Auswahlhilfe für Leiterplatten-Abstandshalter und Distanzstücke

Ein Leiterplattenabstandshalter ist ein kleiner, meist mit Gewinde versehener Stift, der eine Leiterplatte von einer Oberfläche oder einer anderen Leiterplatte fernhält und so mechanische Stabilität, Abstand und oft auch eine elektrische Verbindung zur Masse herstellt. Er gehört zu den am häufigsten übersehenen Bauteilen in der Konstruktion, doch das falsche Material, Gewinde oder der falsche Typ können Kurzschlüsse, lose Leiterplatten und Montageprobleme verursachen. Dieser Leitfaden erklärt den Unterschied zwischen einem Leiterplattenabstandshalter und ein Distanzstück, wie man das Material und das Gewinde auswählt, die wichtigsten Typen und Konfigurationen und wie man das Montageloch so gestaltet, dass die Hardware zuverlässig funktioniert.

Abstandshalter vs. Abstandshalter: Was ist der Unterschied?

Die beiden Begriffe werden oft synonym verwendet, beschreiben aber unterschiedliche Teile, und die Unterscheidung ist bei der Spezifizierung von Hardware wichtig.

• Eine Pattsituation Es ist üblicherweise mit einem Innen-, Außen- oder beiden Gewinde versehen, sodass eine Schraube oder ein anderer Abstandshalter direkt daran befestigt werden kann. Es trennt Teile und dient gleichzeitig als Befestigungspunkt.
• Ein Abstandshalter Es handelt sich um eine Hülse oder ein Rohr ohne Gewinde. Eine Schraube wird vollständig hindurchgeführt und in ein Gewindeloch oder eine Mutter auf der gegenüberliegenden Seite geschraubt; der Abstandshalter dient lediglich der Festlegung des Spalts.

In der Praxis bietet ein Gewindeabstandshalter eine sauberere und sicherere Befestigung, da er einen eigenen Befestigungspunkt bietet. Ein Distanzstück hingegen ist einfacher und kostengünstiger, wenn bereits eine lange Durchgangsschraube die Befestigung übernimmt. Wählen Sie die Befestigungsart anhand der Art der Montage und anschließend das passende Material und Gewinde.

Materialien und ihre jeweiligen Anwendungsbereiche

Das Material ist die wichtigste Entscheidung, da es darüber entscheidet, ob der Abstandshalter isoliert oder leitet, wie stabil er ist und wie er Wärme ableitet. Die Tabelle fasst die gängigen Optionen zusammen.

Die einfache Regel

Wenn der Abstandshalter in der Nähe von Leiterbahnen oder Lötpads sitzt und keine elektrische Verbindung gewünscht ist, verwenden Sie Nylon, das standardmäßig isolierende Material, das versehentliche Kurzschlüsse verhindert. Verwenden Sie einen Metallabstandshalter, wenn Sie die Platine mit dem Gehäuse verbinden, Wärme abführen oder eine mechanische Belastung aufnehmen möchten. Messing ist das gängige leitfähige Material; Aluminium bietet einen zusätzlichen Wärmepfad; Stahl und Edelstahl erhöhen Festigkeit und Langlebigkeit. Bei thermisch anspruchsvollen Platinen sind leitfähige Abstandshalter Teil einer umfassenderen Wärmemanagementstrategie, die auch das Substrat einbezieht. Metallkernbaugruppe.

Gewindegrößen und -normen

Das Gewinde muss zur Schraube und zum passenden Abstandshalter passen, daher lohnt es sich, genau darauf zu achten.

M3 ist für die meisten Platinen die sinnvolle Standardgröße: weit verbreitet, ausreichend stabil für übliche Belastungen und mit einer großen Auswahl an Schrauben und Abstandshaltern kompatibel. Verwenden Sie bei kleinen oder eng bestückten Platinen M2 oder M2.5 und für schwerere Baugruppen M4 oder M5. Falls Ihr Projekt dem Zollmaß folgt, entsprechen #4-40 und #6-32 den Größen. Achten Sie bei der Wahl der Schraubengröße darauf, dass diese für die gesamte Baugruppe einheitlich ist, sodass ein Schraubendreher und eine Schraubengröße für alle Anwendungen ausreichen.

Typen und Konfigurationen

Abgesehen von Material und Gewinde gibt es Abstandshalter in verschiedenen Formen und Endkonfigurationen.

Form und Enden

• Sechseckiger vs. runder KörperSechskantkörper ermöglichen einen besseren Halt mit einem Schraubenschlüssel zum Festziehen; runde Körper sind flacher.
• Männlich Weiblich: ein Gewindebolzen an einem Ende, ein Gewindeloch am anderen, ideal zum Stapeln.
• Weiblich-weiblich: Gewindelöcher an beiden Enden, die von beiden Seiten mit Schrauben befestigt werden.
• Männlich-männlich: Bolzen an beiden Enden, befestigt mit Muttern.

Montagearten

• Einrasten / Einstecken Abstandshalter werden ohne Werkzeug in ein Loch eingeklickt, was für eine schnelle Montage üblich ist.
• Selbstverriegelnd Abstandshalter werden zur Fixierung einer unverlierbaren Schraube dauerhaft in die Platine oder das Gehäuse eingepresst.
• Sperrung Merkmale widerstehen der Lockerung unter Vibrationen.
• Oberflächenmontage-Abstandshalter (SMT) werden zusammen mit den anderen SMD-Bauteilen platziert und verlötet, sodass die Montagevorrichtungen währenddessen hinzugefügt werden. Leiterplattenmontage und nicht als separater Schritt.

Passen Sie die Konfiguration an die Stapelung der Platinen und die Produktfertigung an. Abstandshalter mit Stift-Buchse-Verbindung sind die Standardlösung für Platinenstapel; Schnapp- und SMT-Typen reduzieren den manuellen Montageaufwand, was insbesondere bei großen Stückzahlen von Bedeutung ist. Leiterplattenbestückung in großen Stückzahlen.

Gestaltung des Montagelochs

Ein Abstandshalter funktioniert nur, wenn die Befestigungsbohrung der Platine dafür ausgelegt ist. Mehrere Details sind dabei wichtig.

Größe, Freiraum und Sperrzone

Die Bohrung muss ausreichend Platz für die Schraube oder den Bolzen bieten, und eine Sperrzone aus Kupfer und anderen Bauteilen verhindert, dass Schraubenkopf, Unterlegscheibe oder Abstandshalter benachbarte Teile kurzschließen oder beschädigen. Ein ausreichender Sicherheitsabstand wird häufig übersehen, und genau das ist es, was ein Fehler sein kann. DFM-Test Flaggen vor der Herstellung.

Plattierte vs. nicht plattierte Löcher

Diese Wahl hängt direkt mit der Erdung zusammen. Eine galvanisch verzinnte Befestigungsbohrung, die mit der Massefläche verbunden ist und mithilfe eines Metallabstandshalters und einer Schraube verwendet wird, verbindet die Platine zur Erdung und EMV-Kontrolle mit dem Gehäuse. Eine nicht galvanisch verzinnte Bohrung isoliert die Montagefläche elektrisch, was bei Verwendung von Nylon-Befestigungsmaterial oder wenn die Montagefläche potentialfrei sein muss, erwünscht ist. Legen Sie die elektrische Funktion jedes Montagepunktes fest, spezifizieren Sie dann die Bohrung und beachten Sie, dass die Qualität der Verzinnung und der Bohrung von verschiedenen Faktoren abhängt. Leiterplattenherstellung Qualität.

Abstandshöhe und Platinenabstand

Die Höhe des Abstandshalters bestimmt den Abstand zwischen der Platine und dem Montageort. Durch die richtige Wahl wird ausreichend Platz für Bauteile und Luftzirkulation geschaffen, ohne Platz zu verschwenden.

Welche Höhe muss frei sein?

• Die höchsten Bauteile befinden sich auf der Unterseite der Platine.
• Sämtliche hervorstehende Anschlüsse, Kühlkörper oder Hardware.
• Platz für Luftzirkulation, damit die Wärme entweichen kann.

Messen Sie das höchste Bauteil, das frei bleiben muss, geben Sie etwas Spielraum hinzu und wählen Sie einen Abstandshalter, der mindestens so hoch ist. Bei gestapelten Leiterplatten bestimmt die Höhe auch den Abstand zwischen den Leiterplatten im Stapel, was sich auf die Steckverbindung und die Kühlung auswirkt – ein Montagedetail, das während der Leiterplattenbestückung überprüft werden sollte. Wo Wärme ein Problem darstellt, ergänzt ein großzügiger Abstand ein wärmeempfindliches Substrat wie beispielsweise eine Metallkernkonstruktion.

Montage, Drehmoment und Unterlegscheiben

Selbst die korrekte Hardware versagt, wenn sie schlecht montiert ist. Einige praktische Punkte sorgen für eine stabile Verbindung.

• Das Drehmoment auf das richtige Niveau einstellen. Zu starkes Anziehen, insbesondere bei Nylon oder dünnen Platten, führt zum Ausreißen der Gewinde oder zum Reißen des Laminats; zu schwaches Anziehen lässt die Platte sich unter Vibrationen lockern.
• Verwenden Sie gegebenenfalls Unterlegscheiben. Eine flache Unterlegscheibe verteilt die Last; eine Schulter- oder Nylon-Unterlegscheibe kann die Platine schützen oder die Isolation gewährleisten.
• Berücksichtigen Sie Vibrationen. Bei Geräten, die Vibrationen ausgesetzt sind, sorgen Sicherungsringe oder Gewindesicherungsmaßnahmen dafür, dass die Befestigungselemente fest sitzen.
• Schützen Sie Kupfer in der Nähe der Beschläge. Achten Sie darauf, dass die Sperrvorrichtung und etwaige Unterlegscheiben verhindern, dass das Metall mit Leiterbahnen in Berührung kommt, die es nicht berühren sollte.

Bei Platinen, die erhebliche Ströme oder Wärme führen, arbeiten die mechanische Hardware und die Wärme- und Erdungsstrategie zusammen – ein Bereich, in dem Erfahrung von entscheidender Bedeutung ist. Fertigung von Leistungselektronik hilft dabei, beides richtig zu machen.

Checkliste für die schnelle Auswahl

Gehen Sie diese Fragen durch, um die richtige Konfrontation zu finden:

• Isolieren oder leiten? Nylon zur Isolierung, Metall zur Erdung oder Wärmeleitung.
• Welcher Thread? Standardmäßig M3; kleiner für dicht bestückte Platinen, größer für hohe Belastungen.
• Welche Konfiguration? Männlich-weiblich für Stapel, weiblich-weiblich oder männlich-männlich, je nach Befestigungsart.
• Wie ist es montiert? Mit Gewinde, zum Einrasten, selbstklemmend oder zur Oberflächenmontage – je nach Ihren Anforderungen.
• Ist das Loch richtig? Die richtige Größe, der richtige Abstand, die richtige Sperrfläche und die richtige Ausführung (plattiert oder nicht plattiert) müssen der elektrischen Funktion entsprechen.

Abstandshalter sind klein, aber die Wahl des richtigen Materials, Gewindes, Typs und der passenden Befestigungsbohrung macht sie zu einer zuverlässigen mechanischen und elektrischen Basis für Ihre Platine. Wenn Sie die Sperrbereiche und die Beschichtung bereits in der Konstruktionsphase richtig festlegen, gelingt die Montage reibungslos. Weiterlesen Über Highleap Electronics und unsere Fertigungs- und Montagedienstleistungen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Unterschied zwischen einem Abstandshalter und einem Abstandshalter?

Ein Abstandshalter ist üblicherweise mit einem Gewinde versehen und bietet somit einen eigenen Befestigungspunkt, während ein Distanzstück eine Hülse ohne Gewinde ist, durch die eine Schraube in ein dahinterliegendes Gewinde oder eine Mutter geführt wird. Ein Abstandshalter sorgt für eine sicherere Montage; ein Distanzstück ist einfacher, wenn die Konstruktion bereits durch eine lange Durchgangsschraube befestigt ist.

Soll ich Abstandshalter aus Nylon oder Metall verwenden?

Verwenden Sie Nylon, wenn der Abstandshalter in der Nähe von Kupfer sitzt und Sie jegliche elektrische Verbindung vermeiden möchten, da es isoliert und Kurzschlüsse verhindert. Verwenden Sie Metall (Messing, Aluminium, Stahl oder Edelstahl), wenn Sie die Platine mit dem Gehäuse verbinden, Wärme ableiten oder eine mechanische Belastung aufnehmen möchten.

Welche Gewindegröße ist bei Leiterplatten-Abstandshaltern am gebräuchlichsten?

M3 ist die gebräuchlichste Allzweckgröße, weit verbreitet und mit vielen Schrauben und Abstandshaltern kompatibel. M2 und M2.5 eignen sich für kleine oder eng bestückte Platinen, M4 und M5 für schwerere Konstruktionen, und #4-40 und #6-32 sind die gängigen Zollgrößen.

Soll meine Befestigungsbohrung beschichtet oder unbeschichtet sein?

Verwenden Sie eine galvanisch getrennte Bohrung, die mit Metallbefestigungsmaterial an die Massefläche angeschlossen ist, wenn Sie die Platine zur EMV-Unterdrückung am Gehäuse erden möchten. Verwenden Sie eine nicht galvanisch getrennte Bohrung, um die Halterung elektrisch zu isolieren, beispielsweise mit Nylonbefestigungsmaterial oder wenn die Halterung potentialfrei sein muss.

Wie fest sollte ich eine Abstandsschraube anziehen?

Ziehen Sie die Schrauben mit dem für das Material und die Platte geeigneten Drehmoment an. Zu festes Anziehen, insbesondere bei Nylon oder dünnen Platten, kann das Gewinde beschädigen oder das Laminat reißen lassen, während zu lockeres Anziehen dazu führen kann, dass sich die Platte unter Vibrationen lockert. Verwenden Sie Unterlegscheiben, um die Last zu verteilen und gegebenenfalls die Entkopplung zu gewährleisten.

Können Abstandshalter auf die Platine gelötet werden?

Ja. Die SMD-Abstandshalter werden zusammen mit den anderen SMD-Bauteilen platziert und verlötet, sodass die Befestigungselemente während der Montage hinzugefügt und nicht manuell installiert werden müssen. Dies reduziert den manuellen Aufwand und ist besonders bei der Serienfertigung von Vorteil.