Co sprawia, że obudowa PCB jest wytrzymała?

Produkty, które kupujesz z półki lub przez internet, zawsze znajdują się w obudowie. Dla niektórych produktów obudowa jest celowo utwardzana, z celem wytrzymania trudnych warunków środowiskowych lub wstrząsów mechanicznych.

Co więc dokładnie sprawia, że obudowa jest wytrzymała? Zgromadziłem kilka przykładów z wojskowych systemów komputerowych i przemysłowych. Gdy ci ludzie mówią, że coś jest wytrzymałe, naprawdę to mają na myśli! Więc jeśli chcesz zdobyć pomysły na wzmocnienie własnego produktu, śledź te przykłady.

Co sprawia, że obudowa jest wytrzymała?

Wytrzymałe obudowy elektroniczne mają kilka wspólnych cech, które pozwalają im wytrzymać ciepło, płyny, wibracje, korozję i wstrząsy:

• Zazwyczaj są wykonane z wyciskanego aluminium
• Interfejsy złącz są uszczelnione
• Style złączy obejmują blokowanie i zatrzymywanie
• Są w jakiś sposób uszczelnione, aby zapobiec przedostawaniu się
• Zawierają słupki montażowe i otwory na śruby, które mocują PCB na miejscu
• Obudowa może wymagać wsparcia dla pionowych stosów płyt

Spójrz na poniższy przykład. Ta obudowa zawiera wytrzymały system komputerowy wbudowany, jest wykonana z wyciskanego aluminium i zawiera wiele stylów przemysłowych złączy, które mogą wytrzymać ciepło, uszkodzenia mechaniczne i wysokie napięcia. Te obudowy nie są dostępne jako gotowe produkty, są projektowane na zamówienie, aby pasowały do PCB i złączy, w tym punkty montażowe na PCB.

Jeśli otworzysz jedną z tych obudów, może wyglądać to jak na poniższym obrazie. Tutaj mamy stos płyt, które są zabezpieczone dystansami i przymocowane bezpośrednio do dna obudowy. Boki obudowy następnie przyjmują pasujący element i trzymają go na miejscu za pomocą śrub/boltów. Pasujący element może również mieć otwory na złącza montowane na panelu.

Obudowa jest radiatorem

Wytrzymałe obudowy są czasami używane dla urządzeń, które generują dużo ciepła, ale nie mogą zawierać wentylatora do chłodzenia. Tutaj potrzebny jest radiator, aby pomóc utrzymać komponenty w chłodzie. Jeśli płyta jest bezpośrednio połączona z obudową, wówczas obudowa może być używana jako duży radiator. To połączenie może być wykonane za pomocą standardowej podkładki termicznej i mocowań bezpośrednio do obudowy.

Aby włączyć odprowadzanie ciepła do obudowy, najlepszym sposobem jest użycie dużej metalowej obudowy i zbudowanie na jej wierzchu żeber. To w zasadzie przekształca całą powierzchnię obudowy w duży radiator. Symulacje termiczne są ważne w tego rodzaju obudowie; w niektórych przypadkach te obudowy muszą mieć maksymalny limit temperatury przy pełnym wykorzystaniu mocy, na przykład muszą być na tyle chłodne, aby człowiek mógł ich dotknąć.

Oceny IP

Po zbudowaniu obudowy i przygotowaniu jej do testów, ważnym punktem jest ocena ochrony przed przedostawaniem się do produktu, czyli ocena IP. Ocena IP dla obudowy określa poziom zabezpieczenia przed dostępem stałych zanieczyszczeń lub wilgocią obserwowaną w określonych warunkach. Klasyfikacja „wodoodporność”, którą czasami widzi się w urządzeniach elektronicznych, opiera się na tych kategoriach oceny IP.

Więc, którą ocenę IP powinna spełniać twoja obudowa i jak to osiągnąć? Inżynierowie mechanicy pracujący nad projektowaniem obudowy będą musieli wziąć na siebie odpowiedzialność za zaprojektowanie obudowy z określoną oceną IP. Na szczęście, projektanci PCB mogą bezpośrednio współpracować z użytkownikami MCAD za pomocą wtyczki, dowiedz się więcej tutaj.

Nie zapomnij o złączach!

Obudowa, która musi być odporna na kurz, ciecze lub wilgoć, jest bezpieczna tylko wtedy, gdy są bezpieczne jej złącza. Złącza używane do obudowy mają również oceny IP, a oceny IP na twoich złączach powinny odpowiadać ogólnej ocenie, jaką chcesz uzyskać dla produktu. Jeśli chcesz, możesz przeprojektować interfejs złącza, wybierając wyższą wartość IP, ale należy zauważyć, że ocena dla produktu będzie domyślnie odpowiadać najniższej ocenie spośród komponentów twojej obudowy.

Interfejsy takie jak Ethernet i USB mają wytrzymałe wersje standardowych złącz. Przy niestandardowych zespołach kablowych lub wiązkach, producent złącz powinien zostać użyty do zbudowania niestandardowego korpusu złącza, który może zapewnić wymaganą ocenę IP. Alternatywnie możesz znaleźć standaryzowane przemysłowe złącza o wysokich ocenach IP i zaprojektować własne rozmieszczenie pinów dla okablowania.

Na szczęście, nie musisz zgadywać, jak będzie wyglądać i pasować twoja PCB w wytrzymałej obudowie. Projektanci mechaniczni i elektryczni mogą współpracować bezproblemowo dzięki funkcjom współpracy ECAD i MCAD w Altium Designer®. Aby wdrożyć współpracę w dzisiejszym interdyscyplinarnym środowisku, innowacyjne firmy korzystają z platformy Altium 365™, aby łatwo udostępniać dane projektowe i wprowadzać projekty do produkcji.

Dotknęliśmy tylko wierzchołka góry lodowej możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.