电子互连:在多板PCB系统中保持连接性

2018年10月19日 节奏PCB解决方案

CPU芯片

CC0

然而,人们可能会想到与技术中的大学中更常互式化,然而,人类非常熟悉在他们的发明中模仿自然发生的想法。电子互连是一种这样的镜像。拿蘑菇是如何通过类似的基础网络互连的大量生活方式的一个例子。电子互连将努力进行类似的目的:提供系统连接而不会扭曲单个电路自主权。

今天的电子学经常将多个互连的印刷电路板(PCB)合并到他们的设计中。将多板系统中的所有组件作为一个内聚的最终产品一起工作取决于为设计选择正确的连接器。

在此帖子中,我们将潜入不同类型的PCB互连以及在下一个多板PCB项目中实现它们的一些最佳实践。

正在兴起的系统设计时代中的电子互连

当考虑multi-board系统,通常你会发现自己在处理电子连接时遇到两三个主要困难。这些因素往往是在频率和开关速度的限制,电流容量和操作温度。

信号的完整性导热系数对于任何PCB系统设计来说,考虑都是至关重要的,通过选择的连接器的潜在弹性工作将涉及智能规划和清晰的文档。

多板PCB互连的类型

无论您是计划创建相互堆叠的垂直pcb塔,还是需要将多个板装入机架以适应服务器,当涉及到可用的连接器类型时,设计人员都有很多选择。

标准板连接:公/母,引脚/插座头是最常见的板对板连接器类型。这些连接以低成本提供,在面包板和Arduino套件中很受欢迎。

背板连接器:典型的背板是没有有源器件的PCB。它的主要目的是双重的:为多板系统提供结构完整性,并作为多个子板连接的表面。

卡边缘连接器边缘连接器通常用作主板、背板或riser卡的扩展插槽,其设计目的是与另一块板边缘的导电线相匹配(例如PCI-e插槽)。

Wire-to-board:需要连接电缆或电线到板?FFCs(柔性薄膜电缆),FPCs(柔性印刷电缆),高速内部电缆互连,和带状连接器只是少数的选择。

直接焊接:希望将小型无线模块连接到更大的董事会?Castellated VIVE是一种创建PCB模块的流行方法,可以轻松焊接到其他板。务必遵循焊接标准,如IPC-A-610或J-STD-001。

EI齿轮在机器中一起工作

我希望电子互连能像把几个电路粘在一起那样简单。

多板PCB互连设计注意事项

现在,我们已经介绍了不同类型的PCB互连,让我们看看在实现多板PCB设计时需要考虑的一些通用设计技巧。

EMC / EMI

相同相声阻抗和其他EMI(电磁干扰)因素您考虑的单板必须扩展到多板系统。在你开始将这些板堆叠到PCB塔之前,这里有一些事情需要考虑:

谨防共同模式。当差分对的两条腿是不同的长度时,差异可以在共模中产生纵向信号,将系统转换为有效的天线。

避免意外的天线。在天线不可避免的地方,保持信号和返回电流紧密耦合,以减少排放。事实上,要使堆栈上的所有信号层紧密耦合到一个不间断的参考平面上。

保持信号分开。模拟(DC)和数字(AC)高速和低速电路应始终保持分开,并且在多板堆栈中也是如此。请注意,通过您的电路板路由到哪些痕迹。

请记住,连接电路板的互连和通过将系统的整体信号更改。您可以在此处阅读更多用于在PCB设计中减少EMI的提示。

腐蚀

腐蚀对连接有直接风险。铜,铅和镀锡高易受腐蚀的影响。另一方面,金色,银,石墨和铜镍合金对腐蚀具有高度抗性。了解导致腐蚀的条件可以帮助您对您应该为您的连接和组件使用的材料类型提供明智的决策:

大气当金属暴露在氧气和水中时,就会发生氧化。空气中的水分是腐蚀铜接点所需要的,降低了导电性。

担忧:通过去除表面氧化物层并将下层材料暴露于氧化以使焊接开关中的擦拭动作等运动部件中的频繁磨损,例如焊接开关中的擦拭作用。

:不同的金属有一个标准是有原因的(MIL-STD-889)。当两种不同的金属在电解液中(例如电池)时,较耐腐蚀的金属比较弱的金属腐蚀得更快(例如,金与锡接触时腐蚀得更快)。

电解:在存在离子液存在下,树突状生长可能发生在相邻迹线之间。两个迹线之间的潜在差异将金属纤维从形成桥梁的每条迹线拉出并导致短路。

在木板上的ei齿轮

幸运的是,通过适当的分析,您可以预测复杂系统设计的大部分陷阱(如果不是全部的话)。

大多数PCB设计主要涉及配合连接器之间的大气腐蚀和微动。通过了解您的产品可能遇到的条件,它更容易选择材料。

连接风险的实际缓解:整体设计

连接性很重要,但它只是多板PCB设计这个大难题的一部分。它采用整体设计方法,确保每个板和组件在一个3D外壳内安装在一起,同时避免了电磁干扰、热约束和腐蚀的副作用。

这就是Cadence的设计和分析工具套件兼顾两者PCB设计软​​件具有独特的3D Workbench方法,有助于在PCB设计的机械和电气领域之间架起桥梁,以及强大的仿真和分析工具,以验证您的设计在任何阶段。准备好应用一个整体的方法到你的下一个多板PCB项目?

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