क्या किसी उत्पाद की संरचना के हिस्से के रूप में पीसीबी का उपयोग करना ठीक है?

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जिस औद्योगिक और उत्पाद डिज़ाइनर के साथ मैं काम कर रहा हूँ, वह पीसीबी को हमारे उत्पादों की भौतिक संरचना के अभिन्न अंग के रूप में उपयोग करने के विचार पर वापस आ रहा है।

हमारे पास दीवार पर चढ़ने वाले उत्पाद हैं और मैं इससे काफी असहज हूं। इसके खिलाफ मेरा तर्क है कि: "यह एक अच्छा डिज़ाइन प्रिंसिपल नहीं है, पीसीबी को आम तौर पर केवल अपने स्वयं के वजन का समर्थन करना चाहिए और न ही अनावश्यक चीजों का उपयोग करना चाहिए"

उनका तर्क है कि जिन हिस्सों का समर्थन किया जा रहा है, वे अपेक्षाकृत हल्के हैं। यहां तक कि पीसीबी के एक खाली (कोई पटरियों या घटकों) भाग के लिए या फ्रेम में टेप किए गए प्लास्टिक पीसीबी क्लिप के लिए सीधे दो तरफा टेप का उपयोग करके स्टेनलेस स्टील के पतले फ्रेम का समर्थन करना शामिल है। आज उन्होंने मेरे तर्क को यह कहते हुए चुनौती दी कि "क्या डिज़ाइन प्रिंसिपल है? हमें दिखाओ कि यह कहाँ कहता है"

इस प्रकार के समाधान औद्योगिक डिजाइनरों से अक्सर सामने आ सकते हैं क्योंकि यह उनके लिए लागत की बहुत सारी समस्याओं को हल करता है, और पीसीबी की डिजाइन के लिए कुछ संरचनात्मक जिम्मेदारी को भी धक्का देता है।

मेरी राय में, उत्पादकों द्वारा बढ़ते हुए पीसीबी के लिए "हैंग" करने के लिए डिज़ाइन किए गए उत्पाद आमतौर पर साबित होते हैं और बढ़ते हुए परीक्षण किए जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक बड़ा जीपीयू हीट-सिंक हमारे पास रखने की योजना से कहीं अधिक भारी है। हालाँकि, अगर हम PCB के अपने पार्ट्स को "हैंग" कर रहे हैं, तो हम डिजाइन की पूरी दुनिया में प्रवेश कर रहे हैं, जिसके बारे में मुझे पर्याप्त जानकारी नहीं है।

शायद कोई मुझे इस प्रकार के मुद्दों पर कुछ जवाब दे सकता है। बलों पर कुछ सामग्री प्राप्त करना अच्छा होगा जो एक पीसीबी को टांका लगाने से पहले ले सकता है, आदि। या शायद किसी ने उत्पादन-उत्पाद देखा है जो संरचना के हिस्से के रूप में पीसीबी का उपयोग करता है? हम एक छोटे से व्यवसाय हैं, लेकिन हमारे उत्पाद बड़े पैमाने पर उत्पादन ग्रेड हैं और हमें सीई जैसे मानकों को मंजूरी देने की आवश्यकता होगी।

pcb hardware mount

— SpiRail
स्रोत

क्या आप एक उदाहरण दे सकते हैं? आप यह नहीं चाहते हैं कि इसे लगातार फ्लेक्स किया जाए। 2 मिमी बोर्ड बहुत कड़ा है।

— एरिक फ्राइसन

FR4 ग्लास फाइबर और इपॉक्सी है। यह बहुत मजबूत है। प्रभाव परीक्षण के दौरान (उल और सीएसए औद्योगिक उपकरणों के लिए) यह बहुत ही दुर्लभ पीसीबी है जो टूटता है, (50 मिमी स्टील की गेंद के साथ 2.6 मीटर से) लेकिन यह देखने के लिए परीक्षण नहीं किया जाता है कि क्या यह बाद में कार्य करता है .... गैर सुरक्षा उपकरणों के लिए ठीक है

— चम्मच

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— RedGrittyBrick

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कई अनुप्रयोगों में पीसीबी को संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है। यदि आप सुनिश्चित करते हैं कि आप इसे सही तरीके से लोड करते हैं - कोई झुकने वाला लोड नहीं, केवल तन्यता - यह कई अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी एक बहुत मजबूत और कठोर सामग्री हो सकती है। इसके अलावा, आप PCBs में बहुत अधिक बारीक विवरण डाल सकते हैं, जिससे आप बहुत अधिक जटिल प्रक्रिया को बहुत सस्ती प्रक्रिया में सौंप सकते हैं। यह आपके अन्य यांत्रिक घटकों के विनिर्माण और कम लागत में सुधार कर सकता है।

यदि आप पीसीबी को संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग करना चाहते हैं, तो सुनिश्चित करें कि:

आप ध्यान रखें कि यांत्रिक डिजाइन का नियम नंबर एक है: डिजाइन को orthogonalize। इसे जांचने का सबसे आसान तरीका यह सुनिश्चित करना है कि आप जगह में एक निश्चित भाग को पेंच करते हुए एक लाख हाथों की आवश्यकता के बिना पूरे यांत्रिक डिजाइन को इकट्ठा कर सकते हैं। असेंबली में हर चरण का निर्माण लीनियर अंदाज में पिछले चरणों में होना चाहिए और हर असेंबली स्टेप का अंतिम परिणाम एक ऐसा उत्पाद होना चाहिए जिसे आसानी से हैंडल किया जा सके और उसमें हेरफेर किया जा सके।
भले ही आप पीसीबी के साथ-साथ मैकेनिकल के साथ-साथ इलेक्ट्रिकल इंटरकनेक्ट (और इस प्रकार आपका डिज़ाइन ऑर्थोगोनल नहीं है) का उपयोग कर रहे हैं, फिर भी जितना संभव हो उतना फ़ंक्शंस को डिकूप करने का प्रयास करें। (घनी) आबादी वाले क्षेत्रों के माध्यम से यांत्रिक तनाव का नेतृत्व न करें, क्योंकि तनाव पीसीबी को ख़राब कर सकते हैं और माइक्रोक्रैक का कारण बन सकते हैं। पीसीबी में स्लॉट्स का उपयोग बुद्धिमानी से आबादी वाले क्षेत्र के आसपास यांत्रिक तनावों का नेतृत्व करने के लिए करें, बिना किसी महत्वपूर्ण 'पीसीबी' सामग्री के
अपने पीसीबी में स्लीव फास्टनरों या बहुत महीन पिचके हुए फास्टनरों का उपयोग करें, स्व-टैपरों का उपयोग न करें। एक पूरे के रूप में पीसीबी सामग्री बहुत मजबूत है, लेकिन कनेक्शन की स्थिरता से समझौता करते हुए, अनियोजित छेद के अंदरूनी हिस्से बहुत आसानी से क्षतिग्रस्त हो जाते हैं।
बढ़ते छेद के कुंडलाकार अंगूठी के लिए मिलाप लागू करें और जगह में फास्टनर को स्वयं-लॉक करने के लिए दाँतेदार छल्ले का उपयोग करें।
बहुत महत्वपूर्ण: बोर्ड पर तांबे को 'नेल डाउन' करने के लिए बढ़ते छेद पैड में vias का उपयोग करें। अन्यथा कुंडलाकार अंगूठी आसानी से यांत्रिक तनाव के तहत ढीली हो जाएगी।
$\epsilon = 0.001$
उन अनुप्रयोगों में जहां अत्यधिक तनाव अपरिहार्य है, अपने किनारों को तेज किनारों के बजाय गोल कोनों के साथ मार्ग दें, सबसे छोटे उपलब्ध घटक पैकेजिंग का उपयोग करें और उन्मुखीकरण में संकुल को उन्मुख करें जो सबसे अधिक तनाव ले सकता है। लीड वाले हिस्से लीड रहित हिस्सों की तुलना में अधिक खिंचाव का सामना कर सकते हैं।

— user36129
स्रोत

वाह, व्यापक उत्तर के लिए धन्यवाद। "मिलाप aular के छल्ले" के लिए। क्या आप जानते हैं कि क्या इसे गीर फाइलों में निर्दिष्ट किया जा सकता है ताकि पीसीबी लाइन से बाहर आने पर यह पहले से ही वहां मौजूद हो। इससे विधानसभा में समय की बचत होगी।

— स्पिरेल

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@SpiRail: बेशक, आप सिर्फ अपने बढ़ते छेद को 'भागों' के रूप में परिभाषित करते हैं, जिसमें उनके लिए एक पेस्ट मास्क परिभाषित किया गया है, साथ ही सिर्फ तांबा, छेद और व्यास। ध्यान रखें कि उन vias कुछ मिलाप को मिटा देने वाले हैं, इसलिए या तो उन्हें टेंट दें, उन्हें प्लग करें (यह एक ऐसा विकल्प है जिसे आपको आमतौर पर अपने बोर्ड निर्माता से स्पष्ट रूप से पूछना है) या पेस्ट के ऐसे नितंब को लागू करना है कि कुछ मिलाप हो पैड पर रहें।

— user36129

अजीब तरह से, मेरे पास कभी भी कोई निर्माता पेस्ट लेयर नहीं मांगता है, इसलिए मैंने कभी नहीं भेजा।

— स्पिरेल

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@SpiRail: आप अपने असेंबलर को पेस्ट मास्क भेजते हैं, पीसीबी निर्माता को नहीं। वे सोल्डर पेस्ट लगाने वाले हैं;)

— user36129

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पीसीबी सामग्री ग्लास फैब्रिक और एपॉक्सी राल आधारित समग्र है और इसमें बहुत, बहुत अच्छे यांत्रिक गुण हैं।

यांत्रिक निर्माण के एक हिस्से के रूप में इसका उपयोग करना, मेरी राय में, पूरी तरह से ठीक है और आमतौर पर बहुत ही सुरुचिपूर्ण समाधान की ओर जाता है।

इसका कारण यह एक सामान्य अभ्यास नहीं है क्योंकि इस तरह के दृष्टिकोण को समस्या पर एक साथ काम करने के लिए विभिन्न प्रोफाइल (इलेक्ट्रॉनिक्स और मैकेनिकल इंजीनियर) के बहुत सावधान डिजाइन और विशेषज्ञों की आवश्यकता होती है।

इस तरह की संयुक्त टीम बनाया जाना बहुत कठिन है। यही कारण है कि केवल बहुत छोटी टीमें इस प्रकार के समाधानों को डिजाइन कर सकती हैं।

— johnfound
स्रोत

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जब तक आपका पीसीबी बहुत पतला नहीं होता, मैं कहूंगा कि ये नियम हैं:

तनाव में मजबूत
सतह के लिए लंबवत संपीड़न में मजबूत
फ्लेक्स करने के लिए बहुत कमजोर

पीसीबी को फ्लेक्स करने से समय के साथ सोल्डर जोड़ों को नुकसान होगा। पीसीबी फ्लेक्सिंग के लिए अपर्याप्त रूप से कठोर मामलों में 2000 के दशक के मध्य में Apple iBook उत्पाद को वापस लाने का कारण था: वीडियो सर्किटरी ने आंतरायिक दोष विकसित किए।

यदि आपका उत्पाद कुछ ऐसा है, जो दीवार से लटका हुआ घड़ी है, तो पीसीबी में बढ़ते छेद के साथ, यह ठीक होगा। अगर यह कुछ ऐसा है जो लोग अपने हाथों में लेने जा रहे हैं, शायद एक तरफ से, और शायद झुकेंगे, तो आप बाहरी फ्रेम से कुछ कठोरता चाहते हैं।

अन्य विचार: कुछ लोगों को लगता है कि पीसीबी सस्ते और बदसूरत दिखते हैं, जिन्हें गैर-हरे सोल्डरमास्क या सोने के आकार से कम किया जा सकता है। एक्सपोज़्ड पीसीबी आपको ईएसडी, पानी या गंदगी के किनारों के चारों ओर बोर्ड के बाकी हिस्सों में भी वंचित कर देता है, आदि। जाहिर है कि आप इसे मेन्टेज वोल्टेज से निपटने वाले उत्पाद में इस्तेमाल नहीं कर सकते हैं; आपको यह देखने के लिए सीई परीक्षण आवश्यकताओं की जांच करनी चाहिए कि क्या मुख्य एडाप्टर एडाप्टर संचालित उत्पादों के साथ समस्याएं होंगी।

संभवतः मुख्य उपभोक्ता उत्पाद जिसे मैं उजागर कर सकता हूं पीसीबी के साथ वीडियो गेम कारतूस हैं, जो बहुत टिकाऊ हैं; लेकिन यह एक कठोर प्लास्टिक के खोल से घिरा हुआ है जो कठोरता प्रदान करता है।

— pjc50
स्रोत

हाँ, यह दीवार पर एक घड़ी की तरह कुछ है :) .. हमारे मामले में पीसीबी पर क्या रखा जाएगा, यह सामने की प्लेट होगी जो इसे कवर करती है। उत्पाद 5v संचालित है, इसलिए उच्च वोल्टेज नहीं है। हमारे पास शायद एक बैक प्लेट भी होगी, लेकिन उस घटना में जो हम नहीं करते हैं, दीवार बहुत अच्छा काम करती है। आपको जवाब के लिए धन्यवाद।

— स्पिरेल १ '