Qu'est-ce qui rend un boîtier de PCB robuste ?

Les produits que vous achetez en magasin ou sur le web sont tous contenus dans un boîtier. Pour certains produits, le boîtier est intentionnellement renforcé, dans le but de résister à un environnement difficile ou à un choc mécanique.

Alors, qu'est-ce qui rend un boîtier robuste ? J'ai compilé quelques exemples issus de l'informatique militaire et des systèmes industriels. Quand ces gens disent que quelque chose est robuste, ils le pensent vraiment ! Alors, si vous voulez obtenir des idées pour renforcer votre propre produit, suivez ces exemples.

Qu'est-ce qui rend un boîtier robuste ?

Les boîtiers électroniques robustes ont des caractéristiques communes qui leur permettent de résister à la chaleur, aux liquides, aux vibrations, à la corrosion et aux chocs :

• Ils sont généralement construits à partir d'aluminium extrudé
• Les interfaces de connecteurs sont scellées
• Les styles de connecteurs incluent le verrouillage et la rétention
• Ils sont scellés d'une manière ou d'une autre pour prévenir les infiltrations
• Ils incluent des poteaux de montage et des trous pour fixations qui fixent le PCB en place
• Le boîtier peut nécessiter de supporter des empilements de cartes verticaux

Jetez un œil à l'exemple ci-dessous. Cette enceinte comprend un système informatique embarqué robuste, elle est construite en aluminium extrudé et inclut de nombreux styles de connecteurs industriels capables de résister à la chaleur, aux dommages mécaniques et aux hautes tensions. Ces enceintes ne sont pas disponibles en magasin, elles sont conçues sur mesure pour s'adapter au PCB et aux connecteurs, incluant des points de montage sur le PCB.

Si vous ouvrez l'une de ces enceintes, cela pourrait ressembler à l'image ci-dessous. Ici, nous avons une pile de cartes qui sont sécurisées avec des entretoises et fixées directement au fond de l'enceinte. Les côtés de l'enceinte accepteraient alors la pièce correspondante et la maintiendraient en place avec des vis/boulons. La pièce correspondante peut également avoir des ouvertures pour des connecteurs montés sur panneau.

L'Enceinte Est le Radiateur

Les enceintes robustes sont parfois utilisées pour des dispositifs qui génèrent beaucoup de chaleur, mais elles ne peuvent pas incorporer un ventilateur pour le refroidissement. C'est là qu'un dissipateur thermique serait nécessaire pour aider à garder les composants au frais. Si la carte est directement liée à l'enceinte, alors l'enceinte peut être utilisée comme un grand dissipateur thermique. Cette liaison peut être réalisée avec un pad thermique standard et des fixations directement sur l'enceinte.

Pour intégrer un dissipateur thermique dans le boîtier, la meilleure manière est d'utiliser un grand boîtier métallique et de construire des ailettes sur le dessus. Cela transforme essentiellement toute la surface du boîtier en un grand dissipateur thermique. Les simulations thermiques sont importantes dans ce type de boîtier ; dans certains cas, ces boîtiers doivent avoir une limite de température maximale à pleine puissance, comme être suffisamment frais pour qu'un humain puisse le toucher.

Indices de Protection (IP)

Une fois que le boîtier a été construit et qu'il est prêt pour les tests, un point important est l'indice de protection contre l'ingression du produit, ou indice IP. L'indice IP d'un boîtier détermine le niveau d'ingression de débris solides ou d'humidité observé dans certaines conditions. La classification « étanche » que vous voyez parfois sur les appareils électroniques est basée sur ces catégories d'indice IP.

Alors, quel indice IP votre boîtier devrait-il viser et comment y parvenir ? Les ingénieurs mécaniques qui travaillent sur la conception des boîtiers devront prendre l'initiative de concevoir pour un indice IP particulier. Heureusement, les concepteurs de PCB peuvent collaborer directement avec les utilisateurs de MCAD grâce à un plugin, en savoir plus ici.

N’oubliez pas les Connecteurs !

Un boîtier devant résister à la poussière, aux liquides ou à l'humidité n'est aussi sûr que ses connecteurs. Les connecteurs utilisés pour un boîtier ont également des indices IP, et les indices IP de vos connecteurs devraient correspondre à l'indice global que vous souhaitez pour le produit. Si vous le souhaitez, vous pourriez surdimensionner l'interface du connecteur en sélectionnant une valeur IP supérieure, mais vous devriez noter que l'indice pour le produit sera par défaut celui de la note la plus basse parmi les composants de votre boîtier.

Des interfaces comme Ethernet et USB disposent de versions robustes des connecteurs standards. Avec des assemblages de câbles personnalisés ou des harnais, un fabricant de connecteurs devrait être utilisé pour construire un corps de connecteur personnalisé qui peut fournir l'indice IP requis. Alternativement, vous pouvez trouver des connecteurs industriels standardisés avec des indices IP élevés et concevoir votre propre agencement de broches pour le câblage.

Heureusement, vous n'avez pas à deviner la forme et l'ajustement de votre PCB dans un boîtier robuste. Les concepteurs mécaniques et électriques peuvent travailler ensemble de manière transparente avec les fonctionnalités de collaboration ECAD et MCAD dans Altium Designer. Pour mettre en œuvre la collaboration dans l'environnement interdisciplinaire d'aujourd'hui, les entreprises innovantes utilisent la plateforme Altium 365 pour partager facilement les données de conception et lancer les projets en fabrication.

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