پی سی بی، یا پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ، اب الیکٹرانک انڈسٹری میں ایک بلڈنگ بلاک سمجھا جاتا ہے۔ یہ تمام قسم کے چھوٹے الیکٹرانکس، جیسے کیلکولیٹر، بڑے پیمانے پر آلات، پروجیکٹس اور مشینوں کے لیے استعمال کرتا ہے۔

پی سی بی بورڈ کا ڈھانچہ ان منصوبوں اور آلات کی رینج کا تعین کرتا ہے جن کے لیے یہ موزوں ہے۔ یہ پی سی بی میں استعمال ہونے والے مواد کی اقسام پر مبنی ہے جو مخصوص ایپلی کیشنز میں بورڈز کو استعمال کرنے میں مدد کرتے ہیں۔

ایک پی سی بی بورڈ ساخت ایک سلک اسکرین، سولڈر ماسک، کاپر، اور سبسٹریٹ ہے۔ اس کے اوپر، کنڈکٹر کی تہوں کو جزو کنکشن کے لیے ترتیب دیا گیا ہے۔

پی سی بی بورڈ کی تخلیق کے لیے مختلف مواد استعمال کیے جاتے ہیں جو ان منصوبوں کی کارکردگی، آپریٹنگ لائف اور معیار کی وضاحت کرتے ہیں جہاں اسے استعمال کیا جائے گا۔

یہاں ہم پی سی بی بورڈز کے لیے استعمال ہونے والے مواد کی مختلف اقسام پر تبادلہ خیال کریں گے جو مختلف خصوصیات کے ساتھ آتے ہیں اور جو بورڈز کی خصوصیات کو متاثر کرتے ہیں۔ آئیے شروع کرتے ہیں۔

پی سی بی کے اہم اجزاء کیا ہیں؟

پی سی بی بورڈز کے اہم اجزاء یہاں درج ہیں۔

  •  سبسٹریٹ (بیس میٹریل)

  •  تانبے کی تہہ

  •  سولڈر ماسک

  •  سلک اسکرین

  •  کنڈکٹو پاتھ وے ۔

پی سی بی بورڈ کے تمام اجزاء کی اہمیت سے انکار نہیں کیا جا سکتا اور ہر ایک کی پی سی بی کے کام کے لیے اپنی اہمیت ہے۔

 سبسٹریٹ (بیس میٹریل)

بنیادی مواد عام طور پر epoxy رال کے ساتھ آتا ہے اور تانبے کے ورق کے مرکب کے ساتھ استعمال ہوتا ہے۔

پی سی بی سبسٹریٹس یا بیس میٹریل پی سی بی کے اہم اجزاء ہیں جہاں پی سی بی کے دیگر تمام اجزاء ترتیب دیئے گئے ہیں۔ یہ سرکٹس کی بنیاد کے طور پر کام کرتا ہے اور بورڈ پر جڑے اجزاء کے لیے ضروری مکینیکل مدد فراہم کرتا ہے۔

مختلف بنیادی مواد میں ایسی خصوصیات ہوتی ہیں جو بورڈ کو قابل اعتماد بنانے اور منسلک آلات میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرنے میں مدد کرتی ہیں۔ لہذا، بنیادی مواد کا صحیح استعمال بورڈ کی ساخت کی درست کارکردگی کی وضاحت کرتا ہے۔

سبسٹریٹ مواد بورڈ کی جسمانی خصوصیات کو تلاش کرنے میں بھی مدد کرتا ہے۔ مثال کے طور پر، اگر بورڈ کے استحکام کو بڑھانے کے لیے سخت مواد استعمال کیا جاتا ہے، تو ایک لچکدار بنیاد بورڈ کو لچکدار بناتی ہے اور آسانی سے موڑ سکتی ہے۔

 تانبے کی تہہ

تانبے کی تہوں کو سبسٹریٹ مواد پر لگایا جاتا ہے۔ پی سی بی بورڈز کی اقسام کے مطابق، تانبے کی کوٹنگ کا اطلاق ایک طرف والے یک طرفہ بورڈز کے لیے ہوتا ہے اور ایک سے زیادہ پرتوں کے بورڈز کے لیے۔

یہ تانبے کی تہوں کو بورڈز پر جڑے مختلف مخالفین کے درمیان برقی سگنل یا کرنٹ کو بہانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے جیسے کہ ٹرانزسٹر، ڈائیوڈ، انڈکٹرز وغیرہ۔ ان تہوں سے سگنل ملنے کے بعد، جڑے ہوئے اجزاء اپنے متعلقہ کام انجام دیتے ہیں۔

 سولڈر ماسک

سولڈر ماسک ایک حفاظتی پولیمر پرت ہے جو تانبے کی تہوں پر لگائی جاتی ہے۔ اسے LPISM یا مائع تصویر کے قابل تصور سولڈر ماسک کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اس کا بنیادی کام تانبے کی تہوں کو ایک دوسرے کے ساتھ تعامل سے بچانا اور انہیں کسی بھی شارٹ سرکٹ کی وجہ سے الگ کرنا ہے۔

یہ پرت بورڈز کو مختلف ماحولیاتی عوامل سے بھی بچاتی ہے، جیسے آکسیڈیشن اور سولڈر پل کی تخلیقات۔

 سلک اسکرین

سلکس اسکرین سیاہی کے نشانات سے بنی ایک تہہ ہے جو مختلف اجزاء کے کنکشن، بورڈز کے حصے، جزو کی علامتی نمائندگی، اور متعلقہ منصوبوں کی دیگر تفصیلات تلاش کرنے میں مدد کرتی ہے۔

سلک اسکرین کا دوسرا نام بورڈ کا نام ہے۔ سلکس اسکرین اس طرف لگائی جاتی ہے جہاں پرزے جڑے ہوتے ہیں، لیکن کچھ بورڈز پر اسے سولڈر سائیڈ پر دیکھا جا سکتا ہے۔

 کنڈکٹو پاتھ وے ۔

ڈیزائن کے مطابق پی سی بی بورڈ کی سطح پر ایک یا دونوں طرف تانبے سے بنے ہوئے کوندکٹو راستے لگائے جاتے ہیں۔ ترسیلی راستوں پر، ایک سولڈر ماسک لگایا جاتا ہے، جو کنڈکٹرز کو کسی بھی ماحولیاتی عوامل سے بچاتا ہے۔

عام پی سی بی مواد کیا ہیں؟

پی سی بی بورڈ پر مبنی پی سی بی کی اقسام اور پروجیکٹ کی ضروریات کے لیے مختلف قسم کے مواد استعمال کیے جاتے ہیں۔ عام طور پر استعمال شدہ مواد ہیں.

 FR-4۔

FR4 کا مطلب شعلہ retardant ہے، جو پی سی بی بورڈز کے لیے عام طور پر استعمال ہونے والا مواد ہے۔ یہ ایک کم لاگت والا مواد ہے اور اعلی ڈائی الیکٹرک طاقت اور موصلیت کی خصوصیات کے ساتھ آتا ہے۔

FR4 شیشے سے تقویت یافتہ Epxoy لیمینیٹ شیٹ ہے، اور Epxoy میں موسم کے خلاف مزاحمت اور شعلہ مزاحمت کی خصوصیات ہیں۔ اس نے اعلی تناؤ کی طاقت بھی فراہم کی۔

اپنی سرمایہ کاری مؤثر خصوصیات کے ساتھ، یہ مختلف مینوفیکچرنگ کے عمل کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے جو بورڈ مینوفیکچرنگ کے لیے ترجیح دی جاتی ہے۔

اس مواد کے لیے کھپت کے عوامل کی قدر تقریباً 0.015 سے 0.025 ہے، اور ڈائی الیکٹرک مستقل قدر 4.2 سے 4.8 ہے۔ یہ قدریں مینوفیکچرنگ تکنیک کی بنیاد پر مختلف ہو سکتی ہیں۔

اس مواد کی شیشے کی منتقلی کا درجہ حرارت 105-130 C ہے۔

 اعلی درجہ حرارت کا مواد

ہائی ٹمپریچر میٹریل، جسے ہائی ٹی جی بھی کہا جاتا ہے، مختلف درجہ حرارت کے حالات کو سنبھالنے کے لیے بنائے جاتے ہیں۔ استعمال شدہ مواد کی قسم کو اعلی درجہ حرارت سمجھا جاتا ہے اگر Tg کی قدر 150 ڈگری سے زیادہ ہے۔

پی سی بی بورڈز کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے اعلی درجہ حرارت والے مواد میں سیرامک ​​سبسٹریٹس اور پولیمائیڈز ہیں۔

پولیمائیڈ مواد کے لیے اعلی درجہ حرارت کی قدر تقریباً 280°C سے 350°C ہے۔ ان میں تھرمل ایکسپینشن گتانک بھی کم ہوتے ہیں جو تھرمل سائیکلنگ کے وقت ڈیلامینیشن کو کنٹرول کرتے ہیں۔

ایلومینیم اور ایلومینیم نائٹرائڈ سیرامک ​​پر مبنی مواد ہیں جو پی سی بی بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں ایک اعلی تھرمل چالکتا ہے جو مؤثر طریقے سے ختم کرنے میں مدد کرتا ہے اور بورڈ پر منسلک اجزاء سے کم گرمی پیدا کرنے میں مدد کرتا ہے۔

 لچکدار مواد

تخلیق کے لیے لچکدار مواد کا بنیادی مقصد ایپلی کیشنز میں استعمال کرنا ہے جہاں سخت بورڈز برقی کارکردگی کو برقرار رکھتے ہوئے لچکدار خصوصیات فراہم نہیں کرتے ہیں۔ لہذا فلیکس مواد مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے، جیسے ہوا بازی کی صنعت، طبی آلات، وغیرہ. سب سے زیادہ عام لچکدار مواد پالئیےسٹر ہے.

پالئیےسٹر مواد، جسے Polyethylene Terephthalate (PET) بھی کہا جاتا ہے، PCBs بناتا ہے کیونکہ یہ اچھی برقی خصوصیات فراہم کرتا ہے اور سنکنرن اور نمی کے خلاف مزاحم ہے۔

 دھاتی کور مواد

میٹل کور پی سی بی مواد FR4 مواد کے بجائے استعمال کیا جاتا ہے ایپلی کیشنز کے لیے جہاں اچھی تھرمل خصوصیات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان مواد میں بورڈ پر مختلف ہائی پاور پرزوں کو کام کرنے کے دوران پیدا ہونے والی گرمی کو سنبھالنے کی خصوصیات ہیں، جیسے کہ ایل ای ڈی لائٹس جو پی سی بی میٹل کور پر حرارتی اثرات سے نمٹنے کے لیے آپریشن کے دوران حرارت پیدا کرتی ہیں۔

دھاتی کور بورڈز کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والی دھات ایلومینیم ہے، لیکن کچھ ایپلی کیشنز میں، تانبا بھی استعمال ہوتا ہے۔ تانبے کے متبادل کے طور پر ایلومینیم کا بنیادی استعمال اس کی کم قیمت ہے۔

دھاتی کور گرمی کو اہم منسلک اجزاء سے کم حرارتی علاقوں میں منتقل کرتا ہے۔ میٹلائزڈ کور بورڈز کی سطح کوندکٹو، تھرمل اور دھاتی سبسٹریٹ پرتوں کے ساتھ آتی ہے۔

دھاتی کور پی سی بی کی اہم اقسام ہیں۔

·   سنگل لیئر MCPCB

·   COB MCPCB

·   ڈبل لیئر MCPCB

·   دو طرفہ MCPCB

·   ملٹی لیئرز MCPCB

پی سی بی مادی خصوصیات کیا ہیں؟?

اہم خصوصیات جو پی سی بی بورڈ کے مواد کو منتخب کرنے سے پہلے چیک کرنا ضروری ہے یہاں درج ہیں۔

ڈائی الیکٹرک مستقل

ڈائی الیکٹرک کنسٹنٹ ایک ایسا عنصر ہے جو برقی میدان کی شکل میں توانائی کو ذخیرہ کرنے کے لیے منتخب مواد کی خصوصیات کی وضاحت کرتا ہے۔

Dk کی قدر کو عددی شکل میں دکھایا گیا ہے۔ اس عنصر نے بورڈ کی برقی کارکردگی کو متاثر کیا ہے۔ یہ ویکیوم کی بنیاد پر PCBs کے لیے استعمال ہونے والے مواد کی رشتہ دار اجازت کی قدر کی وضاحت کرتا ہے۔

کم ڈائی الیکٹرک ویلیو والا مواد تیز رفتار سگنل پھیلانے کے لیے ہائی فریکوئنسی پروجیکٹس کے لیے استعمال ہوتا ہے۔

مختلف مواد کے لیے DK قدر درج ذیل ہے۔

·   FR4: 4.2 سے 4.8

·   پولیمائیڈ: 3.2 سے 3.6

·   مائع کرسٹل پولیمر (LCP): 2.9۔

کھپت کا عنصر

یہ عنصر مواد کے لیے برقی توانائی کے نقصانات کی وضاحت کرتا ہے اور اسے نقصان ٹینجنٹ کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ یہ مواد کی توانائی ذخیرہ کرنے کی وضاحت کرتا ہے۔ یہ عنصر RF سرکٹس کے لیے سمجھا جاتا ہے۔ FR4 مواد کے لیے کھپت کے عنصر کی قدر 0.015 ہے۔

تھرمل چالکتا

مواد کی تھرمل چالکتا ان منصوبوں کے لیے ایک لازمی عنصر ہے جہاں اعلیٰ طاقت والے اجزاء استعمال کیے جاتے ہیں۔

چونکہ یہ کام کرنے کے وقت بورڈ پر جڑے ہوئے اجزاء سے پیدا ہونے والی حرارت کو ختم کرنے کے لیے مواد کی صلاحیت سے انکار کرتا ہے، اس لیے واٹس فی میٹر-کیلون (W/mk) اس عنصر کی پیمائش کرنے والی اکائی ہے۔ اسے K یا TC کہا جاتا ہے۔

یہ اہم عنصر ہے جو پی سی بی کی گرمی کو ختم کرنے والی خصوصیات کی وضاحت کرتا ہے۔ وہ مواد جس کی TC قدر زیادہ ہے وہ زیادہ گرمی کو ختم کرے گا اور بورڈز کے لیے اچھا کام کرے گا۔

ایلومینیم کے لیے تھرمل چالکتا کی قدر تقریباً 1 W/mK سے 3 W/mK ہے، اس لیے اس میں اچھی TC خصوصیات ہیں۔ اس کے مقابلے میں، FR4 میں تقریباً 0.3 W/mK کی تھرمل چالکتا کم ہے، اس لیے اسے گرمی کی کھپت میں دشواری کا سامنا ہے۔

مکینیکل طاقت

پی سی بی کے لیے منتخب کردہ مواد میں مناسب کام کرنے کے لیے کچھ مکینیکل خصوصیات کا ہونا ضروری ہے، جیسے کہ تناؤ کے حالات کو آسانی سے سنبھالنے کی صلاحیت، لچکدار نوعیت، اور سختی۔

مواد کو منتخب کرنے سے پہلے، چیک کریں کہ وہ آسانی سے جھٹکا یا کمپن کو سنبھال سکتے ہیں اگر وہ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں جہاں زیادہ دباؤ اور میکانی قوتیں لاگو ہوتے ہیں.

سی ٹی ای۔

CTE مواد کی تھرمل توسیع کا گتانک ہے جو گرم ہونے پر خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ مواد کو پہنچنے والے نقصان سے بچنے کے لیے CTE کی قدر محدود رینج میں ہونی چاہیے کیونکہ اگر مواد درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ تیزی سے پھیلتا ہے تو وہ خراب ہو جائیں گے۔

برقی طاقت

برقی کو سنبھالنے کے لیے مواد کی صلاحیت خرابی اسے برقی طاقت کہا جاتا ہے۔ برقی طاقت کی قدر وولٹ میں ماپا جاتا ہے۔

PCBasic کے بارے میں

آپ کے منصوبوں میں وقت پیسہ ہے - اور PCBasic اسے ملتا ہے. PCبنیادی ہے ایک پی سی بی اسمبلی کمپنی جو ہر بار تیز، بے عیب نتائج فراہم کرتا ہے۔ ہمارا جامع پی سی بی اسمبلی کی خدمات ہر قدم پر ماہر انجینئرنگ سپورٹ شامل کریں، ہر بورڈ میں اعلیٰ معیار کو یقینی بنائیں۔ بطور رہنما پی سی بی اسمبلی کارخانہ دار, ہم ایک ون اسٹاپ حل فراہم کرتے ہیں جو آپ کی سپلائی چین کو ہموار کرتا ہے۔ ہمارے اعلی درجے کے ساتھ شراکت دار پی سی بی پروٹو ٹائپ فیکٹری فوری تبدیلی اور اعلیٰ نتائج کے لیے آپ پر بھروسہ کر سکتے ہیں۔

میں مناسب پی سی بی مواد کا انتخاب کیسے کروں؟

پی سی بی کے لیے منتخب کردہ مواد میں ہیٹ مینجمنٹ کی مناسب خصوصیات ہیں کیونکہ یہ فیچر زیادہ دیر تک کام کرنے کے لیے بہترین ہے۔ اگر منتخب مواد کو صحیح طریقے سے ختم نہیں کیا جاتا ہے، تو گرمی منسلک اجزاء کے کام کو متاثر کرے گی اور آلات کی کارکردگی کو کم کرے گی۔ بورڈز پر حرارتی عنصر کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال ہونے والی بہترین تکنیک ہیٹ سنک یا دھات سے بنے ہوئے مواد کو استعمال کرنا ہے جو گرمی کو ختم کر سکتے ہیں۔

مواد کی لاگت

پی سی بی کی مینوفیکچرنگ لاگت بورڈ کے لیے منتخب کردہ مواد پر مبنی ہے۔ مواد کی قیمت بورڈ کے ڈیزائن اور کئی تہوں پر مبنی ہے. اگر بورڈ بنانے کے لیے خاص قسم کے مواد کا استعمال کیا جائے تو اس سے بھی لاگت بڑھے گی۔ بورڈ میں پرتوں کی بڑھتی ہوئی تعداد بھی اسے مہنگا بناتی ہے۔ اعلی تعدد مواد مہنگا ہے. لیکن اچھے مواد کے استعمال کی کوشش کریں، جس سے آپ کے پروجیکٹ اور منسلک آلات کو زیادہ دیر تک کام کرنے میں مدد ملے گی۔

مینوفیکچرنگ تکنیک

پی سی بی کے اچھے مواد کو استعمال کرنے کے لیے مینوفیکچرنگ تکنیک بھی اہم عوامل ہیں۔ پی سی بی مینوفیکچرنگ کے لیے استعمال ہونے والی دو عام تکنیکیں ہیں: تھرو ہول یا سرفیس ماؤنٹ ٹیکنالوجی (ایس ایم ٹی)۔ منتخب مواد کو ان طریقوں کے ساتھ مطابقت ہونا چاہیے تاکہ وہ تناؤ کے انتظام کی اچھی خصوصیات فراہم کر سکیں۔

پی سی بی بورڈز اب دنیا کی تقریباً تمام صنعتوں کا حصہ ہیں اور مختلف قسم کے پراجیکٹس اور آلات بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لہذا، PCBs کی وشوسنییتا کو برقرار رکھنا ضروری ہے۔ قابل اعتماد اور پائیدار پی سی بی بورڈز کے لیے معیاری اور اعلیٰ معیار کے مواد کی ضرورت ہے جو خصوصی منصوبوں کے لیے پی سی بی کی ضروریات کو آسانی سے پورا کر سکے۔ PCBs میں مختلف قسم کے مواد استعمال کیے جاتے ہیں، جیسے FR4، جو کہ سب سے زیادہ عام ہے، اور کچھ دیگر پولیمائیڈ، پالئیےسٹر، اور کچھ دھاتیں ہیں۔ معیاری مواد میں اچھی تھرمل کارکردگی، مکینیکل خصوصیات، اور حرارت کی کھپت کے عوامل فراہم کرنے کے لیے خصوصیات ہونی چاہئیں اور وہ مختلف ماحولیاتی حالات جیسے آکسیڈیشن اور سنکنرن کے عوامل کو سنبھال سکتے ہیں۔ مواد ماحول دوست ہونا چاہیے، انسانوں کے لیے نقصان دہ نہیں، اور آسانی سے ری سائیکل ہونا چاہیے۔ مواد کا انتخاب پراجیکٹ اور سرکٹ کی ضروریات پر مبنی ہونا چاہیے۔