간격없이 한 PCB를 다른 PCB에 부착 / 연결 / 스태킹하는 아이디어

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다음과 같은 조건 에서 하나의 PCB를 다른 PCB 위에 즉시 부착 / 적층 할 수있는 방법은 무엇입니까?

두 PCB 사이의 간격 / 갭 없음
물리적 부착뿐만 아니라 전기 접점이 필요합니다.
상단 PCB가 하단 PCB 크기의 약 3 분의 1이라고 가정하자

저는 프로젝트의 초기 디자인 단계에 있으며 옵션을 먼저 조사하려고 노력하고 있으므로 창의적인 방법뿐만 아니라 표준 방법에 대한 권장 사항도 있습니다.

참고 : 저는 이미 에지 캐스 텔레이션 (일명 "하프 비아")에 익숙 하므로 다른 제안이 흥미로울 것입니다.

예를 들어, 상단 PCB에 하단 PCB의 패드에 납땜 할 수있는 하단 (QFN / QFP 스타일)에만 패드 접점이 있도록 설계 할 수 있습니까?

편집 : @Andrew의 질문에 대답하려면 :

이와 같이 두 개의 보드를 쌓아 올리는 목적은 Top PCB가 내 장치의 변형에 따라 변할 수 있다는 것입니다. 가변 상단 PCB를 부착 할 수있는 패드가있는 하나의 일정한 기본 PCB가 있습니다.

pcb pcb-design connector

— 범고래
소스

나는 물어야한다 : 왜? 메인 보드에 도터 카드를 장착 할 공간이 있어야한다고 가정하면, 이것이 기술적으로 가능할 수 있지만 제조 / 조립 관점, 특히 "어떻게 땜납"이라는 의견이 우려됩니다.

— Andrew

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@Andrew : 위 질문에 대한 답변을 추가했습니다. 그리고 조립 관점에서 어떤 문제가 있습니까? 이것은 일반적이지 않은 설정 (?)이 아닙니다.

— OrCa

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나는 이것이 매우 드문 접근법이라고 말하고 싶습니다. 일반적으로 사람들은 당신이 말하는 것처럼 커넥터 또는 거세를 사용합니다. QFN처럼 말하는 것을 할 수 있습니다. 실제 QFN은 본질적으로 상단에 다이가 있고 하단에 패드가있는 작은 PCB입니다. 이 크기의 무언가에 대한 한 가지 주요 어려움은 동일 평면성입니다. 보드는 쉽게 조립하기 위해 매우 평평해야합니다. 기본적으로 충분히 평평하지 않다는 것을 확신합니다.) IPC 클래스 2는 보드의 일부 구부러짐을 허용하며 리플로 중에는 다음과 같이 구부러지고 비틀립니다. 잘. 그들이 클수록 조립하기가 더 어려워집니다.

— 일부 하드웨어 사람

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이것은 귀하의 질문에 대한 직접적인 대답은 아니지만 매우 관련이 있다고 생각합니다.

몇 년 전, 우리도 같은 일을했습니다. 우리는 에지 캐스 텔레이션을 사용하여 마더 보드에 납땜하는 작은 도터 보드를 만들었습니다.

EtherCAT SPI 모듈

어려운 점은 PCB 하단에 구성 요소가 있다는 것입니다. 이들은 칩에 필요한 필수 디커플링 커패시터입니다.

따라서 마더 보드에는 이러한 구성 요소를 수용 할 수있는 매우 큰 비아가있었습니다.

EtherCAT 마더 보드

PCB에 몇 개의 큰 둥근 구멍이 있습니다. 구멍을 통해 도터 보드의 플립 측면에서 커패시터를 볼 수 있습니다. 구멍은 단지 큰 비아이므로 관통 도금 (공급 업체는 도금되지 않은 구멍을 제공하지 않음)이되므로 도금이 도터 보드의 패드를 단락시키지 않도록주의해야합니다.

PCB에서 패드를 사용하는 것에 대한 몇 가지 생각. 이 Telit HE910 모듈과 같은 것을 의미한다고 가정합니다.

Telit HE910 Telit HE910 납땜

어떤 리플 로우 솔더가 PCB에 직접 납땜됩니다. 그림에서 모듈과 메인 PCB 사이의 간격은 0이 아니라 확실히 1mm보다 작습니다. 분명히이 기술은 효과가 있습니다. 모듈 내부에있는 컴포넌트는 추가 리플 로우 프로세스를 거치지 않아도됩니다. 구성 요소는 일반적으로 보드의 각면에 대해 두 번 이상의 리플 로우에서 살아남을 수 있기 때문입니다. 이러한 모듈은 PCB의 한쪽에 구성 요소 만 있기 때문에 거의 확실히 리플 로우가 발생했습니다.

리플 로우 대신에, 핫 플레이트를 사용하여 이와 같은 모듈을 납땜하려는 유혹을받을 수 있습니다. 이렇게하면 모듈 내부의 구성 요소가 너무 뜨거워지지 않고 모듈을 납땜 할 수 있습니다. 그러나 나는이 방법에 대해 조언하지 않을 것입니다. 솔더가 고형화되는 순간 마더 PCB는 도터 PCB보다 훨씬 뜨겁습니다. 마더가 냉각 및 수축됨에 따라 솔더 조인트에 전단력이 발생하여 뒤 틀릴 수 있습니다.

— 로켓 자석
소스

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이에 대한 한 가지 가능한 해결책은 먼저 원시 PCB를 함께 납땜 한 다음 보드를 채우고 리플 로우 할 수 있다는 것입니다. 빠른 믹스 앤 매치 방법을 많이 추가하지는 않지만 두 번째 리플 로우 사이클을 견뎌 내기 위해 구성 요소를 요구하지 않아도됩니다.

— Toby Lawrence

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디커플링 캡을 수용하기 위해 마더 보드에 거대한 구멍을 뚫는 것이 좋습니다.

— 일부 하드웨어 사람

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글쎄, 우리는 거세를 나쁜 길로 만들었습니다 (보드 개요에 비아 사용). 문제는 보드가 라우팅 될 때 비아에서 도금이 찢어진다는 것입니다. 그들은 매우 신뢰할 수 없었습니다. 악몽. PCB 제조업체에 적합하게 만드는 것이 가장 좋습니다. 그렇게 할 수 없다면, 비아가 손상되지 않도록 보드 외곽선을 확장 한 다음 벨트 샌더를 사용하여 비아 절반을 샌딩하십시오. 이것은 그들에 대한 스트레스를 줄입니다.

— Rocketmagnet

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그들은 아마도 열적, 기계적 스트레스와 같은 것에 여전히 취약 할 것입니다. 1) 몇 개의 작은 비아로 성채 주위의 구리를 강화하십시오. 이것은 구리를 리벳 제거하는 데 도움이됩니다. 2) 한쪽 가장자리를 따라 모든 카스텔 레이션이 있고 다른 쪽 가장자리를 따라 유연한 접착제를 사용하십시오. 이로 인해 솔더 조인트의 기계적 응력이 완화됩니다. 그러나 어떤 종류의 혹독한 환경에서도 적절한 거세에 대한 장기적인 경험이 없다고 말해야합니다. 다른 사람이 있습니까?

— Rocketmagnet

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@Sener - TE-Connectivity의 Micro-Match 라고하는 IDC 전선 기판 간 커넥터 입니다.

— Rocketmagnet

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정확히 당신이 요구하는 것은 아니지만, PiCrust 에서 아이디어 를 확인하는 것이 좋습니다 . Hirose의 커넥터를 사용 하여 Raspberry Pi 보드 위에 컴팩트 한 스택 디자인을 구현합니다.

납땜없이 보드를 교체 할 수 있으면 문제에 대한 간단한 해결책처럼 들립니다.

PiCrust 보드 사진

— 알몸
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내 (확실히 좁은 경험)에서 도터 카드는 일반적으로 직접 납땜되지 않고 헤더 커넥터에 장착됩니다.

@trygvis는 매우 낮은 적층 높이 PCB 커넥터 에 대한 질문에 대해이 Molex 커넥터를 제안 했습니다.

아마도 그게 쓸모가 있습니까?

설명하는면 대면 납땜의 문제점은 PCB를 리플 로우하려는 경우가 아니라면 수동 프로세스 (리플 로우를 통한 픽앤 플레이스가 아님) 여야한다는 것입니다. 또한 기계적 고정을 확인해야합니다. 몇 개의 땜납 태그로는 충분하지 않을 수 있습니다. 기계적 고정이 필요합니다. 그렇지 않으면 진동 파열의 위험이 있습니다.

— 앤드류
소스

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두 가지 주요 사항이 떠 오릅니다.

1) FR-4 기판을 사용하는 솔더 범프 (BGA) 유형 패키지를 설명 할 수 있습니다. 이것은 드문 패키징 옵션이 아닙니다.

2) 측면 전도를 최소화하면서 테이프의 두께를 통해 전기 연결을 우선적으로 향상시킬 수있는 테이프 유형이있었습니다. 3M에서 구할 수 있었지만 몇 년 동안 보지 못했습니다. 그리고 100mA mA를 전달해야 할 경우 전도성이 충분하지 않을 수 있습니다. 이것은 당신에게 하나 또는 두 개의 아이디어를 줄 수 있습니다.

— 자리 표시 자
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Re # 2 : 3M Z 축 테이프를 생각하고 있습니다. 패드 사이에는 수평이 아닌 보드 사이에만 수직으로 전도됩니다.

— Navin

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SMT 리셉터클과 스루 홀 핀 헤더의 조합 사용을 고려할 수 있습니다 (예 :
2.54mm DIL SMT 소켓 BG120).
2.54mm DIL 스루 홀 핀 헤더 BG040

단일 행을 선택할 수 있습니다. GCT는 필요한 경우 더 미세한 피치를 제공합니다. 여기에서 합니다 .

상단 PCB에 SMT 소켓을 장착하십시오.

-두 PCB를 통해 스루 홀 핀 헤더 (위에서)를 끝까지 꽂습니다. 분명히 짝을 이루는 핀 헤더 핀은 PCB의 SMT 암 소켓을 통과 할 수있을만큼 길어야하며 손으로 납땜 할 수있는 충분한 공간을 남겨 두어야합니다.

-하단 PCB 하단에 노출 된 헤더 핀을 수동으로 납땜합니다.

동봉 된 스케치 (내 끔찍한 그림을 용서하십시오)를 참조하십시오. 여기에 이미지 설명을 입력하십시오 이것이 당신에게 도움이 될지 확실하지 않습니다!

참고 : Newark를 통해 제공되는 GCT 표준 제품. 비표준 핀 길이는 더 높은 MOQ (최소 1k 개)를 전달합니다.

— 로렌스 힐
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