قد يعني الشكل البيضاوي في رسم PCB فتحة طرف مطلية، أو شقًا ميكانيكيًا غير مطلي، أو مجرد حدود وسادة نحاسية. وهذه تعليمات تصنيع مختلفة. حدّد الفتحة المطلوبة، وعرضها النهائي وطولها الإجمالي وموضعها، وما إذا كان ينبغي طلاء جدرانها. ثم افحص ملفات التصنيع المصدّرة بدلًا من الاعتماد على مظهر البصمة في المحرر.
قد يصل الشق المطلي طرفًا مسطحًا لمكوّن باللوحة. وقد يوفّر الشق غير المطلي خلوصًا لسانٍ معدني، أو مجالًا للضبط الميكانيكي، أو قطعًا مقصودًا في مادة اللوحة. تحدد الوظيفة المطلوبة حالة النحاس والجدران؛ ولا يمكن استنتاج أي من الخيارين بثقة من الشكل وحده.
تتناول أساسيات رسم التصنيع حزمة الملفات الأوسع. ولأراضي الثقوب الدائرية المطلية المعتادة، راجع الحلقات الحلقية وسماحية الثقب. تعتمد ملاءمة الشق أيضًا على هندسته المستطيلة الممتدة وشكل نهايتيه ومحاذاة الجزء المقابل.
صورة فوتوغرافية للوحة عارية حقيقية من Vishnu Mohanan / Unsplash، مستخدمة لتوضيح سياق التصنيع. لا تحدد الصورة شقًا موصوفًا بأنه مطلي أو غير مطلي؛ وتوضح المقاطع المفاهيمية للجدران أدناه الفرق بين الحالتين.
متى ينبغي طلاء الشق؟
استخدم شقًا مطليًا عندما يتطلب التصميم جدارًا موصلًا، مثل طرف مسطح ملحوم ذي أرضية نحاسية متصلة بالشبكة المقصودة. حدّد الأرضية واتصالها بالشبكة مع الفتحة. لا يعني طلاء الجدار تلقائيًا ضرورة توصيل الشق بكل طبقة نحاسية داخلية يمر بها.
استخدم فتحة غير مطلية عندما يجب أن تبقى الجدران غير موصلة، أو عندما تؤدي الميزة وظيفة خلوص ميكانيكي من دون برميل موصل. افحص الخلوصات إلى جميع مناطق النحاس ذات الصلة، لا إلى الطبقة العليا الظاهرة فقط. فقد يكون الجدار غير المطلي قريبًا من نحاس داخلي أو نحاس مكشوف على حافة مجاورة.
لا تضف الطلاء لمعالجة غموض الرسم. فقد لا يعود لسان معدني لتحديد الموضع، يدخل في فتحة غير مطلية، مناسبًا بعد أن يقلل طلاء الجدران حجم الفتحة المتاح. وعلى العكس، قد يؤدي تصنيع شق طرف على أنه غير مطلي إلى قطع المسار الموصل الذي يتوقعه التصميم.
| الوظيفة | المعلومات التي تحسم الاختيار | الخطأ الواجب تجنبه |
|---|---|---|
| طرف شفرة ملحوم | جدار مطلي، وهندسة الأرضية، والشبكة ومتطلبات التجميع | اعتبار حدود الوسادة المستطيلة دليلًا على وجود شق |
| خلوص للسان ميكانيكي | الفتحة النهائية، وحالة الجدار، والحجم الخارجي للجزء المقابل | السماح لتعويض العملية أو الطلاء باستهلاك الخلوص |
| شق ضبط | نطاق الحركة، والحجم الخارجي للمثبت، ومرجع تحديد الموضع | فحص العرض وإغفال التداخل عند نهاية المشوار |
| فتحة عزل مقصودة | تصميم السلامة الكهربائية، والهندسة النهائية والمتطلبات المنطبقة | افتراض أن أي فجوة ظاهرة تحقق تلقائيًا مسافة زحف مطابقة |
يتطلب الشق المستخدم للعزل مراجعة مستقلة للسلامة الكهربائية. ويتوقف تأثيره على مسافة الزحف أو الخلوص على الهندسة الفعلية والمواد والبيئة والمتطلبات الحاكمة. لا تستبدل تصميم عزل المنتج بملاحظة عامة عن التشغيل الميكانيكي.
ما الأبعاد التي ينبغي أن يحددها الرسم؟
حدّد الفتحة النهائية بما يشمل حالتها بعد الطلاء وعمليات الإنهاء ذات الصلة. ميّز عرضها من طولها الإجمالي من طرف إلى طرف. إذا استخدم نظام CAD أو الفحص المسافة بين مركزي النهايتين، فاذكر ذلك صراحةً؛ فهي ليست طول الفتحة الكامل.
للشق البسيط ذي الشكل الكبسولي جوانب مستقيمة متوازية ونهايتان نصف دائريتين. نصف قطر النهاية يساوي نصف العرض. عند طول إجمالي L وعرض W، تكون المسافة بين مركزي النهايتين L − W. تصف هذه العلاقات هذه الهندسة المحددة، ولا تنطبق من دون تغيير على فتحة مخصصة أو شكل تخفيف أو تجويف مفرز.
لا تستطيع قاطعة أسطوانية دوارة إنتاج زاوية داخلية حادة تمامًا. إذا كان للجزء المقابل زوايا قائمة، فتحقق من حجمه الفعلي بالنسبة إلى نهايتي الشق المنحنيتين. قد تساعد زيادة الطول في ملاءمة معينة، لكن المقدار المطلوب يعتمد على شكل الزوايا والخلوص. لا تفترض أن المستطيل يلائم الشق لمجرد أن طوله وعرضه كلٌّ على حدة أقل من الحد الأقصى لأبعاد الشق.
هندسة مفاهيمية وليست توصية تصنيع. تصف التسميات الإنجليزية في ملف SVG هندسة الشق النهائي وملاءمة الزوايا وحالة الجدران؛ والمقاطع مفاهيمية وليست بمقياس رسم، كما أن مثال الملاءمة افتراضي. تشير “Overall L” إلى الطول الإجمالي، و“Width W” إلى العرض، و“End-center spacing” إلى المسافة بين مركزي النهايتين. وتعني “Centered corner fits” أن الزاوية المركزية تلائم الفتحة؛ أما “Offset corner interferes” فتعني أن الزاوية المزاحة تتداخل معها. وتشير “Plated wall” إلى جدار موصل مطلي مع وسادات نحاسية محددة؛ و“Non-plated wall” إلى جدار عارٍ مع إبعاد النحاس كما هو محدد. توضح مواضع الزوايا حساب الملاءمة الافتراضي أدناه، ولا تحدد مقاطع الجدران سُمك أي طبقة.
مثال عملي للتحقق من ملاءمة طرف مسطح
افترض أن سُمك شفرة طرف افتراضي لا يتجاوز 0.60 mm وعرضها 1.80 mm. الشق المقترح كبسولي بعرض نهائي 0.90 ± 0.05 mm وطول إجمالي 2.30 ± 0.05 mm. هذه الأبعاد افتراضية لهذا المثال، وليست مأخوذة من رسم مكوّن أو جدول قدرات مُصنّع.
لإجراء فحص أولي متحفظ، استخدم أصغر فتحة: عرض 0.85 mm وطول إجمالي 2.25 mm. عندما تكون الشفرة في المركز، يكون الخلوص في اتجاه العرض (0.85 − 0.60) / 2 = 0.125 mm من كل جانب. يفحص ذلك الجوانب المستقيمة، لا زوايا الشفرة عند النهايتين المستديرتين.
في الفتحة الصغرى، نصف قطر النهاية 0.425 mm ويبعد مركز كل نهاية (2.25 − 0.85) / 2 = 0.70 mm عن مركز الشق. تقع إحدى زوايا الشفرة على بعد 0.90 mm على محور الشق و0.30 mm عبره. وتبلغ المسافة بينها وبين مركز النهاية المقابلة sqrt((0.90 − 0.70)² + 0.30²) ≈ 0.361 mm، وهي أقل من نصف القطر 0.425 mm. لذلك يلائم المستطيل المثالي المتمركز هذه الفتحة الكبسولية الدنيا المفترضة.
لكن هذه النتيجة لا تشمل خطأ الموضع. إذا تحركت الشفرة 0.10 mm على امتداد الشق و0.10 mm عبره، تصبح الزاوية البعيدة على بعد sqrt(0.30² + 0.40²) = 0.50 mm من مركز النهاية. وهذا يتجاوز 0.425 mm. وقد تفشل ملاءمة ناجحة عند التمركز التام عند إدخال ميزانية موضع التجميع في الحساب.
استخدم هذه الطريقة للفحص الأولي لشفرة صلبة ذات جوانب متوازية تدخل شقًا كبسوليًا مستقيمًا. تحتاج أنصاف الأقطار الفعلية لزوايا الطرف والنتوءات والانحراف الزاوي ومداخل التوجيه وخلوص اللحام إلى سماحات خاصة بها. ولعدة أطراف، قارن النمط الكامل وخصائص تحديد موضع المكوّن؛ فالفحوص المستقلة لكل شق لا تثبت استقرار القطعة كاملة في مكانها.
من يختار أداة التوجيه وسماحية الطلاء؟
ينبغي أن يحدد التصميم الميزة النهائية المطلوبة. ويقترح المُصنّع كيفية إنتاجها، بما في ذلك الأداة والتعويض وتسلسل العملية. تحتاج فتحة التصنيع للثقوب المطلية عمومًا إلى سماحية للمادة التي تضاف إلى الجدران. وتعتمد السماحية المطلوبة أيضًا على العملية المضبوطة وسماحياتها.
لا توسّع فتحة في CAD «لأجل الطلاء» إلا إذا طلب المورد صراحةً هذا العرف للبيانات وكان الرسم واضحًا بلا لبس. وإلا فقد يعوّض المصمم والمُصنّع الميزة نفسها كلٌّ على حدة. وعلى العكس، لا تحدد حجم الأداة عندما يكون شرط القبول المقصود هو بُعد الشق النهائي.
قد يوجّه المورد شقًا أو ينشئه عبر تسلسل معتمد من عمليات حفر متداخلة. أكّد أن العملية المقترحة تحقق حالة الجدار والملاءمة المطلوبتين. تعتمد الحدود الدنيا للعرض والطول الخاصة بالعملية على المورد والخدمة. وهي ليست حدود تصميم عامة للوحات PCB؛ وقد تتطلب ميزة ممكنة تقنيًا معالجة خاصة أو تكلفة إضافية.
كيف يمكن تمثيل الشق في بيانات تصنيع KiCad؟
توثّق KiCad 9.0 إعدادات منفصلة للوسادة وثقبها. قد يكون للوسادة النحاسية محيط بيضاوي بينما يبقى ثقبها دائريًا. لشق طرف مطلي، افحص شكل ثقب وسادة الثقب النافذ وبُعديه، إضافةً إلى الأرضية النحاسية. ولخاصية وسادة غير مطلية، تحقق من سمة NPTH/الميكانيكية والهندسة المطلوبة.
وتصف الوثائق نفسها إخراج Excellon للثقوب البيضاوية: يستخدم الإخراج العادي أوامر التوجيه، مع توفر وضع حفر بديل عند طلب المُصنّع. اجعل ذلك قرار توافق صريحًا مع المورد. لا تغيّر إعدادًا لمجرد أن العرض في العارض يبدو غير مألوف؛ فقد يؤدي ذلك إلى تفسير مختلف في المراحل اللاحقة.
بعد التصدير، اعرض النحاس والمحيط وبيانات الحفر/التوجيه معًا. تحقق من تطابق نقطة الأصل والوحدات والاتجاه، ومن عدد الشقوق المقصود. تأكد من وجود الفتحة في البيانات المقروءة آليًا ومن بقاء فئة الطلاء قابلة للتحديد. تساعد الملاحظة النصية على التوضيح، لكنها لا ينبغي أن تكون الدليل الوحيد على وجود ميزة مادية.
لإجراء فحص عملي للتصدير، اختر شق طرف معروفًا وقارن أرضيته النحاسية بفتحة خريطة الحفر عند الإحداثيات نفسها. لا تمثل أرضية نحاسية بيضاوية مع رمز حفر دائري فقط الثقب البيضاوي المقصود. في عارض بيانات الحفر/التوجيه، تحقق من نهايتيه المستديرتين ومن أبعاد الفتحة النهائية المحددة في الرسم؛ ثم طابق فئة الطلاء مع جدول الشقوق. سجّل معرّف الميزة في استفسار CAM للتوضيح إذا اختلف الشكل أو التصنيف المستورد.
بالنسبة إلى فتحة داخلية اعتباطية الشكل، اتفق مع المُصنّع على تنسيق بيانات المحيط المقبول. تجنب تقديم تعريفين متعارضين للفتحة نفسها في ملفين مختلفين. حدّد الملف المعتمد وبُعد الرسم الحاكمين إذا أبلغ العارض أو استيراد CAM عن اختلاف.
ما الذي ينبغي أن يتحقق منه الفحص والاستلام؟
امنح الشقوق الحرجة معرّفات. وسجّل لكل منها العرض والطول الإجمالي ومرجع الموضع والاتجاه وحالة الطلاء ومتطلبات الأرضية أو خلوص النحاس المنطبقة. حدّد الأبعاد والحالات التي يجب قياسها بدلًا من طلب «فحص شقوق» عام.
لا يثبت مقياس العرض الطول الإجمالي أو الموضع الحقيقي. ولا يثبت المظهر اللامع للجدار سُمك الطلاء أو جودة الجدار كله. اختر الأدلة اللازمة بحسب الدور الكهربائي والميكانيكي الفعلي للميزة، واتفق على أخذ العينات والقبول للطلب.
إذا لم يدخل الطرف، فاعزل القطع المتأثرة وقارن رسم المكوّن المعتمد والطرف الفعلي والفتحة النهائية ونمط الثقوب قبل تعديل أي جزء. قد يؤدي برد اللوحة أو إجبار الطرف على الدخول إلى إتلاف النحاس وإخفاء السبب. ويتطلب أي إصلاح يغير الهندسة أو جدارًا مطليًا قرارًا معتمدًا.
راجع رسم التجميع لمعرفة اتجاه الإدخال ومناطق الخلوص، وترتيب اللوحة لمعرفة المناولة وإمكانية الوصول. قد يتعارض شق صحيح في لوحة منفردة مع سكة اللوحة أو تجهيزات التجميع.
أرسل مواصفات الميزات النهائية لطلب عرض سعر
أرفق ملفات اللوحة وجدول الشقوق ذي الأبعاد ورسم الجزء المقابل وفئات الطلاء المحددة. علّم الشقوق الحرجة للملاءمة وميّز الأبعاد الخاضعة للضبط من الأبعاد المرجعية. اذكر ما إذا كان النطاق المطلوب يشمل تقريرًا للأبعاد أو فحصًا خاصًا للجدران أو تجربة تجميع.
استخدم صفحة عرض السعر أو صفحة التواصل مع البيانات الفعلية والأسئلة المفتوحة. اتفق على تفسير التصنيع قبل اعتماد الأدوات. يعتمد مسؤول تصميم المنتج الملاءمة الميكانيكية وتصميم العزل؛ أما مراجعة المُصنّع للجدوى فتتناول بنية اللوحة المقترحة والمخرجات المتفق عليها.
أساس المراجع الفنية
تحدد KiCad 9.0، PCB Editor، خصائص الوسادات وإنشاء ملفات الحفر سلوك البرنامج الموصوف هنا. وتحدد رسومات المكونات أبعاد التزاوج الفعلية. أما علاقات الشكل الكبسولي ومثال السماحات فهما مثالان هندسيان مستقلان بافتراضات معلنة، وليسا حدود إنتاج مفروضة.