نئے ڈیزائن کے آغاز میں ، زیادہ تر وقت سرکٹ ڈیزائن اور جزو کے انتخاب ، اور پی سی بی تجربے کی کمی کی وجہ سے ترتیب اور وائرنگ کے مرحلے کو اکثر جامع نہیں سمجھا جاتا تھا۔ پی سی بی لے آؤٹ اور ڈیزائن کے روٹنگ مرحلے کے لیے کافی وقت اور کوشش کرنے میں ناکامی کے نتیجے میں مینوفیکچرنگ مرحلے میں مشکلات یا فنکشنل خرابیاں ہوسکتی ہیں جب ڈیزائن ڈیجیٹل ڈومین سے جسمانی حقیقت میں منتقل ہو جاتا ہے۔ تو سرکٹ بورڈ کو ڈیزائن کرنے کی کلید کیا ہے جو کہ کاغذ پر اور جسمانی شکل میں مستند ہے؟ آئیے مینوفیکچر ایبل ، فنکشنل پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت جاننے کے لیے پی سی بی کے سرفہرست پانچ ڈیزائن گائیڈ لائنز کو دریافت کریں۔

1 – اپنے جزو کی ترتیب کو ٹھیک کریں۔

پی سی بی لے آؤٹ کے عمل کا جزو پلیسمنٹ مرحلہ ایک سائنس اور ایک فن دونوں ہے ، جس میں بورڈ پر دستیاب بنیادی اجزاء کے اسٹریٹجک غور کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگرچہ یہ عمل چیلنجنگ ہو سکتا ہے ، الیکٹرانکس کو جس طرح آپ رکھیں گے اس سے معلوم ہوگا کہ آپ کا بورڈ تیار کرنا کتنا آسان ہے اور یہ آپ کی اصل ڈیزائن کی ضروریات کو کتنا پورا کرتا ہے۔

جب کہ جزو کے تعین کے لیے عمومی عمومی آرڈر ہوتا ہے ، جیسے کنیکٹرز کی ترتیب وار ترتیب ، پی سی بی بڑھتے ہوئے اجزاء ، پاور سرکٹس ، صحت سے متعلق سرکٹس ، تنقیدی سرکٹس وغیرہ ، ذہن میں رکھنے کے لیے کچھ مخصوص ہدایات بھی ہیں ، بشمول:

واقفیت-اس بات کو یقینی بنانا کہ اسی طرح کے اجزاء کو ایک ہی سمت میں رکھا گیا ہے ایک موثر اور غلطی سے پاک ویلڈنگ کے عمل کو حاصل کرنے میں مدد ملے گی۔

پلیسمنٹ – چھوٹے اجزاء کو بڑے اجزاء کے پیچھے رکھنے سے گریز کریں جہاں وہ بڑے اجزاء کی سولڈرنگ سے متاثر ہو سکتے ہیں۔

تنظیم-یہ تجویز کی جاتی ہے کہ تمام سطحی ماؤنٹ (ایس ایم ٹی) اجزاء کو بورڈ کے ایک ہی طرف رکھا جائے اور تمام سوراخ (ٹی ایچ) اجزاء کو بورڈ کے اوپر رکھا جائے تاکہ اسمبلی کے اقدامات کو کم سے کم کیا جاسکے۔

ایک حتمی پی سی بی ڈیزائن گائیڈ لائن-جب مخلوط ٹیکنالوجی کے اجزاء (سوراخ اور سطح پر لگانے والے اجزاء) استعمال کرتے ہیں تو ، کارخانہ دار کو بورڈ کو جمع کرنے کے لیے اضافی عمل درکار ہوتے ہیں ، جو آپ کی مجموعی لاگت میں اضافہ کرے گا۔

اچھا چپ جزو واقفیت (بائیں) اور خراب چپ جزو واقفیت (دائیں)

اچھے جزو کی جگہ (بائیں) اور خراب جزو کی جگہ (دائیں)

نمبر 2 – پاور ، گراؤنڈنگ اور سگنل وائرنگ کی مناسب جگہ۔

اجزاء رکھنے کے بعد ، آپ بجلی کی فراہمی ، گراؤنڈنگ اور سگنل وائرنگ رکھ سکتے ہیں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ آپ کے سگنل کا صاف ، پریشانی سے پاک راستہ ہے۔ ترتیب کے عمل کے اس مرحلے پر ، درج ذیل ہدایات کو ذہن میں رکھیں:

پاور سپلائی اور گرائونڈنگ ہوائی جہاز کی تہوں کا پتہ لگائیں۔

یہ ہمیشہ تجویز کیا جاتا ہے کہ بجلی کی فراہمی اور زمینی ہوائی تہوں کو بورڈ کے اندر رکھا جائے جبکہ سڈول اور مرکوز ہو۔ یہ آپ کے سرکٹ بورڈ کو موڑنے سے روکنے میں مدد کرتا ہے ، جو اس بات سے بھی اہمیت رکھتا ہے کہ آپ کے اجزاء صحیح طریقے سے پوزیشن میں ہیں۔ آئی سی کو طاقت دینے کے لیے ، یہ سفارش کی جاتی ہے کہ ہر پاور سپلائی کے لیے ایک مشترکہ چینل استعمال کریں ، ایک مضبوط اور مستحکم وائرنگ چوڑائی کو یقینی بنائیں ، اور ڈیوائس ٹو ڈیوائس ڈیزی چین پاور کنکشن سے گریز کریں۔

سگنل کیبلز کیبلز کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں۔

اگلا ، سکیمیٹک ڈایاگرام میں ڈیزائن کے مطابق سگنل لائن کو جوڑیں۔ یہ سفارش کی جاتی ہے کہ ہمیشہ کم سے کم راستہ اور اجزاء کے درمیان براہ راست راستہ اختیار کریں۔ اگر آپ کے اجزاء کو تعصب کے بغیر افقی طور پر پوزیشن میں رکھنے کی ضرورت ہے تو ، یہ تجویز کی جاتی ہے کہ آپ بنیادی طور پر بورڈ کے اجزاء کو افقی طور پر تار کریں جہاں وہ تار سے باہر آتے ہیں اور پھر تار سے باہر آنے کے بعد عمودی طور پر ان کو تار کریں۔ یہ جزو افقی پوزیشن میں رکھے گا کیونکہ ویلڈنگ کے دوران سولڈر ہجرت کرتا ہے۔ جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر کے اوپری نصف میں دکھایا گیا ہے۔ اعداد و شمار کے نچلے حصے میں دکھائے جانے والے سگنل کی وائرنگ جزو کٹاؤ کا سبب بن سکتی ہے کیونکہ ویلڈنگ کے دوران سولڈر بہتا ہے۔

تجویز کردہ وائرنگ (تیر سولڈر فلو سمت کی نشاندہی کرتے ہیں)

غیر تجویز کردہ وائرنگ (تیر سولڈر فلو سمت کی نشاندہی کرتے ہیں)

نیٹ ورک کی چوڑائی کی وضاحت کریں۔

آپ کے ڈیزائن کو مختلف نیٹ ورکس کی ضرورت پڑسکتی ہے جو مختلف دھاروں کو لے کر جائیں گے ، جو نیٹ ورک کی مطلوبہ چوڑائی کا تعین کریں گے۔ اس بنیادی ضرورت کو مدنظر رکھتے ہوئے ، کم موجودہ ینالاگ اور ڈیجیٹل سگنلز کے لیے 0.010 “(10mil) چوڑائی فراہم کرنے کی سفارش کی جاتی ہے۔ جب آپ کی لائن کرنٹ 0.3 ایمپیئر سے تجاوز کر جائے تو اسے چوڑا کیا جانا چاہیے۔ تبادلوں کے عمل کو آسان بنانے کے لیے یہاں ایک مفت لائن چوڑائی کیلکولیٹر ہے۔

نمبر تین. – موثر قرنطینہ۔

آپ نے شاید تجربہ کیا ہو گا کہ بجلی کی فراہمی کے سرکٹس میں کتنی بڑی وولٹیج اور کرنٹ سپائیکس آپ کے کم وولٹیج کرنٹ کنٹرول سرکٹس میں مداخلت کر سکتے ہیں۔ اس طرح کی مداخلت کے مسائل کو کم کرنے کے لیے ، درج ذیل ہدایات پر عمل کریں:

تنہائی – اس بات کو یقینی بنائیں کہ ہر پاور سورس کو پاور سورس اور کنٹرول سورس سے الگ رکھا جائے۔ اگر آپ انہیں پی سی بی میں ایک ساتھ جوڑنا چاہتے ہیں ، تو یقینی بنائیں کہ یہ ممکنہ طور پر بجلی کے راستے کے اختتام کے قریب ہے۔

لے آؤٹ – اگر آپ نے درمیانی تہہ میں زمینی ہوائی جہاز رکھا ہے تو ، کسی بھی پاور سرکٹ مداخلت کے خطرے کو کم کرنے اور اپنے کنٹرول سگنل کی حفاظت میں مدد کے لیے ایک چھوٹا سا رکاوٹ والا راستہ ضرور رکھیں۔ آپ کے ڈیجیٹل اور ینالاگ کو الگ رکھنے کے لیے انہی ہدایات پر عمل کیا جا سکتا ہے۔

جوڑے – بڑے زمینی طیارے رکھنے اور ان کے اوپر اور نیچے وائرنگ کی وجہ سے کیپسیٹیو جوڑے کو کم کرنے کے لیے ، صرف اینالاگ سگنل لائنوں کے ذریعے زمین کو عبور کرنے کی کوشش کریں۔

جزو تنہائی کی مثالیں (ڈیجیٹل اور ینالاگ)

نمبر 4 – گرمی کا مسئلہ حل کریں۔

کیا آپ نے کبھی گرمی کے مسائل کی وجہ سے سرکٹ کی کارکردگی میں کمی یا سرکٹ بورڈ کو نقصان پہنچایا ہے؟ چونکہ گرمی کی کھپت کا کوئی خیال نہیں ہے ، بہت سے ڈیزائنرز کو پریشان کرنے میں بہت ساری پریشانیوں کا سامنا کرنا پڑا ہے۔ گرمی کی کھپت کے مسائل کو حل کرنے میں مدد کے لیے ذہن میں رکھنے کے لیے کچھ ہدایات یہ ہیں:

پریشان کن اجزاء کی شناخت کریں۔

پہلا مرحلہ یہ سوچنا شروع کرنا ہے کہ کون سے اجزاء بورڈ سے سب سے زیادہ گرمی ختم کریں گے۔ یہ پہلے جزو کے ڈیٹا شیٹ میں “تھرمل ریزسٹنس” کی سطح کو تلاش کرکے اور پھر پیدا ہونے والی حرارت کو منتقل کرنے کے لیے تجویز کردہ ہدایات پر عمل کرکے کیا جاسکتا ہے۔ یقینا ، آپ اجزاء کو ٹھنڈا رکھنے کے لیے ریڈی ایٹرز اور کولنگ فینز شامل کر سکتے ہیں ، اور اہم اجزاء کو گرمی کے کسی بھی اعلی ذرائع سے دور رکھنا یاد رکھیں۔

گرم ہوا کے پیڈ شامل کریں۔

ہاٹ ایئر پیڈ کا اضافہ فیبریک ایبل سرکٹ بورڈز کے لیے بہت مفید ہے ، وہ ملٹی لیئر سرکٹ بورڈز پر تانبے کے اعلی اجزاء اور ویو سولڈرنگ ایپلی کیشنز کے لیے ضروری ہیں۔ عمل کے درجہ حرارت کو برقرار رکھنے میں دشواری کی وجہ سے ، یہ ہمیشہ تجویز کیا جاتا ہے کہ سوراخ کے اجزاء پر گرم ہوا کے پیڈ استعمال کیے جائیں تاکہ اجزاء کے پنوں پر گرمی کی کھپت کی شرح کو سست کرکے ویلڈنگ کے عمل کو ہر ممکن حد تک آسان بنایا جا سکے۔

ایک عام اصول کے طور پر ، ہاٹ ایئر پیڈ کا استعمال کرتے ہوئے زمین یا پاور ہوائی جہاز سے جڑے کسی بھی سوراخ کے ذریعے یا سوراخ سے ہمیشہ جڑیں۔ ہاٹ ایئر پیڈ کے علاوہ ، آپ اضافی تانبے کے ورق/دھات کی مدد فراہم کرنے کے لیے پیڈ کنکشن لائن کے مقام پر آنسو کے قطرے بھی شامل کر سکتے ہیں۔ اس سے مکینیکل اور تھرمل دباؤ کو کم کرنے میں مدد ملے گی۔

عام گرم ہوا پیڈ کنکشن۔

ہاٹ ایئر پیڈ سائنس:

فیکٹری میں پروسیس یا ایس ایم ٹی کے انچارج بہت سے انجینئرز کو اکثر خود بخود برقی توانائی کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، جیسے برقی بورڈ کے نقائص جیسے اچانک خالی ، ڈی ویٹنگ ، یا ٹھنڈا گیلا ہونا۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا کہ کس طرح عمل کے حالات کو تبدیل کیا جائے یا ریفلو ویلڈنگ فرنس کا درجہ حرارت کس طرح ایڈجسٹ کیا جائے ، ٹن کا ایک خاص تناسب ویلڈڈ نہیں کیا جا سکتا۔ یہاں کیا ہورہا ہے؟

اجزاء اور سرکٹ بورڈوں کے آکسیکرن کے مسئلے کے علاوہ ، موجودہ ویلڈنگ خراب کا ایک بہت بڑا حصہ دراصل سرکٹ بورڈ وائرنگ (لے آؤٹ) ڈیزائن کے غائب ہونے کے بعد اس کی واپسی کی تحقیقات کریں ، اور سب سے عام میں سے ایک ایک کے اجزاء پر ہے کچھ ویلڈنگ پاؤں بڑے علاقے کی تانبے کی شیٹ سے جڑے ہوئے ہیں ، یہ اجزاء ریفلو سولڈرنگ ویلڈنگ ویلڈنگ فٹ کے بعد ، کچھ ہاتھ سے ویلڈڈ اجزاء جھوٹے ویلڈنگ یا کلیڈنگ کے مسائل بھی اسی طرح کے حالات کی وجہ سے پیدا کر سکتے ہیں ، اور کچھ بہت زیادہ حرارتی ہونے کی وجہ سے اجزاء کو ویلڈ کرنے میں بھی ناکام رہتے ہیں۔

سرکٹ ڈیزائن میں عام پی سی بی کو اکثر تانبے کے ورق کا بڑا حصہ بجلی کی فراہمی (Vcc ، Vdd یا Vss) اور گراؤنڈ (GND ، گراؤنڈ) کے طور پر بچھانے کی ضرورت ہوتی ہے۔ تانبے کے ورق کے یہ بڑے علاقے عام طور پر کچھ کنٹرول سرکٹس (آئی سی ایس) اور الیکٹرانک اجزاء کے پنوں سے براہ راست جڑے ہوتے ہیں۔

بدقسمتی سے ، اگر ہم تانبے کے ورق کے ان بڑے علاقوں کو پگھلنے والے ٹن کے درجہ حرارت پر گرم کرنا چاہتے ہیں ، تو یہ عام طور پر انفرادی پیڈ سے زیادہ وقت لیتا ہے (ہیٹنگ سست ہوتی ہے) ، اور گرمی کی کھپت تیز ہوتی ہے۔ جب اتنے بڑے تانبے کے ورق کی وائرنگ کے ایک سرے کو چھوٹے اجزاء جیسے چھوٹے مزاحمت اور چھوٹی گنجائش سے منسلک کیا جاتا ہے ، اور دوسرا سرہ نہیں ہے تو ، پگھلنے والے ٹن اور ٹھوس وقت کی عدم مطابقت کی وجہ سے ویلڈنگ کے مسائل آسان ہیں۔ اگر ریفلو ویلڈنگ کے درجہ حرارت کے منحنی خطوط کو اچھی طرح ایڈجسٹ نہیں کیا جاتا ، اور پہلے سے گرم کرنے کا وقت ناکافی ہوتا ہے تو ، بڑے تانبے کے ورق میں جڑے ان اجزاء کے سولڈر فٹ ورچوئل ویلڈنگ کا مسئلہ پیدا کرنا آسان ہوتے ہیں کیونکہ وہ پگھلنے والے ٹن درجہ حرارت تک نہیں پہنچ سکتے۔

ہینڈ سولڈرنگ کے دوران ، تانبے کے بڑے ورقوں سے جڑے اجزاء کے سولڈر جوڑ مطلوبہ وقت میں مکمل ہونے کے لیے بہت جلد ختم ہوجائیں گے۔ سب سے عام نقائص سولڈرنگ اور ورچوئل سولڈرنگ ہیں ، جہاں سولڈر صرف جزو کے پن سے ویلڈ کیا جاتا ہے اور سرکٹ بورڈ کے پیڈ سے جڑا نہیں ہوتا ہے۔ ظہور سے ، پورا سولڈر جوائنٹ ایک گیند بنائے گا۔ مزید یہ کہ آپریٹر سرکٹ بورڈ پر ویلڈنگ کے پاؤں کو ویلڈ کرتا ہے اور سولڈرنگ آئرن کے درجہ حرارت میں مسلسل اضافہ کرتا ہے ، یا زیادہ دیر تک ہیٹنگ کرتا ہے ، تاکہ اجزاء گرمی کے خلاف مزاحمت کے درجہ حرارت سے زیادہ ہو جائیں اور اسے جانے بغیر نقصان پہنچے۔ جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے۔

چونکہ ہم مسئلے کا نقطہ جانتے ہیں ، ہم مسئلے کو حل کر سکتے ہیں۔ عام طور پر ، ہمیں نام نہاد تھرمل ریلیف پیڈ ڈیزائن کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ ویلڈنگ کے مسئلے کو حل کیا جاسکے جو کہ بڑے تانبے کے ورق سے جڑنے والے عناصر کے ویلڈنگ پاؤں کی وجہ سے ہے۔ جیسا کہ نیچے دی گئی تصویر میں دکھایا گیا ہے ، بائیں طرف کی وائرنگ ہاٹ ایئر پیڈ استعمال نہیں کرتی ہے ، جبکہ دائیں جانب والی وائرنگ نے ہاٹ ایئر پیڈ کنکشن اپنایا ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ پیڈ اور بڑے تانبے کے ورق کے درمیان رابطے کے علاقے میں صرف چند چھوٹی لکیریں ہیں ، جو پیڈ پر درجہ حرارت کے نقصان کو بہت حد تک محدود کر سکتی ہیں اور بہتر ویلڈنگ اثر حاصل کر سکتی ہیں۔

نمبر 5 – اپنا کام چیک کریں۔

کسی ڈیزائن پروجیکٹ کے اختتام پر مغلوب محسوس کرنا آسان ہے جب آپ تمام ٹکڑے ٹکڑے کر رہے ہو۔ لہذا ، اس مرحلے پر اپنے ڈیزائن کی کوشش کو ڈبل اور ٹرپل چیک کرنے کا مطلب مینوفیکچرنگ کی کامیابی اور ناکامی کے درمیان فرق ہے۔

کوالٹی کنٹرول کے عمل کو مکمل کرنے میں مدد کے لیے ، ہم ہمیشہ تجویز کرتے ہیں کہ آپ الیکٹریکل رول چیک (ERC) اور ڈیزائن رول چیک (DRC) سے شروع کریں تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ آپ کا ڈیزائن مکمل طور پر تمام قوانین اور رکاوٹوں پر پورا اترتا ہے۔ دونوں نظاموں کے ساتھ ، آپ آسانی سے کلیئرنس چوڑائی ، لائن چوڑائی ، عام مینوفیکچرنگ سیٹنگز ، تیز رفتار کی ضروریات اور شارٹ سرکٹس کو چیک کر سکتے ہیں۔

جب آپ کا ERC اور DRC غلطی سے پاک نتائج پیدا کرتا ہے تو ، یہ سفارش کی جاتی ہے کہ آپ ہر سگنل کی وائرنگ چیک کریں ، اسکیمیٹک سے پی سی بی تک ، ایک وقت میں ایک سگنل لائن اس بات کو یقینی بنانے کے لیے کہ آپ کو کوئی معلومات یاد نہیں ہے۔ نیز ، اپنے ڈیزائن ٹول کی پروبنگ اور ماسکنگ کی صلاحیتوں کو استعمال کریں تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ آپ کا پی سی بی لے آؤٹ میٹریل آپ کے اسکیمیٹک سے مماثل ہے۔