چھپی سرکٹ بورڈ (PCB) تقریبا every ہر قسم کے الیکٹرانک ڈیوائس میں پایا جاتا ہے۔ اگر سامان کے ٹکڑے میں الیکٹرانک اجزاء ہیں ، تو وہ پی سی بی کے مختلف سائز میں بھی سرایت کرتے ہیں۔ مختلف چھوٹے حصوں کو ٹھیک کرنے کے علاوہ ، پی سی بی کا بنیادی کام اجزاء کے درمیان برقی کنکشن فراہم کرنا ہے۔ جیسا کہ الیکٹرانک آلات زیادہ سے زیادہ پیچیدہ ہو جاتے ہیں ، زیادہ سے زیادہ حصوں کی ضرورت ہوتی ہے ، اور پی سی بی پر وائرنگ اور پرزے زیادہ سے زیادہ گھنے ہوتے جاتے ہیں۔ ایک معیاری پی سی بی کچھ اس طرح لگتا ہے۔ Bare Board (without parts on it) is also often referred to as “Printed Wiring Board (PWB).

The substrate of the board itself is made of a material that is insulated and resistant to bending. چھوٹی لکیر کا مواد جو سطح پر دیکھا جا سکتا ہے وہ تانبے کا ورق ہے۔ اصل میں ، تانبے کا ورق پورے بورڈ پر ڈھانپ دیا جاتا ہے ، اور درمیانی حصہ مینوفیکچرنگ کے عمل میں نکالا جاتا ہے ، اور باقی حصہ چھوٹی لائنوں کا جال بن جاتا ہے۔ ان لائنوں کو کنڈکٹر یا کنڈکٹر کہا جاتا ہے اور پی سی بی کے پرزوں کو برقی کنکشن فراہم کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

To secure parts to the PCB, we solder their pins directly to the wiring. ایک بنیادی پی سی بی پر ، پرزے ایک طرف مرکوز ہیں اور تاروں دوسری طرف مرکوز ہیں۔ لہذا ہمیں بورڈ میں سوراخ بنانے کی ضرورت ہے تاکہ پن بورڈ کے ذریعے دوسری طرف جاسکیں ، لہذا حصوں کے پنوں کو دوسری طرف ویلڈڈ کیا جاتا ہے۔ اس کی وجہ سے ، پی سی بی کے اگلے اور پچھلے اطراف کو بالترتیب جزو سائیڈ اور سولڈر سائیڈ کہا جاتا ہے۔

اگر پی سی بی پر پرزے ہیں جو ہٹائے جا سکتے ہیں یا تیاری کے بعد دوبارہ لگائے جا سکتے ہیں تو ساکٹ پرزوں کی تنصیب کے لیے استعمال کیا جائے گا۔ چونکہ ساکٹ کو براہ راست بورڈ میں ویلڈ کیا جاتا ہے ، اس لیے حصوں کو من مانی طور پر الگ کیا جا سکتا ہے۔ ZIF (Zero InserTIon Force) پلگ حصوں کو داخل کرنے اور آسانی سے ہٹانے کی اجازت دیتا ہے۔ ساکٹ کے آگے والا لیور آپ کے ڈالنے کے بعد پرزے کو جگہ پر رکھ سکتا ہے۔

دو پی سی بی ایس کو ایک دوسرے سے جوڑنے کے لیے ، ایج کنیکٹر عام طور پر استعمال ہوتا ہے۔ سونے کی انگلی میں بے شمار تانبے کے پیڈ ہوتے ہیں جو دراصل پی سی بی وائرنگ کا حصہ ہوتے ہیں۔ عام طور پر ، جڑنے کے لیے ، ہم ایک پی سی بی پر سونے کی انگلی دوسرے پی سی بی پر مناسب سلاٹ (جسے عام طور پر توسیع سلاٹ کہتے ہیں) میں داخل کرتے ہیں۔ In computers, display cards, sound cards, and similar interface cards are connected to the motherboard by means of a gold finger.

پی سی بی پر سبز یا بھورا رنگ سولڈر ماسک کا رنگ ہے۔ یہ پرت ایک موصل ڈھال ہے جو تانبے کے تار کی حفاظت کرتی ہے اور حصوں کو غلط جگہ پر ویلڈ ہونے سے روکتی ہے۔ ایک اور ریشم کی سکرین سولڈر مزاحمت پرت پر چھاپی جائے گی۔ یہ عام طور پر الفاظ اور علامتوں (زیادہ تر سفید) کے ساتھ چھاپا جاتا ہے تاکہ بورڈ کے پرزوں کی پوزیشن ظاہر ہو۔ Screen printing surface is also known as icon surface

لیجنڈ)۔

Single-sided Boards

جیسا کہ ہم نے ذکر کیا ، ایک بنیادی پی سی بی پر ، پرزے ایک طرف مرکوز ہیں اور تاریں دوسری طرف مرکوز ہیں۔ چونکہ تار صرف ایک طرف دکھائی دیتی ہے ، اس لیے ہم پی سی بی کی اس قسم کو یک طرفہ کہتے ہیں۔ چونکہ سنگل پینلز میں سرکٹ کے ڈیزائن پر بہت سی سخت پابندیاں تھیں (کیونکہ صرف ایک سائیڈ تھی ، وائرنگ کراس نہیں کر سکتی تھی اور اسے الگ راستہ اختیار کرنا پڑتا تھا) ، صرف ابتدائی سرکٹس اس طرح کے بورڈ استعمال کرتے تھے۔

دو طرفہ بورڈ

سرکٹ بورڈ میں دونوں طرف وائرنگ ہے۔ لیکن دونوں تاروں کو استعمال کرنے کے لیے ، دونوں اطراف کے درمیان مناسب برقی کنکشن ہونا ضروری ہے۔ سرکٹس کے درمیان اس “پل” کو گائیڈ ہول (VIA) کہا جاتا ہے۔ گائیڈ سوراخ پی سی بی میں چھوٹے چھوٹے سوراخ ہوتے ہیں جو دھات سے بھرا ہوا ہوتا ہے جو دونوں اطراف کی تاروں سے جڑا جا سکتا ہے۔ Because a dual panel has twice the area of a single panel, and because the wiring can be interlaced (it can be wound around to the other side), it is better for more complex circuits than a single panel.

Multi-layer Boards

وائرڈ ہونے والے علاقے کو بڑھانے کے لیے ، زیادہ سنگل-یا ڈبل ​​سائیڈ وائرنگ بورڈ استعمال کیے جاتے ہیں۔ ملٹی لیئر بورڈ کئی ڈبل پینلز استعمال کرتا ہے ، اور موصلیت کی ایک پرت ہر پینل کے درمیان رکھی جاتی ہے اور چپک جاتی ہے (دبائی جاتی ہے)۔ بورڈ کی پرتوں کی تعداد کئی آزاد وائرنگ تہوں کی نمائندگی کرتی ہے ، عام طور پر تہوں کی یکساں تعداد ، بشمول بیرونی دو پرتیں۔ Most motherboards are built with four to eight layers, but it is technically possible to build up to 100 layers of PCBS. زیادہ تر بڑے سپر کمپیوٹر مدر بورڈز کی کچھ تہوں کا استعمال کرتے ہیں ، لیکن وہ استعمال سے محروم ہو گئے ہیں کیونکہ ان کی جگہ عام کمپیوٹرز کے کلسٹر لے سکتے ہیں۔ چونکہ پی سی بی میں پرتیں اتنی مضبوطی سے مربوط ہوتی ہیں ، اس لیے اصل تعداد کو دیکھنا ہمیشہ آسان نہیں ہوتا ، لیکن اگر آپ مدر بورڈ کو قریب سے دیکھیں تو شاید آپ اس کے قابل ہو جائیں۔

گائیڈ ہول (VIA) جس کا ہم نے ابھی ذکر کیا ہے ، اگر ڈبل پینل پر لگایا جائے تو پورے بورڈ کے ذریعے ہونا چاہیے۔

لیکن ایک ملٹی لیئر میں ، اگر آپ صرف کچھ لائنوں کو جوڑنا چاہتے ہیں تو ، گائیڈ سوراخ دوسری پرتوں میں لائن کی کچھ جگہ ضائع کر سکتا ہے۔ Buried vias and Blind vias avoid this problem because they only penetrate a few layers. Blind holes connect several layers of internal PCBS to surface PCBS without penetrating the entire board. دفن سوراخ صرف اندرونی پی سی بی سے جڑے ہوئے ہیں ، لہذا روشنی سطح سے نظر نہیں آتی ہے۔

ایک ملٹی لیئر پی سی بی میں ، پوری پرت براہ راست زمینی تار اور بجلی کی فراہمی سے منسلک ہوتی ہے۔ So we classify the layers as Signal, Power or Ground. If the parts on the PCB require different power supplies, they usually have more than two power and wire layers.

جزوی پیکیجنگ ٹیکنالوجی۔

ہول ٹیکنالوجی کے ذریعے۔

The technique of placing parts on one side of the board and welding the pins to the other side is called “Through Hole Technology (THT)” encapsulation. یہ حصہ بہت زیادہ جگہ لیتا ہے اور ہر پن کے لیے ایک سوراخ کیا جاتا ہے۔ لہذا ان کے جوڑ دراصل دونوں اطراف میں جگہ لیتے ہیں ، اور سولڈر جوڑ نسبتا large بڑے ہوتے ہیں۔ دوسری طرف ، ٹی ایچ ٹی پارٹس سرفیس ماونٹڈ ٹیکنالوجی (ایس ایم ٹی) پرزوں سے بہتر پی سی بی سے جڑے ہوئے ہیں ، جن کے بارے میں ہم بعد میں بات کریں گے۔ وائرڈ ساکٹ اور اسی طرح کے انٹرفیس جیسے ساکٹس کو دباؤ برداشت کرنے کی ضرورت ہوتی ہے ، لہذا وہ عام طور پر THT پیکیج ہوتے ہیں۔

سرفیس ماونٹڈ ٹیکنالوجی۔

سرفیس ماونٹڈ ٹیکنالوجی (ایس ایم ٹی) پرزوں کے لیے ، پن کو پرزوں کے ساتھ ایک ہی طرف ویلڈڈ کیا جاتا ہے۔ This technique does not drill holes in the PCB for each pin.

سطح کے چپکنے والے حصے یہاں تک کہ دونوں طرف ویلڈڈ کیے جا سکتے ہیں۔

SMT کے بھی THT سے چھوٹے حصے ہیں۔ Compared to PCB with THT parts, PCB with SMT technology is much denser. SMT پیکیج کے پرزے بھی THT کے مقابلے میں کم مہنگے ہیں۔ So it’s no surprise that most of today’s PCBS are SMT.

Because the solder joints and pins of parts are very small, it is very difficult to weld them manually. However, given that current assembly is fully automated, this problem will only occur when repairing parts.

ڈیزائن کا عمل۔

پی سی بی ڈیزائن میں ، اصل میں وائرنگ سے پہلے بہت لمبے مراحل طے کرنا ہوتے ہیں۔ مندرجہ ذیل اہم ڈیزائن عمل ہے:

The system specifications

First of all, the system specifications of the electronic equipment should be planned. It covers system functionality, cost constraints, size, operation and so on.

System function block diagram

اگلا مرحلہ سسٹم کا فنکشنل بلاک ڈایاگرام بنانا ہے۔ چوکوں کے درمیان تعلق کو بھی نشان زد کیا جانا چاہیے۔

Divide the system into several PCBS

سسٹم کو کئی پی سی بی ایس میں تقسیم کرنا نہ صرف سائز کو کم کرتا ہے بلکہ سسٹم کو اپ گریڈ کرنے اور پرزوں کو تبدیل کرنے کی صلاحیت بھی دیتا ہے۔ The system function block diagram provides the basis for our segmentation. Computers, for example, can be divided into motherboards, display cards, sound cards, floppy disk drives, power supplies, and so on.

استعمال کرنے کے لیے پیکیجنگ کا طریقہ اور ہر پی سی بی کا سائز طے کریں۔

Once the technology and the number of circuits used for each PCB has been determined, the next step is to determine the size of the board. If the design is too large, then packaging technology will have to change, or re-split the action. ٹکنالوجی کا انتخاب کرتے وقت سرکٹ ڈایاگرام کے معیار اور رفتار کو بھی مدنظر رکھنا چاہیے۔

تمام پی سی بی کے سکیمیٹک سرکٹ ڈایاگرام بنائیں۔

حصوں کے درمیان باہمی رابطوں کی تفصیلات خاکہ میں دکھائی جانی چاہئیں۔ تمام نظاموں میں پی سی بی کا بیان ہونا ضروری ہے ، اور ان میں سے بیشتر فی الحال سی اے ڈی (کمپیوٹر ایڈڈ ڈیزائن) استعمال کرتے ہیں۔ Here is an example of a CircuitMakerTM design.

پی سی بی سرکٹ کا سکیمیٹک ڈایاگرام

Preliminary design of simulation operation

To ensure that the designed circuit diagram works, it must first be simulated using computer software. اس طرح کے سافٹ وئیر بلیو پرنٹس پڑھ سکتے ہیں اور دکھا سکتے ہیں کہ سرکٹ کئی طریقوں سے کیسے کام کرتا ہے۔ This is much more efficient than actually making a sample PCB and then measuring it manually.

Place the parts on the PCB

جس طرح پرزے رکھے جاتے ہیں اس پر منحصر ہوتا ہے کہ وہ ایک دوسرے سے کیسے جڑے ہوئے ہیں۔ انہیں انتہائی موثر طریقے سے راستے سے جوڑا جانا چاہیے۔ Efficient wiring means the shortest possible wiring and fewer layers (which also reduces the number of guide holes), but we’ll come back to this in actual wiring. Here is what the bus looks like on a PCB. Placement is important in order for each part to have perfect wiring.

Test wiring possibilities with correct operation at high speed

آج کے کچھ کمپیوٹر سافٹ وئیر چیک کر سکتے ہیں کہ آیا ہر جزو کی جگہ کو صحیح طریقے سے جوڑا جا سکتا ہے ، یا یہ چیک کر سکتا ہے کہ یہ تیز رفتار سے صحیح طریقے سے کام کر سکتا ہے یا نہیں۔ اس مرحلے کو حصوں کا بندوبست کہا جاتا ہے ، لیکن ہم اس میں زیادہ دور نہیں جائیں گے۔ اگر سرکٹ ڈیزائن میں کوئی مسئلہ ہے تو ، سرکٹ کو فیلڈ میں ایکسپورٹ کرنے سے پہلے پرزوں کو دوبارہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔

پی سی بی پر ایکسپورٹ سرکٹ

The connections in the sketch will now look like wiring in the field. یہ مرحلہ عام طور پر مکمل طور پر خودکار ہوتا ہے ، حالانکہ دستی تبدیلیاں عام طور پر درکار ہوتی ہیں۔ Below is the wire template for 2 laminates. سرخ اور نیلے رنگ کی لکیریں بالترتیب پی سی بی حصوں کی پرت اور ویلڈنگ پرت کی نمائندگی کرتی ہیں۔ سفید متن اور چوک سکرین پرنٹنگ کی سطح پر نشانات کی نمائندگی کرتے ہیں۔ سرخ نقطے اور دائرے ڈرلنگ اور گائیڈنگ سوراخ کی نمائندگی کرتے ہیں۔ On the far right we can see the gold finger on the welding surface of the PCB. اس پی سی بی کی حتمی ساخت کو اکثر کام کرنے والا آرٹ ورک کہا جاتا ہے۔

ہر ڈیزائن کو قواعد کے ایک سیٹ کے مطابق ہونا چاہیے ، جیسے لائنوں کے درمیان کم سے کم مخصوص وقفے ، کم از کم لائن کی چوڑائی ، اور دیگر اسی طرح کی عملی حدود۔ یہ وضاحتیں سرکٹ کی رفتار ، سگنل کی ترسیل کی طاقت ، بجلی کی کھپت اور شور پر سرکٹ کی حساسیت ، اور مواد اور مینوفیکچرنگ آلات کے معیار کے مطابق مختلف ہوتی ہیں۔ If the strength of the current increases, the thickness of the wire must also increase. پی سی بی کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے ، جبکہ تہوں کی تعداد کو کم کرتے ہوئے ، اس بات پر بھی توجہ دینا ضروری ہے کہ آیا یہ قواعد و ضوابط ابھی تک پورے ہوتے ہیں۔ اگر 2 سے زیادہ تہوں کی ضرورت ہو تو ، پاور لیئر اور گراؤنڈ لیئر عام طور پر سگنل لیئر پر ٹرانسمیشن سگنل سے بچنے کے لیے استعمال ہوتی ہے ، اور اسے سگنل لیئر کی ڈھال کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔

سرکٹ ٹیسٹ کے بعد وائر

اس بات کا یقین کرنے کے لیے کہ تار تار کے پیچھے صحیح طریقے سے کام کر رہی ہے ، اسے حتمی امتحان پاس کرنا ہوگا۔ یہ ٹیسٹ غلط کنکشن کی بھی جانچ کرتا ہے ، اور تمام کنکشن اسکیمیٹک ڈایاگرام کی پیروی کرتے ہیں۔

قائم کریں اور فائل کریں۔

چونکہ پی سی بی ایس کو ڈیزائن کرنے کے لیے فی الحال بہت سی CAD ٹولز ہیں ، مینوفیکچررز کے پاس ایک پروفائل ہونا ضروری ہے جو بورڈ بنانے سے پہلے معیارات پر پورا اترے۔ کئی معیاری وضاحتیں ہیں ، لیکن سب سے زیادہ عام Gerber فائلوں کی تفصیلات ہیں۔ گیربر فائلوں کے ایک سیٹ میں ہر سگنل ، پاور اور گراؤنڈ لیئر کا ایک پلان ، سولڈر ریسسٹنس لیئر اور سکرین پرنٹنگ کی سطح کا ایک منصوبہ ، اور ڈرلنگ اور ڈسپلےنگ کی مخصوص فائلیں شامل ہیں۔

Electromagnetic compatibility problem

الیکٹرانک ڈیوائسز جو کہ EMC وضاحتیوں کے لیے ڈیزائن نہیں کی گئی ہیں ، برقی مقناطیسی توانائی خارج کرنے اور قریبی آلات میں مداخلت کرنے کا امکان ہے۔ EMC برقی مقناطیسی مداخلت (EMI) ، برقی مقناطیسی میدان (EMF) اور ریڈیو فریکوئنسی مداخلت (RFI) پر زیادہ سے زیادہ حدود عائد کرتا ہے۔ یہ ضابطہ آلات اور دیگر قریبی آلات کے معمول کے کام کو یقینی بنا سکتا ہے۔ ای ایم سی توانائی کی مقدار پر سخت حدیں عائد کرتی ہے جو ایک آلہ سے دوسرے آلے میں بکھر سکتی ہے یا منتقل کی جاسکتی ہے ، اور یہ بیرونی EMF ، EMI ، RFI ، اور اسی طرح کی حساسیت کو کم کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ دوسرے الفاظ میں ، اس ضابطے کا مقصد برقی مقناطیسی توانائی کو آلے سے داخل ہونے یا نکلنے سے روکنا ہے۔ یہ حل کرنا ایک بہت مشکل مسئلہ ہے ، اور عام طور پر طاقت اور گراؤنڈنگ تہوں کا استعمال کرتے ہوئے ، یا پی سی بی ایس کو دھاتی خانوں میں ڈال کر حل کیا جاتا ہے۔ The power and ground layers protect the signal layer from interference, and the metal box works equally well. ہم ان مسائل میں زیادہ دور نہیں جائیں گے۔

سرکٹ کی زیادہ سے زیادہ رفتار EMC تعمیل پر منحصر ہے۔ اندرونی EMI ، جیسے کنڈکٹرز کے درمیان موجودہ نقصان ، تعدد بڑھنے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ اگر دونوں کے درمیان موجودہ فرق بہت بڑا ہے تو ، ان کے درمیان فاصلے کو لمبا کرنا یقینی بنائیں۔ This also tells us how to avoid high voltage and minimize the current consumption of the circuit. وائرنگ میں تاخیر کی شرح بھی اہم ہے ، لہذا لمبائی جتنی چھوٹی ہوگی اتنا ہی بہتر ہے۔ لہذا ایک چھوٹا پی سی بی جس میں اچھی وائرنگ ہے وہ بڑے پی سی بی کے مقابلے میں تیز رفتار سے بہتر کام کرے گا۔