卡牌保持器的剖析

发布日期:
December 12, 2017

这种简单的卡片固定器可能没有最新的嵌入式处理器所具有的魅力,后者吹捧更快的数据吞吐量、低功耗和许多其他与性能相关的特性,但是这种经常被忽视的结构元素是嵌入式系统不可或缺的一部分。卡片固定器(也称为楔形锁)直接安装在印刷电路板 (PCB) 本身上,可将电路板牢固地固定在适当的位置,从而降低了嵌入式系统中电子设备损坏的风险。

大多数需要卡片固定器的应用都存在于航空电子设备中。高质量的卡片固定器的关键方面之一是能够在卡片长度上保持均匀的夹紧力,尤其是在承受此类应用环境中的极端冲击和振动水平时。这种力是保持牢固的机械刚性以及保持提供热管理的表面与表面接触所必需的。使用的楔子数量是卡片固定器上的一项可自定义功能,直接影响固定器的性能。楔块数量越多,夹紧力和热传递越大。

简单组件的复杂性

这个简单的卡片固定器的幕后隐藏着许多其他功能。仔细检查将发现诸如造型边缘之类的元素,便于顺利插入和提取系统。(图 1)使用挤压铝使卡片固定器具有轻质但异常坚固的结构,这是移动和机载应用中的关键部件。

Flexcom 镂空锁扣

Flexcom Cutout Surelocks
图 1:安装在系统卡上的 SureLocks。正确的冷杉卡固定器可确保电路板保持在原位。

而且,这些多功能组件提供了数量惊人的选项,可以实现与操作环境相匹配的定制解决方案。那么,究竟是什么让卡片固定器适合给定的应用程序呢?

流行的设计元素包括可以制造成特定长度以满足应用需求的多段固定器,以及安装孔的尺寸和样式的选择。这两个都是不断增长的小尺寸 (SFF) 空间中的重要属性。

还有其他元素允许工程师 “定制设计” 其应用程序的卡片固定器。驱动器类型通常取决于用户或项目。例如,如果在指标环境中使用,则驱动器通常是公制的。在轻巧的设计和适当的表面处理之间取得适当的平衡也是选择卡片固定器的重要组成部分。

不同的锁定机制,通常是旋入式或杠杆式的,用于确保卡片固定器的安全,有些则提供视觉指示器来确认固定器是关闭还是打开。

大多数用于高 G 力应用的卡固定器都需要使用螺丝刀来确保主板牢固地固定到位。但是,有几个 “无需工具” 的固定器可以充分保护主板,通常使用内置于卡片固定器本身的杠杆。尽管这种设计可能适用于某些不太坚固的应用,但必须注意避免过度拧紧杠杆。如果墙壁损坏,这可能会导致昂贵的维修费用,因为大多数航空电子设备外壳都是经过铣削的,因此需要拆除整个单元才能进行维修。同样,喷涂表面中的任何缺陷都会影响热管理,通常需要对外壳进行全新的表面处理。

最好的选择是将环境的恶劣、机动性和恶劣性考虑在内,因为这可能需要一个旋入式卡片固定器。

内置传热特性

尽管卡片固定器通常用于移动、关键任务和坚固耐用的应用,但由于卡轨与外壳的牢固接触而具有固有的热管理特性,因此在固定的工业环境中也找到了家园。

例如,只需简单地转动螺钉,Elma的SureLock固定器就可以扩展,既可以将PCB牢固地固定在适当的位置,也可以通过从卡中提取热量并将其转移到外壳的冷板或挤压墙上来促进传导冷却。它们还以红色螺丝头的形式提供视觉指示,表明卡已正确固定,当正确拧紧时,该螺丝头可见(或不可见)。

对这些类型的卡片固定器进行的测试显示,两种不同类型的表面处理(黄色阳极氧化和黑色阳极氧化处理)具有令人印象深刻的热传导能力(图 2)。另一种流行的表面处理是无电解镍,其评分通常甚至高于阳极氧化表面处理。

Surelock 290 系列热电阻

Surelock 290 Series Thermal Resistance
图 2:290 系列 SureLock 的示例热阻图

重要的是要注意表面处理类型和相关的夹紧力之间的差异。

黄色阳极氧化和黑色阳极氧化是受欢迎的选项,两者都具有良好的夹紧力和热性能。最常用的表面处理是阳极氧化处理,因为它通常提供最佳的性价比。如果你在显微镜下观察这种表面效果,你会看到一种几乎是峰谷型结构,它提供了更高的稳定性,可以将两个表面固定在适当的位置。如果需要经常移除卡片,这可能不是最佳选择,因为在移除卡片时,固定器可能会因为这种摩擦而被 “卡住”。

对于这些类型的应用,无电解镍可能是更好的选择,尽管它的价格更高,有时会涨幅约为25%。但是,它也是最高效的,因为它提供了卓越的夹紧力和卓越的热性能,而更光滑的表面不会产生阳极氧化表面那样的粘合效果。

尽早指定以避免头痛

一些最简单的工程疏忽导致了灾难性的系统故障,持卡人也无法幸免。如果您的应用程序需要卡片固定器,则最好在设计过程的早期评估您的需求,否则您可能会遇到一些不可预见的设计挑战。在流程结束时指定信用卡预付金时,一些常见的陷阱包括:

提高系统稳定性

在移动、恶劣和恶劣的环境以及暴露于高冲击和振动的动态商业环境中,卡片固定器是极其重要的组件。它们可确保卡保持就位并适当冷却,从而在主板和嵌入式计算系统的背板之间提供一致、可靠的接口。而且,有了不会受到热应力的安全主板,系统可靠性得到加强,这意味着更好的操作和整体功能... 所有这些都得益于 “简单” 的卡片固定器。

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