جدید ٹیکنالوجی کے لحاظ سے ، دنیا بہت تیزی سے ترقی کر رہی ہے ، اور اس کا اثر ہماری روز مرہ کی زندگی میں آسانی سے عمل میں آ سکتا ہے۔ The way we live has changed dramatically and this technological advance has led to many advanced devices that we didn’t even think of 10 years ago. ان آلات کا بنیادی الیکٹریکل انجینئرنگ ہے ، اور بنیادی ہے۔ چھپی سرکٹ بورڈ (پی سی بی)

پی سی بی عام طور پر سبز ہوتا ہے اور ایک سخت جسم ہوتا ہے جس پر مختلف الیکٹرانک اجزاء ہوتے ہیں۔ These components are welded to the PCB in a process called “PCB assembly” or PCBA. پی سی بی فائبر گلاس سے بنا ایک سبسٹریٹ ، تانبے کی تہوں پر مشتمل ہے جو ٹریس بناتا ہے ، سوراخ جو جزو بناتا ہے ، اور پرتیں جو اندرونی اور بیرونی ہوسکتی ہیں۔ RayPCB میں ، ہم ملٹی لیئر پروٹوٹائپس کے لیے 1-36 پرتیں اور حجم کی پیداوار کے لیے پی سی بی کے ایک سے زیادہ بیچوں کے لیے 1-10 پرتیں فراہم کر سکتے ہیں۔ For single-sided and double-sided PCBS, an outer layer exists but no inner layer.

The substrate and components are insulated with solder film and held together with epoxy resin.The welding mask can be green, blue or red, as is common in PCB colors. ویلڈنگ ماسک جزو کو ٹریک یا دیگر اجزاء پر شارٹ سرکٹنگ سے بچنے کی اجازت دے گا۔

تانبے کے نشانات ایک پی سی بی پر الیکٹرانک سگنل کو ایک نقطہ سے دوسرے مقام پر منتقل کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ These signals can be high-speed digital signals or discrete analog signals. جزو بجلی کی فراہمی کے لیے بجلی/بجلی فراہم کرنے کے لیے ان تاروں کو موٹا بنایا جا سکتا ہے۔

In most PCBS that provide high voltage or current, there is a separate grounding plane. Components on the top layer are connected to the internal GND plane or internal signal layer via “Vias”.

پی سی بی پر اجزاء کو جمع کیا جاتا ہے تاکہ پی سی بی کو ڈیزائن کے مطابق کام کرنے کے قابل بنایا جا سکے۔ The most important thing is PCB function. یہاں تک کہ اگر چھوٹے SMT مزاحم صحیح طریقے سے نہیں رکھے جاتے ہیں ، یا یہاں تک کہ اگر چھوٹے ٹریک پی سی بی سے کاٹے جاتے ہیں تو ، پی سی بی کام نہیں کر سکتا۔ Therefore, it is important to assemble components in a proper way. پی سی بی جب اجزاء کو جمع کرتا ہے تو اسے پی سی بی اے یا اسمبلی پی سی بی کہا جاتا ہے۔

کسٹمر یا صارف کے بیان کردہ نردجیکرن پر منحصر ہے ، پی سی بی کا کام پیچیدہ یا آسان ہو سکتا ہے۔ PCB size also varies according to requirements.

The PCB assembly process has both automatic and manual processes, which we will discuss.

پی سی بی پرت اور ڈیزائن۔

جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے ، بیرونی تہوں کے درمیان متعدد سگنل پرتیں ہیں۔ Now we will discuss the types of outer layers and functions.

Understand PCB board assembly process and feel the green charm of PCBD

1-سبسٹریٹ: یہ FR-4 میٹریل سے بنی ایک سخت پلیٹ ہے جس پر اجزاء “بھرے” یا ویلڈڈ ہوتے ہیں۔ یہ پی سی بی کے لیے سختی فراہم کرتا ہے۔

2- Copper layer: Thin copper foil is applied to the top and bottom of the PCB to make the top and bottom copper trace.

3- ویلڈنگ ماسک: یہ پی سی بی کی اوپر اور نیچے کی تہوں پر لگایا جاتا ہے۔ This is used to create non-conducting areas of the PCB and insulate the copper traces from each other to protect against short circuits. ویلڈنگ ماسک بھی ناپسندیدہ حصوں کی ویلڈنگ سے گریز کرتا ہے اور اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ سولڈر ویلڈنگ کے لیے علاقے میں داخل ہو ، جیسے سوراخ اور پیڈ۔ These holes connect the THT component to the PCB while the PAD is used to hold the SMT component.

4- Screen: The white labels we see on PCBS for component codes, such as R1, C1 or some description on PCBS or company logos, are all made of screen layers. سکرین پرت پی سی بی کے بارے میں اہم معلومات فراہم کرتی ہے۔

There are 3 types of PCBS according to the substrate classification

1- Rigid PCB:

پی سی بی زیادہ تر پی سی بی ڈیوائسز ہیں جو ہم مختلف قسم کے پی سی بی میں دیکھتے ہیں۔ یہ سخت ، سخت اور مضبوط پی سی بی ایس ہیں ، مختلف موٹائیوں کے ساتھ۔ The main material is fiberglass or simple “FR4”. FR4 کا مطلب ہے “شعلہ retarder-4″۔ FR-4 کی خود کو بجھانے والی خصوصیات اسے بہت سے ہارڈ کور صنعتی الیکٹرانک آلات کے استعمال کے لیے مفید بناتی ہیں۔ The FR-4 has thin layers of copper foil on both sides, also known as copper-clad laminates. Fr-4 تانبے پہنے ٹکڑے ٹکڑے بنیادی طور پر پاور یمپلیفائرز ، سوئچنگ موڈ پاور سپلائیز ، سرو موٹر ڈرائیورز وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں۔ دوسری طرف ، ایک اور سخت پی سی بی سبسٹریٹ جو عام طور پر گھریلو آلات اور آئی ٹی مصنوعات میں استعمال ہوتا ہے اسے پیپر فینولک پی سی بی کہا جاتا ہے۔ وہ ہلکے ، کم کثافت ، سستے اور کارٹون بنانے میں آسان ہیں۔ کیلکولیٹر ، کی بورڈ اور چوہے اس کی کچھ ایپلی کیشنز ہیں۔

2- Flexible PCB:

Made from substrate materials such as Kapton, flexible PCBS can withstand very high temperatures while being as thick as 0.005 inches. It can be easily bent and used in connectors for wearable electronics, LCD monitors or laptops, keyboards and cameras, etc.

3-metal core PCB:

In addition, another PCB substrate can be used like aluminum, which is very efficient for cooling.پی سی بی ایس کی ان اقسام کو ان ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جن میں تھرمل اجزاء جیسے ہائی پاور ایل ای ڈی ، لیزر ڈایڈس وغیرہ کی ضرورت ہوتی ہے۔

Installation technology type:

SMT: SMT stands for “surface mount technology”. SMT اجزاء سائز میں بہت چھوٹے ہیں اور مختلف پیکجوں میں آتے ہیں جیسے 0402,0603،1608 XNUMX مزاحم اور کیپسیٹرز کے لیے۔ اسی طرح ، انٹیگریٹڈ سرکٹ آئی سی ایس کے لیے ، ہمارے پاس SOIC ، TSSOP ، QFP اور BGA ہیں۔

ایس ایم ٹی اسمبلی انسانی ہاتھوں کے لیے بہت مشکل ہے اور یہ ٹائم پروسیسنگ کا عمل ہوسکتا ہے ، لہذا یہ بنیادی طور پر خودکار پک اپ اور پلیسمنٹ روبوٹس کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

THT: THT کا مطلب تھرو ہول ٹیکنالوجی ہے۔ Components with leads and wires, such as resistors, capacitors, inductors, PDIP ics, transformers, transistors, IGBT, MOSFET, etc.

اجزاء کو پی سی بی کے ایک طرف ایک جزو پر داخل کیا جانا چاہئے اور دوسری طرف ٹانگ سے کھینچنا ، ٹانگ کاٹنا اور ویلڈنگ کرنا۔ THT assembly is usually done by hand welding and is relatively easy.

اسمبلی عمل کی شرائط:

Prior to the actual PCB fabrication and PCB assembly process, the manufacturer checks the PCB for any defects or errors in the PCB that could cause the failure. This process is called the Manufacturing design (DFM) process. ایک بے عیب پی سی بی کو یقینی بنانے کے لیے مینوفیکچررز کو یہ بنیادی DFM اقدامات انجام دینے چاہئیں۔

1- Component layout considerations: Through-holes must be checked for components with polarity. Like electrolytic capacitors must be checked polarity, diode anode and cathode polarity check, SMT tantalum capacitor polarity check. آئی سی نشان/سر کی سمت کو چیک کرنا ضروری ہے۔

جو عنصر ہیٹ سنک کا تقاضا کرتا ہے اس میں دیگر عناصر کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کافی جگہ ہونی چاہیے تاکہ ہیٹ سنک چھو نہ سکے۔

2-Hole and through-hole spacing:

The spacing between holes and between holes and traces should be checked. پیڈ اور سوراخ کے ذریعے اوورلیپ نہیں ہوگا۔

3- بریزنگ پیڈ ، موٹائی ، لائن کی چوڑائی کو مدنظر رکھا جائے گا۔

By performing DFM inspections, manufacturers can easily reduce manufacturing costs by reducing the number of scrap panels. اس سے ڈی ایف ایم لیول کی ناکامی سے بچنے کے ذریعے تیز سٹیئرنگ میں مدد ملے گی۔ At RayPCB, we provide DFM and DFT inspection in circuit assembly and prototyping. RayPCB میں ، ہم PCB OEM خدمات ، لہر سولڈرنگ ، PCB کارڈ ٹیسٹنگ اور SMT اسمبلی فراہم کرنے کے لیے جدید ترین OEM سامان استعمال کرتے ہیں۔

پی سی بی اسمبلی (پی سی بی اے) مرحلہ وار عمل:

مرحلہ 1: سانچے کا استعمال کرتے ہوئے سولڈر پیسٹ لگائیں۔

First, we apply solder paste to the area of the PCB that fits the component. This is done by applying solder paste to the stainless steel template. ٹیمپلیٹ اور پی سی بی ایک مکینیکل فکسچر کے ساتھ مل کر رکھے جاتے ہیں ، اور سولڈر پیسٹ ایک درخواست گزار کے ذریعے بورڈ کے تمام سوراخوں پر یکساں طور پر لگایا جاتا ہے۔ Apply solder paste evenly with applicator. لہذا ، درخواست دہندہ میں مناسب سولڈر پیسٹ استعمال کیا جانا چاہیے۔ جب درخواست دہندہ کو ہٹا دیا جاتا ہے تو ، پیسٹ پی سی بی کے مطلوبہ علاقے میں رہے گا۔ گرے سولڈر پیسٹ 96.5٪ ٹن سے بنا ، جس میں 3٪ چاندی اور 0.5٪ تانبا ہوتا ہے ، لیڈ فری۔ After heating in Step 3, the solder paste will melt and form a strong bond.

Step 2: Automatic placement of components:

پی سی بی اے کا دوسرا مرحلہ خود بخود ایس ایم ٹی اجزاء کو پی سی بی پر رکھنا ہے۔ یہ پک اینڈ پلیس روبوٹ کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ ڈیزائن کی سطح پر ، ڈیزائنر ایک فائل بناتا ہے اور خودکار روبوٹ کو فراہم کرتا ہے۔ اس فائل میں پی سی بی میں استعمال ہونے والے ہر جزو کے پری پروگرامڈ ایکس ، وائی کوآرڈینیٹ ہوتے ہیں اور تمام اجزاء کے مقام کی شناخت ہوتی ہے۔ Using this information, the robot only needs to place the SMD device accurately on the board. The pick and place robot will pick up components from its vacuum fixture and place them accurately on the solder paste.

روبوٹک پک اپ اور پلیسمنٹ مشینوں کی آمد سے پہلے ، ٹیکنیشن چمٹی کا استعمال کرتے ہوئے اجزاء اٹھا کر پی سی بی پر رکھ لیتے ہیں اور محل وقوع کو احتیاط سے دیکھتے ہیں اور ہاتھ ملانے سے گریز کرتے ہیں۔ This results in high levels of fatigue and poor vision for technicians, and leads to a slow PCB assembly process for SMT parts. لہذا غلطی کا امکان زیادہ ہے۔

جیسے جیسے ٹکنالوجی پختہ ہوتی ہے ، خودکار روبوٹ جو اجزاء اٹھاتے ہیں اور رکھتے ہیں وہ تکنیکی ماہرین کے کام کا بوجھ کم کرتے ہیں ، جس سے تیز اور درست اجزاء کی جگہ کا تعین ہوتا ہے۔ یہ روبوٹ بغیر تھکاوٹ کے 24/7 کام کر سکتے ہیں۔

مرحلہ 3: ریفلو ویلڈنگ۔

The third step after setting up the elements and applying the solder paste is reflux welding. Reflow welding is the process of placing the PCB on a conveyor belt with components. The conveyor then moves the PCB and components into a large oven, which produces a temperature of 250 o C. درجہ حرارت سولڈر کو پگھلانے کے لیے کافی ہے۔ پگھلا ہوا سولڈر پھر جزو کو پی سی بی کے پاس رکھتا ہے اور جوائنٹ بناتا ہے۔ After high temperature treatment, the PCB enters the cooler. These coolers then solidify the solder joints in a controlled manner. یہ ایس ایم ٹی جزو اور پی سی بی کے درمیان مستقل رابطہ قائم کرے گا۔ ڈبل سائیڈ پی سی بی کی صورت میں ، جیسا کہ اوپر بیان کیا گیا ہے ، کم یا چھوٹے اجزاء والے پی سی بی سائیڈ کو پہلے مرحلے 1 سے 3 تک اور پھر دوسری طرف کا علاج کیا جائے گا۔

Understand PCB board assembly process and feel the green charm of PCBD

مرحلہ 4: معیار کا معائنہ اور معائنہ۔

ریفلو سولڈرنگ کے بعد ، یہ ممکن ہے کہ پی سی بی ٹرے میں کچھ غلط نقل و حرکت کی وجہ سے اجزاء کو غلط ترتیب دیا جائے ، جس کے نتیجے میں شارٹ یا اوپن سرکٹ کنکشن ہوسکتے ہیں۔ These defects need to be identified, and this identification process is called inspection. معائنہ دستی اور خودکار ہوسکتے ہیں۔

A. Manual check:

Because the PCB has small SMT components, visual inspection of the board for any misalignment or malfunction can cause technician fatigue and eye strain. لہذا ، یہ طریقہ غلط نتائج کی وجہ سے پیشگی SMT بورڈز کے لیے ممکن نہیں ہے۔ تاہم ، یہ طریقہ THT اجزاء اور کم جزو کی کثافت والی پلیٹوں کے لیے ممکن ہے۔

B. آپٹیکل کھوج:

یہ طریقہ بڑی مقدار میں پی سی بی ایس کے لیے قابل عمل ہے۔ یہ طریقہ خودکار مشینوں کا استعمال کرتا ہے جن میں ہائی پاور اور ہائی ریزولوشن کیمرے مختلف زاویوں پر نصب ہوتے ہیں تاکہ تمام سمتوں سے سولڈر جوڑوں کو دیکھا جا سکے۔ سولڈر جوائنٹ کے معیار پر منحصر ہے ، روشنی مختلف زاویوں پر سولڈر جوائنٹ کی عکاسی کرے گی۔ This automatic optical inspection (AOI) machine is very fast and can process large quantities of PCBS in a very short time.

CX – ray inspection:

The X-ray machine allows technicians to scan the PCB to see internal defects. This is not a common inspection method and is only used for complex and advanced PCBS. If not used properly, these inspection methods may result in rework or PCB obsoletion. تاخیر ، محنت اور مادی اخراجات سے بچنے کے لیے معائنہ باقاعدگی سے کرنے کی ضرورت ہے۔

مرحلہ 5: THT جزو طے اور ویلڈنگ۔

بہت سے پی سی بی بورڈز میں سوراخ کے اجزاء عام ہیں۔ These components are also called plated through holes (PTH). ان اجزاء کے لیڈز پی سی بی کے سوراخوں سے گزریں گے۔ یہ سوراخ دوسرے سوراخوں سے اور سوراخ کے ذریعے تانبے کے نشانات سے جڑے ہوئے ہیں۔ جب ان ٹی ایچ ٹی عناصر کو ان سوراخوں میں داخل اور ویلڈ کیا جاتا ہے ، تو وہ اسی پی سی بی کے دوسرے سوراخوں سے برقی طور پر جڑے ہوئے سرکٹ کے طور پر جڑے ہوتے ہیں۔ These PCBS may contain some THT components and many SMD components, so the welding method described above is not suitable for THT components in the case of SMT components such as reflow welding. So the two main types of THT components that are welded or assembled are

A. دستی ویلڈنگ:

Manual welding methods are common and often require more time than an automated setup for SMT. ایک ٹیکنیشن کو عام طور پر ایک وقت میں ایک جزو داخل کرنے اور بورڈ کو دوسرے تکنیکی ماہرین کے حوالے کرنے کے لیے تفویض کیا جاتا ہے۔ لہذا ، سرکٹ بورڈ کو اسمبلی لائن کے ارد گرد منتقل کیا جائے گا تاکہ پی ٹی ایچ جزو اس کو بھر سکے۔ یہ عمل کو طویل بناتا ہے ، اور بہت سی پی سی بی ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ کمپنیاں اپنے سرکٹ ڈیزائن میں پی ٹی ایچ کے اجزاء کو استعمال کرنے سے گریز کرتی ہیں۔ لیکن پی ٹی ایچ جزو زیادہ تر سرکٹ ڈیزائنرز کا پسندیدہ اور عام طور پر استعمال ہونے والا جزو ہے۔

B. لہر سولڈرنگ:

دستی ویلڈنگ کا خودکار ورژن لہر ویلڈنگ ہے۔ اس طریقہ کار میں ، ایک بار جب پی ٹی ایچ عنصر پی سی بی پر رکھا جاتا ہے ، پی سی بی کو کنویئر بیلٹ پر رکھا جاتا ہے اور ایک سرشار تندور میں منتقل کیا جاتا ہے۔ یہاں ، پگھلے ہوئے سولڈر کی لہریں پی سی بی کے سبسٹریٹ میں پھیلتی ہیں جہاں جزو لیڈز موجود ہوتے ہیں۔ یہ تمام پنوں کو فوری طور پر ویلڈ کر دے گا۔ However, this method only works with single-sided PCBS and not double-sided PCBS, as melted solder on one side of the PCB can damage components on the other. اس کے بعد ، پی سی بی کو حتمی معائنہ کے لیے منتقل کریں۔

مرحلہ 6: حتمی معائنہ اور فعال جانچ۔

پی سی بی اب جانچ اور معائنہ کے لیے تیار ہے۔ This is a functional test in which electrical signals and power are given to the PCB at the specified pins and the output is checked at the specified test point or output connector. This test requires common laboratory instruments such as oscilloscopes, digital multimeters, and function generators

یہ ٹیسٹ پی سی بی کی فعال اور برقی خصوصیات کو چیک کرنے اور پی سی بی کی ضروریات میں بیان کردہ موجودہ ، وولٹیج ، ینالاگ اور ڈیجیٹل سگنل اور سرکٹ ڈیزائن کی توثیق کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

اگر پی سی بی کے پیرامیٹرز میں سے کوئی بھی ناقابل قبول نتائج دکھاتا ہے تو ، پی سی بی کو معیاری کمپنی کے طریقہ کار کے مطابق ضائع یا ختم کردیا جائے گا۔ جانچ کا مرحلہ اہم ہے کیونکہ یہ پورے PCBA عمل کی کامیابی یا ناکامی کا تعین کرتا ہے۔

مرحلہ 7: حتمی صفائی ، ختم اور ترسیل:

Now that the PCB has been tested in all aspects and declared normal, it is time to clean up unwanted residual flux, finger grime and oil. سٹینلیس سٹیل پر مبنی ہائی پریشر کلیننگ ٹولز ڈیونائزڈ پانی کا استعمال کرتے ہوئے ہر قسم کی گندگی کو صاف کرنے کے لیے کافی ہیں۔ ڈیونائزڈ پانی پی سی بی سرکٹ کو نقصان نہیں پہنچاتا۔ دھونے کے بعد ، پی سی بی کو کمپریسڈ ہوا سے خشک کریں۔ فائنل پی سی بی اب پیک اور بھیجنے کے لیے تیار ہے۔