پی سی بی پورے پی سی بی ڈیزائن میں وائرنگ بہت اہم ہے۔ تیز اور موثر وائرنگ کیسے حاصل کی جائے اور آپ کی PCB وائرنگ کو لمبا کیسے بنایا جائے یہ مطالعہ کے قابل ہے۔ پی سی بی کی وائرنگ میں جن 7 پہلوؤں پر توجہ دینے کی ضرورت ہے ان کو ترتیب دیا گیا، اور کوتاہیوں کو چیک کرنے اور اسامیوں کو پر کرنے کے لیے آئیں!

1. ڈیجیٹل سرکٹ اور ینالاگ سرکٹ کی عام گراؤنڈ پروسیسنگ۔

بہت سے پی سی بی اب سنگل فنکشن سرکٹس (ڈیجیٹل یا اینالاگ سرکٹس) نہیں ہیں، بلکہ ڈیجیٹل اور اینالاگ سرکٹس کے مرکب پر مشتمل ہیں۔ اس لیے وائرنگ کرتے وقت ان کے درمیان باہمی مداخلت پر غور کرنا ضروری ہے، خاص طور پر زمینی تار پر شور کی مداخلت۔ ڈیجیٹل سرکٹ کی فریکوئنسی زیادہ ہے، اور ینالاگ سرکٹ کی حساسیت مضبوط ہے۔ سگنل لائن کے لیے، ہائی فریکوئنسی سگنل لائن حساس اینالاگ سرکٹ ڈیوائس سے ممکنہ حد تک دور ہونی چاہیے۔ گراؤنڈ لائن کے لیے، پورے پی سی بی کے پاس بیرونی دنیا کے لیے صرف ایک نوڈ ہے، اس لیے ڈیجیٹل اور اینالاگ کامن گراؤنڈ کا مسئلہ پی سی بی کے اندر ہی نمٹا جانا چاہیے، اور بورڈ کے اندر ڈیجیٹل گراؤنڈ اور اینالاگ گراؤنڈ درحقیقت الگ الگ ہیں اور وہ ہیں۔ ایک دوسرے سے منسلک نہیں، لیکن انٹرفیس پر (جیسے پلگ وغیرہ) PCB کو بیرونی دنیا سے جوڑتے ہیں۔ ڈیجیٹل گراؤنڈ اور اینالاگ گراؤنڈ کے درمیان ایک مختصر رابطہ ہے۔ براہ کرم نوٹ کریں کہ صرف ایک کنکشن پوائنٹ ہے۔ پی سی بی پر غیر عام بنیادیں بھی ہیں، جن کا تعین سسٹم کے ڈیزائن سے ہوتا ہے۔

2. سگنل لائن الیکٹرک (گراؤنڈ) پرت پر رکھی گئی ہے۔

ملٹی لیئر پرنٹ شدہ بورڈ کی وائرنگ میں، کیونکہ سگنل لائن کی پرت میں بہت سی تاریں باقی نہیں ہیں جو بچھائی نہیں گئی ہیں، اس لیے مزید پرتیں ڈالنے سے فضلہ ہوگا اور پیداواری کام کا بوجھ بڑھے گا، اور لاگت اسی حساب سے بڑھے گی۔ اس تضاد کو حل کرنے کے لیے، آپ برقی (زمین) پرت پر وائرنگ پر غور کر سکتے ہیں۔ پاور پرت کو پہلے سمجھا جانا چاہئے، اور زمینی پرت دوسری۔ کیونکہ تشکیل کی سالمیت کو برقرار رکھنا بہترین ہے۔

3. بڑے علاقے کے کنڈکٹرز میں ٹانگوں کو جوڑنے کا علاج

بڑے ایریا گراؤنڈنگ (بجلی) میں، عام اجزاء کی ٹانگیں اس سے جڑی ہوتی ہیں۔ جڑنے والی ٹانگوں کے علاج کو جامع طور پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ برقی کارکردگی کے لحاظ سے، اجزاء کی ٹانگوں کے پیڈ کو تانبے کی سطح سے جوڑنا بہتر ہے۔ ویلڈنگ اور اجزاء کی اسمبلی میں کچھ ناپسندیدہ پوشیدہ خطرات ہیں، جیسے: ① ویلڈنگ کے لیے ہائی پاور ہیٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔ ②یہ ورچوئل سولڈر جوڑوں کا سبب بننا آسان ہے۔ لہذا، برقی کارکردگی اور عمل کی ضروریات دونوں کو کراس پیٹرن والے پیڈ میں بنایا جاتا ہے، جسے ہیٹ شیلڈز کہا جاتا ہے، جسے عام طور پر تھرمل پیڈ (تھرمل) کہا جاتا ہے، تاکہ سولڈرنگ کے دوران ضرورت سے زیادہ کراس سیکشن گرمی کی وجہ سے ورچوئل سولڈر جوائنٹ پیدا ہوسکے۔ جنس بہت کم ہو جاتی ہے۔ ملٹی لیئر بورڈ کی پاور (گراؤنڈ) ٹانگ کی پروسیسنگ ایک جیسی ہے۔

4. کیبلنگ میں نیٹ ورک سسٹم کا کردار

بہت سے CAD سسٹمز میں، وائرنگ کا تعین نیٹ ورک سسٹم کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ گرڈ بہت گھنا ہے اور راستہ بڑھ گیا ہے، لیکن قدم بہت چھوٹا ہے، اور فیلڈ میں ڈیٹا کی مقدار بہت زیادہ ہے۔ اس میں لازمی طور پر ڈیوائس کے اسٹوریج کی جگہ کے لیے زیادہ تقاضے ہوں گے، اور کمپیوٹر پر مبنی الیکٹرانک مصنوعات کی کمپیوٹنگ کی رفتار بھی۔ زبردست اثر و رسوخ۔ کچھ راستے غلط ہیں، جیسے کہ اجزاء کی ٹانگوں کے پیڈز یا بڑھتے ہوئے سوراخوں اور مقررہ سوراخوں کے ذریعے۔ بہت کم گرڈز اور بہت کم چینلز کا ڈسٹری بیوشن ریٹ پر بہت زیادہ اثر پڑتا ہے۔ اس لیے وائرنگ کو سپورٹ کرنے کے لیے ایک معقول گرڈ سسٹم ہونا چاہیے۔ معیاری اجزاء کی ٹانگوں کے درمیان فاصلہ 0.1 انچ (2.54 ملی میٹر) ہے، اس لیے گرڈ سسٹم کی بنیاد عام طور پر 0.1 انچ (2.54 ملی میٹر) یا 0.1 انچ سے کم کے لازمی ملٹیپل پر سیٹ کی جاتی ہے، جیسے: 0.05 انچ، 0.025 انچ، 0.02 انچ وغیرہ

5. بجلی کی فراہمی اور زمینی تار کا علاج

یہاں تک کہ اگر پورے پی سی بی بورڈ میں وائرنگ بہت اچھی طرح سے مکمل ہو جاتی ہے، تو پاور سپلائی اور گراؤنڈ وائر کے غلط خیال کی وجہ سے ہونے والی مداخلت پروڈکٹ کی کارکردگی کو کم کر دے گی، اور بعض اوقات پروڈکٹ کی کامیابی کی شرح کو بھی متاثر کرتی ہے۔ اس لیے، بجلی کی فراہمی اور زمینی تار کی وائرنگ کو سنجیدگی سے لیا جانا چاہیے، اور پروڈکٹ کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے بجلی کی فراہمی اور زمینی تار سے پیدا ہونے والے شور کی مداخلت کو کم سے کم کیا جانا چاہیے۔ الیکٹرانک مصنوعات کے ڈیزائن میں مصروف ہر انجینئر زمینی تار اور بجلی کے تار کے درمیان شور کی وجہ کو سمجھتا ہے، اور اب صرف کم آواز کو دبانے کا اظہار کیا جاتا ہے: بجلی کی فراہمی اور زمین کے درمیان شور کو شامل کرنا اچھی طرح سے جانا جاتا ہے۔ تار لوٹس کیپیسیٹر۔ پاور اور زمینی تاروں کی چوڑائی کو زیادہ سے زیادہ چوڑا کریں، ترجیحی طور پر گراؤنڈ وائر پاور وائر سے زیادہ چوڑا ہے، ان کا تعلق یہ ہے: گراؤنڈ وائر “پاور وائر” سگنل وائر، عام طور پر سگنل وائر کی چوڑائی ہوتی ہے: 0.2 ~ 0.3mm، بہترین چوڑائی 0.05 ～0.07mm تک پہنچ سکتی ہے، پاور کی ہڈی 1.2～2.5mm ہے۔ ڈیجیٹل سرکٹ کے پی سی بی کے لیے، ایک وسیع زمینی تار کو لوپ بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، یعنی گراؤنڈ نیٹ کا استعمال کیا جا سکتا ہے (انالاگ سرکٹ کی گراؤنڈ کو اس طرح استعمال نہیں کیا جا سکتا)۔ تانبے کی تہہ کا ایک بڑا حصہ زمینی تار کے طور پر استعمال ہوتا ہے، جو پرنٹ شدہ بورڈ پر استعمال نہیں ہوتا۔ تمام جگہوں پر زمینی تار کے طور پر زمین سے جڑا ہوا ہے۔ یا اسے ملٹی لیئر بورڈ میں بنایا جا سکتا ہے، اور پاور سپلائی اور گراؤنڈ وائرز ہر ایک پر ایک پرت رکھتے ہیں۔

6. ڈیزائن رول چیک (DRC)

وائرنگ ڈیزائن مکمل ہونے کے بعد، یہ احتیاط سے جانچنا ضروری ہے کہ آیا وائرنگ کا ڈیزائن ڈیزائنر کے وضع کردہ اصولوں کے مطابق ہے یا نہیں، اور ساتھ ہی یہ تصدیق کرنا بھی ضروری ہے کہ آیا قائم کردہ قواعد پرنٹ شدہ بورڈ کی تیاری کے عمل کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ . عام معائنہ میں درج ذیل پہلو ہوتے ہیں: لائن اور لائن، لائن کیا اجزاء کے پیڈ، لائن اور ہول کے ذریعے، جزو پیڈ اور سوراخ کے ذریعے، اور سوراخ کے ذریعے اور سوراخ کے درمیان کا فاصلہ مناسب ہے اور آیا یہ پیداواری ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ کیا پاور لائن اور گراؤنڈ لائن کی چوڑائی مناسب ہے، اور کیا پاور لائن اور گراؤنڈ لائن (کم لہر کی رکاوٹ) کے درمیان سخت جوڑا ہے؟ کیا پی سی بی میں کوئی ایسی جگہ ہے جہاں زمینی تار کو چوڑا کیا جا سکے؟ آیا کلیدی سگنل لائنوں کے لیے بہترین اقدامات کیے گئے ہیں، جیسے کہ مختصر ترین لمبائی، تحفظ لائن شامل کی گئی ہے، اور ان پٹ لائن اور آؤٹ پٹ لائن کو واضح طور پر الگ کیا گیا ہے۔ آیا اینالاگ سرکٹ اور ڈیجیٹل سرکٹ کے لیے الگ الگ زمینی تاریں ہیں۔ آیا پی سی بی میں شامل کردہ گرافکس (جیسے شبیہیں اور تشریحات) سگنل شارٹ سرکٹ کا سبب بنیں گے۔ کچھ ناپسندیدہ لائن کی شکلوں میں ترمیم کریں۔ کیا پی سی بی پر کوئی پروسیس لائن ہے؟ آیا سولڈر ماسک پروڈکشن کے عمل کی ضروریات کو پورا کرتا ہے، آیا سولڈر ماسک کا سائز مناسب ہے، اور آیا کریکٹر لوگو کو ڈیوائس پیڈ پر دبایا گیا ہے، تاکہ برقی آلات کے معیار کو متاثر نہ کرے۔ چاہے ملٹی لیئر بورڈ میں پاور گراؤنڈ لیئر کا بیرونی فریم ایج کم ہو جائے، اگر پاور گراؤنڈ لیئر کا تانبے کا ورق بورڈ کے باہر بے نقاب ہو تو شارٹ سرکٹ کا سبب بننا آسان ہے۔

7. ڈیزائن کے ذریعے

ویا ملٹی لیئر پی سی بی کے اہم اجزاء میں سے ایک ہے، اور ڈرلنگ کی لاگت عام طور پر پی سی بی کی مینوفیکچرنگ لاگت کے 30% سے 40% تک ہوتی ہے۔ سیدھے الفاظ میں، پی سی بی پر ہر سوراخ کو ویا کہا جا سکتا ہے۔ فنکشن کے نقطہ نظر سے، ویاس کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ایک تہوں کے درمیان برقی رابطوں کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ دوسرے کو فکسنگ یا پوزیشننگ ڈیوائسز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ عمل کے لحاظ سے، ویاس کو عام طور پر تین قسموں میں تقسیم کیا جاتا ہے، یعنی نابینا ویاس، دفن شدہ ویاس اور ویاس کے ذریعے۔

نابینا سوراخ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے اوپر اور نیچے کی سطحوں پر واقع ہوتے ہیں اور ان کی ایک خاص گہرائی ہوتی ہے۔ وہ سطح کی لکیر اور بنیادی اندرونی لائن کو جوڑنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ سوراخ کی گہرائی عام طور پر ایک خاص تناسب (ایپرچر) سے زیادہ نہیں ہوتی ہے۔ دفن شدہ سوراخ سے مراد پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی اندرونی تہہ میں واقع کنکشن ہول ہے، جو سرکٹ بورڈ کی سطح تک نہیں پھیلا ہوا ہے۔ مذکورہ بالا دو قسم کے سوراخ سرکٹ بورڈ کی اندرونی تہہ میں واقع ہوتے ہیں، اور یہ لیمینیشن سے پہلے سوراخ بنانے کے عمل سے مکمل ہوتے ہیں، اور کئی اندرونی پرتیں ویا کی تشکیل کے دوران اوورلیپ ہو سکتی ہیں۔ تیسری قسم کو تھرو ہول کہا جاتا ہے، جو پورے سرکٹ بورڈ میں داخل ہوتا ہے اور اسے اندرونی انٹرکنکشن کے لیے یا جزو کے بڑھتے ہوئے پوزیشننگ ہول کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ اس عمل میں تھرو ہول کا احساس کرنا آسان ہوتا ہے اور لاگت کم ہوتی ہے، اس لیے یہ دوسرے دو قسم کے تھرو ہولز کے بجائے زیادہ تر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز میں استعمال ہوتا ہے۔ مندرجہ ذیل کو بذریعہ سوراخ، جب تک کہ دوسری صورت میں بیان نہ کیا گیا ہو، کو سوراخ کے ذریعے سمجھا جاتا ہے۔

1. ڈیزائن کے نقطہ نظر سے، ایک via بنیادی طور پر دو حصوں پر مشتمل ہے، ایک درمیان میں ڈرل ہول ہے، اور دوسرا ڈرل ہول کے ارد گرد پیڈ ایریا ہے۔ ان دو حصوں کا سائز via کے سائز کا تعین کرتا ہے۔ ظاہر ہے، تیز رفتار، زیادہ کثافت والے پی سی بی ڈیزائن میں، ڈیزائنرز ہمیشہ امید کرتے ہیں کہ ویا ہول جتنا چھوٹا ہوگا، اتنا ہی بہتر ہے، تاکہ بورڈ پر وائرنگ کی زیادہ جگہ رہ جائے۔ اس کے علاوہ، ویا ہول جتنا چھوٹا ہوگا، اس کی اپنی پرجیوی گنجائش۔ یہ جتنا چھوٹا ہے، تیز رفتار سرکٹس کے لیے اتنا ہی موزوں ہے۔ تاہم، سوراخ کے سائز میں کمی لاگت میں بھی اضافہ کرتی ہے، اور ویاس کے سائز کو غیر معینہ مدت تک کم نہیں کیا جا سکتا۔ یہ پراسیس ٹیکنالوجیز جیسے ڈرلنگ اور چڑھانا کے ذریعے محدود ہے: سوراخ جتنا چھوٹا ہوگا، سوراخ کرنے میں جتنا زیادہ وقت لگے گا، مرکز کی پوزیشن سے ہٹنا اتنا ہی آسان ہوگا۔ اور جب سوراخ کی گہرائی ڈرل شدہ سوراخ کے قطر سے 6 گنا زیادہ ہو جائے تو اس بات کی ضمانت نہیں دی جا سکتی کہ سوراخ کی دیوار کو تانبے سے یکساں طور پر چڑھایا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، ایک عام 6-پرت والے PCB بورڈ کی موٹائی (سوراخ کی گہرائی سے) تقریباً 50Mil ہے، لہذا کم از کم ڈرلنگ قطر جو PCB مینوفیکچررز فراہم کر سکتے ہیں صرف 8Mil تک پہنچ سکتا ہے۔

دوسرا، via سوراخ کی طفیلی اہلیت خود زمین پر طفیلی اہلیت رکھتی ہے۔ اگر یہ معلوم ہے کہ ویا کی زمینی پرت پر الگ تھلگ سوراخ کا قطر D2 ہے، ویا پیڈ کا قطر D1 ہے، اور پی سی بی بورڈ کی موٹائی T ہے، بورڈ سبسٹریٹ کا ڈائی الیکٹرک مستقل ε ہے، اور via کی طفیلی اہلیت تقریباً ہے: C=1.41εTD1/(D2-D1) سرکٹ پر via کے طفیلی کیپیسیٹینس کا بنیادی اثر سگنل کے بڑھنے کے وقت کو بڑھانا اور سرکٹ کی رفتار کو کم کرنا ہے۔

3. ویاس کی پرجیوی انڈکٹنس اسی طرح، ویاس میں طفیلی انڈکٹنس کے ساتھ پرجیوی انڈکٹنس بھی ہوتے ہیں۔ تیز رفتار ڈیجیٹل سرکٹس کے ڈیزائن میں، ویاس کے پرجیوی انڈکٹنس کی وجہ سے ہونے والا نقصان اکثر پرجیوی کیپیسیٹینس کے اثر سے زیادہ ہوتا ہے۔ اس کا طفیلی سلسلہ انڈکٹنس بائی پاس کیپسیٹر کی شراکت کو کمزور کر دے گا اور پورے پاور سسٹم کے فلٹرنگ اثر کو کمزور کر دے گا۔ ہم مندرجہ ذیل فارمولے کے ساتھ آسانی سے a via کے تقریباً طفیلی انڈکٹنس کا حساب لگا سکتے ہیں: L=5.08h[ln(4h/d)+1] جہاں L سے مراد ویا کی انڈکٹینس ہے، h ہے ویا کی لمبائی، اور d مرکز ہے سوراخ کا قطر۔ اس فارمولے سے دیکھا جا سکتا ہے کہ via کے قطر کا انڈکٹینس پر تھوڑا سا اثر پڑتا ہے، اور via کی لمبائی انڈکٹینس پر سب سے زیادہ اثر رکھتی ہے۔

4. ہائی سپیڈ پی سی بی میں ڈیزائن کے ذریعے. ویاس کی پرجیوی خصوصیات کے مندرجہ بالا تجزیے کے ذریعے، ہم دیکھ سکتے ہیں کہ تیز رفتار پی سی بی ڈیزائن میں، بظاہر سادہ ویاس اکثر سرکٹ ڈیزائن میں زبردست منفی لاتے ہیں۔ اثر