垂直弯脚碳膜1/4W直插电阻三维结构

　　做消费类电子板卡三维布线的时候，最容易忽略的就是这类小功率直插电阻的引脚成型状态，很多新手建模的时候直接把引脚拉成垂直直杆，等到实际做装配干涉检查的时候，才会发现引脚弯折带来的空间占用完全没考虑进去，要么和相邻的电解电容本体碰壳，要么引脚过长顶到外壳内壁，反复改模型的时间比画整块板的结构还久。这个1/4W功率等级的垂直安装CFR电阻，是目前通孔插装工艺里用量最大的阻性元件，从老式的CRT电视电源板、工控PLC的IO接口板，到学生做电子竞赛的洞洞板实验电路，只要是用到通孔波峰焊的场景，几乎都能见到它的身影，和贴片电阻比，它的抗脉冲浪涌能力更强，手工焊接返修的时候也不用热风枪，普通烙铁就能操作，对小批量打样、维修场景的适配性更好。

　　建模的时候最先要卡准的是本体的尺寸边界，电阻本体是两端带圆弧收边的圆柱结构，直径2.3毫米，本体长度6.5毫米，这个尺寸是行业通用的公模尺寸，不管是哪个厂生产的同规格碳膜电阻，本体尺寸的公差都控制在0.1毫米以内，做PCB布局的时候，两个焊盘的中心距不能卡着本体长度做，要给引脚伸出本体的部分留够余量。这个模型做的是垂直安装的引脚成型状态，其中一根引脚保留垂直向下的直段，另一根引脚靠近本体的位置做了90度弯折，顺着本体侧面延伸一段之后再向下弯折成型，这种成型方式不是随便弯的，是专门为了高密度插装设计的——常规直插电阻水平安装的时候，两个焊盘的间距要拉到10毫米左右，占的板上面积很大，而这种垂直弯脚的安装方式，两个焊盘的中心距可以压缩到3.5毫米以内，板上占用的投影面积还不到水平安装的三分之一，对空间紧张的小型化板卡来说，能省出非常多的布局空间。

　　引脚的尺寸参数也完全贴合实际生产的成型规范，引脚直径是0.4毫米的镀锡铜包钢线，这种材质的引脚既有足够的硬度，插装的时候不容易弯，又有很好的可焊性，波峰焊的时候上锡速度快，不容易出现虚焊。总安装高度从引脚最底端到电阻本体最顶端是13.5毫米，这个高度是做整机结构设计的时候必须要留的安全间隙，要是外壳内壁到PCB板面的距离小于这个数值，装壳的时候就会直接压到电阻本体，要么把电阻压裂，要么把引脚压变形导致焊点脱开。另外引脚的弯折位置也有讲究，弯折点距离电阻本体的端面至少要留0.8毫米的距离，不能直接贴着本体根部弯，不然很容易把本体两端的金属端帽撬松，导致电阻内部的碳膜层和端帽接触不良，用一段时间就会出现阻值漂移甚至开路的问题，这个细节在建模的时候也做了还原，没有把弯折点直接做在端帽位置，符合实际生产的成型工艺要求。

　　做结构干涉检查的时候，还要注意电阻本体上的色环位置带来的外围空间，虽然色环是印刷在本体表面的漆层，厚度只有零点零几毫米，不会带来实际的尺寸干涉，但如果是做透明外壳的产品，色环的朝向会影响外观一致性，建模的时候保留了色环的结构特征，后续做渲染或者装配工艺文件的时候，可以直接标注色环的朝向要求，不用再单独做贴图处理。另外这种垂直弯脚的电阻，在做抗震设计的时候也要考虑，因为单根直引脚的固定点只有一个焊盘，另一根引脚弯折之后的焊盘距离更近，整体的抗震动能力比水平安装的电阻稍差，要是用在车载、工程机械这类震动较大的场景，建模的时候可以提前预留点胶的位置，在电阻本体和PCB之间留0.5毫米的点胶间隙，后续生产的时候打红胶固定，就能提升抗震性能，避免长期震动导致引脚疲劳断裂。

　　很多工程师在做元件库的时候，习惯把所有直插电阻都做成统一的直脚模型，实际生产的时候不同厂家的引脚成型方式可能有细微差别，这个模型还原的是最常见的自动插件机成型的弯脚状态，引脚的弯折半径是0.2毫米，和实际插件机的折弯模具参数一致，导入到PCB装配文件里的时候，不用再调整引脚的形状，直接就能匹配焊盘位置，导出的STEP文件也能直接用来做结构的空间校核，不会出现模型和实物尺寸对不上的问题。另外还要注意，这类电阻的引脚是有成型方向的，弯折的引脚要对应PCB上的对应焊盘，建模的时候把两个引脚做了非对称的结构，后续导出坐标文件的时候不会出现引脚方向搞反的问题，对自动化插件的编程也有参考价值。