تصميم PCB

نظرة عامة على تصميم اللوحات المطبوعة إلكترونيًا | الدليل التقني لـ Kingfield
يُعد تصميم اللوحات المطبوعة إلكترونيًا (PCB) العملية الأساسية لإنشاء مخطط هندسي للدوائر الإلكترونية — حيث يتم تحويل المخططات التخطيطية إلى تخطيطات مادية تتيح تركيب المكونات، والتوصيل الكهربائي، والأداء الأمثل. فيما يلي نظرة عامة موجزة وموجهة نحو الصناعة، مصممة خصيصًا لمصممي الإلكترونيات وفرق البحث والتطوير وأخصائيي المشتريات، وتتماشى مع إمكانات التصنيع لدى Kingfield.

1. الهدف الأساسي من تصميم اللوحات المطبوعة إلكترونيًا

تحويل المخططات الكهربائية إلى تخطيط مادي قابل للتصنيع.
ضمان سلامة الإشارة، وتوزيع الطاقة، والإدارة الحرارية لتشغيل الجهاز بشكل موثوق.
تحسين الحجم والوزن والتكلفة مع الوفاء بالمتطلبات الفنية.

2. المراحل التصميمية الرئيسية

2.1 رسم المخططات التخطيطية
المهمة: استخدام أدوات EDA لرسم توصيلات المكونات.
الخطوة الحرجة: التحقق من قيم المكونات، والمقاسات الهيكلية، وقواعد الكهرباء لتجنب الدوائر القصيرة أو المكونات غير المتوافقة.
2.2 مكتبة المكونات وتحديد المقاسات الهيكلية
المقاسات الهيكلية للمكونات: تحديد الأبعاد الفيزيائية للمكونات لضمان التوافق مع عملية التجميع.
دعم Kingfield: الوصول إلى مكتبة المكونات القياسية الخاصة بنا، وإنشاء مقاسات هيكلية مخصصة للمكونات المتخصصة.
2.3 تصميم تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)
العناصر الرئيسية:
توصيل المسارات: توصيل وحدات المكونات بمسارات نحاسية.
وضعية الوسادة: رتب المكونات لتتناسب مع إمكانية التصنيع (DFM)، والكفاءة الحرارية، وسهولة التجميع.
تسلسل الطبقات: صمم لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات (ثنائية الطبقة، أربعية الطبقة، 8 طبقات فأكثر) للتصاميم الكثيفة أو التطبيقات عالية التردد.
مستويات الأرضي/الطاقة: أضف طبقات مخصصة للأرضي والطاقة لتقليل الضوضاء وتحسين الاستقرار.
2.4 فحص قواعد التصميم
المهمة: تحقق من صحة التخطيط مقابل قيود التصنيع لتجنب عيوب التصنيع/التجميع.
معيار كينغفيلد: فحص قواعد التصميم متوافق مع IPC-2221 (معايير تصميم اللوحات الإلكترونية) وقدرات إنتاجنا.
2.5 إنشاء ملف جربر
الناتج: تصدير ملفات جربر (الصيغة القياسية في الصناعة) + قائمة المواد (BOM) + ملفات تحديد المواقع للتركيب لتصنيع اللوحات الإلكترونية وتجميعها.
متطلبات Kingfield: ملفات جربر مع تعريفات واضحة للطبقات، وتفاصيل قناع اللحام، وطبقة الطباعة الحريرية.

3. أنواع تصميم اللوحات الإلكترونية الشائعة

4. اعتبارات التصميم الحرجة

·عرض/تباعد المسار: اتبع معايير IPC لضمان إمكانية التصنيع.
·المسافة بين المكونات: تجنب التكدس للسماح بالوصول إلى اللحام وتبريد الحرارة.
·إدارة الحرارة: ضع المكونات عالية القدرة مع تباعد كافٍ أو مشتتات حرارية.
·نقاط الاختبار: أضف وسادات اختبار للفحص بعد التجميع.
·نصف قطر الانحناء: للوحات الدوائر المرنة، حافظ على الحد الأدنى لنصف قطر الانحناء لمنع تلف المسارات.

5. دعم كينغفيلد لتصميم اللوحات المطبوعة إلكترونيًا (PCB)

·مراجعة إمكانية التصنيع (DFM): _checks مجانية لتصميم ما قبل الإنتاج لتحديد مشكلات الإنتاج.
·خدمات التصميم المخصصة: تصميم كامل من البداية حتى النهاية للنماذج الأولية الخاصة بالأبحاث والتطوير أو للإنتاج عالي الحجم.
·ضمان التوافق: مواءمة التصميم مع قدرات التجميع لدينا.
·تكرار سريع: دعم تعديلات التصميم للنماذج الأولية لتسريع طرح المنتج في السوق.

سواء كنت بحاجة إلى تحسين تصميم موجود أو إنشاء لوحة PCB جديدة من الصفر، فإن الخبرة التقنية لكينغفيلد تضمن أن يكون تصميمك قابلاً للتصنيع، وموثوقًا، وفعالًا من حيث التكلفة. اتصل بفريقنا لمناقشة متطلبات مشروعك!

تدفق تصميم لوحة الدوائر المطبوعة | دليل كينغفيلد خطوة بخطوة

أدناه مخطط عمل منظم وقابل للتنفيذ لتصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، يتماشى مع أفضل الممارسات الصناعية (معايير IPC) وإمكانيات التصنيع لدى كينغفيلد — ومُعد خصيصًا لمصممي الإلكترونيات، وفرق البحث والتطوير، وأخصائيي المشتريات.

1. التحضير قبل التصميم
· تحديد المتطلبات: توضيح المواصفات الفنية، الشكل العام (الحجم/الوزن)، الظروف البيئية (درجة الحرارة، الاهتزاز)، والقيود المتعلقة بالتصنيع.
· رسم المخطط التخطيطي: استخدام أدوات EDA لرسم التوصيلات بين المكونات؛ مع تضمين أرقام القطع، القيم، ورسومات التوصيل (footprints).
· توفير المكونات والتحقق منها: التأكد من توفر المكونات والتحقق من صحة رسومات التوصيل لتجنب مشاكل التجميع.
· فحص القواعد الكهربائية: إصلاح الدوائر القصيرة، أو المكونات غير المتوافقة، أو التوصيلات المفقودة قبل بدء التخطيط.

2. تصميم تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB Layout Design)
2.1 إعداد معايير التصميم
تحديد حجم وشكل لوحة الدوائر المطبوعة وترتيب الطبقات (layer stackup).
تحديد قواعد التصنيع: عرض/تباعد المسارات، أحجام الثقوب، ومسافات الوسادات.
2.2 ترتيب المكونات
ضع المكونات الحرجة أولاً لتحقيق تدفق إشارة مثالي.
اتبع مبادئ التصميم القابل للتصنيع (DFM): تجنب الازدحام، وتأكد من إمكانية الوصول للحام، وافصل المكونات عالية الطاقة/المُولدة للحرارة.
2.3 توجيه المسارات
توجيه مسارات الإشارة: قم بتحسين الطول والعرض.
أعط الأولوية للأزواج التفاضلية ومسارات التردد العالي للحفاظ على سلامة الإشارة؛ أضف مستويات أرضية لتقليل الضوضاء.
تجنب الزوايا الحادة والمسارات المتقاطعة.
2.4 فحص قواعد التصميم
قم بتشغيل فحص قواعد التصميم (DRC) للتحقق من الامتثال لقواعد التخطيط.
أصلح الأخطاء لضمان إمكانية التصنيع.

3. تحسين ما بعد التخطيط والتحقق
· تحليل الحرارة: قم بمحاكاة توزيع الحرارة وتعديل وضع المكونات/المبردات للتصاميم عالية القدرة.
· محاكاة سلامة الإشارة (SI) : اختبر الإشارات عالية التردد من حيث الانعكاس، أو التداخل، أو التأخير.
·مراجعة إمكانية التصنيع (DFM): تعاون مع مهندسي Kingfield لتحديد المشكلات وتحسينها من أجل التجميع.
· إعداد الطبقة السطحية (Silkscreen) وطبقة مقاومة اللحام (Solder Mask): أضف تسميات المكونات، الشعارات، ونقاط الاختبار؛ وحدد فتحات مقاومة اللحام.

4. إخراج الملفات وتسليمها إلى عملية التصنيع
· إنشاء ملفات الإنتاج: تصدير ملفات Gerber وقائمة المواد (BOM) وملفات تحديد المواقع (للتجميع).
· التحقق من الملفات: يقوم فريق Kingfield بمراجعة الملفات للتأكد من توافقها مع عمليات التصنيع/التجميع لدينا.
· طلب النموذج الأولي: تقديم الملفات لإنتاج نموذج أولي (من 3 إلى 7 أيام عمل) لاختبار الشكل والتناسب والأداء.

5. اختبار النموذج الأولي والتكرار
· الاختبار الوظيفي: التحقق من الأداء الكهربائي للنموذج الأولي.
· تكرار التصميم: تعديل التخطيط بناءً على نتائج الاختبارات.
·إغلاق التصميم النهائي: الموافقة على التصميم المُحسّن للإنتاج الضخم.

دعم Kingfield طوال العملية
·ما قبل التصميم: تحليل المتطلبات مجانًا ودعم توفير المكونات.
·مرحلة التخطيط: مراجعات DFM وتصميم تراصف مخصص للوحات PCB عالية التردد/مرنة.
·تسليم الملفات: يقوم مهندسون متخصصون بالتحقق من ملفات الإنتاج وحل مشكلات التوافق.
·النماذج الأولية: أوقات قصيرة للنماذج الأولية + دعم الاختبارات لتسريع عملية التكرار.

يضمن لك هذا النموذج أن تصميم لوحتك المطبوعة (PCB) قابل للتصنيع، وموثوق، وفعال من حيث التكلفة — من الفكرة حتى الإنتاج الشامل. اتصل بفريق كينغفيلد الفني لتبسيط عملية التصميم الخاصة بك!

في كينغفيلد، ندمج الخبرة الصناعية، والامتثال لمعايير IPC، والتصميم المركّز على التصنيع لتوفير لوحات (PCB) توازن بين الأداء والتكلفة والقابلية للتوسيع. تلبي خدماتنا الشاملة للتصميم الاحتياجات من النماذج الأولية والإنتاج عالي الحجم والتطبيقات المتخصصة — وبدعم من خبرة تزيد عن 20 عامًا في تصميم لوحات (PCB) الصلبة، والمرونة، والهجينة (صلبة-مرنة).

1. تصميم لوحة دوائر مخصصة

التقاط المخططات: تحويل مفاهيمك الكهربائية إلى مخططات جاهزة لأنظمة التصميم الإلكتروني (EDA) (Altium/Cadence/KiCad).

اختيار وتأمين المكونات: الوصول إلى شبكتنا العالمية من الموردين للحصول على مكونات موثقة وقابلة للتتبع.

تصميم التخطيط: مُحسَّن للحفاظ على سلامة الإشارة، وإدارة الحرارة، وكفاءة المساحة.

هندسة ترتيب الطبقات: ترتيبات مخصصة للوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات (من 2 إلى 32 طبقة) والتطبيقات عالية التردد.

2. حلول تصميم متخصصة

3. التحقق من التصميم والتحسين

فحص القواعد الكهربائية (ERC): إزالة الدوائر القصيرة، والمكونات غير المتوافقة، وأخطاء الاتصال.

فحص قواعد التصميم (DRC): التحقق من الامتثال لقيود التصنيع (عرض المسارات، الفراغات، أحجام الثقوب).

محاكاة سلامة الإشارة (SI): اختبار الإشارات عالية التردد من حيث الانعكاس والتأخير والتداخل الكهربائي.

التحليل الحراري: تحسين توزيع الحرارة للمكونات عالية القدرة.

4. مراجعة إمكانية التصنيع (DFM) وإعداد الملفات

مراجعة مجانية قبل الإنتاج لتحديد مشكلات قابلية التصنيع مسبقًا.

إنشاء ملفات جاهزة للإنتاج: Gerber، قائمة المواد (BOM)، بيانات تحديد الموقع، ورسومات التجميع.

التحقق من الملفات لضمان التوافق مع عمليات تصنيع/تجميع Kingfield.