אם תפתחו כל מכשיר אלקטרוני—מהטלפון ועד ספק הכוח—תמצאו בפנים לוח מעגל מודפס (PCB). הוא עלול להיראות כמו מבוך של מסלולי נחושת ירוקים וחלקים זעירים, אבל לכל פריט על הלוח יש תפקיד מדויק.
הבנת חלקי ה-PCB עוזרת לקרוא סכמות, לפתור תקלות ולתכנן חומרה משלכם בביטחון.
שתי קטגוריות של “חלקי PCB”
כשאנשים מחפשים “parts of a PCB”, הם מתכוונים בדרך כלל לשניים:
- רכיבים אלקטרוניים – נגדים, קבלים, שבבים ורכיבים נוספים שמורכבים על הלוח.
- מאפייני הלוח – שכבות הנחושת, הפדים, הוויה-ים (Vias) והסימונים שמרכיבים את מבנה הלוח.
נתחיל ברכיבים, ואז נעבור למאפיינים הפיזיים שמחברים הכול יחד.
רכיבים אלקטרוניים נפוצים והתפקיד שלהם
כל רכיב על ה-PCB מסומן באות מזהה (Designator).
סימונים כמו R, C, L, D, Q, U וכו’ מודפסים על שכבת הסילקסקרין (Silkscreen) ומצביעים על סוג הרכיב.
אלה הרכיבים השכיחים ביותר על לוחות מודרניים:
R – נגד (Resistor)
מגביל או שולט בזרם; משמש לחלוקת מתח, ביאוס ושליטת אות.
בסMT הוא נראה כצ’יפ מלבני (0603, 0402), וב-THT מגיע עם טבעות צבע.
ללא קוטביות – כיוון ההרכבה לא משנה.
C – קבל (Capacitor)
אוגר אנרגיה ומחליק שינויי מתח; חיוני לסינון ודה-קופלינג של מסילות הזנה.
קבלי קרמיקה זעירים וללא קוטביות. אלקטרוליטי/טנטלום קוטביים—חפשו פס או “–” שמסמן את המינוס.
L – משרן (Inductor)
אוגר אנרגיה בשדה מגנטי; בשימוש במסננים, ממירי DC-DC ודיכוי EMI.
מופיע כסליל קטן או כבלוק פרייט. ללא קוטביות.
D – דיודה / LED
מוליכה זרם בכיוון אחד; משמשת להגנה וליישור.
LED הוא דיודה פולטת אור.
קוטבי—הצד עם הפס הוא קתודה (–).
Q – טרנזיסטור / MOSFET
מתפקד כמפסק או כמגבר.
BJTs קטנים מסומנים Q; MOSFET מיועד לרוב לזרמים גבוהים יותר.
שימו לב לסדר הרגליים (Base/Gate, Collector/Drain, Emitter/Source) ולפד תרמי ברכיבים גדולים.
U – מעגל משולב (IC)
“המוח” של הלוח: מיקרו-בקר, אופ-אמפ, דרייברים, לוגיקה ועוד.
חבילות נפוצות: SOIC, QFN, BGA; חריץ/נקודה מסמנים רגל 1.
דורש כיוון נכון והגנת ESD בהרכבה.
Y או X – קריסטל / מתנד (Crystal / Oscillator)
יוצרים אותות שעון מדויקים.
קריסטל עובד עם זוג קבלים לייצוב תדר; מתנד משלב הכול במודול אחד. אין קוטביות, אך צריך התאמת קיבול העומס למעגל.
F – נתיך (Fuse), TVS או MOV
הגנה מפני זרם יתר או קפיצות מתח.
נתיך נפתח כשנ تجاوز הרייטינג; TVS ו-MOV מגנים על קווי כוח ותקשורת מפני פולסים.
SW או K – מתג / ממסר (Relay)
מתגים פותחים/סוגרים מעגלים ידנית.
ממסר עושה זאת עם סליל ומספק הפרדה.
תמצאו לחצנים, סוויצ’ים וממסרים בלוחות בקרה והספק.
J או CON – מחבר (Connector)
מחברים את ה-PCB ללוחות אחרים, כבלים או התקנים חיצוניים.
צורות רבות: פיני זכר/נקבה, USB, HDMI, RF ושקעים להספק.
כיוון חשוב—מגרעת/Key מונעת חיבור שגוי.
SEN – חיישן (Sensor)
ממיר אותות מהעולם האמיתי—טמפרטורה, אור, לחץ, תנועה—לאותות חשמליים.
מתחבר לרוב למיקרו-בקר דרך כניסות אנלוגיות/דיגיטליות.
BAT – מחזיק סוללה
מספק הזנה ראשית או גיבוי (למשל לשעון RTC).
קוטבי—סימון “+” או פד גדול יותר מציין את הפלוס.
טיפ מהיר:
לא בטוחים מה הרכיב עושה? חפשו את אות הזיהוי והמספר (למשל R15, U3). זה מגלה את סוג הרכיב ואת מיקומו בסכמה.
מאפייני הלוח: החלקים הפיזיים של PCB
מעבר לרכיבים, לכל לוח יש תכונות מבניות שמחברות ותומכות:
שכבות נחושת
יוצרות את המסלולים וה-Planes.
שכבות חיצוניות נושאות מסלולים גלויים; פנימיות מחלקות לרוב הזנה או GND.
Pads ו-Vias (וויה-ים/חור מעבר מצופה)
Pads הם אזורי מתכת להלחמת רכיבים.
Vias הם חורים מצופי נחושת שמקשרים אותות בין שכבות.
PTH גדולים לרגלי THT; Microvia ו-Blind Via מחברים שכבות מוגדרות בלבד.
מסיכת הלחמה (Solder Mask)
הציפוי הירוק (או אדום/כחול/שחור) שמכסה את הנחושת.
מונע גשרי בדיל וקורוזיה; פתחים חושפים את הפדים להלחמה.
סילקסקרין / הדפסת משי (Silkscreen)
טקסטים וסימונים לבנים מעל המסיכה.
מציגים Designators, לוגו, וסימוני קוטביות—מסייע בהרכבה ובשירות.
נקודות בדיקה וחורי עיגון
TP הן נקודות חשופות למדידת מתחים/אותות בבדיקה.
חורי עיגון מקבעים את הלוח למארז או למרווחים.
כלל אצבע: יש חור? לרוב זה THT/Via. שטוח ומבריק? כנראה Pad ל-SMT.
SMT לעומת THT: איך מרכיבים רכיבים על הלוח
שתי שיטות עיקריות:
- SMT – הרכבה עליונית: הרכיבים מולחמים ישירות ל-Pads.
מאפשר לוחות קטנים וקלים; סטנדרט ברוב האלקטרוניקה המודרנית.
מניחים משחת בדיל, משחילים רכיבים, ומעבירים ב-תנור Reflow. - THT – הרכבה בחור: רגליים עוברות דרך חורים ומולחמות בצד השני.
נפוץ לרכיבים גדולים/זרם גבוה—מחברים, שנאים, ממסרים.
עמיד מכנית אך תופס יותר מקום.
רבים מהלוחות היום היברידיים: SMT לרוב הרכיבים, THT למה שדורש כוח מכני או זרמים גבוהים.
טיפים לזיהוי ושגיאות נפוצות
ידע בסמלים ובסימוני קוטביות חוסך זמן ונזק:
- שגיאות קוטביות
- קבל אלקטרוליטי: הפס מסמן מינוס.
- דיודות/LED: קצה מסומן/שטוח = קתודה.
- IC: רגל 1 מסומנת בניקוד/חריץ/שיפוע.
- סוללות: פד גדול או “+” = פלוס.
- בלבול בין חבילות דומות
נגדים/קבלים קטנים (0402, 0603) נראים דומה—בדקו ערכים לפני הלחמה.
SOT-23 אינו SOT-223. - קיבול עומס שגוי לקריסטל
ערכי קבלים לא מתאימים יגרמו לאוסצילציה לא יציבה או להפסקתה. - חיבור שגוי של MOSFET
Gate/Drain/Source משתנים בין חבילות—בדקו Datasheet. - סדר בדיקת תקלות
בדקו סילקסקרין וקוטביות → רציפות עם מולטימטר → רק אז הפעלה.
כך נמנעים מרכיבים שרופים ומדיבוג אינסופי.
מסלולי שימוש טיפוסיים: לראות את המערכת
אחרי שמזהים את החלקים, קל יותר להבין איך הם עובדים יחד:
1) שרשרת הספק
כניסת AC/DC → דיודות יישור (D) → קבל אלקטרוליטי גדול (C) →
מייצב/ממיר DC-DC (U) → משרן (L) → קבל יציאה (C) →
נגד דגימה (R) + הגנה (F או TVS).
כך מתקבל מתח DC יציב מהזנה גולמית.
2) שעון ותקשורת
קריסטל (Y) + קבלי עומס (C) מזינים את שעון המיקרו-בקר.
ביציאות תקשורת (USB, CAN, RS-485, Ethernet) נפגוש דיודות ESD, נגדי טרמינציה וחנקות מצב-משותף להגנה וסינון.
3) חישה ועיבוד אות
חיישנים (SEN) נותנים אותות אנלוגיים חלשים → מסנני RC → אופ-אמפ (U) → ADC בבקר.
מחברים (J) מקשרים מודולים חיצוניים או מדי-בדיקה.
חשיבה לפי מודולים—הספק, תיזמון, I/O—מפשטת לוחות מורכבים.
שאלות נפוצות (FAQ)
ש1: האם “חלקי PCB” כוללים חורים וסימונים, או רק רכיבים?
כולל שניהם. הרכיבים מבצעים פונקציות חשמליות, ומאפייני הלוח (Vias, Pads, מסיכת הלחמה, סילקסקרין) מחברים ותומכים בהם.
ש2: איך יודעים אם לרכיב יש קוטביות?
בדקו סילקסקרין או סימוני גוף. כל מה שאוגר או מכוון זרם (קבלים אלקטרוליטיים, דיודות, LED, IC, סוללה) לרוב קוטבי. נגדים ומשרנים בדרך כלל לא.
ש3: מה עושים אם הסימון לא קריא או שחסר מספר?
חפשו את אות הדיזיינייטור (R, C, L, D, Q, U…). גם בלי כל המספר, תדעו את סוג הרכיב.
השוו לסכמה או לתמונת רכיב דומה.
ש4: למה משלבים לפעמים SMT ו-THT באותו לוח?
SMT חוסך מקום ועלות; THT מספק חוזק מכני וזרם גבוה. השילוב נותן איזון טוב בין ביצועים לעמידות.
סיכום
במבט ראשון לוח PCB נראה מורכב, אבל כשמבינים את החלקים העיקריים הכול מסתדר. לכל נגד, קבל ו-IC יש תפקיד ברור, ושכבות הנחושת והמסלולים פשוט מחברים ביניהם למערכת אחת.
היכרות עם היסודות תעזור לכם להבין פונקציות, לבדוק קוטביות, ולאתר תקלות מהר. עם הידע הזה תקריאו לוחות בביטחון ותעשו את הצעד הראשון לעיצוב מעגלים אמינים משלכם.
