چھوٹے سرکٹ بورڈز کو پی سی بی سائز کو سکڑنے کے لئے ڈیزائن کرنے کے لئے نکات اور تکنیک

کسی بھی الیکٹرانک مصنوعات کے ل For ، یہ ایک پیچیدہ موبائل فون ہو یا کوئی اور آسان لاگت والا الیکٹرانکس کھلونا ، طباعت شدہ سرکٹ بورڈز (پی سی بی) ایک لازمی جز ہے۔ مصنوع کی ترقی کے چکر میں ، ڈیزائن لاگت کا انتظام ایک بہت بڑا مسئلہ ہے اور پی او سی بی او ایم میں سب سے نظرانداز اور مہنگا جزو ہے۔ پی سی بی کی قیمت سرکٹ میں استعمال ہونے والے کسی دوسرے جزو سے بہت زیادہ ہے ، لہذا پی سی بی کے سائز کو کم کرنے سے نہ صرف ہماری مصنوعات کا سائز کم ہوگا بلکہ زیادہ تر معاملات میں پیداواری لاگت بھی کم ہوجائیں گے۔ لیکن ، پی سی بی کے سائز کو کم کرنے کا طریقہ الیکٹرانکس کی تیاری میں ایک پیچیدہ سوال ہے کیونکہ پی سی بی کا سائز کچھ چیزوں پر منحصر ہوتا ہے اور اس کی حدود ہوتی ہیں۔ اس آرٹیکل میں ، ہم پی سی بی کے سائز کو کم کرنے کے لئے ڈیزائن تکنیک کی وضاحت کریں گے تجارتی آفس اور اس کے ممکنہ حل کی موازنہ کرکے۔

ٹریک کی جگہ اور اجزاء کی وقفہ کاری کو کم کرنے کے لئے ملٹی لیئر پی سی بی

ایک پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ میں اہم جگہ روٹنگ کے ذریعہ لی گئی ہے۔ پروٹو ٹائپ مرحلے ، جب بھی سرکٹ کا تجربہ کیا جاتا ہے ، ایک پرت یا زیادہ سے زیادہ ڈبل پرت پی سی بی بورڈ کا استعمال کرتا ہے۔ تاہم ، زیادہ تر وقت ، سرکٹ ایس ایم ڈی (سطحی ماؤنٹ ڈیوائسز) کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جاتا ہے جو ڈیزائنر کو ڈبل پرت سرکٹ بورڈ استعمال کرنے پر مجبور کرتا ہے ۔ بورڈ کو ڈبل پرت میں ڈیزائن کرنے سے تمام اجزاء تک سطح کی رسید کھل جاتی ہے اور نشانات کو روٹ کرنے کے لئے بورڈ کو خالی جگہ مہیا ہوتی ہے۔ بورڈ کی سطح کی جگہ ایک بار پھر بڑھ سکتی ہے اگر بورڈ کی پرت دو پرتوں سے زیادہ بڑھ جاتی ہے ، مثال کے طور پر ، چار یا چھ پرتیں۔ لیکن ، ایک خرابی ہے۔ اگر بورڈ دو ، چار ، یا اس سے بھی زیادہ پرتوں کا استعمال کرتے ہوئے ڈیزائن کیا گیا ہے تو ، سرکٹ کی جانچ ، مرمت اور دوبارہ کام کرنے کے معاملے میں بہت بڑی پیچیدگی پیدا کردیتی ہے۔

لہذا ، متعدد پرتیں (بنیادی طور پر چار پرتیں) تب ہی ممکن ہیں اگر بورڈ پروٹو ٹائپ مرحلے میں اچھی طرح سے جانچ لیا جائے۔ بورڈ کے سائز کے علاوہ ، ڈیزائن کا وقت بھی ایک ہی بڑے سرکل یا ڈبل ​​تہوں والے بورڈ میں اسی سرکٹ کو ڈیزائن کرنے سے کہیں کم ہے۔

عام طور پر ، پاور ٹریسز اور گراؤنڈ ریٹرن راستہ پُر کرنے والی پرتوں کو اعلی موجودہ راستوں کے طور پر پہچانا جاتا ہے ، لہذا انہیں موٹے نشانات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان اعلی نشانات کو اوپر یا نیچے تہوں میں روٹ کیا جاسکتا ہے اور کم موجودہ راستے یا سگنل پرتیں چار پرتوں پی سی بی میں اندرونی تہوں کے طور پر استعمال کی جاسکتی ہیں۔ نیچے کی تصویر 4 پرت پی سی بی کو دکھاتی ہے۔

لیکن وہاں عام تجارت ہے۔ ملٹی لیئر پی سی بی کی قیمت سنگل پرت بورڈ سے زیادہ ہے۔ اس طرح ، سنگل یا ڈبل ​​پرت بورڈ کو چار پرتوں پی سی بی میں تبدیل کرنے سے پہلے لاگت کے مقصد کا حساب لگانا ضروری ہے۔ لیکن تہوں کی تعداد میں اضافہ بورڈ کے سائز کو ڈرامائی طور پر تبدیل کرسکتا ہے۔

کاپر کی موٹائی کو تبدیل کرکے تھرمل ایشوز کا انتظام کرنا

پی سی بی اعلی موجودہ سرکٹ ڈیزائن کے لB ایک بہت ہی مفید کیس میں حصہ ڈالتا ہے ، جو پی سی بی میں تھرمل مینجمنٹ ہے ۔ جب ایک اعلی موجودہ پی سی بی ٹریس کے ذریعے بہتا ہے ، تو یہ گرمی کی کھپت کو بڑھاتا ہے اور راستوں پر مزاحمت پیدا کرتا ہے۔ تاہم ، اعلی موجودہ راستوں کا انتظام کرنے کے لئے وقف موٹی نشانات کے علاوہ ، پی سی بی کا ایک بڑا فائدہ پی سی بی گرمی کی ڈوبیاں پیدا کرنا ہے ۔ لہذا ، اگر سرکٹ ڈیزائن تھرمل مینجمنٹ کے ل PC پی سی بی کاپر کے علاقے کی ایک قابل ذکر مقدار کا استعمال کررہا ہے یا اعلی موجودہ نشانات کے ل huge بھاری جگہیں مختص کررہا ہے تو ، تانبے کی پرت کی موٹائی میں اضافہ کرکے بورڈ کا سائز سکڑ سکتا ہے ۔

IPC2221A کے مطابق ، ایک ڈیزائنر کو مطلوبہ موجودہ راستوں کے لئے کم از کم ٹریس چوڑائی کا استعمال کرنا چاہئے ، لیکن کل ٹریس ایریا کے بارے میں غور کیا جانا چاہئے۔ عام طور پر ، پی سی بی میں تانبے کی پرت کی موٹائی 1 اوز (35 ملی میٹر) ہوتی تھی۔ لیکن تانبے کی موٹائی میں اضافہ کیا جاسکتا ہے۔ لہذا ، سادہ ریاضی کا استعمال کرکے ، 2 اوز (70um) کی لمبائی کو دوگنا کرنے سے ٹریس سائز نصف وسیع موجودہ صلاحیت کے مطابق کم ہوسکتا ہے۔ اس کے علاوہ ، 2 اوز تانبے کی موٹائی پی سی بی پر مبنی گرمی سنک کے ل beneficial بھی فائدہ مند ثابت ہوسکتی ہے۔ یہاں تانبے کی بھاری صلاحیت بھی ہے جو دستیاب بھی ہوسکتی ہے جو 4 اوز سے لے کر 10 اوز تک ہوتی ہے۔

اس طرح ، تانبے کی موٹائی میں اضافہ پی سی بی کے سائز کو مؤثر طریقے سے کم کرتا ہے۔ آئیے دیکھتے ہیں کہ یہ کس طرح کارآمد ہوسکتا ہے۔ پی سی بی ٹریس کی چوڑائی کا حساب لگانے کے لئے نیچے کی تصویر ایک آن لائن پر مبنی کیلکولیٹر ہے ۔

موجودہ کی قیمت جو ٹریس کے ذریعے بہے گی وہ 1A ہے۔ تانبے کی موٹائی 1 اوز (35 ام) مقرر کی گئی ہے۔ ٹریس پر درجہ حرارت میں اضافہ 25 ڈگری سیلسیس محیطی درجہ حرارت پر 10 ڈگری ہوگا۔ IPC2221A معیار کے مطابق ٹریس چوڑائی کا آؤٹ پٹ ہے۔

اب ، اسی تصریح میں ، اگر تانبے کی موٹائی میں اضافہ کیا جائے تو ، ٹریس کی چوڑائی کو کم کیا جاسکتا ہے۔

جس موٹائی کی ضرورت ہے وہ صرف-

اجزاء پیکیج کا انتخاب

سرکٹ ڈیزائن میں اجزاء کا انتخاب ایک بڑی چیز ہے۔ الیکٹرانکس میں ایک جیسے لیکن مختلف پیکیج اجزاء دستیاب ہیں۔ مثال کے طور پر ،.125 واٹ کی درجہ بندی والا ایک سادہ ریزسٹر مختلف پیکجوں میں دستیاب ہوسکتا ہے ، جیسے 0402 ، 0603 ، 0805 ، 1210 ، وغیرہ۔

زیادہ تر وقت میں ، پروٹوٹائپ پی سی بی بڑے اجزاء کا استعمال کرتا ہے جو 0805 یا 1210 ریزٹرز کے ساتھ ساتھ غیر پولرائزڈ کیپسیٹرز کو عام سے کہیں زیادہ کلیئرنس کے ساتھ استعمال کرتے ہیں کیونکہ ہینڈل کرنے ، سولڈر کرنے ، تبدیل کرنے یا جانچنے میں آسان کام ہوتا ہے۔ لیکن اس تدبیر کا اختتام بورڈ کی ایک بہت بڑی جگہ پر ہے۔ پیداوار کے مرحلے کے دوران ، اجزاء کو ایک ہی درجہ بندی کے ساتھ چھوٹے پیکیج میں تبدیل کیا جاسکتا ہے اور بورڈ کی جگہ سکیڑ سکتی ہے۔ ہم ان اجزاء کے پیکیج کے سائز کو کم کرسکتے ہیں۔

لیکن صورتحال یہ ہے کہ کون سا پیکیج منتخب کرنا ہے؟ 0402 کے مقابلے میں چھوٹے پیکیجوں کا استعمال کرنا ناقابل عمل ہے کیونکہ معیاری چن اور جگہ کی مشینیں جو پیداوار کے لئے دستیاب ہیں ان میں 0402 سے چھوٹے ایس ایم ڈی پیکجوں کو سنبھالنے کی حدود ہوسکتی ہیں۔

چھوٹے اجزاء کی ایک اور خرابی بجلی کی درجہ بندی ہے۔ 0603 سے چھوٹے پیکیج 0805 یا 1210 کے مقابلے میں بہت کم موجودہ کو سنبھال سکتے ہیں۔ لہذا ، مناسب اجزاء کو منتخب کرنے کے لئے محتاط غور و فکر کی ضرورت ہے۔ ایسی صورت میں ، جب بھی پی سی بی کے سائز کو کم کرنے کے ل the چھوٹے پیکیجز کا استعمال نہیں کیا جاسکتا ہے تو ، کوئی بھی پیکیج کے نقشوں میں ترمیم کرسکتا ہے اور جہاں تک ممکن ہو اجزا پیڈ کو سکڑ سکتا ہے۔ ڈیزائنر پیروں کے نشانات تبدیل کرکے چیزوں کو تھوڑا سخت کرنے میں کامیاب ہوسکتا ہے۔ ڈیزائن رواداری کی وجہ سے ، دستیاب پہلے سے طے شدہ پیروں کا نشان ایک عام زیر اثر ہے جو پیکجوں کے کسی بھی ورژن کو روک سکتا ہے۔ مثال کے طور پر ، 0805 پیکجوں کا نقشہ اس طرح بنایا گیا ہے کہ وہ 0805 کے لئے زیادہ سے زیادہ مختلف حالتوں کا احاطہ کرسکے۔ تغیرات مینوفیکچرنگ کی اہلیت کے فرق کی وجہ سے ہوتی ہیں۔مختلف کمپنیاں مختلف پروڈکشن مشینیں استعمال کرتی ہیں جو ایک ہی 0805 پیکیج کے ل different مختلف رواداری رکھتے تھے۔ اس طرح ، پہلے سے طے شدہ پیکیج کے نقوش ضرورت سے کہیں زیادہ بڑے ہوتے ہیں۔

کوئی شخص مخصوص حص componentsوں کی ڈیٹا شیٹ کا استعمال کرکے دستی طور پر ترمیم کرسکتا ہے اور ضرورت کے مطابق پیڈ کے سائز کو سکڑ سکتا ہے۔

بورڈ کے سائز کو ایس ایم ڈی پر مبنی الیکٹرولائٹک کیپسیٹرس کا استعمال کرتے ہوئے بھی سکڑ سکتا ہے کیونکہ ایسا لگتا ہے کہ ان میں ایک ہی درجہ بندی والے بذریعہ سوراخ والے اجزاء کے مقابلے میں چھوٹے قطر لگے ہیں۔

نیا ایج کومپیکٹ رابط

ایک اور جگہ کی بھوک لگی جڑ کنیکٹر ہیں۔ رابط بڑے بورڈ کی جگہ کا استعمال کرتے ہیں اور زیر اثر اعلی قطر کے پیڈ بھی استعمال کرتے ہیں۔ اگر موجودہ اور وولٹیج کی درجہ بندی کی اجازت ہو تو کنیکٹر کی اقسام کو تبدیل کرنا بہت مفید ثابت ہوسکتا ہے۔

کنیکٹر تیار کرنے والی کمپنی ، مثال کے طور پر ، مولیکس یا ورتھ الیکٹرانکس یا کوئی دوسری بڑی کمپنیاں ہمیشہ متعدد سائز پر مبنی ایک ہی قسم کے رابط فراہم کرتی ہیں۔ اس طرح ، صحیح سائز کا انتخاب لاگت کے ساتھ ساتھ بورڈ کی جگہ بھی بچاسکتا ہے۔

مزاحمتی نیٹ ورکس

بنیادی طور پر مائکروکونٹرولر پر مبنی ڈیزائن میں ، سیریز پاس مزاحم کار وہی ہوتے ہیں جو مائکروکانٹرولر کو IO پنوں کے ذریعہ اعلی موجودہ بہاؤ سے بچانے کے لئے ہمیشہ کی ضرورت ہوتی ہے۔ لہذا ، 8 سے زیادہ ریزسٹرس ، کبھی کبھی 16 سے زیادہ ریسٹرز کو سیریز پاس مزاحم کے طور پر استعمال کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ ریسسٹرز کی اتنی بڑی تعداد نے پی سی بی میں بہت زیادہ جگہیں شامل کردی ہیں۔ مزاحمتی نیٹ ورک استعمال کرکے یہ مسئلہ حل ہوسکتا ہے۔ ایک عام 1210 پیکیج پر مبنی ریزٹر نیٹ ورک 4 یا 6 ریسسٹٹرز کے لئے جگہ بچاسکتا ہے۔ 1206 پیکج میں مندرجہ ذیل تصویر 5 ریزٹر ہے۔

معیاری پیکیجز کے بجائے اسٹیکڈ پیکجز

بہت سارے ڈیزائن ایسے ہیں جن کو مختلف مقاصد کے ل multiple ایک سے زیادہ ٹرانجسٹروں یا اس سے بھی زیادہ دو MOSFETs کی ضرورت ہوتی ہے۔ انفرادی ٹرانجسٹروں یا موسفٹس کو شامل کرنے سے سجا دیئے گئے پیکجوں کے استعمال سے کہیں زیادہ جگہ ختم ہوسکتی ہے۔

بہت سے اختیارات ہیں جو ایک ہی پیکیج میں متعدد اجزاء استعمال کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ڈوئل موسفٹ یا کواڈ MOSFET پیکیج بھی دستیاب ہیں جو صرف ایک موسفٹ کی جگہ لیتے ہیں اور بورڈ کی بڑی جگہ بچاسکتے ہیں۔

ان چالوں کو لگ بھگ ہر جزو پر لاگو کیا جاسکتا ہے۔ اس سے بورڈ کی چھوٹی جگہ آجاتی ہے اور بونس پوائنٹ ہوتا ہے ، بعض اوقات ان اجزاء کی لاگت انفرادی اجزاء کے استعمال سے کم ہوتی ہے۔

مندرجہ بالا نکات پی سی بی کے سائز میں کمی کا ممکنہ راستہ ہیں۔ تاہم ، قیمت ، پیچیدگی بمقابلہ پی سی بی سائز میں ہمیشہ فیصلے سے متعلق کچھ اہم تجارت ہوتی ہے۔ کسی کو عین مطابق راستہ منتخب کرنے کی ضرورت ہے جو ہدف کی درخواست پر منحصر ہو یا اس مخصوص ٹارگٹ سرکٹ ڈیزائن کے لئے۔