پی سی بی ڈیزائننگ میں لائن چوڑائی اور وقفہ کاری کے اصول

پی سی بی کے اچھے ڈیزائن کو حاصل کرنے کے لیے، مجموعی طور پر روٹنگ لے آؤٹ کے علاوہ، لائن کی چوڑائی اور وقفہ کاری کے اصول بھی اہم ہیں۔اس کی وجہ یہ ہے کہ لائن کی چوڑائی اور وقفہ کاری سرکٹ بورڈ کی کارکردگی اور استحکام کا تعین کرتی ہے۔لہذا، یہ مضمون پی سی بی لائن کی چوڑائی اور وقفہ کاری کے لیے ڈیزائن کے عمومی اصولوں کا تفصیلی تعارف فراہم کرے گا۔

یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ سافٹ ویئر کی ڈیفالٹ سیٹنگز کو مناسب طریقے سے کنفیگر کیا جانا چاہیے اور روٹنگ سے پہلے ڈیزائن رول چیک (DRC) آپشن کو فعال کیا جانا چاہیے۔روٹنگ کے لیے 5mil گرڈ استعمال کرنے کی سفارش کی جاتی ہے، اور مساوی لمبائی کے لیے صورت حال کی بنیاد پر 1mil گرڈ سیٹ کیا جا سکتا ہے۔

پی سی بی لائن چوڑائی کے اصول:

1. روٹنگ کو پہلے فیکٹری کی مینوفیکچرنگ صلاحیت کو پورا کرنا چاہئے۔گاہک کے ساتھ پروڈکشن مینوفیکچرر کی تصدیق کریں اور ان کی پیداواری صلاحیت کا تعین کریں۔اگر گاہک کی طرف سے کوئی خاص تقاضے فراہم نہیں کیے گئے ہیں، تو لائن کی چوڑائی کے لیے مائبادی ڈیزائن ٹیمپلیٹس کا حوالہ دیں۔

2.Impedance ٹیمپلیٹس: گاہک کی طرف سے فراہم کردہ بورڈ کی موٹائی اور پرت کی ضروریات کی بنیاد پر، مناسب مائبادی ماڈل منتخب کریں۔مائبادا ماڈل کے اندر حساب شدہ چوڑائی کے مطابق لائن کی چوڑائی سیٹ کریں۔عام رکاوٹ کی قدروں میں سنگل اینڈڈ 50Ω، تفریق 90Ω، 100Ω وغیرہ شامل ہیں۔ نوٹ کریں کہ آیا 50Ω اینٹینا سگنل کو ملحقہ پرت کے حوالہ پر غور کرنا چاہئے۔ذیل میں حوالہ کے طور پر عام پی سی بی پرت اسٹیک اپس کے لیے۔

3. جیسا کہ نیچے دیے گئے خاکے میں دکھایا گیا ہے، لائن کی چوڑائی کو موجودہ لے جانے کی صلاحیت کی ضروریات کو پورا کرنا چاہیے۔عام طور پر، تجربے کی بنیاد پر اور روٹنگ مارجن پر غور کرتے ہوئے، پاور لائن کی چوڑائی کے ڈیزائن کا تعین درج ذیل رہنما خطوط سے کیا جا سکتا ہے: درجہ حرارت میں 10°C کے اضافے کے لیے، 1oz تانبے کی موٹائی کے ساتھ، 20mil لائن کی چوڑائی 1A کے اوورلوڈ کرنٹ کو سنبھال سکتی ہے۔0.5oz تانبے کی موٹائی کے لیے، 40 ملین لائن کی چوڑائی 1A کے اوورلوڈ کرنٹ کو سنبھال سکتی ہے۔

4. عام ڈیزائن کے مقاصد کے لیے، لائن کی چوڑائی کو ترجیحی طور پر 4mil سے اوپر کنٹرول کیا جانا چاہیے، جو زیادہ تر PCB مینوفیکچررز کی مینوفیکچرنگ صلاحیتوں کو پورا کر سکتا ہے۔ان ڈیزائنوں کے لیے جہاں مائبادی کنٹرول ضروری نہیں ہے (زیادہ تر 2 پرتوں والے بورڈز)، 8mil سے اوپر لائن کی چوڑائی ڈیزائن کرنے سے PCB کی مینوفیکچرنگ لاگت کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔

5. روٹنگ میں متعلقہ پرت کے لیے تانبے کی موٹائی کی ترتیب پر غور کریں۔مثال کے طور پر 2oz کاپر لیں، لائن کی چوڑائی 6mil سے اوپر ڈیزائن کرنے کی کوشش کریں۔تانبا جتنا موٹا ہوگا، لکیر کی چوڑائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔غیر معیاری تانبے کی موٹائی کے ڈیزائن کے لیے فیکٹری کی مینوفیکچرنگ ضروریات کے بارے میں پوچھیں۔

6. BGA ڈیزائن کے لیے 0.5mm اور 0.65mm پچوں کے ساتھ، 3.5mil لائن چوڑائی کو مخصوص علاقوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے (ڈیزائن کے قوانین کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے)۔

7. HDI بورڈ ڈیزائن 3 ملین لائن چوڑائی استعمال کر سکتے ہیں۔3mil سے کم لائن کی چوڑائی والے ڈیزائن کے لیے، گاہک کے ساتھ فیکٹری کی پیداواری صلاحیت کی تصدیق کرنا ضروری ہے، کیونکہ کچھ مینوفیکچررز صرف 2mil لائن چوڑائی کی اہلیت رکھتے ہیں (ڈیزائن کے قوانین کے ذریعے کنٹرول کیا جا سکتا ہے)۔پتلی لکیر کی چوڑائی مینوفیکچرنگ لاگت میں اضافہ کرتی ہے اور پیداواری دور کو بڑھاتی ہے۔

8. اینالاگ سگنلز (جیسے آڈیو اور ویڈیو سگنلز) کو موٹی لائنوں کے ساتھ ڈیزائن کیا جانا چاہیے، عام طور پر تقریباً 15mil۔اگر جگہ محدود ہے تو لائن کی چوڑائی کو 8mil سے اوپر کنٹرول کیا جانا چاہیے۔

9. RF سگنلز کو موٹی لکیروں کے ساتھ ہینڈل کیا جانا چاہیے، ملحقہ تہوں کے حوالے سے اور 50Ω پر کنٹرول شدہ رکاوٹ۔اندرونی تہوں سے گریز کرتے ہوئے اور ویاس یا پرت کی تبدیلیوں کے استعمال کو کم سے کم کرتے ہوئے، بیرونی تہوں پر آر ایف سگنلز پر عملدرآمد کیا جانا چاہیے۔RF سگنلز کو زمینی ہوائی جہاز سے گھیر لیا جانا چاہیے، جس میں حوالہ پرت ترجیحاً GND کاپر ہو۔

پی سی بی وائرنگ لائن اسپیسنگ رولز

1. وائرنگ کو سب سے پہلے فیکٹری کی پروسیسنگ کی صلاحیت کو پورا کرنا چاہئے، اور لائن کی جگہ کو فیکٹری کی پیداواری صلاحیت کو پورا کرنا چاہئے، عام طور پر 4 ملی یا اس سے اوپر پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔BGA ڈیزائن کے لیے 0.5mm یا 0.65mm کے وقفے کے ساتھ، کچھ علاقوں میں 3.5 mil کی لائن سپیسنگ استعمال کی جا سکتی ہے۔HDI ڈیزائن 3 mil کی لائن سپیسنگ کا انتخاب کر سکتے ہیں۔3 ملین سے نیچے کے ڈیزائن کو گاہک کے ساتھ مینوفیکچرنگ فیکٹری کی پیداواری صلاحیت کی تصدیق کرنی چاہیے۔کچھ مینوفیکچررز کی پیداواری صلاحیت 2 ملین ہے (مخصوص ڈیزائن والے علاقوں میں کنٹرول)۔

2. لائن اسپیسنگ کے اصول کو ڈیزائن کرنے سے پہلے، ڈیزائن کی تانبے کی موٹائی کی ضرورت پر غور کریں۔1 اونس تانبے کے لیے 4 ملی یا اس سے اوپر کا فاصلہ برقرار رکھنے کی کوشش کریں، اور 2 اونس تانبے کے لیے، 6 ملی یا اس سے اوپر کا فاصلہ برقرار رکھنے کی کوشش کریں۔

3. مناسب وقفہ کاری کو یقینی بنانے کے لیے امتیازی سگنل کے جوڑوں کے لیے فاصلے کا ڈیزائن رکاوٹ کی ضروریات کے مطابق مقرر کیا جانا چاہیے۔

4. وائرنگ کو بورڈ کے فریم سے دور رکھنا چاہیے اور اس بات کو یقینی بنانے کی کوشش کریں کہ بورڈ کے فریم میں گراؤنڈ (GND) ویاس ہو سکے۔سگنلز اور بورڈ کے کناروں کے درمیان فاصلہ 40 میل سے اوپر رکھیں۔

5. پاور لیئر سگنل کا GND پرت سے کم از کم 10 میل کا فاصلہ ہونا چاہیے۔طاقت اور طاقت کے تانبے کے طیاروں کے درمیان فاصلہ کم از کم 10 میل ہونا چاہیے۔کچھ ICs (جیسے BGAs) کے لیے چھوٹے وقفے کے ساتھ، فاصلے کو مناسب طریقے سے کم از کم 6 mil تک ایڈجسٹ کیا جا سکتا ہے (مخصوص ڈیزائن والے علاقوں میں کنٹرول)۔

6۔اہم سگنل جیسے گھڑیاں، تفریق، اور اینالاگ سگنلز کا فاصلہ چوڑائی (3W) سے 3 گنا ہونا چاہیے یا زمینی (GND) طیاروں سے گھرا ہونا چاہیے۔کراسسٹالک کو کم کرنے کے لیے لائنوں کے درمیان فاصلہ لائن کی چوڑائی سے 3 گنا رکھا جانا چاہیے۔اگر دو لائنوں کے مراکز کے درمیان فاصلہ لائن کی چوڑائی کے 3 گنا سے کم نہیں ہے، تو یہ لائنوں کے درمیان الیکٹرک فیلڈ کا 70% بغیر مداخلت کے برقرار رکھ سکتا ہے، جسے 3W اصول کہا جاتا ہے۔

7. ملحقہ پرت کے سگنل کو متوازی وائرنگ سے گریز کرنا چاہیے۔روٹنگ کی سمت کو ایک آرتھوگونل ڈھانچہ بنانا چاہئے تاکہ غیر ضروری انٹرلیئر کراسسٹالک کو کم کیا جاسکے۔

8. سطح کی تہہ پر روٹ کرتے وقت، نصب کرنے والے سوراخوں سے کم از کم 1 ملی میٹر کا فاصلہ رکھیں تاکہ تنصیب کے دباؤ کی وجہ سے شارٹ سرکٹ یا لائن پھٹنے سے بچ سکے۔سکرو سوراخ کے ارد گرد کے علاقے کو صاف رکھا جانا چاہئے.

9. طاقت کی تہوں کو تقسیم کرتے وقت، ضرورت سے زیادہ بکھری ہوئی تقسیم سے بچیں۔ایک پاور ہوائی جہاز میں، 5 سے زیادہ پاور سگنلز نہ رکھنے کی کوشش کریں، ترجیحاً 3 پاور سگنلز کے اندر، تاکہ کرنٹ لے جانے کی صلاحیت کو یقینی بنایا جا سکے اور سگنل ملحقہ تہوں کے سپلٹ ہوائی جہاز کو عبور کرنے کے خطرے سے بچیں۔

10۔پاور ہوائی جہازوں کی تقسیم کو لمبے یا ڈمبل کی شکل کے بغیر، ہر ممکن حد تک باقاعدگی سے رکھا جانا چاہیے، تاکہ ایسے حالات سے بچ سکیں جہاں سرے بڑے ہوں اور درمیانی حصہ چھوٹا ہو۔موجودہ لے جانے کی صلاحیت کا حساب پاور تانبے کے جہاز کی تنگ ترین چوڑائی کی بنیاد پر کیا جانا چاہیے۔
شینزین اینکے پی سی بی کمپنی، ل
16-9-2023