يتطلب النجاح في تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) سد الفجوة بين ملفات التصميم الرقمية وقيود الإنتاج المادية. بالنسبة لمهندسي الكهرباء ومصممي المنتجات، يتضمن الانتقال من التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) إلى لوحة دوائر مطبوعة مجمعة (PCBA) مكتملة مئات المتغيرات العملية، بدءًا من اختيار الرقائق وحتى ملفات تعريف إعادة التدفق. يمكن أن يؤدي إغفال واحد في حزمة البيانات أو مواصفات المواد إلى فقدان الإنتاجية، أو مشاكل في سلامة الإشارة، أو إعادة عمل مكلفة.

يقدم هذا الدليل تفصيلاً تقنيًا لعملية التسليم الكاملة. يركز على المواصفات القابلة للتنفيذ، وخطوات التحقق، وتحليل السبب الجذري للعيوب الشائعة. سواء كنت تنتقل من نموذج أولي إلى الإنتاج الضخم أو تستكشف أخطاء لوحة HDI معقدة، فإن هذه المعايير تحدد نجاح البناء. في APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة)، نؤكد أن التواصل الواضح لهذه المتطلبات الفنية هو أساس الأجهزة الإلكترونية الموثوقة.

إجابة سريعة (30 ثانية)

بالنسبة لتصنيع لوحة دوائر مطبوعة صلبة قياسية، يضمن الالتزام بالقدرات الأساسية التالية إنتاجية عالية وكفاءة في التكلفة. يتطلب الانحراف عن هذه النطاقات عادةً معالجة متخصصة.

• المسار/المسافة: حافظ على الحد الأدنى فوق 4 ميل (0.1 مم) للتكلفة القياسية؛ 3 ميل (0.075 مم) هو نطاق HDI.
• أحجام الثقوب: الحد الأدنى للحفر الميكانيكي هو عادة 0.2 مم (8 ميل). تنخفض مثاقب الليزر للثقوب الدقيقة إلى 0.1 مم (4 ميل).
• الحلقة السنوية: حافظ على وسادة لا تقل عن 4-5 ميل (0.125 مم) فوق حجم الثقب لمراعاة انحراف الحفر.
• سلامة قائمة المواد (BOM): تأكد من أن كل بند يحتوي على رقم جزء الشركة المصنعة (MPN) والمحدد المرجعي. الأوصاف الغامضة تسبب تأخيرات.
• تنسيقات الملفات: قم بتقديم Gerber RS-274X أو ODB++ للتصنيع؛ وبيانات Centroid (الالتقاط والموضع) XY وقائمة المواد (BOM) للتجميع.
• قناع اللحام: حافظ على حاجز أدنى يتراوح بين 3-4 ميل (0.075-0.1 مم) بين الفوط لمنع جسور اللحام.

PCB (ومتى لا ينطبق)

يساعد فهم نطاق التصنيع الاحترافي في تخصيص الموارد. لا يتطلب كل مشروع خط إنتاج كامل جاهز للاستخدام على الفور.

متى ينطبق

• إدخال منتج جديد (NPI): عند التحقق من الشكل والملاءمة والوظيفة باستخدام مواد وعمليات مخصصة للإنتاج.
• الترابط عالي الكثافة (HDI): التصاميم التي تستخدم الثقوب العمياء/المدفونة وBGAs ذات الخطوة الدقيقة (0.4 مم أو أقل) تتطلب تصنيعًا احترافيًا وفحصًا بصريًا آليًا (AOI).
• الإنتاج بكميات كبيرة: أي كمية تتجاوز 50 وحدة حيث يصبح اللحام اليدوي مكلفًا للغاية وغير متناسق.
• تصاميم ذات مقاومة متحكم بها: دوائر التردد اللاسلكي (RF) والدوائر الرقمية عالية السرعة التي تتطلب ثوابت عازلة محددة والتحقق من التراص.
• متطلبات التسليم الجاهز: عندما يكون الهدف هو استلام لوحة مختبرة وجاهزة للاستخدام دون إدارة لوجستيات المكونات داخليًا.

متى لا ينطبق (أو يكون مبالغًا فيه)

• تجارب اللوحات الأولية/إثبات المفهوم: التحقق من الدوائر في المراحل المبكرة حيث لا تكون الطفيليات التخطيطية حرجة بعد.
• إصلاح ذاتي لوحدة واحدة: عادةً لا يتطلب استبدال مكون على لوحة قديمة إعادة تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) العارية.
• تفاوتات فضفاضة للغاية: لوحات توصيل بسيطة يمكن حفرها في المنزل (على الرغم من أن التصنيع الاحترافي غالبًا ما يكون أرخص الآن).
• توصيل الأسلاك (Wire Wrapping): طرق النمذجة الأولية القديمة للمنطق الرقمي منخفض السرعة حيث لم يتم الانتهاء من تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بعد.

القواعد والمواصفات

يوضح الجدول التالي قواعد التصميم الهامة لـ تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يضمن الالتزام بهذه القيم أن يكون التصميم قابلاً للتصنيع (DFM) وقابلاً للتجميع (DFA).

القاعدة	القيمة/النطاق الموصى به	الأهمية	كيفية التحقق	في حال التجاهل
الحد الأدنى لعرض المسار	≥ 0.127 مم (5 ميل)	يمنع الدوائر المفتوحة بسبب الحفر الزائد؛ يقلل التكلفة.	قم بتشغيل DRC في CAD؛ تحقق من إرشادات DFM.	تكلفة أعلى؛ خطر تكسر المسارات أثناء الحفر.
الحد الأدنى للخلوص (المسافة)	≥ 0.127 مم (5 ميل)	يمنع الدوائر القصيرة بين الميزات النحاسية؛ يضمن تدفق مادة الحفر.	DRC في CAD؛ الفحص البصري الآلي (AOI).	دوائر قصيرة؛ رقائق نحاسية تسبب أعطالًا متقطعة.
نسبة أبعاد الثقب (Via Aspect Ratio)	≤ 8:1 (10:1 كحد أقصى)	يضمن أن محلول الطلاء يمكن أن يخترق ويطلي جدار الثقب بفعالية.	احسب: سمك اللوحة / قطر الثقب.	طلاء غير مكتمل؛ ثقوب مفتوحة؛ تشقق البرميل تحت الإجهاد الحراري.
حاجز قناع اللحام (Solder Mask Dam)	≥ 0.1 مم (4 ميل)	يمنع معجون اللحام من التدفق بين الفوط (تكوين جسور).	تحقق من طبقات قناع Gerber؛ تحقق من مواصفات مصنع التصنيع.	جسور لحام (قصور)، خاصة على الدوائر المتكاملة ذات المسافات الدقيقة.
تباعد المكونات (Component Spacing)	≥ 0.25 مم (10 ميل)	يسمح بوصول الفوهة لآلة الالتقاط والوضع (Pick & Place)؛ يمنع ظاهرة "شاهد القبر" (tombstoning).	فحوصات حدود وضع CAD؛ فحص الاصطدام ثلاثي الأبعاد.	لا يمكن وضع المكونات؛ إعادة العمل مستحيلة؛ ظاهرة "شاهد القبر" (tombstoning).
توسيع قناع اللحام (Paste Mask Expansion)	1:1 أو تقليل بنسبة -10%	يتحكم في حجم اللحام. الكثير من المعجون يسبب قصورًا؛ القليل جدًا يسبب دوائر مفتوحة.	راجع ملفات الاستنسل؛ استشر مصنع التجميع.	كرات لحام؛ تكوين جسور؛ وصلات جافة (لحام غير كافٍ).
المسافة بين الثقب والنحاس (Drill to Copper)	≥ 0.2 مم (8 ميل)	يمنع ريشة الحفر من ضرب طبقات النحاس الداخلية (قصور).	فحص قواعد التصميم (DRC) في CAD (خلوص الثقب إلى النحاس).	قصور داخلية بين الشبكات؛ لوحات تالفة.
التشطيب السطحي (Surface Finish)	ENIG لـ BGA/المسافات الدقيقة	مطلوب تسطيح لوضع BGA؛ HASL غير متساوٍ للغاية.	حدد في ملاحظات التصنيع؛ تحقق من المواد.	دوائر BGA مفتوحة؛ مشاكل تسطيح؛ ضعف قابلية اللحام.
علامات تحديد المواقع (Fiducial Markers)	دائرة 1 مم + قناع 2 مم	ضروري للمحاذاة بالرؤية الآلية أثناء التجميع.	فحص بصري على قضبان اللوحة وبالقرب من الأجزاء ذات الخطوة الدقيقة.	مكونات غير متوازية؛ رفض الآلة للوحة.
خلوص حافة اللوحة	≥ 0.3 مم (النحاس إلى الحافة)	يمنع نتوءات النحاس أثناء التوجيه/القطع على شكل V.	DRC CAD (خلوص محيط اللوحة).	دوائر قصر نحاسية مكشوفة للهيكل؛ تقشير النحاس عند الحواف.
تحمل المعاوقة	±10% (قياسي)	حاسم لسلامة الإشارة على خطوط USB و PCIe و DDR.	استخدم حاسبة المعاوقة.	انعكاس الإشارة؛ تلف البيانات؛ أعطال التداخل الكهرومغناطيسي (EMI).
تقوس والتواء	≤ 0.75%	يضمن استواء اللوحة للطباعة بالاستنسل والتثبيت.	طريقة اختبار IPC-TM-650؛ التحقق من توازن التراص.	عدم محاذاة الاستنسل؛ سقوط المكونات؛ عدم القدرة على التركيب في الغلاف.

خطوات التنفيذ

يتضمن تنفيذ مشروع تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) سير عمل متسلسل. تعمل كل خطوة كحارس للخطوة التالية.

1. توليد مخرجات التصميم

   • الإجراء: تصدير ملفات Gerber RS-274X (أو ODB++)، ملفات NC Drill، قائمة الشبكة IPC-356، قائمة المواد (BOM)، وبيانات مركز الثقل XY.
   • المعلمة الرئيسية: التأكد من أن أصل الإحداثيات متسق عبر جميع الملفات.
   • فحص القبول: تحميل الملفات في عارض Gerber للتحقق من محاذاة الطبقات ودقة ثقوب الحفر.

2. تنقية قائمة المواد (BOM) وتوريد المكونات

• الإجراء: التحقق من توفر المكونات وحالة دورة حياتها (نشط، غير موصى به للتصاميم الجديدة، نهاية العمر الافتراضي).
• المعلمة الرئيسية: مطابقة أرقام الأجزاء المصنعة (MPNs) بدقة مع البصمات (على سبيل المثال، التأكد من عدم وضع جزء متري 0603 على بصمة إمبراطورية 0603).
• فحص القبول: صفر أجزاء "غير معروفة"؛ تحديد جميع العناصر ذات المهلة الطويلة والموافقة على استبدالها إذا لزم الأمر.

3. مراجعة قابلية التصنيع/التجميع (DFM/DFA)

   • الإجراء: يقوم المصنع بمراجعة الملفات بحثًا عن الانتهاكات (مصائد الحمض، الشظايا، ثقوب الحفر المستحيلة).
   • المعلمة الرئيسية: أحجام الميزات الدنيا مقابل فئة قدرة المصنع (قياسي مقابل متقدم).
   • فحص القبول: يتم إنشاء تقرير استعلام هندسي (EQ) وحله بواسطة المصمم.

4. تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) (اللوحة العارية)

   • الإجراء: تصوير الطبقات الداخلية، الحفر، الترقيع، الثقب، الطلاء، والتشطيب السطحي.
   • المعلمة الرئيسية: اتساق ارتفاع التراص ووزن النحاس.
   • فحص القبول: اجتياز الاختبار الإلكتروني (مسبار طائر)؛ الفحص البصري للتشطيب السطحي؛ تحليل المقطع العرضي لطلاء جدار الثقب.

5. إنشاء الاستنسل وطباعة معجون اللحام

   • الإجراء: يتم إنشاء استنسل من الفولاذ المقاوم للصدأ مقطوع بالليزر بناءً على طبقات المعجون. يتم كشط معجون اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة العارية.
   • المعلمة الرئيسية: سمك الاستنسل (عادة 0.1 مم - 0.15 مم) وتقليل الفتحة.
   • فحص القبول: فحص معجون اللحام (SPI) لقياس حجم المعجون وارتفاعه قبل وضع المكونات.

6. الالتقاط والوضع (P&P)

• الإجراء: تلتقط الآلات عالية السرعة المكونات من البكرات/الصواني وتضعها على الوسادات الملصقة.
• المعلمة الرئيسية: دقة الوضع (عادةً ±0.03 مم) واختيار الفوهة.
• فحص القبول: التحقق البصري من وجود جميع الأجزاء وتوجيهها بشكل صحيح (فحص القطبية).

7. لحام إعادة التدفق (Reflow Soldering)

   • الإجراء: تمر اللوحة عبر فرن ناقل مزود بمناطق حرارية متحكم بها (تسخين مسبق، نقع، إعادة تدفق، تبريد).
   • المعلمة الرئيسية: درجة الحرارة القصوى (245 درجة مئوية - 260 درجة مئوية للخالي من الرصاص) والوقت فوق درجة السيولة (TAL).
   • فحص القبول: تكوين مركب بين معدني؛ حشوات لامعة (أو ساتانية)؛ عدم وجود مكونات محترقة.

8. الفحص البصري الآلي (AOI) والأشعة السينية (X-Ray)

   • الإجراء: تقوم الكاميرات بالبحث عن الأجزاء المفقودة، والانحراف، والقطبية. تفحص الأشعة السينية وصلات لحام BGA المخفية.
   • المعلمة الرئيسية: إعدادات العتبة للمكالمات الخاطئة مقابل التجاوزات.
   • فحص القبول: تقرير النجاح/الفشل؛ تؤكد الأشعة السينية أن الفراغات في BGA أقل من 25% (فئة IPC 2).

9. الاختبار الوظيفي (FCT) ومراقبة الجودة النهائية (Final QC)

   • الإجراء: تشغيل اللوحة، وميض البرامج الثابتة (firmware)، والتحقق من سلوك الإدخال/الإخراج.
   • المعلمة الرئيسية: تغطية الاختبار (نسبة الشبكات/الوظائف التي تم التحقق منها).
   • فحص القبول: تعمل اللوحة كما هو محدد في خطة الاختبار؛ فحص المظهر الخارجي وفقًا لمعيار IPC-A-610.

أنماط الفشل واستكشاف الأخطاء وإصلاحها

حتى مع التصميم الدقيق، يمكن أن تحدث عيوب في تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB). يعد تحديد العرض وتتبعه إلى السبب الجذري أمرًا ضروريًا للإجراء التصحيحي.

1. تأثير الشاهدة (تأثير مانهاتن)

• العرض: مكون سلبي (مقاوم/مكثف) يقف عموديًا على إحدى الوسادات.
• الأسباب: تسخين غير متساوٍ أثناء إعادة التدفق؛ أحجام وسادات غير متوازنة (واحدة متصلة بمستوى أرضي كبير بدون تخفيف حراري)؛ فتحة الاستنسل واسعة جدًا.
• الفحوصات: فحص وصلات التخفيف الحراري في التصميم؛ التحقق من حجم المعجون على كلتا الوسادتين.
• الإصلاح: إعادة العمل يدويًا باستخدام مكواة لحام.
• الوقاية: استخدام تخفيفات حرارية على وسادات الأرضي؛ ضمان هندسة وسادات متماثلة؛ تقليل فتحة الاستنسل على جانب الأرضي.

2. جسور اللحام (القصور)

• العرض: لحام زائد يربط بين دبوسين متجاورين، شائع في QFP والموصلات ذات الخطوة الدقيقة.
• الأسباب: غياب سد قناع اللحام؛ فتحات الاستنسل كبيرة جدًا؛ ضغط الالتقاط والوضع مرتفع جدًا (ضغط المعجون)؛ ملف تعريف إعادة التدفق بطيء جدًا (ترهل).
• الفحوصات: التحقق من وجود سد قناع اللحام؛ التحقق من بيانات SPI للحجم الزائد.
• الإصلاح: إزالة اللحام الزائد باستخدام جديلة إزالة اللحام (فتيل).
• الوقاية: تحديد سدود القناع في CAD؛ تقليل عرض فتحة الاستنسل؛ تحسين معدل ارتفاع ملف تعريف إعادة التدفق.

3. فراغات BGA

• العرض: جيوب هوائية محاصرة داخل كرات اللحام تحت BGA، مرئية فقط عبر الأشعة السينية.
• الأسباب: المواد المتطايرة في التدفق لا تهرب؛ وقت نقع ملف إعادة التدفق قصير جدًا؛ الرطوبة في لوحة الدوائر المطبوعة أو المكون.
• الفحوصات: تحليل الأشعة السينية (حساب النسبة المئوية لمنطقة الفراغ).
• الإصلاح: لا يمكن إصلاحه بسهولة؛ يتطلب إزالة BGA وإعادة الكرات.
• الوقاية: خبز لوحات الدوائر المطبوعة والمكونات لإزالة الرطوبة؛ تحسين منطقة نقع إعادة التدفق للسماح بخروج الغازات من التدفق؛ استخدام إعادة التدفق بالمكنسة الكهربائية إذا لزم الأمر.

4. الانفصال الطبقي (Delamination)

• العرض: انفصال طبقات لوحة الدوائر المطبوعة، يظهر على شكل بثور أو فقاعات.
• الأسباب: الرطوبة المحتجزة في مادة FR4؛ الصدمة الحرارية؛ ضعف الترابط الطبقي أثناء التصنيع.
• الفحوصات: الفحص البصري؛ التقطيع العرضي.
• الإصلاح: لا يوجد. يتم التخلص من اللوحة.
• الوقاية: تخزين لوحات الدوائر المطبوعة في أكياس محكمة الإغلاق بالمكنسة الكهربائية؛ خبز اللوحات قبل التجميع؛ اختيار مواد ذات درجة حرارة انتقال زجاجي (Tg) عالية للعمليات الخالية من الرصاص.

5. الدوائر المفتوحة (تخطي اللحام)

• العرض: دبوس المكون غير متصل بالوسادة.
• الأسباب: مشاكل التسطيح (الدبوس يجلس أعلى من الوسادة)؛ معجون لحام غير كافٍ؛ التواء اللوحة.
• الفحوصات: الفحص البصري؛ الفحص البصري التلقائي (AOI)؛ اختبار الاستمرارية.
• الإصلاح: إضافة لحام يدويًا.
• الوقاية: استخدام تشطيب ENIG للتسطيح؛ التأكد من أن سمك الاستنسل مناسب؛ التحقق من تسطيح أطراف المكونات.

6. تقشير النحاس (رفع الوسادة)

• العرض: تنفصل وسادة النحاس عن ركيزة FR4 أثناء اللحام أو إعادة العمل.
• الأسباب: ارتفاع درجة الحرارة أثناء إعادة العمل اليدوي؛ ضعف التصاق رقائق النحاس؛ الإجهاد الميكانيكي.
• الفحوصات: فحص بصري.
• الإصلاح: سلك توصيل إلى أقرب مسار (إصلاح، وليس جودة إنتاج).
• الوقاية: التحكم في درجة حرارة مكواة اللحام؛ استخدام وسادات أكبر حيث يُتوقع إجهاد ميكانيكي؛ تحديد صفائح عالية الجودة.

7. عدم تطابق المعاوقة

• العَرَض: فشل سلامة الإشارة، أخطاء البيانات، أو انعكاسات على الخطوط عالية السرعة.
• الأسباب: عرض مسار غير صحيح؛ اختلاف سمك العازل؛ انقطاع مستوى المرجع.
• الفحوصات: قياس TDR (انعكاس المجال الزمني).
• الإصلاح: لا يوجد حل للوحة المادية. يتطلب إعادة تصميم.
• الوقاية: استخدام حاسبة المعاوقة أثناء التصميم؛ تحديد معاوقة متحكم بها في ملاحظات التصنيع؛ طلب قسائم TDR من الشركة المصنعة.

قرارات التصميم

تؤثر الخيارات الاستراتيجية المتخذة في وقت مبكر من مرحلة التصميم بشكل كبير على تكلفة ونجاح تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB).

اختيار المواد

المادة القياسية هي FR4 TG150، مناسبة لمعظم الإلكترونيات الاستهلاكية. ومع ذلك، تتطلب التطبيقات المتخصصة ركائز محددة.

• التردد العالي: لتطبيقات التردد اللاسلكي (RF) (>1 جيجاهرتز)، يعتبر FR4 القياسي شديد الفقد. تتطلب مواد مثل Rogers أو Teflon. انظر مواد لوحات الدوائر المطبوعة من Rogers.
• درجة الحرارة العالية: قد تتطلب لوحات السيارات أو الصناعية مواد ذات TG عالية (TG170 أو TG180) لتحمل الإجهاد الحراري.
• الإدارة الحرارية: لوحات الدوائر المطبوعة ذات القلب المعدني (MCPCB) ضرورية لإضاءة LED عالية الطاقة لتبديد الحرارة بكفاءة.

تشطيب السطح

يتم تحديد الواجهة بين المكون والوسادة النحاسية بواسطة تشطيب السطح.

• HASL (Hot Air Solder Leveling): HASL (تسوية اللحام بالهواء الساخن): قوي ورخيص، لكن السطح غير مستوٍ. جيد للأجزاء ذات الثقوب، سيء لـ SMDs ذات الخطوة الدقيقة.
• ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold): ENIG (النيكل الكيميائي بالذهب الغاطس): تسطيح ممتاز، مقاومة للأكسدة، وعمر تخزين طويل. المعيار لـ BGAs والأجزاء ذات الخطوة الدقيقة.
• OSP (Organic Solderability Preservative): OSP (مادة حافظة عضوية لقابلية اللحام): مسطح جدًا ورخيص، لكن له عمر تخزين قصير وحساس للتعامل.
• Hard Gold: الذهب الصلب: يستخدم لموصلات الحافة (أصابع الذهب) التي تخضع لدورات إدخال متكررة.

التجميع في لوحات (Panelization)

تعتمد كفاءة التصنيع على التجميع في لوحات.

• V-Score: قطع V-Score: قطع مستقيمة تترك شبكة رقيقة من المواد. استخدام فعال للمساحة ولكنه يتطلب مخططات مربعة.
• Tab-Route (Mouse Bites): قطع بالمسار مع ألسنة (Mouse Bites): يستخدم رؤوس توجيه لقطع الأشكال المعقدة، تاركًا ألسنة صغيرة لتثبيت اللوحة. أفضل للأشكال غير المنتظمة ولكنه يهدر المزيد من المواد.
• Fiducials & Tooling Holes: علامات مرجعية وثقوب أدوات: تحتاج كل لوحة إلى علامات مرجعية عالمية لآلة التجميع لمحاذاة المصفوفة بأكملها، وثقوب أدوات لتجهيزات الاختبار.

الأسئلة الشائعة

س: ما هو الوقت المستغرق القياسي لتصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)؟ ج: عادةً ما يكون وقت تسليم النموذج الأولي القياسي من 2-4 أيام للتصنيع بالإضافة إلى 2-4 أيام للتجميع، بإجمالي حوالي 1-2 أسبوع.

• معجل: يمكن أن يكون سريعًا يصل إلى 24-48 ساعة إجمالاً للتصاميم البسيطة (بتكلفة إضافية).
• الإنتاج الضخم: عادةً من 3 إلى 4 أسابيع بما في ذلك شراء المكونات.
• عنق الزجاجة: غالبًا ما تحدد المهل الزمنية للمكونات الجدول الزمني أكثر من عملية التصنيع نفسها.

س: كيف أختار أفضل مصنعي لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لمشروعي؟ ج: ابحث عن توازن بين القدرة والشهادات والتواصل.

• الشهادات: ISO9001 هو الحد الأدنى؛ IATF16949 للسيارات؛ UL للسلامة.
• القدرات: تأكد من أنها تتطابق مع مواصفاتك الفنية (مثل الفتحات العمياء، المعاوقة المحددة).
• الدعم: هل يقدمون مراجعات DFM؟ هل يوجد فريق هندسي يتحدث الإنجليزية؟

س: ما هي الملفات المطلوبة تمامًا للحصول على عرض أسعار تسليم مفتاح؟ ج: للحصول على سعر دقيق، تحتاج إلى ثلاثة أشياء:

• ملفات Gerber: لهندسة اللوحة العارية.
• BOM (قائمة المواد): مع أرقام الأجزاء المصنعة (MPNs) والكميات لتكلفة المكونات.
• ملف Centroid (الالتقاط والوضع): لبرمجة آلة التجميع (على الرغم من أنه يتم إنشاؤه أحيانًا من ملفات Gerber).

س: لماذا توجد رسوم إعداد (NRE) للتجميع؟ ج: تغطي رسوم NRE (الهندسة غير المتكررة) العمل لمرة واحدة لإعداد خط الإنتاج.

• الاستنسل: قطع الاستنسل المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بالليزر.
• البرمجة: إعداد إحداثيات آلة الالتقاط والوضع.
• ملف تعريف الفرن: معايرة الملف الحراري لكتلة لوحتك المحددة.

س: هل يمكنني توفير أجزائي الخاصة (الشحن)؟ ج: نعم، يسمح معظم المجمعين بالشحن الجزئي أو الكامل.

• المزايا: أنت تتحكم في المخزون وتوريد الأجزاء الهامة/المكلفة.
• السلبيات: أنت تدير اللوجستيات؛ تأخيرات الشحن من جانبك توقف خط الإنتاج.
• نصيحة: قم دائمًا بتوفير 5-10% زيادة (استنزاف) للمكونات السلبية لمراعاة هدر الآلة.

س: كيف تختار مصنعًا للوحات الدوائر المطبوعة (PCB) خصيصًا لـ NPI؟ ج: تتطلب NPI (إدخال المنتج الجديد) المرونة على حساب أقل تكلفة للوحدة.

• السرعة: هل يمكنهم التعامل مع الدورات السريعة؟
• الملاحظات: هل سيقدمون تقرير DFM مفصلاً لتحسين التصميم للإنتاج بالجملة؟
• الدفعات الصغيرة: هل لديهم حد أدنى لكمية الطلب (MOQ)؟ ابحث عن ورش عمل "بدون MOQ" أو صديقة للحجم المنخفض.

س: ما الفرق بين تجميع الفئة 2 والفئة 3؟ ج: تشير هذه إلى معايير IPC للموثوقية.

• الفئة 2 (خدمة مخصصة): إلكترونيات المستهلك القياسية (أجهزة الكمبيوتر المحمولة، الأجهزة المنزلية). يُسمح بالعيوب إذا تم الحفاظ على الوظائف.
• الفئة 3 (موثوقية عالية): الفضاء، الطب، الجيش. لا يُسمح بوقت توقف. معايير أكثر صرامة لملء اللحام (75% مقابل 50%) وسمك الطلاء.

س: لماذا فشلت لوحتي في اختبار المعاوقة؟ ج: عادةً ما يكون ذلك بسبب اختلافات ثابت العزل الكهربائي ($D_k$) أو تآكل عرض المسار.

• المادة: يختلف FR4 العام في $D_k$. حدد علامة تجارية معينة (مثل Isola 370HR) إذا كان الأمر حرجًا.
• التراص: هل استخدمت التراص المقترح من قبل الشركة المصنعة؟ يحدد سمك مادة prepreg الخاصة بهم المعاوقة النهائية.

س: ما هو "فحص المقال الأول" (FAI)؟ ج: الفحص الأولي للمادة (FAI) هو خطوة تحقق حيث يتم فحص اللوحة المجمعة الأولى بالكامل قبل تشغيل بقية الدفعة.

• العملية: تقوم الآلة بتركيب لوحة واحدة، ثم يتم إعادة تدفقها، ثم فحصها (غالبًا بالأشعة السينية).
• الفائدة: يكتشف أخطاء القطبية أو الأجزاء الخاطئة قبل أن يتم تركيبها على 1000 لوحة.

س: كيف أقلل تكلفة تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB)؟ ج: بسّط التصميم ووحّد الأجزاء.

• تقليل الطبقات: 4 طبقات أرخص من 6.
• التوحيد القياسي: استخدم المكونات السلبية الشائعة (مثل جميع مقاومات 10 كيلو أوم) لتقليل فتحات التغذية.
• تخفيف المواصفات: استخدم الفتحات القياسية (0.3 مم) بدلاً من الفتحات الدقيقة بالليزر إذا أمكن.
• التجميع في لوحات: حسّن استخدام اللوحات لتقليل المواد المهدرة.

مسرد المصطلحات (المصطلحات الرئيسية)

المصطلح	التعريف	السياق
Gerber	تنسيق الملف القياسي لبيانات تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة (الطبقات، الثقوب، القناع).	"أرسل ملفات Gerber إلى مصنع التصنيع."
BOM	قائمة المواد؛ قائمة بجميع المكونات والكميات وأرقام الأجزاء.	"يجب أن تتطابق قائمة المواد (BOM) مع المعرفات المرجعية."
Centroid / ملف Pick & Place	ملف نصي يحتوي على بيانات X و Y والدوران والجانب لكل مكون.	"تحتاج الآلة إلى ملف Centroid لمعرفة مكان وضع الأجزاء."
Fiducial	علامة بصرية على لوحة الدوائر المطبوعة تستخدمها آلات التجميع للمحاذاة.	"أضف علامات Fiducial إلى قضبان اللوحة."
Reflow	عملية صهر معجون اللحام في فرن لتثبيت المكونات.	"ملف إعادة التدفق يحتاج إلى تعديل لهذا BGA الكبير."
Wave Soldering	طريقة لحام المكونات ذات الثقوب عن طريق تمرير اللوحة فوق موجة من اللحام المنصهر.	"نستخدم لحام الموجة للموصلات."
Stencil	صفيحة معدنية بها ثقوب (فتحات) تستخدم لطباعة معجون اللحام على الفوط.	"سمك الاستنسل يحدد حجم اللحام."
IPC-A-610	المعيار الصناعي لقبول التجميعات الإلكترونية.	"افحص وفقًا لمعيار IPC-A-610 الفئة 2."
Panelization	تجميع لوحات PCB متعددة في لوحة أكبر لتصنيع فعال.	"قم بتجميع اللوحات 2x5 للتجميع."
DFM	التصميم للتصنيع؛ تحسين التصميم لجعله أسهل/أرخص في البناء.	"قم بإجراء فحص DFM قبل الطلب."
Via-in-Pad	وضع فتحة مباشرة في وسادة المكون، وعادة ما يتطلب الملء والتغطية.	"يتطلب هذا BGA تقنية Via-in-Pad."
Mouse Bites	ألسنة قابلة للكسر مثقبة تستخدم في التجميع.	"اكسر ألسنة الفأر بعد التجميع."
Solder Mask	الطبقة الواقية (عادة خضراء) التي تغطي مسارات النحاس.	"تحقق من إعدادات توسيع قناع اللحام."
Silkscreen	طبقة الحبر (عادة بيضاء) المستخدمة لملصقات المكونات والشعارات.	"تأكد من أن الشاشة الحريرية لا تتداخل مع وسادات اللحام."

خاتمة

إن إتقان تصنيع وتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) لا يقتصر فقط على إنشاء مجموعة من الملفات؛ بل يتعلق بفهم القيود المادية ونوافذ العمليات في أرض المصنع. من خلال الالتزام بقواعد التصميم القياسية، والتحقق من صحة قائمة المواد (BOM) الخاصة بك، وفهم الأسباب الجذرية للعيوب الشائعة، يمكنك تقليل المخاطر والتكاليف بشكل كبير.

سواء كنت تقوم بإنشاء نموذج أولي لجهاز إنترنت الأشياء جديد أو توسيع نطاق وحدة تحكم صناعية معقدة، فإن المواصفات المفصلة في هذا الدليل تعد بمثابة خط أساس للجودة. تم تجهيز APTPCB للتعامل مع تعقيدات الإلكترونيات الحديثة، من اللوحات الصلبة القياسية إلى تجميعات HDI المعقدة. عندما تكون مستعدًا للانتقال من التصميم إلى الإنتاج، تأكد من أن حزمة بياناتك كاملة، ومواصفاتك واضحة، وشريكك قادر.

للاستفسارات المحددة المتعلقة بترتيب الطبقات (stack-up) أو فحوصات DFM، اتصل بفريق الهندسة لدينا مباشرة.

Related links

• إرشادات DFM
• المواد
• حاسبة المعاوقة
• عارض Gerber
• مواد لوحات الدوائر المطبوعة من Rogers