六针直插式封装传感元件三维结构

　　在工业测控板卡、小型信号采集模组的PCB布局阶段，这类六针直插结构的传感元件是经常用到的板载部件，很多刚接触结构设计的工程师容易忽略这类元件的安装空间预留，要么是引脚间距算错导致波峰焊时连锡，要么是元件本体高度留得不够，和上层的屏蔽罩或者结构件产生干涉，最后打样回来装不上，耽误整个项目的试产进度。做这类元件的三维建模时，首先要把引脚的排布逻辑理清楚，这款元件采用双列三针对称排布，每列三个引脚的中心距保持一致，两列引脚之间的跨距完全匹配标准2.54mm间距的PCB焊盘设计，引脚伸出本体的长度做了统一控制，既保证过波峰焊时引脚能顺利穿过焊盘，露出足够的焊锡浸润长度，又不会因为引脚过长在剪脚工序里残留过多应力，导致元件本体受外力出现偏移。

　　本体部分采用长方体黑色塑封结构，所有棱边都做了微小的倒角处理，不是尖锐的直角，这一点很多建模新手容易忽略，实际生产里塑封元件的边角不可能是绝对直角，做倒角处理一方面是还原真实的注塑工艺特征，另一方面在做装配干涉检查的时候，不会因为虚拟的尖锐边角误报干涉，影响结构评审的判断。本体的高度方向尺寸控制在25mm，这个高度是在板卡堆叠设计里必须重点考量的安装边界，不管是卧式机箱里的板卡层间距设计，还是手持检测设备的内部腔体布局，都要以这个高度为基准，预留至少0.5mm的安全间隙，避免设备受震动时元件和周边结构件发生碰撞摩擦，长期使用下磨损塑封外壳影响绝缘性能。从实际应用场景来看，这类传感元件常被用在小型工业信号变送器、

　　便携检测仪器的信号采集前端，负责把前端采集到的物理量转换成可被MCU识别的电信号，因为是直插封装，相比贴片元件的焊接强度更高，在一些有轻微震动的工业现场使用时，不容易出现脱焊掉落的问题，可靠性比同参数的贴片封装元件更好。建模过程中，引脚的直径尺寸要严格匹配实际元件的引脚粗细，不能做的过粗或者过细，过粗会导致插装时无法顺利穿过PCB焊盘，过细则会导致焊接后引脚和焊盘之间的结合力不足，受外力时容易弯折断裂。另外，引脚的末端做了半球形的导正结构，这也是实际生产里的真实特征，这个小结构的作用是在自动化插装工序里，让引脚能顺利对准焊盘孔，不会因为引脚端面的毛刺卡在焊盘边缘，提高自动化装配的良率。在做整机结构的虚拟装配时，

　　要注意这类元件的周边不要布置过高的电解电容或者接插件，一方面是避免维修更换时工具无法伸进去操作，另一方面是要给元件预留足够的散热空间，虽然这类传感元件的工作功耗很低，自身发热不大，但如果周边全是高热元件，长期处于高温环境下会加速塑封材料的老化，缩短元件的使用寿命。很多工程师在做元件库建模的时候，只关注元件的长宽高外形尺寸，忽略了引脚的位置公差，其实这类直插元件的引脚位置是有一定公差范围的，建模时可以把引脚的位置做在公差带的中间值，这样在做PCB封装匹配的时候，不管是正偏差还是负偏差的元件，都能顺利插装，不会出现个别引脚对不准焊盘的情况。另外，塑封本体的表面是哑光的黑色质感，建模时不需要做多余的表面特征，还原真实塑封件的平整表面即可，不需要添加不必要的logo或者刻字，因为不同批次的元件表面标识会有差异，做通用元件模型的时候保持本体的通用性，才能适配不同厂商的同规格元件选型需求。在做板卡的抗震仿真分析时，这类直插元件的引脚是应力集中的位置，建模时要保证引脚和本体结合处的结构还原准确，这样仿真出来的应力数据才具备参考价值，能提前判断在给定的震动工况下，引脚是否会出现疲劳断裂的风险，提前在结构设计上做加固处理，比如在元件和PCB之间点胶固定，分散引脚承受的应力。