क्या पीसीबी को डिजाइन करते समय आंसू के बूंदों को जोड़ना चाहिए?

यह प्रश्न इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग के नए और अनुभवी इंजीनियरों दोनों के बीच एक लंबी बहस को जन्म दे सकता हैः कुछ लोग इस बात पर जोर देते हैं कि पूरे बोर्ड में आंसू डाले जाने चाहिए,इसे विश्वसनीयता में सुधार के लिए "जीवन रक्षक अभियान" कहते हुएअन्य लोग इसका दृढ़ता से विरोध करते हैं और शिकायत करते हैं कि उन्हें उच्च आवृत्ति बोर्डों में जोड़ने से सिग्नल की विफलता सीधे होती है।और भी अधिक भ्रमित करने वाला यह है कि अनुभवी इंजीनियरों के पास पूरी तरह से विपरीत दृष्टिकोण हैं.

वास्तविकता में, आंसू के लिए कोई "जोड़ा जाना चाहिए" या "बिल्कुल नहीं जोड़ना चाहिए" मानक उत्तर नहीं है। कुंजी उनके वास्तविक कार्य को समझने और सही अनुप्रयोग परिदृश्य खोजने के लिए है।हम सरल शब्दों में पीसीबी आंसू बूंदों के मूल तर्क की व्याख्या करेंगे, तो आप इस बारे में फिर से चिंता करने की जरूरत नहीं होगी!

सबसे पहले, यह समझें: आँसू "सजावटी" नहीं हैं, बल्कि 5 व्यावहारिक कार्यों का एक संग्रह हैं।

आंसू की बूंदें पीसीबी के निशानों और पैड या वायस के बीच आंसू के आकार या चाप के आकार के संक्रमणकालीन तांबे के क्षेत्र हैं। वे महत्वहीन लग सकते हैं, लेकिन वे पांच प्रमुख कार्य छिपाते हैंः

1- संबंध को मजबूत करना:
कपड़ों की सीमों पर सुदृढीकरण स्ट्रिप्स की तरह, आंसू के बूंदें ट्रेस और पैड के बीच संपर्क क्षेत्र को बढ़ाती हैं, बाहरी बलों को फैलाती हैं। चाहे वह उत्पाद परिवहन के दौरान कंपन हो,उपयोग के दौरान प्लग और अनप्लग, या बाद में रखरखाव और कनेक्टर हटाने, यह पैड और निशान से अलग होने से रोकता है, सीधे यांत्रिक शक्ति को दोगुना करता है।

2. "विफलता" से पैड की सुरक्षाः
कई मिलाप चक्रों के दौरान, पैड बार-बार थर्मल विस्तार और संकुचन तनाव का सामना करते हैं, जिससे आसानी से विकृति और छीलने का कारण बनता है;उत्पादन के दौरान असमान उत्कीर्णन और गलत संरेखण के माध्यम से भी पैड दरार का कारण बन सकता हैटियरड्रॉप एक बफर की तरह कार्य करते हैं, थर्मल तनाव को अवशोषित करते हैं और इन विफलता जोखिमों को कम करते हैं।

3. सिग्नल के सुचारू संचरण को सुनिश्चित करना:
जब निशान और पैड चौड़ाई में अचानक परिवर्तन होता है, तो संकेत प्रतिबिंबित होने और कमजोर होने के लिए प्रवण होते हैं। आंसू की बूंद का चिकनी संक्रमण प्रतिबाधा परिवर्तन को कम करता है,सिग्नल के सुचारू संचरण की अनुमति देता है और यातायात जाम को रोकता है. "

4उत्पादन "उपज" में सुधारः
ड्रिल बिट्स में ड्रिलिंग के दौरान अनिवार्य रूप से मामूली विचलन होते हैं। इसके खिलाफ टियरड्रॉप "कुशन" का अतिरिक्त तांबा भत्ता, ड्रिलिंग विचलन के कारण निशान को तोड़ने से रोकता है;यह भी उत्कीर्णन प्रक्रिया के दौरान ओवर-एटिंग समस्याओं को कम करता है, जिससे कारखानों को उत्पादन के दौरान त्रुटियों के लिए अधिक सहिष्णुता मिलती है।

5एक सौंदर्य "बोनस":
कठोर राइट-एंगल कनेक्शन की तुलना में, टियरड्रॉप पीसीबी की समग्र उपस्थिति में सुधार करते हुए निशान और पैड के बीच संक्रमण को अधिक प्राकृतिक बनाते हैं।बोर्ड अधिक व्यवस्थित और पेशेवर दिखता है, और दृश्य प्रभाव सीधे उन्नत है।

इन परिदृश्यों में, आँसू एक "अनिवार्य" हैं, और उन्हें छोड़ने से अनिवार्य रूप से समस्याओं का कारण बनेगा।

वास्तविक अनुप्रयोग परिदृश्यों के आधार पर, उत्पाद की विफलता के जोखिम को काफी कम करने के लिए निम्नलिखित 4 स्थितियों में आंसू की बूंदों को जोड़ने को प्राथमिकता देने की सिफारिश की जाती हैः

1उच्च यांत्रिक तनाव वाले वातावरणः अनिवार्य रूप से जोड़ना
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स, औद्योगिक नियंत्रक और अक्सर प्लग किए गए/अनप्लग किए गए कनेक्टर इंटरफेस जैसे उत्पाद कंपन, टकराव या अक्सर प्लगिंग/अनप्लगिंग के अधीन होते हैं।निशान और पैड के बीच कनेक्शन एक "कमज़ोर बिंदु" है जहां तनाव केंद्रित हैगोल या "स्नोमैन" के आकार की आंसू की बूंदें चुनने की सिफारिश की जाती है, जो प्रभावी रूप से तनाव को फैला सकती हैं और उपयोग के दौरान फ्रैक्चर विफलताओं को रोक सकती हैं।

2उच्च आवृत्ति/उच्च गति संकेत परिदृश्यः सावधानी के साथ जोड़ें
उच्च आवृत्ति और उच्च गति वाले सर्किट जैसे कि 5जी संचार मॉड्यूल और उच्च गति वाले मेमोरी इंटरफेस में सिग्नल अखंडता के लिए अत्यंत उच्च आवश्यकताएं होती हैं। आँसू को अंधाधुंध नहीं जोड़ा जाना चाहिए;सुचारू, घुमावदार आंसुओं को प्राथमिकता दी जानी चाहिए, और आंसुओं के कारण सिग्नल विकृतियों से बचने के लिए प्रतिबाधा मिलान को सिमुलेशन के माध्यम से सत्यापित किया जाना चाहिए।

3उच्च घनत्व वाले पीसीबीः चुनिंदा जोड़
उच्च घनत्व वाले बोर्ड जैसे मोबाइल फोन मदरबोर्ड और पहनने योग्य उपकरणों में रूटिंग स्थान बेहद सीमित होता है।पूरे बोर्ड के लिए आंसू की बूंदें जोड़ने अतिरिक्त स्थान पर कब्जा कर लेंगे और रूटिंग घनत्व को प्रभावित करेगाविश्वसनीयता और रूटिंग दक्षता को संतुलित करने के लिए उन्हें केवल महत्वपूर्ण पैड और वायस में जोड़ने और गैर-महत्वपूर्ण क्षेत्रों में उन्हें छोड़ने की सिफारिश की जाती है।

4बड़े पैमाने पर उत्पादन अनुकूलन परिदृश्यः आवश्यकता के अनुसार समायोजित करें
कम लागत वाले उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों के लिए, यदि पीसीबी निर्माता की प्रक्रिया क्षमताएं औसत हैं (उदाहरण के लिए, कम ड्रिलिंग सटीकता),प्रक्रिया की कमियों की भरपाई और बड़े पैमाने पर उत्पादन की उपज में सुधार के लिए आंसू के क्षेत्र को उचित रूप से बढ़ाया जा सकता हैयदि निर्माता की प्रक्रिया परिपक्व है, तो स्थान की बर्बादी से बचने के लिए पारंपरिक आकार का उपयोग किया जा सकता है।

इन तीन स्थानों पर आँसू जोड़ना...

सभी परिदृश्य आँसू जोड़ने के लिए उपयुक्त नहीं हैं। निम्नलिखित स्थितियों में उन्हें अंधाधुंध जोड़ना केवल प्रतिकूल होगाः

1प्रतिबाधा-संवेदनशील क्षेत्र:
अति उच्च प्रतिबाधा आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों के लिए, जैसे एंटेना और अंतर जोड़े, आंसू के थ्रेड जोड़ने से पहले प्रतिबाधा सत्यापन किया जाना चाहिए।यदि आंसू के बूंदों प्रतिबाधा असंगतता का कारण, यह सीधे उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा, जिससे यह बिल्कुल नहीं जोड़ने से भी बदतर हो जाएगा।

2अति-उच्च घनत्व वाले बोर्ड:
लघु सेंसर और बेहद कॉम्पैक्ट मोबाइल फोन मदरबोर्ड जैसे उत्पादों के लिए, जहां वायरिंग घनत्व पहले से ही अधिकतम है, आंसू बूंदें रूटिंग स्थान को और संपीड़ित करेंगी,संभावित रूप से मार्ग की कठिनाइयों या यहां तक कि शॉर्ट सर्किट के जोखिम का कारण बन सकता हैउन्हें जोड़ने का निर्णय लेने से पहले सावधानीपूर्वक मूल्यांकन की आवश्यकता होती है।

3कम जटिलता वाले सर्किट:
सरल नियंत्रण बोर्डों और साधारण उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, जिनके लिए यांत्रिक शक्ति और संकेत अखंडता के लिए कम आवश्यकताएं हैं, आंसू की बूंदों को जोड़ने के लाभ सीमित हैं,और यह केवल डिजाइन समय को बढ़ाएगाप्रक्रिया को सरल बनाने और दक्षता बढ़ाने के लिए, टियरड्रॉप डिजाइन को छोड़ दिया जा सकता है।

सारांश: आंसू बहाए जाने का मूल सिद्धांत है "जरूरत पड़ने पर अनुकूलित होना।"

पीसीबी टियरड्रॉप अनिवार्य रूप से एक "केक पर आइसिंग" अनुकूलन डिजाइन है, न कि एक मुख्य तत्व जो सर्किट फ़ंक्शन को निर्धारित करता है। वे न तो "सभी का इलाज" हैं और न ही "अनावश्यक आइटम":

• विश्वसनीयता का पीछा करते समय और जटिल वातावरणों से निपटने के लिए, वे जोखिमों को कम करने के लिए एक "सुरक्षा कवच" हैं;
• जब उच्च घनत्व मार्ग और उच्च आवृत्ति/उच्च गति संकेतों का सामना करते हैं, तो वे एक "विवरण" हैं जिन्हें सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है;
• सरल सर्किट और परिपक्व प्रक्रियाओं के साथ बड़े पैमाने पर उत्पादित उत्पादों में, वे एक "अनुकूलन विकल्प" हैं जिन्हें लचीले ढंग से चुना जा सकता है।

उत्कृष्ट पीसीबी डिजाइन कभी भी सुविधाओं पर अंधाधुंध ढेर नहीं होता है, बल्कि उत्पाद की जरूरतों के अनुसार सटीक रूप से अनुकूलित होता है।विश्वसनीयता के बीच सबसे अच्छा संतुलन खोजने के लिए लागू परिदृश्यों और आंसू के डिजाइन तकनीकों में महारत हासिल करना आवश्यक है, प्रदर्शन और दक्षता।