Οδηγός επιλογής αποστάτες και διαχωριστικών πλακέτας PCB

Μια διαχωριστική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος είναι μια μικρή κολόνα, συνήθως με σπείρωμα, που συγκρατεί μια πλακέτα κυκλώματος από μια επιφάνεια ή άλλη πλακέτα, παρέχοντας μηχανική στήριξη, απόσταση και συχνά ηλεκτρική σύνδεση με τη γείωση. Είναι ένα από τα πιο παραβλεπόμενα μέρη σε ένα σχέδιο, ωστόσο το λάθος υλικό, σπείρωμα ή τύπος προκαλεί βραχυκυκλώματα, χαλαρές πλακέτες και πονοκεφάλους συναρμολόγησης. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τη διαφορά μεταξύ μιας διαχωριστικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και ενός διαχωριστικού, πώς να επιλέξετε το υλικό και το σπείρωμα, τους κύριους τύπους και διαμορφώσεις και πώς να σχεδιάσετε την οπή στερέωσης έτσι ώστε το υλικό να λειτουργεί αξιόπιστα.

Αποστάτες vs Αποστάτες: Ποια είναι η διαφορά;

Οι δύο όροι χρησιμοποιούνται συχνά χαλαρά, αλλά περιγράφουν διαφορετικά μέρη και η διάκριση έχει σημασία όταν καθορίζετε υλικό.

• Μια αντιπαράθεση συνήθως έχει σπείρωμα, εσωτερικά, εξωτερικά ή και τα δύο, επομένως μια βίδα ή άλλο στήριγμα στερεώνεται απευθείας σε αυτό. Διαχωρίζει τα μέρη και παρέχει το σημείο στερέωσης.
• Ένα διαχωριστικό είναι ένα μη σπειροειδές χιτώνιο ή σωλήνας. Μια βίδα περνάει μέσα από αυτό σε μια σπειροειδή οπή ή ένα παξιμάδι στην απέναντι πλευρά. Ο αποστάτης ρυθμίζει μόνο το κενό.

Στην πράξη, μια σπειροειδής βάση στήριξης προσφέρει μια καθαρότερη και πιο ασφαλή βάση, επειδή παρέχει το δικό της σημείο στερέωσης, ενώ ένας αποστάτης είναι απλούστερος και φθηνότερος όταν μια μακριά βίδα που περνάει μέσα από τη βάση κάνει ήδη τη στερέωση. Επιλέξτε με βάση τον τρόπο που στερεώνεται η στοίβα και, στη συνέχεια, επιλέξτε το υλικό και το σπείρωμα που ταιριάζουν.

Υλικά και πότε να χρησιμοποιείτε το καθένα

Το υλικό είναι η πιο σημαντική επιλογή, επειδή καθορίζει εάν η απόκλιση μονώνει ή άγει την θερμότητα, πόσο ισχυρή είναι και πώς διαχειρίζεται τη θερμότητα. Ο πίνακας συνοψίζει τις συνήθεις επιλογές.

Ο απλός κανόνας

Εάν η απόκλιση βρίσκεται κοντά σε ίχνη ή μαξιλαράκια και δεν θέλετε ηλεκτρική σύνδεση, χρησιμοποιήστε νάιλον, την προεπιλογή μονωτικής προστασίας που αποτρέπει τυχαία βραχυκυκλώματα. Χρησιμοποιήστε μεταλλική απόκλιση όταν θέλετε να γειώσετε την πλακέτα στο πλαίσιο, να απομακρύνετε τη θερμότητα ή να δεχτείτε μηχανικό φορτίο. Ο ορείχαλκος είναι η συνηθισμένη αγώγιμη επιλογή. Το αλουμίνιο προσθέτει μια θερμική διαδρομή. Ο χάλυβας και το ανοξείδωτο προσθέτουν αντοχή και ανθεκτικότητα. Για πλακέτες με θερμικές απαιτήσεις, οι αγώγιμες απόκλιση αποτελούν μέρος μιας ευρύτερης στρατηγικής διαχείρισης θερμότητας που περιλαμβάνει και το υπόστρωμα, όπως στη συναρμολόγηση μεταλλικού πυρήνα.

Μεγέθη και πρότυπα νημάτων

Το σπείρωμα πρέπει να ταιριάζει με τη βίδα και οποιαδήποτε αντιστοιχιστική απόκλιση, οπότε αξίζει να το κάνετε ακριβώς σωστά.

Το M3 είναι η λογική προεπιλογή για τις περισσότερες σανίδες: ευρέως διαθέσιμο, αρκετά ισχυρό για τυπικά φορτία και σε συνδυασμό με μια μεγάλη γκάμα βιδών και προεξοχών. Μειώστε το σε M2 ή M2.5 σε μικρές ή γεμάτες σανίδες και αυξήστε το σε M4 ή M5 για βαριές συναρμολογήσεις. Εάν το έργο σας ακολουθεί τις αυτοκρατορικές συμβάσεις, τα #4-40 και #6-32 είναι τα αντίστοιχα. Ό,τι κι αν επιλέξετε, διατηρήστε το ομοιόμορφο σε όλη τη συναρμολόγηση, έτσι ώστε ένα κατσαβίδι και ένα μέγεθος βίδας να εξυπηρετούν ολόκληρη την κατασκευή.

Τύποι και διαμορφώσεις

Πέρα από το υλικό και το σπείρωμα, οι αποστάτες διατίθενται σε διάφορα σχήματα και διαμορφώσεις άκρων.

Σχήμα και άκρα

• Εξάγωνο vs στρογγυλό σώμα: τα εξαγωνικά σώματα αφήνουν ένα κλειδί να τα πιάσει για σφίξιμο· τα στρογγυλά σώματα έχουν χαμηλότερο προφίλ.
• Αρσενικό θηλυκό: ένα σπειροειδές μπουζόνι στο ένα άκρο, μια σπειροειδής οπή στο άλλο, ιδανικό για στοίβαξη.
• Γυναίκα-γυναίκα: οπές με σπείρωμα και στα δύο άκρα, στερεωμένες με βίδες από κάθε πλευρά.
• Άνδρας-άνδρας: καρφιά και στα δύο άκρα, στερεωμένα με παξιμάδια.

Στυλ τοποθέτησης

• Κουμπωτό / πιεστικό Οι αποστάτες κουμπώνουν σε μια τρύπα χωρίς εργαλεία, κάτι συνηθισμένο για γρήγορη συναρμολόγηση.
• Αυτοσφίξιμο Οι αποστάτες πιέζουν μόνιμα στην πλακέτα ή σε ένα πλαίσιο για ένα στερεωμένο συνδετήρα.
• Κλείδωμα τα χαρακτηριστικά τους αντιστέκονται στη χαλάρωση υπό τους κραδασμούς.
• Αποστάτες επιφανειακής τοποθέτησης (SMT) τοποθετούνται και αναδιαμορφώνονται με τα άλλα εξαρτήματα επιφανειακής τοποθέτησης, έτσι ώστε το υλικό τοποθέτησης να προστίθεται κατά τη διάρκεια Συναρμολόγηση PCB παρά ως ξεχωριστό βήμα.

Αντιστοιχίστε τη διαμόρφωση με τον τρόπο στοίβαξης των πλακετών και τον τρόπο κατασκευής του προϊόντος. Οι αποστάτες αρσενικού-θηλυκού είναι η κινητήρια δύναμη για τις στοίβες πλακέτας με πλακέτα. Οι τύποι snap-in και SMT μειώνουν την εργασία χειροκίνητης συναρμολόγησης, η οποία έχει τη μεγαλύτερη σημασία κατά τη συναρμολόγηση PCB μεγάλου όγκου.

Σχεδιασμός της οπής στερέωσης

Μια απόκλιση λειτουργεί μόνο εάν η οπή στήριξης της πλακέτας έχει σχεδιαστεί για αυτήν. Αρκετές λεπτομέρειες έχουν σημασία.

Μέγεθος, απόσταση και προστασία από το νερό

Η οπή πρέπει να ταιριάζει με τη βίδα ή το μπουζόνι με την κατάλληλη απόσταση, και μια ζώνη συγκράτησης χαλκού και εξαρτημάτων γύρω της εμποδίζει την κεφαλή της βίδας, τη ροδέλα ή το σώμα της απόκλισης από το να βραχυκυκλώσει ή να συνθλίψει τα κοντινά μέρη. Η αφήστε μια επαρκή απόσταση συγκράτησης είναι μια συχνή παράλειψη, και είναι ακριβώς το είδος του πράγματος που επισημαίνει μια αξιολόγηση DFM πριν από την κατασκευή.

Επιμεταλλωμένες έναντι μη επιμεταλλωμένων οπών

Αυτή η επιλογή συνδέεται άμεσα με τη γείωση. Μια επιμεταλλωμένη οπή στερέωσης που συνδέεται με το επίπεδο γείωσης, που χρησιμοποιείται με μεταλλική βάση στήριξης και βίδα, συνδέει την πλακέτα με το πλαίσιο για γείωση και έλεγχο ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Μια μη επιμεταλλωμένη οπή απομονώνει ηλεκτρικά τη βάση, κάτι που θέλετε όταν χρησιμοποιείτε νάιλον υλικό ή όταν η βάση πρέπει να επιπλέει. Αποφασίστε τον ηλεκτρικό ρόλο κάθε σημείου στερέωσης, στη συνέχεια καθορίστε την οπή και θυμηθείτε ότι η ποιότητα της επιμετάλλωσης και της οπής είναι συνάρτηση της ποιότητας κατασκευής της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος.

Ύψος Απόκλισης και Απόσταση Πλακέτας

Το ύψος της βάσης στήριξης καθορίζει το κενό μεταξύ της πλακέτας και οτιδήποτε πάνω στο οποίο στερεώνεται. Η σωστή επιλογή του παρέχει χώρο για τα εξαρτήματα και τη ροή του αέρα χωρίς σπατάλη χώρου.

Τι πρέπει να ξεπεράσει το ύψος

• Τα ψηλότερα εξαρτήματα στην κάτω πλευρά της σανίδας.
• Οποιεσδήποτε υποδοχές, ψύκτρες ή υλικό που προεξέχουν.
• Χώρος για ροή αέρα από όπου χρειάζεται να διαφύγει η θερμότητα.

Μετρήστε το ψηλότερο σημείο που πρέπει να καθαριστεί, προσθέστε λίγο περιθώριο και επιλέξτε μια απόσταση τουλάχιστον τόσο υψηλή. Για στοιβαγμένες πλακέτες, το ύψος καθορίζει επίσης την απόσταση μεταξύ των πλακετών στη στοίβα, η οποία επηρεάζει τη σύνδεση και την ψύξη των συνδετήρων, μια λεπτομέρεια συναρμολόγησης που αξίζει να επιβεβαιωθεί κατά τη συναρμολόγηση των PCB. Όπου η θερμότητα αποτελεί πρόβλημα, η γενναιόδωρη απόσταση συμπληρώνει ένα θερμικά ευαίσθητο υπόστρωμα, όπως η κατασκευή με μεταλλικό πυρήνα.

Συναρμολόγηση, Ροπή και Ροδέλες

Ακόμα και το σωστό υλικό αποτυγχάνει αν δεν συναρμολογηθεί σωστά. Μερικά πρακτικά σημεία διατηρούν την άρθρωση σταθερή.

• Στρέψτε τη ροπή στο σωστό επίπεδο. Το υπερβολικό σφίξιμο, ειδικά σε νάιλον ή λεπτές σανίδες, απογυμνώνει τα σπειρώματα ή ραγίζει το laminate. Το ανεπαρκές σφίξιμο αφήνει την σανίδα να χαλαρώσει υπό τους κραδασμούς.
• Χρησιμοποιήστε ροδέλες όπου χρειάζεται. Μια επίπεδη ροδέλα κατανέμει το φορτίο. Μια ροδέλα από ώμο ή νάιλον μπορεί να προστατεύσει την σανίδα ή να διατηρήσει τη μόνωση.
• Λάβετε υπόψη τη δόνηση. Σε εξοπλισμό που κουνιέται, τα μέτρα ασφάλισης των αποστάσεων ή τα μέτρα ασφάλισης με σπειρώματα διατηρούν τους συνδετήρες σφιχτούς.
• Προστατέψτε τον χαλκό κοντά στο υλικό. Βεβαιωθείτε ότι η ασφάλεια και οι τυχόν ροδέλες εμποδίζουν το μέταλλο να έρθει σε επαφή με ίχνη που δεν πρέπει να αγγίξει.

Για τις πλακέτες που μεταφέρουν σημαντικό ρεύμα ή θερμότητα, το μηχανικό υλικό και η θερμική και γείωση λειτουργούν μαζί, ένας τομέας όπου η εμπειρία στην κατασκευή ηλεκτρονικών ισχύος βοηθά στην ορθή εφαρμογή και των δύο.

Μια λίστα ελέγχου γρήγορης επιλογής

Διαβάστε προσεκτικά αυτές τις ερωτήσεις για να καταλήξετε στη σωστή θέση:

• Μόνωση ή συμπεριφορά; Νάιλον για μόνωση, μέταλλο στη γείωση ή μεταφορά θερμότητας.
• Ποιο νήμα; M3 από προεπιλογή. μικρότερο για γεμάτες σανίδες, μεγαλύτερο για βαριά φορτία.
• Ποια διαμόρφωση; Αρσενικό-θηλυκό για στοίβες, θηλυκό-θηλυκό ή αρσενικό-αρσενικό ανάλογα με τις απαιτήσεις στερέωσης.
• Πώς είναι τοποθετημένο; Με σπείρωμα, κούμπωμα, αυτοστερέωση ή επιφανειακή τοποθέτηση για να ταιριάζει στη συναρμολόγησή σας.
• Είναι σωστή η τρύπα; Σωστό μέγεθος, απόσταση, προστασία από το νερό και επιμεταλλωμένο ή μη επιμεταλλωμένο ώστε να ταιριάζει με τον ηλεκτρικό ρόλο.

Οι αποστάτες είναι μικρές, αλλά η επιλογή του σωστού υλικού, σπειρώματος, τύπου και οπής στήριξης τις μετατρέπει σε μια αξιόπιστη μηχανική και ηλεκτρική βάση για την πλακέτα σας. Λάβετε τις αποφάσεις για την τοποθέτηση σε απόσταση και την επιμετάλλωση ακριβώς τη στιγμή του σχεδιασμού και η συναρμολόγηση θα ολοκληρωθεί με απόλυτη αρμονία. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για την Highleap Electronics και τις υπηρεσίες κατασκευής και συναρμολόγησης που προσφέρουμε.

Συχνές ερωτήσεις

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ ενός standoff και ενός spacer;

Μια απόσταξη είναι συνήθως σπειροειδής, παρέχοντας το δικό της σημείο στερέωσης, ενώ ένας διαχωριστής είναι ένα μη σπειροειδές περίβλημα από το οποίο περνάει μια βίδα σε ένα σπείρωμα ή παξιμάδι πέρα ​​από αυτό. Μια απόσταξη προσφέρει μια πιο ασφαλή στήριξη. Ένας διαχωριστής είναι απλούστερος όταν μια μακριά βίδα που περνάει μέσα από αυτό στερεώνει ήδη τη στοίβα.

Να χρησιμοποιήσω νάιλον ή μεταλλικά στηρίγματα;

Χρησιμοποιήστε νάιλον όταν η βάση στήριξης βρίσκεται κοντά σε χαλκό και θέλετε να αποφύγετε οποιαδήποτε ηλεκτρική σύνδεση, καθώς μονώνει και αποτρέπει τα βραχυκυκλώματα. Χρησιμοποιήστε μέταλλο (ορείχαλκο, αλουμίνιο, χάλυβα ή ανοξείδωτο) όταν θέλετε να γειώσετε την πλακέτα στο πλαίσιο, να μεταφέρετε θερμότητα ή να δεχτείτε μηχανικό φορτίο.

Ποιο μέγεθος σπειρώματος είναι πιο συνηθισμένο για τις αποστάσεις PCB;

Το M3 είναι το πιο συνηθισμένο μέγεθος γενικής χρήσης, ευρέως διαθέσιμο και συνδυάζεται με πολλές βίδες και προεξοχές. Τα M2 και M2.5 είναι κατάλληλα για μικρές ή συνωστισμένες σανίδες, τα M4 και M5 για βαρύτερα συγκροτήματα, και τα #4-40 και #6-32 είναι τα κοινά αυτοκρατορικά ισοδύναμα.

Πρέπει η οπή στερέωσής μου να είναι επιμεταλλωμένη ή μη επιμεταλλωμένη;

Χρησιμοποιήστε μια επιμεταλλωμένη οπή δεμένη στο επίπεδο γείωσης με μεταλλικό υλικό όταν θέλετε να γειώσετε την πλακέτα στο πλαίσιο για έλεγχο ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών. Χρησιμοποιήστε μια μη επιμεταλλωμένη οπή για να απομονώσετε ηλεκτρικά τη βάση, για παράδειγμα με νάιλον υλικό ή όταν η βάση πρέπει να επιπλέει.

Πόσο σφιχτά πρέπει να φτιάξω μια βίδα ανύψωσης;

Σφίξτε με την κατάλληλη ροπή σύσφιξης για το υλικό και την σανίδα. Το υπερβολικό σφίξιμο, ειδικά σε νάιλον ή λεπτές σανίδες, μπορεί να απογυμνώσει τα σπειρώματα ή να ραγίσει το laminate, ενώ το ανεπαρκές σφίξιμο αφήνει την σανίδα να χαλαρώσει υπό τους κραδασμούς. Χρησιμοποιήστε ροδέλες για να κατανείμετε το φορτίο και, όπου χρειάζεται, για να διατηρήσετε τη μόνωση.

Μπορούν οι αποστάσεις να κολληθούν στην πλακέτα;

Ναι. Οι επιφανειακές προεξοχές τοποθετούνται και αναδιαμορφώνονται με τα άλλα εξαρτήματα SMT, επομένως τα εξαρτήματα στερέωσης προστίθενται κατά τη συναρμολόγηση αντί να εγκαθίστανται χειροκίνητα. Αυτό μειώνει τη χειρωνακτική εργασία και είναι χρήσιμο σε παραγωγή μεγαλύτερου όγκου.