह आपको बोर्ड और उस पर घटकों के सही स्थान को सुनिश्चित करने की अनुमति देता है, ताकि उनके और उत्पाद के शरीर के बीच कोई संघर्ष न हो।

अनुपालन की निगरानी। नियम, विशेष रूप से, पटरियों के बीच अंतराल, तत्वों के बीच की दूरी, पटरियों की चौड़ाई, छिद्रों के व्यास और पैड के आयामों के बीच का निर्धारण करते हैं। इनमें से कुछ पैरामीटर विद्युत आवश्यकताओं (मुख्य रूप से बिजली और उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों में) को दर्शाते हैं; दूसरों से आए हैं। डिजाइनर को सहिष्णुता सिद्धांत को जानना चाहिए और व्यवहार में इसे लागू करने में सक्षम होना चाहिए।

Bussing। मुद्रित सर्किट बोर्डों के डिजाइन में सबसे गंभीर कार्यों में से एक पटरियों का लेआउट है, जिसे इंजीनियरों से अनुभव और योग्यता की आवश्यकता होती है। इस प्रक्रिया को सिखाते समय, परीक्षण और त्रुटि विधि का अक्सर अभ्यास किया जाता है, इसलिए यह कहना मुश्किल है कि कौन से इंजीनियर इसमें सफल होंगे। इलेक्ट्रॉनिक्स सीएडी डेवलपर्स समस्या को समझते हैं, और यथासंभव कई कार्यों को शामिल करने का प्रयास करते हैं जो उनके सिस्टम में प्रक्रिया को स्वचालित करते हैं। हालांकि, ऐसे सीएडी सिस्टम के उपयोगकर्ताओं को प्रभावी ढंग से काम करने के लिए आवश्यक अनुभव होना चाहिए।

ऊष्मा का अपव्यय। हीट सिंक की समस्याएं हर किसी से परिचित हैं, विशेष रूप से कठिन जलवायु परिस्थितियों, बिजली और उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों के लिए उपकरणों के डेवलपर्स। इलेक्ट्रॉनिक और मैकेनिकल सीएडी सिस्टम के निर्माताओं ने अपने सिस्टम में विश्लेषण क्षमताओं को जोड़कर जवाब दिया। फिर भी, उपयोगकर्ताओं को स्वयं गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं के बारे में पता होना चाहिए, और विश्वविद्यालयों को इंजीनियरों को उपयुक्त विषयों को सिखाने का ध्यान रखना चाहिए।

निष्कर्ष

हमने यह दिखाने की कोशिश की कि मुद्रित सर्किट बोर्डों का डिजाइन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के डिजाइनरों की भी जिम्मेदारी है। अपवाद हैं, और सर्किट इंजीनियर उच्च जटिलता के सर्किट बोर्डों के विकास में शामिल हैं, लेकिन सामान्य मामले में, कार्य उन डिजाइनरों के लिए काफी सुलभ है जिनके पास सीएडी इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ काम करने में बुनियादी कौशल हैं।
इसके अलावा, यह स्पष्ट हो जाता है कि मुद्रित सर्किट बोर्ड मेक्ट्रोनिक्स हैं, और उन्हें इलेक्ट्रिकल और मैकेनिकल घटकों को विकसित करते समय डिज़ाइन किए जाने की आवश्यकता है। और भविष्य में, 3 डी प्रिंटिंग, प्रवाहकीय पेस्ट और एम्बेडेड घटक जैसी क्रांतिकारी प्रौद्योगिकियां हमारा इंतजार कर रही हैं। इसका मतलब है कि इंजीनियरों के लिए उत्पादन के तरीके और योग्यता बदल जाएगी। सर्किटरी और डिजाइनरों दोनों को सर्किट बोर्ड और उत्पाद लेआउट के विकास की प्रक्रिया में सक्रिय रूप से बातचीत करने की आवश्यकता होगी।