عند الحديث عن لوحات الدوائر المطبوعة، غالبًا ما يخلط المبتدئون بين "مخططات لوحات الدوائر المطبوعة" و"ملفات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة"، لكنهما في الواقع يشيران إلى أمرين مختلفين. يُعد فهم الاختلافات بينهما مفتاح النجاح في تصنيع لوحات الدوائر المطبوعة، لذا، ولتمكين المبتدئين من إتقان هذا الأمر، ستوضح هذه المقالة الاختلافات الرئيسية بين مخططات لوحات الدوائر المطبوعة وتصميمها.

ما هو PCB
قبل الدخول في الفرق بين المخطط والتصميم، ما يجب فهمه هو ما هو PCB؟

في الأساس، توجد لوحات دوائر مطبوعة داخل الأجهزة الإلكترونية، تُسمى أيضًا لوحات الدوائر المطبوعة. هذه اللوحة الخضراء المصنوعة من معادن ثمينة تربط جميع المكونات الكهربائية للجهاز، وتمكّنه من العمل بشكل طبيعي. بدونها، لن تعمل الأجهزة الإلكترونية.

مخطط PCB وتصميم PCB
مخطط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هو تصميم دائرة بسيط ثنائي الأبعاد يُظهر وظائف المكونات المختلفة وترابطها. تصميم لوحة الدوائر المطبوعة ثلاثي الأبعاد، ويُحدد موقع المكونات بعد ضمان عمل الدائرة بشكل طبيعي.

لذلك، يُعدّ مخطط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) الجزء الأول من تصميم لوحة الدوائر المطبوعة. وهو تمثيل بياني يستخدم رموزًا متفقًا عليها لوصف توصيلات الدائرة، سواءً كتابيًا أو في شكل بيانات. كما يُبيّن المكونات المستخدمة وكيفية توصيلها.

كما يوحي الاسم، يُعدّ مخطط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بمثابة خطة ومخطط تفصيلي. فهو لا يُشير إلى مكان وضع المكونات تحديدًا، بل يُبيّن كيفية تحقيق لوحة الدوائر المطبوعة للاتصال في النهاية، ويُشكّل جزءًا أساسيًا من عملية التخطيط.

بعد اكتمال المخطط، تأتي الخطوة التالية وهي تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). التصميم هو مخطط أو تمثيل مادي لمخطط لوحة الدوائر المطبوعة، بما في ذلك مخطط مسارات وثقوب النحاس. يُظهر تصميم لوحة الدوائر المطبوعة مواقع المكونات المذكورة أعلاه وتوصيلها بالنحاس.

تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) مرحلة مرتبطة بالأداء. بنى المهندسون مكونات حقيقية بناءً على تصميم لوحة الدوائر المطبوعة لاختبار عمل المعدات بشكل صحيح. وكما ذكرنا سابقًا، من المفترض أن يكون أي شخص قادرًا على فهم مخطط لوحة الدوائر المطبوعة، ولكن ليس من السهل فهم وظيفتها بمجرد النظر إلى النموذج الأولي.

بعد الانتهاء من هاتين المرحلتين، وتصبح راضيًا عن أداء PCB، فأنت بحاجة إلى تنفيذه من خلال الشركة المصنعة.

عناصر مخطط PCB
بعد فهم الفرق بينهما بشكل تقريبي، دعونا نلقي نظرة فاحصة على عناصر مخطط لوحة الدوائر المطبوعة. كما ذكرنا، جميع التوصيلات مرئية، ولكن هناك بعض المحاذير التي يجب مراعاتها:

لكي تتمكن من رؤية الاتصالات بوضوح، لا يتم إنشاؤها وفقًا لمقياس معين؛ في تصميم PCB، قد تكون قريبة جدًا من بعضها البعض
قد تتقاطع بعض الاتصالات مع بعضها البعض، وهو أمر مستحيل في الواقع
قد تكون بعض الروابط على الجانب الآخر من التخطيط، مع وجود علامة تشير إلى أنها مرتبطة
يمكن أن يستخدم "مخطط" PCB هذا صفحة واحدة أو صفحتين أو حتى بضع صفحات لوصف كل المحتوى الذي يجب تضمينه في التصميم

آخر ما يجب ملاحظته هو أنه يمكن تجميع المخططات الأكثر تعقيدًا حسب الوظيفة لتحسين قابلية القراءة. لن يتم ترتيب التوصيلات بهذه الطريقة في المرحلة التالية، وعادةً ما لا تتطابق المخططات مع التصميم النهائي للنموذج ثلاثي الأبعاد.

عناصر تصميم لوحة الدوائر المطبوعة
حان الوقت للتعمق أكثر في عناصر ملفات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة. في هذه المرحلة، انتقلنا من المخططات المكتوبة إلى التمثيلات المادية المصنوعة من مواد صفائحية أو سيراميكية. عندما تكون المساحة ضيقة بشكل خاص، تتطلب بعض التطبيقات الأكثر تعقيدًا استخدام لوحات دوائر مطبوعة مرنة.

يتبع محتوى ملف تصميم لوحة الدوائر المطبوعة المخطط التفصيلي المُحدد في المخططات، ولكن كما ذكرنا سابقًا، يختلف الشكلان اختلافًا كبيرًا. لقد ناقشنا مخططات لوحات الدوائر المطبوعة، ولكن ما هي الاختلافات التي يُمكن ملاحظتها في ملفات التصميم؟

عندما نتحدث عن ملفات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة، فإننا نتحدث عن نموذج ثلاثي الأبعاد، يتضمن لوحة دوائر مطبوعة وملفات تصميم. يمكن أن تكون هذه الملفات طبقة واحدة أو طبقات متعددة، مع أن الطبقتين هما الأكثر شيوعًا. يمكننا ملاحظة بعض الاختلافات بين مخططات لوحات الدوائر المطبوعة وملفات تصميمها:

تم تحديد حجم جميع المكونات ووضعها بشكل صحيح
إذا لم يكن من المفترض توصيل نقطتين، فيجب عليهما الدوران حول طبقة PCB أخرى أو التبديل إليها لتجنب تقاطعهما على نفس الطبقة

بالإضافة إلى ذلك، وكما ذكرنا بإيجاز، يُولي تصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) اهتمامًا أكبر للأداء الفعلي، لأن هذه المرحلة تُمثل إلى حد ما مرحلة التحقق من المنتج النهائي. في هذه المرحلة، يجب أن يكون التصميم عمليًا، ويجب مراعاة المتطلبات المادية للوحة الدوائر المطبوعة. ومن بينها:

كيف يسمح التباعد بين المكونات بتوزيع الحرارة بشكل كافٍ؟
الموصلات على الحافة
فيما يتعلق بقضايا التيار والحرارة، ما مدى سمك الآثار المختلفة التي يجب أن تكون

لأن القيود والمتطلبات المادية تجعل ملفات تصميم لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) مختلفة تمامًا عن التصميم الموجود في المخطط، فإن ملفات التصميم تتضمن طبقة طباعة حريرية. تشير هذه الطبقة إلى الحروف والأرقام والرموز لمساعدة المهندسين على تجميع اللوحة واستخدامها.

يجب أن يعمل النظام كما هو مخطط له بعد تجميع جميع المكونات على لوحة الدائرة المطبوعة. إذا لم يكن كذلك، فعليك إعادة الرسم.