Idee per impilare più PCB uno sopra l'altro?


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Il mio design ha un certo numero di schede sovrapposte. Vorrei collegare i segnali tra le schede. Tutte le schede hanno bisogno degli stessi 10 segnali che le attraversano (tutte le schede dall'alto verso il basso), in modo da semplificarlo un po '.

Quale potrebbe essere una possibile soluzione (o tipo di parte) semplice ma anche economica per questo tipo di progetto?

Sono d'accordo con qualsiasi tipo di connettore (verticale, parallelo, ad angolo retto, press-to-fit, a contatto, ecc.) O architettura davvero, perché se consentirebbe questo tipo di passaggio multi-scheda dei segnali, porterebbe una notevole convenienza al mio design.

Punti rilevanti:

  • PIÙ importante: vorrei una spaziatura tra le schede inferiore a 5 mm . Altrimenti, renderebbe il mio disegno complessivo proibitivamente alto.

  • La mia scelta standard per solo due schede sarebbe stata una combo socket-header maschio-femmina. Ma, nel caso di schede multiple , se dovessi avere prese / prese femmina nella parte superiore di ciascuna scheda e pin di intestazione maschio nella parte inferiore di ciascuna scheda, la sovrapposizione crea un problema con la saldatura / posizionamento.

  • Ho anche considerato prese / prese femmina che hanno estremità maschio lunghe / estese (in modo che la stessa presa possa essere usata come femmina e maschio), ma queste sono piuttosto costose.

  • Il conteggio delle schede impilate varia per ciascuna delle diverse lievi variazioni del mio progetto di base, quindi idealmente mi piacerebbe un metodo che funzioni per un numero variabile di schede impilate.

  • Il numero di strati è attualmente 2 (due) ma, se necessario, sono aperto a rendere la scheda a 4 strati o superiore.


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Potresti semplicemente usare la versione a montaggio superficiale di quelle intestazioni di cui stavi parlando. Quindi è possibile impilarli schiena contro schiena senza problemi. Basta usare vias per connettersi. samtec.com/ProductInformation/TechnicalSpecifications/…
Some Hardware Guy

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Sì, Samtec ha una grande varietà di connettori scheda-scheda a montaggio superficiale. Mi piace particolarmente la serie SFM / TFM di connettori a doppia fila da 1,27 mm (0,05 "). Se vuoi andare ancora più piccolo, prova la serie CLM (1,00 mm).
Dave Tweed

Forse potresti trarre qualche idea dalle schede di connettori modulari impilabili preesistenti . L'elenco di Wikibooks include attualmente PC / 104, PlugaPodS, R-Dev-Ino, Bug Labs, moduli di JeeLabs, ecc.
davidcary,

Risposte:



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In questa risposta ho discusso sull'uso di questi connettori a molla per collegare le schede:

Disponibile in lunghezze fino a 30 contatti, passo 1,27 mm o 2,54 mm, quindi una versione a 10 contatti non deve essere più larga di 12,7 mm. Come ho spiegato nell'altra risposta, ciò non risolve meccanicamente le schede e ho spiegato nell'altra risposta come ho usato gli snap nell'involucro per risolverli.

Se si dispone di un involucro personalizzato, questo è il modo più semplice per il montaggio: basta spingere i diversi PCB verso il basso gli snap. Nessuna vite, nessun foro di montaggio. La distanza tra i PCB è di 3,81 mm (0,15 pollici).



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Che ne dici di incidere i connettori dei bordi sui PCB, trasformandoli in schede? Quindi costruisci un piccolo piano posteriore per PCB riempito con prese per connettori. Forse si possono trovare alcune prese di questo tipo che daranno luogo a una spaziatura di 5 mm.

Se non si trovano prese per connettori a profilo sottile adatte, potrebbero forse essere condensate sfalsando, in modo che la scheda PCB del backplane abbia due serie di 10 linee e le schede PCB dispari abbiano il connettore perimetrale a sinistra, con numeri pari su la destra.

Le schede potrebbero effettivamente essere identiche, in modo che qualsiasi scheda possa entrare in qualsiasi slot. Vale a dire, ogni scheda potrebbe avere una coppia di connettori ridondanti sul bordo del backplane. A seconda della posizione nel backplane con socket sfalsati (slot dispari rispetto allo slot pari), il connettore del bordo sinistro o destro si innesta con una presa. Il connettore perimetrale non utilizzato sul lato opposto scorre nello stretto spazio tra le prese delle schede adiacenti, dove vi è spazio sufficiente per la larghezza della scheda.

Una cosa bella di un backplane è che se la scheda 1 ha una cattiva connessione al backplane, ciò di solito non interferisce con la comunicazione tra 0 e 2. Se si impilano molte schede in serie con connettori scheda-scheda, allora quando la prima scheda invia un segnale raccolto dall'ultimo, passa attraverso numerosi contatti elettrici.


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+1 per un'idea molto chiara e abbastanza facile da implementare. Devo dire però che questo potrebbe non essere adatto nel mio caso perché ho un numero variabile di schede nello stack.
OrCa,

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+1 buona idea. Freescale sembra pensare che sia una buona idea ( freescale.com/tower ), anche se sfortunatamente hanno scelto una spaziatura di 21,6 mm che è troppo grande per il poster originale.
davidcary,

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@Kaz: puoi disegnare uno schizzo approssimativo di questo? Sembra che non funzioni per OP, ma trovo questa idea potenzialmente molto utile. Avere problemi a visualizzare il tuo schema pari-dispari.
Thomas E

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Sono un nuovo collaboratore, quindi posso solo pubblicare due collegamenti ipertestuali, che ho scoperto dopo aver scritto, si prega di digitare i numeri di parte sotto nella casella di ricerca sul sito Web GCT!

Soluzione a due connettori passo 2,0 mm - doppia in linea:

Presa : altezza pila 2,2 mm, Newark 67R8237

Intestazione : altezza pila 2,77 mm, Newark 67R7787 (perno di accoppiamento da 2 mm adatto per l'accoppiamento con BF120

Altezza totale della pila = 4,97 mm, soluzione economica.

Soluzione a due connettori passo 1,0 mm - linea singola:

Presa BC070 altezza pila 2,25 mm, Newark 67R7215

Header BC032 Altezza pila 2,00 mm, Newark 69R6950

Altezza totale della pila 4,25 mm, soluzione economica.

Per i connettori scheda-scheda con passo da 1,00 mm e 2,00 mm offriamo le intestazioni di impilamento:

Passo passante da 1,00 mm, intestazione impilabile: BC025

Passo passante da 2,00 mm, testata impilabile: BF055

o in SMT:

Passo SMT da 1,00 mm, testata impilabile: BC055

SMT passo 2,00mm, testata impilabile: BF145

Naturalmente è possibile scegliere di utilizzare un'intestazione di stacking SMT con un socket SMT passante su un PCB centrale e un altro socket sul PCB superiore per ottenere una soluzione di stacking a tre PCB.

L'altra opzione utilizza la presa sul PCB superiore, la presa sul PCB inferiore con un'intestazione impilabile passante per collegare due PCB extra centrali.

Purtroppo non posso offrire una soluzione veramente modulare che consenta di impilare 2, 3, 4 e più PCB utilizzando lo stesso set di connettori. L'altro problema è che le intestazioni di impilamento non sono fornite da Newark e porterebbero un MOQ da 1.000 pezzi, non c'è modo di aggirarlo. Tuttavia, spero che questi connettori possano darvi alcune idee.

GCT sta lavorando su una guida allo stack web del connettore scheda-scheda, ma non è ancora pronto!


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Dovresti studiare il formato PC / 104, è fatto per impilare le schede uno sopra l'altro e ha tutti i bus di interconnessione con i pin di intestazione allineati correttamente per i segnali ISA, PCI e di potenza aggiuntiva, ecc. È possibile acquistare schede CPU PC-104 standard, display, rete, ecc.

Inoltre, è possibile progettare il proprio per l'interconnessione allo stack.

In realtà ci sono alcuni diversi fattori di forma 104 (il più piccolo), EBC ed EBX.

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

Il lato negativo: le schede COTS possono essere costose, esp. per il formato 104. Le schede EBX ed EBC sono un po 'più economiche.


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L'opzione più economica e più cattiva: utilizzare un vecchio disco floppy o cavo IDE / PATA come "backplane". Aggiungere il connettore da altri cavi secondo necessità. Quindi hai solo bisogno di intestazioni angolari su ogni PCB.

Un ulteriore vantaggio è che la distanza tra i PCB è flessibile fino a un certo punto, se si consente la curvatura del cavo.

inserisci qui la descrizione dell'immagine


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Intendevi PATA? I cavi SATA sono un po 'limitati nel numero di conduttori. Mi vengono anche in mente quei graziosi cavi a nastro in kapton e i minuscoli connettori che si vedono all'interno dei laptop, anche se non so cosa ci sia per i "generici" di quelli se non ordinate qualche milione per la fabbrica.
Ecnerwal,

Grazie Ecnerwal, giusto, credo sia "ATA" (molto, molto tempo fa ...), ho appena modificato la risposta
frab

Sono entrambi ATA - uno è ATA parallelo e l'altro è ATA seriale (PATA è anche IDE)
Ecnerwal,

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È possibile impilare un numero indefinito di PCB come questo uno sopra l'altro, con i componenti che attraversano:

impila più PCB come questo uno sopra l'altro-1

Utilizzare i distanziali M3 esagonali per mantenere la pila di PCB solidamente unita e ad intervalli regolari. Mentre i distanziatori in nylon mantengono l'isolamento, è possibile utilizzare i distanziatori metallici per trasmettere energia. Utilizzare tubi termorestringenti per proteggerli da cortocircuiti accidentali.

Avvitare i distanziatori metallici, raggruppandoli per positivo e negativo, e bloccarli nel tubo termorestringente. Utilizzare una fonte di calore appropriata (ho usato un accendino Zippo) per ridurre i tubi. Quindi utilizzare una taglierina per separare i pezzi:

Utilizzare distanziatori metallici protetti con tubi termorestringenti colorati

Per trasmettere segnale o piccola potenza, utilizzare Samtec SSA 2.54 breakaway attraverso i connettori dei fori . Quei connettori che si muovono si accoppiano con se stessi, quindi puoi impilarli uno sull'altro. Nel mio circuito ho usato SSA-102-WT, ma quelli sotto sono SSA-103-WT. Dato che sono staccabili, puoi separarli in blocchi più piccoli:

Connettori a foro passante SSA Samtec

Infine, assemblate tutti i PCB insieme usando i distanziali come viti e facendo attenzione che i connettori SSA siano effettivamente collegati. Questo è il risultato:

7 PCB sovrapposti uno sull'altro, a 10 mm di distanza l'uno dall'altro

Le colonne nere e rosse sono i contrasti metallici, isolati con un restringimento del calore. Le colonne bianche sono distanziali in nylon. I connettori SSA non sono visibili perché si trovano al centro della scheda, nascosti dagli altri componenti.

Per riferimento, ho usato questi riferimenti su Digikey:


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Intestazioni dei pin distanziati da 0,1 pin da 10 pin sulle schede, montare lo stile "smd", piatti sulla scheda (o ottenere intestazioni dei pin ad angolo retto SIP). Lascia che i perni pendono dal bordo della tavola, parallelamente ad esso.

Costruisci un backplane 'veroboard' con prese femmina distanziate da 0,1 pollici in cui si collegano le testate. prese ad angolo retto rispetto al backplane.

Economico e cattivo.

Puoi fare la stessa cosa con le "intestazioni di scatola" e gli spinotti. Questo dà stabilità meccanica. A volte metto le intestazioni dei pin a doppia fila montate in stile SMD con la scheda tra le file.

La soluzione di @ fraber funziona bene con questa soluzione per i test, poiché è possibile "rimuovere" tutto.

Control Data utilizzava un PC e una scheda madre sviscerati per i test. Abbiamo anche usato gli estensori per schede in modo da poter arrivare ai componenti.

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