Packaging.webp

זיווד, או בשמו הלועזי "Packaging," הוא תהליך שבו מכינים מעטפת הגנה למערכות אלקטרוניות או חשמליות, עם דגש על שמירה על הרכיבים הפנימיים מפני פגיעות חיצוניות ומניעת נזקים פיזיים, תרמיים או סביבתיים. לתהליך הזיווד תפקיד קריטי בעולם האלקטרוניקה, שכן הוא מהווה חוצץ המגן על המעגלים החשמליים או הרכיבים הפנימיים מפני השפעות מזיקות כמו אבק, לחות, חום, קורוזיה ואף הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI). זיווד נכון ומקצועי יכול להבטיח תפקוד תקין ואמין של מערכות חשמליות לאורך זמן, תוך כדי עמידה בתקני בטיחות ותפעול שונים הנדרשים בתעשייה.

מהו זיווד ואילו סוגים קיימים?

זיווד הוא למעשה תהליך שבו יוצרים "קופסה" או מעטפת לרכיבים האלקטרוניים או החשמליים. תהליך זה מתחיל מהשלב הראשוני של תכנון המעטפת בהתאם לדרישות המערכת, ומתפתח לשלב שבו המעטפת מיוצרת, מורכבת ומותקנת בצורה שתבטיח שהרכיבים הפנימיים מוגנים בכל תנאי השימוש.

ניתן לחלק את תהליכי הזיווד למספר סוגים עיקריים, בהתאם לשימוש ולסביבה שבהם המערכת פועלת:

  1. זיווד קשיח \ זיווד מתכת – כולל שימוש בחומרים עמידים מאוד כמו מתכת, פלדה, או סגסוגות מתקדמות. מתאים למערכות הפועלות בתנאים קיצוניים, כגון מערכות אלקטרוניות בתעשיות הביטחוניות, תעשיות הכימיה, או מערכות המשולבות בתנאי שטח קשים.
  2. זיווד רך – משתמש בחומרים גמישים כמו פלסטיק, גומי או פולימרים, המתאימים למערכות הפועלות בתנאים מבוקרים יותר, כגון מוצרים ביתיים או מכשירי מדידה. זיווד זה מציע לרוב גמישות וקלות עבודה בעת תחזוקה או תיקונים.
  3. זיווד תרמי – זהו סוג זיווד אשר מתוכנן במיוחד להתמודדות עם בעיות חום, באמצעות פיזור חום, קירור אקטיבי או פסיבי, ואף שימוש בחומרים מוליכי חום מיוחדים.
  4. זיווד אלקטרומגנטי (EMI Shielding) – מתאים לסביבות בהן ישנה רגישות גבוהה להפרעות אלקטרומגנטיות. חומרים כמו נחושת או אלומיניום משמשים ליצירת מחסום המפחית את הפרעות ה-EMI ובכך מגן על הרכיבים הפנימיים של המערכת.

זיווד - דוגמאות

תהליך תכנון וביצוע זיווד

תהליך הזיווד מתחיל בהבנת הדרישות הספציפיות של המערכת. ראשית, על המהנדסים לקבוע את סוג הזיווד הנדרש בהתאם לאילוצים כגון עמידות בפני תנאי סביבה, משקל, תקציב, דרישות קירור, או רגישות להפרעות אלקטרומגנטיות. השלב הבא כולל הכנת תרשים ראשוני שמראה את מבנה המעטפת, מיקום הרכיבים השונים בתוכה, ונתיבי חום וזרם האוויר, במידת הצורך.

לאחר תכנון ראשוני זה, עוברים לשלבי הביצוע שכוללים:

  • בחירת חומרים – בהתאם לסוג הזיווד ומידת העמידות הנדרשת.
  • יצור ותהליך בדיקות – כוללים ייצור ראשוני של המעטפת, בדיקות עמידות, בדיקות תרמיות ובדיקות תקינות כלליות.
  • התקנה – שלב זה כולל את הרכבת הרכיבים הפנימיים במעטפת והבטחת התאמה מלאה של המערכת לדרישות התקן.

חשיבות זיווד בתעשיית האלקטרוניקה

במכשירים אלקטרוניים מורכבים כגון מחשבים, טלפונים חכמים, מערכות בקרה, ומכונות אוטומציה בתעשייה, תפקיד הזיווד הוא להבטיח שהמערכת האלקטרונית תתפקד בצורה מיטבית לאורך זמן. תקלות במערכת עלולות להתרחש כתוצאה מחשיפה לגורמים חיצוניים כמו חום, לחות או מכות פיזיות, ולכן כל פגם בתכנון או בייצור המעטפת עלול להוביל לפגיעה חמורה במערכת.

למשל, במחשבים אישיים, זיווד איכותי שומר על מרכיבי המחשב מפני חום עודף בעזרת מנגנוני פיזור חום, קירור באמצעות מאווררים, וסירקולציה של אוויר. במכשירים ניידים כמו טלפונים חכמים או טאבלטים, זיווד המתאים לפיזור חום תוך שמירה על מראה וקלות נשיאה מאפשר פעולה בטמפרטורות תקינות גם במצבים של שימוש כבד.

זיווד במערכות חשמליות ואלקטרוניות תעשייתיות

במערכות תעשייתיות, תהליך הזיווד מורכב אף יותר בשל הצורך לעמוד בתקני בטיחות נוקשים כגון תקני עמידות בפני רעידות, עמידות לחום, אבק, ומים, והגנה מפני הפרעות חשמליות ואלקטרומגנטיות. בתעשייה, כל מערכת חשמלית דורשת זיווד המותאם לאילוצים הייחודיים שלה. לדוגמה:

  1. זיווד למערכות בקרה תעשייתיות – מערכות בקרה בתעשייה כוללות חיישנים, בקרים ומנגנוני פיקוח הדורשים זיווד המבטיח עמידות מפני רעידות ומגע עם שמנים או כימיקלים שונים. בנוסף, יש צורך בזיווד המונע חדירת אבק, העלול לפגוע ברכיבים הפנימיים ולגרום לשיבושים בתפעול.
  2. זיווד במערכות ייצור אוטומטיות – במפעלים המפעילים רובוטים, למשל, יש צורך בזיווד מיוחד המאפשר אוורור ופיזור חום, תוך שמירה על רמת דיוק גבוהה בהגנה על רכיבי החשמל והאלקטרוניקה הרגישים.
  3. זיווד מערכות חשמל בתעשיות כבדות – מערכות חשמל בתעשיות כמו כרייה או פלדה, עובדות לרוב בטמפרטורות גבוהות ובתנאים סביבתיים קשים. זיווד במערכות אלה נועד להבטיח שהמערכת תישאר מוגנת מפני לחות, חום קיצוני או חומרים כימיים מסוכנים.
  4. מערכות חשמל רגישות במתקני תקשורת – במתקני תקשורת יש להקפיד על זיווד המגן על הרכיבים מפני הפרעות אלקטרומגנטיות, העלולות לפגוע בתפקוד הציוד ולהפריע לתקשורת.

זיווד בהגנה מפני חום וקורוזיה

למערכות אלקטרוניות חשיבות רבה בבקרת חום ועמידות בפני קורוזיה. התפתחות טכנולוגית מואצת הביאה לצורך בזיווד עם פתרונות תרמיים ייחודיים, כדוגמת זיווד הכולל רדיאטורים, פסי חום, או שימוש בחומרים מוליכי חום, כמו גם זיווד המכיל ציפויים מיוחדים נגד חלודה (קורוזיה).

התאמת זיווד לעידן ה-IoT

בשל הצורך הגובר בשימוש במערכות מבוססות אינטרנט של הדברים (IoT), מתעורר אתגר חדש בתחום הזיווד. מערכות IoT דורשות זיווד קל משקל, המאפשר שידור מידע ובקרה מרחוק, תוך עמידה בתקני בטיחות מחמירים. זיווד זה צריך לאפשר קליטה ושידור של נתונים מבלי שהמעטפת תשבש את תקשורת הרשת.

לסיכום

זיווד הוא מרכיב חשוב, ואף חיוני, בעולמות האלקטרוניקה והתעשייה. הוא מהווה את המעטפת המגינה המאפשרת לתעשייה לשמור על הרכיבים החשמליים והאלקטרוניים במצב תקין לאורך זמן ובכך להבטיח בטיחות, אמינות ועמידות בפני תנאים סביבתיים קשים. השימושים והיתרונות של זיווד מגוונים ומציעים פתרונות מותאמים לכל סוגי המערכות – ממערכות תעשייתיות ומערכות תקשורת, ועד למוצרים אישיים כמו מחשבים וטלפונים ניידים.

×
דילוג לתוכן