Design PCB Breakaway

Sto mirando a un design PCB staccabile per una piccola serie in cui un compartimento non necessario può essere rotto. (Vedi immagine sotto)

L'ho visto ad esempio sulle schede Nucleo STM32, dove viene utilizzato per rimuovere l'interfaccia flash una volta terminato. Quindi immagino che non dovrebbe essere un problema per quanto riguarda le tracce penzolanti del PCB sullo strato superiore e inferiore.

Ma per quanto riguarda i livelli interni?
- È problematico avere uno strato di alimentazione e di terra che attraversa il punto di rottura predeterminato?
- Sarebbe ok farlo quando mi assicuro di non avere tracce intesecting su tutti i livelli?
- È considerata una cattiva pratica fare qualcosa del genere?

Ma per una riduzione della tensione meccanica per lo stress eccessivo sugli utenti con bambini e prese USB strappate, è eccellente.

La scheda principale ha un buon supporto per foro a vite a 3 punti per eliminare le torsioni sulle parti in ceramica fragili e la rottura consente una maggiore sollecitazione alla flessione della scheda nello spazio senza sollecitazioni sui trucioli di ceramica. Significato OK per utilizzo su scheda aperta con sollecitazione di flessione sulla porta USB e nessun foro di montaggio per l'area USB con sforzo limitato dai fori di montaggio del case per il connettore USB.

http://ett.co.th/prod2014/NUCLEO-F401RE/NUCLEO-F401RE_3re.jpg

L'orientamento del cappuccio SMD vicino alla pausa mi dice che non è mai stato progettato per una fuga, piuttosto un giunto antistress con una presa USB esterna.

Il video inverso ha migliorato l'area ingrandita del collegamento sopra:

Conclusione

Good mechanical design
Bad Breakaway panel design. * false assumption *
C12 , C13 could crack with normal attempts to snap or shear the break.

• Questa progettazione non riuscirebbe a DFM per le regole di progettazione breakaway.

Ma da quando ho concluso che è un falso presupposto, per essere una fuga, è un buon design per alleviare lo stress.

La rottura in quest'area richiederebbe un micro-router con pulizia Dremel® in rame.

Riferimento: 40 anni di esperienza nella ricerca e sviluppo e nella produzione a contratto e molti difetti di progettazione di rottura da parte di operatori e difetti di progettazione.

• per esempio. Quando ero Eng Mgr di un contratto Mfg, C-MAC a Winnipeg, un cliente, divisione Avionics di Honeywell a Phoenix, progettò una scheda che realizzammo in volume, una scheda di controllo del motore a reazione, che a volte subiva rotture Vcc disaccoppiando le scaglie di ceramica in un biscotto grande scheda madre a pannelli. Abbiamo risolto il problema addestrando gli operatori a tagliare le schede a scatto con maggiore attenzione, in modo da limitare l'ordito delle schede e non creare crepe invisibili nei tappi ENORME in ceramica da 10uF. Honeywell migliorò il design nei successivi Rev.

L'orientamento e la vicinanza vicino alle interruzioni dei biscotti sono caratteristiche di progettazione cruciali tra cui preferibilmente il V-score preferito o biscotti con molti fori distanziati tra l'offset verso il bordo interno del PCB.

AGGIUNTO

Se si intende separare e riutilizzare la scheda piccola; utilizzare uno dei seguenti metodi

• tagliare con una lama di metallo tipo sega circolare (non è necessaria la maniglia) o un router manuale o un coltello esatto in profondità prima di scattare con attenzione il v-score

È possibile utilizzare perforazioni (fori ravvicinati) per consentire la rottura di una sezione della scheda PC dopo la produzione. Tuttavia, questa non è una buona idea quando ci sono tracce che attraversano la pausa. Il rame non si romperà ordinatamente e lascerà i bordi taglienti ed esposti.

Il motivo principale delle parti staccabili delle schede è che tutto può essere prodotto in una sola volta. Quindi schede diverse ma correlate separate in seguito.

Ho usato questa tecnica solo una volta finora. L'unità aveva un circuito principale e un altro piccolo pannello che conteneva ricevitori IR. Questi dovevano avere un orientamento imbarazzante rispetto alla scheda madre. Ci siamo occupati di ciò rendendo piccola la scheda per i ricevitori IR e collegata alla scheda principale con un cavo a nastro.

Per facilità di fabbricazione, tutto questo è stato realizzato come un'unica scheda, incluso il cavo a nastro. La scheda del ricevitore IR è stata quindi interrotta quando il set di schede è stato installato nella sua custodia durante la produzione. Ciò ha consentito di risparmiare alcuni passaggi e di semplificare l'installazione del cavo a nastro.

Tuttavia, non c'erano tracce di rame tra le schede. Le schede erano un po 'frastagliate per le perforazioni, ma non importava poiché erano montate in un recinto in cui gli utenti finali non dovevano essere.

Ma per quanto riguarda i livelli interni? - È problematico avere uno strato di alimentazione e di terra che attraversa il punto di rottura predeterminato?

Non è un problema definitivo lasciare uno strato interno e una power rail attraversare un'interruzione, ma non puoi controllare l'interruzione e lasciarti aperto alla possibilità che i due piani stiano andando in cortocircuito. Vi sono tre opzioni

• Non far passare alcun rame attraverso la rottura (nessun rischio di corto circuito con rottura PCB)
• Esegui potenza, segnale e terra attraverso l'interruzione (rischio piccolo ma sconosciuto con interruzione del PCB)
• Non far funzionare potenza, segnale e terra insieme (intersecando) attraverso un'interruzione (nessun rischio di corto circuito con interruzione del PCB)

Nell'ultima opzione, se hai diversi punti di fuga e sei preoccupato per il corto circuito, potresti correre a terra su una scheda di fuga e potenza e segnale sull'altra.

Vorrei anche pensare che il rischio è molto più basso in un design a due strati rispetto a un design a quattro strati poiché la distanza di separazione è molto più grande.

• Sarebbe ok farlo quando mi assicuro di non avere tracce intesecting su tutti i livelli?

Da quello che ho visto con la rottura, il problema è che gli aerei che si trovano uno accanto all'altro fisicamente sono più propensi a cortocircuitare insieme. Più li dividi, meglio sei.

• È considerata una cattiva pratica fare qualcosa del genere?

Questa è una questione di opinione, per alcuni settori nessun rischio è tollerabile e i loro progetti riflettono questo. In un ambiente da hobbista, è più tollerabile un rischio maggiore, dipende anche dal proprio mercato.

Il rischio in questo problema è difficile da quantificare senza sperimentazione, quindi posso solo parlare da quello che ho visto con i PCB breakaway. Il rischio maggiore è un cortocircuito verso terra di un piano di potenza o un cortocircuito verso un piano di segnale, è possibile progettare un circuito stampato di separazione con rischio minimo o nullo del piano o segnale che attraversa la fuga da corto circuito.

Sono d'accordo con gli altri "non farlo" se è per altri utenti. Ma se sei solo tu, allora lo farei. Le tracce dello strato superiore possono essere facilmente tagliate con un rasoio affilato. I piani interni non lo sono, ma quella piccola scheda è a bassa potenza, quindi non ha bisogno di piani interni per potenza / gnd. Se vuoi farlo, puoi avere solo tracce di strato esterno, incluso per potenza e terra. Quindi tagliarli con un rasoio ad ogni estremità della fuga. Sul lato della scheda principale inclinare il taglio verso la scheda principale. L'integrità del segnale subirà a causa dell'assenza di un piano GND, ma questo è un problema separato.

Esperienza: laurea EE. 15+ anni di progettazione / installazione / debug della scheda, nonché un fai-da-te per PCB da garage "roll your own". Ho fatto esattamente questa cosa.

Ecco un esempio dal vblog di Dave Jones che mostra un requisito simile al tuo: passare un paio di conduttori attraverso una punta a scatto su un set di PCB a pannelli.

Non sono un grande fan di questo in generale perché i conduttori possono staccarsi per una lunghezza incontrollata (preferirei avere pad di test individuali o un connettore su ciascuna scheda) ma ha fatto un buon lavoro su questo - c'è lunghezza della traccia in eccesso per consentire un peel back, e deve comunque finire gli angoli per farli rientrare nella custodia in modo che possano attirare l'attenzione umana di cui hanno bisogno per assicurarsi che nulla sporga per cortocircuitare o altrimenti finire nei guai. Sono anche ben separati. La parte esterna alle schede viene scartata dopo la depanelizzazione, ovviamente, quindi non dobbiamo preoccuparci di questo.

In questo caso la depanelizzazione viene eseguita con un paio di tronchesi esercitate su ciascun angolo. Il requisito qui è di pannellare con bordi più lisci possibile, quindi questo è un approccio di compromesso.

Un approccio di produzione di grandi dimensioni potrebbe essere quello di utilizzare una scheda push-back o dispositivi personalizzati, che eliminerebbe tutta la post-finitura ma sarebbe incompatibile con la configurazione del connettore di prova sopra.

Per evitare i problemi meccanici già menzionati, userei una sega per tagliare e levigare per eliminare qualsiasi rame che sporge. Tuttavia, il vero problema che vedo è che le tracce di rame lasciate diventare "antenne" per i circuiti rimanenti! I circuiti rimanenti diventeranno molto sensibili al rumore elettromagnetico (specialmente ad alta frequenza).