कठोर-फ्लेक्स पीसीबी | पीसीबी सामग्री | कठोर फ्लेक्स पीसीबी निर्माण

रिजिड-फ्लेक्स मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों में अपनी बहुमुखी प्रतिभा और स्थायित्व के लिए लोकप्रिय हैं। ये बोर्ड विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन बनाए रखते हुए झुकने और मरोड़ वाले तनावों को झेलने की क्षमता के लिए जाने जाते हैं।यह आलेख उनकी संरचना और गुणों के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर गहराई से नज़र डालेगा। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी को एक मजबूत और लचीला समाधान बनाने वाली सामग्रियों का खुलासा करके, हम समझ सकते हैं कि वे इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की उन्नति में कैसे योगदान करते हैं।

1.समझेंकठोर-फ्लेक्स पीसीबी संरचना：

रिजिड-फ्लेक्स पीसीबी एक मुद्रित सर्किट बोर्ड है जो एक अद्वितीय संरचना बनाने के लिए कठोर और लचीले सब्सट्रेट्स को जोड़ता है। यह संयोजन सर्किट बोर्डों को त्रि-आयामी सर्किटरी की सुविधा प्रदान करने में सक्षम बनाता है, जो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए डिज़ाइन लचीलापन और स्थान अनुकूलन प्रदान करता है। कठोर-फ्लेक्स बोर्ड की संरचना में तीन मुख्य परतें होती हैं। पहली परत कठोर परत है, जो FR4 या धातु कोर जैसी कठोर सामग्री से बनी होती है। यह परत पीसीबी को संरचनात्मक समर्थन और स्थिरता प्रदान करती है, जिससे इसकी स्थायित्व और यांत्रिक तनाव के प्रतिरोध को सुनिश्चित किया जाता है।
दूसरी परत पॉलीमाइड (पीआई), लिक्विड क्रिस्टल पॉलीमर (एलसीपी) या पॉलिएस्टर (पीईटी) जैसी सामग्रियों से बनी एक लचीली परत है। यह परत पीसीबी को उसके विद्युत प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना मोड़ने, मोड़ने और मोड़ने की अनुमति देती है। इस परत का लचीलापन उन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण है जिनके लिए पीसीबी को अनियमित या तंग स्थानों में फिट करने की आवश्यकता होती है। तीसरी परत चिपकने वाली परत होती है, जो कठोर और लचीली परतों को एक साथ जोड़ती है। यह परत आमतौर पर एपॉक्सी या ऐक्रेलिक सामग्री से बनी होती है, जिसे परतों के बीच एक मजबूत बंधन प्रदान करने के साथ-साथ अच्छे विद्युत इन्सुलेशन गुण प्रदान करने की उनकी क्षमता के लिए चुना जाता है। चिपकने वाली परत कठोर-फ्लेक्स बोर्डों की विश्वसनीयता और सेवा जीवन सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
कठोर-फ्लेक्स पीसीबी संरचना में प्रत्येक परत को विशिष्ट यांत्रिक और विद्युत प्रदर्शन आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए सावधानीपूर्वक चुना और डिज़ाइन किया गया है। यह पीसीबी को उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर चिकित्सा उपकरणों और एयरोस्पेस सिस्टम तक अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में कुशलतापूर्वक संचालित करने में सक्षम बनाता है।

2. कठोर परतों में प्रयुक्त सामग्री：

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी के कठोर परत निर्माण में, आवश्यक संरचनात्मक समर्थन और अखंडता प्रदान करने के लिए अक्सर कई सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। इन सामग्रियों का चयन उनकी विशिष्ट विशेषताओं और प्रदर्शन आवश्यकताओं के आधार पर सावधानीपूर्वक किया जाता है। कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में कठोर परतों के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली कुछ सामग्रियों में शामिल हैं:
A. FR4: FR4 एक कठोर परत सामग्री है जिसका व्यापक रूप से पीसीबी में उपयोग किया जाता है। यह उत्कृष्ट तापीय और यांत्रिक गुणों वाला ग्लास-प्रबलित एपॉक्सी लैमिनेट है। FR4 में उच्च कठोरता, कम जल अवशोषण और अच्छा रासायनिक प्रतिरोध है। ये गुण इसे एक कठोर परत के रूप में आदर्श बनाते हैं क्योंकि यह पीसीबी को उत्कृष्ट संरचनात्मक अखंडता और स्थिरता प्रदान करता है।
बी. पॉलीमाइड (पीआई): पॉलीमाइड एक लचीली गर्मी प्रतिरोधी सामग्री है जिसका उपयोग अक्सर इसके उच्च तापमान प्रतिरोध के कारण कठोर-फ्लेक्स बोर्डों में किया जाता है। पॉलीमाइड अपने उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन गुणों और यांत्रिक स्थिरता के लिए जाना जाता है, जो इसे पीसीबी में कठोर परतों के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाता है। अत्यधिक तापमान के संपर्क में आने पर भी यह अपने यांत्रिक और विद्युत गुणों को बनाए रखता है, जिससे यह विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाता है।
सी. धातु कोर: कुछ मामलों में, जब उत्कृष्ट थर्मल प्रबंधन की आवश्यकता होती है, तो एल्यूमीनियम या तांबे जैसी धातु कोर सामग्री का उपयोग कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में कठोर परत के रूप में किया जा सकता है। इन सामग्रियों में उत्कृष्ट तापीय चालकता होती है और ये सर्किट द्वारा उत्पन्न गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट कर सकते हैं। धातु कोर का उपयोग करके, कठोर-फ्लेक्स बोर्ड प्रभावी ढंग से गर्मी का प्रबंधन कर सकते हैं और ओवरहीटिंग को रोक सकते हैं, जिससे सर्किट की विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।
इनमें से प्रत्येक सामग्री के अपने फायदे हैं और पीसीबी डिजाइन की विशिष्ट आवश्यकताओं के आधार पर इसका चयन किया जाता है। ऑपरेटिंग तापमान, यांत्रिक तनाव और आवश्यक थर्मल प्रबंधन क्षमताओं जैसे कारक कठोर और लचीली पीसीबी कठोर परतों के संयोजन के लिए उपयुक्त सामग्री का निर्धारण करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में कठोर परतों के लिए सामग्री का चयन डिजाइन प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण पहलू है। उचित सामग्री चयन पीसीबी की संरचनात्मक अखंडता, थर्मल प्रबंधन और समग्र विश्वसनीयता सुनिश्चित करता है। सही सामग्रियों का चयन करके, डिजाइनर कठोर-फ्लेक्स पीसीबी बना सकते हैं जो ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, चिकित्सा और दूरसंचार सहित विभिन्न उद्योगों की कठोर आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

3.लचीली परत में प्रयुक्त सामग्री：

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में लचीली परतें इन बोर्डों की झुकने और मोड़ने की विशेषताओं को सुविधाजनक बनाती हैं। लचीली परत के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री में उच्च लचीलापन, लोच और बार-बार झुकने के प्रतिरोध का प्रदर्शन होना चाहिए। लचीली परतों के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य सामग्रियों में शामिल हैं:
ए पॉलीमाइड (पीआई): जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पॉलीमाइड एक बहुमुखी सामग्री है जो कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में दोहरे उद्देश्यों को पूरा करती है। फ्लेक्स परत में, यह बोर्ड को उसके विद्युत गुणों को खोए बिना मोड़ने और झुकने की अनुमति देता है।
बी. लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर (एलसीपी): एलसीपी एक उच्च प्रदर्शन वाली थर्मोप्लास्टिक सामग्री है जो अपने उत्कृष्ट यांत्रिक गुणों और अत्यधिक तापमान के प्रतिरोध के लिए जानी जाती है। यह कठोर-फ्लेक्स पीसीबी डिजाइनों के लिए उत्कृष्ट लचीलापन, आयामी स्थिरता और नमी प्रतिरोध प्रदान करता है।
सी. पॉलिएस्टर (पीईटी): पॉलिएस्टर एक कम लागत वाली, अच्छी लचीलेपन और इन्सुलेशन गुणों वाली हल्की सामग्री है। इसका उपयोग आमतौर पर कठोर-फ्लेक्स पीसीबी के लिए किया जाता है जहां लागत-प्रभावशीलता और मध्यम झुकने की क्षमता महत्वपूर्ण होती है।
डी. पॉलीमाइड (पीआई): पॉलीमाइड कठोर-लचीली पीसीबी लचीली परतों में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। इसमें उत्कृष्ट लचीलापन, उच्च तापमान प्रतिरोध और अच्छे विद्युत इन्सुलेशन गुण हैं। पॉलीमाइड फिल्म को आसानी से लेमिनेट किया जा सकता है, उकेरा जा सकता है और पीसीबी की अन्य परतों से जोड़ा जा सकता है। वे अपने विद्युत गुणों को खोए बिना बार-बार झुकने का सामना कर सकते हैं, जिससे वे लचीली परतों के लिए आदर्श बन जाते हैं।
ई. लिक्विड क्रिस्टल पॉलिमर (एलसीपी): एलसीपी एक उच्च प्रदर्शन वाली थर्मोप्लास्टिक सामग्री है जिसका उपयोग कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में लचीली परत के रूप में तेजी से किया जाता है। इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, जिनमें उच्च लचीलापन, आयामी स्थिरता और अत्यधिक तापमान के लिए उत्कृष्ट प्रतिरोध शामिल है। एलसीपी फिल्मों में हाइज्रोस्कोपिसिटी कम होती है और ये आर्द्र वातावरण में अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होती हैं। उनके पास अच्छा रासायनिक प्रतिरोध और कम ढांकता हुआ स्थिरांक भी है, जो कठोर परिस्थितियों में विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करता है।
एफ. पॉलिएस्टर (पीईटी): पॉलिएस्टर, जिसे पॉलीइथाइलीन टेरेफ्थेलेट (पीईटी) के रूप में भी जाना जाता है, एक हल्का और लागत प्रभावी सामग्री है जिसका उपयोग कठोर-फ्लेक्स पीसीबी की लचीली परतों में किया जाता है। पीईटी फिल्म में अच्छा लचीलापन, उच्च तन्यता ताकत और उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता है। इन फिल्मों में नमी अवशोषण कम होता है और इनमें अच्छे विद्युत इन्सुलेशन गुण होते हैं। पीईटी को अक्सर तब चुना जाता है जब लागत-प्रभावशीलता और मध्यम झुकने की क्षमता पीसीबी डिजाइन में प्रमुख कारक होते हैं।
जी. पॉलीएथेरिमाइड (पीईआई): पीईआई एक उच्च-प्रदर्शन इंजीनियरिंग थर्मोप्लास्टिक है जिसका उपयोग नरम-कठोर बंधुआ पीसीबी की लचीली परत के लिए किया जाता है। इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, जिनमें उच्च लचीलापन, आयामी स्थिरता और अत्यधिक तापमान का प्रतिरोध शामिल है। पीईआई फिल्म में कम नमी अवशोषण और अच्छा रासायनिक प्रतिरोध होता है। उनमें उच्च ढांकता हुआ ताकत और विद्युतरोधी गुण भी होते हैं, जो उन्हें मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
एच. पॉलीइथाइलीन नेफ़थलेट (PEN): PEN एक अत्यधिक गर्मी प्रतिरोधी और लचीली सामग्री है जिसका उपयोग कठोर-फ्लेक्स पीसीबी की लचीली परत के लिए किया जाता है। इसमें अच्छी तापीय स्थिरता, कम नमी अवशोषण और उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं। PEN फ़िल्में UV विकिरण और रसायनों के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी हैं। उनके पास कम ढांकता हुआ स्थिरांक और उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन गुण भी हैं। PEN फिल्म अपने विद्युत गुणों को प्रभावित किए बिना बार-बार झुकने और मोड़ने का सामना कर सकती है।
I. पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस): पीडीएमएस एक लचीली लोचदार सामग्री है जिसका उपयोग नरम और कठोर संयुक्त पीसीबी की लचीली परत के लिए किया जाता है। इसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण हैं, जिनमें उच्च लचीलापन, लोच और बार-बार झुकने का प्रतिरोध शामिल है। पीडीएमएस फिल्मों में अच्छी तापीय स्थिरता और विद्युत इन्सुलेशन गुण भी होते हैं। पीडीएमएस का उपयोग आमतौर पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनके लिए नरम, फैलने योग्य और आरामदायक सामग्री की आवश्यकता होती है, जैसे पहनने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स और चिकित्सा उपकरण।
इनमें से प्रत्येक सामग्री के अपने फायदे हैं, और फ्लेक्स परत सामग्री की पसंद पीसीबी डिजाइन की विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करती है। लचीलापन, तापमान प्रतिरोध, नमी प्रतिरोध, लागत-प्रभावशीलता और झुकने की क्षमता जैसे कारक कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में लचीली परत के लिए उपयुक्त सामग्री का निर्धारण करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इन कारकों पर सावधानीपूर्वक विचार करने से विभिन्न अनुप्रयोगों और उद्योगों में पीसीबी की विश्वसनीयता, स्थायित्व और प्रदर्शन सुनिश्चित होता है।

4. कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में चिपकने वाली सामग्री：

कठोर और लचीली परतों को एक साथ जोड़ने के लिए, कठोर-फ्लेक्स पीसीबी निर्माण में चिपकने वाली सामग्री का उपयोग किया जाता है। ये संबंध सामग्रियां परतों के बीच एक विश्वसनीय विद्युत कनेक्शन सुनिश्चित करती हैं और आवश्यक यांत्रिक सहायता प्रदान करती हैं। आमतौर पर उपयोग की जाने वाली दो संबंध सामग्रियां हैं:
ए. एपॉक्सी रेज़िन: एपॉक्सी रेज़िन-आधारित चिपकने वाले व्यापक रूप से उनकी उच्च संबंध शक्ति और उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन गुणों के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे अच्छी तापीय स्थिरता प्रदान करते हैं और सर्किट बोर्ड की समग्र कठोरता को बढ़ाते हैं।
बी। ऐक्रेलिक: ऐक्रेलिक-आधारित चिपकने वाले उन अनुप्रयोगों में पसंद किए जाते हैं जहां लचीलापन और नमी प्रतिरोध महत्वपूर्ण होते हैं। इन चिपकने वाले पदार्थों में एपॉक्सीज़ की तुलना में अच्छी बॉन्डिंग ताकत और कम इलाज का समय होता है।
सी. सिलिकॉन: सिलिकॉन-आधारित चिपकने वाले पदार्थ आमतौर पर उनके लचीलेपन, उत्कृष्ट थर्मल स्थिरता और नमी और रसायनों के प्रतिरोध के कारण कठोर-फ्लेक्स बोर्डों में उपयोग किए जाते हैं। सिलिकॉन चिपकने वाले एक विस्तृत तापमान सीमा का सामना कर सकते हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिनके लिए लचीलेपन और उच्च तापमान प्रतिरोध दोनों की आवश्यकता होती है। वे आवश्यक विद्युत गुणों को बनाए रखते हुए कठोर और लचीली परतों के बीच प्रभावी संबंध प्रदान करते हैं।
डी. पॉलीयूरेथेन: पॉलीयूरेथेन चिपकने वाले कठोर-फ्लेक्स पीसीबी में लचीलेपन और बंधन शक्ति का संतुलन प्रदान करते हैं। उनमें विभिन्न प्रकार के सबस्ट्रेट्स के साथ अच्छा आसंजन होता है और वे रसायनों और तापमान परिवर्तन के प्रति उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदान करते हैं। पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले भी कंपन को अवशोषित करते हैं और पीसीबी को यांत्रिक स्थिरता प्रदान करते हैं। इनका उपयोग अक्सर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जिनके लिए लचीलेपन और मजबूती की आवश्यकता होती है।
ई. यूवी इलाज योग्य राल: यूवी इलाज योग्य राल एक चिपकने वाला पदार्थ है जो पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश के संपर्क में आने पर तेजी से ठीक हो जाता है। वे तेजी से जुड़ने और ठीक होने का समय प्रदान करते हैं, जिससे वे उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए उपयुक्त हो जाते हैं। यूवी-इलाज योग्य रेजिन कठोर और लचीले सब्सट्रेट सहित विभिन्न प्रकार की सामग्रियों को उत्कृष्ट आसंजन प्रदान करते हैं। वे उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिरोध और विद्युत गुण भी प्रदर्शित करते हैं। यूवी-इलाज योग्य रेजिन का उपयोग आमतौर पर कठोर-फ्लेक्स पीसीबी के लिए किया जाता है, जहां तेजी से प्रसंस्करण समय और विश्वसनीय बॉन्डिंग महत्वपूर्ण होती है।
एफ. दबाव संवेदनशील चिपकने वाला (पीएसए): पीएसए एक चिपकने वाला पदार्थ है जो दबाव लागू होने पर एक बंधन बनाता है। वे कठोर-फ्लेक्स पीसीबी के लिए एक सुविधाजनक, सरल बॉन्डिंग समाधान प्रदान करते हैं। पीएसए कठोर और लचीले सब्सट्रेट सहित विभिन्न सतहों पर अच्छा आसंजन प्रदान करता है। वे असेंबली के दौरान पुनः स्थिति निर्धारित करने की अनुमति देते हैं और यदि आवश्यक हो तो आसानी से हटाया जा सकता है। पीएसए उत्कृष्ट लचीलापन और स्थिरता भी प्रदान करता है, जो इसे पीसीबी मोड़ने और झुकने की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।

निष्कर्ष:

कठोर-फ्लेक्स पीसीबी आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का एक अभिन्न अंग हैं, जो कॉम्पैक्ट और बहुमुखी पैकेज में जटिल सर्किट डिजाइन की अनुमति देते हैं। इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के प्रदर्शन और विश्वसनीयता को अनुकूलित करने का लक्ष्य रखने वाले इंजीनियरों और डिजाइनरों के लिए, उनके निर्माण में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों को समझना महत्वपूर्ण है। यह लेख आमतौर पर कठोर-फ्लेक्स पीसीबी निर्माण में उपयोग की जाने वाली सामग्रियों पर केंद्रित है, जिसमें कठोर और लचीली परतें और चिपकने वाली सामग्री शामिल हैं। कठोरता, लचीलेपन, गर्मी प्रतिरोध और लागत जैसे कारकों पर विचार करके, इलेक्ट्रॉनिक्स निर्माता अपनी विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर सही सामग्री का चयन कर सकते हैं। चाहे वह कठोर परतों के लिए FR4 हो, लचीली परतों के लिए पॉलीमाइड हो, या बॉन्डिंग के लिए एपॉक्सी हो, प्रत्येक सामग्री आज के इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में कठोर-फ्लेक्स पीसीबी की स्थायित्व और कार्यक्षमता सुनिश्चित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।