فهرست مطالب
اتصالات PCB: راهنمای جامع انواع، انتخاب و کاربردها
کانکتور PCB چیست؟
- مدولار بودن: آنها مونتاژ و جداسازی آسان سیستم و اجزای آن را تسهیل میکنند. اجزا (مانند مدارهای مجتمع, ، ماژول حسگر و منبع تغذیه).
- قابلیت سرویسدهی: ماژولهای معیوب را میتوان به راحتی جدا و جایگزین کرد.
- یکپارچگی سیگنال: یک کانکتور با طراحی مناسب، انتقال مطمئن و کماتلاف سیگنالهای الکتریکی را از نقطه A به نقطه B تضمین میکند.
- توزیع برق: آنها یک مسیر انتقال برق امن و بادوام از یک بخش سیستم به بخش دیگر تشکیل میدهند.
- انعطافپذیری طراحی: کانکتورها امکان تقسیم طرحهای پیچیده را فراهم میکنند تا بتوان بردهای مدار چاپی کوچکتر را در فضای سهبعدی با هم ترکیب کرد.
انواع مفصل کانکتورهای PCB
با روش خاتمه (نحوه اتصال سیمها)
اتصال PCB پیچی

- سیم را با دقت از سوراخ پایینی کانکتور عبور دهید تا انتهای سیم با رسانای فلزی زیرین تماس محکمی برقرار کند.
- در صورتی که نیاز به اتصال سیم دیگری باشد، این کار را انجام دهید و آن را از طریق شیار از پیش تعیین شده در کانکتور هدایت کنید.
- برای محکم کردن دقیق سیم، باید درپوش گردان نصب شده روی کانکتور را ماهرانه محکم کنید تا پیچ داخل درپوش، یک اتصال محکم و بدون لغزش روی هادی سیم فلزی ایجاد کند.
اتصال PCB فنری

- با شناسایی علائم احتمالی موجود در کانکتورها که با علائم "+" و "-" نشان داده شدهاند، شروع کنید و از قرارگیری صحیح ترمینالهای مثبت و منفی اطمینان حاصل کنید.
- با استفاده از پیچگوشتی، زبانه فنری را با دقت به پایین فشار دهید. این کار باعث ایجاد یک روزنه مناسب برای قرار دادن سیم میشود. با باز شدن زبانه، اثر فنر طبیعی، سیم را در موقعیت خود محکم نگه میدارد.
- اگر کانکتور دارای سوراخ پیچ یا نقاط نصب است، باید با استفاده از پیچ یا پیچ گوشتی محکم شود.
کانکتور PCB پلاگین

کانکتور IDC

توسط شیء اتصال (چه چیزی متصل میشود)
کانکتور برد به برد

- اتصالات نیم طبقه: برای اتصال دو برد مدار چاپی موازی به یکدیگر استفاده میشود.
- کانکتورهای مادربرد-برد دختر: یک هدر عمودی روی یک برد به یک سوکت روی برد دیگر متصل میشود (برای مثال، رزبری پای کلاهها).
- کانکتورهای روی هم چیده شده: قابل مقایسه با نیم طبقه، اما ممکن است از ارتفاع خاصی برای ایجاد فاصله بین تختهها برخوردار باشد.
- کانکتورهای پشتی: یک سیستم کانکتور با تعداد پین بالا که به موجب آن چندین کارت دختر میتوانند به یک مادربرد “صفحه پشتی” متصل شوند.
- سیستمهای چند بردی: با استفاده از چندین برد در طرحبندیهای پیچیده، کانکتورهای برد به برد، انتقال داده و سیگنال کارآمد را از یک برد به برد دیگر فراهم میکنند.
- طراحی ماژولار: طرحهای ماژولار، فرآیند تولید را از طریق توسعه ماژولهای تخصصی که میتوانند قبل از اتصال به یکدیگر با استفاده از کانکتورهای برد به برد، جداگانه تولید و آزمایش شوند، بهینه میکنند.
- گسترش سیگنال: یک مثال عملی را میتوان در کارتهای گرافیک با کارایی بالا مشاهده کرد که نیاز به اتصال سیگنالهای خروجی خود به مادربرد برای پشتیبانی از صفحات نمایش بزرگ.
کانکتور سیم به برد

کانکتور ورودی/خروجی

تکنیکها و فرآیند نصب کانکتور PCB
کانکتورهای فناوری سوراخکاری (THT)
- قرار دادن قطعات: پینهای کانکتور باید درون سوراخهای آبکاری شده PCB قرار گیرند.
- لحیم کاری: برد در امتداد دستگاه لحیم کاری موجی حرکت میکند، که پینهای قسمت زیرین برد را با لحیم میپوشاند.
- تمیز کردن و بازرسی: تمیز کردن باقیماندهی روانساز همراه با بازرسی اتصالات لحیمکاری شده انجام میشود.
کانکتورهای فناوری نصب سطحی (SMT)
- چاپ خمیر لحیم: شابلون زدن خمیر لحیم روی پدهای لحیم PCB.
- قرار دادن قطعات: دستگاه Pick & Place کانکتور SMT را با دقت روی خمیر قرار میدهد.
- لحیم کاری مجدد: برد از یک کورهی بازتابی عبور میکند که در آن خمیر لحیم ذوب میشود و یک اتصال دائمی ایجاد میکند.
- بازرسی: بازرسی نوری خودکار (AOI). این شامل بررسی دقت قرارگیری و کیفیت لحیم کاری است.
اتصالات پرسی
- همترازی: کانکتور فشاری با سوراخهای آبکاری شدهی هدف در PCB تراز شده است.
- فشار دادن: نیروی خاصی (به صورت دستی با استفاده از ابزار پرس یا از طریق یک پرس خودکار) اعمال میشود تا کانکتور را به سمت خود هل دهد تا در جای خود قرار گیرد.
- تأیید: اتصال را میتوان از طریق اندازهگیری عمق فرورفتگی و نیروی نگهدارنده تأیید کرد.
چگونه کانکتورهای برد PCB را انتخاب کنیم؟
الزامات برق
- رتبه فعلی: مهمترین مشخصات. مطمئن شوید که کانکتور میتواند بالاترین جریان را بدون گرم شدن بیش از حد پشتیبانی کند. حاشیه ایمنی باید حداقل ۱.۵ برابر باشد.
- رتبه بندی ولتاژ: باید بالاتر از حداکثر ولتاژ عملیاتی سیستم باشد.
- مقاومت تماسی: اعداد پایینتر (مثلاً <20mΩ) برای کاهش تلفات توان ناشی از افت ولتاژ مطلوب هستند.
- مقاومت عایق: باید زیاد باشد (>100 MΩ). این برای مقاومت در برابر عبور سیگنالها است.
الزامات مکانیکی
- تعداد پین/گام: تعداد سیگنالها را مشخص کنید و سپس کانکتوری را انتخاب کنید که پینهای کافی داشته باشد. گام (فاصله از هر پین - که نمونههایی از آن “2.54 میلیمتر”، “1.27 میلیمتر” و “0.5 میلیمتر” هستند) به ... بستگی دارد. طرح PCB چگالی.
- چرخههای جفتگیری: تعداد چرخههای اتصال/قطع اتصال که کانکتور میتواند تحمل کند. محصول مصرفی ممکن است به صدها چرخه نیاز داشته باشد، در حالی که تجهیزات تست ممکن است به هزاران چرخه نیاز داشته باشند.
- نیروی درج/استخراج: میزان نیروی مورد نیاز برای اتصال یا جدا کردن کانکتور. این میتواند بر سهولت دسترسی و نیاز به مکانیزمهای قفل تأثیر بگذارد.
- سیستم قفل: در مورد بارگذاری ارتعاشی و ضربهای، ضرورت قفلها، چفتها و پیچهای کانکتور را نمیتوان دست کم گرفت.
شرایط محیطی
- دمای عملیاتی: خودرو: -40 درجه سانتیگراد تا +125 درجه سانتیگراد؛; صنعتی: -25 درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد؛; مصرف کننده: 0 درجه سانتیگراد تا 70+ درجه سانتیگراد.
- حفاظت در برابر نفوذ (رتبه IP): در صورت استفاده در محیط بیرونی، کانکتور انتخابی باید دارای رتبهبندی محافظت در برابر نفوذ مناسب (مانند رتبهبندی IP67) باشد.
مواد و ساخت
- مخاطبین: فسفر برنز رایج است. آبکاری طلا خواص ضد خوردگی عالی و مقاومت تماسی پایینی دارد. قلع از طلا ارزانتر است.
- مسکن: نایلون PA66 کاربردهای عمومی دارد. PBT مقاومت بهتری در برابر دماهای بالا دارد. LCP عملکرد بهتری در لحیم کاری با جریان برگشتی در دمای بالا دارد.
- سازگاری فرآیند: مطمئن شوید که مشخصات حرارتی کانکتور با ... مطابقت دارد. فرآیند لحیم کاری شما از (لحیم کاری SMT reflow یا THT) استفاده میکنید لحیم کاری موجی).
مواد تولیدی برای اتصالات PCB
- ترموست EP: این نوع پلاستیک از پایداری فیزیکی بالا و مقاومت در برابر شعله برخوردار است، هرچند شاید فاقد چقرمگی باشد.
- پلی کربنات ترموپلاستیک (PC): این ماده که به دلیل پایداری هندسی، استحکام یکپارچه و مقاومت قابل توجه در برابر گرما شناخته شده است، قابلیت عایقبندی بهبود یافتهای را نیز فراهم میکند. با این حال، باید به خاطر داشت که شکستگیها یا ترکها هنگام قرار گرفتن در معرض تنش بیش از حد ظاهر میشوند.
- پلی استر ترموپلاستیک PBT: عمدتاً در موارد زیر استفاده میشود دمای بالا کاربردها. در صورت استفاده همزمان، سطح بالایی از بازدارندگی شعله را فراهم میکند. بردهای مدار چاپی FR-4.
- پ.ا.-ف: این نوع نایلون تقویتشده با الیاف شیشه، جذب آب پایینی دارد و استحکام بالایی ایجاد میکند. این ماده کاربردهای ویژهای در حفاظت از ولتاژ بالا دارد.
چگونه از قابلیت اطمینان کانکتورهای PCB اطمینان حاصل کنیم؟
- صداقت در تماس: اولین نقطه شکست اغلب خود نقطه تماس خواهد بود. اکسیداسیون، آلایندهها یا سایش لایههای آبکاری شده میتواند به افزایش مقاومت کمک کند. نوع مناسب مواد آبکاری و عمل "پاک کردن" مناسب بسیار مهم است.
- دوام مکانیکی: محفظه باید بتواند در برابر نیروهای وارده، ضربه و ارتعاش مقاومت کند. شبیهسازی تنشها و آزمایشهای دوام ضروری هستند.
- عملکرد حرارتی: کانکتور باید بتواند در برابر خودگرمایی ناشی از جریان و دمای محیط موجود مقاومت کند. از مواد CTI برای از بین بردن ردیابی الکتریکی استفاده میشود.
- آزمایش و صدور گواهینامه: مطمئن شوید که فقط کانکتورهایی را در نظر میگیرید که مطابق با استانداردهای صنعتی (UL و/یا IEC) باشند و از نظر تعداد چرخههای جفتگیری، چرخه جریان و استرس محیطی آزمایش شده باشند.
نتیجهگیری
سوالات متداول در مورد کانکتورهای PCB
اکیداً توصیه نمیشود. اگرچه کانکتورها ممکن است از نظر فیزیکی مشابه به نظر برسند و تعداد پین و فاصله یکسانی داشته باشند، اما تفاوتهای ظریف در تلرانسها، مواد آبکاری و طراحی اتصال میتواند منجر به جفت شدن ضعیف، افزایش مقاومت، اتصالات متناوب یا حتی آسیب فیزیکی شود. همیشه از جفتهای جفت شده از یک سازنده و سری محصول استفاده کنید.
انتخاب مواد: برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا، اتصالات با روکش طلا را مشخص کنید زیرا طلا در برابر اکسیداسیون بسیار مقاوم است.
ذخیره سازی: کانکتورها را تا زمان استفاده در کیسههای ضد الکتریسیته ساکن و دربسته اصلی خود نگه دارید. آنها را در محیطی با دمای کنترلشده و رطوبت کم نگهداری کنید.
رسیدگی: از لمس کردن اتصالات با دست خالی خودداری کنید، زیرا روغن و رطوبت میتوانند خوردگی را تسریع کنند.
طراحی: برای کانکتورهای قلع اندود، از طرحی استفاده کنید که نیروی عمودی کافی برای شکستن لایه اکسید نازکی که میتواند تشکیل شود (فرآیندی که به عنوان "پاک کردن" شناخته میشود) فراهم کند.
لزوماً اینطور نیست. رتبهبندی چرخه جفتگیری بالاتر (مثلاً 10000 چرخه در مقابل 50 چرخه) نشان دهنده یک کانکتور بادوامتر است که برای اتصال و قطع مکرر طراحی شده است. این امر هزینه بالاتری را به همراه دارد. برای دستگاهی که یک بار مونتاژ میشود و هرگز قطع نمیشود (مانند یک لوازم خانگی هوشمند)، یک کانکتور با چرخه استاندارد مقرون به صرفهتر است. کانکتورهای با چرخه بالا را برای کاربردهایی مانند پورتهای آزمایشی، رابطهای USB یا اجزای ماژولار که مرتباً تعویض میشوند، رزرو کنید.
این معمولاً به این دلیل است که جنس کانکتور برای دمای بالای لحیمکاری جریانی یا موجی مناسب نیست. پلاستیکهای استاندارد مانند نایلون (PA6T) نقطه ذوب پایینتری دارند. برای فرآیندهای SMT، مطمئن شوید که کانکتورهایی با محفظههای ترموپلاستیک مقاوم در برابر دمای بالا، مانند پلیمر کریستال مایع (LCP) یا پلیبوتیلن ترفتالات (PBT) انتخاب میکنید. همیشه برای اطلاع از حداکثر دمای لحیمکاری کانکتور، به برگه اطلاعات سازنده مراجعه کنید.
رتبهبندی IP (حفاظت در برابر نفوذ) میزان محافظت یک کانکتور در برابر اجسام جامد (عدد اول) و مایعات (عدد دوم) را مشخص میکند. به عنوان مثال، کانکتوری که رتبهبندی IP67 دارد، در برابر گرد و غبار مقاوم (6) است و میتواند غوطهوری موقت در آب (7) را تحمل کند. این رتبهبندی برای تجهیزات فضای باز، خودرو یا صنعتی که در معرض گرد و غبار، رطوبت یا فرآیندهای تمیزکاری قرار دارند، ضروری است.
وبلاگهای مرتبط
Table of Contents What is an Integrated Circuit (IC): Types, Working Principle & Manufacturing Process This article was originally published in Aug 2023 and last
فهرست مطالب قطعات SMD: راهنمای مبتدی برای دستگاههای نصب سطحی این مقاله در ابتدا در نوامبر 2022 منتشر شد و آخرین بار در 1 ژوئن بهروزرسانی شد.,
فهرست مطالب SMT در مقابل SMD: تفاوت بین SMD و SMT چیست؟ راهنمای کاملی برای فناوری نصب سطحی و دستگاه نصب سطحی
Table of Contents Wire Soldering 101: How to Solder Wires to a Circuit Board Soldering wire is the fundamental skill in electronics where wire to
فهرست مطالب چگونه دوام و طول عمر PCBA را افزایش دهیم PCB و PCBA ها به طور گسترده در بسیاری از دستگاه های الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند و برای الکترونیک ضروری هستند
فهرست مطالب بررسی قوانین طراحی در گردش کار طراحی PCB: راهنمای گام به گام بررسی قوانین طراحی (DRC) چیست؟ بررسی قوانین طراحی (DRC) یک ...
ما دوست داریم از شما بشنویم