پی سی بی کے ڈیزائن میں سب سے بنیادی باتوں میں سے ایک یہ تعین کرنا ہے کہ سرکٹ کی فنکشنل ضروریات کو پورا کرنے کے لیے کتنی روٹنگ لیئرز، گراؤنڈ پلینز، اور پاور پلینز کی ضرورت ہے۔ پی سی بی کا اسٹیک اپ ڈیزائن عام طور پر ایک سمجھوتہ ہوتا ہے، جس میں مختلف عوامل کو مدنظر رکھا جاتا ہے۔ ذیل میں پی سی بی اسٹیک اپ ڈیزائن کے کلیدی اصول ہیں۔
اسٹیک اپ کی منصوبہ بندی
GND اور PWR کے ساتھ بیرونی پرتیں۔: یہ پرتیں بنیادی طور پر نشانات کو روٹنگ اور مختصر کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ HDI (High-density Interconnect) ایپلی کیشنز کے لیے، دوسری پرت اکثر ایک سگنل لیئر ہوتی ہے جو باریک پچ BGA اجزاء کے درمیان نشانات کو روٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ اس HDI ایپلیکیشن میں، مینوفیکچررز عام طور پر دوسری تہہ تک رسائی کے لیے کنٹرولڈ ڈیپتھ ڈرلنگ کے لیے لیزر ڈرلنگ کا استعمال کرتے ہیں۔
پرتوں کو متوازن کرنا: تمام اسٹیک اپ میں پی سی بی کی سنٹرل لائن سے ایک متوازن پرت کا اسٹیک اپ ہونا ضروری ہے تاکہ وارپنگ کو کم یا ختم کیا جا سکے۔ CAD لے آؤٹ شروع کرنے سے پہلے prepreg (پہلے سے تیار شدہ مواد) کی قسم اور موٹائی کا تعین کرنا ضروری ہے۔
مینوفیکچرنگ کے تحفظات: CAD لے آؤٹ سے پہلے تانبے کے وزن، پری پریگ میٹریل، اور بنیادی موٹائی کا تعین کرنے کے لیے مینوفیکچرر کے ساتھ اسٹیک اپ تجزیہ کرنا ضروری ہے، جس سے کنٹرول شدہ رکاوٹ کو یقینی بنایا جائے۔
مواد کی موٹائی:
- 1.6mm FR4 مواد 2–16 تہوں کے ساتھ اسٹیک اپس کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
- 1.8mm FR4 10-20 تہوں والے اسٹیک اپس کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
- 2.3mm FR4 10-32 تہوں والے اسٹیک اپس کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
پی سی بی کی عام موٹائیاں:
- A. 0.8mm (0.031″)
- B. 1.0mm (0.040″)
- C. 1.6mm (0.062″)
- D. 1.8mm (0.070″)
- E. 2.3mm (0.090″)
- F. 3.2mm (0.125″)
اسٹیک اپ ڈیزائن کے اصول
پرت سیگمنٹیشن
ملٹی لیئر پی سی بی میں، تہوں میں عام طور پر سگنل لیئرز (S)، پاور لیئرز (P)، اور گراؤنڈ لیئرز (GND) شامل ہوتے ہیں۔ پاور اور زمینی پرتیں عام طور پر متصل ہوتی ہیں اور ملحقہ سگنل کے نشانات کے ذریعے بہنے والے کرنٹ کے لیے کم رکاوٹ واپسی کا راستہ فراہم کرتی ہیں۔ سگنل کی پرتیں زیادہ تر ان پاور یا گراؤنڈ ریفرنس ہوائی جہاز کی تہوں کے درمیان رکھی جاتی ہیں۔ ملٹی لیئر پی سی بی کی اوپری اور نیچے کی تہوں کو عام طور پر اجزاء رکھنے اور تھوڑی مقدار میں روٹنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
ایک واحد پاور ریفرنس طیارہ کا تعین
Decoupling capacitors صرف پی سی بی کے اوپر اور نیچے کی تہوں پر رکھے جائیں۔ ان کیپسیٹرز سے جڑنے والی روٹنگ، پیڈز اور ویاس ان کی کارکردگی کو نمایاں طور پر متاثر کر سکتے ہیں۔ لہذا، یہ یقینی بنانا ضروری ہے کہ ڈیکپلنگ کیپسیٹرز سے جڑنے والے نشانات زیادہ سے زیادہ چھوٹے اور چوڑے ہوں، ان نشانات سے جڑے ہوئے ویاس زیادہ سے زیادہ چھوٹے ہوں۔
متعدد پاور ریفرنس طیاروں کا تعین
متعدد پاور ریفرنس طیاروں کو الگ الگ علاقوں میں تقسیم کیا گیا ہے، ہر ایک مختلف وولٹیج کی سطح فراہم کرتا ہے۔ اگر سگنل کی پرتیں ان متعدد پاور طیاروں سے متصل ہیں، تو ان تہوں پر سگنلز کو واپسی کے خراب راستوں کا سامنا کرنا پڑ سکتا ہے، جو سگنل کی سالمیت پر منفی اثر ڈال سکتا ہے۔ لہذا، تیز رفتار ڈیجیٹل سگنل روٹنگ کو متعدد پاور ریفرنس طیاروں سے دور رکھا جانا چاہیے۔
متعدد زمینی حوالہ طیاروں کا تعین کرنا (زمینی طیارے)
متعدد زمینی حوالہ جات کرنٹ کے لیے کم رکاوٹ واپسی کا راستہ فراہم کرتے ہیں، جس سے کامن موڈ EMI (برقی مقناطیسی مداخلت) کو کم کرنے میں مدد ملتی ہے۔ گراؤنڈ اور پاور طیاروں کو مضبوطی سے جوڑا جانا چاہئے، اور سگنل کی تہوں کو بھی ملحقہ حوالہ طیاروں کے ساتھ مضبوطی سے جوڑا جانا چاہئے۔
روٹنگ کے مجموعے کو ڈیزائن کرنا
تہوں کا مجموعہ جسے سگنل ٹریس کراس کرتا ہے اسے "روٹنگ کا مجموعہ" کہا جاتا ہے۔ بہترین روٹنگ کے امتزاج کا ڈیزائن مختلف حوالوں کے طیاروں کے درمیان بہنے سے واپسی کے دھاروں کو روکتا ہے۔ مثالی طور پر، واپسی کا کرنٹ ایک حوالہ والے طیارے کے ایک نقطہ سے اسی جہاز کے دوسرے مقام پر بہنا چاہیے۔
