میٹل ڈوم پی سی بی پیڈ اور لے آؤٹ ڈیزائن گائیڈ: پاؤں کے نشانات، سولڈر ایبلٹی اور برقی تصدیق

دھاتی گنبد کے سوئچ میکانکی طور پر سادہ اور برقی طور پر کام کرنے والے ہوتے ہیں۔ گنبد ایک سٹین لیس سٹیل کی ڈسک ہے جو ایکٹیویشن فورس تک پہنچنے پر مرکز کے ذریعے چھین لیتی ہے، جو پی سی بی پر سینٹر پیڈ اور اینولر رنگ پیڈ کے درمیان سرکٹ کو بند کر دیتی ہے۔ سپرش معیار اور رابطے کی وشوسنییتا کا تعین پی سی بی کے لے آؤٹ سے اتنا ہی ہوتا ہے جتنا کہ گنبد خود کرتا ہے۔ پیڈ جیومیٹری کو صحیح طریقے سے حاصل کریں اور سوئچ ڈیٹا شیٹ میں قوت اور زندگی کے اعداد و شمار کو انجام دیتا ہے۔ اسے غلط سمجھیں اور وہی گنبد مزاحمت میں بڑھے گا، اس کا چڑھانا پہن جائے گا، یا درجہ بندی کی زندگی سے بہت پہلے وقفے وقفے سے ناکام ہوجائے گا۔ یہ گائیڈ ترتیب کے قواعد کو جمع کرتی ہے جو حقیقت میں اہم ہیں، صارفین، صنعتی اور آٹوموٹیو پروگراموں میں پیداواری تجربے کی بنیاد پر۔

پیڈ جیومیٹری: دو-پیڈ آرکیٹیکچر

معیاری گنبد کا رابطہ پی سی بی پر دو پیڈ استعمال کرتا ہے: ایک سنٹر پیڈ اور ایک اینولر رِنگ پیڈ جو اس کے چاروں طرف ہوتا ہے، تانبے میں ایک خلا سے الگ ہوتا ہے۔ جب گنبد ٹوٹ جاتا ہے، تو اس کا رابطہ انگوٹھی خلا کو پُر کرتا ہے اور دونوں پیڈوں کو جوڑتا ہے۔ تین جہتیں جیومیٹری کی وضاحت کرتی ہیں، اور ہر ایک کی ورکنگ رینج ہوتی ہے:

• سینٹر پیڈ قطر:عام طور پر گنبد کے رابطہ رنگ کے قطر کا 50-70٪۔ اگر سینٹر پیڈ بہت بڑا ہے تو، گنبد کی بیرونی انگوٹھی اس سے براہ راست رابطہ کر سکتی ہے اور سوئچ کو مختصر کر کے مستقل طور پر بند کر سکتا ہے۔ اگر یہ بہت چھوٹا ہے تو، گنبد کا رابطہ قابل اعتماد طریقے سے نہیں بیٹھ سکتا یا سولڈر/پلیٹنگ فنش کے لیے پیڈ ایریا ناکافی ہے۔
• کنڈلی انگوٹی پیڈ:بیرونی پیڈ کی چوڑائی عام طور پر 0.4-0.8 ملی میٹر تانبے کی ہوتی ہے، جس کا سائز گنبد کی انگوٹھی کے رابطے کے مقام اور سوئچ کے ذریعے روٹنگ کو لے جانے یا اس سے دور ہونے کے لیے ہوتا ہے۔ انگوٹھی منقطع ہونے کی بجائے مرکز کے پیڈ کے گرد مسلسل ہونی چاہیے، اس لیے گنبد اپنی گردشی پوزیشن سے قطع نظر ایک ہی برقی جال سے رابطہ کرتا ہے۔
• پیڈ کے درمیان فرق:زیادہ تر گنبد کے سائز کے لیے 0.3-0.5mm کام کرنے کی حد ہے۔ ایک بہت وسیع خلا رابطے کے علاقے کو کم کرتا ہے اور رابطے کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے۔ ایک بہت تنگ فاصلہ سولڈر برج یا پیڈ پر چڑھانے والے پل کو خطرہ لاتا ہے، جو سوئچ کو شارٹ کرتا ہے۔

گنبد کا قطر مطلق نمبروں کو چلاتا ہے: ایک 5mm کا گنبد تقریباً 2.2-2.6mm کا سینٹر پیڈ اور 3.6-4.2mm بیرونی قطر کے ساتھ ایک انگوٹھی استعمال کرتا ہے۔ متناسب طور پر 12 ملی میٹر کا گنبد ترازو۔ شک ہونے پر، گنبد فراہم کنندہ کے فوٹ پرنٹ ڈرائنگ کو مخصوص گنبد کے سائز کے لیے درخواست کریں بجائے اس کے کہ کسی مختلف سائز سے نکالیں۔

سطح ختم: رابطہ انٹرفیس

گنبد کا رابطہ ہر ایکٹیویشن کے ساتھ پیڈ کی سطح کو صاف کرتا ہے، لہذا پیڈ فنش زندگی کے دوران رابطے کی مزاحمت کے رجحان کا تعین کرتا ہے۔ گنبد ایپلی کیشنز کی کارکردگی کے لحاظ سے عملی انتخاب:

• ENIG (الیکٹرو لیس نکل وسرجن گولڈ):گنبد سوئچ پیڈ کے لیے معیاری انتخاب۔ نکل کی رکاوٹ تانبے کی منتقلی کو روکتی ہے اور سونے کی پتلی تہہ ایک مستحکم، کم-مزاحمت والی رابطہ سطح فراہم کرتی ہے جو ایکٹیویشن بجٹ سے بچ جاتی ہے۔ عام ENIG سونے کی موٹائی 0.05-0.1µm 3-6µm نکل سے زیادہ۔
• وسرجن چاندی:لاگت-حساس بورڈز کا متبادل؛ چاندی کی سطح ایک اچھا رابطہ انٹرفیس ہے لیکن مرطوب ماحول میں تیزی سے داغدار ہوتا ہے، اس لیے یہ مہر بند یا خشک ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔
• HASL:گنبد پیڈ کے لئے سفارش کی نہیں ہے. ٹانکا لگانے والی سطح ناہموار ہے اور گنبد کا رابطہ چوٹیوں پر لٹک سکتا ہے، ایکٹیویشن فورس کے احساس اور رابطے کی مزاحمت کو تبدیل کرتا ہے۔
• OSP:کم-زندگی کے لیے قابل استعمال، کم-لاگت والے ایپلی کیشنز جہاں ڈوم لگانے کے بعد بورڈ کو سولڈر کیا جاتا ہے، لیکن نامیاتی کوٹنگ رابطے کی سطح کو اس طرح محفوظ نہیں رکھتی جس طرح دھات کی تکمیل کرتی ہے، اور زندگی پر مزاحمت زیادہ ہوتی ہے۔

آٹوموٹو اور طبی پروگراموں کے لیے جہاں زندگی اور مزاحمت کی وضاحت کی گئی ہے، ENIG ڈیفالٹ ہے اور پلیٹنگ کی تصدیق پہلے-آرٹیکل سے کی جاتی ہے۔ پیڈ فنش گنبد چڑھانے کے ساتھ بھی تعامل کرتا ہے: ENIG پیڈ پر سونے کا-پلایا ہوا گنبد سب سے زیادہ مستحکم امتزاج ہے، جبکہ چاندی کا چڑھایا ہوا گنبد ایک وسرجن سلور پیڈ پر مہر بند ماڈیولز کے لیے قیمت-بہتر جوڑا ہے۔

فوٹ پرنٹ پلیسمنٹ اور الائنمنٹ

گنبد اور پیڈ کے درمیان صف بندی سوئچ کی کارکردگی کی شکایات کی واحد سب سے عام وجہ ہے۔ گنبد کو پیڈ سیٹ کے ساتھ مرتکز ہونا چاہیے۔ یہاں تک کہ 0.2 ملی میٹر تک کا ایک گنبد طاقت کے منحنی خطوط کو تبدیل کرتا ہے اور کنڈکٹ رِنگ کو کنڈلی پیڈ سے ہٹا سکتا ہے۔ تین اصول صف بندی کو کنٹرول میں رکھتے ہیں:

• گنبد فراہم کنندہ کی فٹ پرنٹ پرت کا استعمال کریں:پیڈز کو سپلائی کرنے والے کے تجویز کردہ فٹ پرنٹ سے عین گنبد کے سائز کے لیے رکھیں، نہ کہ عام سوئچ کی علامت سے۔ پاؤں کے نشان میں پیڈ کوآرڈینیٹ گنبد کی رابطہ انگوٹی میں ماپا جاتا ہے۔
• گنبد پلیسمنٹ ڈیٹم کی وضاحت کریں:ہاتھ سے-لگائی گئی یا نیم-خودکار جگہ کا تعین کرنے کے لیے، PCB سلک اسکرین کو گنبد کی آؤٹ لائن یا سینٹر کراس کو نشان زد کرنا چاہیے؛ خودکار جگہ کا تعین کرنے کے لیے، پک-اور-پلیس پروگرام وہی فیوڈشل استعمال کرتا ہے جو پیڈز کا پتہ لگاتا ہے۔
• پہلے مضمون میں صف بندی چیک کریں:پہلے بورڈ کو شفاف گنبد (یا گنبد کو ہٹا کر) کے ذریعے X-کی کرن یا بصری طور پر معائنہ کیا جاتا ہے تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ گنبد کی انگوٹھی سپلائر کی رواداری کے اندر کنڈلیر پیڈ پر بیٹھی ہے، عام طور پر چھوٹے گنبد کے لیے ±0.15mm یا اس سے زیادہ سخت۔

ایک کیریئر پر گنبد کی صفوں کے لیے، صف بندی کی تعریف انفرادی جگہ کے بجائے سرنی ٹولنگ کے ذریعے کی جاتی ہے، اور سرنی کی ڈرائنگ پیڈ-سے-گنبد کی پوزیشن کی رواداری کی وضاحت کرتی ہے جسے PCB لے آؤٹ سے مماثل ہونا چاہیے۔

سولڈر ایبلٹی اور پلیسمنٹ آرڈر

گنبد کو روایتی معنوں میں تقریبا کبھی سولڈر نہیں کیا جاتا ہے۔ اسے اوورلے یا کیریئر کے ذریعے رکھا جاتا ہے، جس میں پی سی بی کا رابطہ بجلی کا کام کرتا ہے۔ لیکن پی سی بی اب بھی اپنے دیگر اجزاء کے لیے ری فلو سے گزرتا ہے، اور ڈوم پیڈز کو دو سولڈر-متعلقہ خطرات کا سامنا ہے۔ سب سے پہلے پیڈ کی سطح پر ٹانکا لگانا ہے: اگر ٹانکا لگانے والا پیسٹ اینولر رنگ یا سینٹر پیڈ پر پھیل جاتا ہے، تو گنبد ختم ہونے کے بجائے ٹانکا لگاتا ہے، جو رابطے کے انٹرفیس کو تبدیل کرتا ہے اور ایک بلند نقطہ بنا سکتا ہے جو ایکٹیویشن فورس کو تبدیل کرتا ہے۔ قاعدہ یہ ہے کہ سولڈر پیسٹ کو گنبد کے رابطے کے علاقے سے دور رکھیں: پیڈز کو ماسک کریں یا پیسٹ اسٹیپ کا استعمال کریں جو صرف غیر-گنبد والی زمینوں پر پیسٹ پرنٹ کرے۔ دوسرا فلوکس ریزیڈیو ہے: پیڈ پر چھوڑا ہوا ری فلو فلوکس ایک فلم بناتا ہے جو رابطے کی مزاحمت کو بڑھاتا ہے۔ جب گنبد کو حتمی اسمبلی سے پہلے رکھا جاتا ہے تو کم باقیات کے لیے ایک صفائی کا مرحلہ یا نہیں-کلین فلوکس کا انتخاب کیا جاتا ہے۔

پلیسمنٹ آرڈر بھی اہمیت رکھتا ہے۔ جب گنبد کو بورڈ کے دوسرے ہیٹ سائیکل (مثال کے طور پر کنیکٹر ری فلو) سے گزرنے سے پہلے رکھا جاتا ہے، تو گنبد کو اس درجہ حرارت کو خراب ہونے کے بغیر برداشت کرنا چاہیے۔ زیادہ تر سٹینلیس سٹیل کے گنبد ایک اضافی ری فلو کو برداشت کرتے ہیں۔ سپلائر کے گنبد کے درجہ حرارت کی درجہ بندی کی جانچ کی جانی چاہئے جب بورڈ میں متعدد حرارتی مراحل ہوں۔

الیکٹریکل تصدیق اور ٹیسٹ پیڈ

بورڈ ٹیسٹ کے مرحلے پر ہر گنبد سوئچ کی پوزیشن برقی طور پر قابل تصدیق ہونی چاہیے، اور ترتیب فیصلہ کرتی ہے کہ یہ آسان ہے یا تکلیف دہ۔ دو ٹیسٹ ڈیزائن کے اصول:

• انگوٹی اور سینٹر پیڈ کو ٹیسٹ پوائنٹ کی طرف روٹ کریں:ہر سوئچ کی پوزیشن اپنے دو جال کو ایک پروب پوائنٹ یا بیڈ-کے-کیل ٹیسٹ پیڈ پر لاتی ہے، اس لیے فلائنگ-تحقیقات کا ٹیسٹ گنبد کے ساتھ بند بند-مزاحمت کی پیمائش کر سکتا ہے۔
• ایک گنبد-ہٹا ہوا تسلسل ٹیسٹ کی اجازت دیں: the open resistance between the center and ring nets (with the dome absent or the overlay not yet installed) verifies that the two pads are not bridged by solder or plating. The test spec sets the minimum open resistance, typically >1MΩ 5V پر۔

گنبد سوئچ کے لیے بند-رابطے کی مزاحمت کا ہدف عام طور پر درجہ بند کرنٹ پر 100mΩ سے نیچے ہوتا ہے (اکثر 5V پر 10mA)، اور لے آؤٹ کا تعاون پیڈ کی تکمیل اور ٹریس ریزسٹنس ہے۔ سوئچ پر ایک لمبا، پتلا نشان مزاحمت میں اضافہ کرتا ہے۔ اعلی-موجودہ یا طویل-لائف پروگراموں کے لیے، رنگ اور سینٹر نیٹ کو وسیع تر نشانات میں روٹ کیا جاتا ہے یا سیریز کی مزاحمت کو کم کرنے کے لیے ڈپلیکیٹ کیا جاتا ہے۔

ESD اور لے آؤٹ پروٹیکشن

گنبد کے سوئچز صارف-سامنے والی سطحوں پر بیٹھتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ وہ الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج دیکھتے ہیں۔ لے آؤٹ معیاری ٹول کٹ کے ساتھ سوئچ اور ڈاون اسٹریم سرکٹ کی حفاظت کرتا ہے: سوئچ کو چھوڑنے والے ٹریس پر سیریز ریزسٹر اور TVS، گنبد کے علاقے کے قریب گارڈ کی انگوٹھی یا زمینی طیارہ، اور گنبد کے پیڈ اور ملحقہ ہائی-وولٹیج نیٹ کے درمیان کافی فاصلہ۔ اسی پینل پر کیپسیٹیو-ٹچ ساتھی زونز کے لیے، ڈوم سوئچ کے نشانات کو کیپسیٹو سینسنگ ایریا سے صاف رکھا جاتا ہے تاکہ ٹچ سینسنگ سوئچ سگنل کو نہ اٹھا سکے۔

گنبد بذات خود کچھ کنفیگریشنز میں گراؤنڈ میٹل کا حصہ ہے۔ جہاں گنبد برقی طور پر لائیو ہوتا ہے (رنگ نیٹ سے منسلک ہوتا ہے)، ترتیب کو گنبد کے علاقے کو بے نقاب کناروں سے دور رکھنا چاہیے اور سوئچ نیٹ کو اسی ESD تحفظ کے ساتھ روٹ کرنا چاہیے جس طرح کسی بھی صارف کو قابل رسائی ان پٹ -۔

ارے لے آؤٹ کے لیے گنبد کا سائز اور پچ کا انتخاب

گنبد کی صفوں اور ملٹی-سوئچ بورڈز کے لیے، ترتیب کا سوال ایک پیڈ سیٹ سے پچ اور سوئچ کے درمیان الگ تھلگ تک پھیلا ہوا ہے۔ دو گنبد پوزیشنوں کے درمیان کم از کم پچ گنبد قطر کے علاوہ رنگ پیڈ ایکسٹینشن کے علاوہ پیڈز کے درمیان ٹریس روٹنگ اسپیس کے ذریعہ سیٹ کی جاتی ہے: 5 ملی میٹر کے گنبد کو عام طور پر 7-8 ملی میٹر سینٹر-سے-سینٹر پچ کی ضرورت ہوتی ہے جس میں سنگل-پرت روٹنگ یا ڈیولیکس کے ساتھ مائیکرو لیئر{8}۔ جب صف کو سنگل ڈوم شیٹ کے طور پر رکھا جاتا ہے، تو گنبد شیٹ ٹولنگ کے ذریعے پچ کو طے کیا جاتا ہے اور پی سی بی لے آؤٹ کو شیٹ کے پیڈ کی پوزیشنوں سے بالکل مماثل ہونا چاہیے، اس لیے شیٹ ڈرائنگ اور بورڈ لے آؤٹ ایک ساتھ جاری کیے جاتے ہیں۔

ملحقہ سوئچز کے درمیان الگ تھلگ ایک دوسرا خطرے کا نقطہ ہے: ہمسایہ گنبدوں کے رنگ پیڈ سخت پچ پر ایک دوسرے کے قریب ہوتے ہیں، اور دو رنگ نیٹ کے درمیان ایک سولڈر برج یا پلیٹنگ برج سوئچ کو شارٹ کرتا ہے۔ لے آؤٹ دو رِنگ پیڈز کے درمیان ایک واضح تنہائی کا فرق رکھتا ہے اور نیچے کی پرت پر دونوں جالوں کو الگ کرتا ہے، اور بورڈ اسٹیج پر کھلا{1}}مزاحمتی ٹیسٹ تنہائی کی تصدیق کرتا ہے۔ ان صفوں کے لیے جو ایک ہی کیریئر پر گنبد اور نشانات دونوں کو لے کر جاتے ہیں، گنبد کے نیچے ٹریس لے آؤٹ کو رابطے کی انگوٹھی سے دور رکھا جاتا ہے تاکہ گنبد کی اسنیپ-کے ذریعے کسی ٹریس اور مختصر کو غیر ارادی جال تک نہ مار سکے۔

بورڈ کی سطح پر فورس وکر کی تصدیق کرنا

برقی ترتیب گنبد سوئچ کی کارکردگی کا صرف نصف ہے۔ سپرش قوت کو گنبد اور اوورلے کے ذریعے سیٹ کیا جاتا ہے، اور بورڈ اس کے پیڈ کو چپٹا اور گنبد کے نیچے سپورٹ فراہم کرتا ہے۔ دو بورڈ-سطح کی تفصیلات قوت کی پیمائش کو متاثر کرتی ہیں۔ سب سے پہلے پیڈ کی اونچائی ہے: گنبد کے نیچے ایک موٹا سولڈر ماسک یا اوپر چڑھا ہوا ٹکرانا سفر اور سمجھی جانے والی قوت کو تبدیل کرتا ہے۔ ماسک کو گنبد والے حصے کے نیچے ہٹا دیا جاتا ہے یا پتلا کیا جاتا ہے جہاں فراہم کنندہ فوٹ پرنٹ اسے طلب کرتا ہے، اور سولڈر ماسک کھولنے کو فوٹ پرنٹ کی ماسک پرت کی طرف کھینچا جاتا ہے، پہلے سے طے شدہ کے طور پر نہیں چھوڑا جاتا ہے۔ دوسرا گنبد کے نیچے سپورٹ ہے: ایک پتلے بورڈ یا فلیکس پر، گنبد کے علاقے کو اس کے پیچھے سپورٹ پیڈ یا اسٹیفنر کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ایکٹیویشن انرجی بورڈ کے فلیکس میں جانے کے بجائے گنبد کی تصویر میں جاتی ہے۔ طاقت کے منحنی خطوط کی اصل اوورلے کے ساتھ آبادی والے بورڈ پر فورس گیج کے ساتھ تصدیق کی جاتی ہے، اور ڈیزائن کو پروڈکشن کے لیے جاری کرنے سے پہلے ناپے ہوئے وکر کا موازنہ گنبد ڈیٹا شیٹ وکر سے کیا جاتا ہے۔

یہ دو چیک - پیڈ کی چپٹی اور سپورٹ سختی - زیادہ تر "گنبد کو غلط محسوس ہوتا ہے" شکایات کو پکڑتے ہیں جو برقی طور پر درست ترتیب سے بچ جاتی ہیں۔

ریلیز سے پہلے لے آؤٹ چیک لسٹ

مندرجہ ذیل چیک لسٹ بورڈ کو من گھڑت بنانے کے لیے جاری ہونے سے پہلے گنبد سوئچ لے آؤٹ کے نقائص کی اکثریت کو پکڑتی ہے۔

• سنٹر پیڈ اور اینولر رِنگ پیڈ عین گنبد کے سائز کے لیے سپلائر کے نقش سے مماثل ہیں۔
• پیڈز کے درمیان 0.3-0.5 ملی میٹر کے اندر فاصلہ، جس میں کوئی ٹانکا لگانا یا پلیٹنگ ماسک نہیں کھل سکتا جو پُل سکے۔
• پیڈ ختم ENIG ہے (یا مخصوص رابطہ ختم)؛ ٹانکا لگانا پیسٹ گنبد کے رابطے کے علاقے سے خارج کر دیا گیا ہے۔
• ڈوم پلیسمنٹ ڈیٹم نشان زد اور سیدھ میں رواداری ڈرائنگ پر بیان کی گئی ہے۔
• دونوں سوئچ نیٹ ایک متعین کھلی/بند مزاحمتی قیاس کے ساتھ ٹیسٹ پوائنٹ کی طرف روانہ ہوتے ہیں۔
• ESD تحفظ کے اجزاء سوئچ نیٹ پر رکھے گئے ہیں، اور سوئچ کے نشانات کیپسیٹیو علاقوں سے صاف ہیں۔
• گنبد کے درجہ حرارت کی درجہ بندی تمام بورڈ ہیٹ سائیکلوں کے خلاف جانچی گئی۔

شانیو (برانڈ شانیو، Qingdao Shanyuan Precision Electronics) دھاتی گنبد فراہم کرتا ہے،گنبد سوئچاجزاء اورگنبد کی چادر کی صفیںہر گنبد کے سائز کے لیے فوٹ پرنٹ ڈرائنگ اور لے آؤٹ سپورٹ کے ساتھ، اور انجینئرنگ ٹیم درخواست پر کسٹمر کے لے آؤٹ کا جائزہ لیتی ہے۔ نئے پروگراموں کے لیے، فٹ پرنٹ ڈرائنگ اور پیڈ ختم کرنے کی سفارش کو گنبد کوٹیشن کے ساتھ شامل کیا جاتا ہے، اس لیے PCB لے آؤٹ اور اجزاء پہلی بار سیدھ میں آتے ہیں۔