اخبار شرکت راهنمای طراحی پی سی بی: چگونگی انتخاب استاندوف های هکس برای فاصله گذاری اجزای بهینه و مقاومت در برابر لرزش

در دنیای جمع آوری الکترونیک با ریسک بالا، فاصله دهنده های هکس استاندف قهرمانان نامشخصی هستند که ثبات PCB، مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان طولانی مدت را تضمین می کنند.قرار گرفتن به اشتباه می تواند منجر به ترک مفاصل جوش شود، تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ، یا شکست های فاجعه بار در محیط های ارتعاش.و مطالعات موردی در دنیای واقعی برای کمک به طراحان در انتخاب و پیاده سازی محاصره های هکس که در شرایط سخت زنده می مانند و در عین حال فضای و هزینه را بهینه می کنند.

1فیزیک پشتیبانی PCB: بار، فاصله و رزونانس

الف. اصول فاصله گذاری اجزا

محوطه های هکس باید فضای کافی برای:

• گسترش حرارتی:

  ΔL=α×L×ΔTΔL=α×L×ΔT

  جایی که αα= CTE (به عنوان مثال FR-4: 14 ppm/°C) ، LL= قطب پی سی بی، ΔTΔT= محدوده دمای عملیاتی

• جداسازی ولتاژ بالا:

  ولتاژ (V)	حداقل فاصله هوا (ملی متر)
  ≤250	1.5
  250 تا 1000	3.0 + 1.0 در هر 300 ولت
  (بر اساس استانداردهای IPC-2221B)

توصیه های اندازه PCB در مقابل ارتفاع Standoff:

ب. تحلیل لرزش و شوک

مشخصات لرزش تصادفی (بر اساس MIL-STD-810H):

• محدوده فرکانس: 10 تا 2000 هرتز

• PSD (سفتی طیف قدرت): 0.04 g2/Hz

• انتقال مورد نیاز: <0.5 در فرکانس های رزونانس

راه حل های ضد ارتعاش:

1. شستشويي هاي سيليكوني: نيروهاي اوج G رو 60 درصد کاهش بده.

2. چسب هاي قفل کننده رشته: لوکتيت 243 به ضربه هاي 15G مقاومت ميکنه.

3. بهینه سازی سفتی:

   k=G×d48×D3×Nk=8×D3×NG×d4

   جایی که kk= سرعت بهار، GG= ماژول برش، dd= قطر سیم، DD= متوسط قطر کویل، NN= کویل های فعال.

2انتخاب مواد: تعادل رسانایی، قدرت و وزن

پرونده حفاظت از EMI/RFI:
یک ماژول کنترل رادار با استفاده از محاصره های برنجی با ایجاد مسیرهای زمینی مداوم بین PCB ها، 30 دی سی بی از اثربخشی محافظ (بر اساس MIL-STD-461G) را به دست آورد.

3. طرح هاي ضد ارتعاش هکس استاندف

A. مکانیسم های قفل

• دانه های هکس نیلونی:

  • چرخش قفل: 0.6-1.2 N·m

  • حد دمای: 120°C

• فلانژ دنده دار:

  • گاز گرفتن در سطح PCB، کاهش حرکت میکرو به میزان 70٪

  • قطر فلنج: 1.5 × بدن ایستاده

ب. مواد خنک کننده

مورد صنعتی ✓ سیستم کنترل راه آهن:

• چالش: خرابی PCB به دلیل ارتعاشات 5-200Hz.

• راه حل:

  • موشک های ضد زنگ M4 با شستشو های اورتان

  • جمع کردن هکس به هکس برای زمین زدن شاسی

• نتیجه:

  • طول عمر ارتعاش از 1M به 10M افزایش یافت.

  • هزینه های نگهداری 40 درصد کاهش یافت.

4پروتکل های نصب برای قابلیت اطمینان

A. کنترل گشتاور

ابزار:

• درایورهای دقیق: Wiha 32050 (0.1-0.6 N·m، دقت ±2٪).

• سیستم های اتوماتیک: DEPRAG SmartPulse® (طومار خود تنظیم کننده)

ب - تکنیک های تطبیق

1. قرار دادن با کمک لیزر: دقت موقعیت ± 0.05mm.

2. ابزار چاپی:

   • مطبوعات پیشروی برای تعارض مناسب (0.02-0.05mm oversize).

   • نظارت بر قدرت: 50-200N بسته به ماده.

5تست و اعتباربخشی

A. تنظیمات آزمایش لرزش

• تجهیزات: میز شاکر اونهولتز - دیکی 20000 پوند

• پروفایل تست:

  • پاکسازی سینوس: 10-2000 هرتز در 0.1g2/Hz

  • مدت زمان: 1 ساعت در هر محور (X/Y/Z)

• معیارهای پذیرش:

  • هيچ شکافي تحت ميکروسکوپ 10 برابر نميشه ديد

  • تغییر مقاومت < 5٪ (به هر IPC-6012)

ب. چرخه حرارتی

• حالت: -40°C +125°C، 1000 چرخه

• بازرسی:

  • گالینگ رشته ای (ASTM B117)

  • مقاومت عایق > 109Ω (500V DC)

6مطالعه موردی: مونتاژ PCB ایستگاه پایه 5G mmWave

چالش:

• اندازه PCB: 150 × 200mm، 8 لایه با 0.3mm BGA pitch.

• محیط زیست: برج بیرونی با ارتعاش ناشی از باد (20-50 هرتز).

• محدوده دمای: -40°C تا +85°C.

راه حل:

1. انتخاب تعارض:

   • ماده: آلومینیوم 6061-T6 (آنیز شده سخت)

   • اندازه: M3 × 12mm هکس استندوف با مغز نایلون قفل.

   • مقدار: 8 واحد (4 گوشه + نقطه وسط).

2. خنک کننده:

   • جاروبرقی سیلیکونی (2 میلی متر ضخیم، 40 Shore A)

   • قفسه ی رشته ای (Loctite 243)

3. نصب:

   • پیچ و خم خودکار با کنترل تورم 0.6 N·m

   • سیستم تراز بینایی (دقیقیت 0.02 میلی متر)

نتایج:

• صفر شکست در جفت های جوشنده بعد از 5000 ساعت کار در میدان.

• یکپارچگی سیگنال 5G حفظ شده است (EVM <3٪).

• زمان مونتاژ 30 درصد در مقایسه با راه حل های پیچ و پست کاهش یافته است.

7روند آینده در تکنولوژی PCB Standoff

• تعارض های هوشمندانه:

  • اندازه گيري فشرده سازي براي نظارت بر بار در زمان واقعي

  • گزارش سلامت با قابلیت بلوتوث (به عنوان مثال، TE Connectivity SmartScrew).

• تولید افزودنی:

  • ساختارهای شبکه ای چاپ سه بعدی برای کاهش ۵۰ درصد وزن.

  • کانال های خنک کننده مطابق با فلز

• مواد پایدار:

  • آلومينيوم بازيافت شده با 95 درصد اثرگاه کربن کمتر.

  • جایگزین های بیوتراپی PEEK

چرا از FINEX Hex Standoffs استفاده می کنیم؟

• مهندسی دقیق:

  • رشته ها: با تحمل ISO 4H (در مقابل رشته های برش) رول شده اند.

  • پوشش: MIL-DTL-5541 نوع III سخت آنودیزه.

• سفارشی سازی:

  • طول: 3-50mm (± 0.05mm).

  • انواع سر: فلنج دار، شکاف دار یا پیچ بند.

• گواهینامه ها:

  • مطابق با RoHS/REACH

  • IPC-4101 کلاس 3 برای هوافضا