پی سی بی کو ڈیزائن کرتے وقت، سرکٹ کے افعال کی ضروریات کو لاگو کرنے کے لیے سب سے بنیادی سوال یہ ہے کہ وائرنگ پرت، گراؤنڈ پلین اور پاور پلین، اور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ وائرنگ لیئر، گراؤنڈ پلین اور پاور کی کتنی ضرورت ہے۔ تہوں کی تعداد اور سرکٹ فنکشن، سگنل کی سالمیت، EMI، EMC، مینوفیکچرنگ لاگت اور دیگر ضروریات کا ہوائی جہاز کا تعین۔

زیادہ تر ڈیزائنوں کے لیے، پی سی بی کی کارکردگی کی ضروریات، ہدف کی لاگت، مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، اور سسٹم کی پیچیدگی پر بہت سے متضاد تقاضے ہیں۔ پی سی بی کا پرتدار ڈیزائن عام طور پر مختلف عوامل پر غور کرنے کے بعد ایک سمجھوتہ کرنے والا فیصلہ ہوتا ہے۔ تیز رفتار ڈیجیٹل سرکٹس اور وِسکر سرکٹس کو عام طور پر ملٹی لیئر بورڈز کے ساتھ ڈیزائن کیا جاتا ہے۔

کاسکیڈنگ ڈیزائن کے آٹھ اصول یہ ہیں:

1. Dایلمینیشن

ملٹی لیئر پی سی بی میں، عام طور پر سگنل لیئر (S)، پاور سپلائی (P) طیارہ اور گراؤنڈنگ (GND) طیارہ ہوتا ہے۔ پاور پلین اور گراؤنڈ طیارہ عام طور پر غیر منقطع ٹھوس طیارے ہوتے ہیں جو ملحقہ سگنل لائنوں کے کرنٹ کے لیے کم رکاوٹ والے موجودہ واپسی کا ایک اچھا راستہ فراہم کرتے ہیں۔

زیادہ تر سگنل کی پرتیں ان طاقت کے ذرائع یا زمینی حوالہ طیارہ کی تہوں کے درمیان واقع ہوتی ہیں، جو ہموار یا غیر متناسب بینڈڈ لائنیں بناتی ہیں۔ ملٹی لیئر پی سی بی کی اوپر اور نیچے کی تہوں کو عام طور پر اجزاء اور تھوڑی مقدار میں وائرنگ رکھنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ان سگنلز کی وائرنگ اتنی لمبی نہیں ہونی چاہیے کہ وائرنگ کی وجہ سے ہونے والی براہ راست تابکاری کو کم کیا جا سکے۔

2. واحد پاور ریفرنس ہوائی جہاز کا تعین کریں۔

بجلی کی فراہمی کی سالمیت کو حل کرنے کے لئے ڈیکپلنگ کیپسیٹرز کا استعمال ایک اہم اقدام ہے۔ Decoupling capacitors کو صرف PCB کے اوپر اور نیچے رکھا جا سکتا ہے۔ ڈیکپلنگ کیپسیٹر، سولڈر پیڈ، اور ہول پاس کی روٹنگ ڈیکپلنگ کیپسیٹر کے اثر کو سنجیدگی سے متاثر کرے گی، جس کے لیے ڈیزائن کو اس بات پر غور کرنا چاہیے کہ ڈیکپلنگ کیپسیٹر کی روٹنگ زیادہ سے زیادہ مختصر اور چوڑی ہونی چاہیے، اور سوراخ سے جڑی تار بھی جتنا ممکن ہو مختصر ہو. مثال کے طور پر، تیز رفتار ڈیجیٹل سرکٹ میں، پی سی بی کی اوپری پرت پر ڈیکپلنگ کیپسیٹر رکھنا ممکن ہے، ہائی اسپیڈ ڈیجیٹل سرکٹ (جیسے پروسیسر) کو پاور لیئر کے طور پر لیئر 2 تفویض کریں، پرت 3۔ سگنل پرت کے طور پر، اور پرت 4 ہائی سپیڈ ڈیجیٹل سرکٹ گراؤنڈ کے طور پر۔

اس کے علاوہ، اس بات کو یقینی بنانا ضروری ہے کہ ایک ہی تیز رفتار ڈیجیٹل ڈیوائس کے ذریعے چلنے والی سگنل روٹنگ وہی پاور لیئر لیتی ہے جو ریفرنس ہوائی جہاز کی ہوتی ہے، اور یہ پاور لیئر ہائی سپیڈ ڈیجیٹل ڈیوائس کی پاور سپلائی لیئر ہے۔

3. ملٹی پاور ریفرنس طیارہ کا تعین کریں۔

ملٹی پاور ریفرنس طیارہ مختلف وولٹیجز کے ساتھ کئی ٹھوس علاقوں میں تقسیم ہو جائے گا۔ اگر سگنل کی تہہ ملٹی پاور لیئر سے متصل ہے، تو قریبی سگنل لیئر پر سگنل کرنٹ ایک غیر اطمینان بخش واپسی کے راستے کا سامنا کرے گا، جو واپسی کے راستے میں خلاء کا باعث بنے گا۔

تیز رفتار ڈیجیٹل سگنلز کے لیے، یہ غیر معقول ریٹرن پاتھ ڈیزائن سنگین مسائل کا سبب بن سکتا ہے، اس لیے ضروری ہے کہ تیز رفتار ڈیجیٹل سگنل کی وائرنگ ملٹی پاور ریفرنس جہاز سے دور ہو۔

4.متعدد زمینی حوالہ طیاروں کا تعین کریں۔

 متعدد زمینی حوالہ والے طیارے (گراؤنڈنگ ہوائی جہاز) ایک اچھا کم رکاوٹ موجودہ واپسی کا راستہ فراہم کر سکتے ہیں، جو کامن موڈ EMl کو کم کر سکتا ہے۔ گراؤنڈ ہوائی جہاز اور پاور ہوائی جہاز کو مضبوطی سے جوڑا جانا چاہئے، اور سگنل کی پرت کو ملحقہ حوالہ ہوائی جہاز کے ساتھ مضبوطی سے جوڑا جانا چاہئے۔ یہ تہوں کے درمیان میڈیم کی موٹائی کو کم کرکے حاصل کیا جاسکتا ہے۔

5. وائرنگ کے امتزاج کو معقول طریقے سے ڈیزائن کریں۔

سگنل کے راستے پر پھیلی ہوئی دو تہوں کو "وائرنگ کا مجموعہ" کہا جاتا ہے۔ وائرنگ کا بہترین امتزاج اس لیے ڈیزائن کیا گیا ہے کہ واپسی کرنٹ کو ایک حوالہ سے دوسرے جہاز میں بہنے سے بچایا جائے، لیکن اس کے بجائے ایک حوالہ والے طیارے کے ایک نقطہ (چہرے) سے دوسرے کی طرف بہتا ہے۔ پیچیدہ وائرنگ کو مکمل کرنے کے لیے، وائرنگ کا انٹرلیئر کنورژن ناگزیر ہے۔ جب سگنل کو تہوں کے درمیان تبدیل کیا جاتا ہے، تو واپسی کرنٹ کو ایک حوالہ سے دوسرے جہاز میں آسانی سے بہنے کو یقینی بنایا جانا چاہیے۔ ایک ڈیزائن میں، ملحقہ تہوں کو وائرنگ کے امتزاج کے طور پر سمجھنا مناسب ہے۔

اگر سگنل کے راستے کو متعدد تہوں میں پھیلانے کی ضرورت ہے، تو اسے وائرنگ کے امتزاج کے طور پر استعمال کرنا عام طور پر مناسب ڈیزائن نہیں ہے، کیونکہ متعدد تہوں سے گزرنے والا راستہ واپسی کے دھاروں کے لیے پیچیدہ نہیں ہوتا ہے۔ اگرچہ تھرو ہول کے قریب ڈیکپلنگ کیپیسیٹر رکھ کر یا حوالہ والے طیاروں کے درمیان میڈیم کی موٹائی کو کم کر کے بہار کو کم کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ اچھا ڈیزائن نہیں ہے۔

6.وائرنگ کی سمت کا تعین کرنا

جب وائرنگ کی سمت ایک ہی سگنل لیئر پر سیٹ کی جاتی ہے، تو اس کو یقینی بنانا چاہیے کہ زیادہ تر وائرنگ کی سمتیں ہم آہنگ ہوں، اور ملحقہ سگنل لیئرز کی وائرنگ کی سمتوں سے آرتھوگونل ہونی چاہیے۔ مثال کے طور پر، ایک سگنل پرت کی وائرنگ سمت کو "Y-axis" سمت پر سیٹ کیا جا سکتا ہے، اور دوسری ملحقہ سگنل پرت کی وائرنگ کی سمت کو "X-axis" سمت پر سیٹ کیا جا سکتا ہے۔

7. اےیکساں پرت کا ڈھانچہ ڈوپٹا۔ 

ڈیزائن کردہ پی سی بی لیمینیشن سے یہ معلوم کیا جا سکتا ہے کہ کلاسیکی لیمینیشن ڈیزائن تقریباً تمام مساوی پرتوں پر مشتمل ہے، بجائے اس کے کہ طاق پرتوں کے، یہ رجحان مختلف عوامل کی وجہ سے ہوتا ہے۔

پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے مینوفیکچرنگ کے عمل سے، ہم جان سکتے ہیں کہ سرکٹ بورڈ میں تمام کوندکٹو پرت کو کور پرت پر محفوظ کیا جاتا ہے، کور پرت کا مواد عام طور پر ڈبل رخا کلڈنگ بورڈ ہوتا ہے، جب کور پرت کا مکمل استعمال ہوتا ہے۔ ، پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی conductive پرت برابر ہے

یہاں تک کہ پرت طباعت شدہ سرکٹ بورڈ کے بھی لاگت کے فوائد ہیں۔ میڈیا کی ایک تہہ اور تانبے کی کلیڈنگ کی عدم موجودگی کی وجہ سے، پی سی بی کے خام مال کی طاق نمبر والی تہوں کی قیمت پی سی بی کی مساوی تہوں کی قیمت سے قدرے کم ہے۔ تاہم، او ڈی ڈی لیئر پی سی بی کی پروسیسنگ لاگت واضح طور پر ایون لیئر پی سی بی سے زیادہ ہے کیونکہ او ڈی ڈی لیئر پی سی بی کو کور لیئر سٹرکچر کے عمل کی بنیاد پر غیر معیاری لیمینیٹڈ کور لیئر بانڈنگ کا عمل شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ عام بنیادی پرت کے ڈھانچے کے مقابلے میں، بنیادی پرت کے ڈھانچے کے باہر تانبے کی کلیڈنگ کو شامل کرنے سے پیداواری کارکردگی کم ہوگی اور پیداوار کا طویل دور ہوگا۔ لیمینیٹ کرنے سے پہلے، بیرونی بنیادی پرت کو اضافی پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے بیرونی تہہ کو کھرچنے اور خراب ہونے کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ بیرونی ہینڈلنگ میں اضافہ مینوفیکچرنگ لاگت میں نمایاں اضافہ کرے گا۔

جب پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کی اندرونی اور بیرونی تہوں کو ملٹی لیئر سرکٹ بانڈنگ کے عمل کے بعد ٹھنڈا کیا جاتا ہے، تو مختلف لیمینیشن تناؤ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ پر موڑنے کی مختلف ڈگری پیدا کرے گا۔ اور جیسے جیسے بورڈ کی موٹائی بڑھتی ہے، دو مختلف ڈھانچوں والے جامع پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کے موڑنے کا خطرہ بڑھ جاتا ہے۔ اوڈ لیئر سرکٹ بورڈز کو موڑنے میں آسانی ہوتی ہے، جبکہ ایون لیئر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ موڑنے سے بچ سکتے ہیں۔

اگر پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ کو طاق تعداد میں پاور لیئرز اور یکساں تعداد میں سگنل لیئرز کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے تو پاور لیئرز کو شامل کرنے کا طریقہ اپنایا جا سکتا ہے۔ دوسرا آسان طریقہ یہ ہے کہ دوسری سیٹنگز کو تبدیل کیے بغیر اسٹیک کے بیچ میں گراؤنڈنگ لیئر شامل کریں۔ یعنی، پی سی بی کو تہوں کی ایک طاق تعداد میں وائرڈ کیا جاتا ہے، اور پھر درمیان میں ایک گراؤنڈنگ لیئر ڈپلیکیٹ کی جاتی ہے۔

8.  لاگت پر غور کرنا

مینوفیکچرنگ لاگت کے لحاظ سے، ملٹی لیئر سرکٹ بورڈ یقینی طور پر ایک ہی پی سی بی ایریا والے سنگل اور ڈبل لیئر سرکٹ بورڈز سے زیادہ مہنگے ہیں، اور جتنی زیادہ پرتیں ہوں گی، قیمت اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ تاہم، جب سرکٹ کے فنکشنز اور سرکٹ بورڈ کی مائنیچرائزیشن پر غور کرتے ہوئے، سگنل کی سالمیت، EMl، EMC اور کارکردگی کے دیگر اشارے کو یقینی بنانے کے لیے، جہاں تک ممکن ہو ملٹی لیئر سرکٹ بورڈز کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ مجموعی طور پر، ملٹی لیئر سرکٹ بورڈز اور سنگل لیئر اور ٹو لیئر سرکٹ بورڈز کے درمیان لاگت کا فرق توقع سے زیادہ نہیں ہے۔