Можно ли использовать печатную плату как часть структуры продукта?

Промышленные и дизайнерские продукты, над которыми я работаю, продолжают возвращаться к идее использования PCB как неотъемлемой части физической структуры наших продуктов.

У нас есть настенные изделия, и мне это очень неудобно. Мой аргумент против этого заключается в том, что: «Это не очень хороший дизайн, PCB должен поддерживать только собственный вес, а не ненужные вещи, такие как кадр»

Они утверждают, что поддерживаемые части относительно легкие. Это даже включает в себя поддержку тонкой рамы из нержавеющей стали с использованием двусторонней ленты непосредственно на пустую (без дорожек или компонентов) часть печатной платы или на пластиковые зажимы печатной платы, которые прикреплены к кадру. Сегодня они оспаривали мой аргумент, говоря: «Какой дизайн-директор? Покажите нам, где он говорит это»

Эти типы решений могут часто возникать у промышленных дизайнеров, поскольку они решают много проблем с затратами для них, а также отталкивают часть структурной ответственности вплоть до дизайна печатной платы.

На мой взгляд, продукты, предназначенные для «зависания» печатных плат, обычно проверяются и тестируются для установки дизайнером продукта. Например, большой радиатор с графическим процессором тяжелее, чем все, что мы планируем разместить. Однако, если мы «вешаем» наши собственные части ПХД, мы входим в целый мир дизайна, о котором я не знаю.

Возможно, кто-то может указать мне на некоторые ответы на эти вопросы. Было бы неплохо получить материал о силах, которые PCB может предпринять, прежде чем припой начнет растрескиваться и т. Д. Или, может быть, кто-то видел производственный продукт, который использует печатную плату как часть структуры? Мы являемся малым бизнесом, но наша продукция относится к серийному производству, и нам нужно будет придерживаться стандартов, таких как CE.

10 голосов | спросил SpiRail 16 +04002013-10-16T15:19:03+04:00312013bEurope/MoscowWed, 16 Oct 2013 15:19:03 +0400 2013, 15:19:03

2 ответа


9

ПХД используются в качестве конструкционных материалов во многих приложениях. Если вы убедитесь, что вы загрузите его правильно, без нагрузок на изгиб, только растяжение - это может быть очень сильный и жесткий материал, полезный для многих приложений. Кроме того, вы можете поместить очень много деталей в печатные платы, что позволит вам делегировать большую механическую сложность очень дешевому процессу. Это может улучшить технологичность и снизить стоимость ваших других механических компонентов.

Если вы собираетесь использовать печатные платы в качестве конструкционных материалов, убедитесь, что:

  • Помните, что правило номер один из механического дизайна: ортогонализация конструкции. Самый простой способ проверить это - убедиться, что вы можете собрать всю механическую конструкцию, не требуя миллиона рук с различными различными частями на месте, пока вы ввинтите определенную часть на место. Каждый шаг сборки должен основываться на предыдущих шагах линейным образом, и конечный результат каждого шага сборки должен быть продуктом, который можно легко обрабатывать и манипулировать.
  • Несмотря на то, что вы используете PCB как механическое, а также электрическое соединение (и, следовательно, ваш дизайн не является ортогональным), постарайтесь как можно больше отделить функции в любом случае. Не допускайте механических напряжений через (плотно) населенные участки, так как напряжения могут деформировать печатную плату и вызывать микротрещины. Используйте слоты в печатной плате разумно, чтобы привести механические напряжения вокруг населенного пункта, через непосещенный «менее важный» материал печатной платы.
  • Используйте крепежные изделия с короткими рукавами или очень тонкие стальные крепежные детали на печатной плате, НЕ используйте самозатухатели. Материал PCB в целом очень прочный, но внутренняя часть незапланированных отверстий очень легко повреждается, что ухудшает стабильность соединения.
  • Приложите припой к кольцевому кольцу монтажных отверстий и используйте зазубренные кольца, чтобы закрепить фиксатор на месте.
  • Очень важно: используйте отверстия в крепежных отверстиях, чтобы «прибить» медь на плату. В противном случае кольцевое кольцо легко отсоединяется при механическом напряжении.
  • Используйте подходящую толщину платы и сделайте несколько анализов напряжения конверта. В типичных условиях вы хотите, чтобы на вашей монтажной плате было меньше, чем грубое \ $ \ epsilon = 0.001 \ $. Это комбинированное тепловое и механическое. Используя механические свойства выбранного вами материала платы, подсчитайте количество напряжения, которое вы ожидаете в своем приложении. Более толстые доски означают, что вы можете увеличить пропорциональную силу при одинаковом напряжении.
  • В приложениях, где чрезмерная деформация неизбежна, проложите свои следы с помощью круглых углов вместо острых кромок, используйте самую маленькую доступную упаковку компонентов и ориентируйте упаковки в ориентации, которая может занять наибольшее напряжение. Лидирующие части могут справляться с большей нагрузкой, чем бессвинцовые детали.
ответил user36129 16 +04002013-10-16T15:48:26+04:00312013bEurope/MoscowWed, 16 Oct 2013 15:48:26 +0400 2013, 15:48:26
3

Если ваш PCB очень тонкий, я бы сказал, что это правила:

  • сильный в напряжении
  • сильный при сжатии перпендикулярно поверхности
  • очень уязвим для изгибания

Сгибание печатной платы приведет к повреждению паяных соединений со временем. Недостаточно жесткие случаи, приводящие к изгибу PCB, стали причиной отзыва продукта Apple iBook в середине 2000-х годов: в видеосхеме появились прерывистые сбои.

Если ваш продукт похож на часы, висящие со стены, с монтажным отверстием на печатной плате, это будет хорошо. Если это то, что люди собираются забрать в свои руки, возможно, с одной стороны, и, возможно, согнуть, вам понадобится жесткость из внешнего кадра.

Другие соображения: некоторые люди считают, что ПХБ выглядят дешевыми и уродливыми, что может быть смягчено незеленой пайкой или золотом. Экспонированная печатная плата также оставляет вас уязвимыми для ESD, попадания воды или грязи по краям на остальную часть платы и т. Д. Очевидно, что вы не можете использовать это при питании от электрической сети; вы должны проверить требования к тестированию CE, чтобы увидеть, будут ли проблемы с сетевыми адаптерами.

Возможно, основным потребительским продуктом, который я могу представить с открытой печатной платой, являются картриджи для видеоигр, которые очень долговечны; но там он окружен твердой пластиковой оболочкой, которая обеспечивает жесткость.

ответил pjc50 16 +04002013-10-16T16:37:05+04:00312013bEurope/MoscowWed, 16 Oct 2013 16:37:05 +0400 2013, 16:37:05

Похожие вопросы

Популярные теги

security × 330linux × 316macos × 2827 × 268performance × 244command-line × 241sql-server × 235joomla-3.x × 222java × 189c++ × 186windows × 180cisco × 168bash × 158c# × 142gmail × 139arduino-uno × 139javascript × 134ssh × 133seo × 132mysql × 132