通过Leon M. Attarian, PennEngineering公司
切换到表面安装垫片可降低硬件要求并简化安装。
应用程序的挑战:宾夕法尼亚工程公司的一个制造客户经常遇到生产延迟的问题，该应用程序将印刷电路板安装到光纤电信设备线路卡中的子板上。线路卡是模块化的电子电路，设计成适合于一个单独的印刷电路板和接口与电信接入网络。使用4个标准六角形支柱和8组螺钉和垫圈来固定两块板。但由于手工处理和安装紧固件的繁琐过程，高零件数量和相关问题持续减缓了生产速度。肯定有更好的办法。
应用程序解决方案:设计师指定了四个表面安装垫片来替换支柱、螺钉和垫圈。表面贴装紧固件安装在印刷电路板上的方式与其他表面贴装组件相同，不需要处理。由于采用了表面贴装硬件，客户减少了一半的零件数量，并将生产流程提高了50%以上，这得益于新发现的安装便利性。
表面贴装紧固技术已经有了更多的紧固件类型和功能。无论哪种类型，表面贴装紧固件将使用现有的生产基础设施永久安装在印刷电路板上。通过将紧固件表面安装到板上，设计师可以在不影响设计性能的情况下实现显著的成本节约。紧固件由胶带和卷筒送入，用取放设备组装，并与其他电子元件一起回流，最终提供了节省处理时间和金钱的潜力，并减少了电路板质量故障的可能性，这种故障有时可能发生在与其他类型的硬件一起工作时。
各种类型和风格的表面安装紧固件以及提供紧固件的磁带和卷轴。
高风险业务
当为印刷电路板应用程序指定硬件时，许多设计人员可能仍然发现自己要么转向松动紧固件，要么转向拉削紧固件。虽然这两种紧固系列都可以提供必要的功能，但每一种都有潜在的风险，可能会影响生产过程、板的完整性，甚至在需要时是否可以进行拆卸。
通常为电路板指定的松散硬件包括垫片(用于偏移两块电路板的塑料或金属柱)、螺母和螺钉，这通常需要手动进行二次安装相关操作。这些次要操作可能会消耗相当多的时间，因为需要艰苦的工作来校准所有部件，通常是在板的两侧。然后，安装完成后，必须采取另一个步骤，以确保在组装过程中没有松动的部件丢失，因为错误的部件可能会发出嘎嘎声，甚至导致短路或最终产品故障。拆卸也可能是一个问题，因为需要包含松散的硬件。
拉削紧固件，如垫片和螺母，可以解决处理松动硬件的问题，但不正确的安装可能会使单板处于危险之中。这些类型的设计是通过将扣件的滚花部分压入板上稍小的安装孔中，从而迫使滚花切入板中来进行拉拔-永久安装。安装通常在电路板上安装了电子元件之后进行。
不幸的是，如果拉削紧固件安装过程在人口稠密的板上执行不当，板可能会受到很大的应力并可能损坏。微裂纹可能会在电路板的任何多层中形成，切断痕迹，最终可能不得不将电路板连同现有的昂贵的板载组件一起报废。如果拉削扣件在安装过程中被压入安装孔时没有对准，则会进一步损坏电路板。这可能会导致大面积的板裂或断裂。
表面贴装紧固技术消除了所有风险，实现了生产和质量的回报。硬件由与SMT自动化安装设备一致的磁带和卷轴提供，在电路板加工时定位在设计位置，然后与自动回流焊工艺之前的其他表面安装组件以相同的方式和同时使用取放机器人进行永久安装。紧固件只是成为板上的另一个非侵入性组件。由于这些部件是用胶带和卷轴包装的(既不是松散的，也不是倒入碗中)，任何将这些部件与其他硬件混合的机会都消失了。
安装在板上的表面安装直角紧固件用于在板上创建永久的直角连接点。图片由Penn Engineering提供
设计的功能性
表面贴装紧固件的产品组合正在增长，已经设计了许多类型和风格，每一种都服务于一个或多个目的。根据类型，表面安装紧固件可以指定安装，堆叠或空间板;将组件安装到电路板上;或者在板上创建直角连接点。一些集成了松不脱螺钉-消除了松不脱螺钉和所有相关的麻烦-非常适合预计拆卸和重新安装板的应用。
•表面安装垫片，螺母和支架。这些螺纹或非螺纹类型提供了堆叠、空间和连接的功能，可以安装在薄至0.020英寸的板上。(0.5毫米)。卷轴携带多达3500个零件，取决于紧固件的大小。提供一个聚酰亚胺贴片，以允许可靠的真空拾取。紧固件有黄铜或钢两种。
•表面安装松不脱面板螺钉组件。这些紧固件组件有多种样式，可以安装在薄至0.063英寸的板上。(1.6 mm)，便于拆卸和重新安装。它们可以作为带塑料盖的两件式组件提供，也可以作为弹簧加载的全金属紧固件，预先组装在一起安装。安装后可以用手指或工具驱动螺钉。
•表面安装直角紧固件。这为在0.040英寸薄的印刷电路板上创建永久直角连接点提供了一种高效可靠的方法。(1毫米)。它们提供平行于板的可重复使用的线程，以容纳安装到板上90º的组件。它们可以作为传统的角支架或螺纹直角块的可行替代品，用于将板连接到底盘，底盘到板，或组件到板。
直角型的形状很容易让零件被拾取和放置机器，而不需要补丁。该紧固件呈现在磁带和卷轴与两个小销向下和紧固件的扁平部分的头部暴露给气动手指。底部的两个引脚作为两个非常小的飞行员，在放置过程中提供稳定性和位置精度。此外，沿着底部的“步骤”允许焊接角沿这一边缘形成，即使当紧固件的脸是平对着板的边缘。紧固件的矩形孔减少了质量，促进更快的加热，以最大限度地减少热量从板上的周围组件。
微的解决方案
紧凑型消费电子组件的附件应用的快速增长导致了这些工作的表面安装紧固件的极小“微型”版本。
应该注意的是，微型紧固件并不是简单的大型紧固件的缩小版。特殊工程开始发挥作用。随着紧固件的“缩小尺寸”，与紧公差和性能值等相关的问题变得更加突出，而设计到紧固件中的特殊功能通常变得至关重要。
作为一个特殊功能的例子，微型版本的垫片、螺母和支架通过设计集成了一个独特的六角形桶，以创建更大的焊接区域，提高服务的可靠性。变化增加了更多的功能:镀锡黄铜版本提供了优越的电气和机械连接点的电路板，除了满足间距，堆叠，安装和连接组件的要求。
整体而言，表面贴装紧固技术可以帮助简化生产，促进组件的可靠连接，为设计人员提供了比以往更多的选择，并使应用立即受益。
PennEngineering
www.pemnet.com
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