Piirilevyn pinniliittimet: Valinta- ja asennusopas

Piirilevyn liitin eli nastaliitin on rivi (tai rivejä) johtavia nastoja kiinteällä jakovälillä, jotka on juotettu piirilevyyn liitäntäpisteiden, hyppyjohtimien paikkojen tai tavan pinota piirilevyjä yhteen aikaansaamiseksi. Ne näyttävät triviaaleilta, mutta liitin on liitin, ja väärän sukupuolen, jakovälin, suunnan tai kiinnitystavan valitseminen on yleinen syy piirilevyille, jotka eivät sovi yhteen, pettävät mekaanisesti tai joita ei voida koota siististi. Tämä opas selittää, mitä... Piirilevyn liitin on määritellyt tekniset tiedot, läpireikä- ja pinta-asennustyyppien välinen ero sekä se, miten ne asetetaan ja juotetaan luotettavasti.

Mikä on pin-liitin ja missä sitä käytetään

Nastaliitin tarjoaa yksinkertaisen ja toistettavan sähköliitännän tasavälein toisistaan ​​sijoitettujen nastarivien välillä. Muovieristys pitää nastat paikoillaan ja asettaa niiden välistyksen, ja nastat juotetaan piirilevyyn. Nastat kääntyvät ylösalaisin lähes kaikkialle:

• piirilevyjen väliset liitännät, yhdistämällä yhden levyn otsikon toisen levyn pistorasiaan.
• Liitännät levystä johtoon, jossa sopivalla kotelolla varustettu kaapeli kytketään liittimeen.
• Jumpperit ja konfigurointi, jossa shuntti yhdistää kaksi nastaa vaihtoehdon asettamiseksi.
• Porttien ohjelmointi ja virheenkorjaus, kuten mikrokontrollerin flash-asennukseen käytettävät otsikot.
• Laajennusliittimet, kuten suosittujen kehityskorttien pinoavat otsikot.

Koska otsikko on vastaliitäntä, valinta riippuu oikeastaan ​​siitä, mihin se liitetään. Päätä se ensin, ja sitten alla olevat tiedot seuraavat luonnollisesti.

Otsikkoa määrittelevät eritelmät

Otsikkoa kuvataan kokonaan muutamalla parametrilla. Kaikkien parametrien onnistuminen varmistaa kahden osan yhteensopivuuden ja luotettavuuden.

Hyödyllinen tapa on määrittää liitin ja sen vastakappale yhdessä varmistaen jakovälin, nastojen lukumäärän, sukupuolen ja koskettimien järjestelyn yhteensopivuuden. Useimmat kytkentävirheet johtuvat osien sekoittumisesta, joiden ei koskaan ollut tarkoituskaan sopia yhteen.

Nykyinen luokitus: Teho vs. signaaliliittimet

Kaikki liittimet eivät kanna samaa kuormaa. Pelkästään signaaleihin käytettävällä liittimellä on hyvin erilaiset vaatimukset kuin tehoa syöttävällä liittimellä, ja niiden erottaa toisistaan ​​nimellisteho.

Mikä määrittää nykyisen luokituksen

• Koskettimien koko ja nastojen poikkileikkaus.
• Pinnoitus, joka vaikuttaa kosketusvastukseen ja lämpenemiseen.
• Kuinka monta vierekkäistä nastaa ladataan kerralla, mikä vaatii alennusta.
• Lämpötilan nousu, jonka rakenne kestää.

Signaaleille standardi 2.54 mm:n liitin riittää. Virran osalta tarkista valmistajan nastan mukainen virtaluokitus, pienennä kuormitusta vierekkäisten kuormitettujen nastojen ja lämpötilan mukaan ja joko kytke useita nastoja rinnakkain tai siirrä erilliseen virtaliittimeen suuremmilla virroilla. Virtalähteen johtimien reititys virtalähteeseen ja siitä pois on osa piirilevyn tason virrankäsittelyä, joka tarkistetaan... PCB -kokoonpano, ja se liittyy laajempiin lämpö- ja virtapäätöksiin tehoelektroniikan valmistus.

Jako: Miksi 2.54 mm on standardi

Jako on tappien keskipisteiden välinen etäisyys, ja se on ensimmäinen asia, joka on saatava oikein, koska liittimen ja sen vastakappaleen on jaettava se täsmälleen.

Yhteiset kentät

• 2.54 mm (0.1 tuumaa) on klassinen, ANSI/JEDEC-standardin mukainen. Se on helppo juottaa käsin, kestävä ja siihen sopii laaja valikoima kaapeleita, liittimiä ja prototyyppilaitteita, mikä tekee siitä oletusarvon useimpiin yleiskäyttöisiin töihin.
• 2.00 mm leikkaa koon pysyen samalla helppokäyttöisenä.
• 1.27 mm noin kaksinkertaistaa tiheyden ja on yleinen ahtaissa tiloissa.
• 1.00 mm ja hienommat jakovälit pakkaavat eniten liitäntöjä pienimpään tilaan, mutta niitä on vaikeampi koota ja käsitellä.

Valitse suurin jako, joka sopii tilabudjettiisi. Hienompi jako lisää tiheyttä mekaanisen kestävyyden, kokoonpanon vaikeuden ja joskus myös sopivien osien saatavuuden kustannuksella.

Läpivientireikä- vs. pinta-asennusliittimet

Se, miten liitin kiinnitetään piirilevyyn, on yhtä lailla rakenteellinen kuin sähköinenkin päätös.

Liittimelle, joka kytketään ja irrotetaan usein tai joka joutuu mekaaniseen kuormitukseen, läpireikäasennus on yleensä turvallisempi vaihtoehto, koska nastat on ankkuroitu levyn läpi. Pinta-asennusliittimet pitävät levyn yhtenä prosessina ja vapauttavat sisäkerroksen reititystä, mutta jos levyn kytkemiseen tai sivuttaiskuormitukseen joutuu toistuvasti, on suositeltavaa lisätä mekaaninen ankkuri, kuten läpireikätappi tai kiinnitysliuska, jotta rasitus ei kohdistu pelkästään juotosliitoksiin. Joka tapauksessa juottaminen tapahtuu piirilevyn kokoonpanon aikana, ja kiinnitystapa määrää käytettävän prosessin.

Suojatut, avaitetut ja polarisoidut otsikot

Yksinkertainen pistokeliitäntä ei tarjoa suojaa väärän kytkennän varalta. Useat muunnelmat lisäävät tämän suojan.

• Suojatut (laatikko)otsikot Ympäröi nastat muoviseinämällä, joka suojaa niitä ja ohjaa vastaliitintä.
• Avaitetut otsikot Lisää rako tai lovi, jotta liitin sopii vain yhteen suuntaan estäen käänteisen kytkennän.
• Polarisoidut asettelut Käytä tukossa olevaa tappia tai epäsymmetristä ominaisuutta suunnan varmistamiseksi.

Jos liitännässä pistokkeen kääntäminen väärään suuntaan vahingoittaisi piirilevyä, ohjelmointiporttia, virtatuloa tai nauhakaapelia, valitse suojattu ja koodattu liitin. Pieni lisäkustannus on paljon halvempi kuin väärinpäin kytkennän aiheuttama kenttävika.

Levyjen välinen pinoaminen

Liittimet ovat yleinen tapa pinota piirilevyjä. Niissä urosliitin ja naarasliitin yhdistetään toisiinsa, jolloin saadaan aikaan kompakti ja irrotettava kokoonpano. Keskeiset parametrit ovat pinon korkeus (jonka kokoonpanon ja liittimen geometria määrittää), kohdistus ja mekaaninen tuki.

Pinotut piirilevyt aiheuttavat liittimille taivutus- ja tärinäkuormitusta, joten mekaaninen tuki, tuet tai kehys poistavat rasituksen nastoista. Jos pino olisi korkea, hauras tai alttiina jatkuvalle liikkeelle, joustava liitos on joskus parempi ratkaisu: a jäykkä-joustava rakenne voi korvata piirilevyjen väliset liittimet kokonaan integroidulla joustavalla osalla, poistaen löystyvän tai väsyvän liitospinnan. Pinottavien liitinten tai integroidun joustavan linkin käyttö on kompromissi modulaarisuuden ja luotettavuuden välillä.

Jalanjälki ja mekaaninen suunnittelu

Liitin toimii vain, jos sen pohja vastaa osaa ja levy kestää kuorman.

Maakuvion oikeanlainen löytäminen

Käytä valmistajan suosittelemaa jalanjälkeä. Läpivientireikien osalta reiän halkaisijan on sovittava tapin kokoon ja siinä on oltava oikea välys. Ei niin tiukalle kiristettynä, ettei tappi asetu, eikä niin löysälle kiristettynä, ettei liitos ole heikko. Rengasmaisen renkaan on oltava riittävä. Pinta-asennettavien liitinten osalta padin koon ja sisäpihan on vastattava osaa ja jätettävä tilaa sijoitukselle ja tarkastukselle. Väärä reiän tai padin koko on yleinen syy siihen, että liittimet eivät sovi tai juotetaan huonosti, ja se on juuri sellainen virhe, joka... DFM-arvostelu kiinnitykset ennen valmistusta.

Mekaaninen kestävyys

Liittimet ottavat vastaan ​​käsittelyvoimia, joten sijoita ne kohtaan, jossa levyä tuetaan, pidä ne poissa taipuisilta alueilta ja lisää kiinnitysreikiä tai tukikappaleita kuormitusta kantavien liittimien lähelle. Suurella nastamäärällä tai raskaalla käytöllä pinnoitetut läpireiät tarjoavat vahvimman mekaanisen sidoksen, mikä on osasyy siihen, miksi läpireikäliittimet ovat edelleen suosittuja liittimissä. Reiän ja pinnoitteen laatu ovat itsessään riippuvaisia Piirilevyjen valmistus laatu, joten valmistusprosessi ja otsikon valinta toimivat yhdessä.

Juotos- ja kokoonpanohuomautuksia

Asennustapa määrää, miten liitin juotetaan, ja muutama käytännön seikka pitää liitokset luotettavina.

• Läpivientireikien jakotukit juotetaan aalto-, selektiivisellä tai käsinjuottamisella, usein pintaliitososien uudelleensulatuksen jälkeen. Tapit ankkuroituvat levyn läpi, mikä luo vahvat liitokset, jotka soveltuvat toistuvaan liittämiseen.
• Pinta-asennusliittimet hitsataan uudelleen muun SMT-kokoonpanon kanssa. Koska liitos on vain pinnalla, mekaaninen ankkuri on hyödyllinen kaikille jännitykseen joutuville jakotukeille.
• Sekalaiset laudat Sekä SMT- että läpireikäosien kanssa suorita ensin pintaliitosprosessi ja lisää sitten läpireikäkokoojat, mikä on rutiininomainen hybridiprosessi.

Kun kokoonpanijalle kerrotaan, mitkä liittimet ovat läpireikiin ja mitkä pinta-asenteisia, hän voi suunnitella oikean prosessin, mikä on tärkeintä suuria määriä tehtäessä. Verstas, joka tarjoaa suuren volyymin piirilevykokoonpano Sekä reflow- että selektiivisellä tai aaltojuotostekniikalla voidaan rakentaa sekalevy puhtaasti ja toistettavasti.

Määritä liitinkappale kaikkien parametrien perusteella, sovita se vastineeseensa, anna sille oikea jalanjälki ja mekaaninen tuki ja valitse sopiva juotosprosessi. Näin tekemällä vaatimattomasta komponentista tulee liitäntä, johon voit luottaa. Voit lukea lisää Tietoa Highleap Electronicsista ja miten käsittelemme läpireikä- ja pinta-asennuskokoonpanoja.

Usein Kysytyt Kysymykset

Mikä on yleisin pinniliittimen jakoväli?

2.54 mm (0.1 tuumaa) on yleisin ja tosiasiallinen standardi. Se on helppo juottaa käsin, ja sitä vastaa laaja valikoima kaapeleita, liittimiä ja prototyyppien laitteistoa. Hienommat jakovälit, kuten 2.00, 1.27 ja 1.00 mm, säästävät tilaa, mutta ovat vaikeampia käsitellä.

Pitäisikö minun käyttää läpireikä- vai pinta-asennusliittimiä?

Käytä läpireikää liittimille, jotka kytketään usein tai jotka ottavat vastaan ​​mekaanista kuormitusta, koska nastat ankkuroituvat levyn läpi lujuuden takaamiseksi. Pinta-asennusliittimet säästävät tilaa ja pitävät levyn yhtenäisenä, mutta lisää mekaaninen ankkuri, jos liittimeen kohdistuu rasitusta.

Miten estän liittimen kytkemisen väärin päin?

Käytä suojattua ja kiilattua liitintä. Suoja suojaa ja ohjaa nastoja, ja kiila (ura tai lovi) sallii liittimen sopimisen vain yhteen suuntaan. Tätä suositellaan vahvasti virtalähteille, ohjelmointiporteille ja nauhakaapeleille.

Minkä kokoista reikää läpireiän jakoputken tulisi käyttää?

Noudata valmistajan suosittelemaa maadoituskuviota. Reiän on sovittava tapin halkaisijaan, siinä on oltava oikea välys ja riittävä rengasmainen muoto. Reiän on oltava ei liian tiukka istuvuuden varmistamiseksi eikä liian löysä vahvan liitoksen aikaansaamiseksi. DFM-tarkastus ennen valmistusta varmistaa, että reiät ovat oikein.

Voinko pinota kaksi taulua, joissa on otsikot?

Kyllä. Yhdistä toisen piirilevyn urosliitin ja toisen naarasliitin ja aseta pinon korkeus valitun geometrian mukaisesti. Tue pino mekaanisesti korotuspalkeilla tai kehyksellä, jotta tärinä ja taivutus eivät kuormita nastoja. Vaativissa tapauksissa jäykkä-joustava linkki voi korvata liittimet.

Juotetaanko SMD- ja läpivientiliittimet samalla tavalla?

Ei. Pinta-asennusliittimet juotetaan uudelleen muiden SMT-osien kanssa, kun taas läpivientiliittimet juotetaan aalto-, selektiivi- tai käsin, yleensä uudelleenjuotuksen jälkeen. Sekalevyllä SMT-prosessi suoritetaan ensin, ja sitten lisätään läpivientiliittimet.

Kuinka paljon virtaa pinnirima voi kuljettaa?

Se riippuu koskettimen koosta, pinnoitteesta, vierekkäisten nastojen lukumäärästä ja sallitusta lämpötilan noususta, joten tarkista valmistajan nastan nimellisarvo ja vähennä kuormitusta todellisissa olosuhteissa. Signaaleille sopivat standardin mukaiset 2.54 mm:n liittimet; virransyöttöä varten kytke useita nastoja rinnakkain tai käytä erillistä virtaliitintä ja mitoita syöttöjohtimet vastaavasti piirilevyn valmistuksen aikana.