将一个 PCB 无间隙地连接/连接/堆叠到另一个 PCB 上的想法

电器工程 电路板 pcb设计 连接器
2022-01-30 12:58:33

在以下条件下,哪些方法可以将一个 PCB 立即连接/堆叠在另一个 PCB 之上:

  • 两个 PCB 之间的零间距/间隙
  • 需要电触点,而不仅仅是物理连接
  • 假设顶部 PCB 大约是底部 PCB 尺寸的三分之一

我正处于项目的早期设计阶段,并且正在尝试首先调查选项,因此我对标准方法的建议以及任何创意都持开放态度。

注意:我已经熟悉边缘城堡(又名“半通孔”),所以其他建议会很有趣。

例如,是否可以将其设计为顶部 PCB 仅在底部具有焊盘触点(QFN/QFP 样式),这些触点可以以某种方式焊接到底部 PCB 的焊盘上?

编辑:回答@Andrew的问题:

我像这样堆叠两块板的目的是顶部 PCB 将在我的设备变体中变化(实际上,不仅顶部 PCB 包含的内容可变,而且它具有的触点的尺寸和数量也可变),因此目标是有一个带有焊盘的恒定基础 PCB,我可以在其上连接一个可变的顶部 PCB。

4个回答

这不是您问题的直接答案,但我认为它非常相关。

几年前,我们也做过同样的事情。我们制作了使用边缘城堡将其焊接到主板上的小子板。

EtherCAT SPI 模块

困难在于我们在 PCB 的底部有组件。这些是芯片所需的重要去耦电容器。

所以主板有非常大的通孔来容纳这些组件。

EtherCAT 主板

您可以在 PCB 上看到几个大圆孔。通过这些孔,您可以看到子板反面的电容器。由于这些孔只是大通孔,它们最终会通过电镀(我们的供应商不提供未电镀的孔),因此您必须注意电镀不会使子板上的任何焊盘短路。


关于在 PCB 下使用焊盘的一些想法。我假设您的意思是这样的 Telit HE910 模块:

泰利特 HE910 泰利特 HE910 焊接

回流焊直接焊接到 PCB 上。请注意,图中模块和主 PCB 之间的间隙不是零,但肯定小于 1mm。显然,这种技术是有效的。模块内的任何组件都不介意进行额外的回流过程。这是因为组件通常至少可以承受两次回流(电路板的每一面一次)。由于这些模块仅在 PCB 的一侧具有组件,因此几乎可以肯定它们只经历了一次回流。

您可能会想使用热板来焊接这样的模块,而不是回流。这将使您能够将模块焊接下来,而不会使模块内部的组件过热。但是,我建议不要使用这种方法。在焊料凝固的那一刻,母 PCB 将比子 PCB 热得多。随着母材的冷却和收缩,它会在焊点中产生剪切力,并且可能会翘曲。

也许不完全是您所要求的,但我建议您查看PiCrust的想法。他们使用Hirose的连接器在 Raspberry Pi 板上实现紧凑的堆叠设计。

如果电路板无需焊接即可更换,这听起来是一个非常简单的问题解决方案。

PiCrust 板的图片

在我(诚然狭隘的经验)中,子卡通常安装在接头连接器上,而不是直接焊接。

在回答有关堆叠高度极低 PCB 连接器的问题时,@trygvis 建议使用此 Molex 连接器

也许这有用?

正如您所描述的,面对面焊接的问题是,除非您想回​​流 PCB,否则这将必须是手动过程(而不是使用回流焊的拾取和放置)。此外,您需要确保机械固定 - 一些焊接标签可能还不够 - 您将需要机械固定,否则存在振动断裂的严重风险。

我想到了两个主要的事情:

1) 您所描述的内容可用于描述使用 FR-4 基板的焊料凸块 (BGA) 型封装。这不是一个不常见的包装选项。

2) 曾经有一种胶带可以优先通过胶带的厚度增强电气连接,同时最大限度地减少横向传导。我曾经可以从 3M 获得,但我已经很多年没见过了。如果您需要携带 100 毫安的电流,它的电导率可能不足以满足您的使用需求。这可能会给你一两个想法。