Teknik PCB - Melewati cabaran penyesuaian kumpulan sambungan berbilang antara papan PCB

Pembuat papan sirkuit dicetak berada di bawah tekanan yang signifikan untuk meningkatkan ketepatan, mengurangkan cap kaki, mengurangkan saiz sisi, mengawal aliran panas, dan meningkatkan kadar data sambil meningkatkan kepercayaan dan mengurangkan kos. Semasa mereka berjaya mengurangi tekanan ini, cabaran yang menarik muncul bagi desainer untuk menyesuaikan pasangan berbilang sambungan antara dua PCB.

Apa yang kita perlukan adalah panduan yang jelas untuk memahami bagaimana untuk mengatasi cabaran penyesuaian ini tanpa mengorbankan prestasi sistem, ketepatan, dan kepercayaan, sementara memenuhi anggaran yang semakin ketat dan keperluan masa-ke-pasar.

Artikel ini membahas cabaran penyesuaian secara terperinci sebelum menjelaskan keperluan yang berkonflik yang boleh ditemui antara PCB maju dan sambungan densiti tinggi yang lebih dipercayai sehingga keperluan ini boleh dipenuhi secara efisien menggunakan praktik desain.

Miniaturisasi membuat penyesuaian konektor sukar

Terdapat beberapa kawasan di mana papan PCB boleh diperbaiki, termasuk ketepatan, kadar data yang lebih tinggi, pengurusan panas, dan kepercayaan. Namun, peningkatan ini disertai oleh tekanan yang trend menuju miniaturisasi meletakkan pada perancang dalam pemilihan dan pelaksanaan sambungan, terutama pasang sambungan berbilang ke papan PCB.

Dalam kes sambungan, pengurangan miniatur telah menghasilkan penurunan ruang dari 0.100 in (2.54 mm) ke 0.016 in (0.40 mm) dalam 25 tahun terakhir -- penurunan enam kali yang memerlukan toleransi yang lebih ketat. Namun, toleransi yang lebih ketat pada diri mereka sendiri bukanlah masalah, tetapi variabiliti sekitar toleransi nominal: jika sambungan berbilang berubah ke mana-mana had nominal, beberapa masalah lebih mungkin berlaku.

Bilangan sambungan tak terbatas boleh berjaya dipasang diantara dua PCB disediakan sambungan sandwich dan papan PCB yang cukup ketat boleh dihasilkan, dirancang, dan dikumpulkan dalam keadaan nominal; Sebenarnya, toleransi dan variabiliti ciri-ciri bahan mengatasi atau menentukan faktor. Dalam kes yang dipaparkan dalam Gambar 2, perancang perlu mempertimbangkan dan menganggap toleransi untuk semua komponen, termasuk toleransi yang sering diabaikan tetapi berkaitan dengan (A) dan (B) dua papan PCB.

Bagaimana untuk menyelesaikan papan PCB ke masalah penyesuaian sambungan

Pembelian beberapa PCB hanya dikawal oleh spesifikasi yang terkandung dalam paket Gerber. Papan PCB boleh dibuat dari paket data ini tanpa toleransi mekanik.

Untuk aplikasi multi-sambungan, pakej ini mesti disertai dengan lukisan mekanik terpisah untuk menunjukkan lukisan asal, pengeboran, dan toleransi kabel.

Pada titik ini, desainer perlu melakukan dua perkara untuk membantu memastikan hasil yang berjaya. Langkah pertama adalah untuk mencari apa sokongan yang boleh disediakan oleh penyedia PCB dan sambungan untuk memastikan penyesuaian. Kedua adalah untuk memastikan bahawa kajian toleransi aras-sistem telah dilakukan untuk menentukan deviasi penyesuaian konektor yang berasal dari rancangannya. Untuk sistem kad sandwich multi-sambungan yang terdiri dari komponen A hingga F, penyedia sambungan hanya boleh mengawal toleransi sambungan. Pembekal yang baik akan memenuhi atau melebihi spesifikasi prestasi yang diterbitkan, membuat toleransi papan PCB dan rekomendasi mesinan, dan bahkan menyediakan rekomendasi rujukan untuk pembekal PCB yang direkomendasikan dan peralatan sesuai dengan yang diperlukan.

Sistem atau perancang produk patut rujuk kepada saiz pemegang ganti sambungan dan spesifikasi produk. Spesifikasi penyalinan yang disertai dalam dokumen ini patut dibandingkan dengan keputusan kajian toleransi aras sistem untuk membantu memastikan penghubung berbilang antara papan yang sama digunakan dengan berjaya.

Sistem sambungan berfungsi selama sudut awal dan akhir dan deviasi garisan linear tidak melebihi. Perbezaan penyesuaian ini dihitung dengan mempertimbangkan faktor seperti gangguan penyesuaian, penyelesaian sinar dan pecahan kenalan. Nilai penyelesaian penyesuaian yang melebihi boleh menghasilkan pemutusan litar dan/atau pengasingan atau kerosakan.

Sementara semua maklumat yang diperlukan seperti rancangan, toleransi komponen, peralatan, dan kemampuan penghasilan biasanya mudah tersedia bagi perancang, penting untuk dapat menghubungi penghasil sambungan untuk menyediakan petunjuk yang lebih spesifik dan pengesahihan pembinaan toleransi penyesuaian.

Pin kedudukan tidak sesuai untuk aplikasi sambungan-berbilang

Beberapa pembuat sambungan menawarkan pins posisi pilihan, biasanya pada sisi bertentangan di bawah sambungan (Figur 4). Pin ini memudahkan tempatan manual, boleh digunakan untuk membantu orientasi sambungan pada PCB, dan tidak menambah ke akumulasi toleransi keseluruhan untuk aplikasi sambungan tunggal.