به اعتقاد بعضی از تولید کنند گان برق و الکترونیک، طراحی PCB و انتخاب قطعات و مونتاژ آن ها، تنها نیمی از فرآیند تولید یک محصول الکترونیکی را به خود اختصاص می دهد. نیمه ی دیگر با انتخاب جعبه و بسته بندی مناسب برای محصولتان آغاز می شود. در این مقاله به نکات مهم و کاربردی هنگام طراحی و سفارش جعبه پلاستیکی مدار می پردازیم.

1.جنس جعبه

جنس های معمول، انواع فلز مانند آلومینیوم، فولاد ورقه کاری شده و پلاستیک می باشند. جنس جعبه باید بسته به ماهیت محصولتان، تعیین گردد. جعبه پلاستیکی مدار ارزان تر است و راحت تر استفاده می شود. ایجاد سوراخ برای LED ها و سوئیچ ها با درل بر روی آن آسان تر است. در حالی که جعبه ی فلزی، استحکام بیشتری به محصول می بخشد و جذاب تر است. برای ساخت جعبه پلاستیکی مدار، دو روش کلی وجود دارد:

1. روش تزریق قالبی پلاستیک
2. استفاده از لیزر و پرینتر 3 بعدی

روش اول برای تولید انبوه و تعداد بالا مناسب است و روش دوم برای تولید لوازم حساس و نیازمند دقت بالا.

روش تولید جعبه پلاستیکی مدار

رسانایی یا نارسانایی جعبه یکی از پارامتر های مهم در انتخاب جنس جعبه است. بعضی مدارات بایستی از نظر الکتریکی کاملا ایزوله از محیط بیرون باشند. مانند خازن های هوایی متغیر که در میزان کردن(Tuning) آنتن ها کاربرد دارند. استفاده از جعبه های پلاستیکی برای این مدارات توصیه می شود. از طرفی جعبه در بعضی مدارات نقش منفی مشترک را ایفا می کند و باید زمین شود. مثلا تقویت کننده های RF یا بعضی از دستگاه های صوتی و تصویری. استفاده از جعبه های فلزی رسانا برای این محصولات لازم است.

در استفاده از جعبه های فلزی، به یاد داشته باشید که باید از تشکیل حلقه ی زمین ) Ground Loop) جلوگیری شود. حلقه ی زمین هنگامی تشکیل می شود که در دو دستگاه با جعبه های فلزی زمین شده که از طریق کابل شیلد دار به هم متصل شده اند، زمین AC پتانسیل متفاوتی داشته باشد. توضیح این پدیده، خسارت های ناشی و راه های جلوگیری از آن، از حوصله ی این مطلب خارج است. برای اطلاعات بیشتر مقاله ی Ground Loop می تواند مفید باشد.

2.ابعاد جعبه پلاستیکی مدار

ابعاد جعبه را با توجه به نوع استفاده ی محصول و کاربرد های آن تعیین کنید. قویاً توصیه می شود، ابتدا جعبه را طراحی کنید یا سفارش بدهید سپس به فکر  PCB و ابعاد آن باشید. این طوری دستتان در قرار دادن محل اجزای خارجی محصول مانند LCD، سوکت ها و دکمه ها باز می ماند. می توانید محصول مشتری پسند تری تولید نمایید. اما اگر به هر دلیلی طراحی جعبه را به بعد از طراحی و مونتاژ برد موکول کرده اید، سعی کنید ابعاد جعبه را کمی بزرگتر از ابعاد مورد نیاز برای قرار دادن PCB در آن انتخاب نمایید تا برای سیم ها ، اتصالات و قطعات بزرگتر فضا داشته باشید. همچنین تهویه ی هوا و پراکندگی گرما در جعبه های بزرگتر راحت تر صورت می گیرد.

3.درجه ی حفاظت

احتمالا می خواهید بعد از تعیین جنس و ابعاد جعبه، آن را سفارش دهید، اما دست نگه دارید! کار هنوز تمام نشده است. با مراجعه به سایت پخش کننده ها و تولید کننده های معروف لوازم الکترونیکی مانند Mouser ، مشاهده می شود که به بررسی پارامتر مهم دیگری در انتخاب مناسب جعبه پلاستیکی مدار نپرداخته ایم.

IP Code مخفف عبارت International Protection Code یا همان کد بین المللی حفاظت، استاندارد IEC شماره ی 60529 است. این استاندارد دو رقمی، حفاظت محفظه ی تجهیزات الکترونیکی را در برابر نفوذ عوامل خارجی مانند گرد و خاک، افراد و مایعات بررسی و طبقه بندی میکند. رقم اول که از صفر تا 6 متغیر است، میزان حفاظت برابر افراد و نفوذ گرد و خاک را نشان میدهد (صفر به معنی بدون حفاظت و 6 به معنی عدم نفوذ هیچگونه گرد و خاک). رقم دوم با بازه ی تغییر 0 تا 8 بیانگر حفاظت در برابر آب ( و نه مایعات دیگر) می باشد. ( صفر به معنی بدون حفاظت و 8 به معنی عدم نفوذ آب تا عمق 1 متر زیر آب و حتی بیشتر)

برای مثال درجه ی حفاظت IP54 یعنی:

• نفوذ گرد و غبار غیر ممکن نیست اما مقدار آن به حدی نخواهد بود که برای کارایی قطعات و لوازم درون جعبه اختلال به وجود بیاورد.
• پاشیدن آب روی جعبه از هر جهتی اثر زیان بار نخواهد داشت.

برای مشاهده ی جدول کامل درجه ی حفاظت می توانید به این لینک رجوع کنید. البته این که این درجات حفاظتی تا چه اندازه قابل اطمینان است بستگی به شرایط محیط و همچنین اعتبار صادرکنندگان استاندارد دارد. مثلا جعبه های پلی استیرن ساخت کارخانه ی Altech در بازه ی دمایی -35  تا 40  درجه ی سانتی گراد، درجه ی حفاظتی خود را نگه می دارند.

نکات تکمیلی انتخاب و طراحی جعبه پلاستیکی مدار:

1. اگر می خواهید بر روی محصول خود LCD داشته باشید و نمی خواهید یک سوراخ بزرگ بر روی جعبه ی خود ایجاد کنید، می توانید از جعبه هایی با سقف شفاف استفاده کنید
2. اگر برد شما دارای تعداد زیادی کلید و سوکت است، از جعبه هایی با دیواره های بلند استفاده کنید.
3. داشتن طرحی ذهنی از شکل نهایی محصول و پیش بینی ابعاد جعبه، حتی قبل از طراحی PCB به افزایش کیفیت محصول نهایی کمک می کند.

دانیال طوسی

در حال حاضر به عنوان مدیر تولید خط چاپ و مونتاژ در کارخانه مرصا فعالیت می کنم. مدرک کارشناسی رو در رشته مهندسی رباتیک از دانشگاه صنعتی شاهرود گرفتم و ارشد رو در رشته مدیریت در دانشگاه تهران ادامه دادم. از سال 1396 رسما فعالیتم رو در شرکت مرصا شروع کردم و تجربیات و مطالعات شخصیم رو به اشتراک می گذارم.