Почти во всех современных электронных системах печатная плата (ПП) является основным компонентом. Она используется не только для электрических соединений, но и служит структурной платформой для поддержки компонентов. Хотя схемы и компоненты часто фокусируются на инженерном проектировании, аппаратное обеспечение ПП также очень важно для поддержания структурной стабильности и облегчения обслуживания.
Будь то промышленное оборудование, коммуникационные продукты, автомобильная электроника или бытовая электроника, правильный монтаж печатных плат связан с надежностью, эффектом рассеивания тепла и ударопрочностью продуктов. В этой статье будут представлены распространенные типы оборудования для монтажа печатных плат, используемые материалы, методы выбора и то, как правильно монтировать печатные платы для улучшения качества и стабильности продукта.
Что такое аппаратное обеспечение печатной платы?
PCB hardware относится к типу механических деталей для монтажа, которые используются для поддержки, защиты и, в некоторых случаях, обеспечения электрической изоляции. Они используются для безопасной установки электронных компонентов печатной платы в корпус, базовую плату или другие конструкции.
Эти аппаратные компоненты не участвуют в передаче сигнала, но они очень важны в структурном проектировании печатных плат. Они могут помочь стабилизировать и поддерживать электронную плату, чтобы предотвратить тряску или ослабление. Кроме того, аппаратные средства печатных плат могут точно поддерживать расстояние между печатными платами, чтобы избежать контакта или помех. Между тем, они также могут предотвратить изгиб или деформацию печатной платы из-за напряжения. Наконец, аппаратные средства печатных плат повышают эффективность сборки и облегчают обслуживание и замену в будущем.
Другими словами, крепежные элементы для монтажа печатной платы могут превратить печатную плату в практичный модуль с хорошей прочностью конструкции и надежностью монтажа.
Распространенные типы аппаратных компонентов печатных плат
На рынке доступны различные типы оборудования для монтажа печатных плат, которые подходят для различных методов монтажа, сред использования и требований к дизайну. Ниже приведены наиболее распространенные типы: Ниже приведены наиболее распространённые типы:
1. Распорки и стойки
Распорки обычно представляют собой полые трубки без резьбы и должны использоваться вместе с винтами. Стойки оснащены внутренней или внешней резьбой и могут быть напрямую закреплены винтами. Эти типы крепежа используются для поддержания определенного расстояния между платой электроники печатной платы и монтажной поверхностью или между двумя печатными платами. Их можно использовать для предотвращения электрических коротких замыканий и для оставления места для паяных соединений или воздушного потока.
Эти компоненты изготавливаются как из пластика, так и из металла, имеют различные размеры и подходят для большинства требований к сборке печатных плат электроники.
2. Винты, гайки и шайбы
Винты и гайки могут обеспечить основную силу крепления. Шайбы могут распределить давление и предотвратить ослабление или повреждение печатной платы из-за вибрации. Это стандартные крепежные элементы, используемые для надежного крепления оборудования печатной платы к кронштейну или корпусу. Распространенные материалы включают нейлон (для изоляции) и нержавеющую сталь (для высокой прочности и коррозионной стойкости).
3. Кронштейны для монтажа печатных плат
Монтажные кронштейны для печатных плат используются для фиксации печатных плат внутри корпусов или механических систем. Распространенные формы — L-образная и U-образная. Эти кронштейны часто используются в стоечном оборудовании, силовых модулях и промышленных устройствах управления. Они могут надежно закрепить электронную плату на корпусе или опорной конструкции и особенно подходят для вертикальной установки или применения в условиях вибрации.
4. Направляющие и съемники для карт
Направляющие для карт используются для вставки электронных плат печатных плат в слоты или корпуса, что упрощает установку и извлечение. Они помогают предотвратить повреждение краев печатной платы и идеально подходят для модульных или сменных устройств. Некоторые направляющие для карт также имеют функции рассеивания тепла, помогающие в управлении температурой. Съемники обычно используются вместе с направляющими для карт для безопасного извлечения платы из слота.
5. Эжекторы и экстракторы
Эжекторы и экстракторы обычно используются в модульных или вставных системах, таких как коммуникационное оборудование и промышленные системы управления. Эти компоненты представляют собой небольшие рычаги или ручки, установленные на краю печатной платы. Они помогают извлекать вставные печатные платы из слотов, особенно в компактных устройствах, где ручное извлечение затруднено.
6. Крепежные элементы для светодиодов
Светодиодные трубки и зажимы помогают надежно закрепить светодиодные индикаторы на электронной плате. Они обеспечивают правильное выравнивание светодиода с передней панелью, улучшая видимость и согласованность индикаторов состояния. Этот тип оборудования обычно используется в маршрутизаторах, панелях управления, бытовых приборах и других устройствах, использующих светодиодные индикаторы.
7. Крепления вентиляторов и держатели предохранителей
В мощных электронных печатных платах часто требуется дополнительное охлаждение и защита цепи. Небольшие вентиляторы могут быть установлены непосредственно на печатную плату с использованием специального оборудования для печатной платы, что улучшает рассеивание тепла. Зажимы или держатели предохранителей используются для защиты цепи путем разрыва соединения в случае перегрузки.
Эти аппаратные компоненты повышают надежность продукта и продлевают срок службы. Они необходимы для высокопроизводительных электронных устройств.
О PCBasic
Время — деньги в ваших проектах — и PCBasic получает это. PCБазовый - это компания по сборке печатных плат который обеспечивает быстрые и безупречные результаты каждый раз. Наш комплексный Услуги по сборке печатных плат включают экспертную инженерную поддержку на каждом этапе, гарантируя высочайшее качество каждой платы. Как ведущий производитель сборки печатных плат, мы предлагаем комплексное решение, которое оптимизирует вашу цепочку поставок. Сотрудничайте с нашими передовыми Завод по производству прототипов печатных плат для быстрого выполнения заказов и превосходных результатов, которым вы можете доверять.
Материалы, используемые в монтажном оборудовании печатных плат
Выбор материала напрямую влияет на прочность, стабильность и срок службы оборудования печатной платы. Если используется неправильный материал, это может привести к отказу оборудования, коротким замыканиям или структурным проблемам с печатной платой. Поэтому при выборе оборудования для монтажа печатной платы важно учитывать среду применения и функциональные требования. Ниже приведены три распространенных типа материалов:
1. Пластиковые материалы (нейлон, поликарбонат)
Пластиковые монтажные элементы печатных плат легкие и непроводящие. Они обеспечивают хорошую изоляцию и не ржавеют, что делает их пригодными для влажных или коррозионных сред. Такие компоненты, как распорки, стойки и винты из нейлона или поликарбоната, широко используются в коммерческой электронике. Пластик также обеспечивает некоторую гибкость, что помогает поглощать вибрацию.
2. Металлические материалы (латунь, нержавеющая сталь, алюминий)
Металлическая фурнитура для печатных плат имеет высокую прочность и идеально подходит для поддержки более тяжелых плат. Нержавеющая сталь обеспечивает отличную механическую прочность и коррозионную стойкость. Латунь и алюминий легче и обеспечивают лучшую теплопроводность. Большая часть металлической фурнитуры является проводящей, что делает ее полезной для заземления. Эти материалы обычно используются в промышленных системах или для высоконагруженных конструкций, таких как кронштейны для монтажа печатных плат для силовых модулей.
3. Композитные и покрытые материалы
Некоторые кронштейны для монтажа печатных плат используют металлический сердечник, покрытый пластиковым или изолированным покрытием. Такая конструкция сочетает прочность металла с изоляцией пластика. Это хороший выбор, когда необходимы как структурная поддержка, так и электробезопасность. В средах с электромагнитными помехами (EMI) или электростатическим разрядом (ESD) этот тип оборудования более надежен.
При выборе монтажного оборудования для печатной платы следует учитывать несколько факторов: вес платы, необходимость отвода тепла, наличие электромагнитных помех и доступное монтажное пространство. Выбор правильного материала повышает безопасность, стабильность и общую надежность.
Как правильно выбрать печатную плату
Выбор правильного оборудования для монтажа печатной платы очень важен при проектировании печатной платы. Различные приложения требуют различных структур оборудования, материалов и функций. Ниже приведены некоторые ключевые факторы, которые следует учитывать:
1. Размер и вес платы
Если плата большая или тяжелая, вам нужна более сильная поддержка. Например, использование металлических кронштейнов для монтажа печатной платы может повысить общую прочность. Это помогает предотвратить провисание, изгиб или падение платы. Это особенно полезно в промышленном оборудовании и больших системах управления.
2. Операционная среда
Окружающая среда оказывает большое влияние на выбор оборудования для печатной платы. В условиях высокой вибрации, например, в автомобильной электронике, лучше всего использовать фиксирующие винты или устойчивые к вибрации крепежные элементы, чтобы надежно закрепить плату. Во влажных, соленых или коррозионных средах рекомендуется использовать пластиковые или покрытые металлические крепежные элементы, чтобы избежать ржавчины или повреждений.
3. Требования к электричеству
В целях электробезопасности не размещайте металлические стойки вблизи сигнальных путей, чтобы предотвратить помехи или короткие замыкания. Если заземление не требуется, используйте изолированные крепежные элементы для печатных плат. Этот тип крепежных элементов может изолировать цепи и снизить риск коротких замыканий.
4. Ремонтопригодность
Если плату необходимо часто снимать или заменять, выберите решение для монтажа печатной платы, которое легко устанавливать и снимать. Направляющие платы, выталкиватели или подпружиненные зажимы позволяют работать без инструментов. Это повышает эффективность обслуживания и защищает плату от повреждений во время обслуживания.
5. Терморегулирование
В приложениях с высокой мощностью или высокой температурой важен тепловой контроль. Металлические прокладки могут передавать тепло от электронных плат к шасси или радиатору. Некоторое оборудование печатных плат также может использоваться с термопрокладками или термопастой для улучшения рассеивания тепла. Это помогает поддерживать надежную работу системы и продлевает срок ее службы.
Советы по эффективному монтажу печатных плат
Эффективный монтаж печатной платы повышает надежность, ремонтопригодность и структурную устойчивость продукта на протяжении всего его жизненного цикла. Ниже приведены практические советы по монтажу для большинства конструкций электронных плат:
1. Планируйте монтажные отверстия во время макета
Монтажные отверстия следует планировать заранее, во время проектирования печатной платы. Лучше всего размещать их симметрично, чтобы снизить риск деформации платы. Кроме того, оставляйте достаточно места вокруг каждого отверстия, чтобы предотвратить появление трещин во время сборки или использования.
2. Используйте правильный крутящий момент и размер резьбы.
При затягивании винтов применяйте правильный крутящий момент. Слишком большое усилие может деформировать или сломать электронную плату. Размер резьбы должен соответствовать материалу и типу проставки или винта, чтобы обеспечить надежную фиксацию без повреждения платы.
3. Уменьшите вибрацию и стресс
Для приложений с ударами или вибрацией используйте резиновые шайбы или подпружиненные кронштейны для монтажа печатных плат, чтобы поглотить удар. Это помогает продлить срок службы как оборудования, так и платы. Если электромагнитные помехи вызывают беспокойство, выбирайте монтажные принадлежности для печатных плат с функциями заземления для улучшения электромагнитной совместимости.
4. Обеспечить доступ для тестирования
Если плата требует частого обслуживания, добавьте съемники, направляющие для карт или другие вспомогательные приспособления для упрощения установки и снятия. Избегайте использования слишком больших кронштейнов для монтажа печатной платы, которые могут заблокировать доступ к портам отладки или тестирования.
5. Соблюдайте отраслевые стандарты
При проектировании печатной платы и выборе монтажного оборудования следуйте стандартам IPC или другим соответствующим стандартам, чтобы обеспечить согласованность и надежность. Для промышленного использования также рекомендуется выбирать оборудование для печатных плат, которое соответствует UL или другим сертификатам безопасности.
Вывод
Хотя часто упускают из виду, печатная плата является основным элементом структурной целостности в любой системе электронных плат. Независимо от того, используете ли вы базовые стойки или усиленные кронштейны для монтажа печатной платы, выбор правильной печатной платы гарантирует безопасную, стабильную и ремонтопригодную сборку.
