การออกแบบ PCB Breakaway

ฉันตั้งเป้าที่จะออกแบบ PCB แบบแยกชิ้นสำหรับชุดเล็ก ๆ ที่สามารถแยกส่วนที่ไม่จำเป็นออกได้ (ดูภาพด้านล่าง)

ฉันเห็นสิ่งนี้บนบอร์ด STM32 Nucleo ซึ่งมันถูกใช้เพื่อถอดอินเตอร์เฟสแฟลชเมื่อคุณทำเสร็จแล้ว ดังนั้นฉันคิดว่ามันไม่น่าจะมีปัญหาเกี่ยวกับร่องรอย PCB ห้อยอยู่ที่ชั้นบนและล่าง

แต่แล้วเลเยอร์ภายในล่ะ
- เป็นปัญหาหรือไม่ที่จะมีเสบียงและพื้นดินเดินข้ามจุดแตกหักที่กำหนดไว้?
- ฉันจะทำเช่นนี้ได้หรือไม่เมื่อฉันตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีร่องรอยที่สอดแทรกอยู่ในทุกเลเยอร์
- มันเป็นการฝึกที่ไม่ถูกต้องหรือไม่ที่ทำสิ่งนี้

แต่เพื่อบรรเทาความเครียดเชิงกลสำหรับความเครียดที่เกิดขึ้นกับผู้ใช้ที่มีเด็ก ๆ และปลั๊ก USB หลุดออกมามันยอดเยี่ยมมาก

บอร์ดหลักมีรูยึดสกรู 3 จุดที่ดีเพื่อขจัดความเครียดที่เกิดจากแรงบิดบนชิ้นส่วนเซรามิกที่เปราะและ breakaway ช่วยให้เกิดความเค้นดัดของบอร์ดมากขึ้นที่ช่องว่างโดยไม่เกิดความเครียดบนชิปเซรามิก ความหมายตกลงสำหรับการใช้บอร์ดแบบเปิดที่มีความเค้นดัดบนพอร์ต USB และไม่มีรูสำหรับติดตั้งสำหรับพื้นที่ USB ที่มีการ จำกัด แรงตึงของรูสำหรับติดตั้งสำหรับตัวเชื่อมต่อ USB

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

การวางแนวของฝา SMD ใกล้กับตัวแบ่งบอกฉันว่ามันไม่เคยมีจุดประสงค์เพื่อ breakaway แต่เป็นการบรรเทาความเครียดด้วยปลั๊ก USB ภายนอก

วิดีโอผกผันขยายพื้นที่ของลิงก์ด้านบน:

ข้อสรุป

Good mechanical design
Bad Breakaway panel design. * false assumption *
C12 , C13 could crack with normal attempts to snap or shear the break.

• การออกแบบนี้อาจล้มเหลว DFM สำหรับกฎการออกแบบที่ผิดพลาด

แต่เนื่องจากฉันสรุปว่ามันเป็นข้อสันนิษฐานที่ผิดพลาดที่จะเป็นตัวแยกมันเป็นการออกแบบที่ดีสำหรับการบรรเทาความเครียด

การหยุดพักในบริเวณนี้จะต้องมีเราเตอร์ขนาดเล็กที่มีการล้างข้อมูลแทร็กDremel®

อ้างอิง: ประสบการณ์ 40 ปีในการวิจัยและพัฒนาและการผลิตตามสัญญาและข้อบกพร่องมากมายในการออกแบบจากผู้ประกอบการและข้อบกพร่องในการออกแบบ

• เช่น. เมื่อฉันเป็น Eng Mgr ของสัญญา Mfg, C-MAC ใน Winnipeg ลูกค้าแผนก Avionics ของ Honeywell ใน Phoenix ออกแบบกระดานที่เราทำในปริมาณที่คณะกรรมการควบคุมเครื่องยนต์เจ็ทซึ่งมีประสบการณ์แตก Vcc decoupling ชิปเซรามิกในบิสกิต เมนบอร์ดขนาดใหญ่แผง เราแก้ไขข้อบกพร่องโดยผู้ฝึกอบรมเพื่อตัดกระดานสแนปอย่างระมัดระวังมากขึ้นเพื่อ จำกัด การบิดของบอร์ด Honeywell ปรับปรุงการออกแบบในภายหลังของเรฟ

การวางแนวและความใกล้ชิดใกล้กับตัวแบ่งบิสกิตเป็นคุณสมบัติการออกแบบที่สำคัญในหมู่ผู้ที่ต้องการคะแนน V หรือบิสกิตที่มีช่องว่างจำนวนมากในระหว่างการชดเชยกับ PCB ภายในขอบ

ADDED

หากคุณตั้งใจจะแยกและนำกระดานขนาดเล็กกลับมาใช้ซ้ำ ใช้วิธีการใด ๆ ต่อไปนี้

• ตัดด้วยใบเลื่อยชนิดสับโลหะ (ไม่ต้องใช้มือจับ) หรือเราเตอร์มือหรือมีดคมชัดลึกก่อนที่จะหักคะแนน v อย่างระมัดระวัง

คุณสามารถใช้การเจาะรู (เว้นระยะห่างอย่างใกล้ชิด) เพื่อให้สามารถแยกส่วนของบอร์ด PC ได้หลังจากการผลิต อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่ความคิดที่ดีเมื่อมีร่องรอยใด ๆ วิ่งข้ามตัวแบ่ง ทองแดงจะไม่แยกอย่างเรียบร้อยและปล่อยให้ขอบที่แหลมและโล่ง

เหตุผลหลักสำหรับการแยกส่วนของบอร์ดคือเพื่อให้ทุกอย่างสามารถผลิตได้ในครั้งเดียว จากนั้นบอร์ดที่แตกต่าง แต่เกี่ยวข้องกันก็แยกกันภายหลัง

ฉันใช้เทคนิคนี้เพียงครั้งเดียวจนถึงตอนนี้ หน่วยมีแผงวงจรหลักหนึ่งแผงและอีกบอร์ดขนาดเล็กที่มีตัวรับสัญญาณ IR สิ่งเหล่านี้จะต้องอยู่ในทิศทางที่น่าอึดอัดใจกับกระดานหลัก เราจัดการกับสิ่งนั้นโดยทำให้บอร์ดสำหรับตัวรับสัญญาณ IR มีขนาดเล็กและเชื่อมต่อกับบอร์ดหลักด้วยสายริบบิ้น

เพื่อความสะดวกในการผลิตทั้งหมดนี้ถูกสร้างขึ้นเป็นบอร์ดเดียวรวมถึงสายริบบิ้น บอร์ดรับสัญญาณ IR นั้นแตกออกเมื่อติดตั้งชุดบอร์ดในกรณีของมันในระหว่างการผลิต ที่บันทึกบางขั้นตอนและทำให้ง่ายต่อการติดตั้งสายแพ

อย่างไรก็ตามไม่มีร่องรอยทองแดงทำงานระหว่างบอร์ด บอร์ดบอร์ดมีรอยหยักเล็กน้อยที่รูพรุน แต่ก็ไม่เป็นไรเพราะติดตั้งในตู้ที่ผู้ใช้ไม่ควรทำ

แต่แล้วเลเยอร์ภายในล่ะ - เป็นปัญหาหรือไม่ที่จะมีซัพพลายและเลเยอร์กราวด์ไปยังจุดแตกหักที่กำหนดไว้?

มันไม่ใช่ปัญหาที่ชัดเจนที่จะปล่อยให้เลเยอร์ภายในและรางกำลังเดินข้ามการหยุดพัก แต่คุณไม่สามารถควบคุมการหยุดพัก มีสามตัวเลือก

• อย่าใช้ทองแดงข้ามการพัก (ไม่มีความเสี่ยงในการลัดวงจรด้วยตัวแบ่ง PCB)
• ใช้พลังงานสัญญาณและกราวด์ข้ามจุดพัก (ความเสี่ยงเล็กน้อย แต่ไม่ทราบด้วยตัวแบ่ง PCB)
• อย่าใช้พลังงานสัญญาณและกราวด์ร่วมกัน (การตัดกัน) ข้ามจุดพัก (ไม่เสี่ยงต่อการลัดวงจรด้วยตัวแยก PCB)

ในตัวเลือกสุดท้ายหากคุณมีจุดแตกหักหลายจุดและคุณเป็นกังวลเรื่องการลัดวงจรคุณสามารถวิ่งบนแท็บ breakaway หนึ่งและพลังและสัญญาณในอีกด้านหนึ่ง

ฉันก็คิดว่าความเสี่ยงนั้นต่ำกว่าการออกแบบสองชั้นมากกว่าการออกแบบสี่ชั้นเนื่องจากระยะการแยกมีขนาดใหญ่กว่ามาก

• มันจะโอเคไหมถ้าฉันจะตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีร่องรอยที่สอดแทรกอยู่ในทุกเลเยอร์?

จากสิ่งที่ฉันได้เห็นด้วยการแตกปัญหาคือเครื่องบินที่อยู่ติดกันซึ่งร่างกายมีแนวโน้มที่จะสั้นเข้าด้วยกัน ยิ่งคุณแยกพวกเขาออกจากกันมากเท่าไรคุณก็ยิ่งดีเท่านั้น

• ถือว่าเป็นการปฏิบัติที่ไม่ดีที่จะทำสิ่งนี้หรือไม่?

นี่เป็นเรื่องของความเห็นสำหรับบางอุตสาหกรรมที่ไม่มีความเสี่ยงจะยอมรับได้และการออกแบบของพวกเขาสะท้อนให้เห็นถึงเรื่องนี้ ในงานอดิเรกที่มีความเสี่ยงมากขึ้นจะยอมรับได้ขึ้นอยู่กับว่าตลาดของคุณคืออะไร

ความเสี่ยงในปัญหานี้ยากที่จะหาปริมาณโดยไม่ต้องทำการทดลองดังนั้นฉันสามารถพูดได้จากสิ่งที่ฉันเห็นด้วยแผ่นวงจรแยกของ PCB เท่านั้น ความเสี่ยงที่ใหญ่ที่สุดคือการลัดวงจรลงสู่พื้นดินหรือแผนการส่งสัญญาณที่สั้นลงสู่พื้นดินมันเป็นไปได้ที่จะออกแบบ PCB แบบแยกส่วนที่มีความเสี่ยงเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยของเครื่องบิน

ฉันเห็นด้วยกับผู้อื่น "อย่าทำเช่นนี้" ถ้าเป็นเพื่อผู้ใช้รายอื่น แต่ถ้ามันเป็นเพียงคุณฉันจะทำ ร่องรอยชั้นบนถูกตัดอย่างง่ายดายด้วยมีดโกนที่คมชัด เครื่องบินชั้นในไม่ได้ แต่บอร์ดเล็ก ๆ ที่ใช้พลังงานต่ำจึงไม่จำเป็นต้องมีเครื่องบินภายในสำหรับพลังงาน / gnd หากคุณต้องการทำสิ่งนี้คุณสามารถมีเพียงร่องรอยชั้นนอกเท่านั้นรวมถึงพลังงานและพื้นดิน จากนั้นก็ตัดด้วยมีดโกนที่ปลายแต่ละด้านของ breakaway บนกระดานหลักด้านอคติตัดไปทางกระดานหลัก ความสมบูรณ์ของสัญญาณของคุณจะได้รับเนื่องจากไม่มีระนาบ GND แต่เป็นปัญหาแยกต่างหาก

ประสบการณ์: ระดับปริญญาเอก มากกว่า 15 ปีในการออกแบบบอร์ด / นำขึ้น / ดีบั๊กรวมถึงโรงรถ PCB DIYer ฉันทำสิ่งนี้แน่นอน

นี่คือตัวอย่างจากvblogของ Dave Jones ที่แสดงความต้องการที่คล้ายกันกับคุณ - ผ่านตัวนำสองตัวข้ามบิต snap-off บนชุดของแผงวงจร PCB

ฉันไม่ได้เป็นแฟนตัวยงของเรื่องนี้โดยทั่วไปเพราะตัวนำสามารถดึงความยาวที่ไม่สามารถควบคุมได้ (ฉันควรมีแผ่นทดสอบแต่ละอันหรือขั้วต่อในแต่ละบอร์ด) แต่เขาทำงานได้ดีในที่นี้ - มี ความยาวการติดตามที่มากเกินไปเพื่อให้สามารถลอกออกได้และเขาต้องทำมุมให้เรียบร้อยเพื่อให้เข้ากับเคสเพื่อให้พวกเขาได้รับความสนใจจากมนุษย์พวกเขาต้องการให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดแทรกอยู่ในระยะสั้น พวกเขายังแยกจากกัน แน่นอนว่าส่วนนอกบอร์ดถูกยกเลิกหลังจากการปลดออกจากตำแหน่งดังนั้นเราจึงไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับเรื่องนั้น

ในกรณีนี้การถอดแยกชิ้นส่วนทำได้ด้วยก้ามปูคู่หนึ่งที่แต่ละมุม ข้อกำหนดที่นี่คือการจัดเรียงด้วยขอบเรียบที่สุดเท่าที่จะทำได้ดังนั้นนี่จึงเป็นวิธีการประนีประนอม

วิธีการผลิตที่มีขนาดใหญ่อาจจะใช้กระดานผลักกลับหรืออุปกรณ์ติดตั้งแบบกำหนดเองซึ่งจะกำจัดการติดตั้งเสาหลังทั้งหมด แต่จะไม่เข้ากันกับการตั้งค่าตัวเชื่อมต่อการทดสอบข้างต้น

เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาทางกลที่ได้กล่าวไปแล้วฉันจะใช้เลื่อยตัดและขัดเพื่อกำจัดทองแดงที่ยื่นออกมา อย่างไรก็ตามปัญหาที่แท้จริงที่ฉันเห็นคือร่องรอยทองแดงที่เหลืออยู่กลายเป็น "เสาอากาศ" สำหรับวงจรที่เหลืออยู่! วงจรที่เหลือจะอ่อนไหวต่อเสียงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (โดยเฉพาะที่ความถี่สูง)