اللوحة الأم … ماهي وما هي مكوناتها وكيف يتم تصنيعها.

يستخدم البشر جميع الأجهزة الإلكترونية، ولكن لا يعلم الكثير من المستهلكين ماهي اللوحة الأم، في المقال التالي سوف نتحدث عن اللوحة الأم … ماهي وما هي مكوناتها وكيف يتم تصنيعها.

ما هي اللوحة الأم؟

اللوحة الأم بتوصيل الإشارات ونقلها من وإلى الأجهزة الطرفية، مثل لوحة المفاتيح والماوس والشاشة. يمكن قول الشيء نفسه بالنسبة لمكوناتك، مثل وحدة المعالجة المركزية ووحدة معالجة الرسومات وذاكرة الوصول العشوائي وغيرها.

اللوحة الأم عبارة عن لوحة دوائر مطبوعة كبيرة PCB، والخطوط المختلفة التي تراها عبارة عن مسارات نحاسية مضمنة. هذه المسارات النحاسية مسؤولة عن ربط الأجزاء المختلفة الخاصة بك والسماح بالتواصل بينها.

فكر في اللوحة الأم كقائد أوركسترا يجمع الأجزاء المختلفة معًا في وئام تام. على اللوحة الأم، يمكنك توقع رؤية المكونات القياسية مثل المكثفات والمقاومات ووحدات تنظيم الجهد التي تدير التيار الكهربائي.

إذا كنت لا تزال غير قادر على استيعاب هذا، فلا تقلق، سنخوض في مزيد من التفاصيل للمصطلحات.

مم تتكون اللوحة الأم؟

تتكون اللوحة الأم بشكل أساسي من مادتين:

• طبقات من الفيبرجلاس للعزل
• النحاس لتشكيل مسارات موصلة

إذا كنت تتساءل عن سبب صنع اللوحات الأم في طبقات، فإن الإجابة بسيطة للغاية: لتوفير مساحة.

يؤدي تكديس 4-8 طبقات من ثنائي الفينيل متعدد الكلور من الألياف الزجاجية المضمنة بالنحاس إلى جعل اللوحات الأم أصغر بشكل ملحوظ. يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة سرعة معالجة البيانات نظرًا لأن الإلكترونات لديها مسافة أقل للسفر.

الآن، ما لم تكن تعرف بالضبط ما تفعله، يجب ألا تنتقل إلى اللوحة الأم أبدًا! تتكون اللوحة الأم من طبقات تحتوي على النحاس بين الألياف الزجاجية. إذا كنت ستقوم بالبحث في أحد الممرات النحاسية، فستكون نهاية اللوحة الأم. قد يبدو من الغريب أن يتم ذكر هذا، ولكن كانت هناك حالات قام فيها الناس بالتنقيب لاستيعاب مبرد جديد لما بعد البيع.

بالطبع، هذا لا يعني أن ثنائي الفينيل متعدد الكلور لا يتم حفره أبدًا؛ يتم حفر ثنائي الفينيل متعدد الكلور مسبقًا قبل وصوله إلى المصنع. يتم الحفر لتركيب الثقوب ومن خلال الثقوب لربط المكونات ولحامها. سيتم أيضًا لحام الوصول إلى التوصيل البيني العمودي (VIAS) على اللوحة الأم وهو عبارة عن توصيلات كهربائية في الأساس بين الطبقات النحاسية.

عملية تصنيع اللوحة الأم

تنقسم عملية تصنيع اللوحة الأم أساسًا إلى أربعة أجزاء:

• تقنية تثبيت السطح (SMT)
• DIP (حزمة مزدوجة مضمنة)
• اختبارات
• التعبئة والتغليف

1. تقنية تثبيت السطح (SMT)

هذا هو المكان الذي يتم فيه لحام المكونات الأصغر على اللوحة الأم.

تبدأ العملية بتكديس ثنائي الفينيل متعدد الكلور ودفعه بواسطة آلة واحدًا تلو الآخر إلى طابعة متقدمة، والتي تتبع بعد ذلك تخطيطًا محددًا مسبقًا قبل تثبيت مكونات اللحام في مكانها.

لا يتم إرسال اللوحات الأم مباشرة إلى DIP لأنه يجب فحصها يدويًا أولاً ثم وضعها على جهاز اختبار شرائح متكامل للتأكد من دقة الطباعة التي تم طلبها. إذا اجتاز الاختبار ، فستستمر رحلته.

2. DIP (الحزمة المزدوجة المضمنة)

تبدأ هذه العملية مع وضع اللوحات الأم في جهاز يقوم بتركيب المكثفات الصغيرة. بعد ذلك، يتم تركيب المكونات الأكبر، مثل الموصلات ذات 24 سنًا ومنافذ الإدخال / الإخراج يدويًا.

قبل أن تصبح اللوحة الأم جاهزة للاختبار، يجب أن تجتاز الفحص اليدوي للتأكد من تثبيت المكونات بشكل صحيح.

بعد الفحص اليدوي، يتم إرسالها عبر غرفة حرارة يقال إنها تصل إلى 509 درجات فهرنهايت (265 درجة مئوية) لتعزيز المكونات التي تم إدخالها مؤخرًا. بعد ذلك، ستكون جاهزةً للاختبار.

3. الاختبار

من السهل حقًا فهم الاختبار، وكما هو الحال دائمًا، فهو مهم لمراقبة الجودة. ستحتاج جميع منافذ الإدخال / الإخراج و PCI Express Lanes وما إلى ذلك إلى اجتياز سلسلة من الاختبارات قبل أن يتم تمييزها على أنها جاهزة للتعبئة.

4. التعبئة والتغليف والتوزيع

عملية التغليف والتوزيع هي المكان الذي يتم فيه تعبئة كبلات SATA، واليدوي، ودرع الإدخال / الإخراج، ومثبت برنامج التشغيل، وكل شيء تقريبًا تجده داخل اللوحة الأم المشتراة حديثًا.

سيتم أيضًا تغليف اللوحة الأم في حقيبة مضادة للكهرباء الساكنة هنا. في هذه المرحلة، تكون اللوحة الأم جاهزة أخيرًا للتوزيع.

أجزاء من اللوحة الأم

الآن بعد أن أصبحت لديك فكرة عامة عن عملية تصنيع اللوحة الأم، سنغطي الأجزاء التي تشمل اللوحة الأم ككل.

1. BIOS وCMOS

BIOS أو نظام إخراج الإدخال الأساسي هو المكان الذي يتم فيه تخزين جميع المعلومات والإعدادات الخاصة باللوحة الأم. يمكن الوصول إليه وتحديثه وتعديله عبر وضع BIOS.

بطارية CMOS (شبه موصل أكسيد معدني تكميلي) هي المسؤولة عن الحفاظ على جميع المعلومات سليمة عند إيقاف تشغيل النظام بأكمله.

يمكن إزالة بطارية CMOS لإعادة تعيين BIOS بعد فشل التحديث أو إذا قمت بزيادة سرعة ذاكرة الوصول العشوائي الخاصة بك بما يتجاوز قدراتها.

2. منافذ الإدخال / الإخراج

يشار إليها أيضًا باسم منافذ الإدخال / الإخراج للاختصار. توجد هذه المنافذ في الجزء الخلفي من الكمبيوتر وغالبًا ما يتم ترميزها بالألوان.

3. موصل IDE و SATA (موصلات جهاز التخزين)

موصلات جهاز التخزين الداخلي هي المكان الذي ستقوم بتوصيل أجهزة التخزين الخاصة بك، مثل محركات الأقراص الثابتة الميكانيكية ومحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة. يجب توصيل أجهزة التخزين هذه باللوحة الأم لتقديم البيانات واستردادها.

لا تنس، بينما تفعل محركات الأقراص الثابتة ومحركات الأقراص ذات الحالة الثابتة نفس الشيء (بيانات التخزين)، هناك فرق كبير بين كيفية قيام محركات الأقراص الثابتة ومحركات أقراص الحالة الثابتة بإنجاز ذلك.

يستخدم IDE، أو إلكترونيات محرك الأقراص المدمجة، لربط محركات الأقراص والأقراص المرنة ومحركات الأقراص الثابتة. هذا موصل ذكر مكون من 40 سنًا يصل محرك الأقراص الثابتة.

4. موصلات الطاقة

يحتوي موصل ATX (التكنولوجيا المتقدمة الموسعة) (الموجود في اللوحات الأم الأحدث) على 20 أو 24 موصلًا أنثى. هذا هو أكبر موصل على اللوحة الأم، حيث يقوم بسحب الطاقة المطلوبة مباشرة من مصدر الطاقة.

ثم يستخدم SMPS (مصدر الطاقة بتبديل الوضع) هذه الطاقة للحفاظ على تشغيل اللوحة الأم.

5. موصلات الإدخال / الإخراج الأمامية

هذا هو المكان الذي تقوم فيه بتوصيل مفتاح الطاقة ومؤشر طاقة LED ومفتاح إعادة الضبط وكابلات HDD LED. تم توصيل منفذ الصوت الأمامي و USB الأمامي هنا أيضًا. توجد هذه الوصلات عادة في الجزء السفلي من اللوحة الأم.

6. مقبس وحدة المعالجة المركزية

مقبس وحدة المعالجة المركزية هو المكان الذي يتم فيه تثبيت وحدة المعالجة المركزية (المعالج). هذا هو المكان الذي تحدث فيه معالجة البيانات ونقلها. تعد وحدة المعالجة المركزية الخاصة بك أحد أهم أجزاء جهاز الكمبيوتر الخاص بك، لذلك غالبًا ما تختار اللوحة الأم بناءً على التوافق مع وحدة المعالجة المركزية التي تنوي استخدامها. يجب أن تكون وحدة المعالجة المركزية متوافقة بنسبة 100٪ مع مقبس اللوحة الأم حتى تعمل.

7. فتحات بطاقة التوسع

فتحات بطاقة التوسيع هي المكان الذي تضيف فيه مكونات إضافية مثل بطاقة الفيديو أو بطاقة الشبكة أو بطاقة الصوت أو PCIe SSD. توجد الفتحات في النصف السفلي من اللوحة الأم أسفل مقبس وحدة المعالجة المركزية.

8. فتحات ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)

تعد ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) أو ذاكرة الوصول العشوائي (Random Access Memory) أحد أهم الأجزاء على اللوحة الأم.

فتحات ذاكرة الوصول العشوائي، مما لا يثير الدهشة، هي المكان الذي تضع فيه وحدات ذاكرة الوصول العشوائي. توجد فتحة SIMM (وحدة ذاكرة مضمنة واحدة) تدعم ناقل 32 بت فقط ، وهناك فتحة DIMM (وحدة ذاكرة مضمنة مزدوجة) يمكن تشغيلها في وقت واحد مع ناقل 64 بت.

9. فتحات M.2

تتصل شريحة نورثبريدج مباشرة بوحدة المعالجة المركزية وتتولى الاتصال السريع بين وحدة المعالجة المركزية والمكونات الحساسة للأداء مثل بطاقة الجرافيكس وذاكرة النظام.

كما أنها تتصل بشريحة Southbridge التي تعمل كمحور اتصالات أيضًا. ومع ذلك، يتصل جسر الجنوب بمكونات أقل حساسية للأداء مثل منافذ USB وأجهزة التخزين والشبكات المدمجة وشرائح الصوت.

في الوقت الحاضر، تحتوي وحدات المعالجة المركزية الحديثة على جسر الشمال بداخلها، ولهذا السبب لا يمكنك العثور على جسر شمالي على اللوحات الأم الحديثة. هذا هو نظام أسرع وأكثر استجابة وقد قلل من زمن الوصول عند مقارنته بنظام نورثبريدج الأقدم الموجود على متن الطائرة.