盒式钣金机箱设计

       工作了快一年,做了好几款交换机项目,整体上有了认知和把控,细节上还需多多积累。设计流程上主要从前期的PCB布局,到机箱结构详细设计,结构设计时需考虑结构总体设计、配合问题、安规以及EMC等问题,最后是结构设计检查或评审。以下就逐个总结下设计要点。

一、PCB布局设计

1. PCB尺寸根据器件大小与硬件一起沟通确定;

2. 外接器件突出的距离与间距需注意;

3. 安装拆卸所需的禁布区域,以及空间限高;

4. 散热器的固定方式和开孔尺寸:有卡扣式和螺钉固定;

5. PCB固定孔间距100-140mm,需金属过孔,孔内外径有推荐值,如M3孔,需\phi 3.2和6.5,或3.5和7.5;

6. 主元器件布局后,再给PCB人员布局,PCB布局完会再次给结构核对,核对包括:pin脚重合、禁布区是否有器件、限高区器件高度、还有要在主芯片上贴导热垫的话,需要注意主芯片周围器件高度是否过高(低于主芯片)。

二、机箱结构总体设计

1. 尺寸规格:U是表示服务器外部尺寸的单位,规定服务器的尺寸以便安防在标准机架上;规定的尺寸是服务器的宽(19英寸=482.6mm),高度(44.45的倍数,1U=44.45mm);

2. 上下盖的扣合形式

1).无卡扣,纯上下扣合,侧锁螺钉,适合小尺寸产品,宽度过大会影响机箱钣金的强度;

2).有卡扣,上下扣合,底部锁螺钉,适合中小尺寸产品,由于侧面单层钣金,不适用于带风扇的产品;

3). 有卡扣,上下扣合,侧边所螺钉,适合中大型产品;

3. 机箱上下盖搭接结构

推荐两种,1). 上下盖着玩卡口,互相卡合,预留0.2mm间隙,便于安装;2). 下盖处折弯断差或凸模冲点,上盖拍死边,并在死边上设计卡口特征。

三、详细设计

1. 配合间隙问题

1)、上下盖配合公差;2)、PCB板边到内侧边距,一般0.5mm以上,有元件管脚限制,可取0.5/0.3mm;;3)、外接口的间隙:一般取0.25-0.3mm,网口弹片0.35-0.45,弹片较硬的可取0.45以上,但影响外观。

2. 安规问题

1)、内部含电源,电源板到PCB距离要6mm以上,取7mm;到机箱6mm以上,有麦拉片可不考虑;2)、走线,线不能太长,太长需扎线;3)、散热孔,需小孔,最长边小于等于5mm,取4mm。

3. EMC问题

1)、地线设计,保证地线电位尽量稳定;2)、线路板设计,减少线路板上的电路产生电磁辐射等;3)、滤波设计,借助导线辐射;4)、屏幕与搭接设计

四、结构总体重点检查项

1)、机箱钣金件展开是否干涉;2)、是否有安装方式,包括挂耳或壁挂孔;3)、是否需要设计扎线桥;4)、是否需要有凸包设计;5)、是否含标粘贴定位压印;6)、网口处是否需要折弯搭接设计;7)、搭接处是否有则喷处理;8)、螺钉是否是来料时打好的;9)、开孔处是否漏白;10)、内含电源,是否满足安规要求;11)、EMC防护等级要求;12)、表面处理工艺,包括颜色和喷塑等;13)、热设计,是否需要散热孔;14)、可装配性和可生产性,如打螺钉是否要避让孔;15)、可靠性,防震等;16)、发给包装设计,是否包含光口堵头等配件。

五、踩过其他的坑

1、DVI为了与机箱搭接,端面距离机箱内侧边0.1mm,含搭接边的USB结构同理;

2、0.6mm的机箱:1)、电源座子接口处,上边有折边,放内缩进去;2)、沉孔无法完全将沉头沉进去,可加大沉孔的底直径,并在连接的工件处,先做小沉孔,再进行翻遍攻丝;3)、拉铆,需要用定制薄头铆接螺柱;

3、散热器与风扇在同一中心线上,便于对流散热;

4、LED灯与灯的距离不能太近,防止串关,一般要6mm以上;

5、HDMI与DVI等外开口有标准;

6、搭接边的折弯边,长度3-4D,要有圆角;

7、导热垫的凸包设计。

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