کسی بھی پی سی بی کو ڈیزائن کرنا مشکل ہوتا ہے، خاص طور پر جب آلات چھوٹے سے چھوٹے ہوتے جاتے ہیں۔ اعلی موجودہ پی سی بی ڈیزائن اور بھی پیچیدہ ہے کیونکہ اس میں ایک جیسی رکاوٹیں ہیں اور اس پر غور کرنے کے لیے منفرد عوامل کے ایک اضافی سیٹ کی ضرورت ہے۔
ماہرین نے پیش گوئی کی ہے کہ 2030 تک صنعتی آئی او ٹی کے لیے دوہرے ہندسوں کی سالانہ شرح نمو حاصل کرنے کے لیے ہائی پاور ڈیوائسز کی مانگ میں اضافے کا امکان ہے۔ اس رجحان کے لیے ہائی کرنٹ الیکٹرانکس میں پی سی بی ڈیزائن کو بہتر بنانے کے لیے یہاں سات اقدامات ہیں۔

1. کافی کیبل سائز کو یقینی بنائیں
اعلی موجودہ PCBS کے لیے لائن کا سائز سب سے اہم ڈیزائن کے تحفظات میں سے ایک ہے۔ کاپر کی وائرنگ کو زیادہ کمپیکٹ ڈیزائنز کے لیے چھوٹا بنایا گیا ہے، لیکن یہ زیادہ کرنٹ پر کام نہیں کرتا ہے۔ ایک چھوٹا کراس سیکشن گرمی کی کھپت کے ذریعے بجلی کی کمی کا باعث بن سکتا ہے، لہذا مناسب طور پر بڑے ٹریک سائز کی ضرورت ہے۔
آپ دو عوامل کو ایڈجسٹ کر کے تار کے کراس سیکشنل ایریا کو تبدیل کر سکتے ہیں: تار کی چوڑائی اور تانبے کی موٹائی۔ ان دونوں میں توازن رکھنا بجلی کی کھپت کو کم کرنے اور پی سی بی کے مثالی سائز کو برقرار رکھنے کی کلید ہے۔
یہ جاننے کے لیے پی سی بی لائن چوڑائی کیلکولیٹر استعمال کریں کہ کون سی چوڑائی اور موٹائی آپ کے آلے کے لیے درکار کرنٹ کی قسم کو سپورٹ کرتی ہے۔ ان ٹولز کا استعمال کرتے وقت، وائرنگ کے سائز کو ڈیزائن کرنے میں محتاط رہیں تاکہ آپ کے خیال سے زیادہ کرنٹ کو سپورٹ کیا جا سکے۔

2. اجزاء کی جگہ کے تعین پر دوبارہ غور کریں۔
اعلی موجودہ پی سی بی ڈیزائن میں اجزاء کی ترتیب ایک اور کلیدی غور ہے۔ MOSFETs اور اس سے ملتے جلتے اجزاء بہت زیادہ گرمی پیدا کرتے ہیں، لہذا یہ ضروری ہے کہ انہیں دوسرے گرم یا درجہ حرارت سے متعلق حساس مقامات سے جتنا ممکن ہو الگ تھلگ رکھا جائے۔ کم شکل کے عوامل سے نمٹنے کے دوران یہ ہمیشہ آسان نہیں ہوتا ہے۔
ایمپلیفائرز اور کنورٹرز کو MOSFETs اور دیگر حرارتی عناصر سے مناسب فاصلے پر رکھنا چاہیے۔ اگرچہ یہ کنارے پر ایک اعلی پاور زون کو برقرار رکھنے کے لئے پرکشش ہوسکتا ہے، یہ درجہ حرارت کی یکساں تقسیم کی اجازت نہیں دیتا ہے۔ اس کے بجائے، انہیں توانائی کو برقرار رکھنے کے لیے بورڈ کے اس پار سیدھی لائنوں میں رکھا جاتا ہے، جس سے گرمی زیادہ ہوتی ہے۔
سب سے پہلے سب سے زیادہ بااثر علاقوں تک پہنچنے سے، مثالی اجزاء کا تعین کرنا آسان ہے۔ سب سے پہلے، اعلی درجہ حرارت والے اجزاء کے لیے مثالی مقام کا تعین کریں۔ ایک بار جب آپ جان لیں کہ انہیں کہاں رکھنا ہے، تو آپ باقی کا استعمال خالی جگہوں کو پُر کرنے کے لیے کر سکتے ہیں۔

3. گرمی کی کھپت کے انتظام کو بہتر بنائیں
اسی طرح، اعلی موجودہ پی سی بی ایس کو بھی محتاط تھرمل مینجمنٹ کی ضرورت ہوتی ہے. زیادہ تر ایپلی کیشنز کے لیے، اس کا مطلب ہے FR4 لیمینیٹ کے شیشے کی منتقلی کے درجہ حرارت کے لیے اندرونی درجہ حرارت کو 130 ڈگری سیلسیس سے نیچے رکھنا۔ اجزاء کی جگہ کو بہتر بنانے میں مدد ملے گی، لیکن آپ کے حرارت کو کم کرنے کے اقدامات وہیں رکنے چاہئیں۔
قدرتی کنویکشن کولنگ چھوٹے کنزیومر الیکٹرانکس PCBS کے لیے کافی ہو سکتی ہے، لیکن ہو سکتا ہے کہ زیادہ پاور ایپلی کیشنز کے لیے کافی نہ ہو۔ مکینیکل ریڈی ایٹرز کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ فعال کولنگ جیسے پنکھے یا MOSFETs کے ارد گرد مائع کولنگ سسٹم بھی مدد کرتا ہے۔ تاہم، کچھ ڈیوائس ڈیزائن اتنے بڑے نہیں ہو سکتے کہ روایتی ریڈی ایٹرز یا فعال کولنگ کو ایڈجسٹ کر سکیں۔
چھوٹے لیکن اعلیٰ کارکردگی والے PCBS کے لیے، سوراخوں کے ذریعے گرمی کی کھپت ایک مفید متبادل ہے۔ سوراخوں کی ایک سیریز کے ساتھ ایک انتہائی ترسیلی دھات زیادہ حساس علاقوں تک پہنچنے سے پہلے MOSFETs یا اسی طرح کے اجزاء سے گرمی کو ہٹا دے گی۔

4. صحیح مواد استعمال کریں۔
مواد کا انتخاب اس وقت بہت فائدہ مند ہوگا جب تھرمل مینجمنٹ کو بہتر بنایا جائے اور اس بات کو یقینی بنایا جائے کہ اجزاء زیادہ کرنٹ کا مقابلہ کر سکیں۔ یہ پی سی بی کے اجزاء اور سبسٹریٹس پر لاگو ہوتا ہے۔
اگرچہ FR4 سب سے عام سبسٹریٹ ہے، لیکن یہ اعلی موجودہ PCB ڈیزائن کے لیے ہمیشہ بہترین انتخاب نہیں ہوتا ہے۔ میٹل کور پی سی بی ایس مثالی ہو سکتا ہے کیونکہ وہ FR4 جیسے سبسٹریٹس کی موصلیت اور لاگت کی تاثیر میں توازن رکھتے ہیں اور انتہائی موصل دھاتوں کی طاقت اور درجہ حرارت کی نقل مکانی کے ساتھ۔ متبادل طور پر، کچھ مینوفیکچررز خاص گرمی سے بچنے والے ٹکڑے بناتے ہیں جن پر آپ غور کر سکتے ہیں۔
ایک بار پھر، آپ کو صرف اعلی تھرمل مزاحمتی اقدار کے ساتھ اجزاء کا استعمال کرنا چاہئے. بعض اوقات، اس کا مطلب ہے ایسے مواد کا انتخاب کرنا جو زیادہ گرمی سے مزاحم ہوں، جب کہ دوسری صورتوں میں اس کا مطلب ہے ایک ہی مواد کے موٹے اجزاء کا استعمال۔ کون سا آپشن بہترین ہے اس کا انحصار آپ کے PCB سائز، بجٹ اور دستیاب سپلائرز پر ہے۔

5. کوالٹی کنٹرول کے عمل کو بہتر بنائیں
اعلی موجودہ پی سی بی ایس کی وشوسنییتا بھی پیداوار میں غلطیوں کو تلاش کرنے کا معاملہ ہے۔ اگر مینوفیکچرنگ کا عمل ان نقائص کو تلاش نہیں کر سکتا اور ان کا ازالہ نہیں کر سکتا جو اس کے فوائد کو پورا کرتے ہیں، تو مندرجہ بالا چار ڈیزائن کے انتخاب سے زیادہ بہتری نہیں آئے گی۔ پروٹو ٹائپ تکرار کے لیے مزید قابل اعتماد معیار کی جانچ بھی اہم ہے۔
پی سی بی کے معیار کو جانچنے کے لیے صحیح ٹولز کا استعمال میدان میں سب سے اہم باتوں میں سے ایک ہے۔ ڈیجیٹل آپٹیکل کمپریٹرز بطور ٹیمپلیٹس اور کورنگ روایتی طریقوں سے بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں کیونکہ وہ وقت کے ساتھ پھیلتے اور بگاڑتے ہیں، ان کی وشوسنییتا میں رکاوٹ ہیں۔ آپ کو ایسے ٹولز پر بھی غور کرنا چاہیے جو انسانی غلطی کے خطرے کو کم کرنے کے لیے خود کار طریقے سے آسان ہیں۔
قطع نظر اس کے کہ آپ جو مخصوص طریقوں اور تکنیکوں کا استعمال کرتے ہیں، تمام نقائص کا سراغ لگانا بہت ضروری ہے۔ وقت گزرنے کے ساتھ، یہ اعداد و شمار مسائل کے ظہور کے رجحانات کو ظاہر کر سکتا ہے، پی سی بی کے ڈیزائن میں زیادہ قابل اعتماد تبدیلیاں فراہم کرتا ہے۔

6. Manufacturability ڈیزائن
اعلی موجودہ پی سی بی ڈیزائن میں ایک ایسا ہی لیکن اکثر نظر انداز کیا جانے والا عنصر تیاری میں آسانی کو یقینی بنا رہا ہے۔ اگر پروڈکشن کی غلطیاں اتنی عام ہیں کہ ڈیوائس کاغذ پر موجود تصریحات پر شاذ و نادر ہی پورا اترتی ہے، تو اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا کہ PCB تھیوری میں کتنا قابل اعتماد ہے۔
حل یہ ہے کہ زیادہ سے زیادہ پیچیدہ یا پیچیدہ ڈیزائنوں سے حتی الامکان بچیں۔ اعلی موجودہ پی سی بی ایس کو ڈیزائن کرتے وقت، اپنے مینوفیکچرنگ کے عمل کو ذہن میں رکھیں، اس بات پر غور کریں کہ یہ ورک فلو انہیں کیسے پیدا کر سکتے ہیں اور کیا مسائل پیدا ہو سکتے ہیں۔ آپ غلطی سے پاک مصنوعات جتنی آسانی سے بنا سکتے ہیں، وہ اتنی ہی زیادہ قابل اعتماد ہوں گی۔
یہ قدم پروڈکشن اسٹیک ہولڈرز کے ساتھ قریبی تعاون کی ضرورت ہے۔ اگر آپ اندرون ملک مینوفیکچرنگ نہیں سنبھالتے ہیں، تو اپنے پروڈکشن پارٹنرز کو ڈیزائن کے مرحلے میں شامل کریں تاکہ مینوفیکچرنگ کے ممکنہ مسائل پر ان کا ان پٹ حاصل کیا جا سکے۔

7. اپنے فائدے کے لیے ٹیکنالوجی کا استعمال کریں۔
نئی منصوبہ بندی اور پیداوار کی تکنیکیں ان تحفظات میں توازن کو آسان بنا سکتی ہیں۔ 3D پرنٹنگ زیادہ پیچیدہ پی سی بی لے آؤٹس کو بغیر پروڈکشن کی غلطیوں کے سپورٹ کرنے کے لیے مزید ڈیزائن کی لچک کو متعارف کراتی ہے۔ اس کی درستگی آپ کو یہ یقینی بنانے کی بھی اجازت دیتی ہے کہ تانبے کی وائرنگ اپنی لمبائی کو کم کرنے اور بجلی کی کھپت کو کم سے کم کرنے کے لیے دائیں زاویہ کے بجائے ایک منحنی خطوط پر چلتی ہے۔
مصنوعی ذہانت تحقیق کے قابل ایک اور ٹیکنالوجی ہے۔ AI PCB ٹولز خود بخود اجزاء رکھ سکتے ہیں یا حقیقی دنیا میں غلطیوں کو ظاہر ہونے سے روکنے کے لیے ڈیزائن کے ممکنہ مسائل کو نمایاں کر سکتے ہیں۔ اسی طرح کے حل فزیکل پروٹو ٹائپ تیار کرنے سے پہلے PCBS کی کارکردگی کا جائزہ لینے کے لیے مختلف ٹیسٹ کے ماحول کی تقلید کر سکتے ہیں۔

اعلی موجودہ پی سی بی ڈیزائن احتیاط کی ضرورت ہے
ایک قابل اعتماد ہائی کرنٹ پی سی بی کو ڈیزائن کرنا آسان نہیں ہے، لیکن یہ ناممکن نہیں ہے۔ ان سات مراحل پر عمل کرنے سے آپ کو زیادہ موثر ہائی پاور ڈیوائسز بنانے کے لیے اپنے ڈیزائن کے عمل کو بہتر بنانے میں مدد ملے گی۔
جیسے جیسے چیزوں کا صنعتی انٹرنیٹ بڑھتا جائے گا، یہ تحفظات اور بھی اہم ہو جائیں گے۔ انہیں ابھی گلے لگانا مستقبل میں مسلسل کامیابی کی کلید ہو گا۔