Vejledning til valg af afstandsstykker og printkort

En printkortafstandsholder er en lille søjle, normalt med gevind, der holder et printkort væk fra en overflade eller et andet printkort og giver mekanisk støtte, frigang og ofte en elektrisk forbindelse til jord. Det er en af ​​de mest oversete dele i et design, men det forkerte materiale, gevind eller type forårsager kortslutninger, løse printkort og monteringsproblemer. Denne vejledning forklarer forskellen mellem en printkortafstandsholder og en afstandsholder, hvordan man vælger materiale og gevind, de vigtigste typer og konfigurationer, og hvordan man designer monteringshullet, så hardwaren fungerer pålideligt.

Afstandsstykker vs. afstandsstykker: Hvad er forskellen?

De to udtryk bruges ofte løst, men de beskriver forskellige dele, og sondringen er vigtig, når du specificerer hardware.

• En dødvande er normalt gevindskåret, indvendigt, udvendigt eller begge dele, så en skrue eller en anden afstandsstykke fastgøres direkte til den. Den adskiller både dele og fungerer som fastgørelsespunkt.
• En afstandsstykke er en muffe eller et rør uden gevind. En skrue går hele vejen igennem den og ind i et gevindhul eller en møtrik på den anden side; afstandsstykket bestemmer kun mellemrummet.

I praksis giver en gevindskåret afstandsstykke en renere og mere sikker montering, fordi den har sit eget fastgørelsespunkt, mens en afstandsstykke er enklere og billigere, når en lang gennemgående bolt allerede klarer fastgørelsen. Vælg ud fra, hvordan stakken samles, og vælg derefter det materiale og den gevind, der passer.

Materialer og hvornår de skal bruges

Materiale er det mest afgørende valg, fordi det afgør, om afstandsstykket isolerer eller leder, hvor stærkt det er, og hvordan det håndterer varme. Tabellen opsummerer de almindelige muligheder.

Den enkle regel

Hvis afstandsstykket sidder i nærheden af ​​spor eller elektroder, og du ikke ønsker en elektrisk forbindelse, skal du bruge nylon, den isolerende standardløsning, der forhindrer utilsigtede kortslutninger. Brug et afstandsstykke i metal, når du vil jorde kortet til kabinettet, lede varme væk eller tage en mekanisk belastning. Messing er det almindelige ledende valg; aluminium tilføjer en termisk bane; stål og rustfrit stål tilføjer styrke og holdbarhed. For termisk krævende boards er ledende afstandsstykker en del af en bredere varmestyringsstrategi, der også involverer substratet, som ved metal-kerne-samling.

Gevindstørrelser og standarder

Gevindet skal passe til skruen og en eventuel modstående afstandsstykke, så det er værd at få det helt rigtigt.

M3 er den fornuftige standard for de fleste printkort: bredt tilgængelig, stærk nok til typiske belastninger og matchet af et bredt udvalg af skruer og afstandsstykker. Gå ned til M2 eller M2.5 på små eller overfyldte printkort, og opgrader til M4 eller M5 til tunge samlinger. Hvis dit projekt følger britiske standardmål, er #4-40 og #6-32 tilsvarende. Uanset hvad du vælger, skal du holde det ensartet på tværs af samlingen, så én skruetrækker og én skruestørrelse dækker hele konstruktionen.

Typer og konfigurationer

Ud over materiale og gevind findes afstandsstykker i flere former og endekonfigurationer.

Form og ender

• Sekskant vs. rund kropSekskantede legemer lader en skruenøgle gribe fat i dem for at stramme dem; runde legemer har en lavere profil.
• Mand kvinde: en gevindstift i den ene ende, et gevindhul i den anden, ideel til stabling.
• Kvinde-kvindeGevindhuller i begge ender, fastgjort med skruer fra hver side.
• Mand-mand: stifter i begge ender, fastgjort med møtrikker.

Monteringsstile

• Klik-ind / tryk-ind Standoffs klikkes ind i et hul uden værktøj, almindeligt for hurtig montering.
• Selvklinkende Afstandsstykker presses permanent ind i pladen eller et chassis som en fast fastgørelse.
• Låsning Funktioner modstår løsning under vibrationer.
• Overflademonterede (SMT) afstandsstykker placeres og omformes med de andre overflademonterede dele, så monteringshardwaren tilføjes undervejs PCB -samling snarere end som et separat trin.

Match konfigurationen med, hvordan kortene stabler, og hvordan produktet er bygget. Han-hun-afstandsstykker er arbejdshesten for board-to-board-stabler; snap-in- og SMT-typer reducerer manuel monteringsarbejde, hvilket er vigtigst ved store mængder printkortmontering.

Design af monteringshullet

En afstandsholder fungerer kun, hvis printpladens monteringshul er designet til det. Flere detaljer er vigtige.

Størrelse, frihøjde og opbevaringsplads

Hullet skal passe til skruen eller tappen med passende frihøjde, og en afskærmning af kobber og komponenter omkring det forhindrer skruehovedet, skiven eller afstandsstykket i at kortslutte eller knuse nærliggende dele. At efterlade en tilstrækkelig afskærmning er en hyppig forsømmelse, og det er præcis den slags ting, en DFM-gennemgang markerer før fremstilling.

Belagte vs. ikke-belagte huller

Dette valg er direkte forbundet med jordforbindelse. Et belagt monteringshul forbundet til jordplanet, brugt sammen med en metalafstandsstykke og skrue, binder printkortet til chassiset for jordforbindelse og EMI-kontrol. Et ikke-belagt hul isolerer elektrisk monteringen, hvilket er nødvendigt, når der bruges nylonhardware, eller når monteringen skal flyde. Bestem den elektriske rolle for hvert monteringspunkt, angiv derefter hullet, og husk, at belægning og hulkvalitet er en funktion af printkortets fremstillingskvalitet.

Standoff-højde og printkortafstand

Standoffens højde bestemmer afstanden mellem printpladen og det, den monteres på. Ved at vælge den korrekt opnås plads til komponenter og luftgennemstrømning uden at spilde plads.

Hvad højden skal klare

• De højeste komponenter på undersiden af ​​​​brættet.
• Eventuelle stik, køleplader eller hardware, der stikker ud.
• Plads til luftgennemstrømning, hvor varmen skal slippe ud.

Mål den højeste del, der skal være fri, tilføj en margin, og vælg en afstandsstykke, der er mindst lige så højt. For stablede printkort bestemmer højden også afstanden mellem printkortene i stakken, hvilket påvirker forbindelsens parring og køling, en samlingsdetalje, der er værd at bekræfte under printkortsamling. Hvor varme er en bekymring, supplerer generøs afstand et termisk bevidst substrat, såsom en metalkernekonstruktion.

Montering, moment og skiver

Selv korrekt hardware fejler, hvis det er samlet dårligt. Et par praktiske punkter bevarer samlingen i god stand.

• Spænd til det rigtige moment. Overspænding, især i nylon eller tynde plader, fjerner tråde eller revner laminatet; for lidt spænding lader pladen løsne sig under vibrationer.
• Brug skiver, hvor det er relevant. En flad skive fordeler belastningen; en skulder- eller nylonskive kan beskytte pladen eller opretholde isolering.
• Overvej vibrationer. I udstyr, der ryster, holder låsende afstandsstykker eller gevindlåseforanstaltninger fastgørelseselementer stramme.
• Beskyt kobber i nærheden af ​​hardwaren. Sørg for, at holdeafskærmningen og eventuelle skiver forhindrer metallet i at komme i kontakt med spor, det ikke bør røre ved.

For printplader, der fører betydelig strøm eller varme, arbejder den mekaniske hardware og den termiske og jordingsstrategi sammen, et område hvor erfaring med fremstilling af effektelektronik hjælper med at få begge dele rigtigt.

En hurtig udvælgelsestjekliste

Gennemgå disse spørgsmål for at finde den rette situation:

• Isolere eller lede? Nylon til isolering, metal til jord eller varmetransport.
• Hvilken tråd? M3 som standard; mindre til overfyldte brædder, større til tunge belastninger.
• Hvilken konfiguration? Han-hun til stakke, hun-hun eller han-han alt efter behov.
• Hvordan er den monteret? Gevindmontering, snap-in, selvklinkende eller overflademontering, der passer til din samling.
• Er hullet rigtigt? Korrekt størrelse, frigang, keep-out og belagt eller ikke-belagt, så den passer til den elektriske rolle.

Afstandsstykker er små, men ved at vælge det rigtige materiale, gevind, type og monteringshul bliver de til et pålideligt mekanisk og elektrisk fundament for dit printkort. Få de rigtige beslutninger om udskydning og plettering på designtidspunktet, så samles de pænt. Du kan læse mere om Highleap Electronics og vores produktions- og monteringstjenester.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad er forskellen mellem en standoff og en spacer?

En afstandsstykke er normalt gevindskåret og giver sit eget fastgørelsespunkt, mens en afstandsstykke er en gevindfri muffe, som en skrue føres igennem og ind i et gevind eller en møtrik bagved. En afstandsstykke giver en mere sikker montering; en afstandsstykke er enklere, når en lang gennemgående bolt allerede fastgør stablen.

Skal jeg bruge nylon- eller metalafstandsstykker?

Brug nylon, når afstandsstykket sidder i nærheden af ​​kobber, og du vil undgå elektriske forbindelser, da det isolerer og forhindrer kortslutninger. Brug metal (messing, aluminium, stål eller rustfrit stål), når du vil jorde kortet til kabinettet, bære varme eller tåle en mekanisk belastning.

Hvilken gevindstørrelse er den mest almindelige til PCB-afstandsstykker?

M3 er den mest almindelige størrelse til generelle formål, bredt tilgængelig og matches af mange skruer og afstandsstykker. M2 og M2.5 passer til små eller overfyldte printplader, M4 og M5 passer til tungere samlinger, og #4-40 og #6-32 er de almindelige tilsvarende imperialmål.

Skal mit monteringshul være belagt eller ikke-belagt?

Brug et belagt hul, der er fastgjort til jordplanet med metaldele, når du vil jorde kortet til kabinettet for at kontrollere EMI. Brug et ikke-belagt hul til at isolere beslaget elektrisk, for eksempel med nylondele, eller når beslaget skal flyde.

Hvor stram skal jeg lave en standoff-skrue?

Spænd med det passende moment til materialet og pladen. Overspænding, især i nylon eller tynde plader, kan afrive gevind eller revne laminatet, mens underspænding løsner pladen under vibrationer. Brug skiver til at fordele belastningen og, hvor det er nødvendigt, til at opretholde isolering.

Kan afstandsstykker loddes fast på printpladen?

Ja. Overflademonterede afstandsstykker placeres og omformes sammen med de andre SMT-dele, så monteringshardwaren tilføjes under samlingen i stedet for at blive installeret manuelt. Dette reducerer manuel arbejdskraft og er nyttigt i produktion i større volumener.