分离式 PCB 设计

电器工程 电路板 pcb设计 pcb层 痕迹
2022-01-09 04:29:32

我的目标是为小型系列设计一种分离式 PCB 设计,可以断开不需要的隔间。(见下图)

例如,我在 STM32 Nucleo 板上看到了这一点,一旦你完成它,它就可以用来取下闪存接口。所以我想这应该不是顶层和底层悬空的 PCB 走线的问题。

但是内部层呢?
- 电源层和接地层跨越预定断点是否有问题?
- 当我确保没有贯穿所有层的痕迹时可以这样做吗?
- 做这样的事情是否被认为是不好的做法?

分离式印刷电路板

4个回答

但是对于有孩子和 USB 插头被撕掉的用户的过度压力的机械应力释放,它是非常好的。

在此处输入图像描述

主板具有良好的 3 点螺丝孔安装,以消除脆性陶瓷部件上的扭转应力,分离允许更多的板弯曲应力发生在间隙处,而不会对陶瓷芯片产生应力。含义 可用于开放式电路板,USB 端口上有弯曲应力,USB 区域没有安装孔,应变受 USB 连接器外壳安装孔的限制。

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

靠近断裂处的 SMD 盖的方向告诉我,它从未打算用于分离,而是带有外部 USB 插头的应力释放接头。

上面链接的反向视频增强放大区域:

在此处输入图像描述

结论

Good mechanical design
Bad Breakaway panel design. * false assumption *
C12 , C13 could crack with normal attempts to snap or shear the break.
  • 这种设计会因分离设计规则而使 DFM 失败。

但既然我断定这是一个错误的假设,作为一个突破,这是一个很好的减压设计。

该区域的中断需要使用铜轨 Dremel® 清理的微型路由器。

参考: 40 年的研发和合同制造经验以及许多来自运营商的分离设计缺陷和设计缺陷。

  • 例如。当我担任温尼伯 C-MAC 合同制造厂的工程师经理时,霍尼韦尔位于凤凰城的航空电子部门的客户设计了一块我们批量生产的板,一个喷气发动机控制板,它偶尔会出现破裂的 Vcc 去耦陶瓷芯片在饼干中面板化的大型主板。我们通过培训操作人员更仔细地剪切卡扣板来修复该缺陷,以限制板翘曲并且不会在 HUGE 陶瓷 10uF 盖上产生看不见的裂缝。霍尼韦尔在后来的 Rev's 中改进了设计。

饼干断裂附近的方向和接近度是关键的设计特征,其中首选 V-score 或在向 PCB 内边缘偏移的中间有许多间隔孔的饼干。

添加

如果您打算分离和重复使用小板;使用以下任何一种方法

  • 用金属型钢锯条(无需手柄)或手动铣刀或精确刀切深,然后小心地折断 v-score

您可以使用穿孔(紧密间隔的孔)来允许在制造后折断 PC 板的一部分。但是,当有任何痕迹穿过中断时,这不是一个好主意。铜不会整齐地断裂,并留下锋利和暴露的边缘。

分离板零件的主要原因是所有东西都可以一次制造。然后不同但相关的板后来分开了。

到目前为止,我只使用过一次这种技术。该装置有一个主电路板和另一个装有 IR 接收器的小板。这些必须在主板的尴尬方向。我们通过使 IR 接收器的电路板变小来解决这个问题,并用带状电缆将其连接到主板。

为了便于制造,这一切都构建为一块板,包括带状电缆。在制造过程中,当板组安装在其外壳中时,IR 接收器板被折断。这节省了一些步骤,并且更容易安装带状电缆。

但是,电路板之间没有铜迹线。电路板在穿孔处有点锯齿状,但这并不重要,因为它们安装在最终用户不应该出现的外壳中。

但是内部层呢?- 电源层和接地层跨越预定断点是否有问题?

让内部层和电源轨穿过中断并不是一个明确的问题,但是您无法控制中断并让自己对两个平面短路的可能性持开放态度。有三个选项

  • 不要在断口处铺设任何铜(没有因 PCB 断口而短路的风险)
  • 跨越断路运行电源、信号和接地(PCB 断路的风险很小但未知)
  • 不要将电源、信号和接地一起运行(相交)跨越断点(没有 PCB 断点短路的风险)

在最后一个选项中,如果您有多个分离点并且您担心短路,您可以在一个分离选项卡上接地,在另一个分离选项卡上运行电源和信号。

我还认为两层设计的风险比四层设计低得多,因为分离距离要大得多。

  • 当我确保没有贯穿所有层的痕迹时可以这样做吗?

从我看到的断裂情况来看,问题是物理上彼此相邻的平面更容易短路。你把它们分开得越远,你就越好。

  • 做这样的事情被认为是不好的做法吗?

这是一个见仁见智的问题,对于某些行业来说,没有风险是可以容忍的,他们的设计反映了这一点。在业余爱好者的环境中,更多的风险是可以容忍的,这也取决于你的市场。

如果没有实验,这个问题的风险很难量化,所以我只能从我在分离式 PCB 上看到的情况来说话。最大的风险是电源层对地短路或信号计划对地短路,可以设计一个分离式 PCB,使接地层或信号穿过分离层的风险很小或没有短路。

如果是针对其他用户,我同意其他人的“不要这样做”。但如果只有你,那我会做。顶层痕迹很容易用锋利的剃刀切割。内层不是,但那个小板是低功耗的,所以不需要内层来供电/接地。如果你想这样做,你只能有外层走线,包括电源和地线。然后在分离的每一端用剃刀切割它们。在主板一侧,将切口偏向主板。由于没有 GND 平面,您的信号完整性会受到影响,但这是一个单独的问题。

经历:EE学位。15 年以上的电路板设计/开发/调试以及“自己动手”车库 PCB DIYer。我已经做了这件事。