دعونا نتذكر كيف تم توزيع مسؤوليات المتخصصين في صناعة الإلكترونيات قبل 40 عامًا. تم تقسيم العملية إلى مرحلتين رئيسيتين ، أولهما تطوير الرسوم البيانية للدوائر ، ومهندسي الدوائر (وما زالوا) يقومون بذلك. لقد تغير الكثير منذ ذلك الحين ، لكن الجوهر لا يزال هو نفسه.
في تلك الأيام ، كانت الدوائر مؤلفة من مكونات منفصلة - مقاومات ، مكثفات ، ثنائيات ، ترنزستورات ، إلخ. ومع ذلك ، لم يكن مطلوبًا من مهندسي الإلكترونيات الذين يصممون مثل هذه الدوائر مراعاة الأبعاد المادية للمكونات: لقد كانوا مهتمين فقط بالخصائص التقنية.
تم تدريس جامعات مهندسي المستقبل في هذا التخصص. أثناء التدريب العملي ، قاموا بتصميم نماذج أجهزتهم على لوحات النماذج الأولية ، وكان على قلة منهم فقط التعامل مع تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور - أولئك الذين احتاجوا إلى ذلك في مشاريع التخرج الخاصة بهم.
المرحلة الثانية من عملية تطوير الجهاز الإلكتروني هي تنفيذ الدوائر على لوحات الدوائر المطبوعة. كما ذكرنا سابقًا ، لم يتمكن مهندسو الدوائر من فعل ذلك ، ولم يتمكن مصممو اللوحات من الاتصال بهذا الأمر. تم تنفيذ العمل يدويًا بشكل أساسي ، وكانت اللوحات نفسها مصنوعة عن طريق الحفر.
في السبعينيات ، بدأ تطبيق الدوائر المتكاملة (ICs) في اكتساب قوة. أصبح تصغير الأجهزة زائدًا ، ولكن في الوقت نفسه كانت هناك مشكلة في التتبع ، حيث زادت كثافة المسارات على اللوحة.
بحلول نهاية الثمانينيات ، عندما بدأت استخدام المرحلية في كل مكان ، أثبتت طريقة الحفر أنها غير فعالة ، لذا توجهت الصناعة إلى لوحات الدوائر المطبوعة متعددة الطبقات. وفقًا لذلك ، كان على كل من مصممي الدوائر ومصممي اللوحات الأم معالجة تطور إلكترونيات CAD - وإلا فإن الصناعة لم تكن لتتعافى من الأزمات الاقتصادية اللاحقة لفترة طويلة.
الآن دعنا ننتقل إلى نتائج الاستطلاعات الحديثة. أكثر من 75 في المئة من مصممي ثنائي الفينيل متعدد الكلور تجاوزوا بالفعل سن 45 ، ويعتزم نصفهم التقاعد في السنوات العشر القادمة. ماذا يعني هذا بالنسبة للصناعة؟
- لقد نجا مصممو مجالس الإدارة من ثلاث أزمات اقتصادية ولا يميلون إلى تبادل تجاربهم مع الشباب - وإلا فقد يتم فصلهم لتقليص عدد الموظفين في وقت مبكر عما كانوا يعتقدون.
- لا يمكن للجامعات والصناعة إيجاد لغة مشتركة فيما بينها ، ولا يزال الطلاب الإلكترونيون غير مدربين على العمل مع لوحات الدوائر المطبوعة.
- لا توجد برامج إعادة تدريب فعالة لـ "مصمم PCB".
- في المستقبل القريب ، لن تتخلى الصناعة عن لوحات الدوائر المطبوعة - لا يوجد بديل عنها حتى الآن.
- يكتسب مفهوم الميكاترونيك شعبية ، وأولئك الذين يقررون متابعته يحتاجون إلى فهم الأساليب المتقدمة لتصميم لوحات التصنيع.
في الواقع ، كان هناك فراغ في صناعة الإلكترونيات. لا يخطط مهندسو الدوائر لتصميم اللوحات - فهم مهتمون أكثر بتطوير مخططات الدائرة وكتابة البرامج المصغرة.
ولكن في الواقع ، فإن المجالس تثير قلق مصممي الأجهزة. هنا المكونات الكهربائية والميكانيكية معا ، ويتم تشكيل ما نسميه الميكاترونيك.
لا يزال تطوير المخططات الدائرية مع المكونات الكهربائية والتناظرية والرقمية من مسؤولية مهندسي الدوائر ، لكننا لن نستبعد إمكانية قيام الجامعات بتدريب متخصصي الميكاترونيك في المستقبل.
قد يستحوذ مصممو الأجهزة الإلكترونية بشكل كبير على مصممي لوحات الدوائر المطبوعة ، وإليكم السبب:
المكتبات في تصميم الألواح ، أحد العوامل الرئيسية هو النظر في دائرة العنصر. من الضروري أيضًا مراعاة موقع الاستنتاجات من أجل فصل المسارات بشكل صحيح ومراعاة جميع التسامح اللازم.
هذه الفروق الدقيقة غير معروفة لمهندس الدائرة الكهربائية ، كما أن مصممي المنتجات الإلكترونية على دراية بها. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي لنا أن ننسى ارتفاع كل عنصر محدد ، وهو أمر مهم لوضعه بشكل مناسب على السبورة.
شكل المجلس. يتم إدراج خدمات التسويق بشكل متزايد في عملية تخطيط اللوحة - هم الذين لديهم الصوت الحاسم في تحديد شكل المنتجات ، وعلى المصممين أن يأخذوا ذلك في الاعتبار.
في الماضي ، كانت الصناعة والمستهلكون راضين تمامًا عن لوحات الدوائر المطبوعة على شكل مستطيل لتكرار شكل أغطية المنتجات. بتعبير أدق ، تم ضبط أبعاد الحالات على اللوحات التي كانت موجودة في الداخل. ولكن مع تطور أنظمة التصميم ، اختفت القيود ، ويمكن أن تكون النماذج تعسفية. الآن ، على العكس من ذلك ، تم تصميم اللوحات لتناسب الحالات التي صممها المصممون.
وضع العناصر. هنا ، يكتسب عنصر التصميم والتسويق المزيد من الوزن. يتم نقل اللوحة جنبًا إلى جنب مع المكونات من التصميم إلى نظام تصميم الدوائر والعكس بالعكس لتحقيق أقصى قدر من بيئة العمل من المنتج. يجب أن يكون المستخدم مناسبًا للضغط على الأزرار ، وتعيين أوضاع المفاتيح ، وتوصيل الكابلات ومراقبة شاشات العرض والمصابيح. هنا مرة أخرى يمكننا التحدث عن الميكاترونيك ، حيث يوجد في الوقت الفعلي تطور موازي للأجزاء الإلكترونية والميكانيكية. يتيح لك ذلك ضمان وضع اللوحة ومكوناتها بشكل صحيح ، بحيث لا توجد تعارضات بينها وبين جسم المنتج.
رصد الامتثال. تحدد القواعد ، على وجه الخصوص ، الفجوات بين المسارات والمسافة بين العناصر وعرض المسارات وأقطار الثقوب وأبعاد اللوحات. تعكس بعض هذه المعلمات المتطلبات الكهربائية (في المقام الأول في أجهزة الطاقة عالية التردد) ؛ البعض الآخر يأتي من manufacturability. يجب أن يعرف المصمم نظرية التسامح وأن يكون قادرًا على تطبيقها في الممارسة العملية.
الأسلاك. واحدة من أخطر المهام في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة هي تصميم المسارات ، والتي تتطلب خبرة ومؤهلات من المهندسين. عند تدريس هذه العملية ، يتم استخدام طريقة التجربة والخطأ غالبًا ، لذلك يصعب تحديد المهندسين الذين سينجحون في ذلك. يدرك مطورو Electronics CAD المشكلة ، ويحاولون تضمين أكبر عدد ممكن من الوظائف التي تعمل على أتمتة العملية في أنظمتها. ومع ذلك ، يجب أن يكون لدى مستخدمي أنظمة CAD هذه الخبرة اللازمة للعمل بفعالية.
تبديد الحرارة. مشاكل امتصاص الحرارة مألوفة للجميع ، وخاصة مطوري الأجهزة بسبب الظروف المناخية الصعبة والطاقة والأجهزة عالية التردد. استجاب مصنعي أنظمة CAD الإلكترونية والميكانيكية بإضافة قدرات التحليل إلى أنظمتهم. ومع ذلك ، يجب أن يكون المستخدمون على دراية بعمليات نقل الحرارة ، وينبغي أن تهتم الجامعات بتعليم المهندسين التخصصات المناسبة.
الاستنتاجاتحاولنا أن نظهر أن تصميم لوحات الدوائر المطبوعة هو أيضا مسؤولية مصممي الأجهزة الإلكترونية. هناك استثناءات ، ويشارك مهندسو الدوائر في تطوير لوحات الدوائر ذات التعقيد العالي ، ولكن في الحالة العامة ، تكون المهمة في متناول المصممين الذين لديهم مهارات أساسية في العمل مع الالكترونيات CAD.
بالإضافة إلى ذلك ، يصبح من الواضح أن لوحات الدوائر المطبوعة هي الميكاترونيك ، ويجب تصميمها أثناء تطوير المكونات الكهربائية والميكانيكية. وفي المستقبل ، تنتظرنا التقنيات الثورية مثل الطباعة ثلاثية الأبعاد والمعاجين الموصلة والمكونات المدمجة. وهذا يعني أن أساليب الإنتاج ومؤهلات المهندسين سوف تتغير. سيحتاج كل من الدوائر والمصممين إلى التفاعل بنشاط في عملية تطوير لوحات الدوائر وتخطيط المنتجات.