PCB常用紧固件及安装要求


一、常用紧固件
1.螺钉
目前所用的螺钉结构大部分是一字槽和十字槽两种结构形式。由于十字槽具有对中性好,螺丝刀不容易滑出的优点,因此,目前使用非常广泛。图1给出了按头部结构分类的常用螺钉。
图1
大多数情况下,对机械连接表面没有特殊要求时,都可以选用圆柱头或半圆头螺钉。其中圆柱头螺钉特别是球面圆柱头螺钉因槽口较深,螺丝刀用力拧紧时一般不易拧坏槽口,因此比半圆头螺钉更适合用于需较大紧固力的部位。
当需要连接的面比较平整时,应选用沉头螺钉。当面板的沉头孔与沉头螺钉适配时,可以使螺钉与面板保持很一致的高度,并且使连接件具有较确切的定位,表面也较为美观。
需要注意的是,这种螺钉因为槽口较浅,一般不能承受较大的紧固力。因此,在电子设备中它们往往被使用在整机的第二层面板上(第一层面板业内常称为假面板),即外观板。面板上常用的沉头螺钉形状如图2所示。
图2
另一种叫丝锥螺钉,如图3所示。这种螺钉用于金属板或木板和其他类似材料上,它能自攻螺纹,所以又可叫自攻螺钉。
图3
2.螺母
螺母有许多种类型,所有类型的螺母都有特定的用途,图4所示是常用的螺母。螺母结构的共同特点是能用手或板手转动。螺母把压力施于螺钉或螺栓头及被固定的物体上。用板手上螺母时,必须仔细,不能用蛮劲,不能倒圆螺母的棱角或剥落螺纹。
图4
3.垫圈
常见的平垫圈如图5所示。平垫圈能防止平面受到转动螺母或螺钉的影响,弹簧锁紧垫圈能保护平面,但上紧时,必须保持弹簧张力,才可保持螺母不致松动,当金属和金属接触时,可利用有齿结合的锁紧垫圈。
图5
4.压板和导线夹
压板和导线夹用来把单根导线、线束、零部件和器件固定在需要确定的位置。它们提供一种机械连接,以减小电气连接处的运动和张力。压板和导线夹的形状及尺寸是多种多样的,但除了尺寸和基本结构外,主要差别在于被紧固的覆盖物。有时需要在被紧固件上垫塑料材料或橡胶材料,以保护被覆盖的表面,同时也可提供保护或减轻缓和被覆盖物免遭振动冲击。常见的压板和导线夹如图6所示。
图6
二、 紧固件安装的电气绝缘要求
1.电气绝缘要求
螺钉与印制导线间应满足设计、工艺文件和相关标准的最小电气绝缘间隙要求,这些绝缘间隙的间距应根据具体产品的要求加以量化,如图7所示。
图7
螺钉、平垫圈、弹垫圈与印制导线应有一定安全间距,如图8所示。
如果无法与印制导线保持要求间距时,可采用加绝缘垫片的形式进行隔离,如图9所示。
图8
图9
2.电气绝缘不合格安装
如果紧固件安装后导致规定的最小电气绝缘间隙减小了,如图10 所示,这种装配会存在产生电弧或短路的潜在因素,因此,是不合格的安装。
图10
三、螺纹伸出长度的安装要求
1.螺纹伸出长度的规定
1)螺纹伸出螺母不小于一个或一个半螺距;螺钉连接有效长度一般不得小于3个螺距。
2)螺钉紧固后如露出的螺丝扣会触及到元件或导线,或者采用了锁紧机构,这时允许螺钉的末端和螺母齐平。
3)在伸出长度不影响相邻部件并且在最小电气间隙得到满足的条件下,对于小于M2.5的螺钉,伸出长度不应大于3.0mm加一个或一个半螺距;对于大于M2.5的螺钉,伸出长度不应大于6.3mm加一个或一个半螺距。
2.螺纹伸出长度的合格安装要求
常规的紧固件合格安装如图11所示。
螺纹伸出长度不符合规定要求时,大多表现是:螺钉伸出长度已超出螺纹的规定,如图12所示。
图11
图12
四、不合格的紧固件安装
印制电路板上紧固件安装不合格主要表现在:
螺钉伸出的长度干扰相邻元件,如图13所示;紧固件装配顺序不符合图纸要求,如图14所示;弹簧垫圈与非金属或层压材料相接触,如图15所示;没上弹簧垫圈或平垫圈,如图16所示;紧固件缺少或安装位置不正确等。这些不合格的安装都是在印制电路组件板上容易出现的情况。
图13
图14
图15
图16
五、螺纹扭矩的规定
用于提供电气连接的螺纹紧固件必须拧紧,以确保可靠的电气连接。当使用弹簧锁紧垫圈时,螺纹紧固件拧紧至压平锁紧垫圈。紧固件至少应拧紧至规定的最小扭矩。
满足要求和合格的螺纹紧固安装主要表现在:
当紧固件拧紧时,弹簧锁紧垫圈应是完全压平的,如图17所示。
不满足要求和不合格或有缺陷螺纹的紧固安装主要表现在:
弹簧锁紧垫圈没压平,缺口与缺口没有对平齐,如图18所示。
图17
图18
根据李晓麟老师的印制电路组件装焊工艺与技术改编



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