هل يجب إضافة قطرات دموع عند تصميم PCBs؟

هذا السؤال يمكن أن يثير نقاشا طويلا بين كل من المهندسين الجدد وذوي الخبرة في صناعة الإلكترونيات: يصر البعض على أن الدموع يجب أن تضاف إلى اللوحة بأكملها،يسميها "عملية إنقاذ للحياة لتحسين الموثوقية"ويعارضها آخرون بشدة، ويشكون من أن إضافتها إلى لوحات الترددات العالية تسبب بشكل مباشر فشل الإشارة.الأمر الأكثر إرباكاً هو أن المهندسين ذوي الخبرة لديهم نهج معاكس تماماً.

في الواقع، لا توجد إجابة قياسية "يجب إضافة" أو "لا يجب إضافة" للدموع. المفتاح هو فهم وظيفتها الحقيقية وإيجاد سيناريوهات التطبيق المناسبة. اليوم،سنشرح المنطق الأساسي للدموع PCB في شروط بسيطة، حتى لا تضطر للقلق بشأن هذا مرة أخرى!

أولاً، فهم هذا: الدموع ليست "زخرفية"، بل مجموعة من 5 وظائف عملية.

الدموع هي المناطق النحاسية الانتقالية على شكل قطرة دمعة أو على شكل قوس بين آثار PCB والوسائد أو القنوات. قد تبدو غير مهمة ، لكنها تخفي خمسة وظائف رئيسية:

1تعزيز العلاقة:
مثل الشرائط المُعزّزة في غرز الملابس، تزيد قطرات الدموع من مساحة الاتصال بين العلامة والحافظة،إغلاق وإزالة الشاشة أثناء الاستخدام، أو إزالة صيانة لاحقة والمتصلات ، فإنه يمنع الوسادة والبصمة من التمزق ، مما يضاعف بشكل مباشر القوة الميكانيكية.

2حماية المسامير من "فشل":
خلال دورات اللحام المتعددة ، تتحمل الوسائط مرارًا وتكرارًا التوسع الحراري والإجهاد التقلصي ، مما يؤدي بسهولة إلى التشوه والقشرة.الحفر غير المتساوي أثناء الإنتاج و عن طريق عدم التنسيق يمكن أن يسبب أيضا تشقق العلبةتتصرف قطرات الدموع كـ عازل، حيث تمتص الإجهاد الحراري وتقلل من مخاطر الفشل هذه.

3ضمان انتقال الإشارة بسلاسة:
عندما تتغير أبعاد المسار والسطح بشكل مفاجئ ، تكون الإشارات عرضة للانعكاس والإضعاف. يقلل الانتقال السلس للقطرة الدموية من تغيرات العائق.مما يسمح بنقل إشارة أكثر سلاسة ويتجنب الازدحام المروري. "

4- تحسين الإنتاج "العائد":
حفر الحفر لا بد أن يكون لها انحرافات طفيفة أثناء الحفر. إضافية منح النحاس من الدموع "الوسائد" ضد هذا، ومنع آثار من كسر بسبب انحرافات الحفر؛كما أنه يقلل من مشاكل الحفر الزائد خلال عملية الحفر، مما يمنح المصانع قدرة أكبر على تحمل الأخطاء أثناء الإنتاج.

5"إضافة جمالية"
بالمقارنة مع الاتصالات الصلبة ذات الزاوية المستقيمة، تجعل قطرات الدموع الانتقال بين الأثر والوسائد أكثر طبيعية، مما يحسن المظهر العام لـ PCB.يبدو المجلس أكثر تنظيماً ومهنياً، ويتم تحسين التأثير البصري مباشرة.

في هذه السيناريوهات، الدموع "لا بد أن يكون لها"، وإلغاءها سيؤدي حتماً إلى مشاكل.

بناءً على سيناريوهات التطبيق الفعلية ، يوصى بإعطاء الأولوية لإضافة قطرات الدموع في الحالات الأربعة التالية للحد بشكل كبير من خطر فشل المنتج:

1البيئات ذات الإجهاد الميكانيكي العالي: إضافة إلزامية
المنتجات مثل أجهزة الكترونيات للسيارات، وجهاز التحكم الصناعي، وواجهات الاتصالات التي يتم توصيلها / فكها بشكل متكرر عرضة للتذبذب أو الاصطدام أو التوصيل / فك التوصيل بشكل متكرر.الاتصال بين آثار والوسائد هو "نقطة ضعيفة" حيث تركز الضغطيوصى باختيار قطرات الدموع المستديرة أو على شكل رجل الثلج ، والتي يمكن أن تفرق بفعالية الإجهاد وتمنع فشل الكسور أثناء الاستخدام.

2سيناريوهات الإشارة عالية التردد / عالية السرعة: أضف بحذر
الدوائر عالية التردد والسرعة العالية مثل وحدات الاتصالات 5G وواجهات الذاكرة عالية السرعة لديها متطلبات عالية للغاية لسلامة الإشارة. لا ينبغي إضافة قطرات الدموع بشكل أعمى.ناعمة، يجب إعطاء الأولوية للدموع المنحنية ، ويجب التحقق من مطابقة المعوقة من خلال المحاكاة لتجنب تشويه الإشارة الناجم عن الدموع.

3- PCBs عالي الكثافة: إضافة انتقائية
لوحات كثافة عالية مثل لوحات الهاتف المحمول والأجهزة القابلة للارتداء لديها مساحة توجيه محدودة للغاية.إضافة قطرات الدموع إلى اللوحة بأكملها سوف تحتل مساحة إضافية وتؤثر على كثافة التوجيهيوصى بإضافتها فقط إلى المنصات الحرجة والمسارات، وتحذفها في المناطق غير الحرجة لتحقيق التوازن بين الموثوقية وكفاءة التوجيه.

4سيناريوهات تحسين الإنتاج الضخم: تعديل حسب الحاجة
بالنسبة للمنتجات الإلكترونية الاستهلاكية منخفضة التكلفة، إذا كانت قدرات عملية مصنع PCB متوسطة (على سبيل المثال، دقة الحفر المنخفضة)يمكن زيادة مساحة تغطية قطرات الدموع بشكل مناسب لتعويض أوجه القصور في العملية وتحسين إنتاج الإنتاج الضخمإذا كانت عملية الشركة المصنعة ناضجة، يمكن استخدام الحجم التقليدي لتجنب إهدار المساحة.

إضافة الدموع في هذه الأماكن الثلاث تعادل إضافة الدموع:

ليس كل السيناريوهات مناسبة لإضافة قطرات الدموع. إن إضافتها عمياء في المواقف التالية لن تكون إلا عكسية:

1المناطق الحساسة للانقباض:
بالنسبة للمناطق التي تتطلب معوقات عالية للغاية، مثل الهوائيات والأزواج التفاضلية، يجب إجراء التحقق من المعوقة قبل إضافة قطرات الدموع.إذا كانت قطرات الدموع تسبب عدم تطابق المعوقة، سوف يؤثر بشكل مباشر على أداء المنتج، مما يجعله أسوأ من عدم إضافته على الإطلاق.

2لوحات ذو كثافة عالية للغاية:
بالنسبة لمنتجات مثل أجهزة الاستشعار المصغرة واللوحات الأم الهاتف المحمولة المدمجة للغاية، حيث يتم تعظيم كثافة الأسلاك بالفعل، الدموع سوف تضغط على مساحة التوجيه،مما قد يؤدي إلى صعوبات في التوجيه أو حتى مخاطر حلقة قصيرةيتطلب تقييم دقيق قبل أن تقرر ما إذا كانت ستضيفها.

3دوائر منخفضة التعقيد:
بالنسبة لألواح التحكم البسيطة والأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية العادية ، التي لديها متطلبات أقل للقوة الميكانيكية وسلامة الإشارة ، فإن فوائد إضافة قطرات الدموع محدودة ،وسوف يزيد فقط من وقت التصميملتبسيط العملية وتحسين الكفاءة ، يمكن حذف تصميم الدموع.

خلاصة القول: المبدأ الأساسي للدموع هو "التكيف مع الحاجة".

إن قطرات الدموع PCB هي أساسًا تصميم تحسين "الجليد على الكعكة" ، وليست عنصرًا أساسيًا يحدد وظيفة الدائرة. فهي ليست "علاجًا لكل شيء" ولا "عنصرًا فائضًا":

• عند السعي إلى الموثوقية والتعامل مع البيئات المعقدة ، فهي "درع وقائي" للحد من المخاطر ؛
• عند مواجهة توجيهات عالية الكثافة وإشارات عالية التردد / عالية السرعة ، فهي "تفاصيل" تحتاج إلى التحكم الدقيق.
• في الدوائر البسيطة والمنتجات المنتجة بكميات كبيرة مع العمليات الناضجة ، فهي "خيار تحسين" يمكن اختياره بمرونة.

تصميم PCB ممتاز لا يتعلق أبدًا بالتراكم العمياء على الميزات ، بل يتكيف بدقة مع احتياجات المنتج.إتقان السيناريوهات المطبقة وتقنيات تصميم قطرات الدموع أمر ضروري للعثور على أفضل توازن بين الموثوقية، والأداء، والكفاءة.