سرکٹ بورڈ سسٹم کے باہمی رابطے میں چپ سے سرکٹ بورڈ شامل ہے ، جو آپس میں منسلک ہے۔ پی سی بی اور پی سی بی اور بیرونی آلات کے درمیان باہمی ربط۔ آر ایف ڈیزائن میں ، ایک دوسرے سے منسلک نقطہ پر برقی مقناطیسی خصوصیات انجینئرنگ ڈیزائن کو درپیش اہم مسائل میں سے ایک ہے۔ اس مقالے میں مذکورہ بالا تین اقسام کے انٹرکنیکٹ ڈیزائن کی مختلف تکنیک متعارف کرائی گئی ہیں ، جن میں ڈیوائس انسٹالیشن کے طریقے ، وائرنگ کو الگ تھلگ کرنا اور لیڈ انڈکٹینس کو کم کرنے کے اقدامات شامل ہیں۔

ایسی نشانیاں ہیں کہ بڑھتی ہوئی فریکوئنسی کے ساتھ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ بنائے جا رہے ہیں۔ جیسا کہ ڈیٹا کی شرح میں اضافہ ہوتا جا رہا ہے ، ڈیٹا ٹرانسمیشن کے لیے درکار بینڈوڈتھ سگنل فریکوئنسی کی حد کو 1GHz یا اس سے زیادہ تک لے جاتی ہے۔ یہ ہائی فریکوئنسی سگنل ٹکنالوجی ، اگرچہ ملی میٹر ویو ٹیکنالوجی (30GHz) سے بہت آگے ہے ، اس میں RF اور کم آخر والی مائکروویو ٹیکنالوجی شامل ہے۔

آر ایف انجینئرنگ ڈیزائن کے طریقوں کو مضبوط برقی مقناطیسی میدان کے اثرات کو سنبھالنے کے قابل ہونا چاہیے جو عام طور پر زیادہ تعدد پر پیدا ہوتے ہیں۔ یہ برقی مقناطیسی فیلڈ ملحقہ سگنل لائنوں یا پی سی بی لائنوں پر سگنل پیدا کرسکتے ہیں ، جس کی وجہ سے ناپسندیدہ کراس اسٹاک (مداخلت اور کل شور) اور سسٹم کی کارکردگی کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔ بیک لوس بنیادی طور پر رکاوٹ کی عدم مماثلت کی وجہ سے ہوتا ہے ، جس کا سگنل پر وہی اثر ہوتا ہے جیسا کہ اضافی شور اور مداخلت۔

زیادہ واپسی کے نقصان کے دو منفی اثرات ہیں: 1۔ سگنل کے ذریعے سے ظاہر ہونے والا سگنل سسٹم کے شور میں اضافہ کرے گا ، جس سے وصول کنندہ کے لیے سگنل سے شور کو الگ کرنا زیادہ مشکل ہو جائے گا۔ 2۔ 2. کوئی بھی عکاس سگنل بنیادی طور پر سگنل کے معیار کو خراب کرے گا کیونکہ ان پٹ سگنل کی شکل بدل جاتی ہے۔

اگرچہ ڈیجیٹل سسٹم بہت غلطی برداشت کرنے والے ہیں کیونکہ وہ صرف 1 اور 0 سگنلز سے نمٹتے ہیں ، لیکن جب نبض تیز رفتار سے بڑھتی ہے تو ہارمونکس پیدا ہوتے ہیں جس کی وجہ سے سگنل زیادہ فریکوئنسی پر کمزور ہوتا ہے۔ اگرچہ آگے کی غلطی کی اصلاح کچھ منفی اثرات کو ختم کر سکتی ہے ، سسٹم بینڈوڈتھ کا ایک حصہ بے کار ڈیٹا منتقل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جس کے نتیجے میں کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔ ایک بہتر حل یہ ہے کہ آر ایف اثرات ہوں جو سگنل کی سالمیت کو ختم کرنے کے بجائے مدد کریں۔ یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ ڈیجیٹل سسٹم (عام طور پر خراب ڈیٹا پوائنٹ) کی سب سے زیادہ فریکوئنسی پر واپسی کا کل نقصان -25dB ہو ، جو کہ 1.1 کے VSWR کے برابر ہو۔

پی سی بی ڈیزائن کا مقصد چھوٹا ، تیز اور کم مہنگا ہونا ہے۔ آر ایف پی سی بی ایس کے لیے ، تیز رفتار سگنل بعض اوقات پی سی بی ڈیزائنز کی منی ٹورائزیشن کو محدود کرتے ہیں۔ اس وقت ، کراس ٹاک کے مسئلے کو حل کرنے کا بنیادی طریقہ زمینی انتظام ہے ، وائرنگ کے درمیان فاصلہ اور لیڈ انڈکٹینس کو کم کرنا۔ واپسی کے نقصان کو کم کرنے کا بنیادی طریقہ مائبادا ملاپ ہے۔ اس طریقہ کار میں موصلیت کے مواد کا موثر انتظام اور فعال سگنل لائنوں اور زمینی لائنوں کی تنہائی شامل ہے ، خاص طور پر سگنل لائن اور زمین کی حالت کے درمیان۔

چونکہ باہمی ربط سرکٹ چین کا سب سے کمزور ربط ہے ، آر ایف ڈیزائن میں ، انٹر کنیکٹ پوائنٹ کی برقی مقناطیسی خصوصیات انجینئرنگ ڈیزائن کو درپیش اہم مسئلہ ہے ، ہر انٹرکیکٹ پوائنٹ کی تحقیقات ہونی چاہیے اور موجودہ مسائل کو حل کرنا چاہیے۔ سرکٹ بورڈ انٹرکنکشن میں چپ ٹو سرکٹ بورڈ انٹرکنکشن ، پی سی بی انٹرکنکشن اور پی سی بی اور بیرونی ڈیوائسز کے درمیان سگنل ان پٹ/آؤٹ پٹ انٹرکنکشن شامل ہیں۔

چپ اور پی سی بی بورڈ کے درمیان باہمی ربط۔

PenTIum IV اور ہائی سپیڈ چپس جن میں بڑی تعداد میں ان پٹ/آؤٹ پٹ انٹرکنیکٹ ہیں پہلے ہی دستیاب ہیں۔ جہاں تک چپ خود ہے ، اس کی کارکردگی قابل اعتماد ہے ، اور پروسیسنگ کی شرح 1GHz تک پہنچنے میں کامیاب رہی ہے۔ حالیہ GHz انٹر کنیکٹ سمپوزیم (www.az.ww. com) کا ایک انتہائی دلچسپ پہلو یہ ہے کہ I/O کے بڑھتے ہوئے حجم اور فریکوئنسی سے نمٹنے کے لیے طریقہ کار مشہور ہیں۔ چپ اور پی سی بی کے درمیان باہمی ربط کا بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ باہمی ربط کی کثافت بہت زیادہ ہے۔ ایک جدید حل پیش کیا گیا جو کہ چپ کے اندر مقامی وائرلیس ٹرانسمیٹر استعمال کرتا ہے تاکہ قریبی سرکٹ بورڈ میں ڈیٹا منتقل کیا جا سکے۔

یہ حل کام کرتا ہے یا نہیں ، حاضرین پر واضح تھا کہ آئی سی ڈیزائن ٹیکنالوجی ایچ ایف ایپلی کیشنز کے لیے پی سی بی ڈیزائن ٹیکنالوجی سے بہت آگے ہے۔

پی سی بی باہم رابطہ

hf PCB ڈیزائن کی تکنیک اور طریقے مندرجہ ذیل ہیں۔

1. واپسی کے نقصان کو کم کرنے کے لیے ٹرانسمیشن لائن کے کونے کے لیے 45 ° زاویہ استعمال کیا جانا چاہیے (انجیر 1)

سختی سے کنٹرول شدہ ہائی پرفارمنس انسولیٹنگ سرکٹ بورڈ کی سطح کے مطابق 2 موصلیت مسلسل قیمت۔ یہ طریقہ موصل مواد اور ملحقہ وائرنگ کے درمیان برقی مقناطیسی میدان کے موثر انتظام کے لیے فائدہ مند ہے۔

3. اعلی صحت سے متعلق اینچنگ کے لیے پی سی بی ڈیزائن کی وضاحتیں بہتر ہونی چاہئیں۔ +/- 0.0007 انچ کی کل لائن چوڑائی کی غلطی کی وضاحت کرنے پر غور کریں ، وائرنگ سائز کے انڈر کٹ اور کراس سیکشنز کا انتظام کریں اور وائرنگ سائیڈ وال پلیٹنگ کے حالات کی وضاحت کریں۔ وائرنگ (تار) جیومیٹری اور کوٹنگ سطحوں کا مجموعی انتظام مائیکروویو فریکوئنسی سے متعلق جلد کے اثرات کو دور کرنے اور ان خصوصیات کو نافذ کرنے کے لیے اہم ہے۔

4. پھیلا ہوا لیڈز میں نل انڈکٹانس ہے۔ لیڈز کے ساتھ اجزاء استعمال کرنے سے گریز کریں۔ اعلی تعدد والے ماحول کے لیے ، سطح پر نصب اجزاء کا استعمال کرنا بہتر ہے۔

5. سوراخ کے ذریعے سگنل کے لیے ، حساس پلیٹ پر پی ٹی ایچ کے عمل کو استعمال کرنے سے گریز کریں ، کیونکہ یہ عمل سوراخ کے ذریعے سیسہ لگانے کا سبب بن سکتا ہے۔

6. زمین کی وافر پرتیں فراہم کریں۔ ڈھالے ہوئے سوراخ ان گراؤنڈنگ تہوں کو جوڑنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں تاکہ 3 ڈی برقی مقناطیسی شعبوں کو سرکٹ بورڈ پر اثر انداز ہونے سے بچایا جا سکے۔

7. غیر الیکٹرولیسس نکل چڑھانا یا وسرجن گولڈ چڑھانا عمل منتخب کرنے کے لیے ، HASL چڑھانا طریقہ استعمال نہ کریں۔ یہ الیکٹرو پلیٹڈ سطح ہائی فریکوئنسی دھاروں کے لیے جلد کا بہتر اثر فراہم کرتی ہے (شکل 2)۔ اس کے علاوہ ، یہ انتہائی ویلڈیبل کوٹنگ کم لیڈز کی ضرورت ہوتی ہے ، جو ماحولیاتی آلودگی کو کم کرنے میں مدد کرتی ہے۔

8. سولڈر مزاحمت پرت سولڈر پیسٹ کو بہنے سے روک سکتی ہے۔ تاہم ، موٹائی اور نامعلوم موصلیت کی کارکردگی کی غیر یقینی صورتحال کی وجہ سے ، پوری پلیٹ کی سطح کو سولڈر مزاحم مواد سے ڈھانپنے سے مائیکرو اسٹریپ ڈیزائن میں برقی مقناطیسی توانائی میں بڑی تبدیلی آئے گی۔ عام طور پر ، سولڈر ڈیم سولڈر مزاحمت پرت کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔

اگر آپ ان طریقوں سے واقف نہیں ہیں تو ، ایک تجربہ کار ڈیزائن انجینئر سے مشورہ کریں جس نے فوج کے لیے مائکروویو سرکٹ بورڈز پر کام کیا ہو۔ آپ ان کے ساتھ یہ بھی بات کر سکتے ہیں کہ آپ کس قیمت کی حد کو برداشت کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، پٹی کے ڈیزائن کے مقابلے میں تانبے سے چلنے والے کوپلانار مائکرو اسٹریپ ڈیزائن کا استعمال زیادہ اقتصادی ہے۔ بہتر آئیڈیا حاصل کرنے کے لیے ان کے ساتھ اس پر بات کریں۔ اچھے انجینئر لاگت کے بارے میں سوچنے کے عادی نہیں ہوسکتے ہیں ، لیکن ان کا مشورہ کافی مددگار ثابت ہوسکتا ہے۔ یہ ان نوجوان انجینئرز کو تربیت دینا ایک طویل مدتی کام ہوگا جو آر ایف کے اثرات سے واقف نہیں ہیں اور آر ایف کے اثرات سے نمٹنے کا تجربہ نہیں رکھتے۔

اس کے علاوہ ، دوسرے حل بھی اختیار کیے جا سکتے ہیں ، جیسے کمپیوٹر ماڈل کو بہتر بنانا تاکہ RF اثرات کو سنبھال سکے۔

پی سی بی بیرونی ڈیوائسز سے جڑتا ہے۔

اب ہم فرض کر سکتے ہیں کہ ہم نے بورڈ پر اور مجرد اجزاء کے باہمی ربط پر سگنل مینجمنٹ کے تمام مسائل حل کر لیے ہیں۔ تو آپ سرکٹ بورڈ سے ریموٹ ڈیوائس کو جوڑنے والے تار تک سگنل ان پٹ/آؤٹ پٹ کا مسئلہ کیسے حل کرتے ہیں؟ ٹرومپیٹر الیکٹرانکس ، جو کہ سماکشیی کیبل ٹیکنالوجی میں ایک اختراع کار ہے ، اس مسئلے پر کام کر رہا ہے اور اس نے کچھ اہم پیش رفت کی ہے (شکل 3)۔ نیز ، ذیل میں شکل 4 میں دکھائے گئے برقی مقناطیسی میدان پر ایک نظر ڈالیں۔ اس معاملے میں ، ہم مائکرو اسٹریپ سے کویکسیل کیبل میں تبدیلی کا انتظام کرتے ہیں۔ سماکشیی کیبلز میں ، زمینی تہوں کو انگوٹھیوں میں جوڑا جاتا ہے اور یکساں طور پر فاصلہ ہوتا ہے۔ مائیکرو بیلٹس میں ، گراؤنڈنگ پرت ایکٹیو لائن سے نیچے ہے۔ یہ کچھ کنارے اثرات متعارف کراتا ہے جسے ڈیزائن کے وقت سمجھنے ، پیش گوئی کرنے اور غور کرنے کی ضرورت ہے۔ یقینا ، یہ مماثلت بیک لاک کا باعث بھی بن سکتی ہے اور شور اور سگنل کی مداخلت سے بچنے کے لیے اسے کم سے کم کرنا چاہیے۔

اندرونی رکاوٹ کے مسئلے کا انتظام ڈیزائن کا مسئلہ نہیں ہے جسے نظر انداز کیا جا سکتا ہے۔ رکاوٹ سرکٹ بورڈ کی سطح سے شروع ہوتی ہے ، سولڈر جوائنٹ سے جوائنٹ تک جاتی ہے ، اور کوکسیل کیبل پر ختم ہوتی ہے۔ چونکہ رکاوٹ تعدد کے ساتھ مختلف ہوتی ہے ، تعدد جتنا زیادہ ہوتا ہے ، رکاوٹ کا انتظام اتنا ہی مشکل ہوتا ہے۔ براڈ بینڈ پر سگنل منتقل کرنے کے لیے زیادہ تعدد استعمال کرنے کا مسئلہ ڈیزائن کا بنیادی مسئلہ معلوم ہوتا ہے۔

یہ مقالہ خلاصہ کرتا ہے۔

پی سی بی پلیٹ فارم ٹیکنالوجی کو آئی سی ڈیزائنرز کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے مسلسل بہتری کی ضرورت ہے۔ پی سی بی ڈیزائن میں ایچ ایف سگنل مینجمنٹ اور پی سی بی بورڈ پر سگنل ان پٹ/آؤٹ پٹ مینجمنٹ کو مسلسل بہتری کی ضرورت ہے۔ جو بھی دلچسپ ایجادات آرہی ہیں ، میرے خیال میں بینڈوڈتھ زیادہ سے زیادہ بلند ہونے والی ہے ، اور ہائی فریکوئنسی سگنلز کا استعمال اس ترقی کے لیے ایک شرط ہے۔