כשמסתכלים בתוך מחשב, נתב או ארון בקרה, רואים עמודים קטנים ממתכת או מפלסטיק שמחזיקים את הלוח. העמודים האלה נקראים מרווחי עמדות ל-PCB (Standoffs). הם פשוטים אבל חיוניים: הם מספקים ללוח מרווח, בידוד ותמיכה נכונים.
המדריך הזה מסביר מה הם מרווחי עמדות, למה הם חשובים, מהם הסוגים והחומרים העיקריים, איך לבחור את הגודל המתאים, ואיך להתקין אותם נכון.
מרווחי עמדות וציוד משלים נפוץ
מרווח עמדת PCB (נקרא גם Spacer או Pillar) הוא עמוד קצר שמחזיק את לוח המעגל במרחק קבוע משטח אחר – למשל ממארז, מלוח נוסף או מלוח חזית.
המרווחים מונעים מהמגע של הלוח עם רכיבים אחרים. כך קטן הסיכון לקצר ולמאמץ מכני. הם גם יוצרים חלל לזרימת אוויר ולחיווט מתחת ללוח.
ציוד משלים נפוץ: ברגים, אומים, שייבות ולשוניות הארקה. יצרנים רבים מציעים קיטים עם גדלים מעורבים (כמו M2–M3, #4–40) ומגוון חומרים.
Spacer לעומת Standoff
- Spacer הוא בדרך כלל צינור חלק ללא הברגה, עם בורג ואום משני הצדדים.
- Standoff כולל הברגה פנימית או חיצונית, ולכן אפשר להבריג אותו ישירות ללוח או למארז.
למה מרווחי עמדות חשובים
יתרונות חשמליים ומכניים יחד:
- בידוד חשמלי: מונע מהצד התחתון של הלוח לגעת במשטח מתכתי.
- חוזק מכני: מחזיק את הלוח ביציבות, גם בסביבה רוטטת.
- ניהול חום: יוצר מרווח לזרימת אוויר וקירור מתחת ללוח.
- תחזוקה קלה: מאפשר פירוק והרכבה מהירים בזמן תיקון או בדיקה.
בלי מרווח נכון, הלוח עלול להתעוות, להתחמם יתר על המידה או להיכשל בגלל הארקה לקויה או רטט.
איך לבחור את מרווח העמדה הנכון
שלוש פעולות פשוטות:
1) קבעו את הגובה/המרווח
מדדו את הרכיב הגבוה ביותר על הלוח והוסיפו רזרבה קטנה. אורכים נפוצים: 3–25 מ״מ (כ-1/8–1 אינץ׳). קצרים למוצרים קומפקטיים; ארוכים ללוחות מוערמים או לגופי קירור גבוהים.
2) התאימו לשטח ההתקנה
- מארז מתכת או לוחות דקים: השתמשו ב-PEM Self-Clinching – התקנה קבועה ובשתי פנים ישרות.
- פלסטיק או FR-4: השתמשו במרווחים מושחלים עם ברגים או בתומכי Snap-in מפלסטיק.
- אב-טיפוס זמני: השתמשו במרווחים דביקים או Press-fit להרכבה מהירה.
3) בחרו הברגה וקוטר חור
הברגות נפוצות: M2, M2.5, M3 (מטרי) או #4-40, #6-32, #8-32 (אינצ׳י).
קדחו חורים תואמים לבורג עם מרווח קטן למעבר חלק.
טבלת טווחים אופייניים
- M2 → חור 2.2 מ״מ, עובי לוח 1.0–1.6 מ״מ, אורך 3–10 מ״מ
- M2.5 → חור 2.7 מ״מ, עובי 1.2–2.0 מ״מ, אורך 4–15 מ״מ
- M3 / #4-40 → חור 3.2 מ״מ, עובי 1.6–2.4 מ״מ, אורך 6–20 מ״מ
- #6-32 → חור 3.7 מ״מ, עובי 1.6–3.2 מ״מ, אורך 8–25 מ״מ
טיפ: בדקו את קטרי חורי ההרכבה בלוח לפני הרכישה כדי למנוע סדקים בלוח או הברגות פגומות.
3.1 חומרים נפוצים
- ניילון/פלסטיק: קל, מבודד ולא יקר. מתאים לעומסים קלים ולבידוד (רצוי UL 94 V-2 ומעלה).
- פליז: חזק ועמיד בקורוזיה; לעיתים מצופה ניקל.
- אלומיניום: קל ומסייע בהולכת חום.
- נירוסטה: חוזק ומיגון קורוזיה מרביים; טוב לסביבה חיצונית ולרטט.
כלל אצבע:
בחרו מתכת כשצריך חוזק, הארקה או עמידות לחום.
בחרו פלסטיק כשחשובים משקל נמוך ובידוד.
3.2 סוגים לפי חיבור/“מגדר”
- נקבה–נקבה (Female–Female): הברגה פנימית בשני הקצוות.
- זכר–נקבה (Male–Female).
- זכר–זכר (Male–Male): לתליה דרך הלוח או לערימה.
- Snap-in / Push-fit: תומכים מפלסטיק שננעלים בחורי ה-PCB ללא כלים.
- בסיס דביק: הדבקה ישירה למשטח – ללוחות קלים.
כל סוג מתאים לזרימת עבודה אחרת: לדוגמה, פליז זכר–נקבה נפוץ לחיבור הלוח למארז מתכת; Snap-in מתאים להרכבה מהירה במוצרי צריכה.
3.3 שיטות התקנה – איך משתמשים במרווחים
א) התקנת בורג
- השתמשו בחורים קיימים או קדחו חדשים.
- מקמו את המרווח והעבירו את הבורג דרך הלוח.
- הידקו בעדינות – מומנט יתר עלול לפגוע ב-FR-4 או בניילון.
בסביבה רוטטת הוסיפו שייבות/נעילה.
ב) מרווחי PEM Self-Clinching
PEM® היא מותג מוכר של מחברי Self-Clinching. המרווח נלחץ לחור מוכן מראש בלוח מתכת דק (בד״כ 0.8–2.0 מ״מ). תחת לחץ, טבעת החריצה ננעלת לצמיתות, והצד השני נשאר ישר/שטוח.
זה אידאלי ל-מארזי מתכת ולנקודות הארקה. סדרות נפוצות: SO, BSO, TSO, DSO וסדרות הארקה SOAG/SOSG.
ג) תומכי Snap-in או דביקים
קליפים מפלסטיק שננעלים בחורי הלוח או נדבקים בעזרת משטחים דביקים. טובים להרכבה מהירה ולעומס קל, לא ללוחות כבדים או לחום גבוה.
שגיאות נפוצות להימנע מהן:
- חור קטן מדי → סדק בלוח או שבירת קליפ.
- עובי לוח לא תואם לחלק ה-Self-Clinching.
- הידוק יתר → פגיעה בהברגה או עיוות הלוח.
אפשרויות עיצוב וצורות נפוצות
מרווחי PCB מגיעים בצורות רבות: משושה (Hex), עגול (Round), נמוך-פרופיל, ניתן לערימה (Stackable) ועם כתף (Shoulder).
- Hex: קל לאחיזה עם מפתח.
- Round: חוסך מקום בפריסות צפופות.
- Stackable: מאפשר הרכבת מספר לוחות בשכבות.
- Grounding (מתכת): מחבר את ה-PCB לשלדת המארז להצללת EMI.
בחרו צורה לפי שטח פנוי, נגישות ושיטת ההרכבה.
יישומים מהשטח
תמצאו מרווחים כמעט בכל מכשיר אלקטרוני:
- ציוד רשת: נתבים, תחנות בסיס ואנטנות – להפרדת לוחות RF מוערמים.
- בקרה תעשייתית: מרווחי מתכת שומרים על קשיחות תחת רטט.
- מחשבים ושרתים: יוצרים תעלות אוויר לקירור ומאבטחים גופי קירור כבדים.
- רכב: נירוסטה או אלומיניום לעמידות בקורוזיה וברטט.
בעת שימוש במרווחים ל-הארקה, ודאו שהמשטח המתכתי נקי וללא צבע או תחמוצת. אם המגע לא מושלם, הוסיפו שייבה מוליכה לחיבור חשמלי יציב.
שאלות נפוצות
מהם מרווחי PCB?
עמודים קטנים שתומכים בלוח ומפרידים אותו מחלקים אחרים. מונעים קצרים, מוסיפים קשיחות ומשפרים זרימת אוויר.
למה בכלל צריך מרווחים?
כדי ליצור מרחק בטוח ויציבות – הלוח נשאר מוגן, קריר ונוח לשירות.
איך משתמשים במרווחים?
קדחו חורי הרכבה, מקמו את המרווח וקבעו אותו בבורג או בהלחצה/נעילה. בחרו שיטה (בורג, PEM או Snap-in) לפי החומר והעומס.
מהו מרווח PEM?
מרווח Self-Clinching מבית PennEngineering. נלחץ לפח דק ויוצר עמוד מושחל קבוע. סדרות נפוצות: SO, BSO, TSO, DSO וסדרות הארקה SOAG/SOSG.
אילו גדלים קיימים?
הברגות נפוצות M2–M3 ו-#4-40–#8-32, באורכים 3–25 מ״מ (1/8–1 אינץ׳). קיימים גדלים ייעודיים לעומסים גדולים או ללוחות עבים.
ניילון או מתכת – מה עדיף?
ניילון קל ולא מוליך – טוב לבידוד ולחום נמוך. מרווחי מתכת (פליז/אלומיניום/נירוסטה) חזקים יותר, עמידים ותומכים בהארקה.
האם אפשר להדפיס מרווחים בתלת-ממד?
כן, לאבי-טיפוס או לעומסים קלים. לייצור סדרתי עדיף יציקה בהזרקה או עיבוד שבבי לקבלת סיבולת וחוזק טובים יותר.
סיכום
מרווחי PCB חיוניים להרכבה בטוחה, יציבה ואמינה. הם מספקים מרווח מדויק, בידוד ותמיכה, ומשפרים זרימת אוויר ועמידות.
בחירה נכונה לפי גובה, חומר ושיטת התקנה מבטיחה חוזק מכני ובטיחות חשמלית. ניילון, מתכת או PEM Self-Clinching – לכל סוג תפקיד ברור בתכנון מודרני.
מרווח שנבחר והותקן נכון ישמור כל לוח יציב, מיושר ומוכן לביצועים לטווח ארוך.
