nouvelles de l'entreprise Guide de conception de circuits imprimés: comment sélectionner des prises hexagonales pour un espacement optimal des composants et une résistance aux vibrations

Dans le monde de l'assemblage électronique, les espaceurs hexagonal sont les héros inconnus qui assurent la stabilité des PCB, la gestion thermique et la fiabilité à long terme.Une situation de blocage mal choisie peut entraîner des fissures dans les joints de soudure.Ce guide combine les calculs d'ingénierie, les sciences des matériaux, les techniques de fabrication et les techniques de fabrication.et des études de cas dans le monde réel pour aider les concepteurs à sélectionner et à mettre en œuvre des stands hex qui survivent à des conditions difficiles tout en optimisant l'espace et le coût.

1La physique du support de PCB: charges, espacement et résonance

A. Fondements de l'espacement des composants

Les emplacements hexagonales doivent maintenir une clearance suffisante pour:

• Expansion thermique:

  Le nombre de fois où les données sont utiliséesLe nombre de fois où les données sont utilisées

  où αα= CTE (par exemple, FR-4: 14 ppm/°C), LL= diagonale du PCB, ΔTΔT= plage de température de fonctionnement.

• Isolement haute tension:

  Voltage (V)	Échappement d'air minimum (mm)
  ≤ 250	1.5
  250 à 1000	3.0 + 1,0 par 300 V
  (selon les normes IPC-2221B)

Recommandations concernant la taille des PCB et la hauteur de l'emplacement:

B. Analyse des vibrations et des chocs

Les caractéristiques de la vibration aléatoire (selon la norme MIL-STD-810H):

• Plage de fréquences: 10 à 2000 Hz

• PSD (densité spectrale de puissance): 0,04 g2/Hz

• Transmissibilité requise: < 0,5 à fréquences de résonance

Solution anti-vibration:

1. Les lave-linge en silicone réduisent les forces G de 60%.

2. Adhésifs de verrouillage des fils: la loctite 243 résiste aux chocs de 15G.

3. Optimisation de la rigidité:

   Le nombre d'étoiles est le nombre d'étoiles.K est égal à 8 × D3 × NG × D4

   où kK= vitesse de ressort, GG= module de cisaillement, dd= diamètre du fil, DD= diamètre moyen de la bobine, NN= bobines actives.

2Sélection des matériaux: équilibre de la conductivité, de la résistance et du poids

Cas de protection contre l'IME/RFI:
Un module de contrôle radar utilisant des prises en laiton a obtenu une efficacité de blindage de 30 dB (par MIL-STD-461G) en créant des chemins au sol continus entre les PCB.

3. Des conceptions de hexagone anti-vibration

A. Mécanismes de verrouillage

• Noix hexagénaires en nylon:

  • Le couple de verrouillage: 0,6-1,2 N·m

  • Limite de température: 120°C

• Les points de contact de la bride dentelée:

  • En mordant dans la surface du PCB, il réduit les micro-motions de 70%

  • Diamètre de la bride: 1,5 × corps de détection

B. Matériaux d'amortissement

Le cas industriel: Système de commande ferroviaire:

• Défi: panne de PCB due à des vibrations de piste de 5 à 200 Hz.

• Résolution:

  • Des M4 en acier inoxydable avec des laveuses à uréthane.

  • Hex-à-hex empilage pour la mise à la terre du châssis.

• Résultat:

  • La durée de vie des vibrations est passée de 1M à 10M cycles.

  • Les coûts d'entretien réduits de 40%.

4Protocoles d'installation pour la fiabilité

A. Régulation du couple

Les outils:

• Les conducteurs de précision: Wiha 32050 (0,1-0,6 N·m, précision ±2%).

• Systèmes automatisés: DEPRAG SmartPulse® (couple de commande automatique).

B. Techniques d'alignement

1. Placement assisté par laser: précision de position de ±0,05 mm.

2. Les outils à pression:

   • Presse à l'avant pour les emplacements d'interférence (0,02-0,05 mm de plus).

   • Surveillance de la force: 50-200N selon le matériau.

5. Test et validation

A. Installation des essais de vibration

• Équipement: une table de shaker de 20 000 livres.

• Profil de test:

  • Le balayage sinusoïdal: 10 à 2000 Hz à 0,1 g2/Hz

  • Durée: 1 heure par axe (X/Y/Z)

• Critères d'acceptation:

  • Aucune fissure visible au microscope 10x.

  • Modification de la résistance < 5% (par IPC-6012).

B. Cycles thermiques

• Condition: -40°C ∼ +125°C, 1000 cycles.

• Inspection:

  • Le fil de fer à étanchéité (ASTM B117).

  • Résistance d'isolation > 109Ω (500 V CC).

6. étude de cas: assemblage de circuits imprimés de la station de base 5G

Le défi:

• Taille du PCB: 150×200 mm, 8 couches avec une inclinaison BGA de 0,3 mm.

• Environnement: tour extérieure avec vibration induite par le vent (20-50 Hz).

• Plage de température: -40°C à +85°C.

Résolution:

1. Sélection de l' impasse:

   • Matériau: 6061-T6 en aluminium (anodisé dur).

   • Taille: M3 × 12 mm hexagonale avec écrous de verrouillage en nylon.

   • Quantité: 8 unités (4 coins + points moyens).

2. Amortissement:

   • Lavées en silicone (2 mm d'épaisseur, 40 Shore A).

   • Réservoir à fils (Loctite 243).

3. Installation du moteur

   • Croueur automatique avec régulation du couple de 0,6 N·m.

   • Système d'alignement de la vision (0,02 mm de précision).

Résultats:

• Zéro défaillance des joints de soudure après 5 000 heures d'opération sur le terrain.

• L'intégrité du signal 5G est maintenue (EVM < 3%).

• Le temps d'assemblage est réduit de 30% par rapport aux solutions à vis.

7. Tendances futures dans la technologie de l'arrêt des PCB

• Des affrontements intelligents:

  • Des tensiomètres intégrés pour la surveillance en temps réel de la charge.

  • Rapports de santé basés sur le Bluetooth (par exemple, TE Connectivity SmartScrew).

• Fabrication additive:

  • Des structures en treillis imprimées en 3D pour une réduction de poids de 50%.

  • Des canaux de refroidissement conformes dans les embouteillages métalliques.

• Matériaux durables:

  • L'aluminium recyclé avec 95% d'empreinte carbone plus faible.

  • Des alternatives de PEEK biodégradables.

Pourquoi choisir FINEX Hex Standoffs?

• Ingénierie de précision:

  • Les fils: laminés à la tolérance ISO 4H (par rapport aux fils coupés).

  • Les revêtements: MIL-DTL-5541 anodisé dur de type III.

• Personnalisation:

  • Longueur: de 3 à 50 mm (± 0,05 mm).

  • Types de têtes: vis à brides, à fentes ou à vis captive.

• Certificats:

  • Conforme à la directive RoHS/REACH.

  • IPC-4101 de classe 3 pour l'aérospatiale.