پی سی بی پیڈ کیا ہے: ہر وہ چیز جو آپ کو پی سی بی میں پیڈ کے بارے میں جاننی چاہیے۔

پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز (PCBs) الیکٹرانکس کی ریڑھ کی ہڈی کے طور پر کام کرتے ہیں، فنکشنل سرکٹس بنانے کے لیے آپس میں جڑنے والے اجزاء۔ 
پی سی بی کے ڈیزائن کے سب سے اہم عناصر میں سے ایک جو اس کو فعال کرتا ہے وہ ہے پیڈز - دھاتی لینڈنگ ایریاز جو بورڈ کے نشانات اور اجزاء کی لیڈز کے درمیان انٹرفیس فراہم کرتے ہیں۔ پیڈز کو سائز، شکل، اور ترتیب کے مطابق مخصوص حصوں کے مطابق بنایا جانا چاہیے۔ 

کام کرنے والی پی سی بی اسمبلی بنانے کے لیے پیڈ ڈیزائن کو درست کرنا بہت ضروری ہے۔ اس جامع گائیڈ کا مقصد پی سی بی کے ڈیزائنرز اور انجینئرز کو پیڈ کی تعمیر، خصوصیات اور ڈیزائن کے عوامل کی گہرائی سے آگاہی فراہم کرنا ہے۔ 

لہذا، یہاں اس کی ایک جھلک ہے جس پر ہم اگلے چند منٹوں میں بحث کریں گے:

● پی سی بی پیڈز کی اقسام
● پیڈ پر ویا کیسے لگائیں۔
● بانڈ پیڈ کیا ہے؟
● PCB پیڈ ڈیزائن کے دوران تحفظات
● پی سی بی پیڈ سائزنگ کے لیے معیارات اور کیلکولیٹر
● غلط پیڈ ڈیزائن کی وجہ سے مسائل

جی ہاں، ہم ان سب کو دیکھیں گے اور پھر کچھ سوالات کا جواب دیں گے جو ہم سے پی سی بی پیڈ ڈیزائن کے ماہرین کے طور پر پوچھے گئے ہیں۔ تو، اس سے ہٹ کر، آئیے موضوع کی جڑ میں آتے ہیں۔

الیکٹرانکس میں پی سی بی پیڈ کیا ہے؟

پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ (PCB) پیڈ بورڈ پر ایک فلیٹ، دھاتی چڑھایا ہوا علاقہ ہے جو الیکٹرانک اجزاء کو ماؤنٹ کرنے اور جوڑنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ پیڈ اجزاء کی لیڈز اور ان پر تانبے کے نشانات کے درمیان انٹرفیس کا کام کرتے ہیں۔ جب ریزسٹر یا انٹیگریٹڈ سرکٹ جیسے حصے کو بورڈ میں سولڈر کیا جاتا ہے، تو اس کی لیڈز جسمانی اور برقی طور پر پیڈز سے جڑ جاتی ہیں۔

وہ مختلف شکلوں اور سائزوں میں آتے ہیں جو نصب ہونے والے اجزاء کی قسم کے مطابق ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ایک سطحی ماؤنٹ چپ ریزسٹر میں چھوٹے، مستطیل پیڈ ہو سکتے ہیں، جبکہ ایک تھرو ہول الیکٹرولائٹک کپیسیٹر بڑے کنڈلی حلقے استعمال کرتا ہے۔ ٹھوس جوڑ کو یقینی بنانے کے لیے پیڈ کا سائز حصہ کے لیڈ یا ختم کرنے کے انداز سے مماثل ہونا چاہیے۔

PCB پیڈ میکانکی طور پر جزو کو جگہ پر لنگر انداز کرتے ہیں جبکہ حصے اور ملحقہ سرکٹ کے نشانات کے درمیان کرنٹ کے بہاؤ کی اجازت دیتے ہیں۔ بورڈ پر ان کی ترتیب اور پوزیشننگ سرکٹ اسکیمیٹک میں ارادہ کے مطابق منسلک اجزاء کو مربوط کرنے کے لیے موثر روٹنگ کو قابل بناتی ہے۔ 

کام کرنے والے پی سی بی کو جمع کرنے کے لیے اچھی طرح سے ڈیزائن شدہ پیڈ ضروری ہیں۔ مناسب پیڈ کے ساتھ، اجزاء کو قابل اعتماد طریقے سے نصب کیا جا سکتا ہے اور سرکٹ فن تعمیر میں وائرڈ کیا جا سکتا ہے.

لہذا، یہ پیڈ دراصل اہم اٹیچمنٹ پوائنٹس برجنگ اجزاء اور بورڈ کے نشانات فراہم کرتے ہیں۔ ان کا ڈیزائن مینوفیکچریبلٹی، کنیکٹیویٹی، اور بلاشبہ پی سی بی کی مجموعی کارکردگی کو متاثر کرتا 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۔

پی سی بی پیڈ کی اقسام

ہمیں یقین ہے کہ اب آپ کو PCB پیڈز کے بنیادی اصولوں اور ان کے ضروری کاموں کی ٹھوس گرفت ہے۔ تاہم، ہم پی سی بی پیڈ کی مختلف اقسام کا مزید تفصیل سے جائزہ لے کر مزید گہرائی میں جائیں گے۔

تھرو ہول پیڈ

تھرو ہول پی سی بی پیڈز کو تار لیڈز کے ساتھ لیڈ والے اجزاء کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو بورڈ میں سوراخ کیے گئے سوراخوں سے گزرتے ہیں۔ پیڈ خود ایک گول اینولس ہے جو چڑھایا ہوا سوراخ کے ارد گرد ہوتا ہے۔ 
جب پی سی بی کی سطح پر اوپر سے دیکھا جائے تو یہ ایک انگوٹھی کے طور پر ظاہر ہوتا ہے جس کے بیچ میں سوراخ ہوتا ہے۔ انگوٹھی کا اندرونی قطر ڈرل شدہ سوراخ کے سائز سے میل کھاتا ہے، جبکہ بیرونی قطر اجزاء کے لیڈ کو سولڈرنگ کے لیے کافی کنڈلی رنگ کا علاقہ فراہم کرتا ہے۔

اسمبلی کے دوران، اجزاء کا سیسہ سوراخ سے گزرتا ہے اور بورڈ کے مخالف سمت تک پھیل جاتا ہے۔ اس کے بعد سیسہ کو ٹھوس مکینیکل اور برقی کنکشن بنانے کے لیے کلنچ یا سولڈر کیا جاتا ہے۔ سوراخ کا چڑھایا ہوا بیرل دونوں اطراف کے پیڈوں کو جوڑتا ہے، بورڈ کی تہوں کے درمیان ترسیل کو چالو کرتا ہے۔

تھرو ہول پیڈ مختلف سائز میں آتے ہیں جن کی بنیاد پر سیسہ کا قطر، ٹانکا لگانے کے بہاؤ کی ضروریات، اور مطلوبہ بانڈنگ طاقت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک TO-220 پاور ٹرانزسٹر بڑے 0.4" قطر کے پیڈ استعمال کر سکتا ہے، جبکہ ایک ریزسٹر میں 0.1" پیڈ ہو سکتے ہیں۔ 

ان کی انگوٹھی کی شکل بھروسے کے لیے ٹانکا لگانے والی فللیٹس کو بنانے کی اجازت دیتی ہے۔ یہ مسلسل کنیکٹرز، بڑے ٹرانسفارمرز اور دیگر اجزاء کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے جو سطح پر چڑھنے کے لیے موزوں نہیں ہیں۔

سطحی ماؤنٹ پیڈ

یہ ایسے پیڈ ہیں جو انٹیگریٹڈ سرکٹس اور اجزاء کو لیڈز یا ٹرمینیشنز کے ساتھ ایڈجسٹ کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں جو بورڈ میں سوراخوں سے نہیں گزرتے ہیں۔ اس کے بجائے، پیڈ پی سی بی کے اوپر والے حصے کو ٹانکا لگانے کے لیے فلیٹ سطح فراہم کرتے ہیں۔ 

عام سطح کے ماؤنٹ پیڈ جیومیٹریوں میں مستطیل، دائرے اور گول مستطیل شامل ہیں۔ شکل اور طول و عرض اجزاء کے لیڈ یا گیند کی ترتیب سے ملتے ہیں۔

مثال کے طور پر، ایک SOIC انٹیگریٹڈ سرکٹ پیکیج میں J-lead footer پیٹرن سے مماثل چھوٹے مستطیل پیڈ ہو سکتے ہیں۔ اس کے مقابلے میں، سیرامک ​​کیپسیٹرز اور ریزسٹرس بڑے مستطیل یا مربع پیڈ استعمال کرتے ہیں جو اپنے اختتامی اختتام کے ساتھ مطابقت رکھتے ہیں۔ پیڈز پی سی بی پر بالکل ٹھیک واقع ہوتے ہیں تاکہ نصب ہونے پر اجزاء کی لیڈ پوزیشنز کے ساتھ سیدھ میں ہوں۔

اسمبلی کے دوران، ٹانکا لگانا پیڈ پر حصہ لگانے سے پہلے لگایا جاتا ہے۔ ریفلو سولڈرنگ سوراخوں سے گزرے بغیر لیڈز کے قابل اعتماد جوڑ بناتی ہے۔ ٹانکا لگانا مزید بہتر بنانے کے لیے بورڈ میں نالیوں کے ساتھ کنارے پر لگے ہوئے پیڈ بھی استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ 

اچھی طرح سے ڈیزائن کردہ سطح کے ماؤنٹ پیڈ اعلی اجزاء کی کثافت، خودکار اسمبلی، اور چھوٹے PCB الیکٹرانکس کو قابل بناتے ہیں۔

سرفیس ماؤنٹ پیڈ فلیٹ لیڈ والے اجزاء کو براہ راست منسلک کرنے کے لیے بورڈ پر سولڈر ایبل شیلف کے طور پر کام کرتے ہیں۔ ان کا سائز، شکل، اور ترتیب مخصوص اجزاء کے خاتمے سے میل کھاتی ہے۔

بی جی اے پیڈ

BGA یا بال گرڈ ارے پیڈز، جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، انٹیگریٹڈ سرکٹ پیکجوں پر نصب ہوتے ہیں جن کے نیچے سولڈر بال ٹرمینیشن ہوتے ہیں۔ پیڈ لے آؤٹ BGA پیکج کے نقش کا عکس ہے، جس میں چھوٹے سرکلر لینڈنگ پیڈز کی ایک صف شامل ہے۔ 

عام پچ یا پیڈ کے درمیان فاصلہ 0.8mm سے 1.27mm تک ہوتا ہے۔ پیڈ کا قطر گیند کے قطر سے تھوڑا بڑا ہے تاکہ معائنے کی اجازت دی جاسکے اور رواداری کا حساب لگایا جاسکے۔

اسمبلی کے دوران، سولڈر پیسٹ BGA پیڈ پر پرنٹ یا جمع کیا جاتا ہے۔ آئی سی پیکج کی گیندوں کو بالکل سیدھ میں رکھا گیا ہے اور پیڈ پر رکھا گیا ہے۔ ریفلو سولڈرنگ آپس میں کنکشن بناتی ہے۔ نیچے کی طرف سرنی ماؤنٹنگ متعدد ان پٹ/آؤٹ پٹ کنکشن فراہم کرتی ہے بغیر جگہ استعمال کرنے والے کناروں یا پیری میٹر لیڈز کی ضرورت کے۔

BGA پیڈ لے آؤٹ استعمال کیے جانے والے مخصوص پیکج کے نقش سے مماثل ہونے کے لیے بہتر بنائے گئے ہیں۔ جن عوامل پر غور کیا جاتا ہے ان میں گیند کی مقدار، پچ، گیند کا قطر، اور بہترین بانڈنگ ایریا شامل ہیں۔ 

پی سی بی ڈیزائن کو حتمی شکل دینے سے پہلے سگنل انٹیگریٹی سمولیشن پیڈ لے آؤٹ کی تصدیق کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ پیچیدہ ICs جیسے پروسیسرز اور FPGAs کی قابل اعتماد، اعلی کثافت کی تنصیب کے حصول کے لیے درست BGA پیڈ ڈیزائن بہت ضروری ہے۔

پیڈ پر ویا کیسے لگائیں۔

پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ (PCB) کو ڈیزائن کرتے وقت، ایک اہم تکنیک جس کے بارے میں آپ کو سمجھنے کی ضرورت ہوگی وہ یہ ہے کہ پیڈ پر ویا کو مؤثر طریقے سے کیسے رکھا جائے۔ یہ عمل ملٹی لیئر بورڈز بنانے کے لیے بہت اہم ہے، جہاں بجلی کے کنکشن کو مختلف تہوں سے گزرنا چاہیے۔ 

اے ویا پی سی بی میں ایک چھوٹا سا سوراخ ہے جو دھات سے چڑھایا یا بھرا ہوا ہے، جس سے بورڈ کی مختلف تہوں کے درمیان برقی رابطہ قائم ہوتا ہے۔ ایک پیڈ پر ویا رکھنا، جو اکثر اجزاء کی لیڈز یا بڑھتے ہوئے سوراخوں کے لیے استعمال ہوتا ہے، آپ کے سرکٹ ڈیزائن سافٹ ویئر کی درستگی اور اچھی سمجھ کی ضرورت ہوتی ہے۔ 

آئیے تفصیلات اور اقدامات کا جائزہ لیتے ہیں کہ یہ آپ کے پی سی بی کے افعال کو مطلوبہ طور پر یقینی بنانے کے لیے کیسے کیا جاتا ہے۔

مرحلہ 1: بانڈ پیڈ مواد کو جمع اور پیٹرن کریں۔

پہلا قدم یہ ہے کہ بانڈ پیڈ میٹل، عام طور پر ایلومینیم یا کاپر، کو انٹیگریٹڈ سرکٹ کی سب سے اونچی دھاتی تہہ پر جمع کرنا جیسے طریقوں کو استعمال کرتے ہوئے پھٹنا یا بخارات بننا۔ فوٹو لیتھوگرافی بانڈ پیڈ لے آؤٹ کی وضاحت کرنے کے لیے ایک پیٹرن کو فوٹو ریزسٹ پرت پر منتقل کرتی ہے۔ بے نقاب جگہوں کو ہٹا دیا جاتا ہے، مطلوبہ پیڈ جیومیٹریز کو چھوڑ کر۔

مرحلہ 2: ڈائی الیکٹرک پرت جمع کریں۔

اس کے بعد، ایک ڈائی الیکٹرک موصلیت کا مواد جیسا کہ سلکان ڈائی آکسائیڈ یا نائٹرائیڈ کو کیمیائی بخارات جمع کرتے ہوئے پوری ویفر کی سطح پر جمع کیا جاتا ہے۔ یہ کنڈکٹیو پیڈز کو برقی طور پر الگ کرتا ہے۔ ڈائی الیکٹرک موٹائی ضرورت کے ذریعے کی اونچائی پر منحصر ہے۔

مرحلہ 3: فوٹوریسٹ کے ذریعے پیٹرن

ایک نئی فوٹو ریزسٹ پرت رکھی گئی ہے اور اسے بانڈ پیڈز پر منسلک مقامات کے ساتھ نمونہ بنایا گیا ہے۔ مزاحمت کو بے نقاب اور تیار کیا جاتا ہے، باقی ڈائی الیکٹرک کو ڈھانپتے ہوئے اسے سائٹس کے ذریعے ظاہر کرتا ہے۔

مرحلہ 4: سوراخ کے ذریعے Etch

اب، پیٹرن والے فوٹو ریزسٹ کو اینچ ماسک کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، ڈائی الیکٹرک کو ری ایکٹیو آئن ایچنگ کے ذریعے ہٹا دیا جاتا ہے۔ یہ انیسوٹروپک اینچ عمودی سائیڈ والز بناتا ہے، جب بنیادی بانڈ پیڈ تک پہنچ جاتا ہے تو رک جاتا ہے۔ پیڈ میں زیادہ اینچنگ سے بچنے کے لیے Etch کی گہرائی کو درست طریقے سے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

مرحلہ 5: پٹی Photoresist

اینچنگ کے ذریعے، بقیہ فوٹو ریزسٹ کو سالوینٹس یا O2 پلازما ایشنگ کے ذریعے چھین لیا جاتا ہے۔ ایک چھوٹا قدم سوراخ کے ذریعے پولیمر کی باقیات کو صاف کرتا ہے۔

مرحلہ 6: دھات کے ذریعے جمع کروائیں۔

ویاس کو ٹنگسٹن یا تانبے جیسی انتہائی کنڈکٹیو دھاتوں کا استعمال کرتے ہوئے بھرا جاتا ہے اور CVD یا الیکٹروپلاٹنگ جیسے طریقوں سے سوراخوں میں جمع کیا جاتا ہے۔ یہ بانڈ پیڈ تک برقی رابطہ قائم کرتا ہے۔

مرحلہ 7: سطح کو پلانرائز کریں۔

کیمیکل مکینیکل پالشنگ (CMP) دھاتی جمع کے ذریعے ویفر کی سطح کو پلانرائز اور ہموار کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ CMP سلوری میں کیمیکل اینچنٹس اور مکینیکل رگڑنے والے ہوتے ہیں جو اضافی دھات اور ڈائی الیکٹرک کو ہٹاتے ہیں۔ گھومنے والا پالش کرنے والا پیڈ ویفر کے خلاف دباتا ہے تاکہ پروٹریشنز کو جسمانی طور پر پیس سکے۔ یہ اس وقت تک جاری رہتا ہے جب تک کہ ایک فلیٹ سطح حاصل نہ ہو جائے، انفرادی ویاس کو الگ تھلگ کر کے۔ کھدائی کے سوراخوں میں باقی رہ جانے والی دھات بانڈ پیڈز کو برقی کنکشن فراہم کرتی ہے۔

مرحلہ 8: حتمی معائنہ

متعدد معائنہ کی تکنیکیں سی ایم پی پلانرائزیشن کے بعد سالمیت کے ذریعے پیڈ کی تصدیق کرتی ہیں۔ ہائی میگنیفیکیشن موڈ کے ساتھ آپٹیکل مائکروسکوپی ممکنہ نقائص جیسے بقایا خروںچ، ذرات، یا دھات کے ذریعے سوراخوں کی جانچ کرتی ہے۔ الیکٹران مائیکروسکوپی کو اسکین کرنا اس سے بھی زیادہ ریزولوشن امیجنگ فراہم کرتا ہے۔ کرنٹ اور پیمائش مزاحمت کو مجبور کرکے ویاس کے درمیان کھلنے اور شارٹس کے لیے الیکٹریکل پروبنگ ٹیسٹ۔ یہ اسکریننگ اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ ہر ایک کو اس کے بنیادی بانڈ پیڈ سے مضبوط کنیکٹیویٹی حاصل ہوتی ہے۔ 

مرحلہ 9: اگلی پرت جمع کریں۔

بانڈ پیڈ ویاس مکمل ہونے کے ساتھ، اگلی ڈائی الیکٹرک اور دھاتی تہوں کو جمع کرکے فیبریکیشن جاری رہتی ہے۔ اس سے میٹالائزیشن کی مزید سطحوں میں اضافہ ہوتا ہے، جو سلیکون ٹرانزسٹروں سے اوپر کی طرف بڑھتا ہے اور پیڈ انٹرفیس کی طرف آپس میں جڑ جاتا ہے۔ ڈائی الیکٹرکس برقی طور پر الگ الگ کنڈکٹیو ٹریس ہوتے ہیں، جبکہ ویاس تہوں کے درمیان عمودی کنکشن فراہم کرتے ہیں۔ مربوط سرکٹری پیڈ کے قریب پہنچ کر آہستہ آہستہ زیادہ گھنے ہوتی جاتی ہے۔ حتمی ڈھانچہ سگنلز کو چپ کے پار پیڈ میں جانے کے قابل بناتا ہے، جو اب بنے ہوئے ویاس سے جڑتے ہیں۔ 

بانڈ پیڈ کیا ہے؟

بانڈ پیڈ سیمی کنڈکٹر ڈائی یا چپ پر کنڈکٹیو ایریاز ہیں جو باریک بانڈنگ تاروں کو جوڑنے کے لیے کنکشن پوائنٹس فراہم کرتے ہیں۔ 

یہ انٹیگریٹڈ سرکٹ پر اور باہر برقی سگنلز اور طاقت کو منتقل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ بانڈ پیڈ عام طور پر ایلومینیم یا تانبے سے بنے ہوتے ہیں اور ان پر سونے یا دیگر دھاتوں سے چڑھایا جاتا ہے تاکہ تاروں کے بندھن کو فعال کیا جا سکے اور آکسیکرن کو روکا جا سکے۔

پیڈز کو ڈائی سطح کے اطراف میں رکھا جاتا ہے، درست تعداد، وقفہ کاری، اور ترتیب چپ کے ان پٹ/آؤٹ پٹ کی ضروریات پر منحصر ہے۔ 

ایک پیچیدہ پروسیسر میں سینکڑوں چھوٹے بانڈ پیڈ ہو سکتے ہیں، جبکہ ایل ای ڈی چپ کو صرف چند بڑے پیڈز کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ مائکروسکوپک سونے یا تانبے کی تاروں کے ذریعے انٹرفیس صرف 15-35 مائکرون موٹا ہوتا ہے اور تھرمل سونک یا الٹراسونک بانڈنگ کا استعمال کرتے ہوئے منسلک ہوتا ہے۔

بانڈ کی تاریں پھر پیڈ کو بیرونی پنوں یا IC پیکج کے لیڈز سے جوڑتی ہیں۔ یہ بورڈ کی سطح کے باہمی رابطوں کے لیے سگنل فین آؤٹ کو قابل بناتا ہے۔ مناسب پیڈ مواد، سائز، اور ترتیب قابل اعتماد بانڈنگ کنکشن اور برقی کارکردگی کو یقینی بناتے ہیں۔ 

بانڈ پیڈ ایک اہم انٹرفیس ہے جو چپس کو الیکٹرانک سسٹمز میں پیک اور تعینات کرنے کے قابل بناتا ہے۔ وہ سیمی کنڈکٹر آلات کے انتہائی چھوٹے پیمانے کے باوجود مواصلات کی سہولت فراہم کرتے ہیں۔ اعلی کثافت پیڈ کے انتظامات کے ساتھ، بڑی مقدار میں ڈیٹا کو ان پٹ اور آؤٹ پٹ کیا جا سکتا ہے جو IC کے ساتھ منسلک چھوٹے بانڈنگ تاروں کا استعمال کر سکتے ہیں۔

پی سی بی پیڈ ڈیزائن کے دوران کن چیزوں پر غور کیا جانا چاہیے۔

طباعت شدہ سرکٹ بورڈ پر قابل اعتماد اجزاء کی تنصیب اور باہمی ربط کو یقینی بنانے کے لیے سوچ سمجھ کر پیڈ ڈیزائن ضروری ہے۔ 

انجینئرز کو پیڈ جیومیٹریز اور ان کی مخصوص ایپلی کیشن اور منتخب اجزاء کے مطابق ترتیب دینے کی منصوبہ بندی کرتے وقت متعدد عوامل کا وزن کرنا چاہیے۔ 

لہذا، ذیل میں اہم چیزیں ہیں جن پر پی سی بی پیڈ ڈیزائن کے دوران غور کرنا ضروری ہے۔

اجزاء کی قسم اور ختم کرنے کا انداز

پیڈ کو نصب کیے جانے والے جزو کے فزیکل انٹرفیس سے مماثل ہونا چاہیے۔ مختلف حصوں کی اقسام، جیسے ریزسٹرس، کیپسیٹرز، ICs، کنیکٹرز، وغیرہ میں مختلف ٹرمینل کنفیگریشن ہوتے ہیں۔ 

مثال کے طور پر، ایک محوری لیڈڈ ریزسٹر کو ایک سوراخ کے ساتھ ایک گول پیڈ کی ضرورت ہوتی ہے، جبکہ سطحی ماؤنٹ چپ کیپسیٹر مستطیل پیڈ استعمال کرتا ہے۔ 

پیڈز کا سائز، شکل، پچ، اور لے آؤٹ کو اجزاء کے نشان پر لیڈز یا پیڈز کے ساتھ سیدھ میں ہونا چاہیے۔ یہ اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ سولڈر ایبل رابطہ والے حصے صحیح طریقے سے حصے سے مماثل ہوں۔ ڈیزائنرز کو پیڈ جیومیٹری کو ختم کرنے کے انداز کے مطابق بنانا چاہیے۔

بڑھتے ہوئے ٹیکنالوجی

تھرو ہول بمقابلہ سطحی ماؤنٹ، سولڈرنگ کا طریقہ، پریس فٹ، یا دیگر اسمبلی کے عمل جیسے عوامل پیڈ ڈیزائن کو متاثر کرتے ہیں۔ 

ویو سولڈرنگ کے لیے پیڈز کو توسیعی ٹرمینلز اور تھرمل ریلیف سپوکس کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ ریفلو سولڈرنگ کو پیسٹ لگانے کے لیے سولڈر ماسک میں اوپننگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ پریس فٹ حصوں کو تانبے کے پروٹریشن کے ساتھ سوراخوں کے ذریعے چڑھایا جاتا ہے۔ 

سولڈرنگ کے علاوہ، چپکنے والی بانڈنگ، ویلڈنگ، یا ساکٹ جیسے عوامل مناسب پیڈ کی خصوصیات کا تعین کرتے ہیں۔ پیڈ انٹرفیس مطلوبہ بڑھتے ہوئے تکنیک کے مطابق ہونا چاہئے۔

مکینیکل استحکام

جھٹکا، کمپن، اور درجہ حرارت کے جھولوں جیسے دباؤ کے خلاف پیڈ اینکر اجزاء۔ پیڈ کا مناسب سائز اور جوڑوں کی تعداد میکانکی مضبوطی کو بہتر کرتی ہے۔ بڑے پیڈ یا اضافی اینکر پیڈ بڑے، بھاری حصوں کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ 

پیڈز میں تھرمل ریلیف کٹ آؤٹ بورڈ اور پرزوں کے درمیان CTE کی مماثلت سے کریکنگ کو کم کرتے ہیں۔ دیگر پیڈ کی شکلیں سولڈر جوائنٹ کی سالمیت کو بہتر بناتی ہیں۔ مکینیکل تجزیہ مضبوط ماؤنٹنگ کے لیے موزوں پیڈ خصوصیات کا تعین کرنے میں مدد کرتا ہے۔

برقی رابطہ

کم انڈکٹنس، ہائی کرنٹ پیڈز موٹے تانبے یا تھرمل طیاروں کو پاور ڈیوائسز کے لیے استعمال کر سکتے ہیں۔ سگنل پیڈ کو نشانات کے لیے کنٹرول شدہ مائبادی کنکشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ گراؤنڈ پیڈ کو واپسی کے دھاروں کے لیے کافی وسعت کی ضرورت ہوتی ہے۔ 

سپلٹ ریفرنس طیاروں کو پیڈ زون کے درمیان تنہائی کی ضرورت ہوتی ہے۔ پرجیوی اثرات کو کم کرنا ضروری ہے۔ پیڈ ڈیزائن کا مقصد اجزاء کے فنکشن اور سرکٹ فن تعمیر کو دیکھتے ہوئے زیادہ سے زیادہ برقی کارکردگی ہے۔

تھرمل مینجمنٹ

پیڈ اجزاء سے گرمی کو بورڈ میں لے جاتے ہیں، لہذا ٹھنڈک کے لیے کافی پیڈ ایریا فراہم کیا جانا چاہیے۔ تانبے کے بڑے پیڈ یا تھرمل طیارے گرمی پھیلانے میں مدد کرتے ہیں۔ 

تھرمل ریلیفز سولڈر جوڑوں کے ذریعے ترسیل کو کم کرتے ہیں، گرم مقامات کو روکتے ہیں۔ ہیٹ سنک کو زیادہ طاقت والے حصوں کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تھرمل تجزیہ پیڈ کے سائز اور ترتیب سے آگاہ کرتا ہے تاکہ محفوظ اجزاء کے درجہ حرارت کو برقرار رکھا جا سکے۔

مینوفیکچرنگ

پیڈز کو لاگت سے موثر بورڈ بنانے کو فعال کرنا چاہیے۔ پلیٹنگ کی موٹائی، ڈرل رواداری، لیمینیشن درجہ حرارت، اور دیگر عوامل پیڈ جیومیٹریوں کو روکتے ہیں۔ نان سرکلر پیڈ ڈرلنگ کا وقت اور ٹول پہننے میں اضافہ کرتے ہیں۔ 
چھوٹے پیڈ سولڈر ماسک کی سیدھ میں رکاوٹ ہیں۔ بند پیڈ کی جگہ سولڈر برجنگ کے خطرات کو کم کرتی ہے لیکن من گھڑت کو پیچیدہ بناتی ہے۔ ڈیزائن برائے مینوفیکچرنگ (DFM) کے طریقوں کو یقینی بناتا ہے کہ پیڈ قابل اعتماد طریقے سے تیار کیے جاسکتے ہیں۔

روٹنگ کی پابندیاں

ٹریس روٹنگ کے لیے پیڈ، ویاس اور دیگر خصوصیات کے درمیان مناسب کلیئرنس درکار ہے۔ اعلی پن کاؤنٹ اجزاء اہم روٹنگ چینلز کا مطالبہ کرتے ہیں۔ پیڈ بریک آؤٹ پیٹرن بھیڑ کو دور کرتے ہیں۔ سمولیشن پیڈ پلیسمنٹ پر غور کرتے ہوئے روٹیبلٹی کی تصدیق کرتا ہے۔ مناسب پن کنکشن کے راستے کے نشانات کے لیے جگہ مختص کی جانی چاہیے۔

سگنل کی سالمیت

پیڈ کم سے کم اسٹبس کے ساتھ مماثل مائبادی نشانات میں ضم ہوجاتے ہیں۔ بڑے ویاس یا ایک سے زیادہ ویاس گراؤنڈنگ کو بہتر بناتے ہیں۔ سٹبس کے ذریعے بریک آؤٹ کو کم کیا جا سکتا ہے۔ کنٹرول شدہ روٹنگ ٹوپولوجی کراسسٹالک کو کم کرتی ہے۔ پاور اور گراؤنڈ پیڈ کو کم انڈکٹنس کنکشن کی ضرورت ہوتی ہے۔ 

محتاط پیڈ لے آؤٹ چپ پن سے بیرونی کنکشن تک سگنل کے معیار کو برقرار رکھتا ہے۔ سمولیشن اس بات کی تصدیق کرتے ہیں کہ کارکردگی ٹائمنگ مارجن کو پورا کرتی ہے۔
لہٰذا، آپ دیکھتے ہیں کہ پیڈ کے ڈیزائن کو مجموعی طور پر الیکٹریکل، تھرمل، مکینیکل، مینوفیکچرل، اور سگنل کی سالمیت کے عوامل کا حساب دینا چاہیے۔ تجزیہ اور پروٹو ٹائپنگ پیڈ جیومیٹریز کی توثیق پی سی بی کے اجراء سے پہلے تمام تقاضوں کو پورا کرتی ہے۔

پی سی بی پیڈ سائزنگ کے لیے صنعتی معیارات اور کیلکولیٹر

صنعت کے متعدد معیارات اور ڈیزائن کے وسائل مختلف اجزاء اور من گھڑت عمل کے لیے مناسب پیڈ جیومیٹریوں کی رہنمائی کرتے ہیں۔ ان ٹولز کا مقصد مختلف ایپلی کیشنز کے لیے موزوں پیڈ ڈیزائن کو یقینی بنانا ہے۔

IPC-7351 ایک وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا معیار ہے جو 0.25mm سے 6mm تک سوراخ کے سائز میں لیڈڈ اور لیڈ لیس اجزاء کے لیے تجویز کردہ پیڈ کے طول و عرض کی وضاحت کرتا ہے۔ میزیں لیڈ اسٹائل، پچ اور دیگر خصوصیات کی بنیاد پر کم از کم کنڈلی رنگ، سوراخ کے قطر، اور چیمفرز کا خاکہ پیش کرتی ہیں۔ IPC-7351 ابتدائی طور پر سوراخ والے پیڈ کے سائز کے لیے ایک نقطہ آغاز فراہم کرتا ہے۔

اضافی IPC معیارات جیسے IPC-7525 سطح کے ماؤنٹ پیڈ کی وضاحتیں عام پیکج کی طرزوں جیسے QFP، SOT-23، اور BGA سے مماثل ہیں۔ اعداد و شمار ایک منتخب جزو پیکج کے لیے موزوں پیروں کے نشانات کے انتخاب کو قابل بناتا ہے۔ اس سے ڈیزائنرز کو ثابت شدہ، صنعت کے معیاری پیڈ لے آؤٹ کو لاگو کرنے میں مدد ملتی ہے۔

آن لائن کیلکولیٹر پیرامیٹرز کو داخل کرنے کی اجازت دیتے ہیں جیسے لیڈ ڈائی میٹر، سولڈر فلیٹ کی ضروریات، اور کنڈلی رنگ مارجن۔ پھر وہ آئی پی سی کے رہنما خطوط کے مطابق پیڈ کے بہترین قطر، سوراخ کے سائز، اور رواداری کا حساب لگاتے ہیں۔ یہ ڈیٹا سے چلنے والے پیڈ کے سائز کی سہولت فراہم کرتا ہے جو خاص جزو کی قسم اور من گھڑت عمل کے لیے موزوں ہے۔

کچھ پی سی بی سافٹ ویئر ان IPC ٹیبلز اور فارمولوں کو ضم کرتے ہیں تاکہ پیکیج کی کلاس کی بنیاد پر تجویز کردہ پیڈ کی شکلیں اور طول و عرض خود بخود تیار کر سکیں۔ سی اے ڈی ٹولز لے آؤٹ رول چیکس اور پیڈ ڈیزائن کو بہتر بنانے کے لیے ڈی ایف ایم تجزیہ میں بھی مدد کرتے ہیں۔

آئی پی سی کے رہنما خطوط پر عمل کرنے کی سفارش کی جاتی ہے، تاہم اعلی کثافت یا زیادہ قابل اعتماد ایپلی کیشنز کے لیے وضاحتیں اب بھی ایڈجسٹمنٹ کی ضرورت ہو سکتی ہیں۔ ہر ڈیزائن کے لیے تھرمل، سگنل کی سالمیت، مینوفیکچریبلٹی، معائنہ کی ضروریات، اور سروس ایبلٹی گائیڈ ٹیلرنگ پیڈ جیسے عوامل۔ سمولیشن اور پروٹو ٹائپنگ اس بات کی تصدیق کرتی ہے کہ پیڈ جیومیٹریز برقی، تھرمل، مکینیکل اور فیبریکیشن کی ضروریات کو پورا کرتی ہیں۔

غلط پیڈ ڈیزائن کی وجہ سے عام مسائل

ناکافی پیڈ ڈیزائن کئی طریقوں سے وشوسنییتا اور کارکردگی کو کمزور کر سکتا ہے۔ نامناسب پیڈ جیومیٹری کی وجہ سے ہونے والے کچھ اہم مسائل میں شامل ہیں:

ناقص سولڈر جوائنٹ انٹیگریٹی

زیادہ سولڈر ایبل ایریاز فراہم کرنے کے لیے زیادہ پیڈ سائز کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے خراب گیلا ہونے، خالی جگہوں، یا کمزور کرسٹل لائن جوڑوں کا خطرہ ہوتا ہے۔ یہ جوڑ تھرمل یا کمپن کے دباؤ کے تحت ٹوٹنے کا زیادہ شکار ہوتے ہیں۔ پیڈز کے درمیان ضرورت سے زیادہ فاصلہ ملحقہ پنوں کے درمیان سولڈر برجنگ اور الیکٹریکل شارٹس کی اجازت دیتا ہے۔ 

غیر مثالی تھرمل ریلیف کٹس جوائنٹ فریمیٹر پر تناؤ کو کم کرنے کے بجائے مرتکز کرتے ہیں۔ 

ہر پیڈ ڈیزائن کی خامی سولڈر جوائنٹس کی برقی رابطے اور مکینیکل اینکرنگ کی طاقت سے سمجھوتہ کرتی ہے۔ قابل اعتماد سولڈر کنکشن کے لیے، ایک بہترین پیڈ ایریا، فاصلہ، ماسک اوپننگس، اور تھرمل ریلیفز کی ضرورت ہے۔

ناکافی مکینیکل طاقت

حد سے زیادہ چھوٹے پیڈ یا ناکافی پیڈ اینکرز جھٹکے، کمپن، یا بوجھ کو ہینڈل کرنے کے تحت اجزاء کو بورڈ سے الگ ہونے دیتے ہیں۔ بڑے انفرادی پیڈ یا اضافی پیڈ کنکشن کا استعمال مکینیکل برقرار رکھنے کی طاقت کو بہتر بناتا ہے۔ 

ٹوٹ پھوٹ کو روکنے کے لیے، بڑے، بھاری حصوں کے لیے مناسب اینکر پیڈ کو شامل کرنا چاہیے۔ کافی پیڈ ایریا اور جوڑ اجزاء کو محفوظ طریقے سے باندھنے کی کلید ہیں۔

تھرمل تناؤ

اجزاء کی لیڈز اور پی سی بی لیمینیٹ کے درمیان تھرمل توسیع کے مختلف گتانک تھرمل گھومنے پھرنے کے دوران سولڈر جوڑوں پر قینچ کا دباؤ ڈالتے ہیں۔ آپٹمائزڈ پیڈ تھرمل ریلیف کٹ اس مکینیکل بوجھ کو کم کرتے ہیں اور سولڈر تھکاوٹ یا فریکچر کو روکنے میں مدد کرتے ہیں۔ 

پیڈز کو گرمی کے بہاؤ کو ختم کرنے کے لیے کافی تانبے کے علاقے کی بھی ضرورت ہوتی ہے، جس سے لیڈز کے ارد گرد مقامی گرم مقامات کو روکا جاتا ہے۔ محتاط تھرمل پیڈ ڈیزائن درجہ حرارت سے چلنے والے دباؤ کو کم کرتا ہے۔

برقی مداخلت

ناقص پیڈ پلیسمنٹ کے لیے ضرورت سے زیادہ ٹریس لوپ والے علاقوں میں سرکٹس روٹنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ بڑے لوپس اینٹینا کی طرح کام کرتے ہیں، غیر ارادی طور پر شور اور EMI کو پھیلاتے ہیں۔ مختصر ٹریس راستوں کے ساتھ براہ راست پیڈ پوزیشننگ پرجیوی لوپ کے علاقوں کو کم کرتی ہے۔ 

کم سے کم ویاس اور شارٹ اسٹبس بھی غیر ارادی تابکاری کو محدود کرتے ہیں۔ بڑے گراؤنڈ پیڈ EMI کو مزید دبانے کے لیے کم انڈکٹنس واپسی کے راستے پیش کرتے ہیں۔

سگنل کی سالمیت کے مسائل

لمبے پیڈ اسٹبس، ایک سے زیادہ ویاس، پتلے نشانات، اور دیگر سب سے بہترین روٹنگ ہائی فریکونسی سگنلز کو روکتی ہے۔ سگنل کے معیار کو برقرار رکھنے کے لیے مناسب بریک آؤٹ اور گراؤنڈنگ کے ساتھ مماثل مائبادی پیڈ۔

مینوفیکچرنگ کے نقائص

گھنے، نان سرکلر پیڈ ڈرلنگ اور پلیٹنگ کی یکسانیت میں رکاوٹ ہیں — ناکافی ماسک ویببنگ شارٹس کو خطرہ لاحق ہے۔ سخت پیڈ وقفہ قبر کے پتھروں کا سبب بنتا ہے۔ مینوفیکچریبلٹی کے لیے ڈیزائننگ ان مسائل سے گریز کرتی ہے۔

مشکل معائنہ اور مرمت

پیڈز کو جانچ کے لیے پروبنگ کو ایڈجسٹ کرنا چاہیے۔ سخت گروہ بندی رسائی کو روکتی ہے۔ BGAs کے نیچے پوشیدہ سولڈر جوڑوں کا معائنہ نہیں کیا جا سکتا۔ بورڈز کو خدمت کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔

لاگت سے زیادہ

پیڈ کا غلط ڈیزائن مینوفیکچرنگ کو پیچیدہ بناتا ہے، پیداوار کو کم کرتا ہے، اور دوبارہ گھماؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس سے اخراجات میں اضافہ ہوتا ہے۔ قابل اعتماد پیڈ لے آؤٹ پہلی بار ایسے اخراجات سے بچیں۔

پی سی بی پیڈز کے بارے میں اکثر پوچھے گئے سوالات

ٹھیک ہے، ہم نے پی سی بی پیڈز کے بارے میں ایک طویل بات چیت کی ہے، لہذا یہ واضح ہے کہ کچھ سوالات ہیں جن کے جوابات آپ چاہتے ہیں، اور ہم یہاں فراہم کریں گے۔ 

1) پی سی بی پیڈ کس چیز سے بنے ہیں؟

پی سی بی پیڈ عام طور پر تانبے سے بنے ہوتے ہیں جن پر ٹن، سونا یا دیگر دھاتی تکمیل ہوتی ہے۔ ننگا تانبا تیزی سے آکسائڈائز ہوتا ہے، لہذا سطح کی تکمیل سنکنرن کو روکتی ہے اور سولڈریبلٹی کو بڑھاتی ہے۔ تانبا اعلی چالکتا فراہم کرتا ہے، جبکہ چڑھانا قابل اعتماد سولڈرنگ یا بانڈنگ کی اجازت دیتا ہے۔ کچھ اعلی تعدد پیڈ کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے سلور چڑھانا استعمال کرتے ہیں۔

2) پی سی بی کے لیے معیاری پیڈ کا سائز کیا ہے؟

کوئی واحد معیاری پی سی بی پیڈ سائز نہیں ہے۔ پیڈ کے طول و عرض کو لیڈ اسٹائل اور پچ، لیڈ ڈائی میٹر، سوراخ کا سائز، سولڈرنگ کا طریقہ اور دیگر عوامل کے مطابق بنایا گیا ہے۔ کم از کم سائز مناسب بانڈنگ ایریا کو یقینی بناتے ہیں، جبکہ بڑے پیڈ لاگت میں اضافہ کرتے ہیں اور روٹنگ کی جگہ کو کم کرتے ہیں۔ معیاری تھرو ہول پیڈ قطر 0.7 ملی میٹر سے 2.5 ملی میٹر تک ہے۔

3) آپ خراب شدہ پی سی بی پیڈ کی مرمت کیسے کرتے ہیں؟

ارد گرد کے علاقے کو خراب کیے بغیر خراب شدہ پیڈوں سے بقایا سولڈر کو احتیاط سے کھرچیں۔ اگر ضرورت ہو تو سولڈر وِک کا استعمال کریں۔ پیڈ کو ٹن کرنے کے لیے تھوڑی مقدار میں نیا سولڈر لگائیں، پھر جزو کو دوبارہ سولڈر کریں۔ کوندکٹو ایپوکسی پیڈ کو دوبارہ جوڑ سکتا ہے۔ مرمت کے دوران پیڈ کو زیادہ گرم کرنے سے گریز کریں۔ شدید طور پر خراب شدہ پیڈز کے لیے، پیشہ ورانہ کام کے لیے نئے تانبے کے ساتھ اوورلینگ یا تازہ پیڈ کو سامنے لانے کے لیے سوراخ کرنے کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

4) پیڈ کے سائز کا حساب کیسے لگایا جاتا ہے؟

مطلوبہ سولڈر فلیٹ پروفائل ڈرل شدہ سوراخوں کے ارد گرد کنڈلی رنگ کی چوڑائی کی رہنمائی کرتا ہے۔ سیسہ کی چوڑائی، پچ اور انداز سطح کے ماؤنٹ پیڈ کے لیے درکار علاقے کا تعین کرتے ہیں۔ کم از کم فاصلہ ملحقہ پیڈ کے درمیان پل کو روکتا ہے۔ جب بوجھ لگایا جاتا ہے تو تھرمل ریلیف سپوکس کا سائز زیادہ سے زیادہ موجودہ کثافت سے زیادہ نہ ہو۔ سگنل کی سالمیت کی نقلیں مائبادا مماثلت کی تصدیق کرتی ہیں۔

5) PCBs کے لیے نان سرکلر پیڈ کیوں استعمال کریں؟

آئتاکار، بیضوی، اور مستطیل پیڈ پیڈ کے درمیان جگہ کو بہتر بناتے ہوئے سطح کے ماؤنٹ حصوں کے لیے بانڈنگ ایریا میں اضافہ کرتے ہیں۔ یہ مشترکہ سالمیت پر سمجھوتہ کیے بغیر اعلی کثافت والے اجزاء کو بڑھنے کی اجازت دیتا ہے۔ پی سی بی پیڈ عام طور پر تانبے سے بنے ہوتے ہیں جن پر ٹن، سونا یا دیگر دھاتی تکمیل ہوتی ہے۔ 

نتیجہ

بالآخر، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ پیڈ قابل اعتماد بڑھتے ہوئے اور الیکٹرانک اجزاء کو آپس میں جوڑنے کے قابل بناتے ہیں۔ انجینئرز احتیاط سے پیڈ کے سائز، شکل، ترتیب، اور ڈیزائن کو اجزاء کے خاتمے اور من گھڑت عمل سے ملنے کے لیے تیار کرتے ہیں۔ 

صنعت کے رہنما خطوط کی پیروی ایک نقطہ آغاز فراہم کرتی ہے، لیکن مزید تجزیہ اور پروٹو ٹائپنگ اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ پیڈز درخواست کی ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔ آپٹمائزڈ پیڈز الیکٹریکل کنیکٹیویٹی، مکینیکل استحکام، تھرمل مینجمنٹ، سگنل کی سالمیت، اور مینوفیکچریبلٹی جیسے عوامل پر غور کرتے ہیں۔ 

اگرچہ چھوٹے، پیڈز پی سی بی اسمبلی کی کامیابی کو بہت زیادہ متاثر کرتے ہیں۔ اچھی طرح سے ڈیزائن کیے گئے پیڈ مصنوعات کی زندگی بھر کے دباؤ اور تناؤ کو برداشت کرتے ہیں۔ پیڈ انجینئرنگ اور پی سی بی ٹکنالوجی میں مسلسل بہتری الیکٹرانک پراڈکٹ کو منیٹورائزیشن اور کارکردگی کو آگے بڑھاتی ہے۔ 

چونکہ پیڈ سائز میں سکڑتے ہیں لیکن پیچیدگی میں بڑھتے ہیں، ان کا ڈیزائن زیادہ سے زیادہ افادیت حاصل کرنے کے لیے پیچیدہ انجینئرنگ کا مطالبہ کرتا ہے۔ اجزاء سے بورڈ انٹرفیس آنے والے سالوں تک پی سی بی کی ترقی کا ایک اہم علاقہ رہیں گے۔