In تیز رفتار HDI PCB ڈیزائن، ڈیزائن کے ذریعے ایک اہم عنصر ہے. یہ ایک سوراخ، سوراخ کے ارد گرد ایک پیڈ ایریا، اور پاور لیئر کا ایک الگ تھلگ ایریا پر مشتمل ہوتا ہے، جسے عام طور پر تین اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے: اندھے سوراخ، دفن شدہ سوراخ اور سوراخ کے ذریعے۔ پی سی بی کے ڈیزائن کے عمل میں، پرجیوی کیپیسیٹینس اور ویاس کے پرجیوی انڈکٹنس کے تجزیہ کے ذریعے، تیز رفتار پی سی بی ویاس کے ڈیزائن میں کچھ احتیاطی تدابیر کا خلاصہ کیا گیا ہے۔

اس وقت تیز رفتار پی سی بی ڈیزائن مواصلات، کمپیوٹر، گرافکس اور امیج پروسیسنگ اور دیگر شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ تمام ہائی ٹیک ویلیو ایڈڈ الیکٹرانک پروڈکٹ ڈیزائن کم بجلی کی کھپت، کم برقی مقناطیسی تابکاری، اعلی وشوسنییتا، چھوٹے بنانے اور ہلکے وزن جیسی خصوصیات کی پیروی کر رہے ہیں۔ مندرجہ بالا اہداف کو حاصل کرنے کے لیے، ڈیزائن کے ذریعے تیز رفتار پی سی بی ڈیزائن میں ایک اہم عنصر ہے۔

1. کے ذریعے
ویا ملٹی لیئر پی سی بی ڈیزائن میں ایک اہم عنصر ہے۔ A via بنیادی طور پر تین حصوں پر مشتمل ہے، ایک سوراخ ہے۔ دوسرا سوراخ کے ارد گرد پیڈ کا علاقہ ہے۔ اور تیسرا پاور لیئر کا آئسولیشن ایریا ہے۔ ویا ہول کا عمل یہ ہے کہ تانبے کے ورق کو جوڑنے کے لیے کیمیائی جمع کے ذریعے سوراخ کی دیوار کی بیلناکار سطح پر دھات کی ایک تہہ چڑھائی جائے جس کو درمیانی تہوں سے جوڑنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور اس کے اوپری اور نچلے اطراف سوراخ کے ذریعے عام پیڈ میں بنائے جاتے ہیں شکل کو براہ راست اوپری اور نچلے اطراف کی لائنوں کے ساتھ منسلک کیا جاسکتا ہے، یا منسلک نہیں ہے۔ ویاس الیکٹریکل کنکشن، فکسنگ یا پوزیشننگ ڈیوائسز کا کردار ادا کر سکتا ہے۔

ویاس کو عام طور پر تین اقسام میں تقسیم کیا جاتا ہے: اندھے سوراخ، دفن سوراخ اور سوراخ 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 اور سوراخ کا قطر عام طور پر ایک خاص تناسب سے زیادہ نہیں ہوتا 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۔

بلائنڈ ویاس اور دفن شدہ ویاس دونوں ہی سرکٹ بورڈ کی اندرونی تہہ میں واقع ہوتے ہیں، جو لیمینیشن سے پہلے سوراخ بنانے کے عمل سے مکمل ہوتی ہے، اور ویاس کی تشکیل کے دوران کئی اندرونی تہیں اوورلیپ ہو سکتی ہیں۔

سوراخوں کے ذریعے، جو پورے سرکٹ بورڈ سے گزرتے ہیں، کو اندرونی انٹرکنکشن کے لیے یا جزو کے انسٹالیشن پوزیشننگ ہول کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ چونکہ سوراخ کے ذریعے عمل میں لاگو کرنا آسان ہے اور کم لاگت ہے، عام طور پر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ سوراخوں کے ذریعے استعمال کرتے ہیں۔

2. ویاس کی پرجیوی گنجائش
via خود زمین پر طفیلی صلاحیت رکھتا ہے۔ اگر ویا کی زمینی پرت پر الگ تھلگ سوراخ کا قطر D2 ہے، ویا پیڈ کا قطر D1 ہے، پی سی بی کی موٹائی T ہے، اور بورڈ سبسٹریٹ کا ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ ε ہے، تو اس کی پرجیوی گنجائش کے ذریعے اسی طرح ہے:

C =1.41εTD1/(D2-D1)

سرکٹ پر via سوراخ کے طفیلی کیپیسیٹینس کا بنیادی اثر سگنل کے عروج کے وقت کو بڑھانا اور سرکٹ کی رفتار کو کم کرنا ہے۔ گنجائش کی قدر جتنی چھوٹی ہوگی، اثر اتنا ہی چھوٹا ہوگا۔

3. ویاس کی پرجیوی انڈکٹنس
via خود پرجیوی انڈکٹنس رکھتا ہے۔ تیز رفتار ڈیجیٹل سرکٹس کے ڈیزائن میں، via کے پرجیوی انڈکٹنس کی وجہ سے ہونے والا نقصان اکثر پرجیوی کیپیسیٹینس کے اثر سے زیادہ ہوتا ہے۔ via کی پرجیوی سیریز انڈکٹنس بائی پاس کیپسیٹر کے فنکشن کو کمزور کر دے گی اور پورے پاور سسٹم کے فلٹرنگ اثر کو کمزور کر دے گی۔ اگر L سے مراد ویا کی انڈکٹینس ہے، ایچ ویا کی لمبائی ہے، اور ڈی سینٹر ہول کا قطر ہے، تو ویا کا پرجیوی انڈکٹنس اس سے ملتا جلتا ہے:

L=5.08hln(4h/d) 1

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. ٹیکنالوجی کے ذریعے نان تھرو
نان تھرو ویاس میں بلائنڈ ویاس اور دفن شدہ ویاس شامل ہیں۔

ٹیکنالوجی کے ذریعے نان تھرو میں، بلائنڈ ویاس اور دفن شدہ ویاس کا اطلاق پی سی بی کے سائز اور معیار کو بہت کم کر سکتا ہے، تہوں کی تعداد کو کم کر سکتا ہے، برقی مقناطیسی مطابقت کو بہتر بنا سکتا ہے، الیکٹرانک مصنوعات کی خصوصیات کو بڑھا سکتا ہے، اخراجات کو کم کر سکتا ہے، اور ڈیزائن کا کام زیادہ آسان اور تیز ہے۔ روایتی پی سی بی ڈیزائن اور پروسیسنگ میں، سوراخ کے ذریعے بہت سے مسائل لا سکتے ہیں. سب سے پہلے، وہ بڑی مقدار میں موثر جگہ پر قابض ہوتے ہیں، اور دوم، ایک ہی جگہ پر بڑی تعداد میں تھرو ہولز گھنے ہوتے ہیں، جو ملٹی لیئر پی سی بی کی اندرونی پرت کی وائرنگ میں بھی بڑی رکاوٹ پیدا کرتے ہیں۔ یہ سوراخوں کے ذریعے وائرنگ کے لیے درکار جگہ پر قبضہ کرتے ہیں، اور یہ بجلی کی فراہمی اور زمین کے اندر سے گزرتے ہیں۔ تار کی تہہ کی سطح پاور گراؤنڈ وائر پرت کی رکاوٹ کی خصوصیات کو بھی تباہ کر دے گی اور پاور گراؤنڈ وائر پرت کو غیر موثر کر دے گی۔ اور ڈرلنگ کا روایتی مکینیکل طریقہ نان تھرو ہول ٹیکنالوجی کے کام کا بوجھ 20 گنا زیادہ ہوگا۔

پی سی بی کے ڈیزائن میں، اگرچہ پیڈ اور ویاس کا سائز بتدریج کم ہو گیا ہے، اگر بورڈ کی پرت کی موٹائی کو متناسب طور پر کم نہیں کیا جاتا ہے، تو سوراخ کے پہلو کا تناسب بڑھ جائے گا، اور سوراخ کے پہلو کے تناسب میں اضافہ کم ہو جائے گا۔ وشوسنییتا. جدید لیزر ڈرلنگ ٹکنالوجی اور پلازما ڈرائی ایچنگ ٹیکنالوجی کی پختگی کے ساتھ، غیر گھسنے والے چھوٹے اندھے سوراخوں اور چھوٹے دفن ہوئے سوراخوں کو لگانا ممکن ہے۔ اگر ان غیر گھسنے والے ویاس کا قطر 0.3 ملی میٹر ہے، تو طفیلی پیرامیٹرز اصل روایتی سوراخ کے تقریباً 1/10 ہوں گے، جو پی سی بی کی وشوسنییتا کو بہتر بناتا ہے۔

ٹیکنالوجی کے ذریعے نہ ہونے کی وجہ سے، پی سی بی پر چند بڑے ویاز ہیں، جو نشانات کے لیے زیادہ جگہ فراہم کر سکتے ہیں۔ بقیہ جگہ EMI/RFI کی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے بڑے ایریا کو بچانے کے مقاصد کے لیے استعمال کی جا سکتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، اندرونی تہہ کے لیے مزید باقی جگہ کو بھی جزوی طور پر آلہ اور کلیدی نیٹ ورک کیبلز کو بچانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، تاکہ اس کی بہترین برقی کارکردگی ہو۔ نان تھرو ویاس کا استعمال ڈیوائس پنوں کو پنکھا کرنا آسان بناتا ہے، جس سے ہائی ڈینسٹی پن ڈیوائسز (جیسے BGA پیکڈ ڈیوائسز)، وائرنگ کی لمبائی کو چھوٹا کرنا، اور تیز رفتار سرکٹس کے وقت کی ضروریات کو پورا کرنا آسان ہوجاتا ہے۔ .

5. عام پی سی بی میں انتخاب کے ذریعے
پی سی بی کے عام ڈیزائن میں، پرجیوی کیپیسیٹینس اور پرجیوی انڈکٹنس کا پی سی بی ڈیزائن پر بہت کم اثر پڑتا ہے۔ 1-4 پرت کے پی سی بی ڈیزائن کے لیے، 0.36 ملی میٹر/0.61 ملی میٹر/1.02 ملی میٹر (ڈرل ہول/پیڈ/پاور آئسولیشن ایریا عام طور پر منتخب کیا جاتا ہے) ) ویاز بہتر ہیں۔ خاص تقاضوں کے ساتھ سگنل لائنوں کے لیے (جیسے پاور لائنز، گراؤنڈ لائنز، کلاک لائنز وغیرہ)، 0.41mm/0.81mm/1.32mm ویاس استعمال کیے جا سکتے ہیں، یا اصل صورتحال کے مطابق دیگر سائز کے ویاز کا انتخاب کیا جا سکتا ہے۔

6. 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 پر بڑے منفی اثرات لاتے ہیں۔ ویاس کے پرجیوی اثرات کی وجہ سے ہونے والے منفی اثرات کو کم کرنے کے لیے، ڈیزائن میں درج ذیل کام کیے جا سکتے ہیں۔

(1) سائز کے ذریعے معقول کا انتخاب کریں۔ ملٹی لیئر جنرل ڈینسٹی پی سی بی ڈیزائن کے لیے، 0.25 ملی میٹر/0.51 ملی میٹر/0.91 ملی میٹر (ڈرلڈ ہولز/پیڈ/پاور آئسولیشن ایریا) ویاس استعمال کرنا بہتر ہے۔ کچھ ہائی ڈینسٹی پی سی بی کے لیے، 0.20mm/0.46 mm/0.86mm ویاس بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، آپ نان تھرو ویاس بھی آزما سکتے ہیں۔ پاور یا زمینی ویاس کے لیے، آپ رکاوٹ کو کم کرنے کے لیے بڑے سائز کے استعمال پر غور کر سکتے ہیں۔

(2) پاور آئسولیشن ایریا جتنا بڑا ہوگا، پی سی بی پر ویا کثافت پر غور کریں، عام طور پر D1=D2 0.41;

(3) پی سی بی پر سگنل ٹریس کی تہوں کو تبدیل نہ کرنے کی کوشش کریں، جس کا مطلب ہے ویاس کو کم سے کم کرنا؛

(4) ایک پتلی پی سی بی کا استعمال via کے دو پرجیوی پیرامیٹرز کو کم کرنے کے لیے موزوں ہے۔

(5) پاور اور گراؤنڈ پنوں کو قریبی سوراخوں کے ذریعے بنایا جانا چاہیے۔ ویا ہول اور پن کے درمیان سیسہ جتنا چھوٹا ہوگا، اتنا ہی بہتر ہے، کیونکہ وہ انڈکٹنس کو بڑھا دیں گے۔ ایک ہی وقت میں، طاقت اور گراؤنڈ لیڈز کو زیادہ سے زیادہ موٹا ہونا چاہیے تاکہ رکاوٹ کو کم کیا جا سکے۔

(6) سگنل لیئر کے ویاس کے قریب کچھ گراؤنڈنگ ویاس رکھیں تاکہ سگنل کے لیے مختصر فاصلہ کا لوپ فراہم کیا جا سکے۔

بلاشبہ، ڈیزائن کرتے وقت مخصوص مسائل کا تفصیل سے تجزیہ کرنے کی ضرورت ہے۔ لاگت اور سگنل کے معیار دونوں پر جامع طور پر غور کرتے ہوئے، تیز رفتار 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 کا اپنا پرجیوی گنجائش جتنا چھوٹا ہوگا، تیز رفتار سرکٹس کے لیے اتنا ہی موزوں ہوگا۔ ہائی ڈینسٹی پی سی بی ڈیزائن میں، نان تھرو ویاس کے استعمال اور ویاس کے سائز میں کمی نے بھی لاگت میں اضافہ کیا ہے، اور ویاس کے سائز کو غیر معینہ مدت تک کم نہیں کیا جا سکتا۔ یہ پی سی بی مینوفیکچررز کی ڈرلنگ اور الیکٹروپلاٹنگ کے عمل سے متاثر ہوتا ہے۔ تیز رفتار PCBs کے ذریعے ڈیزائن میں تکنیکی حدود کو متوازن خیال کیا جانا چاہیے۔