لوحة دوائر مطبوعة لعد الأشخاص

النقاط الرئيسية

التعريف: لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لعد الأشخاص هي لوحة دوائر متخصصة مصممة لاستضافة أجهزة الاستشعار (البصرية، الأشعة تحت الحمراء، أو ToF) ووحدات المعالجة لتحليل دقيق لحركة المرور البشرية.
المقاييس الحرجة: تعد سلامة الإشارة والإدارة الحرارية من أهم الأولويات نظرًا لحمل المعالجة العالي لخوارزميات العد.
التكامل: غالبًا ما تتصل هذه اللوحات بوحدات ذات نطاق ترددي عالٍ، مثل لوحة دوائر كاميرا 4K، مما يتطلب تحكمًا دقيقًا في المعاوقة.
البيئة: يعتمد الاختيار بشكل كبير على سيناريو النشر، بدءًا من مساحات البيع بالتجزئة ذات التحكم المناخي إلى مركبات النقل العام الاهتزازية.
التحقق: الفحص البصري الآلي (AOI) والاختبار الوظيفي غير قابلين للتفاوض للحفاظ على الدقة بمرور الوقت.
التصنيع: اختيار الترتيب الطبقي والتشطيب السطحي المناسبين يمنع الأكسدة وفقدان الإشارة على المدى الطويل.
الشراكة: يضمن الانخراط المبكر في DFM (التصميم للتصنيع) مع الشركة المصنعة أن التصميم قابل للتطبيق للإنتاج الضخم.

ماذا تعني لوحة دوائر عد الأشخاص (PCB) حقًا (النطاق والحدود)

لفهم المتطلبات المحددة لهذه التقنية، يجب علينا أولاً تحديد ما تفعله لوحة دوائر عد الأشخاص (PCB) بالفعل داخل النظام. إنها ليست مجرد لوحة توصيل قياسية؛ إنها الأساس المادي الذي يدعم اكتساب البيانات المعقدة والمعالجة في الوقت الفعلي. تعمل لوحات الدوائر المطبوعة هذه كمركز محوري لتقنيات الاستشعار المختلفة، بما في ذلك مستشعرات زمن الرحلة (ToF)، والكاميرات المجسمة، وأجهزة التصوير الحراري. على عكس وحدة التحكم العامة، يجب أن تتعامل لوحة الدوائر المطبوعة لعد الأشخاص (People Counting PCB) مع نقل البيانات عالي السرعة دون زمن انتقال. تعتمد دقة عدد الأشخاص بقدر كبير على الاستقرار الكهربائي للوحة بقدر ما تعتمد على خوارزمية البرنامج.

غالبًا ما تقوم APTPCB (مصنع APTPCB للوحات الدوائر المطبوعة) بتصنيع هذه اللوحات باستخدام تقنية التوصيل البيني عالي الكثافة (HDI). يتيح ذلك التصغير المطلوب لتناسب المعالجات القوية في أغلفة سرية مثبتة في السقف. غالبًا ما تدمج الأنظمة الحديثة لوحة دوائر كاميرا 360 درجة لتغطية مناطق أوسع، مما يزيد من تعقيد التخطيط. يجب أن تقوم اللوحة بتوجيه مسارات فيديو متعددة عالية السرعة مع إدارة الحرارة الناتجة عن معالج إشارة الصورة (ISP).

المقاييس المهمة (كيفية تقييم الجودة)

بمجرد تحديد النطاق، تتمثل الخطوة التالية في فهم المقاييس المحددة التي تحدد ما إذا كانت اللوحة مناسبة للغرض. يتم الحكم على لوحة الدوائر المطبوعة لعد الأشخاص بقدرتها على الحفاظ على نقاء الإشارة والمتانة المادية تحت حمل ثابت.

المقياس	لماذا يهم	النطاق النموذجي أو العوامل المؤثرة	كيفية القياس
ثابت العزل الكهربائي (Dk)	يؤثر على سرعة انتشار الإشارة، وهو أمر بالغ الأهمية لبيانات العد في الوقت الفعلي.	3.4 إلى 4.5 (معيار FR4)؛ أقل للمواد عالية السرعة.	قياس الانعكاسية في المجال الزمني (TDR).
الموصلية الحرارية	تولد المعالجات التي تحلل خلاصات الفيديو حرارة كبيرة.	0.3 واط/متر كلفن (قياسي) إلى 2.0+ واط/متر كلفن (قلب معدني أو FR4 متخصص).	التصوير الحراري أثناء اختبار التحميل.
التحكم في المعاوقة	تتسبب المعاوقة غير المتطابقة في انعكاس البيانات، مما يؤدي إلى أخطاء في العد أو تشوهات في الفيديو.	تحمل ±10% (عادة 50 أوم أحادي الطرف، 90 أوم/100 أوم تفاضلي).	قسائم اختبار TDR على لوحة الإنتاج.
درجة حرارة الانتقال الزجاجي (Tg)	تحدد قدرة اللوحة على تحمل حرارة التجميع ودرجة حرارة التشغيل.	يوصى بـ Tg > 150 درجة مئوية (Tg عالية) للموثوقية.	المسح الحراري التفاضلي (DSC).
معامل التمدد الحراري (المحور Z)	يمكن أن يؤدي التمدد أثناء الدورات الحرارية إلى تشقق طلاء النحاس في الفتحات.	< 3.5% تمدد (50-260 درجة مئوية).	التحليل الميكانيكي الحراري (TMA).
مقاومة العزل السطحي	يمنع الهجرة الكهروكيميائية في البيئات الرطبة (مثل المداخل الخارجية).	> 100 ميجا أوم.	اختبار غرفة الرطوبة/درجة الحرارة.

إرشادات الاختيار حسب السيناريو (المقايضات)

يسمح فهم المقاييس للمهندسين باختيار تكوين اللوحة الصحيح بناءً على مكان تثبيت الجهاز. تفرض البيئات المختلفة ضغوطًا فريدة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لعد الأشخاص.

1. مداخل البيع بالتجزئة (داخلي قياسي)

المتطلب: جماليات عالية، حجم صغير، معالجة معتدلة.
المقايضة: إعطاء الأولوية للتصغير (HDI) على المتانة القصوى.
التوصية: FR4 قياسي عالي Tg، تشطيب ENIG للوسادات المسطحة.

2. الأماكن العامة الخارجية

المتطلب: مقاومة الطقس، نطاق واسع لدرجة الحرارة.
المفاضلة: تكلفة أعلى للمواد لمنع الانفصال الطبقي.
التوصية: مواد عالية الموثوقية (مثل Isola أو Panasonic)، الطلاء المطابق إلزامي.

3. النقل العام (الحافلات/القطارات)

المتطلب: مقاومة الاهتزاز، إمداد طاقة غير مستقر.
المفاضلة: النحاس الأكثر سمكًا والموصلات القوية تزيد الوزن والتكلفة.
التوصية: معيار IPC Class 3 لموثوقية الاهتزاز؛ موصلات قفل.

4. المستودعات ذات السقف العالي

المتطلب: استشعار طويل المدى، مستشعرات نشطة عالية الطاقة (ToF).
المفاضلة: زيادة استهلاك الطاقة تتطلب إدارة حرارية أفضل.
التوصية: نحاس أكثر سمكًا (2 أوقية) لطبقات الطاقة؛ فتحات حرارية تحت المعالج الرئيسي.

5. تحليلات عالية الدقة (تكامل 4K)

المتطلب: التعامل مع تدفقات البيانات الضخمة من لوحة دوائر مطبوعة لكاميرا 4K.
المفاضلة: سلامة الإشارة أمر بالغ الأهمية؛ لا يمكن استخدام FR4 القياسي منخفض التكلفة لخطوط السرعة العالية.
التوصية: مواد صفائحية منخفضة الفقد؛ معاوقة متحكم بها بدقة على الأزواج التفاضلية.

6. المناطق التي تركز على الخصوصية (حرارية/أشعة تحت الحمراء فقط)

المتطلب: لا توجد كاميرات بصرية؛ تعتمد على البصمات الحرارية.
المفاضلة: عرض نطاق بيانات أقل ولكن حساسية أعلى للضوضاء الحرارية على لوحة الدوائر المطبوعة.
توصية: فصل دقيق للتخطيط بين مصادر الطاقة ومدخلات المستشعرات التناظرية.

من التصميم إلى التصنيع (نقاط فحص التنفيذ)

بعد اختيار السيناريو، ينتقل المشروع إلى مرحلة التنفيذ حيث يتم تحويل ملفات التصميم إلى لوحات مادية. تضمن قائمة التحقق هذه أن لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لعد الأشخاص قابلة للتصنيع وموثوقة.

للحصول على مواصفات مفصلة حول إعداد ملفاتك، ارجع إلى إرشادات DFM الخاصة بنا.

1. تصميم الطبقات (Stackup)

توصية: استخدم تصميم طبقات متوازنًا (مثل 4 أو 6 طبقات) لمنع الاعوجاج.
خطر: يؤدي التوزيع غير المتوازن للنحاس إلى الانحناء أثناء إعادة التدفق.
قبول: الانحناء والالتواء < 0.75%.

2. اختيار المواد

توصية: حدد FR4 عالي Tg (170 درجة مئوية).
خطر: قد ينفصل Tg القياسي (130 درجة مئوية) أثناء التجميع متعدد الخطوات أو إعادة العمل.
قبول: التحقق من ورقة بيانات المواد.

3. تصميم الفتحات (HDI)

توصية: إذا كنت تستخدم مكونات BGA بمسافة < 0.5 مم، فاستخدم الفتحات الدقيقة المحفورة بالليزر.
خطر: يمكن للمثاقب الميكانيكية أن تتلف الوسادات في المسافات الضيقة.
قبول: تحليل المقطع العرضي (المقطع الدقيق).

4. مسارات المعاوقة

توصية: حدد بوضوح خطوط المعاوقة لواجهات USB أو Ethernet أو MIPI CSI.
خطر: يؤدي تدهور الإشارة إلى تأخر الفيديو أو انقطاع اتصال المستشعر.
قبول: تقرير TDR مرفق مع الشحنة.

5. تخفيف الحرارة

التوصية: التأكد من أن الفوط الحرارية للمعالج الرئيسي تحتوي على عدد كافٍ من الفتحات الأرضية.
المخاطر: يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تباطؤ وحدة المعالجة المركزية، مما يؤدي إلى فقدان العد أثناء ذروة حركة المرور.
القبول: فحص تغطية اللحام على الفوط الحرارية بالأشعة السينية.

6. تشطيب السطح

التوصية: النيكل الكيميائي بالذهب الغاطس (ENIG).
المخاطر: HASL (تسوية اللحام بالهواء الساخن) غير متساوٍ للغاية بالنسبة للمستشعرات ذات الخطوة الدقيقة.
القبول: الفحص البصري للوسادات المسطحة والموحدة.

7. وضوح الطباعة الحريرية

التوصية: التأكد من أن رموز QR أو الأرقام التسلسلية مقروءة لتتبع الأصول.
المخاطر: النص غير الواضح يجعل صيانة الحقل صعبة.
القبول: الفحص البصري مقابل ملفات Gerber.

8. التجميع في لوحات (Panelization)

التوصية: إضافة قضبان قابلة للكسر (5 مم - 10 مم) مع علامات مرجعية لآلات التجميع.
المخاطر: لا يمكن نقل الأشكال غير المنتظمة عبر آلات الالتقاط والوضع.
القبول: فحص الملاءمة في محاكاة خط التجميع.

9. حواجز قناع اللحام

التوصية: الحفاظ على الحد الأدنى من الحواجز بين الوسادات (حوالي 4 ميل).
المخاطر: جسر لحام بين المسامير على شريحة المستشعر.
القبول: AOI (الفحص البصري الآلي).

10. نقاط الاختبار

التوصية: وضع نقاط الاختبار على الجانب السفلي لاختبار الدائرة (ICT).
المخاطر: عدم وجود وصول يمنع التحقق الكهربائي قبل تجميع الغلاف النهائي.
القبول: تغطية اختبار قائمة الشبكة بنسبة 100%.

أخطاء شائعة (والنهج الصحيح)

حتى مع وجود قائمة مرجعية، غالبًا ما يواجه المهندسون عقبات محددة عند تصميم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) لعد الأشخاص. تجنب هذه الأخطاء يوفر الوقت ويقلل من الهدر.

تجاهل المحاكاة الحرارية:
- الخطأ: افتراض أن الغلاف سيبدد الحرارة بشكل طبيعي.
- التصحيح: قم بإجراء المحاكاة الحرارية مبكرًا. تعمل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) كمشتت حراري أساسي لوحدة المستشعر.
وضع خطوط عالية السرعة بالقرب من محاثات الطاقة:
- الخطأ: توجيه خطوط بيانات الفيديو (MIPI/LVDS) بالقرب جدًا من منظمات التبديل.
- التصحيح: حافظ على مسارات الإشارة الحساسة على بعد 20 ميلًا على الأقل من مكونات الطاقة الصاخبة.
المبالغة في تحديد مخطط الحفر:
- الخطأ: استخدام 10 أحجام حفر مختلفة بينما يكفي 4.
- التصحيح: دمج أحجام الحفر لتقليل تكلفة ووقت التصنيع.
إهمال منطقة "الابتعاد" للهوائيات:
- الخطأ: صب مستويات أرضية نحاسية تحت منطقة هوائي Wi-Fi/Bluetooth.
- التصحيح: إزالة جميع النحاس من جميع الطبقات تحت الهوائي لضمان الاتصال.
مكثفات فصل غير كافية:
- الخطأ: وضع المكثفات بعيدًا جدًا عن دبابيس طاقة المستشعر.
- التصحيح: ضع مكثفات الفصل أقرب ما يمكن إلى دبابيس الطاقة لتصفية الضوضاء بفعالية.
نسيان القيود الميكانيكية:
- الخطأ: وضع مكثفات طويلة حيث يجب أن يجلس غلاف العدسة.

تصحيح: استورد ملف STEP ثلاثي الأبعاد للغلاف إلى أداة تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للتحقق من الاصطدامات.

استخدام تشطيب سطحي خاطئ للترددات العالية:
- خطأ: استخدام HASL للوحات التي تعمل فوق 3 جيجاهرتز.
- تصحيح: استخدم ENIG أو الفضة الغاطسة (Immersion Silver) لأداء أفضل لتأثير الجلد.
التقليل من تقدير معدل نقل البيانات:
- خطأ: التصميم لعرض نطاق 1080p عندما يكون المستشعر عبارة عن لوحة PCB لكاميرا 4K.
- تصحيح: احسب أقصى معدل بيانات وصمم الأزواج التفاضلية وفقًا لذلك.

الأسئلة الشائعة

س: ما هو وقت التسليم القياسي لنموذج أولي للوحة PCB لعد الأشخاص؟ ج: تستغرق النماذج الأولية القياسية عادةً من 3 إلى 5 أيام. قد تستغرق لوحات HDI المعقدة من 7 إلى 10 أيام حسب عدد الطبقات ودورات التصفيح.

س: هل يمكن لـ APTPCB المساعدة في توفير المكونات لهذه اللوحات؟ ج: نعم، نحن نقدم خدمات متكاملة تشمل تصنيع لوحات PCB، وتوفير المكونات، والتجميع.

س: لماذا يعتبر التحكم في المعاوقة أمرًا بالغ الأهمية لعد الأشخاص؟ ج: تقوم هذه الأجهزة بنقل بيانات الفيديو أو العمق عالية السرعة. تتسبب عدم تطابق المعاوقة في فقدان البيانات، مما يؤدي إلى عد غير دقيق أو تجمد النظام.

س: هل من الضروري استخدام لوحات PCB المرنة (Flex أو Rigid-Flex)؟ ج: غالبًا ما تُستخدم لوحات Rigid-flex إذا كان المستشعر يحتاج إلى التركيب بزاوية محددة (مثل لوحة PCB لكاميرا 360 درجة) بينما يكون المعالج الرئيسي مسطحًا.

س: كيف تضمن أن اللوحة تتحمل الرطوبة الخارجية؟ ج: نوصي بتطبيق طبقة حماية متوافقة بعد التجميع واستخدام قناع لحام عالي الجودة لحماية مسارات النحاس.

س: ما الفرق بين لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) للكاميرا القياسية ولوحة الدوائر المطبوعة لعد الأشخاص؟ ج: تتضمن لوحة الدوائر المطبوعة لعد الأشخاص معالجة مدمجة (الذكاء الاصطناعي على الحافة) لتحليل الفيديو محليًا، بينما تقوم لوحة الدوائر المطبوعة للكاميرا القياسية ببث الفيديو فقط.

س: هل يمكنكم تصنيع لوحات ذات فتحات عمياء ومدفونة؟ ج: نعم، هذا شائع للتصاميم المدمجة حيث تكون مساحة اللوحة محدودة.

س: هل أحتاج إلى تقديم متطلبات اختبار محددة؟ ج: نعم، يساعد توفير تصميم أداة اختبار أو تعليمات اختبار وظيفية محددة على ضمان عدم وجود عيوب عند التسليم.

س: ما هي تنسيقات الملفات التي تقبلونها للتصنيع؟ ج: نحن نقبل تنسيقات Gerber RS-274X و ODB++ و IPC-2581.

س: كيف يؤثر عدد الطبقات على التكلفة؟ ج: تتطلب الطبقات الأكثر مواد وخطوات معالجة إضافية (التصفيح، الطلاء)، مما يزيد التكلفة. يمكن أن يؤدي تحسين التصميم لتقليل الطبقات إلى توفير المال.

لمزيد من التفاصيل حول قدراتنا، يرجى زيارة صفحة تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بنا.

مسرد المصطلحات (المصطلحات الرئيسية)

المصطلح	التعريف
AOI	الفحص البصري الآلي. نظام يعتمد على الكاميرا يستخدم للتحقق من لوحات الدوائر المطبوعة بحثًا عن أخطاء التجميع مثل الأجزاء المفقودة أو جسور اللحام.
BGA	مصفوفة الشبكة الكروية (Ball Grid Array). نوع من التغليف للتركيب السطحي يستخدم للمعالجات عالية الأداء.
BOM	قائمة المواد (Bill of Materials). قائمة شاملة بجميع المكونات المطلوبة لتجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
Crosstalk	التداخل (Crosstalk). نقل إشارة غير مرغوب فيه بين قنوات الاتصال، مما يسبب تلف البيانات.
DFM	التصميم للتصنيع (Design for Manufacturing). ممارسة تصميم اللوحات لتكون سهلة ورخيصة التصنيع.
Differential Pair	زوج تفاضلي (Differential Pair). إشارتان متكاملتان تُستخدمان لنقل البيانات بمناعة عالية ضد الضوضاء (مثل USB، HDMI).
Edge AI	الذكاء الاصطناعي الحافي (Edge AI). خوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تتم معالجتها محليًا على لوحة الدوائر المطبوعة بدلاً من السحابة.
ENIG	نيكل كيميائي ذهب بالغمر (Electroless Nickel Immersion Gold). تشطيب سطح مسطح ومتين مثالي للمكونات ذات الخطوة الدقيقة.
Gerber File	ملف جربر (Gerber File). تنسيق الملف القياسي المستخدم في صناعة لوحات الدوائر المطبوعة لوصف صور اللوحة (النحاس، القناع، الأسطورة).
HDI	التوصيل البيني عالي الكثافة (High-Density Interconnect). لوحات دوائر مطبوعة تتميز بالثقوب الدقيقة والخطوط الرفيعة لتعبئة وظائف أكثر في مساحة أقل.
IPC Class 2/3	فئة IPC 2/3. معايير التصنيع. الفئة 2 للإلكترونيات العامة؛ الفئة 3 للأنظمة عالية الموثوقية/الحرجة.
MIPI CSI	واجهة معالج صناعة الجوال واجهة تسلسل الكاميرا (Mobile Industry Processor Interface Camera Serial Interface). بروتوكول عالي السرعة لتوصيل الكاميرات بالمعالج.
Stackup	التراص (Stackup). ترتيب طبقات النحاس والمواد العازلة (العازل الكهربائي) في لوحة دوائر مطبوعة متعددة الطبقات.
ToF	وقت الطيران (Time-of-Flight). تقنية استشعار تقيس المسافة بناءً على الوقت الذي يستغرقه الضوء للانتقال إلى جسم والعودة منه.
ثقب توصيل	ثقب مطلي يربط مسارات النحاس على طبقات مختلفة من لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

الخلاصة (الخطوات التالية)

تُعد لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لعد الأشخاص قطعة معقدة من الأجهزة التي توازن بين معالجة البيانات عالية السرعة والمتانة البيئية. سواء كنت تقوم بدمج لوحة دوائر مطبوعة لكاميرا 360 درجة لمركز تجاري أو مستشعرًا متينًا للنقل العام، فإن نجاح منتجك يعتمد على جودة لوحة الدوائر المطبوعة.

من اختيار المواد العازلة المناسبة إلى ضمان التحكم الدقيق في المعاوقة أثناء التصنيع، كل التفاصيل مهمة. APTPCB مستعدة لدعم مشروعك من مرحلة النموذج الأولي الأولية وحتى الإنتاج الضخم.

هل أنت مستعد لبدء مشروعك؟ للحصول على مراجعة دقيقة لتصميم قابلية التصنيع (DFM) والتسعير، يرجى إعداد ملفات Gerber الخاصة بك، وقائمة المواد (BOM)، ومواصفات ترتيب الطبقات. إذا كانت لديك متطلبات معاوقة أو اختبار محددة، فقم بتضمينها في وثائقك.

احصل على عرض سعر للوحة الدوائر المطبوعة لعد الأشخاص الخاصة بك