Cosa Rende Robusto un Contenitore per PCB?

I prodotti che acquisti pronti all'uso o tramite il web sono tutti contenuti in un involucro. Per alcuni prodotti, l'involucro è intenzionalmente rinforzato, con l'obiettivo di resistere ad ambienti difficili o a shock meccanici.

Quindi, cosa rende un involucro robusto? Ho raccolto alcuni esempi dal mondo dei computer militari e dei sistemi industriali. Quando queste persone dicono che qualcosa è robusto, intendono davvero robusto! Quindi, se vuoi avere qualche idea su come rendere robusto il tuo prodotto, segui questi esempi.

Cosa Rende un Involucro Robusto?

Gli involucri elettronici robusti hanno alcune caratteristiche comuni che permettono loro di resistere al calore, ai liquidi, alle vibrazioni, alla corrosione e agli shock:

• Sono solitamente costruiti in alluminio estruso
• Le interfacce dei connettori sono sigillate
• I tipi di connettori includono sistemi di bloccaggio e ritenzione
• Sono sigillati in qualche modo per prevenire l'ingresso
• Includono montanti e fori per fissaggi che fissano il PCB in posizione
• L'involucro può dover supportare impilamenti verticali di schede

Dai un'occhiata all'esempio qui sotto. Questo involucro include un sistema di calcolo embedded robusto, è costruito in alluminio estruso e include molti stili di connettori industriali che possono resistere al calore, ai danni meccanici e ad alte tensioni. Questi involucri non sono disponibili come prodotti preconfezionati, sono progettati su misura per adattarsi al PCB e ai connettori, includendo punti di montaggio sul PCB.

Se apri uno di questi involucri, potrebbe sembrare come l'immagine qui sotto. Qui abbiamo una pila di schede che sono fissate con distanziatori e assicurate direttamente al fondo dell'involucro. I lati dell'involucro accetterebbero quindi il pezzo complementare e lo terrebbero in posizione con viti/bulloni. Il pezzo complementare può anche avere aperture per connettori da pannello.

L'Involucro È il Dissipatore di Calore

Gli involucri robusti sono talvolta utilizzati per dispositivi che generano molto calore, ma non possono incorporare una ventola per il raffreddamento. Qui è dove sarebbe necessario un dissipatore di calore per aiutare a mantenere freschi i componenti. Se la scheda è legata direttamente all'involucro, allora l'involucro può essere utilizzato come un grande dissipatore di calore. Questo legame può essere realizzato con un tampone termico standard e fissaggi direttamente all'involucro.

Per incorporare il dissipatore di calore nell'involucro, il modo migliore è utilizzare un grande involucro metallico e costruire delle alette sulla parte superiore. Questo trasforma sostanzialmente un'intera superficie dell'involucro in un grande dissipatore di calore. Le simulazioni termiche sono importanti in questo tipo di involucro; in alcuni casi, questi involucri devono avere un limite massimo di temperatura a pieno utilizzo, come essere abbastanza freddi da poter essere toccati da una persona.

Classificazioni IP

Una volta che l'involucro è stato costruito ed è pronto per i test, un punto importante è la valutazione della protezione all'ingresso del prodotto, o classificazione IP. La classificazione IP per un involucro determina il livello di ingresso di detriti solidi o di umidità che si osserva in determinate condizioni. La classificazione "impermeabile" che talvolta si vede nei dispositivi elettronici si basa su queste categorie di classificazione IP.

Quindi, quale classificazione IP dovrebbe avere il tuo involucro e come si arriva a questo obiettivo? Gli ingegneri meccanici che lavorano sulla progettazione dell'involucro dovranno prendere l'iniziativa nella progettazione per una particolare classificazione IP. Fortunatamente, i progettisti di PCB possono collaborare direttamente con gli utenti MCAD con un plugin, scopri di più qui.

Non Dimenticare i Connettori!

Un involucro che deve resistere a polvere, liquidi o umidità è sicuro solo quanto lo sono i suoi connettori. Anche i connettori utilizzati per un involucro hanno valutazioni IP, e le valutazioni IP dei tuoi connettori dovrebbero corrispondere alla valutazione complessiva che desideri per il prodotto. Se vuoi, potresti sovra-dimensionare l'interfaccia del connettore selezionando un valore IP più alto, ma dovresti notare che la valutazione per il prodotto sarà di default quella più bassa tra i componenti del tuo involucro.

Interfacce come Ethernet e USB hanno versioni robuste dei connettori standard. Con assemblaggi di cavi personalizzati o cablaggi, un produttore di connettori dovrebbe essere utilizzato per costruire un corpo connettore personalizzato che possa fornire la valutazione IP richiesta. In alternativa, puoi trovare connettori industriali standardizzati con alte valutazioni IP e progettare il tuo schema di collegamento per il cablaggio.

Fortunatamente, non devi indovinare la forma e l'adattamento del tuo PCB in un involucro robusto. I progettisti meccanici ed elettrici possono lavorare insieme senza problemi con le funzionalità di collaborazione ECAD e MCAD in Altium Designer. Per implementare la collaborazione nell'ambiente interdisciplinare di oggi, le aziende innovative stanno utilizzando la piattaforma Altium 365 per condividere facilmente i dati di progettazione e avviare i progetti alla produzione.

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