¿Ideas para apilar varios PCB uno encima del otro?


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Mi diseño tiene una serie de tableros apilados uno encima del otro. Me gustaría conectar señales a través de los tableros. Todas las placas necesitan las mismas 10 señales que las atraviesan (todas las placas de arriba a abajo), por lo que eso se simplifica un poco.

¿Cuál podría ser una posible solución (o tipo de pieza) que sea simple pero también económica para este tipo de diseño?

Estoy de acuerdo con cualquier tipo de conector (vertical, paralelo, de ángulo recto, de presión para ajustar, basado en contactos, etc.) o arquitectura realmente, porque si permitiera este tipo de paso de múltiples placas de las señales, Traería una gran comodidad a mi diseño.

Puntos relevantes:

  • MÁS importante: me gustaría que el espacio entre las tablas sea inferior a 5 mm . De lo contrario, haría que mi diseño general fuera prohibitivamente alto.

  • Mi elección estándar para solo dos placas habría sido una combinación de conector hembra-conector macho-hembra. Pero, en el caso de múltiples placas , si tuviera enchufes / receptáculos hembra en la parte superior de cada placa y clavijas macho en la parte inferior de cada placa, la superposición crea un problema con la soldadura / colocación.

  • También consideré enchufes / receptáculos hembra que tienen extremos macho largos / extendidos (de modo que el mismo receptáculo podría usarse como hembra y macho), pero estos son bastante caros.

  • El recuento de tableros apilados varía para cada una de varias variaciones leves de mi diseño básico, por lo que idealmente me gustaría un método que funcione para un número variable de tableros apilados.

  • El número de capas es actualmente 2 (dos) pero si es necesario, estoy dispuesto a hacer que el tablero sea de 4 capas o más.


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Podrías usar la versión de montaje en superficie de esos encabezados de los que estabas hablando. Luego puedes apilarlos de nuevo sin problemas. Solo usa vias para conectarte. samtec.com/ProductInformation/TechnicalSpecifications/…
Some Hardware Guy

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Sí, Samtec tiene una gran variedad de conectores de placa a placa de montaje en superficie. Particularmente me gusta la serie SFM / TFM de conectores de doble fila de 1.27 mm (0.05 "). Si quiere ir aún más pequeño, pruebe la serie CLM (1.00 mm).
Dave Tweed

Quizás podría obtener algunas ideas de placas de conectores modulares apilables preexistentes . La lista en Wikilibros actualmente incluye PC / 104, PlugaPodS, R-Dev-Ino, Bug Labs, módulos de JeeLabs, etc.
davidcary

Respuestas:



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En esta respuesta , discutí el uso de estos conectores de resorte para conectar placas:

Disponible en longitudes de hasta 30 contactos, paso de 1.27 mm o 2.54 mm, para que una versión de 10 contactos no tenga que ser más ancha que 12.7 mm. Como expliqué en la otra respuesta, esto no soluciona los tableros mecánicamente, y expliqué en la otra respuesta cómo usé los broches en el gabinete para arreglarlos.

Si tiene un gabinete personalizado, esta es la forma más fácil de montaje: simplemente empuje los diferentes PCB hacia abajo por los broches. Sin tornillos, sin agujeros de montaje. El espacio entre los PCB es de 3.81 mm (0.15 pulgadas).



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¿Qué hay de grabar conectores de borde en su PCB, convirtiéndolos en tarjetas? Luego construya un pequeño plano posterior de PCB relleno con conectores hembra. Tal vez se puedan encontrar algunos enchufes que darán lugar a un espacio de 5 mm.

Si no se pueden encontrar tomas de conector de borde de perfil delgado adecuadas, tal vez podrían condensarse por escalonamiento, de modo que su PCB de plano posterior tenga dos tramos de 10 líneas, y las PCB de números impares tengan el conector de borde a la izquierda, con número par la derecha.

Los tableros podrían ser idénticos, de modo que cualquier tablero pueda entrar en cualquier ranura. Es decir, cada placa podría tener un par de conectores de borde redundantes en el borde del plano posterior. Dependiendo de la posición en el plano posterior del zócalo escalonado (ranura impar versus ranura pareja), el conector del borde izquierdo o derecho se conecta con un zócalo. El conector de borde no utilizado en el lado opuesto se desliza en el espacio estrecho entre los zócalos de tableros adyacentes, donde hay suficiente espacio libre para el ancho del tablero.

Una cosa buena de una placa posterior es que si la placa 1 tiene una mala conexión con la placa posterior, eso generalmente no interfiere con la comunicación entre 0 y 2. Si apila muchas placas en serie con conectores de placa a placa, entonces cuando la primera placa envía una señal captada por el último, está pasando por numerosos contactos eléctricos.


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+1 para una idea muy clara y bastante fácil de implementar. Sin embargo, debo mencionar que esto puede no ser adecuado en mi caso porque tengo un número variable de tableros en la pila.
OrCa

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+1 buena idea. Freescale parece pensar que es una buena idea ( freescale.com/tower ), aunque desafortunadamente eligieron un espacio de tablero de 21.6 mm que es demasiado grande para el póster original.
davidcary

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@Kaz: ¿Puedes dibujar un esbozo de esto? Parece que no funciona para OP, pero creo que esta idea es potencialmente muy útil. Sin embargo, tengo problemas para visualizar tu esquema impar-par.
Thomas E

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Soy un nuevo contribuyente, así que solo puedo publicar dos hipervínculos, encontré después de escribir, ¡escriba los números de pieza a continuación en el cuadro de búsqueda en el sitio web de GCT!

Solución de dos conectores, paso de 2.0 mm - doble en línea:

Zócalo : altura de pila de 2,2 mm, Newark 67R8237

Encabezado : altura de pila de 2.77 mm, Newark 67R7787 (pasador de acoplamiento de 2 mm adecuado para acoplar con BF120

Altura total de la pila = 4.97 mm, solución económica.

Solución de dos conectores, paso de 1.0 mm, solo en línea:

Zócalo BC070 Altura de pila de 2,25 mm, Newark 67R7215

Cabecera BC032, altura de pila de 2.00 mm, Newark 69R6950

Altura total de la pila 4,25 mm, solución económica.

Para conectores de placa a placa de paso de 1.00 mm y 2.00 mm, ofrecemos encabezados de apilamiento:

Paso de 1.00 mm a través del orificio, cabezal de apilamiento: BC025

Paso de 2.00 mm a través del orificio, cabezal de apilamiento: BF055

o en SMT:

1.00 mm de paso SMT, encabezado de apilamiento: BC055

Paso SMT de 2.00 mm, cabezal de apilamiento: BF145

Por supuesto, puede optar por utilizar un encabezado de apilamiento SMT con un paso a través del zócalo SMT en un PCB medio y otro zócalo en el PCB superior para obtener una solución de apilamiento de tres PCB.

La otra opción es usar el zócalo en la PCB superior, el zócalo en la PCB inferior con un cabezal de apilamiento a través del orificio para conectar dos PCB centrales adicionales.

Desafortunadamente, no puedo ofrecer una solución verdaderamente modular que le permita apilar 2, 3, 4 y más PCB utilizando el mismo conjunto de conectores. El otro problema es que los encabezados de apilamiento no están almacenados por Newark y llevarían un MOQ de 1,000 piezas, no hay forma de evitarlo. Sin embargo, espero que estos conectores te den algunas ideas.

GCT está trabajando en una guía de apilamiento de conector de placa a placa, ¡pero aún no está lista!


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Debe investigar el formato PC / 104, está hecho para apilar placas una encima de la otra, y tiene todos los buses de interconexión con los pines de encabezado alineados correctamente para ISA, PCI y señales de alimentación adicionales, etc. Puede comprar de la PC-104 placas de CPU, pantalla, red, etc.

Además, puede diseñar el suyo propio para interconectarse con la pila.

En realidad, hay algunos factores de forma diferentes 104 (el más pequeño), EBC y EBX.

https://en.wikipedia.org/wiki/PC/104

El lado negativo: los paneles COTS pueden ser caros, especialmente. para el formato 104. Las placas EBX y EBC son un poco más baratas.


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La opción más barata y menos costosa: utilice un disquete antiguo o un cable de disco duro IDE / PATA como "placa posterior". Agregue el conector de otros cables según sea necesario. Entonces solo necesita encabezados de ángulo en cada PCB.

Una ventaja adicional es que la distancia entre los PCB es flexible en cierto grado, si permite que el cable se curve.

ingrese la descripción de la imagen aquí


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¿Quiso decir PATA? Los cables SATA tienen un número limitado de conductores. También me vienen a la mente esos lindos cables de cinta kapton y pequeños conectores que uno ve dentro de las computadoras portátiles, aunque no sé qué hay para los "genéricos" de esos si no está haciendo un pedido personalizado de unos pocos millones para la fábrica.
Ecnerwal

Gracias Ecnerwal, correcto, creo que es "ATA" (hace mucho, mucho tiempo ...), acabo de editar la respuesta
fraber

Ambos son ATA - uno es ATA paralelo y el otro es ATA serial (PATA también es IDE)
Ecnerwal

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Puede apilar una cantidad indefinida de PCB como esta una encima de la otra, con componentes de desplazamiento:

apilar múltiples pcb como este uno encima del otro-1

Use separadores hexagonales M3 para mantener la pila de PCB sólidamente unida y a intervalos regulares. Si bien los separadores de nylon mantienen el aislamiento, puede utilizar separadores metálicos para transmitir potencia. Use tubos termocontraíbles para protegerlos contra cortocircuitos accidentales.

Atornille los separadores metálicos, agrupándolos por positivo y negativo, y péguelos en el tubo termocontraíble. Use una fuente de calor apropiada (usé un encendedor Zippo) para encoger los tubos. Luego use un cortador para separar las piezas:

Utilice separadores metálicos protegidos con tubos termocontraíbles de colores.

Para transmitir señal o pequeña potencia, use Samtec SSA 2.54 separador a través de conectores de orificio . Esos conectores de desplazamiento se acoplan entre sí, por lo que puede apilar cualquier número uno encima del otro. En mi circuito usé SSA-102-WT, pero los siguientes son SSA-103-WT. Como se separan, puedes separarlos en trozos más pequeños:

Samtec SSA separador a través de conectores de orificio

Finalmente, ensamblas todos los PCB juntos usando los separadores como tornillos y teniendo cuidado de que los conectores SSA estén realmente conectados. Este es el resultado:

7 PCB apilados uno encima del otro, 10 mm de distancia entre cada uno

Las columnas negras y rojas son los separadores metálicos, aislados con termocontracción. Las columnas blancas son separadores de nylon. Los conectores SSA no son visibles porque están en el centro de la placa, ocultos por los otros componentes.

Como referencia, usé estas referencias en Digikey:


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Encabezados de 10 pines con espaciado de 0.1 pulgadas en sus tableros, monte el estilo 'smd', plano en su tablero, (u obtenga encabezados SIP de ángulo recto). Deje que los pasadores cuelguen sobre el borde del tablero, paralelos a él.

Construya una placa posterior 'veroboard' con enchufes hembra espaciados de 0.1 pulgadas en los que se conectan los encabezados. enchufes en ángulo recto con el plano posterior.

Barato y desagradable.

Puede hacer lo mismo con los 'encabezados de caja' y los enchufes de clavija. Esto le da estabilidad mecánica. A veces pongo encabezados de pines de doble fila montados en estilo SMD con la placa entre las filas.

La solución de @ fraber funciona bien con esto para las pruebas, ya que puede 'desapilar' todo.

En Control Data solíamos tener una PC eviscerada y una placa base para las pruebas. También utilizamos extensores de placa para poder llegar a los componentes.

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