Ghid de selecție a distanțierelor și distanțierelor pentru PCB

Un distanțier pentru PCB este un stâlp mic, de obicei filetat, care susține o placă de circuit de o suprafață sau de o altă placă, oferind suport mecanic, spațiu liber și adesea o conexiune electrică la masă. Este una dintre cele mai trecute cu vederea componente într-un design, însă materialul, filetul sau tipul greșit provoacă scurtcircuite, plăci slăbite și dureri de cap la asamblare. Acest ghid explică diferența dintre un distanțier pentru PCB și un distanțier, cum să alegeți materialul și filetul, principalele tipuri și configurații și cum să proiectați orificiul de montare astfel încât hardware-ul să funcționeze fiabil.

Distanțiere vs. Distanțiere: Care este diferența?

Cei doi termeni sunt adesea folosiți în sens larg, dar descriu părți diferite, iar distincția contează atunci când specificați hardware-ul.

• O confruntare este de obicei filetată, intern, extern sau ambele, astfel încât un șurub sau un alt distanțier se fixează direct pe aceasta. Acesta separă piesele și oferă punctul de fixare.
• Un distanțier este un manșon sau un tub nefiletat. Un șurub trece complet prin el într-o gaură filetată sau o piuliță pe partea îndepărtată; distanțierul doar stabilește spațiul liber.

În practică, un distanțier filetat oferă o montare mai curată și mai sigură, deoarece oferă propriul punct de fixare, în timp ce un distanțier este mai simplu și mai ieftin atunci când un șurub lung traversant asigură deja fixarea. Alegeți în funcție de modul în care se fixează stivuirea, apoi alegeți materialul și filetul care să se potrivească.

Materiale și când se utilizează fiecare

Materialul este alegerea cea mai importantă, deoarece decide dacă distanțierul izolează sau conduce, cât de rezistent este și cum gestionează căldura. Tabelul rezumă opțiunile comune.

Regula simplă

Dacă distanțierul se află lângă piste sau plăcuțe și nu doriți o conexiune electrică, utilizați nailon, izolația implicită care previne scurtcircuitele accidentale. Folosiți un distanțier metalic atunci când doriți să împământați placa la șasiu, să îndepărtați căldura sau să preluați o sarcină mecanică. Alama este alegerea conductivă obișnuită; aluminiul adaugă o cale termică; oțelul și oțelul inoxidabil adaugă rezistență și durabilitate. Pentru plăcile solicitante din punct de vedere termic, distanțierele conductive fac parte dintr-o strategie mai amplă de gestionare a căldurii care implică și substratul, ca în asamblarea cu miez metalic.

Dimensiuni și standarde ale filetului

Filetul trebuie să se potrivească cu șurubul și cu orice distanțier de îmbinare, așa că merită să fie exact cum trebuie.

M3 este varianta implicită potrivită pentru majoritatea plăcilor: disponibilă pe scară largă, suficient de rezistentă pentru sarcini tipice și echipată cu o gamă vastă de șuruburi și distanțiere. Reduceți la M2 sau M2.5 pentru plăci mici sau aglomerate și treceți la M4 sau M5 pentru ansambluri grele. Dacă proiectul dvs. respectă convențiile imperiale, #4-40 și #6-32 sunt echivalentele. Indiferent ce alegeți, păstrați-o consistentă pe întregul ansamblu, astfel încât o singură șurubelniță și o singură dimensiune de șurub să fie suficiente pentru întreaga construcție.

Tipuri și configurații

Dincolo de material și filet, distanțierele vin în mai multe forme și configurații de capăt.

Formă și capete

• Corp hexagonal vs. corp rotundCorpurile hexagonale sunt prinse cu o cheie pentru strângere; corpurile rotunde au un profil mai jos.
• Masculin Femininun știft filetat la un capăt, o gaură filetată la celălalt, ideal pentru stivuire.
• Femeie-femei: găuri filetate la ambele capete, fixate cu șuruburi pe fiecare parte.
• Masculin-masculin: știfturi la ambele capete, fixate cu piulițe.

Stiluri de montare

• Introducere rapidă / prin împingere Distanțierele se fixează într-o gaură fără unelte, lucru obișnuit pentru asamblare rapidă.
• Auto-strângere Distanțierele se apasă permanent în placă sau pe șasiu pentru un element de fixare captiv.
• Blocarea caracteristicile rezistă la slăbire sub vibrații.
• Distanțiere cu montare la suprafață (SMT) sunt plasate și reumplute cu celelalte piese de montare la suprafață, astfel încât hardware-ul de montare este adăugat în timpul Asamblare PCB mai degrabă decât ca o etapă separată.

Adaptați configurația la modul în care plăcile se stivuiesc și la modul în care este construit produsul. Distanțierele mascul-femelă sunt elementul de bază pentru stivuirile plăci-placă; tipurile snap-in și SMT reduc munca manuală de asamblare, care este cea mai importantă la volum mare de asamblare PCB.

Proiectarea orificiului de montare

Un distanțier funcționează doar dacă orificiul de montare al plăcii este proiectat pentru acesta. Mai multe detalii contează.

Dimensiune, spațiu liber și avertisment

Gaura trebuie să se potrivească șurubului sau știftului, având un spațiu liber corespunzător, iar o zonă de blocare din cupru și componente din jurul acesteia previne scurtcircuitarea sau strivirea pieselor din apropiere de către capul șurubului, șaibă sau corp distanțier. Lăsarea unei zone de blocare adecvate este o omisiune frecventă și este exact genul de lucru pe care o verificare DFM îl semnalează înainte de fabricație.

Găuri placate vs. găuri neplacate

Această alegere este direct legată de împământare. O gaură de montare placată, conectată la planul de masă, utilizată cu un distanțier metalic și un șurub, leagă placa de șasiu pentru împământare și controlul EMI. O gaură neplacată izolează electric suportul, lucru necesar atunci când se utilizează accesorii din nailon sau când suportul trebuie să plutească. Decideți rolul electric al fiecărui punct de montare, apoi specificați gaura și rețineți că placarea și calitatea găurii sunt o funcție a calității de fabricație a PCB-ului.

Înălțimea distanței și distanța dintre plăci

Înălțimea distanțierului stabilește distanța dintre placă și suportul pe care se montează. Alegerea corectă a acestuia oferă spațiu liber pentru componente și flux de aer, fără a irosi spațiu.

Ce înălțime trebuie să curețe

• Cele mai înalte componente de pe partea inferioară a plăcii.
• Orice conectori, radiatoare sau componente hardware care ies în afară.
• Spațiu pentru circulația aerului prin care căldura trebuie să se evapore.

Măsurați cea mai înaltă caracteristică care trebuie să fie liberă, adăugați o anumită margine și alegeți un distanțier cel puțin la fel de înalt. Pentru plăcile suprapuse, înălțimea stabilește și distanța dintre plăcile din stivă, ceea ce afectează îmbinarea și răcirea conectorilor, un detaliu de asamblare care merită confirmat în timpul asamblării PCB-ului. În cazul în care căldura este o problemă, o distanțare generoasă completează un substrat sensibil la temperatură, cum ar fi o construcție cu miez metalic.

Asamblare, cuplu și șaibe

Chiar și accesoriile corecte cedează dacă sunt asamblate prost. Câteva aspecte practice mențin soliditatea îmbinării.

• Strângeți la nivelul corect. Strângerea excesivă, în special în nailon sau plăci subțiri, deteriorează filetele sau crăpă laminatul; strângerea insuficientă face ca placa să se desprindă sub vibrații.
• Folosiți șaibe acolo unde este cazul. O șaibă plată distribuie sarcina; o șaibă de umăr sau de nailon poate proteja placa sau poate menține izolația.
• Luați în considerare vibrațiile. În echipamentele care vibrează, distanțierele de blocare sau măsurile de asigurare a filetelor mențin elementele de fixare strânse.
• Protejați cuprul din apropierea feroneriei. Asigurați-vă că dispozitivul de siguranță și orice șaibe împiedică metalul să intre în contact cu urme pe care nu ar trebui să le atingă.

Pentru plăcile care transportă curent sau căldură semnificativă, hardware-ul mecanic și strategia termică și de împământare funcționează împreună, un domeniu în care experiența în fabricarea electronicii de putere ajută la obținerea celor două soluții corecte.

O listă de verificare rapidă pentru selecție

Parcurgeți aceste întrebări pentru a găsi punctul de plecare potrivit:

• Izolare sau conducere? Nylon pentru izolare, metal pentru împământare sau transportul căldurii.
• Ce fir de acțiune? M3 implicit; mai mic pentru plăci aglomerate, mai mare pentru încărcături grele.
• Ce configurație? Mascul-femelă pentru stive, femelă-femelă sau mascul-mascul, în funcție de necesități de fixare.
• Cum se montează? Filetate, cu prindere rapidă, autosertizabile sau cu montare aparentă, pentru a se potrivi asamblării dumneavoastră.
• Este gaura corectă? Dimensiunea corectă, distanța liberă, izolația și placarea sau neplacarea pentru a se potrivi rolului electric.

Distanțierele sunt mici, dar alegerea materialului, filetului, tipului și orificiului de montare potrivit le transformă într-o fundație mecanică și electrică fiabilă pentru placa dvs. Luați deciziile privind izolarea și placarea chiar în momentul proiectării, iar asamblarea se va realiza fără probleme. Puteți citi mai multe despre Highleap Electronics și serviciile noastre de fabricație și asamblare.

Întrebări frecvente

Care este diferența dintre un separator și un distanțier?

Un distanțier este de obicei filetat, oferind propriul punct de fixare, în timp ce un distanțier este un manșon nefiletat prin care un șurub trece într-un filet sau o piuliță dincolo de acesta. Un distanțier oferă o montare mai sigură; un distanțier este mai simplu atunci când un șurub lung traversant fixează deja stiva.

Ar trebui să folosesc distanțiere din nailon sau din metal?

Folosește nailon atunci când distanțierul se află lângă cupru și vrei să eviți orice conexiune electrică, deoarece izolează și previne scurtcircuitele. Folosește metal (alamă, aluminiu, oțel sau inox) atunci când vrei să împământezi placa la carcasă, să transmiți căldură sau să preiei o sarcină mecanică.

Ce dimensiune a filetului este cea mai comună pentru distanțierele PCB?

M3 este cea mai comună dimensiune de uz general, disponibilă pe scară largă și potrivită pentru multe șuruburi și distanțiere. M2 și M2.5 sunt potrivite pentru plăci mici sau aglomerate, M4 și M5 sunt potrivite pentru ansambluri mai grele, iar #4-40 și #6-32 sunt echivalentele imperiale comune.

Ar trebui ca gaura mea de montare să fie placată sau neplacată?

Folosește o gaură placată legată de planul de masă cu accesorii metalice atunci când dorești să conectezi placa la masă la carcasă pentru controlul EMI. Folosește o gaură neplacată pentru a izola electric suportul, de exemplu cu accesorii din nailon sau când suportul trebuie să plutească.

Cât de strâns ar trebui să strâng un șurub distanțier?

Strângeți la cuplul corespunzător pentru material și placă. Strângerea excesivă, în special în nailon sau plăci subțiri, poate deteriora filetele sau crăpa laminatul, în timp ce strângerea insuficientă permite plăcii să se slăbească sub vibrații. Folosiți șaibe pentru a distribui sarcina și, acolo unde este necesar, pentru a menține izolația.

Se pot lipi distanțierele pe placă?

Da. Distanțierele pentru montare la suprafață sunt plasate și refacete împreună cu celelalte piese SMT, astfel încât hardware-ul de montare este adăugat în timpul asamblării, mai degrabă decât instalat manual. Acest lucru reduce munca manuală și este util în producția de volum mai mare.