تاريخ لوحة الدوائر المطبوعة: من الأسلاك المطبوعة إلى لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة

تطورت لوحة الدوائر المطبوعة من براءات اختراع الموصلات المسطحة المبكرة في عام 1903 إلى تقنيات رقائق النحاس، والثقوب المطلية، والطبقات المتعددة، والتركيب السطحي، والمرونة، والوصلات عالية الكثافة. يُنسب الفضل على نطاق واسع إلى بول إيسلر في ابتكار لوحة الدوائر المطبوعة الحديثة، لكن تاريخها تراكمي: فقد ساهم المخترعون، والإنتاج في زمن الحرب، وعلم المواد، وتغليف المكونات، والأتمتة، ومعايير الصناعة، جميعها في تشكيل لوحات الدوائر المطبوعة الحالية.

لهذا التاريخ أهمية بالغة، إذ أن كل إنجاز في مجال التصنيع كان يحل مشكلة عملية. فقد حلت الموصلات المطبوعة محل الأسلاك غير المتناسقة بين النقاط. وربطت الثقوب المطلية الجوانب المتقابلة والطبقات الداخلية. كما ساهم التركيب السطحي في تقليل حجم المكونات ودعم التجميع الآلي. وسمحت الدوائر المرنة والدوائر المرنة الصلبة بتركيب الإلكترونيات في المنتجات المتحركة أو المطوية أو المعبأة بإحكام.

يتتبع هذا الدليل تلك المراحل، ويفصل لوحة الدوائر المطبوعة الأساسية عن لوحة الدوائر المطبوعة المجمعة، ويربط التسلسل الزمني بتصميم واجهات المستخدم الحالية. للاطلاع على مثال لكيفية التقاء اللوحة، والوصلة المرنة، وواجهة المستخدم في منتج واحد، راجع دليل خيارات موصل مفتاح الغشاء.

لمحة تاريخية عن لوحات الدوائر المطبوعة

تتداخل التواريخ لأن التقنيات لا تحل محل بعضها البعض في عام واحد. لا تزال تقنية التجميع عبر الثقوب مفيدة، ولا تزال اللوحات أحادية الجانب تُصنع، ويمكن للمنتجات الحديثة أن تجمع بين لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة والدوائر المرنة والأغشية المطبوعة والأسلاك المنفصلة في نفس الغلاف.

ما هي لوحة الدوائر المطبوعة؟

لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هي هيكل عازل يدعم المكونات ميكانيكيًا ويربطها كهربائيًا عبر خصائص موصلة منقوشة. تستخدم معظم اللوحات الحديثة مسارات نحاسية، ووسادات، ومستويات، وفتحات مطلية على أو داخل مادة عازلة صلبة أو مرنة. يعتمد تركيب المواد، والسماكة، ووزن النحاس، والتشطيب، والبنية الدقيقة على التطبيق.

الكلمة مطبوع هذا أمر تاريخي. بعض العمليات المبكرة كانت تطبع حرفيًا حبرًا موصلًا أو صورة مقاومة للحفر. أما التصنيع الحديث فيشمل تصوير المقاوم الضوئي، وحفر النحاس، والحفر بالليزر، والترسيب الكيميائي، والطلاء الكهربائي، والتصفيح، وطلاء قناع اللحام، وطباعة الرموز، والتوجيه، والاختبار، والفحص. ولا يزال يُطلق على نمط الموصل النهائي اسم الأسلاك المطبوعة حتى عندما لا تكون العملية طباعة عادية بالحبر على الورق.

ثلاثة مصطلحات غالباً ما يتم الخلط بينها:

• PCB أو PWB: لوحة الدوائر المطبوعة أو لوحة الأسلاك المطبوعة قبل تركيب المكونات.
• لوحة الدوائر المطبوعة: لوحة دوائر مطبوعة تحتوي على مكونات إلكترونية ملحومة أو مثبتة بطريقة أخرى.
• الإلكترونيات المطبوعة: فئة أوسع يمكن فيها ترسيب المواد الموصلة أو المقاومة أو العازلة أو أشباه الموصلات عن طريق الطباعة على ركائز صلبة أو مرنة.

ال نظرة عامة من معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) على الدوائر المطبوعة يصف هذا المصطلح لوحة الدوائر المطبوعة بأنها دعامة للمكونات وهيكل توزيع الإشارات والطاقة. هذا الدور المزدوج، الميكانيكي والكهربائي، يفسر سبب عدم إمكانية فصل تصميم اللوحة عن متطلبات الغلاف، والموصلات، والعزل الحراري، والتوافق الكهرومغناطيسي، والتجميع، والصيانة.

قبل ظهور لوحات الدوائر المطبوعة الحديثة: الموصلات المسطحة والأسلاك المطبوعة

لم تظهر لوحة الدوائر المطبوعة كاختراع معزول. بل نشأت من محاولات متكررة لجعل التوصيلات الكهربائية أكثر تسطحًا وتنظيمًا وأسهل في إعادة إنتاجها من التوصيل اليدوي.

في عام 1903، وصف المخترع الألماني ألبرت هانسون موصلات مسطحة محمولة على مادة عازلة، بما في ذلك تركيبات توقعت وجود وصلات بينية متعددة الطبقات. وفي وقت لاحق براءة اختراع أمريكية لكابل كهربائي يُظهر هذا التصميم موصلات مسطحة مغلفة مفصولة بعازل. لم يكن لوحة دوائر كهربائية حديثة من نوع FR-4، ولكنه جسّد مبدأً هاماً: إمكانية ترتيب الموصلات كهيكل مستوٍ مصنّع.

في عام 1925، قدم المخترع الأمريكي تشارلز دوكاس طلب براءة اختراع لتشكيل دائرة كهربائية عن طريق تطبيق نمط موصل على سطح داعم وتكوين طبقة معدنية من خلال الطلاء الكهربائي. القادة منفتحون. يصف هذا النص بوضوح عملية طباعة طبقة موصلة على شكل دائرة كهربائية. وهذه إحدى الروابط الموثقة مبكراً بين إعادة إنتاج الرسومات والمواد الموصلة وتصنيع الدوائر الكهربائية.

استكشف مخترعون ومصنّعون آخرون تقنيات رش المعادن، والموصلات المصبوبة، والأسلاك المختومة، والركائز الخزفية، وأساليب التجميع ذات الصلة. كانت هذه الأساليب بمثابة استجابات لمشكلة صناعية واحدة: وهي أن التوصيلات السلكية من نقطة إلى نقطة تتطلب عمالة ماهرة، وتشغل مساحة، وقد تختلف من عملية تجميع إلى أخرى.

من اخترع لوحة الدوائر المطبوعة؟

يُنسب الفضل على نطاق واسع إلى بول إيسلر في اختراع لوحة الدوائر المطبوعة الحديثة. والإجابة الدقيقة هي أن هانسون ودوكاس وآخرين وضعوا مفاهيم سابقة، بينما طور إيسلر عملية عملية لرقائق النحاس تشبه إلى حد كبير تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الطرحية اللاحقة.

كان آيسلر مهندسًا نمساوي المولد يعمل في بريطانيا. خلال ثلاثينيات القرن العشرين، حاول استبدال الأسلاك المتشابكة الكثيفة داخل أجهزة الراديو، والتي تشبه "عش الطائر"، بنمط موصلات قابل للتكرار على قاعدة عازلة. جمع عمله بين معرفة الطباعة ورقائق النحاس، وصورة مقاومة للتآكل، والإزالة الكيميائية للمعادن غير المرغوب فيها.

المفتاح تم تقديم براءة اختراع إيسلر وسترونغ في عام 1943 يصف هذا الأسلوب طباعة نمط مقاوم على رقائق معدنية، وإزالة الرقائق المكشوفة عن طريق الحفر، ونقل أو تثبيت نمط الموصل المتبقي على دعامة عازلة. تختلف المصطلحات والأمثلة عن تلك المستخدمة في عمليات التصنيع الحديثة، لكن منطق الطباعة والمقاومة والحفر يبقى مألوفًا.

لا يزال تحديد المصدر أمراً دقيقاً لثلاثة أسباب:

1. وصفت براءات الاختراع المبكرة أجزاءً من المفهوم قبل إيسلر.
2. تم تطوير تقنية الطباعة السلكية من خلال أعمال متوازية في أوروبا والولايات المتحدة وأماكن أخرى.
3. إن الحصول على براءة اختراع، ونموذج أولي مختبري، وعملية قابلة للتصنيع، واعتماد تجاري واسع النطاق، كلها مراحل مختلفة.

بالنسبة لملخصات تحسين محركات البحث، فإن عبارة "اخترع بول إيسلر لوحة الدوائر المطبوعة" مفهومة. أما بالنسبة للتاريخ التقني، فإن عبارة "يُنسب الفضل على نطاق واسع إلى بول إيسلر في ابتكار الدوائر المطبوعة الحديثة" أدق.

الحرب العالمية الثانية والتحول نحو الإنتاج

اكتسبت الدوائر المطبوعة قيمة استراتيجية خلال الحرب العالمية الثانية، إذ احتاجت الإلكترونيات العسكرية إلى تجميعات صغيرة الحجم وقابلة للتكرار، يمكن إنتاجها بكميات كبيرة. استُخدمت الدوائر المطبوعة في برامج الصمامات التقاربية والمعدات ذات الصلة. لم تكن هذه الدوائر مطابقة تمامًا للوحات الدوائر المطبوعة الاستهلاكية بعد الحرب، لكن العمل في زمن الحرب أثبت أن التوصيلات البينية ذات الأنماط المحددة يمكن أن تتجاوز التجارب المعزولة.

لم يقتصر التحول على الأداء الكهربائي فحسب، بل شمل أيضاً التصنيع. فقد قلل نمط الموصلات المُتحكم به من الحاجة إلى التوجيه اليدوي، وجعل التجميعات أكثر اتساقاً، وأرسى أساساً لوضع المكونات ولحامها آلياً. وأصبحت الرسومات والتصميمات الفنية والفحص ومراقبة العمليات جزءاً لا يتجزأ من تعريف المنتج.

بعد الحرب، انتشرت المعرفة في مجال الإلكترونيات التجارية. فقد أدى ظهور الراديو والتلفزيون وأجهزة القياس والاتصالات والحوسبة إلى زيادة الطلب على الدوائر القابلة للتكرار. وقام المصنّعون بتطوير الصفائح النحاسية المغلفة، والتصوير الضوئي، والحفر، والثقب، واللحام، والطلاءات الواقية. وأصبحت اللوحة تدريجيًا المنصة الأساسية للمنتجات الإلكترونية بدلًا من كونها تجربة تصنيعية خاصة.

الخمسينيات والستينيات: الثقوب المطلية، واللوحات متعددة الطبقات، والمعايير

سهّلت اللوحات أحادية الجانب عملية التوصيل الكهربائي، لكنها حدّت من خيارات التوجيه. كان بإمكان المصممين إضافة وصلات أو استخدام كلا الجانبين، ومع ذلك، ظلّت هناك حاجة إلى اتصال كهربائي موثوق بين الجانبين. حلّت تقنية الثقوب المطلية هذه المشكلة من خلال ترسيب مادة موصلة على جدار ثقب محفور. يمكن أن يعمل الثقب المطلي كوصلة للمكون، أو كقناة توصيل، أو كليهما.

بمجرد أن أصبحت الثقوب قادرة على ربط الطبقات، تمكن المصنّعون من دمج طبقات متعددة من النحاس والعازل الكهربائي في لوحة واحدة. وقد أدى بناء الطبقات المتعددة إلى زيادة كثافة التوصيلات وجعل توزيع الطاقة والأرضي أكثر انتظامًا. إلا أنه أدى أيضًا إلى ظهور مخاطر فشل جديدة: ضعف تغطية جدران الثقوب، وتلطخ الراتنج، وعدم دقة التطابق، وفراغات التغليف، والإجهاد الحراري، وكلها تتطلب تحكمًا أدق في المواد والعمليات.

كانت الصناعة بحاجة أيضاً إلى لغة مشتركة ومعايير قبول موحدة. في عام 1957، شكّلت ست شركات أمريكية مصنّعة للوحات الدوائر المطبوعة معهد الدوائر المطبوعة. تاريخ لجنة التصنيف الدولية يسجل هذا التقرير أعمال الجمعية المبكرة في مجال إرشادات التصميم، واختبارات المقارنة بين الشركات، وإحصاءات السوق، وقابلية اللحام، واللوحات متعددة الطبقات، وأول معايير IPC. وقد أصبح معيار IPC-A-600، الذي نُشر لأول مرة في ستينيات القرن الماضي، مرجعًا بصريًا رئيسيًا لمدى قبول اللوحات الإلكترونية غير المطلية.

ساهمت الدوائر المتكاملة في تسريع هذه التغييرات. فقد وضعت حزم مثل الحزمة المزدوجة المضمنة العديد من الأطراف في شبكة متكررة، مما بسّط عملية الإدخال الآلي وتصميم لوحات الدوائر المطبوعة. وأصبح بالإمكان وضع المزيد من الوظائف على لوحة واحدة، ولكن ازداد عدد الوصلات البينية. وأصبح تصميم لوحات الدوائر المطبوعة تخصصًا يشمل مكتبات المكونات، وقواعد التباعد، وتخطيط الطبقات، وإنشاء الرسومات، ومراجعة التصميم من أجل التصنيع.

من تقنية التثبيت عبر الثقوب إلى تقنية التثبيت السطحي

تعتمد تقنية التوصيل عبر الثقوب على إدخال أطراف المكونات من خلال ثقوب محفورة ولحامها على الجانب المقابل. تدعم هذه التقنية المكونات ذات الأطراف المتينة، والنماذج الأولية سهلة الوصول، والموصلات أو أجزاء الطاقة التي تتطلب تثبيتًا ميكانيكيًا. أما عيوبها فتتمثل في الحاجة إلى الحفر، واستهلاك مساحة من اللوحة، وطريقة تقييد أطراف المكونات والثقوب لمسارات التوصيل على طبقات متعددة.

تعتمد تقنية التركيب السطحي، أو SMT، على وضع نهايات المكونات على وسادات على سطح اللوحة. ظهرت العبوات المركبة سطحياً في تطبيقات متخصصة، وتوسع استخدامها خلال سبعينيات وثمانينيات القرن الماضي مع تطور المكونات وآلات التركيب ومعجون اللحام وعمليات إعادة التدفق وأدوات الفحص والتصميم.

لم تجعل تقنية التجميع السطحي (SMT) تقنية التوصيل عبر الثقوب قديمة. فالمحولات والمكثفات الإلكتروليتية الكبيرة والمحطات الطرفية والمفاتيح والموصلات ذات الأحمال الميكانيكية قد لا تزال تستخدم التوصيل عبر الثقوب أو التوصيل بالضغط. وتُعدّ التقنية المختلطة شائعة عندما تختلف الوظائف الكهربائية والميكانيكية.

التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD)، والتصوير عالي الكثافة (HDI)، ولوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات الحديثة

كانت التصاميم الأولية تُرسَم بمقياس كبير باستخدام الشريط اللاصق والوسادات والأفلام والطباعة الفوتوغرافية. حلّ التصميم بمساعدة الحاسوب تدريجياً محلّ العمل اليدوي. أصبح بإمكان المصممين التقاط المخططات، وتحديد أماكن المكونات، وتوجيه التوصيلات، والتحقق من المسافات، وإنشاء بيانات التصنيع، ومراجعة اللوحات دون الحاجة إلى إعادة بناء النماذج الأصلية المادية.

ازدادت أهمية أتمتة تصميم الدوائر الإلكترونية مع ازدياد عدد الطبقات، وعدد الأطراف، وسرعات الساعة، وكثافة التغليف. يمكن أن يشمل تصميم اللوحات الحديثة التحكم في المعاوقة، والأزواج التفاضلية، ومسارات العودة، وسلامة الطاقة، والوصلات الحرارية، وتوجيه خروج المكونات، والتوافق الكهرومغناطيسي، وإمكانية الوصول للاختبار، وتقسيم اللوحات، وقيود التجميع. لم تعد لوحة الدوائر المطبوعة مجرد بديل للأسلاك، بل أصبحت جزءًا هندسيًا متكاملًا من حيث أداء الإشارة والطاقة والحرارة والميكانيكا.

طُوّرت تقنية التوصيلات عالية الكثافة (HDI) على نطاق الإنتاج في تسعينيات القرن الماضي. وقد سمحت تقنيات مثل الثقوب الدقيقة المحفورة بالليزر، وخصائص الموصلات الدقيقة، والتصفيح المتسلسل، وهياكل الثقوب داخل الوسادات، والطبقات العازلة الرقيقة، بإخراج التوصيلات من العبوات ذات المسافات الدقيقة بين الأطراف. مكّنت تقنية HDI من إنتاج أجهزة محمولة وحاسوبية صغيرة الحجم، ولكنها زادت أيضًا من الاعتماد على دقة اختيار المواد، والتسجيل، والطلاء، والتصوير، واختبار الموثوقية.

تشمل خيارات البناء الحديثة ما يلي:

• لوحات الدوائر المطبوعة الصلبة أحادية الطبقة، وثنائية الطبقة، ومتعددة الطبقات.
• الدوائر المطبوعة المرنة المصنوعة من النحاس على البوليميد أو مادة عازلة مرنة أخرى.
• دوائر صلبة مرنة تجمع بين مناطق المكونات الصلبة والأقسام المرنة المتكاملة.
• لوحات ذات قلب معدني وأنظمة إدارة حرارية لتطبيقات توزيع الحرارة.
• رقائق عالية التردد مختارة لخصائص عازلة كهربائية وفقد متحكم بهما.
• هياكل HDI ذات الثقوب الدقيقة والطبقات المبنية بالتتابع.
• هياكل سلبية أو نشطة مدمجة في تصميمات متخصصة.

لا يعني مصطلح "متقدم" بالضرورة "أفضل". قد يكون تصنيع لوحة ثنائية الطبقات ذات ميزات عديدة أسهل، كما يسهل فحصها وإصلاحها واعتمادها مقارنةً بلوحة HDI غير الضرورية. التصميم الأمثل هو أبسط تصميم يلبي المتطلبات الكهربائية والميكانيكية والبيئية والتنظيمية ومتطلبات الإنتاج ودورة الحياة.

كيف تطورت صناعة لوحات الدوائر المطبوعة

لا يزال التسلسل الأساسي للطرح يشبه رؤية آيسلر: حماية النحاس الذي يجب أن يبقى وإزالة ما لا يجب أن يبقى. تضيف عمليات الإنتاج الحديثة ضوابط أكثر بكثير، وقد تجمع بين خطوات الطرح، وشبه الإضافة، والإضافة.

قد تتضمن عملية تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات النموذجية ما يلي:

1. مراجعة هندسية: تحقق من التكوين، والمواد، والمعاوقة، وأحجام الحفر، والحلقات الدائرية، والتباعد النحاسي، وتكوين الألواح، وبيانات التصنيع.
2. التصوير والحفر للطبقة الداخلية: نقل أنماط الموصلات إلى النوى المغلفة بالنحاس، وتطوير المقاوم، وحفر النحاس غير المرغوب فيه، وفحص الميزات المتبقية.
3. التغليف: قم بمحاذاة الطبقات الداخلية مع مادة ما قبل التشريب ورقائق النحاس، ثم اضغط على المجموعة تحت حرارة وضغط مضبوطين.
4. حفر: إنشاء ثقوب نافذة، وهياكل مغلقة أو مدفونة، وميزات أدوات باستخدام العمليات الميكانيكية أو الليزرية.
5. إزالة التلطيخ والطلاء المعدني: قم بتحضير جدران الثقوب، وترسيب طبقة موصلة أولية، ثم قم بطلاء النحاس كهربائياً لبناء السماكة المطلوبة.
6. تشكيل الطبقة الخارجية ونقشها: تحديد المسارات الخارجية، والوسادات، والمستويات.
7. قناع اللحام والعلامات: حماية النحاس المحدد، وفتح أراضي المكونات، وإضافة التعريف عند الحاجة.
8. تشطيب السطح: قم بتطبيق التشطيب المحدد على الوسادات المكشوفة من أجل قابلية اللحام، وأداء التلامس، أو ربط الأسلاك.
9. تحديد الخصائص والتفتيش: قم بتوجيه أو تسجيل اللوحة، وفحصها بصريًا وآليًا، وإجراء الاختبارات الكهربائية.
10. التجميع والتحقق: قم بطباعة معجون اللحام، وضع الأجزاء، إعادة التدفق أو اللحام الموجي، التنظيف عند الحاجة، الفحص، البرمجة، واختبار وظائف لوحة الدوائر المطبوعة.

لا تستخدم جميع اللوحات كل الخطوات. فلكل لوحة فينولية أحادية الجانب، أو دائرة مرنة، أو لوحة نحاسية سميكة، أو رقائق ترددات لاسلكية، أو طبقات مرنة صلبة، أو عملية تصنيع إضافية، مسارها الخاص. ينبغي أن تحدد الرسومات، وملاحظات التصنيع، والتكوين الطبقي المُتحكم به، ومواصفات المواد، ومعايير القبول المطبقة، المنتجَ بدلاً من الاعتماد على مخطط انسيابي عام على الإنترنت.

الدوائر المطبوعة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) والدوائر المطبوعة المرنة (FPC) ودوائر البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في الواجهات الحديثة

يتقاطع تاريخ لوحات الدوائر المطبوعة اليوم مع واجهات التفاعل بين الإنسان والآلة. قد تستخدم لوحة المفاتيح أو لوحة التحكم لوحة صلبة ذات موصلات ميكانيكية أو قبة، أو دائرة مطبوعة مرنة من النحاس، أو دائرة غشائية من البولي إيثيلين تيريفثالات مطبوعة بالشاشة، أو تجميعًا هجينًا. قد يبدو الغطاء المرئي ووحدة التحكم الإلكترونية متشابهين على الرغم من اختلاف تقنية الدائرة الموجودة أسفلهما.

ال نظرة عامة على بناء مفاتيح الأغشية المخصصة يوضح هذا كيف يمكن دمج خيارات الطباعة القائمة على البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) والدوائر المرنة (FPC) ولوحات الدوائر المطبوعة (PCB) مع الأغطية والقباب ومصابيح LED والموصلات. هذه مجرد احتمالات للتكوين، وليست ضمانًا بأن تصميمًا واحدًا مناسب لكل بيئة.

اختر بناءً على المتطلبات بدلاً من افتراض أن النحاس أفضل دائماً من الحبر المطبوع. قد لا تستفيد مصفوفة مفاتيح بسيطة من لوحة دوائر مطبوعة مرنة متعددة الطبقات معقدة. في المقابل، قد تتجاوز الدائرة التي تحتوي على مصابيح LED، أو مكونات ذات تباعد دقيق، أو تيار عالٍ، أو مقاومة مضبوطة، أو مسارات كثيفة، الحدود العملية للغشاء المطبوع الأساسي.

ال دليل تصميم لوحة المفاتيح الغشائية يشرح هذا القسم كيفية تحديد الدائرة الكهربائية، والطبقة الخارجية، والعناصر اللمسية، والوصلة الخلفية، والهيكل، والبيئة المحيطة كوحدة متكاملة. إذا كانت الدائرة مثبتة على لوحة خلفية أو مدمجة مع هيكل تحكم صلب، فيُرجى مراجعة مجموعة لوحة مفاتيح الغشاء بالكامل بدلاً من تقييم اللوحة وحدها.

ما يُعلّمه الجدول الزمني للوحات الدوائر المطبوعة لمصممي المنتجات

إن أهم درس مستفاد من تاريخ لوحات الدوائر المطبوعة ليس أن التكنولوجيا الأحدث هي التي تفوز دائماً. فكل انتقال كان يتبع قيداً ما: العمالة، أو الحجم، أو عدد الوصلات، أو الأتمتة، أو تغليف المكونات، أو أداء الإشارة، أو السلوك الحراري، أو شكل المنتج.

استخدم نفس المنطق عند اختيار بناء حديث:

1. حدد الاحتياجات الكهربائية. قم بإدراج الجهد والتيار ومقاومة التلامس وسرعة الإشارة والمعاوقة والتأريض والحماية ومصابيح LED وأحمال المكونات.
2. عرّف الهندسة. قم بتضمين مخطط اللوحة، وعدد الطبقات، والسمك، ومناطق الانحناء، ومخرج الذيل، وموقع الموصل، وارتفاع المكونات، والمناطق المحظورة، ودعم الغلاف.
3. حدد البيئة. حدد درجة الحرارة والرطوبة والتكثيف والأشعة فوق البنفسجية ومواد التنظيف الكيميائية والاهتزاز والسقوط والتفريغ الكهروستاتيكي والتداخل الكهرومغناطيسي والغبار والتعرض للسوائل.
4. حدد حجم الإنتاج. تؤثر كمية النماذج الأولية، والطلب السنوي، وتواتر المراجعة، والأتمتة، والأدوات، واستمرارية التوريد على العملية الصحيحة.
5. عرّف الفحص والقبول. حدد مراجعة الرسم المطبقة، وطريقة الاختبار، وحجم العينة، والمعايير التجميلية، والحدود الكهربائية، والسجلات المطلوبة.
6. تحقق من صحة التجميع. اختبر اللوحات والمكونات والبرامج الثابتة والموصلات والمواد اللاصقة والهيكل وواجهة المستخدم المخصصة للإنتاج معًا.

ذات الصلة دليل مراقبة جودة مفاتيح الأغشية يشمل ذلك فحص الرسومات، وفحص الدوائر، والمحاذاة، والاختبارات الكهربائية، والسلوك اللمسي، والتقييم البيئي للواجهة النهائية. وقد تحقق التقدم التاريخي من خلال التحكم في العمليات؛ أما التأهيل الحديث فلا يزال يعتمد على أدلة محددة بوضوح.

خرافات شائعة حول تاريخ ثنائي الفينيل متعدد الكلور

"شخص واحد اخترع لوحة الدوائر المطبوعة بأكملها"

يستحق آيسلر الفضل الأكبر في ابتكار الدوائر المطبوعة الحديثة، لكن براءات الاختراع السابقة والتطوير الموازي أسهمت بأفكار أساسية. تاريخ لوحات الدوائر المطبوعة هو سلسلة من الاختراعات والتصنيع والمواد والمعدات والمعايير.

"الطباعة تعني أن النحاس يُطبع دائمًا كحبر"

تستخدم العديد من اللوحات الإلكترونية تقنية مقاومة الضوء المصوّر والنحاس المحفور. ولا يزال الحبر الموصل المطبوع مهمًا في الدوائر الغشائية والإلكترونيات المطبوعة، ولكنه ليس العملية الوحيدة المستخدمة في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة.

"تم استبدال التثبيت السطحي بالتثبيت عبر الثقوب"

تهيمن تقنية التجميع السطحي (SMT) على العديد من التجميعات المدمجة، في حين أن تقنيات التثبيت عبر الثقوب، والتثبيت بالضغط، واللحام اليدوي، والتثبيت الميكانيكي لا تزال مفيدة لمكونات معينة وحالات تحميل محددة.

"لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) ومجموعة لوحات الدوائر المطبوعة (PCBA) متماثلتان"

لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هي هيكل التوصيلات الأساسية. أما لوحة الدوائر المطبوعة المجمعة (PCBA) فتتضمن المكونات المركبة ووصلات اللحام. تتطلب عيوب التصنيع وعيوب التجميع أدلة فحص مختلفة.

"المزيد من الطبقات يعني لوحة أفضل"

يمكن للطبقات الإضافية تحسين التوجيه، والمستويات، والحماية، والكثافة، لكنها تزيد التكلفة وتعقيد العملية. يجب أن يتبع عدد الطبقات التصميم، لا أن يكون مؤشراً على الجودة.

الأسئلة الشائعة

متى تم اختراع لوحة الدوائر المطبوعة؟

لا يوجد تاريخ واحد لا جدال فيه. فقد وصف ألبرت هانسون الموصلات المسطحة متعددة الطبقات في عام 1903، وحصل تشارلز دوكاس على براءة اختراع للدوائر المطبوعة والمطلية بالكهرباء في عام 1925، وقام بول إيسلر بتطوير الدائرة المطبوعة الحديثة العملية في ثلاثينيات القرن العشرين وقدم طلبات براءات اختراع بريطانية رئيسية في عام 1943.

من اخترع لوحة الدوائر المطبوعة؟

يُنسب الفضل على نطاق واسع إلى بول إيسلر في اختراع لوحة الدوائر المطبوعة الحديثة، إذ أن أعماله في مجال الرقائق المعدنية، والمواد المقاومة، والحفر قد مهدت الطريق بشكل كبير للتصنيع اللاحق. وقد ساهم مخترعون سابقون، من بينهم ألبرت هانسون وتشارلز دوكاس، بمفاهيم تمهيدية مهمة.

لماذا تم اختراع لوحات الدوائر المطبوعة؟

لقد قللوا من الأسلاك الضخمة والمعقدة التي تتطلب عمالة كثيفة، وجعلوا التوصيلات الكهربائية أكثر إحكامًا واتساقًا وملاءمة للإنتاج المتكرر. وقد ساهمت التطورات اللاحقة في زيادة كثافة التوجيه، وأتمتة التجميع، ودعم المكونات الأصغر حجمًا.

ما هو الغرض من استخدام أول لوحة دوائر مطبوعة؟

قام إيسلر بعرض الدوائر المطبوعة في معدات الراديو. وتم إنتاج الأسلاك المطبوعة لاحقاً على نطاق واسع للإلكترونيات الحربية، بما في ذلك تطبيقات الصمامات التقاربية، قبل التوسع إلى المنتجات التجارية في فترة ما بعد الحرب.

متى أصبحت لوحات الدوائر المطبوعة شائعة في الإلكترونيات الاستهلاكية؟

توسع نطاق استخدام هذه التقنية خلال الخمسينيات والستينيات من القرن العشرين مع قيام مصنعي أجهزة الراديو والتلفزيون والأجهزة الإلكترونية والحوسبة بتحسين المواد وزيادة الإنتاج بكميات كبيرة. وقد اختلف التوقيت باختلاف المنتج والشركة والبلد وهيكل التكلفة.

متى أصبحت تقنية التثبيت السطحي شائعة؟

ظهرت تقنية التركيب السطحي في وقت سابق في تطبيقات متخصصة، وتوسعت تجارياً خلال سبعينيات القرن العشرين، وأصبحت تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات ذات الحجم الكبير خلال ثمانينيات القرن العشرين مع نضوج المكونات ومعدات الوضع ومعجون اللحام وإعادة التدفق والفحص والتصميم بمساعدة الحاسوب.

ما الفرق بين PCB و PWB و PCBA؟

يشير مصطلحا PCB وPWB عادةً إلى اللوحة الإلكترونية الخام أو هيكل الأسلاك المطبوعة. أما PCBA فيعني اللوحة المُجمّعة مع تركيب المكونات. قد تختلف المصطلحات الدقيقة باختلاف الشركات والمعايير، لذا يجب أن تُحدد وثائق الشراء حالة التسليم المطلوبة.

هل الدوائر المطبوعة المرنة هي PCBs؟

نعم. تستخدم الدوائر المطبوعة المرنة موصلات منقوشة على مادة عازلة مرنة، وهي تنتمي إلى عائلة الدوائر المطبوعة. وتختلف عن الدوائر المطبوعة الصلبة في المواد، وسلوك الانحناء، والدعامات، ومناطق المكونات، وضوابط التصنيع.

هل يمكن استخدام لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) في مفتاح غشائي؟

نعم. يمكن توصيل واجهة الغشاء بلوحة دوائر مطبوعة منفصلة، ​​أو دمج لوحة دوائر مطبوعة صلبة أو لوحة دوائر مرنة نحاسية كطبقة للدائرة. كما يمكن استخدام حبر موصل مطبوع بتقنية الطباعة الحريرية على مادة PET. اختر التصميم بناءً على الحمل الكهربائي، والهندسة، والمكونات، والبيئة، والحجم، ومتطلبات التحقق.

مراجعة المشروع

Durakeypad هو شركة تصنيع مفاتيح غشائية مخصصة ومورد لوحات مفاتيح غشائية ندعم مشاريع واجهات الشركات المصنعة الأصلية التي قد تجمع بين لوحة الدوائر المطبوعة، أو لوحة الدوائر المرنة، أو لوحة الدوائر الغشائية المطبوعة، أو طبقة الرسومات، أو الموصل، أو اللوحة الخلفية. للحصول على مراجعة عملية للتصميم وعرض الأسعار، أرسل إلى Durakeypad رسمك ومتطلبات التطبيق الخاصة بك.، بما في ذلك العمل الفني، والأبعاد، ومخطط الدائرة أو ترتيب الأطراف، والمواد، وبيئة التشغيل، والتعرض للتنظيف، ومتطلبات التحقق، وكمية النموذج الأولي، وتوقعات الإنتاج.