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走出我的空间!Z轴上的PCB驻留区域

2017年10月12日经过尼克戴维斯

在本文中,我们将通过考虑外壳设计来讨论PCB外壳设计的重要性。

PCB Leguts不仅仅是在董事会上存在。何时给出了所需的空间的组件,设计团队如何考虑z轴?

在我上一篇文章中,我谈了PCB.禁入地区为什么他们很重要。但PCB驻留区域不仅仅是指董事会本身。勿仪区域还可以包括它所处的外壳,这需要能够保护PCB内部,即使在压力下也是如此。那么我们如何防止机箱侵入PCB的z轴?

我再次参考我的上一篇文章,我提到我确定了两种方法可以在PCB设计中有效地实现PCB驻留。第一个我推荐的是3D建模,让您有机会在制造之前预见问题。

第二种方法是有效地与所有团队成员进行沟通,就所有设计变更以及有关会员评论和/或反馈的开放思想。当然,这只有工作人员,如果您拥有完善的团队,包括系统工程师,测试工程师,PCB布局设计师,设计/电气工程师,机械工程师和当然的装配技术人员。让所有团队成员在一个房间 - 是的,是一个设计审查会议! - 公开讨论设计将是最有效和有益的。使用外壳时,这变得非常重要。

那么让我们来看看我们如何分析圈地以及它与隔离区的关系。

外壳分析

让我们考虑一个SSD钣金机箱,如下图所示。

SSD机柜示例。图片礼貌三星

较少的钣金材料等同于较少的金钱,右边?是真的,但钣金变得太薄了什么点?为了获得权利(科学)答案,而不是猜测,我们应该要求我们的机械工程师团队成员塑造SSD外壳,并为各种钣金厚度提供应力分析。这里的目标是确定薄片金属偏转的厚度足以与下面的电气部件接触。例如,如果钣金直接与电容器接触,则火花可能飞!

约翰斯顿工程公司的Andy Johnston表示:“当你的零部件或组件需要足够坚固来抵抗施加的载荷时,结构分析是产品开发周期的一个重要部分。有限元分析(FEA)是一种用于结构分析的工具,用来模拟材料在受力、扭矩或热膨胀载荷下的应力和应变。有限元分析可以让机械工程师预测SSD组件对应用载荷的反应,并在原型制造之前验证设计的结构适应性。”

这个分析会是什么样的呢?让我们来看看这个过程。

示例金属外壳分析

为了帮助展示钣金应力分析,我使用了一项研究,提供约翰斯顿工程图,为了说明金属偏转如何作为材料厚度的函数而发生的。在这项研究中,假设当一个人挤压SSD时,将5磅力应用于外壳 - 它是常见的并且预期在安装过程中被挤压的SSD。

假设:

  • 在外壳中间的椭圆形状的每一侧施加5磅的负荷。
  • 盖子中的螺纹孔和PCB的顶表面是几何固定的(意味着它们不会移动)。
  • 见图4和5。

图4。SSD的3D模型(固态驱动器)。图片礼貌约翰斯顿工程

图5。一个5磅负载施加到外壳。图片礼貌约翰斯顿工程

分析方案#1:

  • 使用一个0.020“厚金属板盖,有最初0.060“间隙之间的电容器和金属盖。位移图(图6)显示了5磅的力导致0.078“位移,这意味着电容接触盖子。

图6。一个5磅负载施加到一个0.020"厚的覆盖导致覆盖接触到PCB上的电容。图片礼貌约翰斯顿工程

分析方案#2:

  • 使用0.040“厚金属板,有0.040“初始间隙之间的电容器和外壳。施加相同的5磅负载只会导致0.010”的位移,这意味着仍然有0.030”的间隙——盖子不接触电容(见图7)。

图7。在0.040英寸厚的保护层上施加5磅负载。盖子不接触电容器。图片礼貌约翰斯顿工程

因此,当您想要最小化钣金材料成本,并在z轴上保持所需的PCB保持面积时,0.040”厚的覆盖层比0.020”的覆盖层是更好的选择。这将确保在使用5磅的力挤压SSD时不会发生短路。

总之

在设计PCB时,可能很容易或诱人,以忽略PCB驻留区域。然而,这种守门部对于维护可靠的设计至关重要。为了帮助保证PCB Legutout地区被正确维护,它将使用能够生产3D模型和执行压力分析的机械设计工程师。最后,与团队成员有效沟通有助于防止违反PCB驻留区域,从而减少设计和制造修订的PCB所需的时间,金钱和能量。