用于PCB設(shè)計(jì)和制造的“安全帶”

我們都看過(guò)關(guān)于安全帶（扣件）的廣告，我們當(dāng)中有些人甚至可能知道有人因系安全帶而幸免。我曾經(jīng)看到安全帶挽救生命的奇跡，我可以證明它們確實(shí)起作用。嗯，同樣的邏輯也適用于PCB。從某種意義上講，緊固件是可以幫助保護(hù)PCB的救生工具。工業(yè)工程緊固件是整個(gè)PCB制造過(guò)程中至關(guān)重要的部分。

工業(yè)工程緊固件的定義

根據(jù)定義，將兩個(gè)或多個(gè)物體機(jī)械連接的硬件設(shè)備稱(chēng)為緊固件?？傮w而言，緊固件（包括工業(yè)緊固件）用于制造非永久性接頭（可以拆除或拆除）。緊固件的例子包括夾子，螺栓，銷(xiāo)，閂鎖，螺釘，螺母，墊圈，釘子和套筒，僅舉幾例。用塑料，鋼，不銹鋼，青銅，黃銅和尼龍等材料制成緊固件。

我相信您知道，緊固件的類(lèi)型以及用于制造緊固件的材料的種類(lèi)與它們的應(yīng)用用途一樣廣泛。同樣，當(dāng)您考慮其重要性（PCB）時(shí)，工業(yè)工程緊固件的主題并不像人們想象的那么簡(jiǎn)單。

在某些情況下，用正確的材料制成正確的緊固件是指PCB表現(xiàn)最佳與根本不同的區(qū)別。保護(hù)設(shè)計(jì)良好的PCB與設(shè)計(jì)本身同樣重要。這種概念性方法還包括PCB上的組件。

正如我之前所避免的，有許多不同類(lèi)型的緊固件。但是，我將討論僅限于明確針對(duì)PCB市場(chǎng)的討論。

無(wú)論設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度或設(shè)計(jì)中使用的組件的先進(jìn)程度如何，都需要安全可靠的附件以實(shí)現(xiàn)最佳性能。PCB的電氣環(huán)境是脆弱而脆弱的生態(tài)系統(tǒng)，可應(yīng)對(duì)EMI， ESD和熱威脅。您最后要擔(dān)心的是物理安裝會(huì)導(dǎo)致您精心設(shè)計(jì)的PCB失效。

事實(shí)仍然是，我們?cè)S多人不贊成工業(yè)緊固件在整個(gè)PCB制造過(guò)程中的重要性。沒(méi)有牢固地連接到機(jī)箱的PCB的影響不是美的事，而是一場(chǎng)噩夢(mèng)?？紤]到這一點(diǎn)，我將在接下來(lái)的幾段中討論緊固件失效的一些常見(jiàn)原因，以便您可以避免這些常見(jiàn)的陷阱。

PCB中的三種工業(yè)工程緊固件

工業(yè)緊固件分為三類(lèi)或三類(lèi)，可為一系列PCB應(yīng)用提供可靠和安全的連接。這些工業(yè)工程緊固件解決方案視類(lèi)型和樣式而定，可以應(yīng)對(duì)板對(duì)板，組件對(duì)板，板對(duì)底架甚至是堆疊或間隔固定的挑戰(zhàn)。

三種類(lèi)型或類(lèi)別是：

1.表面安裝緊固件：它們通常包括無(wú)螺紋或帶螺紋的螺母和支腳，系留面板螺釘，并且獨(dú)特地提供與板成直角的耐用可重復(fù)使用的螺紋。

2.拉式緊固件：通常，它們包括帶螺紋的或無(wú)螺紋的支腳，帶螺紋的螺母，面板緊固件組件，帶螺紋的螺柱和帶有彈簧作用的支腳，以在沒(méi)有螺釘或帶螺紋的硬件的情況下牢固地固定板。

3.拉刀/喇叭口固定器：顧名思義，這些是該組的混合動(dòng)力。它們用于間隔應(yīng)用或堆疊，并結(jié)合了拉刀與擴(kuò)口功能的組合，從而在安裝到木板材料中時(shí)具有出色的拔出性能。

工業(yè)工程緊固件失效的常見(jiàn)原因

無(wú)論設(shè)計(jì)的質(zhì)量或最終的構(gòu)建質(zhì)量如何，一切最終都會(huì)失敗。其中包括支持采用成熟制造技術(shù)執(zhí)行的最精確設(shè)計(jì)的組件。這個(gè)不可避免的事實(shí)也適用于工業(yè)工程緊固件。如果您問(wèn)任何工程師，他們會(huì)告訴您，不僅僅是故障，而是故障發(fā)生的時(shí)間。

這樣想，如果您的Xbox One X在發(fā)出表示即將發(fā)生的硬盤(pán)故障的聲音后出現(xiàn)故障，則可能會(huì)令人不快，但可以預(yù)期。但是，如果您剛剛購(gòu)買(mǎi)了新的Xbox One X以及一些游戲和配件，然后突然停止工作，那么，您就明白了。

那么，工業(yè)緊固件過(guò)時(shí)失效的常見(jiàn)原因是什么？更何況，該如何做才能最大程度地降低風(fēng)險(xiǎn)并最大化緊固件的預(yù)期壽命？嗯，根據(jù)有關(guān)故障分析的設(shè)計(jì)師，制造商和市場(chǎng)研究數(shù)據(jù)，故障的主要原因如下：

l過(guò)度擰緊：施加太大的力會(huì)導(dǎo)致拉伸失敗并損壞PCB本身。

l擰得不夠緊：未施加足夠的力會(huì)導(dǎo)致安裝不正確，從而給緊固件造成太大的應(yīng)力。當(dāng)然，這會(huì)導(dǎo)致疲勞失效。由于夾緊力不足，接頭和緊固件也會(huì)變松。

l設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)慕宇^：設(shè)計(jì)不當(dāng)是指對(duì)緊固件施加的載荷不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致過(guò)早失效。此外，安裝后緊固件和接頭可能會(huì)變松，或者緊固件可能會(huì)與母材分離。

l緊固件質(zhì)量：用來(lái)制造緊固件的材料決定了它們的性能。因此，劣質(zhì)材料意味著性能差和早期故障。

l組裝設(shè)備： 不正確使用組裝機(jī)器通常會(huì)導(dǎo)致緊固件安裝不正確和早期故障。

l氫脆： 在高于特定硬度范圍的高強(qiáng)度鋼中，施加在緊固件上的拉伸載荷會(huì)導(dǎo)致部件，鍍層或環(huán)境中的氫特征性地流到應(yīng)力區(qū)域，從而逐漸導(dǎo)致微裂紋并延遲緊固件故障。

我們不能僅依靠規(guī)格表。僅僅是因?yàn)樗麄儧](méi)有，也不能告訴PCB設(shè)計(jì)人員他們需要知道的一切。因此，我鼓勵(lì)實(shí)際測(cè)試來(lái)確定緊固件問(wèn)題，然后再將其投入生產(chǎn)線。

今天，尤其如此，因?yàn)槲覀儾粩嗫吹绞袌?chǎng)上各種電子設(shè)備的類(lèi)型在增加。此外，PCB仍然是任何電子設(shè)備中最常見(jiàn)的組件，而工業(yè)工程緊固件是他們的無(wú)名英雄。