阿昆聊硬件产品模块化设计的连接“地基”-背板(下)

原创 阿昆谈DFM 2024-02-27 17:31
上期聊了一下背板相关的基本内容:
文章链接:阿昆聊硬件产品模块化设计的连接“地基”-背板(上)

    我们对什么是背板、单板、子板等也有了一个大概的了解,头脑里就该建立起了一个基本认识了。背板上除了设置最基本的信号连接器外,还需要有设计电源连接器、安装孔、定位孔、单板防插错定位销、甚至还需要设置一些其它器件、转换开关,甚至还要屏蔽措施等。

     所以PCB工程师如果要设计出一个稳定可靠、满足功能、满足电磁兼容的背板,是需要考虑很多因素。

     每个背板在系统中应可灵活使用,可降低安装、维护难度,能防止由于操作不当引发的意外与安全事故。背板还要结合实际可支持对各种功能单板的防插错要求和兼容多种单板的混插要求。

    降低背板设计难度和加工制造(PCBA)的难度和复杂度,均是需要考虑的重点内容。


那我们下面再聊一聊和背板设计有关几个点,供大家参考:


一、背板材质与尺寸
材质:
     一般电路板的板材分为普通板材质和高速板材,普通板是针对信号频率不超过300MHZ的电路板,如我们最常用的是FR4材料。

     频率如果超过300MHZ的单板一般认为是高频板,这个时候普通板材的介质就无法满足,需重新选择板材(可找板厂咨询)

注:高频板并没有一个严格界限频率,一般超过3-500MHZ都会让为是高速板了,有的信号甚至达到上GHZ.

相关板材特性可以查看,点击下方:

阿昆聊PCB板材的几个相关概念及高速板材的选择注意

厚度:
很多复杂的背板连接设备多且重,为了满足强度要求,一般会设计的非常厚,下图达到4MM(评估有接近20层)。
    当然还有阻抗设计要求的因素,信号,电源类型非常多,为了确保信号完整性,会设计非常多层(从10几层到几十层)来布线,也间接可以让板做更厚。
     并不是所有背板均要设计这么多层或这么厚,完全取决于应用场景来确认。但一般机柜用的背板是非常厚,强度高。
这个简单的背板就是1.6板厚,四层板。


二、连接器
   对于非常厚的通讯类背板,使用的连接器一般也是高端连接器,这类连接器往往是通过压接工艺安装在PCB上,而并非采用焊接。

    所谓压接就是靠压力,将连接器的引脚和PCB上的插件孔挤压在一起进行电气连接。所以这种设计不管从成本、工艺、设计来说都要求非常高。
     这个在设计选型时也要考虑,一般做用压接连接器,也是对加工厂非常挑,并不是所有工厂可以做这个工艺。


三、定位设计
    因为所有子板基本是通过盲插方式插入背板,而背板上的连接器针脚无数,随便一点小的偏差,轻则不好插入,重则用力硬插,损坏连接器针脚,这带来的后果就是背板无法使用而导致保费,那时间和成本影响都不可小看。

   PCB插入背板时,首先第一步是设计导轨方式:

另外是在背板中设计定位销,以保证单板正常插在背板上

    这样确保了单板能正确插紧对应的连接器,且不会插错。有的不能混插的单板不能被插到某卡位,可以设计定位销,确保每一个单板分别有对应的定位孔。

    定位装置一般由产品结构工程师确定,也可以用一些高端连接器自带的定位设计,一般专业的背板连接器都有定位功能,无需再特意设计防错设计。

     另外还有与背板设计的相关电气方面问题,如电源纹波、走线质量、阻抗控制和负载、子板与子板间的耦合、分层与分区,时钟线、高速线、差分线、信号回路、串扰、仿真等相关信息,大家可以查阅相关书籍了解。


     如果有硬件工程师对背板的设计还有兴趣,可以参考如下书籍,里面有针对背板的电气设计的介绍。


往期精彩

阿昆聊硬件产品模块化设计的连接“地基”-背板(上)

阿昆拆解华为设备,这是通讯产品模块化设计的学习典范,值得硬件工程师膜拜学习!

阿昆谈DFM 陈昆-专注于可制造性设计DFM的技术与思想推广。主张在设计阶段就从源头解决产品生产各环节的问题,加速量产周期,最终提高产品竞争力。相关作品:《PCB裸板的DFM可制造性设计规范》及案例分享、《一个因PCB丝印设计不规范而引发的一系列悲剧》。分享交流:电子产品拆解学习、PCB/SMT可制造性设计经验与案例、元器件/原材料认识与选型、组装结构工艺、生产质量管理、生活工作感悟等相关内容。
评论
  • 天问Block和Mixly是两个不同的编程工具,分别在单片机开发和教育编程领域有各自的应用。以下是对它们的详细比较: 基本定义 天问Block:天问Block是一个基于区块链技术的数字身份验证和数据交换平台。它的目标是为用户提供一个安全、去中心化、可信任的数字身份验证和数据交换解决方案。 Mixly:Mixly是一款由北京师范大学教育学部创客教育实验室开发的图形化编程软件,旨在为初学者提供一个易于学习和使用的Arduino编程环境。 主要功能 天问Block:支持STC全系列8位单片机,32位
    丙丁先生 2024-12-11 13:15 49浏览
  • RK3506 是瑞芯微推出的MPU产品,芯片制程为22nm,定位于轻量级、低成本解决方案。该MPU具有低功耗、外设接口丰富、实时性高的特点,适合用多种工商业场景。本文将基于RK3506的设计特点,为大家分析其应用场景。RK3506核心板主要分为三个型号,各型号间的区别如下图:​图 1  RK3506核心板处理器型号场景1:显示HMIRK3506核心板显示接口支持RGB、MIPI、QSPI输出,且支持2D图形加速,轻松运行QT、LVGL等GUI,最快3S内开
    万象奥科 2024-12-11 15:42 71浏览
  • 智能汽车可替换LED前照灯控制运行的原理涉及多个方面,包括自适应前照灯系统(AFS)的工作原理、传感器的应用、步进电机的控制以及模糊控制策略等。当下时代的智能汽车灯光控制系统通过车载网关控制单元集中控制,表现特殊点的有特斯拉,仅通过前车身控制器,整个系统就包括了灯光旋转开关、车灯变光开关、左LED前照灯总成、右LED前照灯总成、转向柱电子控制单元、CAN数据总线接口、组合仪表控制单元、车载网关控制单元等器件。变光开关、转向开关和辅助操作系统一般连为一体,开关之间通过内部线束和转向柱装置连接为多,
    lauguo2013 2024-12-10 15:53 81浏览
  • 时源芯微——RE超标整机定位与解决详细流程一、 初步测量与问题确认使用专业的电磁辐射测量设备,对整机的辐射发射进行精确测量。确认是否存在RE超标问题,并记录超标频段和幅度。二、电缆检查与处理若存在信号电缆:步骤一:拔掉所有信号电缆,仅保留电源线,再次测量整机的辐射发射。若测量合格:判定问题出在信号电缆上,可能是电缆的共模电流导致。逐一连接信号电缆,每次连接后测量,定位具体哪根电缆或接口导致超标。对问题电缆进行处理,如加共模扼流圈、滤波器,或优化电缆布局和屏蔽。重新连接所有电缆,再次测量
    时源芯微 2024-12-11 17:11 79浏览
  •         在有电流流过的导线周围会感生出磁场,再用霍尔器件检测由电流感生的磁场,即可测出产生这个磁场的电流的量值。由此就可以构成霍尔电流、电压传感器。因为霍尔器件的输出电压与加在它上面的磁感应强度以及流过其中的工作电流的乘积成比例,是一个具有乘法器功能的器件,并且可与各种逻辑电路直接接口,还可以直接驱动各种性质的负载。因为霍尔器件的应用原理简单,信号处理方便,器件本身又具有一系列的du特优点,所以在变频器中也发挥了非常重要的作用。  &nb
    锦正茂科技 2024-12-10 12:57 76浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-10 16:13 109浏览
  • 我的一台很多年前人家不要了的九十年代SONY台式组合音响,接手时只有CD功能不行了,因为不需要,也就没修,只使用收音机、磁带机和外接信号功能就够了。最近五年在外地,就断电闲置,没使用了。今年9月回到家里,就一个劲儿地忙着收拾家当,忙了一个多月,太多事啦!修了电气,清理了闲置不用了的电器和电子,就是一个劲儿地扔扔扔!几十年的“工匠式”收留收藏,只能断舍离,拆解不过来的了。一天,忽然感觉室内有股臭味,用鼻子的嗅觉功能朝着臭味重的方向寻找,觉得应该就是这台组合音响?怎么会呢?这无机物的东西不会腐臭吧?
    自做自受 2024-12-10 16:34 141浏览
  • 概述 通过前面的研究学习,已经可以在CycloneVGX器件中成功实现完整的TDC(或者说完整的TDL,即延时线),测试结果也比较满足,解决了超大BIN尺寸以及大量0尺寸BIN的问题,但是还是存在一些之前系列器件还未遇到的问题,这些问题将在本文中进行详细描述介绍。 在五代Cyclone器件内部系统时钟受限的情况下,意味着大量逻辑资源将被浪费在于实现较大长度的TDL上面。是否可以找到方法可以对此前TDL的长度进行优化呢?本文还将探讨这个问题。TDC前段BIN颗粒堵塞问题分析 将延时链在逻辑中实现后
    coyoo 2024-12-10 13:28 101浏览
  • 【萤火工场CEM5826-M11测评】OLED显示雷达数据本文结合之前关于串口打印雷达监测数据的研究,进一步扩展至 OLED 屏幕显示。该项目整体分为两部分: 一、框架显示; 二、数据采集与填充显示。为了减小 MCU 负担,采用 局部刷新 的方案。1. 显示框架所需库函数 Wire.h 、Adafruit_GFX.h 、Adafruit_SSD1306.h . 代码#include #include #include #include "logo_128x64.h"#include "logo_
    无垠的广袤 2024-12-10 14:03 71浏览
  • 一、SAE J1939协议概述SAE J1939协议是由美国汽车工程师协会(SAE,Society of Automotive Engineers)定义的一种用于重型车辆和工业设备中的通信协议,主要应用于车辆和设备之间的实时数据交换。J1939基于CAN(Controller Area Network)总线技术,使用29bit的扩展标识符和扩展数据帧,CAN通信速率为250Kbps,用于车载电子控制单元(ECU)之间的通信和控制。小北同学在之前也对J1939协议做过扫盲科普【科普系列】SAE J
    北汇信息 2024-12-11 15:45 83浏览
  • 近日,搭载紫光展锐W517芯片平台的INMO GO2由影目科技正式推出。作为全球首款专为商务场景设计的智能翻译眼镜,INMO GO2 以“快、准、稳”三大核心优势,突破传统翻译产品局限,为全球商务人士带来高效、自然、稳定的跨语言交流体验。 INMO GO2内置的W517芯片,是紫光展锐4G旗舰级智能穿戴平台,采用四核处理器,具有高性能、低功耗的优势,内置超微高集成技术,采用先进工艺,计算能力相比同档位竞品提升4倍,强大的性能提供更加多样化的应用场景。【视频见P盘链接】 依托“
    紫光展锐 2024-12-11 11:50 50浏览
  • 全球知名半导体制造商ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)宣布与Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited(以下简称“台积公司”)就车载氮化镓功率器件的开发和量产事宜建立战略合作伙伴关系。通过该合作关系,双方将致力于将罗姆的氮化镓器件开发技术与台积公司业界先进的GaN-on-Silicon工艺技术优势结合起来,满足市场对高耐压和高频特性优异的功率元器件日益增长的需求。氮化镓功率器件目前主要被用于AC适配器和服务器电源等消费电子和
    电子资讯报 2024-12-10 17:09 88浏览
  •         霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。霍尔效应是磁电效应的一种,这一现象是霍尔(A.H.Hall,1855—1938)于1879年在研究金属的导电机构时发现的。后来发现半导体、导电流体等也有这种效应,而半导体的霍尔效应比金属强得多,利用这现象制成的各种霍尔元件,广泛地应用于工业自动化技术、检测技术及信息处理等方面。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法。通过霍尔效应实验测定的霍尔系数,能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子
    锦正茂科技 2024-12-10 11:07 64浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦