پی سی بیز کیسے تیار کیے جاتے ہیں۔

PCB فیبریکیشن میں ڈیزائن فائلوں کو تبدیل کرنا شامل ہے، بشمول Gerbers اور netlists، کو فزیکل سرکٹ بورڈز میں تبدیل کرنا جس پر اجزاء کو رکھا اور سولڈر کیا جا سکتا ہے۔

مینوفیکچرنگ کا عمل ڈیزائن آؤٹ پٹ فائلوں (جربرز، نیٹ لسٹ، ڈرل فائلز، وغیرہ) سے شروع ہوتا ہے۔ یہ آؤٹ پٹ فائلیں ڈیزائن کے مرحلے کے دوران تیار کی جاتی ہیں، بشمول مصنوعات کے تصورات، اسکیمیٹک ان پٹ، لے آؤٹ ڈیزائن، اور فائل جنریشن۔ اگلے مرحلے میں سرکٹ بورڈز کی ساخت اور اسمبلی شامل ہے۔

ذیل میں فلو چارٹ پی سی بی کی تعمیر میں شامل اقدامات کو ظاہر کرتا ہے۔

A. ڈیزائن اور بورڈ آؤٹ پٹ فائلیں۔

پی سی بی ڈیزائنر سے ڈیزائن فائلیں حاصل کرنے کے بعد، مینوفیکچرنگ تیزی سے شروع ہوتی ہے۔ ڈیزائنرز مینوفیکچرنگ کے لیے Gerber یا ODB پلس پلس فارمیٹ میں آؤٹ پٹ فائلیں بناتے ہیں اور اسمبلی کے لیے مواد کے بل (BOMs) بناتے ہیں۔

مینوفیکچررز مینوفیکچرنگ کے عمل میں پیدا ہونے والے ممکنہ خطرات اور غلطیوں کی نشاندہی کرنے کے لیے DFM معائنہ کرتے ہیں۔ اگر کچھ غلط ہو جائے تو ڈیزائنرز/کلائنٹس کو الرٹ کر دیا جاتا ہے۔ اس کے بعد درست فائل کو CAM (کمپیوٹر ایڈیڈ مینوفیکچرنگ) سسٹم میں فیڈ کیا جاتا ہے تاکہ آرٹ ورک کی تہوں، ڈرل ہول ڈیٹا، IPC نیٹ لسٹ کی شکل کو پہچانا جا سکے اور الیکٹرانک ڈیٹا کو تصویر میں تبدیل کیا جا سکے۔ یہ پرت آرڈر کی بھی تصدیق کرتا ہے، ڈیزائن رول چیک (DRC) چلاتا ہے، اور بہت سی دوسری چیزیں کرتا ہے۔

تمام پرتوں کا تجزیہ ایک Gerber فائل کو بطور ان پٹ استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے۔ اسٹیکنگ پلان بھی اسی کے مطابق آگے بڑھے گا۔ بعد میں، CAM مختلف مینوفیکچرنگ محکموں کے لیے آؤٹ پٹ فائلیں بنائے گا۔ آؤٹ پٹ فائلوں میں ڈرل پروگرام (سب اور مین ڈرل ہولز)، امیجنگ لیئرز، سولڈر ماسک فائل آؤٹ پٹ، روٹنگ فائلز، اور IPC نیٹ لسٹ شامل ہیں۔

B. اندرونی پرت امیجنگ

مینیچرائزیشن کی وجہ سے مینوفیکچررز زیادہ تر LDI (لیزر ڈائریکٹ امیجنگ) کا استعمال کرتے ہیں۔ انہوں نے پلاٹر نامی ایک خاص پرنٹر کا بھی استعمال کیا، جس نے سرکٹ کی تصویروں کو پرنٹ کرنے کے لیے سرکٹ لیئرز، سولڈر ماسک اور سلکس اسکرین پرتوں کی فوٹو گرافی فلمیں بنائیں۔ پینل ایک فوٹو حساس فلم پر مشتمل ہوتا ہے جسے photoresist کہتے ہیں۔ Photoresists میں فوٹو ری ایکٹو کیمیکلز کی ایک تہہ شامل ہوتی ہے جو الٹرا وایلیٹ لائٹ کے سامنے آنے پر پولیمرائز کرتی ہے۔ پینل اب کمپیوٹر کے زیر کنٹرول لیزر کے تحت ہے۔ کمپیوٹر سرکٹ بورڈ کی سطح کو اسکین کرتا ہے اور اسے ڈیجیٹل امیج میں تبدیل کرتا ہے۔ یہ ڈیجیٹل امیج پہلے سے لوڈ شدہ CAD/CAM ڈیزائن فائل سے مماثل ہے جس میں امیج کی مطلوبہ خصوصیات ہیں۔ اسی طرح اندرونی تہہ پر ایک منفی تصویر بنتی ہے۔

ایل ڈی آئی کے عمل کا بہاؤ مندرجہ ذیل تصویر میں دکھایا گیا ہے:

تصویر تیار کرنے کے بعد، غیر سخت فوٹو ریزسٹ (تحفظ کے لیے ضروری تانبے) کو الکلائن محلول کے ساتھ ہٹا دیا جاتا ہے۔

C. اینچنگ

پی سی بی مینوفیکچرنگ میں، اینچنگ بورڈ سے ناپسندیدہ تانبے (Cu) کو ہٹانے کا عمل ہے۔ ناپسندیدہ تانبا غیر سرکٹ تانبے کے سوا کچھ نہیں ہے۔ نتیجے کے طور پر، ایک مطلوبہ سرکٹ پیٹرن حاصل کیا جاتا ہے.

سرکٹ بورڈ مینوفیکچررز عام طور پر گیلے اینچنگ کے عمل کو استعمال کرتے ہیں۔ گیلی اینچنگ میں، کیمیائی محلول میں ڈبونے پر ناپسندیدہ مواد تحلیل ہو جاتا ہے۔

اینچنگ کے عمل کے دوران جن اہم پیرامیٹرز پر غور کرنا ہے وہ ہیں پینل کو جس رفتار سے حرکت میں لایا جاتا ہے، کیمیکل کا اسپرے، اور تانبے کی مقدار کو جو ہٹانا ہے۔ پورا عمل کنویئر قسم کے ہائی پریشر ایٹمائزنگ چیمبر میں کیا جاتا ہے۔

D. Photoresist اتارنے

اس عمل کے دوران، باقی photoresist کو تانبے سے دور کیا جاتا ہے. اس عمل میں پانی میں سنکنرن ذرات (کیمیائی ایجنٹوں) کو تحلیل کرنے کے لیے ہائی پریشر واٹر رینس کا استعمال شامل ہے، جو فوٹو ریزسٹ کو تباہ کر دیتے ہیں۔

E. معائنہ اور اینچنگ کے بعد پنچ

تمام تہوں کو صاف اور تیار رکھنے کے ساتھ، مینوفیکچرر اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ اندرونی تہوں پر فراہم کردہ اہداف کو استعمال کرتے ہوئے سیدھ میں سوراخوں کو پرت سے پرت کی بہتر سیدھ میں کیا جائے۔ عین مطابق اندرونی اور بیرونی پرت کی سیدھ کو حاصل کرنے کے لیے تہوں کو آپٹیکل پنچ میں رکھا جاتا ہے۔

اس طریقہ کار میں معائنہ سرکٹ بورڈ کی سطح کو بصری طور پر اسکین کرکے مکمل کیا جاتا ہے۔ سرکٹ بورڈ مختلف روشنی کے ذرائع سے روشن ہوتا ہے، جس کے لیے ایک یا زیادہ ہائی ڈیفینیشن کیمرے استعمال کیے جاتے ہیں۔ اس طرح AOI (خودکار آپٹیکل انسپیکشن) سسٹم تصدیق کے لیے بورڈ کی مکمل تصویر بناتا ہے۔

F. براؤن آکسائیڈ کوٹنگ

یہاں، تانبے کے سرکٹ پیٹرن کو براؤن آکسائیڈ کے ساتھ لیپت کیا جاتا ہے تاکہ لیمینیشن کے بعد اندرونی تہوں کے آکسیکرن اور سنکنرن کو روکا جا سکے۔ مزید برآں، یہ prepregs کے ساتھ بانڈنگ کے لیے بہتر بانڈنگ خصوصیات فراہم کرتا ہے۔

جی لیمینیشن

لامینیشن کنٹرول شدہ درجہ حرارت اور دباؤ کے تحت ایک سڈول اسٹیک میں پری پریگ، تانبے کے ورق، اندرونی کور کو باندھنے کا عمل ہے۔ یہ ایک دو قدمی عمل ہے:

اسٹیک اپ کی تیاری

بندھن

ملٹی لیئر بورڈز تانبے کے ورق، پری پریگ اور اندرونی کور سے بنے ہیں۔ یہ گرمی اور دباؤ کو لاگو کرکے ایک ساتھ رکھے جاتے ہیں۔ بہتر بانڈنگ کے لیے، مکینیکل پریس گرم اور سرد دونوں کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ بانڈر کمپیوٹر اسٹیک کو گرم کرنے، دباؤ لگانے اور اسٹیک کو کنٹرول شدہ شرح پر ٹھنڈا ہونے کی اجازت دینے کے عمل کا انتظام کرتا ہے۔

درج ذیل خاکہ LDI کے عمل کا خلاصہ کرتا ہے:

H. ڈرلنگ

ڈرلنگ کے عمل کے دوران، سوراخوں اور سیسہ کے اجزاء کے ذریعے سوراخ کریں۔ ایکس رے ڈرل اندرونی تہہ میں ہدف کا پتہ لگاتی ہے۔ مشین پائلٹ کے سوراخوں کو ٹھیک ٹھیک ڈرل کرتی ہے۔ مشین کمپیوٹر سے کنٹرول ہوتی ہے، جہاں آپریٹر ایک مخصوص ڈرلنگ پروگرام منتخب کر سکتا ہے۔ یہ XY کوآرڈینیٹ کو صحیح سمت میں رکھتا ہے۔ قطر میں 100 مائکرون تک کے سوراخوں کو ڈرل کیا جا سکتا ہے۔ مشین صحیح سائز کی ڈرل کو بھی منتخب کر سکتی ہے اور اس کے مطابق کارکردگی کا مظاہرہ کر سکتی ہے۔

سوراخ کرنے سے دھات کے سرے اٹھتے ہیں جنہیں عام طور پر بررز کہتے ہیں۔ ڈیبرنگ کا عمل سرکٹ بورڈ کی سطح سے کسی بھی گندگی یا نجاست کو ہٹاتا ہے۔

1. الیکٹرولیس کاپر چڑھانا

الیکٹروپلاٹنگ کے عمل میں پہلا قدم یہ ہے کہ سوراخ کی دیواروں پر تانبے کی ایک بہت ہی پتلی تہہ کو کیمیائی طور پر جمع کرکے سوراخ کے بیرل کو کنڈکٹیو بنایا جائے۔ اس عمل کو الیکٹرو لیس کاپر چڑھانا کہا جاتا ہے۔ رد عمل ایک اتپریرک کے ذریعہ شروع کیا جاتا ہے۔ مکمل صفائی کے بعد، پینل مسلسل کیمیائی حمام سے گزرتے ہیں۔ تانبے کی ایک تہہ تقریباً {{0}}.08 سے 0.1 مائکرون موٹی ہول بیرل اور پینل کی سطح پر جمع ہوتی ہے۔

J. بیرونی پرت امیجنگ

ہم اندرونی پرت کی امیجنگ کے لیے پینل پر photoresist استعمال کرتے ہیں۔ اسی طرح، پینل کی بیرونی تہہ کو مثبت امیج کا استعمال کرتے ہوئے امیج کیا جائے گا۔ یہاں، عمل پرنٹنگ پلیٹ اینچنگ کے طریقہ کی پیروی کرتا ہے۔ پہلے مرحلے میں پینل کو صاف کرنا شامل ہے تاکہ آلودگی اور دھول کے ذرات کو پینل پر لگنے سے روکا جا سکے۔ اگلا، photoresist کی ایک پرت پینل پر لاگو کیا جاتا ہے. اس کے بعد، LDI تصویر کو پرنٹ کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے.

K. کاپر چڑھانا

اس مرحلے میں، سوراخوں اور سطحوں کو تانبے سے الیکٹروپلیٹ کیا جاتا ہے۔ پینل کو آپریٹر کے ذریعہ فلائٹ اسٹک میں لوڈ کیا جاتا ہے۔ پینل سوراخوں اور سطحوں کو الیکٹروپلیٹ کرنے کے لیے ایک کیتھوڈ کے طور پر کام کرتا ہے، کیونکہ سوراخوں میں کنڈکٹیو تانبے کی ایک پتلی پرت جمع ہوتی ہے، جو الیکٹروپلٹنگ کے لیے تیار ہے۔ یہ خود کار طریقے سے چڑھانا لائن کی طرف سے کیا جاتا ہے. الیکٹروپلاٹنگ سے پہلے، پینلز کو متعدد حماموں میں صاف اور چالو کیا جاتا ہے۔ پینلز کے ہر سیٹ کو کمپیوٹر سے کنٹرول کیا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ وہ ہر ٹب میں ایک خاص مخصوص وقت تک رہیں۔ عام طور پر، 1 ملی موٹا تانبا سوراخ بیرل میں جمع کیا جاتا ہے.

کاپر چڑھانے کے بعد، ٹن چڑھانا اگلا ہے۔ ٹن چڑھانا ایک مزاحمت کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے. یہ بیرونی پرت کی اینچنگ کے دوران سطح کی خصوصیات جیسے کاپر پیڈ، ہول پیڈ اور سوراخ کی دیواروں کے سنکنرن کو روکتا ہے۔

L. Photoresist اتارنے

ایک بار جب پینل چڑھایا جاتا ہے، فوٹو ریزسٹ ناپسندیدہ ہو جاتا ہے اور ناپسندیدہ تانبے کو بے نقاب کرنے کے لیے اسے پینل سے چھیننے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہاں، ناپسندیدہ تانبے کو ڈھانپنے والی مزاحمت کو تحلیل کرنے اور دھونے کے لیے ایک مسلسل لائن کا استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ لفٹ-ایچ-اسٹرپنگ کے عمل کا پہلا مرحلہ ہے۔

M. فائنل Etch

اس مرحلے میں، غیر مطلوبہ بے نقاب تانبے کو امونیا اینچنٹ کا استعمال کرتے ہوئے ہٹا دیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، ٹن مطلوبہ تانبے کو پکڑ سکتا ہے. اس مقام پر، conductive علاقوں اور کنکشن مناسب طریقے سے قائم ہیں.

N. ٹن اتارنا

اینچنگ کے بعد، تانبے کے نشانات پر ٹن کی تہہ ہٹا دی جائے گی۔ ٹن کو ہٹانے کے لیے گاڑھا نائٹرک ایسڈ استعمال کیا جاتا ہے، یہ اس کے نیچے تانبے کے سرکٹ کی پٹریوں کو نقصان نہیں پہنچائے گا۔ اس کے نتیجے میں پی سی بی پر تانبے کے واضح نشانات ہوتے ہیں۔

O. سولڈر ماسک کی درخواست

سولڈر ماسک کے درج ذیل استعمال ہوتے ہیں۔

یہ نشانات کے لیے موصلیت کی مزاحمت فراہم کرتا ہے۔

ویلڈ ایبل اور نان ویلڈ ایبل ایریاز میں فرق کریں۔

غیر ویلڈ ایبل علاقوں کو سیاہی سے ڈھانپ کر ماحولیاتی حالات سے تحفظ فراہم کرتا ہے۔

ایل پی آئی (لیکوڈ فوٹو امیجنگ) ماسک سالوینٹس کو پولیمر کے ساتھ ملا کر ایک پتلی کوٹنگ بناتے ہیں جو سرکٹ بورڈ کی مختلف سطحوں پر قائم رہتی ہے۔ پرنٹر لیپت پینل کی تصویر بناتا ہے۔ مشین میں موجود یووی لائٹ صاف علاقوں میں سیاہی کو سخت کرتی ہے۔ اس کے بعد، امیجنگ پینل سے تمام غیر سخت مزاحمت کو ہٹا دیں۔

ایل پی آئی کیورنگ (خشک کرنا) سیاہی کو ڈائی الیکٹرک کے ساتھ جوڑتا ہے۔ یہ سولڈر ماسک آسنجن کی سہولت فراہم کرتا ہے۔ آخری بیکنگ مرحلہ تندور میں یا اورکت گرمی کے ذریعہ کے نیچے ہوتا ہے۔

سبز کو ایک عام سولڈر ماسک رنگ کے طور پر منتخب کیا گیا تھا کیونکہ اس سے آنکھوں پر دباؤ نہیں پڑتا۔ اس سے پہلے کہ مشینیں پیداوار اور اسمبلی کے دوران پی سی بی کا معائنہ کر سکیں، تمام معائنہ دستی طور پر کیا جاتا ہے۔ سرکٹ بورڈز کا معائنہ کرنے کے لیے ٹیکنیشنز جن اوور ہیڈ لائٹس کا استعمال کرتے ہیں وہ گرین سولڈر ماسک سے منعکس نہیں ہوتی ہیں، جس سے وہ اپنی آنکھوں کے لیے زیادہ محفوظ ہیں۔

P. سطح ختم

پی سی بی فنش سرکٹ بورڈ کے سولڈر ایبل ایریا پر ننگے تانبے اور اجزاء کے درمیان دھات سے دھاتی کنکشن ہے۔ سرکٹ بورڈ کی سبسٹریٹ تانبے کی سطح حفاظتی کوٹنگ کے بغیر آکسیکرن کے لیے حساس ہے۔ لہذا، سطح کو ختم کرنے کا اطلاق اسے آکسیکرن سے بچانے کے لیے اہم ہے۔ مزید برآں، یہ اسمبلی کے دوران بورڈ میں سولڈرنگ کے لیے اجزاء تیار کرتا ہے اور بورڈ کی شیلف لائف کو بڑھاتا ہے۔

سطح کے علاج کی مختلف اقسام ہیں۔ تاہم، سخت RoHS وضاحتوں کی وجہ سے لیڈ فری سطح کی تکمیل وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔

فنشنگ کا انتخاب کرتے وقت قیمت، ماحول، اجزاء کا انتخاب، شیلف لائف اور پیداوار جیسے عوامل پر غور کیا جانا چاہیے۔

Q. سلکس اسکرین

اس عمل میں، ایک انک جیٹ پروجیکٹر کا استعمال براہ راست سرکٹ بورڈ کے ڈیجیٹل ڈیٹا سے لیجنڈ کی تصویر کشی کے لیے کیا جاتا ہے۔ سیاہی انک جیٹ پرنٹر کا استعمال کرتے ہوئے پینل کی سطح پر اسکرین پرنٹ (گندا) ہوتی ہے۔ اس کے بعد سیاہی کو ٹھیک کرنے کے لیے پینل کو پکایا جاتا ہے۔ یہ متن کی مختلف اقسام کی وضاحت کرتا ہے جیسے پارٹ نمبرز، نام، کوڈز، لوگو وغیرہ۔

پرنٹنگ کے تین طریقے ہیں:

دستی اسکرین پرنٹنگ

براہ راست لیجنڈ پرنٹنگ

R. الیکٹریکل ٹیسٹ

ای ٹیسٹ کا مطلب ہے ننگے پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ الیکٹریکل ٹیسٹ۔ اس مرحلے میں، شارٹس، اوپن، مزاحمت، اہلیت، اور دیگر بنیادی برقی خصوصیات کے لیے ہر غیر نصب شدہ سرکٹ بورڈ کو چیک کرنے کے لیے ایک الیکٹرانک پروب کا استعمال کریں۔ ای ٹیسٹ نیٹ لسٹ فائل کے خلاف بورڈ کی چالکتا کو چیک کرتا ہے۔ نیٹ لسٹ پی سی بی کے کنڈکٹیو انٹر کنکشن پیٹرن کے بارے میں معلومات پر مشتمل ہے۔

فعالیت کو جانچنے کے لیے ناخنوں کے بستر اور فلائنگ پروب ٹیسٹنگ کو لاگو کریں۔

فلائنگ پروب ٹیسٹ

فلائنگ پروب ٹیسٹنگ ایک پروب کا استعمال کرتی ہے جو مخصوص سافٹ ویئر کے ذریعہ فراہم کردہ ہدایات کے مطابق ایک پوائنٹ سے دوسرے مقام تک جاتی ہے۔ یہ فکسچر لیس ٹیسٹنگ کا طریقہ ہے۔ شروع میں، ایک فلائنگ پروب ٹیسٹ پروگرام (FPT) تیار کیا جاتا ہے اور پھر FPT ٹیسٹر میں لوڈ کیا جاتا ہے۔ ٹیسٹر الیکٹریکل سگنلز اور پاور کو پروب پوائنٹس پر لاگو کرتا ہے، جس کے بعد ٹیسٹ کے طریقہ کار کے مطابق پیمائش کی جاتی ہے۔

ناخنوں کا بستر

ننگے تختوں کی برقی جانچ کے لیے ناخن کا بستر روایتی طریقہ ہے۔ اسے پی سی بی پر ٹیسٹ کے مقامات کے ساتھ منسلک پنوں کے ساتھ ایک ٹیسٹ ٹیمپلیٹ بنانے کی ضرورت ہے۔ عمل تیز اور بڑے پیمانے پر پیداواری نظام کے لیے موزوں ہے۔

S. تجزیہ اور وی اسکورنگ

سرکٹ بورڈز کو حتمی مینوفیکچرنگ مرحلے میں پروڈکشن پینلز سے شکل دی جاتی ہے اور کاٹ دی جاتی ہے۔ استعمال شدہ طریقہ یا تو پوسٹ ہول یا V کے سائز کا سلاٹ استعمال کرنا ہے۔ V-grooves بورڈ کے دونوں طرف ترچھے چینلز کو کاٹتے ہیں، جبکہ پوسٹ ہولز سرحد کے ساتھ ساتھ نالیوں کو چھوڑ دیتے ہیں۔ کسی بھی صورت میں، بورڈز کو پینل سے آسانی سے نکالا جا سکتا ہے۔