无间隙地将一个PCB连接/连接/堆叠到另一个PCB上的想法


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在以下条件下,将一个PCB立即附着/堆叠在另一个PCB上可能可行的方法:

  • 两块PCB之间的零间距/间隙
  • 需要电触点,而不仅仅是物理附件
  • 假设顶部PCB大约是底部PCB的三分之一

我正处于项目的早期设计阶段,并且尝试首先调查选项,因此我愿意接受标准方法的建议以及任何创意。

注意:我已经熟悉边缘edge堡(也称为“半孔”),因此其他建议也将引起您的兴趣。

例如,是否可以将其设计为使得顶部PCB仅在底部具有焊盘接触(QFN / QFP样式),它们可以以某种方式可焊接到底部PCB的焊盘上?

编辑:要回答@Andrew的问题:

我这样堆叠两块板的目的是,顶层PCB将在我的设备的各种型号上变化(实际上,不仅顶层PCB包含什么,而且它具有的触点的大小和数量也可以变化),因此我们的目标是有一个恒定的基础PCB,带有焊盘,我可以在上面连接可变的顶层PCB。


我不得不问:为什么?假设您必须在主板上有足够的空间以适合子卡...虽然这在技术上是可行的,但从制造/装配的角度来看,我还是很担心,尤其是您的“某种程度上的焊锡”字样。
安德鲁(Andrew)

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@Andrew:在上面为您的问题添加了答案。从组装的角度来看,有什么要关注的呢?这很有可能不是常见的设置(?)
OrCa 2012年

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我会说这是一种非常不常见的方法,通常人们会像您所说的那样使用连接器或城堡形。您可以像QFN一样做您正在谈论的事情。真正的QFN本质上只是一个微型PCB,顶部带有管芯,底部带有焊盘。这种大小的东西的一个主要困难是共面性。为了易于组装,您的电路板必须非常平整,并且我保证您默认情况下还不够平整;好。它们越大,组装起来就越困难。
某些硬件专家2012年

Answers:


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这不是您问题的直接答案,但我认为这很相关。

几年前,我们做过同样的事情。我们制作了一些小的子板,这些子板使用边缘cast口将其焊接到母板上。

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。

因此,主板上有很大的通孔来容纳这些组件。

EtherCAT主板

您可以在PCB中看到几个大的圆孔。通过孔,您可以看到子板反面的电容器。由于这些孔只是较大的通孔,因此最终会被镀覆(我们的供应商不提供未镀覆的孔),因此您必须注意镀层不会使子板上的任何焊盘短路。


关于在PCB下方使用焊盘的几点思考。我假设您的意思是类似Telit HE910的模块:

泰利特HE910 Telit HE910焊接

哪些直接将焊料回流到PCB上。请注意,在图片中,模块和主PCB之间的间隙不为零,但肯定小于1mm。显然,此技术有效。模块中的任何组件都不必介意进行额外的回流过程。这是因为组件通常可以承受至少两次回流(电路板的每一侧一次)。由于这些模块仅在PCB的一侧具有组件,因此几乎可以肯定,它们仅经历了一次回流。

您可能会倾向于使用热板来焊接这样的模块,而不是进行回流焊。这将使您能够焊接模块而不会使模块内部的组件过热。但是,我建议您不要使用此方法。在焊料固化的那一刻,母PCB将比子PCB热得多。当母体冷却和收缩时,它将在焊点中产生剪切力,并可能翘曲。


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一种可能的解决方案是,他可以先将原始PCB焊接在一起,然后填充并回流这些板。它并没有以快速的混合匹配的方式增加太多,但将有助于避免需要组件承受第二个回流周期的麻烦。
托比·劳伦斯

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我喜欢您在母板上钻了巨大的孔以容纳去耦盖,这非常棒。
某些硬件专家

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好吧,我们把城堡做成了不好的方式(在电路板的轮廓上使用过孔)。问题在于,在对电路板进行布线时,会撕裂过孔中的镀层。他们非常不可靠。一个噩梦。最好让您的PCB制造商为您正确制造它们。如果您不能这样做,请扩展电路板的轮廓,以使通孔保持完整,然后使用砂光机打磨掉一半的通孔。这减少了对他们的压力。
Rocketmagnet 2012年

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它们可能仍然容易受到热应力和机械应力等因素的影响。您可能会考虑:1)用几个小通孔加固城堡形周围的铜。这有助于使铜铆接下来。2)沿一个边缘放置所有城堡,并在另一个边缘上使用一些柔性胶。这样可以减轻焊点上的一些机械应力。但是,我应该说,我在任何恶劣的环境中都没有长期使用适当城堡的经验。也许别人有?
Rocketmagnet 2012年

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@Sener-这些是IDC线对板连接器,被TE-Connectivity 称为Micro-Match
Rocketmagnet

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也许不完全是您要问的问题,但是我建议您查看PiCrust的想法。他们使用Hirose的连接器在Raspberry Pi板上实现了紧凑的堆叠设计。

如果该电路板无需焊接即可更换,这听起来很简单。

PiCrust板的图片


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根据我的经验(非常狭窄的经验),子卡通常安装在插头连接器上,而不是直接焊接。

在回答有关堆叠高度非常低的PCB连接器的问题时,@ trygvis建议此Molex连接器

也许这有用吗?

如您所描述的,面对面焊接的问题在于,除非您希望对PCB进行回流焊,否则这将必须是手动过程(而不是通过回流焊进行贴装)。另外,您需要确保机械固定-一些焊锡标签可能不够用-您需要机械固定,否则存在严重的振动磨损危险。


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我想到两个主要的事情:

1)您所描述的内容可以用来描述使用FR-4基板的焊料凸点(BGA)型封装。这不是一个罕见的包装选择。

2)曾经有一种类型的胶带,可以优先通过胶带的厚度增强电气连接,同时最大程度地减少横向传导。我以前可以从3M处获得信息,但多年没有见过。如果您需要携带100毫安的电流,它的电导率可能不足以使用。这可能会给您带来一两个想法。


关于#2:您正在考虑3M Z轴磁带。它仅在板之间垂直传导,而不在焊盘之间水平传导。
纳文

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您可能会考虑使用SMT插座和通孔排针的组合,例如:
2.54mm DIL SMT插座BG120
2.54mm DIL通孔排针的BG040

您可以选择单排,如果需要的话,GCT还可以提供更细的音高,此处还有其他选项

-在顶部PCB上安装SMT插座。

-从两个PCB一直插入通孔排针(从上方)。显然,相配的插头排针应足够长,以穿过两个PCB的SMT母插座,并留出足够的空间来手工焊接。

-手工焊接底部PCB底部的裸露插头引脚。

请参阅随附的草图(不好意思的图纸)在此处输入图片说明,我不确定这是否对您有用,只是一个想法!

注意:通过纽瓦克(Newark)提供的GCT标准产品,任何非标准引脚长度的MOQ都较高(至少为1k件)。

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