ہائی فریکوئنسی بورڈز کو اپنی مرضی کے مطابق بناتے وقت، ± 5% کا مائبادی کنٹرول حاصل کرنا پی سی بی انڈسٹری میں ایک اعلیٰ درجے کے پروسیس واٹرشیڈ کے طور پر تسلیم کیا جاتا ہے، اور مستحکم بڑے پیمانے پر پیداوار حاصل کرنے کے لیے عام بورڈ فیکٹریوں کے لیے یہ روایتی ضرورت نہیں ہے۔ بنیادی مشکل ان تمام متغیرات کو سکیڑنے میں ہے جو مائبادی کے اتار چڑھاو کو تقریباً بغیر کسی مارجن کے انتہائی حد تک متاثر کرتے ہیں، جس کے لیے پورے عمل میں انتہائی اعلیٰ کنٹرول کی صلاحیتوں کی ضرورت ہوتی ہے۔
صنعت کی پوزیشننگ اور بینچ مارک کی مشکل
عام پی سی بی فیکٹریوں کی روایتی رکاوٹ کنٹرول کی سطح صرف ± 10٪ ہے، اور ± 8٪ حاصل کرنے کے قابل ہونا پہلے سے ہی تکنیکی طاقت کی ایک خاص سطح کی نشاندہی کرتا ہے۔
± 5% کی رکاوٹ برداشت IPC-6018 ہائی فریکوئنسی بورڈ کے معیار کی کلاس 2/کلاس 3 کی اعلی کارکردگی کی سطح سے مساوی ہے، اور بورڈ فیکٹریوں کی تعداد جو مستحکم طور پر یہ درستگی پیدا کر سکتی ہے روایتی PCB فیکٹریوں کے 30% سے کم ہے۔
یہ درستگی اس تقاضے کے مترادف ہے کہ گاڑی کی ڈرائیونگ کی رفتار کی خرابی پورے عمل کے دوران 1km/h سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے: اسے حاصل کرنا ناممکن نہیں ہے، لیکن ہر پیداواری عمل مائیکرو میٹر کی سطح کے عین مطابق ہونا چاہیے، اور کوئی بھی چھوٹی کوتاہی براہ راست معیار سے زیادہ رکاوٹ کا باعث بنے گی۔
بنیادی تکنیکی مشکلات
رکاوٹ کی قدر کا تعین چار بڑے متغیرات سے کیا جاتا ہے: ڈائی الیکٹرک مستقل (Dk)، ڈائی الیکٹرک موٹائی، لکیر کی چوڑائی، اور تانبے کی موٹائی۔ ± 5% کی رواداری کی ضرورت تمام متغیرات کی رواداری کی جگہ کو تقریباً مکمل طور پر بند کر دیتی ہے۔
مادی پہلو پر، عام FR-4 بورڈ کے لیے Dk بیچ کی اتار چڑھاؤ کی حد 3%~5% تک پہنچ سکتی ہے، اور مواد خود تقریباً تمام مائبادی رواداری پر قابض ہے۔ ± 0.02~0.05 کے اندر کنٹرول شدہ Dk رواداری کے ساتھ ہائی فریکوئنسی والے خصوصی بورڈز (جیسے راجرز اور اسولا سیریز) کو منتخب کیا جانا چاہیے، اور عام FR-4 بالکل بھی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔
لائن کی چوڑائی کنٹرول: روایتی عمل میں تقریباً ± 20 μm کی لائن کی چوڑائی کی غلطی ہوتی ہے۔ ± 5% رکاوٹ حاصل کرنے کے لیے، لائن کی چوڑائی کی رواداری کو ± 5-10 μm تک سکیڑا جانا چاہیے۔ یہ فلم کی اخترتی انحراف کو ختم کرنے کے لیے مکمل طور پر LDI لیزر ڈائریکٹ امیجنگ آلات پر انحصار کرتا ہے، اور عام نمائش کے عمل درستگی کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتے۔
کمپریشن کا عمل: سیمی کیورڈ شیٹ (PP) کے بہاؤ میں اتار چڑھاؤ براہ راست میڈیم کی موٹائی کو تبدیل کر دے گا۔ روایتی عمل میں میڈیم کی موٹائی کا انحراف ± 10% ہے، اور اسے ± 3% کے اندر کنٹرول کیا جانا چاہیے، بصورت دیگر رکاوٹ براہ راست حد سے باہر ہو جائے گی۔
مکمل لنک مارجن کی کمی: چار متغیرات میں سے کسی میں بھی معمولی اتار چڑھاؤ براہ راست تمام رواداری کو استعمال کردے گا، جس سے بعد کے مراحل میں ایڈجسٹمنٹ کے لیے تقریباً صفر کی گنجائش باقی رہ جائے گی۔
بڑے پیمانے پر پیداوار کے نفاذ کے لیے اضافی چیلنجز
عمل کی درستگی کے علاوہ، ± 5% رکاوٹ کے ساتھ مستحکم بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے متعدد مضمر حدوں کو توڑنے کی بھی ضرورت ہوتی ہے:
لاگت میں نمایاں اضافہ: ± 10% سے ± 5% مائبادی کنٹرول میں اپ گریڈ کرنے سے PCB کی مجموعی پیداواری لاگت میں 20% سے 100% تک اضافہ ہو جائے گا، اور اعلی تعدد والے مواد، اعلیٰ درستگی کے آلات، اور مکمل معائنہ کے عمل کی قدر میں کمی تمام اخراجات کو بڑھا دے گی۔
بیچ کی مستقل مزاجی کو برقرار رکھنا انتہائی مشکل ہے: بہت سی بورڈ فیکٹریاں بہت کم تعداد میں اہل نمونے تیار کر سکتی ہیں، لیکن دوسرا بیچ ± 8% یا اس سے زیادہ ہو سکتا ہے۔ بورڈز کے ہر بیچ کے Dk کی پیمائش کرنے، اینچنگ پیرامیٹرز کو متحرک طور پر ایڈجسٹ کرنے، اور بیچوں کے درمیان استحکام کو یقینی بنانے کے لیے دبانے والے پیرامیٹر بورڈ کو بورڈ کے ذریعے ریکارڈ کرنے کے لیے ایک مکمل "امپیڈنس کنٹرول پروسیس کارڈ" قائم کیا جانا چاہیے۔
جانچ اور تصدیق کی حد زیادہ ہے: معمول کے نمونے لینے کے بجائے مکمل معائنہ کے لیے ایک TDR ٹائم ڈومین ریفلوکومیٹر یا یہاں تک کہ ویکٹر نیٹ ورک تجزیہ کار کا بھی ہونا ضروری ہے۔ ٹیسٹ سٹرپ کی لمبائی 3 انچ سے زیادہ یا اس کے برابر ہونی چاہیے، اور کنڈکٹر کراس سیکشنل لائن کی چوڑائی کو میٹالوگرافک سیکشننگ طریقہ سے ناپا جانا چاہیے تاکہ سطح کی نظری پیمائش میں ٹریپیزائڈل غلطیوں سے بچا جا سکے۔
مختلف منظرناموں میں مشکل فرق
ذیلی 6GHz کمیونیکیشن بیس اسٹیشنز اور 5G RF فرنٹ اینڈ جیسے منظرناموں کے لیے، ± 5% انڈسٹری میں داخلے کے لیے گزرنے والی لائن ہے، جو ہائی فریکوئنسی بورڈ مینوفیکچررز کی روایتی اعلیٰ صلاحیت سے تعلق رکھتی ہے۔
ملی میٹر لہر/انتہائی تیز رفتار منظرناموں جیسے کہ 77GHz گاڑی میں نصب ملی میٹر ویو ریڈار اور 800G آپٹیکل ماڈیولز، ±5% کارکردگی کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے اب کافی نہیں ہے۔ صنعت کو عام طور پر ± 3% کے اندر رکاوٹ کے کنٹرول کی ضرورت ہوتی ہے، اور ±5% کو یہاں صرف داخلے کی سطح کی درستگی کے طور پر سمجھا جا سکتا ہے۔