Что делает корпус печатной платы прочным?

Продукты, которые вы покупаете в магазине или через интернет, всегда находятся внутри корпуса. Для некоторых продуктов корпус специально усилен, с целью выдерживать жесткие условия или механические удары.

Так что же делает корпус прочным? Я собрал несколько примеров из военной техники и промышленных систем. Когда эти ребята говорят, что что-то прочное, они действительно это имеют в виду! Так что, если вы хотите получить идеи для усиления своего собственного продукта, обратите внимание на эти примеры.

Что делает корпус прочным?

Прочные электронные корпуса имеют некоторые общие характеристики, которые позволяют им выдерживать тепло, жидкости, вибрацию, коррозию и удары:

• Обычно они изготавливаются из экструдированного алюминия
• Интерфейсы соединителей герметизированы
• Стили соединителей включают блокировку и удержание
• Они каким-то образом герметизированы, чтобы предотвратить проникновение
• Они включают в себя монтажные стойки и отверстия для крепежа, которые фиксируют печатную плату на месте
• Корпус может потребовать поддержки вертикальных стопок плат

Посмотрите на пример ниже. Этот корпус включает в себя прочную встроенную вычислительную систему, он изготовлен из экструдированного алюминия и содержит множество промышленных типов соединителей, которые могут выдерживать тепло, механические повреждения и высокие напряжения. Такие корпуса не доступны в готовом виде, они специально разработаны для соответствия печатной плате и соединителям, включая точки крепления на печатной плате.

Если открыть один из таких корпусов, внутри можно увидеть что-то похожее на изображение ниже. Здесь у нас есть стопка плат, которые закреплены дистанционными стойками и непосредственно прикреплены к дну корпуса. Боковые стороны корпуса затем принимают соединяемую часть и удерживают ее на месте с помощью винтов/болтов. Соединяемая часть также может иметь отверстия для панельных соединителей.

Корпус служит радиатором

Прочные корпуса иногда используются для устройств, которые генерируют много тепла, но не могут включать вентилятор для охлаждения. Вот где может потребоваться радиатор, чтобы помочь охладить компоненты. Если плата непосредственно соединена с корпусом, то корпус может использоваться как большой радиатор. Это соединение может быть выполнено с помощью стандартной теплопроводящей подложки и крепежей непосредственно к корпусу.

Для интеграции теплоотвода в корпус лучший способ - использовать большой металлический корпус и установить на верхней части ребра. Это практически превращает всю поверхность корпуса в большой радиатор. Тепловые симуляции важны для такого типа корпуса; в некоторых случаях эти корпуса должны иметь максимальный предел температуры при полной мощности использования, например, быть достаточно прохладными для прикосновения человека.

Рейтинги IP

После того как корпус изготовлен и готов к тестированию, одним из важных моментов является рейтинг защиты от проникновения продукта, или рейтинг IP. Рейтинг IP для корпуса определяет уровень проникновения твердых частиц или влаги, наблюдаемый в определенных условиях. Классификация «водонепроницаемость», которую вы иногда видите в электронных устройствах, основана на этих категориях рейтинга IP.

Так какой рейтинг IP должен иметь ваш корпус и как его достичь? Механические инженеры, работающие над дизайном корпуса, должны взять на себя руководство по проектированию для конкретного рейтинга IP. К счастью, дизайнеры печатных плат могут напрямую сотрудничать с пользователями MCAD с помощью плагина, узнайте больше здесь.

Не забудьте о разъемах!

Корпус, который должен быть защищен от пыли, жидкостей или влаги, безопасен только настолько, насколько безопасны его соединители. Соединители, используемые для корпуса, также имеют IP-рейтинги, и IP-рейтинги ваших соединителей должны соответствовать общему рейтингу, который вы хотите получить для продукта. Если хотите, вы можете перестраховаться, выбрав интерфейс соединителя с более высоким значением IP, но следует учесть, что рейтинг продукта будет определяться по наименьшему рейтингу среди компонентов вашего корпуса.

Интерфейсы, такие как Ethernet и USB, имеют усиленные версии стандартных соединителей. При использовании специальных кабельных сборок или жгутов следует обратиться к производителю соединителей для создания специального корпуса соединителя, который может обеспечить необходимый IP-рейтинг. Как альтернативу, вы можете найти стандартизированные промышленные соединители с высокими IP-рейтингами и разработать собственную распиновку для кабелей.

К счастью, вам не придется гадать насчет формы и подгонки вашей печатной платы в усиленном корпусе. Механические и электрические дизайнеры могут эффективно сотрудничать, используя функции совместной работы ECAD и MCAD в Altium Designer. Для реализации сотрудничества в современной междисциплинарной среде инновационные компании используют платформу Altium 365 для удобного обмена данными проектирования и запуска проектов в производство.

Мы только начали раскрывать возможности Altium Designer на Altium 365. Начните свою бесплатную пробную версию Altium Designer + Altium 365 уже сегодня.