एक प्लेटफ़ॉर्म के रूप में जो पूरी मशीन के सभी स्पेयर पार्ट्स को ले जाता है, मदरबोर्ड पीसी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। DIY मशीन बनाते समय, चिपसेट, समर्थित मेमोरी प्रकार और नेटवर्क कार्ड की गति जैसे मापदंडों के अलावा, कुछ हाई-एंड मदरबोर्ड में "6/8-लेयर पीसीबी" और "2oz" कॉपर जैसे विवरण भी देखे जा सकते हैं। हालाँकि हर कोई जानता है कि ये संख्याएँ जितनी बड़ी होंगी, उतना बेहतर होगा, लेकिन कई अनुभवी DIY खिलाड़ी इनका विशिष्ट अर्थ नहीं बता पाएंगे। वास्तव में, ये दो संकेतक मदरबोर्ड के कंकाल और रक्त वाहिकाओं की तरह हैं, जो सीधे प्रदर्शन और स्थिरता की ऊपरी सीमा निर्धारित करते हैं।
पीसीबी: मदरबोर्ड सर्किट का त्रि-आयामी वायरिंग ब्लूप्रिंट
PCB का पूरा नाम प्रिंटेड सर्किट बोर्ड है। यह आमतौर पर आधार सामग्री के रूप में FR-4 का उपयोग करता है। यह एपॉक्सी रेज़िन और फाइबरग्लास कपड़े से बना है। विभिन्न घटकों से जुड़ने के लिए सतह को तांबे की पन्नी लाइनों से लेपित किया जाता है। इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों में, सबसे सरल एकल-पक्षीय बोर्ड (1 परत) में केवल एक तरफ प्रवाहकीय रेखाएं होती हैं, और आमतौर पर सरल कार्यों वाले छोटे पैमाने के उपकरणों (जैसे रिमोट कंट्रोल, इलेक्ट्रॉनिक खिलौने, आदि) में उपयोग किया जाता है। दो तरफा पैनल (2 परतें) के दोनों तरफ लाइनें हैं, जो बुनियादी क्रॉस वायरिंग का एहसास कर सकती हैं। इसका उपयोग आमतौर पर घरेलू उपकरणों, उच्च-स्तरीय बिजली आपूर्ति और अन्य उपकरणों में किया जाता है।
लेकिन पीसी मदरबोर्ड (विशेष रूप से यहां डेस्कटॉप मदरबोर्ड) के लिए, 2-लेयर बोर्ड एंट्री-लेवल उत्पादों के लिए भी योग्य नहीं हैं। यह केवल इसलिए नहीं है क्योंकि सर्किट का पैमाना पर्याप्त नहीं है, बल्कि इसलिए भी है क्योंकि कोई स्वतंत्र बिजली परत और जमीन की परत नहीं है, और उच्च-आवृत्ति सिग्नल आसानी से एक-दूसरे के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं। इस समय, पीसीबी ने परत संख्या की अवधारणा को पेश करना शुरू किया। सीधे शब्दों में कहें तो, यह सर्किट बोर्ड में प्रवाहकीय तांबे की पन्नी की परतों की संख्या है। प्रत्येक परत को FR-4 इन्सुलेशन सामग्री द्वारा अलग किया जाता है, और ऊपरी और निचली परतें छेद के माध्यम से धातु से जुड़ी होती हैं। अलग-अलग परत संख्याएं पूरी तरह से अलग-अलग सर्किट जटिलताओं से मेल खाती हैं।
आजकल, मुख्यधारा के मदरबोर्ड मल्टी-लेयर बोर्ड (4 परतें और ऊपर) होते हैं, आमतौर पर "सिग्नल लेयर - ग्राउंड लेयर - पावर लेयर - सिग्नल लेयर" की संरचना के साथ (आप ड्यूरियन लेयर केक के बारे में सोच सकते हैं)। स्वतंत्र सिग्नल परत हस्तक्षेप को अलग करने के लिए एक ढाल की तरह है।
मध्य से उच्च स्तर के मदरबोर्ड आमतौर पर 6-परत बोर्ड संरचना का उपयोग करते हैं। अतिरिक्त सिग्नल परत अधिक घटक कनेक्शन को समायोजित कर सकती है। "3+1+3" सममित लेमिनेशन संरचना विकृति से बचाती है और मदरबोर्ड की यांत्रिक शक्ति और गर्मी प्रतिरोध को भी बढ़ाती है। सर्वर या हाई-एंड पीसी मदरबोर्ड भी 8-लेयर बोर्ड डिज़ाइन का उपयोग करेंगे, जिसमें प्रत्येक परत में जटिल सर्किट को व्यवस्थित रखने के लिए श्रम का स्पष्ट विभाजन होगा।
तांबा: धारा संचरण का "वाहक शासक"।
कॉपर स्वाभाविक रूप से पीसीबी के सभी स्तरों पर कॉपर फ़ॉइल सर्किट को संदर्भित करता है, लेकिन इकाई "ओज़ेड (औंस)" को आसानी से वजन के रूप में गलत समझा जा सकता है। वास्तव में, यह तांबे की पन्नी की मोटाई के लिए उद्योग मानक है: 1OZ 1 वर्ग फुट क्षेत्र को कवर करने वाले 1 औंस शुद्ध तांबे की मोटाई को संदर्भित करता है। रूपांतरण के बाद, यह लगभग 35 माइक्रोन है, जो लगभग तीन बालों की मोटाई है।
1OZ कॉपर अक्सर सामान्य पीसी मदरबोर्ड (नोटबुक मदरबोर्ड सहित) का मानक विन्यास होता है। करंट ले जाने वाले फॉर्मूले के अनुसार, 1OZ तांबे से बना 2 मिमी चौड़ा ट्रेस 2.1A करंट को स्थिर रूप से ले जा सकता है, जो पारंपरिक सिग्नल ट्रांसमिशन की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा करता है। कुछ अति पतले बोर्ड या मदरबोर्ड आंतरिक परत में 0.5OZ तांबे (लगभग 17.5 माइक्रोन) का उपयोग करते हैं, जो जगह बचा सकता है और लागत को नियंत्रित कर सकता है। जब तक डिज़ाइन उचित है, यह प्रदर्शन को प्रभावित नहीं करेगा।
2OZ और उससे अधिक का मोटा तांबा उच्च शक्ति वाले उपकरणों के लिए तैयार की गई एक "उन्नत रक्त वाहिका" है। 2OZ तांबे (70 माइक्रोन) की वर्तमान वहन क्षमता 1OZ की दोगुनी है, और गर्मी अपव्यय दक्षता में भी काफी सुधार हुआ है। इसलिए, शीर्ष सीपीयू की स्थिर बिजली आपूर्ति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए इस डिज़ाइन का उपयोग आमतौर पर हाई-एंड पीसी/सर्वर मदरबोर्ड में किया जाता है। हालाँकि, मोटे तांबे के नुकसान भी हैं। उदाहरण के लिए, सर्किट को उकेरना अधिक कठिन और महंगा है, और यह बारीक सर्किट डिज़ाइन को भी सीमित करता है।
हालाँकि, मदरबोर्ड की परतों की संख्या और तांबे की मोटाई को कभी भी अलग-अलग डिज़ाइन नहीं किया जाता है, बल्कि डिवाइस की स्थिति के अनुसार सटीक रूप से मिलान किया जाता है। उदाहरण के लिए, साधारण डेस्कटॉप मदरबोर्ड आमतौर पर 1OZ तांबे के साथ 4-6 परतें होते हैं, जो न केवल दैनिक कार्यालय और गेमिंग जरूरतों को पूरा करते हैं, बल्कि इसकी नियंत्रणीय लागत भी होती है। हाई-एंड मदरबोर्ड 6-लेयर बोर्ड + 2OZ कॉपर या यहां तक कि 8-लेयर बोर्ड + 2OZ कॉपर के संयोजन का उपयोग करेंगे, जो न केवल उच्च-आवृत्ति संकेतों के स्थिर संचरण को सुनिश्चित कर सकता है, बल्कि ओवरक्लॉकिंग के दौरान उच्च वर्तमान और गर्मी अपव्यय दबाव का भी सामना कर सकता है।